DE102004058002B4 - Flüssigkristallines Medium und seine Verwendung - Google Patents

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Abstract

Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Pyranverbindungen der Formeln I1 bis I6,und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5, ...

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium und, dessen Verwendung für elektrooptische Zwecke.
  • Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflusst werden können. Elektrooptische Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP-Zellen (Deformation aufgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN-Zellen mit verdrillt nematischer (”twisted nematic”) Struktur, STN-Zellen (”supertwisted nematic”), SBE-Zellen (”superbirefringence effect”) und OMI-Zellen (”optical mode interference”). Die 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 An- sprechzeiten, 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 nichtlinearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte (MFK-Anzeigen) Medien mit großer positiver dielektrischer Anisotropie, breiten nematischen Phasen, relativ niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UV- und Temperaturstabilität und geringem Dampfdruck erwünscht.
  • Derartige Matrix-Flüssigkristallanzeigen sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können beispielsweise aktive Elemente (d. h. Transistoren) verwendet werden. Man spricht dann von einer ”aktiven Matrix”, wobei man zwei Typen unterscheiden kann:
    • 1. MOS (Metal Oxide Semiconductor) oder andere Dioden auf Silizium-Wafer als Substrat.
    • 2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.
  • Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial beschränkt die Displaygröße, da auch die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den Stößen zu Problemen führt.
  • Bei dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt verwendet. Man unterscheidet zwei Technologien: TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z. B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer Technologie wird weltweit mit großer Intensität gearbeitet.
  • Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Größe der Bildpunkt-Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart angeordnet ist, dass je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelement. gegenüber liegt.
  • Die TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.
  • Der Begriff MFK-Anzeigen umfasst hier jedes Matrix-Display mit integrierten nichtlinearen Elementen, d. h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Metall-Isolator-Metall).
  • Derartige MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für TV-Anwendungen (z. B. Taschenfernseher) oder für hochinformative Displays für Rechneranwendungen (Laptop) und im Automobil- oder Flugzeugbau. Neben Problemen hinsichtlich der Winkelabhängigkeit des Kontrastes und der Schaltzeiten resultieren bei MFK-Anzeigen Schwierigkeiten bedingt durch nicht ausreichend hohen spezifischen Widerstand der Flüssigkristallmischungen [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210–288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television 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, wie z. B. aus der Patentanmeldung DE 103 59 469 A1 bekannt, genügen somit nicht den heutigen Anforderungen.
  • Neben Flüssigkristallanzeigen, die eine Hintergrundbeleuchtung verwenden, also transmissiv und gegebenenfalls transflektiv betrieben werden, sind besonders auch reflektive Flüssigkristallanzeigen interessant. Diese reflektiven Flüssigkristallanzeigen benutzen das Umgebungslicht zur Informationsdarstellung. Somit verbrauchen sie wesentlich weniger Energie als hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeigen mit entsprechender Größe und Auflösung. Da der TN-Effekt durch einen sehr guten Kontrast gekennzeichnet ist, sind derartige reflektive Anzeigen auch bei hellen Umgebungsverhältnissen noch gut abzulesen. Dies ist bereits von einfachen reflektiven TN-Anzeigen, wie sie in z. B. Armbanduhren und Taschenrechnern verwendet werden, bekannt. Jedoch ist das Prinzip auch auf hochwertige, höher auflösende Aktiv-Matrix angesteuerte Anzeigen wie z. B. TFT-Displays anwendbar. Hier ist wie bereits bei den allgemeinen üblichen transmissiven TFT-TN-Anzeigen die Verwendung von Flüssigkristallen mit niedriger Doppelbrechung (Δn) nötig, um eine geringe optische Verzögerung (d·Δn) zu erreichen. Diese geringe optische Verzögerung führt zu einer meist akzeptablen geringen Blickwinkelabhängigkeit des Kontrastes (vgl. DE 30 22 818 ). Bei reflektiven Anzeigen ist die Verwendung von Flüssigkristallen mit kleiner Doppelbrechung noch wichtiger als bei transmissiven Anzeigen, da bei reflektiven Anzeigen die effektive Schichtdicke, die das Licht durchquert, ungefähr doppelt so groß ist wie bei transmissiven Anzeigen mit derselben Schichtdicke.
  • Ein weiterer vielversprechender elektro-optischer Mode ist der sogenannte ”optically compensated bent” (OCB) Mode, wie z. B. beschrieben in Yamaguchi et al., ”Wide-Viewing Angle Display Mode for Active-Matrix LCD using Bend-Alignment Liquid-Crystal Cell”, SID 93 Digest, p. 277 (1993).
  • Da dieser Mode eine günstige Blickwinkelabhängigkeit des Kontrasts aufweist, ist er besonders geeignet für Direktsichtanzeigen. Außerdem ist er durch kurze Schaltzeiten ausgezeichnet. In einer OCB-Anzeige ist der FK-Direktor auf einem Substrat im nicht angesteuerten Zustand bereits homöotrop senkrecht orientiert. Dadurch ist das Ausmaß der Direktorumorientierung beim Anlegen einer Spannung bei einer OCB-Anzeige deutlich geringer als z. B. bei einer herkömmlichen TN-Anzeige. Somit benötigen Flüssigkristalle für OCB-Anzeigen höhere Werte für die Doppelbrechung als solche für TN-Anzeigen. Typischerweise ist Δn größer als 0,13, bevorzugt größer als 0,15.
  • Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten auch bei tiefen Temperaturen und niedriger Schwellenspannung, die diese Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße zeigen.
  • Bei TN-(Schadt-Helfrich)-Zellen sind Medien erwünscht, die folgende Vorteile in den Zellen ermöglichen:
    • – erweiterter nematischer Phasenbereich (insbesondere zu tiefen Temperaturen)
    • – Schaltbarkeit bei extrem tiefen Temperaturen (out-door-use, Automobil, Avionik)
    • – erhöhte Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung (längere Lebensdauer)
    • – große optische Doppelbrechung für OCB-Anwendungen
    • – kleine Schwellenspannung
  • Mit den aus dem Stand der Technik zur Verfügung stehenden Medien ist es nicht möglich, diese Vorteile unter gleichzeitigem Erhalt der übrigen Parameter zu realisieren.
  • Bei höher verdrillten Zellen (STN) sind Medien erwünscht, die eine höhere Multiplexierbarkeit und/oder kleinere Schwellenspannungen und/oder breitere nematische Phasenbereiche (insbesondere bei tiefen Temperaturen) ermöglichen. Hierzu ist eine weitere Ausdehnung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes (Klärpunkt, Übergang smektisch-nematisch bzw. Schmelzpunkt, Viskosität, dielektrische Größen, elastische Größen) dringend erwünscht.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Medien insbesondere für derartige MFK-, TN- oder OCB-Anzeigen bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße, und vorzugsweise gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände und niedrige Schwellenspannungen aufweisen. Für diese Aufgabe werden flüssigkristalline Verbindungen benötigt, die einen hohen Klärpunkt und eine niedrige Rotationsviskosität besitzen.
  • Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man flüssigkristalline Verbindungen der Formeln I und C-1 bis C-5 verwendet. Die Verbindungen der Formel I reduzieren die elastischen Konstanten, insbesondere K1, und führen in Kombination mit den Verbindungen der Formeln C-1 bis C-5 zu Mischungen mit besonders niedrigen Schwellenspannungen.
  • Gegenstand der Erfindung sind somit ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie enthaltend eine oder mehrere Pyranverbindungen der Formeln I1 bis I6,
    Figure DE102004058002B4_0002
    Figure DE102004058002B4_0003
    und
    eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5,
    Figure DE102004058002B4_0004
    Figure DE102004058002B4_0005
    worin
    R und R1 jeweils unabhängig voneinander H, 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,
    X und X1 jeweils unabhängig voneinander F, Cl, einen halogenierten Alkylrest mit bis zu 8 C-Atomen, wobei eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -O- oder -CH=CH- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
    L1 jeweils F,
    L2-6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
    bedeuten.
  • Die Verbindungen der Formeln I1 bis I6 und C-1, C-2, C-4 und C-5 sind in reinem Zustand farblos und bilden in der Regel flüssigkristalline Mesophasen in einem für die elektrooptische Verwendung günstig gelegenen Temperaturbereich. Insbesondere zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mischungen durch ihre hohen dielektrischen Anisotropien und ihre niedrigen Werte für die Rotationsviskosität aus. Chemisch, thermisch und gegen Licht sind sie stabil. Das erfindungsgemäße Medium ist insbesondere geeignet für TN-, TFT-, IPS- und OCB-Anwendungen.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Reste der Verbindungen der Formeln I1 bis I6 und C-1, C-2, C-4 und C-5 genannt.
  • X und/oder X1 bedeutet in den Verbindungen der Formel I1 bis I6 und C-1, C-2, C-4 und C-5 vorzugsweise F, Cl, CF3, C2F5, C3F7, SF5, CF2H, OCF3, OCF2H, OCFHCF3, OCFHCH2F, OCFHCHF2, OCF2CH3, OCF2CH2F, OCF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CH2F, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CHF2, OCHFCHFCF3, OCH2CF2CF3, OCF2CF2CF3, OCF2CHFCHF2, OCF2CH2CHF2, OCHFCF2CH2F, OCHFCHFCHF2, OCHFCH2CF3, OCH2CHFCF3, OCH2CF2CHF2, OCF2CHFCH3, OCF2CH2CHF2, OCHFCF2CH3, OCHFCHFCFH2, OCHFCH2CF3, OCH2CF2CHF2, OCH2CHFCHF2, OCF2CH2CH3, OCHFCHFCH3, OCHFCH2CHF2, OCH2CF2CH3, OCH2CHFCHF2, OCH2CH2CHF2, OCHCH2CH3, OCH2CHFCH3, OCH2CH2CHF2, OCClFCF3, OCClFCClF2, OCClFCHF2, 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, 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, CF3, CF2H, OCF3, OCF2H, OCHFCF3, OCHFCH2F, OCHFCHF2, OCF2CH3, OCF2CH2F, OCF2CHF2, OCF2CF2CHF2, OCF2CF2CH2F, OCHFCF2CF3, OCHFCF2CHF2, OCF2CF2CF3 oder OCF2CFHCF3.
