JP3939766B2 - Nematic liquid crystal mixture - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は０．０８ないし０．２０の光学複屈折△ｎを有する、グーチ−タリー曲線の２次以上の透過ミニマムで作動するアクチブマトリックス液晶ディスプレイ（ＡＭＤ）に有用なネマチック液晶混合物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
アクチブマトリックスディスプレイ（ＡＭＤ）は高い情報容量ゆえに市販品として関心を呼ぶディスプレイには極めて好ましい。そのようなＡＭＤはＴＶにも（例えばプロジェクションシステム）、また例えばラップトップ、自動車および飛行機にも利用されている。
【０００３】
ＡＭＤは各画像素子に包括されている非線形の電気スイッチング素子を有している。非線形駆動素子として、薄いフィルムトランジスター（ＴＦＴ）は［Ｕ．オクボ（Ｏｋｕｂｏ）等、１９８２、ＳＩＤ ８２ ダイジェスト４０−４１頁）あるいはダイオード（例えば、金属−絶縁物−金属、ＭＩＭ）［Ｋ．ニワ（Ｎｉｗａ）等、１９８４、ＳＩＤ８４ダイジェスト、３０４−３０７頁）を利用することも出来る。良好な視角特性が得られるならば、これらの非線形駆動素子はやや平坦な電気光学特性を有する電気光学効果を利用することを許容する。ツイスト角９０0 のＴＮタイプのＬＣセル（Ｍ．シャット（Ｓｃｈａｄｔ）−Ｗ．フヘルフリッチ（Ｈｅｌｆｒｉｃｈ）、１９７１年 ＡＰＰＬ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．１８，１２７頁）も使用することができる。広範囲の視角に亙って良好なコントラストを得るためには透過の１次のミニマムでの操作［Ｌ．ポール（Ｐｏｈｌ）、Ｒ．アイデンシンク（Ｅｉｄｅｎｓｃｈｉｎｋ）およびＦ．デル（ｄｅｌ）ピノ（Ｐｉｎｏ）およびＧ．ウエーバー（Ｗｅｂｅｒ）らによるドイツ特許３０ ２２ ８１８、米国特許 ４，３９８，８０３，Ｌ．ポール、Ｇ．ウエーバー、Ｒ．アイデンシンク、Ｇ．バウアーおよびＷ．フェーレンバッハ（Ｆｅｈｒｅｎｂａｃｈ）１９８１年 ＡＰＰＬ．ＰＨＹＳ．ＬＥＴＴ ３８、４９７頁、ウエーバー Ｇ．、フィンケンツェラー（Ｆｉｎｋｅｎｚｅｌｌｅｒ） Ｕ．、ゲールハール（Ｇｅｅｌｈａａｒ） Ｔ．、プラッハ（Ｐｌａｃｈ） Ｈ．Ｊ．、リーガー（Ｒｉｅｇｅｒ） Ｂ．およびポール Ｌ．、１９８８年 液晶に関する国際シンポジウム、フライブルク（Ｆｒｅｉｂｕｒｇ） Ｌｉｑ．Ｃｒｙｓ．に発表予定）を必要としている。これらのＡＭＤはＴＶ用には極めて適しており、従って極めて市場での関心は高い。このような利用には液晶の物理特性がパッシブＴＮディスプレイ用よりも遥かに重要である。ＡＭＤの性能にとって決定的ないくつかの特性は液晶の抵抗値および安定性［トガシ（Ｔｏｇａｓｈｉ） Ｓ．、セキグチ（Ｓｅｋｉｇｕｃｈｉ） Ｋ、タナベ（Ｔａｎａｂｅ） Ｈ．、ヤマモト（Ｙａｍａｍｏｔｏ） Ｅ．、ソリマチ（Ｓｏｒｉｍａｃｈｉ） Ｋ．、カジマ（Ｋａｊｉｍａ） Ｅ．、ワタナベ（Ｗａｔａｎａｂｅ） Ｈ． シミズ（Ｓｈｉｍｉｚｕ） Ｈ．、Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ ８４ １９８４年９月Ａ２１０−２８８ ２重ダイオードリングによる制御されたマトリックスＬＣＤ １４４ｐ以下、パリ、Ｍ．シュトロマー（Ｓｔｒｏｍｅｒ） Ｐｒｏｃ．Ｅｕｒｏｄｉｓｐｌａｙ １９８４ テレビジョン液晶ディスプレイのマトリックスアドレッシング用の薄いフィルムトランジスターの設計 １４５頁以下、パリ］である。よく遭遇する問題は比抵抗に対するＵＶ−照射の好ましくない影響であり、従ってディスプレイ中の液晶マトリクスの全般的な性能に対する好ましくない影響である。
【０００４】
ＡＭＤにおいては、非線形スイッチング素子は多重方法でアドレスされている。その結果画素の電極がアクチブである限界時間内に素子が画素の電極を充電する。その後に再び次のサイクルでアドレスされるまでイナクチブになる。従って、アクチブ化した（充電した）画素上での電圧の変化は好ましくないが、しかしそのようなディスプレイの極めて決定的な特性である。画素の放電は２種のファクターで決まる。これらは液晶を含む画素の容量であり、また電極間の誘電体、すなわち液晶の比抵抗である。画素での電圧減衰特性時定数（ＲＣ時間）は２種類のアドレッシングサイクル（ｔadr.）間の時間より遥かに大きくなくてはならない。ＡＭＤの性能を記載するのにしばしば使用されるパラメーターは画面素子の電圧保持率ＨＲである：
【０００５】
【式１】
【０００６】
ディスプレイの内側での液晶の比抵抗について重要な点、例えば配向層、配向素材のキュアリング条件がある。使用する液晶の電気的特性が重要でないと言うのではない。特にディスプレイ中の液晶の比抵抗は画素での電圧降下の大きさを決めるのである。
【０００７】
低い△ｎの素材についての以前の研究は比抵抗とＵＶ安定性およびＴＦＴに使用した場合の比抵抗の温度依存性に関する要求条件が末端基としてシアノ基を含有する素材では満たされ得ないことを示している。ハロゲン化した末端基を含有する非シアノ素材は慣用のシアノ素材より遥かに優れた比抵抗値およびＵＶ安定性並びに優れた粘性値を有している。しかし一般的にはこれら非シアノ素材は不運なことには特に低温において、結晶性および／またはスメクチック相を形成する強い傾向を有している。従ってハロゲン化した末端基を有する非シアノ素材の透明点および誘電異方性は遥かに低い。
【０００８】
最近の市販混合物は広い温度範囲にわたって作動しなければならない。従って、低温での結晶化あるいはスメクチック相の形成を排除しなくてはならない。良好な溶解度はネマチック混合物の開発においては液晶性素材の使用可能性についての最も重要な前提条件である。高い融解温度およびスメクチック層を形成する傾向を有する化合物はこの理由ゆえに適していない。
【０００９】
成分の極めて注意深い選択および適切な混合物設計によって、第１のミニマム利用のための広い範囲のネマチック温度範囲を有する低い複屈折非シアノ混合物を見出すことが可能になった。［Ｂ．リーガー（Ｒｉｅｇｅｒ）など、１８回フライブルクの液晶作業部会予稿集、フライブルク、１９８９年、１６（１９８９年）］。本発明の混合物概念に本質的である高い複屈折を有する非シアノ素材は不幸なことには多くの場合、低い融点を持つ類似の素材よりも、高い融点及び／または強いスメクトジェニック挙動の様なより好ましくない特性さえも示す。
【００１０】
【化９】
【発明が解決しようとする課題】
ＷＯ９０／０９２４０の広範な一般式は式Ｉのフロロターフェニルをカバーしているが、これら化合物のただの一例も開示されてなく、またふっ素化フロロ−およびクロロターフェニルを含有する混合物のただの一例も開示されてない。
【００１２】
グーチ−タリー曲線の２次それ以上の透過ミニマムにおける操作に適した複屈折を有する現行の混合物はアクチブマトリックス使用には適していない。
【００１３】
高い比抵抗およびＡＭＤ使用に適したその他の特性を有する液晶組成物のための要求がなお存在している。上記の塩素化ターフェニルＮｏ．３はＪＰ ６０−０５６９３２−Ａから公知である。既に概観したように、これら化合物は特に他の液晶素材中での僅かの溶解度、その高い融点、顕著なスメクトジェニック性のために、電子産業の厳密な仕様を満足させているとは認められない。従って、改良型の高い複屈折の非シアノ液晶化合物を求める需要が存在する。
【００１４】
本発明はこれらの要求を満足させるアクチブマトリックス液晶ディスプレイに有用なネメチック液晶混合物を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
式Ｉのクロロターフェニルはピサ／イタリアの国際液晶会議 １９９２年で開示された。
【００１６】
本発明は０．０８ないし０．２０の複屈折△ｎを有するネマチック液晶混合物を提供するものであり、その特徴とすることころはその混合物は式Ｉ
【００１７】
【化１０】
Ｒは１２までの炭素原子を有するアルキルあるいはアルケニル基であり、これらの基は非置換あるいはハロゲン原子で置換されており、これらの基の中の１個以上のＣＨ2 基が各々独立に−Ｏ−、
【００１８】
【化１１】
【００１９】
【化１２】
ベンゼン環が更にふっ素原子で置換されていることが可能であり、
ＸはＦ、Ｃｌ、ＣＦ3 、ＯＣＦ3 、ＯＣＨＦ2 、ＯＣＨ2 ＣＦ3 であり、かつ
Ｌ，Ｌ1 およびＬ2 がそれぞれＨあるいはＦである］
のふっ素化ターフェニルの１種以上からなる。
【００２０】
式Ｉの化合物では、Ｒは好ましくはアルキルあるいはアルコキシである。Ｘは好ましくはＦあるいはＣｌ、特にＣｌである。Ｌは好ましくはＦである。
【００２１】
好ましい混合物は式ＩａないしＩｄの化合物を含有する。
【００２２】
【化１３】
＊枠と一緒になって厚さｄのセルを形成している２枚の平行な支持板
＊支持板上でここの画像素子をスイッチするための合体した非線形素子および
＊セル中に存在し、正の誘電異方性と複屈折△ｎを有するネマチック液晶混合物を含有する高温およびＵＶ−安定性のあるマトリックス液晶ディスプレイを提供することをもその目的としており、そのディスプレイはｄ・△ｎ、かつ極めて高い非抵抗を有する他の要望にも合致する液晶組成を適当に選択することによってグーチ−タリー曲線の２次以上の透過ミニマムで作動し、その特徴とするところはＵＶ光（２８０−４００ｎｍ，１２ｍＷ／ｃｍ2 ）に２０時間曝光した後に保持率ＨＲ20およびＵＶ光に曝光する前のＨＲ0 の比率が９８％より大きいか同じである。
【００２３】
ＨＲのそのような値はラテラルにふっ素化した非シアノ素材および／またはエチル結合の非シアノ素材を使用することによって高い複屈折を有する混合物にさえも可能であることが見出された。極めて高いＲＣ時間値をＡＭＤで得ることができる。これら混合物も少ない粘性を示し、かつ妥当な閾電圧値での短いスイッチング時間を示す。
【００２４】
ＡＭＤの厚さは好ましくは３ないし１０μｍの範囲内にある。特に３ないし７μｍが好ましい。
【００２５】
下記の好ましい実施態様はＡＭＤ中に存在するネマチック液晶混合物に関する。
【００２６】
ネマチック液晶混合物の複屈折△ｎは０．０８ないし０．２０，好ましくは０．０８ないし０．１５である。
【００２７】
液晶混合物は好ましくは式ＩＩないしＶＩ
【００２８】
【化１４】
ＲおよびＲ’は１２個までの炭素原子を有するアルキルあるいはアルケニル基であり、これらの基は非置換あるいはハロゲン原子で置換されており、これらの基の中の１個以上のＣＨ2 基が各々独立に−Ｏ−、
【００２９】
【化１５】
【００３０】
【化１６】
ベンゼン環が更にふっ素原子で置換されていることが可能であり、
Ｘ1 はＦ、Ｃｌ、ＣＦ3 、ＯＣＦ3 、ＯＣＨＦ2 、いぜれの場合にも７個までの炭素原子を含有するフロロアルキルあるいはフロロアルコキシであり、
おり、
かつＹ1 、Ｙ2 およびＹ3 がそれぞれＨあるいはＦであり、
Ｑは−Ｃ2 Ｈ4 −、−Ｃ4 Ｈ8 −あるいは−ＣＯ−Ｏ−であり、
Ａはトランス−１，４−シクロヘキシレンまたは１，４−フェニレンであり、
ｒは０あるいは１である］
から選択された１種以上の化合物を含有する。
【００３１】
液晶混合物は好ましくは式ＶＩＩないしＸＩＩ
【００３２】
【化１７】
Ｒ、Ｒ’、ｒ、Ｘ1 、Ｙ1 、Ｙ2 およびＹ3 はそれぞれ互いに独立に請求項３で定義した通りであり］
の１種以上の化合物から成る。
【００３３】
混合物は基本的には一般式ＩないしＸＩＩから成るグループから選択される化合物から成る。
【００３４】
式Ｉの１個以上のフロロ−あるいはクロロ−ターフェニルを有し、かつＥＰ ０４ ３９ ０８９の式１ないし５の化合物を１５％より少なく、好ましくは１０％より少なく含有する液晶混合物が特に好ましく、式中Ｒ1 およびＲ2 はアルキル、アルケニル、アルコキシ、アルケニルオキシおよびアルカノイルオキシから選択される。
【００３５】
上記の化合物はＤＯＳ ３０ ４２ ３９１、ＤＯＳ ３９ ０２ ３９８、ＤＯＳ ３９ １３ ５５４、ＤＯＳ ３９ ０９ ８０２、ＷＯ ８９／０２８８４、ＷＯ ９０／１５１１３、ＷＯ ９０／０９４２０、国際特許出願ＰＣＴ／ＥＰ ９０／０１２９２、ＰＣＴ／ＥＰ ９１／００４１１、ＰＣＴ／ＥＰ９０／０１４７１、ＰＣＴ／ＥＰ ９０／０２１０９およびヨーロッパ特許出願 ９１ １００ ６７５．７から公知であり、あるいは公知化合物に類似して製造することも可能である。
【００３６】
本発明による混合物は通常上記の中心構造および他の非シアノ成分を有する中程度の極性成分を原料にしている。しかしながら、勿論、そのような混合物は例えばＴＮあるいＳＴＮ使用に極端に高いＨＲ値が要求されてないならば、追加として公知のシアノ液晶成分を含有することも可能である。そのような混合物は高い△ｎ値に調節するためにトラン成分を含有することも出来る。得られた混合物は極めて低い温度を含む（戸外使用）極めて広いネマチック相範囲を達成するために重要である。
【００３７】
混合物は好ましくは中程度の極性のハロゲン化成分を原料としており、および／または基本的にはシアノ成分を含まない。
【００３８】
式Ｉの新規化合物はＥＰ ０ ４３９ ０８９Ａ１、ＷＯ ９０／０９４２０、ＷＯ ９０／１５１１３およびＷＯ ９１／１３８５０に記載された方法に類似して製造することが可能であって、これらの開示を本発明に参考文献として引用する。 式ＩないしＸＩＩの成分では、ＲおよびＲ1 は好ましくは１ないし７個の炭素原子を有する直鎖のアルキル基であるか、あるいは直鎖のメトキシアルキル（メトキシメチル、メトキシエチル、メトキシプロピル、メトキシブチル、メトキシペンチル、メトキシヘキシル、メトキシヘプチル）である。
【００３９】
本発明による混合物の製造は慣用の方法で行なわれる。一般的には少量使用する成分の希望量を主成分を成す成分中に、特に温度を上げて溶解する。
この温度を主成分の透明点以上に挙げるように選択するならば、溶解方法の完全性を特に容易に観察することができる。
【００４０】
しかしながら、適当な有機溶媒、例えば、アセトン、クロロフォルムあるいはメタノールにこれら成分を溶解した溶液を混合し、後でこれら溶媒を除去することも可能である。溶媒が何らかの汚染物あるいは好ましくないドーピング剤を導入しないように注意しなくてはならない。
【００４１】
適当な添加剤によって、現在までに開示されたＡＭＤの種類に使用することができたような方法で、本発明による液晶相を改質することも可能である。
【００４２】
【実施例】
以下の実施例は本発明を制限することなく、発明を説明するものである。実施例中では液晶物質の融点および透明点を℃で表示する。百分率は重量％である。
【００４３】
ＨＲの測定はＳ．マツモト（Ｍａｔｓｕｍｏｔｏ）等の報告（ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ ５，１３２０（１９８９）によって行なうこととするが、スペーサーを使用せずに標準的な６μｍＴＮ−ディスプレイを使用する。導電性のあるＩＴＯ層（バルザース（Ｂａｌｚｅｒｓ））を有する標準的なフロートガラスおよび摩擦したポリイミド層（日本合成ゴム社製のＡＬ１０５１）を配向層として使用する。セルを硬化可能な接着剤（ノーランド（Ｎｏｒｌａｎｄ）社のＮＯＡ−６１）で封じ、かつ標準条件で充填する。液晶混合物は標準的な方法で慎重に精製した成分から構成されている。ＵＶ露光はキセノンランプ（１．１ｋｗ、０．０８２Ｗ／ｃｍ2 、ＵＶカットオフ３１０ｎｍ）を使用してヘレウス（Ｈｅｒａｅｕｓ）サンテストで行なった。
【００４４】
本明細書および以下の実施例では液晶化合物の全ての化学構造を略成語で示し、その化学構造への変換は以下の様にして行なう。全ての基Ｃn Ｈ2n+1、Ｃm Ｈ2m+1はｎ並びにｍ個の炭素原子を有する直鎖のアルキル基である。表Ｂのコードは自明である。表Ａでは中心になる構造のための略成語のみを示す。具体的な場合にこの略成語にダッシュおよび置換基Ｒ1 、Ｒ2 、Ｌ1 、Ｌ2 およびＬ3 のためのコードが以下のように続くのである。
【００４５】
【化１８】
【００４６】
【化１９】
【化２０】
【化２１】
【化２２】
【化２３】
【化２４】
【化２５】
【００５３】
【化２６】
【化２７】
【化２８】
【化２９】
【化３０】
【００５８】
【化３１】
【００５９】
【化３２】
【００６０】
【化３３】
【００６１】
【化３４】
【００６２】
【化３５】
【００６３】
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【００６４】
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【００６５】
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【００７９】
【化５２】
【００８０】
【化５３】
【００８１】
【化５４】
【００８２】
【化５５】
【００８３】
【化５６】
【００８４】
【化５７】
【００８５】
【化５８】
【００８６】
【化５９】
【００８７】
【化６０】
[Industrial application fields]
The present invention relates to nematic liquid crystal mixtures useful for active matrix liquid crystal displays (AMD) operating with a transmission minimum of the Goth-Tally curve of second order or higher, having an optical birefringence Δn of 0.08 to 0.20.
[0002]
[Prior art]
Active matrix displays (AMD) are highly preferred for displays that are of interest as commercial products because of their high information capacity. Such AMD is used in TVs (eg projection systems) and also in laptops, cars and airplanes, for example.
[0003]
The AMD has a non-linear electrical switching element included in each image element. As a non-linear drive element, a thin film transistor (TFT) is [U. Okbo et al., 1982, SID 82 digest pages 40-41) or diodes (eg, metal-insulator-metal, MIM) [K. Niwa et al., 1984, SID84 digest, pages 304-307) can also be used. If a good viewing angle characteristic can be obtained, these non-linear driving elements allow to use an electro-optic effect having a somewhat flat electro-optic characteristic. Twist angle 90 0 TN type LC cell (M. shut (Schadt) -W. Fuherufuritchi (Helfrich), pp. 1971 APPL.Phys.Lett.18,127) can also be used. In order to obtain good contrast over a wide range of viewing angles, operation with a transmission minimum of the first order [L. Paul, R.W. Eidensink and F.M. Del Pino and G.M. German Patent 30 22 818, U.S. Pat. No. 4,398,803, L., Weber et al. Paul, G. Weber, R.W. IDENSYNC, G. Bauer and W.W. Fehrenbach 1981 APPL. PHYS. LETT 38, 497, Weber G. Finkenzeller U. Geelhaar T .; Plach H., et al. J. et al. Rieger B. And Paul L. 1988, International Symposium on Liquid Crystals, Freiburg Liq. Crys. To be announced). These AMDs are very suitable for TV and are therefore of great market interest. For such applications, the physical properties of liquid crystals are much more important than for passive TN displays. Some properties that are critical to the performance of AMD are the resistance and stability of liquid crystals [Togashi S. Sekiguchi K, Tanabe H. et al. , Yamamoto E. et al. Sorimachi K. et al. Kajima E. Watanabe H .; Shimizu H.I. Proc. Eurodisplay 84 September 1984 A210-288 Controlled matrix LCD with double diode ring 144p or lower, Paris, M. et al. Stromer Proc. Eurodisplay 1984 Design of thin film transistors for matrix addressing of television liquid crystal displays, page 145 and below, Paris]. A frequently encountered problem is the unfavorable effect of UV-irradiation on the resistivity, and thus the unfavorable effect on the overall performance of the liquid crystal matrix in the display.
[0004]
In AMD, nonlinear switching elements are addressed in a multiplex manner. As a result, the device charges the pixel electrode within the limit time that the pixel electrode is active. Then it is inactive until it is addressed again in the next cycle. Thus, a change in voltage on an activated (charged) pixel is undesirable, but is a very critical property of such a display. Pixel discharge is determined by two factors. These are the capacitance of the pixel including the liquid crystal, and the dielectric between the electrodes, that is, the specific resistance of the liquid crystal. The voltage decay characteristic time constant (RC time) at the pixel must be much larger than the time between two types of addressing cycles ( tadr. ). A parameter often used to describe the performance of AMD is the voltage holding ratio HR of the screen element:
[0005]
[Formula 1]
[0006]
There are important points regarding the specific resistance of the liquid crystal inside the display, for example, the curing conditions of the alignment layer and alignment material. This is not to say that the electrical properties of the liquid crystal used are not important. In particular, the specific resistance of the liquid crystal in the display determines the magnitude of the voltage drop at the pixel.
[0007]
Previous studies on low Δn materials have shown that the requirements for resistivity and UV stability and the temperature dependence of resistivity when used in TFTs cannot be met with materials containing cyano groups as end groups. Show. Non-cyano materials containing halogenated end groups have much higher specific resistance and UV stability and superior viscosity values than conventional cyano materials. In general, however, these non-cyano materials unfortunately have a strong tendency to form crystalline and / or smectic phases, especially at low temperatures. Therefore, the clearing point and dielectric anisotropy of non-cyano materials having halogenated end groups are much lower.
[0008]
Modern commercial mixtures must operate over a wide temperature range. Therefore, crystallization at low temperature or formation of a smectic phase must be excluded. Good solubility is the most important prerequisite for the feasibility of using liquid crystalline materials in the development of nematic mixtures. Compounds with high melting temperatures and a tendency to form smectic layers are not suitable for this reason.
[0009]
Extremely careful selection of the components and proper mixture design made it possible to find a low birefringence non-cyano mixture with a wide range of nematic temperature ranges for the first minimum utilization. [B. Rieger et al., 18th Freiburg Liquid Crystal Working Group Proceedings, Freiburg, 1989, 16 (1989)]. Non-cyano materials with high birefringence that are intrinsic to the blend concept of the present invention unfortunately often have higher melting and / or stronger smectogenic behavior than similar materials with lower melting points. Even more undesirable properties are exhibited.
[0010]
[Chemical 9]
[Problems to be solved by the invention]
Although the broad general formula of WO 90/09240 covers the fluoroterphenyls of formula I, only one example of these compounds is not disclosed, and only a mixture containing fluorinated fluoro- and chloroterphenyls is disclosed. No example is disclosed.
[0012]
Current mixtures with birefringence suitable for operation in transmission higher than second order of Gooch-Tally curve are not suitable for active matrix use.
[0013]
There is still a need for liquid crystal compositions having high resistivity and other properties suitable for AMD use. The above chlorinated terphenyl no. 3 is known from JP 60-056932-A. As already reviewed, these compounds are recognized as meeting the strict specifications of the electronics industry, especially because of their low solubility in other liquid crystal materials, their high melting points, and their remarkable smectic properties. Absent. Accordingly, there is a need for improved high birefringence non-cyano liquid crystal compounds.
[0014]
It is an object of the present invention to provide a nematic liquid crystal mixture useful for an active matrix liquid crystal display that satisfies these requirements.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The chloroterphenyl of formula I was disclosed at the Pisa / Italy International Liquid Crystal Conference 1992.
[0016]
The present invention provides a nematic liquid crystal mixture having a birefringence Δn of 0.08 to 0.20, characterized in that the mixture is of formula I
[0017]
[Chemical Formula 10]
[0018]
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It is possible that the benzene ring is further substituted with a fluorine atom,
X is F, Cl, CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , OCH 2 CF 3 , and L, L 1 and L 2 are each H or F.]
Consisting of one or more of the above fluorinated terphenyls.
[0020]
In the compounds of formula I, R is preferably alkyl or alkoxy. X is preferably F or Cl, especially Cl. L is preferably F.
[0021]
Preferred mixtures contain compounds of formulas Ia to Id.
[0022]
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[0023]
It has been found that such values of HR are possible even for mixtures with high birefringence by using laterally fluorinated non-cyano materials and / or ethyl-bonded non-cyano materials. Very high RC time values can be obtained with AMD. These mixtures also exhibit low viscosity and short switching times with reasonable threshold voltage values.
[0024]
The thickness of the AMD is preferably in the range of 3 to 10 μm. 3 to 7 μm is particularly preferable.
[0025]
The preferred embodiments below relate to nematic liquid crystal mixtures present in AMD.
[0026]
The birefringence Δn of the nematic liquid crystal mixture is 0.08 to 0.20, preferably 0.08 to 0.15.
[0027]
The liquid crystal mixture is preferably of formulas II to VI
[0028]
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[0029]
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It is possible that the benzene ring is further substituted with a fluorine atom,
X 1 is F, Cl, CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , fluoroalkyl or fluoroalkoxy containing in any case up to 7 carbon atoms,
And
And Y 1 , Y 2 and Y 3 are each H or F,
Q is —C 2 H 4 —, —C 4 H 8 — or —CO—O—,
A is trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-phenylene,
r is 0 or 1]
Containing one or more compounds selected from:
[0031]
The liquid crystal mixture is preferably of the formula VII to XII
[0032]
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Of one or more compounds.
[0033]
The mixture basically consists of compounds selected from the group consisting of the general formulas I to XII.
[0034]
Especially preferred are liquid crystal mixtures having one or more fluoro- or chloro-terphenyls of the formula I and containing less than 15%, preferably less than 10%, of the compounds of the formulas 1 to 5 of EP 04 39 089, Wherein R 1 and R 2 are selected from alkyl, alkenyl, alkoxy, alkenyloxy and alkanoyloxy.
[0035]
The above compounds are DOS 30 42 391, DOS 39 02 398, DOS 39 13 554, DOS 39 09 802, WO 89/02884, WO 90/15113, WO 90/09420, International Patent Applications PCT / EP 90/01292, PCT / EP 91/00411, PCT / EP90 / 01471, PCT / EP 90/02109 and European Patent Application 91 100 675.7 or can be prepared analogously to known compounds.
[0036]
Mixtures according to the present invention are usually based on moderately polar components having the above central structure and other non-cyano components. However, of course, such mixtures can additionally contain known cyano liquid crystal components, for example, if extremely high HR values are not required for TN or STN use. Such a mixture can also contain a tolan component to adjust to a high Δn value. The resulting mixture is important to achieve a very wide nematic phase range including very low temperatures (outdoor use).
[0037]
The mixture is preferably based on moderately polar halogenated components and / or essentially free of cyano components.
[0038]
The novel compounds of formula I can be prepared analogously to the methods described in EP 0 439 089 A1, WO 90/09420, WO 90/15113 and WO 91/13850, the disclosures of which are incorporated herein by reference. Cited as a reference. In the components of formulas I to XII, R and R 1 are preferably straight-chain alkyl groups having 1 to 7 carbon atoms, or straight-chain methoxyalkyl (methoxymethyl, methoxyethyl, methoxypropyl, methoxy Butyl, methoxypentyl, methoxyhexyl, methoxyheptyl).
[0039]
The mixture according to the invention is produced in a conventional manner. In general, the desired amount of the component to be used in a small amount is dissolved in the component constituting the main component, particularly by raising the temperature.
If this temperature is chosen to be above the clearing point of the main component, the completeness of the dissolution method can be observed particularly easily.
[0040]
However, it is also possible to mix a solution in which these components are dissolved in an appropriate organic solvent such as acetone, chloroform or methanol, and to remove these solvents later. Care must be taken that the solvent does not introduce any contaminants or undesirable dopants.
[0041]
With suitable additives it is also possible to modify the liquid crystal phase according to the invention in such a way that it could be used for the AMD types disclosed so far.
[0042]
【Example】
The following examples illustrate the invention without limiting it. In the examples, the melting point and clearing point of the liquid crystal substance are indicated in ° C. Percentages are weight percent.
[0043]
The measurement of HR As reported by Matsumoto et al. (Liquid Crystals 5, 1320 (1989)), a standard 6 μm TN-display is used without a spacer.Conductive ITO layer (Balzers) ) Standard float glass and a rubbed polyimide layer (AL1051 from Nippon Synthetic Rubber) is used as the orientation layer, the cell is sealed with a curable adhesive (NOL-61 from Norland), The liquid crystal mixture is composed of carefully purified components by standard methods, UV exposure using a xenon lamp (1.1 kW, 0.082 W / cm 2 , UV cutoff 310 nm) And performed at Heraeus Suntest.
[0044]
In the present specification and the following examples, all chemical structures of liquid crystal compounds are indicated by abbreviations, and conversion into the chemical structures is performed as follows. All groups C n H 2n + 1 , C m H 2m + 1 are straight chain alkyl groups having n and m carbon atoms. The codes in Table B are self-explanatory. Table A shows only abbreviations for the central structure. In the specific case this abbreviation is followed by a dash and the code for the substituents R 1 , R 2 , L 1 , L 2 and L 3 as follows:
[0045]
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[0046]
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[0053]
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[0087]
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Claims (13)
Ｒは１２までの炭素原子を有するアルキルあるいはアルケニル基であり、これらの基は非置換あるいはハロゲン原子で置換され、これらの基の中の１個以上のＣＨ2基が各々独立に−Ｏ−、
ＸはＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＨＦ2またはＯＣＨ2ＣＦ3である］
のふっ素化ターフェニルの１種以上を含有し、
さらに、式ＩＩａおよびＩＩＩ
Ｒは１２個までの炭素原子を有するアルキルあるいはアルケニル基であり、これらの基は非置換あるいはハロゲン原子で置換され、これらの基の中の１個以上のＣＨ 2 基が各々独立に−Ｏ−、
Ｘ 1 はＦ、Ｃｌ、ＣＦ 3 、ＯＣＦ 3 、ＯＣＨＦ 2 、いずれの場合にも７個までの炭素原子を有するフロロアルキル、フロロアルコキシであり、
Ｙ 1 、Ｙ 2 およびＹ 3 がそれぞれＨあるいはＦであり、
かつｒは０あるいは１である］
から選択された１種以上の化合物を含有することを特徴とする０．０８ないし０．２０の複屈折を有するネマチック液晶混合物。 Formula Ia
X is F, Cl, CF 3, OCF 3, OCHF 2 or OCH 2 CF 3]
Containing one or more fluorinated terphenyls of
Further, Formulas IIa and III
R is an alkyl or alkenyl group having up to 12 carbon atoms, and these groups are unsubstituted or substituted with a halogen atom, and one or more CH 2 groups in these groups are each independently —O— ,
X 1 is F, Cl, CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , in each case a fluoroalkyl or fluoroalkoxy having up to 7 carbon atoms;
Y 1 , Y 2 and Y 3 are each H or F;
And r is 0 or 1]
A nematic liquid crystal mixture having a birefringence of 0.08 to 0.20, comprising at least one compound selected from the group consisting of:
ＲおよびＲ’は１２個までの炭素原子を有するアルキルあるいはアルケニル基であり、これらの基は非置換あるいはハロゲン原子で置換され、これらの基の中の１個以上のＣＨ2基が各々独立に−Ｏ−、
Ｘ1はＦ、Ｃｌ、ＣＦ3、ＯＣＦ3、ＯＣＨＦ2、いずれの場合にも７個までの炭素原子を有するフロロアルキル、フロロアルコキシであり、
Ｙ 1 およびＹ 2 がそれぞれＨあるいはＦであり、
Ｑは−Ｃ2Ｈ4−、−Ｃ4Ｈ8−あるいは−ＣＯ−Ｏ−であり、
かつｒは０あるいは１である］
から選択された１種以上の化合物を含有することを特徴とする請求項１ないし８のいずれか１項に記載のネマチック液晶混合物。 In addition, formulas IIb and IV to VI
X 1 is F, Cl, CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , in each case a fluoroalkyl or fluoroalkoxy having up to 7 carbon atoms;
Y 1 and Y 2 are each H or F;
Q is —C 2 H 4 —, —C 4 H 8 — or —CO—O—,
And r is 0 or 1]
Nematic liquid crystal mixture as claimed in any one of claims 1 to 8, characterized in that it contains one or more compounds selected from.
ＲおよびＲ’は１２個までの炭素原子を有するアルキルあるいはアルケニル基であり、これらの基は非置換あるいはハロゲン原子で置換され、これらの基の中の１個以上のＣＨ 2 基が各々独立に−Ｏ−、
Ｘ 1 はＦ、Ｃｌ、ＣＦ 3 、ＯＣＦ 3 、ＯＣＨＦ 2 、いずれの場合にも７個までの炭素原子を有するフロロアルキル、フロロアルコキシであり、
Ｙ 1 、Ｙ 2 およびＹ 3 がそれぞれＨあるいはＦであり、
かつｒは０あるいは１である］
から選択された１種以上の化合物を含有することを特徴とする請求項１ないし９のいずれか１項に記載のネマチック液晶混合物。No formula VII to is found to XII
R and R ′ are alkyl or alkenyl groups having up to 12 carbon atoms, which groups are unsubstituted or substituted with halogen atoms, and one or more CH 2 groups in these groups are each independently -O-,
X 1 is F, Cl, CF 3 , OCF 3 , OCHF 2 , in each case a fluoroalkyl or fluoroalkoxy having up to 7 carbon atoms;
Y 1 , Y 2 and Y 3 are each H or F;
And r is 0 or 1 ]
Nematic liquid crystal mixture as claimed in any one of claims 1 to 9, characterized in that it contains a pressurized et selection has been one or more compounds.
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