DE3420110A1 - Zusammensetzungen fuer fluessigkristalle - Google Patents
Zusammensetzungen fuer fluessigkristalleInfo
- Publication number
- DE3420110A1 DE3420110A1 DE3420110A DE3420110A DE3420110A1 DE 3420110 A1 DE3420110 A1 DE 3420110A1 DE 3420110 A DE3420110 A DE 3420110A DE 3420110 A DE3420110 A DE 3420110A DE 3420110 A1 DE3420110 A1 DE 3420110A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid crystal
- compounds
- component
- temperature
- group
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- 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
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Zusammensetzungen für Flüssigkristalle
mit einer positiven dielektrischen Anisotropie Δ £ Sie betrifft insbesondere Zusammensetzungen für Flüssigkristalle
zur Verwendung in Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen des verdrillt nematischen Typs, die in einem weiten Temperaturbereich
nicht nur in statischer Schaltung (Static Drive Scheme), sondern auch in Mehrfachschaltung (Multiplex Drive Scheme) betrieben
werden können.
Anzeigevorrichtungen, die sich optische Effekte von Flüssigkristallen
zunutze machen, wurden weitverbreitet in solchen Instrumenten wie elektronischen Rechnern und Armbanduhren verwendet.
Sie können allerdings nur in einem schmalen Temperaturbereich um Raumtemperatur herum arbeiten. In jüngster Zeit erlangen
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen umfangreiche Verwendung für Vorrichtungen wie Anzeigen in einem Automobil, Signalanzeigen
und Meßistrumenten für die Verwendung im Freien, die in einer Umgebung zur Verwendung kommen, in der die Anzeigevorrichtungen
starken Temperaturschwankungen ausgesetzt sein können. Daher bestand ein starkes Bedürfnis nach einem Flüssigkristall-
EPO COPY
material, das einen weiten mesomorphen Bereich hat und in Mehrfachschaltung (Multiplex Drive Scheme) betrieben
werden Jcann. Allerdings konnten Flüssigkristall-Materialien
aus dem Stand der Technik diese Anforderungen nicht" erfüllen. Flüssigkristall-Materialien zur
Verwendung in einem weiten Temperaturbereich sollten .generell die folgenden Anforderungen erfüllen:
(1) Weiter mesomorpher Bereich.
Obwohl die Notwendigkeit, daß Flüssigkristall-Materialien
einen weiten mesomorphen-Bereich haben, ganz allgemein
gilt, wird ein weiter Bereich insbesondere für Flüssigkristall-Materialien benötigt, deren Verwendungsbereich
in einer Umgebung liegt, in der die Temperatur stark schwankt. Die physikalischen Eigenschaften
eines Flüssigkristalls schwanken stark in der Nähe der Übergangstemperatur des Materials. Infolgedessen
wird erwartet, daß sich die physikalischen Eigenschaften eines Flüssigkristall-Materials mit einem weiteren
0 mesomorphen Bereich in einem Temperaturbereich für die praktische Anwendung ziemlich stabil verhalten, verglichen
mit den Eigenschaften der Flüssigkristall-Materialien, die einen engeren mesomorphen Bereich haben.
(2) Schwache Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.
Fig. 1 zeigt eine typische Kurve, in der die Lichtdurchlässigkeit durch ein Flüssigkristall-Material
beim Sichtwinkel 0° gegen die angelegte Spannung aufgetragen ist. Bei einem Anstieg der angelegten Spannung
bleibt die Lichtdurchlässigkeit bei niedrigen Spannungen nahezu konstant und fällt dann oberhalb der
EPO COP?
Schwellenspannung rapide auf O ab. In diesem Fall ist
die Schwellenspannung definiert als der Wert νο0%' kei
dem die Lichtdurchlässigkeit bei der Temperatur θ den Wert von 90 % erreicht. Ein Parameter V^ , der die
· Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung charakterisiert, ist wie folgt definiert:
1U C - VbU C) / (V^b C . 70),
90 % 90 % " 90 %
90 % 90 % " 90 %
-100C 600C 250C
worin V , V und V die Schwellenspannungen'
worin V , V und V die Schwellenspannungen'
90 % 90 % 90 % _.
bei den Temperaturen -1O0C, 600C und 250C sind. Mit
anderen Worten: Dieser Parameter gibt einen Durchschnittswert des Temperaturkoeffizienten der Schwel-'15
lenspannung Vqn„ pro I0C im Temperaturbereich zwischen
-100C und 600C an.
In Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen des verdrillt nematischen Typs ändert sich die Lichtdurchlässigkeit
sehr stark nahe der Schwellenspannung· Demzufolge verursacht eine Änderung in der Temperatur auch eine Änderung
in der Schwellenspannung, was die charakteristischen Eigenschaften einer Flüssigkristall-Anzeige,
wie z.B. die Kontrasteigenschaften, stark beeinflußt.
Um die Kontrasteigenschaften in Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen
zur Verwendung in einem weiten Temperaturbereich zu verbessern, ist es beispielsweise nötig,
die Betriebsspannung einem Temperaturwechsel anzupassen. Deswegen sollte die Temperaturabhängigkeit
der Schwellenspannung so gering wie möglich sein. Wenn die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung gering
ist, können die Kontrasteigenschaften sehr wirkungsvoll verbessert werden, insbesondere in Flüssigkristall-Anzeigen
mit Mehrfachschaltung.
