EP3898890A1 - Flüssigkristallines medium - Google Patents
Flüssigkristallines mediumInfo
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Definitions
- the present invention relates to a liquid-crystalline medium (LC medium), its use for electro-optical purposes and LC displays containing this medium.
- LC medium liquid-crystalline medium
- Liquid crystals are mainly used as dielectrics in display devices, since the optical properties of such substances can be influenced by an applied voltage.
- Electro-optical devices based on liquid crystals are well known to the person skilled in the art and can be based on various effects. Such devices are, for example, cells with dynamic scattering, DAP cells (deformation of aligned phases), guest / host cells, TN cells with a twisted nematic ("twisted nematic") structure, STN cells (“super-twisted nematic”) , SBE cells (“superbirefringence effect”) and OMI cells ("optical mode interference").
- the most common display devices are based on the Schadt-Flelfrich effect and have a twisted nematic structure.
- the liquid crystal materials must have good chemical and thermal stability and good stability against electric fields and electromagnetic radiation. Furthermore, the liquid crystal materials should have a low viscosity and give short response times, low threshold voltages and a high contrast in the cells.
- liquid crystals are generally used as mixtures of several components, it is important that the components are readily miscible with one another.
- dielectric anisotropy and optical anisotropy must meet different requirements depending on the cell type and application.
- materials for cells should also be twisted nematic structure have a positive dielectric anisotropy and a low electrical conductivity.
- LC media with large positive dielectric anisotropy, wide nematic phases, relatively low birefringence, very high specific
- Such matrix liquid crystal displays are known.
- active elements i.e. transistors
- non-linear elements for the individual switching of the individual pixels.
- active matrix where one has two types
- MOS Metal Oxide Semiconductor
- TFT Thin film transistors
- the TN effect is usually used as the electro-optical effect.
- TFTs made from compound semiconductors such as CdSe or TFT's based on polycrystalline or amorphous silicon The latter technology is being worked on with great intensity worldwide.
- the TFT matrix is applied to the inside of one glass plate of the display, while the other glass plate carries the transparent counter electrode on the inside. Compared to the size of the pixel electrode, the TFT is very small and practically does not disturb the image.
- This technology can also be expanded for full color images are, wherein a mosaic of red, green and blue filters is arranged such that each filter element is opposite a switchable picture element.
- the TFT displays usually work as TN cells with crossed polarizers in transmission and are illuminated from behind.
- MLC displays of this type are particularly suitable for TV applications (e.g. pocket TVs) or for high-information displays for computer applications (laptops) and in automobile or aircraft construction.
- reflective liquid crystal displays are also of particular interest. These reflective liquid crystal displays use the ambient light for information display. This means that they consume significantly less energy than backlit liquid crystal displays with the appropriate size and resolution. Since the TN effect is characterized by a very good contrast, such reflective displays are also in bright
- Liquid crystals with small birefringence are even more important than with transmissive displays, since reflective displays are the effective ones
- Layer thickness that the light traverses is approximately twice as large as in transmissive displays with the same layer thickness.
- LC media are desired, which enable the following advantages in the cells:
- the invention has for its object LC media, in particular for the type MFK, TN, PS-TN, STN, ECB, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS or to provide positive VA displays which do not or only show the disadvantages mentioned above, and preferably have fast switching times and low rotational viscosities with a high clearing point, and high dielectric anisotropy and a low threshold voltage.
- the invention relates to a liquid-crystalline (LC) medium, characterized in that it has a positive dielectric anisotropy and contains one or more compounds of the formula IA and one or more compounds of the formula IB
- R 1 and R 2 are each independently alkyl, alkoxy, oxaalkyl or fluoroalkyl, each having 1 to 8 carbon atoms, and wherein the LC medium no compounds selected from
- the LC medium according to the invention preferably does not contain any
- Another object of the present invention is the use of LC mixtures according to the invention as described above and below in electro-optical displays, in particular LC displays, preferably in TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS, posi-VA and PS-posi-VA displays, as well as in FK windows and shutter glasses, especially for 3D applications.
- Another object of the invention is an electro-optical display, in particular an LC display, preferably of TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS, posi-VA or posi- PS-VA type, an FK window, or shutter glasses for 3D applications, containing an FK medium according to the invention.
- meogenic group is known to the person skilled in the art and is described in the literature, and means a group which, through the anisotropy of its attractive and repulsive interactions, contributes significantly to one in low molecular weight or polymeric substances
- LC liquid crystal
- mesogenic compounds do not necessarily have to have an LC phase themselves. It is also possible that mesogenic compounds only exhibit LC phase behavior after mixing with others Show compounds and / or after polymerization.
- Typical mesogenic groups are, for example, rigid rod-shaped or disc-shaped units.
- spacer or "spacer group”, also referred to above and below as “Sp”, is known to the person skilled in the art and is described in the literature, see for example Pure Appl. Chem. 2001, 73 (5), 888 and C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368. Unless otherwise stated, the term means
- reactive mesogen denotes a compound containing a mesogenic group and one or more functional groups which are suitable for the polymerization (also referred to as polymerizable group or group P).
- polymerizable compound denotes a monomeric polymerizable compound.
- Alkoxy radical can be straight-chain or branched. It is preferably straight-chain, has 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and accordingly preferably means ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy or heptoxy, furthermore methyl , Octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, methoxy, octoxy, nonoxy, decoxy, undecoxy, dodecoxy, tridecoxy or tetradedoxy.
- an alkyl radical is substituted at least once by flalogen, this radical is preferably straight-chain and flalogen is preferably F or CI. In the case of multiple substitution, flalogen is preferably F.
- the resulting residues also include perfluorinated residues. In the case of single substitution, the fluorine or chlorine substituent can be in any position, but preferably in the co-position.
- X ° is preferably F, CI or mono- or polypropylene alkyl or alkoxy radical having 1, 2 or 3 carbon atoms or mono- or polypropylene alkenyl radical having 2 or 3 carbon atoms.
- X ° is particularly preferably F, CI, CF3, CFIF 2 , OCF3,
- Carbon atoms especially the straight-chain groups methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl and hexyl. Groups of 2 to 5 carbon atoms are generally preferred.
- fluoroalkyl preferably encompasses straight-chain groups with terminal fluorine, ie fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl, 5-fluoropentyl, 6-fluorohexyl and 7-fluoroheptyl. However, other positions of the fluorine are not excluded.
- oxaalkyl or "alkoxy” preferably includes straight-chain radicals of the formula C n Fl 2n + i -0- (CFl 2 ) m , where n and m each independently represent an integer from 1 to 6 m can also be 0 mean.
- the compounds of the formula IA are preferably selected from the following sub-formulas:
- the LC medium according to the invention contains one or more compounds of the formula IA, preferably selected from the group consisting of the formulas IA1 and IA2, particularly preferably selected from the group consisting of the formulas IA1 a, IA1 b and IA2a particularly preferably of the formula IA1 a and / or IA1 b.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 3 to 25% by weight, particularly preferably 5 to 20% by weight.
- the total concentration of these compounds is
- the compounds of the formula IB are preferably selected from the following sub-formula:
- the LC medium according to the invention contains one or more compounds of the formula IB, preferably selected from formula IB1, particularly preferably selected from the group consisting of the formulas IB1 a and IB1 b, very particularly preferably of the formula IB1 a.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 3 to 25% by weight, particularly preferably 8 to 20% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 5 to 30% by weight, particularly preferably 8 to 25% by weight.
- the LC medium according to the invention contains one or more compounds of the formula IA, preferably of the formula IA1, very particularly preferably of the formula IA1 a and / or of the formula IA1 b, and one or more compounds of the formula IB, preferably of the formula IB1, very particularly preferably of the formula IB1 a.
- LC medium according to the invention one or more stabilizers.
- Preferred stabilizers are selected from the group consisting of the following formulas
- R a_d straight-chain or branched alkyl having 1 to 10 C atoms
- Particularly preferred stabilizers of the formula S3 are selected from formula S3A
- n2 is an integer from 1 to 12, and wherein one or more F1 atoms in the group (CF are optionally replaced by methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl or flexyl.
- Very particularly preferred stabilizers are selected from the group consisting of the following formulas
- this contains
- LC medium according to the invention one or more stabilizers selected from the group consisting of formula S1-1, S2-1, S3-1, S3-1, S3-3 and S4-1.
- LC medium according to the invention one or more stabilizers selected from Table D below.
- the concentration of the stabilizers in particular those of the formulas S1-S3 and their sub-formulas, and those of Table D, in which
- LC medium according to the invention is preferably 10 to 500 ppm, particularly preferably 20 to 100 ppm.
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas:
- Preferred compounds of the formula II and III are those in which Y denotes H.
- R ° denotes alkyl having 1 to 6 C atoms, preferably ethyl or propyl, and X ° F or OCF 3 , preferably F.
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas:
- R ° and X ° have the meaning given in formula II or one of the preferred meanings given above and below.
- Preferred compounds are those of the formulas 111, II2 and II3, particularly preferably those of the formulas 111 and II2.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 C atoms, particularly preferably ethyl or propyl
- X ° preferably denotes F or OCF3, particularly preferably F.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula II or their sub-formulas in which Y ° is CFI 3 .
- the LC medium preferably contains one or more compounds of the formula II selected from the following sub-formulas:
- R ° and X ° have the meaning given in formula II or one of the preferred meanings given above and below.
- Preferred compounds are those of the formulas IIA1, IIA2 and IIA3, those of the formulas IIA1 and IIA2 are particularly preferred.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 C atoms, particularly preferably ethyl or propyl
- X ° preferably denotes F or OCF3, particularly preferably F.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula III selected from the following sub-formulas:
- R ° and X ° have the meaning given in formula II or one of the preferred meanings given above and below.
- Preferred compounds are those of the formula 1111, III4, III6, 11116, 11119 and III20.
- R means
- alkyl with 1 to 6 carbon atoms particularly preferably ethyl or propyl
- X ° preferably denotes F or OCF 3 , particularly preferably F
- Y 2 preferably denotes F.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula III or their sub-formulas as described above and below in which Y ° is CFI 3 .
- the LC medium preferably contains one or more compounds of the formula III selected from the following sub-formulas:
- R ° and X ° have the meaning given in formula III or one of the meanings given above and below.
- Preferred compounds are those of the formula IIIA1, IIIA4, IIIA6, IIIA16, IIIA19 and IIIA20.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 C atoms, particularly preferably ethyl or propyl
- X ° preferably denotes F or OCF3, particularly preferably F
- Y 2 preferably denotes F.
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas:
- R °, X ° and Y 1-4 have the meanings given above, and
- the compounds of the formula IV are preferably selected from the following formulas: F
- R ° and X ° have the meanings given above.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- the compounds of the formula IVa are preferably selected from the following sub-formula:
- R ° has the meaning given above and preferably means propyl or pentyl.
- the compounds of the formula IVc are preferably selected from the following sub-formulas: wherein R ° has the meaning given above and preferably means propyl or pentyl.
- the compound (s) of the formula IVc in particular of the formula IVc1, is (are) preferably present in the LC medium according to the invention in a concentration of 1-20% by weight, particularly preferably 2-15% by weight.
- the compounds of the formula V are preferably selected from the following sub-formulas:
- R ° and X ° have the meanings given above.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula Va1,
- alkyl has the meaning given in formula IA1 and preferably denotes ethyl, propyl or pentyl, very particularly preferably propyl.
- the compounds of the formula VI are preferably selected from the following sub-formulas: wherein R ° and X ° have the meanings given above.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula VIb1 and / or Much, in which "alkyl” has the meaning given in formula IA1 and preferably denotes ethyl, propyl or pentyl, very particularly preferably propyl.
- the compounds of the formula VII are preferably selected from the following sub-formulas:
- R ° and X ° have the meanings given above.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium additionally contains one or more compounds of the following formula: wherein R °, X ° and Y 1-4 each independently have one of the meanings given above.
- X ° preferably denotes F, CI, CF3, OCF3 or OCFIF2.
- R ° preferably denotes alkyl, alkoxy, oxaalkyl or fluoroalkyl, each with 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula IXa, where R ° has the meaning given above.
- R ° preferably denotes straight-chain alkyl, in particular ethyl, n-propyl, n-butyl or n-pentyl, particularly preferably n-propyl.
- the compound (s) of the formula IX, in particular of the formula IXa, is (are) preferably present in the LC medium according to the invention in a concentration of 1-15% by weight, particularly preferably 2-10% by weight.
- the LC medium additionally contains one or more compounds of the formula X:
- R ° is preferably alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula Xa, in which "alkyl” has the meaning given in formula IA1 and preferably denotes ethyl, propyl or pentyl, very particularly preferably propyl.
- the compound (s) of the formula X in particular of the formula Xa, is (are) preferably present in the LC medium according to the invention in a concentration of 0.5-10% by weight, particularly preferably 1-5% by weight.
- the LC medium additionally contains one or more compounds of the following formula:
- R ° and Y 2-4 each independently of one another have one of the meanings given above.
- R ° preferably denotes alkyl, alkoxy, oxaalkyl or fluoroalkyl, in each case with up to 6 C atoms.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula Xla, where R ° has the meaning given above.
- R ° preferably denotes straight-chain alkyl, in particular ethyl, n-propyl, n-butyl or n-pentyl, particularly preferably n-propyl.
- the compound (s) of the formula XI, in particular of the formula Xla, is (are) preferably in an LC medium according to the invention in one
- the LC medium additionally contains one or more compounds of the formula XII: in which R 1 and R 2 have the meanings given in formula IA and are preferably alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas:
- R 1 and R 2 have the meanings given in formula IA and LH or F.
- R 1 and R 2 are each, independently of one another, alkyl or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula XlVa in which "alkyl” and “alkyl * " each independently of one another have the meaning given in formula IA1 and preferably mean ethyl, propyl or pentyl, very particularly preferably ethyl or propyl.
- the LC medium additionally contains one or more compounds of the formula XVI,
- Particularly preferred compounds of the formula XVI are those selected from the group of the following sub-formulas: wherein "alkyl” and “alkyl * " have the meaning given in formula IA1 and are preferably ethyl, propyl or pentyl.
- the compounds of the formulas XVIb are preferred.
- the compounds are particularly preferably selected from the following sub-formulas
- the LC medium contains one or more compounds selected from the following formulas:
- L, R 1 and R 2 have the meanings given above and preferably R 1 and R 2 each independently represent alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- Compounds of the formula XVI 11 in which LF is are particularly preferred. Are particularly preferred
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas: wherein R ° and C ° each independently have one of the meanings given above and Y 1 -4 each independently represent H or F.
- X ° preferably denotes F, CI, CF 3 , OCF3 or OCHF2.
- R ° preferably denotes alkyl, alkoxy, oxaalkyl or fluoroalkyl, each with 1 to 6 carbon atoms.
- the LC medium particularly preferably contains one or more
- R ° has the meaning given above.
- R ° preferably denotes straight-chain alkyl, in particular ethyl, n-propyl, n-butyl or n-pentyl, particularly preferably n-propyl.
- the compound (s) of the formula XX in particular the formula XXa, is (are) preferably present in the LC medium according to the invention in a concentration of 1-15% by weight, particularly preferably 2-10% by weight.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula XXIa,
- R ° has the meaning given above.
- R ° preferably denotes straight-chain alkyl, in particular ethyl, n-propyl, n-butyl or n-pentyl, particularly preferably n-propyl.
- the compound (s) of the formula XXI, in particular of the formula XXIa, is (are) preferably in the media according to the invention in one Concentration of 1-15 wt.%, Particularly preferably 2-10 wt.% Contain.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula XXIIIa,
- R ° has the meaning given above.
- R ° preferably denotes straight-chain alkyl, in particular ethyl, n-propyl, n-butyl or n-pentyl, particularly preferably n-propyl.
