DE19848098A1 - STN-Flüssigkristallanzeige - Google Patents
STN-FlüssigkristallanzeigeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft Supertwist-Flüssigkristallanzeigen (SFA, englisch:
Supertwisted Nematic Displays, kurz: STN-Displays) mit sehr kurzen
Schaltzeiten und guten Steilheiten und Winkelabhängigkeiten sowie die
darin verwendeten neuen nematischen Flüssigkristallmischungen.
SFA gemäß des Oberbegriffs 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. van 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 SFA 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 Confe
rence, 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 0246 842) oder BW-STN-LCD's (K. Kawasaki et al.,
SID 87 Digest 391 (20.6)).
Derartige SFA zeichnen sich im Vergleich zu Standard-TN-Anzeigen durch
wesentlich bessere Steilheiten der elektrooptischen Kennlinie und damit
verbundenen besseren Kontrastwerten sowie durch eine wesentlich gerin
gere Winkelabhängigkeit des Kontrastes aus. Von besonderem Interesse
sind SFA 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 Dampf
druck. Die erzielten Schaltzeiten waren jedoch nicht für jede Anwendung
ausreichend.
Zur Erzielung einer steilen elektrooptischen Kennlinie in SFA sollen die
Flüssigkristallmischungen relativ große Werte für K33/K11 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 SFA, insbesondere
für hochauflösende Anzeigen (XGA), mit sehr kurzen Schaltzeiten bei
gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, hoher Kennliniensteilheit,
guter Winkelabhängigkeit des Kontrastes und niedriger Schwellen
spannung, die den oben angegebenen Anforderungen gerecht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, SFA bereitzustellen, die die
oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße auf
weisen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn
man nematische Flüssigkristallmischungen verwendet, die eine oder
mehrere Verbindungen der Formel IA
enthalten,
worin
Ra Alkyl, Alkoxy, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 1 bis 12 C-Atomen,
Rb Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen
Z -COO-, -CH2CH2 oder eine Einfachbindung, und
worin
Ra Alkyl, Alkoxy, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 1 bis 12 C-Atomen,
Rb Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen
Z -COO-, -CH2CH2 oder eine Einfachbindung, und
jeweils unabhängig voneinander
bedeuten, und
einer der Ringe
einer der Ringe
bedeuten kann,
und eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB
und eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB
enthalten,
worin
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen ist,
R4 die in Formel IA für Ra angegebene Bedeutung besitzt, und
c 0 oder 1
bedeutet.
worin
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen ist,
R4 die in Formel IA für Ra angegebene Bedeutung besitzt, und
c 0 oder 1
bedeutet.
Die Verwendung der Verbindungen der Formeln IA und IB in den Mischun
gen für erfindungsgemäße SFA bewirkt zum Beispiel lange Lagerzeiten im
Display bei tiefen Temperaturen. Diese Lagerzeiten sind beispielsweise
länger als bei Verwendung analoger Flüssigkristallmischungen, die ent
sprechende nicht-fluorierte Tolan-Verbindungen anstelle der Verbindun
gen der Formel IA enthalten.
Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mischungen durch
folgende Vorzüge aus
- - sie besitzen eine niedrige Viskosität,
- - sie besitzen eine niedrige Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung und der Operationsspannung.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Flüssigkristall-Display mit
- - zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
- - Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten,
- - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 1 Grad bis 30 Grad,
- - einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwi schen 100° und 600°, und
- - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit
positiver dielektrischer Anisotropie, bestehend aus
- a) 5-90 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) einer optisch aktiven Komponente C in einer Menge, daß das
Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten)
und natürlicher Ganghöhe der chiralen nematischen
Flüssigkristallmischung etwa 0,2 bis 1,3 beträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA
enthält,
worin
Ra Alkyl, Alkoxy, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 1 bis 12 C-Atomen,
Rb Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen,
Z -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung, und
jeweils unabhängig voneinander
bedeuten und
einer der Ringe
auch
bedeuten kann,
und Komponente B eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB
enthält,
worin
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen ist,
R4 die in Formel IA für Ra angegebene Bedeutung besitzt, und
c 0 oder 1
bedeutet.
Gegenstand der Erfindung sind auch entsprechende Flüssigkristall
mischungen zur Verwendung in SFA.
Bevorzugte Verbindungen der Formeln IA sind diejenigen Verbindungen,
in denen Z eine Einfachbindung ist.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel IA sind die Verbindungen
der Teilformeln IA1 bis IA10
worin Ra und Rb jeweils unabhängig voneinander die in Formel IA angege
bene Bedeutung haben und vorzugsweise jeweils unabhängig voneinan
der geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen, Vinyl oder
geradkettiges 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, insbesondere Ra
geradkettiges Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, Vinyl oder geradkettiges 1E- oder
3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen und Rb geradkettiges Alkyl mit 1 bis
5 C-Atomen bedeutet.
Unter den besonders bevorzugten Verbindungen der Formeln IA1 bis IA10
sind diejenigen Verbindungen, in denen
bedeutet, insbesondere bevorzugt. Ferner sind auch diejenigen Verbin
dungen insbesondere bevorzugt, in denen
und/oder
bedeutet.
Aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln IA1 bis IA10 sind die
Verbindungen der Formeln IA2, IA4, IA8 und IA10 ganz außerordentlich
bevorzugt.
Die Formel IB umfaßt folgende Verbindungen
worin R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen und R4 die in Formel IA
für Ra angegebene Bedeutung besitzen. Bevorzugt sind Verbindungen der
Formeln IB1 und IB2, worin R3 Vinyl oder 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7
C-Atomen bedeutet und R4 die in Formel IA für Ra angegebene Bedeutung
hat.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel 1B1 sind solche der
Unterformeln IB1-1 bis IB1-5.
worin R3a und R4a jeweils unabhängig voneinander H, CH3, C2H5 oder
n-C3H7 und R4b n-Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel IB2 sind solche der
Unterformeln IB2-1 und IB2-2
worin R3a und R4b jeweils unabhängig voneinander die unter den Verbin
dungen der Formeln IBI-1 bis IB1-5 angegebene Bedeutung besitzen.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Flüssigkristallanzeigen,
worin Komponente B mindestens eine Verbindung ausgewählt aus den
Formeln IBI-4, IB2-1 und IB2-2 enthält.
Die Komponente A enthält 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,
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-, -CH2-, -OCF2-, -OCH F-, -OCH2- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1
bedeuten.
Z1 -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung,
Z2 -CH2CH2-, -COO-, -C-C- oder eine Einfachbindung,
Q -CF2-, -CHF-, -CH2-, -OCF2-, -OCH F-, -OCH2- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1
bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel II entsprechen den Unterformeln IIa
bis IIh:
wobei R, L1, L2 und L5 die in Formel II angegebenen Bedeutungen haben.
Unter den Verbindungen der Formeln IIa bis IIh sind diejenigen der For
meln IIa, IIb, IIc und IIf bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Mischungen
die eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Unterformeln enthal
ten
worin R die in Formel II angegebene Bedeutung hat.
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 eine 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,
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch eine 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
-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:
worin R die in den Formeln AI bis AIV angegebene Bedeutung hat.
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:
worin R die in den Formeln AI bis AIV angegebene Bedeutung hat.
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 in Formel III angegebene Bedeutung besitzt und L3 und L4
jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Von den Verbindungen der Formeln IIIa bis IIIv sind besonders diejenigen
bevorzugt, worin L3 F bedeutet, ferner solche, worin L3 und L4 F bedeuten.
Bevorzugte Mischungen enthalten neben ein oder mehreren Verbindun
gen der Formeln IA und IB ein, zwei, drei oder mehrere Verbindungen der
Formeln IIa, IIb, IIc, IIf, IIIb, IIId, IIIf, IIIh, IIIi, IIIs oder IIIu, vorzugsweise
eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIb, IIId, IIIh oder IIIu und
eine bis vier Verbindungen der Formeln IA und IB und eine bis vier
Verbindungen der Formeln IIa, IIb und/oder IIc.
In den vor- und nachstehend genannten bevorzugten Verbindungen der
Unterformeln zu Formeln II und III bedeuten R, R1 und R2, soweit nicht
anders vermerkt, jeweils unabhängig voneinander vorzugsweise gerad
kettiges 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 R die in Formel III angegebene Bedeutung hat und
vorzugsweise Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 7
C-Atomen, insbesondere Vinyl oder 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7
C-Atomen bedeutet.
R in den Verbindungen der Formel IIIb1 ist besonders bevorzugt Vinyl,
1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 3-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
SFA verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können
analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden.
Bevorzugte Flüssigkristallmischungen enthalten ein oder mehrere
Verbindungen der Komponente B, vorzugsweise 30 bis 75%. Die
Verbindungen der Komponente B zeichnen sich insbesondere durch ihre
niedrigen Werte für die Rotationsviskosität γ1 aus.
Die Komponente B enthält neben ein oder mehreren Verbindungen der
Formel IB vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der Formeln IVI bis IV9:
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und
III für R angegebene Bedeutung haben und wobei die Verbindungen der
Formel IV6 von den Verbindungen der Formel IB verschieden sind.
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 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und
III für R angegebene Bedeutung haben und wobei die Verbindungen der
Formel IV16 von den Verbindungen der Formel IB verschieden sind. Die
1,4-Phenylengruppen in IV10 bis IV19, IV23 und IV24 können jeweils un
abhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach substituiert
sein.
Besonders bevorzugt sind Mischungen enthaltend eine oder mehrere
Verbindungen der Formel IV12a
worin R1# die in Formel IB für R3 angegebene Bedeutung besitzt und R2#
geradkettiges Alkyl mit 1 bis 4 C-Atomen bedeutet.
R1# in diesen Verbindungen bedeutet besonders bevorzugt Vinyl, 1E-Pro
penyl, 1-Butenyl, 2E-Butenyl, 3-Butenyl, 2E-Pentenyl oder 3E-Pentenyl. R2#
bedeutet besonders bevorzugt Methyl, Ethyl oder Propyl, insbesondere
Methyl oder Ethyl.
Weiterhin bevorzugt sind Mischungen enthaltend Verbindungen der For
mel IV12a und Verbindungen der Formeln IB2-1 und/oder IB2-2, worin R3a
H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 und R4b n-Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten.
Die Komponente B enthält neben den Verbindungen der Formel IB
zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus den Verbindungen der Formeln IV25 bis IV31:
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und
III für R 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.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln IV 25 bis IV 31,
worin R1 Alkyl und R2 Alkyl oder Alkoxy, insbesondere Alkoxy, jeweils mit 1
bis 7 C-Atomen, bedeutet. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der
Formel IV 25 und IV 31, worin L F bedeutet.
R1 und R2 in den Verbindungen der Formeln IV1 bis IV31 bedeuten beson
ders bevorzugt jeweils unabhängig voneinander 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 bedeutet und r 1 bis 9 ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungs
gemäßen Flüssigkristallmischungen zusätzlich eine oder mehrere Verbin
dungen aus der Gruppe der Verbindungen der Formel VIII und IX
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und
III für R angegebene Bedeutung haben und wobei die Verbindungen der
Formeln VIII und IX von den Verbindungen der Formel IB verschieden
sind.
Weiter bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen enthaltend mindestens
eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der
Formeln X bis XIV:
worin Hal F oder Cl und L H oder F ist und R die in den Formeln II und III
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 ca. 5 bis 35%, insbesondere 5 bis 25% an
flüssigkristallinen Tolan-Verbindungen. Hierdurch kann bei geringeren
Schichtdicken gearbeitet werden, wodurch die Schaltzeiten deutlich kürzer
werden. Vorzugsweise enthalten die Flüssigkristallmischungen neben den
Tolan-Verbindungen der Formel IA zusätzlich eine oder mehrere weitere
Tolan-Verbindungen, vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe T be
stehend aus den Verbindungen der Formeln T1 bis T4:
worin
einer der Reste
und der andere
der Reste
oder
d 0 oder 1,
L1 bis L6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Q -CF2-, -CHF-, -CH2-, -OCF2-, -OCHF-, OCH2- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
Z4 -CO-O-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung bedeuten, und
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und III für R angegebene Bedeutung besitzen.
L1 bis L6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Q -CF2-, -CHF-, -CH2-, -OCF2-, -OCHF-, OCH2- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
Z4 -CO-O-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung bedeuten, und
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und III für R angegebene Bedeutung besitzen.
Bevorzugte Verbindungen der Formel T1 entsprechen den Unterformeln
T1a und T1b
worin R1 die in den Formeln II und III für R angegebene Bedeutung besitzt,
L1 bis L4 jeweils unabhängig voneinander H oder F und Q-Y F, Cl oder
OCF3, insbesondere F oder OCF3 bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formeln T2 bis T4 entsprechen den
Unterformeln T2a, T2b, T2c, T3a, T3b, T3c und T4a
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und
III für R angegebene Bedeutung besitzen, Z4 -COO-, -CH2CH2- oder eine
Einfachbindung und L1 bis L6 jeweils unabhängig voneinander H oder F
bedeuten.
Unter den Verbindungen der Formeln T2a bis T4a sind diejenigen der For
meln T2a, T2c, T3a, T3b und T3c bevorzugt. Besonders bevorzugte Ver
bindungen der Formel T2c 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 0 bis
30%, besonders bevorzugt 5 bis 30% und insbesondere bevorzugt 5 bis
25%.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die
erfindungsgemäßen Mischungen vorzugsweise ca. 5 bis 20% einer oder
mehrerer Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie Δε von
weniger als -1,5 (Komponente D).
Die Komponente D enthält 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 solche der Formeln T2b und T4a.
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.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung enthält vorzugsweise eine
oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe B1 bestehend
aus Verbindungen der Formeln B1I bis B1IV:
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und
III für R angegebene Bedeutung besitzen, Z4 -COO-, -CH2CH2- oder eine
Einfachbindung, und
bedeuten und
wobei die Verbindungen der Formel B1III von den Verbindungen der
Formel IB verschieden sind
und/oder wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe B2 bestehend aus Verbindungen der Formeln B2I bis B2III:
und/oder wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe B2 bestehend aus Verbindungen der Formeln B2I bis B2III:
worin
R die in den Formeln II und III angegebene Bedeutung besitzt,
Z5 -CH2CH2-, -CO-O- oder eine Einfachbindung,
R die in den Formeln II und III angegebene Bedeutung besitzt,
Z5 -CH2CH2-, -CO-O- oder eine Einfachbindung,
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:
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 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und III für R angegebene Bedeutung besitzen,
Y F oder Cl, und
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und III für R angegebene 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)pO-CH2-, trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s- oder trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-CH2O-,
R2a CH3-(CH2)p-,
p 1, 2, 3 oder 4
q 0, 1, 2 oder 3, und
s 0 oder 1
bedeutet.
R1a CH3-(CH2)p-, CH3-(CH2)p-O-, CH3-(CH2)pO-CH2-, trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s- oder trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-CH2O-,
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/oder 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 und im Fall der Verbindungen der Formel B1I auch
(trans)-n-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen. Z4 ist vorzugsweise eine Einfach
bindung.
Ferner bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen, die eine oder
mehrere Verbindungen der Formel B1IV enthalten, worin
bedeutet, und R1 und R2 jeweils
unabhängig voneinander 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%.
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 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und
III für R angegebene Bedeutung besitzen, L H oder F und Z5 -CH2CH2-,
-COO- oder eine Einfachbindung bedeuten.
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 die in den Formeln II und III für R angegebene Bedeutung hat
und vorzugsweise n-Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder (trans)-n-Alkenyl mit
3 bis 7 C-Atomen ist, g 1 oder 2, h 0 oder 1, X° 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.
Die Ausdrücke "Alkyl" und "Alkoxy" in der Bedeutung von Ra, Rb, R, R1, R2,
und R4 umfassen geradkettige und verzweigte Alkyl- und Alkoxygruppen,
im Falle von Ra, R, R1, R2 und R4 mit 1-12, im Falle von Rb mit 1-5 Kohlen
stoffatomen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders bevor
zugte Alkyl- und Alkoxygruppen sind Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl,
Heptyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner
Methyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Methoxy, Octoxy, Nonoxy,
Decoxy, Undecoxy oder Dodecoxy.
Der Ausdruck "Alkenyl" in der Bedeutung von Ra, R, R1, R2, R3 und R4
umfaßt geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen, im Falle von Ra, R,
R1, R2 und R4 mit 2-12, im Falle von R3 mit 2-7 Kohlenstoffatomen,
insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders bevorzugte Alkenyl
gruppen sind C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl, C5-C7-4-Alkenyl,
C6-Ct-5-Alkenyl, und C7-6-Alkenyl, insbesondere C2-C7-1E-Alkenyl,
C4-C7-3E-Alkenyl und C5-C7-4-Alkenyl. Beispiele bevorzugter Alkenyl
gruppen sind Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl,
1E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pente
nyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und
dergleichen. Gruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen
bevorzugt.
Der Ausdruck "Alkenyloxy" in der Bedeutung von Ra umfaßt geradkettige
und verzweigte Alkenyloxygruppen mit 2-12 C-Atomen, insbesondere die
geradkettigen Gruppen. Er bedeutet besonders Vinyloxy, Prop-1- oder -2-enyloxy,
But-1-, -2- oder -3-enyloxy, Pent-1-, -2-, -3- oder -4-enyloxy,
Hex-1-, -2-, -3-, -4- oder -5-enyloxy oder Hept-1-, -2-, -3-, -4-, -5- oder -6-enyloxy,
ferner Oct-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, 6- oder -7-enyloxy, Non-1-, -2-,
-3-, -4-, -5-, 6-, -7- oder -8-enyloxy, Dec-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, 6-, -7-, -8- oder
-9-enyloxy, Undec-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, 6-, -7-, -8-, -9- oder -10-enyl
oxy oder Dodec-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, 6-, -7-, -8-, -9-, -10- oder -11-enyloxy.
Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten Verbindungen der
Formeln IA und IB und vorzugsweise Verbindungen aus mindestens einer
der Gruppen B1, B2 und B3. Vorzugsweise enthalten sie eine oder
mehrere Verbindungen aus der Gruppe B1 und eine oder mehrere
Verbindungen aus Gruppe B2 und/oder B3.
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 20 bis
70 Gew.-%, vorzugsweise 40 bis 70 Gew.-% bezogen auf die
Gesamtmischung.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mischungen
- - 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%, - - ein oder mehrere, insbesondere 1, 2, 3 oder 4 Verbindungen ausge wählt aus den Verbindungen der Formeln IIIb, IIId, IIIf, IIIh, IIIi, IIIs und IIIu;
- - wenigstens zwei Verbindungen ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln IIb1, IIb2, IIb3, IIc1 und IIc2. Der Anteil dieser Verbin dungen in den Flüssigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 0 bis 60%, insbesondere bei 10 bis 45%;
- - eine oder mehrere Verbindungen der Formeln T1 bis T4, insbeson dere eine oder mehrere Verbindungen der Formel T2a und/oder T3a, wobei der Anteil dieser Verbindungen in den Flüssigkristallmischun gen vorzugsweise bei 0 bis 25%, insbesondere bei 1 bis 15% liegt.
Weitere besonders bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf
Flüssigkristallmischungen enthaltend
- - mindestens zwei Verbindungen der Formel AI oder AII,
- - eine oder mehrere Verbindungen, worin R oder R1 eine trans- Alkenylgruppe oder trans-Alkenyloxygruppe ist;
- - eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der folgenden
Gruppe:
worin R1 und R2 die bevorzugten Bedeutungen, die unter Verbindungen der Komponente B genannt sind, besitzen und wobei die Verbindungen der Formel IV6 von den Verbindungen der Formel IB verschieden sind. Die 1,4-Phenylengruppen in den oben genannten Verbindungen können auch durch Fluor substituiert sein. - - eine oder mehrere Verbindungen der Formeln
worin R, R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in den Formeln II und III für R angegebene Bedeutung haben.
Die erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich insbesondere beim
Einsatz in SFAs mit hohen Schichtdicken durch sehr niedrige Summen
schaltzeiten aus (tges = ton + toff). Niedrige Summenschaltzeiten sind
insbesondere ein wichtiges Kriterium für SFAs beim Einsatz als Anzeigen
von Laptops, um Cursorbewegungen störungsfrei darstellen zu können.
Die in den erfindungsgemäßen STN-Zellen verwendeten Flüssigkristall
mischungen sind dielektrisch positiv mit Δε ≧ 1. Besonders bevorzugt sind
Flüssigkristallmischungen mit Δε ≧ 3 und ganz besonders solche mit Δε ≧
5.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen weisen günstige Werte
für die Schwellenspannung V(10,0,20) 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 be
stimmt. 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 Flüs
sigkristallanzeigen, 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 Frequenz
abhängigkeit der Schwellenspannung auf. Die erfindungsgemäßen
Flüssigkristallanzeigen weisen einen großen Arbeitstemperaturbereich
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 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. In den STN-Displays
ist der Anstellwinkel bei 1° bis 30°, vorzugsweise bei 1° bis 12° und
insbesondere bei 3° bis 10°.
Im Display ist der Verdrillungswinkel der STN-Mischung von Orien
tierungsschicht zu Orientierungsschicht 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 STN-Displays enthalten vorzugsweise flüssigkristalline Mischungen,
die sich aus ein oder mehreren Verbindungen aus den Tabellen A und B
zusammensetzen.
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 (mPa.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 Steilheit ((V90/V10)-1).100%
V10 Schwellenspannung = charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 10% (auch als V(10,0,20) abgekürzt)
V90 charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 90%
p pitch
Vop Betriebsspannung
S-N Phasenübergangs-Temperatur smektisch-nematisch,
N-I Phasenübergangs-Temperatur nematisch-isotrop,
Klp. Klärpunkt,
Visk. Rotationsviskosität (mPa.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 Steilheit ((V90/V10)-1).100%
V10 Schwellenspannung = charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 10% (auch als V(10,0,20) abgekürzt)
V90 charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 90%
p pitch
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 SFA wird, soweit nicht anders angegeben, im Multiplexbetrieb
angesteuert (Multiplexverhältnis 1 : 240, Bias 1 : 16).
PCH-2 | 10.0% |
ME2N.F | 3.0% |
ME3N.F | 3.0% |
ME4N.F | 5.0% |
CC-5-V | 20.0% |
CCP-V-1 | 15.0% |
CCP-V2-1 | 15.0% |
CCG-V-F | 10.0% |
CPP-1V2-2 | 10.0% |
CUTP-31 | 9.0% |
Klärpunkt [°C]: | +103 |
Δε [1 kHz, 20°C]: | +7,6 |
Δn [589 nm, 20°C]: | +0,1228 |
AL=L<STN 240° | |
d .Δn [µm]: | 0,85 |
V(10,0,20) [V]: | 2,35 |
Steilheit [%]: | 4,6 |
tave [ms]: | 282 |
d/p: | 0,53 |
PCH-2 | 10.0% |
ME2N.F | 3.0% |
ME3N.F | 3.0% |
ME4N.F | 5.0% |
CC-5-V | 20.0% |
CCP-V-1 | 15.0% |
CCP-V2-1 | 15.0% |
CCG-V-F | 10.0% |
CPP-1V2-2 | 10.0% |
CPTGI-V-4 | 9.0% |
Klärpunkt [°C]: | +102 |
Δε [1 kHz, 20°C]: | +7,4 |
Δn [589 nm, 20°C]: | +0,1221 |
AL=L<STN 240° | |
d .Δn [µm]: | 0,85 |
V(10,0,20) [V]: | 2,36 |
Steilheit [%]: | 5,5 |
tave [ms]: | 279 |
d/p: | 0,53 |
PCH-2 | 10.0% |
ME2N.F | 3.0% |
ME3N.F | 3.0% |
ME4N.F | 5.0% |
CC-5-V | 20.0% |
CCP-V-1 | 15.0% |
CCP-V2-1 | 15.0% |
CCG-V-F | 10.0% |
CPP-1V2-2 | 10.0% |
CPTGI-V-4 | 9.0% |
Klärpunkt [°C]: | +103 |
Δε [1 kHz, 20°C]: | +7,4 |
Δn [589 nm, 20°C]: | +0,1233 |
AL=L<STN 240° | |
d .Δn [µm]: | 0,85 |
V(10,0,20) [V]: | 2,34 |
Steilheit [%]: | 5,4 |
tave [ms]: | 270 |
d/p: | 0,53 |
PCH-2 | 10.0% |
ME2N.F | 3.0% |
ME3N.F | 3.0% |
ME4N.F | 5.0% |
CC-5-V | 20.0% |
CCP-V-1 | 15.0% |
CCP-V2-1 | 15.0% |
CCG-V-F | 10.0% |
CPP-1V2-2 | 10.0% |
CPTUI-32 | 9.0% |
Klärpunkt [°C]: | +103 |
Δε [1 kHz, 20°C]: | +7,6 |
Δn [589 nm, 20°C]: | +0,1222 |
AL=L<STN 240° | |
d .Δn [µm]: | 0,85 |
V(10,0,20) [V]: | 2,32 |
Steilheit [%]: | 5,4 |
tave [ms]: | 296 |
d/p: | 0,53 |
PCH-2 | 10.0% |
ME2N.F | 3.0% |
ME3N.F | 3.0% |
ME4N.F | 5.0% |
CC-5-V | 20.0% |
CCP-V-1 | 15.0% |
CCP-V2-1 | 15.0% |
CCG-V-F | 10.0% |
CPP-1V2-2 | 10.0% |
CUTUI-32 | 9.0% |
Klärpunkt [°C]: | +101 |
Δε [1 kHz, 20°C]: | +7,5 |
Δn [589 nm, 20°C]: | +0,1213 |
AL=L<STN 240° | |
d .Δn [µm]: | 0,85 |
V(10,0,20) [V]: | 2,34 |
Steilheit [%]: | 5,2 |
tave [ms]: | 308 |
d/p: | 0,53 |
Claims (12)
1. Supertwist-Flüssigkristallanzeige mit
- - zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
- - Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten,
- - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 1 Grad bis 30 Grad,
- - einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwischen 100° und 600°, und
- - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristall
mischung mit positiver dielektrischer Anisotropie, bestehend
aus
- a) 5-90 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente A, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1,5;
- b) 10-80 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente B, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie zwischen -1,5 und +1,5;
- c) 0-20 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente D, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von unter -1,5; und
- d) einer optisch aktiven Komponente C in einer Menge, daß
das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der
Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen
nematischen Flüssigkristallmischung etwa 0,2 bis 1,3
beträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung eine oder mehrere Verbindungen der Formel IA
enthält,
worin
Ra Alkyl, Alkoxy, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 1 bis 12 C-Atomen,
Rb Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen,
Z -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung, und
jeweils unabhängig voneinander
bedeuten, und einer der Ringe
auch
bedeuten kann,
und Komponente B eine oder mehrere Verbindungen der Formel IB
enthält,
worin
R3 eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen ist,
R4 die in Formel IA für Ra angegebene Bedeutung besitzt, und
c 0 oder 1
bedeutet.
2. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssig
kristallmischung eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus
den Formeln IA1 bis IA10
enthält,
worin
Ra geradkettiges Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, Vinyl oder gerad kettiges 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, und
Rb geradkettiges Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen
bedeuten.
enthält,
worin
Ra geradkettiges Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, Vinyl oder gerad kettiges 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, und
Rb geradkettiges Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen
bedeuten.
3. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B eine oder mehrere der folgenden
Verbindungen enthält
worin R3 Vinyl oder 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen ist und R4 die in Anspruch 1 für Ra angegebene Bedeutung besitzt.
worin R3 Vinyl oder 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen ist und R4 die in Anspruch 1 für Ra angegebene Bedeutung besitzt.
4. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B eine oder mehrere der folgen
den Verbindungen enthält
worin R3a und R4a jeweils unabhängig voneinander H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 und R4b n-Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten.
worin R3a und R4a jeweils unabhängig voneinander H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 und R4b n-Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten.
5. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B eine oder mehrere der folgen
den Verbindungen enthält
worin 3a H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 und R4b n-Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten.
worin 3a H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 und R4b n-Alkyl mit 1 bis 8 C-Atomen bedeuten.
6. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente A zusätzlich eine oder mehrere
Verbindungen der Formeln II und/oder III 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-, -CH2-, -OCF2-, -OCHF-, -OCH2- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1 bedeuten.
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-, -CH2-, -OCF2-, -OCHF-, -OCH2- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1 bedeuten.
7. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente A eine oder mehrere Verbindungen
der folgenden Formeln enthält
wobei R, L1, L2 und L5 die in Anspruch 6 angegebene Bedeutung haben.
wobei R, L1, L2 und L5 die in Anspruch 6 angegebene Bedeutung haben.
8. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente A eine oder mehrere
Verbindungen der folgenden Formel enthält
worin R Vinyl oder 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen bedeutet.
worin R Vinyl oder 1E- oder 3E-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen bedeutet.
9. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente A eine oder mehrere der
folgenden Verbindungen enthält
worin R1 die für R in Anspruch 6 angegebene Bedeutung besitzt, L1 bis L4 jeweils unabhängig voneinander H oder F und Q-Y F, Cl oder OCF3 bedeuten.
worin R1 die für R in Anspruch 6 angegebene Bedeutung besitzt, L1 bis L4 jeweils unabhängig voneinander H oder F und Q-Y F, Cl oder OCF3 bedeuten.
10. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B eine oder mehrere Verbindungen
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus T2a, T2c, T3a, T3b und T3c
enthält
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 6 für R angegebene Bedeutung besitzen, und in den Verbindungen der Formel T2c 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.
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 6 für R angegebene Bedeutung besitzen, und in den Verbindungen der Formel T2c 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.
11. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B zusätzlich eine oder mehrere
Verbindungen der Formeln IV1 bis IV24 enthält
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 6 für R angegebene Bedeutung besitzen und wobei die Verbindungen der Formeln IV6 und IV16 von den Verbindungen der Formel IB aus Anspruch 1 verschieden sind.
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die in Anspruch 6 für R angegebene Bedeutung besitzen und wobei die Verbindungen der Formeln IV6 und IV16 von den Verbindungen der Formel IB aus Anspruch 1 verschieden sind.
12. Flüssigkristallmischung der in einem der Ansprüche 1 bis 11
definierten Zusammensetzung.
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US6080451A (en) * | 1997-10-06 | 2000-06-27 | Merck Patent Gesellschaft Mit | STN liquid crystal display |
EP1191083A1 (de) * | 2000-09-21 | 2002-03-27 | MERCK PATENT GmbH | TN-und STN-Flüssigkristallanzeigen |
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-
1998
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- 1998-11-27 US US09/200,463 patent/US6183821B1/en not_active Expired - Lifetime
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