JP5100940B2

JP5100940B2 - Liquid crystalline media

Info

Publication number: JP5100940B2
Application number: JP2001303113A
Authority: JP
Inventors: ミヒャエル・ヘックマイヤー; ブリギッテ・シューラー; マティアス・ブレーマー
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2000-12-04
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2012-12-19
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2002180048A; DE10155073B4; DE10155073A1

Description

【０００１】
本発明は液晶性媒体とその媒体を含む電気光学的ディスプレイに関する。
その様な物質の光学特性が印加電圧によって影響を受けることが出来るので、液晶は特にディスプレイ素子内の誘電体として使用されている。液晶に基づく電気光学素子は当業者には極めてよく知られており、種々の効果の元になることが出来る。そのような素子の例はダイナミックスキャッタリングを有するセル、ＤＡＰセル（配列層の変形）、ゲスト／ホストセル，ねじれネマチック構造を有するＴＮセル、ＳＴＮセル（スーパーツイストネマチック），ＳＢＥセル（スーパー複屈折効果）、ＯＭＩセル（光学コード干渉）を含んでいる。最も普通のディスプレイ素子はシャット−ヘルフリッチ効果に基づいており、ねじれネマチック構造を有する。
【０００２】
液晶素材は一般的には良好な化学的および熱的安定性と電場と電磁波放射に対する良好な安定性を持ってなくてはならない。更に、液晶素材は低い粘度を持つべきであり、セル中では短い応答時間、低いしきい値、高いコントラストを起こすべきである。
【０００３】
更に、標準的な動作温度では、すなわち室温以下、以上の出来るだけ広い範囲内で、これら液晶素材は上記のセルについては適度な中間相、例えばネマチック中間相を持つべきである。原則として液晶は多数の成分の混合物として使用されるので、互いに容易に混合可能であることは成分にとって重要である。セルタイプと利用分野によって変動するが、電気伝導度、誘電異方性、光学異方性のようなその他の特性は種々の要求に合致してなくてはならない。
【０００４】
例えば、ねじれたネマチック構造を有するセルのための素材は正の誘電異方性と低い電気伝導度を示すべきである。
例えば、個々のピクセルを切り替えるための集積した非線形素子を含むマトリックス液晶ディスプレイ（マトリックスＬＣＤ）は理想的には大きな正の誘電異方性、広範囲のネマチック相、比較的低い複屈折、極めて高い抵抗率、良好なＵＶおよび温度安定性、低い蒸気圧を持つ媒体を要求する。
【０００５】
そのようなマトリックス液晶ディスプレイは公知である。別個の画素を個々に切り替えるための適当な非線形素子はアクティブ素子（すなわちトランジスター）並びにバリスターまたはダイオードの様なパッシブ素子を含んでいる。そのような配置をアクティブマトリックスとして引用する。
【０００６】
有望なＴＦＴ（薄いフィルムトランジスター）ディスプレイでは、利用されている電気光学効果は通常はＴＮ効果である。ＣｄＳｅのような化合物半導体から成るＴＦＴの間にまたは多結晶性のまたは非晶性ケイ素の基板の上のＴＦＴ間にに差がある。
【０００７】
ＴＦＴマトリックスをディスプレイのガラス板一枚の内側に適用し、一方ではその内側上の他のガラス板が透明な対電極をつけている。画素電極の大きさと比較するならば、そのＴＦＴはきわめて小さく、像を妨害することはほとんどない。この技術を完全な色付き画像表示に拡大することが出来て、フィルター素子を１対１配列の中では切り替え可能な像素子に対面して設置するようにして赤、緑、青フィルターのモザイクを配列する。ＴＦＴディスプレイは通常は透過光の中に交差偏光子を含むＴＮセルとしての機能を果たしており、背面照光射を利用している。
【０００８】
このタイプのマトリックスＬＣＤはディスプレイとしてノート型コンピューター、ＴＶセット（ポケットテレビジョンセット）の中で、更に自動車または航空機生産に使用されている。その様な利用方法では、コントラストの角度依存性もこれらマトリックスＬＣＤの切り替え時間も常に満足すべきものとなっていない。液晶混合物の不十分に高い抵抗率が問題を引き起こしている。抵抗が減少するにつれて、マトリックスＬＣＤディスプレイのコントラストが悪化し、「残像（image-sticking）」の問題が生ずることもある。ディスプレイの内部表面との相互作用によって、液晶混合物の抵抗率は一般的にはマトリックスＬＣＤの寿命全体にわたって減少する故に、許容できる使用寿命に達するためには高い（当初の）抵抗は極めて重要である。特に低いしきい電圧を有する混合物では現在までは極めて高い抵抗率に達することは不可能であった。その理由は高い正の誘電異方性Δεを持つ液晶性媒体は一般的にはより高い電導度を示すからである。更に、温度上昇と共に、熱露出および／またはＵＶ光に露出後に、抵抗率が出来るだけ低い増加を示す事が重要である。
【０００９】
ディスプレイにとって短い切り替え時間に達するためには、その混合物は小さい回転粘度を更に持って無くてはならない。更に、液晶性層の層厚さを減少するにつれて切り替え時間も減少する。小さい層厚さに達するためには、最大限可能な複屈折Δｎを有する液晶性媒体が必要になる。低温においてさえも使用可能なディスプレイには例えば、戸外で、車中で、航空機内の使用には、その要求は低温でさえも生ずる結晶化相および／またはスメクチック相を起こさないこと、及び粘度温度依存性を出来るだけ小さくすることである。先行技術のマトリックスＬＣＤは現在の要求に合致していない。
【００１０】
従って、極めて高い抵抗率、同時に広範囲の動作温度範囲、低温においてさえも短い切り替え時間、低いしきい値電圧を持つマトリックスＬＣＤ、ただしこれらの欠点を持たないかまたはこれらの欠点を僅かにしか持たないＬＣＤに対する大きな需要がなお存在している。
【００１１】
この目的のために以下の特性を持つ液晶性媒体が好ましい
− ディスプレイが低温でさえも使用可能であるようにネマチック相ドメインを
特に低温に拡張する、低い粘度温度依存性に拡張する
− ディスプレイの長い使用寿命を達成するためにＵＶ照射に対する高い抵抗力
− 低いしきい値電圧Ｖ_ｔｈに達するための高い正の誘電異方性
− 短い切り替え時間に達するための低い回転粘度γ_１
− 短い切り替え時間に達するために小さい層厚さを有して使用するための高い
Δｎ
【００１２】
本発明の目的は他の限定事項には合致しながら、極めて高い抵抗率、低いしきい値電圧、短い切り替え時間を示すマトリックスＬＣＤ、ＴＮまたはＳＴＮディスプレイのための液晶性媒体を提供することである。
この目的は一般式（Ｉ）の１または２種以上の化合物と付加的にさらなる液晶性化合物を含む液晶性媒体によって達成される。
【化８】

