WO2002097005A1 - Flüssigkristalline mischungen - Google Patents

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WO2002097005A1
WO2002097005A1 PCT/EP2002/004573 EP0204573W WO02097005A1 WO 2002097005 A1 WO2002097005 A1 WO 2002097005A1 EP 0204573 W EP0204573 W EP 0204573W WO 02097005 A1 WO02097005 A1 WO 02097005A1
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liquid crystal
formula
crystal mixture
alkenyl
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PCT/EP2002/004573
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Antje Mühlfeld
Michael Junge
Harald Hirschmann
Sabine Schoen
Juliane Suermann
Ursula Patwal
Dagmar Zimmermann
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Merck Patent Gmbh
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Definitions

  • the invention relates to liquid-crystalline mixtures in twisted and highly twisted nematic liquid crystal displays (English: Twisted Nematic, short: TN; or Supertwisted Nematic, short: STN) with very short
  • TN displays are known, e.g. from M. Schadt and W. Helfrich, Appl. Phys. Lett., 18, 127 (1971). STN displays are known, e.g. out
  • STN stiol ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • STN displays in particular are characterized by significantly better slopes of the electro-optical characteristic curve and the associated better contrast values, and by a significantly lower angle dependence of the contrast.
  • TN and STN displays with very short switching times, especially at lower temperatures.
  • the rotational viscosities v 2 o of the liquid crystal mixtures have so far been optimized using mostly monotropic additives with a relatively high vapor pressure. The achieved
  • the liquid crystal mixtures should have relatively large values for the ratio of the elastic constants K ⁇ K- ⁇ , and relatively small values for ⁇ / ⁇ i, where ⁇ is the dielectric anisotropy and the dielectric constant perpendicular to the longitudinal axis of the molecule is.
  • the invention has for its object to provide TN and STN displays that do not have the disadvantages indicated above or only to a lesser extent and at the same time have short switching times, especially at low temperatures, and very good slopes.
  • R 1 and R 2 are an unsubstituted alkyl or alkenyl radical which is monosubstituted by CN or CF 3 or at least monosubstituted by halogen, with up to 15 C atoms, one or more CH 2 groups in these radicals also being -O-, -S-, -C ⁇ C-, -OC-O-, or -O-CO- can be replaced so that O atoms are not directly linked, YF, Cl, halogenated alkyl, alkenyl or alkoxy with
  • the compounds of the formulas I and II in particular significantly shorten the switching times of TN and STN mixtures while increasing the steepness and low temperature dependence of the threshold voltage. 5
  • the mixtures according to the invention are further distinguished by the following properties:
  • the invention further relates to a liquid crystal display
  • the mixture according to the invention consists of
  • a nematic liquid crystal mixture consisting of a) 15-75% by weight of a liquid crystalline component A, best-
  • ⁇ Q consisting of one or more compounds with a dielectric anisotropy of over +1.5; b) 25-85% by weight of a liquid-crystalline component B, consisting of one or more compounds with a dielectric anisotropy between -1.5 and +1.5;
  • liquid-crystalline component D consisting of one or more compounds with a dielectric anisotropy of less than -1, 5 and d) optionally an optically active component C in an amount such that the ratio between layer thickness ( Distance between the carrier plates) and natural pitch of the chiral nematic liquid crystal mixture is approximately 0.2 to 1.3,
  • component A contains at least one compound of formula I and 25 at least one compound of formula II.
  • the invention also relates to corresponding liquid crystal mixtures for use in TN and STN displays, in particular in medium and low-multiplexed STN displays.
  • Formula I includes in particular compounds of the formulas 11 to 110,
  • n 1-10 and m is 1-5, where m + n ⁇ 10.
  • Y in the compounds of the formula I preferably denotes F, furthermore OCF 3 , m is preferably 0, furthermore 1 or 2.
  • Mixtures according to the invention which contain at least one compound of the formula 11 and / or 14, particularly preferably in each case at least one compound of the formula 11, are particularly preferred.
  • the alkenyl radical preferably denotes 1 E-alkenyl or 3 E-alkenyl with 2 to 7 C atoms.
  • the proportion of the compounds of the formula I in the mixtures is 2.0 to 30% by weight, preferably 5.0 to 25% by weight, in particular 5.0 to 20% by weight.
  • the preferred compounds of the formula II include, in particular, the compounds in which R 2 is alkyl, alkoxy, 1 E-alkenyl or 3E-alkenyl.
  • R is preferably methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, vinyl or alkyl.
  • the proportion of the compounds of the formula II in the liquid-crystalline mixture is preferably 5-30% by weight, in particular 8-20% by weight.
  • component A preferably contains one or more cyano compounds of the formulas purple to IIIll,
  • R 3 has one of the meanings given for R 1 in formula I and L 1 to L 4 each independently represent H or F.
  • R 3 particularly preferably denotes alkyl, alkenyl or alkoxy with up to 8 carbon atoms.
  • alkenyl is preferably 1 E or 3E alkenyl with up to 6 carbon atoms.
  • component A preferably contains one or more 3,4,5-trifluorophenyl compounds of the formulas I * A to PH
  • R * and R ** has one of the meanings given for R 1 in formula 1 and L 3 and L 4 each independently represent H or F.
  • R * and R ** particularly preferably denote alkyl, alkenyl or alkoxy having up to 8 carbon atoms.
  • the individual compounds of the formulas I, I * Al * H, I ** A to I ** P, II and III or their sub-formulas or else other compounds which can be used in the mixtures according to the invention are either known or they are can be prepared analogously to the known compounds.
  • the compounds of the formula I have low viscosities, in particular low rotational viscosities, and low values for the ratio of the elastic constants K 33 / Kn, and therefore lead to short switching times in the displays according to the invention, while the presence of compounds of the formula II also high dielectric anisotropy, especially in elevated concentrations, causes a reduction in the threshold voltage.
  • Preferred liquid crystal mixtures contain one or more compounds of component A, preferably in a proportion from 15% to 75%, particularly preferably from 20% to 65%. These compounds have a dielectric anisotropy ⁇ > +3, in particular ⁇ > +8, particularly preferably ⁇ > +12.
  • Preferred liquid crystal mixtures contain one or more compounds of component B. preferably 25 to 85%.
  • the compounds of group B are distinguished in particular by their low values for the rotational viscosity ⁇ -i.