- the compound (s) of the formula XXIII, in particular of the formula XXIIIa, is (are) preferably in an LC medium according to the invention in one
- the LC medium additionally contains one or more compounds of the formula XXIV,
- R ° and Y 1 6 have the meanings given above, s means 0 or 1
- X ° has the meaning given above or alkyl or alkoxy, preferably straight-chain, with 1 -6 carbon atoms, and means.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- X ° preferably denotes F;
- the compounds of the formula XXIV are preferably selected from the following sub-formulas:
- R °, X ° and Y 1 have the meanings given above.
- R ° preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- X ° is preferably F, and Y 1 is preferably F;
- R ° is straight-chain alkyl or alkenyl with 2 to 6 carbon atoms
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas:
- R 1 and X ° have the meanings given above.
- R 1 preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- X ° preferably denotes F or CI.
- XXIV preferably denotes CI.
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas:
- R 1 and X ° have the meanings given above.
- R 1 preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- X ° preferably means F.
- the LC medium preferably contains one or more
- the compounds of the formulas XXVI-XXIX are preferably present in the LC medium according to the invention in a concentration of 1-20% by weight, particularly preferably 1-15% by weight.
- the LC medium preferably contains at least one compound of the formula XXIX.
- the LC medium according to the invention particularly preferably contains one or more compounds of the formula XXIXa,
- R 1 has the meaning given above.
- R 1 preferably denotes straight-chain alkyl, in particular ethyl, n-propyl, n-butyl or n-pentyl, particularly preferably n-propyl.
- the compound (s) of the formula XXIX, in particular of the formula XXIXa, is (are) preferably present in the LC medium according to the invention in a concentration of 1-15% by weight, particularly preferably 2-10% by weight.
- the LC medium additionally contains one or more compounds selected from the following formulas
- R 1 and X ° have the meanings given above.
- R 1 preferably denotes alkyl having 1 to 6 carbon atoms.
- X ° preferably means F.
- the LC medium preferably contains one or more
- the compound (s) of the formulas XXX1 -XXX3 is (are) preferably present in the LC medium according to the invention in a concentration of 1-20% by weight, particularly preferably 1-15% by weight.
- the LC medium according to the invention contains no compounds of the formula IA or IB in which R 1 and / or R 2 are alkenyl, alkenyloxy, oxaalkenyl or
- the LC medium according to the invention preferably contains no compounds of the formula IA or IB in which R 1 and / or R 2 is an optionally fluorinated alkyl, alkoxy or
- the LC medium contains one or more compounds of the formula II, preferably selected from the group consisting of the formulas 111, II2 and II3, particularly preferably from formulas 111 and II2.
- the individual concentration of each of these compounds is
- Compounds is preferably 5 to 45% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula III, preferably selected from the group consisting of the formula 1111, III4, III6, 11116, 11119 and III20, particularly preferably from the group consisting of the formula 1111, III6, II 116 and III20.
- the concentration of each of these compounds is preferably 2 to 15% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably from 5 to 30% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula IV, preferably selected from formula IVa or IVc, particularly preferably from formula IVa1 or IVc1, very particularly preferably of the formula IVc1.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 2 to 15% by weight. The total concentration of this
- Compounds is preferably 5 to 20% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula V, particularly preferably of the formula Va, very particularly preferably of the formula Va1.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 1 to 20% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 5 to 20% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula VI, particularly preferably selected from the formulas Vlb and Vle, very particularly preferably from the formulas Vlb1 and Much.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 1 to 20% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 5 to 20% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XIII, particularly preferably of the formula XI III.
- the total concentration of these compounds is preferably 1 to 20% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XIV, particularly preferably of the formula XlVa.
- the concentration of each of these compounds is preferably 2 to 15% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 5 to 20% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula X, particularly preferably of the formula Xa.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 1 to 10% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 2 to 15% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XI, particularly preferably of the formula Xla.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 5 to 25% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 10 to 35% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XVIb, particularly preferably selected from the formulas XVIbl, XVIb2 and XVIb3.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 2 to 15% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 10 to 35% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XVIc, particularly preferably selected from the formulas XVIc1, XVIc2 and XVIc3.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 2 to 10% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 5 to 20% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds selected from the group consisting of the formulas XVI11, XVII2 and XVII3, particularly preferably of the formula XVI 11 in which L is F and / or the formula XVII2 in which L is F.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 1 to 8% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 2 to 10% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XX, particularly preferably of the formula XXa.
- the individual concentration of each of these compounds is preferably 2 to 10% by weight.
- the total concentration of these compounds is preferably 2 to 20% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XXI, particularly preferably of the formula XXIa.
- the concentration of each of these compounds is preferably 2 to 10% by weight.
- the total concentration of these compounds is
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XXIII, particularly preferably of the formula XXIIIa.
- concentration of these compounds is preferably 0.5 to 5% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula XXIX, particularly preferably of the formula XXIXa.
- concentration of these compounds is preferably 2 to 10% by weight.
- the LC medium contains one or more compounds of the formula IA, one or more compounds of the formula IB, one or more compounds selected from the group consisting of formulas II and III or their sub-formulas, preferably selected from the group consisting of formulas 111 , II2, II3, 1111, III4, III6, 11116, 11119 and III20, one or more compounds selected from the group consisting of the formulas IV to XI and XVIII to XXX3, preferably selected from the group consisting of the formulas IV, V, VI, VII, X, XI, XX, XXI and XXIII or their sub-formulas and one or more compounds selected from the group consisting of the formulas XII to XVI 13, preferably selected from the group consisting of the formulas XIII, XIV, XVI, XVII1 and XVII2 or their sub-formulas.
- the concentration of the compounds of the formulas II-XI and XVIII-XXX3 in the LC medium according to the invention is 30 to 60% by weight.
- LC medium according to the invention is 2 to 30% by weight.
- Base materials from other classes of compounds are added, for example, to influence the dielectric and / or optical anisotropy of such a dielectric and / or to optimize its threshold voltage and / or its viscosity.
- Mixtures according to the invention are particularly notable for high De values and thus have significantly faster switching lines than the mixtures from the prior art.
- the total amount of compounds of the above formulas in the mixtures according to the invention is not critical.
- the mixtures can therefore contain one or more other components for the purpose
- RMs reactive mesogens
- polymerization initiator Contain polymerization initiator, as described, for example, in US Pat. No. 6,781,665.
- the polymerization initiator e.g. Irgacure®651 (BASF) is preferably added to the mixture containing polymerizable compounds in amounts of 0 to 1%.
- Such mixtures can be used for so-called polymer stabilized (PS) modes in which one
- Polymerization of the reactive mesogens in the liquid crystalline mixture should be used, e.g. for PS-IPS-, PS-FFS, PS-TN, PS-VA- IPS.
- the prerequisite for this is that the liquid crystal mixture itself does not contain any polymerizable components.
- the liquid crystal mixture itself does not contain any polymerizable components.
- polymerizable compounds selected from the compounds of formula M.
- R a and R b P, P-Sp-, H, F, CI, Br, I, -CN, -N0 2 , -NCO, -NCS, -OCN, -SCN,
- -O-CO-, -O-CO-O- can be replaced so that O and / or S atoms are not directly linked to each other, and in which one or more Fl atoms are also replaced by F, CI, Br, I , CN, P or P-Sp-- can be replaced, and in which, if B 1 and / or B 2 contain a saturated C atom, R a and / or R b can also mean a radical which is linked to this saturated C atom via a spiro Linkage can be connected, wherein at least one of the radicals R a and R b is a group P or
- P-Sp- means or contains
- B 1 and B 2 are aromatic, heteroaromatic, alicyclic or
- heterocyclic group preferably with 4 to 25 ring atoms, preferably carbon atoms, which also fused
- Rings or can contain rings, and which can optionally be substituted one or more times by L,
- R ° and R 00 are each independently of one another H or alkyl having 1 to 12 carbon atoms, R x P, P-Sp, H, halogen, straight-chain, branched or
- cyclic alkyl having 1 to 25 carbon atoms, in which one or more non-adjacent CH2 groups are also represented by -0-, -S-,
- -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- can be replaced so that 0 and / or S atoms are not directly linked to each other, and in which one or more H -Atoms by F, CI, P or
- P-Sp- can be replaced, an optionally substituted aryl or aryloxy group with 6 to 40 C atoms, or an optionally substituted heteroaryl or heteroaryloxy group with 2 to 40 C atoms, m 0, 1, 2, 3 or 4, n1 1, 2, 3 or 4.
- Preferred compounds of the formula M are those in which B 1 and B 2 , each independently of one another, selected from the group consisting of 1,4-phenylene, naphthalene-1,4-diyl, naphthalene-2, 6-diyl, phenanthrene-2,7-diyl, anthracene-2,7-diyl, fluorene-2,7-diyl, coumarin, flavone, it being possible for one or more CH groups in these groups to be replaced by N, cyclohexane -1, 4-diyl, in which one or more non-adjacent CH2 groups can also be replaced by 0 and / or S, 1, 4-cyclohexenylene, bicyclo [1 .1 .1] pentane-1, 3-diyl, Bicyclo [2.2.2] octane-1,4-diyl, spiro [3.3] heptane-2,6-diyl,
- Particularly preferred compounds of the formula M are those in which B 1 and B 2 are each independently 1, 4-phenylene, 1, 3-phenylene, naphthalene-1, 4-diyl or naphthalene-2,6-diyl. Further particularly preferred compounds of the formula M are those in which one or both radicals R a and R b are P or P-Sp-.
- Particularly preferred compounds of the formula M are selected from the following formulas:
- P 1 to P 3 are each independently polymerizable
- Sp 1 to Sp 3 each independently of one another are a single bond or a spacer group, preferably with one of the meanings given above and below for Sp, and particularly preferably - (CF jp-i-, - (CF jp-iO-, - (CF jp -i-CO-O- or - (Ch jp-iO-CO-O-, in which p1 is an integer from 1 to 12, and in the latter groups the linkage to the adjacent ring takes place via the O atom, where one of the radicals P 1 -Sp 1 -, P 2 -Sp 2 - and P 3 -Sp 3 - can also mean R aa ,
- R y and R z each independently of one another are Fl, F, CFI 3 or CF 3 , Z 1 -0-, -CO-, -C (R y R z ) -, or -CF2CF2-,
- Z 2 and Z 3 each independently of one another -CO-O-, -O-CO-, -CFI2O-,
- n 2, 3 or 4
- L is the same or different in each occurrence and has the meaning given above under formula M and preferably F, CI, CN, or straight-chain or branched, optionally single or multiple fluorinated, alkyl, alkoxy, alkenyl, alkynyl,
- X 1 to X 3 each independently of one another -CO-O-, -O-CO- or one
- the polymerizable compounds of the formulas M2, M13, M17, M22, M23, M24 and M30 are preferred.
- Compounds of the formulas M2 and M13 are particularly preferred.
- trireactive compounds of the formulas M15 to M31 in particular M17, M18, M19, M22, M23, M24, M25, M30 and M31.
- L has one of the meanings given above and below, and preferably F, CI, CN, NO 2 , CH 3 , C2H5, C (CH 3 ) 3, CH (CH 3 ) 2, CH 2 CH (CH 3 ) C2H 5 , OCH 3I OC2H5, COCH 3 , COC2H5, COOCHs, COOC2H5, CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , OC2F5 or P- Sp-, particularly preferably F, CI, CN, CH 3 , C 2 H 5 , OCFI 3 , COCFI 3 , OCF 3 or P-Sp-, very particularly preferably F, CI, CH 3 , OCFI 3 , COCFI 3 or OCF 3 , in particular F or CH 3 .
- Preferred compounds of the formulas M1 to M31 are those in which P 1 , P 2 and P 3 represent an acrylate, methacrylate, oxetane or
- Further preferred compounds of the formulas M1 to M31 are those in which at least one of the radicals Sp 1 , Sp 2 and Sp 3 is a single bond and at least one of the radicals Sp 1 , Sp 2 and Sp 3 is different from a single bond.
- the LC medium preferably contains one, two or three polymerizable compounds of the formula M, preferably selected from the formulas M1 to M31, particularly preferably selected from Table E.
- the liquid-crystalline media according to the present application preferably contain a total of 0.01 to 3%, preferably 0.1 to 1.0%, particularly preferably 0.1 to 0.5%, of polymerizable compounds. It has been observed that the addition of one or more
- polymerizable compounds such as selected from formula M or Table E
- An LC medium according to the invention containing one or more such polymerizable compounds is particularly suitable for use in PSA displays, in which it has advantageous properties such as reduced image sticking, faster and more complete polymerization, rapid tilt angle generation, increased tilt stability after UV exposure, high reliability, high VFIR values after UV exposure, and high
- polymerizable compounds can also shift the UV absorption to longer wavelengths, so that polymerization is possible at longer UV wavelengths, which is advantageous for the
- the polymerizable group P is a group which is for a
- Polymerization reaction such as free-radical or ionic chain polymerization, polyaddition or polycondensation, or for a polymer-analogous reaction, for example addition or condensation to a main polymer chain, is suitable.
- Phenyl or alkyl with 1 to 5 carbon atoms means, in particular H, F, CI or CH 3 , W 2 and W 3 each independently of one another Fl or alkyl with 1 to 5 carbon atoms, in particular Fl, methyl, ethyl or n- Are propyl, W 4 , W 5 and W 6 each independently mean CI, oxaalkyl or oxacarbonylalkyl with 1 to 5 C atoms, W 7 and W 8 each independently represent Fl, CI or alkyl with 1 to 5 C atoms, Phe 1, 4-phenylene, which is optionally substituted with one or more L radicals other than P-Sp as defined above, ki, k 2 and k 3 each independently represent 0 or 1, Wz preferably 1, and WA represents an integer from 1 to 10.
- CH 2 CH-COO-
- CH 2 C (CH 3 ) -COO-
- Very particularly preferred groups P are vinyloxy, acrylate, methacrylate, fluoroacrylate, chloroacrylate, oxetane and epoxy, in particular acrylate and methacrylate.
- Sp is different from a single bond, it is preferably selected from the formula Sp'-X ', so that the remainder P-Sp- corresponds to the formula P- Sp'-X'-, where
- Sp 'de notes alkylene having 1 to 20, preferably 1 to 12, carbon atoms
- Y 2 and Y 3 each independently mean Fl, F, CI or CN. is preferably -0-, -S -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR 0 -, -NR ° - CO-, -NR ° -CO-NR ° - or a single bond.
- Typical spacing groups Sp ' are, for example - (CFH 2 ) PI -, - (CFH 2 CFH 2 0) qi - CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 -S-CH 2 CH 2 -, -CH 2 CH 2 - NH-CH 2 CH 2 - or - (SiR 00 R 000 -O) Pi -, where p1 is an integer from 1 to 12, q1 is an integer from 1 to 3, and R 00 and R 000 are those given above Have meanings.
- Sp and -Sp “-X” - are - (CFH 2 ) PI -, - (CFH 2 ) pi -0-, - (CFI 2 ) pi-0-C0-, - (CFI 2 ) pi- C0-0-, - (CFI 2 ) pi-0-C0-0-, wherein p1 and q1 have the meanings given above.
- Ethyleneoxyethylene methyleneoxybutylene, ethylene thioethylene, ethylene-N-methyliminoethylene, 1-methylalkylene, ethenylene, propenylene and
- P- Sp- is a radical with two or more polymerizable groups
- Multifunctional polymerizable residues Suitable residues of this type, as well as polymerizable compounds containing them and their Production is described for example in US 7,060,200 B1 or US 2006/0172090 A1. Multifunctional ones are particularly preferred
- X has one of the meanings given for X ', and
- P 1 5 each independently of one another of those specified for P.
- polymerizable compounds and RMs can be prepared analogously to the processes known to the person skilled in the art and described in standard works of organic chemistry, such as, for example, in Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Thieme-Verlag, Stuttgart. Further synthetic methods can be found in the documents cited above and below.
