DE4338267A1 - 3-Fluorbenzole und ihre Verwendung in Flüssigkristallmischungen - Google Patents

3-Fluorbenzole und ihre Verwendung in Flüssigkristallmischungen

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Description

Die ungewöhnliche Kombination von anisotropem und fluidem Verhalten der Flüssigkristalle hat zu ihrer Verwendung in elektrooptischen Schalt- und Anzeigevorrichtungen geführt. Dabei können ihre elektrischen, magnetischen, elastischen und/oder ihre thermischen Eigenschaften zu Orientierungsänderungen genutzt werden. Optische Effekte lassen sich beispielsweise mit Hilfe der Doppelbrechung, der Einlagerung dichroitischer Farbstoffmoleküle (guest host mode) oder der Lichtstreuung erzielen.
Die Praxisanforderungen steigen ständig nicht zuletzt auch wegen der immer größer werdenden Anzahl von Lichtventiltypen (TN, STN, DSTN, TFT, ECB, DS, GH, PDLC, NCAP, SSFLC, DHF, SBF etc.). Neben thermodynamischen und elektrooptischen Größen wie z. B. Phasenfolge und Phasentemperaturbereich, Brechungsindex, Doppelbrechung und dielektrischer Anisotropie, Schaltzeit, Schwellspannung, Steilheit der elektrooptischen Kennlinie, elastischen Konstanten, elektrischer Widerstand, Multiplexierbarkeit oder Pitch und/oder Polarisation in chiralen Phasen ist die Stabilität der Flüssigkristalle gegenüber Feuchtigkeit, Gasen, Temperatur und elektromagnetischer Strahlung wie auch gegenüber den Materialien mit denen sie während und nach dem Fertigungsprozeß in Verbindung stehen (z. B. Orientierungsschichten) von großer Wichtigkeit. Der toxikologischen und ökologischen Unbedenklichkeit wie auch dem Preis kommt immer mehr Bedeutung zu.
Einen breiten Überblick über das Gebiet der Flüssigkristalle bieten beispielsweise die nachstehenden Literaturstellen und die darin enthaltenen Referenzen:
H. Kelker, H. Hatz: Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim 1980; W. E. De Jeu: Physical Porperties of Liquid Crystal Materials, Gordon and Breach, 1980; H. Kresse: Dielectric Behaviour of Liquid Crystals, Fortschritte der Physik, Berlin 30 (1982)10, 507 bis 582; H. D. Koswig: "Flüssige Kristalle", Aulis Verlag Deubner, Köln 1985; "Liquid Crystals, Measurement of the Physical Properties" by E. Merck; B. Bahadur: Liquid Crystals: Applications and Uses, World Scientific, 1990; H. J. Plach et al.: Liquid Crystals for Active Matrix Displays, Solid State Technology, 1992, 6, 186 bis 193; Landolt-Börnstein, New Series, Group IV, Volume 7 Liquid Crystals, 1992 bis 1993; J. W. Goodby et al., Ferroelectric Liquid Crystals: Principals, Properties and Applications, Gordon Breach, 1991.
Da Einzelverbindungen bislang die vielen verschiedenen Anforderungen nicht simultan erfüllen können, besteht laufend Bedarf an neuen verbesserten Flüssigkristallmischungen und somit an einer Vielzahl mesogener und nicht mesogener Verbindungen unterschiedlicher Struktur, die eine Anpassung der Mischungen an die unterschiedlichsten Anwendungen ermöglichen. Dies gilt sowohl für die Gebiete, bei denen nematische LC-Phasen Anwendung in Lichtventilen finden, als auch für solche mit smektischen Phasen.
