DE602006000773T2 - Mesogene Verbindungen, flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeigevorrichtung - Google Patents

Mesogene Verbindungen, flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeigevorrichtung Download PDF

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Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft mesogene Verbindungen, diese Verbindungen enthaltende Flüssigkristallmedien und elektrooptische Anzeigen, welche diese mesogenen Medien als Lichtsteuermedien enthalten, insbesondere Anzeigen, die bei einer Temperatur betrieben werden, bei der sich die mesogenen Steuermedien in einer optisch isotropen Phase, vorzugsweise in einer blauen Phase befinden.
  • Aufgabenstellung und Stand der Technik
  • Elektrooptische Anzeigen und mesogene Lichtsteuermedien, die sich in der isotropen Phase befinden, wenn sie in der Anzeige betrieben werden, sind in der DE 102 17 273 A beschrieben. Elektrooptische Anzeigen und mesogene Lichtsteuermedien, die sich in der optisch isotropen blauen Phase befinden, wenn sie in der Anzeige betrieben werden, sind in der WO 2004/046 805 beschrieben.
  • Die in diesen Literaturstellen beschriebenen mesogenen Medien und Anzeigen bieten mehrere wichtige Vorteile gegenüber bekannten und weithin gebräuchlichen Anzeigen, die Flüssigkristalle in der nematischen Phase verwenden, wie z. B. Flüssigkristallanzeigen (Liquid Crystal Displays – LCDs), die im twisted nematic (TN)-, im super twisted nematic (STN)-, im electrically controlled birefringence (ECB)-Modus mit seinen verschiedenen Modifikationen und dem in-plane switching (IPS)-Modus betrieben werden. Unter diesen Vorteilen sind am deutlichsten ihre viel schnelleren Schaltzeiten und ihr deutlich breiterer optischer Betrachtungswinkel.
  • Wohingegen die Anzeigen der DE 102 17 273.0 und der WO 2004/046 805 verglichen mit Anzeigen, die mesogene Medien in einer anderen flüssigkristallinen Phase, wie z. B. in der smektischen Phase in oberflächenstabilisierten ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigen (surface stabilized ferroelectric liquid crystal displays – SSF LCDs) verwenden, viel einfacher herzustellen sind. Zunächst einmal erfordern sie beispielsweise keine sehr dünne Schichtdicke, und der elektrooptische Effekt ist auch nicht sehr empfindlich gegen kleine Variationen der Schichtdicke.
  • Die in diesen genannten Patentanmeldungen beschriebenen Flüssigkristallmedien erfordern jedoch noch Betriebsspannungen, die für einige Anwendungen nicht niedrig genug sind. Außerdem ändern sich die Betriebsspannungen dieser Medien in Abhängigkeit von der Temperatur, und es ist allgemein zu beobachten, dass die Spannung bei einer bestimmten Temperatur mit steigender Temperatur dramatisch zunimmt. Dies schränkt die Anwendbarkeit von Flüssigkristallmedien in der blauen Phase für Anzeigeanwendungen ein. Ein weiterer Nachteil der in diesen Patentanmeldungen beschriebenen Flüssigkristallmedien ist ihre mäßige Zuverlässigkeit, die für sehr anspruchsvolle Anwendungen unzureichend ist. Diese mäßige Zuverlässigkeit lässt sich beispielsweise über den Parameter der Voltage Holding Ratio (VHR) ausdrücken, die in Flüssigkristallmedien wie oben beschrieben unter 90% liegen kann.
  • Es wurde von einigen Verbindungen und Zusammensetzungen berichtet, die eine blaue Phase zwischen der cholesterischen Phase und der isotropen Phase besitzen und gewöhnlich mittels optischer Mikroskopie beobachtet werden können. Diese Verbindungen oder Zusammensetzungen, für welche die blauen Phasen beobachtet werden, sind typischerweise einzelne mesogene Verbindungen oder Mischungen, die eine hohe Chiralität zeigen. Im Allgemeinen erstrecken sich die beobachteten blauen Phasen jedoch nur über einen sehr kleinen Temperaturbereich, der typischerweise weniger als 1 Grad Celsius breit ist, und/oder die blaue Phase liegt bei recht ungünstigen Temperaturen.
  • Die US 6 493 055 B1 offenbart u. a. eine Flüssigkristallverbindung, bei der drei gleiche mesogene Gruppen über drei gleiche Verknüpfungsgruppen mit einer zentralen Propan-1,2,3-triyl-Einheit verknüpft sind.
  • Um den neuen, schnell schaltenden Anzeigemodus der WO 2004/046 805 zu betreiben, muss das zu verwendende Lichtsteuermedium jedoch über einen breiten Temperaturbereich, der die Umgebungstemperatur einschließt, in der blauen Phase vorliegen. Es ist daher ein Lichtsteuermedium erforderlich, das eine blaue Phase besitzt, die so breit wie möglich und zweckmäßig gelegen ist.
  • Es besteht daher ein starker Bedarf an einem Steuermedium mit einer blauen Phase mit einem breiten Phasenbereich, was entweder durch eine entsprechende Mischung der mesogenen Verbindungen selbst oder vorzugsweise durch Mischen einer Wirtsmischung mit entsprechenden mesogenen Eigenschaften mit einem einzelnen Dotierstoff oder einer Mischung von Dotierstoffen, was die blaue Phase über einen breiten Temperaturbereich stabilisiert, erreicht werden kann.
  • Zusammenfassend besteht ein Bedarf an Flüssigkristallmedien, die in Flüssigkristallanzeigen betrieben werden können, die bei Temperaturen betrieben werden, bei denen sich die Medien in der blauen Phase befinden, welche die folgenden technischen Verbesserungen bieten:
    • – eine verringerte Betriebsspannung,
    • – eine verringerte Temperaturabhängigkeit der Betriebsspannung und
    • – eine verbesserte Zuverlässigkeit, z. B. VHR.
  • Vorliegende Erfindung
  • Überraschend wurde nun gefunden, dass Verbindungen der Formel I die Breite der blauen Phase in jeweiligen Medien verbessern oder zu einer verringerten Temperaturabhängigkeit der elektrooptischen Antwort oder zu einer Erhöhung des Temperaturbereichs, über den die Temperaturabhängigkeit vernachlässigbar ist oder zu einer Kombination von zwei oder allen dreien dieser Effekte führen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die gemäß der vorliegenden Erfindung verwendeten Verbindungen chirale Verbindungen, vorzugsweise enthalten sie mindestens ein chiral substituiertes Atom und insbesondere bevorzugt ein chiral substituiertes C-Atom.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung sind Verbindungen der Formel I
    Figure 00030001
    worin
    LG1 und LG2 unabhängig voneinander LG bedeuten und
    LG -O-, -O-(C=O)- oder -OCF2- bedeutet,
    MG1, MG2 und MG3 unabhängig voneinander MG bedeuten und
    MG bei jedem Auftreten unabhängig voneinander
    Figure 00040001
    bedeutet,
    worin
    R11 H, F, Cl, CN, NCS, SF5, SO2CF3 oder Alkyl bedeutet, das geradkettig oder verzweigt ist, vorzugsweise 1 bis 20 C-Atome aufweist und unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch F, Cl oder CN substituiert ist und in dem gegebenenfalls eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -NH-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY01- oder -C≡C- ersetzt sind, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, vorzugsweise H, Halogen, n-Alkyl, n-Alkoxy mit 1 bis 9 C-Atomen, vorzugsweise 2 bis 5 C-Atomen, Alkenyl, Alkenyloxy oder Alkoxyalkyl mit 2 bis 9 C-Atomen, vorzugsweise mit 2 bis 5 C-Atomen oder CN, NCS, Halogen, vorzugsweise F, Cl, halogeniertes Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy, vorzugsweise mono-, di- oder oligofluoriertes Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy, besonders bevorzugt CF3, OCF2H oder OCF3,
    Figure 00050001
    und für den Fall, dass er mehr als einmal auftritt, auch diese bei jedem Auftreten unabhängig voneinander einen aromatischen und/oder alicyclischen Ring oder eine Gruppe mit zwei oder mehr anellierten aromatischen oder alicyclischen Ringen bedeuten, worin diese Ringe gegebenenfalls ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus N, O und/oder S enthalten und gegebenenfalls einfach oder mehrfach durch R substituiert sind, vorzugsweise mindestens einer von, besonders bevorzugt mindestens zwei von und insbesondere bevorzugt alle drei von
    Figure 00050002
    neben dem in Formel I gezeigten zentralen C-Atom einen gegebenenfalls substituierten aromatischen Ring, vorzugsweise einen Phenylring bedeuten,
    R die für R11 angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet,
    Z11 und für den Fall, dass es mehr als einmal auftritt, auch diese bei jedem Auftreten unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -S-CO-, -CO-S-, -CO-NR01-, -NR01-CO-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR01-, -CR01=CH-, -CY01=CY02-, -C≡C-, -(CH2)4-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeuten, vorzugsweise bedeutet mindestens eines von Z11 neben dem zentralen C-Atom, vorzugsweise bedeuten alle von ihnen neben dem zentralen C-Atom eine Einfachbindung,
    Y01 und Y02 unabhängig voneinander F, Cl oder CN bedeuten und alternativ eines von ihnen H bedeuten kann,
    R01 und R02 unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten,
    m bei jedem Auftreten unabhängig 1, 2 oder 3, vorzugsweise 1 oder 2, bedeutet, wobei vorzugsweise die Summe von m aller drei mesogenen Gruppen MG1 bis MG3 3, 4, 5, 6, 7 oder 8, vorzugsweise 3, 4 oder 5 beträgt,
    und chirale Verbindungen der Formel I sind ebenfalls umfasst.
  • Verbindungen der Formel I sind ebenfalls ein Gegenstand der vorliegenden Anmeldung.
  • Bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin die Parameter die folgende Bedeutung besitzen
    R11 bedeutet F, Cl, CN, NCS, CF3, OCF3, SF5, Alkyl, Alkoxy, Alkenyl oder Alkinyl, vorzugsweise F, Cl, CF3, SF5, Alkyl oder Alkoxy,
    Figure 00060001
    Figure 00070001
    L11 bis L14 bedeuten unabhängig voneinander H oder F, vorzugsweise bedeuten zwei oder mehr, insbesondere bevorzugt drei oder mehr von ihnen F, und
    LG1 und LG2 sind vorzugsweise einander gleich.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform sind MG1 und MG2 einander gleich.
  • Die Verbindungen der Formel I sind vorzugsweise ausgewählt aus ihren Unterformeln I' und I''
    Figure 00070002
    worin die Parameter die jeweiligen unter Formel I oben angegebenen Bedeutungen besitzen und
    R12 und R13 unabhängig voneinander die für R11 unter Formel I oben angegebene Bedeutung besitzen,
    Figure 00080001
    Z12 und Z13 unabhängig voneinander die für Z11 unter Formel I oben angegebene Bedeutung besitzen,
    n und o unabhängig voneinander die für m unter Formel I oben angegebene Bedeutung besitzen und vorzugsweise unabhängig voneinander 1 oder 2, insbesondere bevorzugt 1 bedeuten,
    und chirale Verbindungen der Formeln I' und I'' ebenfalls umfasst sind.
  • Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel I', worin
    • – mindestens eines von Z11 in mindestens einem von MG1, MG2 und MG3, vorzugsweise mindestens eines von Z11 in jedem von MG1 und MG2 und insbesondere bevorzugt in jedem von MG1, MG2 und MG3 ausgewählt ist aus -CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CF2-O-, -O-CF2-, -CH=CH- oder -C≡C-, insbesondere bevorzugt aus -CF2-O- oder -O-CF2-,
    • – einer oder mehrere der Ringe A11, die vorhanden sind, Phenylen bedeutet bzw. bedeuten, das gegebenenfalls durch eine oder mehrere Gruppen R und/oder F-Atome substituiert ist, und/oder
    • – R11 Alkyl mit 1 bis 12, vorzugsweise 1 bis 8 C-Atomen, oder Alkenyl oder Alkinyl mit 2 bis 12, vorzugsweise 2 bis 7 C-Atomen bedeutet.
  • MG1 und MG2 sind vorzugsweise unabhängig voneinander ausgewählt aus
    Figure 00090001
    worin
    R Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Oxaalkyl und insbesondere bevorzugt Alkoxy oder Alkenyl bedeutet,
    L bei jedem Auftreten unabhängig voneinander H oder F bedeutet und
    X CN, NCS, Halogen, halogeniertes Alkyl, Alkoxy, Alkenyl oder Alkenyloxy oder SF5, vorzugsweise F, -CF3 oder -OCF3 und insbesondere bevorzugt CF3 bedeutet,
    und MG3 ist vorzugsweise ausgewählt aus
    Figure 00090002
    Figure 00100001
    worin vorzugsweise
    R Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Oxaalkyl und insbesondere bevorzugt Alkyl bedeutet und
    L bei jedem Auftreten unabhängig voneinander H oder F bedeutet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bedeuten die Ringe A11 bis A13 unabhängig voneinander einen aromatischen oder alicyclischen Ring, vorzugsweise einen 5-, 6- oder 7-gliedrigen Ring, oder eine Gruppe enthaltend zwei oder mehr, vorzugsweise zwei oder drei, anellierte aromatische oder alicyclische Ringe, worin diese Ringe gegebenenfalls ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus N, O und/oder S enthalten und gegebenenfalls ein- oder mehrfach mit L substituiert sind, worin L F, Cl, Br, CN, OH, NO2 und/oder eine Alkyl-, Alkoxy-, Alkylcarbonyl- oder Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet, worin ein oder mehrere H-Atome gegebenenfalls durch F oder Cl ersetzt sind.
  • L bedeutet vorzugsweise F, Cl, CN, OH, NO2, CH3, C2H5, OCH3, OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2 oder OC2F5, insbesondere F, Cl, CN, CH3, C2H5, OCH3, COCH3 oder OCF3, insbesondere bevorzugt F, Cl, CH3, OCH3 oder COCH3.
  • Bevorzugte Ringe A11 bis A13 sind beispielsweise Furan, Pyrrol, Thiophen, Oxazol, Thiazol, Thiadiazol, Imidazol, Phenylen, Cyclohexylen, Cyclohexenylen, Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Azulen, Indan, Naphthalin, Tetrahydronaphthalin, Decahydronaphthalin, Tetrahydropyran, Anthracen, Phenanthren und Fluoren.