(3) Schnelles Ansprechen, insbesondere bei niedrigen Temperaturen.
Die Ansprecheigenschaften von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen sind im allgemeinen proportional zur Viskosität des Flüssigkristall-Materials. Deswegen _ sollte die Viskosität von Flüssigkristall-Materialien niedrig sein, um die charakteristischen Ansprech-
>Eigenschaften zu verbessern. Die Temperaturabhängigkeit von def~~Vxsk~ösi"tät *l wird folgendermaßen ausgedrückt:
Die Ansprecheigenschaften von Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen sind im allgemeinen proportional zur Viskosität des Flüssigkristall-Materials. Deswegen _ sollte die Viskosität von Flüssigkristall-Materialien niedrig sein, um die charakteristischen Ansprech-
>Eigenschaften zu verbessern. Die Temperaturabhängigkeit von def~~Vxsk~ösi"tät *l wird folgendermaßen ausgedrückt:
wobei T die absolute Temperatur, k die Boltzmann Konstante,
^E die Aktivierungsenergie und t) eine Konstante
ist, die vom Flüssigkristall-Material abhängt. Wie aus der Gleichung hervorgeht, steigt **£ exponentiell
mit fallender Temperatur an. Die Größe des Anstiegs des Wertes ">£ hängt ebenfalls von der Aktivierungsenergie
Δ E ab. Entsprechend sollten Flüssigkeitskristall-Materialien kleine Werte ^ und ΔΕ aufweisen,
um ein schnelles Ansprechen bei niedrigen Temperaturen zu erreichen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, Zusammensetzungen für Flüssigkristalle zur Verfügung zu
stellen, deren ' mesomorpher Bereich groß ist, deren Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung gering
ist und die gute Ansprech-Charakteristiken aufweisen.
Flüssigkristall-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten wenigstens eine Verbindung
ausgewählt aus jeder der folgenden Verbindungsgruppen (I) bis (V) :
-JiT- * I"
Verbindungsgruppe (I),
·> Y -j
und
Verbindungsgruppe (II), und
Verbindungsgruppe (III) ,
R9-< H
n-(ö:
Komponente (1)
ir , Komponente (2)
' Komponente (3)
Λ H λ^υ>α0°-( H >RS' Komponente (4)
Komponente (5)
R12' Komponente (6)
3 0 und
-< H
Ί4-
Komponente (7)
Verbindungsgruppe (IV),
coo-
Komponente (9)
und
R-. n-
Komponente (10)
und Verbindungsgruppe (V),
R , . Komponente (11)
wobei in den Strukturformeln alle Alkylgruppen R1 bis
R1 _ geradkettig sind und wiedergegeben werden können
durch die allgemeine Formel bis 7 bedeutet.
= CH-.,, in der η 1
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, neue Zusammensetzungen für Flüssigkristalle zur Verfügung
zu stellen, deren mesomorpher Bereich sehr weit ist und über 12O0C umfaßt.
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen des verdrillt nematischen Typs, denen eine Flüssigkristall-Zusammensetzung
gemäß der vorliegenden Erfindung zugrundeliegt, zeigen über einen weiten Temperaturbereich gute
. -S- ^ 34201 ΊΟ
~ /Jfr *
Kontrastcharakteristiken, da die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung niedrig ist. Die Ansprechcharakteristiken
sind hervorragend, besonders bei niedrigen Temperaturen. Die oben genannten Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen
können nicht nur im statisehen Betrieb, sondern auch in Mehrfach-Schaltbetrieb
betrieben werden. Besonders bei Betriebsweise mit Mehrfachschaltung sind die Vorrichtungen herkömmlichen
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen deutlich überlegen.
Zusammensetzungen für Flüssigkristalle gemäß der vorliegenden Erfindung können nicht nur in Flüssigkristallanzeigen
des verdrillt nematischen Typs eingesetzt werden, sondern auch in solchen des Gast-Wirt-Typs
und des Phasenübergangs-Typs.
Unter Verwendung der Flüssigkristall-Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird eine sehr zuverlässige
Anzeige für eine ganze Anzahl von Vorrichtungen zur Verfügung gestellt, die in einer Umgebung verwendet
werden, in der sich die Temperatur um eine Anzeige herum stark ändert, beispielsweise für elektronische
Handrechner, Armbanduhren, Meßinstrumente zur Verwendung im Freien, Anzeigen auf dem Armaturenbrett eines
Automobils und Fernsehgeräte.
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden offenbar aus der detaillierten Beschreibung der
vorliegenden Erfindung und dem nachfolgenden Anspruch 0 unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung, in der die Lichtdurchlässigkeit
gegen die an den Flüssigkristall angelegte Spannung aufgetragen ist und
die Definition der Schwellenspannung. Vgn„;
^ Fig. 2 eine graphische Darstellung, die T und 1^ __
^ Fig. 2 eine graphische Darstellung, die T und 1^ __
für Flüssigkristall-Materialien zeigt;
- . Fig. 3 eine graphische Darstellung, die die Definition
"äer~NacE'leuchtzeit T" , zeigt;
Fig. 4 eine graphische Darstellung, die die Temperaturabhängigkeit
von T" , von gemischten Flüs-
sigkrista.llen mit 20 Gew.-% eines N -Materials
A, B, C, D, E oder F zeigt, und
Fig. 5 eine graphische Darstellung von ^ der gemischten
Flüssigkristalle mit 20 Gew.-% eines N Materials A, B, C, D, E oder F, aufgetragen
gegen die N -Konzentration.
