DE10027066A1 - TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen - Google Patents

TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen

Info

Publication number
DE10027066A1
DE10027066A1 DE10027066A DE10027066A DE10027066A1 DE 10027066 A1 DE10027066 A1 DE 10027066A1 DE 10027066 A DE10027066 A DE 10027066A DE 10027066 A DE10027066 A DE 10027066A DE 10027066 A1 DE10027066 A1 DE 10027066A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
liquid crystal
compounds
formula
dielectric anisotropy
crystal display
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE10027066A
Other languages
English (en)
Inventor
Harald Hirschmann
Georg Weber
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Priority to DE10027066A priority Critical patent/DE10027066A1/de
Priority to DE10030459A priority patent/DE10030459B4/de
Publication of DE10027066A1 publication Critical patent/DE10027066A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00—Carboxylic acid nitriles
    • C07C255/49—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
    • C07C255/55—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton containing cyano groups and esterified hydroxy groups bound to the carbon skeleton
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00—Carboxylic acid nitriles
    • C07C255/49—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C255/00—Carboxylic acid nitriles
    • C07C255/49—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton
    • C07C255/50—Carboxylic acid nitriles having cyano groups bound to carbon atoms of six-membered aromatic rings of a carbon skeleton to carbon atoms of non-condensed six-membered aromatic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/02—Liquid crystal materials characterised by optical, electrical or physical properties of the components, in general
    • C09K19/0208—Twisted Nematic (T.N.); Super Twisted Nematic (S.T.N.); Optical Mode Interference (O.M.I.)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
    • C09K19/46—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft TN- und STN-Anzeigen mit sehr kurzen Schaltzeiten und guten Steilheiten und Winkelabhängigkeiten sowie die darin verwendeten neuen nematischen Flüssigkristallmischungen, die sich dadurch auszeichnen, daß sie mindestens eine Verbindung der Formel IA enthalten DOLLAR F1 worin DOLLAR A R 3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen bedeutet, DOLLAR A und mindestens eine Verbindung der Formel IB enthalten DOLLAR F2 worin DOLLAR A R 1 und R 2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen ist, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH 2 -Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und DOLLAR A L H oder F bedeutet.

Description

Die Erfindung betrifft verdrillte und hochverdrillte nematische Flüssigkristallanzeigen (englisch: Twisted Nematic, kurz: TN; bzw. Supertwisted Nematic, kurz: STN) mit sehr kurzen Schaltzeiten und guten Steilheiten und Winkelabhängigkeiten sowie die darin verwendeten neuen nematischen Flüssigkristallmischungen.
TN-Anzeigen sind bekannt, z. B. aus M. Schadt und W. Helfrich, Appl. Phys. Lett., 18, 127 (1971). STN-Anzeigen sind bekannt, z. B. aus EP 0 131 216 B1; DE 34 23 993 A1; EP 0 098 070 A2; M. Schadt und F. Leenhouts, 17. Freiburger Arbeitstagung Flüssigkristalle (8.-10.04.87); K. Kawasaki et al., SID 87 Digest 391 (20.6); M. Schadt und F. Leenhouts, SID 87 Digest 372 (20.1); K. Katoh et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 26, No. 11, L 1784-L 1786 (1987); F. Leenhouts et al., Appl. Phys. Lett. 50 (21), 1468 (1987); H. A. von Sprang und H. G. Koopman, J. Appl. Phys. 62 (5), 1734 (1987); T. J. Scheffer und J. Nehring, Appl. Phys. Lett. 45 (10), 1021 (1984), M. Schadt und F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett. 50 (5), 236 (1987) und E. P. Raynes, Mol. Cryst. Liq. Cryst. Letters Vol. 4 (1), pp. 1-8 (1986). Der Begriff STN umfaßt hier jedes höher verdrillte Anzeigeelement mit einem Verdrillungswinkel dem Betrage nach zwischen 160° und 360°, wie beispielsweise die Anzeigeelemente nach Waters et al. (C. M. Waters et al., Proc. Soc. Inf. Disp. (New York) (1985) (3rd Intern. Display Conference, Kobe, Japan), die STN-LCD's (DE OS 35 03 259), SBE-LCD's (T. J. Scheffer und J. Nehring, Appl. Phys. Lett. 45 (1984) 1021), OMI-LCD's (M. Schadt und F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett. 50 (1987), 236, DST-LCD's (EP OS 0 246 842) oder BW-STN- LCD's (K. Kawasaki et al., SID 87 Digest 391 (20.6)).
Insbesondere STN-Anzeigen zeichnen sich im Vergleich zu Standard-TN- Anzeigen durch wesentlich bessere Steilheiten der elektrooptischen Kennlinie und damit verbundenen besseren Kontrastwerten sowie durch eine wesentlich geringere Winkelabhängigkeit des Kontrastes aus. Von besonderem Interesse sind TN- und STN-Anzeigen mit sehr kurzen Schaltzeiten insbesondere auch bei tieferen Temperaturen. Zur Erzielung von kurzen Schaltzeiten wurden bisher die Rotationsviskositäten der Flüssigkristallmischungen optimiert unter Verwendung von meist monotropen Zusätzen mit relativ hohem Dampfdruck. Die erzielten Schaltzeiten waren jedoch nicht für jede Anwendung ausreichend.
Zur Erzielung einer steilen elektrooptischen Kennlinie in TN- und STN- Anzeigen sollen die Flüssigkristallmischungen relativ große Werte für K3/K1 und relativ kleine Werte für Δε/ε⟂ aufweisen.
Über die Optimierung des Kontrastes und der Schaltzeiten hinaus werden an derartige Mischungen weitere wichtige Anforderungen gestellt:
  • 1. Breites d/p-Fenster
  • 2. Hohe chemische Dauerstabilität
  • 3. Hoher elektrischer Widerstand
  • 4. Geringe Frequenz- und Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.
Die erzielten Parameterkombinationen sind bei weitem noch nicht ausrei­ chend, insbesondere für Hochmultiplex- aber auch für Nieder- und Mittelmultiplex-STN (1/400). Zum Teil ist dies darauf zurückzuführen, daß die verschiedenen Anforderungen durch Materialparameter gegenläufig beeinflußt werden.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach TN- und STN- Anzeigen, insbesondere für hochauflösende Anzeigen (XGA), mit sehr kurzen Schaltzeiten bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, hoher Kennliniensteilheit, guter Winkelabhängigkeit des Kontrastes und niedriger Schwellenspannung, die den oben angegebenen Anforderungen gerecht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, TN- und STN-Anzeigen bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße und gleichzeitig niedrige Schwellenspannungen und sehr gute Steilheiten aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man nematische Flüssigkristallmischungen verwendet, die Verbindungen der Formel IA
in Kombination mit Verbindungen der Formel IB
enthalten,
worin
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen, und
L H oder F bedeuten.
Die Verwendung der Verbindungen der Formeln IA und IB in den Mischungen für erfindungsgemäße TN- und STN-Anzeigen bewirkt
  • - niedrige Viskositäten,
  • - breite nematische Phasenbereiche,
  • - hohe Steilheit der elektrooptischen Kennlinie, und
  • - niedrige Schwellenspannungen.
Die Verbindungen der Formel IA und IB erhöhen insbesondere deutlich die Steilheit von TN- und STN-Mischungen bei gleichzeitiger Erniedrigung der Schwellenspannung.
Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mischungen durch folgende Vorzüge aus
  • - sie besitzen eine niedrige Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung und der Operationsspannung,
  • - sie besitzen kurze Schaltzeiten auch bei niedrigen Temperaturen,
  • - sie bewirken lange Lagerzeiten im Display bei tiefen Temperaturen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Flüssigkristall-Display mit
  • - zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
  • - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie,
  • - Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten,
  • - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0 Grad bis 30 Grad, und
  • - einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwi­ schen 22,5° und 600°,
  • - einer nematischen Flüssigkristallmischung bestehend aus
    • a) 20-90 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente A, beste­ hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektri­ schen Anisotropie von über +1,5;
    • b) 10-80 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente B, beste­ hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektri­ schen Anisotropie zwischen -1,5 und +1,5;
    • c) 0-20 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente D, beste­ hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektri­ schen Anisotropie von unter -1,5 und
    • d) gegebenenfalls einer optisch aktiven Komponente C in einer Menge, daß das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nemati­ schen Flüssigkristallmischung etwa 0,2 bis 1,3 beträgt,
    dadurch gekennzeichnet, daß die Komponente A der Mischung mindestens eine Verbindung der Formel IA enthält,
    worin
    R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen bedeutet,
    und die Mischung mindestens eine Verbindung der Formel IB enthält,
    worin
    R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen ist, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und
    L H oder F bedeutet.
Gegenstand der Erfindung sind auch entsprechende Flüssigkristall­ mischungen zur Verwendung in TN- und STN-Anzeigen, insbesondere in mittel- und niedrigmultiplexierten STN-Anzeigen.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel IA sind solche der folgenden Formeln
worin R3a H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 bedeutet.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel IB sind solche, worin L F bedeutet.
Die Komponente A enthält neben den Verbindungen der Formel IA vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formeln II und/oder III,
worin
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
jeweils unabhängig voneinander
L1 bis L6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z1 -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung,
Z2 -CH2CH2-, -COO-, -C∼C- oder eine Einfachbindung,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1
bedeuten, wobei im Falle von Formel II die Verbindungen der Formel IA wie oben angegeben ausgeschlossen sind.
Bevorzugte Verbindungen der Formel II entsprechen den Unterformeln IIa bis IIh:
wobei R, L1, L2 und L3 die oben angegebene Bedeutung haben, und im Falle von Verbindungen der Formel IIb, worin L1 und L2 H bedeuten, R eine Alkyl- oder Alkoxygruppe ist.
Besonders bevorzugt sind Mischungen die eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Unterformeln enthalten
worin R die oben angegebene Bedeutung hat.
Weiterhin bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIh enthalten, worin L2 H und L1 H oder F, insbesondere F, bedeutet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält Komponente A zusätzlich Verbindungen der Formeln AI bis AIV:
worin
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen
durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
und Q1 jeweils unabhängig voneinander
Z3
-CH2CH2-, -CO-O-, -O-CO-
oder eine Einfachbindung bedeuten.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mischungen ein oder mehrere polare Verbindungen mit einem hohen Klärpunkt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen AIV1 bis AIV4:
In den Verbindungen AIV1 bis AIV4 können die 1,4-Phenylenringe auch lateral durch ein oder zwei Fluoratome substituiert sein. Bevorzugte Verbindungen dieses Typs sind die Verbindungen der Formeln AIV1-1, AIV1-2 und AIV1-3:
In den erfindungsgemäßen Mischungen, die Verbindungen der Formeln AIV1 bis AIV4 enthalten, liegt der Anteil dieser Verbindungen vorzugsweise bei ca. 2 bis 25%.
Bevorzugte Verbindungen der Formel III entsprechen den Unterformeln IIIa-IIIv:
worin R die oben angegebene Bedeutung besitzt und L3 und L4 unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Von den Verbindungen der Formeln IIIa bis IIIv besonders bevorzugt sind solche, worin L4 F bedeutet, ferner solche, worin L3 und L4 F bedeuten.
Bevorzugte Mischungen enthalten neben ein oder mehreren Verbindungen der Formeln IA und IB ein, zwei, drei oder mehrere Verbindungen der Formeln IIa, IIb, IIc, IIf, IIIb, IIId, IIIf, IIIh, IIIi, IIIm, IIIs, IIIt oder IIIu, vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIb, IIId, IIIh, IIIt oder IIIu und eine bis vier Verbindungen der Formeln IA und IB und eine bis drei Verbindungen der Formeln IIa, IIb und/oder IIc.
In den vor- und nachstehend genannten bevorzugten Verbindungen der Unterformeln zu Formeln II und III bedeutet R, soweit nicht anders vermerkt, vorzugsweise geradkettiges Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy, insbesondere Alkyl, mit 1 bis 12 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 7 C- Atomen.
Ferner bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Unterformel IIIb1 enthalten
worin R3 die in Formel IB angegebene Bedeutung hat.
R3 in den Verbindungen der Formel IIIb1 ist besonders bevorzugt Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 3E-Butenyl, 3E-Pentenyl, insbesondere Vinyl.
Die einzelnen Verbindungen, z. B. der Formeln II und III bzw. deren Unter­ formeln oder auch andere Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen STN-Anzeigen verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
Bevorzugte Flüssigkristallmischungen enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Komponente A vorzugsweise in einem Anteil von 15% bis 75%, besonders bevorzugt von 20% bis 65%. Diese Verbindungen besitzen eine dielektrische Anisotropie Δε ≧ +3 insbesondere Δε ≧ +8, besonders bevorzugt Δε ≧ +12.
Bevorzugte Flüssigkristallmischungen enthalten ein oder mehrere Verbindungen der Komponente B, vorzugsweise 10 bis 65%. Die Verbindungen der Gruppe B zeichnen sich insbesondere durch ihre niedrigen Werte für die Rotationsviskosität γ1 aus.
Die Komponente B enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der Formeln IV1 bis IV9:
worin R1 und R2 die in Formel IB angegebene Bedeutung haben.
Die Komponente B enthält zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der Formeln IV10 bis IV24,
worin R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben und die 1,4-Phe­ nylengruppen in IV10 bis IV19, IV23 und IV24 jeweils unabhängig vonein­ ander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert sein können.
Die Komponente B enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der For­ meln IV25 bis IV31:
worin R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben und L F oder H bedeutet. Die 1,4-Phenylengruppen in den Verbindungen IV25 bis IV31 können jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert sein können.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln IV25 bis IV31, worin R1 Alkyl und R2 Alkyl oder Alkoxy, insbesondere Alkoxy, jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen, bedeutet. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel IV25 und IV31, worin L F bedeutet.
R1 und R2 in den Verbindungen der Formeln IV1 bis IV30 bedeuten besonders bevorzugt geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C- Atomen.
Die Komponente B enthält gegebenenfalls eine oder mehrere Verbin­ dungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der Formeln VI und VII:
worin CrH2r+1 eine geradkettige Alkylgruppe und r ein ganze Zahl von 1 bis 9 ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mischungen eine oder mehrere Alkenylverbindungen der Formel V
worin
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
R4 eine der für R1 angegebenen Bedeutungen, oder, falls m 1 ist, gegebenenfalls auch Q-Y,
Q -CF2-, -OCF2-, -CFH-, -OCFH- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
m 0 oder 1, und
L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Formel V umfaßt folgende Verbindungen
worin R3, L1, L2, Q und Y die oben angegebenen Bedeutungen besitzen, und R4 eine der für R1 angegebenen Bedeutungen besitzt.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße TN- und STN-Anzeigen, die wenigstens eine Verbindung der Formel V-1 und/oder V-3, besonders bevorzugt jeweils wenigstens eine Verbindung der Formeln V-1 und V-3, enthalten.
In den Formeln V-1, V-2 und V-3 bedeutet R3 besonders bevorzugt 1E- alkenyl oder 3E-alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen.
Bevorzugte Verbindungen der Formel V-1 sind solche, worin R4 Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen bedeutet. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der folgenden Formeln
worin R3a und R4a jeweils unabhängig voneinander H, CH3, C2H5 oder n- C3H7 und alkyl eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße TN- und STN-Anzeigen, worin die Flüssigkristallmischung mindestens eine Verbindung der Formeln V-1a und/oder V-1c enthält, in denen R3a und R4a jeweils dieselbe Bedeutung aufweisen, sowie Anzeigen, worin die Flüssigkristallmischung mindestens eine Verbindung der Formel V-1e enthält.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen TN- und STN-Anzeigen eine oder mehrere Verbindungen der Formel V-2.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel V-2 sind solche, worin L1 und L2 H bedeuten, sowie solche, worin R4 Alkyl mit 1 bis 8, insbesondere 1, 2 oder 3 C-Atomen, und R3 1E-alkenyl oder 3E-alkenyl mit 2 bis 7, insbesondere 2, 3 oder 4 C-Atomen bedeuten.
Ganz besonders bevorzugte Verbindungen der Formel V2 sind solche der folgenden Formeln
worin R3a, R4a und alkyl die oben angegebene Bedeutung besitzen, insbesondere solche, worin R3a H bedeutet.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel V-3 sind solche, worin L1 und/oder L2 F und Q-Y F oder OCF3 bedeuten. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel I-3, worin R3 1E-alkenyl oder 3E-alkenyl mit 2 bis 7, insbesondere 2, 3 oder 4 C-Atomen bedeutet.
Die Verbindungen der Formeln V-1 und V-2 mit einer dielektrischen Anisotropie von -1.5 to + 1.5 sind der oben definierten Komponente B zuzuordnen. Die polaren Verbindungen der Formeln V-2 und V-3 mit einer dielektrischen Anisotropie von mehr als +1.5 sind der oben definierten Komponente A zuzuordnen.
Die Verwendung von Verbindungen der Formel V führt in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen zu besonders niedrigen Werten der Rotationsviskosität und zu TN- und STN-Anzeigen mit einer hohen Steilheit und schnellen Schaltzeiten insbesondere bei niedrigen Temperaturen.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen neben den Komponenten A, B, C und D zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Verbindungen der Formel VIII und IX
worin R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben.
Weiter bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen enthaltend mindestens eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel X bis XIV:
worin Hal F oder Cl und L H oder F ist und R die oben angegebene Bedeutung besitzt, insbesondere worin R Alkyl mit 1 bis 12 C-Atomen bedeutet.
Die flüssigkristallinen Mischungen enthalten gegebenenfalls eine optisch aktive Komponente C in einer Menge, daß das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nematischen Flüssigkristallmischung größer 0,2 ist. Für die Komponente stehen dem Fachmann eine Vielzahl, zum Teil kommerziell erhältlicher chiraler Dotierstoffe zur Verfügung z. B. wie Cholesterylnona­ noat, S-811 der Merck KGaA, Darmstadt und CB15 (BDH, Poole, UK). Die Wahl der Dotierstoffe ist an sich nicht kritisch.
Der Anteil der Verbindungen der Komponente C beträgt vorzugsweise 0 bis 10%, insbesondere 0 bis 5%, besonders bevorzugt 0 bis 3%.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfin­ dungsgemäßen Mischungen zusätzlich zu den Verbindungen der Formel IB ca. 2 bis 65%, insbesondere 5 bis 35% an flüssigkristallinen Tolan- Verbindungen. Hierdurch kann bei geringeren Schichtdicken gearbeitet werden, wodurch die Schaltzeiten deutlich kürzer werden. Die Tolan- Verbindungen sind vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe T bestehend aus den Verbindungen der Formeln T1 und T2:
worin
in Formel T1 auch
in Formel T2 auch
d 0 oder 1,
L1 bis L7 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
Z4 -CO-O-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung bedeuten, und
R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
Bevorzugte Verbindungen der Formel T1 entsprechen den Unterformeln T1a und T1b
worin L1 bis L4 H oder F und Q-Y F, Cl oder OCF3, insbesondere F oder OCF3 bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel T2 entsprechen den Unterformeln T2a bis T2g
worin R1, R2 und Z4 die oben angegebene Bedeutung besitzen, und L1 bis L6 H oder F bedeuten.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel T2e sind solche, worin einer, zwei oder drei der Reste L1 bis L6 F und die anderen H bedeuten, wobei L1 und L2 bzw. L3 und L4 bzw. L5 und L6 nicht beide gleichzeitig F bedeuten.
Der Anteil der Verbindungen aus der Gruppe T ist vorzugsweise 2 bis 65%, insbesondere 5 bis 35%.
Die erfindungsgemäßen Mischungen können gegebenenfalls bis zu 20% einer oder mehrerer Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von weniger als -2 (Komponente D) enthalten.
Falls die Mischungen Verbindungen der Komponente D enthalten, so sind dies vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen mit dem Strukturelement 2,3-Difluor-1,4-phenylen, z. B. Verbindungen gemäß DE-OS 38 07 801, 38 07 861, 38 07 863, 38 07 864 oder 38 07 908. Besonders bevorzugt sind Tolane mit diesem Strukturelement gemäß der Internationalen Patentanmeldung PCT/DE 88/00133, insbesondere die oben genannten Tolane der Formel T2 und ihrer bevorzugten Unterformeln.
Weitere bekannte Verbindungen der Komponente D sind z. B. Derivate der 2,3-Dicyanhydrochinone oder Cyclohexanderivate mit dem Strukturelement
gemäß DE-OS 32 31 707 bzw. DE-OS 34 07 013.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen keine Verbindungen der Komponente D.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe B1 bestehend aus Verbindungen der Formeln B1I bis B1IV:
worin
R1, R2 und Z4 die oben angegebene Bedeutung besitzen, und
bedeutet,
und/oder wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe B2 bestehend aus Verbindungen der Formeln B2I bis B2III:
worin
R die oben angegebene Bedeutung besitzt,
Z5 -CH2CH2-, -CO-O- oder eine Einfachbindung,
Q2
alkyl eine Alkylgruppe mit 1 bis 9 C-Atomen,
X CN oder F, und
L H oder F bedeuten,
und/oder wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe B3 bestehend aus Verbindungen der Formeln B3I bis B3III:
worin
R1 und R2 unabhängig voneinander die oben angegeben Bedeutung besitzen,
Y F oder Cl, und
bedeuten.
Der Anteil der Verbindungen aus der Gruppe B1 beträgt vorzugsweise 10 bis 50%, insbesondere 15 bis 40%. Verbindungen der Formel B1III und B1IV sind bevorzugt.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Gruppe B1 sind diejenigen der folgenden Teilformeln,
worin
R1a CH3-(CH2)p-, CH3-(CH2)p O-, CH3(CH2)p-O-CH2-,
trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-CH2O- oder
trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-,
R2a CH3-(CH2)p-,
p 1, 2, 3 oder 4
q 0, 1, 2 oder 3, und
s 0 oder 1
bedeutet.
Der Anteil der Verbindungen der oben angegebenen Teilformeln B1IIIa und B1IIIb zusammen mit den Verbindungen der Formel IB1 ist vorzugsweise ca. 5 bis 45%, insbesondere bevorzugt ca. 10% bis 35%.
Der Anteil der Verbindungen der Teilformel B1IVa, bzw. der Verbindungen der Formel B1IV, ist vorzugsweise ca. 5 bis 40%, insbesondere bevorzugt ca. 10 bis 35%.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mischun­ gen gleichzeitig Verbindungen der Formeln B1III und B1IV zusammen mit den Verbindungen der Formeln IB1 und IB2, wobei der Gesamtanteil für Komponenten der Gruppe B1 gewahrt bleibt.
Falls Verbindungen der Formeln B1I und/oder B1III vorhanden sind, be­ deuten R1 und R2 vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander n-Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder (trans)-n-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen. Z ist vorzugsweise eine Einfachbindung.
Ferner bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel B1IV enthalten, worin
bedeutet, und R1 und R2 eine der oben angegebenen bevorzugten Bedeutungen haben und insbesondere bevorzugt n-Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten.
In jedem Fall bleibt der Gesamtanteil für Komponenten der Gruppe B1 gewahrt.
Der Anteil der Verbindungen der Gruppe B2 beträgt vorzugsweise ca. 5 bis 45%, insbesondere 5 bis 20%. Der Anteil (bevorzugte Bereiche) für B2I bis B2III ist wie folgt:
B2I: ca. 5 bis 30%, vorzugsweise ca. 5 bis 15%,
Summe B2II und B2III: ca. 5 bis 25%, vorzugsweise ca. 10 bis 20%.
Bevorzugte Verbindungen der Gruppe B2 sind im folgenden angegeben:
worin R1, R2, L und Z5 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
R1 in diesen Verbindungen ist vorzugsweise n-Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder (trans)-n-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, Z5 ist vorzugsweise eine Einfachbindung, R2 hat vorzugsweise die oben für R angegebene bevorzugte Bedeutung oder bedeutet Fluor, L ist vorzugsweise Fluor.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mischungen eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus B2Ic, B2IIa und B2IIIa in einem Gesamtanteil von ca. 5 bis 35%.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfin­ dungsgemäßen Mischungen neben B2Ic, B2IIa, B2IIIa (L = F) weitere terminal fluorierte Verbindungen zum Beispiel ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus,
und/oder polare Heterocyclen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
worin R1 vorzugsweise n-Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder (trans)-n-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, g 1 oder 2, h 0 oder 1, X0 F, Cl, CF3, -OCF3 oder -OCHF2, und L H oder F bedeuten.
Der Gesamtanteil aller terminal fluorierter Verbindungen beträgt vorzugs­ weise ca. 5 bis 65%, insbesondere ca. 15 bis 40%.
Der Anteil der Verbindungen aus Gruppe B3 beträgt vorzugsweise ca. 5 bis 30%, insbesondere bevorzugt ca. 10 bis 20%. R1 ist vorzugsweise n-Alkyl oder n-Alkoxy mit jeweils 1 bis 9 C-Atomen.
Es können jedoch auch analoge Verbindungen mit Alkenyl- bzw. Alkenyl­ oxy-Gruppen eingesetzt werden. Verbindungen der Formel B3I sind bevorzugt.
Der Ausdruck "Alkenyl" in der Bedeutung von R, R1, R2, R3 und R4 umfaßt geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen, im Falle von R, R1 und R2 mit 2-12, im Falle von R3 und R4 mit 2-7 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.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien 3, 4, 5 oder 6 Verbindungen der Formeln IA und IB; der Gehalt an diesen Verbindungen beträgt in der Regel 10 bis 65 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamt­ mischung.
In weiteren bevorzugten Ausführungsformen enthalten die Mischungen
  • - eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB, worin L F bedeutet,
  • - eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA-1
    insbesondere solche, worin R3a H oder CH3, ganz besonders bevorzugt CH3, bedeutet,
  • - eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA-2
    insbesondere solche, worin R3a H oder CH3, ganz besonders bevorzugt H, bedeutet,
  • - eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formeln
    worin R1, R2 und L die bevorzugten Bedeutungen, die unter Verbindun­ gen der Komponente B genannt sind, besitzen. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flüssigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 0 bis 45%, insbesondere bei 5 bis 30%,
  • - eine oder mehrere, insbesondere 1, 2, 3 oder 4 Verbindungen ausge­ wählt aus den Verbindungen der Formeln IIIb, IIId, IIIf, IIIh, IIIi, IIIm, IIIs, IIIt und IIIu;
  • - wenigstens zwei Verbindungen ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln IIb1, IIb2, IIc1 und IIc2. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flüssigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 0 bis 60%, insbesondere bei 10 bis 45%;
  • - wenigstens eine Verbindung der Formel V-1, V-2 und/oder V-3, besonders bevorzugt jeweils wenigstens eine, insbesondere zwei bis sechs, Verbindungen ausgewählt aus den folgenden Formeln
    worin R3a und R4a jeweils unabhängig voneinander H, CH3, C2H5 oder n-C3H7, R3a insbesondere H, und alkyl eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C- Atomen bedeuten,
  • - 8 bis 30%, insbesondere 10 bis 25% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IA,
  • - 6 bis 35%, insbesondere 8 bis 30% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IB,
Weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf Flüssigkristallmischungen, die
  • - insgesamt 2 bis 6 Verbindungen der Formeln IA und IB enthalten, wobei der Anteil dieser Verbindungen an der gesamten Mischung 15 bis 65%, insbesondere 20 bis 55% beträgt,
  • - mindestens 20%, insbesondere 25 bis 90%, besonders bevorzugt 32 bis 80% an Alkenylverbindungen, insbesondere solche der Formeln IB und V, enthalten,
  • - mehr als 20% an Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε ≧ +12 enthalten,
  • - im wesentlichen aus Verbindungen der Formeln IA, IB, V, IIc und/oder IId, und gegebenenfalls zusätzlich IV25 und IV30, bestehen.
Die erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich insbesondere beim Einsatz in TN- und STN-Anzeigen mit hohen Schichtdicken durch sehr niedrige Summenschaltzeiten aus (tges = ton + toff). Niedrige Summenschaltzeiten sind insbesondere ein wichtiges Kriterium für STN- Anzeigen beim Einsatz als Anzeigen von Laptops, um Cursorbewegungen störungsfrei darstellen zu können.
