DE102008024866A1

DE102008024866A1 - Flüssigkristallines Medium

Info

Publication number: DE102008024866A1
Application number: DE102008024866A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr. Hirschmann; Michael Dr. Wittek; Sabine Dr. Schoen
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2007-12-21
Filing date: 2008-05-23
Publication date: 2009-06-25
Also published as: KR101607344B1; EP2222816B1; CN101932669A; JP5634876B2; JP2011506707A; KR20100110336A; US8236390B2; EP2222816A1; TWI460257B; WO2009080261A1; US20100320420A1; TW200936732A; CN101932669B

Abstract

Die Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formel I $F1 enthält, worin R1, X1, L1-5, die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben, sowie deren Verwendung für elektrooptische Zwecke, insbesondere TN-Monitor-Anwendungen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium, sowie dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke und dieses Medium enthaltende Anzeigen.
Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflusst werden können. Elektrooptische Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens erkannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP-Zellen (Deformation aufgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN-Zellen mit verdrillt nematischer ("twisted nematic") Struktur, STN-Zellen ("super-twisted nematic"), SBE-Zellen ("superbirefringence 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, relative niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UV- und Temperaturstabilität und geringerem Dampfdruck erwünscht.
Derartige Matrix-Flüssigkristallanzeigen sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können beispielsweise aktive Elemente (d. h. Transistoren) verwendet werden. Man spricht dann von einer "aktiven Matrix", wobei man zwei Typen unterscheiden kann:

1. MOS (Metal Oxide Semiconductor) oder andere Dioden auf Silizium-Wafer als Substrat.
2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.

Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial 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 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 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., SEKOGUCHI, 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 Liquid 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. 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.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten auch bei tiefen Temperaturen und niedriger Schwellenspannung, die diese Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße zeigen.
Bei TN-(Schadt-Helfrich)-Zellen sind Medien erwünscht, die folgende Vorteile in den Zellen ermöglichen:

– erweiterter nematischer Phasenbereich (insbesondere zu tiefen Temperaturen)
– lagerstabil, auch bei extrem tiefen Temperaturen
– Schaltbarkeit bei extrem tiefen Temperaturen (out-door-use, Automobil, Avionik)
– erhöhte Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung (längere Lebensdauer)

Mit den aus dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Medien ist es nicht möglich, diese Vorteile unter gleichzeitigem Erhalt der übrigen Parameter zu realisieren.
Bei höher verdrillten Zellen (STN) sind Medien erwünscht, die eine höhere Multiplexierbarkeit und/oder kleinere Schwellenspannung 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.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde Medien, insbesondere für derartige MFK-, TN- oder STN-Anzeigen, bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße, und vorzugsweise gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände und niedrige Schwellenspannungen aufweisen.
Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man in Anzeigen erfindungsgemäße Medien verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung der Formel I,
worin
R¹ einen halogenierten oder unsubstituierten Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C≡C-, -CH=CH-, -O-, -CO-O- oder -O-CO- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
X¹ jeweils unabhängig voneinander F, Cl, CN, SF₅, halogenierter Alkylrest, halogenierter Alkenylrest, halogenierter Alkoxyrest oder halogenierter Alkenyloxyrest mit bis zu 6 C-Atomen,
L¹ bis L⁵ jeweils unabhängig voneinander H oder F
bedeuten,
enthält,
mit den Maßgaben, dass

– die flüssigkristalline Mischung keine weiteren Verbindungen mit einer CF₂O-Brücke und
– keine weiteren Verbindungen mit einem Pyranring

