WO2006002747A1 - Flüssigkristallmedium und dieses enthaltende elektr0optische anzeige - Google Patents

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Izumi Saito
Herbert Plach
Kazuaki Tarumi
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Definitions

  • the present invention relates to liquid crystal media and their use in liquid crystal displays, and to those liquid crystal displays, particularly liquid crystal displays, which use the ECB (Electrically Controlled Birefringence) effect with dielectrically negative liquid crystals in a homeotropic home orientation.
  • the liquid-crystal media according to the invention are distinguished by a particularly low switching time in the displays according to the invention with a simultaneously high voltage holding ratio.
  • VAN Very Aligned Nematic displays in the MVA (Multi-Domain Vertical Alignment, eg: Yoshide, H. et al., Lecture 3.1: "MVA LCD for Notebook or Mobile PCs ... ", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book I 1 pp. 6-9 and Liu, CT et al., Lecture 15.1:” A 46-inch TFT-LCD HDTV Technology. ", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Book II, pp.
  • ECB displays use liquid-crystalline media with negative dielectric anisotropy ( ⁇ )
  • TN and hitherto all common IPS displays use liquid-crystalline media with positive dielectric anisotropy.
  • liquid crystals are used as dielectrics whose optical properties reversibly change upon application of an electric voltage.
  • liquid crystal media are used, which are usually composed predominantly of liquid crystal compounds, all of which have the same sign of dielectric anisotropy and the largest possible amount have the dielectric anisotropy. There are usually at most lower levels of neutral compounds and possible no compounds opposite to the medium
  • liquid crystal media with negative dielectric anisotropy for ECB displays compounds with negative dielectric anisotropy are thus predominantly used.
  • the liquid-crystal media used predominantly and mostly even consist largely of liquid-crystal compounds having negative dielectric anisotropy.
  • the media used according to the present application are typically used at most significant amounts of dielectrically neutral liquid crystal compounds and usually only very small amounts of or no dielectrically positive compounds, as generally the liquid crystal displays should have the lowest possible drive voltages.
  • Resistors or a low voltage holding ratio and lead in the ads to undesirably high power consumption.
  • the drive voltage of the prior art displays is often too large, especially for displays that are not directly or not continuously connected to the power grid, such as: displays for mobile applications.
  • phase range must be sufficiently wide for the intended application.
  • the switching times of the liquid-crystal media in the displays must be improved, ie reduced. This is especially important for ads for TV or multi-media applications.
  • the results obtained are not sufficient for many applications and therefore make it desirable to find further optimization approaches.
  • liquid-crystal media which does not have the disadvantages of the prior art media, or at least to a much lesser extent.
  • liquid crystal displays could be realized, which have a low switching time in ECB displays and at the same time have a sufficiently broad nematic phase, a favorable birefringence ( ⁇ n) and a high voltage holding ratio.
  • the low switching time of the displays is preferably realized by using liquid crystal media according to the invention which have a low value of 0.25 ms or less for the peak times (W x.) Calculated according to the method explained below ) exhibit.
  • the quotient of the peak time and the square of the birefringence of the liquid-crystal mixture (t max / ⁇ n 2 ) of the liquid-crystal media according to the invention is 22 ms or less.
  • This quotient (tm a ⁇ / ⁇ n 2 ) which takes into account the influence of the optimum layer thickness of the liquid crystal display, is proportional to the switching time of the liquid crystal mixtures in the corresponding displays.
  • the peak time (t max ) is the time that elapses until, after the application of a short, high voltage pulse to a cell filled with liquid crystal, the current flowing through the cell (l (t)) goes through a maximum. It is determined according to the present invention as follows. First, the time course of the current (I (t)) or the current density (I (t) / S) is calculated according to the following equations (1) and (2), where equation (1) the current as a function of the tilt angle of Liquid crystal director and equation (2) describes the relationship between the tilt angle and the past time after applying the voltage.
  • the determination of the position of the maximum t max of the function l (t) or l ( ⁇ b (t)) is possible in various ways.
  • (t) can be calculated numerically and the value and the position of the maximum can be selected numerically or graphically determined.
  • numerical methods are preferred, and particularly preferred mathematical software Mathematica (eg, version 3) from Wolfram Research, Inc. is used, into which an implicit representation of I (t) is entered and the maximum of l (t) is determined numerically via the derivative of the function after the time (dl / dt).
  • the liquid crystal media of the invention have a peak time (t max ) value of 0.25 ms or less, more preferably 0.20 ms or less, even more preferably 0.16 ms or less, most preferably 0.13 ms or less, and more preferably 0.12 ms or less.
  • the value t max of the liquid-crystal media according to the invention is preferably 0.18 ms or less, more preferably 0.16 ms or less, even more preferably 0.14 ms or less, very particularly preferably 0.12 ms or less, and more preferably 0.10 ms or less.
  • the value t ma ⁇ of the liquid-crystal media according to the invention is preferably 0.19 ms or less, more preferably 0.17 ms or less, even more preferably 0.15 ms or less, very particularly preferably 0, 13 ms or less, and more preferably 0.12 ms or less.
  • the value t max of the liquid-crystal media according to the invention is preferably 0.20 ms or less, more preferably 0.18 ms or less, even more preferably 0.16 ms or less, very particularly preferably 0.14 ms or less, and more preferably 0.13 ms or less.
  • the value t max of the liquid-crystal media according to the invention is preferably 0.21 ms or less, more preferably 0.20 ms or less, even more preferably 0.18 ms or less, very particularly preferably 0.16 ms or less, and more preferably 0.15 ms or less.
  • the value t max of the liquid-crystal media according to the invention is preferably 0.25 ms or less, more preferably 0.22 ms or less, even more preferably 0.20 ms or less, very particularly preferably 0.19 ms or less, and more preferably 0.18 ms or less.
  • the liquid-crystal media according to the invention preferably have a value of tma ⁇ / ⁇ n 2 of 22 ms or less, particularly preferably 20 ms or less, even more preferably 18 ms or less, very particularly preferably 16 ms or less and in particular 15 ms or less ,
  • the value t / ⁇ n 2 of the liquid crystal media of the present invention is preferably 19 ms or less, more preferably
  • the value of t / ⁇ n 2 of the liquid crystal media of the present invention is preferably 22 ms or less, more preferably 20 ms or less, still more preferably 18 ms or less, even more preferably 16 ms or less, and most preferably 14 ms or less.
  • the value t / ⁇ n 2 of the liquid crystal media of the present invention is preferably 24 ms or less, more preferably
  • the value t / ⁇ n 2 of the liquid crystal media of the present invention is preferably 26 ms or less, more preferably
  • Liquid crystal displays containing the liquid crystal media according to the invention are also provided by the present invention. These ads can be viewed directly, by means of a
  • Time-division multiplexing or by means of an active matrix e.g. of TFTs (Thin Film Transistors), varistors or diodes. Preference is given to displays with an active matrix control.
  • an active matrix e.g. of TFTs (Thin Film Transistors), varistors or diodes.
  • Liquid crystal media according to the invention preferably contain
  • Component A which preferably contains one or more dielectrically negative compound (s) of the formula I.
  • R 11 and R 12 independently of one another, are alkyl having 1 to 7 C
  • Atoms preferably n-alkyl, particularly preferably n-alkyl having 1 to 5 C atoms, alkoxy having 1 to 7 C atoms, preferably n-alkoxy, particularly preferably n-alkoxy having 1 to 5 C atoms or alkoxyalkyl,
  • L 11 and L 12 independently of one another, denote CF or N, preferably at least one of L 11 and L 12 CF, particularly preferably L 11 and L 12 both CF,
  • -CH 2 -CF 2 -, -CF 2 -CH 2 -, -CF 2 -CF 2 -, -OCH 2 -, -CH 2 O-, -OCF 2 , -CF 2 O- or a single bond particularly preferred one of Z 11 and Z 12 -CH 2 -CH 2 - or a single bond and the other a single bond, more preferably both a single bond and n is 0, 1 or 2, preferably 0 or 1
  • Component B which preferably contains one or more dielectrically neutral compound (s) of the formula II
  • R 21 and R 22 each independently of one another, have one of the meanings given for R 11 and R 12 and preferably alkyl having 1 to 7 C atoms, preferably n-alkyl and particularly preferably n-alkyl having 1 to 5 C atoms, Alkoxy having 1 to 7 carbon atoms, preferably n-alkoxy and particularly preferably n-alkoxy having 2 to 5 carbon atoms or alkoxyalkyl, alkenyl or alkenyloxy having 2 to 7
  • the medium contains one or more compounds of the formula I selected from the group of the compounds of the formulas 1-1 to I-5
  • R 11 is alkyl or alkenyl
  • R 12 is alkyl, alkenyl, alkoxy or alkenyloxy.
