DE60202980T2

DE60202980T2 - Chirale Verbindungen

Info

Publication number: DE60202980T2
Application number: DE60202980T
Authority: DE
Inventors: Alison Linda Corfe Muller May; Dr. Simon Wimborne Greenfield; Dr. Mark John Ringwood Goulding; Dr. Owain Llyr Poole Parri
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2001-07-02
Filing date: 2002-06-05
Publication date: 2005-12-29
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: US6723395B2; JP4549611B2; ATE289313T1; TW555837B; JP2003137887A; CN1394862A; DE60202980D1; US20030026922A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft chirale Verbindungen mit hohem helikalem Verdrillungsvermögen, diese enthaltende Flüssigkristallmischungen und chirale lineare oder vernetzte Flüssigkristallpolymere erhalten aus einer polymerisierbaren Mischung enthaltend eine oder mehrere chirale Verbindungen. Die Erfindung betrifft weiterhin die Verwendung der chiralen Verbindungen und der daraus erhaltenen Mischungen und Polymere in Flüssigkristallanzeigen, aktiven und passiven optischen Elementen, Klebstoffen, Kunstharzen mit anisotropen mechanischen Eigenschaften, kosmetischen und pharmazeutischen Zusammensetzungen, Diagnostika, Flüssigkristallpigmenten, für dekorative und Sicherheitsanwendungen, in der nichtlinearen Optik, in der optischen Datenspeicherung oder als chirale Dotierstoffe.
Hintergrund und Stand der Technik
Für viele Anwendungen ist es wünschenswert, über FK-Mischungen mit einer verdrillten Phase zu verfügen. Hierzu gehören beispielsweise Phasenwechselanzeigen, Guest-Host-Anzeigen, Passiv- und Aktivmatrix-TN- und -STN-Anzeigen wie AMD-TN, ferroelektrische Anzeigen und cholesterische Anzeigen wie SSCT- (surface stabilized cholesteric texture) oder PSCT- (polymer stabilized cholesteric texture) Anzeigen, einschließlich Anzeigen mit temperaturkompensierten Kennwerten, z.B. durch entsprechende Auswahl der erfindungsgemäßen cholesterischen Verbindungen entweder für sich alleine oder in Kombination mit weiteren chiralen Dotierstoffen. Für diese Anwendungen ist es von Vorteil, über einen chiralen Dotierstoff mit hohem HTP verfügen zu können, um die Menge an Dotierstoff zu verringern, die zur Induktion der gewünschten Ganghöhe erforderlich ist.
Für einige Anwendungen sind FK-Mischungen gewünscht, die eine starke helikale Verdrillung und dadurch eine kurze Ganghöhe aufweisen. So muss man beispielsweise in Flüssigkristallmischungen, die in selektiv reflektierenden cholesterischen Anzeigen wie SSCT oder PSCT verwendet werden, die Ganghöhe so auswählen, dass das Maximum der von der cholesterischen Helix reflektierten Wellenlänge im Bereich des sichtbaren Lichts liegt. Eine weitere mögliche Anwendung sind Polymerfolien mit einer chiralen Flüssigkristallphase für optische Elemente wie cholesterische Breitbandpolarisatoren oder Verzögerungsfolien.
In einem cholesterischen FK-Material ist die Ganghöhe p der Molekülhelix in der ersten Näherung, die für die meisten praktischen Anwendungen ausreicht, zur Konzentration c des chiralen Dotierstoffs in der Flüssigkristall-Host-Mischung gemäß der Gleichung (1) umgekehrt proportional:
Der Proportionalitätsfaktor ist das helikale Verdrillungsvermögen (Helical Twisting Power – HTP) des chiralen Dotierstoffs.
Wie aus Gleichung (1) ersichtlich ist, kann man eine kurze Ganghöhe durch Verwendung großer Mengen an Dotierstoff oder durch Verwendung eines Dotierstoffs mit hohem HTP erreichen. Die chiralen Dotierstoffe des Standes der Technik weisen jedoch häufig niedrige HTP-Werte auf, so dass große Mengen an Dotierstoff erforderlich sind. Dies ist ein Nachteil, da chirale Dotierstoffe nur als reine Enantiomere verwendet werden können und daher teuer und aufwendig in der Herstellung sind.
Bei Verwendung großer Mengen von chiralen Dotierstoffen des Standes der Technik beeinträchtigen diese zudem häufig die Eigenschaften der Flüssigkristall-Host-Mischung, wie z.B. den Klärpunkt, die dielektrische Anisotropie Δε, die Viskosität, die Treiberspannung oder die Schaltzeiten.
Auch zeigen die chiralen Dotierstoffe häufig eine hohe Temperaturabhängigkeit des helikalen Verdrillungsvermögens. Bei der Verwendung in cholesterischen Mischungen führt dies zu einer starken Temperaturabhängigkeit der Reflexionswellenlänge der Mischung. Dies ist besonders nachteilig bei der Anwendung in cholesterischen Anzeigen, wie SSCT-Anzeigen, wo normalerweise eine geringe Temperaturabhängigkeit der Reflexionswellenlänge gefordert ist.
Ein weiterer Nachteil der chiralen Verbindungen des Standes der Technik besteht darin, dass sie häufig eine geringe Löslichkeit in der Flüssigkristall-Host-Mischung aufweisen, was zu unerwünschter Kristallisation bei niedrigen Temperaturen führt. Um diesen Nachteil zu überwinden, müssen der Host-Mischung typischerweise zwei oder mehr verschiedene chirale Dotierstoffe zugegeben werden. Dies bringt höhere Kosten mit sich und erfordert außerdem zusätzlichen Aufwand bei der Temperaturkompensation der Mischung, da die verschiedenen Dotierstoffe so ausgewählt werden müssen, dass ihre Temperaturkoeffizienten für die Verdrillung einander kompensieren.
Es besteht daher ein erheblicher Bedarf an chiralen Verbindungen mit hohem HTP, die leicht herstellbar sind, in geringen Mengen verwendet werden können, eine geringe Temperaturabhängigkeit des Verdrillungsvermögens, z.B. zur Nutzung einer konstanten Reflexionswellenlänge, aufweisen, die Eigenschaften der Flüssigkristall-Host-Mischung nicht beeinflussen und eine gute Löslichkeit in der Host-Mischung aufweisen.
Es ist das Ziel der Erfindung, chirale Verbindungen bereitzustellen, die über diese Eigenschaften verfügen, aber die oben genannten Nachteile der chiralen Dotierstoffe des Standes der Technik nicht besitzen. Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Erweiterung des dem Fachmann zur Verfügung stehenden Angebots an chiralen Dotierstoffen.
Es wurde gefunden, dass diese Ziele erreicht werden können durch Bereitstellung der unten beschriebenen chiralen Isosorbidderivate.
WO 95/16007 und WO 98/00428 offenbaren chirale mesogene Verbindungen mit hohem HTP, die auf 1,4:3,6-Dianhydro-D-sorbitol (Isosorbid) aufbauen. Viele dieser Verbindungen haben jedoch nur eine begrenzte Löslichkeit in Flüssigkristall-Host-Mischungen.
Es wurde nun gefunden, dass chirale Verbindungen, die sich von Isosorbid
ableiten, das asymmetrisch mit zwei verschiedenen mesogenen Gruppen in 2- und 5-Position substituiert ist, im Vergleich zu Isosorbidderivaten, die symmetrisch mit zwei gleichen mesogenen Gruppen substituiert sind, eine höhere Löslichkeit in Flüssigkristall-Host-Mischungen aufweisen. Weiterhin wurde gefunden, dass die asymmetrisch substituierten Isosorbide in Abhängigkeit von der jeweiligen Position der mesogenen Gruppen einen bemerkenswerten Unterschied in der Löslichkeit zeigen. So besitzt beispielsweise ein Isosorbidderivat mit einer größeren mesogenen Gruppe, wie einer Zweiringgruppe, die in 5-Position gebunden ist, und einer kleineren mesogenen Gruppe, wie einer Einringgruppe, die in 2-Position gebunden ist, eine erheblich höhere Löslichkeit als sein entsprechendes Isomer, bei dem die Zweiringgruppe in 2-Position und die Einringgruppe in 5-Position gebunden ist. Dies ist eine erhebliche Verbesserung, die aus dem Stand der Technik nicht herzuleiten war.