Eine Flüssigkristall-Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält Komponenten ausgewählt aus
jeder der oben erwähnten 5 Verbindungsgruppen. Eine Verbindung, die zu der ersten und zweiten Gruppe gehört,
ist ein Material, das die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung einer Flüssigkristall-Zusammensetzung
verbessert. Eine Verbindung, die zu der dritten Gruppe gehört, ist ein Material mit einem hohen
Klärungspunkt. Eine Verbindung, die zu der vierten Gruppe gehört, ist ein Material (N -Material) zur Ein-
- stellung der Schwellenspannung und weist eine positive
dielektrische Anisotropie δ£" auf, worin Ac = Sy - £j_>0,
wobei £ti bzw. £jl die Dielektrizitätskonstanten in Richtung
parallel bzw. senkrecht zum Flüssigkristall-Molekül sind. Eine Verbindung, die zu der fünften Gruppe
gehört, ist ein Material zur Erniedrigung der Viskosi-
EPO COPY J
/ι
- f-
34201Ί0
tat. Im Folgenden werden das Verfahren und die technologischen
Daten zur Auswahl der oben erwähnten Komponenten erklärt.
Um Flüssigkristall-Materialien zur Verwendung in einem weiten Temperaturbereich zur Verfügung zu stellen, ist
es überaus wicht ig, -^ -die Temperaturabhängigkeit der
Schwellenspannung einer Flüssigkristall-Zusammensetzung zu verxing.eriu Zuerst wurden verschiedene Verbindungen
detailliert untersucht, und es wurde gefunden, daß Ester der allgemeinen Formeln
Komponente (1)
und
Komponente (2)
sehr erfolgreich verwendbar sind zur Verbesserung der Temperaturcharakteristiken gemischter Flüssigkristalle.
.
Typischerweise weisen zwei Flüssigkristall-Zusammen-Setzungen, Zus. I und Zus. II, deren Komponenten in
Tabelle 1 gezeigt ..werden, einander ähnliche Komponenten
auf. Beide enthalten hauptsächlich Cyclohexan-Verbindungen, aber Zus. II enthält 10 Gew.-% von Verbindungen,
die zur Komponente (2) gehören. Der 4 -Wert von Zus. II (0,25 %/°C) ist viel besser als der von
Zus. I (0,41%/°C). Hit anderen Worten: Die Zugabe von Verbindungen, die zur Komponente (2) gehören, verbessert
deutlich die Temperaturabhängigkeit der Schwellencharaktoristiken einer Flüssigkristall-Zusammensetzung.
- ys -
Komponente
-CN-
C3H7-(F)H(O)-C2H,
Zus.
15 Wt %
Zus.
15 wt %
18 11
2 10 -
Eine ähnliche Verbesserung wurde auch in einer Flüssigkristall-Zusammensetzung
beobachtet, die nicht in Tabelle 1 aufgeführt ist und in der Verbindungen, die zur Komponente (1) gehören, miteinander anstelle von
Verbindungen gemischt wurden, die zur Komponente (2) gehören. Eine ähnliche Tendenz für die Werte f wurde
ebenfalls beobachtet in Flüssigkristall-Zusammensetzungen, in denen die Hauptbestandteile andere als
0 Phenylcyclohexan-Flüssigkristalle waren. Wie aus den oben angegebenen Daten offenbar wird, verbessert eine
Verbindung, die zur Gruppe der mit Komponente (1) oder Komponente (2) bezeichneten Verbindungen gehört, die
Temperatur-Abhängigkeit der Schwellenspannung in gemischten Flüssigkrxstallen sehr wirkungsvoll.
Allerdings ist die nematisch-isotrope Phasenübergangs-.
' Temperatur T-. derartiger Esterverbindungen, die zur Gruppe der mit Komponente (1) oder (2) bezeichneten
Verbindungen gehören, niedrig: sie liegt bei ungefähr 40 bis 800C, so daß die Zugabe einer zur Verbesserung
der Temperaturabhängigkeit der Schwellencharakteristiken ausreichenden- Menge dieser Verbindungen den
Wert T eines gemischten Flüssigkristalls oder einer Zusammensetzung beträchtlich absenkt.
Es wurde nun nach Verbindungen geforscht, die in der Lage sind, den Wert TNT zu erhöhen, ohne die Entfaltung
der oben genannten Eigenschaften der Esterverbindungen zu verhindern. Es wurde experimentell gefunden,
daß dazu Verbindungen geeignet sind, die durch die nachfolgenden allgemeinen Formeln bezeichnet werden
können:
R3
und
-( H >~\O/ C0° \O/R4' Komponente (3)
R5 Λ H /"(O)"C00"\ H / R6* Komponente (4)
Die Werte für TNJ der Verbindungen, die zur Klasse der
durch Komponente (3) oder (4) bezeichneten Verbindun-
-_ gen gehören, liegen im Bereich von 150 bis 2000C. Dementsprechend
erhöht die Zugabe von Verbindungen, die zur Gruppo dor durch Komponente (3) oder (4) bezeichneten
Verbindungen gehören, den Wert für T deutlich. Außerdem behindert ein Mischen dieser Verbindungen mit
Verbindungen, die zur Klasse der durch Komponente (1) oder (2) bezeichneten Verbindungen gehören, das Auf-
er«
- /75·
treten der oben erwähnten charakteristischen Eigenschaften der letzteren nicht. Die Gesamtmenge der
Esterverbindungen, die zur Gruppe der durch Komponente (1) bis (4) bezeichneten Verbindungen gehören, sollte
im Bereich von 10 Gew.-% bis 30 Gew.-% liegen, damit die Zugabe dieser Verbindungen Wirkung zeigt, und sie
liegt bevorzugt bei ungefähr 20 Gew.-%. Ihre obere Grenze liegt bei 30 Gew.-%; oberhalb dieser Grenze
werden die Schwellenspannung und Viskosität einer Flüssigkristall-Zusammensetzung zu hoch. - -,.