  • the medium contains one or more compounds of the formula 1-1, selected from among Group of the compounds of the formulas 1-1 a to 1-1 d, preferably of the formulas 1-1 b and / or 1-1 d, particularly preferably of the formula 1-1 d,
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • the medium contains one or more compounds of the formula I-2 selected from the group of the compounds of the formulas I-2a to I-2d, preferably of the formulas I-2a and / or I-2b, particularly preferably the Formula l-2b,
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • the medium comprises one or more compounds of the formula I-3 selected from the group of the compounds of the formulas I-3a to I-3d, preferably of the formulas I-3b and / or I-3d,
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • the medium comprises one or more compounds of the formula I-4 selected from the group of the compounds of the formulas I-4a to I-4d, preferably of the formulas I-4a and / or I-4c, particularly preferably the Formula I-4a,
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • the medium contains one or more compounds of the formula I-5 selected from the group of the compounds of the formulas I-5a to I-5d, preferably of the formulas I-5a and / or I-5c, particularly preferably the Formula I-5a,
  • Alkyl us alkyl ', independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • Alkoxy alkoxy having up to 1 to 5 carbon atoms, preferably having 2 to 4 carbon atoms and
  • the medium contains one or more compounds of the formula II from the group of the compounds of the formulas 11-1 to II-8, preferably selected from the group of the compounds of the formulas 11-1 to U-6, preferably from Group 11-1 to II-4, and more preferably from Group II-2 and II-3,
  • Y 1 is H or F
  • R 21 is alkyl or alkenyl
  • R 22 is alkyl, alkenyl or alkoxy, preferably alkyl or alkenyl, particularly preferably alkenyl.
  • the medium contains one or more compounds of the formula 11-1 selected from the group of the compounds of the formulas 11-1 a to 11-1 e, preferably
  • Formulas 11-1 a and / or formulas 11-1 c and / or 11-1 d particularly preferably of the formulas It-Ic and / or 11-1 d and very particularly preferably of the formula 11-1c and of the formula 11- 1 d,
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms Alkoxy alkoxy having 1 to 5 carbon atoms, preferably having 2 to 4 carbon atoms and
  • Alkenyl and alkenyl 1 independently of one another, mean alkenyl having 2 to 7 C atoms, preferably having 2 to 5 C atoms.
  • the medium contains one or more compounds of the formula II-2 selected from the group of the compounds of the formulas II-2a to II-2d, preferably of the formulas II-2a and / or II-2b, more preferably the Formula ll-2b,
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • the medium contains one or more compounds of the formula 11-3 selected from the group of the compounds of the formulas II-3a to III-3d, preferably of the formulas II-3a and / or III-3d, more preferably of the formula Formula ll-3d,
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • Alkoxy alkoxy having up to 1 to 5 carbon atoms, preferably having 2 to 4 carbon atoms and
  • the medium contains one or more compounds of the formula II-4 selected from the group of the compounds of the formulas II-4a to II-4d, preferably of the formulas II-4a and / or II-4d, particularly preferably of the formula II-4d
  • Alkyl and alkyl ' independently of one another, alkyl having 1 to 7 carbon atoms, preferably having 2 to 5 carbon atoms
  • Alkoxy alkoxy having up to 1 to 5 carbon atoms, preferably having 2 to 4 carbon atoms and
  • the medium contains one or more compound (s) of formula 11-1 selected from the group
  • R 21 is vinyl or 1-propenyl and R 22 is alkyl, preferably n-alkyl, particularly preferably R 21 is vinyl and R 22 is propyl and
  • the medium contains one or more compounds of the formula 11-3, particularly preferably one or more compound (s) in which R 21 is vinyl or 1-propenyl and R 22 is alkyl, preferably n-alkyl, particularly preferably R 21 Vinyl and R 22 are methyl.
  • the medium contains one or more compounds of the formula II-5, particularly preferably one or more compound (s) in which R 21 is alkyl, vinyl or 1-propenyl and R 22 is alkyl, preferably n-alkyl.
  • the concentration of the constituents in the composition is preferably 10% or more, more preferably 20% or more,
  • the concentration of the relevant constituents in the composition is preferably 50% or more, more preferably 55% or more and most preferably 60% or more,
  • the concentration of the constituents in question in the composition is preferably 80% or more, more preferably 90% or more and most preferably 95% or more and almost completely composed of: the concentration of the constituents in question Composition is preferably 98% or more, more preferably 99% or more and most preferably 100.0%.
  • Components which may be components and compounds, as well as the components with their constituents, the compounds.
  • component A consists predominantly, more preferably substantially completely and very particularly preferably almost completely, of one or more compounds of formula I, preferably selected from the group of the compounds of the formulas 1-1 to I-5 and very particularly preferably selected from the group of the compounds of the formulas 1-1 a to l-5d.
  • component B consists predominantly, more preferably substantially completely and very particularly preferably almost completely, of one or more compounds of the formula II, preferably selected from the group of the compounds of the formulas 11-1 to II-6, more preferably selected from the group the compounds of the formulas 11-1 to II-4 and very particularly preferably selected from the group of compounds of the formulas 11-1 a to ll-4d.
  • component C of the liquid crystal media according to the present invention are selected from the known chiral dopants.
  • Component C preferably predominantly, more preferably substantially completely and very particularly preferably almost completely, consists of one or more compounds selected from the group of the compounds of the following formulas III to V
  • FT 3 31 to R, 43 and R 5 each independently of one another, have the meaning given above in formula II for R 21 , and alternatively H, CN, F, Cl CF 3 , OCF 3 , CF 2 H or OCF 2 H and at least one of R 31 and R 32 is a chiral group,
  • s, t, u, v, and w each independently, are 0 or 1, preferably s and t are both 0 and u and v are both 1.
  • the compounds of the formulas III to V are preferably selected from the group of the compounds of the formulas III-1 to III-3, IV-1 and IV-2 or V-1 and V-2,
  • n is an integer from 1 to 8, preferably 6 and
  • liquid-crystal media according to the invention contain in total, based on the total mixture
  • component C preferably of compounds selected from the group of formulas III to V.
  • liquid-crystal media according to the invention contain in total, based on the total mixture
  • the liquid-crystal mixture according to the invention contains a total of 1% or more to 40% or less, preferably 3% or more to 30% or less, more preferably 5% or more to 25% or less and most preferably 10% or more 20% or less of compounds selected from the group of formulas III, IV and V.
  • the individual compounds are used in the mixtures in concentrations of from 1% or more to 30% or less, preferably from 2% or more to 30% or less and particularly preferably from 4% or more to 16% or less.
  • liquid-crystal media particularly preferably contain a total of each
  • the liquid-crystal media very particularly preferably contain a total of 31% to 36% of compounds of the formula I-1, 17% to 23% of compounds of the formula I-2, 5% to 15% of compounds of the formula I-3,
  • liquid-crystal media contain:
  • One or more compounds of the formula I preferably selected from the group of the compounds of the formulas 1-1 to I-5, preferably of the formulas 1-1 and / or I-2 and / or I-3, preferably with R 11 n Alkyl or alkenyl, preferably alkenyl, particularly preferably vinyl and R 12 is alkyl or alkoxy, preferably alkoxy, preferably
  • R 11 is preferably n-propyl or n-pentyl and R 22 is preferably ethoxy and / or
  • R 11 is preferably ethyl or n-butyl, preferably n-butyl and R 22 is preferably ethoxy and / or • one or more compounds of formula II, preferably selected from the group of compounds Formulas 11-1 bis 11-6, preferably of the formulas 11-1 and / or II-3 and / or I-5 and / or II- ⁇ , preferably with R 21 n-alkyl or alkenyl, preferably alkenyl, more preferably vinyl and R 22 is alkyl or Alkoxy, preferably alkoxy, more preferably methyl or propyl, preferred
  • R 21 is preferably alkenyl, more preferably vinyl or 1-propenyl, most preferably vinyl and R 22 are preferably alkyl, preferably n-alkyl and most preferably propyl and / or - a or a plurality of compounds of the formula 11-1 in which R 21 and R 22 are preferably alkenyl, particularly preferably vinyl or 1-propenyl, very particularly preferably R 21 vinyl and in particular preferably R 21 and R 22 are both vinyl and / or
  • R 21 is preferably alkenyl, preferably vinyl and R 22 is preferably alkyl, preferably methyl and / or
  • One or more compounds selected from the group of compounds of formula IV are selected from the group of compounds of formula IV.
  • One or more compounds of formula I preferably selected from the group of compounds of formulas 1-1 to I-5, preferably with R 11 n-alkyl and R 12 alkoxy, and in particular in each case in each case in compound
  • One or more compounds of formula 11-1 in particular in each case per compound in concentrations of 2% or more, preferably 4% or more to 11% or less per compound and / or -
  • One or more compounds of formulas 11-3, 11-2 and 11-4 in particular in each case per compound in concentrations of 2% or more, preferably 4% or more to 11% or less per compound and / or
  • the liquid crystal media according to the invention have preferably a nematic phase of at least from -20 0 C or less to 70 0 C or more, particularly preferably of -30 ° C or less to 80 0 C or more, most preferably from -40 ° C or less to 85 0 C or more, and even most preferably from -40 0 C or less to 90 0 C or more.
  • the term "having a nematic phase” means on the one hand that no smectic phase and no crystallization are observed at low temperatures at the corresponding temperature and, on the other hand, that no clarification occurs during heating from the nematic phase is carried out in a flow viscometer at the appropriate temperature and checked for storage for at least 100 hours by storage in test cells of an electro-optic application If the storage stability at a temperature of -2O 0 C in a corresponding test cell is 1,000 h or more, the medium becomes as referred to at this temperature stable. at temperatures of -3O 0 C and -40 0 C, the corresponding times are 500 h and 250 h respectively. at high temperatures, the clearing point is measured by conventional methods in capillaries.
  • liquid crystal media of the present invention are characterized by values of optical anisotropies in the middle to low range.
