DE60315346T2

DE60315346T2 - Schnell schaltende flüssigkristallzusammensetzungen zur verwendung in bistabilen flüssigkristallanzeigen

Info

Publication number: DE60315346T2
Application number: DE60315346T
Authority: DE
Inventors: Matthew Francis; Mark John Ringwood GOULDING; John Clifford Jones; Steve Beldon
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2002-12-11
Filing date: 2003-11-19
Publication date: 2008-04-17
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: CN1723260A; ATE368716T1; JP2006509853A; EP1570024A1; WO2004053020A1; US20060115603A1; DE60315346D1; TW200512277A; CN100453619C; TWI342331B; EP1570024B1; JP5100965B2; AU2003286177A1; US7258903B2

Description

Die Erfindung richtet sich auf die Verwendung einer schnell schaltenden Flüssigkristallzusammensetzung in einer bistabilen Flüssigkristallvorrichtung und speziell in einer zenital bistabilen, nematischen Flüssigkristallvorrichtung, ein nematisches Flüssigkristallmedium und eine die schnell schaltende Flüssigkristallzusammensetzung enthaltende bistabile Flüssigkristallvorrichtung.
Elektrooptische Vorrichtungen, die Flüssigkristallmedien zur Informationsanzeige nutzen, sind gut bekannt und werden in einer großen Vielzahl von technischen Anwendungen verwendet (für eine Übersicht siehe H. Kawamoto, Proc. IEEE, 90, 460 (2002)). Unter diesen sind nematische Flüssigkristallvorrichtungen die bekanntesten; es bestehen beispielsweise verdrillt nematische (twisted nematic – TN) Flüssigkristallvorrichtungen (M. Schadt und W. Helfrich, Appl. Phys. Lett., 18, 127 (1971)) und STN-(super-twisted nematic) Flüssigkristallvorrichtungen (siehe unter anderem T.J. Scheffer und J. Nehring, Appl. Phys. Lett., 48, 1021 (1984)). Diese Vorrichtungen sind monostabil, d.h. man schaltet das Flüssigkristallmedium durch Anlegen einer geeigneten Spannung in einen AN-Zustand und lässt es in einen AUS-Zustand schalten, wenn die angelegte Spannung unter ein niedrigeres Spannungsniveau fällt. Um komplexe Information darzustellen, müssen elektrooptische Vorrichtungen eine Anzahl von Bildelementen enthalten, die getrennt voneinander geschaltet werden können. Wird jedoch direkte oder sogar Multiplex-Adressierung der Bildpunkte verwendet, so ist die Anzahl der in nematischen Flüssigkristallanzeigen adressierbaren Elemente begrenzt, im ersten Fall durch die rein geometrische Notwendigkeit der elektrischen Anschlüsse und im zweiten Fall durch die Steilheit der Transmission der Vorrichtung gegenüber der Spannungskurve.
Diese Beschränkung kann durch Einbau von Dünnschichttransistoren (TFT) in jedes Bildelement überwunden werden. Solche Vorrichtungen, die auch als Aktivmatrix-(AM-)Anzeigen bekannt sind, ermöglichen die Adressierung einer großen Anzahl von Bildelementen und somit von groß flächigen, hochauflösenden Anzeigen und mit relativ niedrigem Spannungsbedarf. Einige dieser Vorrichtungen sind auch mechanisch recht stabil und weisen einen breiten Temperaturbereich auf. Obwohl hierdurch der Bau von kleinen und tragbaren batteriebetriebenen Anzeigen möglich ist, haben die Techniken für bestimmte Anwendungen mehrere Nachteile. Die Herstellung von AM-Anzeigen ist noch immer ein schwieriger Prozess, der den Aufbau einer komplizierten Baugruppe erfordert, was zu recht hohen Herstellungskosten beiträgt. Da die Vorrichtung keinen intrinsischen oder internen Speicher besitzt, ist selbst für statische Bilder eine ständige Aktualisierung der Anzeige erforderlich. Dies führt zu einem relativ hohen Stromverbrauch und dementsprechend zu einer recht schlechten Lebensdauer der Batterie. Dies ist besonders unerwünscht bei tragbaren Vorrichtungen, die Information anzeigen, die nur hin und wieder oder in einem begrenzten Teil der Anzeige geändert wird, wie Mobiltelefone, persönliche Datenassistenten (personal digital assistants – PDAs), Pager, elektronische Regaletikettierung und dergleichen.
Ein Ansatz, um die Beschränkungen und Nachteile dieser nematischen Flüssigkristallvorrichtungen zu umgehen, ist die Verwendung von Anzeigen mit internem Speichereffekt, z. B. eine bistabile Flüssigkristallvorrichtung. Bistabilität bedeutet, dass die Moleküle des Flüssigkristallmediums in der Vorrichtung zwei (oder mehr) unterschiedliche stabile Zustände annehmen können. Infolgedessen werden durch Anlegen eines geeigneten Adressierschemas die Flüssigkristallmoleküle des Mediums in einen ersten stabilen Zustand geschaltet, der auch nach der Adressierung bestehen bleibt; die Nutzung eines weiteren Addressierschemas lässt die Flüssigkristallmoleküle einen zweiten stabilen Zustand annehmen, der ebenfalls nach der Adressierung bestehen bleibt.
Aus ferroelektrischen Flüssigkristallanzeigen, die smektische Flüssigkristallmaterialien verwenden, lassen sich bistabile Vorrichtungen herstellen. Sie haben jedoch mehrere Nachteile, z.B. mangelnde Stoßfestig keit, engen Betriebstemperaturbereich und geringe Schichtdicke, was zu Schwierigkeiten bei der Produktion führt. Es ist daher unwahrscheinlich, dass diese ferroelektrischen Vorrichtungen die Anforderungen an Anzeigen für die oben genannten tragbaren Vorrichtungen erfüllen.
Nicht nur ferroelektrische smektische Flüssigkristalle können jedoch in bistabilen Vorrichtungen verwendet werden, sondern auch nematische Flüssigkristalle. Neben anderen Ansätzen, die durch nematische Flüssigkristalle angenommene bistabile Volumenkonfigurationen nutzen (siehe beispielsweise I. Dozov et al., "Recent improvements of bistable nematic displays switched by anchoring breaking (BiNem^®)", Proceedings SID 01 (2001), 16.1, 224 und Literaturangaben darin), liegt ein vielversprechender Weg zum Erreichen von Bistabilität in einer nematischen Flüssigkristallanzeige in der Verwendung einer Oberflächenorientierung, die zwei oder mehr stabile Zustände unterstützen kann. Wie in der Literatur erörtert (siehe beispielsweise J.C. Jones, G. Bryan-Brown, E. Wood, A. Graham, P. Brett und J. Hughes, "Novel bistable liquid crystal displays based an grating alignment", in "Liquid Crystal Materials, Devices, and Flat Panel Displays", R. Shashidhar, B. Gnade, Hrsg., Proceedings of SPIE Bd. 3955 (2000), 84 und dort zitierte Literaturangaben), unterscheidet man zwei Typen, azimutale und zenitale Bistabilität.
Im ersten Fall (d.h. azimutale Bistabilität) liegt der Direktor der Flüssigkristallmoleküle in der Anzeige mit einer Gitterorientierung auf der Oberfläche einer der beiden Platten (oder Substrate) der Anzeigezelle in beiden stabilen Zuständen parallel zu der Platte; das bedeutet, dass Schalten zwischen den stabilen Zuständen innerhalb der Plattenebene der Anzeigezelle stattfindet (siehe beispielsweise WO 92/00546 und WO 95/22077 , welche die Verwendung eines Substrats mit Zweigitter-Orientierungsschicht beschreiben). Die Reproduktion der Auswahl der stabilen Zustände erweist sich jedoch als schwierig und das Schalten erfordert im Allgemeinen eine hohe Schaltspannung.
Andererseits beobachtet man zenitale Bistabilität, wenn die zenital bistabile Oberfläche verwendet wird (siehe 1; die feinen Linien stellen den lokalen Direktor der Flüssigkristallmoleküle dar, die durch Interaktion mit dem Oberflächengitter und der entsprechenden Orientierungsschicht ausgerichtet werden). Mit einer solchen Oberfläche gibt es für den Direktor der Flüssigkristallmoleküle zwei mögliche Konfigurationen mit unterschiedlichen Anstellwinkeln in derselben Azimutebene (d.h. der Ebene senkrecht zur Oberfläche des Substrats der Anzeigezelle). Der erste Zustand ist der hoch geneigte Zustand, während der zweite Zustand der gering geneigte Zustand ist. Das Gitter der zenital bistabilen Oberfläche wird durch seine Amplitude a und seine Ganghöhe L definiert; typische Werte betragen für L etwa 1 μm und für a etwa 0,6 bis 0,8 μm (siehe WO 97/14990 und für nähere Einzelheiten WO 02/08825 ; und J.C. Jones, G. Bryan-Brown, E. Wood, A. Graham, P. Brett und J. Hughes, "Novel bistable liquid crystal displays based an grating alignment", in "Liquid Crystal Materials, Devices, and Flat Panel Displays", R. Shashidhar, B. Gnade, Hrsg., Proceedings of SPIE Bd. 3955 (2000), 84).
Eine homöotrope Ausrichtung lässt sich beispielsweise dadurch induzieren, dass man das Gitter mit einer homöotropen Orientierungsschicht beschichtet; diese Ausrichtung sogt dafür, dass der Direktor der Flüssigkristallmoleküle nicht parallel zu den Rillen des Gitters liegt. Obwohl die Ausrichtung des Direktors der Flüssigkristallmoleküle senkrecht zur (lokalen) Oberfläche ist, d.h. sich abhängig vom Ort auf der Oberfläche in einer Richtung senkrecht zu den Rillen ändert, wird die Ausrichtung des „Volumens" in beiden Zuständen sehr stark durch die Orientierung der gegenüberliegenden Oberfläche beeinflusst. Schalten von einem stabilen Zustand in den anderen lässt sich durch Anlegen eines einfachen elektrischen Impulses erreichen, wodurch mit der entsprechenden Polarisator konfiguration und Verzögerung ein Umschalten von einem schwarzen Anzeige- oder Bildelement zu einem weißen (oder umgekehrt) ausgelöst wird, und das Zurückschalten in den ursprünglichen Zustand findet durch Anlegen eines Impulses entgegengesetzter Polarität statt, wodurch ein Umschalten von weiß auf schwarz (oder umgekehrt) ausgelöst wird. Das Schalten kann auch durch Verwendung von Impulsen gleicher Polarität, aber mit viel höheren Spannungen induziert werden (auch als „Umkehrschalten" bezeichnet); Umkehrschalten ist jedoch ein schädlicher Effekt, der den Betrieb einer zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung bezüglich der Adressierung einschränkt, und so ist für das Umkehrschalten eine möglichst hohe Spannung wünschenswert.
Im Allgemeinen ist nur eines der beiden Substrate der Anzeigezelle mit einem Oberflächengitter versehen, um zenitale Bistabilität zu erhalten. Die gegenüberliegende Platte kann eine Oberfläche besitzen, die eine homöotrope Orientierung des Flüssigkristalldirektors bietet (VAN-Modus, siehe 2a)), oder eine Oberfläche, die eine planare Orientierung des Direktors induziert (verdrillter Modus, siehe 2b)), wodurch der Flüssigkristalldirektor im gering geneigten Zustand zellenweit um die Achse senkrecht zu den Substraten verdrillt wird. Für Einzelheiten bezüglich der Zellengeometrie und -konfiguration, genauer Zellparameter, Adressiermittel, Montage der gesamten zenital bistabilen Vorrichtung (einschließlich der Verwendung von Polarisatoren) und so weiter siehe die Offenlegung von WO 97/14990 , E.L. Wood, G.P. Bryan-Brown, P. Brett, A. Graham, J.C. Jones und J.R. Hughes, "Zenithal Bistable Device (ZBD^TM) Suitable for Portable Applications, SID 00 Digest (2000), 124, J.C. Jones, J.R. Hughes, A. Graham, P. Brett, G.P. Bryan-Brown und E.L. Wood, "Zenithal Bistable Devices: Towards the electronic book with a simple LCD", IDW '00 (2000), 301, J. C. Jones, S. M. Beldon und E.L. Wood, "Greyscale in Zenithal Bistabile LCD: The Route to Ultra-low Power Colour Displays", Seminarvortrag auf der ASID-Konferenz 2002 der Society for Information Display, Singapur, September 2002; und die ausführliche Erörterung bei J.C. Jones, G. Bryan- Brown, E. Wood, A. Graham, P. Brett und J. Hughes, "Novel bistable liquid crystal displays based an grating alignment", in "Liquid Crystal Materials, Devices, und Flat Panel Displays", R. Shashidhar, B. Gnade, Hrsg., Proceedings of SPIE Bd. 3955 (2000), 84, und dort zitierte Literaturangaben.
Die Nutzung zenitaler Bistabilität in elektrooptischen Vorrichtungen bietet attraktive Merkmale:

• Bildhaltung auf einer Anzeige ohne ständige Aktualisierung zusammen mit
• hoher mechanischer Stoßfestigkeit
• geringem Energieverbrauch, da die Anzeige nur adressiert werden muss, wenn sich das Bild ändert
• unbegrenzte Auflösung durch unendliche Multiplexibilität ohne die Notwendigkeit von TFT-Elementen
• durchlässige und reflektierende Modi möglich
• Eignung für die Verwendung mit Kunststoffsubstraten.