  • Insbesondere bevorzugt bedeutet X F oder OCF3 und X1 bedeutet vorzugsweise F, Cl oder OCF3.
  • Bevorzugte kleinere Gruppen von Verbindungen sind diejenigen der Teilformeln I1 bis I6:
    Figure DE102004058002B4_0006
    Figure DE102004058002B4_0007
    worin
    R, X, L1 und L2 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
    X bedeutet vorzugsweise in den Teilformeln I1 bis I6 F oder OCF3.
    R bedeutet vorzugweise geradkettiges Alkyl, ferner H, Alkoxy oder Alkenyl. Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen der Formeln I1, I3, I5 und I6.
  • Besonders bevorzugte Medien enthalten eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln
    Figure DE102004058002B4_0008
    Figure DE102004058002B4_0009
    Figure DE102004058002B4_0010
    Figure DE102004058002B4_0011
    Figure DE102004058002B4_0012
  • Bevorzugte Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5 werden nachfolgend genannt:
    Figure DE102004058002B4_0013
    Figure DE102004058002B4_0014
    Figure DE102004058002B4_0015
    Figure DE102004058002B4_0016
  • Bevorzugte Medien enthalten insbesondere 2–50 Gew.-%, insbesondere 5–40 Gew.-% an Verbindungen der Formel C-1.
  • Verbindungen der Formel C-2 werden vorzugsweise in Mengen von 2–50 Gew.-%, insbesondere 5–40 Gew.-%, eingesetzt.
  • Verbindungen der Formel C-4 werden vorzugsweise in Mengen von 2–35 Gew.-%, insbesondere 5–20 Gew.-%, eingesetzt.
  • Verbindungen der Formel C-5 werden vorzugsweise in Mengen von 1–20 Gew.-%, insbesondere 2–15 Gew.-%, eingesetzt.
  • Die Verbindungen der Formeln I1 bis I6 und C-1, C-2, C-4 und C-5 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 ist auch die Verwendung dieser Medien für elektrooptische Zwecke. Beschrieben werden ebenfalls 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.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine bedeutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes.
  • Die erzielbaren Kombinationen aus Klärpunkt, optischer Anisotropie, Viskosität bei tiefer Temperatur, thermischer und UV-Stabilität und dielektrischer Anisotropie übertreffen bei weitem bisherige Materialien aus dem Stand der Technik.
  • Die Forderung nach hohem Klärpunkt, nematischer Phase bei tiefer Temperatur sowie einem hohen Δε konnte bislang nur unzureichend erfüllt werden. Flüssigkristallmischungen, wie z. B. MLC-6476 und MLC-6625 (Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland) weisen zwar vergleichbare Klärpunkte und Tieftemperaturstabilitäten auf, sie haben jedoch relativ hohe Δn-Werte als auch höhere Schwellenspannungen von ca. ≥ 1,7 V. Andere Mischungssysteme besitzen vergleichbare Viskositäten und Werte von Δε, weisen jedoch nur Klärpunkte in der Gegend von 60°C auf.
  • 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 65°C, vorzugsweise oberhalb 70°C, besonders bevorzugt oberhalb 75°C und ganz besonders bevorzugt oberhalb 80°C, gleichzeitig dielektrische Anisotropiewerte Δε ≥ 6, vorzugsweise ≥ 7 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 liegen unterhalb 1,5 V, vorzugsweise unterhalb 1,3 V.
  • Es versteht sich, dass durch geeignete Wahl der Komponenten der erfindungsgemäßen Mischungen auch höhere Klärpunkte (z. B. oberhalb 100° oder sogar oberhalb 110°) bei höheren Schwellenspannung 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 geringeren Schwellen erhalten werden. Die 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 geringe Winkelabhängigkeit des Kontrastes ( DE-PS 30 22 818 ) bei gleicher Schwellenspannung wie in einer analogen Anzeige im zweiten Minimum eine kleinerere dielektrische Anisotropie ausreichend ist. Hierdurch lassen sich unter Verwendung der erfindungsgemäßen Mischungen im ersten Minimum deutlich höhere spezifische Widerstände verwirklichen 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.
  • Erfindungsgemäße Mischungen mit kleinen Δn-Werten sind insbesondere für low Vth-, TN-TFT-, IPS-Displays sowie für reflektive oder transreflektive Anwendungen geeignet. High Δn-Mischungen (Δn > 0,13) sind insbesondere für OCB-Anwendungen geeignet.
  • Die Fließviskosität ν20 bei 20°C ist vorzugsweise < 60 mm2·s–1, besonders bevorzugt < 50 mm2·s–1. Der nematische Phasenbereich ist vorzugsweise mindestens 90°, insbesondere mindestens 100°. Vorzugsweise erstreckt sich dieser Bereich mindestens von –30° bis +80°. Die Rotationsviskosität γ1 bei 20°C ist vorzugsweise < 200 mPa·s, insbesondere < 190 mPa·s.