  • component B preferably contains one or more compounds selected from the group consisting of the two-ring compounds of the following formulas IV1 to IV9
  • R 4 and R 4 * have the meanings given for R 1 in formula I, LH or F, and the 1, 4-phenylene rings can each be substituted one or more times independently of one another by fluorine.
  • R 4 is alkyl and R 4 * is alkyl or alkoxy, in particular alkoxy, each having 1 to 7 carbon atoms.
  • compounds of the formulas IV28 and IV34 in which L is F.
  • R 4 and R 4 * in the compounds of the formulas IV1 to IV36 particularly preferably denote straight-chain alkyl or alkoxy having 1 to 12 carbon atoms.
  • Preferred liquid crystal mixtures contain one, two, three or four compounds of the formulas IV27 and / or IV28.
  • Mixtures according to the invention which contain at least one compound of the formula IV 35 are particularly preferred; the proportion of the quad-core in the mixture is preferably at least 8% by weight. Mixtures which contain two, three or more homologs of the formula IV 35 are particularly preferred.
  • R 4 and R 4 ' are preferably straight-chain alkyl.
  • Mixtures according to the invention preferably contain at least one compound of the formulas IV27a, IV27b and / or IV27c.
  • the mixtures contain at least two compounds of the formulas IV27a to IV27c.
  • the liquid-crystalline mixtures optionally contain an optically active component C in an amount such that the ratio between the layer thickness (distance between the carrier plates) and the natural pitch of the chiral nematic liquid-crystal mixture is greater than 0.2.
  • an optically active component C in an amount such that the ratio between the layer thickness (distance between the carrier plates) and the natural pitch of the chiral nematic liquid-crystal mixture is greater than 0.2.
  • the skilled person has a large number of, in some cases commercially available, chiral dopants available for the component, e.g. such as cholesteryl nononaate (CN), S-811 S-1011, S-2011 from Merck KGaA, Darmstadt and CB15 (BDH, Poole, UK). The choice of dopants is not critical in itself.
  • the proportion of the compounds of component C is preferably 0 to 10%, in particular 0 to 5%, particularly preferably 0 to 3%.
  • the mixtures according to the invention can also optionally contain up to 20% of one or more compounds with a dielectric anisotropy of less than -2 (component D).
  • the mixtures contain compounds of component D, these are preferably one or more compounds having the structural element 2,3-difluoro-1,4-phenylene, for example compounds according to DE-OS 38 07 801, 38 07 861, 38 07 863, 38 07 864 or 38 07 908.
  • compounds according to the international patent application PCT / DE 88/00133 are particularly preferred.
  • component D is e.g. Derivatives of 2,3-dicyanohydroquinones or cyclohexane derivatives with the structural
  • the liquid crystal displays according to the invention preferably contain no compounds of component D.
  • R 5 and R 6 independently of one another alkyl having 1 to 7 carbon atoms
  • the proportion of the compounds from the group containing Va and Vb is preferably 2 to 35%, in particular 5 to 20%.
  • R 7 and R 8 are independently of one another, have the meaning given for R 1 and x and y are each 1 to 10, where x + y 10 10 and Z is 1-5.
  • the proportion of the compounds from the group comprising T2a and T2b is preferably 0 to 20%, in particular 0 to 12%.
  • the proportion of the compounds from the group comprising T1a to T1d is preferably 0 to 30%, in particular 0 to 20%.
  • alkenyl in the meaning of R 1 , R 2 , R 4 , R 4, R 5 , R 6 , R 7 and R 8 encompasses straight-chain and branched alkenyl groups, in particular the straight-chain groups.
  • Particularly preferred alkenyl groups are C 2 -C 7 -1 E-alkenyl, C 4 -C 7 -3E-alkenyl, C 5 -C 7 -4-alkenyl, C 6 -C 7 -5-alkenyl, and C 7 -6 Alkenyl, in particular C 2 -C 7 -1 E-alkenyl, C 4 -C 7 -3E-alkenyl and C 5 -C 7 -4-alkenyl.
  • alkenyl groups are vinyl, 1 E-propenyl, 1 E-butenyl, 1 E-pentenyl, 1 E-hexenyl, 1 E-heptenyl, 3-butenyl, 3E-pentenyl, 3E-hexenyl, 3E-heptenyl, 4-pentenyl , 4Z-hexenyl, 4E-hexenyl, 4Z-heptenyl, 5-hexenyl, 6-heptenyl and the like. Groups of up to 5
  • Carbon atoms are generally preferred.
  • the mixtures contain
  • Formula 1V25 particularly preferably denotes F.
  • the proportion of these compounds in the liquid crystal mixtures is preferably 10 to 45%, in particular 15 to 40%,
  • ⁇ Q - at least two compounds of the formula IIIc, and optionally additionally at least one compound of the formula IIIb, in which L 1 and L 2 are F.
  • the proportion of these compounds in the liquid crystal mixtures is preferably 7 to 50%, in particular 10 to 40%;
  • R and R 6 each independently of one another are H, CH 3 , C 2 H 5 or nC 3 H 7 and alkyl are a straight-chain alkyl group having 1 to 7 C atoms, preferably n-propyl and n-pentyl, particularly preferably at least 35 in each case a compound of the formula Via and / or Vlb,
  • alkenyl is an alkenyl group with 2 to 7 carbon atoms
  • alkyl is an alkyl group with 1 to 7 carbon atoms
  • liquid crystal mixtures used in the TN and STN cells according to the invention are dielectrically positive with ⁇ > 1. Particularly preferred are liquid crystal mixtures with ⁇ > 3, in particular with ⁇ > 5.
  • the liquid crystal mixtures according to the invention have favorable values for the threshold voltage V 10 / o / 2 o and for the rotational viscosity ⁇ 1 . If the value for the optical path difference d • ⁇ n is specified, the value for the layer thickness d is determined by the optical anisotropy ⁇ n. In particular with relatively high values for d • ⁇ n, the use of liquid crystal mixtures according to the invention with a relatively high one is generally used
  • the liquid crystal mixtures according to the invention are further characterized by advantageous values for the steepness of the electro-optical characteristic curve and can, in particular, at temperatures above 20 ° C. high multiplex rates are operated.
  • the liquid crystal mixtures according to the invention have high stability and favorable values for the electrical resistance and the frequency dependence of the threshold voltage.
  • the liquid crystal displays according to the invention have a large working temperature range and a good angle dependence of the contrast.
  • the term of the conventional construction is broadly encompassed here and also includes all modifications and modifications of the TN and STN cell, in particular also matrix display elements and the display elements containing additional magnets.