  • the birefringence values are preferably in the range of 0.065 or more to 0.130, more preferably in the range of 0.070 to 0.100 and most preferably in the range of 0.075 to 0.090.
  • birefringence values are preferably in the range from 0.060 or more to 0.120, more preferably in the range from 0.070 to 0.090 and most preferably in the range from 0.075 to 0.085.
  • the liquid-crystal media according to the invention have a negative dielectric anisotropy and have relatively high values of the amount of the dielectric anisotropy (I ⁇ I), which are preferably in the range from 2.7 or more to 5.3 or less, preferably to 4.5 or less, preferably from 2.9 or more to 4.5 or less, more preferably from 3.0 or more to 4.0 or less and most preferably from 3.5 or more to 3.9 or less.
  • I ⁇ I the amount of the dielectric anisotropy
  • the liquid-crystal media according to the invention have relatively small values for the threshold voltage (V 0 ) in the range of 1, 7 V or more to 2.5 V or less, preferably from 1, 8 V or more to 2.4 V or less, more preferably from 1, 9 V or more to 2.3 V or less, and more preferably from 1.95 V or more to 2.1 V or less.
  • V 0 threshold voltage
  • liquid-crystal media according to the invention have high values for the voltage holding ratio in liquid-crystal cells. These are in freshly filled cells at 20 0 C in the cells greater than or equal to 95%, preferably greater than or equal to 97%, more preferably greater than or equal to 98% and most preferably greater than or equal to 99% and after 5 minutes in the oven at 100 0 C in the cells greater than or equal to 90%, preferably greater than or equal to 93%, more preferably greater than or equal to 96% and most preferably greater than or equal to 98%.
  • liquid-crystal media with a low drive voltage or threshold voltage have a lower voltage
  • ⁇ means less than or equal to, preferably less than and ">" greater than or equal to, preferably greater.
  • dielectrically positive compounds mean those compounds having a ⁇ > 1.5, "dielectrically neutral compounds” those having -1, 5 ⁇ ⁇ 1, 5 and “dielectrically negative” compounds those having ⁇ ⁇ - 1, 5.
  • the dielectric anisotropy of the compounds is determined by dissolving 10% of the compounds in a liquid-crystalline host and determining the capacity of the resulting mixture in at least one test cell with 20 ⁇ m layer thickness with homeotropic and with homogeneous surface orientation at 1 kHz
  • the measuring voltage is typically 0.5V to 1, 0 V, but it is always lower than the capacitive threshold of the respective Fiüssigkristallmischung investigated.
  • the host mixture for dielectrically positive and dielectrically neutral compounds is ZLI-4792 and for dielectrically negative compounds
  • threshold voltage for the present invention refers to the capacitive threshold (V 0 ), also called the Freedericksz threshold, unless explicitly stated otherwise In the examples, as usual, the optical threshold for 10% relative contrast (Vi 0 ) determined and indicated.
  • the electro-optical properties eg the threshold voltage (V 0 )
  • the measuring cells have substrates of sodium glass (sodalime glass) and are in an ECB or VA configuration with polyimide alignment layers (SE-1211 with thinner * * 26 (mixing ratio 1: 1) both from Nissan Chemicals, Japan) are rubbed perpendicular to each other, executed.
  • the area of the transparent, nearly square electrodes made of ITO is 1 cm 2 .
  • the layer thickness of the test cells used is selected according to the birefringence of the tested liquid crystal mixture so that the optical retardation is (0.33 ⁇ 0.01) ⁇ m.
  • the polarizers of which each one in front of or behind the cell, form with their absorption axes at an angle of 90 ° to each other and are parallel to the rubbing direction at their respective adjacent substrate with these axes.
  • the layer thickness is usually about 4.0 microns.
  • the cells are filled under normal pressure by capillarity and examined unsealed.
  • liquid crystal mixtures used are not mixed with a chiral dopant unless otherwise stated, but they are also particularly suitable for applications in which such a doping is required.
  • the electro-optical properties and the response times of the test cells are Autronic Melchers, Düsseldorf, as determined in a measuring unit 301 DMS Germany at a temperature of 20 0 C.
  • the drive waveform used is a square wave with a frequency of 60 Hz.
  • the voltage is given as V rms (root mean square).
  • V rms root mean square
  • the Voltage Holding Ratio is determined in test cells manufactured at Merck KGaA.
  • the measuring cells have substrates made of sodium glass (sodalime glass) and are made with polyimide orientation layers (AL-3046 from Japan Synthetic Rubber, Japan) with a layer thickness of 50 nm, which are rubbed perpendicular to each other. The layer thickness is uniformly 6.0 microns.
  • the area of the transparent electrodes made of ITO is 1 cm 2 .
  • the rotational viscosity is determined by the method of the rotating permanent magnet and the flow viscosity in a modified Ubbelohde viscometer.
  • liquid crystal mixtures ZLI-2293, ZLI-4792 and MLC-6608 all products from Merck KGaA, Darmstadt, Dez ⁇ tschland, be certain at 2O 0 C values of Rotations ⁇ viscosity 161 mPas, 133 mPas or 186 rnPa-s and that of the flow viscosity (v) 21 mm 2 s- '1 14 mrr ⁇ V 1 and 27 mnrvV 1, respectively.
  • the voltage holding ratio is determined at 20 ° C. and after 5 minutes in an oven at 100 ° C.
  • the voltage used has a frequency of 60 Hz.
  • the liquid-crystal media according to the invention may also contain further additives, such as e.g. Stabilizers, pleochroic dyes and chiral dopants (as component C) in the usual amounts.
  • the amount of these additives used is generally 0% or more to 10% or less based on the amount of the whole mixture, preferably 0.1% or more to 6% or less.
  • the concentration of the individual compounds used is preferably 0.1% or more to 3% or less. The concentration of these and similar additives is not taken into account in the indication of the concentrations and the concentration ranges of the liquid crystal compounds in the liquid-crystal media.
  • compositions consist of several compounds, preferably from 3 or more to 30 or less, more preferably from 6 or more to 20 or less and most preferably from 10 or more to 16 or fewer compounds which are mixed in a conventional manner.
  • the desired amount of the components used in a smaller amount is dissolved in the components which making up the main ingredient of the mix. This is expediently carried out at elevated temperature. If the selected temperature is above the clearing point of the main constituent, the completion of the dissolution process is particularly easy to observe.
  • the melting point T (C 1 N), the transition from the smectic (S) to the nematic (N) phase T (S 1 N) and the clearing point T (N 1 I) of a liquid crystal substance are given in degrees Celsius.
  • V-CH CH-Zl -O-CO-
  • V ... CH CH- -...
  • V ... -CH CH- Z ...- -CO-O- -... Z ... -CO-O-
  • n and m are integers and the three dots "" are placeholders for other abbreviations in this table.
  • Stabilizers which can be added, for example, to the mixtures Q according to the invention are mentioned below.
  • the media according to the invention contain one or more compounds selected from the group of compounds of Table E.
  • Table F lists chiral dopants which are preferably used in the mixtures according to the invention.
  • the liquid-crystal media are examined for their performance properties. In particular, their respective electro-optical characteristics, switching times and their voltage holding ratio are determined in test cells.
  • the values given for the above-mentioned properties are usually average values of the measurements of two test cells each.
  • the deviations between the results of the individual cells were usually a maximum of 4 to 5%.
  • the mixture M-2 is a mixture consisting of equal parts of M1 and M-3.
  • the compositions of the mixtures are summarized in the following table, the test results in the next but one. Table 1a:
  • Example 2 As can be seen from the results, the switching time of the liquid crystal displays of Example 1-1 over Example 1-2 to Example 1-3 takes parallel with the predicted switching time t max and t max / ⁇ n 2 , respectively, according to the teachings of the present invention. significantly.
  • Example 2
  • liquid-crystal mixtures of Examples 1 and 2 are characterized in particular by good switching times, this applies in particular to the mixtures M-2, M-3, M-5 and M-6.
  • the liquid-crystal mixtures of Examples 1 and 2, especially the four just mentioned mixtures, can advantageously be used in ECB displays of all known types, such as:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft nematische Flüssigkristallmedien mit negativer dielektrischer Anisotropie, die eine Peak-Zeit (tmax.), die wie in der Offenbarung beschrieben bestimmt wird, von 0,25 ms oder weniger aufweisen und die bevorzugt einen Wert des Quotienten aus der Peak-Zeit und dem Quadrat der Doppelbrechung (tmax/An2) von 22 ms oder weniger aufweist, sowie die Verwendung dieser Flüssigkristallmedien in Flüssigkristallanzeigen und diese Flüssigkristallanzeigen.

Description

Flüssigkristallmedium und dieses enthaltende elektrooptische Anzeige
Die vorliegende Erfindung betrifft Flüssigkristallmedien und deren Ver- wendung in Flüssigkristallanzeigen sowie diese Flüssigkristallanzeigen, besonders Flüssigkristallanzeigen, die den ECB- (Electrically Controlled Birefringence) Effekt mit dielektrisch negativen Flüssigkristallen in einer homeotropen Ausgangsorientierung verwenden. Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien zeichnen sich durch eine besonders niedrige Schalt- zeit in den erfindungsgemäßen Anzeigen bei gleichzeitig hoher Voltage Holding Ratio aus.
