DE10056323A1 - STN-Flüssigkristallanzeige - Google Patents
STN-FlüssigkristallanzeigeInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft Supertwist-Flüssigkristallanzeigen (SFA) mit sehr kurzen Schaltzeiten und guten Steilheiten und Winkelabhängigkeiten sowie die darin verwendeten neuen nematischen Flüssigkristallmischungen, die sich dadurch auszeichnen, daß sie mindestens eine Verbindung der Formel IA DOLLAR F1 und mindestens eine Verbindung der Formel IB DOLLAR F2 und/oder mindestens eine Verbindung der Formel IC DOLLAR F3 enthalten, DOLLAR A worin R·a·, R·b·, R·c·, R·d·, R·e·, Y·1·, Y·2·, Y·3·, Y·4·, q und p die angegebene Bedeutung aufweisen.
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 0 246 842) 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 Ver
wendung 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 K3/K1 und relativ kleine
Werte für Δε/ε┴ aufweisen.
Über die Optimierung des Kontrastes und der Schaltzeiten hinaus werden
an derartige Mischungen weitere wichtige Anforderungen gestellt:
- 1. Breites d/p-Fenster
- 2. Hohe chemische Dauerstabilität
- 3. Hoher elektrischer Widerstand
- 4. Geringe Frequenz- und Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.
Die erzielten Parameterkombinationen sind bei weitem noch nicht ausrei
chend, insbesondere für Hochmultiplex- aber auch für Nieder- und Mittel
multiplex-STN (1/400). Zum Teil ist dies darauf zurückzuführen, daß die
verschiedenen Anforderungen durch Materialparameter gegenläufig be
einflußt 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 Schwellenspan
nung, 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 und
gleichzeitig kurze Schaltzeiten, insbesondere bei tiefen Temperaturen, und
sehr gute Steilheiten aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn
man nematische Flüssigkristallmischungen verwendet, die Verbindungen
der Formel IA
in Kombination mit Verbindungen der Formel IB
und/oder mit Verbindungen der Formel IC
enthalten,
worin
Ra und Rc unabhängig voneinander H oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen,
Rb und Re unabhängig voneinander eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen,
Rd F, OCF3, OCHF2, Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen,
Y1, Y2, Y3, Y4 unabhängig voneinander H oder F,
q 0 oder 1
und
p 0, 1 oder 2 bedeutet.
worin
Ra und Rc unabhängig voneinander H oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen,
Rb und Re unabhängig voneinander eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen,
Rd F, OCF3, OCHF2, Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen oder Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen,
Y1, Y2, Y3, Y4 unabhängig voneinander H oder F,
q 0 oder 1
und
p 0, 1 oder 2 bedeutet.
Die Verwendung der Verbindungen der Formeln IA und IB in den Mi
schungen für erfindungsgemäße SFA bewirkt
- - hohe Steilheit der elektrooptischen Kennlinie
- - geringe Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung und
- - sehr kurz Schaltzeiten, insbesondere bei tiefen Temperaturen.
Die Verbindungen der Formel IA werden vom breiten generischen An
spruch des US-Patent 5,744,058 als Komponenten flüssigkristalliner
Medien umfaßt. Die spezielle Kombination der Verbindungen der Formel IA
mit den Verbindungen IB und/oder den Verbindungen IC, die insbesondere
eine hohe Steilheit der elektrooptischen Kennlinie und eine geringe
Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung in Verbindung mit
geringen Rotationsviskositäten bewirkt, wird darin jedoch nicht
beschrieben.
Durch die Kombination der Verbindungen der Formel IA und IB und/oder
IC verkürzen sich insbesondere deutlich die Schaltzeiten von SFA-
Mischungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Steilheit und geringer
Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.
Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mischungen durch fol
gende Vorzüge aus
- - sie besitzen eine niedrige Viskosität,
- - sie besitzen eine niedrige Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung und der Operationsspannung
- - sie wirken lange Lagerzeiten im Display bei tiefen Temperaturen.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Flüssigkristall-Display mit
- - zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
- - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie,
- - Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten,
- - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0 Grad bis 30 Grad, und
- - einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwi schen 22,5° und 600°,
- - einer nematischen Flüssigkristallmischung bestehend aus
- a) 0-60 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente A, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1,5;
- b) 0-60 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) gegebenenfalls einer optisch aktiven Komponente C in einer Menge, daß das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nemati schen Flüssigkristallmischung etwa 0,2 bis 1,3 beträgt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung zusätzlich
mindestens eine Verbindung der Formel IA enthält,
worin
Ra H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen
und
Rb eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen bedeutet
und gleichzeitig mindestens eine Verbindung der Formel IB enthält,
Ra H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen
und
Rb eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen bedeutet
und gleichzeitig mindestens eine Verbindung der Formel IB enthält,
worin
Rc H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen,
Rd F, OCF3, OCHF2, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
Y1, Y2 unabhängig voneinander H oder F
p 0, 1 oder 2,
q 0 oder 1 bedeutet,
und zusätzlich zu den Verbindungen der Formel IB oder anstelle der Verbindungen der Formel IB mindestens eine Verbindung der Formel IC enthält,
Rc H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen,
Rd F, OCF3, OCHF2, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
Y1, Y2 unabhängig voneinander H oder F
p 0, 1 oder 2,
q 0 oder 1 bedeutet,
und zusätzlich zu den Verbindungen der Formel IB oder anstelle der Verbindungen der Formel IB mindestens eine Verbindung der Formel IC enthält,
worin
Re eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen, und
Y3 und Y4 unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Re eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen, und
Y3 und Y4 unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Gegenstand der Erfindung sind auch entsprechende Flüssigkristall
mischungen zur Verwendung in SFA, insbesondere in mittel- und
niedrigmultiplexierten SFA.