Zusammenfassung der Erfindung
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind chirale Verbindungen der Formel I
worin
R¹ und R² unabhängig voneinander F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF₅, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 30 C-Atomen, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch F, Cl, Br, I oder CN substituiert sein kann, wobei auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C≡C- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder P-Sp-X bedeuten,
R⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet,
P eine polymerisierbare Gruppe bedeutet,
Sp eine Spacergruppe oder eine Einfachbindung bedeutet,
X -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CH-COO-, -OOC-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeutet,
X¹ -CO-, -OCO-, -NR⁰-CO-, -CH=CH-CO-, -CH₂-, -C₂H₄-, -CF₂- oder eine Einfachbindung bedeutet,
X² -CO-, -COO-, -CO-NR⁰-, -CO-CH=CH-, -CH₂-, -C₂H₄-, -CF₂- oder eine Einfachbindung bedeutet,
Z¹ und Z² unabhängig voneinander -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeuten,
A¹ und A² unabhängig voneinander eine aliphatische oder aromatische carbocyclische oder heterocyclische Gruppe mit bis zu 16 C-Atomen bedeuten, die auch anellierte Ringe enthalten und unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit L substituiert sein kann,
L Halogen oder eine Cyan-, Nitro-, Alkyl-, Alkoxy-, Alkylcarbonyl- oder Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl substituiert sein können,
m1 1, 2 oder 3 bedeutet und
m2 0, 1, 2 oder 3 bedeutet,
mit der Maßgabe, dass die Gesamtzahl anellierter oder nicht anellierter Ringe in der Gruppe (Z¹-A¹)_m1 größer als in der Gruppe (A²-Z²)_m2 ist.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Flüssigkristallmischung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel I.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine polymerisierbare Flüssigkristallmischung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel I.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein lineares oder vernetztes anisotropes Polymer mit verdrillter Struktur, erhältlich aus einer polymerisierbaren Flüssigkristallmischung enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formel I.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung von Verbindungen der Formel I oder einer diese enthaltenden Flüssigkristallmischung oder anisotropen Polymerfolie in Flüssigkristallanzeigen, wie STN-, TN-, AMD-TN-, Temperaturkompensations-, ferroelektrischen, Guest-Host-, Phasenwechselanzeigen oder Anzeigen mit oberflächenstabilisierter oder polymerstabilisierter cholesterischer Textur (SSCT, PSCT), in aktiven und passiven optischen Elementen wie Polarisatoren, Kompensatoren, Orientierungsschichten, Farbfiltern oder holographischen Elementen, in Klebstoffen, Kunstharzen mit anisotropen mechanischen Eigenschaften, kosmetischen und pharmazeutischen Zusammensetzungen, Diagnostika, Flüssigkristallpigmenten, für dekorative und Sicherheitsanwendungen, in der nichtlinearen Optik, in der optischen Datenspeicherung oder als chirale Dotierstoffe.
Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist Flüssigkristallanzeige enthaltend eine Flüssigkristallmischung enthaltend mindestens eine chirale Verbindung der Formel I.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die erfindungsgemäßen chiralen Verbindungen haben zahlreiche Vorteile

• sie besitzen ein hohes HTP,
• sie besitzen eine gute Löslichkeit in Flüssigkristallmischungen,
• bei Verwendung der erfindungsgemäßen Verbindungen als chiraler Dotierstoff in einer Flüssigkristallmischung lassen sich aufgrund ihrer hohen Löslichkeit größere Mengen an Dotierstoff verwenden, um eine hohe Verdrillung (= eine niedrige Ganghöhe) zu erzeugen,
• aufgrund des hohen HTP sind geringere Mengen der erfindungsgemäßen Dotierstoffe erforderlich, um eine hohe Ganghöhe zu erzielen, und dadurch werden die flüssigkristallinen Eigenschaften der Mischung weniger beeinträchtigt,
• enantiomerenreine erfindungsgemäße chirale Verbindungen lassen sich einfach herstellen.

Die erfindungsgemäßen chiralen Verbindungen sind mesogen oder sogar flüssigkristallin, d.h. sie können Mesophasenverhalten zum Beispiel im Gemisch mit anderen Verbindungen induzieren oder verstärken oder sogar selber eine oder mehrere Mesophasen aufweisen. Es ist auch möglich, dass die erfindungsgemäßen Verbindungen Mesophasenverhalten nur in Mischungen mit anderen Verbindungen oder, im Falle polymerisierbarer Verbindungen, in (co-)polymerisiertem Zustand zeigen Mesogene erfindungsgemäße chirale Verbindungen sind besonders bevorzugt.
In Formel I bedeuten das R¹ benachbarte Z¹ und das R² benachbarte Z² vorzugsweise eine Einfachbindung.
Bevorzugte Gruppen A¹ und A² in Formel I sind beispielsweise Cyclopentan, 1,1,-Dimethylcyclopentan, Tetrahydrofuran, Pyrrolidin, Furan, Pyrrol, Thiophen, Oxazol, Thiazol, Thiadiazol, Imidazol, Pyrrolidinon, Cyclohexan, Cyclohexen, Tetrahydropyran, Piperidin, Tetrahydrothiopyran, Dioxan, Dithian, Oxathian, Thiomorpholin, Morpholin, Phenylen, Pyridin, Pyrimidin, Pyrazin, Bicyclohexan, Bicyclohexen, Cyclohexan-1,4-dion, Bicyclo[2,2,2]octylen, Cyclohexenon, Indan, Naphthalin, Decahydronaphthalin, 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin, Anthracen und Phenanthren.
Besonders bevorzugt sind A¹ und A² ausgewählt aus 1,4-Phenylen, in dem zusätzlich eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4-Cyclohexylen, in dem zusätzlich eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan-4,5-diyl, 1,4-Cyclohexenylen, 1,4-Bicyclo-(2,2,2)-octylen, Piperidin-1,4-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin-2,6-diyl, 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2,6-diyl und Indan- 2,5-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch L wie oben definiert substituiert sein können.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin die Gruppen (Z¹-A¹)_m1 und (A²-Z²)_m2 nur monocyclische Gruppen A¹ und A² enthalten, wobei m1 > m2.
Unter diesen bevorzugten Verbindungen sind diejenigen besonders bevorzugt, worin A¹ und A² aus aliphatischen und aromatischen sechsgliedrigen Carbocyclen ausgewählt sind, die auch ein oder mehrere Heteroatome enthalten können, ganz bevorzugt aus 1,4-Phenylen, in dem zusätzlich eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4-Cyclohexylen, in dem zusätzlich eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan-4,5-diyl, 1,4-Cyclohexenylen und Piperidin-1,4-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit L wie in Formel I definiert substituiert sein können.
Eine kleinere Gruppe von bevorzugten Gruppen (Z¹-A¹)_m1 und (A²-Z²)_m2 ist unten aufgeführt. Der Einfachheit halber steht Phe in diesen Gruppen für 1,4-Phenylen, das auch mit mindestens einer Gruppe L wie in Formel I definiert substituiert sein kann, und Cyc bedeutet 1,4-Cyclohexylen. Die folgende Liste der bevorzugten Gruppen umfasst auch deren Spiegelbilder

-Phe- II-1
-Cyc- II-2
-Phe-Z-Phe- II-3
-Phe-Z-Cyc- II-4
-Cyc-Z-Cyc- II-5
-Phe-Z-Phe-Z-Phe- II-6
-Phe-Z-Phe-Z-Cyc- II-7
-Phe-Z-Cyc-Z-Phe- II-8
-Cyc-Z-Phe-Z-Cyc- II-9
-Cyc-Z-Cyc-Z-Phe- II-10
-Cyc-Z-Cyc-Z-Cyc- II-11

Die Formeln II-1, I-2, II-3, II-4 und II-5 sind besonders bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind Gruppen (Z¹-A¹)_m1 und (A²-Z²)_m2, die mindestens eine Gruppe Phe enthalten, die mit einer oder zwei Gruppen L substituiert ist, vorzugsweise in 2- und/oder 3-Position, und L bedeutet F, Cl, CH₃, OCH₃, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃ OCHF₂, OCH₂F oder CN.
Weiterhin bevorzugt sind Verbindungen der Formel I, worin

– m1 1 und m2 0 oder 1 bedeutet.
– m1 2 und m2 1 bedeutet.
– X¹ und X² -CO- bedeuten.
– Z¹ und Z² unabhängig voneinander -COO-, -OCO- oder eine Einfachbindung bedeuten.
– R¹ und/oder R² eine polymerisierbare Gruppe P-Sp-X bedeuten.
– R¹ und R² geradkettiges oder verzweigtes Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C-Atomen bedeuten.
– LF, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃ OCHF₂, OCH₂F oder OC₂F₅ bedeutet.
– A¹ und A² ausgewählt sind aus trans-1,4-Cyclohexylen und 1,4-Phenylen, wobei Letzteres unsubstituiert oder mit bis zu 4 Gruppen L, bevorzugt 1 oder 2 Gruppen L, vorzugsweise in 3- und/oder 5-Position oder in 2- und/oder 3-Position substituiert ist, wobei L vorzugsweise F, Cl, CH₃, OCH₃, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃ OCHF₂, OCH₂F oder CN bedeutet.
– A¹ und A² unsubstituiertes 1,4-Phenylen bedeuten.

L bedeutet vorzugsweise F, Cl, CN, NO₂, CH₃, C₂H₅, OCH₃, OC₂H₅, COCH₃, COC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃ OCHF₂, OCH₂F, OC₂F₅, insbesondere F, Cl, CN, CH₃, CHF₂, C₂H₅, OCH₃, OCHF₂, CF₃ und OCF₃, am meisten bevorzugt F, CH₃, CF₃, OCH₃, OCHF₂ und OCF₃.
Bedeutet R¹ oder R² in Formel I einen Alkyl- oder Alkoxyrest, d.h. wenn die CH₂-Endgruppe durch -O- ersetzt ist, kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und weist 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 Kohlenstoffatome auf und steht somit vorzugsweise z.B. für Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy oder Octoxy, weiterhin Methyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.
Oxaalkyl, d.h. wenn eine CH₂-Gruppe durch -O- ersetzt ist, steht vorzugsweise z.B. für geradkettiges 2-Oxapropyl (=Methoxymethyl), 2-(=Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (=2-Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl oder 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
Halogen steht vorzugsweise für F oder Cl.
R¹ oder R² kann in Formel I für eine polare oder eine nicht polare Gruppe stehen. Im Falle einer polaren Gruppe ist diese aus CN, SF₅, Halogen, OCH₃, SCN, COR⁵, COOR⁵ oder einer mono-, oligo- oder polyfluorierten Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 C-Atomen ausgewählt. R⁵ steht für gegebenenfalls fluoriertes Alkyl mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3 C-Atomen. Besonders bevorzugte polare Gruppen sind ausgewählt aus F, Cl, CN, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, CHF₂, CH₂F, OCF₃, OCHF₂, OCH₂F, C₂F₅ und OC₂F₅, insbesondere F, Cl, CN, CF₃, OCHF₂ und OCF₃. Im Falle einer nicht polaren Gruppe bedeutet diese vorzugsweise Alkyl mit bis zu 15 C-Atomen oder Alkoxy mit 2 bis 15 C-Atomen.
R¹ oder R² kann in Formel I eine achirale oder chirale Gruppe bedeuten. Im Falle einer chiralen Gruppe ist diese vorzugsweise aus der Formel III ausgewählt:
worin
Q¹ eine Alkylen- oder Alkylenoxygruppe mit 1 bis 9 C-Atomen oder eine Einfachbindung bedeutet,
Q² eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen bedeutet, die unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit F, Cl, Br oder CN substituiert sein kann, wobei auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -C≡C-, -O-, -S-, -NH-, -N(CH₃)-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO- oder -CO-S- so ersetzt sein können, dass Sauerstoffatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q³ F, Cl, Br, CN oder eine Alkyl- oder Alkoxygruppe wie für Q² definiert bedeutet, die aber von Q² verschieden ist.
Wenn Q¹ in Formel III eine Alkylenoxygruppe bedeutet, ist das O-Atom vorzugsweise dem chiralen C-Atom benachbart.
Bevorzugte chirale Gruppen der Formel III sind 2-Alkyl, 2-Alkoxy, 2-Methylalkyl, 2-Methylalkoxy, 2-Fluoralkyl, 2-Fluoralkoxy, 2-(2-Ethin)-alkyl, 2-(2-Ethin)-alkoxy, 1,1,1-Trifluor-2-alkyl und 1,1,1-Trifluor-2-alkoxy.
Besonders bevorzugte chirale Gruppen sind z.B. 2-Butyl (=1-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, insbesondere 2-Methylbutyl, 2-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl, 4-Methylhexyl, 2-Hexyl, 2-Octyl, 2-Nonyl, 2-Decyl, 2-Dodecyl, 6-Methoxyoctoxy, 6-Methyloctoxy, 6-Methyloctanoyloxy, 5-Methylheptyloxycarbonyl, 2-Methylbutyryloxy, 3-Methylvaleroyloxy, 4-Methylhexanoyloxy, 2-Chlorpropionyloxy, 2-Chlor-3-methylbutyryloxy, 2-Chlor-4-methyl valeryloxy, 2-Chlor-3-methylvaleryloxy, 2-Methyl-3-oxapentyl, 2-Methyl-3-oxahexyl, 1-Methoxypropyl-2-oxy, 1-Ethoxypropyl-2-oxy, 1-Propoxypropyl-2-oxy, 1-Butoxypropyl-2-oxy, 2-Fluoroctyloxy, 2-Fluordecyloxy, 1,1,1-Trifluor-2-octyloxy, 1,1,1-Trifluor-2-octyl, 2-Fluormethyloctyloxy. Vor allem bevorzugt sind 2-Hexyl, 2-Octyl, 2-Octyloxy, 1,1,1-Trifluor-2-hexyl, 1,1,1-Trifluor-2-octyl und 1,1,1-Trifluor-2-octyloxy.
Zusätzlich können Verbindungen der Formel I mit einer achiralen verzweigten Gruppe R¹ oder R² beispielsweise aufgrund einer Verringerung der Kristallisationsneigung gelegentlich von Bedeutung sein. Derartige verzweigte Gruppen weisen in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung auf. Als achirale verzweigte Gruppen sind Isopropyl, Isobutyl (=Methylpropyl), Isopentyl (=3-Methylbutyl), Isopropoxy, 2-Methylpropoxy und 3-Methylbutoxy bevorzugt.
Die polymerisierbare Gruppe P ist vorzugsweise ausgewählt aus CH₂=CW¹-COO-,
CH₂=CW²-O_k1-, CH₃-CH=CH-O-, HO-CW²W³-, HS-CW²W³-, HW²N-, HO-CW²W³-NH-, CH₂=CW¹-CO-NH-, CH₂=CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-, Phe-CH=CH-, HOOC-, OCN- und W⁴W⁵W⁶Si-, wobei W¹ H, Cl, CN, Phenyl oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere H, Cl oder CH₃ bedeutet, W² und W³ unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, insbesondere Methyl, Ethyl oder n-Propyl bedeuten, W⁴, W⁵ und W⁶ unabhängig voneinander Cl, Oxaalkyl oder Oxacarbonylalkyl mit 1 bis 5 C-Atomen bedeuten, Phe 1,4-Phenylen bedeutet und k₁ und k₂ unabhängig voneinander 0 oder 1 bedeuten.
Besonders bevorzugt bedeutet P eine Vinyl-, eine Acrylat-, eine Methacrylat-, eine Propenylether- oder eine Epoxygruppe, besonders bevorzugt eine Acrylat- oder eine Methacrylatgruppe.
Als Spacergruppe Sp lassen sich alle Gruppen verwenden, die dem Fachmann für diesen Zweck bekannt sind. Die Spacergruppe Sp ist vorzugsweise eine lineare oder verzweigte Alkylengruppe mit 1 bis 20 C-Atomen, insbesondere 1 bis 12 C-Atomen, in der zusätzlich eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -S-, -NH-, -NR⁰-, -SiR⁰R⁰⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C≡C- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, worin R⁰ und R⁰⁰ unabhängig voneinander H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeuten.
