WO1991002779A1 - Flüssigkristallines medium - Google Patents

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WO1991002779A1
WO1991002779A1 PCT/EP1990/001359 EP9001359W WO9102779A1 WO 1991002779 A1 WO1991002779 A1 WO 1991002779A1 EP 9001359 W EP9001359 W EP 9001359W WO 9102779 A1 WO9102779 A1 WO 9102779A1
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radicals
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PCT/EP1990/001359
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David Coates
Simon Greenfield
Bernhard Scheuble
Andreas WÄCHTLER
Reinhard Hittich
Bernhard Rieger
Herbert Plach
Ekkehard Bartmann
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Merck Patent GmbH
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    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3028—Cyclohexane rings in which at least two rings are linked by a carbon chain containing carbon to carbon single bonds

Definitions

  • the present invention relates to a liquid-crystalline medium, its use for electro-optical purposes and displays containing this 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”)
  • the most common display devices are based on the Schadt-Helfrich 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 result in short response times, low threshold voltages and a high contrast in the cells. Furthermore, they should have a suitable mesophase at the usual operating temperatures, ie in the widest possible range below and above room temperature, for example a nematic or cholesteric mesophase for the above-mentioned cells. Since liquid crystals are generally used as mixtures of several components, it is important that the components are readily miscible with one another. Other properties, such as electrical conductivity, dielectric anisotropy and optical anisotropy, must meet different requirements depending on the cell type and area of application. For example, materials for cells with a twisted nematic structure should have positive dielectric anisotropy and low electrical conductivity.
  • MLC displays matrix liquid crystal displays with integrated non-linear elements for switching individual pixels
  • MLC displays are media with large positive dielectric anisotropy, wide nematic phases, relatively low birefringence, very high specific resistance, good UV and temperature stability of the resistance and low Vapor pressure desired.
  • Matrix liquid crystal displays according to the preamble are known.
  • active elements i.e. transistors
  • non-linear elements for the individual switching of the individual pixels.
  • active matrix whereby one can distinguish two types:
  • MOS Metal Oxide Semiconductor
  • TFT Thin film transistors
  • the TN effect is usually used as the electro-optical effect.
  • TFTs made of 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 fully color-compatible image representations, a mosaic of red, green and blue filters being arranged in such a way that a filter element is located opposite a switchable image element.
  • the TFT displays usually work as TN cells with crossed polarizers in transmission and are illuminated from behind.
  • the object of the invention is to provide media, in particular for such MFK displays, which do not have the disadvantages indicated above or only to a lesser extent, at the same time have very high resistivities and low threshold voltages.
  • the invention thus relates to a liquid-crystalline medium with a high specific resistance based on a mixture of polar compounds with a dielectric anisotropy of over +1.5, characterized in that it contains one or more compounds selected from the group of the compounds of the formula Ia, Ib and Ic contains
  • radicals E in each case are a single bond or one of the radicals E can also be —CH 2 -CH 2 -, and L 1 and L 2 H or one of the radicals L 1 and L 2 can also be fluorine,
  • R1 and R 2 are each independently n-alkyl, in which also a CH 2 group is represented by -0-, -CHHal-, -CHal 2 - or
  • -CH CH- can be replaced, and X and Y are independently H or
  • the invention also relates to electro-optical displays (in particular MLC 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 resistivity) containing such media and the use of these media for electro-optical purposes.
  • electro-optical displays in particular MLC 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 resistivity
  • the liquid crystal mixtures according to the invention make it possible at the same time to achieve threshold voltages, preferably 01.65 volts, clearing points above 60 °, preferably above 65 ° and / or a high value for the specific resistance at low viscosities, as a result of which excellent MKF displays can be achieved. It goes without saying that, by a suitable choice of the components of the mixtures according to the invention, higher clearing points (for example above 90 °) at higher threshold voltages (V th ⁇ 2.2 volts) can be achieved while maintaining the other advantageous properties.
  • the MFK displays according to the invention preferably work in the first
  • Routine methods set the birefringence required for a given layer thickness of the MLC display.
  • the viscosity at 20 ° C is preferably ⁇ 25 mPa.s.
  • the nematic phase range is preferably at least 70 °, in particular at least 80 °. This range preferably extends at least from -20 ° to + 70 °.
  • the UV stability of the mixtures according to the invention is also considerably better. H. they show a significantly smaller decrease in HR under UV exposure.
  • the viscosity at 20 ° C is preferably ⁇ 25 mPa.s.
  • the nematic phase range is preferably at least 70 °, in particular at least 80 °. This range preferably extends at least from -20 ° to + 70 °.
  • the individual compounds of the formulas I to XII and their sub-formulas which can be used in the MLC displays according to the invention are either known, or they can be prepared analogously to the known compounds.
  • Medium additionally contains one or more compounds selected from the group consisting of the general formulas II, III and IV:
  • R, X 'and Y' each independently have one of the meanings given in claim 2.
  • Medium additionally contains one or more compounds selected from the group consisting of the general formulas V to VIII:
  • R, X and Y each independently have one of the meanings given in claim 2.
  • Medium additionally contains one or more compounds selected from the group consisting of the general formula IX to XII:
  • R, X 'and Y' each independently have one of the meanings given in claim 2.
  • the proportion of compounds of the formulas II to IV together in the total mixture is at least 50% by weight, the proportion of compounds of the formulas Ia, Ib and Ic in the total mixture is at least 10% by weight the proportion of compounds of the formulas II to IV in the total mixture is 50 to 70% by weight - Y in formula I is H -
  • the medium contains compounds of the formulas II and III or IV - R is straight-chain alkyl or alkenyl with 2 to 7 C atoms
  • the medium contains further compounds, preferably selected from the following group:
  • the medium essentially consists of compounds selected from the group consisting of the general formulas I to XII.
  • alkyl encompasses straight-chain and branched alkyl groups having 1-7 carbon atoms, in particular the straight-chain groups methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl and heptyl. Groups with 2-5 carbon atoms are generally preferred.
  • alkenyl encompasses straight-chain and branched alkenyl groups having 2-7 carbon atoms, in particular the straight-chain groups.
  • Alkenyl groups in particular are C 2 -C 7 -1E alkenyl, C 4 -C 7 -3E alkenyl,
  • C 5 -C 7 -4-alkenyl C 6 -C 7 -5-alkenyl and C 7 -6-alkenyl, in particular C 2 -C 7 -1E-alkenyl, C 4 -C 7 -3E-alkenyl and C 5 -C 7 -4 alkenyl.
  • preferred alkenyl groups are vinyl, 1E-propenyl, 1E-butenyl, 1E-pentenyl,
  • fluoroalkyl preferably encompasses straight chain groups with terminal fluorine, i.e. Fluoromethyl, 2-fluoroethyl, 3-fluoropropyl, 4-fluorobutyl,
  • Positions of the fluorine are not excluded.
  • oxaalkyl preferably includes straight chain
  • the response times, the threshold voltage, the steepness of the transmission characteristics, etc. can be modified in a desired manner by a suitable choice of the meanings of R, X and Y.
  • 1E-alkenyl residues, 3E-alkenyl residues, 2E-alkenyloxy residues and the like generally lead to shorter response times, improved nematic tendencies and a higher ratio of the elastic constants k 33 (bend) and k 11 (splay) in comparison to alkyl or Alkoxy residues.
  • 4-alkenyl residues, 3-alkenyl residues and the like generally give lower threshold voltages and smaller values of k 33 / k 11 compared to alkyl and alkoxy residues.
  • a group -CH 2 CH 2 - in Z or Z generally leads to higher values of k 33 / k 11 compared to a simple covalent bond.
  • Higher values of k 33 / k 11 enable, for example, flatter transmission characteristics lines in TN cells with 90 ° twist (to achieve gray tones) and steeper transmission characteristics in STN, SBE and OMI cells (higher multiplexability) and vice versa.
  • Formulas I and II + III + IV largely depend on the desired properties, on the choice of the components of the formulas I, II, III and / or IV and on the choice of further components which may be present.
  • the total amount of compounds of the formulas I to XII in the mixtures according to the invention is not critical.
  • the mixtures can therefore contain one or more further components in order to optimize various properties.
  • the observed effect on the response times and the threshold voltage is generally greater the higher the total concentration of compounds of the formulas I to XII.
  • the media according to the invention can also contain a component A consisting of one or more compounds having a dielectric anisotropy of -1.5 to +1.5 of the general formula I '
  • R 1 and R 2 are each independently n-alkyl, ⁇ -fluoroalkyl or n-alkenyl with up to
  • Component A preferably contains one or more compounds selected from the group consisting of III to 117:
  • Component A preferably additionally contains one or more compounds selected from the group consisting of 118 to 1120:
  • R 1 and R 2 have the meaning given for formula I 'and the 1,4-phenylene groups in 118 to 1117 can each be substituted independently or independently by fluorine.
  • Component A also preferably additionally contains one or more compounds selected from the group consisting of 1121 to 1125:
  • R 1 and R 2 have the meaning given for formula I 'and the 1,4-phenylene groups in 1121 to 1125 can each be substituted, independently of one another, by fluorine one or more times.
  • mixtures of this type are preferred, whose component A contains one or more compounds selected from the group consisting of 1126 and 1127:
  • Z 0 is a single bond
  • liquid crystal mixtures which select one or more compounds from the
  • 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 term is the usual one Construction here broadly and includes all modifications and modifications of the MFK 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 manner which is conventional per se. As a rule, the desired amount is less
  • the amount of components used is dissolved in the components which make up the main constituent, expediently at elevated temperature. It is also possible to use solutions of the components in an organic solvent, e.g. in acetone, chloroform or methanol, and to remove the solvent after mixing, for example by distillation.
