DE69823857T2 - Flüssigkristalline verbindungen mit hoher negativer anisotroper durchlässigkeit, flüssigkristalline zubereitung und flüssigkristallines anzeigeelement - Google Patents

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Description

  • Diese Erfindung betrifft neue flüssigkristalline Verbindungen und Flüssigkristallzusammensetzungen. Mehr spezifisch betrifft diese Erfindung flüssigkristalline Verbindungen mit einem 2,3-Difluorphenyl-Anteil, Flüssigkristallzusammensetzungen, die die Verbindungen enthalten und Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, die durch Verwendung der Flüssigkristallzusammensetzung erzeugt sind.
  • Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, hergestellt durch Verwendung von flüssigkristallinen Verbindungen (der Ausdruck "flüssigkristalline Verbindungen" wird in dieser Beschreibung als generischer Name für die Verbindungen, die eine Flüssigkristallphase entfalten und die Verbindungen verwendet, die keine Flüssigkristallphase entfalten, aber als Komponente von Flüssigkristallzusammensetzungen nützlich sind) werden im großen Umfang für die Anzeige von Computern, Fernsehanlagen und dgl. verwendet.
  • Zur Verminderung des Energieverbrauches und zur Verminderung des Freiwerdens von elektromagnetischen Wellen müssen Flüssigkristallzusammensetzungen ihre Antriebsspannung erniedrigen. Die Antriebsspannung (Schwellenspannung) ist bekanntermaßen eine Funktion des Wertes der dielektrischen Anisotropie und der elastischen Konstante entsprechend der folgenden Gleichung (M. F. Leslie, Mol. Cryst. Liq. Crystl., 12, 57 (1970)): Vth = π/K/ε0Δε)1/2 worin Vth eine Schwellenspannung ist, ε0 eine dielektrische Konstante im Vakuum ist, K: eine elektrische Konstante ist und Δε eine dielektrisch Anisotropie ist.
  • Es ist zu verstehen, daß es zur Erniedrigung der Antriebsspannung notwendig ist, 1) den Wert der dielektrischen Anisotropie zu erhöhen oder 2) die elastische Konstante zu erniedrigen.
  • Es wird im allgemeinen als schwierig angesehen, den Wert der elastischen Konstanten durch flüssigkristalline Verbindungen einzustellen, und somit wird ein Mittel, durch das Wert der dielektrischen Anisotropie erhöht wird, grundsätzlich zur Erniedrigung der Antriebsspannung angewandt. Demgemäß sind neue flüssigkristalline Verbindungen mit einem großen Wert der dielektrischen Anisotropie lange Zeit erwartet.
  • Seit einiger Zeit wird ein Charakteristikum eines engen Sichtwinkels als sehr ernsthaftes Problem für Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen angesehen, und verschiedene Anzeigearten wurden in den letzten Jahren zur Verbesserung des engen Sichtwinkels vorgeschlagen. Bei Anzeigevorrichtungen mit In-Ebenen-Schaltung (IPS), die 1995 vorgeschlagen wurden, wurde der Sichtwinkel im Vergleich zu konventionellen Anzeigevorrichtungen stark vergrößert (Liquid Crystal Conference in Japan 2A07 (1995), ASIA DISPLAY '95, 557 (1995) und ASIA DISPLAY '95, 707 (1995)).
  • 1997 wurde über einen Versuch berichtet, bei dem eine Zelle mit vertikaler Ausrichtung (VA) verwendet wurde (SID 97 DIGEST, 845 (1997)), und die Anzeigevorrichtungen dieses Modus haben einen deutlich breiteren Sichtwinkel im Vergleich zu konventionellen Anzeigevorrichtungen.
  • Beim Modus gemäß IPS und bei Modus gemäß VA sind die Eigenschaften, die für Flüssigkristallzusammensetzungen erforderlich sind:
    • 1) ein negativer und großer Wert der dielektrischen Anisotropie (Δε) zur Erniedrigung der Antriebsspannung, und
    • 2) ein kleiner Wert der optischen Anisotropie (Δn), um den Wert Δn·d (Produkt der optischen Anisotropie multipliziert mit der Zelldicke) bei einem optimalen wert zu halten.
  • Jedoch sind Verbindungen, die gleichzeitig einen negativen und großen dielektrischen Anisotropiewert und einen kleinen optischen Anisotropiewert aufweisen, bisher nicht bekannt, und somit sind neue flüssigkristalline Verbindungen mit solchen Eigenschaften lange erwartet.
  • Als Verbindungen mit einem negativen und großen elektrischen Anisotropiewert und einem verhältnismäßig kleinen optischen Anisotropiewert ist die Verbindung mit der folgenden Formel (13) bekannt (V. Reiffenrath et al., Liq. Cryst., 5 (1), 159 (1989)). Es wird angegeben, daß der dielektrische Anisotropiewert dieser Verbindung (Δε = –4,1) und der optische Anisotropiewert (Δn = 0,18) ist.
  • Figure 00030001
  • Jedoch kann nicht gesagt werden, daß der dielektrische Anisotropiewert der Verbindung ausreichend groß ist, und eine zufriedenstellende Erniedrigung der Antriebsspannung konnte nicht aktualisiert werden.
  • Als Verbindung mit einem negativen dielektrischen Anisotropiewert ist die Terphenyl-Verbindung der Formel (14) bekannt (J. Chem. Soc. Perkin Trans. II 2, 2041 (1989)). Diese Verbindung hat einen engen Temperaturbereich, der eine nematische Phase zeigt (10,5°C) und entfaltet eine smektische Phase in einem großen Temperaturbereich (50,5°C).
  • Weiterhin haben Terphenyl-Verbindungen im allgemeinen einen großen optischen Anisotropiewert und waren ungeeignet als Komponente von Flüssigkristallzusammensetzungen für IPS-Modus oder VA-Modus.
  • Figure 00040001
  • Das Phänomen, daß der dielektrische Anisotropiewert zum Negativen erhöht wird, wenn ein Fluoratom an der lateralen Position einer Phenylen-Gruppe eingeführt ist, die das Gerüst der flüssigkristallinen Verbindung ausmacht, ist dem Fachmann gutbekannt. Auf der anderen Seite werden die Ordnungs-Parameter von flüssigkristallinen Verbindungen durch die Einfügung des Fluoratoms an die laterale Position vermindert. Der dielektrische Anisotropiewert und der optische Anisotropiewert werden als Funktionen der Ordnungsparameter (W. Maier und G. Meier, Z. Naturf. (a), 16, 262 (1961)) angesehen, und die Verminderung der Ordnungsparameter, verursacht durch die Einfügung von Fluoratom, verursacht eine Verminderung des dielektrischen Anisotropiewertes. Demgemäß erzeugt die Einfügung eines Fluoratoms an die laterale Position nicht notwendigerweise eine große Erhöhung des negativen dielektrischen Anisotropiewertes (Theorie von Maier und Meier).
  • DE 38 39 213 A1 beschreibt Bis(difluorphenylen)-Derivate, worin die beiden End-Gruppen unabhängig eine Alkyl- oder Alkenyl-Gruppe mit bis zu 18 Kohlenstoffatomen sind, wobei die Gruppen mit -CN oder zumindest einem Halogenatom substituiert sein können, worin eine oder mehrere CH2-Gruppen beispielsweise durch -O- oder -C≡C- ersetzt sein können. Angesichts der oben beschriebenen mehreren Eigenschaften, die für Flüssigkristallzusammensetzungen erforderlich sind, liegt ein Ziel dieser Erfindung darin, flüssigkristalline Verbindungen mit einem negativen und extrem großen dielektrischen Anisotropiewert und gleichzeitig kleinem optischen Anisotropiewert anzugeben, unter Erhalt von Flüssigkristallzusammensetzungen, die die Verbindung enthalten, und eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung anzugeben, die unter Verwendung der Flüssigkristallzusammensetzung erzeugt sind.
  • Als Ergebnis von intensiven Untersuchungen und Entwicklungen, die durch diese Erfindung durchgeführt wurden, um die oben beschriebenen Probleme zu lösen, wurde festgestellt, daß die flüssigkristallinen Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1) die gewünschten Eigenschaften aufweisen, was zur Vollendung dieser Erfindung geführt hat.
