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DE102009011989A1 - Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige - Google Patents

Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige Download PDF

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DE102009011989A1
DE102009011989A1 DE102009011989A DE102009011989A DE102009011989A1 DE 102009011989 A1 DE102009011989 A1 DE 102009011989A1 DE 102009011989 A DE102009011989 A DE 102009011989A DE 102009011989 A DE102009011989 A DE 102009011989A DE 102009011989 A1 DE102009011989 A1 DE 102009011989A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
compounds
formula
formulas
iii
independently
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102009011989A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Dr. Hirschmann
Michael Dr. Wittek
Markus Dr. Czanta
Axel Dr. Jansen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Priority to DE102009011989A priority Critical patent/DE102009011989A1/de
Publication of DE102009011989A1 publication Critical patent/DE102009011989A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001Cyclohexane rings
    • C09K19/3003Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K2019/0444Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit characterized by a linking chain between rings or ring systems, a bridging chain between extensive mesogenic moieties or an end chain group

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft dielektrisch positive flüssigkristalline Medien enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formel I $F1 worin die Parameter die jeweiligen in der Spezifikation angegebenen Bedeutungen besitzen, und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere dielektrisch positive Verbindungen und gegebenenfalls eine oder mehrere weitere dielektrische neutrale Verbindungen, sowie diese Medien enthaltende Flüssigkristallanzeigen, speziell Aktivmatrixanzeigen und insbesondere TN-, IPS- und FFS-Anzeigen.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft flüssigkristalline Medien und diese Medien enthaltende Flüssigkristallanzeigen, speziell Anzeigen, die durch eine Aktivmatrix adressiert werden und insbesondere Anzeigen des Typs Twisted Nematic (TN), In Plane Switching (IPS) oder Fringe Field Switching (FFS).
  • Stand der Technik und zu lösendes Problem
  • Flüssigkristallanzeigen (Liquid Crystal Displays – LCDs) werden in vielen Bereichen genutzt, um Informationen anzuzeigen. LCDs werden sowohl für Direktsichtanzeigen als auch für Anzeigen des Projektionstyps verwendet. Als elektrooptische Modi werden beispielsweise Twisted Nematic (TN), Super Twisted Nematic (STN), Optically Compensated Bend (OCB) und Electrically Controlled Birefringence (ECB) zusammen mit ihren verschiedenen Modifikationen sowie andere verwendet. Alle diese Modi nutzen ein elektrisches Feld, das im Wesentlichen rechtwinklig zu den Substraten beziehungsweise zur Flüssigkristallschicht verläuft. Neben diesen Modi gibt es auch elektrooptische Modi, die ein elektrisches Feld nutzen, das im Wesentlichen parallel zu den Substraten beziehungsweise der Flüssigkristallschicht verläuft, wie etwa der In-Plane Switching (IPS) Modus (wie z. B. in DE 40 00 451 und EP 0 588 568 offenbart) und im Fringe Field Switching (FFS) Modus, in dem ein starkes sogenanntes „fringe field” vorliegt, also ein starkes elektrisches Feld nahe am Rand der Elektroden und in der gesamten Zelle ein elektrisches Feld, welches sowohl eine starke vertikale Komponente als auch eine starke horizontale Komponente aufweist. Vor allem diese beiden letzteren elektrooptischen Modi werden für LCDs in modernen Tischmonitoren verwendet und sind für die Nutzung in Anzeigen für Fernseher und Multimedia-Anwendungen vorgesehen. Die Flüssigkristalle gemäß der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise in Anzeigen dieser Art verwendet. Generell werden in FFS-Displays dielektrisch positive, flüssigkristalline Medien mit eher kleineren Werten der dielektrischen Anisotropie verwendet, aber auch bei IPS-Displays werden teilweise flüssigkristalline Medien mit einer dielektrischen Anisotropie von nur ca. 3 oder sogar darunter verwendet.
  • Für diese Anzeigen sind neue flüssigkristalline Medien mit verbesserten Eigenschaften erforderlich. Insbesondere müssen die Ansprechzeiten für viele Arten von Anwendungen verbessert werden. Es sind daher flüssigkristalline Medien mit geringeren Viskositäten (η), speziell mit geringeren Rotationsviskositäten (γ1) erforderlich. Die Rotationsviskosität sollte insbesondere für Monitoranwendungen 80 mPa·s oder weniger, vorzugsweise 60 mPa·s oder weniger und speziell 55 mPa·s oder weniger betragen. Neben diesem Parameter müssen die Medien über einen Bereich der nematischen Phase mit geeigneter Breite und Lage, sowie eine geeignete Doppelbrechung (Δn) verfügen und dielektrische Anisotropie (Δε) sollte hoch genug sein, um eine einigermaßen niedrige Betriebsspannung zu ermöglichen. Vorzugsweise sollte Δε höher als 2 und sehr bevorzugt höher als 3, vorzugsweise jedoch nicht höher als 15 und insbesondere nicht höher als 12 liegen, da dies einem zumindest einigermaßen hohen spezifischen Widerstand entgegenstehen würde.
  • Für Anwendungen als Displays für Notebooks oder andere mobile Anwendungen sollte die Rotationsviskosität bevorzugt 120 mPa·s oder weniger und besonders bevorzugt 100 mPa·s oder weniger betragen. Hier sollte die dielektrische Anisotropie (Δε) vorzugsweise höher als 8 und besonders bevorzugt höher als 12 sein.
  • Vorzugsweise werden die Anzeigen gemäß der vorliegenden Erfindung durch eine Aktivmatrix (active matrix LCDs, kurz AMDs), bevorzugt durch eine Matrix aus Dünnschichttransistoren (TFTs), adressiert. Die erfindungsgemäßen Flüssigkristalle können jedoch in vorteilhafter Weise auch in Anzeigen mit anderen bekannten Adressierungsmitteln verwendet werden.
  • Es gibt zahlreiche unterschiedliche Anzeigemodi, die Verbundsysteme aus niedrigmolekularen Flüssigkristallmaterialien zusammen mit Polymermaterialien verwenden. Es sind dies z. B. PDLC – (polymer dispersed liquid crystal), NCAP – (nematic curvilinearily aligned Phase) und PN-Systeme (polymer network), wie beispielsweise in WO 91/05 029 offenbart, oder ASM-Systeme (axially symmetric microdomain) und andere. Im Gegensatz hierzu verwenden die gemäß der vorliegenden Erfindung speziell bevorzugten Modi das Flüssigkristallmedium als solches, auf Oberflächen ausgerichtet. Diese Oberflächen werden typischerweise vorbehandelt, um eine uniforme Orientierung des Flüssigkristallmaterials zu erzielen. Die Anzeigemodi gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden vorzugsweise ein elektrisches Feld, das im Wesentlichen parallel zur Verbundschicht verläuft.
  • I der Patentanmeldung EP 0 563 982 A2 wird die allgemeine Formel
    Figure 00030001
    offenbart, worin, jeweils neben vielen anderen Möglichkeiten, R H oder Alkyl, R' H, und, Y Alkyl, n und m beide 0 und der Ring A 1,4-Cyclohexlen und dann X und X' beide H bedeuten können.