Typische Spacergruppen sind beispielsweise -(CH₂)_p-, -(SiR⁰R⁰⁰-O)_p-, -(CH₂CH₂O)_r-CH₂CH₂-, -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂- oder -CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-, wobei p eine ganze Zahl von 2 bis 12 und r eine ganze Zahl von 1 bis 3 bedeutet.
Bevorzugte Spacergruppen sind beispielsweise Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexylen, Heptylen, Octylen, Nonylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen, Ethylenoxyethylen, Methylenoxybutylen, Ethylenthioethylen, Ethylen-N-methyl-iminoethylen, 1-Methylalkylen, Ethenylen, Propenylen und Butenylen.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße chirale Verbindungen der Formel I, worin Sp-X für Alkylen oder Alkylenoxy mit 2 bis 6 C-Atomen steht. Geradkettige Gruppen sind besonders bevorzugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die chiralen Verbindungen mindestens eine Spacergruppe Sp, bei der es sich um eine chirale Gruppe der Formel IV
handelt, worin
Q¹ eine Alkylen- oder Alkylenoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Einfachbindung bedeutet,
Q² eine Alkylen- oder Alkylenoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Einfachbindung bedeutet, die von Q¹ verschieden ist und
Q³ Halogen, eine Cyangruppe oder eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, die sich von Q² unterscheidet.
Bedeutet Q¹ in Formel IV eine Alkylenoxygruppe, dann ist das O-Atom vorzugsweise dem chiralen C-Atom benachbart.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel I sind diejenigen der folgenden Formeln

worin R und R' eine der Bedeutungen von R¹ in Formel I besitzen und die Phenylenringe auch durch 1, 2 oder 3 Gruppen L wie oben definiert substituiert sein können.
In diesen bevorzugten Verbindungen bedeuten R und R' vorzugsweise Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C-Atomen oder P-Sp-X- wie oben definiert. Bei Verbindungen mit substituierten Phenylenringen sind diese vorzugsweise in 2-, 3-, 2- und 3- oder 3- und 5-Position mit F, Cl, CH₃, OCH₃ oder CN substituiert.
Die erfindungsgemäßen chiralen Verbindungen lassen sich nach oder in Analogie zu bekannten Verfahren synthetisieren, wie beispielsweise in WO 98/00428 beschrieben.
Die Herstellung asymmetrischer Isosorbide der Formel I ist dank eines Unterschiedes in der Reaktivität zwischen den beiden Hydroxygruppen am Isosorbid möglich. So ist die 2-Position des Isosorbids am wenigsten gehindert und reagiert daher mit Vorzug. Die selektive Veresterung von 1,4:3,6-Dianhydro-D-glucitol ist in Z. Cekovic und Z. Tokic, Communications, Synthesis, S. 610–612 (1989) beschrieben. Es ist möglich, dieses Verfahren zur Herstellung von z.B. Monoestern des Isosorbids zu verwenden und dann die anderen Hydroxygruppen mit einer anderen Säure umzusetzen.
Weitere Herstellungsmethoden sind den Beispielen zu entnehmen.
Die chiralen Verbindungen der Formel I können in einer Flüssigkristallmischung für Anzeigen mit helikal verdrillter Molekülstruktur der Flüssigkristallmatrix, wie z.B. TN-Anzeigen des Aktiv- oder Passivmatrixtyps, STN-, Phasenwechsel-, Guest-Host-, ferroelektrischen oder cholesterischen Anzeigen wie SSCT (surface stabilized cholesteric texture) oder PSCT (polymer stabilized cholesteric texture) verwendet werden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher eine Flüssigkristallmischung, insbesondere eine chirale smektische oder cholesterische Flüssigkristallmischung, enthaltend mindestens eine chirale Verbindung der Formel I.
Noch ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine Flüssigkristallanzeige enthaltend ein Flüssigkristallmedium enthaltend mindestens eine chirale Verbindung der Formel I.
Die chiralen Verbindungen der Formel I sind durch hohe HTP-Werte gekennzeichnet. Dies ermöglicht die Herstellung von Flüssigkristallmischungen mit hoher helikaler Verdrillung, d.h. einer niedrigen Ganghöhe, unter Verwendung von nur geringen Mengen der chiralen Verbindungen der Formel I. Dies ist ein erheblicher Vorteil, da man häufig feststellt, dass die Zugabe großer Mengen an chiralen Dotierstoffen zu einer Flüssigkristallmischung deren Flüssigkristallphasenverhalten und elektrooptische Eigenschaften, wie die dielektrische Anisotropie, die Viskosität oder den Klärpunkt beeinträchtigt. Durch die Verwendung der chiralen Verbindungen der Formel I in einer Flüssigkristallmischung oder -anzeige werden deren Eigenschaften im Vergleich zu Dotierstoffen des Standes der Technik also nur in geringem Maße verändert, was beispielsweise zu einer niedrigeren Schwellenspannung und schnelleren Schaltzeiten der Anzeige führt.
Die chiralen Verbindungen der Formel I sind weiterhin durch eine hohe Löslichkeit in einer Flüssigkristall-Host-Mischung gekennzeichnet. Unerwünschte spontane Kristallisation bei niedrigen Temperaturen wird reduziert und der Betriebstemperaturbereich der Mischung lässt sich erweitern. Auf die Verwendung eines zweiten Dotierstoffes, der häufig zugesetzt wird, um eine Kristallisation zu vermeiden, kann daher verzichtet werden.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft daher eine Flüssigkristallmischung enthaltend nur eine chirale Verbindung, bei der es sich um eine Verbindung der Formel I handelt, und eine Anzeige, die eine solche Mischung enthält.
Die chiralen Verbindungen der Formel I zeigen bei Zugabe zu einer Flüssigkristall-Host-Mischung auch eine geringe Temperaturabhängigkeit des HTP. Sie eignen sich daher als chirale Dotierstoffe für Flüssigkristallmischungen und -anzeigen mit geringer Temperaturabhängigkeit der Ganghöhe.
Eine erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung enthält vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-%, insbesondere 1 bis 25 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 2 bis 15 Gew.-% an chiralen Verbindungen der Formel I. Bevorzugt enthält sie 1, 2 oder 3 chirale Verbindungen der Formel I.
Die Verbindungen der Formel I eignen sich insbesondere für die Verwendung in cholesterischen Flüssigkristallmischungen für cholesterische Anzeigen, insbesondere SSCT- oder PSCT-Anzeigen. Cholesterische Anzeigen sind beispielsweise in WO 92/19695, WO 93/23496, US 5 453 863 oder US 5 493 430 beschrieben, deren vollständige Offenbarung durch Bezugnahme in diese Anmeldung aufgenommen ist.
Es wurde gefunden, dass bei Verwendung chiraler Verbindungen der Formel I als Dotierstoffe in Flüssigkristallmischungen für cholesterische Anzeigen dank ihrer hohen Löslichkeit und geringen Temperaturabhängigkeit des HTP eine Mischung mit hoher helikaler Verdrillung und geringer Temperaturabhängigkeit erzielt werden kann. Somit sind cholesterische Mischungen mit hoher Helligkeit und geringer Temperaturabhängigkeit der Reflexionsfarbe selbst bei Verwendung nur eines chiralen Dotierstoffs nach Formel I erhältlich. Dies stellt einen erheblichen Vorteil gegenüber dem Stand der Technik dar, nach dem es häufig erforderlich ist, zwei oder mehr Dotierstoffe zu verwenden, um Kristallisation zu verhindern, und zwei Dotierstoffe mit entgegengesetzter Temperaturabhängigkeit der helikalen Verdrillung zu veewenden (z.B. einen mit positiver und einen mit negativer Temperaturabhängigkeit), um gute Temperaturkompensation der Reflexionswellenlänge zu erzielen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft daher ein cholesterisches Flüssigkristallmedium, insbesondere für die Verwendung in SSCT- und PSCT-Anzeigen, enthaltend einen chiralen Dotierstoff, bei dem es sich um eine Verbindung der Formel I handelt, vorzugsweise in einer Menge von 1 bis 20%, insbesondere 2 bis 15%.
Für die oben beschriebenen Anwendungen enthält die Flüssigkristallmischung vorzugsweise eine chirale Komponente, die mindestens eine chirale Verbindung der Formel I enthält, und eine nematische Komponente, die eine oder mehrere nematische oder nematogene Verbindungen enthält.
Vorzugsweise besteht die Flüssigkristallmischung aus 2 bis 25, vorzugsweise aus 3 bis 15 Verbindungen, von denen mindestens eine eine chirale Verbindung der Formel I ist. Die anderen Verbindungen, welche die nematische Komponente bilden, sind vorzugsweise niedermolekulare Flüssigkristallverbindungen, die aus nematischen oder nematogenen Substanzen ausgewählt sind, beispielsweise aus den bekannten Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexancarbonsäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexylphenylester der Benzoesäure, der Cyclohexancarbonsäure und der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4'-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridazine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-(4-phenylcyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexyl-phenylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane, substituierten Zimtsäuren und weiteren Klassen von nematischen oder nematogenen Substanzen. Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Verbindungen können auch lateral ein- oder zweifach fluoriert sein.
Die Flüssigkristallmischung dieser bevorzugten Ausführungsform basiert auf derartigen achiralen Verbindungen.
Die wichtigsten Verbindungen, die als Komponenten dieser Flüssigkristallmischungen möglich sind, lassen sich durch die folgende Formel R'-L'-G'-E-R'' darstellen, worin L' und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander einen zweiwertigen Rest aus der Gruppe, die durch -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -B-Phe- und -B-Cyc- und deren Spiegelbilder gebildet wird, bedeuten, wobei Phe unsubstituiertes oder fluorsubstituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und B 2-(trans-1,4-Cyclohexyl)ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeutet.
G' ist in diesen Verbindungen aus den folgenden zweiwertigen Gruppen ausgewählt: -CH=CH-, -N(O)N-, -CH=CY-, -CH=N(O)-, -C≡C-, -CH₂-CH₂-, -CO-O-, -CH₂-O-, -CO-S-, -CH₂-S-, -CH=N-, -COO-Phe-COO- oder eine Einfachbindung, wobei Y Halogen, vorzugsweise Chlor, oder -CN bedeutet.
R' und R'' bedeuten jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy, Alkanoyloxy, Alkoxycarbonyl oder Alkoxycarbonyloxy mit 1 bis 18, vorzugsweise 3 bis 12 C-Atomen, oder alternativ bedeutet eins von R' und R'' F, CF₃, OCF₃, Cl, NCS oder CN.
In den meisten dieser Verbindungen bedeuten R' und R'' jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit verschiedener Kettenlänge, worin die Summe der C-Atome in nematischen Medien im Allgemeinen zwischen 2 und 9, vorzugsweise zwischen 2 und 7 liegt.
Viele dieser Verbindungen oder deren Mischungen sind im Handel erhältlich. Alle diese Verbindungen sind entweder bekannt oder lassen sich nach an sich bekannten Methoden herstellen, 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 jedoch nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.
Polymerisierbare Verbindungen der Formel I oder polymerisierbare Flüssigkristallmischungen enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formel I eignen sich zur Herstellung polymerisierbarer Mischungen, die beispielsweise in polymerstabilisierten Flüssigkristallanzeigen wie PSCT (polymer stabilized cholesteric texture) verwendet werden können, und anisotroper Polymergels, die beispielsweise in Anzeigen des Streutyps verwendet werden können.
Anisotrope Polymergele und diese enthaltende Anzeigen sind beispielsweise in DE 195 04 224 und GB 2 279 659 offenbart.
Die chiralen Verbindungen der Formel I und die diese enthaltenden polymerisierbaren Flüssigkristallmischungen eignen sich besonders für die Herstellung anisotroper Polymerfolien mit helikal verdrillter Molekülstruktur mit einheitlicher planarer Orientierung, d.h. worin die Helixachse senkrecht zur Folienebene ausgerichtet ist.
So können orientierte cholesterische Polymerfolien beispielsweise als reflektierende Breitbandpolarisatoren, wie z.B. in der EP 0 606 940 , WO 97/35219 oder EP 0 982 605 beschrieben, als Farbfilter, für Sicherheitskennzeichnungen oder für die Herstellung von Flüssigkristallpigmenten für dekorative und Sicherheitsnutzungen verwendet werden.
Für die Herstellung von anisotropen Polymergelen oder orientierten Polymerfolien sollte die Flüssigkristallmischung mindestens eine polymerisierbare Verbindung enthalten, bei der es sich um eine Verbindung der Formel I oder eine zusätzliche polymerisierbare mesogene oder flüssigkristalline Verbindung handeln kann.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind daher polymerisierbare Flüssigkristallmischungen, enthaltend mindestens eine chirale Verbindung der Formel I.
Beispiele geeigneter polymerisierbarer mesogener Verbindungen, die als Komponenten für die polymerisierbare Flüssigkristallmischung verwendet werden können, werden z.B. in WO 93/22397, EP 0 261 712 , DE 195 04 224 , WO 95/22586 und WO 97/00600 offenbart. Die in diesen Schriften offenbarten Verbindungen sind jedoch lediglich als Beispiele zu betrachten, die den Schutzbereich dieser Erfindung nicht einschränken sollen.
Vorzugsweise enthält die polymerisierbare Flüssigkristallmischung mindestens eine polymerisierbare mesogene Verbindung mit einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe und mindestens eine polymerisierbare mesogene Verbindung mit zwei oder mehr polymerisierbaren funktionellen Gruppen.
Beispiele besonders geeigneter monoreaktiver chiraler und achiraler polymerisierbarer mesogener Verbindungen sind in der folgenden Liste von Verbindungen angegeben, die jedoch nur als illustrativ zu betrachten ist und die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken, sondern vielmehr erklären soll:

worin P eine der oben angegebenen Bedeutungen hat, x eine ganze Zahl von 1 bis 12 bedeutet, A und D 1,4-Phenylen oder 1,4-Cyclohexylen bedeuten, v 0 oder 1 bedeutet, Y⁰ eine polare Gruppe bedeutet, R⁰ eine unpolare Alkyl- oder Alkoxygruppe bedeutet, Ter einen Terpenoid-Rest wie z.B. Menthyl bedeutet, Chol eine Cholesterylgruppe bedeutet und L¹ und L² jeweils unabhängig H, F, Cl, CN, OH, NO₂ oder eine gegebenenfalls halogenierte Alkyl-, Alkoxy- oder Carbonylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten.
Die polare Gruppe Y⁰ steht vorzugsweise für CN, NO₂, Halogen, OCH₃, OCN, SCN, COR⁵, COOR⁵ oder eine mono-, oligo- oder polyfluorierte Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 4 C-Atomen. R⁵ steht für gegebenenfalls fluoriertes Alkyl mit 1 bis 4, vorzugsweise 1 bis 3 C-Atomen. Besonders bevorzugt ist die polare Gruppe Y⁰ aus F, Cl, CN, NO₂, OCH₃, COCH₃, COC₂H₅, COOCH₃, COOC₂H₅, CF₃, C₂F₅, OCF₃, OCHF₂ und OC₂F₅, insbesondere F, Cl, CN, OCH₃ und OCF₃ ausgewählt.
Die nicht polare Gruppe R⁰ ist vorzugsweise eine Alkylgruppe mit 1 oder mehreren, vorzugsweise 1 bis 15 C-Atomen oder eine Alkoxygruppe mit 2 oder mehr, vorzugsweise 2 bis 15 C-Atomen.
Beispiele geeigneter direaktiver chiraler und achiraler polymerisierbarer mesogener Verbindungen sind in der folgenden Liste von Verbindungen angegeben, die jedoch nur als illustrativ zu betrachten ist und die vorliegende Erfindung in keiner Weise einschränken, sondern vielmehr erklären soll
worin P, x, D, L¹ und L² eine der oben angegebenen Bedeutungen haben und y eine ganze Zahl von 1 bis 12, die gleich oder verschieden von x ist, bedeutet.
Ein polymerisierbares Flüssigkristallmaterial gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform wie oben beschrieben enthält einen oder mehrere chirale Dotierstoffe, die selber nicht notwendig eine flüssigkristalline Phase aufweisen und gute planare Orientierung ergeben müssen, insbesondere nicht polymerisierbare chirale Dotierstoffe.
Die mono- und difunktionellen polymerisierbaren mesogenen Verbindungen der obigen Formeln V und VI lassen sich nach an sich bekannten Methoden herstellen, die in den oben genannten Schriften und beispielsweise in Standardwerken der organischen Chemie wie z.B. Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Thieme-Verlag, Stuttgart, beschrieben sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthalten die polymerisierbaren Flüssigkristallmischungen mindestens eine erfindungsgemäße chirale Verbindung, mindestens eine monofunktionelle Verbindung der Formeln Va–Vm und mindestens eine bifunktionelle polymerisierbare Verbindung der Formeln VIa–VIe.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die polymerisierbaren Flüssigkristallmischungen mindestens eine erfindungsgemäße chirale Verbindung und mindestens zwei monofunktionelle Verbindungen der Formeln Va–Vm.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine anisotrope Polymerfolie mit einer ausgerichteten chiralen flüssigkristallinen Phase, erhältlich durch (Co-)Polymerisieren einer Flüssigkristallmischung, die mindestens eine chirale Verbindung der Formel I und mindestens eine polymerisierbare mesogene Verbindung, vorzugsweise aus Formel Va–Vm und VIa–VIe ausgewählt, und/oder mindestens eine polymerisierbare chirale Verbindung der Formel I enthält.
Zur Herstellung einer anisotropen Polymerfolie mit einer chiralen flüssigkristallinen Phase mit einheitlicher Ausrichtung kann man den polymerisierbaren Flüssigkristall auf ein Substrat auftragen, ausrichten und in situ polymerisieren, beispielsweise durch Einwirkung von Hitze oder aktinischer Strahlung, um die einheitliche Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle zu fixieren. Orientieren und Härten werden in der flüssigkristallinen Phase der Mischung durchgeführt.
Unter aktinischer Strahlung wird Bestrahlung mit Licht, wie UV-Licht, IR-Licht oder sichtbarem Licht, Bestrahlung mit Röntgen- oder Gammastrahlen oder Bestrahlung mit hochenergetischen Teilchen, wie Ionen oder Elektronen, verstanden. Als Quelle für aktinische Strahlung lässt sich z.B. eine einzelne UV-Lampe oder ein Satz von UV-Lampen verwenden. Eine andere mögliche Quelle für aktinische Strahlung ist ein Laser, wie z.B. ein UV-Laser, ein IR-Laser oder ein sichtbarer Laser.
Beim Polymerisieren mit UV-Licht kann man beispielsweise einen Photoinitiator verwenden, der unter UV-Bestrahlung zerfällt und freie Radikale oder Ionen bildet, welche die Polymerisationsreaktion starten.
Ebenso ist es möglich, beim Härten reaktiver Mesogene mit z.B. reaktiven Vinyl- und Epoxidgruppen einen kationischen Photoinitiator zu verwenden, der statt mit freien Radikalen mit Kationen photohärtet.
Als Photoinitiator für die radikalische Polymerisation lässt sich z.B. das handelsübliche Irgacure 651, Irgacure 184, Darocure 1173 oder Darocure 4205 (alle erhältlich bei Ciba Geigy AG) verwenden, während man bei kationischer Photopolymerisation das handelsübliche UVI 6974 (Union Carbide) verwenden kann.
Vorzugsweise enthält die polymerisierbare Flüssigkristallmischung, welche polymerisierbare chirale Verbindungen der Formel I und/oder polymerisierbare mesogene Verbindungen der Formeln V und VI enthält, zusätzlich 0,01 bis 10 Gew.-%, insbesondere 0,05 bis 8 Gew.-%, ganz bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-% eines Photoinitiators, besonders bevorzugt eines UV-Photoinitiators.
Vorzugsweise wird die Polymerisation unter Inertgasatmosphäre, bevorzugt unter Stickstoffatmosphäre durchgeführt.
Als Substrat lässt sich beispielsweise eine Glas- oder Quarzplatte sowie eine Kunststofffolie verwenden. Es ist auch möglich, vor, während und/oder nach der Polymerisation ein zweites Substrat auf die aufgetragene Mischung zu legen. Die Substrate können nach der Polymerisation gegebenenfalls entfernt werden. Verwendet man beim Härten mit aktinischer Strahlung zwei Substrate, so muss mindestens ein Substrat für die für die Polymerisation verwendete aktinische Strahlung durchlässig sein.
Man kann isotrope oder doppelbrechende Substrate verwenden. Wenn das Substrat nach der Polymerisation nicht von der polymerisierten Folie entfernt wird, verwendet man vorzugsweise isotrope Substrate.
Vorzugsweise ist mindestens ein Substrat ein Kunststoffsubstrat, wie beispielsweise eine Folie aus Polyester wie Polyethylenterephthalat (PET), aus Polyvinylalkohol (PVA), Polycarbonat (PC) oder Triacetylcellulose (TAC), besonders bevorzugt eine PET- oder eine TAC-Folie. Als doppelbrechendes Substrat kann man beispielsweise eine uniaxial verstreckte Kunststofffolie verwenden. PET-Folien sind z.B. unter dem Handelsnamen Melinex von ICI Corp. erhältlich.
Vorzugsweise trägt man die polymerisierbare Flüssigkristallmischung I als dünne Schicht auf ein Substrat oder zwischen Substrat auf und orientiert sie in ihrer chiralen Mesophase in eine planare Ausrichtung, worin sich die Achse der Molekülhelix quer zur Schicht erstreckt.
Eine planare Ausrichtung lässt sich beispielsweise durch Scheren der Mischung, z.B. mit einer Rakel, erreichen. Es ist auch möglich, ein zweites Substrat auf das aufgetragene Material aufzulegen. In diesem Falle reicht die Scherbeanspruchung, die durch das Zusammenbringen der beiden Substrate erzeugt wird, für eine gute Orientierung aus. Es ist auch möglich, auf mindestens eines der Substrate eine Orientierungsschicht, z.B. eine Schicht aus geriebenem Polyimid oder gesputtertem SiO_x, aufzubringen, oder an die aufgetragene Mischung ein elektrisches oder magnetisches Feld anzulegen, um eine planare Orientierung zu induzieren oder zu verstärken. In einem bevorzugten Verfahren wird eine planare Orientierung durch Zugabe von einer oder mehreren oberflächenaktiven Verbindungen zur polymerisierbaren Mischung induziert oder verstärkt.
In einigen Fällen ist das Aufbringen eines zweiten Substrates nicht nur vorteilhaft, um die Orientierung der polymerisierbaren Mischung zu unterstützen, sondern auch, um Sauerstoff auszuschließen, der die Polymerisation hemmen könnte. Alternativ kann die Härtung unter Inertgasatmosphäre durchgeführt werden. Bei Verwendung geeigneter Photoinitiatoren und hoher Lampenleistung ist jedoch auch eine Härtung an der Luft möglich. Bei Verwendung eines kationischen Photoinitiators ist Sauerstoffausschluss meistens nicht erforderlich, Wasser sollte jedoch ausgeschlossen werden.
Eine ausführliche Beschreibung der in-situ-Polymerisation polymerisierbarer mesogener Verbindungen findet sich in D. J. Broer et al., Makromolekulare Chemie 190, 2255 (1989).
Eine polymerisierbare Flüssigkristallmischung zur Herstellung anisotroper Polymerfolien enthält vorzugsweise 0,1 bis 35 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 15 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0,5 bis 5 Gew.-% einer oder mehrerer polymerisierbarer chiraler Verbindungen der Formel I.
Bevorzugt sind polymerisierbare Flüssigkristallmischungen, die 1 bis 3 chirale Verbindungen der Formel I enthalten.
Die erfindungsgemäßen polymerisierbaren Flüssigkristallmischungen können zusätzlich eine oder mehrere weitere geeignete Komponenten, wie zum Beispiel Katalysatoren, Sensibilisierer, Stabilisato ren, co-reagierende Monomere oder oberflächenaktive Verbindungen, enthalten.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält die erfindungsgemäße polymerisierbare Flüssigkristallmischung einen Stabilisator, der verwendet wird, um unerwünschte spontane Polymerisation, zum Beispiel während der Lagerung der Zusammensetzung, zu verhindern. Als Stabilisatoren lassen sich im Prinzip alle Verbindungen verwenden, die dem Fachmann für diesen Zweck bekannt sind. Diese Verbindungen sind in großer Vielfalt im Handel erhältlich. Typische Beispiele für Stabilisatoren sind 4-Ethoxyphenol oder Butylhydroxytoluol (BHT).