Neben der Montage und der Konstruktion der zenital bistabilen Anzeige ist das in der Zelle der Anzeige verwendete nematische Flüssigkristallmedium ein weiterer Schlüsselaspekt der Technologie der zenital bistabilen Vorrichtungen.
Die zenital bistabile Vorrichtung und somit das Flüssigkristallmedium müssen mehreren Anforderungen genügen, die mehr oder weniger von der spezifischen Verwendung der Vorrichtung abhängen. Da es bis jetzt keine durchgängige Theorie gibt, mit der man die zu optimierenden physikalischen Variablen vorhersagen könnte, hat es sich als hilfreich erwiesen, einen Satz (semi-)empirischer Parameter zur Evaluierung von Flüssigkristallmedien bezüglich ihrer Verwendbarkeit in zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen heranzuziehen. Diese werden in der so genannten τ-V-Kurve für Schaltspannungen der Impulsdauer τ und für 10 und 90% Schaltniveaus mit entgegengesetzten Polaritäten (siehe 3) für eine Flüssigkristallmischung nach dem Stand der Technik, nämlich MLC-6204-000 der Firma Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland, dargestellt.
Um den Energieverbrauch zu minimieren, mehr Flexibilität bei der Adressierung der Bildelemente der Vorrichtung zu erlauben und innerhalb der Grenzen der Standard-STN-Treiber zu bleiben, ist zunächst einmal ein niedriges Schaltfeld und entsprechend eine niedrige Betriebsspannung wünschenswert, um von einem bistabilen Zustand in den anderen zu schalten. Für den tatsächlichen Vergleich kann man aus der Schaltspannung V das Schaltfeld E für einen Impuls (normalerweise eine Impulsdauer von 100 μs) bestimmen, das eine Durchlässigkeitsänderung von z.B. 0 auf 90% Durchlässigkeit (schwarz auf weiß, black-to-white; B-W) für eine bestimmte Flüssigkristallmischung in einer gegebenen Testzelle mit zenitaler Bistabilität ergibt. (Im Allgemeinen kann man auch den Übergang des Durchlässigkeitswechsels 100 auf 10% weiß auf schwarz (White-to-black, W-B) verwenden, wobei dessen Schaltfeld höher oder niedriger als das des B-W-Übergangs sein kann, abhängig von der Form und den Abmessungen des Gitters.) Um den Spannungsabfall über das Gitter zu berücksichtigen (der für verschiedene Gittertypen und Zelldicken unterschiedlich ist), wird der tatsächlich gemessene Wert für E korrigiert, um wiederum zu Vergleichszwecken das Feld nur über den Flüssigkristall zu unterscheiden, was das korrigierte Schaltfeld E_LC@100μs für einen 100-μs-Impuls ergibt. Hierbei wird bei der Berechnung des Feldes nur über den Flüssigkristall ein zusätzlicher Faktor von 1,5 μm zur Zelldicke d hinzuaddiert: E100μs = V100μs/d und ELC@100μs = V100μs/(d + 1,5)wobei d in μm angegeben ist.
Multiplizieren von E_LC@100μs mit der optimalen Schichtdicke d_opt (die näherungsweise durch Verwendung der 1. TN-Minimalbedingung d_opt = λ√3/(2Δn) bestimmt werden kann, wobei λ = 555 nm und Δn die optische Anisotropie des Flüssigkristallmediums ist) ergibt die Betriebsspannung V_opt, die der optimalen Schichtdicke für einen 100-μs-Impuls nur für den Flüssigkristall entspricht. E_LC@100μs und somit V_opt sind vom verwendeten Flüssigkristallmedium abhängig. Die optimale Schichtdicke wird hier nur für den verdrillten Modus (siehe 2b)) berücksichtigt; Vergleiche lassen sich aber auch für den VAN-Modus (siehe 2a)) anstellen, wobei die Verzögerung des Hybridzustandes in Abhängigkeit von der Polarisatorkonfiguration entweder einer λ/2- oder einer λ/4-Platte angepasst wird (dΔn = λ/2 bzw. dΔn = λ/4).
Der zweite empirische Parameter, der berücksichtigt werden muss, ist das Betriebsfenster ΔV_opt, das der optimalen Schichtdicke entspricht. Es beschreibt den Effekt der Umkehrschaltung: Wird ein Impuls mit einem gegebenen Zeitschlitz von z.B. 400 μs und einer gegebenen Polarität des Impulses, z.B. B-W, angelegt, beobachtet man das gewünschte Schalten bei einem spezifischen Wert des Schaltfeldes und ein weiteres Umkehrschalten (in diesem Fall z.B. W-B), das nicht durch einen Impuls umgekehrter Polarität, sondern durch einen Impuls gleicher Polarität bei erhöhtem Schaltfeld induziert wird. Für technische Zwecke sollte das Betriebsfenster natürlich so breit wie möglich sein, um mehr Flexibilität bei den verwendeten Treiberschemata zu ermöglichen und insbesondere im Zusammenhang mit dem Erzielen eines guten Graustufenbetriebs (siehe J. C. Jones, S. M. Beldon und E. L. Wood, "Greyscale in Zenithal Bistable LCD: The Route to Ultra-low Power Colour Displays", Seminarvortrag auf der ASID-Konferenz 2002 der Society for Information Display). Es kann durch ΔE_LC@400μs dargestellt werden, also die korrigierte Differenz zwischen 90% Umkehrschaltfeld und dem 90% B-W-Schaltfeld für einen 400-μs-Impuls: ΔE400μs = ΔV400μs/d und ΔELC@400μs = Δ V400μs/(d + 1,5)wobei d in μm angegeben ist.
Berücksichtigung der optimalen Schichtdicke d_opt durch Multiplizieren mit ΔE_LC@400μs ergibt schließlich das Betriebsfenster ΔV_opt (d_optΔE_LC@400μs = ΔV_opt).
Noch ein weiterer sehr wichtiger Parameter ist der Klärpunkt T_NI des Flüssigkristallmediums, der die Temperatur beschreibt, bei der die nematische Mischung isotrop wird. Für viele technische Zwecke und um die Anpassungsfähigkeit (und so die möglichen Anwendungen) elektrooptischer Vorrichtungen, die zenitale Bistabilität verwenden, zu vergrößern, sind Flüssigkristallmedien mit einem hohen Klärpunkt, vorzugsweise von mindestens 80 °C oder mehr bevorzugt.
Ein weiterer Parameter, die der optimalen Schichtdicke entsprechende optische Ansprechzeit τ_opt, beschreibt, wie schnell das Flüssigkristallmedium bei Anlegen eines elektrischen Impulses zwischen den stabilen Zuständen wechselt. Sie kann bestimmt werden, indem man die Ansprechzeit τ für den 10–90% B-W-Übergang unter Verwendung eines 100-μs-Impulses in der tatsächlichen Testzelle misst; dann wird zur Normalisierung der Versuchswerte τ mit (d_opt/d)² multipliziert, was τ_opt ergibt (wobei d_opt die optimale Schichtdicke wie oben für V_opt berechnet und d die tatsächliche Schichtdicke der verwendeten Testzelle ist). Der W-B-Übergang ist viel schneller (weniger als 1 ms) und somit ist tatsächlich die B-W-Ansprechzeit bei der Beurteilung der Eigenschaften des verwendeten Flüssigkristallmediums am wichtigsten. Je kleiner τ_opt ist, desto schneller ist die optische Ansprache des Flüssigkristallmediums. Ein kleines τ_opt (von etwa 40 ms oder vorzugsweise weniger als etwa 30 ms) kann für bestimmte elektrooptische Anwendungen, z.B. die Darstellung bewegender Bilder, wünschenswert sein. Für spezifische Videoanwendungen ist es noch stärker bevorzugt, dass τ_opt weniger als etwa 16 ms beträgt, so dass kein Blinken zu sehen ist.
Diejenigen Flüssigkristallmedien, deren Verwendung in zenital bistabilen Vorrichtungen im Stand der Technik beschrieben wurde, erfüllen nicht alle der oben dargelegten Parameteranforderungen. Sogar die Flüssigkristallmischung MLC-6204-000 (erhältlich von der Firma Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland), die in zenital bistabilen Vorrichtungen als das bevorzugte Medium verwendet wurde ( WO 01/40853 , Beispiel 6; J.C. Jones, G. Bryan-Brown, E. Wood, A. Graham, P. Brett und J. Hughes, "Novel bistable liquid crystal displays based an grating alignment", in "Liquid Crystal Materials, Devices, und Flat Panel Displays", R. Shashidhar, B. Gnade, Hrsg., Proceedings of SPIE Bd. 3955 (2000), 84) besitzt einen Klärpunkt TN, von nur 62,4 °C, was für die Verwendung in zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen für viele mögliche Anwendungen recht niedrig ist. Zudem liegt ihr τ_opt über 40 ms, was für die Verwendung in zenital nematischen bistabilen Vorrichtungen für einige spezielle Anwendungen, die eine kleine optische Ansprechzeit τ_opt erfordern, recht hoch ist.
Weitere Dokumente sind hier im Zusammenhang mit der Erfindung zu nennen. WO 99/34251 offenbart eine bistabile nematische Flüssigkristallzellenvorrichtung. Die Schriften GB 2358870 , DE 10056323 , US 6440506 und WO 01/64814 offenbaren Flüssigkristallmedien, die aus einer Reihe flüssigkristalliner Verbindungen bestehen, von denen einige für den Zweck dieser Erfindung verwendet werden können.
Der vorliegenden Erfindung lag daher das Problem zugrunde, eine Flüssigkristallzusammensetzung bereitzustellen, die sich zur Verwendung in einer bistabilen Flüssigkristallvorrichtung und speziell in einer zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung eignet und verbesserte Eigenschaften besitzt.
Das Problem wird gelöst durch die Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung in einer bistabilen Flüssigkristallvorrichtung, welche Vor richtung vorzugsweise eine zenital nematische Flüssigkristallvorrichtung ist, wobei die Zusammensetzung

• mindestens 30 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (α) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε von mindestens 25, wobei mindestens 25 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Verbindungen eine dielektrische Anisotropie Δε von mindestens 40 besitzen; und
• eine Komponente (δ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen, die jeweils ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,51 mPa·s/K oder weniger, einen Klärpunkt T_NI von mindestens 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 190 mPa·s besitzen (worin γ₁ die Rotationsviskosität bei 20 °C in mPa·s und T_NI ^K der Klärpunkt in Grad Kelvin ist) enthält.

(Die dielektrische Anisotropie, die Rotationsviskosität und der Klärpunkt können nach den in "Physical Properties of Liquid Crystals – Description of the measurement methods", Hrsg. W. Becker, Merck KGaA, Darmstadt, 1998, beschriebenen Verfahren bestimmt werden, wobei Werte für Einzelverbindungen aus denjenigen extrapoliert werden können, die unter Verwendung einer bekannten Konzentration (üblicherweise 10 Gew.-% der Einzelverbindung) in einer Standard-Hostmischung (üblicherweise ZLI-4792 der Firma Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland), deren Anfangs-Mischungswerte ebenfalls bekannt sind, bestimmt wurden. Weitere Parameter der Einzelverbindungen erhält man auf ähnliche Weise.) Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist eine bistabile Flüssigkristallvorrichtung enthaltend

• zwei äußere Substrate, die zusammen mit einem Rahmen eine Zelle bilden;
• eine in der Zelle vorliegende Flüssigkristallzusammensetzung;
• Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten auf der Innenseite der äußeren Substrate, wobei mindestens eine Orientierungsschicht ein Orientierungsgitter umfasst, das es der Flüssigkristallzusammensetzung erlaubt, mindestens zwei unterschiedliche stabile Zustände anzunehmen, wobei die Baugruppe aus den Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten so ausgeführt ist, dass ein Schalten zwischen den mindestens zwei unterschiedlichen stabilen Zuständen dadurch erreicht wird, dass man geeignete elektrische Signale an die Elektrodenstrukturen anlegt;
• wobei die Flüssigkristallzusammensetzung die Flüssigkristallzusammensetzung wie vor- und nachstehend beschrieben ist und die genannten Komponenten (α) und (δ) enthält.