  • an organic solvent e.g. in acetone, chloroform or methanol
  • the media according to the invention preferably contain
  • a liquid-crystalline component C consisting of one or more compounds having a dielectric anisotropy of less than -1.5, the component A preferably contains one or more compounds of sub-formula la
  • the radicals E are in each case a single bond or one of the radicals E can also be —CH 2 CH 2 -, and L 1 and L 2 H or one of the radicals L 1 and L 2 can also be fluorine, and the nematic liquid crystal mixture has a nematic phase range of at least 60 ° C, a viscosity at 20 ° C of a maximum of 30 mPa.s and an average dielectric constant ⁇ 8.
  • the invention thus also relates to an MLC display 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, the liquid crystal mixture being based on the following components: a) at least 10% by weight of a liquid crystalline
  • Component B consisting of one or more
  • a liquid-crystalline component A consisting of one or more compounds with a dielectric anisotropy of -1.5 to +1.5 of the general formula I wherein R 1 and R 2 are each independently n-alkyl, ⁇ -fluoroalkyl or n-alkenyl with up to
  • a 3 each independently of one another 1,4-phenylene, 2- or 3-fluoro-1,4-phenylene, trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-cyclohexenylene, Z 1 and Z 2 each independently of one another -CH 2 CH 2 - or a single bond, and m denotes 0, 1 or 2, and 0 to 20% by weight of a liquid-crystalline component C consisting of one or more compounds with a dielectric anisotropy of less than -1.5, component A being one or contains several compounds of the sub-formula la
  • the radicals E are in each case a single bond or one of the radicals E can also be —CH 2 CH 2 -, and L 1 and L 2 H or one of the radicals L 1 and L 2 can also be fluorine, and the nematic liquid crystal mixture has a nematic phase range of at least 60 ° C, a viscosity at 20 ° C of at most 30 mPa.s and an average dielectric constant ⁇ ⁇ 8.
  • the invention also relates to corresponding liquid crystal mixtures, in particular for use in MLC displays.
  • the mixtures are also suitable for many other applications, such as TN, STN or OMI.
  • the specific resistance of liquid crystal mixtures is generally high if the dielectric anisotropy is small, since the polar components present in mixtures with a high ⁇ have a stabilizing effect on ions and thus have a high conductivity or a
  • Liquid crystal mixture does not contain any functional groups such as, for example, aromatically bound alkoxy or ester functions.
  • the dielectric positive ( ⁇ ⁇ 1.5) components usually carry terminal cyan groups.
  • those with terminal -NCS, F, Cl, -CF 3 , -CHF 2 , -OCF 3 , -OCHF 2 , -OCF 2 CF 2 H or -OC 2 are also preferred in the mixtures according to the invention F 5 used.
  • the liquid crystal mixture consists essentially of components A, B and C, or A and B.
  • Liquid crystal mixtures containing nitrile-containing and nitrile-free fluorinated compounds are particularly preferred, the latter preferably corresponding to the formulas Ila to Ilf, in which XF, Cl, -CF 3 , -CHF 2 , -OCF 3 , -OCHF 2 , -OCF 2 CF 2 H or -OC 2 F 5 means.
  • the ratio of nitrile-free: nitrile-containing compounds from component B is preferably> 1: 1, in particular> 2: 1. Particularly preferred ranges are 2.5: 1 to 6: 1. However, liquid crystal mixtures whose component B consists essentially of nitrile-free are particularly preferred fluorinated compounds.
  • the abovementioned preferred compounds of the formulas Ila to Ilf are preferably used. "Essentially” is intended to mean that the proportion of further compounds in the corresponding component is 20 20%, in particular ⁇ 10%.
  • liquid crystal mixtures whose component B contains terminally chlorinated compounds.
  • the mixtures contain one or more compounds of the formula Ila to Ilf, in which A 2 -X or ⁇
  • Component B can also contain 4-nucleus compounds, for example according to the formulas IIc to Ilf, in which one of the rings X 1 to A 3 is present twice.
  • the mixtures contain compounds with terminal nitrile in a proportion of 0 to 50% by weight in component B. Mixtures which contain no compounds with terminal nitrile are particularly preferred.
  • groups such as -OCF 3 , -0CHF 2 , -OCF 2 CF 2 H or -OC 2 F 5 stabilize ions in the displays significantly less than -OCH 3 or -OCH 5 .
  • the same also applies to aliphatic alkoxy (compounds of the formulas III and IV).
  • the mixtures according to the invention preferably have a specific resistance at 20 ° of 10 10 12 ⁇ . cm, particularly preferably> 10 13 ⁇ . cm.
  • the mean ⁇ is preferably 7 7, particularly preferably 5 5.
  • the dielectric anisotropy values of the individual compounds of components A to C are determined at 20 ° by extrapolation from a polar mixture (containing 24% p-trans-4-propylcyclohexylbenzonitrile, 36% p-trans-4-pentylcyclohexylbenzonitrile, 25% p- trans- 4-heptylcyclohexylbenzonitrile and 15% 4-cyano-4 '- (trans- 4-pentylcyclohexyl) -biphenyl) if the compound to be determined contains a dipole in the longitudinal axis of the molecule, or from a neutral mixture (containing 22% trans -1-p-ethylphenyl-4-propylcyclohexane, 20% trans-1-p-methoxyphenyl-1-propylcyclohexane, 15% trans-1-p-ethoxyphenyl-4-propylcyclohexane, 19% 4-ethyl-4- (trans- 4-prop
  • the liquid crystal mixtures according to the invention make it possible at the same time to achieve a high value for the specific resistance at low viscosities, which enables excellent MKF ads to be achieved.
  • the MFK displays according to the invention preferably operate in the first transmission minimum according to Gooch and Tarry
  • the viscosity at 20 ° C is preferably ⁇ 25 mPa.s.
  • the nematic phase range is preferably at least 70 °, in particular at least 80 °. This range preferably extends at least from -20 ° to + 70 °.
  • the individual compounds of the formulas I to IV and their subforms which can be used in the MLC displays according to the invention are either known, or they can be prepared analogously to the known compounds.
  • Preferred liquid crystal mixtures which can be used according to the invention preferably contain a total of preferably 10% to
  • component B is not predominantly composed of strongly dielectrically positive nitrile components, but predominantly contains only weakly dielectrically positive compounds, such as the fluorinated compounds specified below, component A can possibly be omitted entirely and those according to the invention Mixtures in this particular embodiment are based only on component B and possibly component C.
  • liquid crystal mixtures whose component B is one or more compounds selected from the group consisting of compounds of the formulas
  • R n-alkyl or n-alkenyl with up to 9 carbon atoms X cyan, -NCS, F, Cl, -CF 3 , -CHF 2 , -OCF 3 , -OCHF 2 ,
  • Component B preferably contains compounds of the formulas Ila to Ilf, in which X is cyan, and compounds of the formulas Ila to Ilf, in which X is -NCS, F, Cl, -CF 3 , -CHF 2 , -OCF 3 -OCHF 2 , -OCF 2 CF 2 H or -OC 2 F 5 , and the proportion of the cyan compounds in component B is 0 to 50% by weight.
  • component B contains no compounds of the formulas Ila to Ilf, in which X is cyan.
  • X preferably denotes F, Cl, CF 3 , -OCF 3 , -OCHF 2 or CHF 2 .
  • the rings A 1 , A 2 and A 3 each preferably mean trans-1,4-cyclohexylene or independently of one another
  • one of the rings A 1, A2 and A3 is 2- or 3-fluoro-1,4-phenylene or 2,3-difluoro-1,4-phenylene.
  • the ring connected to X is 2- or 3-fluoro-1,4-phenylene or 2,3-difluoro-1,4-phenylene.
  • a 2 in Ila and Ilb or A 3 in IIc bi.s Ilf is preferably 1,4-phenylene, which may also be mono- or disubstituted by fluorine.
  • a 3 -X is preferably a group selected from the group
  • R in each case denotes n-alkyl or n-alkenyl with up to 9 carbon atoms.
  • Y and Z are each independently of one another H or F, but preferably one or two of the radicals Y and Z are fluorine.
  • X is preferably F, Cl, -CF 3 -, -OCF 3 or -OCHF 2 -
  • Component B preferably makes up 10% to 100%, in particular 20% to 80%, of the mixtures according to the invention.
  • Component A preferably contains one or more
  • Component A preferably additionally contains one or more compounds selected from the group consisting of 118 to 1120:
  • R 1 and R 2 have the meaning given in claim 1 and the 1,4-phenylene groups in 118 to 1117 can each be substituted one or more times independently of one another by fluorine.
  • Component A also preferably additionally contains one or more compounds selected from the group consisting of 1121 to 1125:
  • R 1 and R 2 have the meaning given in claim 1 and the 1,4-phenylene groups in II21 to II25 can each be substituted independently of one another by fluorine, one or more times.
  • component A contains one or more compounds selected from the group consisting of II26 and II27:
  • liquid crystal mixtures which, in addition to components A, B and C, additionally contain one or more compounds selected from the group consisting of III and IV:
  • R 1 and R 2 have the meaning given above, and / or one or more compounds selected from the
  • R 1 and R 2 have the meaning given above, and / or contain one or more compounds selected from the group consisting of VII to XI
  • R 1 and R 2 have the meaning given above and s is 0 or 1.
  • Sum of compounds V and VI 0% to 40%, preferably 5% to 20%
  • Sum of compounds VII to XI 0% to 20%, preferably 5% to 15%
  • the proportion of the compounds) of sub-formula la is preferably 3 to 15%, particularly preferably 5 to 10%.
  • Component A preferably contains one or more compounds selected from the group consisting of laa to lad:
  • R 1 and R 2 each independently of one another alkyl having up to 9 carbon atoms, wherein also a CH 2 group by
  • ring A is trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene
  • Ring B is trans-1,4-cyclohexylene or - r is 0 or 1, and
  • X and Y are each independently H or F in
  • the compounds of the formula I ' can be used as components of liquid-crystalline media, in particular in displays based on the principle of the twisted cell (including more highly twisted cells such as STN, SBE, OMI etc.), the guest-host effect, the DAP effect or the Dynamic scattering effect.
  • trans, trans-4- [2-p- (trans-4-propylcyclohexyl) phenylethyl] -4'-propylbicyclohexyl shows the following phase sequence: C 60 S 233 N 261 I.