Obwohl die Esterverbindungen "die oben genannten Vorteile zeigen, verschlechtern sie die Ansprechcharakteristiken.
Es wurden dann verschiedene Materialien mit niedriger Viskosität getestet, um die Ansprech-Charakteristiken
zu verbessern. Es wurde gefunden, daß Verbindungen die Viskosität deutlich erniedrigen, die
durch die nachfolgende Strukturformel wiedergegeben werden können:
R_-/h WrVVR^ Komponente (11)
Diese Verbindungen sind daher geeignet als Material zur. Erniedrigung der Viskosität eines gemischten Flüssigkristall-Materials
.
Tabelle 2 zeigt die Werte Tn-. und T^ ^n von repräsentativen
Materialien niedriger Viskosität, wobei ^
die Viskosität bei 200C ist. Wie aus Tabelle 2 ersichtlich
ist, ist die Viskosität am niedrigsten für 4-(trans-4-n-propylcyclohexyl-)ethylbenzol. Außerdem
wurde experimentell bestätigt, daß diese Verbindung das Auftreten der smektischen Phase wirkungsvoll unterdrückt.
EPO COPY
.- »··
- yi - - AL·· |
3420110 | |
Tabelle 2 | ||
Allgemeine Forme]
Strukturformel
OC2H5
C3H7K H
-70
37
32
52
20
(cpj
Es wurden also Verbindungen, die zu der mit Komponente (11) bezeichneten Klasse gehören, als Stoffe niedriger
Viskosität ausgewählt, die die Ansprechcharakteristiken verbessern und die Phasenübergangs-Temperatur
smektische Phase/nematische Phase TgN so deutlich erniedrigen,
daß die Flüssigkristall-Zusammensetzung bis herab zu sehr niedrigen Temperaturen in der nematischen
Phase bleibt. Die Zugabe eines Materials mit niedriger Viskosität aus der mit Komponente (11) bezeichneten
Gruppe zu einer Mischung von Ester-Verbindungen der oben genannten Art beeinflußt nicht die
Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung. Wohl aber erniedrigt sie den Wert T und verbessert die
Ansprechcharakteristiken. Die Menge der die Viskosität erniedrigenden Materialien sollte oberhalb von 10
Gew.-% liegen, damit die Zugabe dieser Verbindungen wirkungsvoll ist. Sie liegt bevorzugt bei 20 Gew.-%,
wo der Wert T ausreichend niedrig für die praktische Verwendung ist. Es sollte allerdings nicht zu viel
zugegeben werden, um den Wert T^1 übermäßig abzusenken.
10
Als nächstes wird auf das Material mit hohem Klärungs-.'
punkt eingegangen. Die oben erwähnte Zugabe von Verbindungen der zu Komponente (]1) gehörenden Gruppe
erniedrigt die—Viskosität des resultierenden gemischten
Materials deutlich. Unglücklicherweise erniedrigt sie den Wert- T eines resultierenden Gemisches sehr
stark, da die T T~Werte von Verbindungen, die zur
Gruppe der mit Komponente (11) bezeichneten Verbindungen gehören-7-^ei— b-is zu -700C liegen, wie in Tabelle
2 gezeigt wurde. Deswegen ist es notwendig, „ein Material mit hohem Klärungspunkt mit den Materialien
niedriger Viskosität zu mischen, um den Klärungspunkt der Mischung anzuheben. Ein Material mit hohem Klärungspunkt
zeigt die Tendenz, daß die Viskosität hoch ist, da es aus langen Molekülen besteht. Es wurden die
TT- und ^ „-.-Werte mehrerer Flüssigkristall-Materialien
überprüft, um ein Material mit niedrigem Wert T
und relativ niedriger Viskosität zu finden. Tabelle 3 zeigt eine Liste der beispielhaft überprüften Materialien, und Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der °^20~ und T Nj-Werte der Substanzen.
und relativ niedriger Viskosität zu finden. Tabelle 3 zeigt eine Liste der beispielhaft überprüften Materialien, und Fig. 2 zeigt eine graphische Darstellung der °^20~ und T Nj-Werte der Substanzen.
EPO COPY
-35
.Liste der Substanzen mit hohem Klärungspunkt
05 10
-15 20 25 30
NO,
10 Strukturformel
c5Hii"\ H
C5HU
r\
CN
C3H7-C H )—( H
H >
C2H5
CH,
EPO COPY
Wie aus Fig. 2 offensichtlich, sind die folgenden Verbindungen
aus einer Mehrzahl von Materialien mit einem T -Wert > 1000C als Materialien mit hohem Klärungspunkt für Mischungen von Flüssigkristall-Zusammensetzungen
geeignet, die in einem weiten Temperaturbereich verwendet werden: 4-(trans-4-pentylcyclohexyl-)4'-ethylbiphenyl,
4-(4-Propylcyclohexyl-)4'-methylphenyl-
, cyclohexan und 4-(trans-4-n-pentylcyclohexyl-)4'-trans-4-n-pröpyl^ycIöhexylbiphenyl.