Aus der WO 2004/048501 A1 und U.S. 7,189,440 B2 sind flüssigkristalline Mischungen für TN-TFT-Anwendungen bekannt, die Verbindungen der Formel I und mindestens eine weitere Pyranverbindung und/oder mindestens eine weitere mesogene Verbindung mit einer CF₂O-Brücke enthalten.
Derartige Mischungskonzepte zeichnen sich dadurch aus, dass sie relativ hohe Werte für die Rotationsviskosität γ₁ und/oder relativ hohe Werte für die Schwellenspannung aufweisen.
Die erfindungsgemäßen Mischungen auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie sind vorzugsweise für Monitor- und TV-Anwendungen geeignet, da sie sich durch niedrige Rotationsviskositäten (γ₁) und niedrige Schwellenspannungen bei gleichzeitig hohen Δn-Werten auszeichnen. Insbesondere geeignet sind die erfindungsgemäßen Mischungen für TN-TFT-Monitoranwendungen und in Anwendungen mit 5 V-Treibern oder mit Treibern mit höheren Spannungen. Durch die breite nematische Phase der Verbindungen der Formel I und das sehr gute γ₁/T_NI-Verhältnis sind die erfindungsgemäßen Mischungen insbesondere für TN-TFT- und IPS-Anwendungen geeignet.
Die Verbindungen der Formel I besitzen einen breiten Anwendungsbereich und sind zum Teil bekannt aus der Patentschrift GB 22 29 438 B . In Abhängigkeit von der Auswahl der Substituenten können diese Verbindungen als Basismaterialien dienen, aus denen flüssigkristalline Medien zum überwiegenden Teil zusammengesetzt sind; es können aber auch Verbindungen der Formel I flüssigkristallinen Basismaterialien aus anderen Verbindungsklassen zugesetzt werden, um beispielsweise die dielektrische und/oder optische Anisotropie eines solchen Dielektrikums zu beeinflussen und/oder um dessen Schwellenspannung und/oder dessen Viskosität zu optimieren.
Die Verbindungen der Formeln I sind in reinem Zustand farblos und bilden flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich. Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie stabil.
X¹ bedeutet in den Verbindungen der Formel I vorzugsweise F, Cl, CN, NCS, CF₃, SF₅, CF₂H, OCF₃, OCF₂H, OCFHCF₃, OCFHCFH₂, OCFHCF₂H, OCF₂CH₃, OCF₂CFH₂, OCF₂CF₂H, OCF₂CF₂CF₂H, OCF₂CF₂CFH₂, OCFHCF₂CF₃, OCFHCF₂CF₂H, OCFHCFHCF₃, OCH₂CF₂CF₃, OCF₂CF₂CF₃, OCF₂CFHCFH₂, OCF₂CH₂CF₂H, OCFHCF₂CFH₂, OCFHCFHCF₂H, OCFHCH₂CF₃, OCH₂CFHCF₃, OCH₂CF₂CF₂H, OCF₂CFHCH₃, OCF₂CH₂CFH₂, OCFHCF₂CH₃, OCFHCFHCFH₂, OCFHCH₂CF₃, OCH₂CF₂CFH₂, OCH₂CFHCF₂H, OCF₂CH₂CH₃, OCFHCFHCH₃, OCFHCH₂CFH₂, OCH₂CF₂CH₃, OCH₂CFHCFH₂, OCH₂CH₂CF₂H, OCHCH₂CH₃, OCH₂CFHCH₃, OCH₂CH₂CF₂H, OCClFCF₃, OCClFCClF₂, OCClFCFH₂, OCFHCCl₂F, OCClFCF₂H, OCClFCClF₂, OCF₂CClH₂, OCF₂CCl₂H, OCF₂CCl₂F, OCF₂CClFH, OCF₂CClF₂, OCF₂CF₂CClF₂, OCF₂CF₂CCl₂F, OCClFCF₂CF₃, OCClFCF₂CF₂H, OCClFCF₂CClF₂, OCClFCFHCF₃, OCClFCClFCF₃, OCCl₂CF₂CF₃, OCClHCF₂CF₃, OCClFCF₂CF₃, OCClFCClFCF₃, OCF₂CClFCFH₂, OCF₂CF₂CCl₂F, OCF₂CCl₂CF₂H, OCF₂CH₂CClF₂, OCClFCF₂CFH₂, OCFHCF₂CCl₂F, OCClFCFHCF₂H, OCClFCClFCF₂H, OCFHCFHCClF₂, OCClFCH₂CF₃, OCFHCCl₂CF₃, OCCl₂CFHCF₃, OCH₂CClFCF₃, OCCl₂CF₂CF₂H, OCH₂CF₂CClF₂, OCF₂CClFCH₃, OCF₂CFHCCl₂H, OCF₂CCl₂CFH₂, OCF₂CH₂CCl₂F, OCClFCF₂CH₃, OCFHCF₂CCl₂H, OCClFCClFCFH₂, OCFHCFHCCl₂F, OCClFCH₂CF₃, OCFHCCl₂CF₃, OCCl₂CF₂CFH₂, OCH₂CF₂CCl₂F, OCCl₂CFHCF₂H, OCClHCClFCF₂H, OCF₂CClHCClH₂, OCF₂CH₂CCl₂H, OCClFCFHCH₃, OCF₂CClFCCl₂H, OCClFCH₂CFH₂, OCFHCCl₂CFH₂, OCCl₂CF₂CH₃, OCH₂CF₂CClH₂, OCCl₂CFHCFH₂, OCH₂CClFCFCl₂, OCH₂CH₂CF₂H, OCClHCClHCF₂H, OCH₂CCl₂CF₂H, OCClFCH₂CH₃, OCFHCH₂CCl₂H, OCClHCFHCClH₂, OCH₂CFHCCl₂H, OCCl₂CH₂CF₂H, OCH₂CCl₂CF₂H, CH=CF₂, CF=CF₂, OCH=CF₂, OCF=CF₂, CH=CHF, OCH=CHF, CF=CHF, OCF=CHF, insbesondere F, Cl, CN, NCS, CF₃, SF₅, CF₂H, OCF₃, OCF₂H, OCFHCF₃, C₂F₅, C₃F₇, OCFHCFH₂, OCFHCF₂H, OCF₂CH₃, OCF₂CFH₂, OCF₂CF₂H, OCF₂CF₂CF₂H, OCF₂CF₂CFH₂, OCFHCF₂CF₃, OCFHCF₂CF₂H, OCF₂CF₂CF₃ oder OCF₂CHFCF₃.
In den Verbindungen der Formel I bedeutet X¹ vorzugsweise F oder OCF₃. L¹, L² und L³ bedeuten vorzugsweise jeweils F. L⁴ und L⁵ bedeuten vorzugsweise jeweils H. R¹, R² und R³ bedeuten jeweils unabhängig voneinander vorzugsweise Alkyl, insbesondere geradkettiges Alkyl mit 1-6 C-Atomen.
Falls R¹ in Formel I einen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradedoxy.
Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxymethyl), 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-Oxadexyl.
Falls R¹ einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe durch -CH=CH- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Vinyl, Prop-1-, oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec- 9-enyl. Vorzugsweise bedeutet R¹ CH₂=CH, CH₃CH=CH, CH₂=CHCH₂CH₂ oder CH₃CH=CHCH₂CH₂.
Falls R¹ einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe durch -O- und eine durch -CO- ersetzt ist, so ist diese bevorzugt benachbart. Somit beinhalten diese eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise sind diese geradkettig und haben 2 bis 6 C-Atome. Sie bedeuten demnach besonders Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 2-Acetyloxypropyl, 3-Propionyl-oxypropyl, 4-Acetyl-oxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethly, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2-(Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxycarbonyl)-ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)-propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)-propyl oder 4-(Methoxycarbonyl)-butyl.
Falls R¹ einen Alkylrest bedeutet, in dem eine CH₂-Gruppe durch unsubstituiertes oder substituiertes -CH=CH- und eine benachbarte CH₂-Gruppe durch CO oder CO-O oder O-CO ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 4 bis 12 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Acryloyloxymethyl, 2-Acryloyloxyethyl, 3-Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5-Acryloyloxypentyl, 6-Acryloyloxyhexyl, 7-Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9-Acryloyloxynonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacryloyloxymethyl, 2-Methacryloyl-oxyethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryl-oyloxypentyl, 6-Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryloyloxyoctyl, 9-Methacryloyloxynonyl.
Falls R¹ einen einfach durch CN oder CF₃ substituerten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig. Die Substitution durch CN oder CF₃ ist in beliebiger Position.
Falls R¹ einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest bedeutet, so ist dieser Rest vorzugsweise geradkettig und Halogen ist vorzugsweise F oder Cl. Bei Mehrfachsubstitution ist Halogen vorzugsweise F. Die resultierenden Reste schließen auch perfluorierte Reste ein. Bei Einfachsubstitution kann der Fluor- oder Chlorsubstituent in beliebiger Position sein, vorzugsweise jedoch in ω-Position.
Verbindungen mit verzweigten Flügelgruppen R¹ können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Smektische Verbindungen dieser Art eignen sich als Komponenten für ferroelektrische Materialien.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugt verzweigte Reste R¹ sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 1-Methylheptoxy.
Falls R¹ einen Alkylrest darstellt, in dem zwei oder mehr CH₂-Gruppen durch -O- und/oder -CO-O- ersetzt sind, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sind. Vorzugsweise ist er verzweigt und hat 3 bis 12 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Bis-carboxy-methyl, 2,2-Bis-carboxy-ethyl, 3,3-Bis-carboxy-propyl, 4,4-Bis-carboxy-butyl, 5,5-Bis-carboxy-pentyl, 6,6-Bis-carboxy-hexyl, 7,7-Bis-carboxy-heptyl, 8,8-Bis-carboxy-octyl, 9,9-Bis-carboxy-nonyl, 10,10-Bis-carboxy-decyl, Bis-(methoxy-carbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(methoxy-carbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(methoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(methoxy-carbonyl)-pentyl, 6,6-Bis-(methoxycarbonyl)-hexyl, 7,7-Bis-(methoxy-carbonyl)-heptyl, 8,8-Bis-(methoxycarbonyl)-octyl, Bis-(ethoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis-(ethoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis-(ethoxycarbonyl)-propyl, 4,4-Bis-(ethoxycarbonyl)-butyl, 5,5-Bis-(ethoxycarbonyl)-hexyl.
Die Verbindungen der Formeln I werden nach an sich bekannten Methoden dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.
Gegenstand der Erfindung sind auch elektrooptische Anzeigen (insbesondere 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 dielektrischer Anisotropie übertreffen bei weitem bisherige Materialien aus dem Stand der Technik.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es bei Beibehaltung der nematischen Phase bis –20°C und bevorzugt bis –30°C, besonders bevorzugt bis –40°C, Klärpunkte oberhalb 70°C, vorzugsweise oberhalb 75°C, besonders bevorzugt oberhalb 80°C, gleichzeitig dielektrische Anisotropiewerte Δε ≥ 4 vorzugsweise ≥ 4,5 und einen hohen Wert für den spezifischen Widerstand zu erreichen, wodurch hervorragende STN- und MFK-Anzeigen erzielt werden können. Insbesondere sind die Mischungen durch kleine Operationsspannungen gekennzeichnet. Die TN-Schwellen sind in der Regel ≤ 2,2 V, vorzugsweise ≤ 2,0 V, besonders bevorzugt ≤ 1,8 V.
Es versteht sich, dass durch geeignete Wahl der Komponenten der erfindungsgemäßen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z. B. oberhalb 110°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 Δε und somit geringen Schwellen erhalten werden. Die erfindungsgemäßen MFK-Anzeigen arbeiten vorzugsweise im ersten Transmissionsminimum nach Gooch und Tarry [C. H. Gooch und H. A. Tarry, Electron. Lett. 10, 2–4, 1974; C. H. Gooch und H. A. Tarry, Appl. Phys., Vol. 8, 1575–1584, 1975], wobei hier neben besonders günstigen elektrooptischen Eigenschaften, wie z. B. hohe Steilheit der Kennlinie und geringe 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. Hierdurch lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen im ersten Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen als bei Mischungen mit Cyanverbindungen. 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 Fließviskosität ν20 bei 20°C ist vorzugsweise < 60 mm²·s^–1, besonders bevorzugt < 50 mm²·s^–1. Die Rotationsviskosität γ₁ der erfindungsgemäßen Mischungen bei 20°C ist vorzugsweise ≤ 100 mPa·s, besonders bevorzugt ≤ 80 mPa·s, ganz besonders bevorzugt ≤ 60 mPa·s. Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 90°, insbesondere mindestens 100°. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von –20° bis +70°. Der Wert für die optische Anisotropie Δn beträgt vorzugsweise bei 20°C [589 nm] > 0,1.
Bei Flüssigkristallanzeigen ist eine kleine Schaltzeit erwünscht. Dies gilt besonders für Anzeigen die Videowiedergabe-fähig sind. Für derartige Anzeigen werden Schaltzeiten (Summe: t_on + t_off) von maximal 25 ms benötigt. Die Obergrenze der Schaltzeit wird durch die Bildwiederholfrequenz bestimmt.
Messungen des "Voltage Holding-ratio" (HR) [S. Matsumoto et al., Liquid Crystals 5, 1320 (1989); K. Niwa et al., Proc. SID Conference, San Francisco, June 1984, p. 304 (1984); G. Weber et al., Liquid Crystals 5, 1381 (1989)] haben ergeben, dass erfindungsgemäße Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I eine deutlich kleinere Abnahme des HR mit steigender Temperatur aufweisen als analoge Mischungen enthaltend anstelle der Verbindungen der Formel I Cyanophenylcyclohexane der Formel
oder Ester der Formel
Auch die UV-Stabilität der erfindungsgemäßen Mischungen ist erheblich besser, d. h. sie zeigen eine deutlich kleinere Abnahme des HR unter UV-Belastung.
Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten vorzugsweise wenig (≤ 10 Gew.-%) oder keine Nitrile. Die Werte für die Holding Ratio der erfindungsgemäßen Mischungen sind vorzugsweise > 98%, insbesondere > 99% bei 20°C.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I sind Verbindungen der Formeln I-1 bis I-48,