  • the object of the invention is to find new, stable, liquid-crystalline compounds which are preferably suitable for MLC displays and which do not show the disadvantages of the compounds from the prior art or only to a small extent.
  • the compounds of the formula I ' solve this problem excellently and enable the production of liquid-crystalline media with very high specific resistance and at the same time advantageous electro-optical properties.
  • the compounds of the formula I ' show excellent solubility in many liquid-crystal base materials of various substance classes even at -20 ° C.
  • the compounds of the formula I' are therefore very attractive components for liquid-crystalline media for electro-optical applications, the following particularly advantageous points being highlighted can:
  • nematic area which enables the formulation of media with broad nematic areas; (c) little tendency to form smectic phases in combination with nematic materials with positive dielectric anisotropy;
  • the compounds of formula I ' have a wide range of applications. They are preferably added to base materials from other classes of substances in order to raise the clearing point without adversely affecting other relevant physical properties.
  • the compounds of the formula I ' are colorless and form nematic mesophases in a temperature range which is favorable for electro-optical use. They are chemical and very stable to heat and light.
  • the invention thus also relates to the compounds of the formula I 'and their use as components of liquid-crystalline media.
  • the invention also relates to liquid-crystalline media which contain one or more compounds of the formula I 'and liquid-crystal displays; in particular electro-optical displays containing such media.
  • R 1 and R 2 are preferably alkyl or alkyl groups in which a CH 2 -
  • R 1 and / or R 2 are alkyl and / or alkoxy
  • these radicals are straight-chain or branched. These radicals are preferably straight-chain and have 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and are preferably ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy or heptoxy, furthermore Methyl, octyl, nonyl, methoxy, octoxy or nonoxy.
  • Ring A is preferably trans-1,4-cyclohexylene. is preferably one of the rinsing systems 1 to 4
  • mixtures according to the invention which preferably consist essentially of the preferred compound given for components A to C. fertilizers exist, possibly also containing other compounds not explicitly mentioned here.
  • 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 term conventional construction is broadly encompassed 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.
  • the dielectrics can also contain further additives known to the person skilled in the art and described in the literature.
  • pleochroic dyes or chiral dopants can be added.
  • V 10 denotes the voltage for 10% transmission
  • t on denotes the switch-on time and t off the switch-off time at an operating voltage corresponding to 2.5 times the value of V 10 .
  • ⁇ n denotes the optical anisotropy and n o the refractive index.
  • ⁇ denotes the dielectric
  • Dielectric constant perpendicular to it means.
  • the electro-optical data were measured in a TN cell at the 1st minimum (i.e. at a ⁇ n value of 0.5) at 20 ° C, unless expressly stated otherwise.
  • the optical data were measured at 20 ° C, unless expressly stated otherwise.
  • F. L is preferably H. example 1
  • a nematic liquid crystal mixture A consisting of
  • composition of the mixtures of Examples 2 to 11 is given below, the individual compounds being coded as follows:
  • PCH-301 trans-1-p-methoxyphenyl-4-propylcyclohexane
  • CCH-301 trans, trans-4-methoxy-4'-propylcyclohexylcyclohexane
  • CBC-33F 4,4'-bis (trans-4-propylcyclohexyl) -2-fluorobiphenyl
  • CBC-53F 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4 '- (trans-4-propylcyclcohexyl) -2-fluorobiphenyl
  • CBC-33 4,4'-bis (trans-4-propylcyclohexyl) biphenyl
  • CBC-53 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4 '- (trans-4-propylcyclohexyl) biphenyl
  • ECCP-33 1- [trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl] -2- (p-propylphenyl) ethane
  • CCH-51F trans, trans-4-fluoromethyl-4'-pentylcyclohexylcyclohexane
  • PTP-102 4-methyl-4'-ethoxy-tolane
  • PTP-201 4-methoxy-4'-ethyl-tolan
  • CPTP-301 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -4'-methoxytolane
  • CPTP-302 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -4'-ethoxytolane
  • PCH-5F trans-1-p-fluorophenyl-4-pentylcyclohexane
  • PCH-6F trans-1-p-fluorophenyl-4-hexylcyclohexane
  • PCH-7F trans-1-p-fluorophenyl-4-heptylcyclohexane EPCH-20CF.
  • EPCH-30CF 3 1- (trans-4-propylcyclohexyl) -2- (p-trifluoromethoxyphenyl) ethane
  • EPCH-50CF 3 1- (trans-4-pentylcyclohexyl) -2- (p-trifluoromethoxyphenyl) ethane
  • EPCH-70CF 3 1- (trans-4-heptylcyclohexyl) -2- (p-trifluoromethoxyphenyl) ethane
  • BCH-30CF 3 4-trifluoromethoxy-4 '- (trans-4-propylcyclohexyl) biphenyl ECCP-3F.
  • F 1- [trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl] -2- (3,4-difluorophenyl) ethane
  • PYP-5F 2-p-fluorophenyl-5-pentylpyrimidine
  • PYP-6F 2-p-fluorophenyl-5-hexylpyrimidine
  • PYP-7F 2-p-fluorophenyl-5-heptylpyrimidine
  • PYP-30CF 3 2-p-trifluoromethoxyphenyl-5-propylpyrimidine
  • PYP-50CF 3 2-p-trifluoromethoxyphenyl-5-pentylpyrimidine
  • PYP-70CF 3 2-p-trifluoromethoxyphenyl-5-heptylpyrimidine
  • PCH-3 p-trans-4 -Propylcyclohexyl-benzonitrile
  • PCH-4 p-trans-4-butylcyclohexyl-benzonitrile
  • PCH-5 p-trans-4-pentylcyclohexyl-benzonitrile
  • ECCP-3 1- [trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl) cyclohexyl ] -2- (p-cyanophenyl) ethane
  • ECCP-5CF 3 1- [trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl] -2- (p-trifluoromethylphenyl) ethane PYP-5N.F: 2- (3-fluoro-4-cyanophenyl) -5-pentylpyrimidine PYP-7N.F: 2- (3-fluoro-4-cyanophenyl) -5-heptylpyrimidine PCH-30CF 2 : trans-1 -p-difluoromethoxyphenyl-4-propylcyclohexane
  • PCH-3-OCF 2 trans-1-p-difluoromethoxyphenyl-4-propylcyclohexane
  • CCPC-33 1- [trans-4- (trans-4-n-propylcyclohexyl) cyclohexyl] -4- (trans-4-n-propylcyclohexyl) benzene
  • CCPC-23 1- [trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl] -4- (trans-4-n-propylcyclohexyl) benzene
  • EPCH-70CF 3 5.00 CCH-301 7.00
  • Example 12 The 1- (trans, trans-4-n-propylbicyclohexyl) -2- [4- (trans-4-n-propylcyclohexyl) -3-fluorophenyl] ethene obtained according to scheme C is hydrogenated on Pd / C at normal pressure . After the usual work-up, one obtains

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium mit hohem spezifischem Widerstand auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1.5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel (Ia), (Ib) und (Ic) enthält, worin die Reste E jeweils eine Einfachbindung oder einer der Reste E auch -CH2CH2-, und L?1 und L2¿ H oder einer der Reste L?1 und L2¿ auch Fluor bedeuten kann, Ring B α oder β, R?1 und R2¿ jeweils unabängig voneinander n-Alkyl, worin auch eine CH¿2?-Gruppe durch -O-, -CHHal-, -CHal2- oder -CH=CH- ersetzt sein kann, und X und Y unabhängig H oder F bedeuten mit der Maßgabe, daß mindestens einer der im Molekül der Formel (Ib) und (Ic) vorhandenen Reste X und Y F bedeutet.

Description

Flüssigkristallines Medium
Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium, dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke und dieses Medium enthaltende Anzeigen. Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beinflußt werden können. Elektrooptische Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP-zellen (Deformation aufgerichteter Phasen), Gast/WirtZellen, TN-Zellen mit verdrillt nematischer ("twisted nematic") Struktur, STN-Zellen ("super-twisted
nematiic"), SBE-Zellen ("super-birefringence effect") und OMI-Zellen ("optical mode interference"). Die gebräuchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich-Effekt und besitzen eine verdrillt nematische Struktur.
Die Flüssigkristallmaterialien müssen eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen Feldern und elektromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten die Flüssigkristallmaterialien niedere Viskosität aufweisen und in den Zellen kurze Ansprechzeiten, tiefe Schwellenspannungen und einen hohen Kontrast ergeben. Weiterhin sollten sie bei üblichen Betriebstemperaturen, d.h. in einem möglichst breiten Bereich unterhalb und oberhalb Raumtemperatur eine geeignete Mesophase besitzen, beispielsweise für die oben genannten Zellen eine nematische oder cholesterische Mesophase. Da Flüssigkristalle in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwendung gelangen, ist es wichtig, daß die Komponenten untereinander gut mischbar sind. Weitere Eigenschaften, wie die elektrische 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) Medien mit großer positiver dielektrischer Anisotropie, breiten nematischen Phasen, relativ niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UV- und Temperaturstabilität des Widerstands und geringem Dampfdruck erwünscht.
Matrix-Flüssigkristallanzeigen gemäß des Oberbegriffs 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)-Transistoren auf Silizium-Wafer als Substrat. 2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.
Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial beschränkt die Displaygröße, da auch die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den Stößen zu Problemen führt.
Bei dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt verwendet. Man unterscheidet zwei Technologien: TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z.B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer Technologie wird weltweit mit großer Intensität gearbeitet.
Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Größe der Bildpunkt-Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart angeordnet ist, daß je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelement gegenüber liegt.
Die TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.
