JP4132146B2 - Liquid crystal mixture - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、短い切換え時間ならびに良好な急峻度および角度依存性を有するスーパーツイスト液晶ディスプレイ(SFA)およびこのディスプレイで使用される新規ネマティック液晶混合物に関する。
【0002】
【従来の技術】
理論としてのSFAは、例えばEP 0,131,216B1;DE 3,423,993A1;EP 0,098,070A2;M.SchadtおよびF.Leenhoutsによる17th;液晶に係わるフライブルグ会議(Freiburg conference on liquid crystals)(1987年4月8〜10日);K.Kawasaki等によるSID 87 Digest 391(20.6);M. SchadtおよびF.LeenhoutsによるSID 87 Digest 372(20.1);K.Katoh等によるJapanese Journal of Applied Physics, Vol.26, No.11,L1784〜L1786(1987);F.Leenhouts等によるAppl.Phys.Lett.,50(21),1468(1987);H.A.van SprangおよびH.G.KoopmanによるJ.Appl.Phys.,62(5),1734(1987);T.J.SchefferおよびJ.NehringによるAppl.Phys.Lett.,45(10),1021(1984);M.SchadtおよびF.LeenhoutsによるAppl.Phys.Lett.,50(5),236(1987)およびE.P.RaynesによるMol.Cryst.Liq.Cryst.Letters,Vol.4(1),1〜8頁(1986)から知られている。
【0003】
本明細書において、SFAの用語は、160゜〜720゜のツイスト角を有する比較的大きなツイスト角を有する表示素子の全部を包含するものとし、このような表示素子には、例えばWaters等の表示素子(C.W.Waters等によるProc.Soc.Inf.Disp.(New York)(1985)(3rd Intern.Display Conference,Kobe,Japan))、STN-LCDs(DE OS 3,503,259);SBE-LCDs(T.J.SchefferおよびJ.NehringによるAppl.Phys.Lett.,45(1984),1021);OMI-LCDs(M.SchadtおよびF.LeenhoutsによるAppl.Phys.Lett.,50(1987),236);DST-LCDs(EP OS 0,246,842)またはBW-STN-LCDs(K.Kawasaki等によるSID 87 Digest 391(20.6))がある。
【0004】
標準型TNディスプレイに比較して、この方式のSFAは、電気光学特性の格別に良好な急峻性およびこれに伴う良好なコントラスト値の点で、およびまたコントラストの格別に小さい角度依存性の点で際立っている。特に比較的低温において格別に短い切換え時間を有するSFAは特に重要である。従来技術によって短い切換え時間を得るためには、粘度、特に液晶混合物の粘度を液晶成分の通常の最適組合わせによって、およびまた場合により、比較的高い蒸気圧を有するモノトロピック添加剤を使用して最適化していた。しかしながら、達成された切換え時間はあらゆる用途に適するものではなかった。
近年(T.J.Scheffer等によるDisplays,Vol.14(2)1993,74〜85頁)、非常に短い応答時間でのスーパーツイストディスプレイを電気的にアドレスする方法が開示された。
【0005】
この技術はアクティブ アドレス法として知られているが、時分割駆動(time addressing format)における通常のラインとは異なり、大きな割合のフレーム時間(frame time)について、ディスプレイの各列をアドレスする。すなわち、各列は各フレームが矩形波形(orthogonal wave forms)を有する期間中に1度だけアドレスされる。この後者の通常の技術が非常に短い応答時間を有するスーパーツイストLCDで採用された場合には、リフレッシュ時間が応答時間の10%であるべき(代表的には、PC用のVGAディスプレイでは1.6ms)であるというガイドラインは見出されず、これによってその「オン」状態からの液晶の緩和の結果としてコントラスト比の減少が生じる。アクティブ アドレス法はスーパーツイストLCDのアドレスに可能性を開いた。すなわち、この簡単な技術はアクティブマトリックスアドレス液晶ディスプレイによって現在達成されている高性能高価格レベルに挑戦することを可能にすることができる。
【0006】
より短い切換え時間はまた、SFAのLC層の厚さを減少させることにより、およびまたより大きい複屈折率△nを有する液晶混合物を使用することによって達成することができる。
しかしながら、これらの切換え時間短縮化への全ての試みは、あらゆる用途には適応しきれない混合物のままで依然として止まっている。
更にSFAに求められる要件はより高い時分割特性(これは少数のICで得られる)、より低いしきい値電圧および急峻な特性曲線にある。しかしながら、誘電性および弾性物性などの種々の材料パラメーターが相反する影響を及ぼすことから、前記物性の全てにおいて同時に最適パラメーターを得ることはできない。
従って、短い切換え時間を有し、同時に広い動作温度範囲、小さい急峻度値、コントラストの良好な視角依存性および低いしきい値電圧を有する改良されたSFAに対する多くの要求が継続している。
【0007】
【発明が解消しようとする課題】
本発明の課題は、前記欠点を小さい程度でのみ有するか、または全く有しておらず、同時に、非常に有用な総合的性質を有するSFAを提供することにある。
本発明のもう一つの課題は、このようなSFAに使用される新規ネマティック液晶混合物を提供することにある。
【0008】
【課題を解消するための手段】
本発明により、トラン−4,4´−ジイル構造要素を有する化合物の3種または4種以上を30〜80重量%の割合で含有するネマティック液晶混合物を使用すると、この課題が達成ができることが見出された。
このネマティック液晶混合物は好ましくは、少なくとも60℃のネマティック相範囲、25mPa.sよりも大きくない粘度、少なくとも0.200の複屈折率および少なくとも+1の誘電異方性を有する。上記化合物の誘電異方性およびネマティック液晶混合物に関するパラメーターは20℃の温度に基づく数値である。
【0009】
従って、本発明は、
− フレームとともにセルを形成している2枚の面平行の外側基板、
− セル中に存在する正の誘電異方性を有するネマティック液晶混合物、
− 上記外側基板の内側面上に積層されている配向膜を備えており、矩形波形により各画素をアドレスする電極層、
を備えており、
− 上記外側基板の表面上の分子の長軸と外側基板表面との間のプレチルト角は約1度〜30度であり、そして
− 配向膜から配向膜までのセル内の液晶混合物のツイスト角は100〜600゜の数値を有し、
【0010】
そのネマティック液晶混合物が基本的に、
a)+1.5より大きい誘電異方性を有する2環状または3環状化合物の1種または2
種以上を含有する液晶成分Aの15〜50重量%、好ましくは20〜50重量%、
b)−1.5〜+1.5の誘電異方性を有する2環状または3環状化合物の1種または
2種以上を含有する液晶成分Bの5〜40重量%、
c)トラン−4,4´−ジイル構造要素を有する化合物の3種または4種以上を含有す
る液晶成分Tの30〜80重量%、および
d)層厚さ(面平行外側基板の隔たり)とキラルネマティック液晶混合物のナチュラル
ピッチとの比が約0.2〜1.3であるような量の光学活性成分D、
を含有し、
【0011】
かつまた当該ネマティック液晶混合物が少なくとも60℃のネマティック相範囲を有し、25mPa.s.よりも大きくない粘度、および少なくとも+1の誘電異方性を有する高度マルチプレックス駆動SFAに関するものであり(これらの化合物の誘電異方性および当該ネマティック液晶混合物に関連するパラメーターは20℃の温度に基づくものである)、上記成分Bが式I*:
【0012】
【化13】
式中、R1*はC原子1〜8個を有するアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、そして
R2*はHまたはC原子1〜5個を有するアルキルである、
で表わされる化合物の少なくとも1種を含有し、そして成分Tが式I:
【0013】