Anzeigen, die den ECB-Effekt verwenden haben sich als sogenannte VAN- (Vertically Aligned Nematic) Anzeigen in den Bauformen MVA (Multi- Domain Vertical Alignment, z.B.: Yoshide, H. et al., Vortrag 3.1 : „MVA LCD for Notebook or Mobile PCs ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Buch I1 S. 6 bis 9 und Liu, CT. et al., Vortrag 15.1 : „A 46-inch TFT-LCD HDTV Technnology ...", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Buch II, S. 750 bis 753) und PVA (Patterned Vertical Alignment, z.B.: Kim, Sang Soo, Vortrag 15.4: „Super PVA Sets New State-of-the-Art for LCD-TV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Buch II, S. 760 bis 763) neben ASV- (Avanced Super View, z.B.: Shigeta, Mitzuhiro und Fukuoka, Hirofumi, Vortrag 15.2: „Development of High Quality LCDTV", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Buch II, S. 754 bis 757) Anzeigen und IPS- (Jn Plane Switching) Anzeigen (z.B.: Yeo, S.D., Vortrag 15.3: „A LC Display for the TV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Buch II, S. 758 & 759), neben den lange bekannten neben TN- (Twisted Nematic) Anzeigen, als eine der drei zur Zeit wichtigsten neueren Typen von
Flüssigkristallanzeigen insbesondere für Fernsehanwendungen etabliert. In allgemeiner Form werden die Technologien z.B. in Souk, Jun, SIDSeminar 2004, Seminar M-6: „Recent Advances in LCD Technology", Seminar Lecture Notes, M-6/1 bis M-6/26 und Miller, lan, SIDSeminar 2004, Seminar M-7: „LCD-Television", Seminar Lecture Notes, M-7/1 bis M-7/32, verglichen. Obwohl die Schaltzeiten moderner ECB-Anzeigen durch Ansteuerungsmethoden mit Übersteuerung (overdrive) bereits deutlich verbessert wurden, z.B.: Kim, Hyeon Kyeong et al., Vortrag 9.1 : „A 57-in. Wide UXGA TFT-LCD for HDTV Application", SID 2004 International Symposium, Digest of Technical Papers, XXXV, Buch I, S. 106 bis 109, ist die Erzielung von videotauglichen Schaltzeiten insbesondere beim
Schalten von Graustufen immer noch ein noch nicht zufriedenstellend gelöstes Problem.
ECB-Anzeigen verwenden wie ASV-Anzeigen flüssigkristalline Medien mit negativer dielektrischer Anisotropie (Δε), wohingegen TN- und bislang alle gebräuchlichen IPS-Anzeigen flüssigkristalline Medien mit positiver dielektrischer Anisotropie verwenden.
In derartigen Flüssigkristallanzeigen werden die Flüssigkristalle als Dielektrika verwendet, deren optische Eigenschaften sich bei Anlegen einer elektrischen Spannung reversibel ändern.
Da bei Anzeigen im allgemeinen, also auch bei Anzeigen nach diesen erwähnten Effekten, die Betriebsspannung möglichst gering sein soll, werden Flüssigkristallmedien eingesetzt, die in der Regel überwiegend aus Flüssigkristallverbindungen zusammengesetzt sind, die alle das gleiche Vorzeichen der dielektrischen Anisotropie aufweisen und einen möglichst großen Betrag der dielektrischen Anisotropie haben. Es werden in der Regel allenfalls geringere Anteile an neutralen Verbindungen und möglichst keine Verbindungen dem Medium entgegengesetzten
Vorzeichen der dielektrischen Anisotropie eingesetzt. Bei den Flüssig¬ kristallmedien mit negativer dielektrischer Anisotropie für ECB-Anzeigen werden somit überwiegend Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie eingesetzt. Die eingesetzten Flüssigkristallmedien bestehen in der Regel überwiegend und meist sogar weitestgehend aus Flüssigkristall¬ verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie.
Bei den gemäß der vorliegenden Anmeldung verwendeten Medien werden typischerweise allenfalls nennenswerte Mengen an dielektrisch neutralen Flüssigkristallverbindungen und in der Regel nur sehr geringe Mengen an oder gar keine dielektrisch positiven Verbindungen eingesetzt, da generell die Flüssigkristallanzeigen möglichst niedrige Ansteuerspannungen haben sollen.
Die Flüssigkristallmedien des Standes der Technik mit entsprechend niedrigen Ansteuerspannungen haben relativ geringe elektrische
Widerstände bzw. eine geringe Voltage Holding Ratio und führen in den Anzeigen zu unerwünscht hohen Stromaufnahmen.
Außerdem ist die Ansteuerspannung der Anzeigen des Standes der Technik oft zu groß, insbesondere für Anzeigen die nicht direkt oder nicht durchgehend ans Stromversorgungsnetz angeschlossen werden wie z.B: Anzeigen für mobile Anwendungen.
Außerdem muß der Phasenbereich ausreichend breit für die beabsichtigte Anwendung sein.
Insbesondere müssen die Schaltzeiten der Flüssigkristallmedien in den Anzeigen verbessert, also verringert, werden. Dies ist besonders für Anzeigen für Fernseh- oder Multi-Media Anwendungen wichtig. Zur Ver- besserung der Schaltzeiten ist in der Vergangenheit wiederholt vorge¬ schlagen worden, die Rotationsviskosität der Flüssigkristallmedien (Y1) zu optimieren, also Medien mit einer möglichst geringen Rotationsviskosität zu realisieren. Die dabei erzielten Ergebnisse sind jedoch nicht ausrei¬ chend für viele Anwendungen und lassen es daher wünschenswert er- scheinen, weitere Optimierungsansätze aufzufinden.
Somit besteht ein großer Bedarf an Flüssigkristallmedien, die die Nachteile der Medien aus dem Stand der Technik nicht, oder zumindest in deutlich vermindertem Umfang, aufweisen.
Überraschend wurde gefunden, dass Flüssigkristallanzeigen realisiert werden konnten, die eine geringe Schaltzeit in ECB-Anzeigen aufweisen und gleichzeitig eine ausreichend breite nematische Phase, eine günstige Doppelbrechung (Δn) und eine hohe Voltage Holding Ratio aufweisen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die geringe Schaltzeit der Anzeigen bevorzugt dadurch realisiert, dass erfindungsgemäße Flüssig¬ kristallmedien verwendet werden, die einen geringen Wert von 0,25 ms oder weniger für die gemäß dem im folgenden erläuterten Verfahren be- rechneten Peak-Zeiten (Wx) aufweisen.
Bevorzugt beträgt der Quotient aus der Peak-Zeit und dem Quadrat der Doppelbrechung der Flüssigkristallmischung (tmax/Δn2) der erfindungs¬ gemäßen Flüssigkristallmedien 22 ms oder weniger. Dieser Quotient (tmaχ/Δn2), der den Einfluß der optimalen Schichtdicke der Flüssigkristall¬ anzeigen berücksichtigt, ist proportional zur Schaltzeit der Flüssigkristall¬ mischungen in den entsprechenden Anzeigen.
Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist die Peak-Zeit (tmax) die Zeit, die vergeht, bis der nach dem Anlegen eines kurzen, hohen Spannungs¬ pulses an eine mit Flüssigkristall gefüllte Zelle durch die Zelle fließende Strom in seinem zeitlichen Verlauf (l(t)) ein Maximum durchläuft. Sie wird gemäß der vorliegenden Erfindung wie folgt bestimmt. Zunächst wird der zeitliche Verlauf des Stroms (I (t)) bzw. der Stromdichte (I(t)/S) nach den folgenden Gleichungen (1) und (2) berechnet, wobei Gleichung (1) den Strom in Abhängigkeit vom Tiltwinkel des Flüssigkristalldirektors und Gleichung (2) den Zusammenhang zwischen dem Tiltwinkel und der nach Anlegen der Spannung vergangenen Zeit beschreibt.
S(Ia1Sm2BbCOs2O1J -γ2cos2θb +γ3)(ε0Δεsin2θb)2E?
I(θh ) =
(aiγi + γ|)sin22θb - γ2 -γ2. + 2γiγ3
Gleichung (1)
Figure imgf000005_0001
Gleichung (2) mit:
S = Elektrodenfläche (diese ist für die Bestimmung des Maximums von l(t) nicht erforderlich),
Eb = U/l (für die Berechnungen wird für die vorliegende Erfindung U = 90V und I = 22 μm angenommen), θo = Bulk-Tiltwinkel zum Zeitpunkt t=0 θb = Bulk-Tiltwinkel . αi bis α5= Leslie Viskositätskoeffizienten,
Figure imgf000006_0001
ß6 = a,γλ + γ2 2,
Figure imgf000006_0002
γ-i =.-α2; (Rotationsviskosität), γ2 = 0C3 - α2 und
Y3 = Ot3 + α4 + 0C5 .
Für die Leslie Viskositätskoeffizienten werden für die vorliegende Erfindung die folgenden Annahmen verwendet:
OC1 = -10 mPas und α3 = 0 mPas.
Außerdem gilt für α3 =0 nach Parodi:
OC4 + 0C5 = -(X2 + 2η2
also
α4 + α5 = γi + 2η2 .
Hier wird zusätzlich angenommen:
η2 ~ P * v mit: p = Dichte (ca. 1 g/cm3) und v = Fließviskosität.
Zur besseren Lesbarkeit sind die beiden Gleichungen (1) und (2) in der
Abbildung 1 noch einmal angegeben.