（ただしＲ^１、Ｒ^２は互いに独立して、水素原子、１−７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、または２−７個の炭素原子を有するアルケニル基である）
【００１３】
さらなる液晶性化合物として一般式（ＩＩ）−（ＸＶ）の１種以上の化合物を含む本発明による液晶性媒体
【００１４】
【化９】

【００１５】
【化１０】

（ただしＲ、Ｒ^１、Ｒ^２は互いに独立して、水素原子、１−７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、または２−７個の炭素原子を有するアルケニル基であり、
Ｌ、Ｌ^１、Ｌ^２、Ｌ^３、Ｌ^４は互いに独立して、水素またはフッ素原子であり、Ｘはフッ素原子、ＯＣＦ_３、ＯＣＨＦ_２、ＣＮまたはＮＣＳであり、
Ｚ^１、Ｚ^２はそれぞれ互いに独立であり、単結合、−ＣＯＯ−，−ＣＦ_２Ｏ−、ＯＣＦ_２−、−ＣＨ_２−ＣＨ_２−、−ＣＦ_２−ＣＦ_２−、−ＣＨ_２Ｏ−、−ＯＣＨ_２−または−ＣＨ＝ＣＨ−である）
【００１６】
好ましい態様では、一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩＩ）および（ＶＩＩＩ）の化合物として本発明における液晶性媒体は一般式（ＩＩａ）−（ＩＸａ）の化合物を含む。
【化１１】