    Figure 00050001
    worin Ra und Rb jeweils unabhängig eine geradkettige oder verzweigte Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine geradkettige oder verzweigte Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, eine geradkettige oder verzweigte Alkenyl-Gruppe mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen oder eine geradkettige oder verzweigte Alkinyl-Gruppe mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen sind, Ring A1 Cyclohexan-1,4-diyl ist, worin jegliche nicht- benachbarte Methylen-Gruppe durch -O- ersetzt sein kann; der Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen ist; Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Einfachbindung oder -CH2CH2- sind; Xa, Xb, Xc und Xd jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom oder ein Chloratom sind, aber zumindest eines von Xa, Xb, Xc und Xd ein Fluoratom oder ein Chloratom ist; und worin jedes Atom, das die Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann.
  • Unter den flüssigkristallinen Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1) sind die Verbindungen, die besonders bevorzugte Eigenschaften entfalten, solche mit einer der folgenden allgemeinen Formeln (1-1) bis (1-18):
  • Figure 00060001
  • Figure 00070001
  • Figure 00080001
  • In der allgemeinen Formel (1) sind Ra und Rb wie oben definiert. Verbindungen, bei denen Ra und Rb Alkyl-Gruppen oder Alkoxy-Gruppen sind, sind chemisch stabil, und die Verbindungen, bei denen Ra und Rb Alkenyl-Gruppen oder Alkinyl-Gruppen sind, entfalten eine ziemlich große optische Anisotropie.
  • Ebenso sind die Verbindungen, bei denen Ra und Rb Alkyl-Gruppen, Alkoxy-Gruppen oder Alkenyl-Gruppen sind, bevorzugt, weil sie eine niedrige Viskosität haben. Bei Verwendung für Anzeigevorrichtungen vom IPS-Modus oder VA-Modus sind die Verbindungen, worin Ra und Rb Alkyl-Gruppen oder Alkoxy-Gruppen sind, optimal, weil eine hohe chemische Stabilität und ein kleiner optischer Anisotropiewert in diesem Fall erforderlich sind.
  • Während Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Einfachbindung oder -CH2CH2- sind, haben die Verbindungen, worin eines von Z1 und Z2 eine Einfachbindung ist, eine geringere Viskosität, und die Verbindungen, bei denen eines von diesen -CH2CH2- ist, haben eine nematische Phase in einem breiteren Temperaturbereich. Die Gruppe -CH2CH2- wird bevorzugt in Z1 eingeführt, und wenn sie in Z2 eingeführt ist, werden Verbindungen erhalten, deren obere Grenze des Temperaturbereiches, der eine nematische Phase entfaltet, etwas gering ist.
  • Während Xa, Xb, Xc und Xd jeweils unabhängig Wasserstoffatom, Fluoratom oder Chloratom sind, ist zumindest eines von Xa, Xb, Xc und Xd ein Halogenatom. Bei den Halogenatomen ist ein Fluoratom bevorzugt, und wenn es ein Chloratom ist, werden Verbindungen mit geringfügig höherer Viskosität erhalten.
  • Die Anzahl der Halogenatome ist bevorzugt 1, 2 oder 3 und 1 oder 2 ist für den Erhalt von Verbindungen mit einer niedrigen Viskosität wünschenswert.
  • Während der Ring A1 Cyclohexan-1,4-diyl, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Tetrahydropyran-2,5-diyl ist, ist Cyclohexan-1,4-diyl optimal für den Erhalt von Verbindungen niedriger Viskosität. Verbindungen, bei denen 1,3-Dioxan-2,5-diyl an die Position des Rings A1 eingeführt ist, haben einen kleinen Wert der elastischen Konstante (K), und diese sind bevorzugt, weil sie die Antriebsspannung von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen des TN-Modus, einschließlich IPS-Modus oder VA-Modus erniedrigen.
  • Weiterhin kann irgendein Atom, das die erfindungsgemäßen Verbindungen ausmacht, durch das Isotop ersetzt sein, weil die Verbindungen, bei denen das Atom durch das Isotop ersetzt ist, die gleichen Eigenschaften entfalten.
  • Die erfindungsgemäßen Verbindungen mit der allgemeinen Formel (I) können durch Anwendung bekannter Vorgehensweisen der Synthese der organischen Chemie in einer geeigneten Kombination hergestellt werden. Die bekannten Vorgänge der organischen Chemie können entsprechend Büchern wie Organic Synthesis, Organic Reactions und Shin-Jikken Kagaku Kouza (Course of New Chemical Experiment) gefunden werden, und die typischen Beispiele hiervon sind unten gezeigt.
  • Figure 00110001
  • Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1), worin Z2 eine Einfachbindung ist, können beispielsweise durch folgendes Verfahren hergestellt werden. Das heißt, ein iodiertes Benzol-Derivat (16) kann durch Reaktion des halogenierten Benzol-Derivates (15) mit n- oder sek-Butyllithium und anschließende Reaktion mit Iod hergestellt werden. Die Erhöhung der Ausbeute kann durch Auswahl der Art des zu verwendenden Butyllithiums in Abhängigkeit von der Position und Anzahl der Halogenatom bei dem halogenierten Benzol-Derivat (15) erwartet werden.
  • Die Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1) können durch Reaktion des iodierten Benzol-Derivates (16) mit Phenylborsäure-Derivat (17) in der Gegenwart eines Katalysators zur Durchführung einer Kreuzkupplungsreaktion erzeugt werden. Während der zu verwendenden Katalysator bevorzugt vom Pd- oder Ni-Typ ist, kann irgendein Katalysator verwendet werden, solange er dafür sorgt, daß die Reaktion glatt abläuft. Das Phenylborsäure-Derivat (17) kann durch Reaktion eines entsprechenden Phenylmagnesiumhalogenid-Derivates mit einem Borsäureester bei niedriger Temperatur hergestellt werden.
  • Weiterhin können die Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1) durch Umwandlung des halogenierten Benzol-Derivates (15) in eine organische Zink-Verbindung und anschließende Reaktion mit Phenylhalogenid-Derivat (18) in der Gegenwart eines Katalysators erzeugt werden. Während der zu verwendende Katalysator bevorzugt vom Pd- oder Ni-Typ ist, kann irgendein Katalysator verwendet werden, solange er dafür sorgt, daß die Reaktion glatt abläuft.
  • Das halogenierte Benzol-Derivat (15) kann durch Reaktion des Cyclohexanon-Derivates (26) oder Aldehyd-Derivates (27) mit einem Grignard-Reagens (28) und durch anschließende Dehydratisierungsreaktion und Hydrierungsreaktion auf gleiche Weise wie oben beschrieben hergestellt werden.
  • Figure 00130001
  • Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1), worin Z2 -CH2CH2- ist, können durch das unten beschriebene Verfahren hergestellt werden. Das heißt die Verbindung (19) kann durch Reaktion des halogenierten Benzol-Derivates (15), das oben beschrieben ist, mit n- oder sek-Butyllithium und anschließend mit Ethylenoxid, unter Erhalt eines Alkohol-Derivates, und anschließendes Halogenieren (bevorzugt Bromieren oder Iodieren) des Alkohol-Derivates hergestellt werden. Verbindungen der allgemeinen Formel (1) können durch Reaktion der Verbindung (19) mit metallischem Lithium durch Ultraschallbehandlung zum Umwandeln in eine organische Lithium-Verbindung, in-situ-Reaktion mit Zinkchlorid zur Bildung einer Zink-Verbindung und anschließende Reaktion mit dem Phenylhalogenid-Derivat (18), das oben beschrieben ist, in der Gegenwart eines Katalysators hergestellt werden. Während der zu verwendende Katalysator bevorzugt vom Pd- oder Ni-Typ ist, ist ein Pd-Katalysator mit einer Valenz von Null besonders bevorzugt.
  • Verbindungen der allgemeinen Formel (1) können ebenfalls durch Reaktion des halogenierten Benzol-Derivates (15) mit n- oder sek-Butyllithium und anschließend mit Ethylenoxid, für den Erhalt eines Alkohol-Derivates, Oxidation zum Umwandeln in ein Aldehyd-Derivat (20), Reaktion mit einem Grignard-Reagens (21), das von einem Phenylhalogenid-Derivat (18) hergestellt werden kann, und weiteres Durchführen einer Dehydratisierungsreaktion und wiederum eine Hydrierungsreaktion erhalten werden.
  • Figure 00150001
  • Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1), worin der Ring A1 Cyclohexan-1,4-diyl ist, können bevorzugt durch das folgende Verfahren hergestellt werden. Das heißt, das Biphenyl-Derivat (24) kann durch Reaktion des halogenierten Phenylbromides oder halogenierten Phenyliodides (22) mit dem Phenylborsäure-Derivat (23) in der Gegenwart eines Katalysators zur Durchführung einer Kreuz-Kupplungsreaktion erzeugt werden. Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1) können durch Reaktion des Biphenyl-Derivates (24) mit n- oder sek-Butyllithium und anschließend mit dem Cyclohexanon-Derivat (25) und durch anschließende Durchführung einer Dehydratisierungsreaktion und Hydrierungsreaktion wie bei dem oben beschriebenen Fall erhalten werden.
  • Zum Einführen von 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Tetrahydropyran-2,5-diyl an die Position des Rings A1 ist es ausreichend, dem Verfahren zu folgen, das von H. M. Vorbrodt, R. Eidenschink et al. (H. M. Vorbrodt, J. Prakt, Chem., 323, 902 (1981), R. Eidenschink, DE-OS 33 06 960) ebenfalls offenbart ist.
  • Weil die flüssigkristallinen Verbindungen dieser Erfindung, die durch ein solches Verfahren erhalten sind, eine negative und eine extrem große dielektrische Anisotropie entfalten, kann eine geringe Antriebsspannung der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen aktualisiert werden.
  • Weil die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Verbindungen ausreichend physikalisch und chemisch unter den Bedingungen stabil sind, bei denen die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen üblicherweise verwendet werden, leicht mit verschiedenen Flüssigkristallmaterialien vermischt werden und eine extrem ausgezeichnete Mischbarkeit selbst bei geringen Temperaturen aufweisen, sind die Verbindungen als Komponenten von nematischen Flüssigkristallzusammensetzungen deutlich ausgezeichnet.
  • Diese Verbindungen haben einen negativen und großen dielektrischen Anisotropiewert und gleichzeitig einen verhältnismäßig kleinen optischen Anisotropiewert und können bevorzugt als Komponenten von Flüssigkristallzusammensetzungen für den IPS-Modus- oder VA-Modus insbesondere verwendet werden.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzungen werden unten beschrieben. Flüssigkristallzusammensetzungen gemäß dieser Erfindung umfassen bevorzugt zumindest eine Verbindung mit der allgemeinen Formel (1) im Verhältnis von 0,1 bis 99,9 Gew.-%, für die Entwicklung von ausgezeichneten Eigenschaften, und die Menge ist mehr bevorzugt 1 bis 60 Gew.-%.
  • Noch mehr bevorzugt werden die Flüssigkristallzusammensetzungen dieser Erfindung vollendet durch Mischen einer Verbindung, die willkürlich aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus den Verbindungen mit einer allgemeinen Formel (2) bis (12), in Abhängigkeit von dem Zweck der Flüssigkristallzusammensetzungen, mit der ersten Komponente, die zumindest eine Verbindung mit der allgemeinen Formel (1) enthält.
    Figure 00170001
    Figure 00180001
    worin R1 eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, wobei nicht-benachbarte Methylen-Gruppen durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein können und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; X1 Fluoratom, Chloratom, -OCF3, -OCF2H, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF2CF2H oder -OCF2CFHCF3 ist; L1 und L2 jeweils unabhängig Wasserstoffatom oder Fluoratom sind; Z3 und Z4 jeweils unabhängig -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH=CH- oder eine Einfachbindung sind; Ring B Cyclohexan-1,4-diyl, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder 1,4-Phenylen ist, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Ring C Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-Phenylen ist, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; und jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch das Isotop ersetzt sein kann;
    Figure 00180002
    worin R2 und R3 jeweils unabhängig eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, worin jegliche nicht-benachbarte Methylen-Gruppe durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; X2 -CN oder -C≡C-CN ist; Ring D Cyclohexan-1,4-diyl, 1,4-Phenylen, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Pyrimidin-2,5-diyl ist; Ring E Cyclohexan-1,4-diyl, 1,4-Phenylen, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann, oder Pyrimidin-2,5-diyl ist; Ring F Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-Phenylen ist; Z5 -CH2CH2-, -COO- oder eine Einfachbindung ist; L3, L4 und L5 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder Fluoratom sind; b, c und d jeweils unabhängig 0 oder 1 sind; und jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann;
    Figure 00190001
    worin R4 und R5 jeweils unabhängig eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, worin jegliche nicht-benachbarte Methylen-Gruppe durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Ring G und Ring I jeweils unabhängig Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-Phenylen sind; L6 und L7 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Cyano-Gruppe oder ein Fluoratom sind, aber kein Fall vorhanden ist, worin L6 und L7 gleichzeitig ein Wasserstoffatom sind; Z6 und Z7 jeweils unabhängig -CH2CH2-, -COO- oder eine Einfachbindung sind; und jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann;
    Figure 00200001
    worin R6 und R7 jeweils unabhängig eine Alkyl-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, worin jegliche nicht-benachbarte Methylen-Gruppe durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Ring J, Ring K und Ring M jeweils unabhängig Cyclohexan-1,4-diyl, Pyrimidin-2,5-diyl oder 1,4-Phenylen sind, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Z8 und Z9 jeweils unabhängig -CH2CH2-, -C≡C-, -COO-, -CH=CH- oder eine Einfachbindung sind; und jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann.
  • Die Verbindungen mit einer der allgemeinen Formel (2) bis (9) sind eine zweite Komponente, und die Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (10) bis (12) sind eine dritte Komponente in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzungen.
  • Als bevorzugte Beispiele der Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet werden und mit einer der allgemeinen Formeln (2) bis (4) ausgedrückt werden, können die Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln erwähnt werden:
    Figure 00210001
    Figure 00220001
    Figure 00230001
    Figure 00240001
    Figure 00250001
    Figure 00260001
    Figure 00270001
    Figure 00280001
    Figure 00290001
    worin R1 und X1 die gleiche Bedeutung wie oben beschrieben aufweisen.
  • Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (2) bis (4) haben einen positiven dielektrischen Anisotropiewert, sind ausgezeichnet bezüglich der thermischen und chemischen Stabilität und sind äußerst nützlich insbesondere, wenn Flüssigkristallzusammensetzungen für AM (aktive Matrix), insbesondere für TFT (Dünnfilmtransistor), bei dem eine hohe Zuverlässigkeit wie hohes Spannungshalteverhältnis und hoher spezifischer Widerstand erforderlich ist, erzeugt werden.
  • Wenn Flüssigkristallzusammensetzungen für AM erzeugt werden, kann die Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (2) bis (4) im Bereich von 0,1 bis 99,9 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Flüssigkristallzusammensetzung, verwendet werden, wobei die Menge bevorzugt 10 bis 97 Gew.-% und mehr bevorzugt 40 bis 95 Gew.-% ist. Daneben kann die Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (10) bis (12) weiterhin zum Einstellen der Viskosität zugegeben werden.
  • Selbst wenn die Flüssigkristallzusammensetzungen für STN oder TN erzeugt werden, kann die Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (2) bis (4) verwendet werden, aber ihre Menge ist bevorzugt weniger als 50 Gew.-%.
  • Als bevorzugte Beispiele der Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet werden und durch die allgemeine Formel (5) oder (6) ausgedrückt werden, können die Verbindungen mit den folgenden allgemeinen Formeln erwähnt werden:
    Figure 00310001
    Figure 00320001
    Figure 00330001
    Figure 00340001
    worin R2, R3 und X2 die gleiche Bedeutung wie oben definiert aufweisen.
  • Verbindungen mit der allgemeinen Formel (5) und (6) haben einen großen positiven dielektrischen Anisotropiewert und werden insbesondere zur Erniedrigung der Schwellenspannung in Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet. Ebenso werden sie zum Einstellen des optischen Anisotropiewertes und zur Verbreiterung des nematischen Bereiches wie zur Erhöhung des Klärpunktes eingesetzt. Weiterhin werden sie zur Verbesserung der Steilheit der Spannungstransmissionskurve der Flüssigkristallzusammensetzungen für STN oder TN verwendet.
  • Verbindungen mit der allgemeinen Formel (5) und (6) sind insbesondere nützlich, wenn Flüssigkristallzusammensetzungen für STN oder TN erzeugt werden.
  • Wenn die Menge der Verbindung mit der allgemeinen Formel (5) oder (6) in den Flüssigkristallzusammensetzungen erhöht wird, erniedrigt sich die Schwellenspannung der Flüssigkristallzusammensetzungen, aber die Viskosität erhöht sich. Demzufolge ist es vorteilhaft eine große Menge der Verbindung zu verwenden, weil Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen bei niedriger Spannung angetrieben werden können, solange die Viskosität der Flüssigkristallzusammensetzungen einen erforderlichen Wert erfüllen. Wenn Flüssigkristallzusammensetzungen für STN oder TN erzeugt werden, kann die Verbindung mit der allgemeinen Formel (5) oder (6) in dem Bereich von 0,1 bis 99,9 Gew.-% verwendet werden, bezogen auf die Gesamtmenge der Flüssigkristallzusammensetzung, und die Menge ist bevorzugt 10 bis 97 Gew.-% und mehr bevorzugt 40 bis 95 Gew.-%.
  • Als bevorzugte Beispiele der Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet werden und durch eine der allgemeinen Formeln (7) bis (9) ausgedrückt werden, können die Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln erwähnt werden:
    Figure 00360001
    worin R4 und R5 die gleiche Bedeutung wie oben beschrieben aufweisen.
  • Verbindungen mit einer der allgemeinen Formel (7) bis (9) haben eine negative dielektrische Anisotropie. Weil die Verbindungen mit der allgemeinen Formel (7) Zwei-Ring-Verbindungen sind, werden sie hauptsächlich zum Einstellen der Schwellenspannung, der Viskosität oder des optischen Anisotropiewertes verwendet. Verbindungen mit der allgemeinen Formel (8) werden zur Verbreiterung des nematischen Bereiches wie zur Erhöhung des Klärpunktes und zum Einstellen des optischen Anisotropiewertes verwendet. Verbindungen mit der allgemeinen Formel (9) werden zum Einstellen des optischen Anisotropiewertes verwendet.
  • Verbindungen mit einer der allgemeinen Formel (7) bis (9) werden hauptsächlich für Flüssigkristallzusammensetzungen mit einem negativen dielektrischen Anisotropiewert verwendet. Wenn die Menge mit einer Verbindung der allgemeinen Formel (7) bis (9) in den Flüssigkristallzusammensetzungen erhöht wird, erniedrigt sich die Schwellenspannung der Flüssigkristallzusammensetzungen, aber die Viskosität erhöht sich. Demzufolge ist es gewünscht, die Verbindungen in einer kleinen Menge zu verwenden, solange die Schwellenspannung einen erforderlichen Wert erfüllt. Weil der Absolutwert der dielektrischen Anisotropie der Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (7) bis (9) kleiner als 5 ist, wird der Antrieb bei geringer Spannung manchmal unmöglich, wenn die Menge der Verbindungen weniger als 40 Gew.-% wird.
  • Wenn Flüssigkristallzusammensetzungen für TFT mit einem negativen dielektrischen Anisotropiewert erzeugt werden, ist es bevorzugt, die Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (7) bis (9) in einem Bereich von mehr als 40 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge der Flüssigkristallzusammensetzung zu verwenden, und 50 bis 95 Gew.-% sind bevorzugt.
  • Zur Verbesserung der Steilheit der Spannungstransmissionskurve durch Steuern der elastischen Konstante wird manchmal eine Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (7) bis (9) zu Flüssigkristallzusammensetzungen mit einem positiven dielektrischen Anisotropiewert gegeben. In diesem Fall ist die Menge der Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (7) bis (9) bevorzugt weniger als 30 Gew.-%.
  • Als bevorzugte Beispiele der Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet werden und durch eine der allgemeinen Formeln (10) bis (12) ausgedrückt sind, können die Verbindungen der folgenden allgemeinen Formeln erwähnt werden:
    Figure 00390001
    Figure 00400001
    Figure 00410001
    worin R6 und R7 die gleiche Bedeutung wie oben aufweisen.
  • Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (10) bis (12) haben einen kleinen Absolutwert der dielektrischen Anisotropie, und der Wert liegt nahe bei Null. Verbindungen mit der allgemeinen Formel (10) werden hauptsächlich zum Einstellen der Viskosität oder des optischen Anisotropiewertes verwendet. Verbindungen mit der allgemeinen Formel (10) oder (12) werden zur Verbreiterung des nematischen Bereiches wie zur Erhöhung des Klärpunktes oder zur Einstellung des optischen Anisotropiewertes verwendet.
  • Wenn die Menge der Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (10) bis (12) in den Flüssigkristallzusammensetzungen erhöht wird, erhöht sich die Schwellenspannung der Flüssigkristallzusammensetzungen und die Viskosität erniedrigt sich. Demzufolge ist es gewünscht, die Verbindung in einer großen Menge in dem Bereich zu verwenden, bei dem die Schwellenspannung der Flüssigkristallzusammensetzungen einen erforderlichen Wert erfüllt. Wenn die Flüssigkristallzusammensetzungen für TFT erzeugt werden, ist die Menge der Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (10) bis (12) bevorzugt weniger als 40 Gew.-% in den Flüssigkristallzusammensetzungen, und die Menge ist mehr gewünscht weniger als 35 Gew.-%. Wenn Flüssigkristallzusammensetzungen für STN oder TN erzeugt werden, ist die Menge der Verbindung mit einer der allgemeinen Formeln (10) bis (12) bevorzugt weniger als 70 Gew.-% in den Flüssigkristallzusammensetzungen, und die Menge ist mehr bevorzugt weniger als 60 Gew.-%.
  • In den Flüssigkristallzusammensetzungen für STN, TFT oder andere wird üblicherweise eine optisch aktive Verbindung zum Induzieren einer helikalen Struktur der Flüssigkristalle zum Einstellen des gewünschten Twistwinkels und zur Verhinderung des Umkehrtwists zugegeben. Selbst in den Flüssigkristallzusammensetzungen dieser Erfindung kann irgendeine der bekannten optisch aktiven Verbindung für solche Zwecke zugegeben werden. Als Beispiele von bevorzugten optisch aktiven Verbindungen kann die Verbindung mit der folgenden Formel erwähnt werden:
  • Figure 00430001
  • Figure 00440001
  • Diese optisch aktiven Verbindungen werden üblicherweise zu den erfindungsgemäßen Flüssigkristallverbindungen zum Einstellen der Ganghöhe des Twists zugegeben. Die Ganghöhe des Twists ist bevorzugt auf den Bereich von 40 bis 200 μm bei Flüssigkristallzusammensetzungen für TFT oder TN und bevorzugt auf den Bereich von 6 bis 20 μm bei Flüssigkristallzusammensetzungen für STN eingestellt. Bei Flüssigkristallzusammensetzungen für den bistabilen TN wird sie bevorzugt auf den Bereich von 1,5 bis 4 μm eingestellt. Zwei oder mehrere Arten von optisch aktiven Verbindungen können zum Einstellen der Abhängigkeit der Ganghöhe von der Temperatur zugegeben werden.
  • Erfindungsgemäße Flüssigkristallzusammensetzungen können für den GH (Gast-Wirt)-Modus durch Zugabe eines dichroitischen Farbstoffes wie vom Merocyanin-, Styryl-, Azo-, Azomethin-, Azoxy-, Chinophthalon-, Anthrachinon- und Tetrazin-Typ dazu verwendet werden. Weiterhin können die Flüssigkristallzusammensetzungen als NCAP, was durch Mikroeinkapselung eines nematischen Flüssigkristalls hergestellt wird, oder als Flüssigkristallzusammensetzungen für polymerdispergierte Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (PDLCD), hergestellt durch Polymernetzwerk-Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen (PNLCD), hergestellt durch Bilden eines Polymers mit dreidimensionaler vernetzter Struktur in einem Flüssigkristall verwendet werden. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzungen für ECB (elektrisch gesteuerter Doppelbrechungs)-Modus oder den dynamischen Streuungs(DS)-Modus verwendet werden.
  • Erfindungsgemäße Flüssigkristallzusammensetzungen können durch konventionelle Verfahren erzeugt werden. Im allgemeinen wird ein Verfahren angewandt, bei dem verschiedene Komponenten ineinander bei hoher Temperatur aufgelöst werden.
  • Beste Art zur Durchführung der Erfindung
  • Diese Erfindung wird nachfolgend detailliert unter Bezugnahme auf die Beispiele näher erläutert.
  • Beispiel 1
  • Herstellung von 2,2',3'-Trifluor-4'-ethoxy-4-(4-propylcyclohexyl)biphenyl [Verbindung mit der allgemeinen Formel (1), worin Ra Propyl-Gruppe, Rb Ethoxy-Gruppe, Ring A1 Cyclohexan-1,4-diyl, Ring A2 2,3-Difluorphenyl, Xb Fluoratom, Xa, Xc und Xd jeweils Wasserstoffatome und Z1 und Z2 jeweils Einfachbindungen sind; Verbindung Nr. 22]
  • Erster Schritt
  • Zu einer Mischung aus metallischem Magnesium (1,0 mol) und 100 ml Tetrahydrofuran (THF) wurde langsam tropfenweise eine Lösung aus 3-Fluophenylbromid (1,0 mol) in 650 ml THF bei einer Temperatur von weniger als 5°C gegeben und dann (etwa 2 Stunden) gerührt, bis das metallische Magnesium vollständig aufgebraucht war, unter Erhalt einer grauen Lösung aus einem Grignard-Reagens in THF. Unter Halten der Lösung bei einer Temperatur von weniger als 0°C wurde eine Lösung aus 4-Propylcyclohexanon (1,0 mol) in 500 ml THF graduell zugegeben und 2 Stunden bei 23°C gerührt.
  • Zu dieser Reaktionslösung wurden 300 ml gesättigte wäßrige Ammoniumchlorid-Lösung gegeben und ausreichend gerührt. Sie wurde zweimal mit 200 ml Ethylacetat extrahiert, und die organische Schicht wurde über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Die festen Substanzen wurden abfiltriert und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, unter Erhalt eines roten öligen Restes.
  • Zu diesem Rest wurden 500 ml Toluol und p-Toluolsulfonsäure (0,1 mol) gegeben und dann 3 Stunden unter Rückfluß gehalten, während er gerührt und das erzeugte Wasser entfernt wurde. Nach Bestätigung der Tatsache, daß kein Wasser mehr erzeugt wurde, wurde die Reaktionslösung auf Raumtemperatur gekühlt. Zu der somit erhaltenen gelben homogenen Reaktionslösung wurden 300 ml gesättigte wäßrige Natriumbicarbonat-Lösung gegeben und ausreichend gerührt. Die getrennte Toluol-Schicht wurde mit 300 ml Wasser gewaschen und über Magnesiumsulfat getrocknet.
  • Die festen Substanzen wurden abfiltriert und das Toluol unter vermindert Druck entfernt. Der somit erhaltene rote ölige Rest wurde einer Silicagel-Säulenchromatographie (Eluent: Heptan) unterworfen und dann wurde das Lösungsmittel unter vermindertem Druck entfernt, unter Erhalt eines schwachgelben öligen 4-Propyl-1-(3-fluorphenyl)cyclohexens (0,76 mol).
  • Zweiter Schritt
  • Eine Mischung aus 4-Propyl-1-(3-fluorphenyl)cyclohexen (0,75 mol), 450 ml Ethanol und 30 g 5% PdC wurde unter Wasserstoffgasatmosphäre 7 Stunden lang gerührt. Nachdem bestätigt wurde, daß das Reaktionssystem kein Wasserstoffgas mehr absorbierte, wurde der Palladium-Katalysator durch Filtration entfernt. Das Filtrat wurde unter vermindertem Druck konzentriert, unter Erhalt eines farblosen öligen Restes. Dieser Rest wurde einer Destillation unter vermindertem Druck unterworfen, und die Fraktionen des Destillates bei 120 bis 131°C bei 5 mmHg wurden gesammelt. Durch 1H-NMR wurde bestätigt, daß diese Fraktionen 4-(3-Fluorphenyl)propylcyclohexan (0,7 mol) waren. Während bestätigt wurde, daß diese Fraktionen eine Mischung aus cis/trans (55%/45%) waren, wurde die cis/trans-Mischung wie sie war in den anschließenden Reaktionen verwendet.
  • Zu 4-(3-Fluorphenyl)propylcyclohexan (0,3 mol) wurden 400 ml THF gegeben, und die somit erhaltene farblose homogene Lösung wurde auf –68°C gekühlt. Zu dieser Lösung wurde tropfenweise eine Cyclohexan-Lösung (1,06 M Lösung) aus einem kommerziell erhältlichen sek-Butyllithium in einer Menge, die 0,33 mol entsprach, innerhalb von 3 Stunden gegeben, während die gleiche Temperatur beibehalten wurde. Weiterhin wurde die Mischung eine Stunde gerührt und dann wurde eine Lösung aus Iod (0,31 mol) in 250 ml THF tropfenweise bei einer Temperatur zugegeben, die –60°C nicht überstieg. Die Reaktionslösung war farblos und transparent zu Beginn, änderte sich aber dann in rot, als die Zugabe von Iod (0,3 mol) beendet war. Die Reaktionslösung wurde graduell auf Raumtemperatur erwärmt und weiterhin einen ganzen Tag und Nacht gerührt.
  • Zu der Reaktionslösung wurden 100 ml Toluol gegeben und die Lösung wurde mit 500 ml Wasser, 400 ml gesättigter wäßriger Natriumthiosulfat-Lösung und 400 ml gesättigter wäßriger Natriumchlorid-Lösung wiederum gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Feste Substanzen wurden abfiltriert und die somit erhaltene Lösung wurde unter vermindertem Druck konzentriert, unter Erhalt eines hochviskosen, gelben und öligen Restes. Nach Stehenlassen wurden aus dem Produkt Kristalle.
  • Die somit erhaltenen Kristalle wurden mit 100 ml Ethanol gewaschen und von 50 ml Heptan rekristallisiert. Durch 1H-NMR wurde bestätigt, daß die Kristalle 4-(3-Fluor-4-iodphenyl)propylcyclohexan (0,24 mol) waren. Weiterhin wurde durch GLC bestätigt, daß die Kristalle eine Reinheit von 97,9% aufwiesen und 2,1% nicht-reagierte Verbindung, 4-(3-Fluorphenyl)propylcyclohexan enthielten.
  • Dritter Schritt
  • Zu 2,3-Difluorethoxybenzol (0,4 mol) wurden 200 ml THF gegeben und auf –70°C gekühlt. Eine Cyclohexan-Lösung (1,06 M-Lösung) aus sek-Butyllithium in einer Menge, die 0,44 mol entsprach, wurde zugegeben, während das Reaktionssystem bei einer Temperatur von weniger als –65°C gehalten wurde. Danach wurde es 20 Minuten lang gerührt, eine Lösung aus Triisopropylborat (0,6 mol) in 50 ml THF wurde bei einer Temperatur von –68 bis –70°C zugegeben und 3 Stunden gerührt.
  • Das Reaktionsprodukt wurde graduell auf Raumtemperatur (etwa 18°C) erwärmt, 100 ml 6 M Salzsäure wurden zugegeben und die Lösung für 30 Minuten gerührt. Die Reaktionslösung wurde 3-mal mit 300 ml Diethylether extrahiert. Nach Kombination der Extrakte und Waschen mit 100 ml gesättigter, wäßriger Natriumchlorid-Lösung wurde die Diethylether-Schicht über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Nach Entfernung der festen Substanzen wurde sie unter vermindert Druck konzentriert, unter Erhalt eines braunen Feststoffes. Dieses Produkt wurde ausreichend mit 100 ml Heptan gewaschen, unter Erhalt von schwachbraunen, pulverartigen Kristallen aus 2,3-Difluor-4-ethoxyphenylborsäure (0,29 mol).
  • Vierter Schritt
  • Eine Mischung aus 4-(3-Fluor-4-iodphenyl)propylcyclohexan (0,05 mol) und 2,3-Difluor-4-ethoxyphenylborsäure (0,075 mol), die jeweils durch die obigen Schritte hergestellt waren, Natriumcarbonat (0,2 mol), 2 g 5% PdC, 50 ml Toluol, 50 ml Ethanol und 7 ml Wasser wurde 8 Stunden unter Rückfluß gehalten. Danach wurde sie auf Raumtemperatur gekühlt, der Katalysator wurde abfiltriert und das Filtrat unter vermindertem Druck konzentriert. Der somit erhaltene Rest wurde gereinigt, indem er einer Silicagel-Säulenchromatographie (Eluent: Heptan/Toluol = 10/1, gemischtes Lösungsmittel) unterworfen wurde und wurde dann von 100 ml Ethanol rekristallisiert, unter Erhalt eines weißen Feststoffes der Zielverbindung (0,031 mol).
  • Das nuklearmagnetische Resonanzspektrum dieses Produktes war wie folgt:
    1H-NMR (CDCl3) δ: 7,34–6,68 (m, 5H), 4,15 (q, 2H), 2,51 (t, 1H), 2,51–1,39 (m, 16H), 0,96 (t, 3H).