Der Begriff MFK-Anzeigen umfaßt hier jedes Matrix-Display mit integrierten nichtlinearen Elementen, d.h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Metall-Isolator-Metall). Derartige MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für TV-Anwendungen (z.B. Taschenfernseher) oder für hochinformative Displays für Rechneranwendungen (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 Flüssigkristallmischungen [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI , K., TAJIMA, E.,
WATANABE, H. , SHIMIZU, H. , Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television Liguid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]. Mit abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige und es kann das Problem der "after image elimination" auftreten. Da der spezifische Widerstand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren 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 Temperatur- und/oder UV-Belastung zeigt. Die MFK-Anzeigen aus dem Stand der Technik genügen nicht den heutigen Anforderungen. Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten und niedriger Schwellenspannung, die diese Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße zeigen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Medien insbesondere für derartige MFK-Anzeigen bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße, gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände und niedrige Schwellenspannungen aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man in diesen MFK-Anzeigen erfindungsgemäße Medien verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium mit hohem spezifischem Widerstand auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1.5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel la, Ib und Ic enthält
Figure imgf000007_0001
worin die Reste E jeweils eine Einfachbindung oder einer der Reste E auch -CH2-CH2-, und L 1 und L2 H oder einer der Reste L 1 und L2 auch Fluor bedeuten kann,
Ring B oder
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000007_0003
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander n-Alkyl, worin auch eine CH2-Gruppe durch -0-, -CHHal-, -CHal2- oder
-CH=CH- ersetzt sein kann, und X und Y unabhängig H oder
F bedeuten mit der Maßgabe, daß mindestens einer der im Molekül der Formel Ib und Ic vorhandenen Reste X und Y
F bedeutet.
Gegenstand der Erfindung sind auch elektrooptische Anzeigen (insbesondere 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 es bei niedrigen Viskositäten gleichzeitig Schwellenspannungen vorzugsweise 01,65 Volt, Klärpunkte oberhalb 60°, vorzugsweise oberhalb 65° und/oder einen hohen Wert für den spezifischen Widerstand zu erreichen, wodurch hervorragende MKF-Anzeigen erzielt werden können. Es versteht sich, daß durch geeignete Wahl der Komponenten der erfindungsgemäßen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z.B. oberhalb 90°) bei höheren Schwellenspannung (Vth < 2,2 Volt) unter Erhalt der anderen vorteilhaften Eigenschaften realisiert werden können. Die erfindungsgemäßen MFK-Anzeigen arbeiten vorzugsweise im ersten
Transmissionsminimum nach Gooch und Tarry [CH. Gooch und H.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; CH. Gooch und H.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975], wobei hier neben besonders günstigen elektrooptischen Eigenschaften wie z.B. hohe Steilheit der Kennlinie und geringe Winkelabhängigkeit des Kontrastes (DE-PS 30 22 818) bei gleicher Schwellenspannung wie in einer analogen Anzeige im zweiten Minimum eine kleinerere dielektrische Anisotropie ausreichend ist. Hierdurch lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen im ersten Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen. 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. Die Viskosität bei 20 °C ist vorzugsweise ≤ 25 mPa.s.
Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 70°, insbesondere mindestens 80°. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von -20° bis +70°.
Messungen des "Capacity Holding-ration" (HR) [S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)] haben ergeben, daß erfindungsgemäße Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I eine deutlich kleinere Abnahme des HR mit steigender Temperatur aufweisen als analoge Mischungen enthaltend anstelle den Verbindungen der
Formel I Cyanophenylcyclohexane der Formel
Figure imgf000009_0001
Auch die UV-Stabilität der erfindungegemäßen Mischungen ist erheblich besser, d. h. sie zeigen eine deutlich kleinere Abnahme des HR unter UV-Belastung.
Die Viskosität bei 20 °C ist vorzugsweise≤ 25 mPa.s.
Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 70°, insbesondere mindestens 80°. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von -20° bis +70°. Die einzelnen Verbindungen der Formeln I bis XII und deren Unterformeln, die in den erfindungsgemäßen MFK-Anzeigen verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
Bevorzugte Ausführungsformen sind im folgenden angegeben:
Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formel II, III und IV:
Figure imgf000010_0001
worin R, X' und Y' jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 2 angegebene Bedeutung haben.
Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln V bis VIII:
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000011_0002
worin R, X und Y jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 2 angegebene Bedeutung haben.
Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus der allgemeinen Formel IX bis XII:
Figure imgf000011_0001
worin R, X 'und Y 'jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 2 angegebene Bedeutung haben.
Der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis IV zusammen beträgt im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-% der Anteil an Verbindungen der Formeln la, Ib und Ic beträgt im Gesamtgemisch mindestens 10 Gew.-% - der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis IV im Gesamtgemisch beträgt 50 bis 70 Gew.-% - Y in Formel I ist H -
Figure imgf000012_0002
- das Medium enthält Verbindungen der Formeln II und III oder IV - R ist geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen
- das Medium enthält weitere Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Gruppe:
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
- Das GewichtsVerhältnis I: (II + III + IV) ist
vorzugsweise 1 : 4 bis 1 : 1. - Medium besteht im wesentlichen aus aus Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln I bis XII.
Es wurde gefunden, daß bereits ein relativ geringer Anteil an Verbindungen der Formel I insbesondere im Gemisch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formel II, III und/oder IV zu einer beträchtlichen Verbreiterung der Mesophase führt, wobei gleichzeitig breite nematische Phasen mit tiefen Übergangstemperaturen smektisch-nematisch beobachtet werden. Die Verbindungen der Formeln I bis IV sind farblos, stabil und untereinander und mit anderen Flüssigkristallmaterialien gut mischbar.
Der Ausdruck "Alkyl" umfaßt geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 1-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl. Gruppe mit 2-5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
Der Ausdruck "Alkenyl" umfaßt geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit 2-7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders Alkenylgruppen sind C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl,
C5-C7-4-Alkenyl, C6-C7-5-Alkenyl und C7-6-Alkenyl, insbesondere C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl und C5-C7-4-Alkenyl. Beispiele bevorzugter Alkenylgruppen sind Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl,
1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl,
3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl,
4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Gruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
Der Ausdruck "Fluoralkyl" umfaßt vorzugsweise geradkettige Gruppen mit endständigen Fluor, d.h. Fluormethyl, 2-Fluorethyl, 3-Fluorpropyl, 4-Fluorbutyl,
5-Fluorpentyl, 6-Fluorhexyl und 7-Fluorheptyl. Andere
Positionen des Fluors sind jedoch nicht ausgeschlossen.
Der Ausdruck "Oxaalkyl" umfaßt vorzugsweise geradkettige
Reste der Formel CnH2n+1-O-(CH2)m. worin n und m jeweils unabhängig voneinander 1 bis 6 bedeuten. Vorzugsweise ist n = 1 und m 1 bis 6.
Durch geeignete Wahl der Bedeutungen von R, X und Y können die Ansprechzeiten, die Schwellenspannung, die Steilheit der Transmissionskennlinien etc. in gewünschter Weise modifiziert werden. Beispielsweise führen 1E-Alkenylreste, 3E-Alkenylreste, 2E-Alkenyloxyreste und dergleichen in der Regel zu kürzeren Ansprechzeiten, verbesserten nematischen Tendenzen und einem höheren Verhältnis der elastischen Konstanten k33 (bend) und k11 (splay) im Vergleich zu Alkyl- bzw. Alkoxyresten. 4-Alkenylreste, 3-Alkenylreste und dergleichen ergeben im allgemeinen tiefere Schwellenspannungen und kleinere Werte von k33/k11 im Vergleich zu Alkyl- und Alkoxyresten. Eine Gruppe -CH2CH2- in Z bzw. Z führt im allgemeinen zu höheren Werte von k33/k11 im Vergleich zu einer einfachen Kovalenzbindung. Höhere Werte von k33/k11 ermöglichen z.B. flachere Transmissionskenn linien in TN-Zellen mit 90° Verdrillung (zur Erzielung von Grautönen) und steilere Transmissionskennlinien in STN-, SBE- und OMI-Zellen (höhere Multiplexierbarkeit) und umgekehrt. Das optimale Mengenverhältnis der Verbindungen der
Formeln I und II + III + IV hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der Formeln I, II, III und/oder IV und von der Wahl weiterer gegebenenfalls vorhandener Komponenten ab.
Geeignete Mengenverhältnisse innerhalb des oben angegebenen Bereichs können von Fall zu Fall leicht ermittelt werden.
Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln I bis XII 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 Ansprechzeiten und die Schwellenspannung ist jedoch in der Regel umso größer je höher die Gesamtkonzentration an Verbindungen der Formeln I bis XII ist.
Die erfindungsgemäßen Medien können ferner eine Komponente A enthalten bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von -1,5 bis +1, 5 der allgemeinen Formel I'
Figure imgf000015_0001
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander n-Alkyl, ω-Fluoralkyl oder n-Alkenyl mit bis zu
9 C-Atomen, die Ringe A 1, A2 und A3
jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen,
2- oder 3-Fluor-1,4-phenylen, trans-1,4- Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Z 1 und Z2 jeweils unabhängig voneinander -CH2CH2- oder eine Einfachbindung, und m 0, 1 oder 2 bedeutet.
Komponente A enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus III bis 117:
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000017_0001
worin R 1 und R2 die bei Formel I' angegebene Bedeutung haben.
Vorzugsweise enthält Komponente A zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 118 bis 1120:
Figure imgf000017_0002
Figure imgf000018_0001
worin R 1 und R2 die bei Formel I' angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phenylengruppen in 118 bis 1117 jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert sein können.
Ferner enthält Komponente A vorzugsweise zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1121 bis 1125 enthält:
Figure imgf000018_0002
Figure imgf000019_0001
worin R 1 und R2 die bei Formel I' angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phenylengruppen in 1121 bis 1125 jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert sein können.
Schließlich sind derartige Mischungen bevorzugt, deren Komponente A eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1126 und 1127 enthält:
Figure imgf000019_0002
worin CrH2r+1 eine geradkettige Alkylgruppe mit bis zu 7 C-Atomen ist. In einigen Fällen erweist sich der Zusatz von Verbindungen der Formel
Figure imgf000019_0003
worin R1 und R2 die bei Formel I' angegebene Bedeutung haben und
Z0 eine Einfachbindung,
Figure imgf000020_0002
bedeutet, zur Unterdrückung smektischer Phasen als vorteilhaft, obwohl hierdurch der spezifische Widerstand erniedrigt werden kann. Zur Erzielung von für die Anwendung optimaler Parameterkombinationen kann der Fachmann leicht feststellen, ob und falls ja in welcher Menge diese Verbindungen zugesetzt sein können. Normalerweise werden weniger als 15 %, insbesondere 5-10 % verwendet.