【化14】
式中、R1はC原子1〜8個を有するアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、
L1およびL2はそれぞれ独立して、HまたはFであり、
R2はF、CF3、OCHF2またはOCF3であるか、またはC原子1〜8個を有するアルキルまたはアルコキシであり、
Zは、−COO−、−CH2CH2−または単結合であり、そして
pは0または1である、
で表わされる化合物の少なくとも3種を含有することを特徴とする高度マルチプレックス駆動SFAに関する。
【0014】
好適な成分Aは下記式IIおよび(または)式IIIで表わされる化合物を含有する:
【化15】
各式中、Rは12個までのC原子を有するアルキル、アルコキシ、アルケニルまたはアルケニルオキシであり、
【0015】
【化16】
L3〜L8はそれぞれ独立して、HまたはFであり、
Z1は−COO−、−CH2CH2−または単結合であり、
Z2は−COO−、−CH2CH2−、−C≡C−または単結合であり、
QはCF2、OCF2、CFH、OCFHまたは単結合であり、
YはFまたはClであり、
mは1または2であり、そして
nは0または1である。
【0016】
本発明のもう一つの態様は、下記式Ia1で表わされる化合物を使用して、各画素が矩形波形によりアドレスされるSTNディスプレイの切換え時間および急峻度を改良することにある:
【化17】
式中、nおよびmは上記意味を有する。
【0017】
式I、式I*、式IIおよび式IIIで表わされる化合物およびまた本発明によるSFAに使用することができるその他の化合物はそれぞれ、公知であるか、または公知化合物と同様にして製造することができる。
式Iで表わされる化合物は、US3,925,482およびWO88/07514から、そして式I*で表わされる化合物はEP 0 122 389から公知であるが、これらの化合物の助けによってSFAの切換え時間を改良することができることは示唆されていない。
GB-A-2 255 465には、成分Aタイプの液晶と2環状または3環状トラン化合物との混合物が記載されており、この混合物に成分Bタイプの液晶を添加することができることが記載されている。しかしながら、僅かに0.133の△nを得ることができるのみである。
【0018】
大きい△n値を有するトラン液晶化合物を使用することによって、△nを増大させることを目的とする液晶組成物は、日本国特許出願公開第61−97383号および同第61−97384号ならびにEP 178937に記載されている。これらの液晶組成物は、主成分として大きい△n値を有するトラン液晶化合物、エステル結合を有する液晶化合物およびその末端にシアノ基を有し、かつまた大きい△εを有する成分Aタイプの液晶化合物を含有する。
このような慣用の液晶組成物は大きい△n値を有しているから、生成する組成物の光学異方性は比較的大きい。さらに、エステル結合を有する化合物が組成物中に含有されていることから、スメクティック相は低温雰囲気では現れない傾向にある。エステル結合を有するフェニルシクロヘキサンカルボキシレート液晶化合物は小さい△n値を有し、従ってこの組成物の光学異方性はさほど大きくない(大きくて約0.175)。
【0019】
エステル結合を有する化合物は、小さい粘度を有する液晶化合物の中では比較的大きい方の粘度を有する。例えば、エステル結合を有する化合物は約20cpの粘度を有する。この理由で、このような液晶化合物を含有する液晶組成物の粘度は大きく、例えば28cpまたはそれ以上である。
EP 0 268 226には、約55℃〜65℃の低い透明点から判断することができるように、低度または中程度マルチプレックス駆動TN用途用の2環状および3環状トラン化合物と20%よりも多い量の2環状成分Bタイプの液晶との混合物が記載されている。これらの混合物は代表的には、携帯用計算機またはビデオゲーム機に使用される。これらの混合物の特徴は、デバイスにおいて代表的には85%の非常に小さい急峻度を有する点にある。
【0020】
これに対して、本発明の混合物は非常に大きいマルチプレックス比、広い動作温度範囲、低いしきい値電圧(3ボルト以下、好ましくは1.25〜2.80、特に1.60〜2.20ボルト)および急峻な特性曲線ならびに75℃、好ましくは76〜110℃、特に90℃〜100℃の透明点を有する高度マルチプレックス駆動SFAの実現を可能にする。式I、式I*、式IIおよび式IIIで表わされる化合物は低い粘度、特に低い回転粘度および小さい弾性定数比値(K3/K1)を有し、従って短い切換え時間となる。本発明による混合物は0.1600よりも大きい光学異方性(△n)または少なくとも0.1950の光学異方性を有する。本発明による混合物は好ましくは、下記群から選択される式I*で表わされる化合物の少なくとも1種を含有する:
【0021】
【化18】
各式中、alkyl*およびalkyl´はそれぞれ相互に独立して、炭素原子1〜5個を有する直鎖状アルキル基である。
【0022】
本発明による混合物は好ましくは、下記群から選択される式IIおよび(または)式IIIで表わされる化合物の1種または2種以上を含有する:
【化19】
【0023】
【化20】
【0024】
上記各式中、R、L3、L6およびL7は前記の意味を有する。
好適混合物は、式IIa、式IIb、式IIc、式IId、式IIId、式IIIjで表わされる化合物の2種または3種以上、特に式IIaまたは式IIbで表わされる化合物の1種または2種以上および式Iで表わされる化合物の3〜6種および式I*で表わされる化合物の少なくとも1種を含有する。
本発明に従い使用することができる好適液晶混合物は、グループAからの1種または2種以上の化合物を、好ましくは5%〜50%の割合で、特に好ましくは10%〜40%の割合で含有する。グループAからのこれらの化合物またはこの化合物は、+3より大きい(好ましくは+8より大きく、特に+12よりも大きい)誘電異方性を有し、本発明の液晶混合物の成分Aを構成する。
好ましくは、この混合物は式IIで表わされる化合物の1種または2種以上を22〜40%の範囲で含有する。Z1が単結合、−CH2CH2−または−CO−O−を意味する化合物は好適であり、下記の化合物は特に好適である:
【0025】
【化21】
【0026】
下記の化合物はまた、好適である:
【化22】
【0027】
グループAは好ましくは、式IIb1〜式IIc1から選択される化合物の1種または2種以上および場合によりまた、式IIc2で表わされる化合物の1種または2種以上を包含する。
好ましくは、この混合物は、高い方の透明点を有する極性化合物、例えば下記化合物から選択される化合物の1種または2種以上をさらに含有する:
【0028】
【化23】
【0029】
【化24】
【0030】
上記各式において、1,4−フェニレン環はまた、例えば下記の化合物のように1個のフッ素原子によりラテラルに置換されていてもよい:
【化25】
【0031】
高い方の透明点を有する、これらの極性化合物は好ましくは、2〜25%の範囲で使用する。
もう一つの好適態様において、本発明の混合物は非常に大きい誘電異方性を有する化合物の1種または2種以上を含有する。このような化合物は好ましくは、2〜15%の範囲で使用する。この種の好適化合物は式I、式IIc2および式IIj1で表わされる化合物である。
好適液晶混合物はグループBからの化合物の1種または2種以上を、好ましくは5%〜25%の割合で含有する。グループBからのこれらの化合物またはこの化合物は、<150mPa.sの低い回転粘度(γ1)を有するか、または120℃よりも高い透明点を有しており、かつまた誘電的に中性であり((△ε)<2、特に0〜10)、本発明の液晶混合物の成分Bを構成する。
【0032】
好ましくは、成分Bは式I*で表わされる化合物の少なくとも1種および2個の環を有する下記式IV1〜IV7を含む群から選択される化合物の1種または2種以上を含有し:
【化26】
【0033】
【化27】
【0034】
各式中、R3およびR4はRについて上記した意味を有する、
および(または)3個の環を有する下記式IV8〜IV23を含む群から選択される化合物の1種または2種以上を含有する:
【化28】
【0035】
【化29】
【0036】
各式中、R3およびR4は前記意味を有し、IV7〜IV17およびIV21中に存在する1,4−フェニレン基はそれぞれ相互に独立して、また置換基として1個または2個以上のフッ素を有していてもよい。
成分Bが1種または2種以上の2環状化合物を10%よりも多い量で含有する場合には、このネマティック混合物は、1種または2種以上の、好ましくは1種のみの下記式IV24〜IV29を含む群から選択される化合物をさらに含有する:
【0037】
【化30】
【0038】
上記各式中、R3およびR4は上記の意味を有し、そしてIV22〜IV27中に存在する1,4−フェニレン基はそれぞれ相互に独立して、置換基として1個または2個以上のフッ素を有していてもよい。
いずれの場合も、このネマティック混合物は式IV24〜IV29で表わされる化合物の1種または2種以上を5重量%までの量でのみ、好ましくは0〜4重量%の量で含有する。
この液晶混合物はまた、光学活性成分Cを含有し、この成分の含有量はキラルネマティック液晶混合物の層厚さ(面平行担持基板の隔たり)とナチュラルピッチとの比が望ましいツイスト角に適する0.2より大きくなるような量である。適当なドーピング剤は広く種々の公知キラル物質および市販のドーピング剤、例えばコレステリルノナノエート、S 811(Merck KGaA,Darmstadt,FRG)およびCB15(Merck Ltd.,前BDH,Poole,UK)から選択することができる。その選択にはそれ自体制限はない。
【0039】
追加の好適態様において、本発明の液晶混合物は下記式Ia〜Ieを包含する化合物から選択される化合物の5種または6種以上を含有する:
【化31】
【0040】
各式中、R1は上記の意味を有し、そしてalkylはC原子1〜8個を有するn−アルキルである。
グループTからの成分(1種または2種以上)の割合は好ましくは、30%〜80%、特に30%〜65%である。
式Iaおよび式Ibで表わされる2環状および3環状トラン化合物の割合は好ましくは、15%〜60%である。
すべての末端がフッ素化されている非トラン型化合物の総割合は、好ましくは約5%〜25%、特に約10%〜20%である。
<−1.5の誘電異方性を有する化合物の1種または2種以上を包含する追加の成分Cの化合物の割合は、好ましくは約0%〜20%、特に約0%〜10%である。当業者は、所望のしきい値電圧を得るために、この割合を容易に調節することができる。原則的に、△ε<−1.5を有する慣用の液晶化合物の全部を使用することができる。
【0041】
特に好適な態様において、本発明による混合物は好ましくは、−2よりも小さい誘電異方性を有する化合物(成分C)の1種または2種以上を約0%〜10%含有する。この種の化合物は公知であり、例えばDE-OS 3,231,707またはDE-OS 3,407,013に記載されているような、構造:
【化32】
を含有する2,3−ジシアノハイドロキノンの誘導体またはシクロヘキサン誘導体がある。
【0042】
しかしながら、構造要素2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレンを含有する化合物、例えばDE-OS 3,807,801、同3,807,861、同3,807,863、同3,807,864または同3,807,908に記載されている化合物を選択すると好ましい。国際特許出願PCT/DE88/00133に記載の化合物のようなこれらの構造要素を有するトラン化合物、特に下記式で表わされる化合物は特に好適である:
【化33】
【0043】
各式中、R2およびR5はそれぞれ相互に独立して、好ましくはC原子1〜7個を有するn−アルキルまたはC原子3〜7個を有するn−アルケニルであり、そしてZ0は−CH2CH2−または単結合である。
下記式で表わされるフェニルシクロヘキシルカルボキシレート化合物は特に好適である:
【0044】
【化34】
各式中、R5はC原子1〜7個をそれぞれ有するn−アルキルまたはn−アルコキシ、あるいはC原子3〜7個をそれぞれ有するn−アルケニルまたはn−アルケニルオキシである。
【0045】
好適成分Tは下記式T3で表わされる化合物の1種または2種以上を含有する:
【化35】
式中、R6は、下記の基であり:
【化36】
nは1〜15の整数であり、
L1およびL2はそれぞれ相互に独立して、HまたはFであり、そして
XはF、ClまたはOCF3である。
【0046】
さらに特に好適な態様において、混合物は下記の成分を含有する:
− 下記式で表わされる化合物の1種または2種以上の>1重量%:
【化37】
− 式Iにおいて、pが0である化合物の2種または3種以上、好ましくは式Iaおよび(または)式Ibで表わされる化合物の少なくとも2種、特に下記式Ia1で表わされる化合物の1〜5種の15〜60重量%:
【0047】
【化38】
式中、mは1または2であり、そしてnは1〜9の整数、好ましくは1、2、3または5である、
【0048】
− 式Iにおいて、pが1である化合物の2種または3種以上、好ましくは式Idおよび(または)Ieで表わされる化合物の少なくとも2種の10〜40重量%、
− 1−シアノ−トランス−1,4−シクロヘキシレン基または2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン基を有する化合物の1種または2種以上を包含する成分C、
− 下記群からの化合物の少なくとも1種:
【0049】
【化39】
【0050】
各式中、Alkyl´はC原子2〜7個を有する直鎖状アルキル基であり、そしてXはHまたはFである、
− Rがトランス−アルケニル基またはトランス−アルケニルオキシ基である化合物の1種または2種以上、
− 下記群から選択される化合物の1種または2種以上:
【0051】
【化40】
【0052】
各式中、R2およびR3は成分Bの場合について前記した好適意味を有し、そしてその2個の1,4−フェニレン基のうちの1個はまた、フッ素で置換されていてもよい;これらの化合物の割合は、0%〜25%、好ましくは約5%〜15%である。
さらに特に好ましい態様において、混合物は下記の成分を含有する:
− 式I*で表わされる化合物の少なくとも1種、
− 式IIb1、式IIc1または式IIc2から選択される化合物の少なくとも2種、
− 式Iaまたは式Ibで表わされる化合物の2種または3種以上、あるいは
− 下記群から選択される化合物の1種または2種以上:
【0053】
【化41】
各式中、R2およびR3は式IIIで表わされる化合物について定義されているとおりである。
【0054】
別の好適態様において、混合物は下記の成分を含有する:
10〜50重量%の液晶成分A;この成分は本質的に、式III、特に式IIIa、式IIIb、式IIId、式IIIf、式IIIh、式IIIiおよび/または式IIIjで表わされる式IIIの化合物からなり、好適には、式IIIiおよび/または式IIIjの化合物を含有する。
1〜35重量%、特に10〜20重量%の液晶成分B;この成分は本質的に、式I*、式IV2、式IV6、式IV10、式IV12および式Vから選択される化合物の少なくとも1種からなる。
【0055】
偏光板、電極基板およびそれぞれそこに隣接している各液晶分子の好適配向(ディレクター)が通常、一方の電極から他方の電極までの間で160゜〜720゜の数値で相互にねじれているように処理されている表面を有する電極からの本発明による液晶表示素子の構造は、この形式の表示素子に慣用の構造に相当するものである。本明細書で使用されている“慣用の構造”の用語は広い意味で使用されており、誘導型および改変型スーパーツイストセルの全部を包含し、特にまたマトリックス表示素子を包含する。2枚の支持基板の表面チルト角は同一または相違していてもよい。同一チルト角の方が好ましい。
【0056】
本発明によるディスプレイは、例えばシェーファー(T.J.Scheffer)等によりDisplays,Vol.14(2)(1993),74〜85頁に記載されているように、矩形波形によりアドレスされる。
しかしながら、本発明による表示素子とねじれネマティックセルに基づく従来慣用の表示素子との基本的相違点は、その液晶層における液晶成分の選択にある。
本発明に従い使用することができる液晶混合物は、それ自体慣用の方法で製造される。一般に、比較的少量で使用される成分の所望量を基本成分を構成する成分中に、有利には温度を高めて溶解させる。成分の有機溶剤、例えばアセトン、クロロホルムまたはメタノール中の溶液を混合し、次いで混合後に、例えば蒸留により溶剤を、再除去することもできる。
誘電体はまた、当業者に公知であって、刊行物に記載されている追加の添加剤を含有することができる。例えば、0〜15%の多色性染料を添加することができる。
【0057】
【実施例】
以下の例は本発明を説明しようとするものであって、本発明を制限するものではない。
略語は下記の意味を有するものとする:
S−N スメクティック−ネマティック相転移温度、
N−I ネマティック−アイソトロピック相転移温度、