Es ist auch möglich, der polymerisierbaren Zusammensetzung alternativ oder zusätzlich zu den multifunktionellen polymerisierbaren mesogenen Verbindungen bis zu 20% einer nicht mesogenen Verbindung mit zwei oder mehr polymerisierbaren funktionellen Gruppen zuzusetzen, um die Vernetzung der Polymere zu erhöhen.
Typische Beispiele für difunktionelle nicht mesogene Monomere sind Alkyldiacrylate oder Alkyldimethacrylate mit Alkylgruppen mit 1 bis 20 C-Atomen. Typische Beispiele für nicht mesogene Monomere mit mehr als zwei polymerisierbaren Gruppen sind Trimethylpropantrimethacrylat oder Pentaerythrittetraacrylat.
Die Polymerisation von erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, die Verbindungen mit nur einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe enthalten, führt zu linearen Polymeren, während man in Gegenwart von Verbindungen mit mehr als einer polymerisierbaren funktionellen Gruppe vernetzte Polymere erhält.
Für die Herstellung anisotroper Polymergele können die Flüssigkristallmischungen wie oben beschrieben in situ polymerisiert werden, eine Orientierung der polymerisierbaren Mischung ist in diesem Falle jedoch nicht notwendig.
Die erfindungsgemäßen chiralen Verbindungen der Formel I und diese enthaltende Flüssigkristallmischungen, Flüssigkristallpolymere oder Flüssigkristallpigmente eignen sich auch für die Verwendung in kosmetischen und pharmazeutischen Zusammensetzungen, z.B. für farbiges Make-up wie in EP 815 826 beschrieben oder als UV-Filter zum Schutz der menschlichen Haut oder des menschlichen Haars, insbesondere zum Schutz gegen UV-A- und UV-B-Strahlung, wie beispielsweise in DE 196 29 761 oder EP 1 038 941 beschrieben. Die erfindungsgemäßen Dotierstoffe haben ein hohes HTP, daher sind nur kleine Mengen erforderlich, um eine kurze Ganghöhe zu erzielen, was ein Material ergibt, das Reflexion im UV-Bereich zeigt und sich als UV-Filter eignet.
Eine Flüssigkristallmischung, ein Flüssigkristallpolymer oder ein Flüssigkristallpigment, die bzw. das eine chirale Verbindung der Formel I enthält und UV-Licht, insbesondere einer Wellenlänge von 200 bis 400 nm, reflektiert, stellt einen weiteren Gegenstand der Erfindung dar. Ein weiterer Gegenstand ist eine kosmetische Zusammensetzung, insbesondere eine kosmetische oder pharmazeutische Zusammensetzung zum Schutz der menschlichen Haut oder des menschlichen Haars, enthaltend als UV-Filter eine Flüssigkristallmischung, ein Flüssigkristallpolymer oder ein Flüssigkristallpigment, die bzw. das eine chirale Verbindung der Formel I enthält und UV-Licht, insbesondere in einem Wellenlängenbereich von 200–440 nm, besonders von 280–400 nm, 200–230 nm (UV-C) und 280–330 nm (UV-B), reflektiert.
Aus der vorhergehenden Beschreibung kann ein Fachmann leicht die wesentlichen Merkmale dieser Erfindung erkennen und kann, ohne vom Grundgedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen, verschiedene Änderungen und Anpassungen der Erfindung durchführen, um sie verschiedenen Anwendungen und Umständen anzupassen.
Auch ohne weitere Ausführungen wird davon ausgegangen, dass ein Fachmann die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der obigen Beschreibung im weitesten Umfang nutzen kann. Die folgenden Beispiele sind deswegen lediglich als beschreibend und keineswegs als den Rest der Offenbarung in irgendeiner Weise limitierend aufzufassen.
Vorstehend und in den folgenden Beispielen sind alle Temperaturen unkorrigiert in Grad Celsius angegeben und bedeuten Teile und Prozente Gewichtsteile und -prozent, wenn nicht anders angegeben.
Die Werte des helikalen Verdrillungsvermögens HTP einer chiralen Verbindung in einem Flüssigkristall-Host sind nach der Gleichung HTP = (p·c)^–1 in μm^–1, in der p die Ganghöhe der Molekülhelix in μm und c die Gewichtskonzentration der chiralen Verbindung im Host in relativen Werten (eine Konzentration von 1 Gew.-% entspricht also z.B. einem c-Wert von 0,01) darstellt, angegeben.
Die folgenden Abkürzungen werden verwendet, um das flüssigkristalline Phasenverhalten der Verbindungen darzustellen: C = kristallin; N = nematisch; S = smektisch; N*, Ch = chiral nematisch oder cholesterisch; 1 = isotrop. Die Zahlen zwischen diesen Symbolen stellen die Phasenübergangstemperaturen in Grad Celsius dar. Weiterhin ist Smp. der Schmelzpunkt, Δn die Doppelbrechung bei 589 nm und 20°C und Δε die dielektrische Anisotropie bei 20°C. C* bezeichnet in einer chemischen Formel ein chirales C-Atom. DCC steht für N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid, DMAP für 4-Dimethylaminopyridin, DCM für Dichloromethan. „Übliche Aufarbeitung" bedeutet: Man gibt, falls erforderlich, Wasser hinzu, extrahiert mit Dichlormethan, Diethylether oder Toluol, trennt die Phasen, trocknet die organische Phase und dampft sie ein und reinigt das Produkt durch Kristallisation und/oder Chromatographie.
Wenn nicht anders angegeben, wurden die HTP-Werte der Beispiele in der im Handel erhältlichen Flüssigkristall-Host-Mischung BL087 (Merck KGaA, Darmstadt, Deutschland) bei einer Konzentration von 5% und einer Temperatur von 20°C bestimmt.
Beispiel 1 Verbindung (1) wird nach dem folgenden Reaktionsschema hergestellt
Herstellung des Monoesters (Verbindung 1a)
Isosorbid (3,8 g, 0,026 mol), 4-n-Pentylbenzoesäure (5,0 g, 0,026 mol) und N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid (5,36 g, 0,052 mol) wurden in Dichlormethan (100 ml) zusammengegeben. 4-Dimethylaminopyridin (0,1 g, Katalysator) wurde zugegeben und das Reaktionsgemisch unter Feuchtigkeitsausschluss (CaCl₂-Sicherheitsrohr) über Nacht bei Raumtemperatur gerührt. N,N-Dicyclohexylharnstoff wurde abfiltriert und das Filtrat wurde mit Wasser (3 × 100 ml) gewaschen, mit wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck am Rotationsverdampfer entfernt. Das Rohprodukt wurde einer Flash-Säulenchromatographie über MERCK 40–63 μm Kieselgel, Laufmittel Toluol:Essigester 3:2 unterworfen; Ausbeute 4,11 g (49,5%).
Herstellung des Säurechlorids (Verbindung 1b)
Die Zweiringsäure (1,55 g, 0,00496 mol) und Thionylchlorid (0,64 g, 0,00546 mol) wurden in Dichlormethan (20 ml) zusammengegeben. N-Methylpyrrolidon wurde zugegeben, und die Reaktionsmischung wurde gerührt und am Rückfluss bis zum Erhalt einer klaren Lösung und dann noch weitere 2 Stunden erhitzt. Die Reaktionsmischung wurde unter vermindertem Druck am Rotationsverdampfer zur Trockne eingedampft. Das Rohprodukt wurde ohne weitere Reinigung im nächsten Schritt eingesetzt.
Herstellung des asymmetrischen Diesters (Verbindung 1)
Der Monoester (1,44 g, 0,00451 mol), Triethylamin (2,28 g, 0,0025 mol) und Dichlormethan (20 ml) wurden unter Rühren bei 25°C zusammengegeben. Das Säurechlorid (1,64 g, 0,00496 mol) in Dichlormethan (20 ml) wurde zugetropft und die Reaktionsmischung 24 Stunden unter Stickstoffatmosphäre gerührt. Dann wurde in Wasser gegossen und mit Dichlormethan (50 ml) extrahiert. Der organische Extrakt wurde mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck am Rotationsverdampfer entfernt. Das Rohprodukt wurde einer Flash-Säulenchromatographie über MERCK 40–63 μm Kieselgel, Laufmittel Dichlormethan unterworfen. Das säulenchromatographierte Material wurde aus Ethanol umkristallisiert und im Vakuumtrockenschrank bei 40°C 24 Stunden getrocknet; Ausbeute 0,92 g (33,2%).
Die folgenden Verbindungen lassen sich analog herstellen
Die entsprechenden Isomere 1*, 2* und 3* der Verbindungen 1–3, bei denen sich der Zweiring in 2-Position am Isosorbidkern befindet, wurden unter Verwendung der Zweiringsäure im ersten Schritt analog hergestellt.
Das HTP und die Temperaturabhängigkeit der Reflexionswellenlänge der Verbindungen 1–3 und ihrer Isomere 1*–3* im Temperaturbereich von –20°C bis +80°C wurden in der nematischen Host- Mischung BL087 bei einer Konzentration von 5% gemessen. Die Löslichkeit der Verbindungen 1–3 und ihrer Isomere 1*–3* wurde gemessen, indem man eine Mischung der jeweiligen Verbindung in BL087 mit einer Konzentration von 20% herstellte. Die Mischungen wurden 1 Woche bei Raumtemperatur stehen gelassen, um Kristallisation zu berücksichtigen. Dann wurden die Mischungen filtriert und die Reflexionswellenlänge wurde gemessen und die Konzentration der in der Mischung verbliebenen chiralen Verbindung aus dem bekannten HTP der Verbindungen berechnet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
Tabelle 1: Vergleich der Verbindungen 1–3 und ihrer Isomere 1*–3*
Die erfindungsgemäßen Verbindungen 1–3 besitzen ein höheres HTP und eine erheblich höhere Löslichkeit in der nematischen Host-Mischung als ihre Isomere 1*–3*.

Claims

Chirale Verbindungen der Formel I
worin R¹ und R² unabhängig voneinander F, Cl, Br, I, CN, SCN, SF₅, geradkettiges oder verzweigtes Alkyl mit bis zu 30 C-Atomen, das unsubstituiert oder ein- oder mehrfach durch F, Cl, Br, I oder CN substituiert sein kann, wobei auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, -NH-, -NR⁰-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH=CH- oder -C≡C- so ersetzt sein können, dass O- und/oder S-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, oder P-Sp-X bedeuten, R⁰ H oder Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet, P eine polymerisierbare Gruppe bedeutet, Sp eine Spacergruppe oder eine Einfachbindung bedeutet, X -O-, -S-, -OCH₂-, -CH₂O-, -CO-, -COO-, -OCO-, -OCO-O-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CH=CH-COO-, -OOC-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeutet, X¹ -CO-, -OCO-, -NR⁰-CO-, -CH=CH-CO-, -CH₂-, -C₂H₄-, -CF₂- oder eine Einfachbindung bedeutet, X² -CO-, -COO-, -CO-NR⁰-, -CO-CH=CH-, -CH₂-, -C₂H₄-, -CF₂- oder eine Einfachbindung bedeutet, Z¹ und Z² unabhängig voneinander -O-, -S-, -CO-, -COO-, -OCO-, -O-COO-, -CO-NR⁰-, -NR⁰-CO-, -OCH₂-, -CH₂O-, -SCH₂-, -CH₂S-, -CF₂O-, -OCF₂-, -CF₂S-, -SCF₂-, -CH₂CH₂-, -CF₂CH₂-, -CH₂CF₂-, -CF₂CF₂-, -CH=N-, -N=CH-, -N=N-, -CH=CH-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CF=CF-, -C≡C-, -CH=CH-COO-, -OCO-CH=CH- oder eine Einfachbindung bedeuten, A¹ und A² unabhängig voneinander eine aliphatische oder aromatische carbocyclische oder heterocyclische Gruppe mit bis zu 16 C-Atomen bedeuten, die auch anellierte Ringe enthalten und unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit L substituiert sein kann, L Halogen oder eine Cyan-, Nitro-, Alkyl-, Alkoxy-, Alkylcarbonyl- oder Alkoxycarbonylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet, worin ein oder mehrere H-Atome durch F oder Cl substituiert sein können, m1 1, 2 oder 3 bedeutet und m2 0, 1, 2 oder 3 bedeutet, mit der Maßgabe, dass die Gesamtzahl anellierter oder nicht anellierter Ringe in der Gruppe (Z¹-A¹)_m1 größer als in der Gruppe (A²-Z²)_m2 ist.
Chirale Verbindungen nach Anspruch 1, worin A¹ und A² ausgewählt sind aus 1,4-Phenylen, in dem zusätzlich eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, 1,4-Cyclohexylen, in dem zusätzlich eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O und/oder S ersetzt sein können, 1,3-Dioxolan-4,5-diyl, 1,4-Cyclohexenylen und Piperidin-1,4-diyl, wobei alle diese Gruppen unsubstituiert oder ein- oder mehrfach mit L wie in Formel I definiert substituiert sein können, und worin m1 > m2.
Chirale Verbindungen nach Anspruch 1 oder 2, worin m1 2 und m2 1 ist.
Chirale Verbindungen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, worin X¹ und X² -CO- bedeuten.
Chirale Verbindungen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, worin A¹ und A² ausgewählt sind aus trans-1,4-Cyclohexylen und 1,4-Phenylen, wobei Letzteres unsubstituiert oder mit bis zu 4 Gruppen L substituiert ist.
Chirale Verbindungen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, worin Z¹ und Z² -COO-, -OCO oder eine Einfachbindung bedeuten.
Chirale Verbindungen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, worin R¹ und/oder R² eine polymerisierbare Gruppe P-Sp-X bedeutet.
Chirale Verbindungen nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, ausgewählt aus den folgenden Formeln

worin R und R' eine der Bedeutungen von R¹ in Anspruch 1 besitzen und die Phenylenringe auch durch 1, 2 oder 3 Gruppen L wie in Anspruch 1 definiert substituiert sein können.
Flüssigkristallmischung enthaltend mindestens eine chirale Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8.
Polymerisierbare Flüssigkristallmischung enthaltend mindestens eine Verbindung der Formel I nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 und mindestens eine polymerisierbare mesogene Verbindung, bei der es sich um die Verbindung der Formel I und/oder eine zusätzliche polymerisierbare mesogene Verbindung handeln kann.
Chirales lineares oder vernetztes Flüssigkristallpolymer erhältlich durch Polymerisieren einer Mischung nach Anspruch 10.
Verwendung einer chiralen Verbindung, einer chiralen Flüssigkristallmischung oder eines chiralen Polymers nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 in Flüssigkristallanzeigen, wie zum Beispiel STN-, TN-, AMD-TN-, Temperaturkompensations-, ferroelektrischen, Guest-Host-, Phasenwechselanzeigen oder Anzeigen mit oberflächenstabilisierter oder polymerstabilisierter cholesterischer Textur (SSCT, PSCT), in aktiven und passiven optischen Elementen wie Polarisatoren, Kompensatoren, Orientierungsschichten, Farbfiltern oder holographischen Elementen, in Klebstoffen, Kunstharzen mit anisotropen mechanischen Eigenschaften, kosmetischen oder pharmazeutischen Zusammensetzungen, z.B. als UV-Filter, Diagnostika, Flüssigkristallpigmenten, für dekorative und Sicherheitsanwendungen, in der nichtlinearen Optik, in der optischen Datenspeicherung oder als chirale Dotierstoffe.
Flüssigkristallanzeige enthaltend eine Flüssigkristallmischung nach Anspruch 9 oder 10.
Cholesterische Flüssigkristallmischung enthaltend eine chirale Komponente, die mindestens eine chirale Verbindung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8 enthält, und weiterhin enthaltend eine nematische Komponente, die eine oder mehrere nematische oder nematogene Verbindungen enthält.
Cholesterische oder SSCT-Anzeige enthaltend eine Mischung nach Anspruch 14.
Farbfilter, reflektierender Breitbandpolarisator, Strukturfolie oder Sicherheitskennzeichnung erhalten aus einer polymerisierbaren Mischung nach Anspruch 10.