Ferner bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen, die eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus III' und IV' enthalten:
Figure imgf000020_0001
worin R 1 und R2 die bei Formel I' angegebene Bedeutung haben.
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 Flüssigkristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer
Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der .Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z.B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise
a) mindestens 10 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente B bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1,5, b) bis zu 90 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente A bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von -1,5 bis +1,5 der allgemeinen Formel I
Figure imgf000021_0001
worin R 1 und R2 jeweils unabhängig voneinander n-Alkyl, ω-Fluoralkyl oder n-Alkenyl mit bis zu
9 C-Atomen, die Ringe
A1, A2
und A 3 jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, 2- oder 3-Fluor-1,4-phenylen, trans- 1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Z 1 und Z2 jeweils unabhängig voneinander -CH2CH2- oder eine Einfachbindung, und m 0, 1 oder 2 bedeutet, und c) 0 bis 20 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente C bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von unter -1,5 enthält, wobei die Komponente A vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Teilformel la enthält
Figure imgf000022_0001
worin die Reste E jeweils eine Einfachbindung oder einer der Reste E auch -CH2CH2-, und L 1 und L2 H oder einer der Reste L 1 und L2 auch Fluor bedeuten kann, und die nematische Flüssigkristallmischung einen nematisehen Phasenbereich von mindestens 60 °C, eine Viskosität bei 20 °C von maximal 30 mPa.s und eine mittlere Dielektrizitätskonstante
Figure imgf000023_0002
≤ 8 aufweist. Gegenstand der Erfindung ist somit auch eine MFK-Anzeige 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, wobei die Flüssigkristallmischung auf folgenden Komponenten basiert: a) mindestens 10 Gew.% einer flüssigkristallinen
Komponente B bestehend aus einer oder mehreren
Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1,5, b) bis zu 90 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente A bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von -1,5 bis +1,5 der allgemeinen Formel I
Figure imgf000023_0001
worin R 1 und R2 jeweils unabhängig voneinander n-Alkyl, ω-Fluoralkyl oder n-Alkenyl mit bis zu
9 C-Atomen, die Ringe
A1, A2
und A3 jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, 2- oder 3-Fluor-1,4-phenylen, trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Z 1 und Z2 jeweils unabhängig voneinander -CH2CH2- oder eine Einfachbindung, und m 0, 1 oder 2 bedeutet, und 0 bis 20 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente C bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von unter -1,5, wobei die Komponente A eine oder mehrere Verbindungen der Teilformel la enthält
Figure imgf000024_0001
worin die Reste E jeweils eine Einfachbindung oder einer der Reste E auch -CH2CH2-, und L 1 und L2 H oder einer der Reste L 1 und L2 auch Fluor bedeuten kann, und die nematische Flüssigkristallmischung einen nematischen Phasenbereich von mindestens 60 °C, eine Viskosität bei 20 °C von maximal 30 mPa.s und eine mittlere Dielektrizitätskonstante ε ≦ 8 aufweist.
Gegenstand der Erfindung sind auch entsprechende Flüssigkristallmischungen, insbesondere zur Verwendung in MFK- Anzeigen. Die Mischungen eignen sich jedoch auch für viele andere Anwendungen, wie z.B. TN, STN oder OMI. Der spezifische Widerstand von Flüssigkristallmischungen ist im allgemeinen hoch, wenn die dielektrische Anisotropie klein ist, da die in Mischungen mit hohem Δε vorhandenen polaren Komponenten stabilisierend auf Ionen wirken und somit eine hohe Leitfähigkeit bzw. einen
niedrigen Widerstand bedingen. Es wurde nun überraschend gefunden, daß der spezifische Widerstand dann besonders hoch ist, wenn die mittlere Dielektrizitätskonstante
Figure imgf000025_0002
klein ist und gleichzeitig die dielek¬
Figure imgf000025_0001
trisch neutralen (Δε von -1,5 bis +1,5) Komponenten der
Flüssigkristallmischung keine funktioneilen Gruppen wie zum Beispiel aromatisch gebundenes Alkoxy oder Ester- Funktionen enthalten. Die dielektrisch positiven (Δε ≥ 1,5) Komponenten tragen üblicherweise terminale Cyan-Gruppen. Vorzugsweise werden in den erfindungsgemäßen Mischungen jedoch neben den Verbindungen mit terminalem Cyan auch solche mit terminalem -NCS, F, Cl, -CF3, -CHF2, -OCF3, -OCHF2, -OCF2CF2H oder -OC2F5 eingesetzt.
Komponente B kann jedoch auch im wesentlichen nur aus nitrilhaltigen Verbindungen bestehen, wobei diejenigen Verbindungen der Formeln Ha bis Ilf mit X = CN bevorzugt sind. In diesem Fall besteht die Flüssigkristallmischung im wesentlichen aus den Komponenten A, B und C, bzw. A und B.
Figure imgf000026_0002
Besonders bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen enthaltend nitrilhaltige und nitrilfreie, fluorierte Verbindungen, wobei letztere vorzugsweise den Formeln Ila bis Ilf entsprechen, worin X F, Cl, -CF3, -CHF2, -OCF3, -OCHF2, -OCF2CF2H oder -OC2F5 bedeutet.
Das Verhältnis nitrilfreie : nitrilhaltige Verbindungen aus Komponente B ist vorzugsweise > 1 : 1, insbesondere > 2 : 1. Besonders bevorzugte Bereiche sind 2,5 : 1 bis 6 : 1. Ganz besonders bevorzugt sind jedoch Flüssigkristallmischungen, deren Komponente B im wesentlichen aus nitrilfreien, fluorierten Verbindungen besteht. Vorzugsweise kommen die oben genannten bevorzugten Verbindungen der Formeln Ila bis Ilf zum Einsatz. 'Im wesentlichen' soll bedeuten, daß der Anteil weiterer Verbindungen in der entsprechenden Komponente ≤ 20 %, insbesondere ≤ 10 % ist.
Weiterhin bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen deren Komponente B terminal chlorierte Verbindungen enthält. Derartige Verbindungen sind dem Fachmann bekannt und entsprechen vorzugsweise den Formeln Ila bis Ilf und mit X = Cl. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mischungen eine oder mehrere Verbindungen der Formel Ila bis Ilf, worin A2-X bzw.
Figure imgf000026_0001
{
mit X = CF3, -OCF3, -COHF2 oder Cl bedeutet. Komponente B kann ferner noch 4-kernige Verbindungen enthalten, z.B. entsprechend den Formeln IIc bis Ilf, worin einer der Ringe X 1 bis A3 doppelt vorhanden ist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mischungen Verbindungen mit terminalem Nitril in einem Anteil von 0 bis 50 Gew. % in Komponente B. Besonders bevorzugt sind Mischungen, die keine Verbindungen mit terminalem Nitril enthalten. Überraschenderweise wurde gefunden, daß Gruppen wie -OCF3, -0CHF2, -OCF2CF2H oder -OC2F5 Ionen in den Displays bedeutend weniger stabilisieren als -OCH3 bzw. -OCH5. Dasselbe gilt auch für aliphatisch gebundenes Alkoxy (Verbindungen der Formeln III und IV).
Die erfindungsgemäßen Mischungen haben vorzugsweise einen spezifischen Widerstand bei 20° von≥ 10 12 Ω . cm, insbesondere bevorzugt > 10 13 Ω . cm. Das mittlere ε ist vorzugsweise ≤ 7, insbesondere bevorzugt ≤ 5.
Die Werte der dielektrischen Anisotropie der einzelnen Verbindungen der Komponenten A bis C werden bei 20° bestimmt durch Extrapolation aus einer polaren Mischung (enthaltend 24 % p-trans-4-Propylcyclohexylbenzonitril, 36 % p-trans-4-Pentylcyclohexylbenzonitril, 25 % p-trans- 4-Heptylcyclohexylbenzonitril und 15 % 4-Cyan-4'-(trans- 4-pentylcyclohexyl)-biphenyl) falls die zu bestimmende Verbindung einen Dipol in der Längsachse des Moleküls enthält, bzw. aus einer neutralen Mischung (enthaltend 22 % trans-1-p-Ethylphenyl-4-propylcyclohexan, 20 % trans-1-p-Methoxyphenyl-1-propylcyclohexan, 15 % trans-1-p-Ethoxyphenyl-4-propylcyclohexan, 19 % 4-Ethyl-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl, 14 % 4-Ethyl-4'- (trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl, 5 % 4,4'-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl und 5 % 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl) bei neutralen Verbindungen. Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es bei niedrigen Viskositäten gleichzeitig einen hohen Wert für den spezifischen Widerstand zu erreichen, wodurch hervorragende MKF-Anzeigen erzielt werden können. Die erfindungsgemäßen MFK-Anzeigen arbeiten vorzugsweise im ersten Transmissionsminimum nach Gooch und Tarry
[CH. Gooch und H.A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2-4, 1974; CH. Gooch und H.A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575-1584, 1975] , wobei hier neben besonders günstigen elektrooptischen Eigenschaften wie z.B. hohe Steilheit der Kennlinie und geringe Winkelabhängigkeit des Kontrastes (DE-PS 30 22 818) bei gleicher Schwellenspannung wie in einer analogen
Anzeige im zweiten Minimum eine kleinerere dielektrische Anisotropie ausreichend ist. Hierdurch lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen im ersten
Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen. Die Viskosität bei 20 °C ist vorzugsweise ≤ 25 mPa.s.
Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 70°, insbesondere mindestens 80°. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von -20° bis +70°.
Die einzelnen Verbindungen der Formeln I bis IV und deren Unterformein, die in den erfindungsgemäßen MFK-Anzeigen verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
Bevorzugte erfindungsgemäß verwendbare Flüssigkristall- mischungen enthalten insgesamt vorzugsweise 10 % bis
90 %, insbesondere 20 % bis 90 % an Verbindungen der
Formel I. Falls Komponente B nicht überwiegend aus stark dielektrisch positiven Nitrilkomponenten zusammengesetzt ist, sondern überwiegend nur schwach dielektrisch positive Verbindungen wie zum Beispiel die im folgenden angegebenen fluorierten Verbindungen enthält, kann Komponente A unter Umständen ganz entfallen und die erfindungsgemäßen Mischungen in dieser besonderen Ausführungsform lediglich auf Komponente B und ggf. Komponente C basieren.
Besonders bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen, deren Komponente B eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen der Formeln
Ila bis Ilf enthält,
Figure imgf000029_0001
worin
R n-Alkyl oder n-Alkenyl mit bis zu 9 C-Atomen, X Cyan, -NCS, F, Cl, -CF3, -CHF2, -OCF3, -OCHF2,
-OCF2CF2H oder -0C2F5, und die Ringe A 1, A2 und A3
jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen,
2- oder 3-Fluor-1,4-phenylen, 2,3-Difluor-1,4- phenylen, trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4- Cyclohexenylen bedeuten.
Vorzugsweise enthält Komponente B Verbindungen der Formeln Ila bis Ilf, worin X Cyan bedeutet, und Verbindungen der Formeln Ila bis Ilf, worin X -NCS, F, Cl, -CF3, -CHF2, -OCF3 -OCHF2, -OCF2CF2H oder -OC2F5 bedeutet, und der Anteil der Cyanverbindungen in Komponente B beträgt 0 bis 50 Gew.%.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält Komponente B keine Verbindungen der Formeln Ila bis Ilf, worin X Cyan bedeutet.
In den Verbindungen der Teilformeln Ila bis Ilf bedeutet X vorzugsweise F, Cl, CF3, -OCF3, -OCHF2 oder CHF2.
Die Ringe A 1, A2 und A3 bedeuten vorzugswei.se jeweils unabhängig voneinander trans-1,4-Cyclohexylen oder
1,4-Phenylen. Einer der Ringe A 1, A2 und A3 ist m einer bevorzugten Ausführungsform 2- oder 3-Fluor-1,4-phenylen oder 2,3-Difluor-1,4-phenylen. Der mit X verbundene Ring
(d.h. A 2 in Ila und Ilb bzw. A3 in IIc bi.s Ilf) i.st vorzugsweise 1,4-Phenylen, welches ggf. auch durch Fluor ein- oder zweifach substituiert sein kann. A 2-X bzw.
A 3-X ist vorzugsweise eine Gruppe ausgewählt an den
Formeln (a) bis (h):
Figure imgf000030_0001
wobei (a), (b), (d), (f), (g) und (h) besonders bevorzugt sind. Besonders bevorzugte kleinere Gruppen von Verbindungen sind im folgenden angegeben:
Figure imgf000031_0001
In den Teilformeln Ila1 bis IIf3 bedeutet R jeweils n-Alkyl oder n-Alkenyl mit bis zu 9 C-Atomen. Y und Z sind jeweils unabhängig voneinander H oder F, wobei jedoch vorzugsweise einer oder zwei der Reste Y und Z Fluor bedeuten. X ist jedoch vorzugsweise F, Cl, -CF3-, -OCF3 oder -OCHF2-
Komponente B macht vorzugsweise 10 % bis 100 %, insbesondere 20 % bis 80 % der erfindungsgemäßen Mischungen aus.
Komponente A enthält vorzugsweise eine oder mehrere
Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus III bis II7:
Figure imgf000032_0001
worin R 1 und R2 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben. Vorzugsweise enthält Komponente A zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 118 bis 1120:
Figure imgf000033_0001
worin R 1 und R2 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phenylengruppen in 118 bis 1117 jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert sein können. Ferner enthält Komponente A vorzugsweise zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus 1121 bis 1125 enthält:
Figure imgf000034_0001
worin R 1 und R2 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phenylengruppen in II21 bis II25 jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert sein können.
Schließlich sind derartige Mischungen bevorzugt, deren Komponente A eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus II26 und II27 enthält:
Figure imgf000034_0002
worin CrH2r+1 eine geradkettige Alkylgruppe mit bis zu 7 C-Atomen ist. In einigen Fällen erweist es sich den Zusatz von Verbindungen der Formel
Figure imgf000034_0003
worin R 1 und R2 die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben und
Z0 eeiinnee £E.i_]nfachbindung, oder
Figure imgf000035_0002
Figure imgf000035_0001
bedeutet, zur Unterdrückung smektischer Phasen als vorteilhaft, obwohl hierdurch der spezifische Widerstand erniedrigt wird. Zur Erzielung von für die Anwendung optimaler Parameterkombinationen kann der Fachmann leicht feststellen, ob und falls ja in welcher Menge diese Verbindungen zugesetzt sein können. Normalerweise werden weniger als 15 %, insbesondere 5-10 % verwendet.
Ferner bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen, die neben den Komponenten A, B und C zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus III und IV enthalten:
Figure imgf000035_0003
worin R 1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, und/ oder eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus V und VI
Figure imgf000035_0004
Figure imgf000036_0001
worin R 1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben, und/oder eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus VII bis XI enthalten
Figure imgf000036_0002
worin R 1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben und s 0 oder 1 ist.
Der Anteil der Verbindungen der Formeln III bis XI in den erfindungsgemäßen Mischungen (bevorzugte Bereiche) geht aus folgender Tabelle hervor:
Summe der Verbindungen III und IV: 0 % bis 40 %, Vorzugsweise 10 % bis 30 %
Summe der Verbindungen V und VI: 0 % bis 40 %, vorzugsweise 5 % bis 20 % Summe der Verbindungen VII bis XI: 0 % bis 20 %, vorzugsweise 5 % bis 15 % Der Anteil der Verbindungen) der Teilformel la ist vorzugsweise 3 bis 15 %, insbesondere bevorzugt 5 bis 10 %.
Vorzugsweise enthält Komponente A eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus laa bis lad:
Figure imgf000037_0001
und/oder eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Iae bis Iah:
Figure imgf000037_0002
und/oder eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der
Gruppe bestehend aus Iaj bis lam:
Figure imgf000038_0001
Die Verbindungen der Formel la sind teilweise bekannt, teilweise sind sie jedoch noch neu. So sind die Verbindungen der Teilformel laa aus EP 0 084 974, diejenigen der Teilformel Iae aus USP 4,684,478 und diejenigen der Teilformel lab bekannt aus EP 0 125 563. Die Verbindungen der Teilformeln lad bis lam sind noch neu und ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Sie können aus bekannten Ausgangsmaterialien nach Standardmethoden gemäß folgender Syntheseschemata hergestellt werden:
Figure imgf000039_0001
Figure imgf000040_0001
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Figure imgf000042_0001
Figure imgf000042_0002
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000044_0001
Ebenfalls neu und Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind die Verbindungen der Formel I'
Figure imgf000044_0002
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit bis zu 9 C-Atomen, worin auch eine CH2-Gruppe durch
O ersetzt sein kann, Ring A ist trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen,
Ring B ist trans-1,4-Cyclohexylen oder -
Figure imgf000045_0001
r ist 0 oder 1, und
X und Y jeweils unabhängig voneinander H oder F in
einer oder mehreren Lateralpositionen bedeuten, mit der Maßgabe, daß mindestens einer der im Molekül der Formel I' vorhandenen Reste X und Y Fluor bedeutet.
Die Verbindungen der Formel I ' können als Komponenten flüssigkristalliner Medien verwendet werden, insbesondere in Displays nach dem Prinzip der verdrillten Zelle (einschließlich höherverdrillter Zellen wie STN, SBE, OMI etc.), dem Guest-Host-Effekt, dem DAP-Effekt oder dem Effekt der dynamischen Streuung.
Ähnliche Verbindungen sind bekannt aus EP-A-0 125 563. Die dort beschriebenen Verbindungen mit 4 Ringen neigen zur Induzierung smektischer Phasen und/oder nicht ausreichender Löslichkeit besonders bei tiefen Temperaturen. Beispielsweise zeigt trans,trans-4-[2-p-(trans-4-propylcyclohexyl)-phenylethyl]-4'-propylbicyclohexyl die folgende Phasensequenz: C 60 S 233 N 261 I. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neue, stabile, flüssigkristalline Verbindungen aufzufinden, die vorzugsweise für MFK-Anzeigen geeignet sind und nicht oder nur in geringem Maße die Nachteile der Verbindungen aus dem Stand der Technik zeigen.
Überraschenderweise wurde gefunden, daß die Verbindungen der Formel I' diese Aufgabe hervorragend lösen und die Herstellung von flüssigkristallinen Medien mit sehr hohem spezifischen Widerstand und gleichzeitig vorteilhaften elektrooptischen Eigenschaften ermöglichen. Die Verbindungen der Formel I' zeigen völlig überraschend eine hervorragende Löslichkeit in vielen Flüssigkristallbasismaterialien verschiedenster Substanzklassen selbst bei -20 °C Die Verbindungen der Formel I ' stellen somit sehr attraktive Komponenten für flüssigkristalline Medien für elektrooptische Anwendungen dar, wobei die folgenden besonders vorteilhaften Punkte herausgestellt werden können:
(a) niedrige Schmelzpunkte, wodurch die Formulierung
niedrig schmelzender Medien ermöglicht wird;
(b) hohe Klärpunkte und ein außerordenlich breiter
nematischer Bereich, wodurch die Formulierung von Medien mit breiten nematischen Bereichen ermöglicht wird; (c) geringe Tendenz zur Ausbildung smektischer Phasen in Kombination mit nematischen Materialien mit positiver dielektrischer Anisotropie;
(d) hervorragende Löslichkeit in nematischen Materialien mit positiver dielektrischer Anisotropie; (e) die Eigenschaft, den Klärpunkt weiter zu erhöhen bei Zumischen zu Medien enthaltend dielektrisch positive nematische Materialien und eine hochklärende Komponente; (f) höhere Doppelbrechung im Vergleich zu bekannten
Materialien mit ähnlichen thermischen und Viskositäts-Eigenschaften;
(g) sehr geringe Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung; (h) gute chemische und photochemische Stabilität.