c.p. 透明点、
V20 粘度(mPa.s)、
【数1】
【0058】
Ton スイッチ オンから最大コントラストの90%に到達するまでの時間、
Toff スイッチ オフから最大コントラストの10%に到達するまでの時間、
V10 しきい値電圧(ボルト)、
V90 飽和電圧、
V90/V10 急峻度、
γrot 回転粘度。
SFAは矩形波形でアドレスされる(マルチプレックス比 1:256、バイアス 1:16、操作電圧 7.2ボルト)。
【0059】
本明細書全体にわたり、温度はいずれも℃で示されている。パーセンテージは重量パーセントである。切換え時間および粘度に関する数値は20℃における数値である。
本特許出願および下記の例において、液晶化合物の化学構造はいずれも頭文字で示されており、化学式への変換は以下の表Aおよび表Bにより行うことができる。全ての基CnH2n+1および基CmH2m+1はそれぞれ、n個またはm個の炭素原子を含有する直鎖状アルキル基である。表B中のコードは自明である。表Aにおいて、骨格構造に関する頭文字のみが示されている。各化合物について、骨格構造に関する頭文字の後に、−印により分離して、下記のとおりの置換基R1、R2、L1 およびL2に関するコードが示されている。
表AおよびBに挙げられている化合物は、本発明の特に好適な成分である。
【0060】
【表1】
【0061】
表A:
【化42】
【0062】
表B:
【化44】
【0063】
例1
本例のSTNディスプレイは、
【表2】
【0064】
からなり、下記の性質を有する液晶媒体を含有する:
S→N −20℃
透明点 +90℃
△n +0.1736
△ε +4.8
V20[mm2/秒;20℃] 15
【0065】
例2
本例のSTNディスプレイは、
【表3】
【0066】
からなり、下記の性質を有する液晶媒体を含有する:
S−N −40℃
透明点 +82℃
△n[589nm、20℃] +0.1790
V10,0,20 2.59V
【0067】
例3
本例のSTNディスプレイは、
【表4】
【0068】
からなり、下記の性質を有する液晶媒体を含有する:
S−N <−20℃
透明点 +90℃
△n[589nm、20℃] +0.1747
△ε[1kHz,20℃] +5.2
【0069】
例4
本例のSTNディスプレイは、
【表5】
【0070】
からなり、下記の性質を有する液晶媒体を含有する:
S−N −20℃
透明点 +90℃
△n[589nm、20℃] +0.1745
△ε[1kHz,20℃] +4.9
【0071】
例5
本例のSTNディスプレイは、
【表6】
【0072】
からなり、下記の性質を有する液晶媒体を含有する:
S−N <0℃
透明点 86℃
△n[589nm,20℃] +0.1758
【0073】
例6
本例のSTNディスプレイは、
【表7】
【0074】
からなり、下記の性質を有する液晶媒体を含有する:
S−N <0℃
透明点 +90℃
△n[589nm,20℃] +0.1746
△ε[1kHz,20℃] +4.9
【0075】
例7
本例のSTNディスプレイは、
【表8】
【0076】
からなり、下記の性質を有する液晶媒体を含有する:
S−N <0℃
透明点 +85℃
△n[589nm,20℃] +0.1715
△ε[1kHz,20℃] +4.5[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a super twist liquid crystal display (SFA) having a short switching time and good steepness and angular dependence and a novel nematic liquid crystal mixture used in this display.
[0002]
[Prior art]
SFA as a theory is, for example, EP 0,131,216B1; DE 3,423,993A1; EP 0,098,070A2; 17th by M. Schadt and F. Leenhouts; Freiburg conference on liquid crystals (April 8-10, 1987) ); SID 87 Digest 391 (20.6) by K. Kawasaki et al. SID 87 Digest 372 (20.1) by M. Schadt and F. Leenhouts; Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 26, No. 11, by K. Katoh et al. L1784-L1786 (1987); Appl. Phys. Lett., 50 (21), 1468 (1987) by F. Leenhouts et al. J. Appl. Phys., 62 (5), 1734 (1987) by HAvan Sprang and HG Koopman. ; by TJScheffer and J.Nehring Appl.Phys.Lett, 45 (10), 1021 (1984);.. According to M.Schadt and F.Leenhouts Appl.Phys.Lett, 50 (5), 236 (1987) and EPRaynes Mol. Cryst. Liq. Cryst. Letters, Vol. 4 (1), 1-8 (1986).
[0003]
In this specification, the term SFA includes all display elements having a relatively large twist angle having a twist angle of 160 ° to 720 °. Such display elements include, for example, a display such as Waters. Elements (Proc. Soc. Inf. Disp. (New York) (1985) (3rd Intern. Display Conference, Kobe, Japan)), STN-LCDs (DE OS 3,503,259); SBE-LCDs (TJScheffer and J. Nehring, Appl. Phys. Lett., 45 (1984), 1021); OMI-LCDs (M. Schadt and F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett., 50 (1987), 236); DST-LCDs (EP OS 0,246,842) or BW-STN-LCDs (SID 87 Digest 391 (20.6) by K. Kawasaki et al.).
[0004]
Compared to a standard TN display, this type of SFA has a particularly good steepness of electro-optical characteristics and a good contrast value, and also a small angle dependency of contrast. Stand out. Particularly important are SFAs that have exceptionally short switching times at relatively low temperatures. In order to obtain a short switching time according to the prior art, the viscosity, in particular the viscosity of the liquid crystal mixture, is adjusted by means of the usual optimal combination of liquid crystal components and optionally also using monotropic additives having a relatively high vapor pressure. Optimized. However, the switching time achieved has not been suitable for every application.
