DE10137701B4 - Liquid medium with low threshold voltage and its use - Google Patents

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    • C09K19/44Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing compounds with benzene rings directly linked

Abstract

Flüssigkristallines Medium enthaltend
a) 5–35 Gew.-% der Verbindung der Formel Ib,

Figure 00000001
b) 25–95 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln II–XI
Figure 00000002
...Containing liquid crystalline medium
a) 5-35% by weight of the compound of the formula Ib,
Figure 00000001
b) 25-95% by weight of one or more compounds of the general formulas II-XI
Figure 00000002
...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium, sowie die Verwendung dieses Mediums in elektrooptischen Anzeigen.The The present invention relates to a liquid-crystalline medium, as well the use of this medium in electro-optical displays.

Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigevorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflußt werden können. Elektrooptische Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP-Zellen (Deformation ausgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN(twisted nematic)-Zellen mit verdrillt nematischer Struktur, STN(super-twisted nematic)-Zellen, SBE(superbirefringence effect)-Zellen und OMI(optical mode interference)-Zellen. Die gebräuchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich-Effekt und besitzen eine verdrillt nematische Struktur.Liquid crystals are mainly used as dielectrics in display devices, because the optical properties of such substances by an applied Voltage affects can be. Electro-optical devices based on liquid crystals are well known to those skilled in the art and are capable of various effects based. Such devices are for example cells with dynamic scattering, DAP cells (Deformation of aligned phases), guest / host cells, TN (twisted nematic) cells with twisted nematic structure, STN (super-twisted nematic) cells, SBE (superbirefringence effect) cells and OMI (optical mode interference) cells. The most common display devices based on the Schadt-Helfrich effect and have a twisted nematic structure.

Die Flüssigkristallmaterialien müssen allgemein eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen Feldern und elektromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten die Flüssigkristallmaterialien niedere Viskosität aufweisen und in den Zellen kurze Schaltzeiten, tiefe Schwellenspannungen und einen hohen Kontrast ergeben.The liquid crystal materials have to Generally a good chemical and thermal stability and a good stability across from have electrical fields and electromagnetic radiation. Furthermore, the liquid crystal materials should low viscosity have and in the cells short switching times, low threshold voltages and give a high contrast.

Weiterhin sollten sie bei üblichen Betriebstemperaturen, d. h. in einem möglichst breiten Bereich unterhalb und oberhalb Raumtemperatur, eine geeignete Mesophase besitzen, beispielsweise für die oben genannten Zellen eine nematische Mesophase. Da Flüssigkristalle in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwendung gelangen, ist es wichtig, daß die Komponenten untereinander gut mischbar sind. Weitere Eigenschaften, wie die elektrische Leitfähigkeit, die dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je nach Zellentyp und Anwendungsgebiet unterschiedlichen Anforderungen genügen. Beispielsweise sollten Materialien für Zellen mit verdrillt nematischer Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.Farther they should be at usual Operating temperatures, d. H. in the widest possible area below and above room temperature, have a suitable mesophase, for example the above cells are a nematic mesophase. Because liquid crystals usually used as mixtures of several components, it is important that the Components are readily miscible with each other. Other properties, like the electrical conductivity, the dielectric anisotropy and the optical anisotropy must each be according to cell type and field of application different requirements suffice. For example, materials for cells should be twisted nematic Structure has a positive dielectric anisotropy and a low one electric conductivity exhibit.

Beispielsweise sind für Matrix-Flüssigkristallanzeigen mit integrierten nichtlinearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte (MFK-Anzeigen) flüssigkristalline Medien mit großer positiver dielektrischer Anisotropie, breiten nematischen Phasen, relativ niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter UF- und Temperaturstabilität und geringem Dampfdruck erwünscht.For example are for Matrix liquid crystal displays with integrated non-linear elements for switching individual Pixels (MFK displays) liquid crystalline Media with great positive dielectric anisotropy, broad nematic phases, relatively low birefringence, very high resistivity, good UF and temperature stability and low vapor pressure desired.