worin
Alkyl ein geradkettiger Alkylrest mit 1-7 C-Atomen,
Alkoxy ein geradkettiger Alkoxyrest mit 1-7 C-Atomen,
Alkenyl ein geradkettiger Alkenylrest mit 2-7 C-Atomen
ist,
enthält.
Von diesen bevorzugten Verbindungen sind besonders bevorzugt solche der Formeln I-1, I-2 und insbesondere die der Formel I-1.
Bevorzugte Ausführungsformen sind im folgenden angegeben:

– Das Medium enthält ein, zwei oder mehr Verbindungen der Formeln I-1 bis I-24; vorzugsweise ein oder zwei Verbindungen;
– Das Medium enthält vorzugsweise eine oder zwei Verbindungen der Formel,
wobei Alkyl ein geradkettiger Alkylrest mit 1-6 C-Atomen ist.
– Der Anteil der Verbindungen der Formel I in der Mischung beträgt vorzugsweise 3–40 Gew.-%, insbesondere 3–30 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 3–20 Gew.-%.
– Das Medium enthält vorzugsweise eine oder mehrere Zweikern-Verbindungen der Formel K,
worin R^K, X^K, die für R¹ und X¹ angegebenen Bedeutungen haben und Z⁰ Einfachbindung, -COO-, -OOC-, -C₂F₄-, -CF=CF-, -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -OCH₂- oder -CH₂- bedeutet. L¹ und L² bedeuten jeweils unabhängig voneinander H oder F. R^K ist vorzugsweise geradkettiges Alkyl. X^K bedeutet vorzugsweise F oder Cl, vorzugsweise Cl. Der Anteil an Verbindungen der Formel K in der Mischung beträgt 5–40%, vorzugsweise 5–30%, insbesondere 5–20%. Besonders bevorzugte Zweikern-Verbindungen sind die Verbindungen der Formeln K-1 bis K-18,

Bevorzugte Mischungen enthalten vorzugsweise eine Verbindung der Formel K-7, vorzugsweise in Mengen von 2–10%. Weiterhin bevorzugt sind Mischungen enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formel K-16, vorzugsweise in Mengen von 2–20%.
– Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II bis V,
worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben: R⁰ n-Alkyl, Oxaalkyl, Alkoxy, Fluoralkyl, Alkenyloxy oder Alkenyl mit jeweils bis zu 9 C-Atomen, X⁰ F, Cl, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkenyl, halogeniertes Alkenyloxy oder halogeniertes Alkoxy mit bis zu 6 C-Atomen, Z⁰ -C₂F₄-, -CF=CF-, -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, Y¹ bis Y⁴ jeweils unabhängig voneinander H oder F, r 0 oder 1.

Die Verbindung der Formel II ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IIa bis IIe,
worin R⁰ die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Bevorzugte Mischungen enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IIa, IIb und/oder IIc, vorzugsweise in Mengen von 3–40%, ganz besonders bevorzugt 5–30%.
Die Verbindung der Formel III ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IIIa bis IIIk,

worin R⁰ die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Bevorzugte Mischungen enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIb, vorzugsweise in Mengen von 3–30%, insbesondere 5–20%.
Die Verbindung der Formel IV ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IVa bis IVf,

worin R⁰ die oben angegebenen Bedeutungen haben.
Bevorzugte Mischungen enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IVa, IVb, IVc oder IVf, vorzugsweise in Mengen von 5–40%, insbesondere 5–30%. In den Verbindungen der Formel IV bedeutet X⁰ vorzugsweise F, OCF₃ oder OCH=CF₂.
Die Verbindung der Formel V ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln Va und Vb,
worin R⁰ die oben angegebenen Bedeutungen haben.

– Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln VI bis X,
worin R⁰, X⁰ und Y^1-4 jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen haben. X⁰ ist vorzugsweise F, Cl, CF₃, OCF₃ oder OCHF₂. R⁰ bedeutet vorzugsweise Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 C-Atomen. Besonders bevorzugte Mischungen enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI, VIII und/oder IX, worin X⁰ vorzugsweise F oder OCF₃ bedeuten. Y¹ und Y² bedeuten vorzugsweise beide F.
– Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln E-a bis E-d,
worin R⁰ die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen hat;
– Der Anteil der Verbindungen der Formeln E-a bis E-d ist vorzugsweise 10–30 Gew.-%, insbesondere 15–25 Gew.-%;
– Der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis V zusammen beträgt im Gesamtgemisch mindestens 10–50 Gew.-%;
– Der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis V im Gesamtgemisch beträgt 5 bis 50 Gew.-%;
– Das Medium enthält Verbindungen der Formeln II, III, IV und/oder V;
– R⁰ ist geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 1 bzw. 2 bis 7 C-Atomen;
– Das Medium enthält weitere Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln XI bis XXIV,

worin R⁰ und X⁰ die oben angegebenen Bedeutungen haben. Y¹ bedeutet H oder F. X⁰ bedeutet in den Verbindungen der Formeln XIII bis XVIII vorzugsweise F oder C. R^0* bedeutet Alkyl oder Alkenyl. R⁰ bedeutet vorzugsweise Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy. Bevorzugte Verbindungen der Formel XII werden nachfolgend genannt,

Weiterhin sind Mischungen besonders bevorzugt, die Verbindungen der Formel XIIb, insbesondere XIIb-1, und Verbindungen der Formel XIIa, enthalten. Bevorzugte Mischungen enthalten mindestens eine Verbindung der Formel XIIa und/oder XIIb, vorzugsweise in Mengen von 5–30%, insbesondere 10–25%. Alkyl, Alkyl* und Alkenyl besitzen die in Anspruch 3 angegebenen Bedeutungen.
– Das Medium enthält zusätzlich ein, zwei, drei oder mehr, vorzugsweise zwei oder drei Verbindungen der Formeln,
worin "Alkyl" und "Alkyl*" die in Anspruch 3 für Alkyl angegebenen Bedeutungen haben. Der Anteil der Verbindungen der Formeln O1 und/oder O2 in den erfindungsgemäßen Mischungen beträgt vorzugsweise 5–10 Gew.-%.
– Das Medium enthält vorzugsweise 5–35 Gew.-%, insbesondere 5–20 Gew.-% der Verbindung der Formel IVa.
– Das Medium enthält vorzugsweise ein, zwei oder drei Verbindungen der Formel IVa, worin X⁰ F oder OCF₃ bedeutet.
– Das Medium enthält vorzugsweise Verbindungen der Formeln II bis V, worin R⁰ Methyl bedeutet.
– Das Medium enthält vorzugsweise eine, zwei oder mehr, vorzugsweise eine oder zwei, Dioxan-Verbindungen der Formeln
worin R⁰ die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen hat. Die Mischungen enthalten 0,005–20% an Verbindungen der Formeln D1 und/oder D2.
– Das Medium enthält zusätzlich eine, zwei oder mehr Zweikern-Verbindungen der Formeln Z-1 bis Z-10,

worin R^1a und R^2a jeweils unabhängig voneinander H, CH₃, C₂H₅ oder n-C₃H₇ bedeuten. R⁰, Alkyl, Alkyl^* und Alkenyl besitzen die in Anspruch 3 angegebenen Bedeutungen. Alkyl* besitzt unabhängig voneinander die Bedeutung von Alkyl. Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel Z-5 sind

Ganz besonders bevorzugte Mischungen enthalten 30–60% an einer oder mehreren Verbindungen aus der Gruppe Z-5b, Z-5c, Z-5d, Z-5h. Eine besonders bevorzugte Verbindung der Formel Z-10 ist die Verbindung der Formel Z-10a,
Von den genannten Zweikern-Verbindungen sind besonders bevorzugt die Verbindungen Z-1, Z-2, Z-5, Z-6, Z-8, Z-9 und Z-10. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mischungen 5–65%, insbesondere 10–60% und besonders bevorzugt 30–60%, insbesondere ≥ 50% an Verbindungen der Formeln Z-1 bis Z-10.
– Das Medium enthält zusätzlich ein, zwei oder mehr Verbindungen mit annellierten Ringen der Formeln AN1 bis AN11,

worin R⁰ die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen hat.
– Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel

worin R⁰ die oben angegebene Bedeutung hat und vorzugsweise ein geradkettiger Alkylrest ist. Die Verbindungen sind vorzugsweise in Mengen von 5–50% in der Mischung enthalten.
– Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel M,
worin R⁰ die oben angegebenen Bedeutungen hat und vorzugsweise ein geradkettiger Alkylrest ist. Die Verbindungen sind vorzugsweise in Mengen von 5–35% in der Mischung enthalten.
– Das Medium enthält zusätzlich ein, zwei oder mehr Verbindungen der Formel ST,
worin R⁰ und X⁰ die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen haben. Vorzugsweise bedeutet R⁰ geradkettiges Alkyl. X⁰ ist vorzugsweise F oder OCF₃, s ist 1 oder 2, vorzugsweise ist s = 1.

Weiterhin sind Mischungen bevorzugt, die neben einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I mindestens eine Verbindung der Formel XIIa, und vorzugsweise in Mengen von 10–25%, mindestens eine Verbindung der Formel XVI, vorzugsweise in Mengen von 5–25%, und optional mindestens eine Verbindung der Formel XVIIIa,
enthalten, vorzugsweise in Mengen von 5–20%, insbesondere 8–15%.
Es wurde gefunden, dass bereits ein relativ geringer Anteil an Verbindungen der Formeln I und weiteren üblichen Flüssigkristallmaterialien, insbesondere jedoch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formeln XII–XXIV zu einer beträchtlichen Erniedrigung der Schwellenspannung und zu hohen Werten für die Doppelbrechung führt, wobei gleichzeitig breite nematische Phasen mit tiefen Übergangstemperaturen smektisch-nematisch beobachtet werden, wodurch die Lagerstabilität verbessert wird. Bevorzugt sind weiterhin insbesondere Mischungen, die neben einer oder mehreren Verbindungen der Formel I eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV enthalten, insbesondere Verbindungen der Formel IVb, worin X⁰ F bedeutet, ferner Verbindungen der Formeln IVa, IVc und IVf. Die Verbindungen der Formeln I bis XXIV sind farblos, stabil und untereinander und mit anderen Flüssigkristallmaterialien gut mischbar.
Der Ausdruck "Alkyl" bzw. "Alkyl*" umfasst geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 1–7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl. Gruppen mit 1–5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
Der Ausdruck "Alkenyl" umfasst geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit 2–7 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Bevorzugte 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 beson ders 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 endständigem 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 C_nH_2n+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 R⁰ und X⁰ 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 -CH₂CH₂-Gruppe führt im allgemeinen zu höheren Werten von k₃₃/k₁₁ im Vergleich zu einer einfachen Kovalenzbindung. Höhere Werte von k₃₃/k₁₁ ermöglichen z. B. flachere Transmissionskennlinien 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 mit den Verbindungen der Formeln II–XXIV hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der Formeln I und II–XXIV 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 Formeln I und II bis XXIV 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 Konzentration an Verbindungen der Formeln I ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien Verbindungen der Formel II bis V (vorzugsweise II, III und/oder IV, insbesondere IVb), worin X⁰ F, OCF₃, OCHF₂, OCH=CF₂, OCF=CF₂ oder OCF₂-CF₂H bedeutet. Eine günstige synergistische Wirkung mit den Verbindungen der Formeln I führt zu besonders vorteilhaften Eigenschaften. Insbesondere Mischungen enthaltend Verbindungen der Formel I und IVb in Kombination mit einer oder mehrerer Verbindungen aus der Gruppe der Formeln XII–XXIV zeichnen sich durch ihre niedrige Schwellenspannung aus.
Die einzelnen Verbindungen der Formeln I bis XXIV und deren Unterformeln, die in den erfindungsgemäßen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
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 Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0–15% pleochroitische Farbstoffe, UV-Stabilisatoren, Antioxidantien, Nanopartikel oder chirale Dotierstoffe zugesetzt werden. Geeignete Dotierstoffe und Stabilisatoren sind in den Tabellen C und D aufgelistet.
C bedeutet eine kristalline, S eine smektische, S_c eine smektisch C, N eine nematische und I die isotrope Phase.
V₁₀ bezeichnet die Spannung für 10% Transmission (Blickrichtung senkrecht zur Plattenoberfläche). t_on bezeichnet die Einschaltzeit und t_off die Ausschaltzeit bei einer Betriebsspannung entsprechend dem 2,0fachen Wert von V₁₀·Δn bezeichnet die optische Anisotropie. Δε bezeichnet die dielektrische Anisotropie (Δε = ε_∥ – ε_⊥, wobei ε_∥ die Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen und ε_⊥ die Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bedeutet). Die elektro-optischen Daten werden in einer TN-Zelle im 1. Minimum (d. h. bei einem d·Δn-Wert von 0,5 μm) bei 20°C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. Die optischen Daten werden bei 20°C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.