【００１７】
【化１２】

【００１８】
【化１３】

【００１９】
【化１４】

（ただしＲは水素原子、１−７個の炭素原子を持つアルキルかアルコキシ基または２−７個の炭素原子を持つアルケニル基である）
【００２０】
Ｒ、Ｒ^１、Ｒ^２は１−７個の炭素原子を有するアルキル基またはアルコキシ基であり、直鎖または枝分かれしていてもよい。好ましくは直鎖であり、２、３、４、５、６または７個の炭素原子を有し、従って好ましくはエチル、プロピル、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキソキシ、またはヘプトキシである。
【００２１】
Ｒ、Ｒ^１、Ｒ^２は２−７個の炭素原子を有するアルケニル基であって、直鎖または枝分かれしていてもよい。好ましくは直鎖であり、従って特に、ビニル、プロプ−１−エニル、プロプ−２−エニル、ブツ−１−エニル、ブツ−２−エニル、ブツ−３−エニル、ペント−１−エニル、ペント−２−エニル、ペント−３−エニル、ペント−４−エニル、ヘキス−１−エニル、ヘキス−２−エニル、ヘキス−３−エニル、ヘキス−４−エニル、ヘキス−５−エニル、ヘプト−１−エニル、ヘプト−２−エニル、ヘプト−３−エニル、ヘプト−４−エニル、ヘプト−５−エニル、ヘプト−６−エニルである。
【００２２】
一般式（ＩＩ）−（ＸＶ）の化合物の例は以下の化合物（ｎ＝１−７，ｍ＝１−７）である
【化１５】