    19F-NMR (CDCl3) δ: –116,2, –138,6, –158,8.
  • Dieses Produkt entfaltete eine Flüssigkristallinität und die Phasenübergangstemperaturen waren wie folgt.
    Schmelzpunkt (Cr) = 92,0°C
    Nematische Phase-isotrope Flüssigphase (TNI) = 128,1°C.
  • Beispiel 2 (Verwendungsbeispiel 1)
  • Eine Flüssigkristallzusammensetzung (A), umfassend die folgenden Flüssigkristallverbindungen unter den oben gezeigten Mengen, wurde hergestellt:
    4-Ethoxyphenyl-4-propylcyclohexancarboxylat 17,2%
    4-Butoxyphenyl-4-propylcyclohexancarboxylat 27,6%
    4-Ethoxyphenyl-4-butylcyclohexancarboxylat 20,7%
    4-Methoxyphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 20,7%
    4-Ethoxyphenyl-4-pentylcyclohexancarboxylat 13,8%
  • Die physikalischen Eigenschaften dieser Flüssigkristallzusammensetzung (A) waren wie folgt:
    TNI = 74,0°C
    Δε = –1,3
    Δn = 0,087
  • Die physikalischen Eigenschaften der Flüssigkristallzusammensetzung (B), die 85 Gew.-% der oben beschriebenen Flüssigkristallzusammensetzung (A) und 15 Gew.-% 2,2',3'-Trifluor-4'-ethoxy-4-(4-propylcyclohexyl)biphenyl, erhalten gemäß Beispiel 1, umfaßte, waren wie folgt. Die Werte in den Klammern zeigen die Werte von 2,2',3'-Trifluor-4'-ethoxy-4-(4-propylcyclohexyl)biphenyl an, berechnet durch Extrapolation von dem Mischungsverhältnis.
    TNI = 80,0°C
    Δε = –2,16 (–7,37)
    Δn = 0,097 (0,155)
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Entsprechend der Offenbarung von V. Reiffenrath et al., wie oben beschrieben, wurde 2,3-Difluor-4-ethoxy-4'-(4-propylcyclohexyl)biphenyl hergestellt. Die Phasenübergangstemperaturen dieser Verbindung waren wie folgt:
    Cr = 80,0°C
    TNI = 174,7°C
  • Die extrapolierten Werte der physikalischen Eigenschaften der Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend 85 Gew.-% der oben beschriebenen Flüssigkristallzusammensetzung (A) und 15 Gew.-% der Verbindung gemäß Vergleichsbeispiel 1, waren wie folgt:
    Δε = –5,90
    Δn = 0,188
  • Aufgrund eines Vergleiches zwischen Beispiel 2 und Vergleichsbeispiel 1 kann bestätigt werden, daß die Verbindungen dieser Erfindung einen großen dielektrischen Anisotropiewert und einen kleinen optischen Anisotropiewert im Vergleich zu bisher bekannten Verbindungen entfalten.
  • Beispiel 3
  • Entsprechend dem Verfahren gemäß Beispiel 1 und den oben beschriebenen Herstellungsverfahren wurde die folgenden Verbindungen (Verbindung Nr. 1 bis 123) hergestellt. Unter den zusätzlich unten gezeigten physikalischen Eigenschaftswerten zeigen die Übergangstemperaturen die Phasenübergangstemperatur einer bestimmten Verbindung selbst an, Δε und Δn zeigen die extrapolierten Werte, berechnet von den physikalischen Eigenschaftswerten der Flüssigkristallzusammensetzung an, erhalten durch Mischung der Flüssigkristallzusammensetzung (A) mit 15 Gew.-% der bestimmten Verbindung.
  • Figure 00520001
  • Figure 00530001
  • Figure 00540001
  • Figure 00550001
  • Figure 00560001
  • Figure 00570001
  • Figure 00580001
  • Figure 00590001
  • Figure 00600001
  • Figure 00610001
  • Figure 00620001
  • Figure 00630001
  • Beispiel 4 (Verwendungsbeispiel 2 bis Verwendungsbeispiel 16)
  • Unter Verwendung der verschiedenen Verbindungen mit der allgemeinen Formel (1) wurden Flüssigkristallzusammensetzungen, die in den Verwendungsbeispielen 2 bis 16 gezeigt sind, hergestellt. Nachfolgend bedeutet "%" Gew.-%, wenn nichts anderes angegeben ist, und wenn cis-trans-Isomere in einer bestimmten Verbindung existieren, war die verwendete Verbindung in der trans-Form. Die Verbindungen in den folgenden Verwendungsbeispielen werden durch Symbole entsprechend den Definitionen gemäß den folgenden Tabellen 1 und 2 bezeichnet. Die Viskosität (η) wurde bei 20°C bestimmt. Tabelle 1
    Figure 00650001
    Tabelle 2
    Figure 00660001
    Verwendungsbeispiel 2
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 7,0%
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 7,0%
    3-HEB-O4 28,0%
    4-HEB-O2 20,0%
    5-HEB-O1 20,0%
    3-HEB-O2 18,0%
    • TNI = 82,3 (°C)
    • η = 23,9 (mPa·s)
    • Δn = 0,102
    • Δε = –2,1
    Verwendungsbeispiel 3
    3-HB(2F,5F)B(2F,3F)-O2 7,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 7,0%
    3-HH-2 5,0%
    3-HH-4 6,0%
    3-HH-O1 4,0%
    3-HH-O3 5,0%
    5-HH-O1 4,0%
    3-HB(2F,3F)-O2 12,0%
    5-HB(2F,3F)-O2 11,0%
    5-HHB(2F,3F)-O2 15,0%
    3-HHB(2F,3F)-2- 24,0%
    • TNI = 78,2 (°C)
    • Δn = 0,091
    • Δε = –4,1
    Verwendungsbeispiel 4
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-HH-4 5,0%
    3-HH-5 5,0%
    3-HH-O1 6,0%
    3-HH-O3 6,0%
    3-HB-O1 5,0%
    3-HB-O2 5,0%
    3-HB(2F,3F)-O2 10,0%
    5-HB(2F,3F)-O2 10,0%
    5-HHB(2F,3F)-O2 13,0%
    3-HHB(2F,3F)-2 4,0%
    3-HHB(2F,3F)-2 4,0%
    3-HHEH-3 5,0%
    3-HHEH-3 5,0%
    3-HHEH-3 5,0%
    • TNI = 81,5 (°C)
    • Δn = 0,083
    • Δε = –3,5
    Verwendungsbeispiel 5
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-HB(2F,5F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-BB(2F,3F)-O2 12,0%
    3-BB(2F,3F)-O4 10,0%
    5-BB(2F,3F)-O4 10,0%
    2-BB(2F,3F)B-3 25,0%
    3-BB(2F,3F)B-5 13,0%
    5-BB(2F,3F)B-5 14,0%
    • TNI = 85,8 (°C)
    • Δn = 0,200
    • Δε = –4,2
    Verwendungsbeispiel 6
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 6,0%
    3-BB(2F,3F)-O2 10,0%
    5-BB-5 9,0%
    5-BB-O6 9,0%
    5-BB-O8 8,0%
    1-BEB-5 6,0%
    3-BEB-5 6,0%
    5-BEB-5 3,0%
    3-HEB-O2 20,0%
    5-BBB(2F,3F)-7 3,0%
    3-H2BB(2F)-5 20,0%
    • TNI = 80,2 (°C)
    • Δn = 0,149
    • Δε = –3,0
    Verwendungsbeispiel 7
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 9,0%
    3-HB-O1 15,0%
    3-HB-O2 6,0%
    3-HEB(2F,3F)-O2 9,0%
    4-HEB(2F,3F)-O2 9,0%
    2-BB2B-O2 6,0%
    3-BB2B-O2 6,0%
    5-BB2B-O1 6,0%
    5-BB2B-O2 6,0%
    1-B2BB(2F)-5 7,0%
    3-B2BB(2F)-5 7,0%
    5-B(F)BB-O2 7,0%
    3-BB(2F,3F)B-3 7,0%
    • TNI = 89,0 (°C)