  • Flüssigkristallzusammensetzungen, die sich für LCDs und speziell für IPS-Anzeigen eignen, sind z. B. aus JP 07-181 439 (A) , EP 0 667 555 , EP 0 673 986 , DE 195 09 410 , DE 195 28 106 , DE 195 28 107 , WO 96/23 851 und WO 96/28 521 bekannt. Diese Zusammensetzungen sind jedoch mit gravierenden Nachteilen behaftet. Die meisten von ihnen führen, neben anderen Mängeln, zu unvorteilhaft langen Ansprechzeiten, weisen zu geringe Werte für den spezifischen Widerstand auf und/oder erfordern Betriebsspannungen, die zu hoch sind. Außerdem besteht der Bedarf das Tieftemperaturverhalten der LCDs zu verbessern. Hier sind sowohl eine Verbesserung der Betriebseigenschaften, wie auch der Lagerfähigkeit nötig.
  • Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an flüssigkristallinen Medien mit geeigneten Eigenschaften für praktische Anwendungen, wie einem breiten nematischen Phasenbereich, geeigneter optischer Anisotropie Δn entsprechend dem verwendeten Anzeigetyp, einem hohen Δε und speziell geringen Viskositäten für besonders kurze Schaltzeiten.
  • Vorliegende Erfindung
  • Überraschenderweise wurde nun gefunden, dass flüssigkristalline Medien mit einem geeignet hohen Δε, einem geeigneten Phasenbereich und Δn verwirklicht werden können, welche die Nachteile der Materialien des Standes der Technik nicht oder zumindest nur in erheblich geringerem Maße aufweisen.
  • Diese verbesserten flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten
    • – eine oder mehrere Verbindungen der Formel
      Figure 00040001
      worin R11 Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, besonders bevorzugt mit 1 bis 3 C-Atomen und R12 H oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, bevorzugt Alkyl mit 1 bis 3 C-Atomen bedeutet, und
    • – gegebenenfalls eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II und III
      Figure 00050001
      worin R2 und R3 unabhängig voneinander Alkyl, Alkoxy, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, Alkenyl, Alkenyloxy, Alkoxyalkyl oder fluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen und vorzugsweise R2 und R3 Alkyl oder Alkenyl,
      Figure 00050002
      bei jedem Erscheinen unabhängig voneinander
      Figure 00050003
      Figure 00060001
      L21, L22, L31 und L32 unabhängig voneinander H oder F, vorzugsweise L21 und/oder L31 F, X2 und X3 unabhängig voneinander Halogen, halogeniertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 3 C-Atomen oder halogeniertes Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 oder 3 C-Atomen, vorzugsweise F, Cl, -OCF3 oder -CF3, ganz besonders bevorzugt F, Cl oder -OCF3, Z3 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans-CF=CF-, -CH2O- oder eine Einfachbindung, vorzugsweise -CH2CH2-, -COO-, trans- -CH=CH- oder eine Einfachbindung und ganz besonders bevorzugt -COO-, trans- -CH=CH- oder eine Einfachbindung und m und n unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3, m bevorzugt 1, 2 oder 3 und n bevorzugt 0, 1 oder 2 und besonders bevorzugt 1 oder 2, bedeuten, und
    • – gegebenenfalls eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV
      Figure 00070001
      worin R41 und R42 unabhängig voneinander die oben unter Formel II für R2 angegebene Bedeutung besitzen, vorzugsweise R41 Alkyl und R42 Alkyl oder Alkoxy oder R41 Alkenyl und R42 Alkyl,
      Figure 00070002
      unabhängig voneinander und bei zweifachem Auftreten von
      Figure 00070003
      auch diese unabhängig voneinander
      Figure 00070004
      Figure 00080001
      vorzugsweise eines oder mehrere von
      Figure 00080002
      Z41 und Z42 unabhängig voneinander und bei zweifachem Auftreten von Z41 auch diese unabhängig voneinander -CH2CH2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C≡C- oder eine Einfachbindung, vorzugsweise eines oder mehrere von ihnen eine Einfachbindung und p 0, 1 oder 2, vorzugsweise 0 oder 1 bedeutet.
  • Die Verbindungen der Formeln I und IV sind bevorzugt dielektrisch neutrale Verbindungen, vorzugsweise mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,5 bis 3.
  • Die Verbindungen der Formeln II und III sind bevorzugt dielektrisch positive Verbindungen, vorzugsweise mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als 3.
  • Bevorzugt enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung insgesamt 1 bis 40%, bevorzugt 3 bis 35% und besonders bevorzugt 5 bis 25%, an Verbindungen der Formel I.
  • Die einzelnen Verbindungen der Formel I werden in einer Konzentration von 1 bis 20%, bevorzugt von 1 bis 15% eingesetzt.
  • Die einzelnen Verbindungen der Formeln II und/oder III werden in einer Konzentration von 1 bis 20%, bevorzugt von 1 bis 15% eingesetzt. Diese Grenzen gelten insbesondere wenn jeweils zwei oder mehr homologe Verbindungen, also Verbindungen der gleichen Formel, eingesetzt werden. Wird von den Verbindungen einer Formel nur eine einzelne Substanz, also nur ein Homologes, eingesetzt so kann dessen Konzentration im Bereich von 2 bis 20%, bevorzugt von 3 bis 14%, liegen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Medien jeweils eine oder mehrere Verbindungen der Formel I ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln I-1 bis I-3, bevorzugt der Formel I-2:
    Figure 00090001
    worin R11 die oben unter Formel I angegebene Bedeutung besitzt und bevorzugt Methyl, n-Propyl oder n-Pentyl und besonders bevorzugt n-Propyl bedeutet.
  • Vorzugsweise enthalten die Medien gemäß der vorliegenden Erfindung zusätzlich zu den Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel I, bzw. deren bevorzugter Unterformeln, eine oder mehrere dielektrisch positive Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als 3, ausgewählt aus der Gruppe der Formeln II und III.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-1 bis II-4, bevorzugt der Formeln II-1 und/oder II-2
    Figure 00100001
    worin die Parameter die jeweiligen oben unter Formel II angegebenen Bedeutungen besitzen und L23 und L24 unabhängig voneinander H oder F, bevorzugt L23 F, bedeutet und
    Figure 00100002
    und bei Formeln II-1 und II-4 X2 bevorzugt F oder OCF3, besonders bevorzugt F, und bei Formel II-3 vorzugsweise
    Figure 00110001
    wobei die Verbindungen der Formel I ausgeschlossen sind
    und/oder ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-1 und III-2 :
    Figure 00110002
    worin die Parameter die unter Formel III gegeben Bedeutung haben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Medien gemäß der vorliegenden Erfindung alternativ oder zusätzlich zu den Verbindungen der Formeln III-1 und/oder III-2 eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-3
    Figure 00120001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und die Parameter L31 und L32 unabhängig voneinander und von den anderen Parametern H oder F bedeuten.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-1 bis II-4, worin L21 und L22 und/oder L23 und L24 beide F bedeuten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen, die ausgewählt sind aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-2 und II-4, worin L21, L22, L23 und L24 alle F bedeuten.
