Der
vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, nematische
Flüssigkristall-Anzeigen
bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur
in geringerem Maße,
gleichzeitig kurze Schaltzeiten, insbesondere bei tiefen Temperaturen,
und eine sehr geringe Frequenzabhängigkeit der Schwellenspannung
aufweisen.
Überraschenderweise
wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst wird, durch die Bereitstellung von
nematischen Flüssigkristallmischungen,
die eine oder mehrere Verbindungen der Formel I
enthalten,
worin
R
1 und R
2 einen
unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF
3 oder
einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkenylrest
mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH
2-Gruppen durch -O-, -S-, -C≡C-, -CH=CH-,
-(CO)O- oder -O(CO)- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt
miteinander verknüpft
sind bedeuten,
und eine oder mehrere Verbindungen der Formel
IIa1, IIa2, IIa3, IIa4, IIb1, IIb2 und IIb3
worin
R
3 und R
4 jeweils
unabhängig
voneinander, einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder
CF
3 oder einen mindestens einfach durch
Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen,
wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH
2-Gruppen
durch -O-, -S-, -C≡C-,
-CH=CH-, -(CO)O- oder -O(CO)- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt
miteinander verknüpft
sind,
R
5a, R
5b eine
Gruppe definiert wie R
3, und
L
1 bis L
4 jeweils
unabhängig
voneinander, H oder F, wobei in Formel IIb1 mindestens eines von
L
1, L
2, L
3 and L
4 F bedeutet,
bedeuten.
Im
Folgenden werden die Verbindungen der Formeln IIa1, IIa2, IIa3 und
IIa4 auch als Verbindungen der Formeln IIa bezeichnet, und entsprechend
IIb1, IIb2 und IIb3 auch gemeinsam als IIb.
Bevorzugt
enthält
die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung
eine oder mehrere Verbindungen der Formel I und mindestens eine
oder mehrere Verbindungen ausgewählt
aus den Verbindungen der allgemeinen Formeln IIa, also der Formeln
IIa1, IIa2, IIa3 und IIa4.
In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform
enthält
die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung eine
oder mehrere Verbindungen der Formel I und mindestens eine oder
mehrere Verbindungen ausgewählt aus
den Verbindungen der allgemeinen Formeln IIb, also der Formeln IIb1,
IIb2 und IIb3.
Die
Verwendung der Verbindungen der Formeln I zusammen mit Verbindungen
der Formeln IIa oder IIb in den erfindungsgemäßen Mischungen für nematische
Flüssigkristallanzeigen
bewirkt
- – einen
hohen Klärpunkt,
- – eine
geringe Frequenzabhängigkeit
der Schwellenspannung und
- – eine
niedrige Rotationsviskosität
und damit sehr schnelle Schaltzeiten, insbesondere bei tiefen Temperaturen.
Die
Verbindungen der Formel I, insbesondere zusammen mit Verbindungen
der Formeln IIa oder IIb, verkürzen
deutlich die Schaltzeiten von TN- und STN-Mischungen bei gleichzeitig
geringer Frequenzabhängigkeit
der Schwellenspannung und hoher Kennliniensteilheit.
Weiterhin
zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mischungen
durch folgende Eigenschaften aus:
- – geringe
Temperaturabhängigkeit
der Schwellenspannung,
- – lange
Lagerzeiten im Display bei tiefen Temperaturen.
Gegenstand
der Erfindung ist weiterhin eine, vorzugsweise nematische, Flüssigkristallanzeige,
insbesondere eine STN-Flüssigkristallanzeige,
mit
- – zwei
Trägerplatten,
die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
- – einer
in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver
dielektrischer Anisotropie,
- – Elektroden
mit Orientierungsschichten auf der Innenseite der Trägerplatten,
- – einem
Anstellwinkel zwischen der Längsachse
der Moleküle
an der Oberfläche
der Trägerplatten
und den Trägerplatten
von 0° bis
30°, und
- – einem
Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung
in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem
Betrag nach zwischen 22,5° und
600°,
die
dadurch gekennzeichnet ist, dass die nematische Flüssigkristallmischung
mindestens eine Verbindung der Formel I und eine oder mehrere Verbindungen
ausgewählt
aus den Verbindungen der allgemeinen Formeln IIa oder IIb enthält.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
besteht die erfindungsgemäße Mischung
aus einer vorzugsweise nematischen Flüssigkristallmischung, die:
- a) 15 bis 99 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente
A, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen
Anisotropie von über
+1,5;
- b) 1 bis 85 Gew.% einer flüssigkristallinen
Komponente B, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit
einer dielektrischen Anisotropie zwischen –1,5 und +1,5;
- c) 0 bis 20 Gew.% einer flüssigkristallinen
Komponente C, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit
einer dielektrischen Anisotropie von unter –1,5 und
- d) gegebenenfalls einer optisch aktiven Komponente D in einer
Menge, dass das Verhältnis
zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher
Ganghöhe
der chiralen nematischen Flüssigkristallmischung
etwa 0,2 bis 1,3 beträgt,
enthält,
wobei
die Flüssigkristallmischung
mindestens eine Verbindung der Formel I in Komponente B und gleichzeitig mindestens
eine Verbindung der Formeln IIa in Komponente B und/oder der Formeln
IIb in Komponente A enthält.
Gegenstand
der Erfindung sind auch entsprechende Flüssigkristallmischungen zur
Verwendung in TN- und STN-Anzeigen, insbesondere in mittel- und
hochgemultiplexten STN-Anzeigen.
Die
Verbindung der Formel I umfasst dabei vorzugsweise Verbindungen,
worin R
1 und R
2 je
eine ein- oder zweifach, insbesondere eine einfach ungesättigte,
geradkettige Alkenylgruppe bedeutet. Besonders bevorzugt bedeuten
R
1 und R
2 Alkenylreste
der Formeln -CH=CH
2, -CH=CH-CH
3,
-CH
2-CH=CH, -CH
2CH
2-CH=CH
2, -CH
2-CH
2-CH=CH-CH
3. Ganz besonders bevorzugt umfasst sind
Verbindungen der Formeln I1 bis I11:
Die
Doppelbindung zwischen den Cyclohexanringen besitzt bevorzugt die
E-Konfiguration.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen, die mindestens
eine Verbindung der Formel I1, I2, I3 und/oder I4, insbesondere
mindestens eine Verbindung der Formel I1, enthalten.
Die
Tolanverbindungen der Formeln IIa1 bis IIa4 umfassen besonders die
Verbindungen der Formeln:
worin
x und y jeweils 1 bis 10 bedeuten, wobei x + y ≤ 10 und z 1 bis 5 bedeutet. Besonders
bevorzugt sind darunter die Verbindungen der Formeln IIa2a und IIa3a,
ganz besonders IIa3a, wobei in den Formeln x und y unabhängig insbesondere
jeweils 1, 2 oder 3 bedeuten.
Unter
den hoch polaren Cyano-Verbindungen der Formeln IIb (IIb1, IIb2,
IIb3) sind besonders die Verbindungen der Formel IIb1 und IIb3 bevorzugt.
L1 und L2 stehen
bevorzugt für
F. In der Formel IIb1 steht R5a bevorzugt
für eine
ein- oder zweifach, insbesondere eine einfach ungesättigte,
geradkettige 2-7 C Alkenylgruppe, ganz besonders für eine Vinyl-,
Propenyl- oder Butenylgruppe. Butenyl bedeutet hier bevorzugt einen
Rest der Formel -(CH2)2-CH=CH2. In den Formeln IIb2 und IIb3 steht R5b bevorzugt für die Reste 1-6 C Alkyl oder 2-7
C Alkenyl und ganz besonders für
2-7 C Alkenyl.
Die
erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen
enthalten neben den oben genannten Verbindungen der Formel I vorzugsweise
zusätzlich
eine oder mehrere Alkenylverbindungen der Formel III
worin
R
6 wie R
3 definiert
ist,
R
7 unabhängig von R
6 wie
R
3 definiert ist,
der Ring A
2 1,4-Phenylen oder trans-1,4-Cyclohexylen
bedeutet,
und
a 0 oder 1 ist;
unter der Maßgabe, dass
wenigstens einer der Reste R
6 und R
7 für
einen Alkenylrest steht.
Bevorzugte
Verbindungen der Formel III sind ausgewählt aus den Formeln IIIa bis
IIIi
worin
R
6a und R
7a jeweils
unabhängig
voneinander H, CH
3, C
2H
5 oder n-C
3H
7 und alkyl eine n-Alkylgruppe mit 1 bis
8 Kohlenstoffatomen bedeutet.
Besonders
bevorzugt sind Verbindungen der Formel IIIa, insbesondere solche,
worin R6a und R7a CH3 bedeuten, sowie Verbindungen der Formeln
IIIe, IIIf, IIIg, IIIh und IIIi, insbesondere solche worin R6a H oder CH3 bedeutet.
Die
Verwendung von Verbindungen der Formel III führt in den erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen
zusammen mit den übrigen
Verbindungen zu besonders niedrigen Werten der Rotationsviskosität und zu
Anzeigen mit schnellen Schaltzeiten, insbesondere bei niedrigen
Temperaturen.
Die
Verbindungen der Formeln I und III mit einer dielektrischen Anisotropie
von –1,5
bis +1,5 (dielektrisch neutrale Verbindungen) sind der oben definierten
Komponente B zuzuordnen.
Die
erfindungsgemäßen Mischungen
enthalten neben oder alternativ zu den dielektrisch neutralen Alkenylverbindungen
der Formel III vorzugsweise eine oder mehrere dielektrisch positive
Alkenylverbindungen der Formel IV
wobei
R
8 einen Alkenylrest mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen
bedeutet;
Q CF
2, OCF
2,
CFH, OCFH oder eine Einfachbindung bedeutet;
Y F, CF
3 oder Cl bedeutet; und
L
5 und
L
6 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
Bevorzugte
Verbindungen der Formel IV sind solche, worin L5 und/oder
L6 F und Q-Y F oder OCF3 bedeuten.
Ferner
bevorzugt sind Verbindungen der Formel IV, worin R8 1E-Alkenyl
oder 3E-Alkenyl mit 2 bis 7, insbesondere 2, 3 oder 4 Kohlenstoffatomen
bedeutet.
Besonders
bevorzugt sind Verbindungen der Formel IVa
worin
R
8a H, CH
3, C
2H
5 oder n-C
3H
7, insbesondere
H oder CH
3 bedeutet.
Die
polaren Verbindungen der Formel IV und IVa mit einer dielektrischen
Anisotropie von mehr als + 1,5 sind der oben definierten Komponente
A zuzuordnen.
Die
Komponente A enthält
vorzugsweise eine oder mehrere Cyanoverbindungen (allgemein V) ausgewählt aus
den folgenden Formeln Va bis Vi:
worin
R
9 einen Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis
12 Kohlenstoffatomen oder einen Alkenylrest mit 2 bis 12 Kohlenstoffatomen
bedeutet, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH
2-Gruppen durch -O-, -S-, -C≡C-, -CO-, -O(CO)-
oder -(CO)O- so ersetzt sein können,
dass Heteroatome (O, S) nicht direkt miteinander verknüpft sind; und
L
7, L
8 und L
9 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
R9 bedeutet in diesen Verbindungen besonders
bevorzugt Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 8 C-Atomen oder Alkenyl mit
2 bis 7 C-Atomen.
Besonders
bevorzugt sind Mischungen enthaltend eine oder mehrere Verbindungen
der Formeln Va, Vb und/oder Vc, ferner Vd, insbesondere solche,
worin L7 und L8 gemeinsam
H oder F bedeuten.
Ganz
besonders bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen
der Formel Vb enthalten, worin R
9 Alkenyl
mit 2 bis 7 C-Atomen
bedeutet und L
7 und L
8 H
oder F, insbesondere beide H bedeuten, und/oder der Formel Vc, worin
R
9 Alkyl mit 1 bis 7 Kohlenstoffatomen oder
Alkenyl mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen bedeutet und L
7 und
L
8 unabhängig
voneinander H oder F bedeuten, wobei insbesondere wenigstens einer
der Substituenten L
7 und L
8 F
bedeutet. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der folgenden Formeln
wobei
R
9a H, CH
3, C
2H
5 oder n-C
3H
7,
in Formel
Vb-1 und Vb-2 bevorzugt H oder CH
3,
in
Formel Vc-1 und Vc-2 bevorzugt H oder C
2H
5, und
R
9b CH
3, C
2H
5,
n-C
3H
7, n-C
4H
9, n-C
5H
11, n-C
6H
13,
in Formel Va-1 insbesondere C
2H
5 und C
3H
5,
in Formel
Vb-3 insbesondere n-C
3H
7,
n-C
4H
9, n-C
5H
11,
und in
Formel Vc-3 insbesondere C
2H
5,
n-C
3H
7, n-C
4H
9, n-C
5H
11,
bedeuten.