- such RMs are synthesized, for example, by esterification or etherification of 2,6-dihydroxynaphthalene or 4,4'-dihydroxybiphenyl with corresponding acids, acid derivatives, or halogenated compounds containing a group P, such as (meth) acrylic acid chloride or ( Meth) acrylic acid, in the presence of a dehydrating reagent such as DCC (dicyclohexylcarbodiimide).
- DCC diclohexylcarbodiimide
- the structure of the LC displays according to the invention corresponds to the geometry customary for PSA displays, as described in the prior art cited at the beginning. Geometries without protrusions are preferred, in particular those in which the electrode on the color filter side is also unstructured and only the electrode on the TFT side has slots. Particularly suitable and preferred
- Electrode structures for PS-VA displays are described, for example, in US 2006/0066793 A1.
- the LC mixtures and LC media according to the invention are suitable in principle for any type of PS or PSA display, in particular those based on LC media with negative dielectric anisotropy, particularly preferably for PSA-VA-, PSA-IPS- or PS- FFS ads.
- the person skilled in the art can, without inventive step, use suitable LC mixtures and LC media according to the invention in other displays of the PS or PSA type, for example in PS-TN or PS-OCB displays, which differ from those mentioned above Displays, for example, by their basic structure or by the type, arrangement or structure of the individual components used, such as the substrates,
- LC medium according to the invention comprises one or more chiral dopants, preferably in a concentration of 0.01 to 1% by weight, particularly preferably of 0.05 to 0.5% by weight.
- the chiral dopants are
- LC medium according to the invention is a racemate of one or more chiral dopants, preferably selected from the preferred chiral dopants mentioned above.
- SA-FFS or SA-FIB-FFS displays which can also be polymer-stabilized.
- SA-FFS or SA-HB-FFS display contains no orientation layers, in particular no polyimide orientation layers.
- SA additives are preferably selected from compounds containing a mesogenic group and a straight-chain or branched alkyl side chain which has a terminal polar anchor group which is preferably selected from the group consisting of flydroxy, carboxy, amino and thiol groups.
- Anchor group one or more polymerizable groups which are linked to the mesogenic group, optionally via spacer groups.
- These polymerizable SA additives can be used in the LC medium under the same or similar conditions as the polymerizable ones mentioned above
- Suitable and preferred SA additives are, for example, in US
- the present invention also relates to the use of the mixtures according to the invention in electro-optical displays and the use of the mixtures according to the invention in LC windows, shutter glasses, in particular for 3D applications, and in TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS, posi-VA and PS-posi-VA displays.
- Another object of the invention is an electro-optical display, a FK window, shutter glasses for 3D applications, and a FK display of the TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS, posi-VA or posi-PS-VA type, containing an LC medium according to the invention.
- the invention also relates to electro-optical displays, such as. B.
- STN or MFK displays with two plane-parallel carrier plates, which form a cell with a border, integrated non-linear elements for switching individual pixels on the carrier plates and a nematic liquid crystal mixture in the cell with positive dielectric anisotropy and high specific resistance) which contain such media and the use of these media for electro-optical purposes.
- liquid crystal mixtures according to the invention enable a significant expansion of the available parameter space.
- the mixtures according to the invention can also be used in FFS, IPS, OCB and IPS displays.
- the liquid crystal mixtures according to the invention make it possible, while maintaining the nematic phase up to -20 ° C and preferably up to -30 ° C, particularly preferably up to -40 ° C, and the clearing point> 70 ° C, preferably> 72 ° C, rotational viscosities gi of ⁇ 110 mPa-s, particularly preferably ⁇ 100 mPa-s to achieve, which excellent MFK displays can be achieved with fast switching times.
- Rotational viscosities are determined at 20 ° C.
- the dielectric anisotropy of the liquid crystal mixtures De according to the invention is preferably> +7, particularly preferably> +8, particularly preferably> 10 at 20 ° C.
- the mixtures are also characterized by small operating voltages.
- the threshold voltage of the liquid-crystal mixtures according to the invention is preferably ⁇ 2.0 V.
- the birefringence ie the liquid-crystal mixtures according to the invention is preferably> 0.09, particularly preferably> 0.10 at 20 ° C.
- the nematic phase range of the liquid crystal mixtures according to the invention is preferably at least 90 °, in particular at least 100 ° wide. This area preferably extends at least from
- Mixtures according to the invention can also be used to achieve higher clearing points (e.g. above 100 ° C.) at higher threshold voltages or lower clearing points at lower threshold voltages while maintaining the other advantageous properties. Likewise, with viscosities correspondingly slightly increased, mixtures with a larger de and thus low thresholds can be obtained.
- the MFK displays according to the invention preferably operate in the first transmission minimum according to Gooch and Tarry [C. H. Gooch and FI.A. Tarry, electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C. H. Gooch and FI.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975], where in addition to particularly favorable electro-optical properties, such as e.g. high steepness of the characteristic and low angle dependence of the contrast (DE-PS 30 22 818) with the same threshold voltage as in an analog display in the second minimum, a smaller dielectric anisotropy is sufficient.
- Flier notebook can be using the
- Mixtures according to the invention realize in the first minimum significantly higher specific resistances than with mixtures with cyan
- the light stability and UV stability of the mixtures according to the invention is considerably better, i.e. they show a significantly smaller decrease in HR under light or UV exposure.
- the construction of the MFK display according to the invention from polarizers, electrode base plates and electrodes with surface treatment corresponds to the design customary for such displays.
- the concept of the usual design is broad here and also includes all modifications and modifications of the MLC display, in particular also matrix display elements based on poly-Si TFT or MIM.
- liquid-crystal mixtures which can be used according to the invention are prepared in a conventional manner, for example by adding one or more compounds of the formula 1 and one or more compounds of the formula 2 to one or more compounds of the formulas 3 to 5 and one or more compounds of the formula 6 and / or 7 and optionally one or more II to XXVIII or mixed with further liquid-crystalline compounds and / or additives.
- the desired amount is used in a lesser amount
- Components dissolved in the components that make up the main constituent expediently at elevated temperature. It is also possible to dissolve the components in an organic solvent, e.g. in acetone, chloroform or methanol to mix and the solvent after
- the dielectrics can also further additives known to the person skilled in the art and described in the literature, such as, for. B.
- UV stabilizers such as Tinuvin ® , eg Tinuvin ® 770, from Ciba Chemicals, antioxidants, eg TEMPOL, microparticles, radical scavengers, nanoparticles, etc. contain.
- 0 to 15% pleochroic dyes or chiral dopants can be added.
- Suitable stabilizers and dopants are listed in Tables C and D below.
- n and m each independently mean 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 or 12, in particular 2, 3, 5, furthermore 0, 4, 6 , preferably not 0.
- Liquid-crystalline mixtures which, in addition to the compounds of the formulas 1 and 2 and (3 to 5) and 6 and / or 7, contain at least one, two, three, four or more compounds from Table B are particularly preferred.
- Table C shows possible dopants which are generally added to the mixtures according to the invention.
- the mixtures contain 0 to 10% by weight, in particular 0.01 to 5% by weight and particularly preferably 0.01 to 3% by weight, of dopants.
- Stabilizers which can be added, for example, to the mixtures according to the invention in amounts of 0 to 10% by weight are mentioned below.
- n 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7
- Table E lists sample compounds which can preferably be used as reactive mesogenic compounds in the LC media according to the present invention. If the mixtures according to the invention contain one or more reactive compounds, they are preferably used in amounts of 0.01 to 5% by weight.
- An initiator or a mixture of two or more initiators may have to be added for the polymerization. The initiator or the initiator mixture is preferably added in amounts of 0.001 to 2% by weight, based on the mixture.
- a suitable initiator is, for example, Irgacure®651 (from BASF). RM-39
- the LC medium according to the invention contains one or more polymerizable compounds from Table E, preferably selected from the polymerizable compounds of the formulas RM-1 to RM-144, particularly preferably from the formulas RM-1, RM-4, RM- 8, RM-17, RM-19, RM-35, RM-37, RM-39, RM-40, RM-41, RM-
- Table F shows SA additives which can preferably be used in the media according to the invention:
- the LC medium according to the invention contains one or more SA additives selected from the formulas SA-1 to SA-44, particularly preferably from the formulas SA-14 to SA-34 and SA-44, very particularly preferably from the Formulas SA-20 to SA-34 and SA-44.
- SA additives selected from the formulas SA-1 to SA-44, particularly preferably from the formulas SA-14 to SA-34 and SA-44, very particularly preferably from the Formulas SA-20 to SA-34 and SA-44.
- V10 the voltage (V) for 10% transmission (viewing direction perpendicular to the plate surface), (threshold voltage), determined in a TN
- LTS is the storage or low temperature stability in hours (h), measured in suitable test cells at a temperature of -20 ° C, unless explicitly stated otherwise.
- CCGU-3-F 5.5% gi 75 mPas CCQU-2-F 5.5% Vio 1.43 V CCQU-3-F 4.0% LTS 1000 h CCQU-5-F 4.0%
- Example 16 0.04% of the following compound is added as a stabilizer to the mixture from Example 2:
- VHR voltage holding ratio
- the VHR is measured as described above.
Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium (FK- Medium), dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke und dieses Medium enthaltende FK-Anzeigen.
Description
Flüssigkristallines Medium
Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium (FK- Medium), dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke und dieses Medium enthaltende FK-Anzeigen.
Flüssigkristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflusst werden können. Elektrooptische Vorrich- tungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vor richtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP- Zellen (Deformation aufgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN-Zellen mit verdrillt nematischer ("twisted nematic") Struktur, STN-Zellen ("super-twisted nematic"), SBE-Zellen ("superbirefringence effect") und OMI-Zellen ("optical mode interference"). Die gebräuchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Flelfrich-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 Flüssigkristall materialien niedere Viskosität aufweisen und in den Zellen kurze Ansprech zeiten, 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 Leitfähigkeit, die
dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je nach Zellentyp und Anwendungsgebiet unterschiedlichen Anforderungen genügen. Beispielsweise sollten Materialien für Zellen mit verdrillt
nematischer Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Beispielsweise sind für Matrix-Flüssigkristallanzeigen mit integrierten nicht- linearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte (MFK-Anzeigen) FK- 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 undere 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 elektro optischer 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 undere Glasplatte auf der Innenseite die trans parente 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 = Metall-Isolator- 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: ein 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design der Thin Film Transistors for Matrix Adressing der 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 Wider stand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren Oberflächen 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 Widerstände zu realisieren. Weiterhin ist es wichtig, dass der spezifische Widerstand eine möglichst geringe Zunahme bei steigender Temperatur sowie nach Tempe ratur- 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 Kristallisation und/oder smektische Phasen auftreten und die Temperaturabhängigkeit der
Viskosität möglichst gering ist. Die MFK-Anzeigen aus dem Stand der Technik genügen somit nicht den heutigen Anforderungen.
Neben Flüssigkristallanzeigen, die eine Flintergrundbeleuchtung verwenden, auch transmissiv und gegebenenfalls transflektiv betrieben werden, sind besonders auch reflektive Flüssigkristallanzeigen interessant. Diese reflektiven Flüssigkristallanzeigen benutzen das Umgebungslicht zur Infor mationsdarstellung. Somit verbrauchen sie wesentlich weniger Energie als hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeigen mit entsprechender Größe und Auflösung. Da der TN-Effekt durch einen sehr guten Kontrast gekenn zeichnet 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 Taschen rechnern 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 Flüssigkristallen mit niedriger Doppelbrechung (Dh) nötig, um eine geringe optische Verzögerung (d · Dh) zu erreichen. Diese geringe optische Verzögerung führt zu einer meist akzeptablen geringen Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes (vgl. DE 30 22 818). Bei reflektiven Anzeigen ist die Verwendung 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.
Zur Realisierung von 3D-Effekten mittels Shutterbrillen werden
insbesondere schnell schaltende Mischungen mit niedrigen
Rotationsviskositäten und einer entsprechend hohen optischen Anisotropie (Dh) eingesetzt. Elektrooptische Linsensyteme, mit denen eine 2- dimensionale Darstellung einer Anzeige in eine 3-dimensionale
autostereoskopische Darstellung geschaltet werden kann, können unter Verwendung von Mischungen mit hoher optischer Anisotropie (Dh) realisiert werden.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeits temperaturbereich, 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 FK-Medien erwünscht, die folgende Vorteile in den Zellen ermöglichen:
erweiterter nematischer Phasenbereich (insbesondere zu tiefen Temperaturen)
Schaltbarkeit bei extrem tiefen Temperaturen (out-door-Verwendung, Automobil, Avionik) - erhöhte Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung (längere Lebensdauer) kleine Schwellenspannung.
Mit den aus dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden FK-Medien ist es nicht möglich, diese Vorteile unter gleichzeitigem Erhalt der übrigen
Parameter zu realisieren. Moderne LCD-Flachbildschirme erfordern immer schnellere Schaltzeiten um Multimediainhalte, wie z.B. Filme und
Videospiele, realistisch wiedergeben zu können. Dies wiederum erfordert nematische Flüssigkristallmischungen, die eine sehr kleine Rotations- Viskosität gi mit einer hohen optischen Anisotropie An aufweisen. Um die geforderten Rotationsviskositäten zu erhalten, werden Substanzen gesucht, die ein besonders vorteilhaftes gi/Klärpunkt-Verhältnis bei gleichzeitig hohem An mit hoher Polarität aufweisen. Bei höher verdrillten Zellen (STN) sind FK-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. Schmelzpunkt, Viskosität, dielektrische Größen, elastische Größen) dringend erwünscht.
Insbesondere bei FK-Anzeigen für TV- und Video-Anwendungen (z. B. LCD- TV, Monitore, PDAs, Notebooks, Spielkonsolen) ist eine deutliche
Verringerung der Schaltzeiten gewünscht. Dies erfordert FK-Mischungen mit niedrigen Rotationsviskositäten und hohen dielektrischen Anisotropien. Gleichzeitig sollten die FK-Medien hohe Klärpunkte aufweisen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde FK-Medien, insbesondere für der artige MFK-, TN-, PS-TN-, STN-, ECB-, OCB-, IPS-, PS-IPS-, FFS-, PS- FFS- oder positiv-VA-Anzeigen, bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße zeigen, und vorzugsweise schnelle Schaltzeiten und niedrige Rotationsviskositäten bei gleichzeitig hohem Klärpunkt, sowie eine hohe dielektrische Anisotropie und eine niedrige Schwellenspannung aufweisen.
Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man FK-Medien wie nachfolgend beschrieben verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist ein flüssigkristallines (FK) Medium, dadurch gekennzeichnet, dass es eine positive dielektrische Anisotropie aufweist und eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA sowie eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB enthält
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkoxy, Oxaalkyl oder Fluoralkyl, jeweils mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten, und wobei das FK-Medium keine Verbindungen ausgewählt aus den
Formeln IA und IB enthält, worin die Reste R1 und R2 die oben angebenene Bedeutung besitzen und worin zusätzlich einer oder beide Reste R1 oder R2 eine C=C-Doppelbindung enthalten.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße FK-Medium keine
Verbindungen welche eine C=C-Doppelbindung enthalten, ausgenommen eine C=C-Doppelbindung als Bestandteil einer polymerisierbare Gruppe oder eines aromatischen oder ungesättigten Ringes.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von erfindungsgemäßen FK-Mischungen wie vor- und nachstehend beschrieben in elektrooptischen Anzeigen, insbesondere FK-Anzeigen, vorzugsweise in TN-, PS-TN-, STN-, TN-TFT-, OCB-, IPS-, PS-IPS-, FFS-, PS-FFS-, posi-VA- und PS-posi-VA-Anzeigen, sowie in FK-Fenstern und Shutterbrillen insbesondere für 3D-Anwendungen,.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine elektrooptische Anzeige, insbesondere eine FK-Anzeigen, vorzugsweise des TN, PS-TN, STN, TN- TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS, posi-VA oder posi-PS-VA Typs, ein ein FK-Fenster, oder eine Shutterbrille für 3D-Anwendungen, enthaltend ein erfindungsgemäßes FK-Medium. Überraschenderweise wurde gefunden, dass die erfindungsgemäßen FK-
Medien eine hohe dielektrische Anisotropie De, eine hohe Doppelbrechung Dh, eine niedrige Rotationsviskosität gi und gleichzeitig hohe VFIR-Werte sowie eine gute Tieftemperaturstabilität aufweisen. Sie sind deshalb besonders gut für Anwendungen in Monitoren, Notebooks und
Multimediageräten geeignet.