Insbesondere ist die bistabile Flüssigkristallvorrichtung eine zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung, in welcher die Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten auf der Innenseite der äußeren Substrate mindestens eine Orientierungsschicht besitzen, die ein Orientierungsgitter umfasst, das es den Verbindungen der Flüssigkristallzusammensetzung erlaubt, mindestens zwei unterschiedliche stabile Zustände mit unterschiedlichen Anstellwinkeln in der gleichen Azimutebene anzunehmen, wobei die Baugruppe aus den Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten so ausgeführt ist, dass ein Schalten zwischen den mindestens zwei unterschiedlichen stabilen Zuständen dadurch erreicht wird, dass man geeignete elektrische Signale an die Elektrodenstrukturen anlegt.
Es sei deutlich, dass die Erfindung im Folgenden in erster Linie bezüglich der Verwendung der obigen Flüssigkristallzusammensetzung in einer zenital bistabilen, nematischen Flüssigkristallvorrichtung beschrieben wird, obwohl sie ebenso in anderen Flüssigkristallvorrichtungen verwendet werden kann, beispielsweise in bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen wie azimutal bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen wie unter anderem in WO 92/00546 und WO 95/22077 offenbart. Die Einzelheiten sind also für die zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung angegeben, können aber leicht an die Erfordernisse anderer Arten von bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen angepasst werden.
Die zenital bistabile, nematische Vorrichtung und die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in einer erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung weisen einen verbesserten Parametersatz auf, wobei es sich bei den Parametern unter anderem um Betriebsspannung, Betriebsfenster und speziell Klärpunkt handelt. Es sei darauf hingewiesen, dass beispielsweise der Klärpunkt der Flüssigkristallzusammensetzungen zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen wesentlich höher ist als der Klärpunkt der Flüssigkristallmischungen, die bis jetzt in zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen verwendet wurden. Betriebsspannung und Betriebsfenster liegen beide in einem Bereich, der für den Betrieb einer zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung verwendbar ist. Weiterhin ist in den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung die optische Ansprechzeit τ_opt erheblich herabgesetzt, so dass man schnell schaltende Flüssigkristallzusammensetzungen zur Verwendung in bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen und speziell in zenital bistabilen, nematischen Flüssigkristallvorrichtungen erhält.
Bei der Zelle, die Teil der erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung ist, kann es sich um jede herkömmliche Zelle handeln, die es der nematischen Flüssigkristallzusammensetzung erlaubt, mindestens zwei unterschiedliche zenital bistabile Zustände anzunehmen. Zwei mögliche stabile Zustände sind schematisch in 1 dargestellt. Die beiden unterschiedlichen zenital bistabilen Zustände sind durch zwei unter schiedliche Anstellwinkel gekennzeichnet, welche die Flüssigkristallmoleküle in derselben Azimutebene annehmen. Die Zelle enthält einen Rahmen und zwei äußere Substrate und weist Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten auf der Innenseite der Substrate auf. Mindestens eine dieser Orientierungsschichten weist ein dem Fachmann bekanntes zenitales Orientierungsgitter auf, wie beispielsweise in WO 97/14990 , WO 01/40853 , WO 02/08825 und J.C. Jones et al., Proceedings of SPIE Bd. 3955 (2000), 84, beschrieben.
Die Elektrodenstrukturen werden mit der/den Orientierungsschicht(en) so montiert, dass (bei zwei stabilen Zuständen) das Schalten von einem stabilen Zustand zum anderen erreicht werden kann, indem man geeignete elektrische Signale an die Elektrodenstrukturen anlegt und damit die elektrischen Signale an die Flüssigkristallzusammensetzung in der Zelle anlegt. Gewöhnlich kann man als derartige geeignete elektrische Signale Einzelimpulse verwenden. Einzelheiten sind dem Fachmann bekannt und in WO 97/14990 , WO 01/40853 , WO 02/08825 , J.C. Jones, J.R. Hughes, A. Graham, P. Brett, G.P. Bryan-Brown, IDW '00 (2000), 301, J.C. Jones et al., Proceedings of SPIE Bd. 3955 (2000), 84, und E. L. Wood, P. J. Brett, G. P. Bryan-Brown, A. Graham, R. M. Amos, S. Beldon, E. Cubero und J. C. Jones, "Large Area, High Resolution Portable ZBD Display", SID 02 Digest (2002), 22–25, beschrieben.
Das dem Substrat mit der Gitter-Orientierungsschicht gegenüberliegende Substrat kann aufgrund einer geeigneten Oberflächenbehandlung eine homöotrope Orientierung besitzen (siehe 2a)). Schalten beim Anlegen eines elektrischen Impulses findet vom hoch geneigten oder vertikal orientierten Zustand zum gering geneigten oder hybrid orientierten Zustand statt. Dieser Schaltvorgang ergibt einen Wechsel schwarz zu weiß (black-to-white – B-W), wenn die Zelle zwischen gekreuzte Polarisatoren (unter 45° zur Gitterrichtung) gebracht wird, wobei man den hellsten Weiß- Zustand erhält, wenn der vertikal orientierte Zustand als λ/2-Platte fungiert (dΔn = λ/2). Dieser Schaltmodus wird als VAN-Modus bezeichnet. Zenital bistabile Vorrichtungen, die den VAN-Modus nutzen, sind gegenüber Variationen in der Schichtdicke sehr unempfindlich. Sie erfordern zusätzliche optische Kompensatoren, um breite Betrachtungswinkel zu erzielen. Ein zweiter Schaltmodus zenital bistabiler Vorrichtungen wird als TN-Modus bezeichnet (siehe 2b)): Das dem Substrat mit der Gitter-Orientierungsschicht gegenüberliegende Substrat besitzt eine Orientierungsschicht, üblicherweise aus geriebenem Polyimid, was zu planarer Orientierung der Flüssigkristallmoleküle auf diesem Substrat führt. Dies wiederum führt zur Verdrillung des Flüssigkristalldirektors in der ganzen Zelle um die Achse senkrecht zu den Substraten. Schalten beim Anlegen eines elektrischen Impulses findet nun vom gering geneigten oder verdrillten orientierten Zustand zum hoch geneigten oder hybrid orientierten Zustand statt. Dieser Schaltvorgang ergibt einen Wechsel schwarz zu weiß (black-to-white – B-W) wenn die Zelle zwischen parallele Polarisatoren gebracht und die etwas abgewandelte 1. TN-Mindestbedingung (wie oben angegeben) verwendet wird, um den Einfluss des ordentlichen Brechungsindex des hybriden Zustandes zu berücksichtigen. Aufgrund eines hohen Kontrastverhältnisses bei normalem Einfall sind zum Erzielen breiter Betrachtungswinkel in einer durchlässigen Anzeige zusätzliche optische Kompensatoren nicht erforderlich. Daher ist der TN-Modus für die meisten technischen Anwendungen zenital bistabiler, nematischer Vorrichtungen bevorzugt. Es ist auch möglich, eine zenital bistabile, reflexive Anzeige und sogar eine zenital bistabile, transflektive Anzeige aufzubauen. Für Einzelheiten, auch bezüglich der verwendeten Polarisatoren, wird auf WO 97/14990 , E.L. Wood, G.P. Bryan-Brown, P. Brett, A. Graham, J.C. Jones und J.R. Hughes, SID 00 (2000), 124, und E. L. Wood, P. J. Brett, G. P. Bryan-Brown, A. Graham, R. M. Amos, S. Beldon, E. Cubero und J. C. Jones, "Large Area, High Resolution Portable ZBD Display" SID 02 Digest (2002), 22–25, verwiesen.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung und bezüglich der in der Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen und speziell in zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen der Erfindung enthaltenen Verbindungen steht der Begriff „Alkyl" – soweit er nicht an anderer Stelle in dieser Beschreibung oder den Ansprüchen anders definiert ist – für 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. Diese Unterklasse von „Alkyl" enthaltend aliphatische gesättigte Reste kann auch als „Alkanyl" bezeichnet werden. Weiterhin sind unter „Alkyl" auch unsubstituierte oder gleichfalls substituierte Kohlenwasserstoffreste zu verstehen, in denen eine oder mehrere der CH₂-Gruppen so durch -O- („Alkoxy", „Oxaalkyl"), -S- („Thioalkyl"), -CH=CH- („Alkenyl"), -C≡C- („Alkinyl"), -CO-O- oder -O-CO- ersetzt sind, dass Heteroatome (O, S) nicht benachbart sind. Vorzugsweise bedeutet Alkyl einen geradkettigen oder verzweigten gesättigten Kohlenwasserstoff mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 Kohlenstoffatomen und ist unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit F substituiert. Stärker bevorzugt steht Alkyl für Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, Neopentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, n-Octyl; CF₃, CHF₂, CH₂F; CF₂CF₃. Am meisten bevorzugt bedeutet Alkyl einen geradkettigen Kohlenwasserstoff mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen.
Da eine oder mehrere CH₂-Gruppen eines Alkylrestes durch -O- wie oben beschrieben ersetzt sein können, umfasst der Begriff „Alkyl" auch „Alkoxy"- und „Oxaalkyl"-Reste. „Alkoxy" steht für „O-Alkyl", in dem das Sauerstoffatom direkt mit der/dem mit Alkoxy substituierten Gruppe oder Ring verknüpft und Alkyl wie oben definiert ist. Insbesondere steht „Alkyl" in „O-Alkyl" für Methyl, Ethyl, n-Propyl, i-Propyl, n-Butyl, i-Butyl, t-Butyl, n-Pentyl, Neopentyl, n-Hexyl, n-Heptyl oder n-Octyl, wobei Alkyl gegebenenfalls mit F substituiert ist. Am meisten bevorzugt bedeutet Alkoxy -OCH₃, -OC₂H₅, -O-n-C₃H₇, -O-n-C₄H₉, -O-t-C₄H₉, -OCF₃, -OCHF₂, -OCHF oder -OCHFCHF₂. In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung umfasst der Begriff „Oxaalkyl" Alkylreste, in denen mindestens eine nicht endständige CH₂-Gruppe so durch O ersetzt ist, dass Sauerstoffatome nicht benachbart sind. Vorzugsweise umfasst Oxaalkyl geradkettige Reste der Formel C_tH_2t+1-O-(CH₂)_u-, worin t und u unabhängig voneinander 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeuten; speziell bedeutet t 1 oder 2 und u eine ganze Zahl von 1 bis 6.
Sind eine oder mehrere der CH₂-Gruppen des Alkyls durch Schwefel ersetzt, so erhält man einen „Thioalkyl"-Rest. Thioalkyl umfasst Alkylreste, in denen mindestens eine endständige oder nicht endständige CH₂-Gruppe so durch S (Schwefel) ersetzt ist, dass Schwefelatome nicht benachbart sind. Vorzugsweise umfasst Thioalkyl geradkettige Reste der Formel C_tH_2t+1-S-(CH₂)_u-, worin t 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 und u 0, 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeutet; speziell bedeutet t 1 oder 2 und u null oder eine ganze Zahl von 1 bis 6.
In Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung steht der Begriff „Alkenyl" für einen Alkylrest, in dem ein oder mehrere -CH=CH-Reste vorliegen. Liegen zwei -CH=CH-Reste vor, so kann der Rest auch als „Alkadienyl" bezeichnet werden. Ein Alkenylrest kann 2 bis 15 Kohlenstoffatome enthalten und geradkettig oder verzweigt sein. Er kann unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit F, Cl, Br, I oder CN substituiert sein; eine oder mehrere seiner CH₂-Gruppen können unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind. Ist der Alkenyl-CH=CH-Rest keine endständige CH₂=CH-Gruppe, so kann er in zwei Konfigurationen vorliegen, nämlich als E-Isomer und als Z-Isomer. Im Allgemeinen ist das E-Isomer (trans) bevorzugt. Vorzugsweise enthält Alkenyl 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 Kohlenstoffatome und steht für Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 2-Propenyl, 2E-Butenyl, 2E-Pentenyl, 2E-Hexenyl, 2E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl und 6-Heptenyl. Stärker bevorzugtes Alkenyl ist Vinyl, 1E-Propenyl, 3E-Butenyl.
Sind eine oder mehrere CH₂-Alkylgruppen durch -C≡C- ersetzt, so erhält man einen Alkinylrest. Auch das Ersetzen einer oder mehrerer CH₂-Alkylgruppen durch -CO-O- oder -O-CO- ist möglich. Die folgenden dieser Reste sind bevorzugt: Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 2-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 oder 4-(Methoxycarbonyl)-butyl.
Die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in der erfindungsgemäßen (zenital) bistabilen (nematischen) Flüssigkristallvorrichtung enthält mindestens zwei unterschiedliche Komponenten, Komponente (α) und Komponente (δ).
Die Erfinder haben gefunden, dass die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in einer bistabilen Flüssigkristallvorrichtung eine Komponente (δ) enthalten muss, welche die optische Ansprechzeit Topf nach Wunsch beeinflussen kann. Diese Komponente (δ) enthält eine oder mehrere Verbindungen, die jeweils ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K ≤ 0,51 mPa·s/K, einen Klärpunkt T_NI ≥ 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ ≤ 190 besitzen (worin γ₁ die Rotationsviskosität bei 20 °C in mPa·s und T_NI ^K der Klärpunkt in Grad Kelvin ist).
Es ist bevorzugt, dass die Komponente (δ) mindestens eine Verbindung mit einem Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,46 mPa·s/K oder weniger, einem Klärpunkt T_NI von mindestens 110 °C und einer Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 180 mPa·s enthält. Es ist noch stärker bevorzugt, dass das Verhältnis γ₁/T_NI ^K 0,42 mPa·s/K oder weniger, der Klärpunkt TN, mindestens 120 °C und die Rotationviskosität γ₁ der besagten Verbindung nicht mehr als 175 mPa·s beträgt.
Die Komponente (δ) kann in einer Menge von etwa 5 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung), üblicherweise aber nicht mehr als etwa 65 Gew.-% vorhanden sein. Es ist bevorzugt, dass ihre Menge im Bereich von etwa 7 bis etwa 50 Gew.-%, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 10 bis etwa 35 Gew.-% liegt.
Es ist weiter bevorzugt, dass die Komponente (δ) mindestens eine Verbindung der Formel I
enthält, in der
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
in der
L¹¹ und L¹² unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
in der
L¹³ und L¹⁴ unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel I sind Verbindungen einer der Formeln I-A bis I-I