Die Verbindungen der Formel IA, IB und IC sowie alle weiteren hier
genannten Verbindungen werden nach an sich bekannten Methoden
dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie
Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag,
Stuttgart oder EP 00 19 665) beschrieben sind und zwar unter Reaktions
bedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet
sind.
Dabei kann man von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Vari
anten Gebrauch machen.
Die Formel IB umfaßt folgende bevorzugte Verbindungen
worin Rc, Y1 und p die oben angegebene Bedeutung aufweisen und Rf eine
Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet. Besonders
bevorzugt bedeutet Rf Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Pentyl, Methoxy, Ethoxy,
n-Propyloxy oder n-Butyloxy.
Weitere bevorzugte Verbindungen der Formel IB sind solche der Unter
formeln IB6 und IB7
worin Rc und Rf die oben angegebene Bedeutung aufweisen und
Rg Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen bedeutet, insbesondere Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 3E-Butenyl, 1E-Pentenyl oder 3E-Pentenyl.
Rg Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen bedeutet, insbesondere Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl, 3E-Butenyl, 1E-Pentenyl oder 3E-Pentenyl.
Mischungen, die zusätzlich zu den Verbindungen der Formel IA die Ver
bindungen IB2, IB5, IB6 und/oder IB7 enthalten, sind bevorzugt.
Verbindungen der Formel IA und IB sind bevorzugt, worin p unabhängig
voneinander die Bedeutung 0 oder 2 aufweist.
Ra und Rc bedeuten unabhängig voneinander bevorzugt H, eine Methyl
gruppe, Ethylgruppe oder eine n-Propylgruppe, insbesondere H oder eine
Methylgruppe.
Rb weist vorzugsweise die Bedeutung einer geradkettigen Alkoxygruppe
mit 1 bis 7 C-Atomen auf. Insbesondere weist Rb die Bedeutung einer
Methoxy-, Ethoxy- oder n-Propyloxygruppe auf. Ganz besonders bevorzugt
bedeutet Rb eine Methoxygruppe.
Re bedeutet vorzugsweise eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis
7 C-Atomen.
Verbindungen der Formel IC sind bevorzugt, worin Y3 die Bedeutung F
aufweist und Y4 gleichzeitig H bedeutet. Verbindungen der Formel IC,
worin Y3 und Y4 gleichzeitig F bedeuten sind ebenfalls bevorzugt.
Bevorzugt bedeutet RdF, OCF3, OCHF2, eine Methyl-, Ethyl- oder eine n-
Propylgruppe oder eine Methoxy-, Ethoxy- oder n-Propyloxygruppe. Ins
besondere bevorzugt weist Rd die Bedeutung F, OCF3 oder OCHF2 auf.
Verbindungen der Formel IB sind bevorzugt, worin Y1 die Bedeutung F
aufweist und Y2 gleichzeitig H bedeutet. Weiterhin sind solche Verbindun
gen der Formel IB bevorzugt, worin Y1 und Y2 gleichzeitig H bedeuten.
Unter den Verbindungen der Formeln IA, IB und IC sowie den Unter
formeln sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der darin
enthaltenen Reste eine der angegebenen Bedeutungen aufweist.
Die Verbindungen der Formel IB1, IB2 und IB7 sind besonders bevorzugt.
Die Komponente A enthält vorzugsweise Verbindungen der Formeln II
und/oder III,
worin
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Ato men, 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-Ato men, 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 L5 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z1 -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung,
Z2 -CH2CH2-, -COO-, -COO-, -C∼C- oder eine Einfachbindung,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1
bedeuten, wobei Verbindungen der Formel IB vom Umfang der Formel III ausgenommen sind.
Z1 -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung,
Z2 -CH2CH2-, -COO-, -COO-, -C∼C- oder eine Einfachbindung,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1
bedeuten, wobei Verbindungen der Formel IB vom Umfang der Formel III ausgenommen sind.