  • Vorzugsweise enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-1. Vorzugsweise sind die Verbindungen der Formel II-1 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-1a bis II-1e
    Figure 00120002
    Figure 00130001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und L23 bis L26 unabhängig voneinander und von den anderen Parametern H oder F bedeuten und vorzugsweise
    in den Formeln II-1a und II-1b
    L21 und L22 beide F bedeuten,
    in den Formeln II-1c und II-1d
    L21 und L22 beide F und/oder L23 und L24 beide F bedeuten und
    in Formel II-1e
    L21, L22 und L25 F bedeuten und jeweils die anderen Parameter die jeweiligen oben gegebenen Bedeutungen haben.
  • Speziell bevorzugte Verbindungen der Formel II-1 sind
    Figure 00130002
    Figure 00140001
    worin R2 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Ganz besonders bevorzugt enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-1a-1, II-1a-2, II-1b-1 und II-1d-1.
  • Vorzugsweise enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-2, die bevorzugt ausgewählt sind aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-2a bis II-2j
    Figure 00150001
    Figure 00160001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und L25 bis L28 unabhängig voneinander H oder F, bevorzugt L27 und L28 beide H, besonders bevorzugt L26 H bedeuten und die anderen Parameter die jeweiligen oben gegebenen Bedeutungen haben und wobei die Verbindungen der Formel I ausgeschlossen sind.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-2a bis II-2j, worin L21 und L22 beide F und/oder L23 und L24 beide F bedeuten und die anderen Parameter die jeweiligen oben gegebenen Bedeutungen haben.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-2a bis II-2j, worin L21, L22, L23 und L24 alle F bedeuten und die anderen Parameter die jeweiligen oben gegebenen Bedeutungen haben.
  • Speziell bevorzugte Verbindungen der Formel II-2 sind die Verbindungen der folgenden Formeln
    Figure 00170001
    Figure 00180001
    worin R2 und X2 die oben angegebenen Bedeutungen besitzen und X2 bevorzugt F.
  • Ganz besonders bevorzugt enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-2a-1, II-2f-1, II-2i-1 und II-2j-1.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-3, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II-3a bis II-3c
    Figure 00190001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und L21 und L22 vorzugsweise beide F bedeuten.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Forme II-4, bevorzugt der Formel II-4a
    Figure 00200001
    worin die Parameter die oben gegebene Bedeutung haben und X2 bevorzugt F oder OCF3, besonders bevorzugt F, bedeutet.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-1, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-1a und III-1b
    Figure 00200002
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und die Parameter L33 und L34 unabhängig voneinander und von den anderen Parametern H oder F bedeuten.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-1a, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-1a-1 bis III-1a-6
    Figure 00210001
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-1b, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-1b-1 bis III-1b-4, vorzugsweise der Formel III-1b-4
    Figure 00210002
    Figure 00220001
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2a bis III-2j
    Figure 00220002
    Figure 00230001
    Figure 00240001
    worin die Parameter die oben gegebene Bedeutung haben und bevorzugt worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und die Parameter L33, L34, L35 und L36 unabhängig voneinander und von den anderen Parametern H oder F bedeuten.
  • Ganz besonders bevorzugt enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2a, III-2d, III-2f, III-2g und III-2i.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2a, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2a-1 bis III-2a-5, bevorzugt der Formel III3-a-4
    Figure 00240002
    Figure 00250001
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2b, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2b-1 und III-2a-4, vorzugsweise der Formel III-2b-2
    Figure 00250002
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2c, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2c-1 bis III-2c-5
    Figure 00250003
    Figure 00260001
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2d und III-2e, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2d-1 und III-2e-1, bevorzugt der Formel III-2d-1
    Figure 00260002
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2f, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2f-1 bis III-2f-5
    Figure 00270001
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Ganz besonders bevorzugt enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2f-1, III-2f-2 und III-2f-4.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2g, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2g-1 bis III-2g-5
    Figure 00280001
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Ganz besonders bevorzugt enthalten die Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2g-2, III-2g-4 und III-2g-5, bevorzugt der Formeln III-2g-2 und III-2g-5.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2h, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2h-1 bis III-2h-3, bevorzugt der Formel III-2h-3
    Figure 00290001
    worin die Parameter die oben gegebene Bedeutung haben und bevorzugt X3 F bedeutet.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2i, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2i-1 und III-2i-2, bevorzugt der Formel III-2i-2
    Figure 00290002
    Figure 00300001
    worin die Parameter die oben gegebene Bedeutung haben und bevorzugt X3 F oder OCF3 bedeutet.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-2j, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln III-2j-1 und III-2j-2, bevorzugt der Formel III-2j-1
    Figure 00300002
    worin die Parameter die oben gegebene Bedeutung haben.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den Verbindungen der Formeln III-1 und/oder III-2 können die Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Verbindungen der Formel III-3 enthalten
    Figure 00300003
    worin die Parameter die jeweiligen oben unter Formel III angegebenen Bedeutungen besitzen.
  • Diese Verbindungen sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Formeln III-3a und III-3b
    Figure 00310001
    worin R3 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine dielektrisch neutrale Komponente, Komponente C. Diese Komponente weist eine dielektrische Anisotropie im Bereich von –1,5 bis 3 auf. Vorzugsweise enthält sie dielektrisch neutrale Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,5 bis 3, stärker bevorzugt besteht sie überwiegend, noch stärker bevorzugt besteht sie im Wesentlichen und speziell bevorzugt besteht sie vollständig daraus. Vorzugsweise enthält diese Komponente eine oder mehrere, stärker bevorzugt besteht sie überwiegend, noch stärker bevorzugt besteht sie im Wesentlichen und ganz bevorzugt besteht sie vollständig aus dielektrisch neutralen Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,5 bis 3, der Formel IV.
  • Vorzugsweise enthält die dielektrisch neutrale Komponente, Komponente C, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IV-1 bis IV-6
    Figure 00320001
    worin R41 und R42 die jeweiligen oben unter Formel IV angegebenen Bedeutungen besitzen und in den Formeln IV-1, IV-5 und IV-6 R41 vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl, vorzugsweise Alkenyl, und R42 vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl, vorzugsweise Alkyl bedeutet, in Formel IV-2 R41 und R42 vorzugsweise Alkyl bedeuten und in Formel IV-4 R41 vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl, stärker bevorzugt Alkyl, und R42 vorzugsweise Alkyl oder Alkoxy, stärker bevorzugt Alkoxy bedeutet.
  • Vorzugsweise enthält die dielektrisch neutrale Komponente, Komponente C, eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IV-1, IV-4, IV-5 und IV-6, vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV-1 und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Formeln IV-4 und IV-5, stärker bevorzugt jeweils eine oder mehrere Verbindungen der Formeln IV-1, IV-4 und IV-5 und ganz bevorzugt jeweils eine oder mehrere Verbindungen Formeln IV-1, IV-4, IV-5 und IV-6.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV-5, stärker bevorzugt ausgewählt aus ihren jeweiligen Unterformeln der Formel CCP-V-n und/oder CCP-nV-m und/oder CCP-Vn-m, stärker bevorzugt der Formel CCP-V-n und/oder CCP-V2-n und ganz bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln CCP-V-1 und CCP-V2-1. Die Definitionen dieser Abkürzungen (Akronyme) sind unten in Tabelle D angegeben, bzw. aus den Tabellen A bis C zu ersehen.