Die Verwendung von speziellen Derivaten des 3-Fluorbenzols, insbesondere Ester der 3-Fluorbenzoesäure und des 3-Fluorphenols in Flüssigkristallmischungen ist bekannt (siehe hierzu: JP 04266836, EP 280902, JP 59164755, JP 59155336, JP 59110653, JP 59098079, JP 59042343, JP 59007138, JP 58203944, JP 58126840, JP 58069839, JP 57067539, JP 57038737, JP 57032249 und JP 57007445).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind neue 3-Fluorbenzolderivate der Formel (I)
wobei die Symbole folgende Bedeutung haben:
R¹ ist H, ein geradkettiges oder verzweigtes (mit oder ohne asymmetrisches C-Atom) Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -C≡C-,
oder -Si(CH₃)₂- ersetzt sein können, und wobei auch ein oder mehrere H-Atome des Alkylrestes durch F substituiert sein können;
A¹, A², A³ ist gleich oder verschieden 1,4-Phenylen, Pyridin-2,5-diyl, Pyrimidin- 2,5-diyl, in denen ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans- 1,4-Cyclohexylen, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Naphthalin-2,6-diyl;
M¹, M² sind gleich oder verschieden -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂-O-, -O-CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CO-O-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O- oder -O-CO-;
k, l, m, n, o sind Null oder Eins, unter der Bedingung, daß die Summe k+m+o größer Null ist;
X ist gleich -CH₂O-, -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung; mit der Maßgabe, daß für X gleich Einfachbindung
R¹(-A¹)k(-M¹)l(A²)m(-M²)n(-A³)o gleich
entfällt.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung haben die Symbole in der Formel (I) unter Beibehaltung der oben beschriebenen Maßgabe folgende Bedeutung:
R¹ ist ein geradkettiges Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen;
A¹, A², A³ ist gleich oder verschieden 1,4-Phenylen, in dem ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können oder trans-1,4-Cyclohexylen;
M¹, M² sind gleich oder verschieden -CH₂CH₂-, -C≡C-, CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O- oder -O-CO-;
k, l, m, n, o sind Null oder Eins, unter der Bedingung, daß die Summe k+m+o größer Null ist;
X ist gleich -CH₂O-, -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung.
Insbesondere sind die nachfolgend aufgeführten 3-Fluorbenzole (I1) bis (I15) bevorzugt:
R¹ bedeutet Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbindungen kann nach literaturbekannten und dem Fachmann geläufigen Methoden in der Regel problemlos erfolgen.
Hervorragende Ausgangsverbindungen zur, in Schema 1 veranschaulichten, Synthese der erfindungsgemäßen 3-Fluorbenzole (I) sind 3-Fluorphenol (II), 3-Brom-fluor-benzol (III) und 3-Fluorbenzaldehyd, welche kommerziell erhältlich sind.
3-Fluorphenol (II) läßt sich durch Veretherung mit Hydroxymethyl- bzw. Halogenmethylderivaten von Z¹ zu 3-Fluorbenzolderivaten (I) umsetzen (siehe hierzu: Journal of the American Chemical Society 69 (1947) 2451; Synthesis 1981, 1).
Durch Kreuzkupplung von 3-Brom-fluorbenzol (III) mit metallorganischen Derivaten von Z¹, z. B. Grignard-, Lithium- und Zinkderivaten, sowie Boronsäuren von Z¹ unter Verwendung von Übergangsmetallkatalysatoren, z. B. Dichlor[1,3-bis(diphenylphosphino)propan]nickel (II), Tetrakis(triphenylphospin)palladium und [1,1′-Bis(diphenylphosphino)­ ferrocen]palladium(II)chlorid werden erfindungsgemäße 3-Fluorbenzole der Formel (I) erhalten (siehe hierzu: P. W. Jolly in Comprehensive Organometallic Chemistry, Vol. 8 (1982), S. 721; M. Miyaura et al. in Synthetic Communications 11 (1981), S. 513; T. Hayashi et al. in Journal of the American Chemical Society 106 (1984), S. 158; Paul L. Castle et al. in Tetrahedron Letters 27 (1986), S. 6013).
3-Fluorbenzaldehyd (IV) führt in Wittig-Olefinierung mit Methylphosphoniumsalzen von Z¹ und anschließender Hydrierung der olefinischen Zwischenstufe zu erfindungsgemäßen Spezies (I) (siehe hierzu: I. Gosney, A. G. Rowley in Organophosphorous Reagents in Organic Synthesis, Academic Press, New York, 1979, Chpt. 2).
Schema 1
Die erfindungsgemäßen Verbindungen der allgemeinen Formel (I), sind chemisch und photochemisch stabil. Sie verfügen über niedrige Schmelzpunkte und im allgemeinen breite flüssigkristalline Phasen, insbesondere breite nematische.
Flüssigkristalline Verbindungen der Formel (I) lassen sich beispielsweise zur Herstellung von nematischen oder auch chiral nematischen Flüssigkristallmischungen verwenden, die für die Anwendung in elektrooptischen oder vollständig optischen Elementen, z. B. Anzeigeelementen, Schaltelementen, Lichtmodulatoren, Elementen zur Bildbearbeitung, Signalverarbeitung oder allgemein im Bereich der nichtlinearen Optik geeignet sind. Allgemein sind sie zur Einführung oder Verbreiterung einer nematischen Phase in LC-Mischungen geeignet.
Gegenstand der Erfindung sind somit auch Flüssigkristallmischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel (I) enthalten.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen bestehen im allgemeinen aus 2 bis 20, vorzugsweise 2 bis 15 Komponenten, darunter mindestens eine, vorzugsweise 1 bis 5, besonders bevorzugt 1 bis 3, Verbindungen der Formel (I). Die erfindungsgemäßen LC-Mischungen können nematisch oder chiral nematisch sein. Weitere Bestandteile der erfindungsgemäßen Mischungen werden vorzugsweise ausgewählt aus den bekannten Verbindungen mit nematischen oder cholesterischen Phasen, dazu gehören beispielsweise Biphenyle, Terphenyle, Phenylcyclohexane, Bicyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Mono-, Di- und Trifluorphenyle. Im allgemeinen liegen die im Handel erhältlichen Flüssigkristallmischungen bereits vor der Zugabe der erfindungsgemäßen Verbindung(en) als Gemische verschiedener Komponenten vor, von denen mindestens eine mesogen ist.
Geeignete weitere Bestandteile erfindungsgemäßer nematischer bzw. chiral nematischer Flüssigkristallmischungen sind beispielweise
  • - 4-Fluorbenzole, wie beispielsweise in EP-A 494 368, WO 92/06 148, EP-A 460 436, DE-A 41 11 766, DE-A 41 12 024, DE-A 41 12 001, DE-A 41 00 288, DE-A 41 01 468, EP-A 423 520, DE-A 39 23 064, EP-A 406 468, EP-A 393 577, EP-A 393 490 beschrieben,
  • - 3,4-Difluorbenzole, wie beispielsweise in DE-A 41 08 448, EP-A 507 094 und EP-A 502 407 beschrieben,
  • - 3,4,5-Trifluorbenzole, wie beispielsweise in DE-A 41 08 448, EP-A 387 032 beschrieben,
  • - 4-Benzotrifluoride, wie beispielsweise in DE-A 41 08 448 beschrieben,
  • - Phenylcyclohexane, wie beispielsweise in DE-A 41 08 448 beschrieben.
Von dem oder den erfindungsgemäßen Verbindungen der Formel (I) enthalten die Flüssigkristallmischungen im allgemeinen 0,1 bis 70 Mol-%, bevorzugt 0,5 bis 50 Mol-%, insbesondere 1 bis 25 Mol-%.
Flüssigkristalline Mischungen, die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) enthalten, sind besonders für die Verwendung in elektrooptischen Schalt- und Anzeigevorrichtungen (Displays) geeignet. Schalt- und Anzeigevorrichtungen (LC-Displays) weisen im allgemeinen u. a. folgende Bestandteile auf: ein flüssigkristallines Medium, Trägerplatten (z. B. aus Glas oder Kunststoff), beschichtet mit Elektroden, davon mindestens eine transparent, mindestens eine Orientierungsschicht, Abstandshalter, Kleberahmen, Polarisatoren sowie für Farbdisplays dünne Farbfilterschichten. Weitere mögliche Komponenten sind Antireflex-, Passivierungs-, Ausgleichs- und Sperrschichten sowie elektrisch­ nichtlineare Elemente, wie Dünnschichttransistoren (TFT) und Metall-Isolator- Metall-(MIM)-Elemente. Im Detail ist der Aufbau von Flüssigkristalldisplays bereits in einschlägigen Monographien beschrieben (z. B. E. Kaneko, "Liquid Crystal TV Displays: Principles and Applications of Liquid Crystal Displays", KTK Scientific Publishers, 1987, Seiten 12 bis 30 und 63 bis 172).
Beispiele
Zur physikalischen Charakterisierung der erfindungsgemäßen Verbindungen werden verschiedene Meßmethoden verwandt.
Die Phasenumwandlungstemperaturen werden beim Aufheizen mit Hilfe eines Polarisationsmikroskops anhand der Texturänderungen bestimmt. Die Bestimmung des Schmelzpunkts wird hingegen mit einem DSC-Gerät durchgeführt. Die Angabe der Phasenumwandlungstemperaturen zwischen den Phasen
Isotrop (I)
Nematisch (N bzw. N*)
Smektisch-C (SC bzw. SC*)
Smektisch-A (SA)
Kristallin (X)
Glasübergang (Tg)
erfolgt in °C und die Werte stehen zwischen den Phasenbezeichnungen in der Phasenfolge.
Bei unterschiedlichen Werten für Heizen und Kühlen sind die letzteren in Klammern gesetzt oder es ist die Phasenfolge aufsteigend und abfallend in der Temperatur angegeben.
Elektrooptische Untersuchungen erfolgen nach literaturbekannten Methoden (z. B. B. Bahadur: Liquid Crystals Applications and Uses, World Scientific, 1990, Vol. I).
Für nematische Flüssigkristalle (rein oder in Mischung) werden die Werte für die optische und dielektrische Anisotropie und der elektrooptischen Kennlinie bei einer Temperatur von 20°C aufgenommen.
Flüssigkristalle, die bei 20°C keine nematische Phase aufweisen, werden zu 10 Gew.- % in ZLI-1565 (kommerzielle nematische Flüssigkristallmischung der Firma E. Merck, Darmstadt) gemischt und die Werte aus den Ergebnissen der Mischung extrapoliert.
Elektrooptische Kennlinien werden anhand der Transmission einer Meßzelle ermittelt. Dazu wird die Zelle zwischen gekreuzten Polarisatoren vor einer Lichtquelle positioniert. Hinter der Zelle befindet sich ein Lichtdetektor, dessen Empfindlichkeit durch Filter auf den sichtbaren Bereich des Lichtes optimiert ist. Analog zur schrittweisen Erhöhung der an der Zelle angelegten Spannung wird die Änderung der Transmission aufgezeichnet. Größen wie Schwellspannung und Steilheit werden daraus bestimmt.
Die optische Anisotropie wird mit einem Abb´-Refraktometer (Firma Zeiss) bestimmt. Zur Orientierung des Flüssigkristalls wird auf das Prisma eine Orientierungsschicht, erhalten aus einer 1 gew.- %igen Lecithin-Methanol- Lösung, aufgebracht.
Zur Bestimmung der dielektrischen Anisotropie werden jeweils eine Meßzelle mit homöotroper und planarer Orientierung angefertigt und deren Kapazitäten und dielektrische Verluste mit einem Multi Frequenz LCR-Meter (Hewlett Packard 4274A) bestimmt. Die dielektrischen Konstanten werden berechnet, wie in der Literatur beschrieben (W. Maier, G. Meier: Z. Naturforsch., 16a, 1961, 262 und W. H. de Jeu, F. Leenhonts: J. Physique 39, 1978, 869). Die elektrische Größe HR (Holding Ratio) wird entsprechend den Literaturangaben bestimmt (M. Schadt, Linear and nonlinear liquid crystal materials, Liquid Crystals, 1993, Vol. 14, No. I, 73 bis 104).
Zur Bestimmung von T und K wird die Meßzelle auf dem Drehtisch eines Polarisationsmikroskops zwischen gekreuztem Analysator und Polarisator befestigt. Für die Bestimmung des Kontrastes (K) wird die Meßzelle durch Drehen so positioniert, daß eine Photodiode minimalen Lichtdurchgang anzeigt (Dunkelzustand). Die Mikroskop-Beleuchtung wird so geregelt, daß die Photodiode für alle Zellen die gleiche Lichtintensität anzeigt. Nach einem Schaltvorgang ändert sich die Lichtintensität (Hellzustand) und der Kontrast wird aus dem Verhältnis der Lichtintensität dieser Zustände berechnet.
Beispiel 1 1-Fluor-3-(trans-4-pentylcyclohexyl)benzol
4,27 g (18,30 mmol) trans-4-Pentylbromcyclohexan werden in 50 ml Toluol/Tetrahydrofuran(4 : 1) mit 2,06 g (9,15 mmol) Zinkbromid und 0,25 g (36,60 mmol) dünn gehämmerten Lithiumscheiben in einem Ultraschallbad dem Ultraschall ausgesetzt, bis kein Lithium mehr erkennbar ist. Anschließend werden 0,21 g Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) und 3,20 g (18,30 mmol) 3-Bromfluorbenzol zugegeben und 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Anschließend wird mit Wasser und Dichlormethan extrahiert, die organische Phase über Natriumsulfat getrocknet und eingedampft. Nach Chromatographie mit Hexan : Ethylacetat = 9 : 1 an Kieselgel werden 3,15 g Produkt erhalten.
Analog Beispiel 1 werden hergestellt:
Beispiel 2 1-Fluor-3-[trans-4-(trans-4-propylcyclohexyl)cyclohexyl]benzol Beispiel 3 3′-Fluor-4-(trans-4-ethylcyclohexyl)biphenyl
0,70 g (4,00 mmol) 3-Bromfluorbenzol, 0,93 g (4,00 mmol) 4-(Trans-4- ethylcyclohexyl)benzolboronsäure, 1,02 g (9,60 mmol) Natriumcarbonat und 0,05 g (0,04 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium(0) werden in 30 ml Toluol, 15 ml Ethanol und 15 ml Wasser für 4 Stunden auf 80°C erhitzt.
Danach wird die organische Phase abgetrennt, eingedampft und durch Chromatographie an Kieselgel mit Heptan gereinigt, wonach 0,73 g Produkt erhalten werden.
Analog Beispiel 3 werden hergestellt:
Beispiel 4 3′-FIuor-4-(trans-4-propylcyclohexyl)biphenyl Beispiel 5 3′-Fluor-4-(trans-4-butylcyclohexyl)biphenyl Beispiel 6 3′-Fluor-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)biphenyl Beispiel 7 2,3′-Difluor-4-(trans-4-butylcyclohexyl)biphenyl Beispiel 8 2,3′,6-Trifluor-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)biphenyl Beispiel 9 1-Fluor-3-(trans-4-pentylcyclohexylmethoxy)benzol
4,38 g (1 6,70 mmol) Triphenylphosphin werden bei 0°C in 40 ml Tetrahydrofuran mit 2,62 ml (16,70 mmol) Azodicarbonsäurediethylester versetzt und 0,5 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Danach werden 3,08 g (16,70 mmol) Trans-4-pentylcyclohexylmethanol und 1,24 g (11,10 mmol) 3-Bromphenol zugegeben und 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Abdampfen des Lösungsmittels und Chromatographie an Kieselgel mit Hexan werden 2,18 g Produkt erhalten.
Analog Beispiel 9 werden hergestellt:
Beispiel 10 1-Fluor-3-[trans-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)cyclohexylmethoxy]benzo-l Beispiel 11 1-Fluor-3-[4-(trans-4-pentylcyclohexyl)phenylmethoxy]benzol Beispiel 12 1-Fluor-3-[2-fluor-4-(trans-4-butylcyclohexyl)phenylmethoxy]benzol Beispiel 13 1-Fluor-3-[2,6-difluor-4-(trans-4-propylcyclohexyl)phenylmethoxy]ben-zol Beispiel 14 1-(3-Fluorphenyl)-2-(trans-4-pentylcyclohexyl)ethan
1,85 g (3,64 mmol) Trans-4-pentylcyclohexylmethyl­ triphenylphosphoniumbromid werden in 20 ml Tetrahydrofuran mit 0,44 g (4,00 mmol) Kalium-tertiärbutylat versetzt und 1 Stunde gerührt. Danach werden 0,45 g (3,64 mmol) 3-Fluorbenzaldehyd in 3 ml Tetrahydrofuran zugetropft und 18 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Nach Extraktion mit Ether und verdünnter Salzsäure wird die organische Phase über Na₂SO₄ getrocknet, eingeengt und chromatographisch (Kieselgel, Dichlormethan) gereinigt. Es werden 0,73 g 1-(3-Fluorphenyl)-2-(trans-4-pentylcyclohexyl)ethen erhalten,
welches in 20 ml Tetrahydronfuran unter Verwendung von 10 mg Palladium 10% auf Aktivkohle bis zur Aufnahme der berechneten Wasserstoffmenge hydriert, vom Katalysator abfiltriert und eingeengt wird. Nach Chromatographie an Kieselgel mit Hexan:Ethylacetat = 9 : 1 werden 0,65 g Produkt erhalten.