Recently (Displays by TJScheffer et al., Vol. 14 (2) 1993, pp. 74-85), a method for electrically addressing a super twist display with very short response time has been disclosed.
[0005]
This technique is known as active addressing, but unlike a normal line in time addressing format, it addresses each column of the display for a large percentage of frame time. That is, each column is addressed only once during the period in which each frame has rectangular waveforms. If this latter conventional technique is employed in a super twist LCD with very short response time, the refresh time should be 10% of the response time (typically 1.V for PC VGA displays. 6 ms) is not found, which results in a reduction in contrast ratio as a result of the relaxation of the liquid crystal from its “on” state. The active address method opens up possibilities for super twist LCD addresses. That is, this simple technique can make it possible to challenge the high performance and high price levels currently achieved by active matrix addressed liquid crystal displays.
[0006]
Shorter switching times can also be achieved by reducing the thickness of the SFA LC layer and also by using a liquid crystal mixture with a higher birefringence index Δn.
However, all these attempts to shorten the switching time still remain a mixture that cannot be adapted to any application.
Furthermore, the requirements for SFA are higher time sharing characteristics (which can be obtained with a small number of ICs), lower threshold voltages and steep characteristic curves. However, since various material parameters such as dielectric properties and elastic physical properties have a contradictory effect, optimum parameters cannot be obtained simultaneously for all of the physical properties.
Accordingly, many demands continue for improved SFAs that have short switching times and at the same time have a wide operating temperature range, small steepness values, good viewing angle dependence of contrast and low threshold voltage.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The object of the present invention is to provide an SFA which has only a small extent or no such disadvantages and at the same time has very useful overall properties.
Another object of the present invention is to provide a novel nematic liquid crystal mixture used in such SFA.
[0008]
[Means for solving problems]
According to the present invention, it can be seen that this problem can be achieved by using a nematic liquid crystal mixture containing 3 or 4 or more compounds having a Tran-4,4′-diyl structural element in a proportion of 30 to 80% by weight. It was issued.
This nematic liquid crystal mixture preferably has a nematic phase range of at least 60 ° C., 25 mPa.s. It has a viscosity not greater than s, a birefringence of at least 0.200 and a dielectric anisotropy of at least +1. The parameters relating to the dielectric anisotropy of the compound and the nematic liquid crystal mixture are values based on a temperature of 20 ° C.
[0009]
Therefore, the present invention
-Two plane-parallel outer substrates forming cells with the frame,
-A nematic liquid crystal mixture with positive dielectric anisotropy present in the cell,
An electrode layer comprising an alignment layer laminated on the inner surface of the outer substrate, and for addressing each pixel by a rectangular waveform;
With
The pretilt angle between the major axis of the molecule on the surface of the outer substrate and the surface of the outer substrate is about 1 to 30 degrees, and the twist angle of the liquid crystal mixture in the cell from the alignment film to the alignment film is Having a numerical value of 100-600 °,
[0010]
The nematic liquid crystal mixture is basically
a) one or two of bicyclic or tricyclic compounds having a dielectric anisotropy greater than +1.5
15 to 50% by weight, preferably 20 to 50% by weight of the liquid crystal component A containing at least seeds,
b) 5 to 40% by weight of the liquid crystal component B containing one or more of bicyclic or tricyclic compounds having a dielectric anisotropy of −1.5 to +1.5,
to contain three or four or more compounds having c) Tran-4,4'-diyl structural element
That 30 to 80% by weight of the liquid crystal component T, and d) an amount such that the ratio is about 0.2 to 1.3 of the layer thickness (the separation of the plane-parallel outer plates) and the natural pitch of the chiral nematic liquid crystal mixture Optically active component D of
Containing
[0011]
And also the nematic liquid crystal mixture has a nematic phase range of at least 60 ° C. and 25 mPa.s. s. For highly multiplex driven SFAs having a viscosity not greater than and a dielectric anisotropy of at least +1 (the dielectric anisotropy of these compounds and the parameters associated with the nematic liquid crystal mixture are based on a temperature of 20 ° C. The component B is of the formula I * :
[0012]
Embedded image
Wherein R 1 * is alkyl, alkoxy, alkenyl or alkenyloxy having 1 to 8 C atoms, and R 2 * is H or alkyl having 1 to 5 C atoms.
And at least one component T is represented by formula I:
[0013]
Embedded image
In which R 1 is alkyl, alkoxy, alkenyl or alkenyloxy having 1 to 8 C atoms,
L 1 and L 2 are each independently H or F;
R 2 is F, CF 3 , OCHF 2 or OCF 3 , or alkyl or alkoxy having 1 to 8 C atoms,
Z is, -COO -, - CH 2 CH 2 - or a single bond, and p is 0 or 1,
The present invention relates to a highly multiplexed drive SFA characterized by containing at least three kinds of compounds represented by:
[0014]
Suitable component A contains a compound of formula II and / or formula III:
Embedded image
In each formula, R is alkyl, alkoxy, alkenyl or alkenyloxy having up to 12 C atoms;
[0015]
Embedded image
L 3 to L 8 are each independently H or F;
Z 1 is —COO—, —CH 2 CH 2 — or a single bond,
Z 2 is —COO—, —CH 2 CH 2 —, —C≡C— or a single bond,
Q is CF 2 , OCF 2 , CFH, OCFH or a single bond,
Y is F or Cl;
m is 1 or 2, and n is 0 or 1.
[0016]
Another aspect of the present invention is to improve the switching time and steepness of STN displays in which each pixel is addressed by a rectangular waveform using a compound represented by the following formula Ia1:
Embedded image
In the formula, n and m have the above-mentioned meanings.
[0017]
The compounds of formula I, formula I * , formula II and formula III and also other compounds which can be used in the SFA according to the invention are each known or can be prepared analogously to known compounds. it can.
The compounds of the formula I are known from US 3,925,482 and WO 88/07514, and the compounds of the formula I * are known from EP 0 122 389, but with the aid of these compounds, the switching time of the SFA is improved. There is no suggestion that this can be done.
GB-A-2 255 465 describes a mixture of a component A type liquid crystal and a bicyclic or tricyclic tolan compound, and describes that a component B type liquid crystal can be added to this mixture. Yes. However, only a Δn of 0.133 can be obtained.
[0018]
Liquid crystal compositions intended to increase Δn by using a tolan liquid crystal compound having a large Δn value are disclosed in Japanese Patent Application Nos. 61-97383 and 61-97384 and EP 178937. It is described in. These liquid crystal compositions are composed of a tolan liquid crystal compound having a large Δn value as a main component, a liquid crystal compound having an ester bond, and a component A type liquid crystal compound having a cyano group at its end and also having a large Δε. contains.
Since such a conventional liquid crystal composition has a large Δn value, the resulting composition has a relatively large optical anisotropy. Furthermore, since a compound having an ester bond is contained in the composition, the smectic phase tends not to appear in a low temperature atmosphere. The phenylcyclohexanecarboxylate liquid crystal compound having an ester bond has a small Δn value, and therefore the optical anisotropy of this composition is not so large (largely about 0.175).
[0019]
A compound having an ester bond has a relatively large viscosity among liquid crystal compounds having a small viscosity. For example, a compound having an ester bond has a viscosity of about 20 cp. For this reason, the viscosity of the liquid crystal composition containing such a liquid crystal compound is large, for example, 28 cp or more.
EP 0 268 226 contains more than 20% bicyclic and tricyclic tolan compounds for low or moderate multiplex drive TN applications, as can be judged from the low clearing point of about 55 ° C. to 65 ° C. Mixtures with large amounts of bicyclic component B type liquid crystals are described. These mixtures are typically used in portable calculators or video game machines. These mixtures are characterized by a very small steepness of typically 85% in the device.
[0020]
In contrast, the mixtures of the present invention have very high multiplex ratios, wide operating temperature ranges, low threshold voltages (below 3 volts, preferably 1.25 to 2.80, especially 1.60 to 2.20. Bolt) and a steep characteristic curve and a highly multiplexed drive SFA with a clearing point of 75 ° C., preferably 76-110 ° C., in particular 90 ° C.-100 ° C., is possible. The compounds of the formula I, formula I * , formula II and formula III have low viscosities, in particular low rotational viscosities and small elastic constant ratio values (K 3 / K 1 ), thus resulting in short switching times. The mixtures according to the invention have an optical anisotropy (Δn) of greater than 0.1600 or an optical anisotropy of at least 0.1950 . The mixture according to the invention preferably contains at least one compound of the formula I * selected from the following group:
[0021]
Embedded image
In each formula, alkyl * and alkyl ′ are each independently a linear alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
[0022]
The mixtures according to the invention preferably contain one or more compounds of the formula II and / or formula III selected from the following group:
Embedded image
[0023]
Embedded image
[0024]
In the above formulas, R, L 3 , L 6 and L 7 have the above-mentioned meanings.
Preferred mixtures are two or more compounds of the formula IIa, formula IIb, formula IIc, formula IId, formula IIId, formula IIIj, in particular one or more compounds of the formula IIa or formula IIb. and containing at least one 3-6 or and compounds of the formula I * of the compounds of the formula I.
Preferred liquid crystal mixtures that can be used according to the invention contain one or more compounds from group A , preferably in a proportion of 5% to 50%, particularly preferably in a proportion of 10% to 40%. To do. These compounds from group A or this compound have a dielectric anisotropy greater than +3 (preferably greater than +8, in particular greater than +12) and constitute component A of the liquid-crystal mixtures according to the invention.
Preferably, the mixture contains one or more compounds of formula II in the range of 22-40%. Compounds in which Z 1 represents a single bond, —CH 2 CH 2 — or —CO—O— are preferred, and the following compounds are particularly preferred:
[0025]
Embedded image
[0026]
The following compounds are also suitable:
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[0027]
Group A preferably includes one or more of the compounds selected from Formula IIb1 to Formula IIc1 and optionally also one or more of the compounds of formula IIc2.
Preferably, the mixture further contains one or more polar compounds having a higher clearing point, for example selected from the following compounds:
[0028]
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[0029]
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[0030]
In each of the above formulas, the 1,4-phenylene ring may also be laterally substituted with one fluorine atom, for example as in the following compounds:
Embedded image
[0031]
These polar compounds having a higher clearing point are preferably used in the range of 2 to 25%.
In another preferred embodiment, the mixture of the present invention contains one or more compounds having very large dielectric anisotropy. Such compounds are preferably used in the range of 2-15%. Preferred compounds of this type are compounds of the formula I, formula IIc2 and formula IIj1.
Suitable liquid crystal mixtures contain one or more of the compounds from group B, preferably in a proportion of 5% to 25%. These compounds from group B or this compound have <150 mPa.s. has a low rotational viscosity of s (γ 1 ) or a clearing point higher than 120 ° C. and is also dielectrically neutral ((Δε) <2, in particular 0-10), It constitutes component B of the liquid crystal mixture of the present invention.
[0032]
Preferably, component B contains at least one compound of formula I * and one or more compounds selected from the group comprising the following formulas IV1-IV7 having two rings:
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[0033]
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[0034]
In each formula, R 3 and R 4 have the meanings given above for R,
And / or one or more compounds selected from the group comprising the following formulas IV8 to IV23 having 3 rings:
Embedded image
[0035]
Embedded image
[0036]
In each formula, R 3 and R 4 have the above-mentioned meanings, and 1,4-phenylene groups present in IV7 to IV17 and IV21 are independent of each other, and one or more substituents are substituted. You may have fluorine.
If component B contains one or more bicyclic compounds in an amount of more than 10%, this nematic mixture is one or more, preferably only one of the following formulas IV24- Further containing a compound selected from the group comprising IV29:
[0037]
Embedded image
[0038]
In each of the above formulas, R 3 and R 4 have the above meanings, and each 1,4-phenylene group present in IV22 to IV27 is independently of each other one or more substituents. You may have fluorine.
In any case, this nematic mixture contains one or more compounds of the formulas IV24 to IV29 only in an amount of up to 5% by weight, preferably in an amount of 0 to 4% by weight.
This liquid crystal mixture also contains an optically active component C, the content of which is suitable for a twist angle where the ratio between the layer thickness of the chiral nematic liquid crystal mixture (the separation of the plane parallel support substrate) and the natural pitch is desirable. The amount is greater than 2. Suitable dopants are selected from a wide variety of known chiral materials and commercially available dopants such as cholesteryl nonanoate, S 811 (Merck KGaA, Darmstadt, FRG) and CB15 (Merck Ltd., formerly BDH, Poole, UK) Can do. There is no limit to the choice itself.
[0039]
In an additional preferred embodiment, the liquid crystal mixture of the present invention contains 5 or 6 or more compounds selected from compounds comprising the following formulas Ia to Ie:
Embedded image
[0040]
In each formula, R 1 has the above meaning and alkyl is n-alkyl having 1 to 8 C atoms.
The proportion of components (one or more) from group T is preferably 30% to 80%, in particular 30% to 65%.
The proportion of the bicyclic and tricyclic tolan compounds represented by the formulas Ia and Ib is preferably 15% to 60%.
The total proportion of non-tolan type compounds in which all ends are fluorinated is preferably about 5% to 25%, in particular about 10% to 20%.
The proportion of additional component C compounds comprising one or more of the compounds having a dielectric anisotropy <-1.5 is preferably about 0% to 20%, in particular about 0% to 10%. is there. One skilled in the art can easily adjust this ratio to obtain the desired threshold voltage. In principle, all conventional liquid crystal compounds having Δε <−1.5 can be used.
[0041]
In a particularly preferred embodiment, the mixture according to the invention preferably contains from about 0% to 10% of one or more compounds (component C) having a dielectric anisotropy less than −2. Such compounds are known and have the structure: for example as described in DE-OS 3,231,707 or DE-OS 3,407,013:
Embedded image
2,3-dicyanohydroquinone derivatives or cyclohexane derivatives containing
[0042]
However, it is preferable to select a compound containing the structural element 2,3-difluoro-1,4-phenylene, for example, a compound described in DE-OS 3,807,801, 3,807,861, 3,807,863, 3,807,864, or 3,807,908. Particularly preferred are tolan compounds having these structural elements such as those described in International Patent Application PCT / DE88 / 00133, in particular compounds of the formula
Embedded image
[0043]
In each formula, R 2 and R 5 are each independently of each other preferably n-alkyl having 1 to 7 C atoms or n-alkenyl having 3 to 7 C atoms, and Z 0 is — CH 2 CH 2 — or a single bond.