  • In einer ebenfalls bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV-1, stärker bevorzugt ausgewählt aus ihren jeweiligen Unterformeln, den Formel CC-n-m, CC-n-V, CC-n-Vm, CC-V-V, CC-V-Vn und/oder CC-nV-Vm, stärker bevorzugt der Formeln CC-n-V und/oder CC-n-Vm und ganz bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln CC-3-V, CC-4-V, CC-5-V CC-3-V1, CC-4V1, CC-5-V1, CC-3-V2 und CC-V-V1 und insbesondere bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Formeln CC-3-V, CC-3-V1, CC-4V1 und CC-5-V1. Die Definitionen dieser Abkürzungen (Akronyme) sind ebenfalls unten in Tabelle D angegeben, bzw. aus den Tabellen A bis C zu ersehen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, bei der es sich um dieselbe wie die vorhergehende oder um eine andere handeln kann, enthalten die Flüssigkristallmischungen gemäß der vorliegenden Erfindung Verbindungen der Formel IV ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IV-1 bis IV-6 wie oben gezeigt und gegebenenfalls der Formeln IV-7 bis IV-13
    Figure 00330001
    Figure 00340001
    worin
    R41 und R42 unabhängig voneinander Alkyl, Alkoxy, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, Alkenyl, Alkenyloxy, Alkoxyalkyl oder fluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen bedeuten und
    L4 H oder F bedeutet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV-8, stärker bevorzugt ausgewählt aus ihren jeweiligen Unterformeln der Formel CPP-3-2, CPP-5-2 und CGP-3-2, stärker bevorzugt der Formel CPP-3-2 und/oder CGP-3-2 und ganz besonders bevorzugt der Formel CPP-3-2. Die Definitionen dieser Abkürzungen (Akronyme) sind unten in Tabelle D angegeben, bzw. aus den Tabellen A bis C zu ersehen.
  • Vorzugsweise enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Verbindungen der Formel V
    Figure 00350001
    worin
    R51 und R52 unabhängig voneinander die oben unter Formel II für R2 angegebene Bedeutung besitzen, vorzugsweise R51 Alkyl und R52 Alkyl oder Alkenyl,
    Figure 00350002
    Figure 00360001

    Z51 und Z52 unabhängig voneinander und bei zweifachem Auftreten von Z51 auch diese unabhängig voneinander -CH2CH2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O-, -CF2O- oder eine Einfachbindung, vorzugsweise eines oder mehrere von ihnen eine Einfachbindung, und
    r 0, 1 oder 2, vorzugsweise 0 oder 1, besonders bevorzugt 1, bedeutet.
  • Die Verbindungen der Formel V sind bevorzugt dielektrisch neutrale Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie im Bereich von –1,5 bis 3.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1 und V-2
    Figure 00360002

    worin R51 und R52 die jeweiligen oben unter Formel V angegebenen Bedeutungen besitzen und R51 vorzugsweise Alkyl bedeutet und in Formel V-1 R52 vorzugsweise Alkenyl, vorzugsweise -(CH2)2-CH=CH-CH3, und in Formel V-2 R52 vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl, vorzugsweise -(CH2)2-CH=CH2 oder -(CH2)2-CH=CH-CH3 bedeutet.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln V-1 und V-2, worin R51 vorzugsweise n-Alkyl bedeutet und in Formel V-1 R52 vorzugsweise Alkenyl und in Formel V-2 R52 vorzugsweise n-Alkyl bedeutet.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel V-1, stärker bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe ihrer Unterformeln PP-n-2V und PP-n-2Vm, noch stärker bevorzugt stärker bevorzugt der Gruppe ihrer Unterformeln PP-1-2V und/oder PP-1-2V1. Die Definitionen dieser Abkürzungen (Akronyme) sind unten in Tabelle D angegeben, bzw. aus den Tabellen A bis C zu ersehen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel V-2, stärker bevorzugt ihrer Unterformeln PGP-n-m, PGP-n-2V und PGP-n-2Vm, noch stärker bevorzugt ihrer Unterformeln PGP-3-m, PGP-n-2V und PGP-n-V1, ganz bevorzugt ausgewählt aus den Formeln PGP-3-2, PGP-3-3, PGP-3-4, PGP-3-5, PGP-1-2V, PGP-2-2V und PGP-3-2V. Die Definitionen dieser Abkürzungen (Akronyme) sind ebenfalls unten in Tabelle D angegeben, bzw. aus den Tabellen A bis C zu ersehen.
  • Alternativ oder zusätzlich zu den Verbindungen der Formeln II und/oder III können die Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere dielektrisch positive Verbindungen der Formel VI enthalten
    Figure 00380001
    worin
    R6 Alkyl, Alkoxy, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, Alkenyl, Alkenyloxy, Alkoxyalkyl oder fluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen und vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl,
    Figure 00380002
    L61 und L62 unabhängig voneinander H oder F bedeuten, vorzugsweise L61 F bedeutet, und
    X6 Halogen, halogeniertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 3 C-Atomen oder halogeniertes Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 oder 3 C-Atomen, vorzugsweise F, Cl, -OCF3 oder -CF3, ganz bevorzugt F, Cl oder -OCF3 bedeutet,
    Z6 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O- oder -CF2O-, vorzugsweise -CH2CH2-, -COO- oder trans- -CH=CH- und ganz bevorzugt -COO- oder trans- -CH=CH- bedeutet und
    q 0 oder 1 bedeutet.
  • Vorzugsweise enthalten die Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VI-1 und VI-2
    Figure 00390001
    worin die Parameter die jeweiligen oben angegebenen Bedeutungen besitzen und die Parameter L63 und L64 unabhängig voneinander und von den anderen Parametern H oder F bedeuten und Z6 vorzugsweise -CH2-CH2- bedeutet.
  • Vorzugsweise sind die Verbindungen der Formel VI-1 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VI-1a und VI-1b
    Figure 00390002
    Figure 00400001
    worin R6 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Vorzugsweise sind die Verbindungen der Formel VI-2 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VI-2a bis VI-2d
    Figure 00400002
    worin R6 die oben angegebene Bedeutung besitzt.
  • Zusätzlich können die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Verbindungen der Formel VII
    Figure 00410001
    worin
    R7 die oben unter Formel II für R2 angegebene Bedeutung besitzt,
    einer von
    Figure 00410002
    und die anderen dieselbe Bedeutung besitzen oder unabhängig voneinander
    Figure 00410003
    Figure 00420001
    Z71 und Z72 unabhängig voneinander -CH2CH2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O-, -CF2O- oder eine Einfachbindung bedeuten, vorzugsweise eines oder mehrere von ihnen eine Einfachbindung bedeutet/bedeuten und ganz bevorzugt beide eine Einfachbindung,
    t 0, 1 oder 2, vorzugsweise 0 oder 1, stärker bevorzugt 1 bedeutet, und
    X7 die oben unter Formel II für X2 angegebene Bedeutung besitzt oder alternativ unabhängig von R7 eine der für R7 angegebenen Bedeutungen besitzen kann,
    enthalten.
  • Die Verbindungen der Formel VII sind bevorzugt dielektrisch positive Verbindungen.
  • Zusätzlich können die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Verbindungen der Formel VIII
    Figure 00430001
    worin
    R81 und R82 unabhängig voneinander die oben unter Formel II für R2 angegebene Bedeutung besitzen und
    Figure 00430002
    Z81 und Z82 unabhängig voneinander -CH2CH2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O-, -CF2O- oder eine Einfachbindung, vorzugsweise eines oder mehrere von ihnen eine Einfachbindung und ganz bevorzugt beide eine Einfachbindung,
    L81 und L82 unabhängig voneinander C-F oder N, vorzugsweise einer von L81 und L82 oder beide C-F und ganz bevorzugt beide C-F und
    s 0 oder 1 bedeutet, enthalten.
  • Die Verbindungen der Formel VIII sind bevorzugt dielektrisch negative Verbindungen.
  • Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen der Formel VIII, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln VIII-1 bis VIII-3
    Figure 00440001
    worin
    R81 und R82 die jeweiligen oben unter Formel VIII angegebenen Bedeutungen besitzen.
  • In den Formeln VIII-1 bis VIII-3 bedeutet R81 vorzugsweise n-Alkyl oder 1-E-Alkenyl und R82 vorzugsweise n-Alkyl oder Alkoxy.
  • Vorzugsweise enthalten die flüssigkristallinen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln I bis VIII, vorzugsweise der Formeln I bis VII und stärker bevorzugt der Formeln I und II und/oder III und/oder IV und/oder VI. Besonders bevorzugt bestehen sie überwiegend, noch stärker bevorzugt bestehen sie im Wesentlichen und ganz bevorzugt bestehen sie vollständig daraus.
  • In dieser Anmeldung bedeutet „enthalten” im Zusammenhang mit Zusammensetzungen, dass die betreffende Entität, d. h. das Medium oder die Komponente, die angegebene Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält, vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 10% oder mehr und ganz bevorzugt von 20% oder mehr.
  • „Überwiegend bestehen aus” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 55% oder mehr, vorzugsweise 60% oder mehr und ganz bevorzugt 70% oder mehr der angegebenen Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält.
  • „Im Wesentlichen bestehen aus” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 80% oder mehr, vorzugsweise 90% oder mehr und ganz bevorzugt 95% oder mehr der angegebenen Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält.
  • „Nahezu vollständig bestehen aus”, bzw. „vollständig bestehen aus” bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die betreffende Entität 98% oder mehr, vorzugsweise 99% oder mehr und ganz bevorzugt 100,0% der angegebenen Komponente oder Komponenten oder Verbindung oder Verbindungen enthält.
  • Auch andere mesogene Verbindungen, die oben nicht explizit genannt sind, können gegebenenfalls und in vorteilhafter Weise in den Medien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Solche Verbindungen sind dem Fachmann bekannt.
  • Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung weisen bevorzugt einen Klärpunkt von 60°C oder mehr, stärker bevorzugt von 65°C oder mehr, besonders bevorzugt von 70°C oder mehr und ganz besonders bevorzugt von 75°C oder mehr, auf.
  • Vorzugsweise erstreckt sich die nematische Phase der erfindungsgemäßen Medien mindestens von 0°C oder weniger bis 70°C oder mehr, stärker bevorzugt mindestens von –20°C oder weniger bis 75°C oder mehr, ganz bevorzugt mindestens von –30°C oder weniger bis 75°C oder mehr und insbesondere mindestens von –40°C oder weniger bis 80°C oder mehr.
  • Das Δε des Flüssigkristallmediums gemäß der Erfindung bei 1 kHz und 20°C beträgt vorzugsweise 2 oder mehr, stärker bevorzugt 4 oder mehr und ganz bevorzugt 6 oder mehr. Insbesondere beträgt Δε 20 oder weniger.
  • Das Δn der Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung liegt bei 589 nm (NaD) und 20°C vorzugsweise im Bereich von 0,070 oder mehr bis 0,150 oder weniger, stärker bevorzugt im Bereich von 0,080 oder mehr bis 0,140 oder weniger, noch stärker bevorzugt im Bereich von 0,090 oder mehr bis 0,135 oder weniger und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,100 oder mehr bis 0,130 oder weniger.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Anmeldung beträgt das Δn der Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 0,080 oder mehr, stärker bevorzugt 0,090 oder mehr.
  • In dieser bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt das Δn der Flüssigkristallmedien bevorzugt im Bereich von 0,090 oder mehr bis 0,120 oder weniger, stärker bevorzugt im Bereich von 0,095 oder mehr bis 0,115 oder weniger und ganz besonderes bevorzugt im Bereich von 0,100 oder mehr bis 0,105 oder weniger, während Δε vorzugsweise im Bereich von 5 oder mehr bis 11 oder weniger, vorzugsweise im Bereich von 6 oder mehr bis 10 oder weniger und besonders bevorzugt im Bereich von 7 oder mehr bis 9 oder weniger liegt.
  • In dieser Ausführungsform erstreckt sich die nematische Phase der erfindungsgemäßen Medien vorzugsweise mindestens von –20°C oder weniger bis 70°C oder mehr, stärker bevorzugt mindestens von –20°C oder weniger bis 70°C oder mehr, ganz bevorzugt mindestens von –30°C oder weniger bis 70°C oder mehr und insbesondere mindestens von –40°C oder weniger bis 95°C oder mehr.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden die Verbindungen der Formel I zusammen vorzugsweise in den Medien in einer Gesamtkonzentration von 1% bis 50%, stärker bevorzugt von 1% bis 30%, stärker bevorzugt von 2% bis 30% und ganz bevorzugt von 3% bis 30% der Gesamtmischung verwendet.
  • Die Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Formeln II und III werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 2% bis 60%, stärker bevorzugt von 3% bis 35%, noch stärker bevorzugt von 4% bis 20% und ganz bevorzugt von 5% bis 15% der Gesamtmischung verwendet.
  • Die Verbindungen der Formel IV werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 5% bis 70%, stärker bevorzugt von 20% bis 65%, noch stärker bevorzugt von 30% bis 60% und ganz bevorzugt von 40% bis 55% der Gesamtmischung verwendet.
  • Die Verbindungen der Formel V werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 0% bis 30%, stärker bevorzugt von 0% bis 15% und ganz bevorzugt von 1% bis 10% der Gesamtmischung verwendet.
  • Die Verbindungen der Formel VI werden vorzugsweise in einer Gesamtkonzentration von 0% bis 50%, stärker bevorzugt von 1% bis 40%, noch stärker bevorzugt von 5% bis 30% und ganz bevorzugt von 10% bis 20% der Gesamtmischung verwendet.
  • Gegebenenfalls können die erfindungsgemäßen Medien weitere Flüssigkristallverbindungen enthalten, um die physikalischen Eigenschaften einzustellen. Solche Verbindungen sind dem Fachmann bekannt. Ihre Konzentration in den Medien gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 0% bis 30%, stärker bevorzugt 0,1% bis 20% und ganz bevorzugt 1% bis 15%.
  • Die Konzentration der Verbindung der Formel CC-3-V in den erfindungsgemäßen die Medien kann in einer bevorzugten Ausführungsform 50% bis 65% betragen, besonders bevorzugt 55% bis 60%.
  • Die Flüssigkristallmedien enthalten vorzugsweise insgesamt 50% bis 100%, stärker bevorzugt 70% bis 100% und ganz bevorzugt 80% bis 100% und insbesondere 90% bis 100% der Verbindungen der Formeln I bis VII, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln der Formeln I bis VI, besonders bevorzugt der Formeln I bis V, insbesondere der Formeln I, II, III, IV, V, und VII und ganz besonders bevorzugt der Formeln I, II, III, IV und V. Vorzugsweise bestehen sie überwiegend daraus und ganz bevorzugt bestehen sie nahezu vollständig daraus. In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Flüssigkristallmedien jeweils eine oder mehrere Verbindungen von jeder dieser Formeln.
  • In der vorliegenden Anmeldung beschreibt der Ausdruck dielektrisch positiv Verbindungen oder Komponenten mit Δε > 3,0, dielektrisch neutral mit –1,5 ≤ Δε ≤ 3,0 und dielektrisch negativ mit Δε < –1,5. Δε wird bei einer Frequenz von 1 kHz und 20°C bestimmt. Die dielektrische Anisotropie der jeweiligen Verbindung wird aus den Ergebnissen einer Lösung von 10% der jeweiligen einzelnen Verbindung in einer nematischen Host-Mischung bestimmt. Wenn die Löslichkeit der jeweiligen Verbindung in der Host-Mischung weniger als 10% beträgt, wird die Konzentration auf 5% reduziert. Die Kapazitäten der Testmischungen werden sowohl in einer Zelle mit homöotroper als auch mit homogener Orientierung bestimmt. Die Schichtdicke beträgt bei beiden Zelltypen ca. 20 μm. Die angelegte Spannung ist eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 1 kHz und einem Effektivwert von typischerweise 0,5 V bis 1,0 V, wird jedoch stets so ausgewählt, dass sie unterhalb der kapazitiven Schwelle für die jeweilige Testmischung liegt.
  • Δε ist als (ε|| – ε) definiert, während εDrchschn.|| + 2ε)/3 ist.
  • Als Host-Mischung wird für dielektrisch positive Verbindungen die Mischung ZLI-4792 und für dielektrisch neutrale sowie für dielektrisch negative Verbindungen die Mischung ZLI-3086 verwendet, beide von Merck KGaA, Deutschland. Die absoluten Werte der dielektrischen Konstanten der Verbindungen werden aus der Änderung der jeweiligen Werte der Host-Mischung bei Zugabe der interessierenden Verbindungen bestimmt. Die Werte werden auf eine Konzentration der interessierenden Verbindungen von 100% extrapoliert.
  • Komponenten, die bei der Messtemperatur von 20°C eine nematische Phase aufweisen, werden als solche gemessen, alle anderen werden wie Verbindungen behandelt.
  • Der Ausdruck Schwellenspannung bezeichnet in der vorliegenden Anmeldung die optische Schwelle und ist für 10% relativen Kontrast (V10) angegeben, der Ausdruck Sättigungsspannung bezeichnet die optische Sättigung und ist für 90% relativen Kontrast (V90) angegeben, in beiden Fällen, soweit nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. Die kapazitive Schwellenspannung (V0), auch Freedericks-Schwelle VFr genannt, wird nur verwendet, wenn dies ausdrücklich genannt ist.
  • Die in dieser Anmeldung angegebenen Parameterbereiche schließen sämtlich die Grenzwerte ein, wenn nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist.
  • Die unterschiedlichen für verschiedene Bereiche von Eigenschaften angegebenen oberen und unteren Grenzwerte ergeben in Kombination miteinander zusätzliche bevorzugte Bereiche.
  • In der gesamten Anmeldung gelten, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben, die folgenden Bedingungen und Definitionen. Alle Konzentrationen sind in Massenprozent angegeben und beziehen sich jeweils auf die Gesamtmischung, alle Temperaturen und alle Temperaturunterschiede sind in Grad Celsius bzw. Differenzgrad angegeben. Alle physikalischen Eigenschaften werden nach „Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Stand Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland, bestimmt und sind für eine Temperatur von 20°C aufgeführt, wenn nicht ausdrücklich anders angegeben. Die optische Anisotropie (Δn) wird bei einer Wellenlänge von 589,3 nm bestimmt. Die dielektrische Anisotropie (Δε) wird bei einer Frequenz von 1 kHz bestimmt. Die Schwellenspannungen sowie alle anderen elektrooptischen Eigenschaften werden mit bei Merck KGaA, Deutschland, hergestellten Testzellen bestimmt. Die Testzellen für die Bestimmung von Δε besitzen eine Schichtdicke von circa 20 μm. Bei der Elektrode handelt es sich um eine kreisförmige ITO-Elektrode mit einer Fläche von 1,13 cm2 und einem Schutzring. Die Ausrichtungsschichten sind SE-1211 von Nissan Chemicals, Japan, für homöotrope Ausrichtung (ε||) und Polyimid AL-1054 von Japan Synthetic Rubber, Japan, für homogene Ausrichtung (ε). Die Bestimmung der Kapazitäten erfolgt mit einem Frequenzgang-Analysegerät Solatron 1260 unter Verwendung einer Sinuswelle mit einer Spannung von 0,3 Vrms. Als Licht wird bei den elektrooptischen Messungen weißes Licht verwendet. Dabei wird ein Aufbau mit einem im Handel erhältlichen Gerät DMS der Fa. Autronic-Melchers, Germany verwendet. Die charakteristischen Spannungen wurden unter senkrechter Beobachtung bestimmt. Die Schwellenspannung (V10), „Mittgrau-Spannung” (V50) und Sättigungsspannung (V90) wurden für 10%, 50% bzw. 90% relativen Kontrast bestimmt.
  • Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung können weitere Zusatzstoffe und chirale Dotierstoffe in den üblichen Konzentrationen beinhalten. Die Gesamtkonzentration dieser weiteren Bestandteile liegt im Bereich von 0% bis 10%, vorzugsweise 0,1% bis 6%, bezogen auf die Gesamtmischung. Die Konzentrationen der einzelnen verwendeten Verbindungen liegen vorzugsweise jeweils im Bereich von 0,1% bis 3%. Die Konzentration dieser und ähnlicher Zusatzstoffe wird bei der Angabe der Werte und Konzentrationsbereiche der Flüssigkristallkomponenten und -verbindungen der Flüssigkristallmedien in dieser Anmeldung nicht berücksichtigt.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bestehen aus mehreren Verbindungen, vorzugsweise aus 3 bis 30, stärker bevorzugt aus 4 bis 20 und ganz bevorzugt aus 4 bis 16 Verbindungen. Diese Verbindungen werden auf herkömmliche Weise gemischt. In der Regel wird die gewünschte Menge der in der geringeren Menge verwendeten Verbindung in der in der größeren Menge verwendeten Verbindung gelöst. Liegt die Temperatur über dem Klärpunkt der in der höheren Konzentration verwendeten Verbindung, ist die Vervollständigung des Lösungsvorgangs besonders leicht zu beobachten. Es ist jedoch auch möglich, die Medien auf anderen üblichen Wegen, beispielsweise unter Verwendung von so genannten Vormischungen, bei denen es sich z. B. um homologe oder eutektische Mischungen von Verbindungen handeln kann, oder unter Verwendung von so genannten „Multi-Bottle”-Systemen, deren Bestandteile selbst gebrauchsfertige Mischungen sind, herzustellen.
  • Durch Zugabe geeigneter Zusatzstoffe können die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung so modifiziert werden, dass sie in allen bekannten Arten von Flüssigkristallanzeigen verwendbar sind, entweder durch Verwendung der Flüssigkristallmedien als solcher, wie TN-, TN-AMD, ECB-AMD, VAN-AMD, IPS-AMD, FFS-AMD LCDs oder in Verbundsystemen, wie PDLC, NCAP, PN LCDs und speziell in ASM-PA LCDs.
  • Alle Temperaturen, wie z. B. der Schmelzpunkt T(K, N) bzw. T(K, S), der Übergang von der smektischen (S) zur nematischen (N) Phase T(S, N) und der Klärpunkt T(N, I) der Flüssigkristalle sind in Grad Celsius angegeben. Alle Temperaturdifferenzen sind in Differenzgraden angegeben.
  • In der vorliegenden Erfindung und insbesondere in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der mesogenen Verbindungen durch Abkürzungen angegeben, die auch als Akronyme bezeichnet werden. In diesen Akronymen sind die chemischen Formeln unter Verwendung der folgenden Tabellen A bis C wie folgt abgekürzt. Alle Gruppen CnH2n+1, CmH2m+1 und CIH2I+1 bzw. CnH2n–1, CmH2m–1 und CIH2I–1 bedeuten geradkettiges Alkyl bzw. Alkenyl, vorzugsweise 1-E-Alkenyl, jeweils mit n, m bzw. I C-Atomen. In der Tabelle A werden die für die Ringelemente der Kernstrukturen der Verbindungen verwendeten Codes aufgeführt, während in der Tabelle B die Verknüpfungsgruppen gezeigt sind. Tabelle C gibt die Bedeutungen der Codes für die Endgruppen der linken bzw. rechten Seite. Die Akronyme werden aus den Codes für die Ringelemente mit optionalen Verknüpfungsgruppen, gefolgt von einem ersten Bindestrich und den Codes für die linke Endgruppe, sowie einem zweiten Bindestrich und den Codes für die rechts Endgruppe, zusammengesetzt Tabelle D sind Beispielstrukturen von Verbindungen mit ihren jeweiligen Abkürzungen zusammengestellt. Tabelle A: Ringelemente
    Figure 00520001
    Figure 00530001
    Tabelle B: Verknüpfungsgruppen
    E -CH2CH2- Z -CO-O-
    V -CH=CH- ZI -O-CO-
    X -CF=CH- O -CH2-O-
    XI -CH=CF- OI -O-CH2-
    B -CF=CF- Q -CF2-O-
    T -C≡C- QI -O-CF2-
    W -CF2CF2-
    Tabelle C: Endgruppen
    Linke Seite Rechte Seite,
    Verwendung allein
    -n- CnH2n+1- -n -CnH2n+1
    -nO- CnH2n+1-O- -nO -O-CnH2n+1
    -V- CH2=CH- -V -CH=CH2
    -nV- CnH2n+1-CH=CH- -nV -CnH2n-CH=CH2
    -Vn- CH2=CH-CnH2n+1- -Vn -CH=CH-CnH2n+1
    -nVm- CnH2n+1-CH=CH-CmH2m- -nVm -CnH2n-CH=CH-CmH2m+1
    -N- N≡C- -N -C≡N
    -S- S=C=N -S -N=C=S
    -F- F- -F -F
    -CL- Cl- -CL -Cl
    -M- CFH2- -M -CFH2
    -D- CF2H- -D -CF2H
    -T- CF3- -T -CF3
    -MO- CFH2O- -OM -OCFH2
    -DO- CF2HO- -OD -OCF2H
    -TO- CF3O- -OT -OCF3
    -OXF- CF2=CH-O- -OXF -O-CH=CF2
    -A- H-C≡C- -A -C=C-H
    -nA- CnH2n+1-C≡C- -An -C=C-CnH2n+1
    -NA- N≡C-C≡C- -AN -C≡C-C≡N
    Verwendung in Kombination miteinander und mit anderen
    -...A...- -C≡C- -...A...- -C≡C-
    -...V...- CH=CH- -...V...- -CH=CH-
    -...Z...- -CO-O- -...Z...- -CO-O-
    -...ZI...- -O-CO- -...ZI...- -O-CO-
    -...K...- -CO- -...K...- -CO-
    -...W...- -CF=CF- -...W...- -CF=CF-
    worin n und m jeweils ganze Zahlen bedeuten und die drei Punkte „...” Platzhalter für andere Abkürzungen aus dieser Tabelle sind.
  • In der folgenden Tabelle werden Beispielstrukturen zusammen mit ihren jeweiligen Abkürzungen angegeben. Diese werden gezeigt, um die Bedeutung der Regeln für die Abkürzungen zu demonstrieren. Weiterhin stellen sie Verbindungen dar, die vorzugsweise verwendet werden. Tabelle D: Beispielstrukturen
    Figure 00550001
    Figure 00560001
    Figure 00570001
    Figure 00580001
    Figure 00590001
    Figure 00600001
    Figure 00610001
    Figure 00620001
    Figure 00630001
    Figure 00640001
    Figure 00650001
    Figure 00660001
  • In der folgenden Tabelle, Tabelle E, sind Beispielverbindungen zusammengestellt, die in den mesogenen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung als Stabilisator verwendet werden können. Tabelle E
    Figure 00660002
    Figure 00670001
    Figure 00680001
    Figure 00690001
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die mesogenen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle E.
  • In der folgenden Tabelle, Tabelle F, sind Beispielverbindungen zusammengestellt, die in den mesogenen Medien gemäß der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als chirale Dotierstoffe verwendet werden können. Tabelle F
    Figure 00700001
    Figure 00710001
    Figure 00720001
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die mesogenen Medien eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle F.
  • Vorzugsweise enthalten die mesogenen Medien gemäß der vorliegenden Anmeldung zwei oder mehr, vorzugsweise vier oder mehr, Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der obigen Tabellen.
  • Die Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten vorzugsweise
    • – sieben oder mehr, vorzugsweise acht oder mehr Verbindungen, vorzugsweise Verbindungen mit drei oder mehr, vorzugsweise vier oder mehr unterschiedlichen Formeln, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle D.
  • Beispiele
  • Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung, ohne sie in irgendeiner Weise zu beschränken.