  • Besonders bevorzugt ist bzw. sind einer oder mehrere dieser Ringe A11 bis A13 ausgewählt aus Furan-2,5-diyl, Thiophen-2,5-diyl, Thienothiophen-2,5-diyl, Dithienothiophen-2,6-diyl, Pyrrol-2,5-diyl, 1,4-Phenylen, Azulen-2,6-diyl, Pyridin-2,5-diyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, 1,2,3,4-Tetrahydro-naphthalin-2,6-diyl, Indan-2,5-diyl oder 1,4-Cyclohexylen, worin eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen gegebenenfalls durch O und/oder S ersetzt sind, worin diese Gruppen unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch L wie oben definiert substituiert sind.
  • Vorzugsweise bedeuten
    Figure 00110001
    bei jedem Auftreten unabhängig voneinander
    Figure 00110002
    worin
    R und R' unabhängig voneinander die oben für R, vorzugsweise für R11, angegebene Bedeutung besitzen und insbesondere bevorzugt unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen, vorzugsweise mit 1 bis 7 C-Atomen, oder Alkenyl oder Alkinyl mit 2 bis 12 C-Atomen, vorzugsweise mit 2 bis 7 C-Atomen bedeuten, wobei in beiden eine oder mehrere nicht benachbarte -CH2-Gruppen, die dem Phenylring nicht benachbart sind, durch -O- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können und/oder ein oder mehrere H-Atome durch Halogen, vorzugsweise durch F, ersetzt sein können, und vorzugsweise Alkyl, vorzugsweise Methyl, Ethyl oder Propyl, vorzugsweise Methyl, bedeuten, in einer bevorzugten Ausführungsform R und R' einander gleich sind,
    oder deren Spiegelbilder
    und besonders bevorzugt bedeutet mindestens eines von ihnen, insbesondere mindestens jeweils eines von ihnen
    Figure 00120001
    und insbesondere bevorzugt bedeutet mindestens eines von
    Figure 00120002
    Figure 00130001
    und/oder mindestens eines von
    Figure 00130002
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthält jede einzelne der Gruppen
    Figure 00130003
    vorzugsweise enthalten alle von ihnen nur monocyclische Ringe A11, A12 und A13. Sehr bevorzugt handelt es sich hierbei um eine Gruppe/Gruppen, die einen, zwei oder drei 5- und/oder 6-gliedrige Ringe enthält/enthalten.
  • Bevorzugte Unterformeln für diese Gruppen sind unten aufgeführt. Der Einfachheit halber bedeutet Phe in diesen Gruppen 1,4-Phenylen, PheL eine 1,4-Phenylengruppe, die durch 1 bis 4 Gruppen L wie oben definiert substituiert ist, Cyc 1,4-Cyclohexylen, Pyd Pyridin-2,5-diyl und Pyr Pyrimidin-2,5-diyl. Die folgende Liste bevorzugter Gruppen umfasst die Unterformeln A-1 bis A-20 sowie deren Spiegelbilder -Phe- A-1 -Pyd- A-2 -Pyr- A-3 -PheL- A-4 -Cyc- A-5 -Phe-Z-Cyc- A-6 -Cyc-Z-Cyc- A-7 -PheL-Cyc- A-8 -Phe-Z-Phe- A-9 -Phe-Z-Pyd- A-10 -Pyd-Z-Phe- A-11 -Phe-Z-Pyr- A-12 -Pyr-Z-Phe- A-13 -PheL-Z-Phe- A-14 -PheL-Z-Pyd- A-15 -PheL-Z-Pyr- A-16 -Pyr-Z-Pyd- A-17 -Pyd-Z-Pyd- A-18 -Pyr-Z-Pyr- A-19 -PheL-Z-PheL- A-20
  • In diesen bevorzugten Gruppen besitzt Z die Bedeutung von Z11 wie in Formel I angegeben. Vorzugsweise bedeutet Z -CF2-O- oder -O-CF2- oder eine Einfachbindung.
  • Sehr bevorzugt ist mindestens eine der Gruppen
    Figure 00140001
    insbesondere bevorzugt sind alle von ihnen ausgewählt aus den folgenden Formeln Ia bis Ir und deren jeweiligen Spiegelbildern
    Figure 00150001
    Figure 00160001
    Figure 00170001
    worin L die oben angegebene Bedeutung besitzt und r und s unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4, vorzugsweise 0, 1 oder 2 bedeuten.
    Figure 00170002
    wobei L jeweils unabhängig eine der oben angegebenen Bedeutungen besitzt.
  • Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I enthalten in den Ringen A11 und A12 jeweils mindestens eine Gruppe der Formel
    Figure 00170003
  • Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel I enthalten in den Ringen A11, A12 und A13 jeweils mindestens eine Gruppe der Formel
    Figure 00170004
  • Sehr bevorzugt ist mindestens eine der Gruppen
    Figure 00180001
    insbesondere bevorzugt sind alle von ihnen ausgewählt aus den folgenden Formeln und deren jeweiligen Spiegelbildern
    Figure 00180002
    Figure 00190001
    Figure 00200001
    worin die 1,4-Phenylenringe gegebenenfalls durch R oder L, vorzugsweise durch Alkyl, vorzugsweise durch Methyl, und/oder durch Alkoxy und/oder durch Halogen, vorzugsweise F, substituiert sein können.
  • Besonders bevorzugt ist mindestens eine der Gruppen
    Figure 00200002
    insbesondere bevorzugt sind alle von ihnen ausgewählt aus den folgenden Formeln und deren jeweiligen Spiegelbildern
    Figure 00200003
    Figure 00210001
    Figure 00220001
    Figure 00230001
  • Ein Alkyl- oder ein Alkoxyrest, d. h. ein Alkyl, wobei die endständige CH2-Gruppe durch -O- ersetzt ist, kann in dieser Anmeldung geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, weist 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 Kohlenstoffatome auf und steht somit vorzugsweise z. B. für Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy oder Octoxy, weiterhin Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.
  • Oxaalkyl, d. h. eine Alkylgruppe, in der eine nicht endständige CH2-Gruppe durch -O- ersetzt ist, steht vorzugsweise z. B. für geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxymethyl), 2-(= Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (= 2-Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl oder 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
  • Eine Alkenylgruppe, d. h. eine Alkylgruppe, worin eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -CH=CH- ersetzt sind, kann geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist sie geradkettig, weist 2 bis 10 C-Atome auf und steht somit vorzugsweise für Vinyl, Prop-1- oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec-9-enyl.
  • Besonders bevorzugte Alkenylgruppen sind C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl, C5-C7-4-Alkenyl, C6-C7-5-Alkenyl und C7-6-Alkenyl, insbesondere C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl und C5-C7-4-Alkenyl. Beispiele für besonders bevorzugte Alkenylgruppen sind Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Gruppen mit bis zu 5 C-Atomen sind im Allgemeinen bevorzugt.
  • In einer Alkylgruppe, worin eine CH2-Gruppe durch -O- und eine durch -CO- ersetzt ist, grenzen diese Reste vorzugsweise aneinander. Somit bilden diese Reste zusammen eine Carbonyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise ist eine solche Alkylgruppe geradkettig und weist 2 bis 6 C-Atome auf.
  • Somit steht sie vorzugsweise für Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxycarbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl, 4-(Methoxycarbonyl)butyl.
  • Eine Alkylgruppe, worin zwei oder mehr CH2-Gruppen durch -O- und/oder -COO- ersetzt sind, kann geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist sie geradkettig und weist 3 bis 12 C-Atome auf. Sie steht somit vorzugsweise für Bis-carboxy-methyl, 2,2-Bis-carboxy-ethyl, 3,3-Bis-carboxy-propyl, 4,4-Bis-carboxy-butyl, 5,5-Bis-carboxy-pentyl, 6,6-Bis-carboxy-hexyl, 7,7-Bis-carboxy-heptyl, 8,8-Bis-carboxy-octyl, 9,9-Bis-carboxy-nonyl, 10,10-Bis-carboxy-decyl, Bis-(methoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(methoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(methoxycarbonyl)butyl, 5,5-Bis-(methoxycarbonyl)-pentyl, 6,6-Bis-(methoxycarbonyl)hexyl, 7,7-Bis-(methoxycarbonyl)-heptyl, 8,8-Bis-(methoxycarbonyl)-octyl, Bis-(ethoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(ethoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(ethoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(ethoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(ethoxycarbonyl)-hexyl.
  • Eine Alkyl- oder Alkenylgruppe, die einfach durch CN oder CF3 substituiert ist, ist vorzugsweise geradkettig. Die Substituierung durch CN oder CF3 kann in jeder gewünschten Position vorliegen.
  • Eine Alkyl- oder Alkenylgruppe, die mindestens einfach durch Halogen substituiert ist, ist vorzugsweise geradkettig. Halogen bedeutet vorzugsweise F oder Cl, bei mehrfacher Substituierung vorzugsweise F. Die sich ergebenden Gruppen umfassen auch perfluorierte Gruppen. Bei einfacher Substituierung kann der F- oder Cl-Substituent in jeder gewünschten Position vorliegen, befindet sich jedoch vorzugsweise in ω-Position. Beispiele besonders bevorzugter geradkettiger Gruppen mit einem terminalen F-Substituenten sind Fluormethyl, 2-Fluorethyl, 3-Fluorpropyl, 4-Fluorbutyl, 5-Fluorpentyl, 6-Fluorhexyl und 7-Fluorheptyl. Andere Positionen für F sind jedoch nicht ausgeschlossen.
  • Halogen bedeutet F, Cl, Br und I und vorzugsweise F oder Cl, insbesondere bevorzugt F.
  • R11, R12, R13, R, R' und R'' können jeweils eine polare oder eine nicht polare Gruppe bedeuten. Bei einer polaren Gruppe ist diese vorzugsweise ausgewählt aus CN, SF5, Halogen, OCH3, SCN, COR5, COOR5 oder einer mono-, oligo- oder polyfluorierten Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 C-Atomen. R5 bedeutet gegebenenfalls fluoriertes Alkyl mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3 C-Atomen. Besonders bevorzugte polare Gruppen sind ausgewählt aus F, Cl, CN, OCH3, COCH3, COC2H5, COOCH3, COOC2H5, CF3, CHF2, CH2F, OCF3, OCHF2, OCH2F, C2F5 und OC2F5, insbesondere F, Cl, CN, CF3, OCHF2 und OCF3. Bei einer nicht polaren Gruppe bedeutet diese vorzugsweise Alkyl mit bis zu 15 C-Atomen oder Alkoxy mit 2 bis 15 C-Atomen.
  • R11, R12, R13, R14, R und R' können jeweils eine achirale oder eine chirale Gruppe bedeuten. Bei einer chiralen Gruppe besitzt diese vorzugsweise die Formel I*:
    Figure 00250001
    worin
    Q1 eine Alkylen- oder Alkylenoxygruppe mit 1 bis 9 C-Atomen oder eine Einfachbindung bedeutet,
    Q2 eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet, die unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch F, Cl, Br oder CN substituiert sein kann, wobei auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander so durch -C≡C-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH3)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- oder -CO-S- ersetzt sein können, dass Sauerstoffatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
    Q3 F, Cl, Br, CN oder eine Alkyl- oder Alkoxygruppe wie für Q2 definiert bedeutet, aber von Q2 verschieden ist.
  • Wenn Q1 in Formel I* eine Alkylenoxygruppe bedeutet, dann ist das O-Atom vorzugsweise dem chiralen C-Atom benachbart.
  • Bevorzugte chirale Gruppen der Formel I* sind 2-Alkyl, 2-Alkoxy, 2-Methylalkyl, 2-Methylalkoxy, 2-Fluoralkyl, 2-Fluoralkoxy, 2-(2-Ethin)-alkyl, 2-(2-Ethin)-alkoxy, 1,1,1-Trifluor-2-alkyl und 1,1,1-Trifluor-2-alkoxy.
  • Besonders bevorzugte chirale Gruppen I* sind z. B. 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, insbesondere 2-Methylbutyl, 2-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl, 4-Methylhexyl, 2-Hexyl, 2-Octyl, 2-Nonyl, 2-Decyl, 2-Dodecyl, 6-Methoxyoctoxy, 6-Methyloctoxy, 6-Methyloctanoyloxy, 5-Methylheptyloxycarbonyl, 2-Methylbutyryloxy, 3-Methylvaleroyloxy, 4-Methylhexanoyloxy, 2-Chlorpropionyloxy, 2-Chlor-3-methylbutyryloxy, 2-Chlor-4-methylvaleryloxy, 2-Chlor-3-methylvaleryloxy, 2-Methyl-3-oxapentyl, 2-Methyl-3-oxahexyl, 1-Methoxypropyl-2-oxy, 1-Ethoxypropyl-2-oxy, 1-Propoxypropyl-2-oxy, 1-Butoxypropyl-2-oxy, 2-Fluoroctyloxy, 2-Fluordecyloxy, 1,1,1-Trifluor-2-octyloxy, 1,1,1-Trifluor-2- octyl, 2-Fluormethyloctyloxy. Sehr bevorzugt sind 2-Hexyl, 2-Octyl, 2-Octyloxy, 1,1,1-Trifluor-2-hexyl, 1,1,1-Trifluor-2-octyl und 1,1,1-Trifluor-2-octyloxy.
  • Zusätzlich können beispielsweise Verbindungen mit einer achiralen verzweigten Alkylgruppe manchmal von Bedeutung sein, da sie die Kristallisationsneigung verringern. Derartige verzweigte Gruppen enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Als achirale verzweigte Gruppen sind Isopropyl, Isobutyl (= Methylpropyl), Isopentyl (= 3-Methylbutyl), Isopropoxy, 2-Methylpropoxy und 3-Methylbutoxy bevorzugt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bedeuten eines oder mehrere von R11, R12, R13, R14, R und R' -SG-PG.
  • Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel I und ihrer Unterformeln, worin R11 -SG-PG bedeutet und zusätzlich bevorzugt m gleichzeitig 0 bedeutet.
  • Die polymerisierbare oder reaktive Gruppe PG ist vorzugsweise ausge wählt aus CH2=CW1-COO-,
    Figure 00270001
    CH2=CW2-(O)k1-, CH3-CH=CH-O-, (OH2=CH)2CH-OCO-, (CH2=CH-CH2)2CH-OCO-, (CH2=CH)2CH-O-, (CH2=CH-CH2)2N-, HO-CW2W3-, HS-CW2W3-, HW2N-, HO-CW2W3-NH-, CH2=CW1-CO-NH-, CH2=CH-(COO)k1-Phe-(O)k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- und W4W5W6Si-, wobei W1 H, F, Cl, CN, Phenyl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere H, F, Cl oder CH3 bedeutet, W2 und W3 unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere Methyl, Ethyl oder n-Propyl bedeuten, W4, W5 und W6 unabhängig voneinander Cl, Oxaalkyl oder Oxacarbonylalkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, Phe 1,4-Phenylen bedeutet und k1 und k2 unabhängig voneinander 0 oder 1 bedeuten.