Die attraktive Kombination dieser Eigenschaften ermöglicht die Formulierung von flüssigkristallinen Medien, die denen aus dem Stand der Technik überlegen sind.
Die Bereitstellung der Verbindungen der Formel I' verbreitert weiterhin die Palette der unter verschiedenen technologischen Aspekten zur Herstellung nematischer Medien bereitstehender Verbindungen.
Die Verbindungen der Formel I' haben ein breites Anwendungsgebiet. Vorzugsweise werden sie zu Basismaterialien aus anderen Substanzklassen zugegeben um den Klärpunkt anzuheben ohne andere relevante physikalische Eigenschaften nachteilig zu beeinflussen.
Die Verbindungen der Formel I' sind farblos und bilden in einem für die elektrooptische Anwendung günstig gelegenen Temperaturbereich nematische Mesophasen. Sie sind chemisch und gegenüber Hitze und Licht sehr stabil. Die Erfindung betrifft somit auch die Verbindungen der Formel I' und deren Verwendung als Komponenten flüssigkristalliner Medien. Die Erfindung betrifft auch flüssigkristalline Medien, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel I' enthalten und Flüssigkristall-Anzeigen; insbesondere elektro-optische Anzeigen, die derartige Medien enthalten.
Die Verbindungen der Formel I' umfassen solche der bevorzugten Teilformeln Ib und Ic:
Figure imgf000048_0001
X X
sowie I'a bis I'f:
Figure imgf000048_0002
In den Verbindungen dieser Formeln bedeuten R1 und R2 vorzugsweise Alkyl oder Alkylgruppen, worin eine CH2-
Gruppe durch O ersetzt ist (Oxaalkyl oder Alkoxy).
Falls R1 und/oder R2 Alkyl und/oder Alkoxy bedeuten, sind diese Reste geradkettig oder verzweigt. Vorzugsweise sind diese Reste geradkettig und haben 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeuten sonst vorzugsweise Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Methoxy, Octoxy oder Nonoxy.
Oxaalkyl ist vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxymethyl), 2-(= ethoxymethyl) or 3-oxybutyl (= 2-methoxyethyl), 2-, 3- or 4-oxapentyl, 2-., 3-, 4- or 5-oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- or 6-oxaheptyl or 2-, 3-, 4-, 5-, 6- or 7-oxaoctyl.
Ring A ist vorzugsweise trans-1,4-Cyclohexylen. ist vorzugsweise eines der Rinsysteme 1 bis 4
Figure imgf000049_0002
Figure imgf000049_0001
Systeme 1, 2 und 3 und insbesondere 1 sind bevorzugt.
Die Verbindungen der Formel I' können nach bekannten Standardmethoden hergestellt werden. Bevorzugte Synthesen sind im folgenden aufgezeigt:
Figure imgf000050_0001
Figure imgf000050_0002
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Figure imgf000051_0002
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S
Figure imgf000053_0001
Figure imgf000053_0002
Alle Schnitte ebenso wie die ReaktionsVerbindungen sind dem Fachmann bekannt. Die Ausgangsmaterialien sind bekannt (z.B. DE-OS 33 17 597, E. Poetsch, Kontakte/Darmstadt 1988 (2), S. 15-28) oder können in einfacher Weise in Analogie zu bekannten Materialien hergestellt werden.
Es versteht sich von selbst, daß die erfindungsgemäßen Mischungen, die vorzugsweise im wesentlichen aus den für die Komponente A bis C angegebenen bevorzugten Verbin düngen bestehen, gegebenenfalls auch noch weitere, hier nicht explizit genannte Verbindungen enthalten können.
In vielen Fällen resultieren jedoch dann ungünstigere Eigenschaften. Der Fachmann kann leicht feststellen, ob und ggf. in welchen Mengen weitere Verbindungen zum Einsatz kommen können.
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 Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten.
Beispielsweise können 0-15 % pleochroitische Farbstoffe oder chirale Dotierstoffe zugesetzt werden.
C bedeutet eine kristalline, S eine smektische, SB eine smektisch B, N eine nematische und I die isotrope Phase. V10 bezeichnet die Spannung für 10 % Transmission
(Blickrichtung senkrecht zur Plattenoberfläche), ton bezeichnet die Einschaltzeit und toff die Ausschaltzeit bei einer Betriebsspannung entsprechend dem 2,5-fachen Wert von V10. Δn bezeichnet die optische Anisotropie und no den Brechungsindex. Δε bezeichnet die dielektrische
Anisotropie (Δε = εǁ - , wobei εǁ die Dielektrizitäts konstante parallel zu den Moleküllängsachsen und die
Figure imgf000055_0001
Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bedeutet. Die elektrooptischen Daten wurden in einer TN-Zelle im 1. Minimum (d.h. bei einem d · Δn-Wert von 0,5) bei 20 °C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. Die optischen Daten wurden bei 20 °C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor und nachstehend sind alle Temperaturen in °C angegeben. Die Prozentzahlen sind Gewichtsprozente.
In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender Tabellen A und B erfolgt. Alle Rest CnH2n+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. Die Codierung gemäß Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das
Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grundkörper mit einem
Strich ein Code für die Substituenten R1, R2, L1 und L
Figure imgf000055_0002
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Die in den Tabellen A und B aufgeführten Verbindungen sind bevorzugte Komponenten erfindungsgemäßer Medien. Besonders bevorzugt sind Verbindungen mit R2 = F, Cl, CF3, OCF3 oder OCHF2. L 2 ist H oder F und vorzugsweise
F. L ist vorzugsweise H. Beispiel 1
Eine nematische Flüssigkristallmischung A bestehend aus
9.1 % 1-(trans-4-propylcyclohexyl)-2-(4'-ethyl-2'- fluorobiphenyl)ethan
9.1 % 1-(trans-4-propylcyclohexyl)-2-(4'-pentyl-2'- fluorobiphenyl)ethan
9.1 % 1-(trans-4-pentylcyclohexyl)-2-(4'-ethyl-2'- fluorobiphenyl)ethan
14.95 % trans, trans-4-propyl-4'- xycyclohexyl
cyclohexan
2 .59 % 1-(trans-4-propylcyclohexyl)-2-(p-cyanophenyl)- ethan
5 .21 % 2-p-cyanophenyl-5-propyl-1, 3-dioxan
4 . 9 % 4-cyano-3-fluorophenyl p-propylbenzoat
9 .93 % 4-pentyl-2-fluorophenyl trans, trans
4-pentylcyclohexyl cyclohexane-4'-carboxylat 4.97 % 4,4'-bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2- fluorobiphenyl
5.04 % 4,4'-bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-2- fluorobiphenyl
5.01 % 4-(trans-4-pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4- propylcyclohexyl)-2-fluorobiphenyl zeigt: N-I 93.4 °C
η20 24.6 mPa.s
Vth 2.12 v (180 °C twist 7 μm Zelle)
Gibt man zu dieser Mischung A 5 % 1-[trans-4-(trans-4-n-Propylcyclohexyl)-cyclohexyl]-2-[p-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-phenyl]-ethan [K 605233 N 261 I] erhält man die erfindungsgemäße Michung B mit folgenden Parametern: N-I 103.2 °C
η20 24.5 mPa.s
Diese Mischung eignet sich gut für STN-Displays.