  • Aus den physikalischen Eigenschaften wird dem Fachmann jedoch deutlich, welche Eigenschaften zu erzielen sind und in welchen Bereichen sie modifizierbar sind. Insbesondere ist also die Kombination der verschiedenen Eigenschaften, die vorzugsweise erreicht werden können, für den Fachmann gut definiert.
  • Es werden Flüssigkristallmischungen mit der Zusammensetzung und den Eigenschaften wie in den folgenden Tabellen angegeben hergestellt. Beispiel 1
    Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften
    Verbindung T(N, I) = 74,5°C
    Nr. Abkürzung c/%
    1 CC-3-VV1 14,0 ne (20°C, 589,3 nm) = 1,5830
    2 CDU-2-F 4,0 Δn (20°C, 589,3 nm) = 0,1004
    3 PGU-2-F 8.5
    4 PUQU-3-F 15,5 e|| (20°C, 1 kHz) = 11,9
    5 APUQU-2-F 8,0 Δε (20°C, 1 kHz) = 8,5
    6 CC-3-V 29,5
    7 CC-3-V1 11,0 γ1 (20°C) = 61 mPa·s
    8 CCP-V2-1 9,5
    Σ 100,0
  • Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anzeigen im TN-Modus, besonders für Anzeigen mit Treibern mit einer Betriebsspannung von 3–5 Volt. Sie ist jedoch auch für Anzeigen im IPS-Modus gut geeignet. Beispiel 2
    Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften
    Verbindung T(N, I) = 75,0°C
    Nr. Abkürzung c/%
    1 CC-3-VV1 9,0 ne (20°C, 589,3 nm) = 1,6200
    2 PGU-3-F 9,0 Δn (20°C, 589,3 nm) = 0,1278
    3 CCGU-3-F 2,0
    4 PGUQU-3-F 8,0 e|| (20°C, 1 kHz) = 6,9
    5 CC-3-V 40,0 Δε (20°C, 1 kHz) = 4,0
    6 CC-3-V1 7,0
    7 PP-1-2V1 8,0 γ1 (20°C) = 52 mPa·s
    8 PGP-2-3 5,0
    9 PGP-2-4 6,0 V10 (20°C) = 2,20 V
    10 PGP-2-5 6,0 V90 (20°C) = 3,21 V
    Σ 100,0
  • Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anzeigen im TN-Modus, besonders für Anzeigen mit Treibern mit einer Betriebsspannung von 5–7 Volt. Beispiel 3
    Zusammensetzung Physikalische Eigenschaften
    Verbindung T(N, I) = 75,5°C
    Nr. Abkürzung c/%
    1 CC-3-VV1 8,0 ne (20°C, 589,3 nm) = 1,6309
    2 PGU-3-F 8,5 Δn (20°C, 589,3 nm) = 0,1368
    3 PUQU-3-F 3,0
    4 PGUQU-3-F 9,0 e|| (20°C, 1 kHz) = 7,8
    5 CC-3-V 36,0 Δε (20°C, 1 kHz) = 4,9
    6 CC-3-V1 7,0
    7 PP-1-2V1 7,5 γ1 (20°C) = 61 mPa·s
    8 PGP-2-3 6,0
    9 PGP-2-4 6,0 V10 (20°C) = 2,02 V
    10 PGP-2-5 8,0 V90 (20°C) = 2,95 V
    11 CPPC-3-3 1,0
    Σ 100,0
  • Diese Mischung eignet sich sehr gut für Anzeigen im TN-Modus, besonders für Anzeigen mit Treibern mit einer Betriebsspannung von 5–6 Volt.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
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    • - EP 0588568 [0002]
    • - WO 91/05029 [0006]
    • - EP 0563982 A2 [0007]
    • - JP 07-181439 A [0008]
    • - EP 0667555 [0008]
    • - EP 0673986 [0008]
    • - DE 19509410 [0008]
    • - DE 19528106 [0008]
    • - DE 19528107 [0008]
    • - WO 96/23851 [0008]
    • - WO 96/28521 [0008]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • - „Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals”, Stand Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland [0102]

Claims (11)

  1. Flüssigkristallmedium, dadurch gekennzeichnet, dass es – eine oder mehrere Verbindungen der Formel
    Figure 00760001
    worin R11 Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen und R12 H oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, bedeutet, enthält.
  2. Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es – eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln II und III
    Figure 00760002
    worin R2 und R3 unabhängig voneinander Alkyl, Alkoxy, fluoriertes Alkyl oder fluoriertes Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, Alkenyl, Alkenyloxy, Alkoxyalkyl oder fluoriertes Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen,
    Figure 00770001
    bei jedem Erscheinen unabhängig voneinander
    Figure 00770002
    L21, L22, L31 und L32 unabhängig voneinander H oder F, X2 und X3 unabhängig voneinander Halogen, halogeniertes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 3 C-Atomen oder halogeniertes Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 oder 3 C-Atomen, Z3 -CH2CH2-, -CF2CF2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O- oder eine Einfachbindung und m und n unabhängig voneinander 0, 1, 2 oder 3 bedeuten, enthält.
  3. Medium nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es – eine oder mehrere Verbindungen der Formel IV
    Figure 00780001
    worin R41 und R42 unabhängig voneinander die in Anspruch 2 oben unter Formel II für R2 angegebene Bedeutung besitzen,
    Figure 00780002
    Figure 00790001
    Z41 und Z42 unabhängig voneinander und bei zweifachem Auftreten von Z41 auch diese unabhängig voneinander -CH2CH2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O-, -CF2O-, -C=C- oder eine Einfachbindung und p 0, 1 oder 2 bedeutet, enthält.
  4. Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gesamtkonzentration der Verbindungen der Formel I im Medium im Bereich von 1% bis 30% liegt.
  5. Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formel II wie in Anspruch 2 angegeben enthält
  6. Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Verbindungen der Formel III wie in Anspruch 2 angegeben enthält.
  7. Flüssigkristallmedium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere dielektrisch neutrale Verbindungen der Formel V
    Figure 00800001
    worin R51 und R52 unabhängig voneinander die für R2 unter Formel II in Anspruch 2 angegebene Bedeutung besitzen,
    Figure 00800002
    Z51 und Z52 unabhängig voneinander und bei zweifachem Auftreten von Z61 auch diese unabhängig voneinander -CH2CH2-, -COO-, trans- -CH=CH-, trans- -CF=CF-, -CH2O-, -CF2O- oder eine Einfachbindung und r 0, 1 oder 2 bedeutet enthält.
  8. Flüssigkristallanzeige, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 enthält.
  9. Anzeige nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch eine Aktivmatrix adressiert wird.
  10. Verwendung eines Mediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 in einer Flüssigkristallanzeige.
  11. Verfahren zur Herstellung eines Mediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Verbindungen der Formel I, wie in Anspruch 1 gegeben, mit einer oder mehreren der in einem oder mehreren der Ansprüchen 2 bis 7 genannten Verbindungen und/oder einer oder mehreren weiteren flüssigkristallinen Verbindungen und/oder einem oder mehreren Additiven gemischt wird.
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