Die in den erfindungsgemäßen STN- und TN-Zellen verwendeten Flüssigkristallmischungen sind dielektrisch positiv mit Δε ≧ 1. Besonders bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen mit Δε ≧ 3, insbesondere solche mit Δε ≧ 5.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen weisen günstige Werte für die Schwellenspannung V10/0/20 und für die Rotationsviskosität γ1 auf. Ist der Wert für den optischen Wegunterschied d . Δn vorgegeben, wird der Wert für die Schichtdicke d durch die optische Anisotropie Δn bestimmt. Insbesondere bei relativ hohen Werten für d . Δn ist i. a. die Verwendung erfindungsgemäßer Flüssigkristallmischungen mit einem relativ hohen Wert für die optische Anisotropie bevorzugt, da dann der Wert für d relativ klein gewählt werden kann, was zu günstigeren Werten für die Schaltzeiten führt. Aber auch solche erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen, die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischungen mit kleineren Werten für Δn enthalten, sind durch vorteilhafte Werte für die Schaltzeiten gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen sind weiter durch vorteilhafte Werte für die Steilheit der elektrooptischen Kennlinie gekenn­ zeichnet, und können insbesondere bei Temperaturen über 20°C mit hohen Multiplexraten betrieben werden. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen eine hohe Stabilität und günstige Werte für den elektrischen Widerstand und die Frequenzabhängigkeit der Schwellenspannung auf. Die erfindungs­ gemäßen Flüssigkristallanzeigen weisen einen großen Arbeitstemperatur­ bereich und eine gute Winkelabhängigkeit des Kontrastes auf.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelemente aus Polarisatoren, Elektrodengrundplatten und Elektroden mit einer solchen Oberflächenbehandlung, daß die Vorzugsorientierung (Direktor) der jeweils daran angrenzenden Flüssigkristall-Moleküle von der einen zur anderen Elektrode gewöhnlich um betragsmäßig 160° bis 720° gegeneinander verdreht ist, entspricht der für derartige Anzeigeelemente üblichen Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefaßt und umfaßt auch alle Abwandlungen und Modifikationen der TN- und STN- Zelle, insbesondere auch Matrix-Anzeigeelemente sowie die zusätzliche Magnete enthaltenden Anzeigeelemente.
Der Oberflächentiltwinkel an den beiden Trägerplatten kann gleich oder verschieden sein. Gleiche Tiltwinkel sind bevorzugt. Bevorzugte TN- Displays weisen Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0° bis 7° vorzugsweise 0,01° bis 5°, insbesondere 0,1 bis 2° auf. In den STN- Displays ist der Anstellwinkel bei 1° bis 30°, vorzugsweise bei 1° bis 12° und insbesondere bei 3° bis 10°.
Der Verdrillungswinkel der TN-Mischung in der Zelle liegt dem Betrag nach zwischen 22,5° und 170°, vorzugsweise zwischen 45° und 130° und insbesondere zwischen 80° und 115°. Im Display ist der Verdrillungswinkel der STN-Mischung von Orientierungsschicht zu Orientierungschicht dem Betrag nach zwischen 100° und 600°, vorzugsweise zwischen 170° und 300° und insbesondere zwischen 180° und 270°.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristall­ mischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die ge­ wünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweck­ mäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation.
Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0-15% pleochroitische Farbstoffe zugesetzt werden.
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 Tabel­ len A und B erfolgt. Alle Reste CnH2n+1 und CmH2m+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. Die Alkenylreste weisen die trans- Konfiguration auf. 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, L2 und L3:
Die TN- und STN-Displays enthalten vorzugsweise flüssigkristalline Mischungen, die sich aus ein oder mehreren Verbindungen aus den Tabellen A und B zusammensetzen.
Tabelle A
L1, L2, L3; H oder F
Tabelle B
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Es bedeutet:
S-N = Phasenübergangs-Temperatur smektisch-nematisch,
N-I = Phasenübergangs-Temperatur nematisch-isotrop,
Klp. = Klärpunkt,
Visk. = Rotationsviskosität (m Pa.s),
Δn = optische Anisotropie (589 nm, 20°C)
ton = Zeit vom Einschalten bis zur Erreichung von 90% des maximalen Kontrastes
toff = Zeit vom Ausschalten bis zur Erreichung von 10% des maximalen Kontrastes
V90/V10 = Steilheit
Vop = Betriebsspannung
Vor- und nachstehend sind alle Temperaturen in °C angegeben. Die Pro­ zentzahlen sind Gewichtsprozente. Die Werte für die Schaltzeiten und Viskositäten beziehen sich auf 20°C, soweit nicht anders angegeben. Die Schaltzeit ist, soweit nicht anders angegeben, der Mittelwert tave aus Ein- und Ausschaltzeit.
Die Anzeige wird, soweit nicht anders angegeben, im Multiplexbetrieb angesteuert (Multiplexverhältnis 1 : 16, Bias 1 : 5).
Beispiel 1 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 10,50%
PCH-3N.F.F 2,00%
ME2N.F 7,50%
ME3N.F 7,50%
ME4N.F 6,50%
CC-5-V 5,50%
CC-1V-V1 8,25%
CCG-V-F 14,00%
CCP-V-1 14,00%
CCP-V2-1 14,50%
PPTUI-3-2 8,25%
CCPC-33 1,50%
Klärpunkt: 98,5°C
Δn: 0,1414
Verdrillung: 240°
V10: 1,66 V
V90/V10: 1,053
Beispiel 2 Eine STN-Mischung bestehend aus
ME2N.F 2,00%
ME3N.F 2,50%
CP-1V-N 17,00%
PYP-4 3,50%
CC-5-V 12,00%
CCG-V-F 18,00%
CCP-V-1 20,00%
CCP-V2-1 14,00%
PPTUI-3-2 11,00%
Beispiel 3 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 15,00%
CP-V2-N 15,00%
ME2N.F 2,00%
CCP-V-1 15,00%
CCP-V2-1 2,50%
CCG-V-F 19,00%
CC-1V-V1 8,00%
PPTUI-3-2 19,50%
CC-5-V 8,00%
Beispiel 4 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 14,00%
CP-V2-N 14,00%
ME2N.F 2,00%
CCP-V-1 13,00%
CCP-V2-1 2,00%
CCG-V-F 19,00%
CC-1V-V1 8,00%
PPTUI-3-2 20,00%
CC-5-V 8,00%
Beispiel 5 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 15,00%
CP-V2-N 15,00%
ME2N.F 2,00%
CCP-V-1 15,00%
CCP-V2-1 2,00%
CCG-V-F 19,00%
CC-1V-V1 8,00%
PPTUI-3-2 20,00%
CC-5-V 4,00%
Klärpunkt: 102,0°C
Δn: 0,1633
Verdrillung: 240°
Beispiel 6 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 23,00%
PCH-3N.F.F 15,00%
ME2N.F 2,00%
ME3N.F 2,00%
CC-5-V 3,00%
CCP-V-1 8,00%
PPTUI-3-2 14,00%
PPTUI-3-4 14,00%
CCPC-33 3,00%
CCPC-34 4,00%
CBC-33F 4,00%
CBC-53F 4,00%
CBC-55F 4,00%
Klärpunkt: 122,5°C
Δn: 0,1958
Verdrillung: 240°
V10: 1,84 V
V90/V10: 1,051
Beispiel 7 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 23,00%
CP-V2-N 6,00%
PCH-3N.F.F 11,00%
ME2N.F 2,00%
ME3N.F 2,00%
ME4N.F 5,00%
ME5N.F 4,00%
PPTUI-3-2 12,00%
PPTUI-3-4 12,00%
CCPC-33 5,00%
CCPC-34 4,00%
CCPC-35 4,00%
CBC-33F 4.00%
CBC-53F 4.00%
CBC-55F 3.00%
Klärpunkt: 119,0°C
Δn: 0,1948
Verdrillung: 240°
V10: 1,59 V
V90/10: 1,070
Beispiel 8 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 25,00%
CP-V2-N 7,00%
PCH-3N.F.F 12,00%
ME2N.F 4,00%
ME3N.F 4,00%
PPTUI-3-2 12,00%
PPTUI-3-4 12,00%
CCPC-33 4,00%
CCPC-34 4,00%
CCPC-35 4,00%
CBC-33F 4,00%
CBC-53F 4,00%
CBC-55F 4,00%
Klärpunkt: 120,0°C
Δn: 0,1960
Verdrillung: 240°
V10: 1,69 V
V90/V10: 1,029
Beispiel 9 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 15,00%
CP-V2-N 15,00%
ME2N.F 2,00%
CCP-V-1 15,00%
CCP-V2-1 2,00%
CCG-V-F 19,00%
CC-3-V1 8,00%
PPTUI-3-2 20,50%
CC-5-V 3,50%
Klärpunkt: 102,5°C
Δn: 0,1647
Verdrillung: 240°
Beispiel 10 Eine STN-Mischung bestehend aus
ME2N.F 2,00%
ME3N.F 3,00%
ME4N.F 5,00%
CP-1V-N 10,00%
CP-V2-N 10,00%
CC-5-V 16,00%
CCG-V-F 21,00%
CCP-V-1 11,00%
CCP-V2-1 9,00
PTUI-3-2 9,00%
CCPC-33 2,00
CCPC-34 2,00
Klärpunkt: 98,0°C
Δn: 0,1310
Verdrillung: 240°
V10: 2,10 V
V90/V10: 1,039
Beispiel 11 Eine STN-Mischung bestehend aus
ME2N.F 2,00%
ME3N.F 5,00%
ME4N.F 7,00%
MESN.F 5,00%
CP-1V-N 10,00%
CP-V2-N 10,00%
CC-5-V 7,00%
CCG-V-F 21,00%
CCP-V-1 11,00%
CCP-V2-1 10,00%
PPTUI-3-2 5,00%
CCPC-33 4,00%
CCPC-34 3,00%
Beispiel 12 Eine STN-Mischung bestehend aus
CP-1V-N 14,00%
CP-V2-N 14,00%
ME2N.F 3,00%
ME3N.F 3,00
CCP-V-1 14,00%
CCP-V2-1 4,00%
CCG-V-F 19,00%
CC-3-V1 8,00%
PPTUI-3-2 19,00%
CCPC-34 2,00%
Klärpunkt: 106,0°C
Δn: 0,1661
Verdrillung: 240°

Claims (10)

1. TN- oder STN-Flüssigkristallanzeige mit
  • - zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
  • - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristall­ mischung mit positiver dielektrischer Anisotropie,
  • - Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten,
  • - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0 Grad bis 30 Grad, und
  • - einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwischen 22,5° und 600°,
  • - einer nematischen Flüssigkristallmischung bestehend aus
    • a) 20-90 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente A, beste­ hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektri­ schen Anisotropie von über +1,5;
    • b) 10-80 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente B, beste­ hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektri­ schen Anisotropie zwischen -1,5 und +1,5;
    • c) 0-20 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente C, beste­ hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektri­ schen Anisotropie von unter -1,5 und
    • d) einer optisch aktiven Komponente D in einer Menge, daß das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatte) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nematischen Flüssigkristallmischung etwa 0,2 bis 1,3 beträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß Komponente A der Mischung mindestens eine Verbindung der Formel IA enthält,
worin
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen bedeutet,
und die Mischung mindestens eine Verbindung der Formel IB enthält,
worin
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen ist, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und
L H oder F bedeutet.
2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente A mindestens eine der folgenden Verbindungen enthält
worin
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
jeweils unabhängig voneinander
L1 bis L6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z1 -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung,
Z2 -CH2CH2-, -COO-, -C∼C- oder eine Einfachbindung,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1 bedeuten,
wobei für Formel II die Verbindungen gemäß Formel IA aus Anspruch 1 ausgeschlossen sind.
3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere Alkenylverbindungen der
Formel V enthält
worin
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
R4 eine der für R1 angegebenen Bedeutungen, oder, falls m 1 ist, gegebenenfalls auch Q-Y,
Q -CF2-, -OCF2-, -CFH-, -OCFH- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
m 0 oder 1, und
L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
4. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß Komponente A eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formeln enthält
worin R eine der in Formel II angegebenen Bedeutungen besitzt und L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten, und im Falle von Verbindungen der Formel IIb, worin L1 und L2 H bedeuten, R eine Alkyl- oder Alkoxygruppe ist.
5. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formeln enthalten
worin R1 und R2 die in Formel IB angegebene Bedeutung haben und L H oder F bedeutet.
6. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie 25 bis 90% Alkenylverbindungen enthält.
7. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie 8 bis 30%, insbesondere 10 bis 25% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IA enthält.
8. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie 6 bis 35%, insbesondere 8 bis 30% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IB enthält.
9. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie mehr als 20% an Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε ≧ +12 enthält.
10. Flüssigkristallmischung mit einer in einem der Ansprüche 1 bis 9 definierten Zusammensetzung.
DE10027066A 1999-06-30 2000-05-31 TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen Withdrawn DE10027066A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10027066A DE10027066A1 (de) 1999-06-30 2000-05-31 TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen
DE10030459A DE10030459B4 (de) 1999-06-30 2000-06-21 Nematische Flüssigkristallmischung und deren Verwendung in TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19930211 1999-06-30
DE10027066A DE10027066A1 (de) 1999-06-30 2000-05-31 TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10027066A1 true DE10027066A1 (de) 2001-01-11

Family

ID=7913215

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10027066A Withdrawn DE10027066A1 (de) 1999-06-30 2000-05-31 TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6514579B1 (de)
JP (1) JP4873772B2 (de)
KR (1) KR20010007592A (de)
DE (1) DE10027066A1 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002097005A1 (de) * 2001-05-25 2002-12-05 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline mischungen
WO2004053021A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-24 Merck Patent Gmbh Liquid crystal composition for use in bistable liquid crystal devices
WO2004053020A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-24 Merck Patent Gmbh Fast switching liquid crystal compositions for use in bistable liquid crystal devices
DE102004012131B4 (de) * 2003-04-07 2012-11-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline Mischungen und ihre Verwendung

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4876300B2 (ja) * 1999-06-30 2012-02-15 Ｄｉｃ株式会社 ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示装置
US6692796B2 (en) * 2001-01-19 2004-02-17 MERCK Patent Gesellschaft mit beschränkter Haftung Liquid crystalline medium and liquid crystal display
JP4300714B2 (ja) * 2001-04-27 2009-07-22 チッソ株式会社 液晶組成物および液晶表示素子
JP2004339483A (ja) * 2003-03-14 2004-12-02 Merck Patent Gmbh 液晶媒質
WO2005083038A1 (de) * 2004-03-01 2005-09-09 Merck Patent Gmbh Methode zur einstellung der dispersion von flüssigkristallmedien sowie flüssigkristallmedien und diese enthaltende elektrooptische anzeigen
EP2760971B1 (de) * 2011-09-27 2015-11-25 Merck Patent GmbH Flüssigkristallmedium und hochfrequenzbauteile damit
US9605204B2 (en) * 2011-12-21 2017-03-28 Merck Patent Gmbh Liquid crystal medium and high frequency components comprising same
CN102660298B (zh) * 2012-05-16 2014-04-23 河北迈尔斯通电子材料有限公司 一种智能电网电表用混合液晶材料
JPWO2016052006A1 (ja) * 2014-10-03 2017-04-27 Dic株式会社 組成物及びそれを使用した液晶表示素子

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5582767A (en) * 1992-11-16 1996-12-10 Hoffmann-La Roche Inc. Fluorosubstituted tolane derivatives
CN1093870C (zh) * 1994-05-10 2002-11-06 默克专利股份有限公司 超扭曲液晶显示器
DE19844321B4 (de) * 1997-10-06 2008-02-28 Merck Patent Gmbh Nematische Flüssigkristallmischung und Verwendung in einer STN-Flüssigkristallanzeige

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002097005A1 (de) * 2001-05-25 2002-12-05 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline mischungen
US7048974B2 (en) 2001-05-25 2006-05-23 Merck Patentgesellschaft Mit Beschrankter Haftung Liquid crystal mixtures
WO2004053021A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-24 Merck Patent Gmbh Liquid crystal composition for use in bistable liquid crystal devices
WO2004053020A1 (en) * 2002-12-11 2004-06-24 Merck Patent Gmbh Fast switching liquid crystal compositions for use in bistable liquid crystal devices
US7258903B2 (en) 2002-12-11 2007-08-21 Merck Patent Gmbh Fast switching liquid crystal compositions for use in bistable liquid crystal devices
US7294368B2 (en) 2002-12-11 2007-11-13 Merck Patent Gmbh Liquid crystal composition for use in bistable liquid crystal devices
DE102004012131B4 (de) * 2003-04-07 2012-11-15 Merck Patent Gmbh Flüssigkristalline Mischungen und ihre Verwendung

Also Published As

Publication number Publication date
JP4873772B2 (ja) 2012-02-08
KR20010007592A (ko) 2001-01-26
JP2001064651A (ja) 2001-03-13
US6514579B1 (en) 2003-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1191082B1 (de) Flüssigkristalline Mischungen
DE10020061B4 (de) STN-Flüssigkristallmischungen
DE19707956A1 (de) TN- und STN-Flüssigkristallanzeige
DE19844321B4 (de) Nematische Flüssigkristallmischung und Verwendung in einer STN-Flüssigkristallanzeige
DE19746793A1 (de) TN- und STN-Flüssigkristallanzeige
DE19831709A1 (de) STN-Flüssigkristallanzeige
DE10027066A1 (de) TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen
EP1213339A1 (de) Flüssigkristallines Medium
EP1191083B1 (de) TN-und STN-Flüssigkristallanzeigen
DE10020059A1 (de) STN-Flüssigkristallanzeige
DE10254602A1 (de) Flüssigkristallines Medium
DE10229829A1 (de) TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen
DE19832370B4 (de) Flüssigkristallmischungen und ihre Verwendung in STN-Flüssigkristallanzeigen
DE10125707A1 (de) Flüssigkristalline Mischungen
DE60101239T2 (de) Supertwist nematische Flüssigkristallanzeigen
DE19914373B4 (de) Flüssigkristallmischung und ihre Verwendung in einer STN-Flüssigkristallanzeige
DE10229505B4 (de) Flüssigkristalline Mischungen und ihre Verwendung
DE10056323A1 (de) STN-Flüssigkristallanzeige
DE10108447B4 (de) Nematische Flüssigkristallmischung und deren Verwendung in TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen
DE10062986A1 (de) TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen
EP1331259A1 (de) Flüssigkristallines Medium
DE10058474B4 (de) Flüssigkristallmischung und ihre Verwendung in TN- und STN- Flüssigkristallanzeigen
DE10030459B4 (de) Nematische Flüssigkristallmischung und deren Verwendung in TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen
DE10114983B4 (de) Nematische Flüssigkristallmischungen und ihre Verwendung in TN-und STN-Flüssigkristallanzeigen
DE10235340B4 (de) Flüssigkristalline Mischungen und ihre Verwendung

Legal Events

Date Code Title Description
8143 Withdrawn due to claiming internal priority