【００２３】
【化１６】

【００２４】
【化１７】

【００２５】
【化１８】

【００２６】
【化１９】

【００２７】
本発明による液晶性媒体は好ましくは一般式（Ｉ）の化合物を３−２５重量％含む。特に好ましくは本発明による液晶性媒体は一般式（Ｉ）の化合物を３−２５重量％、一般式（ＩＩ）−（ＶＩＩＩ）の化合物を０−９０重量％、一般式（ＩＸ）−（ＸＶ）の化合物を１０−９０重量％含有する。これらの化合物は合計して１００％に達する。
特別な態様においては、本発明による液晶媒体は一般式（Ｉ）の化合物を３−２５重量％、一般式（ＩＩ）−（ＶＩＩＩ）の化合物を３０−８５重量％、一般式（ＩＸ）−（ＸＶ）の化合物を１０−６０重量％含有する。
更に特別な態様では、本発明による液晶性媒体は一般式（Ｉ）の化合物を５−２５重量％、一般式（ＩＸ）−（ＸＶ）の化合物を７５−９５重量％含有する。
【００２８】
（Ｉ）−（ＸＶ）の化合物は文献（例えば、ホウベンーワイル（Houben−Weyl）著、有機化学の方法（Methoden der Organischen Chemie）、Georg-Thieme 出版社 Stuttgartの様な標準的な教科書）記載の様なそれ自身公知の方法で、公知なしかもこれらの反応に適した反応条件下で特異的に製造できる。このことはそれ自身公知ではあるが、特にここでは言及しない変法も含むこととする。式Ｉの化合物は本特許出願に記載したようにしても合成できる。
【００２９】
本発明は本発明による液晶性媒体を含有する電気光学ディスプレイに関し（境と共にセルを形成している２枚の面平行基板、基板上の個々のピクセルを切り替えるための集積した非線形素子、セル中に存在する正の誘電異方性と高い抵抗率を有する、ネマチック液晶混合物を有する特にＳＴＮディスプレイまたはマトリックスＬＣＤ）、更に電気光学目的にこれらの媒体の使用に関する。
【００３０】
本発明による液晶混合物は利用可能なパラメーター中のかなりの拡張を可能としている。
透明点、回転粘度、光学異方性、しきい値電圧の到達可能な組み合わせは現存の先行素材より優れている。
高い透明点と低温におけるネマチック相を結びつけた低いしきい値電圧Ｖ_ｔｈ
と低い回転粘度のための要求は今までには満足に達成されていない。
【００３１】
本発明による液晶混合物は、ネマチック相を−２０℃にまで、好ましくは−３０℃、特に好ましくは−４０℃にまで維持しながら、６５℃以上の、好ましくは７５℃以上、特に好ましくは８０℃以上の透明点、同時に≧０．０９０、好ましくは≧０．１０、特に好ましくは≧０．１２の複屈折、低い回転粘度に結びついた低いしきい値電圧を達成することが可能となり、それによって優れたＳＴＮディスプレイとマトリックスＬＣＤが達成できる。特に、混合物は低い動作電圧と短い切り替え時間に特徴を有する。
【００３２】
偏光子、電極基板、表面処理を有する電極を含む本発明によるＳＴＮディスプレイまたはマトリックスＬＣＤの構造はそのようなディスプレイの標準的なデザインに相当する。本文脈の中では、用語「標準的なデザイン」は包括的であり、追加としてマトリックスＬＣＤのいかなる変更および改変をも含み、特にポリケイ素ＴＦＴまたはＭＩＭディスプレイに基づくマトリックスディスプレイ素子を含んでいる。
【００３３】
本発明によって使用することができる液晶混合物の製造はそれ自身通常の方法で行うことが出来る。原則としては、少量で使用する成分の希望量を主成分を構成している成分の中に、好ましくは温度を上げて、溶解する。その他の方法は有機溶媒、例えばアセトン、クロロフォルム、メタノール中にその成分を溶解した溶液を混合し、その後に完全混合の後に、例えば蒸留によって溶媒を再び除去する。他の在来の方法で、例えばプレミックスを使用することによって混合物を製造する、同族体の混合物を製造する、またはいわゆる多重瓶(multi-bottle)システムを使って製造することも可能である。
【００３４】
誘電体は当業者に公知の、文献記載の添加物を更に含む事が出来る。例えば、多色染料とキーラルドーパント０−１５重量％、好ましくは０−１０重量％添加することもできる。添加した個々の化合物は０．０１〜６重量％、好ましくは０．１〜３重量％の濃度で使用する。たとえそうでも、液晶混合物の他の成分の濃度、すなわち、液晶性化合物またはメソーゲン性化合物の濃度はこれらの添加物の濃度を考慮することなく特定する。
【００３５】
本発明を以下の例によってより詳細に説明する。
例Ａ−Ｆと比較例
例Ａ−Ｆの中の一般式（１）の化合物は以下の化合物を含む：
【化２０】

比較例１では以下の化合物をＩＳ−６４３３の代わりに使用する。
【化２１】

【００３６】
例の中で使用した他の記号は発明の詳細な説明への導入の中で使用した記号に相当する。
特定の組成の液晶混合物を製造した。以下のデータをこれら混合物のために測定した。
スメクチック−ネマチック相転移の温度Ｓ→Ｎ[℃]
透明点 [℃]
５８９ｎｍおよび２０℃での光学異方性 Δｎ
２０℃での回転粘度 γ_１ [mPas]
基板表面に直角をなす視覚方向での１０％、５０％、９０％透過率のための電圧、Ｖ_１０、Ｖ_５０、Ｖ_９０ [V]
１ｋＨｚと２０℃での誘電異方性Δε
電気光学データを２０℃で第一次極小（ｄ・Δｎ＝０．５）でのＴＮセル内で測定した。
【００３７】
例Ａ
【表１】