  • the surface tilt angle on the two carrier plates can be the same or different.
  • the same tilt angles are preferred.
  • Preferred TN displays have angles of attack between the longitudinal axis of the molecules on the surface of the carrier plates and the carrier plates of 0 ° to 7 °, preferably 0.01 ° to 5 °, in particular 0.1 to 2 °.
  • the angle of attack is 1 ° to 30 °, preferably 1 ° to 12 ° and in particular 3 ° to 10 °.
  • the twist angle of the TN mixture in the cell is between 22.5 ° and 170 °, preferably between 45 ° and 130 ° and in particular between 80 ° and 115 °.
  • the twist angle of the STN mixture in the cell from orientation layer to orientation layer is between 100 ° and 600 °, preferably between 170 ° and 300 ° and in particular between 180 ° and 270 °.
  • liquid crystal mixtures which can be used according to the invention are prepared in a manner which is conventional per se.
  • the desired amount of the components used in smaller amounts is given in of the components that make up the main constituent, expediently at elevated temperature. It is also possible to mix solutions of the components in an organic solvent, for example in acetone, chloroform or methanol, and to remove the solvent after thorough mixing, for example by distillation.
  • the dielectrics can also contain further additives known to the person skilled in the art and described in the literature. For example, 0-15% pleochroic dyes can be added.
  • the TN and STN displays preferably contain liquid-crystalline mixtures which are composed of one or more compounds from Tables A and B.
  • Table D lists possible dopants which are generally added to the mixtures according to the invention.
  • V 10 threshold voltage characteristic voltage with a relative contrast of 10%

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Abstract

Die Erfindung betrifft TN- und STN-Flüssigkristallanzeigen sowie die darin verwendeten nematischen Flüssigkristallmischungen, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein oder mehrere Verbindungen der Formel I und eine oder mehrere Verbindungen der Formel II enthalten, worin Ring A, R1, R2 und Y die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen besitzen.

Description

Flüssigkristalline Mischungen
Die Erfindung betrifft flüssigkristalline Mischungen in verdrillten und hochverdrillten nematischen Flüssigkristallanzeigen (englisch: Twisted Nematic, kurz: TN; bzw. Supertwisted Nematic, kurz: STN) mit sehr kurzen
Schaltzeiten und guten Steilheiten und Winkelabhängigkeiten sowie insbesondere deren Verwendung.
TN-Anzeigen sind bekannt, z.B. aus M. Schadt und W. Helfrich, Appl. Phys. Lett., 18, 127 (1971). STN-Anzeigen sind bekannt, z.B. aus
EP 0 131 216 B1 ; DE 34 23 993 A1 ; EP 0 098 070 A2; M. Schadt und F. Leenhouts, 17. Freiburger Arbeitstagung Flüssigkristalle (8.-10.04.87); K. Kawasaki et al., SID 87 Digest 391 (20.6); M. Schadt und F. Leenhouts, SID 87 Digest 372 (20.1); K. Katoh et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 26, No. 11 , L 1784-L 1786 (1987); F. Leenhouts et al., Appl. Phys. Lett. 50 (21), 1468 (1987); H.A. van Sprang und H.G. Koopman, J. Appl. Phys. 62 (5), 1734 (1987); T.J. Scheffer und J. Nehring, Appl. Phys. Lett. 45 (10), 1021 (1984), M. Schadt und F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett. 50 (5), 236 (1987) und E.P. Raynes, Mol. Cryst. Liq. Cryst. Letters Vol. 4 (1 ), pp. 1 -8 (1986). Der Begriff STN umfasst hier jedes höher verdrillte Anzeigeelement mit einem Verdrillungswinkel dem Betrage nach zwischen 160° und 360°, wie beispielsweise die Anzeigeelemente nach Waters et al. (CM. Waters et al., Proc. Soc. Inf. Disp. (New York) (1985) (3rd Intern. Display Conference, Kobe, Japan), die STN-LCD's (DE OS 35 03 259), SBE-LCD's (T.J. Scheffer und J. Nehring, Appl. Phys. Lett. 45 (1984) 1021 ), OMI-LCD's (M. Schadt und F. Leenhouts, Appl. Phys. Lett. 50 (1987), 236, DST-LCD's (EP OS 0 246 842) oder BW-STN- LCD's (K. Kawasaki et al., SID 87 Digest 391 (20.6)).
Insbesondere STN-Anzeigen zeichnen sich im Vergleich zu Standard-TN- Anzeigen durch wesentlich bessere Steilheiten der elektrooptischen Kennlinie und damit verbundenen besseren Kontrastwerten sowie durch eine wesentlich geringere Winkelabhängigkeit des Kontrastes aus. Von besonderem Interesse sind TN- und STN-Anzeigen mit sehr kurzen Schaltzeiten insbesondere auch bei tieferen Temperaturen. Zur Erzielung von kurzen Schaltzeiten wurden bisher die Rotationsviskositäten v2o der Flussigkristallmischungen optimiert unter Verwendung von meist monotropen Zusätzen mit relativ hohem Dampfdruck. Die erzielten
Schaltzeiten waren jedoch nicht für jede Anwendung ausreichend.
Zur Erzielung einer steilen elektrooptischen Kennlinie in den erfindungsgemäßen Anzeigen sollen die Flussigkristallmischungen relativ große Werte für das Verhältnis der elastischen Konstanten K^K-π, sowie relativ kleine Werte für Δε/εi aufweisen, wobei Δε die dielektrische Anisotropie und die dielektrische Konstante senkrecht zur Moleküllängsachse ist.
Über die Optimierung des Kontrastes und der Schaltzeiten hinaus werden an derartige Mischungen weitere wichtige Anforderungen gestellt:
1. Breites d/p-Fenster
2. Hohe chemische Dauerstabilität 3. Hoher elektrischer Widerstand
4. Geringe Frequenz- und Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.
Die erzielten Parameterkombinationen sind bei weitem noch nicht ausreichend, insbesondere für Hochmultiplex-STN-Anzeigen (mit einer Multiplexrate im Bereich von ca. 1/400), aber auch für Mittel- und Niedermultiplex-STN- (mit Multiplexraten im Bereich von ca. 1/64 bzw. 1/16), und TN-Anzeigen. Zum Teil ist dies darauf zurückzuführen, dass die verschiedenen Anforderungen durch Materialparameter gegenläufig beeinflusst werden.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf für flüssigkristalline Mischungen, insbesondere für TN- und STN-Anzeigen mit sehr kurzen Schaltzeiten bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, hoher Kennliniensteilheit, guter Winkelabhängigkeit des Kontrastes und niedriger Schwellenspannung, die den oben angegebenen Anforderungen gerecht werden. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, TN- und STN-Anzeigen bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße und gleichzeitig kurze Schaltzeiten, insbesondere bei tiefen Temperaturen, und sehr gute Steilheiten aufweisen.
Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man nematische Flussigkristallmischungen verwendet, die ein oder mehrere Verbindungen der Formel I
Figure imgf000004_0001
und ein oder mehrere Verbindungen der Formel
Figure imgf000004_0002
enthalten,
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutungen besitzen:
Figure imgf000004_0003
R1 und R2 einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -O-, -S-, -C≡C-, -OC-O-, oder -O-CO- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, Y F, Cl, halogenierter Alkyl-, Alkenyl- oder Alkoxyrest mit
1 bis 6 C-Atomen.
Die Verwendung der Verbindungen der Formeln I und II in den Mischungen für erfindungsgemäße TN- und STN-Anzeigen bewirkt
• hohe Steilheit der elektrooptischen Kennlinie
• geringe Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung und
• sehr schnelle Schaltzeiten, insbesondere bei tiefen Temperaturen. 0
Die Verbindungen der Formel I und II verkürzen insbesondere deutlich die Schaltzeiten von TN- und STN-Mischungen bei gleichzeitiger Erhöhung der Steilheit und geringer Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung. 5
Weiterhin zeichnen sich die erfindungsgemäßen Mischungen durch folgende Eigenschaften aus:
- niedrige Viskosität, Q - niedrige Schwellenspannung und Operationsspannung,
- lange Lagerzeiten im Display bei tiefen Temperaturen.
Gegenstand der Erfindung ist weiterhin ein Flüssigkristall-Display mit
- zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, 5
- einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie,
- Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten, 0
- einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0 Grad bis 30 Grad, und
- einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von c Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwischen 22,5° und 600°, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Flüssigkristallmischung enthält, die mindestens eine Verbindung der Formel I und mindestens eine Verbindung der Formel II enthält.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Mischung aus
- einer nematischen Flüssigkristallmischung bestehend aus a) 15 - 75 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente A, beste-
^ Q hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1,5; b) 25 - 85 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente B, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie zwischen -1 ,5 und +1 ,5;
15 c) 0 - 20 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente D. bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von unter -1 ,5 und d) gegebenenfalls einer optisch aktiven Komponente C in einer 20 Menge, dass das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nematischen Flüssigkristallmischung etwa 0,2 bis 1 ,3 beträgt,
wobei die Komponente A mindestens eine Verbindung der Formel I und 25 mindestens eine Verbindung der Formel II enthält.
Gegenstand der Erfindung sind auch entsprechende Flussigkristallmischungen zur Verwendung in TN- und STN-Anzeigen, insbesondere in mittel- und niedrigmultiplexierten STN-Anzeigen.
30
Formel l umfasst insbesondere Verbindungen der Formeln 11 bis 110,
Figure imgf000007_0001
CnH2n+1-0- H - -Λ O>-Y 12
Figure imgf000007_0002
Figure imgf000007_0003
F
Figure imgf000007_0004
Figure imgf000008_0001
worin n 1-10 und m 1-5 bedeutet, wobei m+n < 10.
Y bedeutet in den Verbindungen der Formel I vorzugsweise F, ferner OCF3, m ist vorzugsweise 0, ferner 1 oder 2.
Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen, die wenigstens eine Verbindung der Formel 11 und/oder 14, besonders bevorzugt jeweils wenigstens eine Verbindung der Formel 11 enthalten.
In den Formeln 14, 19 und HO bedeutet der Alkenylrest bevorzugt 1 E- Alkenyl oder 3 E-Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen.
Der Anteil der Verbindungen der Formel I in den Mischungen beträgt 2,0 bis 30 Gew.%, vorzugsweise 5,0 bis 25 Gew.%, insbesondere 5,0 bis 20 Gew.%.
Zu den bevorzugten Verbindungen der Formel II zählen insbesondere die Verbindungen worin R2 Alkyl, Alkoxy, 1 E-Alkenyl oder 3E-Alkenyl bedeu- tet. Vorzugsweise bedeutet R Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, n-Pentyl, n- Hexyl, n-Heptyl, Vinyl oder Alkyl. Der Anteil der Verbindungen der Formel II in der flüssigkristallinen Mischung beträgt vorzugsweise 5-30 Gew.%, insbesondere 8-20 Gew.%.
Die Verbindungen der Formeln 11 bis HO und die Verbindungen der Formeln II mit einer dielektrischen Anisotropie von > 1 ,5 sind der oben definierten Komponente A zuzuordnen.
Die Verwendung von Verbindungen der Formeln I und II führt in den erfindungsgemäßen Flussigkristallmischungen zu besonders niedrigen Werten der Rotationsviskosität und zu TN- und STN-Anzeigen mit einer hohen Steilheit und schnellen Schaltzeiten insbesondere bei niedrigen Temperaturen.
Die Komponente A enthält neben ein oder mehreren Verbindungen der Formel l vorzugsweise eine oder mehrere Cyanoverbindungen der Formeln lila bis lllj,
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000010_0001
L1
( H V-ChLC-H, — ( O >— CN llle
Figure imgf000010_0002
R3— < HH > —— ( < OO V >-cCOOOO—— < OO V >—-( CN Hin
Figure imgf000010_0003
worin R3 eine der in Formel I für R1 angegebenen Bedeutungen besitzt und L1 bis L4 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten. R3 bedeutet in diesen Verbindungen besonders bevorzugt Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit bis zu 8 C-Atomen.
Besonders bevorzugt sind Mischungen, die eine oder mehrere Verbindungen der Formeln lllb, lllc und Ulf, insbesondere solche, worin L1 und/oder L2 F bedeuten, enthalten. Insbesondere bevorzugt sind Verbindungen der Formeln
Figure imgf000011_0001
R° CF O- O >— CN L = H oder F
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000012_0001
Weiterhin bevorzugt sind Verbindungen der Formel
Alkenyl — ( O >— COO — ( O )— CN m*j
F F
Alkenyl — ( O V-COO — ( O )—C m*j
F F
Alkenyl — O )— COO O )— CN
wobei Alkenyl vorzugsweise 1 E- oder 3E-Alkenyl mit bis zu 6 C-Atomen bedeutet.