Ferner
bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der
Formel Vh enthalten, worin L8 H und L7 H oder F, insbesondere F, bedeutet.
Die
einzelnen Verbindungen der Formeln I, IIa, IIb, III, IV und V bzw.
deren Unterformeln oder auch andere Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Mischungen
verwendet werden können,
sind entweder bekannt, oder können
analog zu bekannten Verbindungen hergestellt werden.
Die
Verbindungen der Formel I besitzen für sich und besonders in der
Mischung hohe Klärpunkte
und niedrige Viskositäten,
insbesondere niedrige Rotationsviskositäten und führen daher in den erfindungsgemäßen Anzeigen
zu kurzen Schaltzeiten, während
die Anwesenheit von Verbindungen der Formel IIb mit hoher dielektrischer
Anisotropie, insbesondere in erhöhten
Konzentrationen, eine Verringerung der Schwellenspannung bewirken.
Darüber
hinaus weisen die Verbindungen der Formel IIa in der Mischung eine
hohe optische Anisotropie auf, wodurch in der Anwendung die Schichtdicke
der flüssigkristallinen
Phase und damit die Schaltzeiten verringert werden können.
Bevorzugte
Flüssigkristallmischungen
enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Komponente A, vorzugsweise
in einem Anteil von 15 bis 99 %, besonders bevorzugt von 20 bis
97 % und insbesondere von 25 bis 35 %. Diese Verbindungen besitzen
vorzugsweise eine dielektrische Anisotropie Δε ≥ +3, besonders bevorzugt Δε ≥ +8 und insbesondere Δε ≥ +12.
Bevorzugte
Flüssigkristallmischungen
enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Komponente B, vorzugsweise
3 bis 80%, besonders bevorzugt von 3 bis 75 % und insbesondere von
3 bis 65 %. Die Verbindungen der Gruppe B zeichnen sich insbesondere
durch ihre niedrigen Werte für
die Rotationsviskosität γ1 aus.
Weitere
bevorzugte Mischungen enthalten
- • eine oder
mehrere, insbesondere ein oder zwei Verbindungen der Formel I,
- • eine
oder mehrere, insbesondere ein oder zwei Verbindungen der Formel
IIa,
- • eine
oder mehrere, insbesondere ein oder zwei Verbindungen der Formel
IIb, und/oder,
- • eine
oder mehrere, insbesondere zwei bis fünf Verbindungen der Formeln
III.
Besonders
bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen,
die zusätzlich
eine oder mehrere Verbindungen der Formel VI1 und/oder VI2
worin
R
10 H, CH
3, C
2H
5, n-C
3H
5, n-C
4H
9 oder
n-C
5H
11 bedeutet,
und "alkyl" wie R
3 zuvor
definiert ist,
enthalten.
Vorzugsweise
enthalten die Mischungen 1-25 Gew.%, insbesondere 2-15 Gew.% an
Verbindungen der Formel VI1 und/oder VI2.
Die
erfindungsgemäßen Mischungen
können
gegebenenfalls auch bis zu 20 % einer oder mehrerer Verbindungen
mit einer dielektrischen Anisotropie von < –1,5
(Komponente C) enthalten.
Falls
die Mischungen Verbindungen der Komponente C enthalten, so sind
dies vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen mit dem Strukturelement
2,3-Difluor-1,4-phenylen, wie z.B. Verbindungen gemäß der DE-OS
38 07 801, der DE-OS 38 07 861, der DE-OS 38 07 863, der DE-OS 38
07 864 und der DE-OS 38 07 908. Besonders bevorzugt sind Tolane
mit diesem Strukturelement gemäß der WO
88/07514.
Weitere
bekannte Verbindungen der Komponente C sind z.B. Derivate der 2,3-Dicyanhydrochinone oder
Cyclohexanderivate mit dem Strukturelement
gemäß der
DE 32 31 707 A1 bzw. der
DE 34 07 013 A1 .
Vorzugsweise
enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen
jedoch keine Verbindungen der Komponente C.
Die
flüssigkristallinen
Mischungen enthalten gegebenenfalls eine optisch aktive Komponente
D in einer Menge, dass das Verhältnis
zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher
Ganghöhe der
chiralen nematischen Flüssigkristallmischung
größer 0, bevorzugt
größer 0,2
ist. Für
die Komponente stehen dem Fachmann eine Vielzahl, zum Teil kommerziell
erhältlicher
chiraler Dotierstoffe zur Verfügung
wie z. B. Cholesterylnonanoat (CN), S-811, S-1011, S-2011 und CB15
der Merck KGaA, Darmstadt. Die Wahl der Dotierstoffe ist an sich
unkritisch.
Der
Anteil der Verbindungen der Komponente D beträgt vorzugsweise 0 bis 10 %,
besonders bevorzugt 0 bis 5 % und insbesondere 0 bis 3 %.
Weitere
bevorzugte Ausführungsformen
beziehen sich auf erfindungsgemäße Flüssigkristallmischungen
mit den folgenden Spezifikationen:
- – Der Anteil
der Verbindungen der Formel I beträgt vorzugsweise 2 bis 30 %,
besonders bevorzugt 7 bis 20 % und ganz besonders bevorzugt 8 bis
15 %.
- – Der
Anteil der Verbindungen IIa und IIb zusammen beträgt vorzugsweise
5 bis 50 %, besonders bevorzugt 10 bis 45 % und ganz besonders bevorzugt
20 bis 40 %.
- – Der
Anteil der Verbindungen IIa1 bis IIa4 beträgt vorzugsweise 0 bis 30 %
und besonders bevorzugt 10 bis 25 %.
- – Der
Anteil der Verbindungen IIb1 bis IIb3 beträgt vorzugsweise 0 bis 30 %
und besonders bevorzugt 10 bis 25 % und ganz besonders bevorzugt
14 bis 18 %.
Der
Ausdruck "Alkenyl" in der Bedeutung
von R1, R2, R3, R4, R5a,
R5b, R6, R7, R8 und R9 umfasst geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen,
vorzugsweise jedoch die geradkettigen Gruppen. Besonders bevorzugte
Alkenylgruppen 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
und 6-Heptenyl. Gruppen mit bis zu 5 Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen
bevorzugt.
Die
erfindungsgemäßen Mischungen
zeichnen sich insbesondere beim Einsatz in TN- und STN-Anzeigen
mit hohen Schichtdicken durch sehr niedrige Summenschaltzeiten aus
(tsum = ton + toff). Sie eignen sich insbesondere für den Einsatz
als STN-Mischungen in STN-Displays.
Die
in den erfindungsgemäßen TN-
und STN-Zellen verwendeten Flüssigkristallmischungen
sind vorzugsweise dielektrisch positiv mit Δε ≥ 3. Besonders bevorzugt sind
Flüssigkristallmischungen
mit Δε ≥ 5 und insbesondere
mit Δε ≥ 8.
Die
erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen
weisen günstige
Kombinationen der Werte für
die Schwellenspannung V10 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 im allgemeinen 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 gekennzeichnet.
Die
erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen
sind weiter durch vorteilhafte Werte für die Steilheit der elektrooptischen
Kennlinie gekennzeichnet, und können
insbesondere bei Temperaturen über
20°C mit
hohen Multiplexraten betrieben werden. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen
eine hohe Stabilität
und günstige
Werte für
den elektrischen Widerstand und die Frequenzabhängigkeit der Schwellenspannung
auf. Die Frequenzabhängigkeit
der Schwellenspannung wird durch die Messung der Schwellenspannung
bei verschiedenen Frequenzen ermittelt, speziell bei 20 kHz und
bei 80 Hz, insbesondere auch bei tiefen Temperaturen, z. B. bei –20°C. Aus der
Differenz ergibt sich der Messwert ΔV10(f).
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen
weisen einen großen
Arbeitstemperaturbereich und eine gute Winkelabhängigkeit des Kontrastes auf.
Der
Aufbau der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigenelemente
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 600° gegeneinander
verdreht ist, entspricht der für
derartige Anzeigenelemente üblichen
Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit
gefasst und umfasst auch alle Abwandlungen und Modifikationen der
STN-Zelle, insbesondere
auch Matrix-Anzeigenelemente sowie die zusätzliche Magnete enthaltenden
Anzeigenelemente.
Der
Oberflächentiltwinkel
an den beiden Trägerplatten
kann gleich oder verschieden sein. Gleiche Tiltwinkel sind bevorzugt.
In den STN-Anzeigen ist der Anstellwinkel bei 1 ° bis 30°, vorzugsweise bei 1 ° bis 12° und besonders
bevorzugt bei 3° bis
10°. Bevorzugte
TN-Anzeigen weisen Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der
Oberfläche
der Trägerplatten
und den Trägerplatten
von 0° bis
7°, vorzugsweise 0,01° bis 5° und besonders
bevorzugt 0,1° bis
2° auf.
Der
Verdrillungswinkel der STN-Mischung in der Zelle von Orientierungsschicht
zu Orientierungsschicht liegt dem Betrag nach zwischen 100° und 600°, vorzugsweise
zwischen 170° und
300° und
besonders bevorzugt zwischen 180° und
270°. Der
Verdrillungswinkel der TN-Mischung in der Zelle liegt dem Betrag
nach zwischen 22,5° und
170°, vorzugsweise
zwischen 45° und
130° und
besonders bevorzugt zwischen 80° und 115°.
Die
Herstellung der erfindungsgemäßen 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.
Die
Dielektrika können
auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebene
Zusätze
enthalten. Beispielsweise können
0 bis 15 % pleochroitische Farbstoffe zugesetzt werden.
In
der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind
die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen
durch Akronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische
Formeln gemäß der folgenden
Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste CnH2n+1 und CmH2m+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw.
m C-Atomen. Die Alkenylreste weisen die trans-Konfiguration auf.
Die Codierung gemäß Tabelle
B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Akronym für den Grundkörper angegeben.
Im Einzelfall folgt getrennt vom Akronym für den Grundkörper mit
einem Strich der in der untenstehenden Tabelle angegebene Code für die Substituenten
R1, R2, L1, L2 und L3.
Die
Flüssigkristallanzeigen
enthalten vorzugsweise flüssigkristalline
Mischungen, die sich aus einer oder mehreren Verbindungen aus den
Tabellen A und B zusammensetzen.
Tabelle
A: (L
1, L
2, L
3 = H oder F)
Tabelle C:
In
der Tabelle C werden mögliche
Dotierstoffe angegeben, die vorzugsweise den erfindungsgemäßen Mischungen
zugesetzt werden.
Die
folgenden Beispiele erläutern
die Erfindung, ohne sie beschränken
zu sollen. Es bedeutet:
Klp. Klärpunkt (Phasenübergangstemperatur
nematisch-isotrop),
Δn
optische Anisotropie (589 nm, 20°C),
Δε dielektrische
Anisotropie (1 kHz, 20°C),
γ1 Rotationsviskosität (20°C),
tstore Tieftemperatur-Lagerstabilität in Stunden
(–20°C, –30°C, –40°C),
Steilheit
Kennliniensteilheit = (V90/V10 – 1)·100, in
%,
V10 Schwellenspannung = charakteristische
Spannung bei einem relativen Kontrast von 10 %,
V90 Sättigungsspannung
= charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 90
%,
ΔV10(f) Frequenzabhängigkeit der Schwellenspannung
V10 zwischen 80 Hz und 20 kHz bei –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,
tsum ton + toff (bei 80 Hz Wiederholungsrate),
MR
Multiplexrate ('duty'),
d/P Schichtdicke
dividiert durch 'pitch',
B 'bias'.
Vor-
und nachstehend sind alle Temperaturen in °C angegeben. Die Prozentzahlen
der Mischungen sind Gewichtsprozente. Alle Werte an der Messzelle
beziehen sich auf 20°C,
soweit nicht anders angegeben. Die Verdrillung der Testzelle ('twist') beträgt 240°, linksdrehende
Anordnung, soweit nicht anders angegeben. Für die Messung mit Dotierung
wird die oben genannte Verbindung S-811 zugegeben.