EP1228163A1 - Esterverbindungen und deren verwendung in flüssigkristallinen medien - Google Patents
Esterverbindungen und deren verwendung in flüssigkristallinen medienInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verbindungen der Formel (I) sowie ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel (I) enthält, worin R, A<1>, A<2>, Z<1>, Y, Z, L<1>, L<2> und m die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
Description
Esterverbindungen und deren
Verwendung in flüssigkristallinen Medien Die vorliegende Erfindung betrifft Ester und deren Verwendung in einem flüssigkristallinen Medium, sowie dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke und dieses Medium enthaltende Anzeigen.
Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflusst werden können. Elektrooptische Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP Zellen (Deformation aufgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN-Zellen mit verdrillt nematischer ("twisted nematic") Struktur, STN-Zellen ("supertwisted nematic"), SBE-Zellen ("superbirefringence effect") und OMI-Zellen ("optical mode interference").
Die gebrauchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich-Effekt und besitzen eine verdrillt nematische Struktur.
Die Flüssigkristallmaterialien müssen eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen Feldern und elektromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten die Flüssigkristallmaterialien niedere Viskosität aufweisen und in den Zellen kurze Ansprechzeiten, tiefe Schwellenspannungen und einen hohen Kontrast ergeben.
Weiterhin sollten sie bei üblichen Betriebstemperaturen, d. h. in einem möglichst breiten Bereich unterhalb und oberhalb Raumtemperatur eine geeignete Mesophase besitzen, beispielsweise für die oben genannten Zellen eine nematische oder cholesterische Mesophase. Da Flüssigkristalle in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwendung gelangen, ist es wichtig, dass die Komponenten untereinander gut mischbar sind. Weitere Eigenschaften, wie die elektrische Leitfahigkeit, die dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je nach Zellentyp und Anwendungsgebiet unterschiedlichen Anforderungen genü- gen.
Beispielsweise sollten Materialien für Zellen mit verdrillt nematischer Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und eine geringe elek- trische Leiffähigkeit aufweisen.
Beispielsweise sind für Matrix-Flüssigkristallanzeigen mit integrierten nichtlinearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte (MFK-Anzeigen) Medien mit grosser positiver dielektrischer Anisotropie, breiten nematischen Phasen, relativ niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UV-und Temperaturstabilität und geringem Dampfdruck erwünscht.
Derartige Matrix-Flüssigkristallanzeigen sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können beispielsweise aktive Elemente (d. h. Transistoren) verwendet werden.
Man spricht dann von einer"aktiven Matrix", wobei man zwei Typen unterscheiden kann : 1. MOS (Metal Oxide Semiconductor) oder andere Dioden auf Silizium
Wafer als Substrat.
2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.
Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial be schränkt die Displaygrösse, da auch die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den Stössen zu Problemen führt.
Bei dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt verwendet. Man unterscheidet zwei Technologien : TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z. B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer Technologie wird weltweit mit grosser Intensität gearbeitet.
Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Grösse der Bildpunkt- Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese
Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart angeordnet ist, dass je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelement gegenüber liegt.
Die TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.
Der Begriff MFK-Anzeigen umfasst hier jedes Matrix-Display mit integrierten nichtlinearen Elementen, d. h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Meta) Nso) ator- Metall).
Derartige MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für TV-Anwendungen (z. B. Taschenfernseher) oder für hochinformative Displays für Rechner anwendungen (Laptop) und im Automobil-oder Flugzeugbau. Neben
Problemen hinsichtlich der Winkelabhängigkeit des Kontrastes und der Schaltzeiten resultieren bei MFK-Anzeigen Schwierigkeiten bedingt durch nicht ausreichend hohen spezifischen Widerstand der Flüssigkristall mischungen [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc.
Eurodisplay 84, Sept. 1984 : A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double
Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris ; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84,
Sept. 1984 : Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Tele- vision Liquid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]. Mit abnehmendem Wider stand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige und es kann das
Problem der"after image elimination"auftreten.
Da der spezifische
Widerstand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren Oberflachen der Anzeige im allgemeinen über die Lebenszeit einer MFK-Anzeige abnimmt, ist ein hoher (Anfangs)-Widerstand sehr wichtig, um akzeptable Standzeiten zu erhalten. Insbesondere bei low-volt-
Mischungen war es bisher nicht möglich, sehr hohe spezifische Wider stände zu realisieren. Weiterhin ist es wichtig, dass der spezifische Wider stand eine möglichst geringe Zunahme bei steigender Temperatur sowie nach Temperatur-und/oder UV-Belastung zeigt. Besonders nachteilig sind auch die Tieftemperatureigenschaften der Mischungen aus dem Stand der
Technik.
Gefordert wird, dass auch bei tiefen Temperaturen keine Kristalli sation und/oder smektische Phasen auftreten und die Temperaturabhäng igkeit der Viskosität möglichst gering ist. Die MFK-Anzeigen aus dem
Stand der Technik genügen somit nicht den heutigen Anforderungen.
Neben Flüssigkristallanzeigen, die eine Hintergrundbeleuchtung verwen den, also transmissiv und gegebenenfalls transflektiv betrieben werden, sind besonders auch reflektive Flüssigkristallanzeigen interessant. Diese reflektiven Flüssigkristallanzeigen benutzen das Umgebungslicht zur
Informationsdarstellung. Somit verbrauchen sie wesentlich weniger
Energie als hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeigen mit entspre chender Grösse und Auflösung. Da der TN-Effekt durch einen sehr guten
Kontrast gekennzeichnet ist, sind derartige reflektive Anzeigen auch bei hellen Umgebungsverhältnissen noch gut abzulesen. Dies ist bereits von einfachen reflektiven TN-Anzeigen, wie sie in z. B.
Armbanduhren und
Taschenrechnern verwendet werden, bekannt. Jedoch ist das Prinzip auch auf hochwertige, höher auflösende Aktiv-Matrix angesteuerte Anzeigen wie z. B. TFT-Displays anwendbar. Hier ist wie bereits bei den allgemeinen üblichen transmissiven TFT-TN-Anzeigen die Verwendung von Flüssig kristallen mit niedriger Doppelbrechung (An) nötig, um eine geringe optische Verzögerung (d-An) zu erreichen. Diese geringe optische Verzö gerung führt zu einer meist akzeptablen geringen Blickwinkelabhangigkeit des Kontrastes (vgl. DE 30 22 818).
Bei reflektiven Anzeigen ist die Ver wendung von Flüssigkristallen mit kleiner Doppelbrechung noch wichtiger als bei transmissiven Anzeigen, da bei reflektiven Anzeigen die effektive
Schichtdicke, die das Licht durchquert, ungefähr doppelt so gross ist wie bei transmissiven Anzeigen mit derselben Schichtdicke.
Vorteile von reflektiven Anzeigen gegenüber transmissiven Anzeigen sind neben dem geringeren Leistungsverbrauch (keine Hintergrundbeleuchtung nötig) die Platzersparnis, die zu einer sehr geringene Bautiefe führt und die
Verminderung von Problemen durch Temperaturgradienten durch unterschiedliche Aufheizung durch die Hintergrundbeleuchtung.
Es besteht somit immer noch ein grosser Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig grossem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten auch bei tiefen Temperaturen und niedriger Schwellenspannung, die diese Nachteile nicht oder nur in geringerem Masse zeigen.
Bei TN- (Schadt-Helfrich)-Zellen sind Medien erwünscht, die folgende Vorteile in den Zellen ermöglichen : -erweiterter nematischer Phasenbereich (insbesondere zu tiefen
Temperaturen) -Schaltbarkeit bei extrem tiefen Temperaturen (out-door-use, Automobil, Avionik) -erhöhte Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung (längere Lebens dauer) -niedrige Schwellen- (Ansteuer-) spannung -niedrige Doppelbrechung für verbesserten Beobachtungswinkel- bereich Mit den aus dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Medien ist es nicht möglich,
diese Vorteile unter gleichzeitigem Erhalt der übrigen Parameter zu realisieren.
Bei höher verdrillten Zellen (STN) sind Medien erwünscht, die eine höhere Multiplexierbarkeit und/oder kleinere Schwellenspannungen und/oder breitere nematische Phasenbereiche (insbesondere bei tiefen Temperaturen) ermöglichen. Hierzu ist eine weitere Ausdehnung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes (Klärpunkt, Übergang smektisch-nematisch bzw.
Schme ! zpunkt, Viskosität, dietektrische Grössen, etastische Grössen) dringend erwünscht. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Medien für derartige MFK-, TNoder STN-Anzeigen, insbesondere für reflektive MFK-Anzeigen, bereit zustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Masse, und vorzugsweise gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände und niedrige Schwellenspannungen aufweisen.
Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man in Anzeigen erfindungsgemässe Medien verwendet. Die erfindungsgemässen Mischungen zeichnen sich insbesondere durch ihr ausgezeichnetes Tieftemperaturverhalten und ihre Schaltzeiten aus.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel I
EMI6.1
enthält, worin R H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten
Alkylrest mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch-O-,-S-,
EMI6.2
-CH=CH-,-C-=C-,-CO-, -CO-O-,-O-CO-oder-O-CO-O-so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, A'und A2 jeweils unabhangig voneinander (a)
trans-1,4-Cyclohexylenrest, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch - O und/oder-S-ersetzt sein können, (b) 1,4-Phenylenrest, worin auch eine oder zwei CH
Gruppen durch N ersetzt sein können, (c) 1,4-Cyclohexenylenrest, (d) Rest aus der Gruppe 1, 4-Bicyclo-(2, 2,2)-octylen,
Piperidin-1,4-diyl, Naphthalin-2, 6-diyl, Decahydronaphthalin-2, 6-diyl und 1,2,3,4
Tetrahydronaphthalin-2, 6-diyl, wobei die Reste (a) bis (d) ein-oder mehrfach durch CN oder
Fluor substituiert sein können, Z und Z'jeweils unabhängig voneinander-COO-,-O-CO-,-CH20-, -OCH2-,-C2H4-,-CH=CH-,-CF20-,-OCF2-,-C---C-,- (CH2) 4-, -CH=CH-C2H4-,-C2F4-oder eine Einfachbindung, L'oder L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F, Y F, Cl,
CN oder mit ein oder mehreren Halogenatomen substituierter Alkyl-oder Alkoxyrest, mit 1 bis 6 C-Atomen worin auch ein oder mehrere CH2-Gruppen durch-O-oder -CH=CH-ersetzt sein können, so dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, m 0 oder 1 bedeuten.
Die Verbindungen der Formell, die ebenfalls Gegenstand der Erfindung sind, besitzen einen breiten Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismate rialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind ; es können aber auch Verbindungen der Formel I flüssigkristallinen Basismaterialien aus anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische
Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/oder dessen Viskosität zu optimieren.
Die Verbindungen der Formel I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen
Licht sind sie stabil.
Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin Z eine
Einfachbindung ist.
Y bedeutet vorzugsweise F, Cl, CN, CF3, CF2H, OCF3, OCF2H, OCFHCF3,
OCFHCH2F, OCFHC2HF, OCF2CH3, OCF2CH2F, OCF2CHF2,
OCF2CF2CF2H, OCF2CF2CH2F, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2,
OCFHCFHCF3, OCH2CF2CF3, OCF2CF2CF3, OCF2CFHCHF2,
OCF2CH2CHF2, OCFHCF2CHF2, OCFHCFHCHF2, OCFHCH2CF3, OCH2CFHCF3, OCH2CF2CHF2, OCF2CFHCH3, OCF2CH2CHF2,
OCFHCF2CH3, OCFHCFHCHF2, OCFHCH2CF3, OCH2CF2CHF2,
OCH2CFHCHF2, OCF2CH2CH3, OCFHCFHCH3, OCFHCH2CHF2,
OCH2CF2CH3, OCHzCFHCHFz, OCH2CH2CHF2, OCHCH2CH3,
OCH2CFHCH3, OCH2CH2CHF2, OCCIFCF3, OCCIFCCIF2, OCCIFCHF2,
OCFHCCl2F, OCCIFCHF2, OCCIFCCIF2, OCF2CHC12, OCF2CHC12,
OCF2CC12F, OCF2CClFH, OCF2CClF2, OCF2CF2CClF2, OCF2CF2CCl2F,
OCCIFCF2CF3, OCCIFCF2CHF2, OCCIFCF2CCIF2, OCCIFCFHCF3,
OCClFCClFCF2, OCCl2CF2CF3, OCClHCF2CF3, OCClFCF2CF3,
OCCIFCCIFCF3, OCF2CCIFCHF2, OCF2CF2CC12F, OCF2CC12CHF2,
OCF2CH2CCIF2, OCCIFCF2CFH2, OCFHCF2CC12F, OCCIFCFHCHF2,
OCCIFCCIFCF2H, OCFHCFHCCIF2, OCCIFCH2CF3, OCFHCC12CF3,
OOCl2CFHCF3, OCH2CCIFCF3, OCC12CF2CF2H, OCH2CF2CCIF2,
OCF2CCIFCH3, OCF2CFHCCI2H, OCF2CC12CFH2, OCF2CH2CC12F,
OCCIFCF2CH3, OCFHCF2CC12H, OCCIFCCIFCHF2, OCFHCFHCC12F,
OCCIFCH2CF3, OCFHCCI2CF3, OCCI2CF2CFH2, OCH2CF2CCI2F,
OCCI2CFHCF2H, OCCIHCCIFCF2H, OCF2CCIHCCIH2, OCF2CH2CCI2H,
OCCIFCFHCH3, OCF2CCIFCCI2H, OCCIFCH2CFH2, OCFHCC12CFH2, OCCI2CF2CH3, OCH2CF2CCIH2, OCC12CFHCFH2,
OCH2CCIFCFC12,
OCH2CH2CF2H,OCCIHCCIHCF2H, OCH2CC12CF2H, OCCIFCH2CH3,
OCFHCH2CCI2H,OCCIHCFHCCIH2, OCH2CFHCCI2H, OCC12CH2CF2H, OCH2CC12CF2H, CH=CF2, OCH=CF2, CF=CF2, OCF=CF2, CF=CHF,
OCF=CHF, CH=CHF, OCH=CHF insbesondere F, Cl, CN, CF3, CHF2,
OCF3, OCHF2, OCFHCF3, OCFHCHF2, OCFHCHF2, OCF2CH3,
OCF2CHF2, OCF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2, OCF2CF2CF3, OCF2CF2CCIF2, OCCIFCF2CF3 oder CH=CHF2. m ist vorzugsweise 0. A'bzw.
A2 bedeutet vorzugsweise einen 1,4-Cyclo hexylenrest, ferner einen Phenylrest, der ein-oder zweimal fluoriert sein kann.
Falls R einen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2,3,
4,5,6 oder 7 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl,
Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Octoxy, Nonoxy, Decoxy,
Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.
Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxy methyl), 2- (= Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (= 2-Methoxyethyl), 2-, 3 oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4-oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5-oder 6-Oxa heptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-oder 8-Oxa nonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8-oder 9-Oxadecyl.
Falls R einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch-CH=CH ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Er bedeutet demnach beson ders Vinyl, Prop-1-, oder Prop-2-enyl, But-1-, 2-oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3-oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4-oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5-oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-,
8-oder Dec 9-enyl.
Falls R einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch-O-und eine durch-CO-ersetzt ist, so sind diese bevorzugt benachbart. Somit beinhalten diese eine Acyloxygruppe-CO-O-oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis 6 C-Atome.
Sie bedeuten demnach besonders Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl) ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl) ethyl, 2-(Propoxy- carbonyl) ethyl, 3- (Methoxycarbonyl) propyl, 3- (Ethoxycarbonyl) propyl, 4- (Methoxycarbonyl)-butyl.
Falls R einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH2-Gruppe durch unsubstituiertes oder substituiertes-CH=CH-und eine benachbarte CH2-Gruppe durch CO oder CO-O oder O-CO ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 4 bis 13 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Acryloyloxymethyl, 2-Acryl- oyloxyethyl, 3-Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5-Acryloyloxypentyl, 6-Acryloyloxyhexyl, 7-Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9-Acryloyl oxynonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacryloyloxymethyl, 2-Methacryloyloxy- ethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryloyloxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryloyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.
Falls R einen einfach durch CN oder CF3 substituierten Alkyl-oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig. Die
Substitution durch CN oder CF3 ist in beliebiger Position.
Falls R einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl-oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und Halogen ist vorzugsweise F oder Cl. Bei Mehrfachsubstitution ist Halogen vorzugsweise F. Die resultierenden Reste schliessen auch perfluorierte
Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor-oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in o-Position.
Verbindungen der Formel I, die über für Polymerisationsreaktionen geeig nete Flügelgruppen R verfügen, eignen sich zur Darstellung flüssigkristal liner Polymerer.
Verbindungen der Formel I mit verzweigten Flügelgruppen R können ge legentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristal linen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale
Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Smektische Verbindungen dieser
Art eignen sich als Komponenten für ferroelektrische Materialien.
Verbindungen der Formel I mit SA-Phasen eignen sich beispielsweise für thermisch adressierte Displays.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine
Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste R sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propyl- pentyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy,
2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy,
1-Methylheptoxy.
Falls R einen Alkylrest darstellt, in dem zwei oder mehr CH2-Gruppen durch-O-und/oder-CO-O-ersetzt sind, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er verzweigt und hat 3 bis 12 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Bis-carboxy-methyl, 2,2-Bis-carboxy ethyl, 3,3-Bis-carboxy-propyl, 4,4-Bis-carboxy-butyl, 5,5-Bis-carboxy pentyl, 6, 6-Bis-carboxy-hexyl, 7,7-Bis-carboxy-heptyl, 8,8-Bis-carboxy octyl, 9, 9-Bis-carboxy-nonyl, 10,10-Bis-carboxy-decyl, Bis- (methoxy carbonyl)-methyl, 2,2-Bis- (methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis- (methoxy carbonyl)-propyl, 4,4-Bis- (methoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis- (methoxy carbonyl)-pentyl, 6,6-Bis- (methoxycarbonyl)-hexyl, 7,7-Bis- (methoxy- carbonyl)-heptyl, 8,
8-Bis-(methoxycarbonyl)-octyl, Bis-(ethoxycarbonyl) methyl, 2,2-Bis- (ethoxycarbonyl)-ethyl, 3, 3-Bis-(ethoxycarbonyl)-propyl,
4,4-Bis- (ethoxycarbonyl)-butyl,5,5-Bis- (ethoxycarbonyl)-hexyl.
Die Verbindungen der Formel I werden nach an sich bekannten Methoden dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Ge brauch machen. Weiterhin können die Verbindungen der Formel I, wie in der EP 0 334 911 B1 beschrieben, hergestellt werden.
Schema 1
EMI13.1
<tb> <SEP> F <SEP> 1. <SEP> (COCI) <SEP> 2 <SEP> F
<tb> F < <SEP> AICI, <SEP> CH2CI2/ <
<tb> BnOX) <SEP> p <SEP> AIC13, <SEP> CHZC12 <SEP> gn0 <SEP> O <SEP> COOH
<tb> <SEP> 2. <SEP> H20
<tb> <SEP> HS(CH2) <SEP> 3SH
<tb> <SEP> CF3S03H, <SEP> Toluol/Isooctan
<tb> <SEP> F <SEP> o
<tb> <SEP> SOUE
<tb> <SEP> BnO <SEP> 0 <SEP> SD <SEP> CF33
<tb> <SEP> s
<tb> <SEP> 1. <SEP> F
<tb> <SEP> PO <SEP> 0 <SEP> Y
<tb> <SEP> L1
<tb> <SEP> NEt3, <SEP> CH2CI2,-70 C
<tb> <SEP> 2. <SEP> NEt3 <SEP> 3HF
<tb> <SEP> 3. <SEP> Dimethyldibromhydanthoin
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> Bn0 <SEP> O <SEP> CFZ <SEP> O <SEP> Y
<tb> <SEP> L'
<tb> <SEP> H2, <SEP> Pd-C, <SEP> THF
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> HO <SEP> O <SEP> CF2 <SEP> O <SEP> Y
<tb> <SEP> Lu
<tb> <SEP> R-(A'-Z') <SEP> m-A2-COOH
<tb> <SEP> kat.
<SEP> DMAP
<tb> <SEP> DCC
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> R- <SEP> (A'-Z') <SEP> m <SEP> A2-COO <SEP> O <SEP> CFZ <SEP> O <SEP> Y
<tb> <SEP> , <SEP> 1
<tb> (Bn <SEP> Benzyl) <SEP> L
<tb> Schema 2
EMI14.1
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> 1. <SEP> BuLi, <SEP> THF,-70 C
<tb> BnO <SEP> BnO <SEP> COOH
<tb> <SEP> 2. <SEP> C02
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> HS(CH2) <SEP> 3SH
<tb> <SEP> CF3SO3H, <SEP> Toluol/lsooctan
<tb> <SEP> F <SEP> o
<tb> <SEP> e
<tb> <SEP> BnO <SEP> 0 <SEP> SD
<tb> <SEP> S
<tb> <SEP> F
<tb> <SEP> 1. <SEP> F
<tb> <SEP> HO <SEP> 0 <SEP> Y
<tb> <SEP> L1
<tb> <SEP> NEt3, <SEP> CH2CI2,-70 C
<tb> <SEP> 2. <SEP> NEt3 <SEP> 3HF
<tb> <SEP> 3.
<SEP> Dimethyldibromhydanthoin
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> BnO <SEP> {CF20t
<tb> <SEP> F <SEP> L
<tb> <SEP> F <SEP> [J
<tb> <SEP> H2, <SEP> Pd-C, <SEP> THF
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> HO <SEP> 0 <SEP> CF2 <SEP> 0 <SEP> y
<tb> <SEP> HOO. <SEP> -CFO- <SEP> ( <SEP> 0 <SEP> Y
<tb> <SEP> F <SEP> L'
<tb> <SEP> R-(A'-Z') <SEP> m-A2-COOH
<tb> <SEP> kat. <SEP> DMAP
<tb> <SEP> DCC
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> R-Z) <SEP> m¯A2¯CO 4CF2 4Y
<tb> (Bn <SE Gegenstand der Erfindung sind auch die Zwischenprodukte der Formel
EMI15.1
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> HO <SEP> 0 <SEP> CF2 <SEP> 0 <SEP> y
<tb> <SEP> L2 <SEP> L1
<tb> Schema <SEP> 3
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> Hal <SEP> O <SEP> I <SEP> + <SEP> (HO) <SEP> (HO) <SEP> 2B <SEP> {0.
<SEP> Y
<tb> <SEP> L'LU
<tb> <SEP> Pd-Katalysator
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> Hal <SEP> Y
<tb> <SEP> L2 <SEP> L1
<tb> <SEP> 1. <SEP> BuLi
<tb> <SEP> 2. <SEP> (CH30) <SEP> 3B
<tb> <SEP> 3. <SEP> H202
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> HO <SEP> O <SEP> O <SEP> Y
<tb> <SEP> L'LI
<tb> <SEP> R- <SEP> R-(A'-Z') <SEP> m-A2-COOH
<tb> <SEP> kat.
<SEP> DMAP
<tb> <SEP> DCC
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> R-(A-Z) <SEP> m-A-COO¯ <SEP> O <SEP> ¯ <SEP> C <SEP> ¯Y
<tb> <SEP> L <SEP> L'
<tb>
Gegenstand der Erfindung sind auch elektrooptische Anzeigen (insbeson dere STN-oder MFK-Anzeigen mit zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, integrierten nicht-linearen Elemen- ten zur Schaltung einzelner Bildpunkte auf den Trägerplatten und einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie und hohem spezifischem Widerstand), die der artige Medien enthalten sowie die Verwendung dieser Medien für elektro optische Zwecke.
Die erfindungsgemässen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine be deutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes.
Die erzielbaren Kombinationen aus Klärpunkt, Viskosität bei tiefer Tempe ratur, thermischer und UV-Stabilität und optischer Anisotropie und Schwellenspannung übertreffen bei weitem bisherige Materialien aus dem
Stand der Technik.
Die Forderung nach hohem Klärpunkt, nematischer Phase bei tiefer
Temperatur und gleichzeitig einer niedrigen Schwellenspannung konnte bislang nur inzureichend erfüllt werden. Flüssigkristallmischungen, wie z. B.
MLC-6476 und MLC-6625 (Merck KGaA, Darmstadt, BRD) weisen zwar vergleichbare Klärpunkte und Tieftemperaturstabilitäten auf, sie haben jedoch sowohl viel höhere An-Werte von ca. 0,075 als auch viel höhere
Schwellenspannungen von ca. > 1,7 V.
Die erfindungsgemässen Flussigkristallmischungen ermöglichen es unter
Beibehaltung der nematischen Phase bis-20 C und bevorzugt bis-30 C, besonders bevorzugt bis-40 C, Klarpunkte oberhalb 70 C, vorzugsweise oberhalb 80 C, besonders bevorzugt oberhalb 90 C, gleichzeitig Doppel brechungen von < 0,100, vorzugsweise < 0,095, insbesondere < 0,090 und eine niedrige Schwellenspannung zu erreichen, wodurch hervor ragende STN-und MFK-Anzeigen, insbesondere reflektive MFK-Anzeigen, erzielt werden können. Insbesondere sind die Mischungen durch kleine
Operationsspannungen gekennzeichnet.
Die TN-Schwellen liegen bei
1,9 V, vorzugsweise unterhalb 1,7 V, besonders bevorzugt < 1,5 V.
Insbesondere reflektive MFK-Mischungen zeichnen sich durch TN Schwellen von < 1,5 V aus.
Es versteht sich, dass durch geeignete Wahl der Komponenten der erfin dungsgemässen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z. B. oberhalb '110 C) bei niedrigeren dielektrischen Anisotropiewerten und somit höheren Schwellenspannungen oder niedrigere Klärpunkte bei höheren dielektrischen Anisotropiewerten (z. B. > 12) und somit niedrigeren Schwellenspannungen (z. B.
< 1,5 V) unter Erhalt der anderen vorteilhaften
Eigenschaften realisiert werden können. Ebenso können bei entsprechend wenig erhöhten Viskositäten Mischungen mit grösserem As und somit geringeren Schwellen erhalten werden. Die erfindungsgemässen MFK
Anzeigen arbeiten vorzugsweise im ersten Transmissionsminimum nach
Gooch und Tarry [C. H. Gooch und H. A. Tarry, Electron. Lett. 10,2-4,
1974 ; C. H. Gooch und H. A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8,1575-1584,1975], wobei hier neben besonders günstigen elektrooptischen Eigenschaften wie z.
B. hohe Steilheit der Kennlinie und geringe Winkelabhangigkeit des
Kontrastes (DE-PS 30 22 818) bei gleicher Schwellenspannung wie in einer analogen Anzeige im zweiten Minimum eine kleinere dielektrische
Anisotropie ausreichend ist. Hierdurch lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemässen Mischungen im ersten Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen als bei Mischungen mit Cyanver bindungen.
Der Fachmann kann durch geeignete Wahl der einzelnen
Komponenten und deren Gewichtsanteilen mit einfachen Routinemetho den die für eine vorgegebene Schichtdicke der MFK-Anzeige erforderliche Doppelbrechung einstellen. Die Anforderungen an reflektive MFK
Anzeigen wurden z. B. im Digest of Technical Papers, SID Symposium
1998 aufgezeigt.
Die Rotationsviskosität, bei 20 C ist vorzugsweise < 150 mPa. s, besonders bevorzugt < 120 mPa. s. Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 90 , insbesondere mindestens 100 .
Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von-20 bis +80 .
Messungen des"Capacity Holding-Ratio"auch"Voltage Holding Ratio" (HR) [S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5,1320 (1989) ; K. Niwa et al.,
Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304 (1984) ;
G. Weber et al., Liquid Crystals 5,1381 (1989)] haben ergeben, dass erfindungsgemässe Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I eine ausreichende HR für MFK-Anzeigen aufweisen.
Vorzugsweise erhalten die erfindungsgemässen Medien mehrere (vorzugsweise zwei oder mehr) Verbindungen der Formel I, d. h. der Anteil dieser Verbindungen ist 5-50 %, vorzugsweise 5-40 % und besonders bevorzugt im Bereich von 5-35 %.
Die einzelnen Verbindungen der Formeln I bis XVIII und deren Unter formeln, die in den erfindungsgemässen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten
Verbindungen hergestellt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen sind im folgenden angegeben : -Mischungen enthaltend ein oder mehrere Verbindungen der Formeln la bis Ih :
EMI18.1
EMI19.1
worin Li oder L4 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten. In den Verbindungen der Formel I und der Unterformeln la bis Ih ist R vorzugsweise ein geradkettiger Alkylrest mit 1-8 C-Atomen oder ein 1-E-bzw. 3-E-Alkenylrest mit 2-8 C-Atomen ; Das erfindungsgemässe Medium enthätt vorzugsweise ein oder mehrere Verbindungen der Formeln la, Ib und/oder Ic ;
Das Medium enthätt neben ein oder mehreren Verbindungen der Formel I eine oder mehrere Verbindungen ausgewähtt aus der
Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II bis XI :
EMI20.1
EMI21.1
worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben : Ro n-Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu
9 C-Atomen ; Xo F, Cl, halogeniertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen, oder halogeniertes Alkenyl mit 2 bis 6 C-Atomen ; Ya und Y4 jeweils unabhängig voneinander H oder F ;
r 0 oder 1, -Das Medium enthält vorzugsweise zwei, drei, vier oder fünf
Verbindungen der Formel 11 ; -Das Medium enthält vorzugsweise ein oder mehrere Verbindungen der Formeln Ila bis Ilh :
EMI22.1
EMI23.1
worin R und Y'die oben angegebene Bedeutung haben.
-Die Verbindung der Formel IV ist vorzugsweise
EMI23.2
EMI24.1
- Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln XII bis XVIII :
EMI24.2
EMI25.1
worin Ro, Xo, Yn und y2 jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 2 angegebene Bedeutung haben. Vorzugsweise bedeutet X F, Cl, CF3, OCF3, OCHF2. R ist vorzugsweise Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 C-Atomen.
-Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der
Formel,
EMI25.2
worin R und X die oben angegebenen Bedeutungen haben, - Das Medium enthält zusätzlich ein oder mehrere Ester-Verbindungen der Formeln E1 bis E5 :
EMI26.1
<tb> <SEP> F
<tb> R <SEP> H <SEP> H <SEP> COOw <SEP> O <SEP> X <SEP> E1
<tb> <SEP> Y2
<tb> y2
<tb> Alkyl <SEP> H <SEP> COO <SEP> H <SEP> Alkyl* <SEP> E3
<tb> Alkyl <SEP> H <SEP> H <SEP> COO-O <SEP> H <SEP> Alkyl* <SEP> E4
<tb> <SEP> y3 <SEP> Y'
<tb> <SEP> E5
<tb> R <SEP> H <SEP> O <SEP> COO-O <SEP> X
<tb> <SEP> y2
<tb> worin R , X , y', Y2, y3 die oben angegebenen Bedeutungen haben.
- Das Medium enthält zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der
Formeln Xa bis Xd :
EMI26.2
Alkyl <SEP> H <SEP> H <SEP> Alkyl* <SEP> Xa
<tb> Alkyl <SEP> H <SEP> H <SEP> O-Alkyl* <SEP> Xb
<tb> Alkyl <SEP> 9 <SEP> Alkenyl* <SEP> Xc
<tb>
EMI27.1
<tb> Alkenyl <SEP> H <SEP> H <SEP> Alkenyl* <SEP> Xd
<tb> - Das Medium enthält zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der Formeln
EMI27.2
EMI28.1
worin R die oben angegebenen Bedeutungen hat ; - Das Medium enthält ein oder mehrere Verbindungen der Formel E1a,
EMI28.2
worin Ro die oben angegebene Bedeutung hat ; -Der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis XI zusammen beträgt im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-% ;
-Der Anteil an Verbindungen der Formel I beträgt im Gesamtgemisch
5 bis 50 Gew.-% ; -Der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis XI im Gesamtgemisch beträgt 20 bis 80 Gew.-% ;
EMI28.3
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> <SEP> XX <SEP> istvorzugsweise <SEP> {F, <SEP> {$F, <SEP> {+F,
<tb> <SEP> y2 <SEP> F
<tb> <SEP> F <SEP> F
<tb> wOCF3, <SEP> XOCF3, <SEP> {+OCF3, <SEP> e <SEP> CF3,
<tb> <SEP> F
<tb> <SEP> F <SEP> F <SEP> F
<tb> XCF3, <SEP> XCF3, <SEP> {OCHF2, <SEP> OCHF2,
<tb> <SEP> F
<tb> <SEP> F
<tb>
EMI29.1
- Das Medium enthält Verbindungen der Formeln II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X oder XI ;
Ro ist geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen ; - Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen der Formeln I bis XI ; - Das Medium enthält weitere Verbindungen, vorzugsweise ausgewähit aus der folgenden Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln XIX bis XXII :
EMI29.2
worin Ro und Xo die oben angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phenylenringe durch CN, Chlor oder Fluor substituiert sein können. Vorzugsweise sind die 1,4-Phenylenringe ein-oder mehrfach durch Fluoratome substituiert.
- Das Gewichtsverhältnis I : (II + III + IV + V + VI + Vil + VIII + IX + X +
XI) ist vorzugsweise 1 : 10 bis 10 : 1.
- Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln I bis XVIII.
-Der Anteil an Verbindungen der Formeln Xa bis Xd beträgt im Ge samtgemisch 3-45 Gew.-%, vorzugsweise 5-40 Gew.-%, insbeson dere 5-30 Gew.-%.
-Der Anteil der Verbindungen der Formel E1 beträgt im Gesamtge misch 10-60 Gew.-%, vorzugsweise 10-45 Gew.-%, insbesondere 15-40 Gew.-%.
-Der Anteil der Verbindungen der Formeln E2 und/oder E3 im Ge samtgemisch beträgt 1-30 Gew.-%, vorzugsweise 3-20 Gew.-% und insbesondere 3-15 Gew.-%.
-Der Anteil der Verbindungen der Formel E4 ist vorzugsweise 20
Gew.-%, insbesondere : 10 Gew.-%.
Es wurde gefunden, dass bereits ein relativ geringer Anteil an Verbindungen der Formel I im Gemisch mit üblichen Flüssigkristallmaterialien, insbesondere jedoch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formel II, III, IV, V, Vl, Vll, Vlil, IX, X und/oder XI zu einer Erniedrigung der Schwellenspannung und zu niedrigen Werten für die Doppelbrechung führt, wobei gleichzeitig breite nematische Phasen mit tiefen Übergangstemperaturen smektisch-nematisch beobachtet werden, wodurch die Lagerstabilität drastisch verbessert wird.
Bevorzugt sind insbesondere Mischungen, die neben ein, zwei, drei, vier oder mehr Verbindungen der Formel I ein, zwei, drei oder vier Verbindungen der Formel IV enthalten, insbesondere Verbindungen der Formel IVa, worin X F oder OCF3 bedeutet.
Die Verbindungen der Formeln I bis XI sind farblos, stabil und untereinander und mit anderen Flüssigkristallmaterialien gut mischbar.
Der Ausdruck"Alkyl"bzw."Alkyl*"umfasst geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 1-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl. Gruppen mit 2-5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
Der Ausdruck"Alkenyl"bzw."Alkenyl*"umfasst geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit 2-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders Alkenylgruppen sind C2 C7-1 E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl, C5-C7-4-Alkenyl, C6-C7-5-Alkenyl und C7-6-Alkenyl, insbesondere C2-C7-1 E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl und C5-C74-Alkenyl.
Beispiele bevorzugter Alkenylgruppen sind Vinyl, 1 E-Propenyl, 1 E-Butenyl, 1 E-Pentenyl, 1 E-Hexenyl, 1 E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Gruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
Der Ausdruck"Fluoralkyl"umfasst vorzugsweise geradkettige Gruppen mit endständigen Fluor, d. h. Fluormethyl, 2-Fluorethyl, 3-Fluorpropyl, 4-Fluorbutyl, 5-Fluorpentyl, 6-Fluorhexyl und 7-Fluorheptyl. Andere Positionen des Fluors sind jedoch nicht ausgeschlossen.
Der Ausdruck"Oxaalkyl"umfasst vorzugsweise geradkettige Reste der Formel CnH2n+,-O- (CH2) m, worin n und m jeweils unabhängig voneinander 1 bis 6 bedeuten. Vorzugsweise ist n = 1 und m 1 bis 6.
Durch geeignete Wahl der Bedeutungen von Ro und Xo können die Schaltzeiten, die Schwellenspannung, die Steilheit der Transmissions kennlinien etc. in gewünschter Weise modifiziert werden. Beispielsweise führen 1 E-Alkenylreste, 3E-Alkenylreste, 2E-Alkenyloxyreste und dergleichen in der Regel zu kürzeren Ansprechzeiten, verbesserten nematischen Tendenzen und einem höheren Verhältnis der elastischen Konstanten k33 (bend) und k (splay) im Vergleich zu Alkyl-bzw. Alkoxyresten.
4-Alkenylreste, 3-Alkenylreste und dergleichen ergeben im allgemeinen tiefere Schwellenspannungen und kleinere Werte von k33/k, 1 im Vergleich zu Alkyl-und Alkoxyresten.
Das optimale Mengenverhältnis der Verbindungen der Formeln I und 11 + III + IV + V + Vi + VII + VIII + IX + X + XI hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der Formeln I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X und/oder XI und von der Wahl weiterer gegebenenfalls vorhandener Komponenten ab. Geeignete Mengenverhältnisse innerhalb des oben angegebenen Bereichs können von Fall zu Fall leicht ermittelt werden.
Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln I bis XVIII in den erfin dungsgemässen Gemischen ist nicht kritisch. Die Gemische können daher eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten zwecks Optimierung verschiedener Eigenschaften. Der beobachtete Effekt auf die Schaltzeiten und die Schwellenspannung ist jedoch in der Regel umso grösser je höher die Gesamtkonzentration an Verbindungen der Formeln I bis XVIII ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfin dungsgemässen Medien Verbindungen der Formel II bis XI (vorzugsweise II, III und/oder IV, insbesondere IVa), worin Xo F, OCF3, OCHF2, F, OCH=CF2, OCF=CF2 oder OCF2-CF2H bedeutet. Eine günstige synergistische Wirkung mit den Verbindungen der Formel I fuhrt zu besonders vorteilhaften Eigenschaften. Insbesondere Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I und der Formel Va zeichnen sich durch ihre niedrigen Schwellenspannungen aus.
Der Aufbau der erfindungsgemässen STN-bzw. MFK-Anzeige aus Polari- satoren, Elektrodengrundplatten und Elektroden mit Oberflachenbehand- lung entspricht der für derartige Anzeigen üblichen Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefasst und umfasst auch alle Abwandlungen und Modifikationen der MFK-Anzeige, insbesondere auch Matrix-Anzeigeelemente auf Basis poly-Si TFT oder MIM und ganz besonders reflektive Anzeigen.
Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemässen Anzeigen zu den bisher üblichen auf der Basis der verdrillten nematischen Zelle besteht jedoch in der Wahl der Flüssigkristallparameter der Flüssigkristallschicht.
Die Herstellung der erfindungsgemäss verwendbaren Flüssigkristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmässig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation. Weiterhin ist es möglich die Mischungen auf andere herkömmliche Arten, z. B. durch Verwendungen von Vormischungen, z. B.