Bevorzugte Verbindungen der Formel II entsprechen den Unterformeln IIa
bis IIh:
wobei R, L1, L2 und L3 die oben angegebene Bedeutung haben.
Besonders bevorzugt sind Mischungen die eine oder mehrere Verbindun
gen der folgenden Unterformeln enthalten
worin R die oben angegebene Bedeutung hat.
Weiterhin bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindun
gen der Formel IIh enthalten, worin L2 H und L1 H oder F, insbesondere F,
bedeutet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthält Komponente A
zusätzlich Verbindungen der Formeln AI bis AIV:
worin
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Atomen, wobei auch ein oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CH=CH-, -CO-, -OCO- oder -COO- so ersetzt sein können, daß O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
und Q1 jeweils unabhängig voneinander
Z3
-CH2CH2-, -O-CO-
oder eine Einfachbindung bedeuten.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mischungen ein oder
mehrere polare Verbindungen mit einem hohen Klärpunkt ausgewählt aus
der Gruppe bestehend aus den Verbindungen AIV1 bis AIV4:
In den Verbindungen AIV1 bis AIV4 können die 1,4-Phenylenringe auch late
ral durch ein oder zwei Fluoratome substituiert sein. Bevorzugte Verbindun
gen dieses Typs sind die Verbindungen der Formeln AIV1-1, AIV1-2 und
AIV1-3:
In den erfindungsgemäßen Mischungen, die Verbindungen der Formeln
AIV1 bis AIV4 enthalten, liegt der Anteil dieser Verbindungen vorzugsweise
bei ca. 2 bis 25%.
Bevorzugte Verbindungen der Formel III entsprechen den Unterformeln
IIIa-IIIv:
worin R die oben angegebene Bedeutung besitzt, L3 und L4 unabhängig
voneinander H oder F bedeuten und R3 Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-
Atomen bedeutet.
Von den Verbindungen der Formeln IIIa bis IIIv besonders bevorzugt sind
solche, worin L4 F bedeutet, ferner solche, worin L3 und L4 F bedeuten.
Bevorzugte Mischungen enthalten neben ein oder mehreren Verbindungen
der Formeln IA, IB und IC ein, zwei, drei oder mehrere Verbindungen der
Formeln IIa, IIb, IIc, IIf, IIIb, IIId, IIIf, IIIh, IIIi, IIIm, IIIs, IIIt oder IIIu, vor
zugsweise eine oder mehrere Verbindungen der Formel IIIb, IIId, IIIh, IIIt
oder IIIu und eine bis vier Verbindungen der Formeln IA, IB und IC und
eine bis drei Verbindungen der Formeln IIa, IIb und/oder IIc.
In den vor- und nachstehend genannten bevorzugten Verbindungen der
Unterformeln zu Formeln II und III bedeuten R, R1 und R2, soweit nicht an
ders vermerkt, vorzugsweise geradkettiges Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy, ins
besondere Alkyl, mit 1 bis 12 C-Atomen, insbesondere mit 1 bis 7 C-Ato
men.
Mischungen, die die Verbindungen IA, IB und IC enthalten, sind bevorzugt.
Ferner bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen
der Unterformel IIIb1 enthalten
worin R3 die oben angegebene Bedeutung aufweist.
R3 in den Verbindungen der Formel IIIb1 ist besonders bevorzugt n-Propyl,
n-Pentyl oder n-Heptyl.
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 keine oder geringe Men
gen einer oder mehrerer Verbindungen der Komponente B, vorzugsweise
2 bis 20%. Die Verbindungen der Gruppe B zeichnen sich insbesondere
durch ihre niedrigen Werte für die Rotationsviskosität γ1 aus.
Weitere bevorzugte Flüssigkristallmischungen enthalten mehrere Verbin
dungen der Komponente A, vorzugsweise 2 bis 15%, insbesondere be
vorzugt 2 bis 10%.
Die Komponente B enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen
ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der Formeln
IV1 bis IV9:
worin R1 und R2 die für R angegebene Bedeutung haben und R3 und R4
unabhängig voneinander eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Ato
men bedeuten.
Die Komponente B enthält gegebenenfalls zusätzlich eine oder mehrere
Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindun
gen der Formeln IV10 bis IV24,
worin R1 und R2 die für R angegebene Bedeutung haben, R3 und R4 unab
hängig voneinander eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen
bedeuten und die 1,4-Phenylengruppen in IV10 bis IV19, IV23 und IV24
jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder mehrfach sub
stituiert sein können. R1 bedeutet in den Verbindungen der Formel IV25
bevorzugt auch Alkenyl, insbesondere Vinyl und 1-trans-Propenyl.