Besonders bevorzugt sind hier die Verbindungen der Formeln
Figure imgf000012_0002
Figure imgf000013_0001
Die Komponente A enthält neben ein oder mehreren Verbindungen der Formel I vorzugsweise eine oder mehrere 3,4,5-Trifluorphenylverbindungen der Formeln l*A bis PH
Figure imgf000013_0002
Figure imgf000014_0001
sowie gegebenenfalls ein oder mehrere Verbindungen mit polarer Endgruppe der Formeln l**A bis l**P,
Figure imgf000014_0002
Figure imgf000015_0001
R**-< H V-CH '2WH1 '2, ( H >→ O V-F l**G
Figure imgf000015_0002
Figure imgf000016_0001
worin R* und R** eine der für R1 in Formel 1 angegebenen Bedeutungen besitzt und L3 und L4 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten. R* und R** bedeuten in diesen Verbindungen besonders bevorzugt Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy mit bis zu 8 C-Atomen.
Die einzelnen Verbindungen der Formeln I, l*A-l*H, l**A bis l**P, II und III bzw. deren Unterformeln oder auch andere Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen Mischungen verwendet werden können, sind entweder bekannt, oder sie können analog zu den bekannten Verbindungen hergestellt werden. Die Verbindungen der Formel I besitzen niedrige Viskositäten, insbesondere niedrige Rotationsviskositäten, sowie niedrige Werte für das Verhältnis der elastischen Konstanten K33/Kn,und führen daher zu in den erfindungsgemäßen Anzeigen zu kurzen Schaltzeiten, während die Anwesen- heit von Verbindungen der Formel II mit hoher dielektrischer Anisotropie, insbesondere in erhöhten Konzentrationen, eine Verringerung der Schwellenspannung bewirkt.
Bevorzugte Flussigkristallmischungen enthalten eine oder mehrere Verbindungen der Komponente A, vorzugsweise in einem Anteil von 15 % bis 75 %, besonders bevorzugt von 20 % bis 65 %. Diese Verbindungen besitzen eine dielektrische Anisotropie Δε > +3, insbesondere Δε > +8, besonders bevorzugt Δε > +12.
Weitere bevorzugte Mischungen enthalten
• eine oder mehrere, insbesondere ein oder zwei bis vier, Verbindungen der Formel l,
• eine oder zwei Verbindungen der Formeln 11 ,
• eine oder mehrere, insbesondere ein oder zwei, Verbindungen der Formel II,
• eine oder mehrere, insbesondere zwei bis fünf, Verbindungen der Formel lllb, lllc, worin L1 und L2 Fluor bedeuten,
• keine Verbindung der Formel lllb, worin L und L2 H bedeuten.
Bevorzugte Flussigkristallmischungen enthalten ein oder mehrere Verbindungen der Komponente B. vorzugsweise 25 bis 85 %. Die Verbindungen der Gruppe B zeichnen sich insbesondere durch ihre niedrigen Werte für die Rotationsviskosität γ-i aus.
Die Komponente B enthält neben ein oder mehreren Verbindungen der Formel II vorzugsweise ein oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Zweiringverbindungen der folgenden Formeln IV1 bis IV9
Figure imgf000018_0001
R4— < H V- CH=CH — ( H R4' 1V9
und/oder eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Dreiringverbindungen den Formeln IV10 bis IV29,
Figure imgf000018_0002
R4-< H >-CH2CH — < 0 H >~R4' IV11
Figure imgf000019_0001
R- H o -CH2CH2" O -R" 1V15
Figure imgf000019_0002
R \ H / Λ H / CH2CH2 \ ° / R4* IV18
Figure imgf000019_0003
R ~ ^ ^ IV22
Figure imgf000019_0004
Figure imgf000020_0001
und/oder ein oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus den Vierringverbindungen den Formeln IV30 bis IV36
Figure imgf000020_0002
Figure imgf000021_0001
worin R4 und R4* die für R1 in Formel I angegebenen Bedeutungen haben, L H oder F bedeutet, und die 1 ,4-Phenylenringe jeweils unabhängig voneinander auch ein- oder mehrfach durch Fluor substituiert sein können.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln IV29 bis IV36, worin R4 Alkyl und R4* Alkyl oder Alkoxy, insbesondere Alkoxy, jeweils mit 1 bis 7 C-Atomen, bedeutet. Ferner bevorzugt sind Verbindungen der Formel IV28 und IV34, worin L F bedeutet.
R4 und R4* in den Verbindungen der Formeln IV1 bis IV36 bedeuten besonders bevorzugt geradkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 1 bis 12 C- Atomen.
Bevorzugte Flussigkristallmischungen enthalten ein, zwei, drei oder vier Verbindungen der Formeln IV27 und/oder IV28.
Bevorzugte Verbindungen der Formel IV27 sind
Figure imgf000021_0002
Insbesondere bevorzugt sind erfindungsgemäße Mischungen, die mindestens eine Verbindung der Formel IV 35 enthalten, vorzugsweise beträgt der Anteil der Vierkerner in der Mischung mindestens 8 Gew.-%. Insbesondere bevorzugt sind Mischungen, die zwei, drei oder mehr Homologen der Formel IV 35 enthalten. In der Formel IV 35 bedeuten R4 und R4' vorzugsweise geradkettiges Alkyl.
Figure imgf000022_0001
Vorzugsweise enthalten erfindungsgemäße Mischungen mindestens eine Verbindung der Formeln IV27a, IV27b und/oder IV27c. Insbesondere enthalten die Mischungen mindestens zwei Verbindungen der Formeln lV27a bis IV27c.
Die flüssigkristallinen Mischungen enthalten gegebenenfalls eine optisch aktive Komponente C in einer Menge, dass das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nematischen Flüssigkristallmischung größer 0,2 ist. Für die Komponente stehen dem Fachmann eine Vielzahl, zum Teil kommerziell erhältlicher chiraler Dotierstoffe zur Verfügung z.B. wie Cholesterylnona- noat (CN), S-811 S-1011 , S-2011 der Merck KGaA, Darmstadt und CB15 (BDH, Poole, UK). Die Wahl der Dotierstoffe ist an sich nicht kritisch.
Der Anteil der Verbindungen der Komponente C beträgt vorzugsweise 0 bis 10 %, insbesondere 0 bis 5 %, besonders bevorzugt 0 bis 3 %.