Diese Verbindungen haben einen hohen Wert T und eine niedrige Viskositat.
Es wurde ebenfalls gefunden, daß die Temperaturabhängigkeit der Viskosität sehr gering ist im Vergleich
mit Substanzen" mit polaren Gruppen, wie z.B. Estergruppen, innerhalb des Moleküls oder im Vergleich mit
Materialien, die polare Gruppen, wie z.B. Cyanogruppen, am Ende des Moleküls tragen. Eine ähnliche 'Tendenz
wurde auch beobachtet im Vergleich mit Substanzen, die eine Alkylgruppe oder eine Alkoxygruppe tragen
und die nicht in Tabelle 3 aufgeführt sind. Dementsprechend wurden als Materialien mit hohem Klärungspunkt
die folgenden Verbindungen ausgewählt:
/ \ /p^\ /pz\ Komponente (5)
R Komponente (6)
und
/—ν ι—ν /T=r\
Komponente (7)
- η - -, 3420 Π 0
Die Gesamtmenge dieser Verbindungen in einer Zusammensetzung für Flüssigkristalle sollte oberhalb von 20
Gew.-% liegen, damit die Zugabe dieser Verbindungen wirkungsvoll_wird,„„und liegt bevorzugt bei ungefähr 25
Gew.-%. Sie sollte nicht höher als ungefähr 35 Gew.-% liegen, da .oberhalb dieses Wertes der Wert für T
übermäßig hoch wird.-^-—
übermäßig hoch wird.-^-—
Schließlich .wurde n._mehr ere verschiedene N -Materialien
P
mit einem Wert Ac >> 0 überprüft, um die dielektrische Anisotropie ΛΕ einer Zusammensetzung für Flüssigkristalle positiv zu machen. Es-wurde die Temperaturabhängigkeit der Schwellenwert-Spannung V_n_ und die Nachleuchtdauer T , von gemischten Flüssigkristallen der Flüssigkristall-Zusammensetzung III gemessen. Die Komponenten der Zusammensetzung III sind in Tabelle 4 aufgeführt, jede mit 20 Gew.-% eines der in Tabelle-5 aufgelisteten N -Materialien A bis F. Die beiden "oben genannten Größen wurden in einer Flüssigkristall-Zelle des verdrillt nematischen Typs gemessen, die ' eine Dicke von 10 um entlang der Normalrichtung der Zelle hatte.
mit einem Wert Ac >> 0 überprüft, um die dielektrische Anisotropie ΛΕ einer Zusammensetzung für Flüssigkristalle positiv zu machen. Es-wurde die Temperaturabhängigkeit der Schwellenwert-Spannung V_n_ und die Nachleuchtdauer T , von gemischten Flüssigkristallen der Flüssigkristall-Zusammensetzung III gemessen. Die Komponenten der Zusammensetzung III sind in Tabelle 4 aufgeführt, jede mit 20 Gew.-% eines der in Tabelle-5 aufgelisteten N -Materialien A bis F. Die beiden "oben genannten Größen wurden in einer Flüssigkristall-Zelle des verdrillt nematischen Typs gemessen, die ' eine Dicke von 10 um entlang der Normalrichtung der Zelle hatte.
"f
2/f-
Flüssigkristall-Zusammensetzung III
Komponenten
Konzentration (Gew.-%,|
COO-< H V-C3H7
27
10 8 6
EPO COPY
35
-Yf-
Liste der N -Materialien.
3420T10
05
10
15
20 25 30
Bez.
—Struktur fο rme\η
C3H7-(O)-COO-
EPO COPY
Die Nachleuchtdauer T ist wie in Fig. 3 gezeigt definiert.
Die Lichtdurchlässigkeit steigt zu Beginn von 0 an, nachdem die Wechselstrom-Rechteckspannung der
Größe 4 . V-_- de~rT~We~rt 0 angenommen hat. T , ist definiert
als das Zeitintervall, innerhalb dessen die Lichtdurchlässigkeit wieder auf den Wert von 90% ansteigt.
_ - "^
Fig. 4 zeigt d~ie~~Temperaturabhängigkeit von T" d der
oben erwähnten gemischten Flüssigkristalle. Wie - aus Fig. 4 zu sehen ist, sind eine Phenylcyclohexan-Verbindung
(C) und eine Biphenylverbindung (F) aufgrund ihrer relativ schnellen Ansprechweise unter den aufgeführten
Np-Materialien überlegen als Komponenten für Flüssigkristall-Zusammensetzungen zur Verwendung in
einem großen Temperaturbereich.
Fig. 5 zeigt die Temperaturabhängigkeit der Schwellenwert-Spannung
der gemischten Flüssigkristalle. Offenbar wird die Bandbreite der Variation der Schwellenwert-Spannung
der Flüssigkristall-Zusammensetzungen, die mit 20 Gew.-% oder mehr der oben erwähnten Materialien
(A) bis (F) gemischt werden, in der Reihenfolge D>C >E >F>A>B geringer. Aufgrund dieser Daten
wurden daher die nachfolgenden Verbindμngen als N -Materialien
ausgewählt:
Komponente (8)
und
Komponente (10)
Die folgenden Verbindungen wurden aufgrund der Tempe
raturabhängigkeit der Schwellenwert-Spannung Vg„o aus
gewählt:
raturabhängigkeit der Schwellenwert-Spannung Vg„o aus
gewählt:
. "16'\V^/^C0°-\W/ >-^- j Komponente (9)
" Aus den oben erwähnten drei Arten Von Verbindungen
sollte ein N -Material entsprechend der Anwendung einer Flüssigkristall-Zusammensetzung ausgewählt werden.
Die Gesamtmenge dieser Verbindungen sollte nicht über 15 Gew.-% liegen, damit die Zugabe dieser-Verbindungen
wirkungsvoll ist. Sie sollte allerdings nicht 30 % überschreiten, da oberhalb dieses Konzeritrationswertes
ein niedriger TWT~Wert und eine hohe Viskosität
die Folge sein können.
Die erwähnten Gründe führen dazu, daß eine überlegene Zusammensetzung für Flüssigkristalle durch Mischung
0 der oben erwähnten Komponenten hergestellt werden kann. Nachfolgend werden Beispiele gemäß der vorliegenden
Erfindung aufgeführt.
Die jeweiligen Komponenten von Flüssigkristall-Zusammensetzung A, B, C und D gemäß der vorliegenden Erfindung
werden in Tabelle 6 gezeigt. Sie werden hergestellt durch Mischen und Erhitzen der Komponenten in
dem Verhältnis, das ebenfalls in Tabelle 6 gezeigt ist. Die daraus resultierende Mischung wurde unter
Umgebungsdruck transparent.
Komponenten
Fluss icrkri stal 1- Zusammensetzung
12.6
8.9
6.3
6.3
8.9
6.3
6.3
21.7
6.8
6.8
6.8
6.8
6.2
6.2
4.6
6.8
6.8
6.8
6.8
6.2
6.2
4.6
B (Gew.-%)
11.7 8.3 5.9 5.9
20.2 6.3 6.3 6.3 6.3 5.8 5.8 4.3 3.8 3.3
(Gew.-%)
12.6 8.9 6.3 6.3
21.7 6.8 6.8 6.8 6.8
4.6 6,2 6.2
(Gew.-%)
12.6 8.9 6.3 6.3
21.7 6.8 6.8 6.8 6.8 5.8 5.8
6.0 5.5
Flüssigkristall-Zusammensetzung A wurde zur nematischen Phase im Bereich zwischen -40 und +870C. Die
Flüssigkristall-Zusammensetzung A wurde in eine Flüssigkristall-Zelle des verdrillt nematischen Typs mit
einer Dicke von ungefähr 10 um eingefüllt. Die Substrate der Zelle wurden einem Reibungsprozeß zur Herstellung
des verdrillt-nematischen Typs unterworfen. Polarisatoren wurden auf beiden Seiten der Zelle angebracht,
um die Lichtachsen rechteckig zueinander einzustellen. Eine Wechselstromspannung der Frequenz
34201 ΊΟ
1 kHz wurde an die so hergestellt JFlüssigkristall
Schicht angelegt und die Anzeige-Charakteristika wur den gemessen.
Tabelle 7 zeigt sowohl die charakteristischen Werte der Flüssigkristall-Zusammensetzung A als auch diejenigen
einer repräsentativen, für die Verwendung in einem weiten Temperaturbereich geeigneten Flüssigkri-'Stall-Zusammensetzung
aus dem Stand der Technik zum Vergleich (Nr. 2702 der Firma Hoffmann-La Roche). Der
2 5 ° C
Wert *6 ist definiert als der Quotient
Wert *6 ist definiert als der Quotient
OC Op TC O
10% 90%
Flüssigkristall-Zusammensetzung A hat offensichtlich
im Vergleich mit der aus dem Stand der Technik bekannten Flüssigkristall-Zusammensetzung überlegene charakteristische
Eigenschaften wie folgt:
(1) die Schwellenspannung ist niedrig;
(2) die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung ist bemerkenswert gering;
(3) die Ansprache ist sogar bei niedrigen Temperaturen schnell.
Flüssigkristall-Zusammensetzung B wurde zur nematisehen
Phase im. Temperaturbereich zwischen -40 und 820C. Die charakteristischen Werte der Flüssigkristall-Zusammensetzung
B wurden ähnlich gemessen und sind ebenfalls in Tabelle 7 dargestellt. Tabelle 7
zeigt, daß Zus. B völlig überlegene Eigenschaften, verglichen mit der Flüssigkristall-Zusammensetzung aus
dem Stand der Technik hat, wie z.B. die Temperaturabhängigkeit der Schwellenwert-Spannung und die Ansprechcharakteristiken,
und daß sie sogar bei niedriger angelegter Spannung betrieben werden kann. 35
Obwohl dies nicht ausführlich dargelegt wird, sind die
beiden Flüssigkristall-Zusammensetzungen C und D hinsichtlich ihrer charakteristischen Eigenschaften in
einem weiten Temperaturbereich überlegen.
Tabelle 7 | Flüssigkristall-Zusammensetzung | istand der Technik |
• | A B | 2·7 Vrms |
Charakt. Werte | 2.46 V 2.2V, | 3·7 Vrms |
v25eC V9O% |
3·4 vrms 3"Ovrms | 1.38 |
V10% | 1.38 1.38 | 12.9 rav/°c |
ft25°c | 6.1 rr.V/0C 5.7 mV/0C | 0.49 %/eC |
dVgo%/dT(60-10°C} | 0.25 %/°C 0.26 %/°C | 500 ms |
Γ (60~10°C) | 420 ms 450 ms | 58 ms |
T/ (T=-10°C) | 58 ms 60 ms | 91.2°C |
ti (T= 250C) | 870C . 82°C | <-30°C |
<-40°C <-40°C | ||
T 1CN |
||
Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen ausgeführt sein, ohne daß damit von ihrem Geist oder von
wichtigen Merkmalen abgewichen wird. Die vorstehenden Beispiele sind daher in jeder Hinsicht als erläuternd
und nicht beschränkend anzusehen. Der Rahmen der Erfindung wird durch den nachfolgenden Anspruch und
die vorangehende Beschreibung angegeben, und alle Änderungen, die unter die Bedeutung und in den Äquivalenzbereich
des Anspruchs fallen, sind als davon umfaßt anzusehen.
EPO COPY
Claims (1)
- Patentanspruch05 10 15 20Flüssigkristall-Zusammensetzungen, die mindestens eine Verbindung aus jeder der nachfolgenden Gruppen von Verbindungen enthalten:erste Gruppe, bestehend aus Verbindungen, die durch die nachfolgenden allgemeinen Strukturformeln dargestellt werden können:und-^ H VCOOzweite Gruppe, bestehend aus Verbindungen, die durch die nachfolgenden allgemeinen Strukturformeln dargestellt werden können:und25Q\.Coo-( η Vr8 ,30 35dritte Gruppe, bestehend aus Verbindungen, die durch die nachfolgenden allgemeinen Strukturformeln dargestellt werden können:R1 Γ( ΗOXO,H Vr12undvierte Gruppe, bestehend aus Verbindungen, die durch "die nachfolgenden allgemeinen Strukturformeln dargestellt werden können:'"Q)-CN.und-(OXO-·undfünfte Gruppe, bestehend aus Verbindungen, die durch die nachfolgende allgemeine Strukturformel dargestellt werden können:19'wobei in den allgemeinen Strukturformeln alle Gruppen R1 .bis R19 geradkettige Alkylgruppen sind und durch die Formel CH dargestellt v/erden können, -in der η • 1 bis 7 ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58098590A JPS59221376A (ja) | 1983-05-31 | 1983-05-31 | 液晶組成物 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3420110A1 true DE3420110A1 (de) | 1984-12-06 |
DE3420110C2 DE3420110C2 (de) | 1985-05-09 |
Family
ID=14223854
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3420110A Expired DE3420110C2 (de) | 1983-05-31 | 1984-05-30 | Zusammensetzungen für Flüssigkristalle |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4622162A (de) |
JP (1) | JPS59221376A (de) |
DE (1) | DE3420110C2 (de) |
GB (1) | GB2142927B (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0171746A2 (de) * | 1984-08-14 | 1986-02-19 | Casio Computer Company Limited | Flüssigkristallzusammensetzung |
DE4027830B4 (de) * | 1990-09-01 | 2011-11-24 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallanzeige |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0629426B2 (ja) * | 1984-07-09 | 1994-04-20 | カシオ計算機株式会社 | 液晶組成物 |
US5044735A (en) * | 1985-11-29 | 1991-09-03 | Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. | Liquid crystal display device for providing sufficiently high contrast ratio and excellent response time |
JPS62143990A (ja) * | 1985-12-18 | 1987-06-27 | Hitachi Ltd | 液晶表示素子 |
JPS62150330A (ja) * | 1985-12-25 | 1987-07-04 | Sharp Corp | 液晶シヤツタ−駆動方法およびこれを利用した液晶光プリンタ階調記録方法 |
DE3606153A1 (de) * | 1986-02-26 | 1987-08-27 | Merck Patent Gmbh | Fluessigkristallanzeigeelement |
DE3606787A1 (de) * | 1986-03-01 | 1987-09-03 | Merck Patent Gmbh | Elektrooptisches anzeigeelement |
US4886621A (en) * | 1986-09-08 | 1989-12-12 | Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Liquid crystal phase |
JP2503456B2 (ja) * | 1986-11-14 | 1996-06-05 | カシオ計算機株式会社 | 液晶組成物 |
US5288427A (en) * | 1987-02-18 | 1994-02-22 | Merck Patent Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Electrooptical display element |
JPH0765043B2 (ja) * | 1987-03-03 | 1995-07-12 | チッソ株式会社 | 液晶組成物 |
DE68918358T2 (de) * | 1988-06-24 | 1995-02-16 | Canon Kk | Ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristallzusammensetzung und Vorrichtung mit dieser Zusammensetzung. |
JP7052859B1 (ja) * | 2020-12-22 | 2022-04-12 | 凸版印刷株式会社 | 調光シート |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4198130A (en) * | 1977-06-03 | 1980-04-15 | Hoffmann-La Roche Inc. | Liquid crystal mixtures |
DE2800553A1 (de) * | 1978-01-07 | 1979-07-12 | Merck Patent Gmbh | Cyclohexanderivate |
DE2832112C2 (de) * | 1978-07-21 | 1985-06-05 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Flüssigkristallines Dielektrikum |