Die Bestimmung der Lage des Maximums tmax der Funktion l(t) bzw. l(θb(t)) ist auf verschiedene Arten möglich. So kann beispielsweise die Funktion |(t) numerisch berechnet und der Wert und die Lage des Maximums numerisch ausgesucht oder graphisch ermittelt werden. Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung werden numerische Verfahren bevorzugt und insbesondere bevorzugt wird eine entsprechende Mathematik-Software Mathematica (z.B: Version 3) der Firma Wolfram Research, Inc., verwen- det, in die eine implizite Darstellung von l(t) eingegeben und das Maximum von l(t) numerisch über die Ableitung der Funktion nach der Zeit (dl/dt) ermittelt wird.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien haben einen Wert der Peak- Zeit (tmax) von 0,25 ms oder weniger, besonders bevorzugt von 0,20 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt von 0,16 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 0,13 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt von 0,12 ms oder weniger.
Bei einem An von 0,080+0,010 beträgt der Wert tmax der erfindungsge¬ mäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 0,18 ms oder weniger, besonders bevorzugt 0,16 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,14 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 0,12 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 0,10 ms oder weniger.
Bei einem Δn von 0,100±0,010 beträgt der Wert tmaχ der erfindungsge¬ mäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 0,19 ms oder weniger, besonders bevorzugt 0,17 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,15 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 0,13 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 0,12 ms oder weniger. Bei einem Δn von 0,120+0,010 beträgt der Wert tmax der erfindungsge¬ mäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 0,20 ms oder weniger, besonders bevorzugt 0,18 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,16 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 0,14 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 0,13 ms oder weniger.
Bei einem Δn von 0,150±0,020 beträgt der Wert tmax der erfindungsge¬ mäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 0,21 ms oder weniger, besonders bevorzugt 0,20 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,18 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 0, 16 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 0,15 ms oder weniger.
Bei einem Δn von 0,200±0,030 beträgt der Wert tmax der erfindungsge¬ mäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 0,25 ms oder weniger, besonders bevorzugt 0,22 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 0,20 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 0,19 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 0,18 ms oder weniger.
Da für die jeweiligen Anwendungen der Flüssigkristallmedien in den verschiedenen Anzeigetypen bzw. Bauformen zum Teil verschiedene Werte der optischen Verzögerungen (d-Δn) benötigt werden und die Schaltzeit bei den meisten elektro-optischen Effekten umgekehrt proportional zum Quadrat der Schichtdicke der Flüssigkristallzellen (d) ist, ist ein weiterer Parameter zur Charakterisierung der entsprechenden Flüssigkristallmedien der Quotient aus der berechneten Peak-Zeit (tmax) und dem Quadrat der Doppelbrechung (Δn), also: tmax /Δn2.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien haben bevorzugt einen Wert von tmaχ/Δn2 von 22 ms oder weniger, besonders bevorzugt von 20 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt von 18 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt von 16 ms oder weniger und insbesondere von 15 ms oder weniger.
Bei einer mittleren dielektrischen Konstante (εav.) von 4,0±0,5 beträgt der Wert tmax/Δn2 der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt
18 ms oder weniger, besonders bevorzugt 16 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 14 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 12 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 10 ms oder weniger.
Bei einem εav. von 5,0±0,5 beträgt der Wert t/Δn2 der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 19 ms oder weniger, besonders bevorzugt
17 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 15 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 13 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 12 ms oder weniger.
Bei einem εav. von 6,0±0,5 beträgt der Wert t/Δn2 der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 22 ms oder weniger, besonders bevorzugt 20 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 18 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 16 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 14 ms oder weniger.
Bei einem εav. von 7,0±0,5 beträgt der Wert t/Δn2 der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 24 ms oder weniger, besonders bevorzugt
22 ms oder weniger, noch mehr bevorzugt 20 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 17 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt 14 ms oder weniger.
Bei einem εav. von 8,0±0,5 beträgt der Wert t/Δn2 der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien bevorzugt 26 ms oder weniger, besonders bevorzugt
23 ms der weniger, noch mehr bevorzugt 21 ms oder weniger, ganz besonders bevorzugt 19 ms oder weniger und insbesondere bevorzugt
16 ms oder weniger.
Flüssigkristallanzeigen, die die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien enthalten bzw. verwenden sind ebenfalls Gegenstand der vorliegenden Erfindung. Diese Anzeigen können direkt, mittels einem
Zeitmultiplexverfahren oder mittels einer Aktiven Matrix, z.B. von TFTs (Thin Film Transistors), Varistoren oder Dioden, angesteuert werden. Bevorzugt sind Anzeigen mit einer Aktiv Matrix Ansteuerung.
Außerdem ist das entsprechende Verfahren zur Verringerung der Schaltzeit der Anzeigen Gegenstand der vorliegenden Erfindung. rfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien enthalten bevorzugt
Figure imgf000010_0001
eine dielektrisch negative, flüssigkristalline Komponente
(Komponente A), die bevorzugt eine oder mehrere dielektrisch negative Verbindung(en) der Formel I enthält
Figure imgf000010_0002
worin mindestens einer von
Figure imgf000010_0003
bis
Figure imgf000010_0004
und die anderen, soweit vorhanden, jeweils unabhängig voneinander dieselbe Bedeutung haben oder
Figure imgf000010_0005
bevorzugt unabhängig voneinander, H y- oder -J~\
besonders bevorzugt
Figure imgf000011_0001
und/oder, soweit vorhanden,
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0003
R11 und R12 , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C-
Atomen, bevorzugt n-Alkyl, besonders bevorzugt n- Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, Alkoxy mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt n-Alkoxy, besonders bevorzugt n- Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen oder Alkoxyalkyl,
Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C-Atomen, bevorzugt Alkenyl, wobei in allen Gruppen eine oder mehrere H-Atome durch Halogenatome, bevorzugt F-Atome, ersetzt sein können,
L11 und L12 , unabhängig voneinander, C-F oder N, bevorzugt mindestens einer von L11 und L12 C-F, besonders bevorzugt L11 und L12 beide C-F,
Z11 und Z12 , jeweils unabhängig voneinander, -CH2-CH2-, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH2-CF2-, -CF2-CH2-, -CF2-CF2-,-CO-O-, -O-CO-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2, -CF2O- oder eine Einfachbindung, bevorzugt -CH2-CH2-, -CH=CH-,
-CH2-CF2-, -CF2-CH2-, -CF2-CF2-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2, -CF2O- oder eine Einfachbindung, besonders bevorzugt eine von Z11 und Z12 -CH2-CH2- oder eine Einfachbindung und die andere eine Einfachbindung, besonders bevorzugt beide eine Einfachbindung und n 0, 1 oder 2, bevorzugt 0 oder 1
bedeuten und
eine dielektrisch neutrale, flüssigkristalline Komponente
(Komponente B), die bevorzugt eine oder mehrere dielektrisch neutrale Verbindung(en) der Formel Il enthält
Figure imgf000012_0001
worin
R21 und R22 , jeweils unabhängig voneinander, eine der für R11 und R12 gegebene Bedeutung haben und bevorzugt Alkyl mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt n-Alkyl und besonders bevorzugt n-Alkyl mit 1 bis 5 C-Atomen, Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt n-Alkoxy und besonders bevorzugt n-Alkoxy mit 2 bis 5 C-Atomen oder Alkoxyalkyl, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 7
C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C-Atomen, bevorzugt Alkenyloxy,
Z21 bis Z23 , jeweils unabhängig voneinander, eine der für Z11 und Z12 gegebene Bedeutung haben und bevorzugt - CH2-CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -COO- oder eine Einfachbindung, bevorzugt -CH2-CH2- oder eine Einfachbindung und besonders bevorzugt eine
Einfachbindung,
Figure imgf000012_0002
jeweils unabhängig voneinander,
Figure imgf000013_0001
bevorzugt
und
Figure imgf000013_0002
Figure imgf000013_0003
und, wenn vorhanden,
Figure imgf000013_0004
p und q , jeweils unabhängig voneinander, 0 oder 1 , bevorzugt (p + q) 0 oder 1 , besonders bevorzugt q 0 und insbesondere bevorzugt p und q beide 0,
bedeuten und optional
eine chirale Komponente (Komponente C), die eine oder mehrere chirale Verbindungen enthält. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel I, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 1-1 bis I-5
Figure imgf000014_0001
worin die Parameter die jeweilige oben bei Formel I angegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R 11 Alkyl oder Alkenyl und
R 12 Alkyl, Alkenyl, Alkoxy oder Alkenyloxy bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel 1-1 , ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 1-1 a bis 1-1 d, bevorzugt der Formeln 1-1 b und/oder 1-1 d, besonders bevorzugt der Formel 1-1 d,
Figure imgf000015_0001
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C- Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel I-2, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln l-2a bis l-2d, bevorzugt der Formeln l-2a und/oder l-2b, besonders bevorzugt der Formel l-2b,
Figure imgf000016_0001
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C- Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel I-3, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln l-3a bis l-3d, bevorzugt der Formeln l-3b und/oder l-3d,
Figure imgf000017_0001
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C- Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel I-4, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln l-4a bis l-4d, bevorzugt der Formeln l-4a und/oder l-4c, besonders bevorzugt der Formel l-4a,
Figure imgf000018_0001
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit bis 1 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C-Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel I-5, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln l-5a bis l-5d, bevorzugt der Formeln l-5a und/oder l-5c, besonders bevorzugt der Formel l-5a,
Figure imgf000019_0001
worin
Alkyl uns Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit bis 1 bis 5 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C-Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel Il aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 11-1 bis II-8, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 11-1 bis U-6, bevorzugt aus der Gruppe 11-1 bis II-4 und besonders bevorzugt aus der Gruppe II-2 und II-3,
Figure imgf000020_0001
Figure imgf000020_0002
worin die Parameter die jeweilige oben bei Formel Il angegebene Bedeutung haben und
Y1 H oder F bedeutet und
bevorzugt R21 Alkyl oder Alkenyl und
R22 Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy, bevorzugt Alkyl oder Alkenyl, besonders bevorzugt Alkenyl, bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel 11-1 , ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 11-1 a bis 11-1 e, bevorzugt der
Formeln 11-1 a und/oder Formeln 11-1 c und/oder 11-1 d, besonders bevorzugt der Formeln It-Ic und/oder 11-1 d und ganz besonders bevorzugt der Formel 11-1 c und der Formel 11-1 d,
Figure imgf000021_0001
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen Alkoxy Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C- Atomen und
Alkenyl und Alkenyl1 , unabhängig voneinander, Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-2, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln ll-2a bis ll-2d, bevorzugt der Formeln II-2a und/oder ll-2b, besonders bevorzugt der Formel ll-2b,
Figure imgf000022_0001
Alkoxy
Figure imgf000022_0002
ll-2b
Figure imgf000022_0003
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit 1 bis 5 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C- Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel 11-3, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln ll-3a bis ll-3d, bevorzugt der Formeln ll-3a und/oder ll-3d, besonders bevorzugt der Formel ll-3d,
Figure imgf000023_0001
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit bis 1 bis 5 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C-Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-4 ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln ll-4a bis ll-4d, bevorzugt der Formeln ll-4a und/oder ll-4d, besonders bevorzugt der Formel ll-4d,
Figure imgf000024_0001
Figure imgf000024_0002
worin
Alkyl und Alkyl' , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen
Alkoxy Alkoxy mit bis 1 bis 5 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 4 C-Atomen und
Alkenyl Alkenyl mit 2 bis 7 C-Atomen, bevorzugt mit 2 bis 5 C-Atomen bedeuten.
Besonders bevorzugt enthält das Medium eine oder mehrere Verbindung(en) der Formel 11-1 , ausgewählt aus der Gruppe
- der Formeln 11-1 c, insbesondere bevorzugt
- der Formel 11-1 in der R21 Vinyl oder 1-Propenyl und R22 Alkyl, bevorzugt n-Alkyl, besonders bevorzugt R21 Vinyl und R22 Propyl bedeuten und
- der Formeln 11-1 d, insbesondere bevorzugt
- der Formel 11-1 in der R21 und R22, unabhängig voneinander, Vinyl oder 1-Propenyl, bevorzugt und R21 Vinyl und besonders bevorzugt R21 und
F ■r>22* Vinyl bedeuten. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel 11-3, insbesondere bevorzugt eine oder mehrere Verbindung(en), in denen R21 Vinyl oder 1 -Propenyl und R22 Alkyl, bevorzugt n-Alkyl, besonders bevorzugt R21 Vinyl und R22 Methyl bedeuten.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält das Medium eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-5, insbesondere bevorzugt eine oder mehrere Verbindung(en), in denen R21 Alkyl, Vinyl oder 1 -Propenyl und R22 Alkyl, bevorzugt n-Alkyl bedeuten.
Für die vorliegende Erfindung bedeutet im Zusammenhang mit der Angabe der Bestandteile der Zusammensetzungen:
- enthalten: die Konzentration der betreffenden Bestandteile in der Zusammensetzung beträgt bevorzugt 10% oder mehr, besonders bevorzugt 20% oder mehr,
- überwiegend bestehen aus: die Konzentration der betreffenden Bestandteile in der Zusammensetzung beträgt bevorzugt 50% oder mehr, besonders bevorzugt 55% oder mehr und ganz besonders bevorzugt 60% oder mehr,
- im wesentlichen vollständig bestehen aus: die Konzentration der betreffenden Bestandteile in der Zusammensetzung beträgt bevorzugt 80% oder mehr, besonders bevorzugt 90% oder mehr und ganz besonders bevorzugt 95% oder mehr und - nahezu vollständig bestehen aus: die Konzentration der betreffenden Bestandteile in der Zusammensetzung beträgt bevorzugt 98% oder mehr, besonders bevorzugt 99% oder mehr und ganz besonders bevorzugt 100,0%.
Dies gilt sowohl für die Medien als Zusammensetzungen mit ihren
Bestandteilen, die Komponenten und Verbindungen sein können, als auch für die Komponenten mit ihren Bestandteilen, den Verbindungen.
Bevorzugt besteht die Komponente A überwiegend, besonders bevorzugt im wesentlichen vollständig und ganz besonders bevorzugt nahezu vollständig aus einer oder mehreren Verbindungen der Formel I, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 1-1 bis I-5 und ganz besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 1-1 a bis l-5d.
Bevorzugt besteht die Komponente B überwiegend, besonders bevorzugt im wesentlichen vollständig und ganz besonders bevorzugt nahezu vollständig aus einer oder mehreren Verbindungen der Formel II, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 11-1 bis II-6, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 11-1 bis II-4 und ganz besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 11-1 a bis ll-4d.
Die chirale Verbindung oder die chiralen Verbindungen, die in Komponente C der Flüssigkristallmedien gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden ausgewählt aus den bekannten chiralen Dotierstoffen. Bevorzugt besteht die Komponente C überwiegend, besonders bevorzugt im wesentlichen vollständig und ganz besonders bevorzugt nahezu vollständig aus einer oder mehreren Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der folgenden Formeln III bis V
Figure imgf000026_0001
Figure imgf000026_0002
IV
Figure imgf000027_0001
worin
FT 331 bis R ,43 und R5 , jeweils unabhängig voneinander, die oben bei Formel Il für R21 gegebene Bedeutung besitzen, und alternativ H, CN, F, Cl CF3, OCF3, CF2H oder OCF2H und mindestens einer von R31 und R32 eine chirale Gruppe bedeuten,
31 53
Z 7 dl bis Z und Z5 , jeweils unabhängig voneinander -CH2CH2-, -CH=CH-, -COO-, -O-CO- oder eine Einfachbindung, bevorzugt Z31, Z32, Z41, Z44 und Z45 eine Einfachbindung, Z33, Z42 und Z43 -COO- oder eine Einfachbindung, Z42 bevorzugt -COO- und Z43 und Z5 -O-CO-,
Figure imgf000027_0002
, jeweils unabhängig voneinander,
Figure imgf000027_0003
Figure imgf000028_0001
s, t, u, v, und w , jeweils unabhängig voneinander, 0 oder 1 , bevorzugt s und t beide 0 und u und v beide 1 , bedeuten.
Die Verbindungen der Formeln III bis V werden bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 111-1 bis III-3, IV-1 und IV-2 bzw. V-1 und V-2,
Figure imgf000028_0002
Figure imgf000028_0003
IV-1
Figure imgf000028_0004
IV-2
Figure imgf000029_0001
worin die Parameter jeweils die oben bei den Formeln III bis V gegebene Bedeutung haben und bevorzugt
R 33311 bis R3 Alkyl, Alkenyl oder Alkoxy H, CN, F, Cl, CF3, OCF3, CF2H oder OCF2H und mindestens einer von R31 und R32 eine chirale Gruppe, bevorzugt Isooctyloxy
731 eine Einfachbindung,
,33 in Formel III-2 eine Einfachbindung und in Formel III- 3 -COO-,
Z42 -COO-,
743 -O-CO-
m eine ganze Zahl von 1 bis 8, bevorzugt 6 und
eine von m verschiedene ganze Zahl von O bis 8, bevorzugt 1 ,
bedeuten. Insbesondere bevorzugt werden die Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der folgenden Formeln lll-1a, IN-Ib1 lll-2a bis lll-2c und lll-3a, IV-Ia und IV-2a bzw. V-1a und
V-2a
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000030_0002
Figure imgf000030_0003
Figure imgf000030_0004
Figure imgf000030_0005
l-3a
C6H13O O
0-CH-C-H1., CH,
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien insgesamt bezogen auf die Gesamtmischung
30 % oder mehr bis 85 % oder weniger, bevorzugt 40 % oder mehr bis 80 % oder weniger, bevorzugt 50 % oder mehr bis 70 % oder weniger und besonders bevorzugt 60 % oder mehr bis 70 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 65 % oder mehr bis 69 % oder weniger an Komponente A, bevorzugt an Verbindungen der Formel I und
15 % oder mehr bis 70 % oder weniger, bevorzugt 20 % oder mehr bis 60 % oder weniger, besonders bevorzugt 30 % oder mehr bis 50 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 35 % oder mehr bis 45 % oder weniger an Komponente B, bevorzugt an Verbindungen der Formel II, und
0 % oder mehr bis 15 % oder weniger, bevorzugt 0 % oder mehr bis 10 % oder weniger, besonders bevorzugt 0,1 % oder mehr bis 6 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 1 % oder mehr bis 5 % oder weniger an Komponente C, bevorzugt an Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Formeln III bis V.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien insgesamt bezogen auf die Gesamtmischung
25 % oder mehr bis 45 % oder weniger, bevorzugt 30 % oder mehr bis 40 % oder weniger, besonders bevorzugt 32 % oder mehr bis 39 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 33 % oder mehr bis 37 % oder weniger an Verbindungen der Formel i-1 ,
15 % oder mehr bis 45 % oder weniger, bevorzugt 18 % oder mehr bis 32 % oder weniger, besonders bevorzugt 20 % oder mehr bis 30 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 21 % oder mehr bis 25 % oder weniger an Verbindungen der Formel I-2,
0 % oder mehr bis 30 % oder weniger, bevorzugt 5 % oder mehr bis 25 % oder weniger, besonders bevorzugt 10 % oder mehr bis 20 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 13 % oder mehr bis 18 % oder weniger an Verbindungen der Formel I-3,
0 % oder mehr bis 20 % oder weniger, bevorzugt 0 % oder mehr bis 15 % oder weniger, besonders bevorzugt 0 % oder mehr bis 10 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 0 % oder mehr bis 5 % oder weniger an Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Formeln I-4 und I-5, bevorzugt der Formel I-4,
15 % oder mehr bis 45 % oder weniger, bevorzugt 20 % oder mehr bis 40 % oder weniger, besonders bevorzugt 25 % oder mehr bis 37 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 30 % oder mehr bis 35 % oder weniger an Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Formeln 11-1 und Ii-S, bevorzugt der Formel II-5, 0 % oder mehr bis 20 % oder weniger, bevorzugt 0 % oder mehr bis 15 % oder weniger, besonders bevorzugt 0 % oder mehr bis 10 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 0 % oder mehr bis 5 % oder weniger an Verbindungen, ausgewählt, aus der Gruppe der Formeln II-2 und II-4, bevorzugt der Formel II-4 und
0 % oder mehr bis 20 % oder weniger, bevorzugt 0 % oder mehr bis 15 % oder weniger, besonders bevorzugt 1 % oder mehr bis 12 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 3 % oder mehr bis 8 % oder weniger an Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Formeln II-3 und ll-6, bevorzugt der Formel II-6.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung insgesamt 1 % oder mehr bis 40 % oder weniger, bevorzugt 3 % oder mehr bis 30 % oder weniger, besonders bevorzugt 5 % oder mehr bis 25 % oder weniger und ganz besonders bevorzugt 10 % oder mehr bis 20 % oder weniger an Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Formeln III, IV und V.
Hier, wie in der gesamten vorliegenden Offenbarung und den Ansprüchen, bedeutet der Begriff „Verbindungen", auch geschrieben als „Verbindung(en)", sofern nicht explizit anders angegeben, sowohl eine als auch mehrere Verbindungen.
Die einzelnen Verbindungen werden in den Mischungen in Konzentratio¬ nen jeweils von 1 % oder mehr bis 30 % oder weniger bevorzugt von 2 % oder mehr bis 30 % oder weniger und besonders bevorzugt von 4 % oder mehr bis 16 % oder weniger eingesetzt.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthalten die Flüssigkristallmedien insbesondere bevorzugt jeweils insgesamt
29 % bis 38 % an Verbindungen der Formel 1-1 ,
14 % bis 28 % an Verbindungen der Formel I-2, 3 % bis 17 % an Verbindungen der Formel I-3,
0 % bis 5 % an Verbindungen der Formel I-4, 0 % bis 5 % an Verbindungen der Formel 1-5, 28 % bis 42 % an Verbindungen der Formel 11-1 und II-4,
0 % bis 5 % an Verbindungen der Formel II-2 und II-5 und
O % bis 5 % an Verbindungen der Formel II-3 und II-6.
Ganz besonders bevorzugt enthalten die Flüssigkristallmedien in dieser Ausführungsform jeweils insgesamt 31 % bis 36 % an Verbindungen der Formel 1-1 , 17 % bis 23 % an Verbindungen der Formel I-2, 5 % bis 15 % an Verbindungen der Formel I-3,
0 % bis 3 % an Verbindungen der Formel l-4,
0 % bis 3 % an Verbindungen der Formel I-5, 30 % bis 37 % an Verbindungen der Formel 11-1 und II-4,
0 % bis 2 % an Verbindungen der Formel II-2 und II-5 und 0 % bis 3 % an Verbindungen der Formel II-3 und II-6.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform, die mit den oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen für die bevorzugten Konzentrationsbereiche identisch sein kann und bevorzugt identisch ist, enthalten die Flüssigkristallmedien:
• eine oder mehrere Verbindungen der Formel I, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 1-1 bis I-5, bevorzugt der Formeln 1-1 und/oder I-2 und/oder I-3 bevorzugt mit R11 n-Alkyl oder Alkenyl, bevorzugt Alkenyl, besonders bevorzugt Vinyl und R12 Alkyl oder Alkoxy, bevorzugt Alkoxy, bevorzugt
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel 1-1 , worin R11 bevorzugt n-Propyl oder n-Pentyl und R22 bevorzugt Ethoxy bedeutet und/oder
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel I-2, worin R11 bevorzugt Ethyl oder n-Butyl, bevorzugt n-Butyl und R22 bevorzugt Ethoxy bedeutet und/oder • eine oder mehrere Verbindungen der Formel II, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 11-1 bis 11-6, bevorzugt der Formeln 11-1 und/oder II-3 und/oder I-5 und/oder ll-δ, bevorzugt mit R21 n-Alkyl oder Alkenyl, bevorzugt Alkenyl, besonders bevorzugt Vinyl und R22 Alkyl oder Alkoxy, bevorzugt Alkoxy, besonders bevorzugt Methyl oder Propyl, bevorzugt
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel 11-1 , worin R21 bevorzugt Alkenyl, besonders bevorzugt Vinyl oder 1-Propenyl, ganz besonders bevorzugt Vinyl und R22 bevorzugt Alkyl, bevorzugt n-Alkyl und ganz besonders bevorzugt Propyl bedeuten und/oder - eine oder mehrere Verbindungen der Formel 11-1 , worin R21 und R22 bevorzugt Alkenyl, besonders bevorzugt Vinyl oder 1 -Propenyl, ganz besonders bevorzugt R21 Vinyl und insbesondere bevorzugt R21 und R22 beide Vinyl bedeuten und/oder
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel U-3, worin R21 bevorzugt Alkenyl, bevorzugt Vinyl und R22 bevorzugt Alkyl, bevorzugt Methyl bedeuten und/oder
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-5 und/oder
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-6 und/oder • eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel III und/oder.
• eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formel IV.
Hierbei sind besonders bevorzugt Flüssigkristallmedien, die
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel I, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln 1-1 bis I-5, bevorzugt mit R11 n-Alkyl und R12 Alkoxy, und insbesondere jeweils pro Verbindung in
Konzentrationen von 6 % oder mehr bis 20 % oder weniger je Verbindung und/oder
- eine oder mehrere Verbindungen der Formel 11-1 , insbesondere jeweils pro Verbindung in Konzentrationen von 2 % oder mehr, bevorzugt 4 % oder mehr bis 11 % oder weniger je Verbindung und/oder - eine oder mehrere Verbindungen der Formeln 11-3, 11-2 und 11-4 insbesondere jeweils pro Verbindung in Konzentrationen von 2 % oder mehr, bevorzugt 4 % oder mehr bis 11 % oder weniger je Verbindung und/oder
- eine oder mehrere Verbindungen der Formeln III bis V, insbesondere jeweils pro Verbindung in Konzentrationen von 0,1 % oder mehr, bevorzugt 0,4 % oder mehr bis 8 % oder weniger je Verbindung
enthalten.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien weisen bevorzugt eine nematische Phase von jeweils mindestens von -20 0C oder weniger bis 70 0C oder mehr, besonders bevorzugt von -30 °C oder weniger bis 80 0C oder mehr, ganz besonders bevorzugt von -40 °C oder weniger bis 85 0C oder mehr und am allermeisten bevorzugt von -40 0C oder weniger bis 90 0C oder mehr auf.
Hierbei bedeutet der Begriff „eine nematische Phase aufweisen" einerseits, dass bei tiefen Temperaturen bei der entsprechenden Tempe¬ ratur keine smektische Phase und keine Kristallisation beobachtet wird und andererseits, dass beim Aufheizen aus der nematischen Phase noch keine Klärung auftritt. Die Untersuchung bei tiefen Temperaturen wird in einem Fließviskosimeter bei der entsprechenden Temperatur durchgeführt sowie durch Lagerung in Testzellen einer der elektrooptischen Anwendung entsprechenden Schichtdicke für mindestens 100 Stunden überprüft. Wenn die Lagerstabilität bei einer Temperatur von -2O0C in einer entsprechenden Testzelle 1.000 h oder mehr beträgt, wird das Medium als bei dieser Temperatur stabil bezeichnet. Bei Temperaturen von -3O0C bzw. -400C betragen die entsprechenden Zeiten 500 h bzw. 250 h. Bei hohen Temperaturen wird der Klärpunkt nach üblichen Methoden in Kapillaren gemessen.
Ferner sind die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien durch Werte der optischen Anisotropien im mittleren bis niedrigen Bereich gekennzeichnet. Die Werte der Doppelbrechung liegen bevorzugt im Bereich von 0,065 oder mehr bis 0,130, besonders bevorzugt im Bereich von 0,070 bis 0,100 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,075 bis 0,090.