    • η = 24,2 (mPa·s)
    • Δn = 0,170
    • Δε = –2,0
    Beispiel 8
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 5,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 5,0%
    3-HB-O1 9,0%
    3-HB-O2 9,0%
    3-HB-O4 9,0%
    2-BTB-O1 5,0%
    1-BTB-O2 5,0%
    3-BTB(2F,3F)-O2 13,0%
    5-BTB(2F,3F)-O2 13,0%
    3-B(2F,3F)TB(2F,3F)-O4 4,0%
    5-B(2F,3F)TB(2F,3F)-O4 4,0%
    3-HBTB-O1 5,0%
    3-HHB(2F,3F)-O2 6,0%
    5-HBB(2F,3F)-O2 5,0%
    5-BPr(F)-O2 3,0%
    • TNI = 78,7 (°C)
    • η = 28,5 (mPa·s)
    • Δn = 0,208
    Verwendungsbeispiel 9
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 6,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 6,0%
    3-HB-O2 10,0%
    5-HB-3 8,0%
    5-BB(2F,3F)-O2 10,0%
    3-HB(2F,3F)-O2 10,0%
    5-HB(2F,3F)-O2 8,0%
    5-HHB(2F,3F)-O2 4,0%
    5-HHB(2F,3F)-1O1 4,0%
    2-HHB(2F,3F)-1 5,0%
    3-HHB(2F,3F)-1 5,0%
    3-HBB-2 6,0%
    3-BB(2F,3F)-B-3 8,0%
    5-B2BB(2F,3F)-O2 10,0%
    • TNI = 69,0 (°C)
    • Δn = 0,135
    • Δε = –4,1
    Verwendungsbeispiel 10
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 3,0%
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 4,0%
    3-HB(2F,5F)B(2F,3F)-O2 3,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 2,0%
    3-HB-O2 20,0%
    1O1-HH-3 6,0%
    1O1-HH-5 5,0%
    3-HH-EMe 12,0%
    4-HEB-O1 9,0%
    4-HEB-O2 7,0%
    5-HEB-O1 8,0%
    3-HHB-1 6,0%
    3-HHB-3 6,0%
    4-HEB(2CN,3CN)-O4 3,0%
    2-HBEB(2CN,3CN)-O2 2,0%
    4-HBEB(2CN,3CN)-O4 4,0%
    • TNI = 69,4 (°C)
    • η = 31,5 (mPa·s)
    • Δn = 0,087
    • Δε = –5,0
    Verwendungsbeispiel 11
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 6,0%
    1V2-BEB(F,F)-C 5,0%
    3-HB-C 20,0%
    V2-HB-C 6,0%
    1-BTB-3 5,0%
    2-BTB-1 10,0%
    1O1-HH-3 3,0%
    3-HH-4 11,0%
    3-HHB-1 5,0%
    3-HHB-3 3,0%
    3-H2BTB-2 4,0%
    3-H2BTB-3 4,0%
    3-H2BTB-4 4,0%
    3-HB(F)TB-2 6,0%
    3-HB(F)TB-3 5,0%
    3-HHB-C 3,0%
    • TNI = 85,9 (°C)
    • η = 17,3 (mPa·s)
    • Δn = 0,164
    • Δε = –7,2
    • Vth = 2,07 (V)
  • Die Ganghöhe (P) des Twists der Flüssigkristallzusammensetzung, erhalten durch Zugabe von 0,8 Gew.-% der optisch aktiven Verbindung CM33 zu 100 Gew.-Teilen der oben beschriebenen Zusammensetzung war 11,5 μm. Verwendungsbeispiel 12
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 5,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 5,0%
    V2-HB-TC 10,0%
    3-HB-TC 10,0%
    3-HB-C 10,0%
    5-HB-C 7,0%
    5-BB-C 3,0%
    2-BTB-1 10,0%
    2-BTB-O1 5,0%
    3-HH-4 5,0%
    3-HHB-3 11,0%
    3-H2BTB-2 3,0%
    3-H2BTB-3 3,0%
    3-HB(F)TB-2 3,0%
    5-BTB(F)TB-3 10,0%
    • TNI = 94,4 (°C)
    • η = 15,9 (mPa·s)
    • Δn = 0,209
    • Δε = 6,8
    • Vth = 2,18 (V)
    Verwendungsbeispiel 13
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 2,0%
    3-HB(2F,5F)B(2F,3F)-O2 2,0%
    1V2-BEB(F,F)-C 6,0%
    2-HB-C 18,0%
    2-BTB-1 10,0%
    5-HH-VFF 30,0%
    1-BHH-VFF 8,0%
    1-BHH-2VFF 11,0%
    3-H2BTB-2 5,0%
    3-H2BTB-3 4,0%
    3-H2BTB-4 4,0%
    • TNI = 77,8 (°C)
    • η = 13,7 (mPa·s)
    • Δn = 0,131
    • Δε = 6,4
    • Vth = 2,21 (V)
    Verwendungsbeispiel 14
    3HB(2F)B(2F,3F)-O2 2,0%
    3-HB-CL 10,0%
    5-HB-CL 4,0%
    7-HB-CL 4,0%
    1O1-HH-5 5,0%
    2-HBB(F)-F 8,0%
    3-HBB(F)-F 8,0%
    5-HBB(F)-F 14,0%
    4-HHB-CL 8,0%
    5-HHB-CL 8,0%
    3-H2HB(F)-CL 4,0%
    3-HBB(F,F)-F 10,0%
    5-H2BB(F,F)-F 9,0%
    3-HB(F)VB-2 2,0%
    3-H2BTB-2 4,0%
    • TNI = 89,9 (°C)
    • η = 20,5 (mPa·s)
    • Δn = 0,127
    • Δε = 4,9
    • Vth = 2,33 (V)
    Verwendungsbeispiel 15
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 2,0%
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 2,0%
    3-H2B(2F)B(2F,3F)-O2 2,0%
    2-HHB(F)-F 2,0%
    3-HHB(F)-F 2,0%
    5-HHB(F)-F 2,0%
    3-HBB(F)-F 6,0%
    5-HBB(F)-F 10,0%
    2-H2BB(F)-F 9,0%
    3-H2BB(F)-F 9,0%
    3-HBB(F,F)-F 25,0%
    5-HBB(F,F)-F 19,0%
    1O1-HBBH-4 5,0%
    1O1-HBBH-5 5,0%
    • TNI = 98,3 (°C)
    • η = 36,5 (mPa·s)
    • Δn = 0,137
    • Δε = 7,0
    • Vth = 2,13 (V)
  • Die Ganghöhe (P) des Twists der Flüssigkristallzusammensetzung, erhalten durch Zugabe von 0,2 Gew.-% der optisch aktiven Verbindung CM34L zu 100 Gew.-Teilen der oben beschriebenen Zusammensetzung war 77,8 μm. Verwendungsbeispiel 16
    3-HB(F)B(2F,3F)-O2 15,0%
    5-HB(F)B(2F,3F)-O2 10,0%
    3-HB(2F)B(2F,3F)-O2 15,0%
    5-HB(2F)B(2F,3F)-O2 10,0%
    3-HHB(2F,3F)-O2 10,0%
    5-HHB(2F,3F)-O2 10,0%
    3-HB-O2 20,0%
    3-HH-4 10,0%
    • TNI = 109,1 (°C)
    • Δn = 0,130
    • Δε = –4,5
  • Die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Verbindungen haben negative und äußerst große dielektrische Anisotropiewerte und gleichzeitig kleine optische Anisotropiewerte. Ebenso entfalten die Verbindungen ein ausgezeichnetes Charakteristikum selbst bezüglich der Mischbarkeit mit anderen Flüssigkristallmaterialien. Demzufolge können Flüssigkristallzusammensetzungen, die sowohl eine geringe Schwellenspannung als auch einen kleinen optischen Anisotropiewerte entfalten, erhalten werden, indem die erfindungsgemäße flüssigkristalline Verbindung als Komponente der Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet werden. Weiterhin ist es möglich, ausgezeichnete Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen durch Verwendung der Flüssigkristallzusammensetzungen zu erhalten.
  • Eine typische Verbindung dieser Erfindung (Verbindung von Beispiel 1) entfaltet einen um 25% größeren dielektrischen Anisotropiewert als die Verbindung (Verbindung von Vergleichsbeispiel 1), die von V. Reiffenrath et al. (Liq. Cryst., 5 (1), 159 (1989)) angegeben ist. Während auf der anderen Seite die Verbindung von Vergleichsbeispiel 1 einen optischen Anisotropiewert von 0,188 hat, hat die Verbindung von Beispiel 1 einen Wert von nur 0,155 und ist bevorzugt als Komponente von Flüssigkristallzusammensetzungen für den IPS-Modus und VA-Modus.
  • Figure 00760001
  • Verbindung von Beispiel 1
    Figure 00760002
  • Während bisher bekannte Terphenyl-Verbindungen, z. B. die Verbindung (14) einen äußerst engen Temperaturbereich der nematischen Phase und einen breiten smektischen Phasenbereich aufweisen, entfaltete die Verbindung von Beispiel 1 einen breiten Temperaturbereich der nematischen Phase und eine ausgezeichnete Mischfähigkeit.
  • Ausgezeichnete Eigenschaften der flüssigkristallinen Verbindungen dieser Erfindung widersprechen dem existierenden Konzept (Theorie von Maier und Meier), das oben beschrieben ist. Flüssigkristalline Verbindungen mit solchen ausgezeichneten Eigenschaften sind bisher überhaupt nicht bekannt gewesen.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Flüssigkristalline Verbindungen gemäß dieser Erfindung können bevorzugt als Komponente von Flüssigkristallzusammensetzungen nicht nur für den IPS-Modus und VA-Modus, sondern ebenfalls für ECB(elektrisch gesteuerte Doppelbrechung)-Modus als auch den GH(Gast-Wirt)-Modus verwendet werden. Ebenso können die Verbindungen bevorzugt als Komponente von Flüssigkristallzusammensetzungen für den TN (twistet nematischer), STN (super twisted nematischer) und AM(aktive Matrix)-Modus verwendet werden.

Claims (19)

  1. Flüssigkristalline Verbindung mit der allgemeinen Formel (1):
    Figure 00780001
    worin Ra und Rb jeweils unabhängig eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine geradkettige oder verzweigte Alkoxygruppe mit 1 bis 9 Kohlenstoffatomen, eine geradkettige oder verzweigte Alkenylgruppe mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen oder eine geradkettige oder verzweigte Alkinylgruppe mit 2 bis 11 Kohlenstoffatomen sind, Ring A1 Cyclohexan-1,4-diyl ist, worin jegliche nicht-benachbarte Methylengruppe durch -O- ersetzt sein kann; der Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen ist; Z1 und Z2 jeweils unabhängig eine Einfachbindung oder -CH2CH2- sind; Xa, Xb, Xc und Xd jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, ein Fluoratom oder ein Chloratom sind, aber zumindest eines von Xa, Xb, Xc und Xd ein Fluoratom oder ein Chloratom ist; und worin jedes Atom, das die Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann.
  2. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 und Z2 jeweils Einfachbindungen, Ring A2 2,3-Difluor- 1,4-phenylen, Xa ein Fluoratom und Xb, Xc und Xd jeweils Wasserstoffatome sind.
  3. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 und Z2 jeweils Einfachbindungen, Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen, Xb ein Fluoratom und Xa, Xc und Xd jeweils Wasserstoffatome sind.
  4. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 und Z2 jeweils Einfachbindungen, Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen, Xa und Xd jeweils Fluoratome und Xb und Xc jeweils Wasserstoffatome sind.
  5. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 und Z2 jeweils Einfachbindungen, Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen, Xa und Xb jeweils Fluoratome und Xc und Xd jeweils Wasserstoffatome sind.
  6. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 -CH2CH2-, Z2 eine Einfachbindung, Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen, Xa ein Fluoratom und Xb, Xc und Xd jeweils Wasserstoffatome sind.
  7. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 -CH2CH2-, Z2 eine Einfachbindung, Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen, Xb ein Fluoratom und Xa, Xc und Xd jeweils Wasserstoffatome sind.
  8. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 -CH2CH2-, Z2 eine Einfachbindung, Ring A2 2,3-Difluor-1,4-phenylen, Xa und Xd jeweils Fluoratome und Xb und Xc jeweils Wasserstoffatome sind.
  9. Flüssigkristalline Verbindung nach Anspruch 1, worin Z1 -CH2CH2-, Z2 eine Einfachbindung, Ring A2 2,3-Difluor- 1,4-phenylen, Xa und Xb jeweils Fluoratome und Xc und Xd jeweils Wasserstoffatome sind.
  10. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert.
  11. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend als erste Komponente zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, und als zweite Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (2), (3) und (4):
    Figure 00800001
    worin R1 eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen ist, worin jegliche nicht-benachbarte Methylengruppe durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; X1 ein Fluoratom, Chloratom, -OCF3, -OCF2H, -CF3, -CF2H, -CFH2, -OCF2CF2H oder -OCF2CFHCF3 ist; L1 und L2 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder Fluoratom sind; Z3 und Z4 jeweils unabhängig -CH2CH2-, -(CH2)4-, -COO-, -CF2O-, -OCF2-, -CH=CH- oder eine Einfachbindung sind; Ring B Cyclohexan-1,4-diyl, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder 1,4-Phenylen ist, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Ring C Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-Phenylen ist, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; und worin jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann.
  12. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend als erste Komponente zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, und als zweite Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit der allgemeinen Formel (5) oder (6):
    Figure 00810001
    worin R2 und R3 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, worin jegliche nicht-benachbarte Methylengruppe durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; X2 -CN oder -C=C-CN ist; Ring D Cyclohexan-1,4-diyl, 1,4-Phenylen, 1,3-Dioxan-2,5-diyl oder Pyrimidin-2,5-diyl ist; Ring E Cyclohexan-1,4-diyl, 1,4-Phenylen, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann, oder Pyrimidin-2,5-diyl ist; Ring F Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-Phenylen ist; Z5 -CH2CH2-, -COO- oder eine Einfachbindung ist; L3, L4 und L5 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom oder Fluoratom sind; b, c und d jeweils unabhängig 0 oder 1 sind; und jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann.
  13. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend als erste Komponente zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, und als zweite Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (7), (8) und (9):
    Figure 00820001
    worin R4 und R5 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, worin jegliche nicht- benachbarte Methylengruppe durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Ring G und Ring I jeweils unabhängig Cyclohexan-1,4-diyl oder 1,4-Phenylen sind; L6 und L7 jeweils unabhängig ein Wasserstoffatom, eine Cyanogruppe oder ein Fluoratom sind, aber kein Fall vorhanden ist, worin L6 und L7 gleichzeitig ein Wasserstoffatom sind; Z6 und Z7 jeweils unabhängig -CH2CH2-, -COO- oder eine Einfachbindung sind; und jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann.
  14. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend als erste Komponente zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, als zweite Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (2), (3) und (4), wie in Anspruch 11 definiert, und als dritte Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (10), (11) und (12):
    Figure 00830001
    worin R6 und R7 jeweils unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen sind, worin jegliche nicht-benachbarte Methylengruppe durch -O- oder -CH=CH- ersetzt sein kann und jedes Wasserstoffatom in der Gruppe durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Ring J, Ring K und Ring M jeweils unabhängig Cyclohexan-1,4-diyl, Pyrimidin-2,5-diyl oder 1,4-Phenylen sind, worin das Wasserstoffatom durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; Z8 und Z9 jeweils unabhängig -CH2CH2-, -C≡C-, -COO-, -CH=CH- oder eine Einfachbindung sind; und jedes Atom, das diese Verbindungen ausmacht, durch sein Isotop ersetzt sein kann.
  15. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend als erste Komponente zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, als zweite Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit der allgemeinen Formel (5) oder (6), wie in Anspruch 12 definiert, und als dritte Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (10), (11) und (12), wie in Anspruch 14 beschrieben.
  16. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend als erste Komponente zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, als zweite Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (7), (8) und (9), wie in Anspruch 13 definiert, und als dritte Komponente zumindest eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (10), (11) und (12), wie in Anspruch 14 beschrieben.
  17. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend als erste Komponente zumindest eine flüssigkristalline Verbindung, wie in Anspruch 1 definiert, als zweite Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (2), (3) und (4), wie in Anspruch 11 definiert, als dritte Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit der allgemeinen Formel (5) oder (6), wie in Anspruch 12 beschrieben, und als vierte Komponente zumindest eine Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus den Verbindungen mit einer der allgemeinen Formeln (10), (11) und (12), wie in Anspruch 14 beschrieben.
  18. Flüssigkristallzusammensetzung, weiterhin umfassend eine oder mehrere optisch aktive Verbindungen zusätzlich zu der Flüssigkristallzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 10 bis 17 definiert.
  19. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, hergestellt durch Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung wie in einem der Ansprüche 10 bis 18 definiert.
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