Vor- und nachstehend gelten folgende Bedeutungen:
Der Begriff "mesogene Gruppe" ist dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, und bedeutet eine Gruppe, die durch die Anisotropie ihrer anziehenden und abstoßenden Wechselwirkungen wesentlich dazu beiträgt, in niedermolekularen oder polymeren Substanzen eine
Flüssigkristall(FK-)Phase hervorzurufen. Verbindungen enthaltend mesogene Gruppen (mesogene Verbindungen) müssen nicht unbedingt selbst eine FK-Phase aufweisen. Es ist auch möglich, dass mesogene Verbindungen FK-Phasenverhalten nur nach Vermischung mit anderen
Verbindungen und/oder nach Polymerisation zeigen. Typische mesogene Gruppen sind beispielsweise starre Stäbchen- oder scheibchenförmige Einheiten. Ein Überblick über die im Zusammenhang mit mesogenen bzw. FK-Verbindungen verwendeten Begriffe und Definitionen findet sich in Pure Appl. Chem. 2001 , 73(5), 888 and C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368.
Der Begriff "Abstandsgruppe" (engl "spacer" oder "spacer group"), vor- und nachstehend auch als "Sp" bezeichnet, ist dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben, siehe beispielsweise Pure Appl. Chem. 2001 , 73(5), 888 and C. Tschierske, G. Pelzl, S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368. Falls nicht anders angegeben, bezeichnet der Begriff
"Abstandsgruppe" bzw. "Spacer" vor- und nachstehend eine flexible Gruppe, die in einer polymerisierbaren mesogenen Verbindung die mesogene
Gruppe und die polymerisierbare(n) Gruppe(n) miteinander verbindet.
Der Begriff "reaktives Mesogen" oder "RM" bezeichnet eine Verbindung enthaltend eine mesogene Gruppe und eine oder mehrere funktionelle Gruppen, die zur Polymerisation geeignet sind (auch als polymerisierbare Gruppe oder Gruppe P bezeichnet).
Die Begriffe "niedermolekulare Verbindung" und "unpolymerisierbare
Verbindung" bezeichnen, üblicherweise monomere, Verbindungen, die keine funktionelle Gruppe aufweisen, welche zur Polymerisation unter den üblichen dem Fachmann bekannten Bedingungen, insbesondere unter den zur Polymerisation der RMs verwendeten Bedingungen, geeignet ist.
Der Begriff "polymerisierbare Verbindung" bezeichnet, soweit nicht anders angegeben, eine monomere polymerisierbare Verbindung.
einen trans-1 ,4-Cyclohexylenring, und bedeutet einen 1 ,4- Phenylenring.
In den oben- und untenstehenden Formeln kann ein Alkylrest oder
Alkoxyrest 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 Tetradedoxy.
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-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl, 2-, 3-, 4-,
5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
Falls eine Alkylrest mindestens einfach durch Flalogen substituiert ist, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und Flalogen ist vorzugsweise F oder CI. Bei Mehrfachsubstitution ist Flalogen vorzugsweise F. Die resultierenden Reste schließen auch perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in co-Position.
In den oben- und untenstehenden Formeln ist X° vorzugsweise F, CI oder ein- oder mehrfach fluorierter Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 , 2 oder 3 C- Atomen oder ein- oder mehrfach fluorierter Alkenylrest mit 2 oder 3 C- Atomen bedeutet. X° ist besonders bevorzugt F, CI, CF3, CFIF2, OCF3,
OCF2CHF2, F3, OCFHCF2CHF2,
oder CH=CF2, ganz besonders bevorzugt F oder OCF3, ferner CF3, OCF=CF2, OCHF2 und OCH=CF2.
Der Ausdruck 'Alkyl" bzw. "Alkyl*" umfasst in dieser Anmeldung
vorzugsweise geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl und Hexyl. Gruppen mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
Der Ausdruck "Fluoralkyl" umfasst vorzugsweise geradkettige Gruppen mit endständigem Fluor, d.h. Fluormethyl, 2-Fluorethyl, 3-Fluorpropyl, 4-Fluor- butyl, 5-Fluorpentyl, 6-Fluorhexyl und 7-Fluorheptyl. Andere Positionen des Fluors sind jedoch nicht ausgeschlossen.
Der Ausdruck "Oxaalkyl" bzw. "Alkoxy" umfasst vorzugsweise geradkettige Reste der Formel CnFl2n+i-0-(CFl2)m, worin n und m jeweils unabhängig voneinander eine ganze Zahl von 1 bis 6 bedeuten m kann auch 0 bedeuten. Vorzugsweise ist n = 1 und m 1 bis 6 oder m = 0 und n = 1 bis 3.
Die Verbindungen der Formel IA sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin die einzelnen Reste, jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, die folgende Bedeutung besitzen alkyl, alkyl* geradkettiges Alkyl mit 1 -6 C-Atomen, insbesondere Ethyl,
Propyl, Butyl oder Pentyl, alkoxy geradkettiges Alkoxy mit 1 -6 C-Atomen, insbesondere Methoxy
Ethoxy oder Propoxy.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel IA und ihrer Unterformeln sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus folgenden Formeln
IA1 a
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße FK- Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln IA1 und IA2, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln IA1 a, IA1 b und IA2a, ganz besonders bevorzugt der Formel IA1 a und/oder IA1 b. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise jeweils 3 bis 25 Gew.%, besonders bevorzugt 5 bis 20 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt
vorzugsweise 10 bis 50 Gew.%, besonders bevorzugt 15 bis 40 Gew.%.
Die Verbindungen der Formel IB sind vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Unterformel:
alkoxy IB1
worin "alkyl" und "alkoxy" die in Formel IA2 angegebenen Bedeutungen besitzen.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel IB und IB1 sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus folgenden Formeln
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße FK- Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB, vorzugsweise ausgewählt aus Formel IB1 , besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln IB1 a und IB1 b, ganz besonders bevorzugt der Formel IB1 a. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise jeweils 3 bis 25 Gew.%, besonders bevorzugt 8 bis 20 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 30 Gew.%, besonders bevorzugt 8 bis 25 Gew.%.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße FK- Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA, vorzugsweise der Formel IA1 , ganz besonders bevorzugt der Formel IA1 a und/oder der Formel IA1 b, sowie eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB, vorzugsweise der Formel IB1 , ganz besonders bevorzugt der Formel IB1 a.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das
erfindungsgemäße FK-Medium einen oder mehrere Stabilisatoren.
Bevorzugte Stabilisatoren sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln
worin die einzelnen Reste, jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, die folgende Bedeutung besitzen
Ra_d geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen,
vorzugsweise mit 1 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt mit 1 bis 4 C-Atomen, ganz besonders bevorzugt Methyl,
Xs H, CH3, OH or 0‘,
As geradkettiges, verzweigtes oder zyklisches Alkylen mit 1 bis 20 C- Atomen welches optional substitutiert ist, n eine ganze Zahl von 1 bis 6, bevorzugt 3.
Besonders bevorzugte Stabilisatoren der Formel S3 sind ausgewählt aus Formel S3A
worin n2 eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, und worin ein oder mehrere Fl-Atome in der Gruppe (CF optional durch Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl or Flexyl ersetzt sind.
Ganz besonders bevorzugte Stabilisatoren sind ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus folgenden Formeln
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das
erfindungsgemäße FK-Medium einen oder mehrere Stabilisatoren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Formel S1 -1 , S2-1 , S3-1 , S3-1 , S3-3 und S4-1 .
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das
erfindungsgemäße FK-Medium einen oder mehrere Stabilisatoren ausgewählt aus der nachfolgenden Tabelle D.
Die Konzentration der Stabilisatoren, insbesondere solche der Formel S1 - S3 und deren Unterformeln sowie solche der Tabelle D, in dem
erfindungsgemäßen FK-Medium beträgt vorzugsweise 10 bis 500 ppm, besonders bevorzugt 20 bis 100 ppm.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen für die erfindungsgemäßen FK- Medien sind im Folgenden angegeben:
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
worin die einzelnen Reste, jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, die folgende Bedeutung besitzen
R° unsubstituiertes oder halogeniertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CFh-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -CF2O-,
-<c>- , -0-, -CO-O- oder -O-CO- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
X° F, CI, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkoxy oder
halogeniertes Alkenyloxy mit jeweils bis zu 6 C-Atomen.
Y1-6 H oder F,
Y° H oder CH3.
Bevorzugte Verbindungen der Formel II und III sind solche worin Y° H bedeutet.
Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel II und III sind solche worin R° Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, vorzugsweise Ethyl oder Propyl, und X° F oder OCF3, vorzugsweise F bedeutet.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
F
R° -( H W H VcF20-( O x° 111
F
worin R° und X° die in Formel II angegebene Bedeutung oder eine der vor- und nachstehend angegebenen bevorzugten Bedeutungen besitzen.
Bevorzugte Verbindungen sind solche der Formel 111 , II2 und II3, besonders bevorzugt solche der Formel 111 und II2.
In den Verbindungen der Formeln 111 bis II7 bedeutet R° vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt Ethyl oder Propyl, und X° bedeutet vorzugsweise F oder OCF3, besonders bevorzugt F.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel II oder ihrer Unterformeln worin Y° CFI3 bedeutet. Vorzugsweise enthält das FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel II ausgewählt aus folgenden Unterformeln:
worin R° und X° die Formel II angegebene Bedeutung oder eine der vor- und nachstehend angegebenen bevorzugten Bedeutungen besitzen.
Bevorzugte Verbindungen sind solche der Formel IIA1 , IIA2 und IIA3, besonders bevorzugt sind solche der Formel IIA1 und IIA2.
In den Verbindungen der Formeln IIA1 bis IIA7 bedeutet R° vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt Ethyl oder Propyl, und X° bedeutet vorzugsweise F oder OCF3, besonders bevorzugt F.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel III ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin R° und X° die in Formel II angegebene Bedeutung oder eine der vor- und nachstehend angegeben bevorzugten Bedeutungen besitzen.
Bevorzugte Verbindungen sind solche der Formel 1111 , III4, III6, 11116, 11119 und III20.
In den Verbindungen der Formeln 1111 bis 11121 bedeutet R°
vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt Ethyl
oder Propyl, X° bedeutet vorzugsweise F oder OCF3, besonders bevorzugt F, und Y2 bedeutet vorzugsweise F.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel III oder ihrer Unterformeln wie vor- und nachstehend beschrieben worin Y° CFI3 bedeutet. Vorzugsweise enthält das FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel III ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin R° und X° die in Formel III angegebene Bedeutung oder eine der vor- und nachstehend angegebenen Bedeutungen besitzen.
Bevorzugt Verbindungen sind solche der Formel IIIA1 , IIIA4, IIIA6, IIIA16, IIIA19 und IIIA20.
In den Verbindungen der Formeln IIIA1 bis IIIA21 bedeutet R° vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen, besonders bevorzugt Ethyl oder Propyl, X° bedeutet vorzugsweise F oder OCF3, besonders bevorzugt F, und Y2 bedeutet vorzugsweise F.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
worin R°, X° und Y1-4 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, und
Z° -C2H4-, -(CH2)4-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C2F4-, -CH2CF2-, -CF2CH2- , -CH2O-, -OCH2-, -COO- oder -OCF2-, in Formeln V und VI auch eine Einfachbindung, in Formeln V und VIII auch -CF2O-, r 0 oder 1 , und s 0 oder 1 bedeuten;
Die Verbindungen der Formel IV sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Formeln:
F
R°“( IVa
H W H O x°
F
worin R° und X° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
R° bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F oder OCF3, weiterhin OCF=CF2 oder CI;
Die Verbindungen der Formel IVa sind vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Unterformel:
worin R° die oben angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Propyl oder Pentyl bedeutet.
Die Verbindungen der Formel IVc sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin R° die oben angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Propyl oder Pentyl bedeutet.
Die Verbindung(en) der Formel IVc, insbesondere der Formel IVc1 , ist (sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 1 -20 Gew.%, besonders bevorzugt 2-15 Gew.% enthalten.
Die Verbindungen der Formel V sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin R° und X° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
R° bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F und OCF3, weiterhin OCFIF2, CF3, OCF=CF2 und OCH=CF2.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel Va1 ,
worin "alkyl" die in Formel IA1 angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Ethyl, Propyl oder Pentyl, ganz besonders bevorzugt Propyl bedeutet.
Die Verbindungen der Formel VI sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin R° und X° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
R° bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F, weiterhin OCF3, CF3, CF=CF2, OCFIF2 und OCFI=CF2.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel Vlb1 und/oder Viel ,
worin "alkyl" die in Formel IA1 angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Ethyl, Propyl oder Pentyl, ganz besonders bevorzugt Propyl bedeutet.
Die Verbindungen der Formel VII sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin R° und X° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
R° bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F, weiterhin OCF3, OCFIF2 und OCFI=CF2.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel:
worin R°, X° und Y1-4 jeweils unabhängig voneinander eine der oben angegeben Bedeutungen besitzen. X° bedeutet vorzugsweise F, CI, CF3, OCF3 oder OCFIF2. R° bedeutet vorzugsweise Alkyl, Alkoxy, Oxaalkyl oder Fluoralkyl, jeweils mit 1 bis 6 C-Atomen.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel IXa,
worin R° die oben angegebene Bedeutung besitzt. R° bedeutet vorzugsweise geradkettiges Alkyl, insbesondere Ethyl, n-Propyl, n-Butyl oder n-Pentyl, besonders bevorzugt n-Propyl.
Die Verbindung(en) der Formel IX, insbesondere der Formel IXa, ist (sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 1 -15 Gew.%, besonders bevorzugt 2-10 Gew.% enthalten.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel X:
Y1
X
R°— ( H W 0 Vx°
.2
Y
worin R°, X°, Y1 und Y2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, und R° vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen bedeutet.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel Xa,
worin "alkyl" die in Formel IA1 angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Ethyl, Propyl oder Pentyl, ganz besonders bevorzugt Propyl bedeutet.
Die Verbindung(en) der Formel X, insbesondere der Formel Xa, ist (sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 0.5-10 Gew.%, besonders bevorzugt 1 -5 Gew.% enthalten.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel:
worin R° und Y2-4 jeweils unabhängig voneinander eine der oben angegeben Bedeutungen besitzen R° bedeutet vorzugsweise Alkyl, Alkoxy, Oxaalkyl oder Fluoralkyl, jeweils mit bis zu 6 C-Atomen.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel Xla,
worin R° die oben angegebene Bedeutung besitzt. R° bedeutet vorzugsweise geradkettiges Alkyl, insbesondere Ethyl, n-Propyl, n-Butyl oder n-Pentyl, besonders bevorzugt n-Propyl.