Analog Beispiel 14 werden hergestellt:
Beispiel 15 1-(3-Fluorphenyl)-2-[trans-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)cyclohexyl]et-han Beispiel 16 1-(3-Fluorphenyl)-2-[4-(trans-4-pentylcyclohexyl)phenyl]ethan Beispiel 17 1-(3-Fluorphenyl)-2-[2-fluor-4-(trans-4-butylcyclohexyl)phenyl]ethan- Beispiel 18 1-(3-Fluorphenyl)-2-[2,6-difluor-4-(trans-4-propylcyclcohexyl)phenyl]-ethan

Claims (7)

1. 3-Fluorbenzole der allgemeinen Formel (I) wobei die Symbole folgende Bedeutung haben:
R¹ ist H, ein geradkettiges oder verzweigtes (mit oder ohne asymmetrisches C-Atom) Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -C≡C-, oder -Si(CH₃)₂- ersetzt sein können, und wobei auch ein oder mehrere H-Atome des Alkylrestes durch F substituiert sein können;
A¹, A², A³ ist gleich oder verschieden 1,4-Phenylen, Pyridin-2,5-diyl, Pyrimidin- 2,5-diyl, in denen ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans- 1,4-Cyclohexylen, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Naphthalin-2,6-diyl;
M¹, M² sind gleich oder verschieden -CH₂CH₂-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH₂CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CH₂-O-, -O-CH₂CH₂CH₂-, -CH₂CH₂CO-O-, -OCO-CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O- oder -O-CO-;
k, l, m, n, o sind Null oder Eins, unter der Bedingung, daß die Summe k+m+o größer Null ist;
X ist gleich -CH₂O-, -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung; mit der Maßgabe, daß für X gleich Einfachbindung R¹(-A¹)k(-M¹)l(-A²)m(-M²)n(-A³)o gleich entfällt.
2. 3-Fluorbenzole nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Symbole der allgemeinen Formel (I) folgende Bedeutung haben:
R¹ ist ein geradkettiges Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen;
A¹, A², A³ ist gleich oder verschieden 1,4-Phenylen, in dem ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können oder trans-1,4-Cyclohexylen;
M¹, M² sind gleich oder verschieden -CH₂CH₂-, -C≡C-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CO-O- oder -O-CO-;
k, l, m, n, o sind Null oder Eins, unter der Bedingung, daß die Summe k+m+o größer Null ist;
X ist gleich -CH₂O-, -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung.
3. 3-Fluorbenzole der Formeln (I1) bis (I15): R¹ bedeutet Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl.
4. Flüssigkristallmischung, enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3.
5. Flüssigkristallmischung, enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel (I) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung nematisch ist.
6. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 70 Mol.-% an mindestens einer Verbindung der Formel (I) in Anspruch 1 enthält.
7. Schalt- und/oder Anzeigevorrichtung, enthaltend Trägerplatten, Elektroden, mindestens einen Polarisator, mindestens eine Orientierungsschicht sowie ein flüssigkristallines Medium, dadurch gekennzeichnet, daß das flüssigkristalline Medium eine Flüssigkristallmischung nach einem oder mehreren der Ansprüche 4 bis 6 ist.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1352886A1 (de) * 2002-04-09 2003-10-15 Chisso Corporation Flüssigkristalline Verbindung mit Wasserstoff als terminale Gruppe, sie enthaltende Zusammensetzung, und diese Zusammensetzung enthaltendes flüssigkristallines Anzeigeelement
WO2015016093A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic compound, liquid crystal composition, liquid crystal element, and liquid crystal display device

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1352886A1 (de) * 2002-04-09 2003-10-15 Chisso Corporation Flüssigkristalline Verbindung mit Wasserstoff als terminale Gruppe, sie enthaltende Zusammensetzung, und diese Zusammensetzung enthaltendes flüssigkristallines Anzeigeelement
US7125589B1 (en) 2002-04-09 2006-10-24 Chisso Corporation Liquid crystal compound having hydrogen as a terminal group, composition comprising the compound, and liquid crystal display element comprising the composition
WO2015016093A1 (en) * 2013-07-30 2015-02-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic compound, liquid crystal composition, liquid crystal element, and liquid crystal display device
JP2015044797A (ja) * 2013-07-30 2015-03-12 株式会社半導体エネルギー研究所 有機化合物、液晶組成物、液晶素子及び液晶表示装置
US9580651B2 (en) 2013-07-30 2017-02-28 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Organic compound, liquid crystal composition, liquid crystal element, and liquid crystal display device

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