Die erfindungsgemäßen Mischungen können auch gegebenenfalls bis zu 20 % einer oder mehrerer Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von weniger als -2 (Komponente D) enthalten.
Falls die Mischungen Verbindungen der Komponente D enthalten, so sind dies vorzugsweise eine oder mehrere Verbindungen mit dem Strukturelement 2,3-Difluor-1 ,4-phenylen, z.B. Verbindungen gemäß DE-OS 38 07 801 , 38 07 861 , 38 07 863, 38 07 864 oder 38 07 908. Besonders bevorzugt sind Tolane mit diesem Strukturelement gemäß der Internationalen Patentanmeldung PCT/DE 88/00133.
Weitere bekannte Verbindungen der Komponente D sind z.B. Derivate der 2,3-Dicyanhydrochinone oder Cyclohexanderivate mit dem Struktur-
element
Figure imgf000023_0001
gemäß DE-OS 32 31 707 bzw. DE-OS 34 07 013.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen keine Verbindungen der Komponente D.
Weitere bevorzugte Ausführungsformen beziehen sich auf erfindungsgemäßen Flussigkristallmischungen, welche
- zusätzlich eine oder mehrere, besonders bevorzugt eine, zwei oder drei, heterocyclische Verbindungen der Formel Va und/oder Vb enthalten
Figure imgf000023_0002
worin
R5 und R6 unabhängig voneinander Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen, und
Y6 F oder Cl
bedeuten, Der Anteil der Verbindungen aus der Gruppe enthaltend Va und Vb ist vorzugsweise 2 bis 35 %, insbesondere 5 bis 20 %.
- zusätzlich eine oder mehrere, besonders bevorzugt eine, zwei oder drei, Tolan-Verbindungen der Formeln T1a bis T1d und/oder T2a bis T2c enthalten,
Figure imgf000024_0001
F
CXH2X+1— ( O V- { O ) = ( O θ-CyH2y+1 T1 d
Figure imgf000024_0002
worin R7 und R8 die unabhängig voneinander, die für R1 angegebene Bedeutung besitzen und x und y jeweils 1 bis 10 bedeuten, wobei x + y ≤10 und Z 1-5 bedeutet.
Der Anteil der Verbindungen aus der Gruppe enthaltend T2a und T2b ist vorzugsweise 0 bis 20 %, insbesondere 0 bis 12 %. Der Anteil der Verbindungen aus der Gruppe enthaltend T1a bis T1d ist vorzugsweise 0 bis 30 %, insbesondere 0 bis 20 %.
Der Ausdruck "Alkenyl" in der Bedeutung von R1, R2, R4, R4\ R5, R6, R7 und R8 umfasst geradkettige und verzweigte Alkenylgruppen, insbesondere die geradkettigen Gruppen. Besonders bevorzugte Alkenylgruppen sind C2-C7-1 E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl, C5-C7-4-Alkenyl, C6-C7-5-Alkenyl, und C7-6-Alkenyl, insbesondere C2-C7-1 E-Alkenyl, C4-C7-3E-Alkenyl und C5-C7-4-Alkenyl.
Beispiele bevorzugter Alkenylgruppen sind Vinyl, 1 E-Propenyl, 1 E-Butenyl, 1 E-Pentenyl, 1 E-Hexenyl, 1 E-Heptenyl, 3-Butenyl, 3E-Pentenyl, 3E-Hexenyl, 3E-Heptenyl, 4-Pentenyl, 4Z-Hexenyl, 4E-Hexenyl, 4Z-Heptenyl, 5-Hexenyl, 6-Heptenyl und dergleichen. Gruppen mit bis zu 5
Kohlenstoffatomen sind im allgemeinen bevorzugt.
In besonders bevorzugten Ausführungsformen enthalten die Mischungen
- eine oder mehrere Verbindungen der folgenden Formeln
Figure imgf000025_0001
Figure imgf000026_0001
g worin R4, R4* und L die oben angegebenen Bedeutungen und L in
Formel 1V25 besonders bevorzugt F bedeutet. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flussigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 10 bis 45 %, insbesondere bei 15 bis 40 %,
^ Q - wenigstens zwei Verbindungen der Formel lllc, und gegebenenfalls zusätzlich wenigstens eine Verbindung der Formel lllb, worin L1 und L2 F bedeuten. Der Anteil dieser Verbindungen in den Flussigkristallmischungen liegt vorzugsweise bei 7 bis 50 %, insbesondere bei 10 bis 40 %;
15 wenigstens eine Verbindung der Formeln Via bis Vle,
Figure imgf000026_0002
worin R und R6 jeweils unabhängig voneinander H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 und Alkyl eine geradkettige Alkylgruppe mit 1 bis 7 C-Atomen bedeuten, vorzugsweise n-Propyl und n-Pentyl, besonders bevorzugt 35 jeweils wenigstens eine Verbindung der Formel Via und/oder Vlb,
Figure imgf000027_0001
worin Alkenyl eine Alkenylgruppe mit 2 bis 7 C-Atomen, Alkyl eine A Allkkyyllggrruupppe mit 1 bis 7 C-Atomen und RE H, CH3, C2H5 oder n-C3H7 bedeutet
Die erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich insbesondere beim Einsatz in TN- und STN-Anzeigen mit hohen Schichtdicken durch sehr niedrige Summenschaitzeiten aus (tges = ton + toff).
Die in den erfindungsgemäßen TN- und STN-Zellen verwendeten Flussigkristallmischungen sind dielektrisch positiv mit Δε > 1. Besonders bevorzugt sind Flussigkristallmischungen mit Δε > 3, insbesondere mit Δε > 5.
Die erfindungsgemäßen Flussigkristallmischungen weisen günstige Werte für die Schwellenspannung V10/o/2o und für die Rotationsviskosität γ1 auf. Ist der Wert für den optischen Wegunterschied d • Δn vorgegeben, wird der Wert für die Schichtdicke d durch die optische Anisotropie Δn bestimmt. Insbesondere bei relativ hohen Werten für d • Δn ist i.a. die Verwendung erfindungsgemäßer Flussigkristallmischungen mit einem relativ hohen
Wert für die optische Anisotropie bevorzugt, da dann der Wert für d relativ klein gewählt werden kann, was zu günstigeren Werten für die Schaltzeiten führt. Aber auch solche erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen, die erfindungsgemäße Flussigkristallmischungen mit kleineren Werten für Δn enthalten, sind durch vorteilhafte Werte für die Schaltzeiten gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäßen Flussigkristallmischungen sind weiter durch vorteilhafte Werte für die Steilheit der elektrooptischen Kennlinie gekenn- zeichnet, und können insbesondere bei Temperaturen über 20 °C mit hohen Multiplexraten betrieben werden. Darüber hinaus weisen die erfindungsgemäßen Flussigkristallmischungen eine hohe Stabilität und günstige Werte für den elektrischen Widerstand und die Frequenzabhängigkeit der Schwellenspannung auf. Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen weisen einen großen Arbeitstemperaturbereich und eine gute Winkelabhängigkeit des Kontrastes auf.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigeelemente aus Polarisatoren, Elektrodengrundplatten und Elektroden mit einer solchen Oberflächenbehandlung, dass die Vorzugsorientierung (Direktor) der jeweils daran angrenzenden Flüssigkristall-Moleküle von der einen zur anderen Elektrode gewöhnlich um betragsmäßig 160° bis 720° gegeneinander verdreht ist, entspricht der für derartige Anzeigeelemente üblichen Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefasst und umfasst auch alle Abwandlungen und Modifikationen der TN- und STN- Zelle, insbesondere auch Matrix-Anzeigeelemente sowie die zusätzliche Magnete enthaltenden Anzeigeelemente.
Der Oberflächentiltwinkel an den beiden Trägerplatten kann gleich oder verschieden sein. Gleiche Tiltwinkel sind bevorzugt. Bevorzugte TN- Anzeigen weisen Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0° bis 7°, vorzugsweise 0,01 ° bis 5°, insbesondere 0,1 bis 2° auf. In den STN- Anzeigen ist der Anstellwinkel bei 1° bis 30°, vorzugsweise bei 1° bis 12° und insbesondere bei 3° bis 10°.
Der Verdrillungswinkel der TN-Mischung in der Zelle liegt dem Betrag nach zwischen 22,5° und 170°, vorzugsweise zwischen 45° und 130° und insbesondere zwischen 80° und 115°. Der Verdrillungswinkel der STN- Mischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungschicht liegt dem Betrag nach zwischen 100° und 600°, vorzugsweise zwischen 170° und 300° und insbesondere zwischen 180° und 270°.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristall- mischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten 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 beschriebene Zusätze enthalten. Beispielsweise können 0-15 % pleochroitische Farbstoffe zugesetzt werden.
In der vorliegenden Anmeldung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender Tabellen A und B erfolgt. Alle Reste CnH2n+1 und CmH2rrι+1 sind geradkettige Alkylreste mit n bzw. m C-Atomen. Die Alkenylreste weisen die transKonfiguration auf. Die Codierung gemäß Tabelle B versteht sich von selbst. In Tabelle A ist nur das Acronym für den Grundkörper angegeben. Im Einzelfall folgt getrennt vom Acronym für den Grundkörper mit einem Strich der in der untenstehenden Tabelle angegebene Code für die Substituenten R1 , R2, L1 , L2 und L3.
Die TN- und STN-Displays enthalten vorzugsweise flüssigkristalline Mischungen, die sich aus ein oder mehreren Verbindungen aus den Tabellen A und B zusammensetzen.
Figure imgf000030_0001
R2, L1, L2, L3 nm CnH2n+ι CmH2m+ι H H H nOm OCnH2n+t CmH2m+1 H H H nO.m CnH2n+ι OCrnH2m+ H H H n CnH2n+ι CN H H H nN.F CnH n+ι CN H H F nN.F.F CnH2n+ι CN H F F nF CnH2n+ι F H H H nOF OCnH2n+1 F H H H nF.F CnH2n+ι F H H F nmF CnH2n+1 CmH2m+ι F H H nOCF3 CnH2n+ι OCF3 H H H n-Vm CnH2n+ι -CH=CH-CrnH2m+ι H H H nV-Vm CnH n+ι-CH=CH- -CH=CH-CmH2m+ι H H H
Tabelle A: (L1, L2, L3 = H oder F)
Figure imgf000031_0001
L1 L2
R1 H O -C≡C- -R R' O -c≡c- Rz
CPTP PTP
Figure imgf000031_0002
ECCP EPCH
Figure imgf000031_0003
CP ME
Figure imgf000031_0004
HP PCH
Figure imgf000031_0005
CCPC CCH
Figure imgf000032_0001
CECP
Tabelle B:
Figure imgf000032_0002
CBC-nmF
Figure imgf000032_0003
CP-nmF
Figure imgf000032_0004
CCZU-n-F CCP-nF.F.F
Figure imgf000032_0005
CC-nV-Vm CC-n-V
Figure imgf000032_0006
CCP-Vn-m CCG-V-F
Figure imgf000032_0007
CCP-nV-m PYP-nF
Figure imgf000033_0001
PYP-nm PTP-n(O)m
Figure imgf000033_0002
CPTP-n(O)m
Figure imgf000033_0003
CDU-n-F
Figure imgf000033_0004
PPTUI-n-m
Figure imgf000033_0005
PCH-nN.F.F PZU-V2-N
Figure imgf000033_0006
P-V-Om
Figure imgf000033_0007
PZU-1V2-N
Figure imgf000034_0001
CVCP-1V-Om CC-n-V1
Figure imgf000034_0002
CVCP-V-m
Figure imgf000034_0003
CCQU-n-F
Figure imgf000034_0004
CQU-n-N
Figure imgf000034_0005
PQU-n-N
Figure imgf000034_0006
GPTU-n-F Tabelle C:
In der Tabelle C werden mögliche Dotierstoffe angegeben, die in der Regel den erfindungsgemäßen Mischungen zugesetzt werden.