  • Messungen des ”Capacity 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 I1 bis I6 eine deutlich kleinere Abnahme des HR mit steigender Temperatur aufweisen als analoge Mischungen enthaltend anstelle den Verbindungen der Formeln I1 bis I6 Cyanophenylcyclohexane der Formel
    Figure DE102004058002B4_0017
    oder Ester der Formel
    Figure DE102004058002B4_0018
  • 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 weisen Werte für die Holding Ratio von > 98%, insbesondere von > 99% auf.
  • Vorzugsweise basieren die erfindungsgemäßen Medien auf ein oder mehreren (vorzugsweise ein, zwei, drei oder mehr) Verbindungen der Formel I1 bis I6, d. h. der Anteil dieser Verbindungen ist 2–50%, vorzugsweise 2–40% und besonders bevorzugt im Bereich von 2–30%.
  • Die einzelnen Verbindungen der Formeln I1 bis I6, II bis X und C-1, C-2, C-4 und C-5 und deren Unterformeln, die in den erfindungsgemäßen Medien verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen sind im folgenden angegeben:
    • – Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II bis X:
      Figure DE102004058002B4_0019
      Figure DE102004058002B4_0020
      worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben: R0 n-Alkyl, Alkoxy, Oxaalkyl, Fluoralkyl, Alkenyloxy oder Alkenyl mit bis zu 12 C-Atomen X0 F, Cl, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkenyl, halogeniertes Alkenyloxy oder halogeniertes Alkoxy mit jeweils bis zu 8 C-Atomen, Z0 -CH=CH-, -C2H4-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)4-, -C2F4-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CF-, -CF=CH- oder -COO-, Y1, Y2, Y3 und Y4 jeweils unabhängig voneinander H oder F, und r 0 oder 1.
  • Die Verbindung der Formel IV ist vorzugsweise
    Figure DE102004058002B4_0021
    Figure DE102004058002B4_0022
    • – Das Medium enthält insbesondere zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln
      Figure DE102004058002B4_0023
      Figure DE102004058002B4_0024
      worin R0 und Y2 die oben angegebene Bedeutung haben.
    • – Das Medium enthält vorzugsweise ein, zwei oder drei, ferner vier, Homologe der Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe H1 bis H19 (n = 1–12),
      Figure DE102004058002B4_0025
      Figure DE102004058002B4_0026
      Figure DE102004058002B4_0027
      Figure DE102004058002B4_0028
      worin n 0 bis 12, vorzugsweise 0 bis 7 und insbesondere 1 bis 5, bedeutet.
    • – Das Medium enthält zusätzlich ein oder mehrere Dioxane der Formel DI und/oder DII,
      Figure DE102004058002B4_0029
      worin R0 die in Anspruch 4 angegebenen Bedeutungen hat. Vorzugsweise bedeutet R0 in den Verbindungen der Formel DI und/oder DII geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit bis zu 8 C-Atomen. Vorzugsweise enthält das Medium, insbesondere Mischungen für IPS-Anwendungen, 2–35 Gew.-%, insbesondere 2–30 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 2–25 Gew.-% an Verbindungen der Formeln D1 und/oder DII.
    • – Das Medium enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln XI bis XVI:
      Figure DE102004058002B4_0030
      worin R0, X0, Y1, Y2, Y3 und Y4 jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 4 angegebenen Bedeutungen haben. Vorzugsweise bedeutet X0 F, Cl, CF3, OCF3 oder OCHF2. R0 bedeutet vorzugsweise Alkyl, Oxaalkyl, Fluoralkyl, Alkenyl oder Alkenyloxy.
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5 und I1 bis I6, II bis X zusammen beträgt im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-%.
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formel I1 bis I6 beträgt im Gesamtgemisch 5 bis 50 Gew.-%.
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5 beträgt im Gesamtgemisch 2 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 50 Gew.-%.
    • – Der Anteil an Verbindungen der Formeln II bis X im Gesamtgemisch beträgt 30 bis 70 Gew.-%.
      Figure DE102004058002B4_0031
    • – Das Medium enthält Verbindungen der Formeln II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX und/oder X.
    • – R0 ist geradkettiges Alkyl oder Alkenyl mit 2 bis 8 C-Atomen.
    • – Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5 und I1 bis I6, II bis XVI.
    • – Das Medium enthält zusätzlich Pyranverbindungen der Formeln P-1 und P-2,
      Figure DE102004058002B4_0032
      worin R0, Y1, Y2 und X0 die oben angegebenen Bedeutungen haben. Vorzugsweise bedeuten in P-1 und P-2 Y1 = Y2 = X0 = F.
    • – Das Medium enthält weitere Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln XVII bis XX:
      Figure DE102004058002B4_0033
      worin R0, Y1 und X0 die oben angegebene Bedeutung haben. Die 1,4-Phenylenringe können zusätzlich durch CN, Chlor oder Fluor substituiert sein. Vorzugsweise sind die 1,4-Phenylenringe ein- oder mehrfach durch Fluoratome substituiert.
    • – Das Medium enthält weitere Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus der folgenden Gruppe bestehend aus den Formeln RI bis RXVI,
      Figure DE102004058002B4_0034
      Figure DE102004058002B4_0035
      worin R0 n-Alkyl, n-Alkoxy, Oxaalkyl, Fluoralkyl, Alkenyloxy oder Alkenyl mit bis zu 12 C-Atomen, d 0, 1 oder 2, Y1 H oder F, Alkyl oder Alkyl* jeweils unabhängig voneinander ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 2 bis 8 C-Atomen, Alkenyl oder Alkenyl* jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen oder verzweigten Alkenylrest mit 2 bis 8 C-Atomen bedeuten.
  • Der Anteil an Verbindungen der Formeln RI bis RXVI im Gesamtgemisch beträgt vorzugsweise 2 bis 50 Gew.-%, insbesondere 2 bis 40 Gew.-%.
    • – Das Medium enthält vorzugsweise ein oder mehrere Verbindungen der Formeln
      Figure DE102004058002B4_0036
      worin n und m jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 8 bedeuten.
    • – Das Gewichtsverhältnis (I1 bis I6):(II + III + IV + V + VI + VII + VIII + IX + X) ist vorzugsweise 1:10 bis 10:1.
    • – Das Medium besteht im wesentlichen aus Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln I1 bis I6, II bis XVI und C-1, C-2, C-4 und C-5.
    • – Das Medium enthält zusätzlich eine oder Verbindungen der Formel RIVa. Vorzugsweise beträgt der Anteil in der Mischung 2–20 Gew.-%, insbesondere 2–15 Gew.-%.
  • Es wurde gefunden, dass bereits ein relativ geringer Anteil an Verbindungen der Formeln I1 bis I6 und C-1, C-2, C-4 und C-5 im Gemisch mit üblichen Flüssigkristallmaterialien, insbesondere jedoch mit einer oder mehreren Verbindungen der Formel II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX und/oder X zu einer beträchtlichen Erniedrigung der Schwellenspannung und zu niedrigen Werten für die Doppelbrechung führt, wobei gleichzeitig breite nematische Phasen mit tiefen Übergangstemperaturen smektisch-nematisch beobachtet werden, wodurch die Lagerstabilität verbessert wird. Die Verbindungen der Formeln I1 bis I6, II bis X sind farblos, stabil und untereinander und mit anderen Flüssigkristallmaterialien gut mischbar.
  • Der Ausdruck ”Alkyl” oder ”Alkyl*”umfasst geradkettige und verzweigte Alkylgruppen mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl und Heptyl. Gruppen mit 2-5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
  • Der Ausdruck ”Alkenyl” oder ”Alkenyl*” umfasst geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders 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 bevorzugter Alkenylgruppen sind Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Gruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
  • Der Ausdruck ”Fluoralkyl” umfasst vorzugsweise geradkettige Gruppen mit endständigen Fluor, d. h. Fluormethyl, 2-Fluorethyl, 3-Fluorpropyl, 4-Fluorbutyl, 5-Fluorpentyl, 6-Fluorhexyl und 7-Fluorheptyl. Andere Positionen des Fluors sind jedoch nicht ausgeschlossen.
  • Der Ausdruck ”Oxaalkyl” umfasst vorzugsweise geradkettige Reste der Formel CnH2n+1-O-(CH2)m, worin n 1 bis 6 und m 0 bis 6 bedeutet. Vorzugsweise ist n = 1 und m 0 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 größere Werte von k33/k11 im Vergleich zu Alkyl- und Alkoxyresten.
  • Eine Gruppe -CH2CH2- in Z1 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 I1 bis I6 und C-1, C-2, C-4 und C-5 und II + III + IV + V + VI + VII + VIII + IX + X hängt weitgehend von den gewünschten Eigenschaften, von der Wahl der Komponenten der Formeln I1 bis I6, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX und/oder X und von der Wahl weiterer gegebenenfalls vorhandener Komponenten ab.
  • Geeignete Mengenverhältnisse innerhalb des oben angegebenen Bereichs können von Fall zu Fall leicht ermittelt werden.
  • Die Gesamtmenge an Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5 und I1 bis I6, II bis XVI in den erfindungsgemäßen Gemischen ist nicht kritisch. Die Gemische können daher eine oder mehrere weitere Komponenten enthalten zwecks Optimierung verschiedener Eigenschaften. Der beobachtete Effekt auf die Ansprechzeiten und die Schwellenspannung ist jedoch in der Regel umso größer je höher die Gesamtkonzentration an Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5 und I1 bis I6, II bis XVI ist.
  • In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien Verbindungen der Formel II bis X (vorzugsweise II und/oder III), worin X0 OCF3, OCHF2, F, OCH=CF2, OCF=CF2, OCF2CHFCF3, oder OCF2-CF2H bedeutet. Eine günstige synergistische Wirkung mit den Verbindungen der Formel I1 bis I6 führt zu besonders vorteilhaften Eigenschaften.
  • Die erfindungsgemäßen Mischungen mit niedriger optischer Anisotropie (Δn < 0,07) sind insbesondere für reflektive Displays geeignet. Low Vtn-Mischungen, sind insbesondere für 2,5 V-Treiber, 3,3 V-Treiber und 4 V- oder 5 V-Treiber geeignet. Für letztere Anwendungen sind Ester-freie Mischungen bevorzugt. Weiterhin sind die erfindungsgemäßen Mischungen für IPS- und OCB-Anwendungen geeignet. Die erfindungsgemäßen Mischungen mit hoher optischer Anisotropie (Δn > 0,13) sind insbesondere für OCB-Anwendungen geeignet. Erfindungsgemäße Mischungen für 5 V-Monitoranwendungen zeichnen sich insbesondere durch Schwellen ≤ 2,2 V, insbesondere ≤ 1,8 V und ganz besonders bevorzugt ≤ 1,5 V aus.
  • Der Aufbau der 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 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%, vorzugsweise 0,1–10%, insbesondere 0,1–5%, pleochroitische Farbstoffe, UV-Stabilisatoren, Antioxidantien oder chirale Dotierstoffe zugesetzt werden. Geeignete Stabilisatoren und Dotierstoffe sind in den Tabellen C und D gelistet.
  • C bedeutet eine kristalline, S eine smektische, SC eine smektische C, N eine nematische und I die isotrope Phase.
  • V10 bezeichnet die Spannung für 10% Transmission (Blickrichtung senkrecht zur Plattenoberfläche). ton bezeichnet die Einschaltzeit und toff die Ausschaltzeit bei einer Betriebsspannung entsprechend dem 2-fachen Wert von V10. Δn bezeichnet die optische Anisotropie und n0 den Brechungsindex des ordentlichen Lichtstrahls. Δε bezeichnet die dielektrische Anisotropie (Δε = e|| – e⊥, wobei e|| die Dielektrizitätskonstante parallel zu den Moleküllängsachsen und ε⊥ die Dielektrizitätskonstante senkrecht dazu bedeutet). Die elektrooptischen Daten wurden in einer TN-Zelle im 1. Minimum (d. h. bei einem d·Δn-Wert von 0,5 μm) bei 20°C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird. Die optischen Daten wurden bei 20°C gemessen, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben wird.
  • 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 CnH2n+1 und CmH2m+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. n und m bedeuten jeweils unabhängig voneinander 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 oder 15.
  • Die Codierung gemäß Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grundkörper mit einem Strich ein Code für die Substituenten R1, R2, L1 und L2:
    Code für R1, R2, L1, L2 R1 R2 L1 L2
    nm CnH2n+1 CmH2m+1 H H
    nOm CnH2n+1 OCmH2m+1 H H
    nO.m OCnH2n+1 CmH2m+1 H H
    n CnH2n+1 CN H H
    nN.F CnH2n+1 CN H F
    nF CnH2n+1 F H H
    nOF OCnH2n+1 F H H
    nCl CnH2n+1 Cl H H
    nF.F CnH2n+1 F H F
    nF.F.F CnH2n+1 F F F
    nCF3 CnH2n+1 CF3 H H
    nOCF3 CnH2n+1 OCF3 H H
    nOCF2 CnH2n+1 OCHF2 H H
    nS CnH2n+1 NCS H H
    rVsN CrH2r+1-CH=CH-CsH2s- CN H H
    rEsN CrH2r+1-O-C2H2s- CN H H
    nAm CnH2n+1 COOCmH2m+1 H H
    nOCCF2.F.F CnH2n+1 OCH2CF2H F F
  • Bevorzugte Mischungskomponenten finden sich in den Tabellen A und B. Tabelle A:
    Figure DE102004058002B4_0037
    Figure DE102004058002B4_0038
    Figure DE102004058002B4_0039
    Tabelle B:
    Figure DE102004058002B4_0040
    Figure DE102004058002B4_0041
    Figure DE102004058002B4_0042
    Figure DE102004058002B4_0043
    Figure DE102004058002B4_0044
    Figure DE102004058002B4_0045
    Figure DE102004058002B4_0046
    Figure DE102004058002B4_0047
  • Tabelle C:
  • In der Tabelle C werden mögliche Dotierstoffe angegeben, die in der Regel den erfindungsgemäßen Mischungen zugesetzt werden.
  • Die Dotierstoffe werden in der Regel den Mischungen in Mengen von 0,01 bis 10 Gew.-% zugesetzt.
  • Figure DE102004058002B4_0048
  • Figure DE102004058002B4_0049
  • Figure DE102004058002B4_0050
  • Tabelle D
  • Stabilisatoren (wie z. B. UV, Antioxidantien, Radikalfänger) die beispielsweise den erfindungsgemäßen Mischungen zugesetzt werden können, werden nachfolgend genannt. Vorzugsweise werden die Stabilisatoren in Mengen von ≤ 5 Gew.-% den erfindungsgemäßen Mischungen zugesetzt.
  • Figure DE102004058002B4_0051
  • Figure DE102004058002B4_0052
  • Figure DE102004058002B4_0053
  • Figure DE102004058002B4_0054
  • Figure DE102004058002B4_0055
  • 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), Δε bedeutet dielektrische Anisotropie (1 kHz, 20°C), die Fließviskosität ν20 (mm2/sec) wurde bei 20°C bestimmt. Die Rotationsviskosität γ1 (mPa·s) wurde ebenfalls bei 20°C bestimmt.
  • Mischungsbeispiele
  • Beispiel M1
    CC-3-V1 9,00% Klärpunkt [°C]: 80
    CCP-1F.F.F 5,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,137
    CCP-2F.F.F 2,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 14,3
    CCP-30CF3 8,00% γ1 [mPa·s]: 170
    CCP-40CF3 3,00% V10 [V]: 0,92
    PGU-2-F 9,00%
    PGU-3-F 9,00%
    PGU-5-F 9,00%
    CGZP-2-OT 9,00%
    CGZP-3-OT 6,00%
    CCGU-3-F 5,00%
    APUQU-2-F 10,00%
    ACU-3-F 1,00%
    APU-3-OT 7,00%
    APU-3-F 8,00%
    Beispiel M2
    CDU-2-F 9,50% Klärpunkt [°C]: 75,0
    CDU-3-F 2,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,0964
    PGU-2-F 9,50% Δε [1 kHz, 20°C]: 12,5
    PGU-3-F 5,50% γ1 [mPa·s]: 109
    CGZP-2-OT 7,00%
    CGZP-3-OT 5,00%
    CCZU-2-F 4,00%
    CCZU-3-F 15,00%
    CC-5-V 10,00%
    CC-3-V1 11,00%
    CCP-20CF3 4,00%
    CCP-30CF3 8,00%
    ACU-2-F 9,50%
    Beispiel M3
    PGU-2-F 9,00% Klärpunkt [°C]: 80,5
    PGU-3-F 6,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,1096
    CGZP-2-OT 9,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 11,0
    CGZP-3-OT 7,00% γ1 [mPa.s]: 106
    CCZU-2-F 4,00%
    CCZU-3-F 12,00%
    APU-2-F 10,00%
    BCH-2F.F 4,00%
    CCGU-3-F 6,00%
    CC-3-V1 12,00%
    CC-5-V 18,00%
    PCH-302 3,00%
    Beispiel M4 (IPS-Mischung)
    CDU-2-F 9,50% Klärpunkt [°C]: 78,5
    CDU-3-F 9,50% Δn [589 nm, 20°C]: 0,0779
    DAU-3-F 5,00% Δ]ε [1 kHz, 20°C]: 10,1
    CCZU-2-F 4,00% γ1 [mPa·s]: 91
    CCZU-3-F 15,00%
    CGZP-2-OT 5,00%
    PUQU-2-F 4,00%
    PUQU-3-F 4,00%
    CC-3-V1 11,00%
    CC-5-V 17,00%
    CCH-35 5,00%
    CCP-V-1 11,00%
    Beispiel M5 (IPS-Mischung)
    DAU-3-F 6,50% Klärpunkt [°C]: 66,5
    CCZU-2-F 4,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,0745
    CCZU-3-F 13,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 7,3
    CCQU-2-F 6,00% γ1 [mPa·s]: 65
    CDU-2-F 4,00%
    PUQU-2-F 4,00%
    PUQU-3-F 6,50%
    CCP-V-1 10,00%
    CC-3-V1 12,00%
    CC-5-V 15,00%
    PCH-302 8,00%
    CC-4-V 11,00%
    Beispiel M6
    CCH-35 4,00% Klärpunkt [°C]: 75,5
    CCQU-1-F 17,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,0879
    CCQU-2-F 15,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 13,6
    CCP-1F.F.F 2,00% γ1 [mPa·s]: 136
    CCQU-3-F 9,00% V10 [V]: 1,05
    CCP-20CF3 2,00%
    CCP-40CF3 5,00%
    CCZU-2-F 4,00%
    CCZU-3-F 15,00%
    APUQU-2-F 2,00%
    ACQU-3-F 10,00%
    ACU-2-F 8,00%
    ACU-3-F 7,00%
    Beispiel M7
    CCH-301 4,00% Klärpunkt [°C]: 94,5
    CCH-501 7,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,0658
    CCH-3CF3 4,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 8,4
    CCH-5CF3 5,00% γ1 [mPa·s]: 186
    CCP-2F.F.F 8,00% V10 [V]: 1,56
    CCP-3F.F.F 6,00%
    CCP-5F.F.F 5,00%
    CCP-20CF3.F 8,00%
    CCP-50CF3.F 6,00%
    CCOC-3-3 3,00%
    CCOC-3-5 2,00%
    CCOC-4-3 4,00%
    CCQU-2-F 10,00%
    CCQU-3-F 11,00%
    CCQU-5-F 8,00%
    CCAU-3-F 9,00%
    Beispiel M8 (IPS-Mischung)
    CDU-2-F 7,00% Klärpunkt [°C]: 81,0
    CCP-30CF3 5,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,0855
    CCZU-2-F 4,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 10,1
    CCZU-3-F 11,00% γ1 [mPa·s]: 97
    CCP-V-1 10,00%
    CCQU-3-F 10,50%
    PUQU-2-F 4,00%
    PUQU-3-F 5,00%
    CC-3-V1 11,00%
    CCH-35 5,00%
    CC-5-V 9,50%
    APG-3-F 8,00%
    ACU-3-F 10,00%
    Beispiel M9 (IPS-Mischung)
    PGU-2-F 7,00% Klärpunkt [°C]: 80,0
    CGZP-2-OT 10,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,1088
    CGZP-3-OT 7,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 11,1
    CCP-20CF3 6,00% γ1 [mPa·s]: 102
    CCP-30CF3 8,00%
    PUQU-2-F 4,00%
    PUQU-3-F 3,00%
    CCQU-3-F 8,00%
    CC-3-V1 12,00%
    CC-5-V 10,00%
    PCH-302 5,50%
    APG-3-F 10,50%
    APU-3-F 9,00%
    Beispiel M10 (OCB-Mischung)
    BCH-2F.F 12,00% Klärpunkt [°C]: 80,5
    BCH-3F.F 10,00% Δn [589 nm, 20°C]: 0,1632
    BCH-5F.F 11,00% Δε [1 kHz, 20°C]: 11,7
    BCH-3F.F.F 9,00% γ1 [mPa·s]: 186
    PGU-2-F 7,00% V10 [V]: 1,10
    PGU-3-F 7,00%
    PGU-5-F 4,00%
    BCH-32 7,00%
    CCP-V-1 6,00%
    PCH-302 3,00%
    PGIGI-3-F 3,00%
    GGP-5-Cl 8,00%
    APU-2-F 5,00%
    APU-3-F 8,00%

Claims (9)

  1. Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit positiver dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, dass es eine oder mehrere Pyranverbindungen der Formeln I1 bis I6,
    Figure DE102004058002B4_0056
    und eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln C-1, C-2, C-4 und C-5,
    Figure DE102004058002B4_0057
    worin R und R1 jeweils unabhängig voneinander H, 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, X und X1 jeweils unabhängig voneinander F, Cl, einen halogenierten Alkylrest mit bis zu 8 C-Atomen, wobei eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -O- oder -CH=CH- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, L1 jeweils F, L2-6 jeweils unabhängig voneinander H oder F, bedeuten, enthält.
  2. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass X und/oder X1 F, Cl, CF3, C2F5, C3F7, SF5, CF2H, OCF3, OCF2H, OCFHCF3, OCFHCFH2, OCFHCF2H, OCF2CH3, OCF2CFH2, OCF2CF2H, OCF2CF2CF2H, OCF2CF2CFH2, OCFHCF2CF3, OCFHCF2CF2H, OCF2CF2CF3 oder OCF2CHFCF3, bedeuten.
  3. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln I1 bis I6,
    Figure DE102004058002B4_0058
    Figure DE102004058002B4_0059
    worin R, L1 und L2 die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben, und X F oder OCF3 bedeutet, enthält.
  4. Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den allgemeinen Formeln II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX und X enthält:
    Figure DE102004058002B4_0060
    Figure DE102004058002B4_0061
    worin die einzelnen Reste die folgenden Bedeutungen haben: R0 n-Alkyl, Alkoxy, Oxaalkyl, Fluoralkyl, Alkenyloxy oder Alkenyl mit jeweils 2 bis 12 C-Atomen X0 F, Cl, halogeniertes Alkyl, halogeniertes Alkenyl, halogeniertes Alkenyloxy oder halogeniertes Alkoxy mit jeweils bis zu 8 C-Atomen, Z0 -CH=CH-, -CH2O-, -OCH2-, -(CH2)4-, -C2H4-, -C2F4-, -C≡C-, -CH=F-, -CF=CH-, -CF=CF-, -CF2O-, -OCF2- oder -COO-, Y1, Y2, Y3 und Y4 jeweils unabhängig voneinander H oder F, und r 0 oder 1.
  5. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formeln I bis X und C-1, C-2, C-4 und/oder C-5 im Gesamtgemisch mindestens 50 Gew.-% beträgt.
  6. Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln RI bis RXVI,
    Figure DE102004058002B4_0062
    Figure DE102004058002B4_0063
    worin R0 n-Alkyl, n-Alkoxy, Oxaalkyl, Fluoralkyl, Alkenyloxy oder Alkenyl mit jeweils 2 bis 12 C-Atomen, d 0, 1 oder 2, Y1 H oder F, Alkyl oder Alkyl* jeweils unabhängig voneinander ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 8 C-Atomen, Alkenyl oder Alkenyl* jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen oder verzweigten Alkenylrest mit 2 bis 8 C-Atomen bedeuten, enthält.
  7. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass X0 F, Cl, OCHF2 oder OCF3 und Y1 und/oder Y2 H oder F bedeuten.
  8. Verwendung des flüssigkristallinen Mediums nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 für elektrooptische Zwecke.
  9. Verwendung des flüssigkristallinen Mediums nach Anspruch 8 für TN-, TFT-, IPS- oder OCB-Anwendungen.
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