DE4223059A1 - Flüssigkristallanzeige - Google Patents

Flüssigkristallanzeige

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DE4223059A1
DE4223059A1 DE19924223059 DE4223059A DE4223059A1 DE 4223059 A1 DE4223059 A1 DE 4223059A1 DE 19924223059 DE19924223059 DE 19924223059 DE 4223059 A DE4223059 A DE 4223059A DE 4223059 A1 DE4223059 A1 DE 4223059A1
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Volker Reiffenrath
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Merck Patent GmbH
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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
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.
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.
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,
Z CH2O, -CO-O- oder -CH2CH2-
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
die für Formel Ia angegebene Bedeutung besitzt, und
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.
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.
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.
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-
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].
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.
Beispiel 1
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.
Tabelle I
Beispiel 2
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.
Tabelle II
Beispiel 3
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.
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.
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.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4444813B4 (de) * 1994-08-11 2008-06-12 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium
DE19651885B4 (de) * 1996-12-13 2010-09-23 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium und seine Verwendung in einer elektrooptischen Flüssigkristallanzeige
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
US7794801B2 (en) 2006-01-17 2010-09-14 Chisso Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
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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