C2H5
Figure imgf000035_0001
C 15 CB 15
Figure imgf000035_0002
CM 21
Figure imgf000035_0003
R/S-811
Figure imgf000035_0004
CM 44
Figure imgf000035_0005
CM 45 CM 47
Figure imgf000035_0006
R/S-1011
Figure imgf000036_0001
R/S-3011
Figure imgf000036_0002
R/S-2011
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Es bedeutet
Klp. Klärpunkt (Phasenübergangstemperatur nematisch-isotrop),
S-N Phasenübergangs-Temperatur smektisch-nematisch,
Visk. Fließviskosität (mm2/s, soweit nicht anders angegeben, bei 20 °C),
Δn optische Anisotropie (589 nm, 20 °C),
Δε dielektrische Anisotropie (1 kHz, 20 °C), steep Kennliniensteilheit = (V90/Vι0 - 1 ) " 100 [%]
V10 Schwellenspannung = charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 10 %,
Vgo charakteristische Spannung bei einem relativen Kontrast von 90 %,
tave (mittlere Schaltzeit),
2 ton Zeit vom Einschalten bis zur Erreichung von 90 % des maximalen
Kontrastes, toff Zeit vom Ausschalten bis zur Erreichung von 10 % des maximalen
Kontrastes, Mux Multiplexrate, tstore Tieftemperatur-Lagerstabilität in Stunden (- 20 °C, - 30 °C, - 40 °C)
Vor- und nachstehend sind alle Temperaturen in °C angegeben. Die Prozentzahlen sind Gewichtsprozente. Alle Werte beziehen sich auf 20 °C, soweit nicht anders angegeben. Die Ansteuerung der Anzeigen erfolgt, soweit nicht anders angegeben, nicht multiplexiert. Die Verdrillung (twist) beträgt 240 °, soweit nicht anders angegeben.
Beispiele
Beispiel 1 (HTN)
PCH-3N.F.F 12,5 % Klärpunkt [°C]: 68,0
ME2N.F 5,0 % Δn [589 nm; 20 °C]: 0,1036
ME3N.F 5,0 % d • Δn [μm]: 0,5
ME4N.F 10,0 % Verdrillung [°]: 90
ME5N.F 14,0 % V10 [V]: 0,68
CCP-2F.F.F 10,0 % V5o [V]: 0,85
CCP-3F.F.F 10,0 % V90 M: 1 ,10
CCP-5F.F.F 6,0 % V90/10- 1 ,618
CCG-V-F 4,0 %
CH-45 3,5 %
CH-33 3,0 %
CH-35 3,0 %
CCPC-33 3,0 %
CCPC-34 3,0 %
CCPC-35 4,0 %
CC-5-V 4,0 % o α. CM oo ω CM CNJ
O CM W n oo -sj- - co O 00 LO ,_, O 00 CD r»-
H oo oo o c» co oo_ CD U σT "-- ∞ ° D α. r^- o o CM o" o" o" T-" o 00 * O-. ∞ O ° CM o" " o" •*-"
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o
r- e * vξ vP 5^ er* o_ c o_ o o o o_ o_ o o o o o^ o_ in o o o_ in _ o_ o o σ^ o_ o o M o" o" o" σ>" m" -^" ^ co" oo" oo" m" -sf ^-" oo" o" o" τ-~ o" in" in" oo" oo" oo" * t-" -* -tf
LL LL LL
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UJ ol CL o
X o o o ü ü ü ü
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Figure imgf000038_0003
Beispiel 4 (HTN
PCH-3N.F.F 11 ,0 % Klärpunkt [°C]: 73,5
ME2N.F 5,0 % Δn [589 nm; 20 °C]: 0,1052
ME3N.F 5,0 %
ME4N.F 10,0 %
ME5N.F 14,0 %
CCP-2F.F.F 10,0 %
CCP-3F.F.F 10,0 %
CCP-5F.F.F 6,0 %
CCG-V-F 4,0 %
CH-45 4,0 %
CH-33 3,0 %
CH-35 3,0 %
CCPC-33 3,0 %
CCPC-34 4,0 %
CCPC-35 4,0 %
CC-5-V 4,0 %
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Claims

Patentansprüche
1. Nematische Flüssigkristallmischung, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein oder mehrere Verbindungen der Formel I
Figure imgf000041_0001
und ein oder mehrere Verbindungen der Formel II
Figure imgf000041_0002
enthält,
worin die einzelnen Reste folgende Bedeutungen besitzen:
Figure imgf000041_0003
R1 und R2 einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder
CF3 oder mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -O-, -S-, -C≡C-, -OC-O-, oder -O-CO- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Y F, Cl, halogenierter Alkyl-, Alkenyl- oder Alkoxyrest mit 1 bis 6 C-Atomen.
2. Nematische Flüssigkristallmischung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Y in Formel I Fluor bedeutet.
3. Nematische Flüssigkristallmischung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln lila bis lllj enthält,
Figure imgf000042_0001
Figure imgf000043_0001
worin R3 eine für R1 angegebenen Bedeutungen besitzt und L1"4 jeweils unabhängig voneinander H oder F bedeuten.
4. Nematische Flüssigkristallmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln lll*i bis lll*k enthält,
Figure imgf000043_0002
Alkenyl lll*j
Figure imgf000043_0003
Figure imgf000044_0001
worin Alkenyl 1 E- oder 3E-Alkenyl bedeutet.
Nematische Flüssigkristallmischung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der Formeln Via bis Vle enthält,
Figure imgf000044_0002
worin
R6und R6* jeweils unabhängig voneinander H, CH3, C2H5 oder n-C3H7,
alkyl eine geradkettige Alkylkette mit 1 bis 7 C-Atomen
bedeuten. N- oder STN-Flüssigkristallanzeige mit zwei Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, einer in der Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie,
Elektrodenschichten mit Orientierungsschichten auf den Innenseiten der Trägerplatten, einem Anstellwinkel zwischen der Längsachse der Moleküle an der Oberfläche der Trägerplatten und den Trägerplatten von 0 Grad bis 30 Grad, und einem Verdrillungswinkel der Flüssigkristallmischung in der Zelle von Orientierungsschicht zu Orientierungsschicht dem Betrag nach zwischen 22,5° und 600°, - einer nematischen Flüssigkristallmischung bestehend aus
a) 15 - 75 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente A, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von über +1 ,5;
b) 25 - 85 Gew.% einer flüssigkristallinen Komponente B, bestehend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie zwischen -1 ,5 und +1 ,5;
c) 0 - 20 Gew.% einer flüssiqkristallinen Komponente D, beste- hend aus einer oder mehreren Verbindungen mit einer dielektrischen Anisotropie von unter -1 ,5 und
d) gegebenenfalls einer optisch aktiven Komponente C in einer Menge, dass das Verhältnis zwischen Schichtdicke (Abstand der Trägerplatten) und natürlicher Ganghöhe der chiralen nematischen Flüssigkristallmischung etwa 0,2 bis 1 ,3 beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente A der Flüssigkristallmischung mindestens eine Verbindung der Formel
Figure imgf000046_0001
und mindestens eine Verbindung der Formel II
Figure imgf000046_0002
enthält,
worin
Ring A, R >1 , R2 und Y die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben.
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