Besonders bevorzugt sind Mischungen enthaltend eine oder mehrere Ver
bindungen der folgenden Formel
worin R1# Alkenyl mit 1 bis 7 C-Atomen und R2# geradkettiges Alkyl mit 1
bis 4-C-Atomen bedeutet.
R1# bedeutet in diesen Verbindungen besonders bevorzugt Vinyl,
1E-Propenyl, 1-Butenyl, 3E-Butenyl oder 3E-Pentenyl. R2# bedeutet beson
ders bevorzugt Methyl, Ethyl oder Propyl, insbesondere Methyl oder Ethyl.
Die Komponente B enthält weiterhin vorzugsweise eine oder mehrere Ver
bindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen
der Formeln IV26 bis IV32:
worin R1 und R2 die für R angegebene Bedeutung haben und L F oder H
bedeutet. Die 1,4-Phenylengruppen in den Verbindungen IV26 bis IV32
können jeweils unabhängig voneinander auch durch Fluor ein- oder
mehrfach substituiert sein können.
Mischungen, die Verbindungen der Formel IV26 enthalten, worin L die Be
deutung F aufweist, sind bevorzugt.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln IV26 bis IV32,
worin R1 Alkyl und R2 Alkyl oder Alkoxy, insbesondere Alkoxy, jeweils mit 1
bis 7 C-Atomen, bedeutet. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der For
mel IV26 und IV32, worin L F bedeutet.
R1 und R2 in den Verbindungen der Formeln IV1 bis IV15 und IV17 bis
IV32 bedeuten besonders bevorzugt geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1
bis 12 C-Atomen.
Die Komponente B enthält gegebenenfalls eine oder mehrere Verbindun
gen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Verbindungen der
Formeln VI und VII:
worin CrH2r+1 eine geradkettige Alkylgruppe mit bis zu 9 C-Atomen ist.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungs
gemäßen Flüssigkristallmischungen neben den Komponenten A, B, C und
D zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Verbin
dungen der Formel VIII und IX
worin R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben.
Weiter bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen enthaltend mindestens
eine Komponente ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der For
mel X bis XIV:
worin Hal F oder Cl und L H oder F ist und R und R3 die oben angegebene
Bedeutung besitzen, insbesondere worin R und R3 Alkyl mit 1 bis 5 C-Ato
men 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 Kom
ponente stehen dem Fachmann eine Vielzahl, zum Teil kommerziell er
hältlicher chiraler Dotierstoffe zur Verfügung z. B. wie Cholesterylnonanoat,
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. 2 bis 45%, insbesondere 5 bis 25% an
flüssigkristallinen Tolan-Verbindungen. Hierdurch kann bei geringeren
Schichtdicken gearbeitet werden, wodurch die Schaltzeiten deutlich kürzer
werden. Die Tolan-Verbindungen sind vorzugsweise ausgewählt aus der
Gruppe T bestehend aus den Verbindungen der Formeln T1, T2 und T3:
worin
in Formel T1 auch
in Formel T2 auch
d 0 oder 1,
L1 bis L6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
Z4 -CO-O-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung bedeuten, und
R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
L1 bis L6 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
Z4 -CO-O-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung bedeuten, und
R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
Bevorzugte Verbindungen der Formel T1 entsprechen den Unterformeln
T1a und T1b
worin L1 bis L4 H oder F und Q-Y F, Cl oder OCF3, insbesondere F oder
OCF3 bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel T2 entsprechen den Unterformeln
T2a bis T2g
worin R1, R2 und Z4 die oben angegebene Bedeutung besitzen, und L1 bis
L6 H oder F bedeuten.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel T2e sind solche, worin
einer, zwei oder drei der Reste L1 bis L6 F und die anderen H bedeuten,
wobei L1 und L2 bzw. L3 und L4 bzw. L5 und L6 nicht beide gleichzeitig F
bedeuten.
Bevorzugte Verbindungen der Formel T3 entsprechen den Unterformeln
T3a bis T3e
worin R1, R2 und Z4 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
Der Anteil der Verbindungen aus der Gruppe T ist vorzugsweise 2 bis
45%, insbesondere 5 bis 30%.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die
erfindungsgemäßen Mischungen vorzugsweise ca. 5 bis 20% einer oder
mehrerer Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von weniger
als -2 (Komponente D).
Die Komponente D enthält vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen
mit dem Strukturelement 2,3-Difluor-1,4-phenylen, z. B. Verbindungen ge
mäß 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 T2f und T2g.
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, R2 und Z4 die oben angegebene Bedeutung besitzen, und
R1, R2 und Z4 die oben angegebene Bedeutung besitzen, und
bedeutet
und/oder wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe B2 be stehend aus Verbindungen der Formeln B2I bis B2III:
und/oder wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe B2 be stehend aus Verbindungen der Formeln B2I bis B2III:
worin
R die oben angegebene Bedeutung besitzt,
Z5 -CH2CH2-, -CO-O- oder eine Einfachbindung,
Q2
R die oben angegebene Bedeutung besitzt,
Z5 -CH2CH2-, -CO-O- oder eine Einfachbindung,
Q2
alkyl eine Alkylgruppe mit 1 bis 9 C-Atomen,
X CN oder F, und
L H oder F bedeuten,
und/oder wenigstens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe B3 be stehend 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 be stehend aus Verbindungen der Formeln B3I bis B3III:
worin
R1 und R2 unabhängig voneinander die oben angegeben Bedeutung besitzen,
Y F oder Cl, und
R1 und R2 unabhängig voneinander die oben angegeben Bedeutung besitzen,
Y F oder Cl, und
bedeuten.
Der Anteil der Verbindungen aus der Gruppe B1 beträgt vorzugsweise 10
bis 50%, insbesondere 15 bis 40%. Verbindungen der Formel B1III und
B1IV sind bevorzugt.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Gruppe B1 sind diejenigen der
folgenden Teilformeln,
worin
R1a CH3-(CH2)p-, CH3-(CH2)p-O-, CH3-(CH2)p-O-CH2-, trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-CH2O- oder trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-,
R2a CH3-(CH2)p-,
p 1, 2, 3 oder 4
q 0, 1, 2 oder 3, und
s 0 oder 1
bedeutet.
R1a CH3-(CH2)p-, CH3-(CH2)p-O-, CH3-(CH2)p-O-CH2-, trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-CH2O- oder trans-H-(CH2)q-CH=CH-(CH2CH2)s-,
R2a CH3-(CH2)p-,
p 1, 2, 3 oder 4
q 0, 1, 2 oder 3, und
s 0 oder 1
bedeutet.
Der Anteil der Verbindungen der oben angegebenen Teilformeln B1IIIa und
B1IIIb zusammen mit den Verbindungen der Formel IB1 ist vorzugsweise
ca. 5 bis 45%, insbesondere bevorzugt ca. 10% bis 35%.
Der Anteil der Verbindungen der Teilformel B1IVa, bzw. der Verbindungen
der Formel B1IV, ist vorzugsweise ca. 5 bis 40%, insbesondere bevorzugt
ca. 10 bis 35%.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die Mischun
gen gleichzeitig Verbindungen der Formeln B1III und B1IV zusammen mit
den Verbindungen der Formeln IB1 und IB2, wobei der Gesamtanteil für
Komponenten der Gruppe B1 gewahrt bleibt.
Falls Verbindungen der Formeln B1I und/oder B1III vorhanden sind, be
deuten R1 und R2 vorzugsweise jeweils unabhängig voneinander n-Alkyl
mit 1 bis 7 C-Atomen oder (trans)-n-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen. Z ist
vorzugsweise eine Einfachbindung.
Ferner bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen, die eine oder meh
rere Verbindungen der Formel B1IV enthalten, worin
bedeutet, und R1 und R2 eine der oben
angegebenen bevorzugten Bedeutungen haben und insbesondere bevor
zugt 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. 0 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, R2, L und Z5 die oben angegebene Bedeutung besitzen.
R1 in diesen Verbindungen ist vorzugsweise n-Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen
oder (trans)-n-Alkenyl mit 3 bis 7 C-Atomen, Z5 ist vorzugsweise eine
Einfachbindung, R2 hat vorzugsweise die oben für R angegebene bevor
zugte 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 ter
minal fluorierte Verbindungen zum Beispiel ausgewählt aus der Gruppe
bestehend aus,
und/oder polare Heterocyclen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus
worin R1 vorzugsweise n-Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen oder (trans)-n-Alkenyl
mit 3 bis 7 C-Atomen, h 0 oder 1, X0 F, Cl, CF3, -OCF3 oder -OCHF2, und L
H oder F bedeuten.
Der Gesamtanteil aller terminal fluorierter Verbindungen beträgt vorzugs
weise ca. 5 bis 80%, insbesondere ca. 15 bis 70%.
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 be
vorzugt.
Der Ausdruck "Alkenyl" in der Bedeutung von R, R1, R2, Rf und Rd umfaßt
geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen mit Kohlenstoffatomen, ins
besondere die geradkettigen Gruppen. Besonders bevorzugte Alkenyl
gruppen sind C2-C7-1E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl, C5-C7-4-Alkenyl,
C6-C7-5-Alkenyl, und C7-6-Alkenyl, insbesondere C2-C7-1E-Alkenyl,
C4-C7-3E-Alkenyl und C5-C7-4-Alkenyl.
Beispiele bevorzugter Alkenylgruppen sind Vinyl, 1E-Propenyl, 1E-Butenyl,
1E-Pentenyl, 1E-Hexenyl, 1E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl,
3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl,
4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Gruppen mit bis zu
5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
Die Ausdrücke "Alkyl" und "Alkoxy" in der Bedeutung von Ra, Rb, Rc, Rd,
Re, Rf, Rg, R, R1, R2, R3 und R4 umfassen geradkettiges und verzweigte
Alkyl- und Alkoxygruppen, insbesondere die geradkettigen Gruppen.
Besonders bevorzugte 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, Decocy, Undecoxy oder Dodecoxy.
Die erfindungsgemäßen Mischungen enthalten Verbindungen der For
meln 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 5 Verbindungen der Formeln IA und
IB; der Gehalt an diesen Verbindungen beträgt in der Regel 10 bis
80 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 50 Gew.-% bezogen auf die Gesamt
mischung.
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 Ver bindungen 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, IIIm, IIIs, IIIt und IIIu;
- - wenigstens zwei Verbindungen ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln IIb1, IIb2, IId und IIc2. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flüssigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 0 bis 60%, insbesondere bei 10 bis 45%;
- - eine oder mehrere Verbindungen der Formel T1 oder T2, insbeson dere eine oder mehrere Verbindungen der Formel T2a und/oder T2b, 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 eine trans-Alkenylgruppe oder trans-Alkenyloxygruppe ist;
- - eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der folgenden
Gruppe:
worin R1, R2 und L die bevorzugten Bedeutungen, die unter Verbindun gen der Komponente B genannt sind, besitzen und R3 und R4 die oben angegebene Bedeutung aufweist. Die 1,4-Phenylengruppe in den oben genannten Verbindungen kann auch durch Fluor substituiert sein. - - eine oder mehrere Verbindungen der Formeln
worin R, R1 und R2 die oben 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 insbe
sondere ein wichtiges Kriterium für SFAs beim Einsatz als Anzeigen von
Laptops, um Cursorbewegungen störungsfrei darstellen zu können.
Die in den erfindungsgemäßen STN- und TN-Zellen verwendeten Flüssig
kristallmischungen sind dielektrisch positiv mit Δε ≧ 1. Besonders bevor
zugt sind Flüssigkristallmischungen mit Δε ≧ 3, insbesondere solche mit Δε
≧ 5.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen weisen günstige Werte
für die Schwellenspannung V10/0/20 und für die Rotationsviskosität γ1 auf. Ist
der Wert für den optischen Wegunterschied d.Δn vorgegeben, wird der
Wert für die Schichtdicke d durch die optische Anisotropie Δn bestimmt.
Insbesondere bei relativ hohen Werten für d.Δn ist i. a. die Verwendung
erfindungsgemäßer Flüssigkristallmischungen mit einem relativ hohen
Wert für die optische Anisotropie bevorzugt, da dann der Wert für d relativ
klein gewählt werden kann, was zu günstigeren Werten für die Schaltzeiten
führt. Aber auch solche erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen,
die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischungen mit kleineren Werten für
Δn enthalten, sind durch vorteilhafte Werte für die Schaltzeiten gekenn
zeichnet.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen sind weiter durch vor
teilhafte Werte für die Steilheit der elektrooptischen Kennlinie gekenn
zeichnet, und können insbesondere bei Temperaturen über 20°C mit ho
hen Multiplexraten betrieben werden. Darüber hinaus weisen die erfin
dungsgemäßen Flüssigkristallmischungen eine hohe Stabilität und güns
tige Werte für den elektrischen Widerstand und die Frequenzabhängigkeit
der Schwellenspannung auf. Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzei
gen weisen einen großen Arbeitstemperaturbereich und eine gute Winkel
abhängigkeit 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 ver
dreht ist, entspricht der für derartige Anzeigeelemente üblichen Bauweise.
Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefaßt und umfaßt
auch alle Abwandlungen und Modifikationen der TN- und STN-Zelle, insbe
sondere auch Matrix-Anzeigeelemente sowie die zusätzliche Magnete ent
haltenden Anzeigeelemente.
Der Oberflächentiltwinkel an den beiden Trägerplatten kann gleich oder
verschieden sein. Gleiche Tiltwinkel sind bevorzugt. Bevorzugte TN-Dis
plays weisen Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der
Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0° bis 7°, vor
zugsweise 0,01° bis 5°, insbesondere 0,1 bis 2° auf. In den STN-Displays
ist der Anstellwinkel bei 1° bis 30°, vorzugsweise bei 1° bis 12° und insbe
sondere bei 3° bis 10°.