worin m und r unabhängig voneinander 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 bedeuten, n und q unabhängig voneinander 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 bedeuten und p 4, 5, 6, 7 oder 8 bedeutet.
Stärker bevorzugt sind Verbindungen der Formeln I-A und I-B, d.h. Verbindungen der Formel I, in der R¹¹ Alkenyl mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen oder Alkadienyl mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeutet, R¹² Alkanyl mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen bedeutet, der mit A bezeichnete Ring ein Cyclohexylring und der mit B bezeichnete Ring ein Phenylring ist. Ebenfalls bevorzugt sind auch Verbindungen der Formeln I-D, I-E, I-G, I-H und I-I. Speziell bevorzugt sind Verbindungen der Formel I-A, wobei m 2, 3, 4 oder 5 und n 1, 2, 3 oder 4 bedeutet.
Spezifische Beispiele von Verbindungen gemäß Formel I sind die folgenden:

wobei I1 und I3 am meisten bevorzugt sind.

Die folgende Tabelle, Tabelle 1, zeigt die Werte für γ₁ (in mPa·s), T_NI (in Grad Celsius, °C) und γ₁/T_NI ^K (in mPa·s/K) für einige spezifische Beispiele der Verbindung I, die vorzugsweise von der Komponente (δ) umfasst wird. Tabelle 1

Verbindung	γ₁/mPa·s	T_NI/°C	γ₁/T_NI ^K/mPa·s/K
I1	118	161	0,27
I3	159	181	0,35
I5	118	192	0,25
I6	100	175	0,22
I7	149	190	0,32
I8	154	124	0,39
I9	174	138	0,42
I10	157	265	0,29
I11	94	220	0,19
I12	88	116	0,23
I13	111	154	0,26

Die andere erfindungsgemäß erforderliche Komponente, Komponente (α), enthält eine oder vorzugsweise mehrere Verbindungen mit einer hohen dielektrischen Anisotropie Δε von 25 oder mehr, speziell von 30 oder mehr.
Mindestens 25 Gew.-%, vorzugsweise 30 Gew.-% oder mehr (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Verbindungen der Komponente (α) weisen eine dielektrische Anisotropie Δε von 40 oder mehr auf. In der Flüssigkristallzusammensetzung der erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung müssen mindestens 30 Gew.-% (bezogen auf die ganze Zusammensetzung) der Komponente (α) enthalten sein. Es ist bevorzugt, dass die Flüssigkristallzusammensetzung 35 Gew.-% oder mehr, noch stärker bevorzugt mindestens 40 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 45 Gew.-%, am meisten bevorzugt 50 Gew.-% oder mehr der Komponente (α) enthält.
Es ist bevorzugt, dass die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel II und/oder mindestens eine Verbindung der Formel III
enthält, in denen
a, b, c und d unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten;
R²¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
R³¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
Z²¹ und Z³¹ unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder -C≡Cbedeuten.
Die Erfinder haben gefunden, dass die Komponente (α) vorzugsweise entweder eine oder mehrere Verbindungen der Formel II oder eine oder mehrere Verbindungen der Formel III oder eine oder mehrere Verbindungen von sowohl Formel II als auch Formel III enthält (neben anderen Verbindungen mit der erforderlichen hohen dielektrischen Anisotropie, die vorliegen können). In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel II, aber keine Verbindung der Formel III; in einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel III, aber keine Verbindung der Formel II. Enthält die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel II, so kann/können diese Verbindung(en) der Formel II in einer Gesamtmenge von mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 15 Gew.-% oder mehr vorliegen. Enthält die Komponente (α) eine Verbindung der Formel III, so kann diese Verbindung der Formel III in einer Menge von etwa 5 bis 30 Gew.-%, vorzugsweise 8 bis 25 Gew.-%, stärker bevorzugt 10 bis 20 Gew.-% vorliegen. Enthält die Komponente (α) jedoch mehr als eine Verbindung der Formel III, so liegt die Gesamtmenge dieser Verbindungen im Bereich von etwa 5 bis etwa 55 Gew.-%, vorzugsweise etwa 8 bis etwa 35 Gew.-%, stärker bevorzugt etwa 9 bis etwa 25 Gew.-%.
Bezüglich der Verbindungen der Formel II können a und b unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4, vorzugsweise 0, 1 oder 2 bedeuten; das heißt, dass vorzugsweise jeder der Phenylringe der Formel II unsubstituiert oder ein- oder zweifach mit Fluor substituiert sein kann. Wenn vorhanden, kann/können sich der/die F-Substituent(en) in jeder beliebigen Position des substituierten Phenylrings befinden. Es ist bevorzugt, dass
und/oder
unabhängig voneinander
bedeuten, wobei L²¹ und L²² unabhängig voneinander H oder F bedeuten. Weiterhin kann Z²¹ entweder eine Einfachbindung (so dass die CN-Gruppe direkt mit dem Phenylring verknüpft ist) oder eine C-C-Dreifachbindung bedeuten, wodurch am Phenylring ein -C≡C-CN-Substituent gebildet wird. Vorzugsweise ist Z²¹ eine Einfachbindung.
Bevorzugte Verbindungen der Formel II sind die folgenden Verbindungen:

wobei R²¹ wie oben definiert ist. Vorzugsweise bedeutet R²¹ in den Formeln II und II-A bis II-M einen geradkettigen Alkylrest, speziell einen Alkanylrest mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen. Hochgradig bevorzugte Verbindungen besitzen die allgemeine Formel II-A1 mit n = 1, 2, 3, 4, 5 oder 6.
Speziell bevorzugte Beispiele für Verbindungen der Formel II, die in der Komponente (α) entweder alleine oder in Kombination miteinander vorliegen, sind die folgenden Verbindungen der Formel II1 bis II3:
Vorzugsweise liegt eine Mischung aller drei Verbindungen II1, II2 und II3 in der Flüssigkristallzusammensetzung vor. Beispielsweise weist die Verbindung II1 eine dielektrische Anisotropie Δε von 37,5 auf, während die Verbindung II3 ein Δε von 36,0 besitzt.
Bezüglich der Verbindungen der Formel III können c und d unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4, vorzugsweise 0, 1 oder 2 bedeuten; das heißt, dass vorzugsweise jeder der Phenylringe der Formel III unsubstituiert oder ein- oder zweifach mit Fluor substituiert sein kann. Wenn vorhanden, kann/können sich der/die F-Substituent(en) in jeder beliebigen Position des substituierten Phenylrings befinden. Es ist bevorzugt, dass
und/oder
unabhängig voneinander
bedeuten, wobei L³¹ und L³² unabhängig voneinander H oder F bedeuten. Weiterhin kann Z³¹ entweder eine Einfachbindung (so dass die CN-Gruppe direkt mit dem Phenylring verknüpft ist) oder eine C-C-Dreifachbindung bedeuten, wodurch am Phenylring ein -C≡C-CN-Substituent gebildet wird. Vorzugsweise ist Z³¹ eine Einfachbindung.
Bevorzugte Verbindungen der Formel III sind die folgenden Verbindungen:

wobei R³¹ wie oben definiert ist. Vorzugsweise bedeutet R³¹ in den Formeln III und III-A bis III-M einen geradkettigen Alkenylrest, speziell mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen und am meisten bevorzugt mit einer endständigen C=C-Doppelbindung. Hochgradig bevorzugte Verbindungen besitzen die allgemeine Formel III-B1 mit n = 2, 3, 4, 5 oder 6.
Speziell bevorzugte Beispiele für Verbindungen der Formel III, die in der Komponente (α) entweder alleine oder in Kombination miteinander vorliegen, sind die folgenden Verbindungen der Formel III1 bis III4:
Die am meisten bevorzugte Verbindung der Formel III ist die Verbindung III4, die eine dielektrische Anisotropie Δε von 59,5 aufweist.
Es sei deutlich, dass andere Verbindungen als diejenigen der Formeln II und III in der Komponente (α) vorliegen können, solange sie eine ausreichend hohe dielektrische Anisotropie Δε besitzen und für den oben dargelegten Parametersatz nicht schädlich sein.
Es ist somit bevorzugt, dass die Komponente (α) der in der erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung verwendeten Flüssigkristallzusammensetzung auch eine oder speziell mehrere Verbindungen der Formel IV
enthält, in der
e und f unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten;
R⁴¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind (was bedeutet, dass R⁴¹ keinen Alkenylrest umfasst);
Z⁴¹ eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeutet.
Bezüglich der Verbindungen der Formel IV können e und f unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4, vorzugsweise 0, 1 oder 2 bedeuten; das heißt, dass vorzugsweise jeder der Phenylringe der Formel IV unsubstituiert oder ein- oder zweifach mit Fluor substituiert sein kann. Wenn vorhanden, kann/können sich der/die F-Substituent(en) in jeder beliebigen Position des substituierten Phenylrings befinden. Es ist bevorzugt, dass
und/oder
unabhängig voneinander
bedeuten, wobei L⁴¹ und L⁴² unabhängig voneinander H oder F bedeuten. Weiterhin kann Z⁴¹ entweder eine Einfachbindung (so dass die CN-Gruppe direkt mit dem Phenylring verknüpft ist) oder eine C-C-Dreifachbindung bedeuten, wodurch am Phenylring ein -C≡C-CN-Substituent gebildet wird. Vorzugsweise ist Z⁴¹ eine Einfachbindung.
Bevorzugte Verbindungen der Formel IV sind die folgenden Verbindungen:

wobei R⁴¹ wie oben definiert ist. Vorzugsweise bedeutet R⁴¹ in den Formeln IV und IVA bis IV-M geradkettiges Alkyl, speziell geradkettiges Alkanyl mit 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 Kohlenstoffatomen. Hochgradig bevorzugte Verbindungen besitzen die allgemeinen Formeln IV-A1 und IV-B1 mit n = 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, wobei Verbindungen der Formel IV-A1 am meisten bevorzugt sind.
Speziell bevorzugte Verbindungen der Formel IV sind Verbindungen der Formel IV1 bis IV6:
Unter diesen sind Verbindungen der Formeln IV1 (mit einer dielektrischen Anisotropie Δε von 53,7), IV2, IV3 (Δε = 44,9) und IV4 (Δε = 43,0) am meisten bevorzugt. Wenn vorhanden, kann die Gesamtmenge der Verbindungen der Formel IV in der Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen etwa 10 Gew.-% oder mehr betragen (obwohl noch kleinere Mengen auch möglich sind), vorzugsweise 20 Gew.-% oder mehr, stärker bevorzugt im Bereich von etwa 25 bis 60 Gew.-%, noch stärker bevorzugt im Bereich von etwa 35 bis etwa 55 Gew.-%. Bei Verwendung als Mischung können unterschiedliche Verbindungen der Formel IV in der Komponente (α) in beinahe gleichen Mengen enthalten sein. Werden beispielsweise Verbindungen der Formeln IV1 bis IV4 verwendet, so können sie in einem Verhältnis von 1:1:1:1 enthalten sein.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Komponente (α) der Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in den zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen mindestens eine Verbindung der Formel XV:
in der
j 0 oder 1 bedeutet;
R¹⁵¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
Z¹⁵¹ und Z¹⁵² unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeuten;
in denen
L¹⁵¹, L¹⁵², L¹⁵³ und L¹⁵⁴ unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Bevorzugte Verbindungsklassen, die von der Formel XV umfasst werden, sind Verbindungen der Formel XV-A bis XV-E, worin Z¹⁵¹ eine Einfachbindung bedeutet:

in denen R¹⁵¹ wie oben definiert ist und vorzugsweise für ein geradkettiges Alkyl mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, speziell ein geradkettiges Alkanyl oder Alkenyl mit 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen steht; Z¹⁵² eine C≡C-Dreifachbindung oder vorzugsweise eine Einfachbindung bedeutet; und L¹⁵¹, L¹⁵², L¹⁵³ und L¹⁵⁴ H oder F bedeuten, wobei L¹⁵¹ und L¹⁵² vorzugsweise H bedeuten. Bevorzugte Verbindungen der Formeln XV-A bis XV-E sind

in denen R¹⁵¹ wie oben definiert ist.
Einige spezifische Beispiele von Verbindungen der Formel XV sind
Sind diese Verbindungen in Komponente (α) vorhanden, so kann ihre Gesamtmenge im Bereich von etwa 5 bis etwa 45 Gew.-% liegen. Es ist bevorzugt, dass nur eine Art von Verbindungen der Formeln XV-A bis XV-E gleichzeitig in der Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in der Erfindung vorhanden ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in einer bistabilen Flüssigkristallvorrichtung und speziell in einer zenital bistabilen, nematischen Flüssigkristallvorrichtung auch eine Komponente (β) enthalten. Diese Kom ponente (β) kann in der Flüssigkristallzusammensetzung in einer Menge von mindestens 5 Gew.-% oder mehr vorliegen. Die Komponente (β) kann den Klärpunkt der in bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen verwendeten Flüssigkristallzusammensetzungen positiv beeinflussen, d.h. der Klärpunkt kann durch Zugabe von Komponente (β) erhöht werden. Die Komponente (β) enthält Verbindungen der Formel V und/oder Formel VI und/oder Formel VII und/oder Formel VIII und/oder Formel IX
in denen
g 0 oder 1 bedeutet;
R⁵¹, R⁵², R⁶¹, R⁶², R⁷¹, R⁷², R⁸¹, R⁸², R⁹¹ und R⁹² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
L⁵¹ H oder F bedeutet;
Z⁶¹ -CO-O-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH=CH- oder -C≡Cbedeutet;
in denen
L⁵² und L⁵³ unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel V besitzen die folgenden Formeln:

wobei R⁵¹ und R⁵² wie oben definiert sind. Vorzugsweise bedeuten R⁵¹ und R⁵² in den Formeln V und V-A bis V-G beide unabhängig voneinander geradkettiges Alkyl, stärker bevorzugt geradkettiges Alkanyl oder Alkenyl mit 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, speziell geradkettiges Alkanyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, a bedeutet 1 und L⁵¹ bedeutet H oder F (für Formel V). Hochgradig bevorzugte Verbindungen besitzen die Formel V-D und V-E. Speziell bevorzugte Beispiele der Formel V sind Verbindungen der Formel V1 bis V6:
Am meisten bevorzugte Verbindungen der Formel V sind die Verbindungen V2, V4 und V6, und es ist speziell bevorzugt, wenn eine Mischung aller drei Verbindungen in der Flüssigkristallzusammensetzung vorliegt.
Bezüglich der Formel VI besitzen bevorzugte Verbindungen die Formeln VI-A und VI-B, worin g 1 bedeutet, sowie die Formeln VI-C und VI-D, worin g null bedeutet:
wobei R⁶¹, R⁶² und Z⁶¹ wie oben definiert sind; Z⁶¹ bedeutet vorzugsweise -CO-O- oder, für Formel VI-D, -OCH₂-. R⁶¹ und R⁶² bedeuten beide vorzugsweise unabhängig voneinander geradkettiges Alkyl, stärker bevorzugt geradkettiges Alkanyl oder Alkenyl mit 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, speziell geradkettiges Alkanyl mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Verbindungen der Formel VI-B sind stärker bevorzugt. Speziell bevorzugte Beispiele der Formel VI sind Verbindungen der Formeln VI1 bis V13 sowie der Formeln VI4 und VI5 und der Formeln VI6 bis VI8:
Es ist speziell bevorzugt, wenn eine Mischung der Verbindungen IV1, IV2 und IV3 in der Flüssigkristallzusammensetzung vorliegt.
In Formel VII bedeutet R⁷¹ vorzugsweise geradkettiges Alkyl, speziell geradkettiges Alkanyl mit 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, und R⁷² geradkettiges Alkyl oder, stärker bevorzugt, Alkoxy mit 1, 2, 3 oder 4 Kohlenstoffatomen. Speziell bevorzugte Beispiele der Formel VII sind Verbindungen der Formel VII1 bis VII6:
in denen n eine ganze Zahl von 1 bis 6, vorzugsweise 2, 3 oder 4, speziell 3 bedeutet. Bevorzugte Verbindungen der Formel VII sind Verbindungen der Formel VII2, VII4 und VII6 mit n = 3 (was einen n-Propyl-Substituenten ergibt). Es ist bevorzugt, wenn eine Mischung aller drei Verbindungen VII2, VII4 und VII6 in der Flüssigkristallzusammensetzung vorliegt.
In Formel VIII bedeutet R⁸¹ vorzugsweise geradkettiges Alkenyl, speziell geradkettiges Alkenyl mit 2, 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatomen, und R⁸² gerad kettiges Alkanyl oder Alkoxy, beide mit 1, 2, 3, 4 oder 5 Kohlenstoffatomen (Formel VIII-A oder VIII-B mit n = 2, 3, 4, 5 und m = 1, 2, 3, 4, 5).
Bevorzugte Verbindungen der Formel VIII sind Verbindungen der Formel VIII1 bis VIII4:
Speziell bevorzugt sind Verbindungen der Formel VIII1, VIII3 und VIII4. Sie können alleine oder, stärker bevorzugt, als Mischung von zwei oder drei Verbindungen verwendet werden.
Bezüglich Verbindungen der Formel IX besitzen spezifische Verbindungen die folgenden Formeln
wobei R⁹¹ und R⁹² wie oben definiert sind. Vorzugsweise bedeuten R⁹¹ und R⁹² geradkettiges Alkyl, speziell Alkanyl, mit 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 Kohlenstoffatomen. Bevorzugte Verbindungen der Formel IX sind:
wobei n und m unabhängig voneinander 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeuten. Speziell bevorzugte Beispiele für Verbindungen der Formel IX sind
Die Komponente (β) kann in einer Menge von 5 Gew.-% oder mehr in der Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in erfindungsgemäßen bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen verwendet werden. Enthält die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel III, so ist es bevorzugt, dass die Flüssigkristallzusammensetzung 8 Gew.-% oder mehr der Komponente (β) enthält. Liegt keine Verbindung der Formel II in der Komponente (α) vor, so ist eine Menge von mindestens 10 Gew.-% der Komponente (β) noch stärker bevorzugt. In bestimmten Ausführungsformen der Erfindung ist eine Gesamtmenge von 15 oder 20 Gew.-% oder mehr der Komponente (β) hochgradig bevorzugt.
In einer tatsächlichen Ausführungsform der Erfindung kann die Komponente (β) eine oder mehrere Verbindungen nur einer der Formeln V oder VI oder VII oder VIII oder IX enthalten. Es ist auch möglich, dass sie eine oder mehrere Verbindungen von zwei, drei oder mehr der Formeln V bis IX enthält. Sie kann gleiche oder unterschiedliche Mengen der Verbindungen von jeder verwendeten Formel enthalten. Es ist bevorzugt, dass die Komponente (β) eine oder mehrere Verbindungen von einer oder zwei der Formeln V, VI, VII, VIII oder IX enthält. Sind Verbindungen von zwei der Formeln V bis IX enthalten, so ist jede Kombination möglich. Beide Arten von Verbindungen können in gleichen Mengen verwendet werden oder eine der Arten kann gegenüber der anderen im Überschuss verwendet werden, beispielsweise in einem Verhältnis von 2:1. Die Verwendung von gleichen Mengen beider Arten von Verbindungen ist bevorzugt. Enthält die Komponente (α) keine Verbindung der Formel II, so ist es bevorzugt, dass die Komponente (β) Verbindungen von zwei der Formeln V, VI, VII, VIII oder IX enthält.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in der bistabilen Flüssigkristallvorrichtung und speziell in der zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung gemäß der Erfindung weiter 3 Gew.-% oder mehr einer Komponente (γ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer optischen Anisotropie Δn von mindestens 0,20. Es wurde gefunden, dass die Verwendung dieser Komponente (γ) die Betriebsspannung V_opt der Flüssigkristallzusammensetzung erniedrigen kann. Im Allgemeinen kann die Komponente (γ) jede beliebige (mesogene) Verbindung mit einem Δn von mindestens 0,20 enthalten, die für den Parametersatz, der für die Verwendung speziell in zenital bistabilen, nematischen Flüssigkristallvorrichtungen wichtig ist, nicht schädlich ist. Es ist bevorzugt, dass die Komponente (γ) Tolane mit einem Δn von mindestens 0,20, speziell mindestens eine Tolanverbindung der Formel X:
enthält, in der
k 0, 1 oder 2 bedeutet;
R¹⁰¹ und R¹⁰² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; und
Speziell bevorzugt sind Verbindungen der Formel X-A
in der n und m unabhängig voneinander 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeuten und k 0, 1 oder vorzugsweise 2 bedeutet. Bevorzugte Beispiele besitzen die Formel X-A1, wobei n 2, 3 oder 4 und m 1, 2, 3, 4 oder 5 bedeutet:
Unter diesen Verbindungen sind X-A1a und X-A1b am meisten bevorzugt:
Es sei deutlich, dass bestimmte Verbindungen der Formel X sowie Verbindungen mit einer Struktur, die der der Formel X ähnelt, in der R¹⁰² durch ein Fluoratom ersetzt ist, ebenfalls ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,51 mPa·s/K oder weniger, einen Klärpunkt T_NI von mindestens 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 190 mPa·s besitzen können. Diese können von der Komponente (δ) umfasst werden. Zu diesen Verbindungen zählen beispielsweise die Verbindung der Formel X-A1b (γ₁/T_NI ^K = 0,16; T_NI = 219 °C; und γ₁ = 81 mPa·s) und die Verbindung mit einer der Struktur X-A1b ähnlichen Struktur, in welcher der Butylsubstituent am rechten Ring durch F ersetzt wurde (γ₁/T_NI ^K = 0,19; T_NI = 189 °C; und γ₁ = 89 mPa·s).
Wenn vorhanden, ist die Komponente (γ) in einer Menge von mindestens 3 Gew.-%, stärker bevorzugt mindestens 5 Gew.-% enthalten. Sogar erheblich größere Mengen von z.B. bis zu 50 Gew.-% der Komponente (γ) können in spezifischen Ausführungsformen der Erfindung verwendet werden, um beispielsweise sehr schnelles Schalten zu erzielen.
Die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in den bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen und speziell in den zenital bistabilen, nematischen Flüssigkristallvorrichtungen der Erfindung kann weitere Substanzen enthalten, um gewünschtenfalls mehrere Eigenschaften der Zusammensetzung einzustellen. Einige dieser Substanzen können beispielsweise verwendet werden, um die Viskosität der Flüssigkristallzusammensetzung einzustellen. (Wenn also eine dieser Verbindungen ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,51 mPa·s/K oder weniger, einen Klärpunkt T_NI von mindestens 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 190 mPa·s besitzt, kann sie eine Verbindung sein, die von der Komponente (δ) umfasst wird.) In bestimmten Ausführungsformen enthält die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen mindestens eine Verbindung der Formel XI und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XII und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XIII und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XIV
in denen
R¹¹¹ und R¹⁴² unabhängig voneinander C₂-C₁₅ Alkenyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
R¹²¹, R¹³¹, R¹³² und R¹⁴¹ unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
R¹²² C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
Y¹¹¹ F oder CI bedeutet;
L¹¹ und L¹² unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
Die exakte Natur und Menge dieser Verbindungen in der Flüssigkristallzusammensetzung hängen von der spezifischen Mischung und dem gewünschten Effekt ab und können durch den Fachmann leicht ausgewählt werden.
Bevorzugte Verbindungen der Formel XI sind Verbindungen der Formel XI-A oder XI-B
wobei n 2, 3, 4, 5 oder 6 und Y¹¹¹ F oder CI bedeutet. Speziell bevorzugte Verbindungen der Formel XI sind die folgenden Verbindungen:
Die am meisten bevorzugte Verbindung der Formel XI ist die Verbindung XI1.
Bevorzugte Verbindungen der Formel XII sind Verbindungen der Formel XIIA, XIIB, XIIC, XIID, XIIE und XIIF:

wobei n 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 und m 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeutet. Spezifische Beispiele für Verbindungen der Formel XII sind die folgenden Verbindungen:
Bevorzugte Verbindungen der Formel XIII sind die Verbindungen der Formel XIIIA oder XIIIB:
wobei n 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 und m 1, 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeutet. Speziell bevorzugte Beispiele für Verbindungen der Formel XIII sind die folgenden Verbindungen:
Bevorzugte Verbindungen der Formel XIV sind die Verbindungen der Formel XIVA
wobei n 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 und m 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeutet. Spezifische Beispiele für Verbindungen der Formel XIV sind die folgenden Verbindungen:
Die am meisten bevorzugte Verbindung der Formel XIV ist die Verbindung XIV2.
Die Flüssigkristallzusammensetzung zur erfindungsgemäßen Verwendung in den bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen kann auch mesogene Substanzen mit einer mittleren dielektrischen Anisotropie Δε von etwa 8 bis 10 oder mehr, beispielsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formel XV und/oder eine oder mehrere Verbindungen der Formel XVI, vorzugsweise in einer Menge von bis zu 30 Gew.-%, stärker bevorzugt von bis zu 20 Gew.-%:
enthalten, in denen
R¹⁶¹ und R¹⁷¹ unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
Y¹⁶¹ und Y¹⁷¹ unabhängig voneinander F, CI, C₁-C₁₅ Alkanyl oder C₂-C₁₅ Alkenyl, die ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert sind, oder C₁-C₁₅ Alkoxy, das ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist, bedeuten;
L¹⁶¹ und L¹⁷¹ unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
Z¹⁶¹ -CO-O-, CH₂O oder CF₂O bedeutet.
Vorzugsweise besitzen diese Verbindungen die Formeln XVI-A, XVI-B bzw. XVII-A:
wobei n in allen drei Formeln 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 bedeutet. Diese Substanzen können sowohl die Betriebsspannung als auch das Betriebsfenster der Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen wie gewünscht beeinflussen.
Die Flüssigkristallzusammensetzung zur erfindungsgemäßen Verwendung in den zenital bistabilen, nematischen Flüssigkristallvorrichtungen kann auch eine oder mehrere der mesogenen Substanzen gemäß den folgenden Formeln XVIII bis XXII enthalten. Die exakte Natur und Menge dieser Verbindungen in der Flüssigkristallzusammensetzung hängen von der spezifischen Mischung und dem gewünschten Effekt ab und können durch den Fachmann leicht ausgewählt werden.
in denen
R¹⁸¹, R¹⁸², R²⁰¹, R²¹¹ und R²²¹ unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
R¹⁹¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O-ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind (d.h. R¹⁹¹ stellt keinen Alkenylrest dar);
L¹⁹¹, L¹⁹², L²⁰¹, L²⁰², L²⁰³, L²⁰⁴, L²¹¹, L²¹², L²¹³, L²¹⁴, L²¹⁵, L²¹⁶, L²²¹, L²²², L²²³ und L²²⁴ unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
Y¹⁹¹, Y²⁰¹, Y²¹¹ und Y²²¹ unabhängig voneinander F, CI, C₁-C₁₅ Alkanyl oder C₂-C₁₅ Alkenyl, die unabhängig voneinander ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert sind, oder C₁-C₁₅ Alkoxy, das ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist, bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel XVIII besitzen die Formel XVIIIA
wobei n 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und p 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 bedeutet. Stärker bevorzugt sind Verbindungen der Formel XVIIIA, wobei n 1, 2, 3, 4 oder 5 und p 2, 3, 4 und 5 bedeutet; speziell bevorzugt bedeutet C_nH_2n+1 Methyl, Ethyl oder n-Propyl und C_pH_2p-1 einen -CH₂-CH₂-CH=CH₂- oder -CH₂-CH₂-CH=CH-CH₃-Rest, wobei der Letztere vorzugsweise die E-Konfiguration der C=C-Doppelbindung aufweist.
Bevorzugte Verbindungen der Formel XIX besitzen die Formeln XIXA und XIXB:
wobei n 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y¹⁹¹ F, CI, CF₃ oder OCF₃ bedeutet. Stärker bevorzugt sind Verbindungen der Formel XIXB, wobei n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y¹⁹¹ F bedeutet.
Bevorzugte Verbindungen der Formel XX besitzen die Formeln XXA bis XXG:

wobei n 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y²⁰¹ F, CI, CF₃ oder OCF₃ bedeutet. Stärker bevorzugt sind Verbindungen der Formeln XXB, XXC und XXD, wobei n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y²⁰¹ F bedeutet.
Bevorzugte Verbindungen der Formel XXI besitzen die Formeln XXIA bis XXIJ:

wobei n 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y²¹¹ F, CI, CF₃ oder OCF₃ bedeutet. Stärker bevorzugt sind Verbindungen der Formel XXID, worin n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y²¹¹ F bedeutet.
Bevorzugte Verbindungen der Formel XXII besitzen die Formeln XXIA oder XXIIB:
wobei n 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y²¹¹ F, CI, CF₃ oder OCF₃ bedeutet. Stärker bevorzugt sind Verbindungen der Formel XXIIB, wobei n 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 und Y²²¹ F bedeutet.
Es ist weiter bevorzugt, dass die Flüssigkristallzusammensetzung für die erfindungsgemäße Verwendung eine nematische Flüssigkristallzusammensetzung ist.
Es wird dem Fachmann deutlich sein, dass die Flüssigkristallzusammensetzung für die erfindungsgemäße Verwendung neben den in dieser Patentschrift genauer offenbarten auch weitere (mesogene) Verbindungen enthalten kann. Es kann eine große Vielfalt an mesogenen Verbindungen verwendet werden, solange sie für den Parametersatz, der für die Verwendung der bistabilen Flüssigkristallzusammensetzung gemäß der Erfindung wichtig ist, nicht schädlich sind.
Ein weiterer Gegenstand dieser Erfindung ist ein Flüssigkristallmedium enthaltend

• mindestens 30 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (α) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε von mindestens 25, wobei mindestens 25 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Verbindungen eine dielektrische Anisotropie Δε von mindestens 40 besitzen; wobei die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel III
enthält, in der c und d unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten; R³¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Z³¹ eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeutet, und
• 10 bis 35 Gew.-% einer Komponente (δ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen, die jeweils ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,51 mPa·s/K oder weniger, einen Klärpunkt T_NI von mindestens 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 190 mPa·s besitzen (worin γ₁ die Rotationsviskosität bei 20 °C in mPa·s und T_NI ^K der Klärpunkt in Grad Kelvin ist), wobei die Komponente (δ) mindestens eine Verbindung der .Formel I
enthält, in der R¹² C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -CC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;

Die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen kann auch eine optisch aktive Komponente (ζ) als Dotierstoff in einer Menge von 0 bis 3 Gew.-% enthalten. Der chirale Dotierstoff kann nützlich sein, um umkehrverdrillte Domänen im TN-Modus zu entfernen. Es besteht eine große Vielfalt an Verbindungen, die sich als Bestandteile der Komponente (ζ) eignen und die alle ohne weiteres erhältlich sind. Beispielhafte Substanzen sind Cholesterylnonanoat (CN), S-811, S-1011 und S-2011 und CB15 (Firma Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland). Obwohl S-811 ein bevorzugter Dotierstoff sein könnte, ist die spezifische Auswahl der Dotierstoffe kein kritischer Punkt.
Die Flüssigkristallzusammensetzung zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen kann auch einen oder mehrere Lichtstabilisatoren und/oder Zusatzstoffe wie pleochromatische Farbstoffe wie im Stand der Technik bekannt enthalten.
Alle in der Flüssigkristallzusammensetzung der bistabilen Flüssigkristallvorrichtungen verwendeten Verbindungen sind entweder im Handel erhältlich oder können ohne weiteres nach Verfahren hergestellt werden, wie sie dem Fachmann bekannt und in den Standardlehrbüchern der organischen Synthese, beispielsweise in Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, beschrieben sind.
Die Flüssigkristallzusammensetzung wird durch Anwendung von Standardprotokollen und -techniken hergestellt. Im Allgemeinen wird die gewünschte Menge der Nebenkomponente(n) in der Hauptkomponente gelöst, üblicherweise unter erhöhter Temperatur. Alternativ können Lösungen der Komponenten in organischen Lösungsmitteln wie Aceton, Chloroform oder Methanol gemischt und das/die Lösungsmittel anschließend z.B. durch Destillation entfernt werden. Ebenso folgt die Herstellung der erfindungsgemäßen bistabilen Vorrichtungen dem Fachmann bekannten Standardtechniken.
In der vorliegenden Beschreibung und den folgenden Beispielen sind die Strukturen der offenbarten mesogenen Verbindungen durch Akronyme beschrieben. Diese Akronyme können entsprechend den Tabellen A und B in chemische Formeln umgewandelt werden. In diesen Tabellen bedeuten Reste C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1 geradkettige Alkylreste mit n bzw. m Kohlenstoffatomen. Alkenylreste weisen die trans-Konfiguration auf. Die Codierung der Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Akronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt dem Akronym für den Grundkörper, normalerweise getrennt durch einen Bindestrich, ein Code für die Substituenten R¹, R², L¹ und L² wie unten angegeben:

Code für R¹, R², L¹, L² R¹ R² L¹ L²

n C_nH_2n+1 CN H H

nm C_nH_2n+1 C_mH_2m+1 H H

nOm C_nH_2n+1 OC_mH_2m+1 H H

nF C_nH_2n+1 F H H

nN.F C_nH_2n+1 CN F H

nN.F.F C_nH_2n+1 CN F F
Tabelle A:
Tabelle B:
Tabelle C:
Tabelle C zeigt Dotierstoffe, die gegebenenfalls in den Flüssigkristallzusammensetzungen zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen vorhanden sind (Komponente (ζ)).
Tabelle D:
Tabelle D zeigt Stabilisatoren, die gegebenenfalls in den Flüssigkristallzusammensetzungen zur Verwendung in den erfindungsgemäßen zenital bistabilen, nematischen Vorrichtungen vorhanden sind.
Die hier angegebenen Prozente sind Gew.-% und beziehen sich im Allgemeinen auf die Gesamtmenge einer Zusammensetzung oder Mischung, soweit nicht anders angegeben. Temperaturen sind in Grad Celsius (°C) vermerkt, wenn nicht anders angegeben. T_NI steht für den Klärpunkt, an dem ein nematisches Medium isotrop wird. Δn ist die optische Anisotropie (Doppelbrechung) (bei 589 nm, 20 °C). Δε ist die dielektrische Anisotropie (bei 1 kHz, 20 °C). K₁ ist die „splay"-Elastizitätskonstante und K₃ die „bend"-Elastizitätskonstante, beide angegeben in pN. Elektrooptische Daten wurden in einer zenital bistabilen, nematischen VAN-Zelle bestimmt. Soweit nicht anders angegeben, wurden die Messungen bei 20 °C durchgeführt. V_opt ist die korrigierte Betriebsspannung (in V), abgeleitet vom korrigierten Schaltfeld E_LC@100μs (bei 25 °C; in zenital bistabilen Testzellen mit einer tatsächlichen Schichtdicke d von etwa 2,8 bis etwa 5 μm; 100-μs-Impuls) durch V_opt = E_LC@100μs·d_opt (wobei d_opt (in μm) λ√3/(2Δn) ist; λ = 555 nm). ΔV_opt ist das korrigierte Betriebsfenster bei einem 400-μs-Impuls für B-W-Schaltung und Umkehrschaltung (in V); es wird aus dem experimentellen Schaltfeldfenster ΔE_LC@400μs (bei 25 °C; 400-μs-Impuls) multipliziert mit d_opt wie oben angegeben definiert errechnet. Die optische An sprechzeit τ_opt (in ms) wird aus τ_opt = τ·d² _opt/d² berechnet, wobei τ die experimentelle Ansprechzeit, d_opt wie oben definiert und d die experimentelle Schichtdicke ist.
Die folgenden Beispiele sollten die vorliegende Erfindung wie vorstehend und in den Ansprüchen beschrieben weiter erläutern, ohne ihren Umfang einzuschränken.
Beispiele
Durch Auswiegen der entsprechenden Gewichtsmengen (Gewichtsprozent) der einzelnen Komponenten wurden Prüfproben hergestellt. Die Probe wurde dann homogenisiert, indem man sie in die isotrope Phase erhitzte und gründlich mischte. Die Mischung wurde dann mit einer gegebenen Konzentration Aluminiumoxid verrührt und anschließend filtriert (0,2 μm), so dass nur die Flüssigkristallmischung übrig blieb. Die Übergangstemperatur von nematisch auf isotrop (oder Klärpunkt, T_NI), dielektrische Anisotropie (Δε), Doppelbrechung (Δn), „splay"- und „bend"-Elastizitätskonstanten (K₁ und K₃) und Rotationsviskositäten (γ₁) wurden wie in der Merck-Broschüre "Physical Properties of Liquid Crystals – Description of the measurement methods", Hrsg. W. Becker (1998) beschrieben bestimmt. Werte für Einzelverbindungen werden aus denjenigen extrapoliert, die unter Verwendung einer bekannten Konzentration (üblicherweise 10 Gew.% der Einzelverbindung) in einer Standard-Hostmischung, deren Anfangs-Mischungswerte ebenfalls bekannt sind, bestimmt wurden. Die elektrooptische Leistung jeder Mischung in einer zenital bistabilen, nematischen Vorrichtung wurde unter Verwendung eines einfachen Versuchsaufbaus und der Testzellen des VAN-Typs gemessen. Hierfür war ein Mikroskop im Durchlichtmodus mit darauf angebrachtem Photodetektor, der mit einem Oszilloskop verbunden war, erforderlich. Dies gestattete die Überwachung der Transmission durch gekreuzte Polarisatoren. Die Testzelle wurde unter dem Mikroskop auf einem Heiztisch angebracht, um Messungen bei 25°C zu ermöglichen. Es wurden bipolare elektrische Impulse (mit wechselnder Dauer und Spannung) verwendet, um sicherzustellen, dass an die Zelle keine Netto-Gleichspannung angelegt war. Die Hinterkante (und so Polarität) eines jeden Impulses bestimmte daher den endgültigen Schaltzustand (abhängig von der Dauer und Spannung). Es waren zwei Signalerzeuger notwendig, um sicherzustellen, dass der richtige Anfangszustand zuerst gewählt wird, wobei das erste Signal das zweite auslöst (mit einen passenden Phasenunterschied). Beide Signale wurden verstärkt, indem man den Ausgang der Signalerzeuger durch einen Verstärker führte, bevor er mit der Testzelle verbunden wurde. Für den B-W-Übergang wurden die Spannungen, die für 10 und 90% Durchlässigkeitsänderungen und umgekehrt 90 und 10% Durchlässigkeitsänderungen erforderlich waren, für verschiedene Impulsdauern gemessen. Für den W-B-Übergang wurden nur die für 90 und 10% Durchlässigkeitsänderungen erforderlichen Spannungen für verschiedene Impulsdauern gemessen. Diese Niveaus wurden auf dem Oszilloskop eingestellt, sobald die Durchlässigkeitsniveaus 0 und 100% bekannt waren (d.h. schwarz und weiß), und sie konnten auch verwendet werden, um die optische Ansprechzeit des Übergangs (für Durchlässigkeitsänderungen 10 auf 90%) zu bestimmen.

Es wurden Testzellen des VAN-Typs mit Schichtdicken typischwerweise 3–5 μm, im durchlässigen Modus und mit gekreuzten Polarisatoren verwendet. Aufgrund der verschiedenen Zellendicken und unterschiedlichen Δn-Werte der Mischungen war die Verzögerung nicht optimiert, dies ist jedoch nicht kritisch, da hierdurch nur der Kontrast abnimmt. Beispiel 1

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	95,0
ME2N.F	10	Δε	46,5
ME3N.F	10	Δn	0,1682
ME4N.F	10	K₁ (pN)	9,2
ME5N.F	10	K₃ (pN)	19,1
PZU-V2-N	10	V_opt (V)	13,8
CPTP-301	5	ΔV_opt (V)	3,9
CPTP-302	5	τ_opt (ms)	28
CPTP-303	5
CCG-V-F	10
CCP-V-1	10
CCP-V2-1	5
CVCP-V-O1	5
CVCP-1V-O1	5
Gesamt	100

Beispiel 2

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	91,9
ME2N.F	12	Δε	45,3
ME3N.F	12	Δn	0,1714
ME4N.F	12	K₁ (pN)	9,2
ME5N.F	12	K₃ (pN)	19,0
HP-3N.F	5	V_opt (V)	19,7
HP-4N.F	5	ΔV_opt (V)	9,0
HP-5N.F	5	τ_opt (ms)	25
CC-5-V	12
CCP-V-1	10
CPTP-301	5
CPTP-302	5
CPTP-303	5
Gesamt	100

Beispiel 3

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	95,8
ME2N.F	10	Δε	48,0
ME3N.F	10	Δn	0,1816
ME4N.F	10	K₁ (pN)	10,9
ME5N.F	10	K₃ (pN)	18,8
PZU-V2-N	10	V_opt (V)	16,0
CPTP-301	5	ΔV_opt (V)	8,6
CPTP-302	5	τ_opt (ms)	8
CPTP-303	5	γ1 (mPa·s)	341
CCP-V-1	15
CCP-V2-1	15
PPTUI-3-2	5
Gesamt	100

Beispiel 4

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	90,9
ME2N.F	9	Δε	45,2
ME3N.F	9	Δn	0,2471
ME4N.F	9	K₁ (pN)	11,6
ME5N.F	9	K₃ (pN)	14,6
PZU-V2-N	9	V_opt (V)	26,4
PPTUI-3-2	20	τ_opt (ms)	1
PPTUI-3-4	25	γ1 (mPa·s)	361
CCP-V-1	5
CCP-V2-1	5
Gesamt	100

Beispiel 5

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	97,1
ME2N.F	10	Δε	47,8
ME3N.F	10	Δn	0,1569
ME4N.F	10	K₁ (pN)	11,3
ME5N.F	10	K₃ (pN)	19,4
PZU-V2-N	10	V_opt (V)	8,7
CCPC-33	5	τ_opt (ms)	11
CCPC-34	5	γ1 (mPa·s)	407
CCPC-35	5
CCP-V-1	15
CCP-V2-1	15
PPTUI-3-2	5
Gesamt	100

Beispiel 6

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	96,7
ME2N.F	12	Δε	48,3
ME3N.F	12	Δn	0,1674
ME4N.F	12	K₁ (pN)	10,0
ME5N.F	12	K₃ (pN)	20,7
HP-3N.F	5	V_opt (V)	12,8
HP-4N.F	5	ΔV_opt (V)	28,6
HP-5N.F	5	τ_opt (ms)	17
CCP-V-1	16	γ1 (mPa·s)	433
CCP-V2-1	16
PPTUI-3-2	5
Gesamt	100

Beispiel 7

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	90,0
ME2N.F	10	Δε	57,3
ME3N.F	10	Δn	0,1816
ME4N.F	10	K₁ (pN)	8,4
ME5N.F	10	K₃ (pN)	16,1
PZU-V2-N	10	V_opt (V)	11,7
HP-3N.F	5	ΔV_opt (V)	8,5
HP-4N.F	5	τ_opt (ms)	18
HP-5N.F	5
CC-5-V	9
CCP-V-1	4
CCP-V2-1	4
CPTP-301	5
CPTP-302	5
CPTP-303	5
PPTUI-3-2	3
Gesamt	100

Beispiel 8

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	93,5
ME2N.F	10	Δε	48,4
ME3N.F	10	Δn	0,1528
ME4N.F	10	K₁ (pN)	10,5
ME5N.F	10	K₃ (pN)	20,1
PZU-V2-N	10	V_opt (V)	8,7
CC-5-V	6	ΔV_opt (V)	7,3
CCP-V-1	10	τ_opt (ms)	20
CCP-V2-1	10
CBC-33F	4
CBC-53F	4
CBC-55F	4
CBC-33	4
CBC-53	4
CBC-55	4
Gesamt	100

Beispiel 9

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	93,4
ME2N.F	10	Δε	72,0
ME3N.F	10	Δn	0,1842
ME4N.F	10	K₁ (pN)	7,1
ME5N.F	10	K₃ (pN)	16,7
PZU-V2-N	15	V_opt (V)	10,6
HP-3N.F	5	ΔV_opt (V)	8,5
HP-4N.F	5	τ_opt (ms)	27
HP-5N.F	5
CCP-V-1	8
CCP-V2-1	7
CPTP-301	5
CPTP-302	5
CPTP-303	5
Gesamt	100

Beispiel 10

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	90,7
ME2N.F	10	Δε	45,9
ME3N.F	10	Δn	0,1569
ME4N.F	10	K₁ (pN)	9,9
ME5N.F	10	K₃ (pN)	18,1
PZU-V2-N	10	V_opt (V)	11,4
CCP-V-1	15	ΔV_opt (V)	11,2
CCP-V2-1	15	τ_opt (ms)	17
PPTUI-3-2	5	γ1 (mPa·s)	290
CVCP-V-1	5
CVCP-V-O1	5
CVCP-1V-O1	5
Gesamt	100

Beispiel 11

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	95,9
ME2N.F	10	Δε	51,2
ME3N.F	10	Δn	0,1639
ME4N.F	10	K₁ (pN)	10,8
ME5N.F	10	K₃ (pN)	18,2
PZU-V2-N	10	V_opt (V)	10,7
CCP-V-1	15	τ_opt (ms)	17
CCP-V2-1	15
PPTUI-3-2	5
CBC-33F	5
CBC-53F	5
CBC-55F	5
Gesamt	100

Beispiel 12

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	91,3
ME2N.F	10	Δε	55,8
ME3N.F	10	Δn	0,1801
ME4N.F	10	K₁ (pN)	9,7
ME5N.F	10	K3 (pN)	15,3
PZU-V2-N	14	V_opt (V)	17,4
CCP-V-1	8	ΔV_opt (V)	9,5
CCP-V2-1	8	τ_opt (ms)	33
PPTUI-3-2	5
CPTP-301	5
CPTP-302	5
CPTP-303	5
CC-5-V	4
CCPC-33	2
CCPC-34	2
CCPC-35	2
Gesamt	100

Beispiel 13

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	96,2
ME2N.F	12	Δε	47,3
ME3N.F	12	Δn	0,1737
ME4N.F	12	K₁ (pN)	9,8
ME5N.F	12	K₃ (pN)	20,4
HP-3N.F	5	V_opt (V)	17,0
HP-4N.F	5	τ_opt (ms)	18
HP-5N.F	5
CCP-V-1	10
CCP-V2-1	10
CBC-33F	3
CBC-53F	3
CBC-55F	3
PTP-201	4
PTP-301	4
Gesamt	100

Beispiel 14

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	95,3
PZU-V2-N	10	Δε	49,2
ME2N.F	10	Δn	0,1420
ME3N.F	10	K₁ (pN)	9,7
ME4N.F	10	K₃ (pN)	17,1
ME5N.F	10	V_opt (V)	8,6
CCPC-33	4	τ_opt (ms)	30
CCPC-34	4
CCPC-35	4
CCP-V-1	8
CCP-V2-1	8
CC-5-V	10
CBC-33F	4
CBC-35F	4
CBC-55F	4
Gesamt	100

Beispiel 15

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	97,3
ME2N.F	10	Δε	34,3
ME3N.F	10	Δn	0,1393
ME4N.F	10	K₁ (pN)	10,8
ME5N.F	10	K₃ (pN)	17,9
ME7N.F	10	V_opt (V)	14,4
CCPC-33	4	τ_opt (ms)	24
CCPC-34	4
CCPC-35	4
CCP-V-1	6
CCP-V2-1	6
CC-5-V	14
CBC-33F	4
CBC-35F	4
CBC-55F	4
Gesamt	100

Beispiel 16

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	85,6
PZU-V2-N	20	Δε	44,2
ME3N.F.F	10	Δn	0,1106
CDU-2-F	10	K₁ (pN)	9,1
CDU-3-F	10	K₃ (pN)	17,9
CDU-5-F	10	V_opt (V)	5,9
CC-5-V	5	ΔV_opt (V)	33,5
CCP-V-1	10	τ_opt (ms)	34
CCP-V2-1	10
CCPC-33	5
CCPC-34	5
CCPC-35	5
Gesamt	100

Beispiel 17

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	95,5
PZU-V2-N	20	Δε	54,3
ME3N.F.F	10	Δn	0,1741
PGU-2-F	10	K₁ (pN)	9,3
PGU-3-F	10	K₃ (pN)	17,0
PGU-5-F	10	V_opt (V)	5,6
CCP-V-1	15	ΔV_opt (V)	21,1
CCP-V2-1	10	τ_opt (ms)	17
CCPC-33	5
CCPC-34	5
CCPC-35	5
Gesamt	100

Beispiel 18

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	92,2
PZU-V2-N	20	Δε	47,2
ME2N.F	7	Δn	0,1341
ME3N.F	6	K₁ (pN)	10,3
ME4N.F	4	K₃ (pN)	18,3
ME5N.F	3	V_opt (V)	7,8
CDU-2-F	5	τ_opt (ms)	21
CDU-3-F	5
CDU-5-F	5
PP-1-2V1	6
CCP-V-1	12
CCP-V2-1	12
CCPC-33	5
CCPC-34	5
CCPC-35	5
Gesamt	100

Beispiel 19

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	106,2
PZU-V2-N	19	Δε	57,4
ME2N.F	5	Δn	0,1534
ME3N.F	5	K₁ (pN)	7,8
ME4N.F	5	K₃ (pN)	12,7
ME5N.F	5	V_opt (V)	6,5
PGU-2-F	5	ΔV_opt (V)	31,1
PGU-3-F	5	τ_opt (ms)	29
PGU-5-F	5
CCGU-3-F	5
CCP-V-1	13
CCP-V2-1	13
CCPC-33	5
CCPC-34	5
CCPC-35	5
Gesamt	100