Particularly preferred are phenylcyclohexylcarboxylate compounds of the formula
[0044]
Embedded image
In the formulas, R 5 is n- alkenyl or n- alkenyloxy having n- alkyl or n- alkoxy having 1 to 7 C atoms respectively, or C atoms 3-7, respectively.
[0045]
Preferred component T contains one or more of the compounds represented by formula T3 below:
Embedded image
Wherein R 6 is the following group:
Embedded image
n is an integer of 1 to 15,
L 1 and L 2 are each independently H or F, and X is F, Cl or OCF 3 .
[0046]
In a further particularly preferred embodiment, the mixture contains the following components:
-> 1% by weight of one or more compounds of the formula
Embedded image
-Two or more compounds of the formula I in which p is 0, preferably at least two compounds of the formula Ia and / or formula Ib, in particular 1 to 5 of the compounds of the formula Ia1 15-60% by weight of the seed:
[0047]
Embedded image
In which m is 1 or 2 and n is an integer from 1 to 9, preferably 1, 2, 3 or 5.
[0048]
10 to 40% by weight of two or more of the compounds of formula I wherein p is 1, preferably at least two of the compounds of the formulas Id and / or Ie,
-Component C including one or more compounds having a 1-cyano-trans-1,4-cyclohexylene group or a 2,3-difluoro-1,4-phenylene group,
-At least one compound from the following group:
[0049]
Embedded image
[0050]
In each formula, Alkyl ′ is a linear alkyl group having 2 to 7 C atoms, and X is H or F.
-One or more compounds in which R is a trans-alkenyl group or a trans-alkenyloxy group,
-One or more compounds selected from the following group:
[0051]
Embedded image
[0052]
In each formula, R 2 and R 3 have the preferred meanings described above for component B, and one of the two 1,4-phenylene groups may also be substituted with fluorine. The proportion of these compounds is 0% to 25%, preferably about 5% to 15%.
In a further particularly preferred embodiment, the mixture contains the following components:
At least one compound of the formula I *
-At least two compounds selected from Formula IIb1, Formula IIc1 or Formula IIc2;
-Two or more compounds of the formula Ia or formula Ib, or-one or more compounds selected from the following group:
[0053]
Embedded image
In each formula, R 2 and R 3 are as defined for the compound of formula III.
[0054]
In another preferred embodiment, the mixture contains the following components:
10 to 50% by weight of liquid crystal component A; this component is essentially a compound of formula III, in particular of formula III, of formula IIIa, formula IIIb, formula IIId, formula IIIf, formula IIIh, formula IIIi and / or formula IIIj Preferably comprising a compound of formula IIIi and / or formula IIIj.
1 to 35% by weight, in particular 10 to 20% by weight, of a liquid crystal component B; this component is essentially at least one compound selected from the formulas I * , IV2, IV6, IV10, IV12 and V It consists of seeds.
[0055]
The preferred orientation (director) of the polarizing plate, the electrode substrate and each liquid crystal molecule adjacent to each other is usually twisted to each other by a value of 160 ° to 720 ° from one electrode to the other. The structure of the liquid crystal display element according to the invention from an electrode having a surface that has been treated corresponds to the structure customary for this type of display element. As used herein, the term “conventional structure” is used in a broad sense and encompasses all inductive and modified super twist cells, and in particular also includes matrix display elements. The surface tilt angles of the two support substrates may be the same or different. The same tilt angle is preferred.
[0056]
A display according to the present invention is addressed by a rectangular waveform as described, for example, by Schaefer et al. In Displays, Vol. 14 (2) (1993), pages 74-85.
However, the fundamental difference between the display element according to the present invention and a conventional display element based on a twisted nematic cell is in the selection of the liquid crystal component in the liquid crystal layer.
Liquid crystal mixtures which can be used according to the invention are prepared in a manner which is customary per se. In general, the desired amount of the components used in relatively small amounts is dissolved, preferably at elevated temperatures, in the components making up the basic component. It is also possible to mix a solution of the components in an organic solvent such as acetone, chloroform or methanol and then to remove the solvent after mixing, for example by distillation.
The dielectric can also contain additional additives known to those skilled in the art and described in the publications. For example, 0-15% of pleochroic dyes can be added.
[0057]
【Example】
The following examples are intended to illustrate the present invention and are not intended to limit the present invention.
Abbreviations shall have the following meanings:
SN smectic-nematic phase transition temperature,
NI nematic-isotropic phase transition temperature,
c. p. Clear point,
V 20 viscosity (mPa.s),
[Expression 1]
[0058]
The time from when the T on switch is turned on until it reaches 90% of the maximum contrast,
Time from T off switch off until it reaches the 10% of the maximum contrast,
V 10 threshold voltage (volt),
V 90 saturation voltage,
V 90 / V 10 steepness,
γ rot rotational viscosity.
The SFA is addressed with a rectangular waveform (multiplex ratio 1: 256, bias 1:16, operating voltage 7.2 volts).
[0059]
Throughout this specification, all temperatures are given in ° C. Percentages are percent by weight. The numerical values relating to the switching time and the viscosity are those at 20 ° C.
In the present patent application and the following examples, the chemical structures of the liquid crystal compounds are all indicated by initial letters, and conversion into chemical formulas can be performed according to Tables A and B below. All groups C n H 2n + 1 and groups C m H 2m + 1 are each linear alkyl groups containing n or m carbon atoms. The codes in Table B are self-explanatory. In Table A, only the acronym for the skeletal structure is shown. For each compound, the code for the substituents R 1 , R 2 , L 1, and L 2 as shown below is shown after the acronym for the skeletal structure, separated by a-sign.
The compounds listed in Tables A and B are particularly preferred components of the present invention.
[0060]
[Table 1]
[0061]
Table A:
Embedded image
[0062]
Table B:
Embedded image
[0063]
Example 1
The STN display in this example is
[Table 2]
[0064]
Comprising a liquid crystal medium having the following properties:
S → N -20 ° C
Clearing point + 90 ° C
Δn +0.1736
Δε +4.8
V 20 [mm 2 / sec; 20 ° C.] 15
[0065]
Example 2
The STN display in this example is
[Table 3]
[0066]
Comprising a liquid crystal medium having the following properties:
S-N -40 ° C
Clearing point + 82 ° C
Δn [589 nm, 20 ° C.] +0.1790
V 10,0,20 2.59V
[0067]
Example 3
The STN display in this example is
[Table 4]
[0068]
Comprising a liquid crystal medium having the following properties:
SN <-20 ° C
Clearing point + 90 ° C
Δn [589 nm, 20 ° C.] +0.1747
Δε [1 kHz, 20 ° C.] +5.2
[0069]
Example 4
The STN display in this example is
[Table 5]
[0070]
Comprising a liquid crystal medium having the following properties:
S-N -20 ° C
Clearing point + 90 ° C
Δn [589 nm, 20 ° C.] +0.1745
Δε [1 kHz, 20 ° C.] +4.9
[0071]
Example 5
The STN display in this example is
[Table 6]
[0072]
Comprising a liquid crystal medium having the following properties:
S-N <0 ° C
Clearing point 86 ℃
Δn [589 nm, 20 ° C.] +0.1758
[0073]
Example 6
The STN display in this example is
[Table 7]
[0074]
Comprising a liquid crystal medium having the following properties:
S-N <0 ° C
Clearing point + 90 ° C
Δn [589 nm, 20 ° C.] +0.1746
Δε [1 kHz, 20 ° C.] +4.9
[0075]
Example 7
The STN display in this example is
[Table 8]
[0076]
Comprising a liquid crystal medium having the following properties:
S-N <0 ° C
Clearing point + 85 ° C
Δn [589 nm, 20 ° C.] +0.1715
Δε [1 kHz, 20 ° C.] +4.5
Claims (12)
− セル中に存在する正の誘電異方性を有するネマティック液晶混合物、
− 上記外側基板の内側面上に積層されている配向膜を備えており、矩形波形により各
画素をアドレスする電極層、
を備えており、
− 上記外側基板の表面上の分子の長軸と外側基板表面との間のプレチルト角は約1度
〜30度であり、そして
− 配向膜から配向膜までのセル内の液晶混合物のツイスト角は100〜600゜の数
値を有し、
そのネマティック液晶混合物が基本的に、
a)+1.5より大きい誘電異方性を有する2環状または3環状化合物の1種または2種以上を含有する液晶成分Aの15〜50重量%、
b)−1.5〜+1.5の誘電異方性を有する2環状または3環状化合物の1種または2種以上を含有する液晶成分Bの5〜40重量%、
c)トラン−4,4´−ジイル構造要素を有する化合物の3種または4種以上を含有する液晶成分Tの30〜80重量%、および
d)層厚さ(面平行外側基板の隔たり)とキラルネマティック液晶混合物のナチュラルピッチとの比が約0.2〜1.3であるような量の光学活性成分D、を含有し、かつまた当該ネマティック液晶混合物が少なくとも60℃のネマティック相範囲を有し、25mPa.s.よりも大きくない粘度、少なくとも0.1600の複屈折率および少なくとも+1の誘電異方性を有する高マルチプレックス駆動スーパーツイスト液晶ディスプレイであって(これらの化合物の誘電異方性および当該ネマティック液晶混合物に関連するパラメーターは20℃の温度に基づくものである)、
上記成分Tが式I:
L1およびL2はそれぞれ独立して、HまたはFであり、
R2はF、CF3、OCHF2またはOCF3であるか、またはC原子1〜8個を有するアルキルまたはアルコキシであり、
Zは、−COO−、−CH2CH2−または単結合であり、そして
pは0または1である、
で表わされる化合物の少なくとも3種を含有し、そして上記成分Bが式I*:
R2*はHまたはC原子1〜5個を有するアルキルである、
で表わされる化合物の少なくとも1種を含有し、
上記成分Aが式IIc2:
から選択される化合物の少なくとも1種を含有する、
ことを特徴とする高度マルチプレックス駆動スーパーツイスト液晶ディスプレイ。-Two plane-parallel outer substrates forming cells with the frame,
-A nematic liquid crystal mixture with positive dielectric anisotropy present in the cell,
An electrode layer that includes an alignment film laminated on the inner surface of the outer substrate and addresses each pixel by a rectangular waveform;
With
The pretilt angle between the major axis of the molecules on the surface of the outer substrate and the outer substrate surface is about 1 to 30 degrees, and the twist angle of the liquid crystal mixture in the cell from the alignment film to the alignment film is Has a numerical value of 100-600 °,
The nematic liquid crystal mixture is basically
a) 15 to 50% by weight of the liquid crystal component A containing one or more of bicyclic or tricyclic compounds having a dielectric anisotropy greater than +1.5,
b) 5 to 40% by weight of the liquid crystal component B containing one or more of bicyclic or tricyclic compounds having a dielectric anisotropy of −1.5 to +1.5,
c) 30 to 80% by weight of the liquid crystal component T containing 3 or 4 or more of the compounds having Tran-4,4′-diyl structural element, and d) layer thickness (distance between the plane parallel outer substrates) and An amount of the optically active component D such that the ratio of the chiral nematic liquid crystal mixture to the natural pitch is about 0.2 to 1.3, and the nematic liquid crystal mixture has a nematic phase range of at least 60 ° C. 25 mPa.s. s. A high multiplex driven super twist liquid crystal display having a viscosity not greater than, a birefringence of at least 0.1600 and a dielectric anisotropy of at least +1, wherein the dielectric anisotropy of these compounds and the nematic liquid crystal mixture The relevant parameters are based on a temperature of 20 ° C),
The component T is represented by the formula I:
L 1 and L 2 are each independently H or F;
R 2 is F, CF 3 , OCHF 2 or OCF 3 , or alkyl or alkoxy having 1 to 8 C atoms,
Z is —COO—, —CH 2 CH 2 — or a single bond, and p is 0 or 1.
Contains at least three compounds represented by in, and the component B has the formula I *:
Containing at least one compound represented by:
The component A is represented by the formula IIc2:
Containing at least one compound selected from
Advanced multiplex drive super twist liquid crystal display.
Z1は−COO−、−CH2CH2−または単結合であり、
Z2は−COO−、−CH2CH2−、−C≡C−または単結合であり、
QはCF2、OCF2、CFH、OCFHまたは単結合であり、
YはFまたはClであり、
mは1または2であり、そして
nは0または1である、
で表わされる化合物を含有することを特徴とする請求項1に記載のディスプレイ。Where component A is of formula II and / or formula III:
Z 1 is —COO—, —CH 2 CH 2 — or a single bond,
Z 2 is —COO—, —CH 2 CH 2 —, —C≡C— or a single bond,
Q is CF 2 , OCF 2 , CFH, OCFH or a single bond,
Y is F or Cl;
m is 1 or 2, and n is 0 or 1.
The display of Claim 1 containing the compound represented by these.
L 1 は請求項1に記載の意味を有する、
から選択される化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1または2のいずれか1項に記載のディスプレイ。 Component A above is represented by Formulas IIa, IIb, IIc and IId:
L 1 has the meaning of claim 1,
The display according to claim 1, comprising at least one compound selected from the group consisting of:
を含む群から選択される化合物の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のディスプレイ。The component B is represented by the formulas IV1 to IV7:
The display according to any one of claims 1 to 3, comprising one or more compounds selected from the group comprising:
を含む群から選択される化合物の1種または2種以上を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のディスプレイ。The component B is represented by the formulas IV8 to IV23:
The display according to any one of claims 1 to 4, comprising one or more compounds selected from the group comprising:
を含む群から選択される化合物の5種または6種以上を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のディスプレイ。The component T is represented by the formulas Ia to Ie:
The display according to claim 1, comprising 5 or 6 or more compounds selected from the group comprising:
で表わされる化合物の1〜5種を含有することを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のディスプレイ。The component T is of formula Ia1:
The display according to claim 1, comprising 1 to 5 types of compounds represented by the formula:
で表わされる化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のディスプレイ。The above component B is of formula I * a:
The display according to claim 1, comprising at least one compound represented by the formula:
で表わされる化合物の少なくとも1種を含有することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1項に記載のディスプレイ。Component A is Formula IIIi and / or Formula IIIj:
The display according to claim 1, comprising at least one compound represented by the formula:
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