Der Verdrillungswinkel der TN-Mischung in der Zelle liegt dem Betrag nach
zwischen 22,5° und 170°, vorzugsweise zwischen 45° und 130° und ins
besondere zwischen 80° und 115°. Im Display ist der Verdrillungswinkel
der STN-Mischung von Orientierungsschicht zu Orientierungschicht dem
Betrag nach zwischen 100° und 600°, vorzugsweise zwischen 170° und
300° und insbesondere zwischen 180° und 270°.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristallmi
schungen 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, zweckmä
ßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Kompo
nenten 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 Al
kylreste mit n bzw. m C-Atomen. Die Alkenylreste weisen die trans-Konfi
guration auf. Die Codierung gemäß Tabelle B versteht sich von selbst. In
Tabelle A ist nur das Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Ein
zelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grundkörper mit einem Strich
ein Code für die Substituenten R1, R2, L1, L2 und L3:
Die TN- und STN-Displays enthalten vorzugsweise flüssigkristalline
Mischungen, die sich aus ein oder mehreren Verbindungen aus den Ta
bellen A und B zusammensetzen.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu be
grenzen. Es bedeutet:
S-N = Phasenübergangs-Temperatur smektisch-nematisch,
N-I = Phasenübergangs-Temperatur nematisch-isotrop,
Klp. = Klärpunkt,
Visk. = Rotationsviskosität (20°C),
Δn = optische Anisotropie (589 nm, 20°C)
Δε = dielektrische Anisotropie (1 kHz, 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
V10 = Schwellspannung = charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 10% (auch als V(10,0,20) abgekürzt)
V90 = charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 90%
V90/V10 = Steilheit
Vop = Betriebsspannung
tave = (ton + toff)/2 (mittlere Schaltzeit)
d = Schichtdicke
p = pitch
S-N = Phasenübergangs-Temperatur smektisch-nematisch,
N-I = Phasenübergangs-Temperatur nematisch-isotrop,
Klp. = Klärpunkt,
Visk. = Rotationsviskosität (20°C),
Δn = optische Anisotropie (589 nm, 20°C)
Δε = dielektrische Anisotropie (1 kHz, 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
V10 = Schwellspannung = charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 10% (auch als V(10,0,20) abgekürzt)
V90 = charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 90%
V90/V10 = Steilheit
Vop = Betriebsspannung
tave = (ton + toff)/2 (mittlere Schaltzeit)
d = Schichtdicke
p = pitch
Vor- und nachstehend sind alle Temperaturen in °C angegeben. Die Pro
zentzahlen sind Gewichtsprozente. Die Werte für die Schaftzeiten und Vis
kositäten 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, mit einer Rechteckspan
nung mit 80 Hz angesteuert.
Eine STN-Mischung bestehend aus
ME2N.F 8,00%
ME3N.F 8,00%
ME4N.F 12,00%
ME5N.F 9,00%
PCH-3N.F.F 10,00%
CC-3-V1 8,00%
CCG-V-F 15,00%
CCP-V2V-1 5,00%
CCP-V2V-O1 5,00%
CCPC-33 4,00%
CCPC-34 4,00%
CCPC-35 3,00%
CBC-33F 3,00%
PPTUI-3-2 6,00%
Klärpunkt: 90,3°C
Δn: 0,1410
Verdrillung: 240°
V10: 1,10 V
V90/V10: 1,070
Visk. 242 m Pa.s
ME2N.F 8,00%
ME3N.F 8,00%
ME4N.F 12,00%
ME5N.F 9,00%
PCH-3N.F.F 10,00%
CC-3-V1 8,00%
CCG-V-F 15,00%
CCP-V2V-1 5,00%
CCP-V2V-O1 5,00%
CCPC-33 4,00%
CCPC-34 4,00%
CCPC-35 3,00%
CBC-33F 3,00%
PPTUI-3-2 6,00%
Klärpunkt: 90,3°C
Δn: 0,1410
Verdrillung: 240°
V10: 1,10 V
V90/V10: 1,070
Visk. 242 m Pa.s
Claims (12)
1. Supertwist-Flüssigkristallanzeige mit
worin
Ra H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen, und
Rb eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl doer Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen
und gleichzeitig mindestens eine Verbindung der Formel IB enthält,
worin
Rc H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen,
Rd F, OCF3, OCHF2, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
Y1, Y2 unabhängig voneinander H oder F,
q 0 oder 1 und
p 0, 1 oder 2 bedeutet, und zusätzlich zu den Verbindungen der Formel IB oder anstelle der Verbindungen der Formel IB mindestens eine Verbindung der Formel IC enthält,
worin
Re eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C- atomen, und
Y3 und Y4 unabhängig voneinander H oder F
bedeuten.
- - zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
- - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristall mischung mit positiver dielektrischer Anisotropie,
- - Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innen seiten der Trägerplatten,
- - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0 Grad bis 30 Grad, und
- - einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwischen 22,5° und 600°,
- - einer nematischen Flüssigkristallmischung bestehend aus
- a) 0-60 Gew.-% einer flüssigkristallinen Komponente A, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1,5;
- b) 0-60 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 C, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von unter -1,5 und
- d) einer optisch aktiven Komponente D in einer Menge, daß das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nematischen Flüssigkri stallmischung etwa 0,2 bis 1,3 beträgt,
worin
Ra H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen, und
Rb eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl doer Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C-Atomen
und gleichzeitig mindestens eine Verbindung der Formel IB enthält,
worin
Rc H, eine Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen,
Rd F, OCF3, OCHF2, eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen oder eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen,
Y1, Y2 unabhängig voneinander H oder F,
q 0 oder 1 und
p 0, 1 oder 2 bedeutet, und zusätzlich zu den Verbindungen der Formel IB oder anstelle der Verbindungen der Formel IB mindestens eine Verbindung der Formel IC enthält,
worin
Re eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 10 C-Atomen oder eine Alkenyl- oder Alkenyloxygruppe mit 2 bis 10 C- atomen, und
Y3 und Y4 unabhängig voneinander H oder F
bedeuten.
2. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Flüssigkristallmischung mindestens eine Verbindungen der Formel
IA enthält, worin Rb die Bedeutung einer geradkettigen Alkyl- oder
Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen aufweist.
3. Flüssigkristallanzeige nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich
net, daß die Flüssigkristallmischung mindestens eine der folgenden
Verbindungen enthält
worin Rc, Y1 und p die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung aufwei sen, Rf eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet und Rg die Bedeutung einer Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen auf weist.
worin Rc, Y1 und p die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung aufwei sen, Rf eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet und Rg die Bedeutung einer Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen auf weist.
4. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente A zusätzlich Verbindungen der
Formeln II und/oder III enthält
worin
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Ato men, 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 L5 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z1 -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung,
Z2 -CH2CH2-, -COO-, -C∼C- oder eine Einfachbindung,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1 bedeuten, wobei Verbindungen der Formel IB vom Umfang der Formel III ausgenommen sind.
worin
R eine Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylgruppe mit 1 bis 12 C-Ato men, 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 L5 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z1 -COO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung,
Z2 -CH2CH2-, -COO-, -C∼C- oder eine Einfachbindung,
Q -CF2-, -CHF-, -OCF2-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Y F oder Cl,
a 1 oder 2, und
b 0 oder 1 bedeuten, wobei Verbindungen der Formel IB vom Umfang der Formel III ausgenommen sind.
5. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge
kennzeichnet, daß Komponente A wenigstens eine Verbindung der fol
genden Formeln enthält
wobei R, L1, L2 und L3 die in Anspruch 4 angegebene Bedeutung haben.
wobei R, L1, L2 und L3 die in Anspruch 4 angegebene Bedeutung haben.
6. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente A eine oder mehrere Verbindun
gen der folgenden Formel enthält
worin R3 Alkyl- oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet.
worin R3 Alkyl- oder Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen bedeutet.
7. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente A eine oder mehrere der folgen
den Verbindungen
worin L1 bis L4 H oder F und Q-Y F, Cl oder OCF3, insbesondere F oder OCF3 bedeuten, enthält.
worin L1 bis L4 H oder F und Q-Y F, Cl oder OCF3, insbesondere F oder OCF3 bedeuten, enthält.
8. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B eine oder mehrere Verbin
dungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus T2a und T2e
enthält.
worin R1 und R2 die für R in Anspruch 4 angegebene Bedeutung
besitzen, und 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.
9. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B eine oder mehrere Verbindun
gen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus T3a bis T3e enthält
worin R1 und R2 die für R in Anspruch 4 angegebene Bedeutung be sitzen und Z4, -CO-O-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung bedeutet.
worin R1 und R2 die für R in Anspruch 4 angegebene Bedeutung be sitzen und Z4, -CO-O-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung bedeutet.
10. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B zusätzlich eine oder mehrere
Verbindungen der Formeln IV26 bis IV32 enthält
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die für R in An spruch 4 angegebene Bedeutung besitzen und L H oder F bedeutet.
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die für R in An spruch 4 angegebene Bedeutung besitzen und L H oder F bedeutet.
11. Flüssigkristallanzeige nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, daß Komponente B zusätzlich eine oder mehrere
Verbindungen der Formeln IV1 bis IV25 enthält
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die für R in An spruch 4 angegebene Bedeutung besitzen und R3 und R4 eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten.
worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander die für R in An spruch 4 angegebene Bedeutung besitzen und R3 und R4 eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten.
12. Flüssigkristallmischung der in einem der Ansprüche 1 bis 11 defi
nierten Zusammensetzung.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE10056323A DE10056323A1 (de) | 1999-12-14 | 2000-11-14 | STN-Flüssigkristallanzeige |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19960187 | 1999-12-14 | ||
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