【００３８】
例Ｂ
【表２】

【００３９】
例Ｃ
【表３】

例Ｄ
【表４】

【００４０】
例Ｅ
【表５】

例Ｆ
【表６】

比較例１
【表７】

【００４１】
例Ｇ
【表８】

例Ｈ
【表９】

【００４２】
例Ｉ
【表１０】

[0001]
The present invention relates to a liquid crystalline medium and an electro-optical display including the medium.
Since the optical properties of such substances can be influenced by the applied voltage, liquid crystals are used in particular as dielectrics in display elements. Electro-optical elements based on liquid crystals are very well known to those skilled in the art and can be the source of various effects. Examples of such devices are cells with dynamic scattering, DAP cells (deformation of alignment layer), guest / host cells, TN cells with twisted nematic structure, STN cells (super twisted nematic), SBE cells (super birefringence effect) ), An OMI cell (optical code interference). The most common display elements are based on the shut-helf rich effect and have a twisted nematic structure.
[0002]
Liquid crystal materials generally must have good chemical and thermal stability and good stability against electric fields and electromagnetic radiation. In addition, the liquid crystal material should have a low viscosity and should have a short response time, low threshold, and high contrast in the cell.
[0003]
In addition, at standard operating temperatures, i.e. below room temperature, and within the widest possible range, these liquid crystal materials should have a moderate mesophase, e.g. a nematic mesophase, for the above cells. In principle, liquid crystals are used as a mixture of a number of components, so it is important for the components that they can be easily mixed with each other. Depending on the cell type and field of application, other properties such as electrical conductivity, dielectric anisotropy, and optical anisotropy must meet various requirements.
[0004]
For example, a material for a cell having a twisted nematic structure should exhibit positive dielectric anisotropy and low electrical conductivity.
For example, a matrix liquid crystal display (matrix LCD) with integrated nonlinear elements to switch individual pixels is ideally large positive dielectric anisotropy, wide range nematic phase, relatively low birefringence, extremely high resistivity Require media with good UV and temperature stability, low vapor pressure.
[0005]
Such matrix liquid crystal displays are known. Suitable non-linear elements for switching individual pixels individually include active elements (ie transistors) as well as passive elements such as varistors or diodes. Such an arrangement is referred to as the active matrix.
[0006]
In promising TFT (thin film transistor) displays, the electro-optic effect utilized is usually the TN effect. There is a difference between TFTs made of compound semiconductors such as CdSe or between TFTs on a polycrystalline or amorphous silicon substrate.
[0007]
The TFT matrix is applied to the inside of one glass plate of the display, while the other glass plate on the inside has a transparent counter electrode. Compared with the size of the pixel electrode, the TFT is very small and hardly disturbs the image. This technology can be expanded to a full color image display, and the mosaic of red, green and blue filters is arranged so that the filter elements are placed facing the switchable image elements in a one-to-one arrangement. To do. A TFT display normally functions as a TN cell that includes a crossed polarizer in the transmitted light, and utilizes backside illumination.
[0008]
This type of matrix LCD is used as a display in notebook computers, TV sets (pocket television sets), and further in automobile or aircraft production. In such a method of use, neither the angle dependency of contrast nor the switching time of these matrix LCDs is always satisfactory. The insufficiently high resistivity of the liquid crystal mixture causes problems. As the resistance decreases, the contrast of the matrix LCD display deteriorates and may cause “image-sticking” problems. High (initial) resistance is critical to reach an acceptable service life because the resistivity of the liquid crystal mixture generally decreases over the lifetime of the matrix LCD due to interaction with the internal surface of the display. . In particular, it has not been possible to reach very high resistivity with mixtures having a low threshold voltage. This is because a liquid crystalline medium having a high positive dielectric anisotropy Δε generally exhibits a higher conductivity. Furthermore, it is important to show that the resistivity increases as low as possible with heat and after exposure to heat and / or UV light.
[0009]
In order to reach a short switching time for the display, the mixture must additionally have a small rotational viscosity. Furthermore, the switching time decreases as the layer thickness of the liquid crystal layer decreases. In order to reach a small layer thickness, a liquid crystalline medium with the maximum possible birefringence Δn is required. For displays that can be used even at low temperatures, for example, outdoors, in cars, in aircraft, the requirement is that no crystallization and / or smectic phases occur even at low temperatures, and viscosity temperatures. It is to make the dependency as small as possible. Prior art matrix LCDs do not meet current requirements.
[0010]
Thus, matrix LCDs with very high resistivity, at the same time a wide operating temperature range, short switching times even at low temperatures, low threshold voltages, but without these defects or only slightly with these defects There is still a great demand for LCDs.
[0011]
A liquid crystalline medium with the following properties is preferred for this purpose-extending the nematic phase domain to a particularly low temperature, extending to a low viscosity temperature dependence, so that the display can be used even at low temperatures-the length of the display High resistance to UV irradiation to achieve service life-High positive dielectric anisotropy to reach low threshold voltage _Vth- Low rotational viscosity γ ₁ to reach short switching times
-High Δn for use with small layer thicknesses to reach short switching times
[0012]
The object of the present invention is to provide a liquid crystalline medium for a matrix LCD, TN or STN display that exhibits very high resistivity, low threshold voltage, and short switching time, while meeting other limitations. .
This object is achieved by a liquid crystalline medium comprising one or more compounds of general formula (I) and additionally a further liquid crystalline compound.
[Chemical 8]

(Wherein R ¹ and R ² are each independently a hydrogen atom, an alkyl or alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms)
[0013]
Liquid crystalline medium according to the invention comprising one or more compounds of the general formula (II)-(XV) as further liquid crystalline compounds
[Chemical 9]

[0015]
[Chemical Formula 10]

(Wherein R, R ¹ and R ² are each independently a hydrogen atom, an alkyl or alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms;
L, L ¹ , L ² , L ³ , L ⁴ are each independently hydrogen or a fluorine atom, X is a fluorine atom, OCF ₃ , OCHF ₂ , CN or NCS,
Z ^1, ^{Z 2} are each, independently of one another, a single _{_{_{bond, -COO -, - CF 2 O-}}} , OCF 2 -, - CH 2 -CH 2 -, - CF 2 -CF 2 -, - CH 2 O- , —OCH ₂ — or —CH═CH—)
[0016]
In a preferred embodiment, the liquid crystalline medium in the present invention is a compound of the general formula (IIa)-(IXa) as the compound of the general formula (II), (III), (IV), (V), (VII) and (VIII). including.
Embedded image

[0017]
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[0018]
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[0019]
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(Wherein R is a hydrogen atom, an alkyl or alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms)
[0020]
R, R ¹ and R ² are an alkyl group or an alkoxy group having ^{1 to} 7 carbon atoms, and may be linear or branched. Preferably it is straight-chain and has 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and is therefore preferably ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy Or heptoxy.
[0021]
R, R ¹ and R ² are alkenyl groups having ² to 7 carbon atoms and may be linear or branched. Preferably it is a straight chain, and in particular vinyl, prop-1-enyl, prop-2-enyl, but-1-enyl, but-2-enyl, but-3-enyl, pent-1-enyl, pent- 2-enyl, pent-3-enyl, pent-4-enyl, hex-1-enyl, hex-2-enyl, hex-3-enyl, hex-4-enyl, hex-5-enyl, hept-1- These are enyl, hept-2-enyl, hept-3-enyl, hept-4-enyl, hept-5-enyl, hept-6-enyl.
[0022]
Examples of compounds of general formula (II)-(XV) are the following compounds (n = 1-7, m = 1-7)

[0023]
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[0024]
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[0025]
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[0026]
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[0027]
The liquid-crystalline medium according to the invention preferably contains 3-25% by weight of the compound of general formula (I). Particularly preferably, the liquid crystalline medium according to the present invention comprises 3 to 25% by weight of the compound of the general formula (I), 0 to 90% by weight of the compound of the general formula (II)-(VIII), and the general formula (IX)-(XV 10) to 90% by weight of the compound. These compounds total 100%.
In a particular embodiment, the liquid-crystalline medium according to the invention comprises 3-25% by weight of a compound of general formula (I), 30-85% by weight of a compound of general formula (II)-(VIII), general formula (IX)- 10-60 wt% of the compound of (XV) is contained.
In a further particular embodiment, the liquid-crystalline medium according to the invention contains 5-25% by weight of the compound of general formula (I) and 75-95% by weight of the compound of general formula (IX)-(XV).
[0028]
The compounds of (I)-(XV) are as described in the literature (for example, standard textbooks such as Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme publisher Stuttgart). It can be specifically produced by a method known per se, without any known method, under reaction conditions suitable for these reactions. This is known per se, but also includes variants not specifically mentioned here. Compounds of formula I can also be synthesized as described in this patent application.
[0029]
The present invention relates to an electro-optic display containing a liquid-crystalline medium according to the invention (two plane-parallel substrates forming a cell with a border, integrated nonlinear elements for switching individual pixels on the substrate, in the cell It relates to the use of these media for electro-optic purposes, in particular STN displays or matrix LCDs having a nematic liquid crystal mixture with a positive dielectric anisotropy and high resistivity present.
[0030]
The liquid-crystal mixtures according to the invention allow a considerable extension in the available parameters.
The reachable combinations of clearing point, rotational viscosity, optical anisotropy and threshold voltage are superior to existing prior materials.
Low threshold voltage V _th combining a high clearing point and a nematic phase at low temperature
The requirement for low rotational viscosity has not been satisfactorily achieved so far.
[0031]
The liquid-crystal mixture according to the invention has a nematic phase up to −20 ° C., preferably −30 ° C., particularly preferably −40 ° C. while maintaining a temperature of 65 ° C. or higher, preferably 75 ° C. or higher, particularly preferably 80 ° C. It is possible to achieve a low threshold voltage associated with the above clearing point, simultaneously a birefringence of ≧ 0.090, preferably ≧ 0.10, particularly preferably ≧ 0.12, and a low rotational viscosity, thereby Excellent STN displays and matrix LCDs can be achieved. In particular, the mixture is characterized by a low operating voltage and a short switching time.
[0032]
The structure of an STN display or matrix LCD according to the present invention comprising a polarizer, an electrode substrate, an electrode with a surface treatment corresponds to the standard design of such a display. Within the present context, the term “standard design” is inclusive and additionally includes any changes and modifications of the matrix LCD, in particular matrix display elements based on polysilicon TFTs or MIM displays.
[0033]
The preparation of the liquid crystal mixture which can be used according to the invention can be carried out in the usual manner. In principle, the desired amount of the component to be used in a small amount is dissolved in the component constituting the main component, preferably by raising the temperature. Another method is to mix a solution of the components in an organic solvent, such as acetone, chloroform, methanol, followed by thorough mixing followed by removal of the solvent again, for example by distillation. It is also possible to produce the mixture in other conventional ways, for example by using a premix, to produce a homologous mixture, or to use a so-called multi-bottle system.
[0034]
The dielectric can further include additives described in the literature known to those skilled in the art. For example, 0-15% by weight, preferably 0-10% by weight of a multicolor dye and a key dopant can be added. The individual compounds added are used in a concentration of 0.01 to 6% by weight, preferably 0.1 to 3% by weight. Even so, the concentration of the other components of the liquid crystal mixture, i.e. the concentration of the liquid crystalline compound or mesogenic compound, is specified without considering the concentration of these additives.
[0035]
The invention is explained in more detail by the following examples.
The compounds of general formula (1) in Example AF and Comparative Example AF include the following compounds:
Embedded image

In Comparative Example 1, the following compound is used in place of IS-6433.
Embedded image

[0036]
The other symbols used in the examples correspond to the symbols used in the introduction to the detailed description of the invention.
A liquid crystal mixture having a specific composition was produced. The following data were measured for these mixtures.
Temperature of smectic-nematic phase transition S → N [° C]
Clearing point [℃]
Optical anisotropy Δn at 589 nm and 20 ° C.
Rotational viscosity at 20 ℃ γ ₁ [mPas]
Voltages for 10%, 50%, 90% transmission in the visual direction perpendicular to the substrate surface, V ₁₀ , V ₅₀ , V ₉₀ [V]
Dielectric anisotropy Δε at 1 kHz and 20 ° C.
Electro-optic data was measured in a TN cell at 20 ° C. with a primary minimum (d · Δn = 0.5).
[0037]
Example A
[Table 1]

[0038]
Example B
[Table 2]

[0039]
Example C
[Table 3]

Example D
[Table 4]

[0040]
Example E
[Table 5]

Example F
[Table 6]

Comparative Example 1
[Table 7]

[0041]
Example G
[Table 8]

Example H
[Table 9]

[0042]
Example I
[Table 10]

Claims

一般式（Ｉ）の化合物の１または２種以上を３−２５重量％、一般式（ＩＩ）−（ＶＩＩＩ）の化合物の１または２種以上を３０−８５重量％および一般式（ＩＸ）−（ＸＶ）の化合物の１または２種以上を１０−６０重量％含有する、前記液晶媒体。

（ただしＲ^１、Ｒ^２は互いに独立して、水素原子、１−７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、または２−７個の炭素原子を有するアルケニル基である）

（ただしＲ、Ｒ ^１、Ｒ ^２は互いに独立であって、水素原子、１−７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、または２−７個の炭素原子を有するアルケニル基であり、
Ｌ、Ｌ ^１、Ｌ ^２、Ｌ ^３、Ｌ ^４は互いに独立して、水素またはフッ素原子であり、Ｘはフッ素原子、ＯＣＦ _３、ＯＣＨＦ _２またはＮＣＳであり、
Ｚ ^１、Ｚ ^２はそれぞれ互いに独立して、単結合、−ＣＯＯ−，−ＣＦ _２Ｏ−、ＯＣＦ _２ −、−ＣＨ _２ −ＣＨ _２ −、−ＣＦ _２ −ＣＦ _２ −、−ＣＨ _２Ｏ−、−ＯＣＨ _２ −または−ＣＨ＝ＣＨ−である） One or more compounds of the general formula (I) are 3-25% by weight, one or more compounds of the general formulas (II)-(VIII) are 30-85% by weight and the compound of the general formula (IX)- The liquid crystal medium comprising 10 to 60% by weight of one or more compounds of (XV) .

(Wherein R ¹ and R ² are each independently a hydrogen atom, an alkyl or alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms)

(Wherein R, R ¹ and R ² are independent of each other and are a hydrogen atom, an alkyl or alkoxy group having 1 to 7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2 to 7 carbon atoms,
L, L ¹ , L ² , L ³ , L ⁴ are each independently a hydrogen atom or a fluorine atom, X is a fluorine atom, OCF ₃ , OCHF ₂ or NCS,
Z ^1, ^{Z 2} are each independently of one another, a single _{_{_{bond, -COO -, - CF 2 O-}}} , OCF 2 -, - CH 2 -CH 2 -, - CF 2 -CF 2 -, - CH 2 O- , —OCH ₂ — or —CH═CH—)

一般式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、（ＩＶ）、（Ｖ）、（ＶＩＩ）、（ＶＩＩＩ）および（ＩＸ）の化合物として、一般式（ＩＩａ）−（ＩＸａ）の化合物を含む、請求項１に記載の液晶性媒体。

（ただしＲは水素原子、１−７個の炭素原子を有するアルキルまたはアルコキシ基、または２−７個の炭素原子を有するアルケニル基である）Formula (II), (III), (IV), (V), (VII), (VIII) a compound of and (IX), formula (IIa) - comprising a compound of (IXa), claim 1 liquid-crystalline medium according to.

Where R is a hydrogen atom, an alkyl or alkoxy group having 1-7 carbon atoms, or an alkenyl group having 2-7 carbon atoms.

請求項１または２に記載の液晶性媒体を含む電気光学ディスプレイ。Electro-optical display containing a liquid-crystalline medium according to claim 1 or 2.