Homologen-Mischungen oder unter Verwendung von sogenannten"Multi-Bottle"-Systemen herzustellen.
Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0-15 %, vorzugsweise 0-10 %, pleochroitische Farbstoffe und/oder chirale Dotierstoffe zugesetzt werden. Die einzelnen zugesetzten Verbindungen werden in Konzentrationen von 0,01 bis 6 %, bevorzugt von 0,1 bis 3 % eingesetzt. Dabei werden jedoch die Konzentrationsangaben der übrigen Bestandteile der Flüssigkristallmischungen also der flüssigkristallinen oder mesogenen Verbindungen, ohne Berücksichtigung der Konzentration dieser Zusatzstoffe angegeben.
C bedeutet eine kristalline, S eine smektische, Sc eine smektisch C, N eine nematische und I die isotrope Phase.
In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Ftüssigkristattverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäss folgender Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste CnH2n+, und CmH2m+, sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. Die Codierung gemäss Tabelle B versteht sich von selbst.
In Tabelle A ist nur das Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grund körper mit einem Strich ein Code für die Substituenten Ri, R2, Li und : Code für R1, R1 R2 L1 L2 R2, L1, L2 nm CnH2n+1 CmH2m+1 H H nOm CnH2n+1 OCmH2m+1 H H nO. m OCnH2n+1 CmH2m+1 H H n CnH2n+1 CN H H nN. FCnHzniCNHF nF CnH2n+1 F H H nOF OCnH2n+1 F H H nCl CnH2n+1 Cl H H nF. F CnH2n+1 F H F nF. F.
F CnH2n+1 F F F nCF3 CnH2n+1 CF3 H H nOCF3 CnH2n+1 OCF3 H H nOCF2 CnH2n+1 OCHF2 H H nS CnH2n+1 NCS H H rVsN CnH2n+1-CH=CH-CsH2s- CN H H V-T CH2=CH CF3 H H V2-T CH2-CH-C2H4 CF3 H H 1V-OT CH3-CH=CH OCF3 H H rEsN i-0-CsH2s-CNHH nAm CnH2n+1 COOCmH2m+1 H H nOCCF2. F. F CnH2n+ OCH2 CF2H F F Bevorzugte Mischungskomponenten finden sich in den Tabellen A und B.
Tabelle A :
EMI34.1
EMI35.1
EMI36.1
Tabelle B :
EMI37.1
EMI38.1
EMI39.1
Tabelle C In der Tabelle C werden mögliche Dotierstoffe angegeben, die in der Regel den erfindungsgemässen Mischungen zugesetzt werden.
EMI40.1
EMI41.1
R/S 2011 Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor-und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt, Kp. = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, N = nematische Phase, S = smektische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangstemperaturen dar. Die optische Anisotropie (589 nm, 20 C) und die Fliessviskosität v20 (mm2/sec) und die Rotationsviskosität yr (mPa s) wurden jeweils bei 20 C bestimmt.
Vio bezeichnet die Spannung für 10 % Transmission (Blickrichtung senkrecht zur Plattenoberflache). ton bezeichnet die Einschaltzeit und toff die Ausschaltzeit bei einer Betriebsspannung entsprechend dem zweifachen Wert von Vit. an bezeichnet die optische Anisotropie und no den Brechungsindex. As bezeichnet die dielektrische Anisotropie (As = gil-sl, wobei sil die Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen und si die Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bedeutet). Die elektrooptischen Daten wurden in einer TN-Zelle im 1.
Minimum (d. h. bei einem d-An-Wert von 0,5) bei 20 C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. Die optischen Daten wurden bei 20 C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.
"Übliche Aufarbeitung"bedeutet : man gibt gegebenenfalls Wasser hinzu, extrahiert mit Dichlormethan, Diethylether, Methyl-tert. Butylether oder Toluol, trennt ab, trocknet die organische Phase, dampft ein und reinigt das Produkt durch Destillation unter reduziertem Druck oder Kristallisation und/oder Chromatographie.
Folgende Abkürzungen werden verwendet : n-BuLi 1,6 molare Lösung von n-Butyllithium in n-Hexan DMAP 4- (Dimethylamino)-pyridin THF Tetrahydrofuran DCC N, N'-Dicyclohexylcarbodiimid Beispiel 1
EMI42.1
Schritt 1.1
EMI42.2
1,350 mol 3,4,5-Trifluorphenylboronsäure, 1,400 mol 1-Brom-3-fluor-4- iodbenzol, 0,08 mol Palladium (II) acetat, 0,012 mol Triphenylphosphin in 21 2-Propanol werden über Nacht unter N2 am Rückfluss gekocht. Die Reaktionslösung lässt man auf Raumtemperatur abkühlen, versetzt mit Wasser und saugt über Celite ab. Das Filtrat wird wie üblich aufgearbeitet.
Schritt 1.2
EMI43.1
0,538 mol A werden 11 Diethylether gelöst und bei-70 C werden zu der Lösung 340 ml BuLi (15% ige Lösung in n-Hexan) zugetropft. Man rührt 0,5 h vor der Zugabe von 0, 541 mol Trimethylborat. Das Reaktionsgemisch iässt man von-70 C auf-15 C erwärmen und versetzt mit 70 ml Eisessig und 100 ml Wasser. Anschliessend ! Schritt 1.3
EMI44.1
0,124 mol B, 0,124 mol C, 0,005 mol DMAP werden in 200 ml Toluol unter Rühren in einer N2-Atmosphäre vorgelegt und mit einer Lösung bestehend aus 0,140 mol DCC in 100 mi Toluol bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt.
Der Bodensatz wird nach beendeter Zugabe von DCC abgesaugt, mit Toluol gewaschen. Das Kristallisat wird aus n-Hexan umkristallisiert.
K 50 N 73,6 I ; An = 0,1140 ; As = 16,46.
Analog werden die folgenden Verbindungen der Formel
EMI44.2
hergestellt :
EMI45.1
EMI46.1
EMI47.1
EMI48.1
EMI49.1
EMI50.1
EMI51.1
EMI52.1
EMI53.1
EMI54.1
EMI55.1
EMI56.1
EMI57.1
EMI58.1
EMI59.1
EMI60.1
EMI61.1
EMI62.1
EMI63.1
EMI64.1
EMI65.1
EMI66.1
EMI67.1
EMI68.1
EMI69.1
EMI70.1
EMI71.1
Beispiel 2
EMI71.2
Schritt 2.1 (Bn = Benzyl)
EMI72.1
Eine Lösung von 0,1 mol E in 300 ml CH2CI2 wird bei-20 C nacheinander mit 0,105 mol AIC13 und 0,14 mol Oxalylchlorid versetzt.
Man rührt 1 h bei 20 C, lässt auf Raumtemperatur erwärmen und versetzt langsam unter Eiskühlung mit Wasser. Zuletzt wird wie üblich aufgearbeitet.
Eine Mischung von 100 mmol F, 110 mmol 1,3-Propandithiol, 110 mmol Trifluormethansulfonsaure, 150 ml Toluol und 150 ml Isooctan wird am Wasserabscheider bis zum Reaktionsende unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wird mit Diethylether verdünnt und das ausgefallene Produkt abgesaugt.
Schritt 2.2
EMI72.2
Eine Suspension von 100 mmol Dithianylium-Triflat G wird in 300 ml CH2CI2 auf-70 C gekühit. Anschliessend wird eine Mischung aus 150 mmol des 1, 2-Difluorphenols, 160 mmol NEt3 und 100 ml CH2C12 zugetropft. Nach 0,5 h gibt man zuerst 1 mo ! NEts-3 HF zu, anschliessend 500 mmol Dimethyldibromhydanthoin. Man ässt auf 0 C erwärmen, versetzt mit 1 N NaOH und arbeitet wie üblich auf.
Schritt 2.3
EMI73.1
Eine Lösung von 100 mmol H in 500 ml THF wird in Gegenwart von 5 g 5 % Palladium/Aktivkohle bei Normaldruck und Raumtemperatur hydriert.
Der Katalysator wird abfiltriert und das Filtrat wird bis zur Trockene eingeengt.
Schritt 2.4
EMI73.2
0,124 mol l, 0,124 mol J, 0,005 mol DMAP werden in 200 ml Toluol unter Rühren in einer N2-Atmosphäre vorgelegt und mit einer Lösung bestehend aus 0,140 mol DCC in 100 ml Toluol bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt. Der Bodensatz wird nach beendeter Zugabe von DCC abgesaugt, mit Toluol gewaschen. Das Kristallisat wird aus n-Hexan umkristallisiert.
Analog werden die folgenden Verbindungen der Formel
EMI74.1
hergestellt :
EMI74.2
EMI75.1
EMI76.1
EMI77.1
EMI78.1
EMI79.1
EMI80.1
EMI81.1
EMI82.1
EMI83.1
EMI84.1
EMI85.1
EMI86.1
EMI87.1
EMI88.1
EMI89.1
EMI90.1
EMI91.1
EMI92.1
EMI93.1
EMI94.1
EMI95.1
EMI96.1
EMI97.1
EMI98.1
EMI99.1
EMI100.1
Beispiel 3
EMI101.1
Schritt 3 1
EMI101.2
Eine Lösung von 0,1 mol M in 300 ml THF wird bei-70 C mit 0,11 mol 2,5 m nBuLi in Hexan versetzt. Man rührt 3 h bei-70 C und giesst die Lösung dann auf Trockeneis. Das Produkt wird wie üblich aufgearbeitet.
Schritt 3.2
EMI101.3
Eine Mischung von 100 mmol N, 110 mmol 1,3-Propandithiol, 110 mmol Trifluormethansulfonsäure, 150 ml Toluol und 150 ml Isooctan wird am Wasserabscheider bis zum Reaktionsende unter Rückfluss erhitzt. Nach dem Abkühlen wird mit Diethylether verdünnt und das ausgefallene Produkt abgesaugt.
Schritt 3.3
EMI102.1
Eine Suspension von 100 mmol Dithianylium-Triflat O wird in 300 ml CH2Cl3 auf-70 C gekühit. Anschliessend wird eine Mischung aus 150 mmol des entsprechenden Phenols, 160 mmol NEt3 und 100 ml CH2CI2 zugetropft. Nach 0,5 h gibt man zuerst 1 mol NEt3 # 3 HF zu, anschliessend 500 mmol Dimethyldibromhydenthoin. Man ! ässt auf 0 C erwärmen, versetzt mit 1 N NaOH und arbeitet wie üblich auf.
Schritt 3.4
EMI102.2
Eine Lösung von 100 mmol P in 500 ml THF wird in Gegenwart von 5 g 5 % Palladium/Aktivkohle bei Normaldruck und Raumtemperatur hydriert.
Der Katalysator wird abfiltriert und das Filtrat wird bis zur Trockene eingeengt.
Schritt 3.5
EMI103.1
0,124 mol Q, 0,124 mol R, 0,005 mol DMAP werden in 200 ml Toluol unter Rühren in einer N2-Atmosphäre vorgelegt und mit einer Lösung bestehend aus 0,140 mol DCC in 100 ml Toluol bei Raumtemperatur tropfenweise versetzt. Der Bodensatz wird nach beendeter Zugabe von DCC abgesaugt, mit Toluol gewaschen. Das Kristallisat wird aus n-Hexan umkristallisiert.
Analog werden die folgenden Verbindungen der Formel
EMI103.2
hergestellt :
EMI104.1
EMI105.1
EMI106.1
EMI107.1
EMI108.1
EMI109.1
EMI110.1
EMI111.1
EMI112.1
EMI113.1
EMI114.1
EMI115.1
EMI116.1
EMI117.1
EMI118.1
EMI119.1
EMI120.1
EMI121.1
EMI122.1
EMI123.1
EMI124.1
EMI125.1
EMI126.1
EMI127.1
EMI128.1
EMI129.1
EMI130.1
Mischungsbeispiele Beispiel A BCH-32 5,00 % S # N [ C] :-40,0 CCP-2F. F. F 11, 00 % Klärpunkt [ C] : +67, 5 CCP-3F.
F. F 10,00 % #n [589 nm, 20 C] : +0,0958 CCP-30CF3 8,00 % d##n [ m, 20 C] : 0, 50 CCP-40CF3 2,00 % Twist [ ] : 90 CGU-2-F 10,00 % V10[V] : 0,96 CGU-3-F 10, 00 % CGU-5-F 4, 00 % CCZU-2-F 5,00 % CCZU-3-F 15, 00 % CZGU-2-F 9,00 % CZGU-3-F 11, 00 % Beispiel B BCH-32 5,00 % S # N [ C] :-40, 0 CCH-34 2,00 % Klärpunkt [ C] : +70, 5 CCP-2F. F. F 10,00 % #n [589 nm, 20 C]: +0,0956 CCP-3F.
F. F 8,00 % d##n [ m, 20 C] : 0, 50 CCP-30CF3 8,00% Twist [ ] : 90 CCP-40CF3 4,00 % V10[V] : 0, 99 CGU-2-F 10, 00 % CGU-3-F 10, 00 % CGU-5-F 3, 00 % CCZU-2-F 5, 00 % CCZU-3-F 15, 00 % CZGU-2-F 9,00 % CZGU-3-F 11,00 % Beispiel C CCH-34 4,00 % S # N [ C] :-40, 0 CCP-2F. F. F 6, 00 % Klärpunkt [ C] : +73, 5 CCP-3F.
F. F 9,00 % #n [589 nm, 20 C] : +0,0914 CCP-30CF3 9,00 % d##n [ m, 20 C] : 0,50 CCP-40CF3 7,00 % Twist [ ] : 90 CGU-2-F 10,00 % V10[V] : 0,97 CGU-3-F 10, 00 % CCZU-2-F 5, 00 % CCZU-3-F 15, 00 % CCZU-5-F 3, 00 % CZGU-2-F 11,00 % CZGU-3-F 11,00 % Beispiel D BCH-32 5,00 % Klärpunkt [ C] : 75,1 BCH-2F. F 11,00 % #n [589 nm, 20 C]: 0,1083 BCH-3F. F 10,00 % ## [1 kHz, 20 C] : 11, 2 CCP-30CF3 8,00 % CCP-40CF3 2,00 % CGU-2-F 10,00 % CGU-3-F 10,00 % CGU-5-F 4, 00 % CCZU-2-F 5, 00 % CCZU-3-F 15,00 % CZGU-2-F 9, 00 % CZGU-3-F 11,00 % Beispiel E CCH-34 4,00 % Klärpunkt [ C] : 74,3 CCP-2F.
F. F 6,00 % #n [589 nm, 20 C] : 0, 0812 CCP-3F. F. F 9,00 % ## [1 kHz, 20 C] : 10, 2 CCP-30CF3 11,00 % CCP-40CF39, 00 % PCH-7F 6, 00 % CGU-3-F 10, 00 % CCZU-2-F 5, 00 % CCZU-3-F 15, 00 % CCZU-5-F 3,00 % CZGU-2-F 11,00 % CZGU-3-F 11, 00% Beispiel F PCH-5F 3,20 % klärpunkt [ C] : +113, 0 CCP-20CF2. F. F 17,04 % ## [1kH2, 20 C] : +10, 5.
CCP-30CF2. F. F 16, 00 % CCP-50CF2. F. F 17,04 % CUP-2F. F 5, 36 % CUP-3F. F 5, 36 % CBC-33F 5,36 % CBC-53F 5,36 % CBC-55F 5,28 % CZGU-3-F 20,00 % Beispiel G CCH-34 6, 00 % CC-3-V1 2,00 % CCP-2F. F. F 7, 00 % CCP-3F. F. F 3, 00 % BCH-3F. F. F 2, 00 % CCP-20CF3 4,00 % CCP-30CF3 8,00 % CCP-30CF3 5,00 % CGU-2-F 11, 00 % CGU-3-F 10, 00 % CCZU-2-F 5, 00 % CCZU-3-F 15,00 % CCZU-5-F 2, 00 % CZGU-2-F 11,00 % CZGU-3-F 9,00 % Beispiel H CC-3-V1 10, 00 % S o N [ C] : < -40 CCP-2F. F. F 7,00 % Klärpunkt [ C] : +70,0 CCP-3F.
F. F 8,00 % #n [589 nm, 20 C] : +0,0905 CCP-30CF3 8,00 % γ1 [mPa#s, 20 C] : 147 CGU-2-F 10,00 % d # #n [20 C] : 0,50 CGU-3-F 10,00 % Twist [ ] : 90 CCZU-2-F 5,00 % V10[V] : 1,24 CCZU-3-F 15,00 % CCZU-5-F 5, 00 % CZGU-2-F 11,00 % CZGU-3-F 11,00 % Beispiel I CCH-34 2, 00 % S o N [ C] : < -40 CC-3-V1 9, 00 % Klärpunkt [ C] : +69,5 CCP-2F. F. F 6, 00% An [589 nm, 20 C] : +0,0897 CCP-3F.
F. F 9,00 % γ1 [mPa#s, 20 C] : CCP-30CF3 7,00 % d # #n [20 C] : 0, 50 CGU-2-F 10,00 % Twist [ ] : 90 CGU-3-F 10,00 % V10[V] : 1,24 CCZU-2-F 5, 00 % CCZU-3-F 15, 00 % CCZU-5-F 5, 00 % CZGU-2-F 11, 00 % CZGU-3-F 11, 00 % Beispiel J CC-3-V1 8, 00 % S o N [ C] : < -40 CCP-2F. F. F 6,00 % Klärpunkt [ C] : +70,0 CCP-3F.
F. F 11, 00% An [589 nm, 20 C]: +0, 0907 CCP-30CF3 8,00 % γ1 [mPa#s, 20 C]: 153 CGU-2-F 10, 00 % d An [20 C] : 0, 50 CGU-3-F 10, 00 % Twist [ ] : 90 CCZU-2-F 5,00 % V10[V] : 1, 21 CCZU-3-F 15,00 % CCZU-5-F 5,00 % CZGU-2-F 11,00 % CZGU-3-F 11, 00 % Beispiel K CZGU-3-F 20,00 % S # N [ C] : < -40 CCH-34 5,00 % Klärpunkt [ C] : +70,0 CCP-2F. F. F 9,00 % #n [589 nm, 20 C] : +0, 0895 CCP-3F.
F. F 8,00 % γ1 [mPa#s, 20 C] : 155 CCP-30CF3 9,00 % d # #n [20 C]: 0,50 CCP-40CF3 6, 00% Twist [ ] : 90 CGu-2-F 11,00 % V10 [V]: 1, 22 CGU-3-F 10,00 % CCZU-2-F 5,00 % CCZU-3-F 15, 00% CCZU-5-F 2,00 % CZGU-2-F 11, 00% CZGU-3-F 9, 00%
Claims
Patentansprüche 1. Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von pola ren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel I
EMI137.1
enthält, worin R H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder
CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkylrest mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch-O-,-S-,
EMI137.2
-CO-,-CO-O-,-0-CO-,-CH=CH-,-C=-C- oder-O-CO-O-so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, A'und A2 jeweils unabhängig voneinander (a)
trans-1,4-Cyclohexylenrest, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch
0-und/oder-S-ersetzt sein können, (b) 1, 4-Pheylenrest, worin auch eine oder zwei CH
Gruppen durch N ersetzt sein können, (c) 1,4-Cyclohexenylenrest, (d) Rest aus der Gruppe 1,4-Bicyclo- (2, 2, 2)-octylen,
Piperidin-1,4-diyl, Naphthalin-2, 6-diyl, Decahydronaphthalin-2, 6-diyl und 1,2,3,4
Tetrahydronaphthalin-2, 6-diyl, wobei die Reste (a) bis (d) ein-oder mehrfach durch CN oder Fluor substituiert sein können,
Z und Z1 jeweils unabhängig voneinander -COO-, -O-CO-, -CH2O-,-OCH2-,-C2H4-,-CH=CH-,-CF20-,-OCF2-, -C=-C-,- (CH2) 4-,-CH=CH-C2H4-,-C2F4-oder eine
Einfachbindung,
L'oder L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Y F, Cl, CN oder mit ein oder mehreren Halogenatomen substituierter Alkyl-oder Alkoxyrest mit 1 bis 6 C
Atomen, worin auch ein oder mehrere CH2-Gruppen durch-0-oder-CH=CH-ersetzt sein können, so dass O
Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, m 0 oder 1 bedeuten.
2. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätz- lich eine oder mehrere Verbindungen ausgewähtt aus der Gruppe bestehend aus den aligemeinen Formeln II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX,
X und XI enthält :
EMI138.1
EMI139.1
EMI140.1
worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben :
Ro n-Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 7 C-Atomen,
Xo F, Cl, halogeniertes Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit 1 bis
6 C-Atomen,
Y1 bis Y4 jeweils unabhängig voneinander H oder F, r 0 oder 1.
3. Medium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis XI zusammen im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-% beträgt.
4. Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formel I im Gesamtgemisch 5 bis 50
Gew.-% beträgt.
5. Medium nach mindestens einem der Ansprüche 2 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis
XI im Gesamtgemisch 20 bis 80 Gew.-% beträgt.
6. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der Formel E1
EMI141.1
enthält, worin R , X und y2 die in Anspruch 2 angegebenen Bedeutungen haben.
7. Medium nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass X F oder
OCF3 und y2 H oder F bedeuten.
8. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der Formel IVa
EMI141.2
enthält, worin Ro und X0 die in Anspruch 2 angegebenen Bedeutungen haben.
9. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Formel I ausgewählt ist aus der Gruppe der
Verbindungen la bis Ih :
EMI142.1
EMI143.1
worin R, Y, L'und L2 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben und L3 und L4 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
10. Flüssigkristalline Verbindungen der Formel I
EMI143.2
worin R H, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder
CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen sub stituierten Alkylrest mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch-O-,-C=C-, -CH=CH-,-S-,
EMI143.3
¯co-, ¯CO-O-,-0-co- oder-0-CO-O-so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, A'und A2 jeweils unabhängig voneinander (a) trans-1, 4-Cyclohexylenrest, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch O-und/oder-S-ersetzt sein können.
(b) 1, 4-Phenylenrest, worin auch eine oder zwei CH
Gruppen durch N ersetzt sein können, (c) 1, 4-Cyclohexenylenrest, (d) Rest aus der Gruppe 1, 4-Bicyclo-(2, 2,2)-octylen,
Piperidin-1,4-diyl, Naphthalin-2, 6-diyl,
Decahydronaphthalin-2, 6-diyl und 1,2,3,4 Tetrahydronaphthalin-2, 6-diyl, wobei die Reste (a) bis (d) ein-oder mehrfach durch CN oder Fluor substituiert sein können, Z und Z'jeweils unabhängig voneinander-COO-,-O-CO-, -CH20-,-OCH2-,-C2H4-,-CH=CH-,-CF20-,-OCF2-, -C=C-,- (CH2) 4-,-CH=CH-C2H4-,-C2F4-oder eine
Einfachbindung, L'oder L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F, Y F, Cl, CN oder mit ein oder mehreren Halogenatomen substituierter Alkyl-oder Alkoxyreste mit 1 bis 6 C
Atomen,
worin auch ein oder mehrere CH2-Gruppen durch-O-oder-CH=CH-ersetzt sein können, so dass
0-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und m 0 oder 1 bedeuten.
11. Verbindungen der Formel
EMI145.1
worin Ll L2 und Y die in Anspruch 10 angegebenen Bedeutungen haben.
12. Verwendung des flüssigkristallinen Mediums nach Anspruch 1 für elektrooptische Zwecke.
13. Elektrooptische Flüssigkristallanzeige enthaltend ein flüssigkristal- lines Medium nach Anspruch 1.
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