  • Besonders bevorzugt bedeutet PG eine Vinyl-, eine Acrylat-, eine Methacrylat-, eine Oxetan- oder eine Epoxygruppe, besonders bevorzugt eine Acrylat- oder Methacrylatgruppe.
  • Was die Spacergruppe SG betrifft, so lassen sich alle Gruppen verwenden, die dem Fachmann für diesen Zweck bekannt sind. Die Spacergruppe SG hat vorzugsweise die Formel SG'-X, so dass PG-SG- für PG-SG'-X- steht, worin
    SG' Alkylen mit bis zu 20 C-Atomen bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch F, Cl, Br, I oder CN substituiert sein kann, wobei auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -NH-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-, -CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C≡C- ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
    X -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR01-, -NR01-CO-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR01-, -CY01=CY02-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-, -CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeutet und
    R01, R02, Y01 und Y02 eine der jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
  • X bedeutet vorzugsweise -O-, -S-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR0-, -CY02=CY02-, -C≡C- oder eine Einfachbindung, insbesondere -O-, -S-, -C≡C-, -CY01=CY02- oder eine Einfachbindung, sehr bevorzugt eine Gruppe, die in der Lage ist, ein konjugiertes System zu bilden, wie -C≡C- oder -CY01=CY02-, oder eine Einfachbindung.
  • Typische Gruppen SG' sind beispielsweise -(CH2)p-, -(CH2CH2O)q-CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2- oder -CH2CH2-NH-CH2CH2- oder -(SiR0R00-O)p-, wobei p eine ganze Zahl von 2 bis 12 und q eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet und R0, R00 und die anderen Parameter die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
  • Bevorzugte Gruppen SG' sind z. B. Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen, Nonylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen, Ethylenoxyethylen, Methylenoxybutylen, Ethylen-thioethylen, Ethylen-N-methyl-iminoethylen, 1-Methylalkylen, Ethenylen, Propenylen und Butenylen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform bedeutet SG eine chirale Gruppe der Formel I*':
    Figure 00290001
    worin
    Q1 und Q3 die in Formel I* angegebenen Bedeutungen besitzen und
    Q4 eine Alkylen- oder Alkylenoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Einfachbindung bedeutet und von Q1 verschieden ist,
    wobei Q1 mit der polymerisierbaren Gruppe PG verknüpft ist.
  • Weiter bevorzugt sind Verbindungen mit einer oder zwei Gruppen PG-SG-, worin SG eine Einfachbindung bedeutet.
  • Bei Verbindungen mit zwei Gruppen PG-SG- kann jede der beiden polymerisierbaren Gruppen PG und der beiden Spacergruppen SG gleich oder verschieden sein.
  • Bevorzugte Verbindungen der Formel I' gemäß der vorliegenden Erfindung sind ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Verbindungen der Formeln I'-1 bis I'-6
    Figure 00300001
    Figure 00310001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und vorzugsweise
    R12 und R13 in Formel I'-3 Alkenyl, insbesondere bevorzugt Vinyl bedeuten.
  • Bevorzugte Verbindungen der Formel I'' gemäß der vorliegenden Erfindung sind ausgewählt aus der folgenden Gruppe von Verbindungen der Formeln I''-1 bis I''-6
    Figure 00320001
    Figure 00330001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und vorzugsweise
    R12 und R13 in Formel I''-3 Alkenyl, insbesondere bevorzugt Vinyl bedeuten.
  • Bevorzugte Verbindungen gemäß der vorliegenden Erfindung sind die folgenden Beispielverbindungen
    Figure 00330002
    Figure 00340001
    Figure 00350001
  • Vorzugsweise enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine Komponente A, die Verbindungen der Formel I enthält und vorzugsweise überwiegend und insbesondere bevorzugt vollständig daraus besteht.
  • Die Verbindungen der Formel I sind nach den üblichen, dem Fachmann bekannten Verfahren zugänglich.
  • Verbindungen der Formel I werden günstigerweise z. B. nach einem der folgenden beiden beispielhaften Reaktionsschemata (Schemata I und II) und analogen Synthesewegen hergestellt. Schema I (Veresterung)
    Figure 00360001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und vorzugsweise
    R bei jedem Auftreten unabhängig voneinander Alkyl, F, CF3, Alkoxy oder Alkinyl bedeutet und
    Figure 00360002
    Bedeutungen besitzt
    und der Phenylring gegebenenfalls durch ein oder mehrere F-Atome substituiert sein kann. Schema II (Veretherung nach Mitsunobu)
    Figure 00360003
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und vorzugsweise
    R bei jedem Auftreten unabhängig voneinander Alkyl, F, CF3, Alkoxy oder Alkinyl bedeutet
    und die Phenylringe jeweils unabhängig voneinander gegebenenfalls durch ein oder mehrere F-Atome substituiert sein können.
  • In dieser Anmeldung bedeutet enthalten im Zusammenhang mit Zusammensetzungen, dass die betreffende Entität, z. B. das Medium oder die Komponente, die angegebene Verbindung oder Verbindungen enthält, vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 10% oder mehr und insbesondere bevorzugt von 20% oder mehr.
  • Überwiegend bestehen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 80% oder mehr, vorzugsweise 90% oder mehr und insbesondere bevorzugt 95% oder mehr der angegebenen Verbindung oder Verbindungen enthält.
  • Vollständig bestehen bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 98% oder mehr, vorzugsweise 99% oder mehr und insbesondere bevorzugt 100,0% der angegebenen Verbindung oder Verbindungen enthält.
  • Die Konzentration der in den Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung enthaltenen Verbindungen gemäß der vorliegenden Anmeldung liegt vorzugsweise im Bereich von 0,5% oder mehr bis 30% oder weniger, besonders bevorzugt im Bereich von 1% oder mehr bis 20% oder weniger und insbesondere bevorzugt im Bereich von 5% oder mehr bis 12% oder weniger.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die mesogenen Steuermedien gemäß der vorliegenden Erfindung
    • – eine Komponente A, vorzugsweise in einer Konzentration von 1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, die eine Verbindung oder mehrere Verbindungen der oben angegebenen Formel I enthält, vorzugsweise überwiegend und insbesondere bevorzugt vollständig daraus besteht, und
    • – gegebenenfalls eine dielektrisch positive Komponente B, die eine Verbindung oder mehrere Verbindungen der Formel II
      Figure 00380001
      worin R2 die für R11 unter Formel I angegebene Bedeutung besitzt, A21, A22 und A23 jeweils unabhängig voneinander
      Figure 00380002
      bedeuten, wobei A21 und A22 bei zweifachem Vorhandensein jeweils die gleiche oder eine unterschiedliche Bedeutung besitzen können, Z21 und Z22 jeweils unabhängig voneinander eine Einfachbindung, -(CH2)4-, -CH2CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡C-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -CO-O- oder -O-CO- bedeuten, wobei Z21 und Z22 bei zweifachem Vorhandensein jeweils die gleiche oder eine unterschiedliche Bedeutung besitzen können, X2 Halogen, -CN, -NCS, -SF5, -SO2CF3, Alkyl-, Alkenyl-, Alkenyloxy- oder Alkylalkoxy- oder Alkoxyrest jeweils ein- oder mehrfach durch CN und/oder Halogen substituiert bedeutet, L21 und L22 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten und m 0, 1 oder 2 bedeutet, n 0, 1, 2 oder 3 bedeutet, o 0, 1 oder 2, vorzugsweise 0 oder 1 bedeutet und m + n + o 3 oder weniger, vorzugsweise 2 oder weniger ist, enthält, vorzugsweise überwiegend und insbesondere bevorzugt vollständig daraus besteht,
    • – gegebenenfalls eine Komponente C, vorzugsweise in einer Konzentration von 1 Gew.-% bis 25 Gew.-%, die eine Verbindung oder mehrere Verbindungen der Formel III
      Figure 00390001
      worin a, b, c und d jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2 bedeuten, wobei a + b + c + d 4 oder weniger ist, A31, A32, A33 und A34 jeweils unabhängig voneinander
      Figure 00400001
      bedeuten, wobei A31, A32, A33 und A34 bei zweifachem Vorhandensein jeweils die gleiche oder eine unterschiedliche Bedeutung besitzen können, Z31, Z32, Z33 und Z34 jeweils unabhängig voneinander eine Einfachbindung, -(CH2)4-, -CH2CH2-, -CF2-CF2-, -CF2-CH2-, -CH2-CF2-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -(CH2)3O-, -O(CH2)3-, -CH=CF-, -C≡D-, -CH2O-, -OCH2-, -CF2O-, -OCF2-, -CO-O- oder -O-CO- bedeuten, wobei Z31, Z32, Z33 und Z34 bei zweifachem Vorhandensein jeweils die gleiche oder eine unterschiedliche Bedeutung besitzen können, R3 einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeutet, worin eine oder mehrere Methylengruppen des Alkyl- oder Alkoxyrestes unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -SiRxRy-, -CH=CH-, -C≡D-, -CO-O- und/oder -O-CO- ersetzt sein können, dass Sauerstoff- und/oder Schwefelatome nicht direkt miteinander verknüpft sind, wobei der Alkyl- oder Alkoxyrest unsubstituiert oder einfach mit einer -CN-Gruppe oder ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist, vorzugsweise bedeutet R11 einen geradkettigen Alkyl-, Alkoxy-, Alkenyl-, Alkenyloxy- oder -O-Alkylen-O-alkylrest mit bis zu 10 Kohlenstoffatomen, wobei die Reste unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert sind, L31, L32, L33 und L34 jeweils unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, eine CN-Gruppe, einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen bedeuten, worin eine oder mehrere Methylengruppen des Alkyl- oder Alkoxyrestes unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -SiRxRy-, -CH=CH-, -C≡D-, -CO-O- und/oder -O-CO- ersetzt sein können, dass Sauerstoff- und/oder Schwefelatome nicht direkt miteinander verknüpft sind, wobei der Alkyl- oder Alkoxyrest unsubstituiert oder einfach mit einer -CN-Gruppe oder ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist, mit der Maßgabe, dass mindestens eines von L31, L32, L33 und L34 nicht Wasserstoff ist, X3 F, Cl, CF3, OCF3, CN, NCS, -SF5 oder -SO2-Rz bedeutet, Rx und Ry unabhängig voneinander Wasserstoff oder einen Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeuten; vorzugsweise bedeuten Rx und Ry beide Methyl, Ethyl, Propyl oder Butyl, und Rz einen Alkylrest mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet, wobei der Alkylrest unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist; vorzugsweise bedeutet Rz CF3, C2F5 oder n-C4F9, enthält, vorzugsweise überwiegend und insbesondere bevorzugt vollständig daraus besteht, und
    • – 1–20 Gew.-% der Komponente D enthaltend eine chirale Verbindung oder mehrere chirale Verbindungen mit einem HTP von ≥ 20 μm.
  • Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten 1–25 Gew.-%, vorzugsweise 2–20 Gew.-% und insbesondere bevorzugt 3–15 Gew.-% der Komponente A.
  • Geeignete chirale Verbindungen der Komponente D sind diejenigen, die einen absoluten Wert des helikalen Verdrillungsvermögens von 20 μm oder mehr, vorzugsweise von 40 μm oder mehr und insbesondere bevorzugt von 60 μm oder mehr besitzen. Das HTP wird in MLC-6260 bei einer Temperatur von 20°C gemessen.
  • Die chirale Komponente D enthält vorzugsweise eine oder mehrere chirale Verbindungen, die eine mesogene Struktur besitzen und vorzugsweise selber eine oder mehrere Mesophasen, insbesondere mindestens eine cholesterische Phase aufweisen. Bevorzugte chirale Verbindungen, die in der chiralen Komponente D enthalten sind, sind unter anderem gut bekannte chirale Dotierstoffe wie Cholesteryl-nonanoat (CN), R/S-811, R/S-1011, R/S-2011, R/S-3011, R/S-4011, R/S-5011, CB-15 (Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland). Bevorzugt sind chirale Dotierstoffe mit einem oder mehreren chiralen Teilen und einer oder mehreren mesogenen Gruppen oder einem oder mehreren aromatischen oder alicyclischen Teilen, die zusammen mit dem chiralen Teil eine mesogene Gruppe bilden. Besonders bevorzugt sind chirale Teile und mesogene chirale Verbindungen offenbart in den DE 34 25 503 , DE 35 34 777 , DE 35 34 778 , DE 35 34 779 , DE 35 34 780 , DE 43 42 280 , EP 01 038 941 und DE 195 41 820 , diese Offenbarung ist in diese Anmeldung durch Bezugnahme aufgenommen. Besonderen Vorzug genießen chirale Binaphthylderivate wie in der EP 01 111 954.2 offenbart, chirale Binaphtholderivate wie in der WO 02/34739 offenbart, chirale TADDOL-Derivate wie in der WO 02/06265 offenbart sowie chirale Dotierstoffe mit mindestens einem fluorierten Linker und einem terminalen chiralen Teil oder einem zentralen chiralen Teil wie in den WO 02/06196 und WO 02/06195 offenbart.
  • Das Steuermedium der vorliegenden Erfindung weist eine charakteristische Temperatur, vorzugsweise einen Klärpunkt, im Bereich von etwa –30°C bis etwa 80°C, besonders bis zu etwa 55°C auf.
  • Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten eine oder mehrere (zwei, drei, vier oder mehr) chirale Verbindungen im Bereich von 1–25 Gew.-%, vorzugsweise 2–20 Gew.-%. Besonders bevorzugt sind Mischungen, die 3–15 Gew.-% einer chiralen Verbindung enthalten.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind unten angegeben:
    • – Das Medium enthält eine, zwei oder mehr Verbindungen der Formel I.
    • – Die Komponente B enthält vorzugsweise neben einer Verbindung oder mehreren Verbindungen der Formel II eine Esterverbindung oder mehrere Esterverbindungen der Formel Z
      Figure 00430001
      worin RZ die unter Formel I für R11 angegebene Bedeutung besitzt,
      Figure 00430002
      bedeutet, XZ F, Cl, CN, NCS, OCF3, CF3 oder SF5 bedeutet. worin RZ die unter Formel II für R2 angegebene Bedeutung besitzt.
  • Besonders bevorzugt sind Mischungen, die 5% bis 35%, vorzugsweise 10% bis 30% und besonders bevorzugt 10% bis 20% an Verbindungen der Formel Z enthalten.
    • – Die Komponente B enthält vorzugsweise zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel N
      Figure 00440001
      worin R die unter Formel I für R11 angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Alkyl oder Alkyl-C≡C- bedeutet, „Alkyl" Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen, vorzugsweise n-Alkyl bedeutet, und n 0 oder 1 bedeutet.
    • – Die Komponente B enthält vorzugsweise zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe von Esterverbindungen der Formel E
      Figure 00440002
      in der R0 die unter Formel I für R11 angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Alkyl bedeutet und
      Figure 00440003
      bedeutet.
    • – Der Anteil der Verbindungen der Formel E beträgt vorzugsweise 10–30 Gew.-%, insbesondere 15% bis 25%.
    • – Das Medium enthält vorzugsweise eine Verbindung oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Formeln Q-1 und Q-2
      Figure 00450001
      worin R0 die unter Formel I für R11 angegebene Bedeutung besitzt und n und m unabhängig voneinander 0 oder 1 bedeuten.
    • – Das Medium enthält vorzugsweise eine Verbindung oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe von Verbindungen der Formel II, in denen R0 Methyl bedeutet.
    • – Das Medium enthält vorzugsweise eine Dioxanverbindung, zwei oder mehr Dioxanverbindungen, vorzugsweise eine Dioxanverbindung oder zwei Dioxanverbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Formeln Dx-1 und Dx-2
      Figure 00460001
      worin R0 die unter Formel I für R11 angegebene Bedeutung besitzt.
  • Es wurde gefunden, dass schon ein relativ kleiner Anteil an Verbindungen der Formel I gemischt mit herkömmlichen Flüssigkristallmaterialien, insbesondere aber mit einer oder mehreren Verbindungen der Formeln II und III, zu einer geringeren Betriebsspannung und einem breiteren Betriebstemperaturbereich führt. Den Vorzug haben insbesondere Mischungen, die neben einer oder mehreren Verbindungen der Formel I eine oder mehrere Verbindungen der Formel II, insbesondere Verbindungen der Formel II, in denen X2 F, Cl, CN, NCS, CF3 oder OCF3 bedeutet, enthalten. Die Verbindungen der Formeln I bis III sind farblos, stabil und leicht miteinander und mit anderen flüssigkristallinen Materialien mischbar.
  • Das optimale Mischungsverhältnis der Verbindungen der Formeln I und II und III hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, der Wahl der Komponenten der Formeln I, II und/oder III und der Wahl eventueller weiterer Komponenten, die vorhanden sein können, ab. Geeignete Mischungsverhältnisse im oben angegebenen Bereich können leicht von Fall zu Fall bestimmt werden.
  • Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln I bis III in den erfindungsgemäßen Mischungen ist nicht kritisch. Die Mischungen können daher eine oder mehrere weitere Komponenten zur Optimierung verschiedener Eigenschaften enthalten. Der beobachtete Effekt auf die Betriebsspannung und den Betriebstemperaturbereich ist jedoch im Allgemeinen größer, je höher die Gesamtkonzentration an Verbindungen der Formeln I bis III ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien Verbindungen der Formel III, in denen X0 F, OCF3, OCHF2, OCH=CF2, OCF=CF2 oder OCF2-CF2H bedeutet. Ein günstiger synergistischer Effekt mit den Verbindungen der Formeln I resultiert in besonders vorteilhaften Eigenschaften. Insbesondere Mischungen, die Verbindungen der Formel I und der Formel II und der Formel III enthalten, zeichnen sich durch ihre niedrigen Betriebsspannungen aus.
  • Die einzelnen Verbindungen der Formeln II bis III, die in den erfindungsgemäßen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt oder können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
  • Der Aufbau der erfindungsgemäßen MLC-Anzeige aus Polarisatoren, Elektrodengrundplatten und oberflächenbehandelten Elektroden entspricht dem herkömmlichen Aufbau für Anzeigen dieser Art. Der Ausdruck herkömmlicher Aufbau ist hier breit aufzufassen und deckt auch alle Derivate und Modifikationen der MLC-Anzeige ab, insbesondere einschließlich Matrix-Anzeigeelementen auf der Grundlage von Poly-Si TFT oder MIM, besonders bevorzugt sind jedoch Anzeigen, die nur auf einem der Substrate Elektroden besitzen, d. h. so genannte interdigitale Elektroden, wie die in IPS-Anzeigen verwendeten, vorzugsweise in einer der üblichen Strukturen.
  • Ein wesentlicher Unterschied zwischen den erfindungsgemäßen Anzeigen und den herkömmlichen Anzeigen auf der Basis von verdrillten nematischen Zellen besteht jedoch in der Wahl der Flüssigkristallparameter der Flüssigkristallschicht.
  • Die erfindungsgemäßen Medien werden auf an sich herkömmliche Weise hergestellt. Im Allgemeinen werden die Komponenten ineinander gelöst, vorteilhaft bei erhöhter Temperatur. Durch geeignete Zusatzstoffe können die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Phasen so modifiziert werden, dass sie in allen Arten von Flüssigkristall-Anzeigeelementen, die bis jetzt offenbart wurden, verwendet werden können. Zusatzstoffe dieser Art sind dem Fachmann bekannt und eingehend in der Literatur beschrieben (H. Kelker und R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980). Beispielsweise können pleochroitische Farbstoffe zugesetzt werden, um farbige Guest-Host-Systeme herzustellen, oder es können Substanzen zugegeben werden, um die dielektrische Anisotropie, die Viskosität und/oder die Orientierung der nematischen Phasen zu modifizieren. Weiterhin können Stabilisatoren und Antioxidantien zugegeben werden.
  • Die erfindungsgemäßen Mischungen eignen sich für TN-, STN-, ECB- und IPS-Anwendungen und Anwendungen mit isotropen Schaltmodus (ISM). Daher sind ihre Verwendung in einer elektrooptischen Vorrichtung und eine elektrooptische Vorrichtung, die Flüssigkristallmedien enthaltend mindestens eine erfindungsgemäße Verbindung enthält, Gegenstände der vorliegenden Erfindung.
  • Die erfindungsgemäßen Mischungen sind hervorragend geeignet für Vorrichtungen, die in einem optisch isotropen Zustand arbeiten. Überraschenderweise erweisen sich die erfindungsgemäßen Mischungen als hervorragend geeignet für den betreffenden Verwendungszweck.
  • Elektrooptische Vorrichtungen, die in einem optisch isotropen Zustand betrieben werden oder betreibbar sind, sind in letzter Zeit für Video-, Fernseh- und Multimedia-Anwendungen von Interesse. Der Grund hierfür ist, dass herkömmliche Flüssigkristallanzeigen, die elektrooptische Effekte auf der Grundlage der physikalischen Eigenschaften von Flüssigkristallen nutzen, eine relativ hohe Schaltungszeit aufweisen, was für die genannten Anwendungen unerwünscht ist. Weiterhin zeigen die meisten der herkömmlichen Anzeigen eine erhebliche Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes, was wiederum Maßnahmen zum Ausgleich dieser unerwünschten Eigenschaft erforderlich macht.
  • Bezüglich Vorrichtungen, die elektrooptische Effekte in einem isotropen Zustand nutzen, offenbart beispielsweise die deutsche Patentanmeldung DE 102 17 273 A1 Lichtsteuer-(Lichtmodulations-)Elemente, in denen sich das mesogene Steuermedium für die Modulation bei Betriebstemperatur in der isotropen Phase befindet. Diese Lichtsteuerelemente besitzen eine sehr kurze Schaltungszeit und eine gute Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes. Sehr häufig sind die Ansteuer- oder Betriebsspannungen dieser Elemente jedoch für einige Anwendungen ungeeignet hoch.
  • Die noch unveröffentlichte deutsche Patentanmeldung DE 102 41 301 beschreibt spezifische Elektrodenstrukturen, die eine erhebliche Verringerung der Ansteuerspannungen ermöglichen. Diese Elektroden verkomplizieren jedoch das Herstellungsverfahren für die Lichtsteuerelemente.
  • Weiterhin weisen z. B. die sowohl in der DE 102 17 273 A1 als auch der DE 102 41 301 offenbarten Lichtsteuerelemente eine erhebliche Temperaturabhängigkeit auf. Der durch das elektrische Feld im Steuermedium in einem optischen isotropen Zustand induzierbare elektrooptische Effekt ist bei Temperaturen nahe dem Klärpunkt des Steuermediums am ausgeprägtesten. In diesem Bereich weisen die Lichtsteuerelemente die niedrigsten Werte für ihre charakteristischen Spannungen auf und erfordern dementsprechend die niedrigsten Betriebsspannungen. Mit steigender Temperatur nehmen die charakteristischen Spannungen und somit die Betriebsspannungen bemerkenswert zu. Typische Werte der Temperaturabhängigkeit liegen im Bereich von wenigen Volt pro Grad Celsius bis zu etwa zehn oder mehr Volt pro Grad Celsius. Während die DE 102 41 301 verschiedene Elektrodenstrukturen für Vorrichtungen beschreibt, die im isotropen Zustand betreibbar sind oder betrieben werden, offenbart die DE 102 17 273 A1 isotrope Medien wechselnder Zusammensetzung, die sich für Lichtsteuerelemente, die im isotropen Zustand betreibbar sind oder betrieben werden, eignen. Die relative Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung in diesen Lichtsteuerelementen liegt bei einer Temperatur von 1 Grad Celsius über dem Klärpunkt im Bereich von etwa 50%/Grad Celsius. Diese Temperaturabhängigkeit nimmt mit steigender Temperatur ab, so dass sie bei einer Temperatur von 5 Grad Celsius über dem Klärpunkt etwa 10%/Grad Celsius beträgt. Für viele praktische Anwendungen von Anzeigen, die diese Lichtsteuerelemente verwenden, ist die Temperaturabhängigkeit des elektrooptischen Effektes jedoch zu hoch. Im Gegenteil ist es für die praktische Verwendung wünschenswert, dass die Betriebsspannungen über einen Temperaturbereich von mindestens einigen Grad Celsius, vorzugsweise von etwa 5 Grad Celsius oder mehr, weiter besonders bevorzugt von etwa 10 Grad Celsius oder mehr und besonders von etwa 20 Grad Celsius oder mehr von der Betriebstemperatur unabhängig sind.
  • Es wurde nun gefunden, dass die Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen sich hervorragend als Steuermedien in den Lichtsteuerelementen wie oben und in den DE 102 17 273 A1 , DE 102 41 301 und DE 102 536 06 beschrieben eignen und den Temperaturbereich, in dem die Betriebsspannungen des elektrooptischen betrieben werden, erweitern. In diesem Fall ist der optische isotrope Zustand oder die blaue Phase nahezu vollständig oder vollständig von der Betriebstemperatur unabhängig.
  • Dieser Effekt ist noch deutlicher, wenn die mesogenen Steuermedien mindestens eine so genannte „blaue Phase" wie in der noch unveröffentlichten WO 2004/046 805 beschrieben aufweisen. Flüssigkristalle mit einer extrem hohen chiralen Verdrillung können eine oder mehrere optisch isotrope Phasen aufweisen. Wenn sie eine entsprechende cholesterische Ganghöhe besitzen, können diese Phasen in einer Zelle mit ausreichend großer Schichtdicke bläulich erscheinen. Diese Phasen werden daher auch als „blaue Phasen" bezeichnet (Gray und Goodby, „Smectic Liquid Crystals, Textures and Structures", Leonhard Hill, USA, Canada (1984)). Effekte von elektrischen Feldern auf Flüssigkristalle, die in einer blauen Phase vorliegen, sind beispielsweise in H.S. Kitzerow, „The Effekt of Electric Fields an Blue Phases", Mol. Cryst. Liq. Cryst. (1991), Bd. 202, S. 51–83 beschrieben, wie auch die drei Arten von blauen Phasen, die bis jetzt identifiziert wurden, nämlich BP I, BP II und BP III, die in feldfreien Flüssigkristallen zu beobachten sind. Es ist anzumerken, dass, wenn der Flüssigkristall, der eine blaue Phase oder blaue Phasen aufweist, einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, weitere blaue Phasen oder andere Phasen, die von den blauen Phasen I, II und III verschieden sind, auftreten könnten.
  • Die erfindungsgemäßen Mischungen können in einem elektrooptischen Lichtsteuerelement verwendet werden, welches
    • – ein oder mehrere, besonders zwei Substrate;
    • – eine Elektrodenanordnung;
    • – ein oder mehrere Elemente zur Polarisierung des Lichtes und
    • – das besagte Steuermedium
    enthält, wobei das Lichtsteuerelement bei einer Temperatur betrieben wird (oder betreibbar ist), bei der das Steuermedium in einer optisch isotropen Phase vorliegt, wenn es sich in einem nicht angesteuerten Zustand befindet.
  • Das Steuermedium der vorliegenden Erfindung weist eine charakteristische Temperatur, vorzugsweise einen Klärpunkt, im Bereich von etwa –30°C bis etwa 80°C, besonders bis zu etwa 55°C auf.
  • Die Betriebstemperatur der Lichtsteuerelemente liegt vorzugsweise über der charakteristischen Temperatur des Steuermediums, wobei diese Temperatur üblicherweise die Übergangstemperatur des Steuermediums in die blaue Phase ist; im Allgemeinen liegt die Betriebstemperatur im Bereich von etwa 0,1° bis etwa 50°, vorzugsweise im Bereich von etwa 0,1° bis etwa 10° über der charakteristischen Temperatur. Es ist überaus bevorzugt, dass die Betriebstemperatur im Bereich von der Übergangstemperatur des Steuermediums in die blaue Phase bis zur Übergangstemperatur des Steuermediums in die isotrope Phase, welche der Klärpunkt ist, liegt. Die Lichtsteuerelemente können jedoch auch bei Temperaturen betrieben werden, bei denen sich das Steuermedium in der isotropen Phase befindet.
  • (Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist der Ausdruck „charakteristische Temperatur" wie folgt definiert:
    • – Wenn die charakteristische Spannung als Funktion der Temperatur ein Minimum besitzt, wird die Temperatur bei diesem Minimum als charakteristische Temperatur angegeben.