DE2927277A1 (de) * | 1979-07-06 | 1981-01-08 | Merck Patent Gmbh | Cyclohexylbiphenyle, verfahren zu ihrer herstellung, diese enthaltende dielektrika und elektrooptisches anzeigeelement |
DE2948836A1 (de) * | 1979-12-05 | 1981-06-11 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Partiell hydrierte oligo-1,4-phenylene, diese enthaltende dielektrika und elektrooptisches anzeigeelement |
JPS572386A (en) * | 1980-06-06 | 1982-01-07 | Hitachi Ltd | Nematic liquid crystal for display device |
DE3022818C2 (de) * | 1980-06-19 | 1986-11-27 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Flüssigkristall-Anzeigeelement |
JPS5710672A (en) * | 1980-06-23 | 1982-01-20 | Mitsubishi Electric Corp | Liquid crystal composition |
JPS5721479A (en) * | 1980-07-14 | 1982-02-04 | Mitsubishi Electric Corp | Nematic liquid crystal composition |
DE3266741D1 (en) * | 1981-03-13 | 1985-11-14 | Secr Defence Brit | Liquid crystal compositions |
JPS588778A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-18 | Hitachi Ltd | 液晶組成物 |
JPS588780A (ja) * | 1981-07-08 | 1983-01-18 | Hitachi Ltd | 液晶組成物 |
DE3136624A1 (de) * | 1981-09-15 | 1983-03-31 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Fluessigkristalline halogenverbindungen, verfahren zu ihrer herstellung, diese enthaltende dielektrika und elektrooptisches anzeigeelement |
JPS5865783A (ja) * | 1981-10-14 | 1983-04-19 | Alps Electric Co Ltd | 液晶物質 |
JPS5896674A (ja) * | 1981-12-02 | 1983-06-08 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶組成物 |
JPS58204081A (ja) * | 1982-05-21 | 1983-11-28 | Hitachi Ltd | 液晶組成物 |
JPS59149975A (ja) * | 1983-02-15 | 1984-08-28 | Mitsubishi Electric Corp | 液晶組成物 |
-
1983
- 1983-05-31 JP JP58098590A patent/JPS59221376A/ja active Granted
-
1984
- 1984-05-30 US US06/615,475 patent/US4622162A/en not_active Expired - Fee Related
- 1984-05-30 DE DE3420110A patent/DE3420110C2/de not_active Expired
- 1984-05-31 GB GB08413932A patent/GB2142927B/en not_active Expired
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
NICHTS-ERMITTELT * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0171746A2 (de) * | 1984-08-14 | 1986-02-19 | Casio Computer Company Limited | Flüssigkristallzusammensetzung |
EP0171746A3 (en) * | 1984-08-14 | 1988-11-30 | Casio Computer Company Limited | Liquid crystal composition |
DE4027830B4 (de) * | 1990-09-01 | 2011-11-24 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallanzeige |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2142927B (en) | 1987-01-28 |
GB2142927A (en) | 1985-01-30 |
US4622162A (en) | 1986-11-11 |
JPH0349959B2 (de) | 1991-07-31 |
GB8413932D0 (en) | 1984-07-04 |
DE3420110C2 (de) | 1985-05-09 |
JPS59221376A (ja) | 1984-12-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3784415T2 (de) | Nematische fluessigkristallzusammensetzung. | |
DE69319032T2 (de) | Antiferroelektrische Flüssigkristallzusammensetzung sowie Flüssigkristallanzeigevorrichtung | |
DE102009015692A1 (de) | Flüssigkristallines Medium | |
EP0474062A2 (de) | Matrix-Flüssigkristallanzeige | |
DE3420110C2 (de) | Zusammensetzungen für Flüssigkristalle | |
EP1146104A2 (de) | Flüssigkristallines Medium | |
EP2649154A1 (de) | Flüssigkristallines medium und elektrooptische anzeige | |
DE2340707A1 (de) | Fluessigkristall-anzeige auf basis verdrehter nematischer struktur | |
DE3023989A1 (de) | Fluessigkristallines dielektrikum | |
DE4303335A1 (de) | ||
DE69705789T2 (de) | Flüssigkristallzusammensetzung und Flüssigkristallanzeigevorrichtung | |
DE2815335C2 (de) | ||
DE2538865A1 (de) | Nematische fluessigkristallmassen | |
DE2846409C2 (de) | ||
DE68909631T2 (de) | Ferroelektrische Flüssigkristallzusammensetzung. | |
DE19943650A1 (de) | Nematische Flüssigkristallzusammensetzung und diese verwendende Flüssigkristallanzeige | |
DE68903274T2 (de) | Nematische fluessigkristallzusammensetzung fuer aktive matrix-verwendung. | |
DE2832112A1 (de) | Fluessigkristallines dielektrikum mit positiver dielektrischer anisotropie | |
DE102006033886A1 (de) | FK-Mischungen mit geringer Frequenzabhängigkeit für TFT-Anzeigen | |
DE3851123T2 (de) | Flüssigkristallzusammensetzungen. | |
DE3878457T2 (de) | Fluessigkristallzusammensetzung. | |
DE3784017T2 (de) | Fluessigkristallzusammensetzung. | |
DE3243688A1 (de) | Fluessigkristall-zusammensetzung | |
DE3122529C2 (de) | Nematische Flüssigkristallmaterialien und ihre Verwendung | |
DE68926901T2 (de) | Ferroelektrische Flüssigkristallmischung und Flüssigkristallanzeigevorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |