DE4223059A1 - Flüssigkristallanzeige - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Flüssigkristallanzeige basierend
auf dem Prinzip der elektrisch kontrollierten Doppelbrechung
mit
- - zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umran dung eine Zelle bilden,
- - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkri stallmischung mit negativer dielektrischer Anisotropie,
- - Elektrodenschichten mit darüberliegenden Orientierungs schichten auf den Innenseiten der Trägerplatten und
- - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von etwa 85 Grad bis 95 Grad
dadurch gekennzeichnet, daß die nematische Flüssigkristall
mischung mindestens eine Verbindung der Formel
worin
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit jeweils 1 bis 15 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch eine Gruppierung ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -CH-Ha logen-, -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH- oder auch durch eine Kombination von zwei geeigneten Gruppierungen ersetzt sein können, wobei zwei Heteroatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
A1 und A2 jeweils unabhängig voneinander unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitril-Gruppen substituiertes 1,4-Cyclo hexylen, worin auch eine oder zwei nicht benach barte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- und/ oder eine -CH-CH2-Gruppierung durch -C=N- ersetzt sein können (Cy), oder unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitril-Gruppen substituiertes 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können (Ph) bedeutet, einer der Reste Ao auch 2,6-Naphthylen (Na) oder Tetrahydro-2,6-na phthylen (4H-Na), gegebenenfalls durch Halogen oder CN substituiert,
Z1 und Z2 jeweils -CO-O-, -O-CO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
m 1 oder 2 und
n 0 oder 1
bedeuten,
wobei für m=2 die beiden Gruppen A1 und Z1 gleich oder voneinander verschieden sein können,
und mindestens eine Verbindung der Formel II
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit jeweils 1 bis 15 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch eine Gruppierung ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -CH-Ha logen-, -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH- oder auch durch eine Kombination von zwei geeigneten Gruppierungen ersetzt sein können, wobei zwei Heteroatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
A1 und A2 jeweils unabhängig voneinander unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitril-Gruppen substituiertes 1,4-Cyclo hexylen, worin auch eine oder zwei nicht benach barte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- und/ oder eine -CH-CH2-Gruppierung durch -C=N- ersetzt sein können (Cy), oder unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitril-Gruppen substituiertes 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können (Ph) bedeutet, einer der Reste Ao auch 2,6-Naphthylen (Na) oder Tetrahydro-2,6-na phthylen (4H-Na), gegebenenfalls durch Halogen oder CN substituiert,
Z1 und Z2 jeweils -CO-O-, -O-CO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
m 1 oder 2 und
n 0 oder 1
bedeuten,
wobei für m=2 die beiden Gruppen A1 und Z1 gleich oder voneinander verschieden sein können,
und mindestens eine Verbindung der Formel II
worin jeweils
R3 und R4 die für R1 und R2, A3 die für A1, und Z3 die für Z1 angegebene Bedeutung besitzen, und o 1, 2 oder 3 bedeutet,
enthält.
R3 und R4 die für R1 und R2, A3 die für A1, und Z3 die für Z1 angegebene Bedeutung besitzen, und o 1, 2 oder 3 bedeutet,
enthält.
Das Prinzip der elektrisch kontrollierten Doppelbrechung, der
ECB-Effekt (electrically controlled birefringence) oder auch
DAP-Effekt (Deformation aufgerichteter Phasen) wurde erstmals
1971 beschrieben (M.F. Schieckel und K. Fahrenschon, "Defor
mation of nematic liquid crystals with vertical orientation
in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912). Es
folgten Arbeiten von J.F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972),
1193) und G. Labrunie und J. Robert (J. Appl. Phys. 44
(1973), 4869).
Die Arbeiten von J. Robert und F. Clerc (SID 80 Digest Techn.
Papers (1980), 30), J. Duchene (Displays 7 (1986), 3) und H.
Schad (SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244) haben ge
zeigt, daß flüssigkristalline Phasen hohe Werte für das
Verhältnis der elastischen Konstanten K3/K1, hohe Werte für
die optische Anisotropie Δn und Werte für die dielektrische
Anisotropie Δε Werte -0,5 und -5, vorzugsweise zwischen -0,5
und -0,9, aufweisen müssen, um für hochinformative Anzeige
elemente basierend auf dem ECB-Effekt eingesetzt werden zu
können. Auf dem ECB-Effekt basierende elektrooptische Anzei
geelemente weisen eine homöotrope Randorientierung auf.
Für die technische Anwendung dieses Effektes in elektroopti
schen Anzeigeelementen werden, insbesondere für großflächige
Anzeigen vom sogenannten "Shutter type display", FK-Phasen
benötigt, die einer Vielzahl von Anforderungen genügen
müssen. Besonders wichtig sind hier die chemische Beständig
keit gegenüber Feuchtigkeit, Luft und physikalischen Ein
flüssen wie Wärme, Strahlung im infraroten, sichtbaren und
ultravioletten Bereich und elektrische Gleich- und Wechsel
felder. Ferner wird von technisch verwendbaren FK-Phasen eine
flüssigkristalline Mesophase in einem geeigneten Temperatur
bereich und eine niedrige Viskosität gefordert.
In der DE-OS 30 42 391 werden DSM-Mischungen beschrieben,
welche neben Verbindungen der Formel II auch Monofluorcyclo
hexylbiphenyle enthalten; diese weisen jedoch für kommerzielle
Anwendungen zu hohe Viskositätswerte auf.
In der internationalen Patentanmeldung WO 88/07514 werden
flüssigkristalline Medien für ECB-Anzeigen beschrieben,
welche Verbindungen der Formel I enthalten. Diese enthalten
in der Regel große Mengen an Tolan-Derivaten und eignen sich
für "Shutter type displays".
In keiner der bisher bekannten Reihen von Verbindungen mit
flüssigkristalliner Mesophase gibt es eine Einzelverbindung,
die allen diesen Erfordernissen entspricht. Es werden daher
in der Regel Mischungen von zwei bis 25, vorzugsweise drei
bis 18, Verbindungen hergestellt, um als FK-Phasen verwend
bare Substanzen zu erhalten. Optimale Phasen konnten jedoch
auf diese Weise nicht leicht hergestellt werden, da bisher
keine Flüssigkristallmaterialien mit deutlich negativer
dielektrischer Anisotropie und ausreichender Langzeitstabi
lität zur Verfügung standen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Anzeigen welche auf
dem ECB-Effekt beruhen, insbesondere vom "Shutter type dis
play", bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile
nicht oder nur in geringerem Maße aufweisen.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann,
wenn man in diesen Anzeigeelementen nematische Flüssigkri
stallmischungen verwendet, die mindestens eine Verbindung der
Formel I und eine Verbindung der Formel II enthält.
Gegenstand der Erfindung ist somit eine Matrix Flüssigkri
stallanzeige basierend auf dem Prinzip der elektrisch kon
trollierten Doppelbrechung mit
- - zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umran dung eine Zelle bilden,
- - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkri stallmischung mit negativer dielektrischer Anisotropie,
- - Elektrodenschichten mit darüberliegenden Orientierungs schichten auf den Innenseiten der Trägerplatten und
- - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von etwa 85 Grad bis 95 Grad
wobei die nematische Flüssigkristallmischung mindestens eine
Verbindung der Formel I und mindestens eine Verbindung der
Formel II enthält.
Insbesondere eine Anzeige, wobei die Flüssigkristallmischung
einen nematischen Phasenbereich von mindestens 60 K und eine
Viskosität von maximal 30 mPa·s bei 20°C aufweist und/oder,
wobei
die Flüssigkristallmischung ein Δε von etwa -0,5 bis -5 aufweist, wobei Δε die dielektrische Anisotropie bedeutet und/oder, wobei
die Doppelbrechung n der Flüssigkristallmischung zwischen 0,10 und 0,15 liegt und/oder wobei
die Dielektrizitätskonstante ε∥ größer oder gleich 3 ist.
die Flüssigkristallmischung ein Δε von etwa -0,5 bis -5 aufweist, wobei Δε die dielektrische Anisotropie bedeutet und/oder, wobei
die Doppelbrechung n der Flüssigkristallmischung zwischen 0,10 und 0,15 liegt und/oder wobei
die Dielektrizitätskonstante ε∥ größer oder gleich 3 ist.
Bevorzugt sind solche Anzeigen, wobei die Flüssigkristall
mischung mindestens eine Verbindung der Formel Ia enthält,
wobei
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander einen Alkyl- oder Alkenyl-Rest mit bis zu 15 C-Atomen, worin in diesen Resten ein oder zwei CH2-Gruppen durch -O- oder -S- ersetzt sein können,
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander einen Alkyl- oder Alkenyl-Rest mit bis zu 15 C-Atomen, worin in diesen Resten ein oder zwei CH2-Gruppen durch -O- oder -S- ersetzt sein können,
Z CH2O, -CO-O- oder -CH2CH2-
m 1 oder 2, und
n 0 oder 1
bedeuten, insbesondere worin
m 1 oder 2, und
n 0 oder 1
bedeuten, insbesondere worin
m 2 und Z -COO-
bedeuten.
Bevorzugt sind weiterhin solche Anzeigen, wobei die Flüssig
kristallmischung mindestens eine Verbindung der Formel IIa
enthält,
wobei
R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen bedeutet, und
R3 und R4 jeweils unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen bedeutet, und
die für Formel Ia angegebene Bedeutung besitzt,
und
o 0 oder 1, vorzugsweise 0, ist,
mindestens eine Verbindung der Formel III enthält,
o 0 oder 1, vorzugsweise 0, ist,
mindestens eine Verbindung der Formel III enthält,
wobei R1 und R2 die für Formel I gegebene Bedeutung besitzen,
q 0, 1 oder 2
bedeuten, wobei im Falle q=2 die Ringe
gleich oder
verschieden sein können.
Die nematischen Flüssigkristallmischungen der in mindestens
einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten Zusammensetzung, sind
ebenfalls Gegenstand der Erfindung.
Darüber hinaus können die erfindungsgemäßen Anzeigen
zusätzlich eine Verbindung der Formel IV enthalten,
R⁵-(A⁴-Z¹)o-Q¹-C≡C-Q²-(Z²-A⁵)p-R⁶ (IV)
worin
R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit jeweils 1 bis 15 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch eine Gruppierung ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -CH-Ha logen-, -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH- oder auch durch eine Kombination von zwei geeigneten Gruppierungen ersetzt sein können, wobei zwei Heteroatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q1 und Q2 jeweils unabhängig voneinander unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitrilgruppen substituiertes 1,4-Pheny len bedeutet,
A4 und A5 jeweils unabhängig voneinander trans-1,4-Cyclo hexylen, worin auch eine oder zwei nicht benach barte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können oder 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können,
o und p jeweils unabhängig voneinander 0 oder 1, und
Z1 und Z2 die bei Formel I angegebene Bedeutung haben.
R5 und R6 jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit jeweils 1 bis 15 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch eine Gruppierung ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -CH-Ha logen-, -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH- oder auch durch eine Kombination von zwei geeigneten Gruppierungen ersetzt sein können, wobei zwei Heteroatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Q1 und Q2 jeweils unabhängig voneinander unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitrilgruppen substituiertes 1,4-Pheny len bedeutet,
A4 und A5 jeweils unabhängig voneinander trans-1,4-Cyclo hexylen, worin auch eine oder zwei nicht benach barte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- ersetzt sein können oder 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können,
o und p jeweils unabhängig voneinander 0 oder 1, und
Z1 und Z2 die bei Formel I angegebene Bedeutung haben.
Schließlich können die erfindungsgemäßen Anzeigen zusätzlich
eine Verbindung der Formel V enthalten,
R⁶-(A¹-Z¹)m-Q¹-C≡C-R⁷ (V)
worin R7 eine Alkylgruppe mit 1 bis 15 C-Atomen bedeutet, und
R6, A1, Z1, Q1 und m die oben angegebene Bedeutung haben.
Die Herstellung der nematischen Flüssigkristallmischungen
erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die
gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Kompo
nenten 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 beschriebenen Zusätze enthalten. Bei
spielsweise können 0-15% pleochroitische Farbstoffe zuge
setzt werden, ferner Leitsalze, vorzugsweise Ethyl-dimethyl
dodecylammonium-4-hexoxybenzoat, Tetrabutylammoniumtetra
phenylboranat oder Komplexsalze von Kronenethern (vgl. z. B.
Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Band 24, Seiten 249-
258 (1973)) zur Verbesserung der Leitfähigkeit oder Substan
zen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der
Viskosität und/oder der Orientierung der nematischen Phasen.
Derartige Substanzen sind z. B. in den DE-OS 22 09 127,
22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430 und
28 53 728 beschrieben.
Die einzelnen Komponenten der Formel I bis V der erfindungs
gemäßen Flüssigkristallphasen sind entweder bekannt oder ihre
Herstellungsweisen sind für den einschlägigen Fachmann aus
dem Stand der Technik ohne weiteres abzuleiten, da sie auf in
der Literatur beschriebenen Standardverfahren basieren.
Entsprechende Verbindungen der Formel I werden beispielsweise
beschrieben in WO 89-08637, DE 39 06 019 und DE 39 06 052.
Die Verbindungen der Formel II sind teilweise bekannt oder
können in Analogie zu bekannten Verfahren hergestellt werden
(z. B. DE 29 18 775).
Verbindungen der Formeln III sind teilweise beschrieben in
DE 29 27 277, DE 26 36 684, DE 29 48 836, DE 31 17 152,
DE 32 11 601 und DE 33 21 373 und D. Demus et al., Flüssige
Kristalle in Tabellen II, VEB Deutscher Verlag für Grund
stoffindustrie, Leipzig, 1984.
Die Verbindungen der Formel IV sind beispielsweise beschrie
ben in WO 88-07514 und DE 22 26 376.
Die Verbindungen der Formel V sind beispielsweise beschrieben
in JP-60 202 830, JP-61 263 933 und DE 37 34 517.
Die nematischen Flüssigkristallmischungen der erfindungs
gemäßen Anzeigen enthalten vorzugsweise mindestens 5% von
Verbindungen der Formel I, insbesondere bevorzugt 7 bis 50%
von Verbindungen der Formel I.
Bevorzugte Phasen enthalten 30 bis 90%, insbesondere 49 bis
86% von Verbindungen der Formel III.
R1, R2, R3 und R4 sind vorzugsweise jeweils unabhängig vonein
ander Alkyl oder Alkoxy mit 2 bis 7 C-Atomen. m ist vorzugs
weise 1. A1, A2 und A3 sind vorzugsweise jeweils unabhängig
voneinander trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen. Z1, Z2
und Z3 sind jeweils unabhängig voneinander vorzugsweise
-CO-O-, -O-CO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung, insbeson
dere bevorzugt -CH2CH2- oder eine Einfachbindung. Besonders
bevorzugte Verbindungen der Formel I sind diejenigen der
Teilformeln Ia bis Io
worin A 2,3-Difluor-1,4-phenylen bedeutet.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Teilformeln Ia, Ib,
Ih, Ii, Ih, In und Io.
Besonders bevorzugte Phasen enthalten ferner noch mindestens
eine Komponente der Formel IV und/oder V. R5, R6 bzw. R7 sind
jeweils bevorzugt geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 7
C-Atomen. Q¹ und Q² sind jeweils unabhängig voneinander vor
zugsweise 1,4-Phenylen oder durch Fluor substituiertes 1,4-
Phenylen. A4 und A5 sind jeweils unabhängig voneinander vor
zugsweise trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Phenylen. Z1 und Z2
sind jeweils vorzugsweise Einfachbindungen.
Die nematischen Flüssigkristallmischungen in den erfindungs
gemäßen Anzeigen enthalten in der Regel zwei Komponenten A
und B, die ihrerseits aus einer oder mehreren Einzelverbin
dungen bestehen.
Die Komponente A weist eine deutlich negative dielektrische
Anisotropie auf und verleiht der nematischen Phase eine
dielektrische Anisotropie von -0,3. Sie enthält bevorzugt
Verbindungen der Formel I, insbesondere der Formel Ia Verbin
dungen der Formel II, insbesondere Verbindungen der Formeln
Ia und Ib. Der Anteil der Komponente A liegt zwischen 8% und
50%, vorzugsweise zwischen 15% und 30%.
Für Komponente A wird vorzugsweise eine (oder mehrere) Ein
zelverbindung(en) gewählt, die einen Wert von Δε0,5,
vorzugsweise Δε-0,8 haben. Dieser Wert muß umso negativer
sein, je kleiner der Anteil A an der Gesamtmischung ist.
Bei sehr hohem Anteil der Komponente A kann der Wert der
Komponente A auch nur schwach negativ sein, z. B. im Bereich
von -0,5 bis -1,0. Neben den genannten bevorzugten Verbindun
gen der Formeln I und II sind weiterhin Tolanderivate der
Formel IV enthaltend die Strukturelemente:
als Bestandteile der Komponente A bevorzugt.
Die Komponente B weist eine ausgeprägte Nematogenität und
eine Viskosität von nicht mehr als 30 mm2s-1, vorzugsweise
nicht mehr als 25 mm2s-1 bei 20°C auf.
Besonders bevorzugte Einzelverbindungen der Komponente B sind
extrem niedrig viskose nematische Flüssigkristalle mit einer
Viskosität von nicht mehr als 18, vorzugsweise nicht mehr als
12 min2s-1, bei 20°C. Komponente B ist monotrop oder enantio
trop nematisch, weist keine smektischen Phasen auf und kann
in Flüssigkristallmischungen das Auftreten von smektischen
Phasen bis zu sehr tiefen Temperaturen verhindern. Versetzt
man beispielsweise eine smektische Flüssigkristallmischung
mit jeweils verschiedenen Materialien mit hoher Nematogeni
tät, so kann durch den erzielten Grad der Unterdrückung smek
tischer Phasen die Nematogenität dieser Materialien vergli
chen werden.
Dem Fachmann sind aus der Literatur eine Vielzahl geeigneter
Materialien bekannt. Besonders bevorzugt sind Verbindungen
der Formel VI
R¹-A⁶-Z¹-A⁷-R² (VI)
worin R1 und R2 die für Formel IV angegebene Bedeutung besit
zen,
Z1 -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O- oder eine Einfachbindung, und
A6 und A7 jeweils unabhängig voneinander trans-1,4-Cyclo hexylen oder unsubstituiertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen bedeuten.
Z1 -COO-, -O-CO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O- oder eine Einfachbindung, und
A6 und A7 jeweils unabhängig voneinander trans-1,4-Cyclo hexylen oder unsubstituiertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen bedeuten.
Besonders bevorzugt sind die Verbindungen der Formel VIa
Die Flüssigkristallphasen der erfindungsgemäßen Flüssigkri
stallanzeigen bestehen vorzugsweise aus 2 bis 15, vorzugs
weise 3 bis 18 Komponenten.
Daneben können diese Flüssigkristallphasen auch mehr als 18
Komponenten, vorzugsweise 18 bis 25 Komponenten, enthalten.
Vorzugsweise enthalten die Phasen 2 bis 10, insbesondere 3
bis 5, Verbindungen der Formeln I und II, insbesondere der
Formeln Ia und IIa, und 2 bis 10, insbesondere 4 bis 8,
Verbindungen der Formel III, insbesondere ausgewählt aus den
Verbindungen der Formeln IIIa bis IIId
worin L H oder F bedeutet.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform enthalten die
nematischen Mischungen:
5 bis 25%, insbesondere 10 bis 20%, einer oder mehrerer Verbindungen der Formel Ia,
2 bis 15%, insbesondere 3 bis 8%, einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IIa,
30 bis 75%, insbesondere 50 bis 70%, drei, vier oder mehre rer Verbindungen ausgewählt aus den Formeln IIIa-IIId, sowie
5 bis 25%, insbesondere 8 bis 22%, zwei oder mehrerer Verbindungen der Formel VIa.
5 bis 25%, insbesondere 10 bis 20%, einer oder mehrerer Verbindungen der Formel Ia,
2 bis 15%, insbesondere 3 bis 8%, einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IIa,
30 bis 75%, insbesondere 50 bis 70%, drei, vier oder mehre rer Verbindungen ausgewählt aus den Formeln IIIa-IIId, sowie
5 bis 25%, insbesondere 8 bis 22%, zwei oder mehrerer Verbindungen der Formel VIa.
Neben Verbindungen der Formeln I bis VII können auch noch
andere Bestandteile zugegen sein, z. B. in einer Menge von
bis zu 45% der Gesamtmischung, vorzugsweise jedoch bis zu
34%, insbesondere bis zu 10%.
Die anderen Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus
den nematischen oder nematogenen Substanzen, insbesondere den
bekannten Substanzen, aus den Klassen der Azoxybenzole,
Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclo
hexylbenzoate , Cyclohexan-carbonsäurephenyl- oder -cyclo
hexyl-ester, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Cyclo
hexylcyclohexane, Cyclohexylnaphthaline, 1,4-Bis-cyclohexyl
biphenyle oder Cylohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexyl
dioxane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenyl
ether, Tolane und substituierten Zimtsäuren.
Die wichtigsten als Bestandteile derartiger Flüssigkristall
phasen in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die
Formel IX charakterisieren,
R¹⁰-L-G-E-R¹¹ (IX)
worin L und E je ein carbo- oder heterocyclisches Ringsystem
aus der aus 1,4-disubstituierten Benzol- und Cyclohexanrin
gen, 4,4′-disubstituierten Biphenyl-, Phenylcyclohexan- und
Cyclohexylcyclohexansystemen, 2,5-disubstituierten Pyrimidin-
und 1,3-Dioxanringen, 2,6-disubstituierten Naphthalin, Di-
und Tetrahydronaphthalin, Chinazolin und Tetrahydrochinazolin
gebildeten Gruppe,
-CH=CH-
-CH-CQ-
-C≡C-
-CO-O-
-CO-S-
-CH=N-
-N(O)=N-
-CH=N(O)-
-CH₂-CH₂-
-CH₂-O-
-CH₂-S-
-COO-Phe-COO-
-CH-CQ-
-C≡C-
-CO-O-
-CO-S-
-CH=N-
-N(O)=N-
-CH=N(O)-
-CH₂-CH₂-
-CH₂-O-
-CH₂-S-
-COO-Phe-COO-
oder eine C-C-Einfachbindung, Q Halogen, vorzugsweise Chlor,
oder -CN, und R¹⁰ und R¹¹ jeweils Alkyl, Alkoxy, Alkanoyloxy
oder Alkoxycarbonyloxy mit bis zu 18, vorzugsweise bis zu 8
Kohlenstoffatomen, oder einer dieser Reste auch CN, NC, NO2,
CF3, F, Cl oder Br und Phe 1,4-Phenylen bedeuten.
Besonders bevorzugt sind die Verbindungen der Formel XIa
R¹⁰-Phe-COO-Phe-COO-Phe-CN (XIa)
Bei den meisten dieser Verbindungen sind R10 und R11 voneinan
der verschieden, wobei einer dieser Reste meist eine Alkyl-
oder Alkoxygruppe ist. Auch andere Varianten der vorgesehenen
Substituenten sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen
oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle
diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden her
stellbar.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen
entspricht der üblichen Geometrie, wie sie z. B. in
EP-OS 0 240 379 beschrieben wird.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne
sie zu begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentanga
ben Gewichtsprozent; alle Temperaturen sind in Grad Celsius
angegeben.
Folgende Abkürzungen werden verwendet:
Die angegebenen Schwellenspannungswerte V (0,0), V (10,0), V
(90,0) wurden in einer üblichen ECB-Zelle mit einer Schicht
dicke von 5 µm bei 20°C gemessen.
Weiterhin bedeuten:
V(0,0) Schwellenspannung [V] 0% Transmission Blickwinkel 0°
V(10,0) Schwellenspannung [V] 10% Transmission Blickwinkel 0°
Δn die optische Anisotropie gemessen bei 20°C und 589 nm
Δε die dielektrische Anisotropie bei 20°C
cp Klärpunkt [°C]
η(T) Viskosität [mm2s-1] bei T°C
ρ Spezifischer Widerstand [Ω·cm].
V(10,0) Schwellenspannung [V] 10% Transmission Blickwinkel 0°
Δn die optische Anisotropie gemessen bei 20°C und 589 nm
Δε die dielektrische Anisotropie bei 20°C
cp Klärpunkt [°C]
η(T) Viskosität [mm2s-1] bei T°C
ρ Spezifischer Widerstand [Ω·cm].
Die zur Messung der Schwellspannung verwendete Anzeige weist
zwei planparallele Trägerplatten, im Abstand von 5 µm und
Elektrodenschichten mit darüberliegenden Orientierungsschich
ten aus Lecithin auf den Innenseiten der Trägerplatten auf,
welche eine homeotrope Orientierung der Flüssigkristalle
bewirken.
Man dotiert eine Mischung bestehend aus
Bestandteil | |
Gew.-% | |
ME10.5 | |
6,9 | |
ME60.5 | 3,4 |
3R60N | 1,7 |
PCH-301 | 17,0 |
PCH-302 | 18,0 |
BHC-32 | 7,2 |
BCH-52 | 6,0 |
BCH-32F | 6,0 |
PDK-51 | 5,0 |
CBC-33 | 5,0 |
CBC-53 | 5,0 |
CP-302FF | 5,0 |
CP-402FF | 5,0 |
CP-502FF | 4,0 |
mit: 0,1% ZLI-584 und 0,3% ZLI-235 (beide erhältlich von
E. Merck, Darmstadt, Bundesrepublik Deutschland). Die
physikalischen Daten der so erhaltenen Mischung können aus
Tabelle T entnommen werden.
Man dotiert eine flüssigkristalline Phase bestehend aus
Bestandteil | |
Gew.-% | |
ME10.5 | |
10,0 | |
ME60.5 | 10,0 |
PCH-301 | 13,0 |
PCH-302 | 12,0 |
BCH-32 | 7,0 |
BCH-52 | 6,0 |
BCH-32F | 6,0 |
PDK-51 | 5,0 |
CBC-33 | 5,0 |
CBC-53 | 5,0 |
CBC-55 | 5,0 |
CP-302FF | 6,0 |
CP-402FF | 5,0 |
CP-502FF | 5,0 |
mit 0,1% ZLI-588 und 0,3% ZLI-235 (s. Beispiel 1). Die
physikalischen Daten können aus Tabelle II entnommen werden.
Man stellt eine flüssigkristalline Phase her bestehend aus
Bestandteil | |
Gew.-% | |
EPCH-502FF | |
9,0 | |
PDK-51 | 5,0 |
CP-502FF | 14,0 |
CCMOP-302FF | 14,0 |
CCH-302 | 14,0 |
CCH-303 | 14,0 |
CCH-501 | 13,0 |
PCH-301 | 13,0 |
CBC-33F | 4,0 |
Claims (9)
1. Flüssigkristallanzeige basierend auf dem Prinzip der
elektrisch kontrollierten Doppelbrechung mit
- - zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden,
- - einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssig kristallmischung mit negativer dielektrischer Aniso tropie,
- - Elektrodenschichten mit darüberliegenden Orientie rungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten und
- - einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von etwa 85 Grad bis 95 Grad
dadurch gekennzeichnet, daß die nematische Flüssig
kristallmischung mindestens eine Verbindung der Formel
worin
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl gruppe mit jeweils 1 bis 15 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch eine Gruppierung ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -CH-Halogen-, -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH- oder auch durch eine Kombination von zwei geeigneten Gruppie rungen ersetzt sein können, wobei zwei Hete roatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
A1 und A2 jeweils unabhängig voneinander unsubstituier tes oder ein- oder mehrfach durch Halogen atome, CH3- und/oder Nitril-Gruppen substitu iertes 1,4-Cyclohexylen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- und/ oder eine -CH-CH2-Gruppie rung durch -C=N- ersetzt sein können (Cy) oder unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitril- Gruppen substituiertes 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können (Ph) bedeutet, einer der Reste Ao auch 2,6-Naphthylen (Na) oder Tetra hydro-2,6-naphthylen (4H-Na), gegebenenfalls durch Halogen oder CN substituiert,
Z1 und Z2 jeweils -CO-O-, -O-CO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
m 1 oder 2 und
n 0 oder 1
bedeuten,
wobei für m=2 die beiden Gruppen A1 und Z1 gleich oder voneinander verschieden sein können,
und mindestens eine Verbindung der Formel II worin jeweils
R3 und R4 die für R1 und R2, A3 die für A1, und Z3 die für Z1 angegebene Bedeutung besitzen, und o 1, 2 oder 3 bedeu tet,
enthält.
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl gruppe mit jeweils 1 bis 15 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch eine Gruppierung ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S-, -CO-, -CH-Halogen-, -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH- oder auch durch eine Kombination von zwei geeigneten Gruppie rungen ersetzt sein können, wobei zwei Hete roatome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
A1 und A2 jeweils unabhängig voneinander unsubstituier tes oder ein- oder mehrfach durch Halogen atome, CH3- und/oder Nitril-Gruppen substitu iertes 1,4-Cyclohexylen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O- und/oder -S- und/ oder eine -CH-CH2-Gruppie rung durch -C=N- ersetzt sein können (Cy) oder unsubstituiertes oder ein- oder mehrfach durch Halogenatome, CH3- und/oder Nitril- Gruppen substituiertes 1,4-Phenylen, worin auch eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können (Ph) bedeutet, einer der Reste Ao auch 2,6-Naphthylen (Na) oder Tetra hydro-2,6-naphthylen (4H-Na), gegebenenfalls durch Halogen oder CN substituiert,
Z1 und Z2 jeweils -CO-O-, -O-CO-, -CH2CH2-, -OCH2-, -CH2O-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
m 1 oder 2 und
n 0 oder 1
bedeuten,
wobei für m=2 die beiden Gruppen A1 und Z1 gleich oder voneinander verschieden sein können,
und mindestens eine Verbindung der Formel II worin jeweils
R3 und R4 die für R1 und R2, A3 die für A1, und Z3 die für Z1 angegebene Bedeutung besitzen, und o 1, 2 oder 3 bedeu tet,
enthält.
2. Anzeige nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Flüssigkristallmischung einen nematischen Phasenbereich
von mindestens 60 K und eine Viskosität von maximal
30 mPa·s bei 20°C aufweist.
3. Anzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung
ein Δε von etwa -0,5 bis -5 aufweist, wobei Δε die dielek
trische Anisotropie bedeutet.
4. Anzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelbrechung Δn der
Flüssigkristallmischung zwischen 0,10 und 0,15 liegt.
5. Anzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dielektrizitätskonstante
ε∥ größer oder gleich 3 ist.
6. Anzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung
mindestens eine Verbindung der Formel Ia enthält,
wobei
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander einen Alkyl- oder Alkenyl-Rest mit bis zu 16 C-Atomen, worin in diesen Resten ein oder zwei CH2- Gruppen durch -O- oder -S- ersetzt sein können, Z -CH2O-, -CO-O- oder -CH2CH2-
m 1 oder 2, und
n 0 oder 1
bedeuten.
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander einen Alkyl- oder Alkenyl-Rest mit bis zu 16 C-Atomen, worin in diesen Resten ein oder zwei CH2- Gruppen durch -O- oder -S- ersetzt sein können, Z -CH2O-, -CO-O- oder -CH2CH2-
m 1 oder 2, und
n 0 oder 1
bedeuten.
7. Anzeige nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischungen
mindestens eine Verbindung der Formel III enthält
wobei R1 und R2 die für Formel I gegebene Bedeutung besit
zen,
q 0, 1 oder 2
bedeuten, wobei im Falle q=2 die Ringe
gleich
oder verschieden sein können.
8. Nematische Flüssigkristallmischung der in mindestens
einem der Ansprüche 1 bis 7 definierten Zusammensetzung.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924223059 DE4223059A1 (de) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Flüssigkristallanzeige |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924223059 DE4223059A1 (de) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Flüssigkristallanzeige |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4223059A1 true DE4223059A1 (de) | 1994-01-20 |
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ID=6463132
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924223059 Withdrawn DE4223059A1 (de) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | Flüssigkristallanzeige |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4223059A1 (de) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005314598A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Dainippon Ink & Chem Inc | ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 |
DE4444813B4 (de) * | 1994-08-11 | 2008-06-12 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallines Medium |
EP2098584A1 (de) * | 2008-03-05 | 2009-09-09 | Merck Patent GmbH | Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige mit verdrehtem Garn |
US7794801B2 (en) | 2006-01-17 | 2010-09-14 | Chisso Corporation | Liquid crystal composition and liquid crystal display device |
DE19651885B4 (de) * | 1996-12-13 | 2010-09-23 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallines Medium und seine Verwendung in einer elektrooptischen Flüssigkristallanzeige |
JP2012144732A (ja) * | 2012-03-02 | 2012-08-02 | Dic Corp | ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 |
-
1992
- 1992-07-14 DE DE19924223059 patent/DE4223059A1/de not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4444813B4 (de) * | 1994-08-11 | 2008-06-12 | Merck Patent Gmbh | Flüssigkristallines Medium |
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JP2005314598A (ja) * | 2004-04-30 | 2005-11-10 | Dainippon Ink & Chem Inc | ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 |
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EP2098584A1 (de) * | 2008-03-05 | 2009-09-09 | Merck Patent GmbH | Flüssigkristallines Medium und Flüssigkristallanzeige mit verdrehtem Garn |
JP2012144732A (ja) * | 2012-03-02 | 2012-08-02 | Dic Corp | ネマチック液晶組成物及びこれを用いた液晶表示素子 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |