DE3126362A1

DE3126362A1 - Fluessigkristall-display-vorrichtung

Info

Publication number: DE3126362A1
Application number: DE19813126362
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Abe; Katsuyuki Hitachi Funuhata; Masato Isogai; Hideaki Mito Kawakami; Teruo Katsuta Kitamura; Akio Mito Muko
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1981-07-03
Publication date: 1982-06-24
Also published as: JPS5716087A; GB2080561A; GB2080561B

Description

3U£3£2

\..H.-N.'W Γ - -',- Wl ■-·■:■:■■·: 1 t-,-ίτ.- f., 1'.-.MAiJS 1!'MCK

— 5 —

Beschr cibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fl ür.si gkri stal !-Display—Vorri chtung von ausgezeichneter Display-!..ei stung, insbesondere eine Display-Vorrichtung auf der Basis von schraubenförmig verwundenen nemat i sehen (TN) Flüssigkristallen.

Beim TN-Display-Verfahren »werden nematische Flüssigkristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie verwendet, wobei die Dielektrizitätskonstante £,, in Richtung der langen Achse der Fliissigkristallmoleküle größer ist als die Dielektrizitätskonstante £. in Richtung der kurzen Achse der Flüssigkristallmoleküle. Wenn nun die Betriebsspannung für das Flüssigkristall-Display vermindert wird (z.B. auf 3 V oder darunter), stellt sich ein Fehler ein, der darin besteht, daß je nach dem Betrachtungswinkel, unter dem die Vorrichtungsoberfläche betrachtet wird, d.h. je nach dem Einfallswinkel (Neigungswinkel) der Flüssigkristalle und der TN-Display-Konstruktion ein Bereich entsteht, in dem der Betriebszustand der Flüssigkristalle nur schwer, wenn überhaupt, zu erkennen ist. Dieser Fehler ist zwar im Falle von Armbanduhren, kleinen elektronischen Computern mit meist senkrechtem Winkel zur Display-Oberfläche nicht so entscheidend, wird jedoch im Falle von Uhren, Fernsehern mit Flüssigkristall-Display usw., mit einem nicht i miner senkrechten Winkel zur Display-Oberfläche oder im Falle von Vorrichtungen mit größeren Display-Flächen, insbesondere im Falle von.hochleistungsfähigen Matrix-Displays, bei denen ein möglichst großer Betrachtungswinkel erforderlich ist, zu einem ernsten Problem.

Was nun das Betrachtungswinkelverhalten der nematisehen Flüssigkristalle betrifft, was, wie be-

ic-its erwähnt, einen Einfluß, auf die Display-Qualitat hat, so ist bekannt, daß einerseits die οχ>ΐ. ischc Anisotropie der Flüssigkristalle Δη (Δη --· η - η , d.h. der Unterschied zwischen der optischen Anisotropie von Normal licht n_ und von snoimalern Licht η bei Doppelbrechung) und andererseits die Dicke der Flüssigkristall-Schichten (d) auf das Betrachtungswinkel verhalten einen Finfluß ausüben, wobei allerdings die Variationsbreite der Werte An und d bestimmten Beschränkungen unterliegt. Es ist nämlich schwierig, den Spalt zwischen den einzelnen Flüssigkristall-Schichten (d) der Display-Vorrichtung bei der derzeit üblichen Massenherstellung unter ca. 1 Oivkm herabzusetzen. Ist jedoch andererseits der Spalt größer als 10 inkm, erhebt sich das Problem der Zunahme der Ansprechzeit. Um ferner das Problem der Unebenheit des Displays infolge der Doppelbrechung zu lösen, ist es erforderlich, den Viert Δή-d auf ^ 1,5 einzustellen, d.h., wenn d = 10 mkm, muß Δ-η > 0,15 betragen. Flüssigkristalle mit einer derart hohen Ansprechgeschwindigkeit konnten bisher allerdings nicht gefunden werden. Durch. Abänderung der Werte £> η und d konnten somit bisher nicht die gewünschten Ergebnisse erzielt werden.

Es wurde nun gefunden, daß die Dielektrizitätskonstanten der Flüssigkristalle als physikalische Faktorer, in Form von Δ £/6 (^s. = £_ -£ , wobei £·// ^u^d S die oben angegebenen Bedeutungen haben) auf das Betrachtungswinkelverhalten einen großen Einfluß haben.

Überdies besteht derzeit eine starke Nach fr acje nach Flüssigkristall-Display-Vorrichtungen mit farbloftr Display-Oberfläche. Eine derartige Oberfläche hängt weitgehend von der chemischen Struktur und den Flüssigkristall-Zusammensetzungen ab und spielt eine wichtige Rolle bei der Verbesserung der Display-Qualität.

Ausgehend von den oben erwähnten Erkenntnissen ist Erfindung sgegen st and eine Flüssi gkristall-Display-Vorrichtung

■ - 7 -

mit verbessertem Betrach^angswinkelverbalten bei niedriger Betriebsspannung, ve: gl ichc-n mit den bekannten FI uns-i okri st al 1-Dj splay-Vorr i cW unyen.

Ein weiterer Erfinuungsgegenstand ist eine Flüssigkristall— Display-Vorri entlang, die neben den oben erwähnten Eigenschaften auch noch hohe Empfindlichkeit aufweist. Weitere Gegenstände und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung hervor".

Die Merkmale der vorliegenden Erfindung gewährleisten eine Flüssigkristall-Display-Vorrichtung, die ein Paar parallel zueinander angeordneter Substrate, von denen mindestens eines transparent ist und deren Außenseiten bz^. Kanten durch ein Abdichtnittel abgedichtet sind, aufweist, wodurch eine Zelle von geschlossener Struktur entsteht, wobei diese Zelle mit einem oder mehreren -ne;r,atischen Flütrsiakri stallen Gefüllt ist, die Innenflächen der einander gegenüberliegenden Substrate °ine Elektrode aufweisen und die Flüssigkristalle eine TN-Struktur besitzen, wenn an sie keine Spannung angelegt wird, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die nematisehen Flüssigkristalle folgenden Bedingungen genügen:

a) Bchwellenspannung von 2 V oder darunter, vorzugsweise eine Ansprechzeit von 100 msec oder darunter bei normalen Temperaturen, wenn eine Spannung angelegt wird, welche die Schwellenspannung um das Zweifache übersteigt;

b) ( £./, - £· ) =2 oder darunter, und

c) im Bereich des sichtbaren Lichts im wesentlichen keine Absorption.

Fig. 1 der beigefügten Zeichnungen zeigt einen Querschnitt durch eine erf indungsgcmaße Flü.ssigkr istal 1-Display-Vorr ichtung vom Reflexionstyp, Fig. 2 die- Beziehung zwischen Δ«-

( = £,, - L ) und ^8./£._jf Fig. 3 und 4 erläutern die Definition der Ansprechzeit, Fig. 5 die Beziehung zwischen dem Beträchtungswinkclverhslten und α an physikalischen Eigenschaften der F i üssicjkri stalle und den Vorrichtungsp?! an.elern, Fig.6 die Beziehung zwischen den dielektrischen Eigenschaften und den Vorrichtungsparametern und Fig. 7 und 8 die Beziehung zwischen den Flüssigkristall-Zusammensetzungen und den physikalischen und anderen Eigenschaften der Flüssigkristalle.

Fig. 1 zeigt ein typisches Beispiel einer erfindungsgerr.äßen Flüssigkristall-Display-Vorrichtung, wobei sich die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt, und verschiedene Abänderungen möglich sind. Position 1 in Fig. 1 bezeichnet TN-Flüssigkristalle, Position 2 einen Orientierungskontrollfilm, Position 3 eine Elektrode, Position 4 ein Substrat, Position 5 eine polarisierende Platte, Position 6 einen Reflektor und Position 7 ein Abdichtmittel. Erfindungsgemäß haben die nematischen Flüssigkristalle zwecks Verbesserung des Betrachtungswinkelverhalten ohne Verringerung der Ansprechzeit und ohne Anstieg der Betriebsspannung bestimmten Bedingungen zu entsprechen.

Es konnte festc^estellt werden, daß zwischen dem Betrachtungswinkelverhalten β und den physikalischen F¹Oi ameter η der Flüssigkristalle, dargestellt durch ~ . £_/_/Δ£· uoc /Δν, wie in Fig. gezeigt, eine Beziehung besteht.

Für das Betrachtunqswlnkelverhalten gilt:

wobei V die während einer Änderung von 10 % der hirdurchae Sch

lasscnen Lichtrnenge in einer um einen Winkel von 10°, bezogen auf die Senkrechte zur Di splay-Oberfl eiche der Flüssigkristall-Display-Vorrichtung ac* Jr eilten La eic? angelegte Span-

4O°
nung beaeutet, und V_n , die während einer Änderung von 10 %

der hindurehgelassenen Li chtiuenye in einer um einen Winkel von 4O ■, bezogen auf die SunVj echi e· /.ur Di rp.luy-Oberfläche der Flü-ssigkri sta] 1-Di Fp] ay-Vorr i chl-ung, gedrehten T.age angelegte Spannung bedeutet, wobei, wenn β = 1, d.h. der Idoalzustand herrscht, !keine Unterschiede im Betrachtungswinkel im Winkelbereich von 10 bis 40° festzustellen sind.

Fig. 6 zeigt, daß zwischen dem Produkt aus Δη, £ /At- {- " £y/ - £. )' ^und ^cC /Δ ^v (oder einfach. Aoi/Δν) und ß eine lineare Beziehung besteht, d.h.

ß J^A_n . C₁ZAL-Δοό/Δ ν (2)

wobei Δοί/Δν der Vorrichtungsparameter ist, der sich aus fol gender Gleichung (3) ergibt:

_{o Sch} (3).

ch

zeigt somit die Abhängigkeit der Spannung vom durchschnittlichen Neigungswinkel und bedeutet die "Leichtigkeit der Bewegung" der Flüssigkristalle in der Richtung des elektrischen Feldes, solange dieses angelegt ist.

In.Gleichung (3) bedeutet V die Spannung, bei der die Änderung der Durchlässigkeit ihr Maximum erreicht, V„ , die Spannung, bei der die Änderung der Durchlässigkeit 10 % beträgt, d.h. die sogenannte Schwellenspannung (s. 8'jch Fig. 3), Ci den durchschnittlichen Neigungswinkel bei V und (X^ den durchschnittlichen Neigungswinkel bei V .

be η

Der durchschnittliche Neigungswinkel ergibt sich aus den Meßeigenschaften der elektrischen Kapazität (C) der Flüssigkristalle bei Vorspannung entsprechend Schadt et al. (IEEE Transaction on Electron Devices, ED-25, 1125 (1979)) und aus der folgenden Gleichung (4):

C(V) - C sir/ OL = —- -—-i (4)

worin C(V) — Kapazität in homogrri ausijerirht.t-l on Flüssigkristallen bei Voi .spannung (V),

C, = Kapazität in homogen ausgerichteten Flüssigkristallen bei 0 Vorspannung und

C,, ~ Kapazität in hoinöotrop ausgerichteten Flüssigkristallen bei 0 Vorspannung.

Nach dieser Methode können auch die Werte £. , und £ errechnet werden.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht besteht eine deutliche Beziehung zwischen dem Wert Ao^Δ V und ΔΕ./Ρ . Wie ferner aus Fig. und 6 hervorgeht, hängt ß weitgehend insbesondere vorn Wert ab.

Außerdem ist von den Phenylcyclohexanketten-Flüssigkristallen bekannt, daß sie eine hohe Empfindlichkeit aufweisen, jedoch gekennzeichnet sind durch Δη — O, 1 und ß ^. O, 8, d.h. durch ein unzureichendes Betrachtungswinkelverhalten. Zur Vergrößerung des Betrachtungswinkels derartiger Flüssigkristalle von hoher Empfindlichkeit und geringem Λη-Wert muß β~ /A^- in der Gleichung (2) vergrößert und damit /\ £/ £, herabgesetzt werden. Viele bekannte Flüssigkristalle haben jedoch eine Beziehung zwischen A£und Δξ,/ί wie in Fig. 2, d.h. wird id£/£ kleiner, nimmt auch &%- ab, was eine unerwünschte Erhöhung der Betriebsspannung bewirkt. Tn Fig. 2 sind die mit X bezeichneten Flüssigkristalle Dioxankotten-FlüssigkristalIe wie in Beispiel 1, Versuch Nr. 17. Bei ihnen steigt der /\£-Wert an, wenn hi/ζ, klein ist, verglichen mit anderen Flüssigkristallen. Derartige Flüssiukr ist alle mit Δξ. > IO und C > 6 sind erfindungsgemäß sehr geeignet. Wie bereits erwähnt, ist ß =

3126352

der" iäeale Wert. Dieser kann in der Praxis kaum erreicht werden, so daß für praktische Zwc-cke zur Erzielung eines größeren, Betrachtungswinkels der Kert jO ^ 0, 8 ausreicht. Aus Fig.5 ergibt sich

Λη·£/Δ£.^/Δν > 1,6

wobei β ^.0,8 und zur Verwendung von Flünsigkristallen mit der ausgezeichneten Empfindlichkeit von Δ η = 0,1 , sollte der
Wert &£-/£.-, £» 2 sein, was sich aus Fig. 6 ergibt. Unter den derzeit zur Verfugung stehenden Flüssigkristallen sind solche mit einem 4n-Wert von O,15 oder darunter im Hinblick auf ihre Empfindlichkeit verwendbar, während solche mit einem ^«-Wert
> 0, 15 infolge ihrer geringen Empfindlichkeit nicht bevoizugt sinQ.

Wie' bereits erwähnt, können bei Verwendung von Flüssigkristallen; mit einem Δ6/^_ - Wert ^. 2 Flüssigkristall-Display-Elöstnente mit einem größeren Betrachtungswinkel erhalten werden. Derartige Flüssigkristalle erhält man durch
Mischen einer geringen Menge von Flüssigkristall-Material mit negativer dielektrischer Anisotropie um Null mit Flüssigkristall-Material mit positiver dielektrischer Anisotropie
(4£= (B. ι/ -ti) > · Οι. Im allgemeinen kann dabei aber der AE.-Weit erheblich absinken, so daß V , unerwünschterweise zunimmt, was vermieden werden muß.

Um einen A£/£/-Wert ^- 2 ohne Verminderung von Δξ_ zu erhalten,
ist es empfehlenswert, Stoffe mit hohen €-//~ ^υη<3 £-_[_ -Werten zu .verwenden. Beispiele für Flüssigkristalle mit hohen L· . ,-unüä £-_£-Werten sind Di oxanket ten- und Esterkotten-Flüssigkri-

Es ist somit mindestens eine Art dieser Flüssigkristalle bevorzugt einer Art oder mehreren Arten von Flüssigkristallen
mit dielektrischer Anisotropie um 0 zuzusetzen.

Beispiele für erfindungsyemäß verwendbare Flüssigkristalle sind in Tabelle 1 zusammengefaßt:

Tabelle 1

_N Art der Flüssig-

, - . ·, τ Bei spiel

kristalle ^

Cyclohexyl-cyclohexan-Ketten

Phenylcyclohexan- / \ //~~\

2 R' —(hy~-<( v-x

^Δ ketten X-J Xr=/

_ Biphenyl-

ketten

. Ester- // \ .

ketten X=^J

R' —(H) COO-⁷^

Dioxan-

ketten ^R'

_c Thioester- // \\ λ \\

, ,. . , COS^ >X

ketten

„ Pyrimidin-

ketten ' R' \

3Ί26362

Tabelle 1 (Fortsetzung)

Polycyclisehe Ketten

-χ

-— χ

R'-\ H

Diesteritetten-

Vcoo-/⁷ Voo-f Vx

Tabelle 1 (Fortsetzung)

f\coo-f\

10

Biphenylesterketten

<J V-// V c

R' —< H

_// Vv._ coo-//

wobei R- = C_nH_2n+1, C_nH_2n+1-O, usw.

X = NO₂, CN, C_nH_2n+1, C_nH_2n+1-O, usw.

wobei η vorzugsweise 3 bis 10, insbesondere 3 bis 8 ist

Das erhaltene FlUi-HIgKr ist al !-Gemisch nuß aar.n den Wert Δ£/£ έ 2 habon. bevorzugte Kombinationen von F1 iissigkri stellen, wie sie erfindungsgemäß verwendbar sind, sind folgender

(a) P._-/_H>-fy

(b) R -/h\-/ ^X\- X

AoKJ

(c) R

\~Q-r

(d) R-( H

/-0

K -

-X

(e) R

(f)

(B)

- 16 -

R-

,7Y J/ V-X

-■■Λ H

R—ν Η λ COO

In den Kombinationen (a) bis (g) ist R eine Alkyl- oder AlKoxygruppe und X eine Alkoxy- oder Cyanogruppe. Bevorzugt verwendet man eine der oben erwähnten Kombinationen

(a) bis (g) in einer Menge von 5O Gew.-% oder darüber, vorzugsweise 60 Gew.—% oder darüber. Zur Erweiterung des mesomorphen Bereichs können eine oder mehrere der Verbindungen Nr.' 8 bis Nr. 10 in Tabelle 1 einer der erwähnten Kombinationen (a) bis

(g) in einer Menge von höchstens 30 Gew.-% zugesetzt werden. Diese Flüssigkristall-Kompositionen genügen außerdem der Bedingung (a) (Schwellenspannung 2 V oder darunter).

- j 7 -

Bei Flüssigkristal 1-Display-Vorrichtungen mit geringer Ansprechzeit, wie z.B. bei Uhren, welche ein zweites Display erfordern, hat die Viskosität der verwendeten Flüssigkristalle vorzugsweise '40 cPs oder darunter bei der Temperatur des Betriebszustandes (gewöhnlich Raumtemperatur, d.h. 20°C) zu betragen. Bei Verwendung von derartigen F]üssigkristallen kann eine Ansprechzeit von ca. 100 msec oder darunter bei statischem Betrieb von 2 V , erzielt werden. Geoebenenfalls

Sch

können Flüssigkristall-Kompositionen von höherer Empfindlichkeit erzielt werden, indem man ihre Viskosität herabsetzt.

Die.Ansprechzeit läßt sich wie folgt definieren. Die Anstiegszeit (T . ) ist die Zeit, die erforderlich ist, um den Anstieg em

der ^relativen Lichtd urchlässigkeit von O auf 90 % zu ermögliche^, wenn eine Spannung angelegt wird, die die Schwellenspan-

nung (V„ ,) um das 2-fache übersteigt (V^ = 2 V_n , ), und die Sch 0 Sch

AbfS-itlszeit (T ) ist die Zeit, die erforderlich ist, um den

311S

Abfall der relativen Lichtdurchlässigkeit von 100 auf 10 % zu ermöglichen, wenn die Stromzufuhr unterbrochen wird, wie aus Fig. 4 hervorgeht, wobei das einfallende Licht, senkrecht zur Vorrichtungsoberfläche gemessen wird, d.h. der Winkel 0° beträgt. Die Ansprechzeit bedeutet entweder T . oder T

exn aus

Die Viskosität wurde mit einem Rotationsviskometer (Typ E der Firma Tokyo Keiki K.K.) gemessen. Eine Viskosität von 40 mPs (= dPs) oder darunter bei 20⁰C entspricht einer Ansprechzeit von lOO msec oder darunter.

Flüssigkristall-Kompositionen mit einer Ansprechzeit von 100 msec oder darunter sind solche mit Phenylcyclohexan-Ketten-, Phenylcyclohexylphenyl-Ketten- und Cyclohexylcyclohexylcarboxyl.at-Ketten-Flüssigkri stal 1 en oder, wie oben erwähnt, mit Biphenyl-Ketten- oder Pyrimidin-Ketten-Flüssigkristallen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Flüssigkristalle haben ferner der Bedingung (a) zu genügen (V ,4. 2 V) , damit bei Displays

mit statischem und dynamischem Betrieb eine geringere Betriebsspannung erzielt wird. Bei einem Matrixdisplay von hoher Leistung (1/32) haben bei :;pieisweise die Flüssigkristalle einer Betriebr:sr>annung von ·£- 12 und V, . *- 2 V zu Ί

— Sch —

genügen.

Die erfindungsgemäß verwendeten Flüssigkristalle haben ferner .die Bedingung (c) zu erfüllen, d.h. sie dürfen im Be-: reich des sichtbaren Lichts im wesentlichen keine Absorption zeigen, damit der Forderung nach Farblosigkeit der Display-Oberfläche und nach hoher Beständigkeit entsprochen werdöja kann. Flüssigkristalle auf der Basis von Schiff' sehen Balken und Azoxy-Ketten zeigen Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts und haben nur geringe Beständigkeit gegenüber UV-Licht und Feuchtigkeit. " !

Die vorliegende Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele illustriert, wobei, wenn nichts anderes angegeben, sämtliche Prozentangaben Gewichtsprozente bedeuten.

Beispiel 1

Bereitet wird eine Mischung aus äquimolaren Mengen an Dioxan-Ketten-Flüssigkristallen der Formel:

wobei η = 4, 5 und 6. ^!"^v

Das erhaltene Gemisch ist gekennzeichnet durch Δί,- 13 und Si = 9.

Die typischen herkömmlichen Flüssigkristalle haben ü-^.-, £_L - und Λ£/£ / -Werte, wie sie in Tabelle 2 angegeben sind, wobei die einzelnen Komponenten in Tabelle 3 aufgeführt

sind.

Nr»

Tabelle 2

Art der Flüssigkristal Ie

Bemerkung

11 Biphenyl-Ketten

12 5,3

2,3

Zusammensetzung ist in Tabelle 3 aufgeführt

12	Phenylcyclobexan- Ketten	10,6	4,7	2,3	11
13 ..	Bipheny1-pyri mi - din-Ketten	14,7	5,3	2,8	Il
14	Biphenylester Ketten	8,3	5,3	1,3	M
15	Ester-Ketten	15	7,2	2,2	11
16	Phenyleyelo- hexan-Ketten	6,6	3,9	1,7	It
17	Dioxan-Ketten	13	9	1,4	Beispiel 1

Wie aus Tabelle 2 hervorgeht, genügen die herkömmlichen Flüssigkristalle nicht den Bedingungen Δ£.£ ΙΟ, d.h. dem Wert, der eine in der Praxis verwendbare Betriebsspannung ermöglicht, und auch nicht At/£j_ C 2, dem Wert, der einen größeren Betrachtungswinkel ermöglicht. Demgegenüber genügen die Dioxan-Ketten-Flüssigkristalle nach Beispiel 1 den beiden genannten Bedingungen.

31263&2

- 20 Tabelle

Zusammensetzung

C₃H₇O

CN

.-KO-^Oz-Ci₁

CH

- CM

CH₁₁-

^C3^H7

'5 11

'7"15

.30

cn

^ /ο

'5^rillV_

Tabelle 3 (Fortsetzung)

C₇H₁₅

N \

- N

- CH

^C6^H13

-CN

^C5^H11 ^C5^H11 -C₃H₇

r>> V-/ Q N- Ci

COO-/ Q V OC₅H₁₁

- ^OC2^H5

COO-/ "') )- COO-/O V CN

Tabelle 3 (Fortsetzung)

ι

Ι^Γ,Π, ,,—. ) 1 —

COO-' Γ)\- COO

C₃K₇

C₃H₇ —.' K W

Ο)" ^OC2^H5

CN

0 0 0

C₅K₁₁

^C6^H13

- 0

-25

ι 25

33 33

3*

Die Dioxan-Ketten-Flüssigkristalle (Nr. 17) haben eine größere Ansprechzeit. Diese kann jedoch durch Mischen mit anderen Flüssigkristall en, wie unten erwähnt, verbessert werden.

Beispiel 2

Bereitet wird, eine Mischung von Fliissigkristallen durch Mischen von Phenylcyclohexan-Ketten-Flüssigkristallen (Nr. 16 in Tabelle 2) mit Dioxan-Kett en-Flu'ssigkristal 1 en (Nr. 17 in Tabelle 2) bei einem Gew.-%-Gehalt von 0 bis 100 %. V , und

τ be n

der einzelnen Flüssigkristall-Kompositionen werden, wie in Fig. 7 angegeben (Kurven la und Ib), gernessen.

Wie; in Fig. 7 gezeigt, müssen, um die Bedingungen V , _ 2 V zu erfüllen, 20 % oder mehr Flüssigkristalle Nr. 17 zugesetzt werfen. AL/E, ist dabei immer kleiner als 20.

Da die Flüssigkristalle Nr. 17 eine Elastizitätskonstante von

— 12
ca. 5,5 χ IO N aufweisen, was unter dem Wert von

— 12

7 = IO χ 10 N der üblichen Flüssigkristalle liegt, ermöglichen sie eine stärkere Verringerung der Betriebsspannung als andere Flüssigkristalle mit demselben A£-Wert.

Die Flüssigkristall-Display-Vorrichtung mit einer Mischung aus Flüssigkristallen Nr. 17 und Nr. 16 bei einem Gewichtsanfceil von Nr. 17 von 20 % oder mehr, zeigt ein Betrachtungswirtkelverhalten ß von ca. 0,82 und zeigt im wesentlichen keine Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts.

Bereitet wird eine Mischung von FlüssigkiiPtnl1 en durch Mischen von Biphenyl-phenylcyclohexylcarboxylat-Ketten-Flüssigkristallen (Nr. 14 in Tabelle 2) mit Dioxan-Ketten-Flüssigkristallen (Nr. 17 in Tabelle 2) bei einem Gew.-%-Gehalt wie in .Fig. 7. V , und bJL/L·] der einzelnen Flüssigkristall-Kompositionen werden, wie in Fig. 7 angegeben (Kurven 2a und

312636?

2b),gemessen.

Wie in Fig. 7 gezeigt, müssen, um die Bedingungen V , ^ 2 V und &£./£[ 4z 2 zu erfüllen, 15 % oder mehr Flüssigkristalle Nr. 17 zugesetzt -werden.

Die Mischung zeigt ein Betrachtungswinkelverhalten ß von ca. 0,84 und hohe LStabilität.

Beispiel 4

Eine Mischung aus Lster-Ketten-Flüssigkristallen (Nr. 18) , bestehend aus äquiinolaren Mengen der Verbindungen:

wird gemischt mit Flüssigkristallen Nr. 16 (s. Tabelle 2) bei einem Gew.-%-Gehalt wie in Fig. 8. V , und AS. /ζ-r der einzelnen Flüssigkristall-Kompositionen werden, wie in Fig.8 angegeben (Kurven 3a und 3b) gemessen.

Wie in Fig. 8 gezeigt, müssen, um die Bedingungen V Z. 2 V

be Jn —

und Δξ. /£. j -C 2 zu erfüllen, ca. 3O bis 60 % Flüssigkristalle Nr. 18 zugesetzt werden.

Die Flüssigkristall-Display-Vorrichtung mit einer Mischungaus Flüssigkristallen Nr. 16 (7O X) und Nr. 18 (30 %) zeigt ein Betrachtungswinkelverhalten ß von 0,83 und zeigt im wesentlichen keine Absorption im Bereich des sichtbaren Lichts.

Die erf indungsgoninßei Flür.sigkr i stall—Di spl ay-Vori ichtungen zeigen somit günstiges Bctrachtungswinkelverhalten (ß £ 0,8) bei niedriger Betriebsspannung (2 V oder darunter und zeigen

im wesentlichen keine Absorption im Boreich 'des sichtbaren Lichts. Diese ausgezeichneten Eigenschaften waren aufgrund der ^;"bekannten F] üsf j gkri stall -Dj splay-Vorri chtungen nicht zu erwarten.

Beispiel 5

Eine Mischung aus 80 % Flüssigkristallen Nr. 16 und 20 % Flüssigkristallen Nr. 17, wie in Tabelle 2 angegeben, wurde in eine Flüssigkristall-Display-Vorrichtung gemäß Fig. 1 mit einem Zellenspalt von 10 mkm eingebracht, wonach die Ansprecheigeuischaften der Display-Vorrichtung gemessen wurden. Die Anstiegszeit betrua bej statischem Betrieb bei 2 V„ ,-Betriebs-

Sch

spannung bei Raumtemperatur (2o bis 25°C) (T . ) 90 msec und die Abfallzeit (T ) 94 msec, was für bemerkenswert hohe An-

3US

Sprecheigenschaften spricht.

Claims

i\ ·'- . It.

SCKlFF ν. FlJNIR SThTHL '--CMIlHL L-HOfI-- ι '■-> H I N! O H Λ U S TINCK

- . MA(VAHILFi¹LAi^ ί * 1, MDNCHFN SjO

MOSTADHt-SSE: POMfACH '--Si C)I 6Ο. D-8000 MUNCHFN 95

Al. SCi I ROI I SSIONAL RT. PRE "MlNTAl 1VE.S Hl-. ι MWI. IHE. EUROPEAN PAItNl OFFICE

KARL LUDWIG SCHIFF (19G4 - 1978)

DIPL CHEM. DR. ALEXANDER U. FÜNF R

DIPL- ING. RFlER STREHL

L)IPl CHtM DR URSULA SCHÜBEL-ΗΟΡΓ

DIPL-INCi I)ILIl-R F BeiNGHAUS DR INf, FlIElEiR FINCK

IFt FI-ON ((JBB) i£jaoS4 TFTlElX !> l'afii>5 AURO D

IE-I KGRAMME AUROMABCPAT MÜNCHEN

HITACHI, - LTD.

DEA-14946 3. Juli 1981

FLÜSSIGKRISTALL-DISPLAY-VORRICHTUNG

Patentansprüche

ristall-Display-Vorrichtung, bestehend aus einem PaaJ! parallel zueinander angeordneter Substrate, von denen mindestens eines transparent ist und deren Außenseiten durch ein|J^:Abdichtmittel abgedichtet sind, wodurch eine Zelle von geschlossener Struktur entsteht, wobei diese Zellen mit einem oder mehreren nematischen Flüssigkristallen gefüllt ist und die-Innenflächen der einander gegenüberliegenden Substrate ein© Elektrode aufweisen, und die Flüssigkristalle eine schraubenif.örmig verwundene nematische Struktur besitzen, wenn an die Flüssigkristalle keine Spannung angelegt wird, dadurch g e.jk enn zeichnet , daß die nomat ischen FlüssigkristafjaLe folgenden Bedingungen genügen:

■ i

a) Schwellenspannung von 2 V oder darunter,

b) (£// - £ I )/£ ι = 2 oder darunter, v.obei £,, die Dielektrizitätskonstante in Richtung der langen Achse der Flüssigkristallmolcküle und £j die Dielektrizitätskonstante in Richtung der kurzen Achse der Flüssigkrirtallmoleküle bedeuten und

c) im Bereich des sichtbaren Lichts im wesentlichen keine Absorption.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nematisehen Flüssigkristalle eine oder mehrere Phenylcyclohexanketten-Flüssigkristalle enthalten.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die nematischen Flüssigkristalle außerdem noch eine oder mehrere Flüssigkristallstoffe mit den Vierten Sj_ > 6 und (6// -^-J.) ~L 1° enthalten.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Flüssigkristalle mit £₍ > 6 und (£,, - Ei ) > 10 Dioxanketten-Flüssigkristalle sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dali, die nematischen Flüssigkristalle eine Ansprechzeit von 100 msec oder darunter bei 20⁰C aufweisen, wenn eine Spannung angelegt wira, welche die Schwellenspannung um das Zweifache übersteigt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn

zeichnet , daß die nejnati schon Flüssigkristalle eine der folgenden Kombi nat j onen von Fl üssi gkr.i :Λ al .1 en (mindestens 50 Gew.-SS) enthalten:

U)

(b) (c)

r o

⁰N

R --

- O

(d)

R —
7.

COO" Λ Ο

-- x

— χ

\ f

(e)

R ^J II

R --⁷H

κ <0

R -^

- coo--/, j >- χ

O>-<ö>-z

coo -Zq

und

0 \

R -/ H

- X

COO-

- y.

worin R eine Alkyl- ooer Alkoxygruppe und X eine Alkoxy- oder Cycirogruppe bedetiion.