Die Verbindung(en) der Formel XI, insbesondere der Formel Xla, ist (sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer
Konzentration von 1-30 Gew.%, besonders bevorzugt 2-25 Gew.%, ganz besonders bevorzugt 2-15 Gew.%, enthalten.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel XII:
worin R1 und R2 die in Formel IA angegebenen Bedeutungen besitzen und vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen bedeuten. - Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
worin R1 und R2 die in Formel IA angegebenen Bedeutungen besitzen und L H oder F bedeutet. R1 und R2 bedeuten vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 6 C-Atomen.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel XlVa
worin "alkyl" und "alkyl*" jeweils unabhängig voneinander die in Formel IA1 angegebene Bedeutung besitzen und vorzugsweise Ethyl, Propyl oder Pentyl, ganz besonders bevorzugt Ethyl oder Propyl bedeuteen.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel XVI,
worin Y1, Y2, R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel XVI sind solche ausgewählt aus der Gruppe der folgenden Unterformeln:
worin "alkyl" und "alkyl*" die in Formel IA1 angegebene Bedeutung besitzen und vorzugsweise Ethyl, Propyl oder Pentyl bedeuten.
Bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln XVIb. Besonders bevorzugt sind die Verbindungen ausgewählt aus folgenden Unterformeln
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel XVIbl , XVIb2 und XVIb3. Die Verbindung(en) der Formel XVI, insbesondere der Formel XVIb, ist
(sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 2-30 Gew.%, besonders bevorzugt 2-25 Gew.%, enthalten. - Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
worin L, R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und vorzugsweise R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen bedeuten. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel XVI 11 worin L F ist. Besonders bevorzugt sind
Verbindungen der Formel XVII2 worin L F ist.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
worin R° und C° jeweils unabhängig voneinander eine der oben angegeben Bedeutungen besitzen und Y1 -4 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten. X° bedeutet vorzugsweise F, CI, CF3,
OCF3 oder OCHF2. R° bedeutet vorzugsweise Alkyl, Alkoxy, Oxaalkyl oder Fluoralkyl, jeweils mit 1 bis 6 C-Atomen.
Besonders bevorzugt enthält das FK-Medium eine oder mehrere
Verbindungen der Formel XXa,
worin R° die oben angegebene Bedeutung besitzt. R° bedeutet vorzugsweise geradkettiges Alkyl, insbesondere Ethyl, n-Propyl, n-Butyl oder n-Pentyl, besonders bevorzugt n-Propyl.
Die Verbindung(en) der Formel XX, insbesondere der Formel XXa, ist (sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 1-15 Gew.%, besonders bevorzugt 2-10 Gew.% enthalten.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel XXIa,
worin R° die oben angegebene Bedeutung besitzt. R° bedeutet vorzugsweise geradkettiges Alkyl, insbesondere Ethyl, n-Propyl, n-Butyl oder n-Pentyl, besonders bevorzugt n-Propyl.
Die Verbindung(s) der Formel XXI, insbesondere der Formel XXIa, ist (sind) vorzugsweise in den erfindungsgemäßen Medien in einer
Konzentration von 1 -15 Gew.%, besonders bevorzugt 2-10 Gew.% enthalten.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel XXIIIa,
worin R° die oben angegebene Bedeutung besitzt. R° bedeutet vorzugsweise geradkettiges Alkyl, insbesondere Ethyl, n-Propyl, n-Butyl oder n-Pentyl, besonders bevorzugt n-Propyl.
Die Verbindung(en) der Formel XXIII, insbesondere der Formel XXIIIa, ist (sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer
Konzentration von 0.5-5 Gew.%, besonders bevorzugt 0.5-2 Gew.% enthalten.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel XXIV,
worin R° und Y1 6 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, s 0 oder 1 bedeutet, X° die oben angegebene Bedeutung hat oder Alkyl oder Alkoxy, vorzugsweise geradkettig, mit 1 -6 C-Atomen bedeutet, und
bedeutet.
R° bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F;
Die Verbindungen der Formel XXIV sind vorzugsweise ausgewählt aus den folgenden Unterformeln:
worin R°, X° und Y1 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. R° bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F, und Y1 bedeutet vorzugsweise F;
R° ist geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 2 bis 6 C-Atomen;
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
worin R1 und X° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. R1 bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F oder CI. In der Formel XXIV bedeutet X° vorzugsweise CI .
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln:
worin R1 und X° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. R1 bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F.
Vorzugsweise enthält das FK-Medium eine oder mehrere
Verbindungen der Formel XXIX worin X° F bedeutet.
Die Verbindungen der Formeln XXVI-XXIX sind vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 1-20 Gew.%, besonders bevorzugt 1-15 Gew.% enthalten.
Vorzugsweise enthält das FK-Medium mindestens eine Verbindung der Formel XXIX.
Besonders bevorzugt enthält das erfindungsgemäße FK-Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel XXIXa,
worin R1 die oben angegebene Bedeutung besitzt. R1 bedeutet vorzugsweise geradkettiges Alkyl, insbesondere Ethyl, n-Propyl, n-Butyl oder n-Pentyl, besonders bevorzugt n-Propyl.
Die Verbindung(en) der Formel XXIX, insbesondere der Formel XXIXa, ist (sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 1-15 Gew.%, besonders bevorzugt 2-10 Gew.% enthalten.
Das FK-Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln
worin R1 und X° die oben angegebenen Bedeutungen besitzen. R1 bedeutet vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 6 C-Atomen. X° bedeutet vorzugsweise F.
Vorzugsweise enthält das FK-Medium eine oder mehrere
Verbindungen der Formel XXX1 worin X° F bedeutet.
Die Verbindung(en) der Formeln XXX1 -XXX3 ist(sind) vorzugsweise im erfindungsgemäßen FK-Medium in einer Konzentration von 1 -20 Gew.%, besonders bevorzugt 1 -15 Gew.% enthalten. Das erfindungsgemäße FK-Medium enthält keine Verbindungen der Formel IA oder IB worin R1 und /oder R2 Alkenyl, Alkenyloxy, Oxaalkenyl oder
Fluoroalkenyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeutet. Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße FK-Medium keine Verbindungen der Formel IA oder IB worin R1 und/oder R2 einen optional fluorierten Alkyl-, Alkoxy- oder
Oxaalkylrest mit einer C=C-Doppelbindung bedeutet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße FK-Medium keine Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus folgenden Formeln, worin L, R1 und R2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und worin mindestens einer der Reste R1 und R2 eine C=C-Doppelbindung enthält
Weitere bevorzugte Medien sind ausgewählt aus folgenden bevorzugten
Ausführungformen einschließlich all ihrer Unterkombinationen:
- Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel II, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Formel 111 , II2 und II3, besonders vorzusgweise aus Formel 111 und II2. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt
vorzugsweise 2 bis 15 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser
Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 45 Gew.%.
- Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel III, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der Formel 1111 , III4, III6, 11116, 11119 und III20, besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus der Formel 1111 , III6, II 116 und III20. Die individuelle
Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 15 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise von 5 bis 30 Gew.%.
- Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV, vorzugsweise ausgewählt aus Formel IVa oder IVc, besonders bevorzugt aus Formel IVa1 oder IVc1 , ganz besonders bevorzugt der Formel IVc1. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 15 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser
Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Gew.%.
- Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel V, besonders bevorzugt der Formel Va, ganz besonders bevorzugt der Formel Va1. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen
beträgt vorzugsweise 1 bis 20 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI, besonders bevorzugt ausgewählt aus den Formeln Vlb und Vle, ganz besonders bevorzugt aus den Formeln Vlb1 und Viel Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 1 bis 20 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XIII, besonders bevorzugt der Formel XI lla. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 1 bis 20 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XIV, besonders bevorzugt der Formel XlVa. Die individuelle
Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 15 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel X, besonders bevorzugt der Formel Xa. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 1 bis 10 Gew.%. Die
Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 15 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XI, besonders bevorzugt der Formel Xla. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 25 Gew.%. Die
Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 10 bis 35 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XVIb, besonders bevorzugt ausgewählt aus den Formeln XVIbl , XVIb2 und XVIb3. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 15 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 10 bis 35 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XVIc, besonders bevorzugt ausgewählt aus den Formeln XVIc1 , XVIc2 und XVIc3. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen
beträgt vorzugsweise 2 bis 10 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 5 bis 20 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln XVI11 , XVII2 und XVII3, besonders bevorzugt aus der Formel XVI 11 worin L F ist und/oder der Formel XVII2 worin L F ist. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 1 bis 8 Gew.%. Die
Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 10 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XX, besonders bevorzugt der Formel XXa. Die individuelle Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 10 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 20 Gew.%..
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XXI, besonders bevorzugt der Formel XXIa. Die individuelle
Konzentration jeder dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 10 Gew.%. Die Gesamtkonzentration dieser Verbindungen beträgt
vorzugsweise 3 bis 15 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XXIII, besonders bevorzugt der Formel XXIIIa. Die Konzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 0.5 bis 5 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel XXIX, besonders bevorzugt der Formel XXIXa. Die Konzentration dieser Verbindungen beträgt vorzugsweise 2 bis 10 Gew.%.
Das FK-Medium enthält eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA, eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln II und III oder deren Unterformeln, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln 111 , II2, II3, 1111 , III4, III6, 11116, 11119 und III20, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln IV bis XI und XVIII bis XXX3, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln IV, V, VI, VII, X, XI, XX, XXI und XXIII oder deren Unterformeln und eine oder mehrere Verbindungen
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln XII bis XVI 13, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Formeln XIII, XIV, XVI, XVII1 und XVII2 oder deren Unterformeln.
- Die Konzentration der Verbindungen der Formeln ll-XI und XVIII-XXX3 im erfindungsgemäßen FK-Medium beträgt 30 bis 60 Gew.%.
- Die Konzentration der Verbindungen der Formeln XII-XVII3 im
erfindungsgemäßen FK-Medium beträgt 2 bis 30 Gew.%.
Es wurde gefunden, dass die Verwendung von erfindungsgemäßen FK- Medien, welche eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IA und IB im Gemisch mit üblichen Flüssigkristallmaterialien, insbesondere jedoch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formeln II bis XXX3 enthalten, und keine Alkenylverbindungen enthalten, zu einer beträchtlichen Erhöhung der Lichtstabilität und zu relativ hohen Werten für die Doppelbrechung führt, wobei gleichzeitig breite nematische Phasen mit tiefen Übergangs
temperaturen smektisch-nematisch beobachtet werden, wodurch die
Lagerstabilität verbessert wird. Gleichzeitig zeigen die Mischungen sehr niedrige Schwellenspannungen und sehr gute Werte für die VHR bei UV- Belastung und sehr hohe Klärpunkte.
Die Verbindungen der Formeln IA bis XXX3 besitzen einen breiten
Anwendungsbereich. In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können sie als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch den Verbindungen der Formeln IA bis XXX3 weitere flüssigkristalline
Basismaterialien aus underen 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.
Durch geeignete Wahl der Bedeutungen von R° und X° können die
Ansprechzeiten, die Schwellenspannung, die Steilheit der Transmissions kennlinien etc. in gewünschter Weise modifiziert werden. Die
erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich insbesondere durch hohe
De-Werte aus und besitzen somit deutlich schnellere Schaltzeilen als die Mischungen aus dem Stand der Technik.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfin- dungsgemäßen Medien Verbindungen der Formel II bis VIII (vorzugsweise II, III, V und VI), worin X° F, OCF3, OCHF2, OCH=CF2, OCF=CF2 oder OCF2-CF2FI, besonders bevorzugt F oder OCF3 bedeutet.
Die Verbindungen der Formeln IA bis XXX3 besitzen relativ niedrige
Schmelzpunkte, zeigen ein gutes Phasenverhalten, 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. Das optimale Mengenverhältnis der Verbindungen der oben genannten Formeln hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der oben genannten Formeln und 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 oben genannten Formeln in den erfindungsgemäßen Gemischen ist nicht kritisch. Die Gemische können daher eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten zwecks
Optimierung verschiedener Eigenschaften. Der beobachtete Effekt auf die gewünschte Verbesserung der Eigenschaften der Mischung ist jedoch in der Regel umso größer je höher die Gesamtkonzentration an Verbindungen der oben genannten Formeln ist.
Die einzelnen Verbindungen der oben genannten Formeln und deren Unterformeln, die in den erfindungsgemäßen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden, 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 Gebrauch machen. Den erfindungsgemäßen Mischungen können weiterhin polymerisierbare
Verbindungen, sogenannte reaktive Mesogene (RMs), beispielsweise wie in US 6,861 ,107 offenbart, in Konzentrationen von bevorzugt 0,12 - 5 Gew.%, besonders bevorzugt 0,2 - 2 % bezogen auf die Mischung, zugesetzt werden. Optional können diese Mischungen auch einen
Polymerisationsinitiator enthalten, wie beispielsweise in der US 6,781 ,665 beschrieben. Der Polymerisationsinitiator, z.B. Irgacure®651 (BASF), wird vorzugsweise der Mischung enthaltend polymerisierbare Verbindungen in Mengen von 0 bis 1 % zugesetzt. Derartige Mischungen können für sogenannte Polymer Stabilized (PS) Modes, bei denen eine
Polymerisierung der reaktiven Mesogene in der flüssigkristallinen Mischung erfolgen soll, verwendet werden, z.B. für PS-IPS-, PS-FFS, PS-TN, PS-VA- IPS. Voraussetzung hierfür ist, dass die Flüssigkristallmischung selbst keine polymerisierbaren Komponenten enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die
polymerisierbaren Verbindungen ausgewählt aus den Verbindungen der Formel M
Ra-B1-(Zb-B2)m-Rb M worin die einzelnen Reste, jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, folgende Bedeutung besitzen:
Ra und Rb P, P-Sp-, H, F, CI, Br, I, -CN, -N02, -NCO, -NCS, -OCN, -SCN,
SF5 oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-
Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CFI2- Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch - C(R°)=C(R00)-, -C=C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-,
-O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere Fl-Atome durch F, CI, Br, I, CN, P oder
P-Sp-- ersetzt sein können, und worin, falls B1 und/oder B2 ein gesättigtes C-Atom enthalten, Ra und/oder Rb auch einen Rest bedeuten können, der mit diesem gesättigten C-Atom über eine spiro-Verknüpfung verbunden sein kann, worin mindestens einer der Reste Ra und Rb eine Gruppe P oder
P-Sp- bedeutet oder enthält,
P a polymerisierbare Gruppe,
Sp a Spacergruppe oder ein Einfachbindung,
B1 und B2 eine aromatische, heteroaromatische, alicyclische oder
heterocyclische Gruppe, vorzugsweise mit 4 bis 25 Ringatomen, bevorzugt C-Atomen, welche auch anellierte
Ringe umfasst oder enthalten kann, und die optional ein- oder mehrfach durch L substitutiert sein kann,
L P, P-Sp-, OH, CH2OH, F, CI, Br, I, -CN, -NO2, -NCO, -NCS,
-OCN, -SCN, -C(=0)N(Rx)2, -C(=0)Y1, -C(=0)Rx, -N(Rx)2, optional substituiertes Silyl, optional substituiertes Aryl mit 6 bis 20 C Atomen, oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl, Alkoxy, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, Alkylcarbonlyoxy oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 25 C-Atomen oder Alkenyl odefr Alkinyl mit 2 bis 25 C-Atomen, worin auch ein oder mehrere H- Atome durch F, CI, P oder P-Sp- ersetzt sein können, bevorzugt P, P-Sp-, H, OH, CH2OH, Halogen, SF5, NO2, eine Alkyl-, Alkenyl- oder Alkinylgruppe, Y1 Halogen, bevorzugt F,
Zb -0-, -S-, -CO-, -CO-O-, -OCO-, -O-CO-O-, -0CH2-, -CH2O-
, -SCH2-, -CH2S-, -CF2O-, -0CF2-, -CF2S-, -SCF2-, -(CH2)m- , -CF2CH2-, -CH2CF2-, -(CF2)m-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C=C- , -CH=CH-, -COO-, -OCO-CH=CH-, CR°R00 oder eine
Einfachbindung,
R° und R00 jeweils unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 12 C- Atomen, Rx P, P-Sp-, H, Halogen, geradkettiges, verzweigtes oder
cyclisches Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -0-, -S-,
-CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass 0- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, CI, P oder
P-Sp- ersetzt sein können, eine optional substituierte Aryl oder Aryloxygruppe mit 6 bis 40 C-Atomen, oder eine optional substituierte Heteroaryl- oder Heteroaryloxygruppe mit 2 bis 40 C-Atomen, m 0, 1 , 2, 3 oder 4, n1 1 , 2, 3 oder 4. Bevorzugte Verbindungen der Formel M sind solche worin B1 und B2, jeweils unabhängig voneinander, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1 ,4- Phenylen, Naphthalin-1 ,4-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Phenanthren-2,7-diyl, Anthracen-2,7-diyl, Fluoren-2,7-diyl, Cumarin, Flavon, wobei in diesen Gruppen auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, Cyclohexan-1 ,4-diyl, worin auch eine oder mehrere nicht-benachbarte CH2- Gruppen durch 0 und/oder S ersetzt sein können, 1 ,4-Cyclohexenylen, Bicyclo[1 .1 .1 ]pentan-1 ,3-diyl, Bicyclo[2.2.2]octan-1 ,4-diyl, Spiro[3.3]heptan- 2,6-diyl, Piperidin-1 ,4-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl, 1 , 2,3,4- Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl, lndan-2,5-diyl oder Octahydro-4,7-methano- indan-2,5-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder durch L ein- oder mehrfach substituiert sein können
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel M sind solche worin B1 und B2 jeweils unabhängig voneinander 1 ,4-Phenylen, 1 ,3-Phenylen, Naphthalin-1 ,4-diyl oder Naphthalin-2,6-diyl bedeuten.
Weitere besonders bevorzugte Verbindungen der Formel M sind solche, worin einer oder beide Reste Ra und Rb P oder P-Sp- bedeuten.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel M sind ausgewählt aus den folgenden Formeln:
-62 -
35
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutung besitzen:
P1 bis P3 jeweils unabhängig voneinander eine polymerisierbare
Gruppe, vorzugsweise mit einer der vor- und nachstehend für P angegebenen Bedeutungen, besonders bevorzugt eine Acrylat-, Methacrylat-, Fluoracrylat-, Oxetan-, Vinyloxy- oder Epoxygruppe,
Sp1 bis Sp3 jeweils unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder eine Abstandsgruppe, vorzugsweise mit einer der vor- und nachstehend für Sp angegebenen Bedeutungen, und besonders bevorzugt -(CF jp-i-, -(CF jp-i-O-, -(CF jp-i-CO-O- oder -(Ch jp-i-O-CO-O- bedeuten, worin p1 eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, und wobei in den letztgenannten Gruppen die Verknüpfung zur benachbarten Ring über das O-Atom erfolgt, wobei einer der Reste P1-Sp1-, P2-Sp2- und P3-Sp3- auch Raa bedeuten kann,
R aa H, F, CI, CN oder geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 25 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CF -Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch C(R°)=C(R00)-, -C=C-, -N(R°)-, -0-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass 0- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, CI, CN oder P1-Sp1- ersetzt sein können, besonders bevorzugt geradkettiges oder verzweigtes, optional ein- oder mehrfach fluoriertes, Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl, Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, oder Alkylcarbonyloxy mit 1 bis 12 C-Atomen (wobei die Alkenyl- und Alkinylreste mindestens zwei und die verzweigten Reste mindestens drei C-Atome aufweisen), R° und R°° jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten
gleich oder verschieden Fl oder Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen,
Ry und Rz jeweils unabhängig voneinander Fl, F, CFI3 oder CF3, Z1 -0-, -CO-, -C(RyRz)-,oder -CF2CF2-,
Z2 und Z3 jeweils unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CFI2O-,
-OCFI2-, -CF2O-, -OCF2-, oder -(CFl2)n-, wobei n 2, 3 oder 4 ist,
L bei jedem Auftreten gleich oder verschieden ist und die oben unter Formel M gegeben Bedeutung hat und bevorzugt F, CI,
CN, oder geradkettiges oder verzweigtes, optional ein- oder mehrfach fluoriertes, Alkyl, Alkoxy, Alkenyl, Alkinyl,
Alkylcarbonyl, Alkoxycarbonyl, oder Alkylcarbonyloxy mit 1 bis 12 C-Atomen vorzugsweise F bedeutet,
L' und L" jeweils unabhängig voneinander H, F oder CI,
X1 bis X3 jeweils unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO- oder eine
Einfachbindung, r 0, 1 , 2, 3 oder 4, s 0, 1 , 2 oder 3,
0, 1 oder 2, und x 0 oder 1.
Bevorzugt sind die polymerisierbaren Verbindungen der Formeln M2, M13, M17, M22, M23, M24 und M30. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln M2 und M13.
Weiterhin bevorzugt sind trireaktive Verbindungen der Formeln M15 bis M31 , insbesondere M17, M18, M19, M22, M23, M24, M25, M30 und M31.
Weitere geeignete und bevorzugte polymerisierbare Verbindungen sind beispielsweise in Tabelle E gelistet.
In den Verbindungen der Formeln M1 bis M31 bedeutet die Gruppe
worin L, bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, eine der vor- und nachstehend angegebenen Bedeutungen hat, und vorzugsweise F, CI, CN, N02, CH3, C2H5, C(CH3)3, CH(CH3)2, CH2CH(CH3)C2H5, OCH3I OC2H5, COCH3, COC2H5, COOCHs, COOC2H5, CF3, OCF3, OCHF2, OC2F5 oder P- Sp-, besonders bevorzugt F, CI, CN, CH3, C2H5, OCFI3, COCFI3, OCF3 oder P-Sp-, ganz besonders bevorzugt F, CI, CH3, OCFI3, COCFI3 oder OCF3 , insbesondere F oder CH3 bedeutet. Bevorzugte Verbindungen der Formeln M1 bis M31 sind solche worin P1, P2 und P3 eine Acrylat-, Methacrylat-, Oxetan- oder Epoxygruppe, besonders bevorzugt eine Acrylat- oder Methacrylatgruppe bedeuten.
Weitere bevorzugte Verbindungen der Formeln M1 bis M31 sind solche worin Sp1, Sp2 und Sp3 eine Einfachbindung bedeuten.
Weitere bevorzugte Verbindungen der Formeln M1 bis M31 sind solche worin mindestens einer der Reste Sp1, Sp2 und Sp3 ein Einfachbindung bedeutet und mindestens einer der Reste Sp1, Sp2 und Sp3 von einer Einfachbindung verschieden ist.
Weitere bevorzugte Verbindungen der Formeln M1 bis M31 sind solche worin diejenigen Reste Sp1, Sp2 und Sp3, welche von einer Einfachbindung verschieden sind, -(CF js-i-X"- bedeuten, worin s1 eine ganze Zahl von 1 bis 6, vorzugsweise 2, 3, 4 oder 5 bedeuten, und X" die Verknüpfung zum benachbarten Benzolring darstellt und -0-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O- oder eine Einfachbindung bedeutet.
Vorzugsweise enthält das FK-Medium eine, zwei oder drei polymerisierbare Verbindungen der Formel M, vorzugsweise ausgewählt aus den Formeln M1 bis M31 , besonders bevorzugt ausgewählt aus Tabelle E.
Bevorzugt enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung insgesamt 0,01 bis 3 %, bevorzugt 0,1 bis 1 ,0 %, besonders bevorzugt 0,1 bis 0,5 %, an polymerisierbaren Verbindungen.
Es wurde beobachtet dass die Zugabe einer oder mehrerer
polymerisierbarer Verbindungen, wie zum Beispiel aus Formel M oder Tabelle E ausgewählt, zum erfindungsgemäßen FK-Medium zu vorteilhaften Eigenschaften wie beispielsweise schnelleren Schaltzeiten führt. Ein erfindungsgemäßes FK-Medium enthaltend eine oder mehrere solcher polymerisierbarer Verbindungen ist besonders für die Verwendung in PSA Anzeigen geeignet, worin es zu vorteilhaften Eigenschaften wie reduziertem image sticking, schnellerer und vollständigerer Polymerisation, schneller Tiltwinkelgenerierung, erhöhter Tiltstabilität nach UV-Belastung, hoher reliability, hohen VFIR-Werten nach UV-Belastung, und hoher
Doppelbrechung führen kann. Durch entsprechende Auswahl der
polymerisierbaren Verbindungen kann ausserdem die UV-Absorption zu längeren Wellenlängen verschoben werden, so dass eine Polymerisation bei längeren UV Wellenlängen ermöglicht wird, was vorteilhaft für den
Fierstellungsprozess der erfindungsgemäßen Anzeigen ist.
Die polymerisierbare Gruppe P ist eine Gruppe, die für eine
Polymerisationsreaktion, wie beispielsweise die radikalische oder ionische Kettenpolymerisation, Polyaddition oder Polykondensation, oder für eine polymeranaloge Umsetzung, beispielsweise die Addition oder Kondensation an eine Polymerhauptkette, geeignet ist. Besonders bevorzugt sind Gruppen für die Kettenpolymerisation, insbesondere solche enthaltend eine C=C- Doppelbindung oder -C^C-Dreifachbindung, sowie zur Polymerisation unter Ringöffnung geeignete Gruppen wie beispielsweise Oxetan- oder
Epoxygruppen
CO-, HO-CWW-, HS-CWW-, HW2N-, HO-CWW-NH-, CH2=CW1-CO- NH-, CH2=CH-(C00)ki-Phe-(0)k2-, CH2=CH-(C0)ki-Phe-(0)k2-, Phe- CH=CH-, HOOC-, OCN- und W4W5W6Si-, worin W1 H, F, CI, CN, CF3,
Phenyl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeutet, insbesondere H, F, CI oder CH3, W2 und W3 jeweils unabhängig voneinander Fl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere Fl, Methyl, Ethyl oder n-Propyl bedeuten, W4, W5 und W6 jeweils unabhängig voneinander CI, Oxaalkyl oder Oxacarbonylalkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, W7 und W8 jeweils unabhängig voneinander Fl, CI oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, Phe 1 ,4-Phenylen bedeutet, welches optional mit einen oder mehreren, von P-Sp- verschiedenen, Resten L wie oben definiert substiuiert ist, ki, k2 und k3 jeweils unabhängig voneinander 0 oder 1 bedeuten, Wz vorzugsweise 1 bedeutet, und WA eine ganze Zahl von 1 bis 10 bedeutet.
Besonders bevorzugte Gruppen P sind CH2=CW1-COO-, insbesondere
CH2=CH-COO-, CH2=C(CH3)-COO- und CH2=CF-COO-, ferner CH2=CH-0-,
Ganz besonders bevorzugte Gruppen P sind Vinyloxy, Acrylat, Methacrylat, Fluoracrylat, Chloracrylat, Oxetan und Epoxy, insbesondere Acrylat und Methacrylat.
Falls Sp von einer Einfachbindung verschieden ist, ist es vorzugsweise ausgewählt aus der Formel Sp'-X', so dass der Rest P-Sp- der Formel P- Sp'-X'- entspricht, wobei
Sp' Alkylen mit 1 bis 20, vorzugsweise 1 bis 12 C-Atomen bedeutet,
welches optional durch F, CI, Br, I oder CN ein- oder mehrfach substituiert ist, und worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander so durch -O-, -S-, -NFH-, -NR°-, -SiR°°R000-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, - NR00-CO-O-, -O-CO-NR00-, -NR°°-CO-NR00-, -CH=CH- oder -C=C-
ersetzt sein können, dass 0- und/oder S-Atome nicht direkt
miteinander verknüpft sind,
X' -0-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR00-, -NR00-CO-, - NR00-CO-NR00-, -OCH2-, -CH20-, -SCH2-, -CH2S-, -CF20-, -OCF2-, -
CF2S-, -SCF2-, -CF2CH2-, -CH2CF2-, -CF2CF2-, -CH=N-, -N=CH-, -
N=N-, -CH=CR°-, -CY2=CY3-, -C=C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeutet, R00 und R°°° jeweils unabhängig voneinander Fl oder Alkyl mit 1 bis 12 C-
Atomen bedeuten, und
Y2 und Y3 jeweils unabhängig voneinander Fl, F, CI oder CN bedeuten. ist vorzugsweise -0-, -S -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR0-, -NR°- CO-, -NR°-CO-NR°- oder eine Einfachbindung.
Typische Abstandsgruppen Sp' sind beispielsweise -(CFH2)PI-, -(CFH2CFH20)qi - CH2CH2-, -CH2CH2-S-CH2CH2-, -CH2CH2-NH-CH2CH2- oder -(SiR00R000-O)Pi-, worin p1 eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, q1 eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist, und R00 und R000 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Besonders bevorzugt Gruppen Sp und -Sp”-X”- sind -(CFH2)PI-, -(CFH2)pi-0-, -(CFI2)pi-0-C0-, -(CFI2)pi-C0-0-, -(CFI2)pi-0-C0-0-, worin p1 und q1 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen.
Besonders bevorzugte Gruppen Sp' sind beispielsweise jeweils
geradkettiges Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen, Nonylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen,
Ethylenoxyethylen, Methylenoxybutylen, Ethylenthioethylen, Ethylen-N- methyl-iminoethylen, 1 -Methylalkylen, Ethenylen, Propenylen und
Butenylen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung bedeutet P- Sp- einen Rest mit zwei oder mehreren polymerisierbaren Gruppen
(multifunktionelle polymerisierbare Reste). Geeignete Reste dieses Typs, sowie diese enthaltende polymerisierbare Verbindungen und ihre
Herstellung sind beispielsweise in US 7,060,200 B1 oder US 2006/0172090 A1 beschrieben. Besonders bevorzugt sind multifunktionelle
polymerisierbare Reste P-Sp- ausgewählt aus folgenden Formeln -X-alkyl-CHP1-CH2-CH2P2 l*a
-X-alkyl-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2P3 l*b
-X-alkyl-CHP1CHP2-CH2P3 l*c
-X-alkyl-C(CH2P1)(CH2P2)-CaaH2aa+i l*d
-X-alkyl-CHP1-CH2P2 l*e -X-alkyl-CHP1P2 l*f
-X-alkyl-CP1P2-CaaH2aa+i l*g
-X-alkyl-C(CH2P1)(CH2P2)-CH2OCH2-C(CH2P3)(CH2P4)CH2P5 l*h
-X-alkyl-CH((CH2)aaP1)((CH2)bbP2) l*i
-X-alkyl-CHP1CHP2-CaaH2aa+i l*k -X'-alkyl-C(CH3)(CH2P1)(CH2P2) l*m worin alkyl eine Einfachbindung oder geradkettiges oder verzweigtes Alkylen mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet, worin eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C(R°°)=C(R000)-, -C=C-, -N(R00)-, -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und worin auch ein oder mehrere H-Atome durch F, CI oder CN ersetzt sein können, wobei R°° und R°°° die oben angegebene Bedeutung haben,
aa und bb jeweils unabhängig voneinander 0, 1 , 2, 3, 4, 5 oder 6 bedeuten,
X eine der für X' angegebenen Bedeutungen besitzt, und
P1 5 jeweils unabhängig voneinander eine der für P angegebenen
Bedeutungen besitzen.
Die polymerisierbaren Verbindungen und RMs können in Analogie zu dem Fachmann bekannten und in Standardwerken der organischen Chemie beschriebenen Verfahren, wie beispielsweise in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart, hergestellt werden. Weitere Syntheseverfahren finden sich in den vor- und nachstehend zitierten Dokumenten. Im einfachsten Fall erfolgt die Synthese solcher RMs zum Beispiel durch Veresterung oder Veretherung von 2,6- Dihydroxynaphthalin oder 4,4’-Dihydroxybiphenyl mit entsprechenden Säuren, Säurederivaten, oder halogenierten Verbindungen enthaltend eine Gruppe P, wie zum Beispiel (Meth)acrylsäurechlorid oder (Meth)acrylsäure, in Gegenwart von einem wasserentziehenden Reagens wie zum Beispiel DCC (Dicyclohexylcarbodiimid).
Zur Fierstellung erfindungsgemäßer PSA Anzeigen werden die in dem erfindungsgemäßen FK-Medium enthaltenen polymerisierbaren
Verbindungen polymerisiert bzw. vernetzt, vorzugsweise in situ in der Anzeige, wobei optional eine Spannung an die Elektroden der Anzeige angelegt wird.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen FK-Anzeigen entspricht der für PSA- Anzeigen üblichen Geometrie, wie er im eingangs zitierten Stand der Technik beschrieben ist. Es sind Geometrien ohne Protrusions bevorzugt, insbesondere diejenigen, bei denen darüber hinaus die Elektrode auf der Farbfilter-Seite unstrukturiert ist und lediglich die Elektrode auf der TFT- Seite Schlitze aufweist. Besonders geeignete und bevorzugte
Elektrodenstrukturen für PS-VA-Anzeigen sind beispielsweise in US 2006/0066793 A1 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen FK-Mischungen und FK-Medien eignen sich prinzipiell für jede Art von PS- oder PSA-Anzeige, insbesondere solche beruhend auf FK-Medien mit negativer dielektrischer Anisotropie, besonders bevorzugt für PSA-VA-, PSA-IPS- oder PS-FFS-Anzeigen. Der Fachmann kann jedoch, ohne erfinderisches Zutun, geeignete erfindungsgemäße FK- Mischungen und FK-Medien auch in anderen Anzeigen des PS- oder PSA- Typs einsetzen, beispielsweise in PS-TN- oder PS-OCB-Anzeigen, die sich von den oben genannten Anzeigen beispielsweise durch ihren prinzipiellen Aufbau oder durch die Art, Anordnung oder Struktur der einzelnen verwendeten Komponenten, wie beispielsweise der Substrate,
Orientierungsschichten, Elektroden, Ansteuerelemente,
Flintergrundbeleuchtung, Polarisatoren, Farbfilter, ggf. vorhandenen
Kompensationsfolien etc., unterscheiden. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das
erfindungsgemäße FK-Medium einen oder mehrere chirale Dotierstoffe, vorzugsweise in einer Konzentration von 0.01 bis 1 Gew.%, besonders bevorzugt von 0.05 bis 0.5 Gew.%. Die chiralen Dotierstoffe sind
vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den
Verbindungen der nachfolgenden Tabelle B, besonders bevorzugt aus der Gruppe bestehend aus R- oder S-1011 , R- oder S-2011 , R- oder S-3011 , R- oder S-4011 , und R- oder S-5011.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das
erfindungsgemäße FK-Medium ein Racemat aus einem oder mehreren chiralen Dotierstoffen, vorzugsweise ausgewählt aus den oben genannten bevorzugten chiralen Dotierstoffen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das
erfindungsgemäße FK-Medium ein "self-alignment" (SA) Additiv,
vorzugsweise in einer Konzentration von 0.1 bis 2.5 Gew.%. Solche Medien eignen sich besonders für die Verwendung in SA-FFS- oder SA-FIB-FFS- Anzeigen, welche auch polymerstabilisiert sein können.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die SA-FFS- oder SA-HB-FFS- Anzeige keine Orientierungsschichten, insbesondere keine Polyimid- Orientierungsschichten. Bevorzugt SA-Additive sind ausgewählt aus Verbindungen enthaltend eine mesogene Gruppe und eine geradkettige oder verzweigte Alkylseitenkette welche ein terminale polare Ankergruppe aufweist, die vorzugsweise ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Flydroxy-, Carboxy-, Amino- und Thiolgruppen.
Weitere bevorzugte SA-Additive enthalten zusätzlich zu der polaren
Ankergruppe eine oder mehrere polymerisierbare Gruppen, welche mit der mesogenen Gruppe, optional über Spacergruppen, verknüpft sind. Diese polymerisierbaren SA-Additive können im FK-Medium unter gleichen oder ähnlichen Bedingungne wie die oben genannten polymerisierbaren
Verbindugne oder RMs polymerisiert werden.
Geeignete und bevorzugte SA-Additive sind zum Beispiel in US
2013/0182202 A1 , US 2014/0838581 A1 , US 2015/0166890 A1 und US 2015/0252265 A1 offenbart.
Weitere geeignete und bevorzugte SA-Additive sind ausgewählt aus der nachfolgendenTabelle F. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen in elektrooptischen Anzeigen sowie der Einsatz der erfindungsgemäßen Mischungen in FK-Fenstern, Shutter-Brillen insbesondere für 3D-Anwendungen, und in TN-, PS-TN-, STN-, TN-TFT-, OCB-, IPS-, PS-IPS-, FFS-, PS-FFS-, posi-VA- und PS-posi-VA-Anzeigen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine elektrooptische Anzeige, ein FK-Fenster, eine Shutter-Brille für 3D-Anwendungen, sowie eine FK- Anzeigen des TN, PS-TN, STN, TN-TFT, OCB, IPS, PS-IPS, FFS, PS-FFS, posi-VA oder posi-PS-VA Typs, enthaltend ein erfindungsgemäßes FK- Medium.
Gegenstand der Erfindung sind auch elektrooptische Anzeigen, wie z. B. STN- oder MFK-Anzeigen mit zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, integrierten nicht-linearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte auf den Trägerplatten und einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie und hohem spezifischem Widerstand), die derartige Medien enthalten sowie die Verwendung dieser Medien für elektrooptische Zwecke.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine bedeutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes. Die erzielbaren Kombinationen aus Klärpunkt, Viskosität bei tiefer
Temperatur, thermischer und UV-Stabilität und hoher optischer Anisotropie übertreffen bei weitem bisherige Materialien aus dem Stand der Technik. Die erfindungsgemäßen Mischungen sind insbesondere für mobile
Anwendungen und TFT-Anwendungen, wie z. B. Mobiltelefone und PDAs geeignet. Weiterhin können die erfindungsgemäßen Mischungen in FFS-, IPS, OCB- und IPS-Anzeigen Anwendung finden. Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es, bei Beibehaltung der nematischen Phase bis -20°C und bevorzugt bis -30°C, besonders bevorzugt bis -40°C, und des Klärpunkts > 70°C, vorzugsweise > 72°C, gleichzeitig Rotationsviskositäten gi von < 110 mPa-s, besonders bevorzugt < 100 mPa-s zu erreichen, wodurch hervorragende MFK- Anzeigen mit schnellen Schaltzeiten erzielt werden können. Die
Rotationsviskositäten sind bei 20°C bestimmt.
Die dielektrische Anisotropie der erfindungsgemäßen Flüssigkristall mischungen De ist bei 20°C vorzugsweise > +7, besonders bevorzugt > +8, insbesondere bevorzugt > 10. Die Mischungen sind außerdem durch kleine Operationsspannungen gekennzeichnet. Die Schwellenspannung der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ist vorzugsweise < 2,0 V. Die Doppelbrechung Dh der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ist bei 20°C vorzugsweise > 0,09, besonders bevorzugt > 0,10.
Der nematische Phasenbereich der erfindungsgemäßen Flüssigkristall mischungen ist vorzugsweise mindestens 90°, insbesondere mindestens 100° breit. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von
-25° bis +70°C.
Es versteht sich, dass durch geeignete Wahl der Komponenten der
erfindungsgemäßen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z.B. oberhalb 100°C) bei höheren Schwellenspannungen oder niedrigere Klärpunkte bei niedrigeren Schwellenspannungen unter Erhalt der anderen vorteilhaften Eigenschaften realisiert werden können. Ebenso können bei entsprechend wenig erhöhten Viskositäten Mischungen mit größerem De und somit geringen Schwellen erhalten werden. Die erfindungsgemäßen MFK- Anzeigen arbeiten vorzugsweise im ersten Transmissionsminimum nach Gooch und Tarry [C. H. Gooch und FI.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; C. H. Gooch und FI.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 Winkelabhängigkeit des Kontrastes (DE-PS 30 22 818) bei gleicher Schwellenspannung wie in einer analogen Anzeige im zweiten Minimum, eine kleinere dielektrische Anisotropie ausreichend ist. Flierdurch lassen sich unter Verwendung der
erfindungsgemäßen Mischungen im ersten Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen als bei Mischungen mit Cyan
verbindungen. Der Fachmann kann durch geeignete Wahl der einzelnen Komponenten und deren Gewichtsanteilen mit einfachen Routinemethoden die für eine vorgegebene Schichtdicke der MFK-Anzeige erforderliche
Doppelbrechung einstellen.
Messungen des "Voltage Flolding-ratio" (FIR) [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 eine oder mehrere Verbindungen der Formel 1 und eine oder mehrere Verbindungen der Formel 2 und eine oder mehrere Verbindungen der Formeln 3 bis 5 und einer oder mehrere Verbindungen der Formeln 6 und/oder 7 eine deutlich geringere Abnahme des FIR unter UV-Belastung aufweisen als analoge Mischungen, die Cyanophenylcyclohexane der Formel
oder Ester der Formel
enthalten.
Die Lichtstabilität und UV-Stabilität der erfindungsgemäßen Mischungen ist erheblich besser, d.h. sie zeigen eine deutlich kleinere Abnahme des HR unter Licht- bzw. UV-Belastung.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen MFK-Anzeige aus Polarisatoren, Elektrodengrundplatten und Elektroden mit Oberflächenbehandlung 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.
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 Flüssigkristall mischungen erfolgt in an sich üblicher Weise, beispielsweise indem man eine oder mehrere Verbindungen der Formel 1 und eine oder mehrere Verbindungen der Formel 2 mit einer oder mehreren Verbindungen der Formeln 3 bis 5 und einer oder mehreren Verbindungen der Formel 6 und/oder 7 und ggf. einer oder mehreren II bis XXVIII oder mit weiteren flüssigkristallinen Verbindungen und/oder Additiven mischt. 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.
Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze, wie z. B. UV-Stabilisatoren wie Tinuvin®,
z.B. Tinuvin® 770, der Fa. Ciba Chemicals, Antioxidantien, z.B. TEMPOL, Mikropartikel, Radikalfänger, Nanopartikel, etc. enthalten. Beispielsweise können 0 bis 15 % pleochroitische Farbstoffe oder chirale Dotierstoffe zugesetzt werden. Geeignete Stabilisatoren und Dotierstoffe werden nachfolgend in den Tabellen C und D genannt.
In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß Tabelle A erfolgt. Alle Reste CnF n+i und CmF m+i sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C- Atomen; n, m und k sind ganze Zahlen und bedeuten vorzugsweise 0, 1 , 2,
3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, besonders bevorzugt 1 , 2, 3, 4, 5, 6 oder 7. Die Codierung gemäß Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt von Acronym für den Grundkörper mit einem Strich ein Code für die Substituenten R , R2*, U* und L2*:
Code
R2*, L
nm CnH2n+1 CmH2m+1 H H nOm CnH2n+1 OCmH2m+1 H H nO.m OCnH2n+1 CmH2m+1 H H n CnH2n+1 CN H H nN.F CnH2n+1 CN F H nN.F.F CnH2n+1 CN F F nF CnH2n+1 F H H nCI CnH2n+1 CI H H nOF OCnH2n+1 F H H nF.F CnH2n+1 F F H nF.F.F CnH2n+1 F F F nOCFs CnH2n+1 OCFs H H nOCFs.F CnH2n+1 OCF 3 F H n-Vm CnH2n+1 -CH=CH-CrnH2m+1 H H nV-Vm CnH2n+1-CH=CH- -CH=CH-CrnH2m+1 H H
Bevorzugte Mischungskomponenten sind in Tabelle A und B gezeigt.
Tabelle A
Tabelle B
In den nachfolgenden Formeln bedeuten n und m jeweils unabhängig voneinander 0, 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12, insbesondere 2, 3, 5, ferner 0, 4, 6, bevorzugt nicht 0.
CWCG-n-F
CWCQU-n-F
PYP-n-m
Besonders bevorzugt sind flüssigkristalline Mischungen, die neben den Verbindungen der Formeln 1 und 2 und (3 bis 5) und 6 und/oder 7 mindestens ein, zwei, drei, vier oder mehr Verbindungen aus der Tabelle B enthalten.
Tabelle C
In der Tabelle C werden mögliche Dotierstoffe angegeben, die in der Regel den erfindungsgemäßen Mischungen zugesetzt werden. Vorzugsweise
enthalten die Mischungen 0 bis 10 Gew.%, insbesondere 0,01 bis 5 Gew.% und besonders bevorzugt 0,01 bis 3 Gew.% an Dotierstoffen.
R/S-4011 R/S-5011
R/S-1011
Tabelle D
Stabilisatoren, die beispielsweise den erfindungsgemäßen Mischungen in Mengen von 0 bis 10 Gew.% zugesetzt werden können, werden nachfolgend genannt.
n = 1 , 2, 3, 4, 5, 6 oder 7
q = 1 , 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oder 10
Tabelle E
In der Tabelle E sind Beispielverbindungen zusammengestellt, die in den FK-Medien gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als reaktive mesogene Verbindungen verwendet werden können. Sofern die erfindungsgemäßen Mischungen ein oder mehrere reaktive Verbindungen enthalten, werden sie vorzugsweise in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.% eingesetzt. Gegebenenfalls muss für die Polymerisation noch ein Initiator oder ein Gemisch aus zwei oder mehr Initiatoren zugesetzt werden. Der Initiator oder das Initiatorgemisch wird vorzugsweise in Mengen von 0,001 bis 2 Gew.% bezogen auf die Mischung zugesetzt. Ein geeigneter Initiator ist z.B. Irgacure®651 (Fa. BASF).
RM-39
RM-40
RM-41
RM-42
RM-43
RM-44
RM-45
RM-46
RM-55
RM-56
RM-57
RM-58
RM-59
RM-60
RM-61
RM-62
RM-111
RM-112
RM-113
RM-114
RM-115
RM-116
In einer bevorzugt Ausführungsform enthält das erfindungsgemäße FK- Medium eine oder mehrere polymerisierbare Verbindungen der Tabelle E, vorzugsweise ausgewählt aus den polymerisierbaren Verbindungen der Formeln RM-1 bis RM-144, besonders bevorzugt aus den Formeln RM-1 , RM-4, RM-8, RM-17, RM-19, RM-35, RM-37, RM-39, RM-40, RM-41 , RM-
48, RM-52, RM-54, RM-57, RM-64, RM-74, RM-76, RM-88, RM-102, RM- 103, RM-109, RM-1 17, RM-120, RM-121 und RM-122.
Tabelle F
Tabelle F zeigt SA-Additive welche in den erfindungsgemäßen Medien vorzugsweise verwendet werden können:
SA-18
SA-19
SA-20
SA-21
SA-25
SA-26
SA-27
SA-28
-
SA-32
SA-33
SA-34
SA-35
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das erfindungsgemäß FK- Medium ein oder mehrere SA-Additive ausgewählt aus den Formeln SA-1 bis SA-44, besonders bevorzugt aus den Formeln SA-14 bis SA-34 und SA- 44, ganz besonders bevorzugt aus den Formeln SA-20 bis SA-34 und SA- 44.
Die folgenden Mischungsbeispiele 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.
Weiterhin bedeutet
Dh die optische Anisotropie bei 589 nm und 20°C, gi die Rotationsviskosität (mPa-s) bei 20°C, - De die dielektrische Anisotropie bei 20°C und 1 khlz (De = em - e±, wobei e|| die Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen und e± die Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bedeutet),
V10 die Spannung (V) für 10 % Transmission (Blickrichtung senkrecht zur Plattenoberfläche), (Schwellenspannung), bestimmt in einer TN
Zelle (90 Grad Verdrillung) im 1. Minimum (d.h. bei einem d-An-Wert von 0,5 pm) bei 20°C,
Vo die kapazitiv bestimmte Freedericksschwellenspannung in einer antiparallel geriebenen Zelle bei 20°C.
LTS die Lager- bzw. Tieftemperaturstabilität (engl. "Low Temperature Stability") in Stunden (h), gemessen in dafür geeigneten Testzellen bei einer Temperatur von -20°C, sofern nicht explizit anders angegeben.
Alle physikalischen Eigenschaften werden nach "Merck Liquid
Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals" Status Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland bestimmt und gelten für eine Temperatur von 20°C, sofern nicht explizit anders angegeben.
Vergleichsbeispiel 1
CC-3-V 29.4% cl.p. 75.5°C
CCP-V-1 20.2% Dh 0.1035 CCP-V2-1 9.0% De +7.1
CPP-2-F 4.1 % eII 10.4 CPP-3-F 4.0% e± 4.3 BCH-3F.F.F 10.0% gi 61 mPas PUQU-3-F 23.3% Vio 1.53 V
LTS 1000 h
Beispiel 1
PUQU-3-F 8.5% cl.p. 72.5°C CCQU-2-F 12.0% Dh 0.0985
CCQU-3-F 13.0% De +7.2 CCQU-5-F 10.0% eII 10.6 CCGU-3-F 8.0% e± 3.4 PCH-301 10.5% gi 84 mPas PCH-3CL 3.0% Vio 1.50 V
CCH-23 14.0% LTS 1000 h CCH-34 8.0%
PGP-2-3 4.0%
PGP-2-4 4.0%
PGP-2-5 5.0%
Beispiel 2
CCH-23 16.0% cl.p. 74.5°C
CCH-34 7.0% Dh 0.0989
PCH-301 17.0% De +6.5
CCH-301 8.0% eii 9.9
PGP-2-3 2.0% e± 3.4
PGP-2-4 2.0% gi 86 mPas
PGP-2-5 2.0% Vio 1.49 V
PGUQU-3-F 8.0% LTS 1000 h
CCGU-3-F 5.0%
CCQU-2-F 7.0%
CCQU-3-F 7.0%
CCQU-5-F 6.0%
CBC-33F 2.0%
CPGU-3-OT 6.0%
BCH-3F.F.F 5.0%
Beispiel 3
CCH-23 17.0% cl.p. 74.5°C
CCH-34 6.5% Dh 0.0992
PCH-301 15.5% De +7.1
CCH-301 8.5% eII 10.7 PGUQU-3-F 9.0% e± 3.6
CCGU-3-F 5.5% gi 75 mPas CCQU-2-F 5.5% Vio 1.43 V CCQU-3-F 4.0% LTS 1000 h CCQU-5-F 4.0%
CBC-33F 2.0%
CPGU-3-OT 3.5%
CPU-3-OXF 19.0%
Beispiel 4
CCH-23 17.5% cl.p 74.5°C
CCH-34 11.5% Dh 0.1014
PCH-301 16.5% De +6.2
CCH-301 9.5% eII 9.7 PGUQU-3-F 8.0% e± 3.5 CCGU-3-F 9.0% gi 76 mPas CBC-33F 2.0% Vio 1.55 V CPGU-3-0T 3.0%
CPU-3-0XF 23.0%
Vergleichsbeispiel 2
CC-3-V 52.0% cl.p. 75.5°C
APUQU-3-F 14.0% Dh 0.1187
BCH-32 7.0% De +4.6
GGP-3-CL 2.0% eII 7.6
PGP-2-3 9.0% e± 3.0
PGP-2-4 10.0% gi 54 mPas
PGP-2-5 2.0% Vio 1.96 V
PUQU-3-F 4.0% LTS -20°
1000 h
LTS -30°
168 h
Beispiel 5
BCH-32 5.0% cl.p. 74.0°C
PUQU-3-F 6.5% Dh 0.1182
PGP-2-3 6.0% De +4.1
PGP-2-4 6.0% eII 7.2
PGP-2-5 8.0% e± 3.2
CCQU-2-F 2.0% gi 66 mPas
CCQU-3-F 5.0% Vio 1.92 V
CCQU-5-F 2.5% LTS -20°
1000 h
PCH-301 16.0% LTS -30°
1000 h
CCH-301 5.0%
CCH-23 15.5%
CCH-34 1 1 .0%
CPGU-3-0T 4.5%
CCGU-3-F 7.0% Beispiel 6
BCH-32 5.0% cl.p 74.0°C
PUQU-3-F 5.0% Dh 0.1167
PGP-2-3 4.0% De +4.3
PGP-2-4 3.5% e|| 7.5
PGP-2-5 7.5% 3.2
PCH-301 16.0% Yi 67 mPas
CCH-301 3.5% V10 1.91 V
CCH-23 17.5% LTS -20°C 1000 h
CCH-34 11.5% LTS -30°C 1000 h CCGU-3-F 9.0%
CPU-3-OXF 17.5%
Beispiel 7 PUQU-3-F 7.0% cl.p. 75.0°C
PGP-2-3 7.5% Dh 0.1170 PGP-2-4 7.0% De +3.6 PGP-2-5 9.0% eII 6.8 CCQU-2-F 4.0% e± 3.2 CCQU-3-F 4.5% yi 75 mPas
CCQU-5-F 4.0% V10 1.97 V PCH-301 14.0% LTS -20°C 1000 h CCH-301 8.0% LTS -30°C 1000 h CCH-23 14.5%
CCH-34 10.0%
CCGU-3-F 6.5%
CPGP-4-3 4.0%
Beispiel 8
PGP-2-3 4.5% cl.p. 74.0°C PGP-2-4 4.5% Dh 0.1173 PGP-2-5 7.5% De +3.8 PCH-301 15.5% e„ 7.1 CCH-301 9.0% ei 3.3
CCH-23 16.0% gi 70 mPas CCH-34 9.0% Vio 1.94 V CPGU-3-OT 3.5% LTS -20°C 1000 h CPU-3-OXF 19.5% LTS -30°C 1000 h CBC-33F 3.5%
PGUQU-3-F 2.0%
BCH-3F.F.F 5.5%
Beispiel 9
PGP-2-3 5.0% cl.p. 75.0°C
PGP-2-4 4.5% Dh 0.1 172
PGP-2-5 6.5% De +3.7
PCH-301 16.0% eII 6.9
CCH-301 8.5% e± 3.3
CCH-23 17.0% gi 68 mPas
CCH-34 10.5% Vio 1 .99 V
CCGU-3-F 5.5% LTS -20°C 1000 h
CPU-3-OXF 20.0% LTS -30°C 1000 h
CPGP-4-3 3.0%
PGUQU-3-F 3.5%
Beispiel 10
PGP-2-3 5.5% cl.p. 75.0°C
PGP-2-4 5.0% Dh 0.1 167
PGP-2-5 8.0% De +3.7
CCQU-2-F 4.5% eII 7.0
CCQU-3-F 4.5% e± 3.3
CCQU-5-F 4.0% gi 70 mPas
PCH-301 15.5% Vio 1 .95 V
CCH-301 8.5% LTS -20°C 1000 h
CCH-23 15.5% LTS -30°C 1000 h
CCH-34 6.0%
CPGU-3-OT 3.0%
CPU-3-OXF 17.5%
CPGP-4-3 2.5%
Vergleichsbeispiel 3
CC-3-V 30.0% cl.p. 76.0°C
CCP-V-1 16.5% Dh 0.1321
GGP-3-CL 5.0% De +6.0
BCH-3F.F.F 14.0% eII 9.3
PUQU-3-F 15.0% e± 3.3
PGP-2-3 5.5% gi 69 mPas
PGP-2-4 6.0% Vio 1.68 V
PGP-2-5 8.0%
Beispiel 11 BCH-32 5.0% cl.p 75.5°C
PUQU-3-F 7.5% Dh 0.1316
PGP-2-3 6.5% De +6.2
PGP-2-4 6.5% eII 9.6
PGP-2-5 8.0% e± 3.4 CCQU-2-F 2.0% gi 86 mPas
CCQU-3-F 3.0% Vio 1.66 V CCQU-5-F 2.5%
PCH-301 17.5%
PCH-3CL 4.5%
CCH-23 13.5%
CCH-34 7.0%
CPGU-3-OT 5.5%
CCGU-3-F 5.5%
PGUQU-3-F 5.5%
Beispiel 12
PGP-2-3 6.0% cl.p 75.0°C PGP-2-4 6.0% Dh 0.1317 PGP-2-5 8.5% De +5.4 PCH-301 16.5% eII 8.8 CCH-301 7.5% e± 3.4 CCH-23 16.0% gi 78 mPas CCH-34 6.5% Vio 1.73 V CPGU-3-OT 3.5%
CPU-3-OXF 18.0%
CBC-33F 1.5%
PGUQU-3-F 10.0%
Beispiel 13
Zu der Mischung aus Beispiel 1 werden 0,04 % der folgenden Verbindung als Stabilisator gegeben:
Beispiel 14
Zu der Mischung aus Beispiel 5 werden 0,05 % der folgenden Verbindung als Stabilisator gegeben:
Beispiel 15
Zu der Mischung aus Beispiel 11 werden 0,03 % der folgenden Verbindung als Stabilisator gegeben:
Beispiel 16
Zu der Mischung aus Beispiel 2 werden 0,04 % der folgenden Verbindung als Stabilisator gegeben:
Beispiel 17
Zu der Mischung aus Beispiel 7 werden 0,03 % der folgenden Verbindung als Stabilisator gegeben:
VHR-Messungen
Zur Bestimmung der Voltage Holding Ratio (VHR) bzw. ihrer Stabilität nach BL-Stress (BL = Backlight) wird die jeweilige Mischung in eine Testzelle mit einem Orientierungsmaterial für parallele Ausrichtung in TN-Konfiguration und flächigen ITO-Elektroden. Dann wird die VHR der jeweiligen Mischung gemessen (Messgerät: Autronic VHRM 105, Signalamplitude: 1 V,
Pulsbreite 60 ps, Messfrequenz 60 Hz, Temperatur 100 °C).
Anschließend werden die entsprechenden Testzellen einer Beleuchtung mit einer Kaltkathoden (CCFL)-LCD-Hintergrundbeleuchtung ("Backlight") für eine Dauer von bis zu 1 .000 Stunden ausgesetzt. Nach bestimmten
Zeitintervallen wird jeweils die VHR wie oben beschrieben gemessen.
Für jede einzelne Mischung wird eine Messreihe von jeweils 4 Testzellen gefüllt und untersucht. Die angegeben Werte sind der Mittelwert der gemessenen Einzelwerte. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1
zusammengefasst.
Tabelle 1 - VHR-Werte
1) nach 500h
Aus Tabelle 1 ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Mischungen eine deutlich geringere Abnahme der VFIR nach BL-Stress und damit eine deutlich höhere VHR-Stabilität aufweisen als die Vergleichsmischungen. Aus den oben angegebenen Beispielen ist zudem ersichtlich, dass die erfindungsgemäßen Mischungen gegenüber den Vergleichsmischungen mindestens gleich gute oder höhere LTS-Werte, insbesondere bei tiefen Temperaturen (-30°C), aufweisen.
Claims
1 . FK-Medium, dadurch gekennzeichnet, dass es eine positive
dielektrische Anisotropie aufweist und eine oder mehrere
Verbindungen der Formel IA und eine oder mehrere Verbindungen der
Formel IB enthält
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkoxy,
Oxaalkyl oder Fluoralkyl, jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten, und das FK-Medium keine Verbindungen ausgewählt aus den Formeln IA und IB enthält, worin die Reste R1 und R2 die oben angebenene Bedeutung besitzen und zusätzlich einer oder beide Reste R1 oder R2 eine C=C-Doppelbindung enthalten.
2. FK-Medium nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA ausgewählt aus folgenden Unterformeln enthält
worin die einzelnen Reste, jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, die folgende Bedeutung besitzen
alkyl, alkyl* geradkettiges Alkyl mit 1 -6 C-Atomen, insbesondere Ethyl, Propyl, Butyl oder Pentyl, alkoxy geradkettiges Alkoxy mit 1 -6 C-Atomen, insbesondere
Methoxy Ethoxy oder Propoxy.
3. FK-Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB ausgewählt aus der folgenden Unterformel enthält
alkoxy IB1
worin "alkyl" und "alkoxy" die in Anspruch 2 angegebenen
Bedeutungen besitzen.
4. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Unterformeln enthält
IB1 b
5. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln enthält
worin die einzelnen Reste, jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, die folgende Bedeutung besitzen
R° unsubstituiertes oder halogeniertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere Chh-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -CF2O-,
-<c>- , -0-, -CO-O- oder -O-CO- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
X° F, CI, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkoxy oder
halogeniertes Alkenyloxy mit jeweils bis zu 6 C-Atomen.
Y1 6 Fl oder F,
Y° H oder CH3.
6. FK-Medium nach einem einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln enthält
worin R°, X° und Y1-4 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen besitzen,
Z° -C2H4-, -(CH2)4-, -CH=CH-, -CF=CF-, -C2F4-, -CH2CF2-, -CF2CH2- , -CFI2O-, -OCFI2-, -COO- oder -OCF2-, in Formeln V und VI auch ein Einfachbindung, in Formeln V und VIII auch -CF2O-, r 0 oder 1 , und s 0 oder 1 bedeuten.
7. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält
worin R°, X° und Y1 4 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 5 angegeben Bedeutungen besitzen.
8. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält
worin R°, X°, Y1 und Y2 jeweils unabhängig voneinander die in
Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen besitzen.
9. FK-Medium nach einem einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält
worin R° und Y2-4 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen besitzen.
10. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln enthält
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen und L Fl oder F bedeutet.
1 1 . FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formel enthält
worin R1, R2, Y1 und Y2 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 1 und 5 angegebenen Bedeutungen besitzen.
12. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln enthält
worin L, R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 10 angegebenen Bedeutungen besitzen.
13. FK-Medium nach einem einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln enthält
worin R°, X° und Y1-4 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen besitzen,
14. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass es einen oder mehrere Stabilisatoren ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den folgenden Formeln enthält
worin die einzelnen Reste, jeweils unabhängig voneinander und bei jedem Auftreten gleich oder verschieden, die folgende Bedeutung besitzen
Ra_d geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit 1 bis 10 C-Atomen,
Xs H, CH3, OH or 0‘,
As geradkettiges, verzweigtes oder zyklisches Alkylen mit 1 bis 20 C-Atomen welches optional substitutiert ist, n eine ganze Zahl von 1 bis 6.
15. FK-Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass es keine Verbindungen enthält welche eine C=C-Doppelbindung enthalten, ausgenommen eine C=C- Doppelbindung als Bestandteil einer polymerisierbare Gruppe oder eines aromatischen oder ungesättigten Ringes.
16. Verfahren zur Herstellung eines FK-Mediums nach einem einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Verbindungen wie in einem oder mehreren der
Ansprüche 1 bis 4 definiert mit einer oder mehreren Verbindungen wie in einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 14 definiert gemischt werden.
17. Verwendung eines FK-Mediums nach einem einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 15 für elektrooptische Zwecke.
18. Verwendung nach Anspruch 16 in TN-, PS-TN-, STN-, TN-TFT-, OCB-, IPS-, PS-IPS-, FFS-, PS-FFS-, posi-VA- oder PS-posi-VA-Anzeigen, FK-Fenstern oder Shutterbrillen für 3D-Anwendungen.
19. FK-Anzeige enthaltend ein FK-Medium nach einem einem oder
mehreren der Ansprüche 1 bis 15.
20. FK-Anzeige nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass es eine TN-, PS-TN-, STN-, TN-TFT-, OCB-, IPS-, PS-IPS-, FFS-, PS-FFS-, posi-VA- oder PS-posi-VA-Anzeigen ist.
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