Im folgenden ist die Zusammensetzung der Mischungen der Beispiele 2 bis 11 angegeben, wobei die einzelnen Verbindungen wie folgt codiert sind:
PCH-301: trans-1-p-Methoxyphenyl-4-propylcyclohexan CCH-301 : trans, trans-4-Methoxy-4'-propylcyclohexyl- cyclohexan
CBC-33F: 4,4'-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl
CBE-55F: 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl
CBC-53F: 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans- 4-propylcyclcohexyl)-2-fluorbiphenyl
CBC-33: 4,4'-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)- biphenyl
CBC-55 : 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)- biphenyl
CBC-53: 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4- propylcyclohexyl)-biphenyl
ECCP-33: 1-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-propylphenyl)-ethan CCH-51F: trans,trans-4-Fluormethyl-4'-pentylcyclo- hexylcyclohexan
CCH-31F: trans,trans-4-Fluormethyl-4'-propylcyclohexylcyclohexan
PTP-102 : 4-Methyl-4'-ethoxy-tolan
PTP-201: 4-Methoxy-4'-ethyl-tolan
CPTP-301: 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4'-methoxytolan CPTP-302 : 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4'-ethoxytolan
CPTP-303 : 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4'-propoxytolan
PCH-5F: trans-1-p-Fluorphenyl-4-pentylcyclohexan PCH-6F: trans-1-p-Fluorphenyl-4-hexylcyclohexan PCH-7F : trans-1-p-Fluorphenyl-4-heptylcyclohexan EPCH-20CF. 1-(trans-4-Ethylcyclohexyl)-2-(p-trifluormethoxyphenyl)-ethan
EPCH-30CF3: l-(trans-4-Propylcyclohexyl)-2-(p-trifluormethoxyphenyl)-ethan
EPCH-50CF3 : 1-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-2-(p-trifluormethoxyphenyl)-ethan
EPCH-70CF3: 1-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-2-(p-trifluormethoxyphenyl)-ethan
PCH-30CF3 : trans-1-p-Trifluormethoxyphenyl-4-propylcyclohexan
PCH-50CF3: trans-1-p-Trifluormethoxyphenyl-4-pentylcyclohexan
ECCP-30CF3: 1-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-trifluormethoxyphenyl)- ethan
ECCP-50CF3: 1-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-trifluormethoxyphenyl)- ethan
CCP-20CF3: p-[trans-4-(trans-4-Ethylcyclohexyl)- cyclohexyl]-trifluormethoxybenzol
CCP-30CF3 : p-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-trifluormethoxybenzol
CCP-40CF3: p-[trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)- cyclohexyl]-trifluormethoxybenzol
CCP-50CF3 : p-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)- cyclohexyl]-trifluormethoxybenzol
BCH-30CF3 : 4-Trifluormethoxy-4'-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl ECCP-3F . F: 1-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(3,4-difluorphenyl)-ethan
ECCP-5F. F : 1-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(3,4-difluorphenyl)-ethan
CCP-3F . F: 4-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-1,2-difluorbenzol
CCP-5F. F : 4-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)- cyclohexyl]-1,2-difluorbenzol
CCP-3F : 4-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-fluorbenzol
ECCP-3F : 1-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-fluorphenyl)-ethan
ECCP-5F: 1-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-fluorphenyl)-ethan
CP-3F : trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure-(p-fluorphenylester)
CP-5F: trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexancarbonsäure-(p-fluorphenylester)
PYP-5F: 2-p-Fluorphenyl-5-pentylpyrimidin
PYP-6F: 2-p-Fluorphenyl-5-hexylpyrimidin
PYP-7F: 2-p-Fluorphenyl-5-heptylpyrimidin
PYP-30CF3: 2-p-Trifluormethoxyphenyl-5-propylpyrimidin PYP-50CF3 : 2-p-Trifluormethoxyphenyl-5-pentylpyrimidin PYP-70CF3 : 2-p-Trifluormethoxyphenyl-5-heptylpyrimidin PCH-3 p-trans-4-Propylcyclohexyl-benzonitril PCH-4: p-trans-4-Butylcyclohexyl-benzonitril PCH-5: p-trans-4-Pentylcyclohexyl-benzonitril ECCP-3 : 1-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-cyanphenyl)-ethan
ECCP-3CF3 1-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-trifluormethylphenyl)- ethan
ECCP-5CF3: 1-[trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-(p-trifluormethylphenyl)- ethan PYP-5N.F: 2-(3-Fluor-4-cyanphenyl)-5-pentylpyrimidin PYP-7N.F: 2-(3-Fluor-4-cyanphenyl)-5-heptylpyrimidin PCH-30CF2: trans-1-p-Difluormethoxyphenyl-4-propylcyclohexan
PCH-50CF2 trans-1-p-Difluormethoxyphenyl-4-pentylcyclohexan
PCH-3-OCF2: trans-1-p-Difluormethoxyphenyl-4-propylcyclohexan
CCEPC-33 : 1-[trans-4-(trans-4-n-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-[p-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-phenyl]-ethan
CCEPC-33F: 1-[trans-4-(trans-4-n-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2-[4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-2-fluorphenyl]-ethan
CCPC-33 : 1-[trans-4-(trans-4-n-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)- benzol
CCPC-23 : 1-[trans-4-(trans-4-Ethylcyclohexyl)- cyclohexyl]-4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)- benzol
CCPEC-33 : 1-[trans-4-(trans-4-n-Propylcyclohexyl)cyclohexyl] -4-[2-(trans-4-n-propylcyclohexylethyl)-benzol
CCPEC-23 : 1-[trans-4-(trans-4-Ethylcyclohexyl)cyclohexyl]-4-[2-(trans-4-n-propylcyclohexylethyl)-benzol
CECPC-33 : 1-[trans-4-(2-trans-4-n-Propylcyclohexylethyl)-cyclohexyl]-4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-benzol Beispiel 2 Beispiel 3
PCH-301 10.00 PCH-30CF2 9.00
PCH-7F 4.00 PCH-50CF2 8.00
EPCH-30CF3 9.00 PCH-50CF2 9.00
EPCH-70CF3 5.00 CCH-301 7.00
CCP-30CF3 13.00 CCP-30CF3 13.00
CCP-50CF3 12.00 CCP-50CF3 12.00
ECCP-30CF3 12.00 ECCP-30CF3 8.00
ECCP-50CF3 8.00 ECCP-50CF3 6.00
ECCP-3F.F 12.00 ECCP-3F.F 9.00
ECCP-3F 8.00 ECCP-3F 6.00
CCEPC-33 5.00 CCEPC-33F 5.00
CCEPC-33F 2.00 CCPEC-33 4.00
CCPEC-23 4.00
Beispiel 4 Beispiel 5
CCH-301 7.00 PCH-5F 13.0
PCH-5F 12.00 PCH-7F 10.0
PCH-7F 9.00 CCP-30CF3 13.0
CCP-30CF3 13.00 CCP-40CF3 11.0
CCP-50CF3 12.00 CCP-50CF3 12.0
ECCP-30CF3 11.00 ECCP-30CF3 11.0
ECCP-50CF3 8.00 ECCP-50CF3 8.0
ECCP-3F.F 12.00 ECCP-3F.F 9.0
ECCP-3F 7.00 ECCP-5F.F 6.0
CCEPC-33 6.00 CCEPC-33 3.0
CECPC-33 3.00 CCPC-33 2.0
CCPC-23 2.0 Beispiel 6 Beispiel 7
PCH-5F 11.0 PCH-3 16.00
PCH-6F 4.0 PCH-301 8.00
PCH-7F 10.0 CCP-30CF3 9.00
CCP-20CF3 9.0 CCP-50CF3 8.00
CCP-30CF3 13.0 ECCP-30CF 8.00
CCP-40CF3 7.0 ECCP-50CF3 7.00
CCP-50CF3 11.0 ECCP-3F.F 7.00
ECCP-30CF3 10.0 ECCP-3F 6.00
ECCP-50CF3 8.0 ECCP-3CF3 7.00
ECCP-3F.F 8.0 BCH-30CF3 5.00
CBC-33F 3.0 PTP-102 4.00
CCEPC-33 3.0 PTP-201 4.00
CBC-55F 3.0 CPTP-301 2.00
CPTP-302 2.00
CPTP-303 3.00
CCEPC-33 2.00
Beispiel 8 Beispiel 9
PCH-5F 13.0 PCH-5F 11.0
PCH-7F 10.0 PCH-6F 4.0
CCP-30CF3 13.0 PCH-7F 10.0
CCP-40CF3 11.0 CCP-20CF3 9.0
CCP-50CF3 12.0 CCP-30CF3 13.0
ECCP-30CF3 11.0 CCP-40CF3 7.0
ECCP-50CF3 8.0 CCP-50CF3 11.0
CCP-3F.F 9.0 CCP-3F.F 10.0
CCP-5F.F 6.0 CCP-5F.F 8.0
CBC-33F 3.0 CCP-3F 8.0
CCEPC-33F 2.0 CBC-33F 3.0
CBC-55F 2.0 CCEPC-33 3.0
CBC-55F 3.0 Beispiel 10 Beispiel 11
PCH-3 16.00 PCH-3 10.00
PCH-301 8.00 PCH-5F 18.00
CCP-30CF3 9.00 PCH-6F 14.00
CCP-50CF3 8.00 PCH-7F 10.00
CCP-3F.F 8.00 CCP-3F.F 9.00
CCP-5F.F 7.00 CCP-5F.F 7.00
ECCP-3F.F 7.00 CBC-33 5.00
CCP-3F 6.00 CBC-53 6.00
ECCP-3CF3 7.00 CBC-55 5.00
BCH-30CF3 5.00 CBC-33F 5.00
PTP-102 4.00 CCEPC-33 6.00
PTP-201 4.00 CBC-55F 5.00
CPTP-301 2.00
CPTP-302 2.00
CPTP-303 3.00
CCEPC-33 2.00
Beispiel 12 Das nach Schema C erhaltene 1-(trans,trans-4-n-Propylbicyclohexyl)-2-[4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-3-fluorphenyl]-ethen wird an Pd/C bei Normaldruck hydriert. Nach üblicher Aufarbeitung erhält man
1-(trans,trans-4-n-Propylbicyclohexyl)-2-[4-(trans-4-n-propylcyclohexyl)-3-fluorphenyl)-ethan. Beispiele 13 bis 27:
Die folgenden Verbindungen der Formel I' erhält man gemäß den o.a. Syntheseschemata:
Figure imgf000069_0001
Figure imgf000070_0001
Figure imgf000071_0001
Figure imgf000072_0001

Claims

Patentansprüche
1. Flüssigkristallines Medium mit hohem spezifischem
Widerstand auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1.5, dadurch gekennzeichnet, daß es eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel la, Ib und Ic enthält
Figure imgf000073_0003
worin die Reste E jeweils eine Einfachbindung oder einer der Reste E auch -CH2CH2-, und L 1 und L2 H oder einer der Reste L 1 und L2 auch Fluor bedeuten kann,
Ring B oder
Figure imgf000073_0001
Figure imgf000073_0002
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander n-Alkyl, worin auch eine CH2-Gruppe durch -O-, -CHHal-,
-CHal2- oder -CH=CH- ersetzt sein kann, und X und Y unabhängig H oder F bedeuten mit der Maßgabe, daß mindestens einer der im Molekül der Formel Ib und
Ic vorhandenen Reste X und Y F bedeutet.
2. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II, III und IV enthält:
Figure imgf000074_0001
worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben:
R Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit
bis zu 7 C-Atomen,
X' F, Cl, CF3 oder OCF3,
Y' H oder F.
3. Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln V bis VIII enthält:
Figure imgf000075_0001
worin R, X' und Y'jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 1 angegebene Bedeutung haben.
4. Medium nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis IV zusammen im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-% beträgt.
5. Verwendung des flüssigkristallinen Medium nach
Anspruch 1 für elektrooptische Zwecke.
6. Elektrooptische Flüssigkristallanzeige enthaltend ein flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1.
7. Anzeige nach Anspruch 6 mit - zwei planparallelen Trägerplatten, die mit
einer Umrandung eine Zelle bilden und - integrierten nicht-linearen Elementen zur
Schaltung einzelner Bildpunkte auf den Trägerplatten.
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