Derartige Matrix-Flüssigkristallanzeigen sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können neben passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden aktive Elemente wie Transistoren verwendet werden. Man spricht dann von einer „aktiven Matrix”.such Matrix liquid crystal displays are known. As non-linear elements for individual switching the individual pixels can in addition to passive elements such as varistors or diodes active elements how transistors are used. One speaks then of an "active Matrix".

Bei den aussichtsreichen TFT(thin film transistor)-Displays wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt ausgenutzt. Man unterscheidet TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z. B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium.at The promising TFT (thin film transistor) displays are called electro-optical effect usually the TN effect exploited. One differentiates TFT's from compound semiconductors such. As CdSe or TFT's on the base of polycrystalline or amorphous silicon.

Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Größe der Bildpunkt-Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart angeordnet ist, daß je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelelement gegenüber liegt. Die TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.The TFT matrix is on the inside of a glass plate of the display upset while the other glass plate on the inside the transparent counter electrode wearing. Compared to the size of the pixel electrode is the TFT very small and disturbs the picture practically not. This technology can also be used for full color Image displays, with a mosaic of red, green and blue filters is arranged such that each one filter element a switchable picture element opposite lies. The TFT displays usually work as TN cells with crossed polarizers in transmission and are from behind illuminated.

Derartige MFK-Anzeigen werden als Displays in Notebook-Computern, TV-Geräten (Taschenfernseher) sowie im Automobil- oder Flugzeugbau eingesetzt. Dabei sind die Winkelabhängigkeit des Kontrastes und die Schaltzeiten dieser MFK-Anzeigen nicht immer zufriedenstellend. Schwierigkeiten sind auch durch einen nicht ausreichend hohen spezifischen Wider stand der Flüssigkristallmischungen bedingt. Mit abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige und es kann das Problem des „image sticking” auftreten. Da der spezifische Widerstand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren Oberflächen der Anzeige im allgemeinen über die Lebenszeit einer MFK-Anzeige abnimmt, ist ein hoher (Anfangs)-Widerstand sehr wichtig, um akzeptable Lebensdauern zu erhalten. Insbesondere bei Gemischen mit niedriger Schwellenspannung war es bisher nicht möglich, sehr hohe spezifische Widerstände zu realisieren, da flüssigkristalline Materialien mit hoher positiver dielektrischer Anisotropie Δε im allgemeinen auch eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Weiterhin ist es wichtig, daß der spezifische Widerstand eine möglichst geringe Zunahme bei steigender Temperatur sowie nach Temperatur- und/oder UV-Belastung zeigt. Um kurze Schaltzeiten der Anzeigen zu realisieren, müssen die Mischungen ferner eine kleine Rotationsviskosität aufweisen. Um einen Gebrauch der Anzeigen auch bei tiefen Temperaturen zu ermöglichen, beispielsweise für Anwendungen im Freien, im Automobil oder in der Avionik, dürfen auch bei tiefen Temperaturen keine Kristallisation und/oder smektische Phasen auftreten und sollte die Temperaturabhängigkeit der Viskosität möglichst gering sein. Die MFK-Anzeigen aus dem Stand der Technik genügen diesen Anforderungen nicht.Such MFK displays are used as displays in notebook computers, TV sets (pocket televisions) and in the automotive or aircraft industry. The angular dependence of the contrast and the switching times of these MFK displays are not always satisfactory. Difficulties are also due to a not sufficiently high specific resistance of the liquid-crystal mixtures. As the resistance decreases, the contrast of a MFK display degrades and the problem of "image sticking" may occur. Since the specific resistance of the liquid crystal mixture decreases by interaction with the internal surfaces of the display, generally over the lifetime of an MFK display, high (initial) resistance is very important to obtain acceptable lifetimes. In particular, in the case of mixtures with a low threshold voltage, it has hitherto not been possible to realize very high specific resistances since liquid-crystalline materials having a high positive dielectric anisotropy Δ∈ generally also have a higher electrical conductivity. Furthermore, it is important that the resistivity possible As little as possible increases with increasing temperature as well as after temperature and / or UV exposure. In order to realize short switching times of the displays, the mixtures must also have a low rotational viscosity. In order to enable use of the displays even at low temperatures, for example for outdoor, automotive or avionics applications, no crystallization and / or smectic phases may occur even at low temperatures, and the temperature dependence of the viscosity should be as low as possible. The MFK displays from the prior art do not meet these requirements.

Neben Flüssigkristallanzeigen, die eine Hintergrundbeleuchtung verwenden, also transmissiv und gegebenenfalls transflektiv betrieben werden, sind auch reflektive Flüssigkristallanzeigen interessant. Diese reflektiven Flüsskristallanzeigen benutzen das Umgebungslicht zur Informationsdarstellung. Somit verbrauchen sie wesentlich weniger Energie als hintergrundbeleuchtete Flüssigkristallanzeigen mit entsprechender Größe und Auflösung. Hier ist wie bei den bereits üblichen transmissiven TFT-TN-Anzeigen die Verwendung von Flüssigkristallen mit niedriger Doppelbrechung (Δn) nötig, um eine geringe optische Verzögerung (d·Δn) zu erreichen.Next Liquid crystal displays, that use a backlight, so transmissive and optionally transflectively operated, are also reflective liquid crystal displays Interesting. Use these reflective liquid crystal displays the ambient light for information presentation. Thus, they consume much less energy than backlit liquid crystal displays with appropriate size and resolution. Here is like the usual ones transmissive TFT-TN displays the use of liquid crystals with low birefringence (Δn) necessary, a slight optical delay (d · Δn) to reach.

Es besteht somit ein großer Bedarf an MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten auch bei tiefen Temperaturen und niedriger Schwellenspannung, die die genannten Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße zeigen.It There is thus a big one Demand for MFK displays with very high resistivity at the same time great Working temperature range, short switching times even at low temperatures and low threshold voltage, which does not meet the mentioned disadvantages or only to a lesser extent demonstrate.

Dazu sind flüssigkristalline Medien mit folgenden Eigenschaften gewünscht:

  • – insbesondere zu tiefen Temperaturen erweiterter nematischer Phasenbereich und geringe Temperaturabhängigkeit der Viskosität für Einsatz der Displays auch bei tiefen Temperaturen;
  • – hoher spezifischer Widerstand für eine lange Lebensdauer der Displays;
  • – hohe positive dielektrische Anisotropie Δε für niedrige Schwellenspannung Vth;
  • – niedrige Doppelbrechung für verbesserten Beobachtungswinkelbereich;
  • – geringe Rotationsviskosität γ1 für kurze Schaltzeiten.
For this purpose, liquid-crystalline media with the following properties are desired:
  • - Especially extended to low temperatures nematic phase range and low temperature dependence of the viscosity for use of the displays even at low temperatures;
  • - high resistivity for a long life of the displays;
  • High positive dielectric anisotropy Δε for low threshold voltage V th ;
  • Low birefringence for improved viewing angle range;
  • - low rotational viscosity γ 1 for short switching times.

In den Druckschriften JP 10292173 A und JP 07242874 A werden bereits 4'-(3,4,5-Trifluorphenyl)-4-alkenyl-bicyclohexyl-Verbindungen als Komponente von flüssigkristallinen Medien offenbart. Die ältere Patentanmeldung DE 19961702 A1 wurde im Prüfungsverfahren berücksichtigt.In the pamphlets JP 10292173 A and JP 07242874 A Already 4 '- (3,4,5-trifluorophenyl) -4-alkenyl-bicyclohexyl compounds are disclosed as a component of liquid-crystalline media. The older patent application DE 19961702 A1 was considered in the examination procedure.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, flüssigkristalline Medien für MFK-, TN- oder STN-Anzeigen bereitzustellen, die sehr hohe spezifische Widerstände, niedrige Schwellenspannungen, kurze Schaltzeiten sowie niedrige Doppelbrechungen unter Wahrung der übrigen Randbedingungen aufweisen.Of the Invention is based on the object, liquid-crystalline media for MFK, To provide TN or STN ads that are very high specific resistors, low threshold voltages, short switching times and low Birefringence while maintaining the other boundary conditions.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein flüssigkristallines Medium enthaltend

  • a) 5–35 Gew.-%, bevorzugt 10–25 Gew.-%, der Verbindung der Formel (Ib)
    Figure 00050001
    und
  • b) 25–95 Gew.-%, bevorzugt 35–90 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (II)–(XI):
    Figure 00050002
    Figure 00060001
    worin R1, R2 gleich oder verschieden sein können und H, Alkyl oder Alkoxy mit 1–15 C-Atomen oder Alkenyl mit 2–15 C-Atomen bedeuten, X F, OCF3, CF3 oder OCHF2 bedeutet, L1, L2, L3, L4 gleich oder verschieden sein können und H oder F bedeuten, und Z -CO-O-, -OCF2-, -CF2O- oder -C2H4- bedeutet.
The problem is solved by containing a liquid-crystalline medium
  • a) 5-35% by weight, preferably 10-25% by weight, of the compound of the formula (Ib)
    Figure 00050001
    and
  • b) 25-95% by weight, preferably 35-90% by weight, of one or more compounds of the general formulas (II) - (XI):
    Figure 00050002
    Figure 00060001
    in which R 1 , R 2 may be identical or different and denote H, alkyl or alkoxy having 1-15 C atoms or alkenyl having 2-15 C atoms, XF, OCF 3 , CF 3 or OCHF 2 , L 1 , L 2 , L 3 , L 4 may be the same or different and is H or F, and Z is -CO-O-, -OCF 2 -, -CF 2 O- or -C 2 H 4 -.

Optional enthält das flüssigkristalline Medium bis zu 40 Gew.-% Verbindungen der allgemeinen Formel (XII)

Figure 00070001
worin
R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben.Optionally, the liquid-crystalline medium contains up to 40% by weight of compounds of the general formula (XII)
Figure 00070001
wherein
R 1 and R 2 have the meaning given above.

Das flüssigkristalline Medium enthält vorzugsweise 5–35 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formeln (Ia) und (Ic)

Figure 00070002
The liquid-crystalline medium preferably contains 5-35% by weight of one or more compounds of the formulas (Ia) and (Ic)
Figure 00070002

R1 und R2 können ein Alkylrest oder ein Alkoxyrest mit 1–15 C-Atomen sein, der geradkettig oder verzweigt sein kann. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und ist demnach bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, n-Pentyl, n-Hexyl, n-Heptyl, Methoxy, Ethoxy-, n-Propoxy, n-Butoxy, n-Pentoxy, n-Hexoxy oder n-Heptoxy, ferner Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy, Tetradecoxy oder Pentadecoxy.R 1 and R 2 may be an alkyl radical or an alkoxy radical having 1-15 C atoms, which may be straight-chain or branched. Preferably, it is straight-chain, has 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7 carbon atoms and is therefore preferably methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, Methoxy, ethoxy, n-propoxy, n-butoxy, n-pentoxy, n-hexoxy or n-heptoxy, furthermore octyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, octoxy, nonoxy, decoxy, undecoxy, Dodecoxy, tridecoxy, tetradecoxy or pentadecoxy.

R1 und R2 können ein Alkenylrest mit 2–15 C-Atomen sein, der geradkettig oder verzweigt sein kann. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 7 C-Atome. Er ist demnach insbesondere Vinyl, Prop-1-, oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl.R 1 and R 2 may be an alkenyl radical having 2-15 C atoms, which may be straight-chain or branched. It is preferably straight-chain and has 2 to 7 carbon atoms. Accordingly, it is in particular vinyl, prop-1-, or prop-2-enyl, but-1, 2- or but-3-enyl, pent-1-, 2-, 3- or pent-4-enyl, hex 1-, 2-, 3-, 4- or hex-5-enyl, hept-1, 2-, 3-, 4-, 5- or hept-6-enyl.

Es wurde gefunden, daß durch Einsatz der Verbindungen der Formeln (Ia)–(Ic) in den erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Mischungen eine starke Verringerung der Schwellenspannung und der Rotationsviskosität ohne Verschlechterung des Klärpunktes gegenüber Vergleichsmischungen erreicht werden kann. Ferner wird der spezifische Widerstand der Mischungen erhöht, ohne daß gleichzeitig eine Verringerung der dielektrischen Anisotropie Δε in Kauf genommen werden muß.It was found that through Use of the compounds of the formulas (Ia) - (Ic) in the liquid-crystalline ones according to the invention Mixtures a strong reduction in the threshold voltage and the rotational viscosity without deterioration of the clearing point across from Comparative blends can be achieved. Furthermore, the specific Increased resistance of the mixtures, without at the same time a reduction of the dielectric anisotropy Δε in purchase must be taken.

In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das flüssigkristalline Medium als Verbindungen der allgemeinen Formel (II) Verbindungen der allgemeinen Formeln (IIa)–(IId)

Figure 00080001
Figure 00090001
mit n = 1–5, l = 2–5.In a preferred embodiment, the liquid-crystalline medium contains as compounds of the general formula (II) compounds of the general formulas (IIa) - (IId)
Figure 00080001
Figure 00090001
with n = 1-5, l = 2-5.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das flüssigkristalline Medium als Verbindungen der allgemeinen Formel (III) Verbindungen der allgemeinen Formel (IIIa)

Figure 00090002
mit n = 1–5In a further preferred embodiment, the liquid-crystalline medium contains, as compounds of the general formula (III), compounds of the general formula (IIIa)
Figure 00090002
with n = 1-5

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das flüssigkristalline Medium als Verbindungen der allgemeinen Formel (V) Verbindungen der allgemeinen Formel (Va)

Figure 00090003
mit n = 1–5In a further preferred embodiment, the liquid-crystalline medium contains, as compounds of the general formula (V), compounds of the general formula (Va)
Figure 00090003
with n = 1-5

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das flüssigkristalline Medium als Verbindungen der allgemeinen Formel (XII) Verbindungen der allgemeinen Formeln (XIIa)–(XIIc)

Figure 00100001
In a further preferred embodiment, the liquid-crystalline medium contains, as compounds of the general formula (XII), compounds of the general formulas (XIIa) - (XIIc)
Figure 00100001

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das flüssigkristalline Medium

  • a1) 8–10 Gew.-% der Verbindung der Formel (Ia),
  • a2) 5–7 Gew.-% der Verbindung der Formel (Ib), und
  • a3) 7–8 Gew.-% der Verbindung der Formel (Ic).
In a further preferred embodiment, the liquid-crystalline medium contains
  • a1) 8-10% by weight of the compound of the formula (Ia),
  • a2) 5-7% by weight of the compound of the formula (Ib), and
  • a3) 7-8% by weight of the compound of the formula (Ic).

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht das flüssigkristalline Medium aus einer oder mehrerer der Verbindungen der Formel (Ib) und einer oder mehrerer der Verbindungen der allgemeinen Formeln (II)–(XII), insbesondere besteht es aus einer oder mehrerer der Verbindungen der Formel (Ib) und einer oder mehrerer der Verbindungen der allgemeinen Formen (IIa)–(IId), (IIIa), (Va) und (XIIa)–(XIIc).In a particularly preferred embodiment is the liquid crystalline Medium of one or more of the compounds of the formula (Ib) and one or more of the compounds of the general formulas (II) - (XII), in particular, it consists of one or more of the compounds of formula (Ib) and one or more of the compounds of general Forms (IIa) - (IId), (IIIa), (Va) and (XIIa) - (XIIc).

In den vorstehenden Formeln (IIa)–(XIIc) stehen CnH2n+1, CmH2m+1 und ClH2l-1 bevorzugt für die entsprechenden linearen Reste und bedeuten somit bevorzugt Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, n-Pentyl, 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 und Pent-4-enyl.In the above formulas (IIa) - (XIIc), C n H 2n + 1 , C m H 2m + 1 and C l H 2l-1 are preferably the corresponding linear radicals and thus are preferably methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, 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 and pent-4-enyl.

Die Verbindungen der Formel (I)–(XII) 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) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.The Compounds of the formula (I) - (XII) are represented by methods known per se, as described in the Literature (eg in the standard works such as Houben-Weyl, Methoden of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart), under reaction conditions, for the above reactions are known and suitable. It can also be known by itself, not closer here mentioned Make use of variants.

Offenbart werden auch elektrooptische Anzeigen, insbesondere reflektive STN- oder MFK-Anzeigen mit zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, integrierten nicht-linearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte auf den Trägerplatten und einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie und hohem spezifischem Widerstand, die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien enthalten sowie die Verwendung dieser Medien für elektrooptische Anzeigen.Also disclosed are electro-optical displays, in particular reflective STN or MFK displays with two plane-parallel support plates, which form a cell with a border, integrated non-linear Elements for switching individual pixels on the support plates and a nematic liquid crystal mixture in the cell with positive dielectric anisotropy and high resistivity, the liquid-crystalline media according to the invention and the use of these media for electro-optical displays.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine bedeutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes.The Liquid crystal mixtures according to the invention enable a significant extension of the available parameter space.

Die Forderung nach niedriger Schwellenspannung Vth und niedriger Rotationsviskosität bei gleichzeitig hohem Klärpunkt und nematischer Phase bei tiefer Temperatur konnte bislang nur unzureichend erfüllt werden.The requirement for low threshold voltage V th and low rotational viscosity at the same time high clearing point and nematic phase at low temperature has so far been insufficiently met.

Die erzielbaren Kombinationen aus Klärpunkt, Rotationsviskosität und Schwellenspannung übertreffen die der bisherigen Materialien aus dem Stand der Technik.The achievable combinations of clearing point, rotational viscosity and exceed threshold voltage that of the previous materials from the prior art.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es unter Beibehaltung der nematischen Phase bis –20°C und bevorzugt bis –30°C, Klärpunkte oberhalb 70°C, vorzugsweise oberhalb 80°C, gleichzeitig Doppelbrechungen von ≤ 0,11, vorzugsweise ≤ 0,10, eine niedrige Schwellen spannung und gleichzeitig eine geringe Rotationsviskosität zu erreichen, wodurch hervorragende STN- und MFK-Anzeigen realisiert werden können. Insbesondere sind die Mischungen durch kleine Operationsspannungen und kurze Schaltzeiten gekennzeichnet.The Liquid crystal mixtures according to the invention enable maintaining the nematic phase at -20 ° C and preferably at -30 ° C, clearing points above 70 ° C, preferably above 80 ° C, simultaneously Birefringence of ≤ 0.11, preferably ≤ 0.10, to achieve a low threshold voltage and at the same time a low rotational viscosity, whereby excellent STN and MFK displays can be realized. Especially are the blends due to small operating voltages and short switching times characterized.

Die TN-Schwellenspannungen liegen bei einer Rotationsviskosität von ≤ 180 mPa·s im allgemeinen bei ≤ 1,6 V, vorzugsweise ≤ 1,4 V und bei einer Rotationsviskosität von 140 mPa·s im allgemeinen bei ≤ 1,8 V, vorzugsweise ≤ 1,6 V.The TN threshold voltages are at a rotational viscosity of ≤ 180 mPa · s generally at ≤ 1.6 V, preferably ≤ 1.4 V and at a rotational viscosity of 140 mPa · s generally at ≤ 1.8 V, preferably ≤ 1.6 V.

Der Aufbau der STN- bzw. MFK-Anzeige aus Polarisatoren, Elektrodengrundplatten und Elektroden mit Oberflächenbehandlung entspricht der für derartige Anzeigen üblichen Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefaßt und umfaßt auch alle Abwandlungen und Modifikationen der MFK-Anzeige, insbesondere auch Matrix-Anzeigeelemente auf Basis poly-Si TFT oder MIM Anzeigen.Of the Structure of the STN or MFK display from polarizers, electrode base plates and electrodes with surface treatment corresponds to the for Such ads usual Construction. The term of the usual construction is here far collected and includes also all the modifications and modifications of the MFK display, in particular also matrix display elements based on poly-Si TFT or MIM displays.

Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation. Weiterhin ist es möglich, die Mischungen auf andere herkömmliche Arten, z. B. durch Verwendungen von Vormischungen, z. B. Homologen-Mischungen oder unter Verwendung von sogenannten „Multi-Bottle”-Systemen herzustellen.The Preparation of the invention usable liquid crystal mixtures takes place in per se usual Wise. In general, the desired Amount of components used in lesser amount in the Main component making up components solved, expedient at elevated temperature. It is also possible, solutions the components in an organic solvent, e.g. In acetone, Chloroform or methanol, to mix and the solvent after mixing to remove again, for example by distillation. Farther Is it possible, the mixtures on other conventional Species, e.g. B. by using premixes, z. B. homolog mixtures or using so-called "multi-bottle" systems manufacture.

Die Dielektra können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0–15 Gew.-%, vorzugsweise 0–10 Gew.-%, pleochroitische Farbstoffe und/oder chirale Dotierstoffe zugesetzt werden. Die einzelnen zugesetzten Verbindungen werden in Konzentration von 0,01 bis 6 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 3 Gew.-% eingesetzt. Dabei werden jedoch die Konzentrationsangaben der übrigen Bestandteile der Flüssigkristallmischungen, also der flüssigkristallinen oder mesogenen Verbindungen, ohne Berücksichtigung der Konzentration dieser Zusatzstoffe angegeben.The Dielektra can also further, known in the art and described in the literature additions contain. For example, you can 0-15% by weight, preferably 0-10 Wt .-%, pleochroic dyes and / or chiral dopants be added. The individual added connections become in concentration of 0.01 to 6 wt .-%, preferably from 0.1 to 3 % By weight used. Here, however, the concentration data the rest Constituents of the liquid-crystal mixtures, So the liquid crystalline or mesogenic compounds, without regard to concentration indicated these additives.

Die Erfindung wird durch das nachstehende Beispiel näher erläutert.The Invention is explained in more detail by the following example.

Beispielexample

Es wurde aus den nachstehenden Komponenten A–M eine Flüssigkristall-Mischung der angegebenen Zusammensetzung hergestellt. Für diese Mischung wurde gemessen:

  • – Temperatur des smektisch-nematischen Phasenübergangs S → N [°C];
  • – der Klärpunkt [°C]
  • – die optische Anisotropie Δn bei 589 nm und 20°C;
  • – die Rotationsviskosität γ1 bei 20°C [mPa·s];
  • – die Spannungen für 10%, 50% und 90% Transmission V10, V50 bzw. V90 in Blickrichtung senkrecht zur Plattenoberfläche [V];
  • – die dielektrische Anisotropie Δε bei 1 kHz und 20°C.
Komponenten A–M:
Figure 00130001
Figure 00140001
Figure 00150001
Figure 00150002
A liquid crystal mixture of the indicated composition was prepared from the following components A-M. For this mixture was measured:
  • - temperature of the smectic-nematic phase transition S → N [° C];
  • - the clearing point [° C]
  • The optical anisotropy Δn at 589 nm and 20 ° C .;
  • The rotational viscosity γ 1 at 20 ° C [mPa · s];
  • - The voltages for 10%, 50% and 90% transmission V 10 , V 50 and V 90 viewed in the direction perpendicular to the plate surface [V];
  • - The dielectric anisotropy Δε at 1 kHz and 20 ° C.
Components A-M:
Figure 00130001
Figure 00140001
Figure 00150001
Figure 00150002

Claims (11)

Flüssigkristallines Medium enthaltend a) 5–35 Gew.-% der Verbindung der Formel Ib,
Figure 00160001
b) 25–95 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln II–XI
Figure 00160002
Figure 00170001
worin R1, R2 gleich oder verschieden sein können und H, Alkyl oder Alkoxy mit 1–15 C-Atomen oder Alkenyl mit 2–15 C-Atomen bedeuten, X F, OCF3, CF3 oder OCHF2 bedeutet, L1, L2, L3, L4 gleich oder verschieden sein können und H oder F bedeuten, und Z -CO-O-, -OCF2-, -CF2O- oder -C2H4- bedeutet.
Liquid-crystalline medium comprising a) 5-35% by weight of the compound of the formula Ib,
Figure 00160001
b) 25-95% by weight of one or more compounds of the general formulas II-XI
Figure 00160002
Figure 00170001
in which R 1 , R 2 may be identical or different and denote H, alkyl or alkoxy having 1-15 C atoms or alkenyl having 2-15 C atoms, XF, OCF 3 , CF 3 or OCHF 2 , L 1 , L 2 , L 3 , L 4 may be the same or different and is H or F, and Z is -CO-O-, -OCF 2 -, -CF 2 O- or -C 2 H 4 -.
Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1 enthaltend mit bis zu 40 Gew.-% Verbindungen der allgemeinen Formel XII
Figure 00180001
worin R1 und R2 die oben angegebene Bedeutung haben.
Liquid-crystalline medium according to claim 1, containing up to 40% by weight of compounds of general formula XII
Figure 00180001
wherein R 1 and R 2 have the meaning given above.
Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1 oder 2 enthaltend 5–35 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formeln Ia und Ic
Figure 00180002
Liquid-crystalline medium according to Claim 1 or 2, containing 5-35% by weight of one or more compounds of the formulas Ia and Ic
Figure 00180002
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, enthaltend als Verbindungen der allgemeinen Formel II Verbindungen der allgemeinen Formeln IIa–IId
Figure 00190001
mit n = 1–5, l = 2–5.
Liquid-crystalline medium according to one or more of claims 1 to 3, comprising as compounds of the general formula II compounds of the general formulas IIa-IId
Figure 00190001
with n = 1-5, l = 2-5.
Flüssigkristallines Medium nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, enthaltend als Verbindungen der allgemeinen Formel III Verbindungen der allgemeinen Formel IIIa
Figure 00190002
mit n = 1–5.
Liquid-crystalline medium according to one or more of claims 1 to 4, comprising as compounds of general formula III compounds of general formula IIIa
Figure 00190002
with n = 1-5.
Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, enthaltend als Verbindungen der allgemeinen Formel V Verbindungen der allgemeinen Formel Va
Figure 00200001
mit n = 1–5.
Liquid-crystalline medium according to one of claims 1 to 5, containing as compounds of the general formula V compounds of general formula Va
Figure 00200001
with n = 1-5.
Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend als Verbindungen der allgemeinen Formel XII Verbindungen der allgemeinen Formeln XIIa–XIIc
Figure 00200002
mit n, m = 1–5.
Liquid-crystalline medium according to one of Claims 1 to 6, containing as compounds of the general formula XII compounds of the general formulas XIIa-XIIc
Figure 00200002
with n, m = 1-5.
Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 6, enthaltend a1) 8–10 Gew.-% der Verbindung der Formel Ia, a2) 5–7 Gew.-% der Verbindung der Formel Ib, und a3) 7–8 Gew.-% der Verbindung der Formel Ic.liquid-crystalline Medium according to one of the claims 1 to 6, containing a1) 8-10 % By weight of the compound of the formula Ia, a2) 5-7% by weight of the compound of Formula Ib, and a3) 7-8 Wt .-% of the compound of formula Ic. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bestehend aus einer oder mehrerer der Verbindungen der Formeln Ib und einer oder mehrerer der Verbindungen der allgemeinen Formeln II–XII.liquid-crystalline Medium according to one of the claims 1 to 8, consisting of one or more of the compounds of Formulas Ib and one or more of the compounds of the general Formulas II-XII. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bestehend aus einer oder mehrerer der Verbindungen Ib und einer oder mehrerer der Verbindungen der allgemeinen Formeln IIa–IId, IIIa, Va und XIIa–XIIc.liquid-crystalline Medium according to one of the claims 1 to 9, consisting of one or more of the compounds Ib and one or more of the compounds of general formulas IIa-IId, IIIa, Va and XIIa-XIIc. Verwendung eines flüssigkristallinen Mediums nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10 in einer elektrooptischen Anzeige.Use of a liquid-crystalline medium after at least one of the claims 1 to 10 in an electro-optical display.
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