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 Reste C_nH_2n+1 und C_mH_2m+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen; n und m sind ganze Zahlen und bedeuten vorzugsweise 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 oder 12. 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 Strick ein Code für die Substituenten R^1*, R^2*, L^1* und L^2*:

Code für R^1, R^2, L^1, L^2, L^3*	R^1*	R^2*	L^1*	L^2*
nm	C_nH_2n+1	C_mH_2m+1	H	H
nOm	OC_nH_2n+1	C_mH_2m+1	H	H
nO.m	C_nH_2n+1	OC_mH_2m+1	H	H
n	C_nH_2n+1	CN	H	H
nN.F	C_nH_2n+1	CN	F	H
nN.F.F	C_nH_2n+1	CN	F	F
nF	C_nH_2n+1	F	H	H
nCl	C_nH_2n+1	Cl	H	H
nOF	OC_nH_2n+1	F	H	H
nF.F	C_nH_2n+1	F	F	H
nF.F.F	C_nH_2n+1	F	F	F
nmF	C_nH_2n+1	C_mH_2m+1	F	H
nOCF₃	C_nH_2n+1	OCF₃	H	H
nOCF₃.F	C_nH_2n+1	OCF₃	F	H
n-Vm	C_nH_2n+1	-CH=CH-C_mH_2m+1	H	H
nV-Vm	C_nH_2n+1-CH=CH-	-CH=CH-C_mH_2m+1	H	H
n-OXF	C_nH_2n+1	OCH=CF₂	H	H

Bevorzugte Mischungskomponenten finden sich in den Tabellen A und B.
Tabelle A
Tabelle B
Besonders bevorzugt sind flüsigkristalline Mischungen, die neben den Verbindungen der Formel I mindestens eine, zwei, drei oder vier Verbindungen aus der Tabelle B enthalten.
Tabelle C
In der Tabelle C werden mögliche Dotierstoffe angegeben, die in der Regel den erfindungsgemäßen Mischungen in Konzentration von 0,1 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 6 Gew.-%., zugesetzt werden.
Tabelle D
Stabilisatoren und Antioxidantien, die beispielsweise den erfindungsgemäßen Mischungen bis maximal 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,001–8 Gew.-%, insbesondere 0,05–5 Gew.-% zugesetzt werden können, werden nachfolgend genannt:
(n = 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 oder 9)

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben. Fp. bedeutet Schmelzpunkt, Kp. = Klärpunkt. Ferner bedeuten K = kristalliner Zustand, N = nematische Phase, S = smektische Phase und I = isotrope Phase. Die Angaben zwischen diesen Symbolen stellen die Übergangstemperaturen dar. Δn bedeutet optische Anisotropie (589 nm, 20°C), die Fließviskosität ν₂₀ (mm²/sec) und die Rotationsviskosität γ₁ (mPa·s) werden jeweils bei 20°C bestimmt. 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. LTS (Low Temperature Stability) ist die Tieftemperaturstabilität, gemessen in Zellen bei –20°C und –30°C. Beispiel M1

CC-3-V	45,50%	Klärpunkt [°C]:	76,0
CC-3-V1	12,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1024
PGP-2-3	4,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,1
PGP-2-4	3,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	51
PGU-3-F	9,00%	V₁₀ [V]:	1,89
BCH-32	5,00%
CCP-V-1	7,50%
APUQU-2-F	7,00%
APUQU-3-F	7,00%

Beispiel M2

CC-3-V	43,00%	Klärpunkt [°C]:	75,5
CC-3-V1	12,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1059
BCH-3F.F.F	4,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,8
PGP-2-3	4,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	54
PGP-2-4	4,00%	V₁₀ [V]:	1,76
PGU-3-F	8,00%
BCH-32	5,00%
CCP-V-1	5,00%
APUQU-2-F	7,00%
APUQU-3-F	8,00%

Beispiel M3

CCH-34	8,00%	Klärpunkt [°C]:	80,5
CC-3-V1	14,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1049
CC-4-V	18,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	7,9
CCP-V-1	11,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	74
CCP-V2-1	5,00%	V₁₀ [V]:	1,55
PP-1-2V1	4,00%
APUQU-2-F	6,00%
APUQU-4-F	6,00%
CCP-2F.F.F	6,00%
CCP-3F.F.F	6,00%
PGU-3-F	8,00%
PGU-2-F	8,00%

Beispiel M4

CC-3-V	49,00%	Klärpunkt [°C]:	74,5
CC-3-V1	11,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1082
PGP-2-3	7,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,3
PGP-2-4	6,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	52
PGU-3-F	3,00%	V₁₀ [V]:	1,86
BCH-32	7,00%
APUQU-2-F	8,00%
APUQU-3-F	9,00%

Beispiel M5

CC-3-V1	18,00%	Klärpunkt [°C]:	82,0
CC-3-V	37,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1116
CCP-V-1	5,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	8,2
CCGU-3-F	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	64
PGU-2-F	7,00%	V₁₀ [V]:	1,59
PGU-3-F	10,00%
APUQU-2-F	5,00%
APUQU-3-F	5,00%
PPGU-3-F	5,00%

Beispiel M6

CC-3-V	43,00%	Klärpunkt [°C]:	75,0
PP-1-2V1	1,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1190
CC-3-V1	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	6,9
PGU-2-F	5,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	59
PGU-3-F	11,00%	V₁₀ [V]:	1,65
PGP-2-3	7,00%
PGP-2-4	5,00%
APUQU-2-F	6,00%
APUQU-3-F	7,00%
CCGU-3-F	2,00%
CBC-33	3,00%

Beispiel M7

CC-3-V	45,00%	Klärpunkt [°C]:	74,5
CC-3-V1	11,50%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1189
PGU-2-F	8,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,5
PGU-3-F	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	53
CCP-V-1	2,50%	V₁₀ [V]:	1,84
PGP-2-3	6,00%
PGP-2-4	5,00%
PPGU-3-F	3,00%
APUQU-2-F	6,00%
CBC-33	3,00%

Beispiel M8

CC-3-V	36,00%	Klärpunkt [°C]:	74,5
CC-3-V1	12,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1185
PP-1-2V1	5,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,7
PGU-2-F	5,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	56
PGU-3-F	8,00%	V₁₀ [V]:	1,86
CCP-V-1	11,00%
PGP-2-3	6,00%
PGP-2-4	5,00%
APUQU-2-F	6,00%
APUQU-3-F	6,00%

Beispiel M9

CC-3-V	45,00%	Klärpunkt [°C]:	74,0
CC-3-V1	6,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1202
PGU-2-F	6,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,1
PGU-3-F	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	51
PGP-2-3	6,00%	V₁₀ [V]:	2,09
PGP-2-4	6,00%
PGP-2-5	7,00%
CCP-V-1	10,00%
APUQU-2-F	3,00%
APUQU-3-F	3,00%

Beispiel M10

GGP-3-Cl	7,00%	Klärpunkt [°C]:	76,0
GGP-5-Cl	3,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1264
PGU-2-F	5,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,8
PGU-3-F	4,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	61
APUQU-2-F	4,00%	V₁₀ [V]:	1,90
APUQU-3-F	4,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
CCP-V-1	11,00%	LTS in Zellen bei –30°C:	> 1000 h
CC-3-V1	8,00%
PGP-2-3	7,00%
PGP-2-4	7,00%
CC-3-V	37,00%
CP-3-Cl	3,00%

Beispiel M11

CC-3-V	40,00%	Klärpunkt [°C]:	76,0
CC-3-V1	7,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1302
PP-1-2V1	2,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,5
PGU-2-F	4,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	61
PGU-3-F	7,00%	V₁₀ [V]:	2,00
PGP-2-3	5,00%
PGP-2-4	6,00%
PGP-2-5	6,00%
CCP-V-1	8,00%
GGP-3-Cl	5,00%
GGP-5-Cl	3,00%
APUQU-3-F	7,00%

Beispiel M12

CC-3-V	43,00%	Klärpunkt [°C]:	75,5
CC-3-V1	7,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1295
PGU-2-F	3,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,5
PGU-2-F	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	60
PGP-2-4	6,00%	V₁₀ [V]:	1,97
PGP-2-5	6,00%
PGP-2-2V	7,00%
CCP-V-1	5,00%
GGP-3-Cl	5,00%
GGP-5-Cl	3,00%
APUQU-3-F	7,00%

Beispiel M13

PCH-301	14,00%	Klärpunkt [°C]:	80,0
CCP-V-1	16,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1346
CCP-V2-1	6,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,1
PP-1-2V1	9,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	68
PGP-2-3	7,00%	V₁₀ [V]:	1,86
PGP-2-4	8,00%
CC-3-V	19,00%
PGU-2-F	7,00%
APUQU-2-F	7,00%
APUQU-4-F	7,00%

Beispiel M14

GGP-3-Cl	6,00%	Klärpunkt [°C]:	73,5
GGP-5-Cl	11,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1373
PGP-2-3	7,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	3,9
PGP-2-4	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	64
CBC-33	2,00%	V₁₀ [V]:	2,10
CCP-V-1	4,00%
PP-1-2V1	6,00%
CC-3-V	45,00%
APUQU-2-F	5,00%
PGU-3-F	6,00%

Beispiel M15

CC-3-V	44,00%	Klärpunkt [°C]:	69,5
PP-1-2V1	8,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1355
PGU-2-F	3,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	3,9
PGU-3-F	6,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	56
PGP-2-3	5,00%	V₁₀ [V]:	2,09
PGP-2-4	7,00%
PGP-2-5	5,00%
GGP-3-Cl	8,00%
GGP-5-Cl	3,00%
CCP-V-1	6,00%
APUQU-3-F	5,00%

Beispiel M16

CC-3-V	43,00%	Klärpunkt [°C]:	70,0
CC-3-V1	2,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1338
PP-1-2V1	9,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,2
PGU-2-F	3,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	55
PGU-3-F	6,00%	V₁₀ [V]:	2,04
PGP-2-5	7,00%
PGP-2-2V	7,00%
GGP-3-Cl	8,00%
GGP-5-Cl	3,00%
CCP-V-1	6,00%
APUQU-3-F	6,00%

Beispiel M17

GGP-3-Cl	5,00%	Klärpunkt [°C]:	75,0
GGP-5-Cl	6,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1413
PGP-2-3	7,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,0
PGP-2-4	9,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	64
CBC-33	2,00%	V₁₀ [V]:	2,17
CCP-V-1	7,00%
PP-1-2V1	10,00%
CC-3-V	40,00%
APUQU-3-F	5,00%
PGU-3-F	9,00%

Beispiel M18

GGP-3-Cl	8,50%	Klärpunkt [°C]:	75,5
PGP-2-2V	10,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1407
PGP-2-4	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	3,9
PGP-2-5	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	58
CC-3-V	48,00%	V₁₀ [V]:	2,10
APUQU-2-F	7,50%
PGU-3-F	6,00%

Beispiel M19

CC-3-V	31,00%	Klärpunkt [°C]:	77,0
CCP-V-1	10,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1049
PP-1-2V1	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	8,1
APUQU-2-F	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	74
APUQU-4-F	10,00%	V₁₀ [V]:	1,48
PGP-2-4	6,00%
CCP-2F.F.F	8,00%
CCP-3F.F.F	8,00%
CCP-5F.F.F	7,00%

Beispiel M20

APUQU-2-F	10,00%	Klärpunkt [°C]:	74,5
APUQU-3-F	10,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1052
BCH-32	4,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,0
CC-3-V	50,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	52
CC-3-V1	10,00%	V₁₀ [V]:	1,83
PGP-2-3	8,00%
PGP-2-4	8,00%

Beispiel M21

APUQU-2-F	8,50%	Klärpunkt [°C]:	79,5
APUQU-3-F	12,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1307
BCH-3F.F.F	14,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	11,1
CGU-3-F	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	97
CCGU-3-F	8,00%	V₁₀ [V]:	1,32
CC-3-V	29,50%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
PGP-2-3	6,00%	LTS in Zellen bei –30°C:	> 1000 h
PGP-2-4	7,00%
PP-1-2V1	5,00%

Beispiel M22

CC-3-V	40,00%	Klärpunkt [°C]:	76,0
PP-1-2V1	9,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1224
BCH-3F.F.F	8,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,8
BCH-3F.F	3,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	64
GGP-3-Cl	3,00%	V₁₀ [V]:	2,03
PGP-2-3	3,00%
PGP-2-4	6,00%
PGP-2-5	5,00%
CCP-V-1	11,00%
APUQU-2-F	6,00%
APUQU-3-F	6,00%

Beispiel M23

PCH-301	26,00%	Klärpunkt [°C]:	74,0
CCP-V-1	13,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1347
PP-1-2V1	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,1
PGP-2-3	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	82
PGP-2-4	9,00%	V₁₀ [V]:	1,82
CC-3-V1	14,00%
APUQU-2-F	10,00%
APUQU-4-F	10,00%

Beispiel M24

GGP-3-Cl	5,00%	Klärpunkt [°C]:	76,0
BCH-3F.F.F	10,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1402
CCP-V-1	4,50%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,4
PGP-2-3	7,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	65
PGP-2-4	7,00%	V₁₀ [V]:	2,11
PGP-2-5	9,00%
PP-1-2V1	10,00%
CC-3-V	37,50%
APUQU-3-F	10,00%

Beispiel M25

GGP-3-Cl	6,00%	Klärpunkt [°C]:	75,0
GGP-5-Cl	4,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1406
PGP-2-2V	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	3,8
PGP-2-4	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	62
PGP-2-5	9,00%	V₁₀ [V]:	2,12
PP-1-2V1	4,00%
CC-3-V	46,00%
APUQU-2-F	11,00%

Beispiel M26

PGU-3-F	7,00%	Klärpunkt [°C]:	72,5
PGP-2-2V	13,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1419
PGP-2-4	11,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,0
PGP-2-5	12,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	59
CC-3-V	44,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
APUQU-2-F	9,00%	LTS in Zellen bei –30°C:	> 1000 h
GP-2-Cl	4,00%

Beispiel M27

CC-3-V	60,00%	Klärpunkt [°C]:	80,0
CCGU-3-F	6,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1008
APUQU-2-F	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	7,3
APUQU-3-F	13,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	60
PPGU-3-F	3,00%	V₁₀ [V]:	1,51
PGP-2-4	5,00%
PGGP-3-5	3,00%

Beispiel M28

Beispiel M29

GGP-3-Cl	6,00%	Klärpunkt [°C]:	74,0
GGP-5-Cl	11,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1382
PGP-2-3	7,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4.0
PGP-2-4	5,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	65
CCP-V-1	1,00%	V₁₀ [V]:	2,11
PP-1-2V1	6,00%
CC-3-V	48,00%
APUQU-2-F	5,00%
PGU-3-F	6,00%
CPGP-3-3	5,00%

Beispiel M30

CCP-V-1	14,00%	Klärpunkt [°C]:	80,5
CCP-V2-1	3,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1339
PP-1-2V1	9,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	5,3
PGP-2-3	5,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	69
PGP-2-4	6,00%	V₁₀ [V]:	1,97
PGP-2-5	8,00%
CC-3-V	25,00%
PGU-2-F	7,00%
APUQU-2-F	7,00%
APUQU-4-F	7,00%
CC-3-XF	9,00%

Beispiel M31

GGP-3-Cl	5,00%	Klärpunkt [°C]:	76,5
BCH-3F.F.F	8,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1403
PGP-2-3	7,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	4,5
PGP-2-4	7,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	66
PGP-2-5	7,00%	V₁₀ [V]:	2,05
PP-1-2V1	9,00%
CC-3-V	38,00%
APUQU-3-F	10,00%
CPP-2-F	4,00%
CPP-3-F	5,00%

Beispiel M32

APUQU-2-F	8,50%	Klärpunkt [°C]:	81,0
APUQU-3-F	12,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1317
BCH-3F.F.F	14,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	10,6
CGU-3-F	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	95
CCPU-2-F	4,00%	V₁₀ [V]:	1,33
CCPU-3-F	4,00%
CC-3-V	29,50%
PGP-2-3	6,00%
PGP-2-4	7,00%
PP-1-2V1	5,00%

Beispiel M33

CC-3-V1	18,00%	Klärpunkt [°C]:	80,0
CC-3-V	37,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1131
CCP-V-1	2,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	8,0
CCGU-3-F	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	65
PGU-2-F	9,00%	V₁₀ [V]:	1,59
PGU-3-F	11,00%
APUQU-2-F	5,00%
APUQU-3-F	5,00%
PGIGP-3-5	5,00%

Beispiel M34

Beispiel M35

Beispiel M36

CP-3-Cl	2,00%	Klärpunkt [°C]:	75,3
APUQU-2-F	6,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1117
BCH-3F.F.F	16,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	3,4
CC-3-V	46,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C]:	50
CCP-V-1	9,00%
PGP-2-3	10,00%
PGP-2-5	11,00%

Beispiel M37

APUQU-2-F	4,00%	Klärpunkt [°C]:	76,0
APUQU-3-F	7,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1152
CPGU-3-OT	6,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+4,2
BCH-3F.F.F	3,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	53
CCP-V-1	6,00%	V₁₀ [V]:	2,11
PGP-2-4	7,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
PGP-2-2V	8,00%
CC-3-V	51,00%
PP-1-2V1	8,00%

Beispiel M38

PGP-2-2V	9,00%	Klärpunkt [°C]:	76,0
PGP-2-4	8,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1409
PGP-2-5	9,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+4,1
PP-1-2V1	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	60
CC-3-V	44,50%	V₁₀ [V]:	2,16
APUQU-3-F	6,00%
CPGU-4-OT	6,50%
PGU-3-F	7,00%

Beispiel M39

GGP-3-Cl	10,00%	Klärpunkt [°C]:	73,5
CGU-3-F	6,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1496
PGP-2-2V	8,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+4,3
PGP-2-4	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	65
PGP-2-5	8,00%	V₁₀ [V]:	2,05
PP-1-2V1	12,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
CC-3-V	38,00%	LTS in Zellen bei –30°C:	> 1000 h
CPGU-3-OT	4,00
APUQU-2-F	6,00%

Beispiel M40

PGP-2-2V	9,00%	Klärpunkt [°C]:	75,5
PGP-2-4	8,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1367
PGP-2-5	9,50%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+4,2
PP-1-2V1	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	56
CC-3-V	46,50%	V₁₀ [V]:	2,13
APUQU-2-F	8,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
CPGU-3-OT	6,00%	LTS in Zellen bei –30°C:	> 1000 h
PGU-3-F	5,00%

Beispiel M41

APUQU-2-F	4,00%	Klärpunkt [°C]:	75,5
APUQU-3-F	7,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1157
CPGU-3-OT	6,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+4,2
BCH-3F.F.F	3,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	56
CCP-V-1	6,00%	V₁₀ [V]:	2,10
PGP-2-4	8,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
PGP-2-5	8,00%
CC-3-V	50,00%
PP-1-2V1	8,00%

Beispiel M42

CC-3-V	61,50%	Klärpunkt [°C]:	72
PP-1-2V1	4,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1048
PGP-2-3	5,50%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+4,4
PGP-2-4	8,00%	γ₁ [mPa·s,, 20°C):	46
CPGU-3-OT	8,00%	V₁₀ [V]:	1,96
APUQU-3-F	13,00%