    • – Wenn die charakteristische Spannung als Funktion der Temperatur kein Minimum besitzt und wenn das Steuermedium eine oder mehrere blaue Phasen aufweist, wird die Übergangstemperatur in die blaue Phase als charakteristische Temperatur angegeben; bei Vorliegen von mehr als einer blauen Phase wird die niedrigste Übergangstemperatur in eine blaue Phase als charakteristische Temperatur angegeben.
    • – Wenn die charakteristische Spannung als Funktion der Temperatur kein Minimum besitzt und wenn das Steuermedium keine blaue Phase aufweist, wird die Übergangstemperatur in die isotrope Phase als charakteristische Temperatur angegeben.)
  • Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „Alkyl", soweit er nicht an anderer Stelle in dieser Beschreibung oder in den Ansprüchen anders definiert ist, geradkettige und verzweigte Kohlenwasserstoff-(aliphatische)Reste mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen. Die Kohlenwasserstoffreste können unsubstituiert oder mit einem oder mehreren unabhängig aus der Gruppe bestehend aus F, Cl, Br, I oder CN ausgewählten Substituenten substituiert sein.
  • Die Dielektrika können auch weitere Zusatzstoffe enthalten, die dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben sind. Beispielsweise können 0 bis 5% an pleochroitischen Farbstoffen, Antioxidantien oder Stabilisatoren zugegeben werden.
  • C bezeichnet eine kristalline Phase, S eine smektische Phase, SC eine smektische C-Phase, N eine nematische Phase, I die isotrope Phase und BP die blaue Phase.
  • VX bezeichnet die Spannung für X% Durchlässigkeit. So bezeichnet z. B. V10 die Spannung für 10% Durchlässigkeit und V100 die Spannung für 100% Durchlässigkeit (Betrachtungswinkel senkrecht zur Plattenoberfläche). tein (bzw. τein) bezeichnet die Einschaltzeit und taus (bzw. τaus) die Ausschaltzeit bei einer Betriebsspannung entsprechend dem Wert von V100 bzw. Vmax.
  • Δn bezeichnet die optische Anisotropie. Δε bezeichnet die dielektrische Anisotropie (Δε = ε|| – ε⊥, wobei ε|| die Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen und ε|| die Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bezeichnet). Die elektrooptischen Daten werden in einer TN-Zelle beim 1. Minimum der Durchlässigkeit (d. h. bei einem (d·Δn)-Wert von 0,5 μm) bei 20°C gemessen, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben. Die optischen Daten werden bei 20°C gemessen, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben.
  • Gegebenenfalls können die Lichtsteuermedien gemäß der vorliegenden Erfindung weitere Flüssigkristallverbindungen enthalten, um die physikalischen Eigenschaften einzustellen. Derartige Verbindungen sind dem Fachmann bekannt. Ihre Konzentration in den Medien gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 0% bis 30%, besonders bevorzugt 0% bis 20% und insbesondere bevorzugt 5% bis 15%.
  • Vorzugsweise besitzen erfindungsgemäße Medien einen Bereich der blauen Phase oder, bei Auftreten von mehr als einer blauen Phase, einen kombinierten Bereich der blauen Phasen mit einer Breite von 9° oder mehr, vorzugsweise 10° oder mehr, besonders bevorzugt von 15° oder mehr und insbesondere bevorzugt von 20° oder mehr.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt dieser Phasenbereich sich mindestens von 10°C bis 30°C, insbesondere bevorzugt mindestens von 10°C bis 40°C und insbesondere bevorzugt mindestens von 0°C bis 50°C, worin mindestens bedeutet, dass sich die Phase vorzugsweise zu Temperaturen unterhalb der unteren Grenze und gleichzeitig zu Temperaturen oberhalb der oberen Grenze erstreckt.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erstreckt dieser Phasenbereich sich mindestens von 20°C bis 40°C, insbesondere bevorzugt mindestens von 30°C bis 80°C und insbesondere bevorzugt mindestens von 30°C bis 90°C. Diese Ausführungsform eignet sich besonders für Anzeigen mit einer starken Hintergrundbeleuchtung, die Energie abgibt und so die Anzeige erwärmt.
  • In der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Ausdruck dielektrisch positive Verbindungen Verbindungen mit Δε > 1,5, dielektrisch neutrale Verbindungen sind Verbindungen mit –1,5 ≤ Δε ≤ 1,5 und dielektrisch negative Verbindungen sind Verbindungen mit Δε < –1,5. Das Gleiche gilt für Komponenten. Δε wird bei 1 kHz und 20°C bestimmt. Die dielektrischen Anisotropien der Verbindungen werden aus den Ergebnissen einer Lösung von 10% der Einzelverbindungen in einer nematischen Wirtsmischung bestimmt. Die Kapazitäten dieser Testmischungen werden sowohl in einer Zelle mit homöotroper als auch mit homogener Orientierung bestimmt. Die Schichtdicke beträgt bei beiden Zelltypen ca. 20 μm. Die angelegte Spannung ist eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 1 kHz und einem Effektivwert von typischerweise 0,5 V bis 1,0 V, wird jedoch stets so ausgewählt, dass sie unterhalb der kapazitiven Schwelle für die jeweilige Testmischung liegt.
  • Als Wirtsmischung wird für dielektrisch positive Verbindungen die Mischung ZLI-4792 und für dielektrisch neutrale sowie für dielektrisch negative Verbindungen die Mischung ZLI-3086 verwendet, beide von Merck KGaA, Deutschland. Die absoluten Dielektrizitätskonstanten der Verbindungen werden aus der Änderung der jeweiligen Werte der Wirtsmischung bei Zugabe der interessierenden Verbindungen bestimmt und auf eine Konzentration der interessierenden Verbindungen von 100% extrapoliert.
  • Komponenten, die bei der Messtemperatur von 20°C eine nematische Phase aufweisen, werden als solche gemessen, alle anderen werden wie Verbindungen behandelt.
  • Der Ausdruck Schwellenspannung bezeichnet in der vorliegenden Anmeldung die optische Schwelle und ist für 10% relativen Kontrast (V10) angegeben, der Ausdruck Sättigungsspannung bezeichnet die optische Sättigung und ist für 90% relativen Kontrast (V90) angegeben, soweit in beiden Fällen nichts anderes angegeben ist. Die kapazitive Schwellen spannung (V0, auch Freedericksz-Schwelle VFr genannt) wird nur verwendet, wenn dies ausdrücklich angegeben ist.
  • Die in dieser Anmeldung angegebenen Parameterbereiche schließen sämtlich die Grenzwerte ein, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben.
  • In der gesamten Anmeldung sind, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, alle Konzentrationen in Massenprozent angegeben und beziehen sich jeweils auf die Gesamtmischung, alle Temperaturen und alle Temperaturunterschiede sind in Grad Celsius angegeben. Alle physikalischen Eigenschaften wurden und werden nach „Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Stand Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland, bestimmt und sind für eine Temperatur von 20°C aufgeführt, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben. Die optische Anisotropie (Δn) wird bei einer Wellenlänge von 589,3 nm bestimmt. Die dielektrische Anisotropie (Δε) wird bei einer Frequenz von 1 kHz bestimmt. Die Schwellenspannungen sowie alle anderen elektrooptischen Eigenschaften wurden mit von Merck KGaA, Deutschland, hergestellten Testzellen bestimmt. Die Testzellen für die Bestimmung von Δε besaßen eine Schichtdicke von 22 μm. Bei der Elektrode handelte es sich um eine kreisförmige ITO-Elektrode mit einer Fläche von 1,13 cm2 und einem Schutzring. Die Ausrichtungsschichten waren Lecithin für homöotrope Ausrichtung (ε||) und Polyimid AL-1054 von Japan Synthetic Rubber für homogene Ausrichtung (ε⊥). Die Bestimmung der Kapazitäten erfolgte mit einem Frequenzgang-Analysegerät Solatron 1260 unter Verwendung einer Sinuswelle mit einer Spannung von 0,3 oder 0,1 Vrms. Als Licht wurde bei den elektrooptischen Messungen weißes Licht verwendet. Dabei wurde ein Aufbau mit einem im Handel erhältlichen Gerät von Otsuka, Japan, verwendet. Die charakteristischen Spannungen wurden unter senkrechter Beobachtung bestimmt. Die Schwellenspannung (V10), Mittgrauspannung (V50) und Sättigungsspannung (V90) wurden für 10%, 50% bzw. 90% relativen Kontrast bestimmt.
  • Das mesogene Steuermaterial wurde in eine elektrooptische Testzelle gefüllt, die bei der jeweiligen Einrichtung der Merck KGaA hergestellt worden war. Die Testzellen besaßen interdigitale Elektroden auf einer Substratseite. Die Elektrodenbreite betrug 10 μm, der Abstand zwischen benachbarten Elektroden 10 μm und die Schichtdicke ebenfalls 10 μm. Diese Testzelle wurde zwischen gekreuzten Polarisatoren elektrooptisch beurteilt.
  • Bei niedrigen Temperaturen wiesen die gefüllten Zellen die typische Textur einer chiralen nematischen Mischung auf, mit einer optischen Durchlässigkeit zwischen gekreuzten Polarisatoren ohne angelegte Spannung. Beim Erhitzen wurden die Mischungen bei einer ersten Temperatur (T1) optisch isotrop, waren also dunkel zwischen den gekreuzten Polarisatoren. Dies gab den Übergang von der chiralen nematischen Phase in die blaue Phase bei dieser Temperatur an. Bis zu einer zweiten Temperatur (T2) zeigte die Zelle einen elektrooptischen Effekt unter einer angelegten Spannung, typischerweise von einigen zehn Volt, wobei eine bestimmte Spannung in diesem Bereich zu einem Maximum der optischen Durchlässigkeit führte. Typischerweise nahm bei einer höheren Temperatur die Spannung, die für einen sichtbaren elektrooptischen Effekt erforderlich war, stark zu, was den Übergang von der blauen Phase in die isotrope Phase bei dieser zweiten Temperatur (T2) angab.
  • Der Temperaturbereich (ΔT(BP)), in dem die Mischung am vorteilhaftesten elektrooptisch in der blauen Phase verwendet werden kann, wurde als der Bereich von T1 bis T2 identifiziert. Dieser Temperaturbereich (ΔT(BP)) ist der Temperaturbereich, der in den Beispielen dieser Anmeldung angegeben ist. Die elektrooptischen Anzeigen können auch bei Temperaturen jenseits dieses Bereiches betrieben werden, d. h. bei Temperaturen oberhalb T2, allerdings nur bei erheblich erhöhten Betriebsspannungen.
  • Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung können weitere Zusatzstoffe und chirale Dotierstoffe in den üblichen Konzentrationen beinhalten. Die Gesamtkonzentration dieser weiteren Bestandteile liegt im Bereich von 0% bis 10%, vorzugsweise 0,1% bis 6%, bezogen auf die Gesamtmischung. Die Konzentrationen der einzelnen verwendeten Verbindungen liegen vorzugsweise jeweils im Bereich von 0,1 bis 3%. Die Konzentration dieser und ähnlicher Zusatzstoffe wird bei der Angabe der Werte und Konzentrationsbereiche der Flüssigkristallkomponenten und -verbindungen der Flüssigkristallmedien in dieser Anmeldung nicht berücksichtigt.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bestehen aus mehreren Verbindungen, vorzugsweise aus 3 bis 30, besonders bevorzugt aus 5 bis 20 und insbesondere bevorzugt aus 6 bis 14 Verbindungen. Diese Verbindungen werden auf herkömmliche Weise gemischt. In der Regel wird die gewünschte Menge der in der geringeren Menge verwendeten Verbindung in der in der größeren Menge verwendeten Verbindung gelöst. Liegt die Temperatur über dem Klärpunkt der in höherer Konzentration verwendeten Verbindung, ist die Vervollständigung des Lösungsvorgangs besonders leicht zu beobachten. Es ist jedoch auch möglich, die Medien auf anderen üblichen Wegen, beispielsweise unter Verwendung von so genannten Vormischungen, bei denen es sich z. B. um homologe oder eutektische Mischungen von Verbindungen handeln kann, oder unter Verwendung von so genannten „Multi-Bottle"-Systemen, deren Bestandteile selbst gebrauchsfertige Mischungen sind, herzustellen.
  • Durch Zugabe geeigneter Zusatzstoffe können die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung so modifiziert werden, dass sie in allen bekannten Arten von Flüssigkristallanzeigen verwendbar sind, entweder durch Verwendung der Flüssigkristallmedien als solcher, wie TN-, TN-AMD-, ECB-, VAN-AMD- und insbesondere in Verbundsystemen, wie PDLD-, NCAP- und PN-LCDs und besonders in HPDLCs.
  • Der Schmelzpunkt T (C, N), der Übergang von der smektischen (S) zur nematischen (N) Phase T (S, N) und der Klärpunkt T (N, I) der Flüssigkristalle sind in Grad Celsius angegeben.
  • In der vorliegenden Anmeldung und besonders in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch auch als Akronyme bezeichnete Abkürzungen angegeben. Die Transformation der Abkürzungen in die entsprechenden Strukturen ergibt sich ohne weiteres aus den beiden folgenden Tabellen A und B. Alle Gruppen CnH2n+1 und CmH2m+1 sind geradkettige Alkylgruppen mit n bzw. m C-Atomen. Die Codierung der Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A sind nur die Abkürzungen für die Grundkörper der Strukturen angegeben. Die einzelnen Verbindungen werden durch die Abkürzung für den Grundkörper, gefolgt durch einen Bindestrich und einen Code für die Substituenten R1, R2, L1 und L2 dargestellt:
    Code für R1, R2, L1, L2 R1 R2 L1 L2
    nm CnH2n+1 CmH2m+1 H H
    nOm CnH2n+1 OCmH2m+1 H H
    nO.m OCnH2n+1 CmH2m+1 H H
    n CnH2n+1 CN H H
    nN.F CnH2n+1 CN H F
    nN.F.F CnH2n+1 CN F F
    nF CnH2n+1 F H H
    nF.F CnH2n+1 F H F
    nF.F.F CnH2n+1 F F F
    nOF OCnH2n+1 F H H
    nCl CnH2n+1 Cl H H
    nCl.F CnH2n+1 Cl H F
    nCl.F.F CnH2n+1 Cl F F
    nCF3 CnH2n+1 CF3 H H
    nOCF3 CnH2n+1 OCF3 H H
    nOCF3.F CnH2n+1 OCF3 H F
    nOCF3.F.F CnH2n+1 OCF3 F F
    nOCF2 CnH2n+1 OCHF2 H H
    nOCF2.F CnH2n+1 OCHF2 H F
    nOCF2.F.F CnH2n+1 OCHF2 F F
    nS CnH2n+1 NCS H H
    nS.F CnH2n+1 NCS H F
    nS.F.F CnH2n+1 NCS F F
    rVsN CrH2r+1-CH=CH-CsH2s- CN H H
    rEsN CrH2r+1-O-CsH2s- CN H H
    nAm CnH2n+1 COOCmH2m+1 H H
    nF.Cl CnH2n+1 Cl H F
    Tabelle A:
    Figure 00600001
    Figure 00610001
    Figure 00620001
    Tabelle B:
    Figure 00620002
    Figure 00630001
    Figure 00640001
    Figure 00650001
    Figure 00660001
    Figure 00670001
    Figure 00680001
    Figure 00690001
    Figure 00700001
    Figure 00710001
    Figure 00720001
    Figure 00730001
    Figure 00740001
    Figure 00750001
    Figure 00760001
    Figure 00770001
  • Besonders bevorzugt sind flüssigkristalline Mischungen, die neben den Verbindungen der Formel I mindestens eine, zwei, drei oder vier Verbindungen aus Tabelle B enthalten.
  • Tabelle C:
  • Tabelle C zeigt mögliche Dotierstoffe entsprechend der Komponente D, die den Mischungen erfindungsgemäß im Allgemeinen allein oder in Kombination (zwei, drei oder mehr) zugesetzt werden.
  • Figure 00770002
  • Figure 00780001
  • Figure 00790001
  • Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten vorzugsweise
    • – vier oder mehr Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen aus Tabellen A und B und/oder
    • – fünf oder mehr Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen aus Tabelle B und/oder
    • – zwei oder mehr Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen aus Tabelle A.
  • Beispiele
  • Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne sie in irgendeiner Weise zu beschränken.
  • Aus den physikalischen Daten insbesondere der Verbindungen wird dem Fachmann jedoch deutlich, welche Eigenschaften in welchen Bereichen zu erzielen sind. Insbesondere ist also die Kombination der verschiedenen Eigenschaften, die vorzugsweise erreicht werden können, gut definiert. Beispiel 1: Darstellung von 2-[trans-4-Propylcyclohexyl]-propan-1,3-bis(oxyphenyl-4'-trifluormethan):
    Figure 00800001
  • 2-(4-trans-Cyclohexyl)propan-1,3-diol (4,63 g, 23,1 mmol), Triphenylphosphin (12,4 g, 47,3 mmol) und 4-Trifluormethylphenol (7,50 g, 46,3 mmol) werden unter Stickstoffatmosphäre in Tetrahydrofuran (30 ml) gelöst und auf –5°C gekühlt. Man tropft langsam Diisopropyl-diazocarboxylat (9,1 ml, 46,2 mmol) zu, lässt über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Das Lösungsmittel wird unter vermindertem Druck entfernt und der Rückstand durch Flash-Säulenchromatographie in Heptan gereinigt, was (nach Eindampfen der entsprechenden Fraktionen) das Produkt als farbloses Öl ergibt. Die Struktur wird durch 1H-NMR-Spektroskopie bestätigt. Beispiel 2: Darstellung von 2-[trans-4-Propylcyclohexyl]-propan-1,3-bis(oxycarbonylphenyl-4'-trifluormethan):
    Figure 00810001
  • Bei 0°C werden 2-(4-trans-Cyclohexyl)propan-1,3-diol (3,15 g, 15,7 mmol), Dicyclohexylcarbodiimid (6,5 g, 31,5 mmol), Dimethylaminopyridin (0,2 g) und 4-Trifluormethylbenzoesäure (6,0 g, 31,5 mmol) unter Stickstoffatmosphäre in Dichlormethan (30 ml) gelöst. Man lässt über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Der entstandene Niederschlag wird abfiltriert und das Filtrat durch Flash-Säulenchromatographie mit Benzin als Laufmittel gereinigt, was (nach Eindampfen der entsprechenden Fraktionen) das Rohprodukt als weißen Feststoff ergibt. Umkristallisieren aus IPA ergibt das Produkt als weißen kristallinen Feststoff. Die Struktur wird durch 1H-NMR-Spektroskopie bestätigt und der (M+-F)-Peak in GCMS liegt bei 525. Die Phasensequenz ist K 76,3°C I. Beispiel 3: Darstellung von 2-[4'-Pentylbiphenyl]propan-1,3-bis(oxycarbonylphenyltrifluormethan):
    Figure 00810002
  • Bei 0°C werden 2-(4'-Pentylbiphenyl)propan-1,3-diol (3,0 g, 10,1 mmol), Dicyclohexylcarbodiimid (4,2 g, 20,4 mmol), Dimethylaminopyridin (0,2 g) und 4-Trifluormethylbenzoesäure (3,9 g, 20,5 mmol) unter Stickstoffatmosphäre in Dichlormethan (30 ml) gelöst. Man lässt über Nacht auf Raumtemperatur erwärmen. Der Niederschlag wird abfiltriert und das Filtrat durch Flash-Säulenchromatographie mit Benzin mit steigender Konzentration an Dichlormethan als Laufmittel gereinigt, was (nach Eindampfen der entsprechenden Fraktionen) das Rohprodukt als weißen Feststoff ergibt. Umkristallisieren aus IPA ergibt das Produkt als weißen kristallinen Feststoff. Die Struktur wird durch 1H-NMR-Spektroskopie bestätigt und der Mol-(M+-)Peak in GCMS liegt bei 642. Die Phasensequenz ist K 100,9°C I. Beispiel 4: Darstellung von Bis-1,3-(4-methoxybenzoesäure)-2-(4-propylcyclohexyl)-propylester
    Figure 00820001
  • 4-Propylcyclohexylpropan-1,3-diol (5,0 g, 25 mmol), 4-Methoxybenzoesäure (7,6 g, 50 mmol), Dicyclohexylcarbodiimid 1,0 M in Dichlormethan (50 ml, 50 mmol) und Dimethylaminopyridin (0,1 g) werden in Dichlormethan (50 ml) gelöst und 16 Stunden bei Raumtemperatur gerührt. Die Mischung wird filtriert, das Filtrat über Natriumsulfat getrocknet und zur Trockne eingedampft. Reinigung durch Flash-Säulenchromatographie lieferte das Produkt als klares Öl. Die Struktur wird durch 1H-NMR-Spektroskopie bestätigt und der Mol-(M+-)Peak in GCMS liegt bei 468.
  • Beispiele 5 bis 159
  • Analog zu Beispiel 1 werden die folgenden Verbindungen dargestellt:
    Figure 00830001
    Nr. R11 R11 L11 L12 L13 Phasen (T/°C)
    5 CH3 F H H H
    6 C2H5 F H H H
    7 n-C3H7 F H H H
    8 n-C4H9 F H H H
    9 n-C5H11 F H H H
    10 n-C6H13 F H H H
    11 n-C7H15 F H H H
    12 n-C8H17 F H H H
    13 n-C9H19 F H H H
    14 n-C10H21 F H H H
    15 CH2=CH F H H H
    16 CH2=CH-CH2 F H H H
    17 CH3-CH=CH F H H H
    18 CH3 F F H H
    19 C2H5 F F H H
    20 n-C3H7 F F H H
    21 n-C4H9 F F H H
    22 n-C5H11 F F H H
    23 n-C6H13 F F H H
    24 n-C7H15 F F H H
    25 n-C8H17 F F H H
    26 n-C9H19 F F H H
    27 n-C10H21 F F H H
    28 CH2=CH F F H H
    29 CH2=CH-CH2 F F H H
    30 CH3-CH=CH F F H H
    31 CH3 F F F H
    32 C2H5 F F F H
    33 n-C3H7 F F F H
    34 n-C4H9 F F F H
    35 n-C5H11 F F F H
    36 n-C6H13 F F F H
    37 n-C7H15 F F F H
    38 n-C8H17 F F F H
    39 n-C9H19 F F F H
    40 n-C10H21 F F F H
    41 CH2=CH F F F H
    42 CH2=CH-CH2 F F F H
    43 CH3-CH=CH F F F H
    44 CH3 F H F F
    45 C2H5 F H F F
    46 n-C3H7 F H F F
    47 n-C4H9 F H F F
    48 n-C5H11 F H F F
    49 n-C6H13 F H F F
    50 n-C7H15 F H F F
    51 n-C8H17 F H F F
    52 n-C9H19 F H F F
    53 n-C10H21 F H F F
    54 CH2=CH F H F F
    55 CH2=CH-CH2 F H F F
    56 CH3-CH=CH F H F F
    57 CH3 Cl H H H
    58 C2H5 Cl H H H
    59 n-C3H7 Cl H H H
    60 n-C4H9 Cl H H H
    61 n-C5H11 Cl H H H
    62 n-C6H13 Cl H H H
    63 n-C7H15 Cl H H H
    64 n-C8H17 Cl H H H
    65 n-C9H19 Cl H H H
    66 n-C10H21 Cl H H H
    67 CH2=CH Cl H H H
    68 CH2=CH-CH2 Cl H H H
    69 CH3-CH=CH Cl H H H
    70 CH3 Cl F H H
    71 C2H5 Cl F H H
    72 n-C3H7 Cl F H H
    73 n-C4H9 Cl F H H
    74 n-C5H11 Cl F H H
    75 n-C6H13 Cl F H H
    76 n-C7H15 Cl F H H
    77 n-C8H17 Cl F H H
    78 n-C9H19 Cl F H H
    79 n-C10H21 Cl F H H
    80 CH2=CH Cl F H H
    81 CH2=CH-CH2 Cl F H H
    82 CH3-CH=CH Cl F H H
    83 CH3 Cl F F H
    84 C2H5 Cl F F H
    85 n-C3H7 Cl F F H
    86 n-C4H9 Cl F F H
    87 n-C5H11 Cl F F H
    88 n-C6H13 Cl F F H
    89 n-C7H15 Cl F F H
    90 n-C8H17 Cl F F H
    91 n-C9H19 Cl F F H
    92 n-C10H21 Cl F F H
    93 CH2=CH Cl F F H
    94 CH2=CH-CH2 Cl F F H
    95 CH3-CH=CH Cl F F H
    96 CH3 Cl H F F
    97 C2H5 Cl H F F
    98 n-C3H7 Cl H F F
    99 n-C4H9 Cl H F F
    100 n-C5H11 Cl H F F
    101 n-C6H13 Cl H F F
    102 n-C7H15 Cl H F F
    103 n-C8H17 Cl H F F
    104 n-C9H19 Cl H F F
    105 n-C10H21 Cl H F F
    106 CH2=CH Cl H F F
    107 CH2=CH-CH2 Cl H F F
    108 CH3-CH=CH Cl H F F
    109 CH3 CF3 H H H
    110 C2H5 CF3 H H H
    1 n-C3H7 CF3 H H H
    111 n-C4H9 CF3 H H H
    112 n-C5H11 CF3 H H H
    113 n-C6H13 CF3 H H H
    114 n-C7H15 CF3 H H H
    115 n-C8H17 CF3 H H H
    116 n-C9H19 CF3 H H H
    117 n-C10H21 CF3 H H H
    118 CH2=CH CF3 H H H
    119 CH2=CH-CH2 CF3 H H H
    120 CH3-CH=CH CF3 H H H
    121 CH3 CF3 F H H
    122 C2H5 CF3 F H H
    123 n-C3H7 CF3 F H H
    124 n-C4H9 CF3 F H H
    125 n-C5H11 CF3 F H H
    126 n-C6H13 CF3 F H H
    127 n-C7H15 CF3 F H H
    128 n-C8H17 CF3 F H H
    129 n-C9H19 CF3 F H H
    130 n-C10H21 CF3 F H H
    131 CH2=CH CF3 F H H
    132 CH2=CH-CH2 CF3 F H H
    133 CH3-CH=CH CF3 F H H
    134 CH3 CF3 F F H
    135 C2H5 CF3 F F H
    136 n-C3H7 CF3 F F H
    137 n-C4H9 CF3 F F H
    138 n-C5H11 CF3 F F H
    139 n-C6H13 CF3 F F H
    140 n-C7H15 CF3 F F H
    141 n-C8H17 CF3 F F H
    142 n-C9H19 CF3 F F H
    143 n-C10H21 CF3 F F H
    144 CH2=CH CF3 F F H
    145 CH2=CH-CH2 CF3 F F H
    146 CH3-CH=CH CF3 F F H
    147 CH3 CF3 H F F
    148 C2H5 CF3 H F F
    149 n-C3H7 CF3 H F F
    150 n-C4H9 CF3 H F F
    151 n-C5H11 CF3 H F F
    152 n-C6H13 CF3 H F F
    153 n-C7H15 CF3 H F F
    154 n-C8H17 CF3 H F F
    155 n-C9H19 CF3 H F F
    156 n-C10H21 CF3 H F F
    157 CH2=CH CF3 H F F
    158 CH2=CH-CH2 CF3 H F F
    159 CH3-CH=CH CF3 H F F
  • Beispiele 160 bis 329
  • Analog zu Beispiel 2 werden die folgenden Verbindungen dargestellt:
    Figure 00880001
    Nr. R11 R12 L11 L12 L13 Phasen (T/°C)
    160 CH3 F H H H
    161 C2H5 F H H H
    162 n-C3H7 F H H H
    163 n-C4H9 F H H H
    164 n-C5H11 F H H H
    165 n-C6H13 F H H H
    166 n-C7H15 F H H H
    167 n-C8H17 F H H H
    168 n-C9H19 F H H H
    169 n-C10H21 F H H H
    170 CH2=CH F H H H
    186 CH2=CH-CH2 F H H H
    187 CH3-CH=CH F H H H
    188 CH3 F F H H
    189 C2H5 F F H H
    190 n-C3H7 F F H H
    191 n-C4H9 F F H H
    192 n-C5H11 F F H H
    193 n-C6H13 F F H H
    194 n-C7H15 F F H H
    195 n-C8H17 F F H H
    196 n-C9H19 F F H H
    197 n-C10H21 F F H H
    198 CH2=CH F F H H
    199 CH2=CH-CH2 F F H H
    200 CH3-CH=CH F F H H
    201 CH3 F F F H
    202 C2H5 F F F H
    203 n-C3H7 F F F H
    204 n-C4H9 F F F H
    205 n-C5H11 F F F H
    206 n-C6H13 F F F H
    207 n-C7H15 F F F H
    208 n-C8H17 F F F H
    209 n-C9H19 F F F H
    210 n-C10H21 F F F H
    211 CH2=CH F F F H
    212 CH2=CH-CH2 F F F H
    213 CH3-CH=CH F F F H
    214 CH3 F H F F
    215 C2H5 F H F F
    216 n-C3H7 F H F F
    217 n-C4H9 F H F F
    218 n-C5H11 F H F F
    219 n-C6H13 F H F F
    220 n-C7H15 F H F F
    221 n-C8H17 F H F F
    222 n-C9H19 F H F F
    223 n-C10H21 F H F F
    224 CH2=CH F H F F
    225 CH2=CH-CH2 F H F F
    226 CH3-CH=CH F H F F
    227 CH3 Cl H H H
    228 C2H5 Cl H H H
    229 n-C3H7 Cl H H H
    230 n-C4H9 Cl H H H
    231 n-C5H11 Cl H H H
    232 n-C6H13 Cl H H H
    233 n-C7H15 Cl H H H
    234 n-C8H17 Cl H H H
    235 n-C9H19 Cl H H H
    236 n-C10H21 Cl H H H
    237 CH2=CH Cl H H H
    238 CH2=CH-CH2 Cl H H H
    239 CH3-CH=CH Cl H H H
    240 CH3 Cl F H H
    241 C2H5 Cl F H H
    242 n-C3H7 Cl F H H
    243 n-C4H9 Cl F H H
    244 n-C5H11 Cl F H H
    245 n-C6H13 Cl F H H
    246 n-C7H15 Cl F H H
    247 n-C8H17 Cl F H H
    248 n-C9H19 Cl F H H
    249 n-C10H21 Cl F H H
    250 CH2=CH Cl F H H
    251 CH2=CH-CH2 Cl F H H
    252 CH3-CH=CH Cl F H H
    253 CH3 Cl F F H
    254 C2H5 Cl F F H
    255 n-C3H7 Cl F F H
    256 n-C4H9 Cl F F H
    257 n-C5H11 Cl F F H
    258 n-C6H13 Cl F F H
    259 n-C7H15 Cl F F H
    260 n-C8H17 Cl F F H
    261 n-C9H19 Cl F F H
    262 n-C10H21 Cl F F H
    263 CH2=CH Cl F F H
    264 CH2=CH-CH2 Cl F F H
    265 CH3-CH=CH Cl F F H
    266 CH3 Cl H F F
    267 C2H5 Cl H F F
    268 n-C3H7 Cl H F F
    269 n-C4H9 Cl H F F
    270 n-C5H11 Cl H F F
    271 n-C6H13 Cl H F F
    272 n-C7H15 Cl H F F
    273 n-C8H17 Cl H F F
    274 n-C9H19 Cl H F F
    275 n-C10H21 Cl H F F
    276 CH2=CH Cl H F F
    277 CH2=CH-CH2 Cl H F F
    278 CH3-CH=CH Cl H F F
    279 CH3 CF3 H H H
    280 C2H5 CF3 H H H
    2 n-C3H7 CF3 H H H
    281 n-C4H9 CF3 H H H
    282 n-C5H11 CF3 H H H
    283 n-C6H13 CF3 H H H
    284 n-C7H15 CF3 H H H
    285 n-C8H17 CF3 H H H
    286 n-C9H19 CF3 H H H
    287 n-C10H21 CF3 H H H
    288 CH2=CH CF3 H H H
    289 CH2=CH-CH2 CF3 H H H
    290 CH3-CH=CH CF3 H H H
    291 CH3 CF3 F H H
    292 C2H5 CF3 F H H
    293 n-C3H7 CF3 F H H
    294 n-C4H9 CF3 F H H
    295 n-C5H11 CF3 F H H
    296 n-C6H13 CF3 F H H
    297 n-C7H15 CF3 F H H
    298 n-C8H17 CF3 F H H
    299 n-C9H19 CF3 F H H
    300 n-C10H21 CF3 F H H
    301 CH2=CH CF3 F H H
    302 CH2=CH-CH2 CF3 F H H
    303 CH3-CH=CH CF3 F H H
    304 CH3 CF3 F F H
    305 C2H5 CF3 F F H
    306 n-C3H7 CF3 F F H
    307 n-C4H9 CF3 F F H
    308 n-C5H11 CF3 F F H
    309 n-C6H13 CF3 F F H
    310 n-C7H15 CF3 F F H
    311 n-C8H17 CF3 F F H
    312 n-C9H19 CF3 F F H
    313 n-C10H21 CF3 F F H
    314 CH2=CH CF3 F F H
    315 CH2=CH-CH2 CF3 F F H
    316 CH3-CH=CH CF3 F F H
    317 CH3 CF3 H F F
    318 C2H5 CF3 H F F
    319 n-C3H7 CF3 H F F
    320 n-C4H9 CF3 H F F
    321 n-C5H11 CF3 H F F
    322 n-C6H13 CF3 H F F
    323 n-C7H15 CF3 H F F
    324 n-C8H17 CF3 H F F
    325 n-C9H19 CF3 H F F
    326 n-C10H21 CF3 H F F
    327 CH2=CH CF3 H F F
    328 CH2=CH-CH2 CF3 H F F
    329 CH3-CH=CH CF3 H F F
  • Beispiele 330 bis 485
  • Analog zu Beispiel 3 werden die folgenden Verbindungen dargestellt:
    Figure 00930001
    Nr. R11 R12 L11 L12 L13 Phasen (T/°C)
    330 CH3 F H H H
    331 C2H5 F H H H
    332 n-C3H7 F H H H
    333 n-C4H9 F H H H
    334 n-C5H11 F H H H
    335 n-C6H13 F H H H
    336 n-C7H15 F H H H
    337 n-C8H17 F H H H
    338 n-C9H19 F H H H
    339 n-C10H21 F H H H
    340 CH2=CH F H H H
    341 CH2=CH-CH2 F H H H
    342 CH3-CH=CH F H H H
    343 CH3 F F H H
    344 C2H5 F F H H
    345 n-C3H7 F F H H
    346 n-C4H9 F F H H
    347 n-C5H11 F F H H
    348 n-C6H13 F F H H
    349 n-C7H15 F F H H
    350 n-C8H17 F F H H
    351 n-C9H19 F F H H
    352 n-C10H21 F F H H
    353 CH2=CH F F H H
    354 CH2=CH-CH2 F F H H
    355 CH3-CH=CH F F H H
    356 CH3 F F F H
    357 C2H5 F F F H
    358 n-C3H7 F F F H
    359 n-C4H9 F F F H
    360 n-C5H11 F F F H
    361 n-C6H13 F F F H
    362 n-C7H15 F F F H
    363 n-C8H17 F F F H
    364 n-C9H19 F F F H
    365 n-C10H21 F F F H
    366 CH2=CH F F F H
    367 CH2=CH-CH2 F F F H
    368 CH3-CH=CH F F F H
    369 CH3 F H F F
    370 C2H5 F H F F
    371 n-C3H7 F H F F
    372 n-C4H9 F H F F
    373 n-C5H11 F H F F
    374 n-C6H13 F H F F
    375 n-C7H15 F H F F
    376 n-C8H17 F H F F
    377 n-C9H19 F H F F
    378 n-C10H21 F H F F
    379 CH2=CH F H F F
    380 CH2=CH-CH2 F H F F
    381 CH3-CH=CH F H F F
    382 CH3 Cl H H H
    383 C2H5 Cl H H H
    384 n-C3H7 Cl H H H
    385 n-C4H9 Cl H H H
    386 n-C5H11 Cl H H H
    387 n-C6H13 Cl H H H
    388 n-C7H15 Cl H H H
    389 n-C8H17 Cl H H H
    390 n-C9H19 Cl H H H
    391 n-C10H21 Cl H H H
    392 CH2=CH Cl H H H
    393 CH2=CH-CH2 Cl H H H
    394 CH3-CH=CH Cl H H H
    395 CH3 Cl F H H
    396 C2H5 Cl F H H
    397 n-C3H7 Cl F H H
    398 n-C4H9 Cl F H H
    399 n-C5H11 Cl F H H
    400 n-C6H13 Cl F H H
    401 n-C7H15 Cl F H H
    402 n-C8H17 Cl F H H
    403 n-C9H19 Cl F H H
    404 n-C10H21 Cl F H H
    405 CH2=CH Cl F H H
    406 CH2=CH-CH2 Cl F H H
    407 CH3-CH=CH Cl F H H
    408 CH3 Cl F F H
    409 C2H5 Cl F F H
    410 n-C3H7 Cl F F H
    411 n-C4H9 Cl F F H
    412 n-C5H11 Cl F F H
    413 n-C6H13 Cl F F H
    414 n-C7H15 Cl F F H
    415 n-C8H17 Cl F F H
    416 n-C9H19 Cl F F H
    417 n-C10H21 Cl F F H
    418 CH2=CH Cl F F H
    419 CH2=CH-CH2 Cl F F H
    420 CH3-CH=CH Cl F F H
    421 CH3 Cl H F F
    422 C2H5 Cl H F F
    423 n-C3H7 Cl H F F
    424 n-C4H9 Cl H F F
    425 n-C5H11 Cl H F F
    426 n-C6H13 Cl H F F
    427 n-C7H15 Cl H F F
    428 n-C8H17 Cl H F F
    429 n-C9H19 Cl H F F
    430 n-C10H21 Cl H F F
    431 CH2=CH Cl H F F
    432 CH2=CH-CH2 Cl H F F
    433 CH3-CH=CH Cl H F F
    434 CH3 CF3 H H H
    435 C2H5 CF3 H H H
    436 n-C3H7 CF3 H H H
    437 n-C4H9 CF3 H H H
    438 n-C5H11 CF3 H H H
    3 n-C6H13 CF3 H H H
    439 n-C7H15 CF3 H H H
    440 n-C8H17 CF3 H H H
    441 n-C9H19 CF3 H H H
    442 n-C10H21 CF3 H H H
    443 CH2=CH CF3 H H H
    444 CH2=CH-CH2 CF3 H H H
    445 CH3-CH=CH CF3 H H H
    446 CH3 CF3 F H H
    447 C2H5 CF3 F H H
    448 n-C3H7 CF3 F H H
    449 n-C4H9 CF3 F H H
    450 n-C5H11 CF3 F H H
    451 n-C6H13 CF3 F H H
    452 n-C7H15 CF3 F H H
    453 n-C8H17 CF3 F H H
    454 n-C9H19 CF3 F H H
    455 n-C10H21 CF3 F H H
    456 CH2=CH CF3 F H H
    457 CH2=CH-CH2 CF3 F H H
    458 CH3-CH=CH CF3 F H H
    459 CH3 CF3 F F H
    460 C2H5 CF3 F F H
    461 n-C3H7 CF3 F F H
    462 n-C4H9 CF3 F F H
    463 n-C5H11 CF3 F F H
    464 n-C6H13 CF3 F F H
    465 n-C7H15 CF3 F F H
    466 n-C8H17 CF3 F F H
    467 n-C9H19 CF3 F F H
    468 n-C10H21 CF3 F F H
    469 CH2=CH CF3 F F H
    470 CH2=CH-CH2 CF3 F F H
    471 CH3-CH=CH CF3 F F H
    472 CH3 CF3 H F F
    473 C2H5 CF3 H F F
    474 n-C3H7 CF3 H F F
    475 n-C4H9 CF3 H F F
    476 n-C5H11 CF3 H F F
    477 n-C6H13 CF3 H F F
    478 n-C7H15 CF3 H F F
    479 n-C8H17 CF3 H F F
    480 n-C9H19 CF3 H F F
    481 n-C10H21 CF3 H F F
    482 CH2=CH CF3 H F F
    483 CH2=CH-CH2 CF3 H F F
    484 CH3-CH=CH CF3 H F F
  • Vergleichsanwendungsbeispiel
  • 5% des chiralen Mittels R-5011 werden in der achiralen Flüssigkristallmischung H-0 mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in Tabelle 1 unten angegeben gelöst. Tabelle 1: Zusammensetzung und Eigenschaften der Wirtsmischung H-0
    Verbindung Abkürzung Konzentration/Massen-% Physikalische Eigenschaften
    GZU-3A-N 15,0 T (N, I) = 56,5°C
    GZU-4A-N 15,0
    GZU-4O-N 15,0 Δn (20°C, 589 nm) = 0,164
    UZU-3A-N 8,0
    CUZU-2-N 9,0
    CUZU-3-N 9,0
    CUZU-4-N 9,0
    HP-3N.F 6,0
    HP-4N.F 6,0
    HP-5N.F 8,0
    Σ 100,0
  • Die erhaltene Mischung CM-0 wird in eine elektrooptische Testzelle mit interdigitalen Elektroden auf einer Substratseite gefüllt. Die Elektrodenbreite beträgt 10 μm, der Abstand zwischen benachbarten Elektroden 10 μm und die Schichtdicke ebenfalls 10 μm. Diese Testzelle wird zwischen gekreuzten Polarisatoren elektrooptisch beurteilt.
  • Bei niedrigen Temperaturen wies die gefüllte Zelle die typische Textur einer chiralen nematischen Mischung auf, mit einer optischen Transmission zwischen gekreuzten Polarisatoren ohne angelegte Spannung. Beim Erhitzen war die Mischung bei einer Temperatur von 36°C optisch isotrop, also dunkel zwischen den gekreuzten Polarisatoren. Dies gab den Übergang von der chiralen nematischen Phase in die blaue Phase bei 36°C an.
  • Diese Temperatur wird als T1 oder Ttrans bezeichnet.
  • Bis zu einer Temperatur von 43°C zeigt die Zelle einen deutlichen elektrooptischen Effekt unter einer angelegten Spannung, z. B. führt bei 38°C das Anlegen einer Spannung von 46 V zu einem Maximum der optischen Transmission. Diese Temperatur wird als T2 und die entsprechende Spannung als Vmax oder V100 bezeichnet. Bei einer Temperatur von 43°C beginnt die Spannung, die für einen sichtbaren elektrooptischen Effekt erforderlich ist, stark zuzunehmen, was den Übergang von der blauen Phase in die isotrope Phase bei dieser Temperatur angibt.
  • Der Temperaturbereich (ΔT(BP)), in dem die Mischung elektrooptisch in der blauen Phase verwendet werden kann, wird als der Bereich von etwa 36°C bis etwa 43°C identifiziert, d. h. als 7° breit (= T2 – T1 = 43°C – 36°C). Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 unten aufgeführt. Außerdem wurden die Schaltzeiten für das Einschalten (τein) und Ausschalten (τaus) bestimmt. Die Schaltzeiten nehmen mit steigender Temperatur oberhalb T1 ab und die Temperatur, bei der beide Schaltzeiten jeweils unter 5 ms abgesunken sind, wird als T3 bezeichnet. Dies ist in diesem Vergleichsanwendungsbeispiel bei einer Temperatur von etwa 39,3°C oder etwas darüber der Fall. Dementsprechend ist der Bereich des nutzbaren flachen Verhaltens, d. h. der nutzbare Flachbereich (ΔT(FR)), der für T2 ≥ T3 als ΔT(FR) = T2 – T3 definiert ist und für T2 < T3 ΔT(FR) = 0, ist in diesem Vergleichsanwendungsbeispiel (43,0°C – 39,3°C) = 3,7°.
  • Anwendungsbeispiel 1
  • In diesem Anwendungsbeispiel werden alternativ 10% der entsprechenden Verbindungen aus den Beispielen 1 bis 4 jeweils zusammen mit 5% des chiralen Mittels R-5011 in der im oben beschriebenen Vergleichsanwendungsbeispiel 1 verwendeten achiralen Flüssigkristallmischung H-0 gelöst. Die entstandenen Mischungen H-1a und H-2 bis H-4 weisen die in Tabelle 2 angegebenen Zusammensetzungen und Eigenschaften auf. Da die Mischung H-1a enthaltend 10% der Verbindung des Beispiels 1 nur über einen schmalen Temperaturbereich eine blaue Phase aufweist, werden alternativ 5% der Verbindung zusammen mit 5% des chiralen Dotierstoffs R-5011 gelöst und die entstandene Mischung H-1b untersucht. Tabelle 2: Ergebnisse
    Anw.-Bsp. # V.B. 1-1a 1-1b 1-2 1-3 1-4
    Mischung # CM-0 H-1a H-1b H-2 H-3 H-4
    Verb. aus Bsp. # keine 1 2 3 4
    c(Verb.)/% 0 10 5 10
    c(R-5011)/% 0 5
    Charakteristische Temperaturen
    T2/°C 43,0 5,9 20,2 16,5 20,0 20,5
    T3/°C 39,3 n.b. 19,2 15,5 15,6 17,5
    T1/°C 36,0 4,9 9,7 6,2 11,1 13,1
    ΔT(BP)/° 7,0 1,0 10,5 10,3 8,9 7,4
    ΔT(FR)/° 3,7 n.b. 1,0 1,0 4,4 3,0
    Charakteristische Spannungen
    Top ./°C 38,0 6,9 11,7 8,2 13,1 15,1
    Vmax/V 46,0 n.b. 41,1 44,6 44,9 45,1
    dVmax/dT/V/° n.b. n.b. 0,0 1,0 1,1 2,2
    dVmax/dT/V0/° n.b. n.b. 0,00 0,022 0,024 0,049
    • Anmerkungen: n.b.: nicht bestimmt.
  • Die erhaltenen Mischungen H-1a, H-1b und H-2 bis H-4 werden in jeweilige elektrooptische Testzellen wie die in Vergleichsanwendungsbeispiel 1 verwendeten gefüllt und wie dort beschrieben untersucht.
  • Bei niedrigen Temperaturen weist die mit der Mischung H-1b gefüllte Zelle die typische Textur einer chiralen nematischen Mischung auf, mit einer optischen Transmission zwischen gekreuzten Polarisatoren ohne angelegte Spannung. Beim Erhitzen wird die Mischung bei einer Temperatur von 9,7°C optisch isotrop, also dunkel zwischen den gekreuzten Polarisatoren. Dies gibt den Übergang von der chiralen nematischen Phase in die blaue Phase bei 9,7°C an. Bis zu einer Temperatur von 20,2°C zeigt die Zelle einen deutlichen elektrooptischen Effekt bei angelegter Spannung. Zum Beispiel führt bei 11,7°C das Anlegen von 41,1 Volt zu einem Maximum der optischen Transmission. Bei einer Temperatur von 20,2°C nimmt die für einen sichtbaren elektrooptischen Effekt erforderliche Spannung stark zu, was den Übergang von der blauen Phase in die isotrope Phase bei 20,2°C angibt.
  • Der Bereich, in dem die Mischung elektrooptisch in der blauen Phase verwendet werden kann, wird damit als 20,2°C – 9,7°C = 10,5° festgestellt.
  • Dies ist erheblich größer als der Bereich von 7°, wie er für die Mischung CM-0 des Vergleichsanwendungsbeispiels 1 gefunden wurde, das nur 5% R-5011 enthält.
  • Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
  • Die Mischungen H-2 bis H-4 werden auf die gleiche Weise wie die Mischung H-1b untersucht. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle 2 aufgeführt. Alle untersuchten Anwendungsbeispiele weisen im Vergleich zum Vergleichsanwendungsbeispiel einen größeren Temperaturbereich auf und gleichzeitig ist noch die charakteristische Spannung verringert.
  • Anwendungsbeispiel 2
  • In diesem Anwendungsbeispiel wurde eine nematische Flüssigkristallmischung (genannt A) hergestellt, die 10% der Verbindung des Beispiels 1 enthält, und auf ihre physikalischen Eigenschaften hin beurteilt, wie in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle 3: Zusammensetzung und Eigenschaften der Mischung A
    Verbindung Abkürzung Konzentration/Massen-% Physikalische Eigenschaften
    Verb.(Bsp. 1) 10,0 T (N, I) = 52,5°C
    PCH-5F 9,0
    PCH-6F 7,2 Δn (20°C, 589 nm) = 0,805
    PCH-7F 5,4
    CCP-2OCF3 7,2 Δε (20°C) = 4,6
    CCP-3OCF3 10,8
    CCP-4OCF3 6,3
    CCP-5OCF3 9,9
    ECCP-3OCF3 4,5
    ECCP-5OCF3 4,5
    BCH-3F.F 10,8
    BCH-5F.F 9,0
    CBC-33F 1,8
    CBC-53F 1,8
    CBC-55F 1,8
    Σ 100,0
  • Anwendungsbeispiel 3
  • In diesem Anwendungsbeispiel wurde eine nematische Flüssigkristallmischung (genannt B) hergestellt, die 10% der Verbindung des Beispiels 2 enthält, und auf ihre physikalischen Eigenschaften hin beurteilt, wie in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle 4: Zusammensetzung und Eigenschaften der Mischung B
    Verbindung Abkürzung Konzentration/Massen-% Physikalische Eigenschaften
    Verb.(Bsp. 2) 10,0 T (N, I) = 67,5°C
    PCH-5F 9,0
    PCH-6F 7,2 Δn (20°C, 589 nm) = 0,884
    PCH-7F 5,4
    CCP-2OCF3 7,2 ΔΣ (20°C) = 4,1
    CCP-3OCF3 10,8
    CCP-4OCF3 6,3
    CCP-5OCF3 9,9
    ECCP-3OCF3 4,5
    ECCP-5OCF3 4,5
    BCH-3F.F 10,8
    BCH-5F.F 9,0
    CBC-33F 1,8
    CBC-53F 1,8
    CBC-55F 1,8
    Σ 100,0
  • Anwendungsbeispiel 4
  • In diesem Anwendungsbeispiel wurde eine nematische Flüssigkristallmischung (genannt C) hergestellt, die 10% der Verbindung des Beispiels 3 enthält, und auf ihre physikalischen Eigenschaften hin beurteilt, wie in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle 5: Zusammensetzung und Eigenschaften der Mischung C
    Verbindung Abkürzung Konzentration/Massen-% Physikalische Eigenschaften
    Verb.(Bsp. 3) 10,0 T (N, I) = n.b. °C
    PCH-5F 9,0
    PCH-6F 7,2 Δn (20°C, 589 nm) = n.b.
    PCH-7F 5,4
    CCP-2OCF3 7,2 Δε (20°C) = n.b.
    CCP-3OCF3 10,8
    CCP-4OCF3 6,3
    CCP-5OCF3 9,9
    ECCP-3OCF3 4,5
    ECCP-5OCF3 4,5
    BCH-3F.F 10,8
    BCH-5F.F 9,0
    CBC-33F 1,8
    CBC-53F 1,8
    CBC-55F 1,8
    Σ 100,0
    • Anmerkungen: n.b.: nicht bestimmt.
  • Anwendungsbeispiel 5
  • In diesem Anwendungsbeispiel wurde eine nematische Flüssigkristallmischung (genannt D) hergestellt, die 10% der Verbindung des Beispiels 4 enthält, und auf ihre physikalischen Eigenschaften hin beurteilt, wie in der folgenden Tabelle angegeben. Tabelle 6: Zusammensetzung und Eigenschaften der Mischung D
    Verbindung Abkürzung Konzentration/Massen-% Physikalische Eigenschaften
    Verb.(Bsp. 4) 10,0 T (N, I) = 73,0°C
    PCH-5F 9,0
    PCH-6F 7,2 Δn (20°C, 589 nm) = 0,937
    PCH-7F 5,4
    CCP-2OCF3 7,2 Δε (20°C) = 5,2
    CCP-3OCF3 10,8
    CCP-4OCF3 6,3
    CCP-5OCF3 9,9
    ECCP-3OCF3 4,5
    ECCP-5OCF3 4,5
    BCH-3F.F 10,8
    BCH-5F.F 9,0
    CBC-33F 1,8
    CBC-53F 1,8
    CBC-55F 1,8
    Σ 100,0

Claims (10)

  1. Verbindung der Formel I
    Figure 01060001
    worin LG1 und LG2 unabhängig voneinander LG bedeuten und LG -O-, -O-(C=O)- oder -OCF2- bedeutet, MG1, MG2 und MG3 unabhängig voneinander MG bedeuten und MG bei jedem Auftreten unabhängig voneinander
    Figure 01060002
    bedeutet, worin R11 H, F, Cl, CN, NCS, SF5, SO2CF3 oder Alkyl bedeutet, das geradkettig oder verzweigt ist und unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch F, Cl oder CN substituiert ist und in dem gegebenenfalls eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -NH-, -NR01-, -SiR01R02-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CY01=CY01- oder -C≡C- ersetzt sind, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
    Figure 01070001
    und für den Fall, dass er mehr als einmal auftritt, auch diese bei jedem Auftreten unabhängig voneinander einen aromatischen und/oder alicyclischen Ring oder eine Gruppe mit zwei oder mehr anellierten aromatischen oder alicyclischen Ringen bedeuten, worin diese Ringe gegebenenfalls ein oder mehrere Heteroatome ausgewählt aus N, O und/oder S enthalten und gegebenenfalls einfach oder mehrfach durch R substituiert sind, R die für R11 angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet, Z11, und für den Fall, dass es mehr als einmal auftritt, auch diese bei jedem Auftreten unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -S-CO-, -CO-S-, -CO-NR01-, -NR01-CO-, -OCH2-, -CH2O-, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -OCF2-, -CF2S-, -SCF2-, -CH2CH2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CR01-, -CR01=CH-, -CY01=CY02-, -C≡C-, -(CH2)4-, -CH=CH-CO-O-, -O-CO-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeuten, Y01 und Y02 unabhängig voneinander F, Cl oder CN bedeuten und alternativ eines von ihnen H bedeuten kann, R01 und R02 unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis C-Atomen bedeuten, m bei jedem Auftreten unabhängig 1, 2 oder 3 bedeutet.
  2. Verbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie die Formel I' oder die Formel I''
    Figure 01080001
    besitzt, worin die Parameter die jeweiligen in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen und R12 und R13 unabhängig voneinander die für R11 in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen,
    Figure 01080002
    Z12 und Z13 unabhängig voneinander die für Z11 in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen, n und o unabhängig voneinander die für m in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen.
  3. Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gruppen
    Figure 01090001
    insbesondere bevorzugt alle von ihnen, ausgewählt sind aus den folgenden Formeln Ia bis Ir und deren jeweiligen Spiegelbildern
    Figure 01090002
    Figure 01100001
    Figure 01110001
    worin L die oben angegebene Bedeutung besitzt und r und s unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten.
  4. Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei mesogene Gruppen MG1 und MG3 enthält, die einander gleich sind.
  5. Medium, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 4 enthält.
  6. Medium nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Lichtsteuermedium handelt und dass es eine blaue Phase aufweist.
  7. Lichtsteuerelement, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Medium nach mindestens einem der Ansprüche 5 und 6 enthält.
  8. Verwendung einer Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 in einem mesogenen Medium.
  9. Verwendung eines Mediums nach mindestens einem der Ansprüche 5 und 6 in einem Lichtsteuerelement.
  10. Elektrooptische Anzeige, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Medium nach mindestens einem der Ansprüche 5 und 6 enthält.
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8628685B2 (en) * 2008-06-27 2014-01-14 Transitions Optical, Inc Mesogen-containing compounds
JP5367662B2 (ja) * 2010-09-02 2013-12-11 株式会社東芝 液晶組成物、それを用いた液晶パネル、および液晶シャッターメガネ
KR102092042B1 (ko) 2013-01-24 2020-03-24 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치 및 이의 제조 방법

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5998499A (en) * 1994-03-25 1999-12-07 Dentsply G.M.B.H. Liquid crystalline (meth)acrylate compounds, composition and method
JP3465776B2 (ja) * 1996-10-04 2003-11-10 シャープ株式会社 液晶表示装置
JP2000034251A (ja) * 1998-07-15 2000-02-02 Fuji Photo Film Co Ltd 光学補償シート、液晶表示素子、ディスコティック化合物、および液晶組成物
JP2000281625A (ja) * 1999-03-26 2000-10-10 Daicel Chem Ind Ltd 光学活性な１−アシルオキシ−３−ヒドロキシ化合物の製造方法
JP2001133945A (ja) * 1999-11-02 2001-05-18 Konica Corp ハロゲン化銀カラー写真感光材料
WO2002093244A2 (de) * 2001-05-16 2002-11-21 Merck Patent Gmbh Elektrooptisches lichtsteuerelement, anzeige und medium
JP2003073669A (ja) * 2001-08-31 2003-03-12 Fuji Photo Film Co Ltd 液晶性組成物、表示デバイスおよび光学フィルム
AU2002358719A1 (en) * 2001-12-27 2003-07-15 Bayer Healthcare Ag Agaricoglycerides and analogs
ATE314446T1 (de) * 2002-10-08 2006-01-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines medium und flüssigkristallanzeige
AU2003286165A1 (en) * 2002-11-15 2004-06-15 Merck Patent Gmbh Electrooptical light modulating element, electrooptical display and modulating medium

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