Beispiel 20

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	91,7
PZU-V2-N	15	Δε	39,0
ME2N.F	5	Δn	0,1195
ME3N.F	5	K₁ (pN)	10,3
ME4N.F	5	K₃ (pN)	17,3
ME5N.F	5	V_opt (V)	5,4
CDU-2-F	5	ΔV- (V)	19,6
CDU-3-F	5	τ_opt (ms)	30
CDU-5-F	5
CCGU-3-F	5
CCP-V-1	15
CCP-V2-1	15
CCOC-3-3	5
CCOC-3-5	5
CCOC-4-3	5
Gesamt	100

Beispiel 21

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	102,5
PZU-V2-N	20	Δε	47,8
ME2N.F	5	Δn	0,1462
ME3N.F	5	K₁ (pN)	12,1
ME4N.F	5	K₃ (pN)	20,2
ME5N.F	5	V_opt (V)	5,9
CCGU-3-F	5	ΔV_opt (V)	30,6
PP-1-2V1	10	τ_opt (ms)	16
CCP-V-1	15
CCP-V2-1	15
CCPC-33	5
CCPC-34	5
CCPC-35	5
Gesamt	100

Beispiel 22

Verbindung	Menge (Gew.-%)	T_NI (°C)	84,7
PZU-V2-N	25	Δε	40,5
PCH-3N.F.F	5	Δn	0,1532
PGU-2-F	10	K₁ (pN)	10,0
PGU-3-F	10	K₃ (pN)	16,8
PGU-5-F	10	V_opt (V)	6,1
CCP-V-1	15	ΔV_opt (V)	7,8
CCP-V2-1	10	τ_opt (ms)	34
CCPC-33	5
CCPC-34	5
CCPC-35	5
Gesamt	100

Vegleichsbeispiel
MLC-6204 (Firma Merck KGaA, Darmstadt) wurde unter ähnlichen Bedingungen wie die erfindungsgemäßen Beispiele geprüft:

T_NI (°C) 62,4

Δε 35,2

Δn 0,1484

K₁ (pN) 7,5

K₃ (pN) 14,8

V_opt(V) 11,8

ΔV_opt (V) 7,3

τ_opt ms 41

1 (mPa·s) 358

Claims

Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung in einer bistabilen Flüssigkristallvorrichtung, wobei die Zusammensetzung • mindestens 30 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (α) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε von mindestens 25, wobei mindestens 25 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Verbindungen eine dielektrische Anisotropie Δε von mindestens 40 besitzen; und • eine Komponente (δ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen, die jeweils ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,51 mPa·s/K oder weniger, einen Klärpunkt T_NI von mindestens 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 190 mPa·s besitzen (worin γ₁ die Rotationsviskosität bei 20 °C in mPa·s und T_NI ^K der Klärpunkt in Grad Kelvin ist) enthält.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Flüssigkristallvorrichtung eine zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung ist.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Komponente (δ) mindestens eine Verbindung der Formel I
enthält, in der R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
in der L¹¹ und L¹² unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
in der L¹³ und L¹⁴ unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel II und/oder mindestens eine Verbindung der Formel III
enthält, in denen a, b, c und d unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten; R²¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R³¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Z²¹ und Z³¹ unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeuten.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach Anspruch 4, wobei die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel IV
enthält, in der e und f unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten; R⁴¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Z⁴¹ eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeutet.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 5, wobei in Formel I R¹¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung weiterhin mindestens 5 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (β) enthaltend mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel V, VI, VII, VIII und IX

in denen g 0 oder 1 bedeutet; R⁵¹, R⁵², R⁶¹, R⁶², R⁷¹, R⁷², R⁸¹, R⁸², R⁹¹ und R⁹² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -CC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; L⁵¹ H oder F bedeutet; Z⁶¹ -CO-O-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH=CH- oder -C≡C- bedeutet;

in denen L⁵² und L⁵³ unabhängig voneinander H oder F bedeuten, enthält.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung weiterhin mindestens 3 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (γ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer optischen Anisotropie Δn von mindestens 0,20 enthält.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Komponente (γ) mindestens eine Verbindung der Formel X
enthält, in der k 0, 1 oder 2 bedeutet; R¹⁰¹ und R¹⁰² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; und
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 3 bis 9, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung weiterhin mindestens eine Verbindung der Formel XI und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XII und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XIII und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XIV
enthält, in denen R¹¹¹ und R¹⁴² unabhängig voneinander C₂-C₁₅ Alkenyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹²¹, R¹³¹, R¹³² und R¹⁴¹ unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹²² C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Y¹¹¹ F oder CI bedeutet; L¹¹¹ und L¹¹² unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung mindestens 50 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Komponente (α) enthält.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung mindestens 50 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Komponente (α) enthält, wobei mindestens 30 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Verbindungen eine dielektrische Anisotropie Δε von mindestens 40 besitzen.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung mindestens 5 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Komponente (δ) enthält.
Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung mindestens eine Verbindung der Formel XVI und/oder XVII und/oder der Formel XVIII und/oder der Formel XIX und/oder der Formel XX und/oder der Formel XXI und/oder der Formel XXII:

enthält, in denen R¹⁶¹, R¹⁷¹, R¹⁸¹, R¹⁸², R²⁰¹, R²¹¹ und R²²¹ unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹⁹¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Y¹⁶¹, Y¹⁷¹, Y¹⁹¹, Y²⁰¹, Y²¹¹ und Y²²¹ unabhängig voneinander F, CI, C₁-C₁₅ Alkanyl oder C₂-C₁₅ Alkenyl, die unabhängig voneinander ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert sind, oder C₁-C₁₅ Alkoxy, das ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist, bedeuten; L¹⁶¹, L¹⁷¹, L¹⁹¹, L¹⁹², L²⁰¹, L²⁰², L²⁰³, L²⁰⁴, L²¹¹, L²¹², L²¹³, L²¹⁴, L²¹⁵, L²¹⁶, L²²¹, L²²², L²²³ und L²²⁴ unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und Z¹⁶¹ -CO-O-, CH₂O oder CF₂O bedeutet.
Flüssigkristallmedium enthaltend • mindestens 30 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (α) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε von mindestens 25, wobei mindestens 25 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Verbindungen eine dielektrische Anisotropie Δε von mindestens 40 besitzen; wobei die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel III
enthält, in der c und d unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten; R³¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -CC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Z³¹ eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeutet, und 10 bis 35 Gew.-% einer Komponente (δ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen, die jeweils ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,51 mPa·s/K oder weniger, einen Klärpunkt T^NI von mindestens 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 190 mPa·s besitzen (worin γ₁ die Rotationsviskosität bei 20 °C in mPa·s und T_NI ^K der Klärpunkt in Grad Kelvin ist), wobei die Komponente (δ) mindestens eine Verbindung der Formel I
enthält, in der R¹² C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
Flüssigkristallmedium nach Anspruch 15, worin die Verbindung der Formel III die Formel III-B1
besitzt, in der n 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeutet.
Flüssigkristallmedium nach einem beliebigen der Ansprüche 15 oder 16, wobei die Komponente (α) weiterhin mindestens eine Verbindung der Formel IV
enthält, in der e und f unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten; R⁴¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Z⁴¹ eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeutet.
Flüssigkristallmedium nach Anspruch 17, das die Verbindungen der Formel IV in einer Gesamtmenge von 20 Gew.-% oder mehr enthält.
Bistabile Flüssigkristallvorrichtung enthaltend • zwei äußere Substrate, die zusammen mit einem Rahmen eine Zelle bilden; • eine in der Zelle vorliegende Flüssigkristallzusammensetzung; • Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten auf der Innenseite der äußeren Substrate, wobei mindestens eine Orientierungsschicht ein Orientierungsgitter umfasst, das es den Verbindungen der Flüssigkristallzusammensetzung erlaubt, mindestens zwei unterschiedliche stabile Zustände anzunehmen, wobei die Baugruppe aus den Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten so ausgeführt ist, dass ein Schalten zwischen den mindestens zwei unterschiedlichen stabilen Zuständen dadurch erreicht wird, dass man geeignete elektrische Signale an die Elektrodenstrukturen anlegt; • wobei die Flüssigkristallzusammensetzung • mindestens 30 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (α) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε von mindestens 25, wobei mindestens 25 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) der Verbindungen eine dielektrische Anisotropie Δε von mindestens 40 besitzen; und • eine Komponente (δ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen, die ein Verhältnis γ₁/T_NI ^K von 0,51 mPa·s/K oder weniger, einen Klärpunkt T_NI von mindestens 100 °C und eine Rotationsviskosität γ₁ von nicht mehr als 190 mPa·s besitzen (worin γ₁ die Rotationsviskosität bei 20 °C in mPa·s und T_NI ^K der Klärpunkt in Grad Kelvin ist) enthält.
Bistabile Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 19, wobei • es sich bei der Vorrichtung um eine zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung handelt; und • die Elektrodenstrukturen mit Orientierungsschichten auf der Innenseite der äußeren Substrate mindestens eine Orientierungsschicht besitzen, die ein Orientierungsgitter umfasst, die es den Verbindungen der Flüssigkristallzusammensetzung erlaubt, mindestens zwei unterschiedliche stabile Zustände mit unterschiedlichen Anstellwinkeln in der gleichen Azimuthebene anzunehmen.
Bistabile Flüssigkristallvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 19 oder 20, wobei die Komponente (δ) mindestens eine Verbindung der Formel I
enthält, in der R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind;
in der L¹¹ und L¹² unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
in der L¹³ und L¹⁴ unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 19 oder 21, wobei die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel II und/oder mindestens eine Verbindung der Formel III
enthält, in denen a, b, c und d unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten; R²¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R³¹ C₂-C₁₅ Alkenyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Z²¹ und Z³¹ unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeuten.
Zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 22, wobei die Komponente (α) mindestens eine Verbindung der Formel IV
enthält, in der e und f unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4 bedeuten; R⁴¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Z⁴¹ eine Einfachbindung oder -C≡C- bedeutet.
Zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 21 bis 23, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung weiterhin • mindestens 5 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (β) enthaltend mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel V, VI, VII, VIII und IX

in denen g 0 oder 1 bedeutet; R⁵¹, R⁵², R⁶¹, R⁶², R⁷¹, R⁷², R⁸¹, R⁸², R⁹¹ und R⁹² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; L⁵¹ H oder F bedeutet; Z⁶¹ -CO-O-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CF₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CH₂-, -CH=CH- oder -C≡C- bedeutet;

in denen L⁵² und L⁵³ unabhängig voneinander H oder F bedeuten, enthält.
Zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 19 bis 24, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung weiterhin • mindestens 3 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) einer Komponente (γ) enthaltend eine oder mehrere Verbindungen mit einer optischen Anisotropie Δn von mindestens 0,20 enthält.
Zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 25, wobei die Komponente (γ) mindestens eine Verbindung der Formel X
enthält, in der k 0, 1 oder 2 bedeutet; R¹⁰¹ und R¹⁰² unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; und
Zenital bistabile, nematische Flüssigkristallvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 21 bis 26, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung weiterhin mindestens eine Verbindung der Formel XI und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XII und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XIII und/oder mindestens eine Verbindung der Formel XIV
enthält, in denen R¹¹¹ und R¹⁴² unabhängig voneinander C₂-C₁₅ Alkenyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹²¹, R¹³¹, R¹³² und R¹⁴¹ unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹²² C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Y¹¹¹ F oder CI bedeutet; L¹¹¹ und L¹¹² unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und
Bistabile Flüssigkristallvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 19 bis 27, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung mindestens eine Verbindung der Formel XVI und/oder XVII und/oder der Formel XVIII und/oder der Formel XIX und/oder der Formel XX und/oder der Formel XXI und/oder der Formel XXII:
enthält, in der R¹⁶¹, R¹⁷¹, R¹⁸¹, R¹⁸², R²⁰¹, R²¹¹ und R²²¹ unabhängig voneinander C₁-C₁₅ Alkyl bedeuten, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; R¹⁹¹ C₁-C₁₅ Alkyl bedeutet, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit CN oder Halogen substituiert ist und in dem eine oder mehrere der CH₂-Gruppen unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-O-, -OC-O- ersetzt sein können, dass Heteroatome einander nicht benachbart sind; Y¹⁶¹, Y¹⁷¹, Y¹⁹¹, Y²⁰¹, Y²¹¹ und Y²²¹ unabhängig voneinander F, CI, C₁-C₁₅ Alkanyl oder C₂-C₁₅ Alkenyl, die unabhängig voneinander ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert sind, oder C₁-C₁₅ Alkoxy, das ein- oder mehrfach mit Halogen substituiert ist, bedeuten; L¹⁶¹, L¹⁷¹, L¹⁹¹, L¹⁹², L²⁰¹, L²⁰², L²⁰³, L²⁰⁴, L²¹¹, L²¹², L²¹³, L²¹⁴, L²¹⁵, L²¹⁶, L²²¹, L²²², L²²³ und L²²⁴ unabhängig voneinander H oder F bedeuten; und Z¹⁶¹ -CO-O-, CH₂O oder CF₂O bedeutet.