Beispiel M43

CCU-3-OXF	10,00%	Klärpunkt [°C]:	81,5
CGU-3-OXF	25,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1103
APUQU-3-F	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+8,7
CPGU-3-OT	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	72
CC-3-V	42,00%	V₁₀ [V]:	1,43
PGP-2-4	5,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
		LTS in Zellen bei –30C:	> 1000 h

Beispiel M44

CC-3-V	48,00%	Klärpunkt [°C]:	77
PGP-2-4	5,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0.1186
PGP-2-5	5,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+5,9
PP-1-2V1	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	56
APUQU-3-F	11,00%	V₁₀ [V]:	1,79
CPGU-3-OT	8,00%
CPU-3-OXF	15,00%

Beispiel M45

GGP-3-Cl	6,00%	Klärpunkt [°C]:	73
GGP-5-Cl	4,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1396
PGP-2-2V	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+3,7
PGP-2-4	10,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	59
PGP-2-3	5,00%	V₁₀ [V]:	2,15
PP-1-2V1	8,00%
CC-3-V	46,00%
APUQU-3-F	11,00%

Beispiel M46

APUQU-2-F	8,00%	Klärpunkt [°C]:	76,5
APUQU-3-F	8,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1160
BCH-32	8,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+5,2
GGP-3-Cl	5,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	59
GPP-2-3	4,00%	V₁₀ [V]:	1,92
GPP-3-2	4,00%
BCH-3F.F.F	5,00%
CC-3-V	47,00%
CCP-V-1	5,00%
PP-1-2V1	6,00%

Beispiel M47

CC-3-V	49,00%	Klärpunkt [°C]:	74
CC-3-V1	6,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1054
PGP-2-3	3,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+4,5
PGP-2-4	7,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	47
APUQU-3-F	6,00%	V₁₀ [V]:	1,94
CPU-3-OXF	29,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
		LTS in Zellen bei –30°C:	> 1000 h

Beispiel M48

CDU-2-F	6,00%	Klärpunkt [°C]:	75,5
PGU-2-OXF	9,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1010
PGU-3-OXF	6,50%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+8,6
CC-3-V	54,50%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	55
APUQU-2-F	9,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000
APUQU-3-F	9,00%
CBC-33	6,00%

Beispiel M49

PGU-2-F	9,00%	Klärpunkt [°C]:	74
PGU-3-F	3,50%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1059
CC-3-V	59,50%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+7,1
APUQU-2-F	8,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	50
APUQU-3-F	7,00%	LTS in Zellen bei –20°C:	> 1000 h
MPP-3-F	4,00%
MPP-5-F	4,50%
CBC-33	4,50%

Beispiel M50

CC-3-V	48,50%	Klärpunkt [°C]:	80
APUQU-2-F	8,50%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1028
APUQU-3-F	9,50%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+8,4
CBC-33	2,50%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	59
CPU-3-OXF	31,00%

Beispiel M51

CPU-3-OXF	23,50%	Klärpunkt [°C]:	74,5
CC-3-V	49,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1050
PGP-2-4	7,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+7,7
APUQU-2-F	11,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	55
APUQU-3-F	6,50%
CCZU-3-F	3,00%

Beispiel M52

PGU-2-OXF	10,00%	Klärpunkt [°C]:	73,5
PGU-4-OXF	8,50%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,1012
CC-3-V1	10,00%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+7,2
CC-3-V	47,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	50
CCP-V-1	7,50%
APUQU-2-F	9,00%
APUQU-3-F	6,00%
CCGU-3-F	2,00%

Beispiel M53

APUQU-3-F	8,00%	Klärpunkt [°C]:	75,0
PGU-2-F	7,00%	Δn [589 nm, 20°C]:	0,0918
PGU-3-F	7,50%	Δε [1 kHz, 20°C]:	+5,6
CC-3-V	48,00%	γ₁ [mPa·s, 20°C):	53
CC-3-V1	3,50%
CCP-V-1	16,00%
CCZU-3-F	10,00%

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

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Claims

Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formel I,
worin R¹ einen halogenierten oder unsubstituierten Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C≡C-, -CH=CH-, -O-, -CO-O- oder -O-CO- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, X¹ jeweils unabhängig voneinander F, Cl, CN, SF₅, halogenierter Alkylrest, halogenierten Alkenylrest, halogenierter Alkoxyrest oder halogenierter Alkenyloxyrest mit bis zu 6 C-Atomen, L¹ bis L⁵ jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten, mit den Maßgaben, dass die flüssigkristalline Mischung keine weiteren Verbindungen mit einer CF₂O-Brücke und keine weiteren Verbindungen mit einem Pyranring enthält.
Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in der Verbindung der Formel I R¹ geradkettiges Alkyl bedeutet.
Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine, zwei oder mehr Verbindungen der Formeln I-1 bis I-48,

worin Alkyl ein geradkettiger Alkylrest mit 1-7 C-Atomen, Alkoxy ein geradkettiger Alkoxyrest mit 1-7 C-Atomen, Alkenyl ein geradkettiger Alkenylrest mit 2-7 C-Atomen ist, enthält.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine, zwei oder mehr Zweikern-Verbindungen der Formeln Z-1 bis Z-10,
worin R^1a und R^2a jeweils unabhängig voneinander H, CH₃, C₂H₅ oder n-C₃H₇, Alkyl und Alkyl* jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen oder Alkylrest mit 1-7 C-Atomen, und Alkenyl einen geradkettigen Alkenylrest mit 2-7 C-Atomen bedeuten, enthält.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II, III, IV und V enthält,

worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben: R⁰ n-Alkyl, Oxaalkyl, Alkoxy, Alkenyloxy, Fluoralkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 9 C-Atomen, X⁰ F, Cl, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkenyl, halogeniertes Alkenyloxy oder halogeniertes Alkoxy mit bis zu 6 C-Atomen, Z⁰ -C₂F₄-, -CF=CF-, -C₂H₄-, -(CH₂)₄-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CF₂O- oder -OCF₂-, Y¹ bis Y⁴ jeweils unabhängig voneinander H oder F, r 0 oder 1.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formeln XI bis XXIV,

worin R⁰ und X⁰ die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutungen haben, Y¹ H oder F L H oder F R^0* Alkyl oder Alkenyl mit jeweils bis zu 6 C-Atomen bedeuten, enthält.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine oder mehrere Verbindungen der Formel XIIa und/oder XIIb,

worin Alkyl und Alkyl* geradkettiger Alkylrest mit 1 bis 6 C-Atomen Alkenyl geradkettiger Alkenylrest mit 2 bis 6 C-Atomen bedeuten, enthält.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung der Formel XVIIIa,
worin R⁰ die in Anspruch 5 angegebenen Bedeutung hat, enthält.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung der Formel Z-5,
worin R^1a die in Anspruch 4 angegebenen Bedeutungen hat, enthält.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formel I im Gesamtgemisch 3 bis 40 Gew.-% beträgt.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formel Z-5 im Gesamtgemisch 30–60 Gew.-% beträgt.
Verfahren zur Herstellung eines flüssigkristallinen Mediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass man eine oder mehrere Verbindungen der Formel I mit weiteren mesogenen Verbindungen mischt.
Verwendung des flüssigkristallinen Mediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11 für elektrooptische Zwecke.
Elektrooptische Flüssigkristallanzeige enthaltend ein flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11.