In einer überlappenden, besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegen Werte der Doppelbrechung liegen bevorzugt im Bereich von 0,060 oder mehr bis 0,120, besonders bevorzugt im Bereich von 0,070 bis 0,090 und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,075 bis 0,085.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien haben eine negative dielektrische Anisotropie und weisen relativ hohe Werte des Betrags der dielektrischen Anisotropie (I Δε| ) auf, die bevorzugt im Bereich von 2,7 oder mehr bis 5,3 oder weniger, bevorzugt bis 4,5 oder weniger, bevorzugt von 2,9 oder mehr bis 4,5oder weniger, besonders bevorzugt von 3,0 oder mehr bis 4,0 oder weniger und ganz besonders bevorzugt von 3,5 oder mehr bis 3,9 oder weniger liegen.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien weisen relativ kleine Werte für die Schwellenspannung (V0) im Bereich von 1 ,7 V oder mehr bis 2,5 V oder weniger, bevorzugt von 1 ,8 V oder mehr bis 2,4 V oder weniger, besonders bevorzugt von 1 ,9 V oder mehr bis 2,3 V oder weniger und ganz besonders bevorzugt von 1 ,95 V oder mehr bis 2,1 V oder weniger.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien weisen bevorzugt relativ niedrige Werte der mittleren dielektrischen Anisotropie (εav. = (ε|| + 2εχ)/3) auf, die bevorzugt im Bereich von 5,0 oder mehr bis 7,0 oder weniger, bevorzugt von 5,5 oder mehr bis 6,5 oder weniger, noch mehr bevorzugt von 5,7 oder mehr bis 6,4 oder weniger, besonders bevorzugt von 5,8 oder mehr bis 6,2 oder weniger und ganz besonders bevorzugt von 5,9 oder mehr bis 6,1 oder weniger liegen.
Außerdem weisen die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien hohe Werte für die Voltage Holding Ratio in Flüssigkristallzellen auf. Diese sind in frisch gefüllten Zellen bei 200C in den Zellen größer oder gleich 95 %, bevorzugt größer oder gleich 97 %, besonders bevorzugt größer oder gleich 98 % und ganz besonders bevorzugt größer oder gleich 99 % und nach 5 Minuten im Ofen bei 1000C in den Zellen größer oder gleich 90 %, bevorzugt größer oder gleich 93 %, besonders bevorzugt größer oder gleich 96 % und ganz besonders bevorzugt größer oder gleich 98 %.
In der Regel weisen dabei Flüssigkristallmedien mit einer geringen Ansteuerspannung bzw. Schwellenspannung eine geringere Voltage
Holding Ratio auf als solche mit einer größeren Ansteuerspannung bzw. Schwellenspannung und umgekehrt.
Diese bevorzugten Werte für die einzelnen physikalischen Eigenschaften werden von den erfindungsgemäßen Medien bevorzugt auch jeweils miteinander kombiniert eingehalten.
Für die vorliegende Erfindung bedeutet "<" kleiner oder gleich, bevorzugt kleiner und ">" größer oder gleich, bevorzugt größer.
Für die vorliegende Erfindung bedeuten
Figure imgf000038_0001
trans-1 ,4-Cyclohexylen.
Für die vorliegende Erfindung bedeuten die Begriffe „dielektrisch positive Verbindungen" solche Verbindungen mit einem Δε > 1 ,5, „dielektrisch neutrale Verbindungen" solche mit -1 ,5 < Δε < 1 ,5 und „dielektrisch negative" Verbindungen solche mit Δε < -1 ,5. Hierbei wird die dielektrische Anisotropie der Verbindungen bestimmt, indem 10 % der Verbindungen in einem flüssigkristallinen Host gelöst werden und von der resultierenden Mischung die Kapazität in mindestens jeweils einer Testzelle mit 20 μm Schichtdicke mit homeotroper und mit homogener Oberflächenorientierung bei 1 kHz bestimmt wird. Die Meßspannung beträgt typischerweise 0,5 V bis 1 ,0 V, sie ist jedoch stets niedriger als die kapazitive Schwelle der jeweiligen untersuchten Fiüssigkristallmischung.
Als Hostmischung für dielektrisch positive und dielektrisch neutrale Verbin- düngen wird ZLI-4792 und für dielektrisch negative Verbindungen
ZLI-2857, beide von Merck KGaA, Deutschland, verwendet. Aus der Änderung der Dielektrizitätskonstante der Hostmischung nach Zugabe der zu untersuchenden Verbindung und Extrapolation auf 100 % der einge¬ setzten Verbindung werden die Werte für die jeweiligen zu untersuchen- den Verbindungen erhalten. Die zu untersuchende Verbindung wird zu
10% in der Hostmischung gelöst. Wenn die Löslichkeit der Substanz hier¬ zu zu gering ist, wird die Konzentration schrittweise solange halbiert, bis die Untersuchung bei der gewünschten Temperatur erfolgen kann.
Alle angegebenen Werte für Temperaturen für die vorliegende Erfindung sind in 0C und alle Temperaturdifferenzen entsprechend Differenzgrad angegeben, sofern nicht explizit anders angegeben.
Der Begriff „Schwellenspannung" bezieht sich für die vorliegende Erfindung auf die kapazitive Schwelle (V0), auch Freedericksz-Schwelle genannt, sofern nicht explizit anders angegeben. In den Beispielen wird auch, wie allgemein üblich, die optische Schwelle für 10 % relativen Kontrast (Vi0) bestimmt und angegeben.
Die elektrooptischen Eigenschaften, z.B. die Schwellenspannung (V0)
(kapazitive Messung) und die optische Schwelle (V10) werden, ebenso wie das Schaltverhalten, in bei der Merck KGaA hergestellten Testzellen bestimmt. Die Messzellen haben Substrate aus Natriumglas (Sodalime Glas) und sind in einer ECB- bzw. VA-Konfiguration mit Polyimid- Orientierungsschichten (SE-1211 mit Verdünner **26 (Mischungsverhältnis 1 :1) beide der Firma Nissan Chemicals, Japan), die senkrecht zueinander gerieben sind, ausgeführt. Die Fläche der durchsichtigen, nahezu quadratischen Elektroden aus ITO beträgt 1 cm2. Die Schichtdicke der verwendeten Testzellen wird entsprechend der Doppelbrechung der untersuchten Fiüssigkristallmischung so ausgewählt, dass die optische Verzögerung (0,33±0,01) μm beträgt. Die Polarisatoren, von denen sich jeweils einer vor bzw. hinter der Zelle befindet, bilden mit ihren Absorptionsachsen einen Winkel von 90° zueinander und sind mit diesen Achsen parallel zu der Reiberichtung an ihrem jeweils benachbarten Substrat. Die Schichtdicke beträgt meist ca. 4,0 μm. Die Zellen werden unter Normaldruck mittels Kapillarität gefüllt und unversiegelt untersucht.
Die verwendeten Flüssigkristallmischungen sind, wenn nicht anders angegeben, nicht mit einem chiralen Dotierstoff versetzt, sie eignen sich aber auch besonders für Anwendungen, in denen eine solche Dotierung erforderlich ist.
Die elektrooptischen Eigenschaften und die Schaltzeiten der Testzellen werden in einem Meßgerät DMS 301 der Firma Autronic-Melchers, Karlsruhe, Deutschland, bei einer Temperatur von 200C bestimmt. Die verwendete Ansteuerwellenform ist eine Rechteckwelle mit einer Frequenz von 60 Hz. Die Spannung wird als Vrms (root mean Square) angegeben. Bei der Messung der Schaltzeiten wird die Spannung von 0 V zum zweifachen Wert der optischen Schwelle (2Vi0) erhöht und umgekehrt. Die angegebenen Schaltzeiten gelten für die gesamte Zeit, die von der Änderung der Spannung bis zum Erreichen von 90 % der jeweiligen gesamten Änderung der Lichtintensität vergeht, also τon ≡ t(0%->90%) und toff = t(100%->10%), umfassen also auch die jeweiligen Totzeiten (delay times). Da die Einzelschaltzeiten von der Ansteuerspannung abhängen, werden zur Verbesserung der Vergleichbarkeit der Ergebnisse auch die Summe der beiden Einzelschaltzeiten (Σ = τon + τOff) bzw. die mittlere Schaltzeit (τav. = (τon + %f)/2) angegeben.
Die Voltage Holding Ratio wird in bei der Merck KGaA hergestellten Testzellen bestimmt. Die Messzellen haben Substrate aus Natriumglas (Sodalime Glas) und sind mit Polyimidorientierungsschichten (AL-3046 der Firma Japan Synthetic Rubber, Japan) mit einer Schichtdicke von 50 nm, die senkrecht zueinander gerieben sind ausgeführt. Die Schichtdicke beträgt einheitlich 6,0 μm. Die Fläche der durchsichtigen Elektroden aus ITO beträgt 1 cm2.
Alle Konzentrationen sind für die Zwecke der vorliegenden Erfindung, soweit nicht explizit anders vermerkt, in Massenprozent angegeben und beziehen sich auf die entsprechende Mischung oder Mischungs¬ komponente. Alle physikalischen Eigenschaften werden und wurden nach "Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals", Status Nov. 1997, Merck KGaA, Deutschland bestimmt und gelten für eine Temperatur von 20 0C, sofern nicht explizit anders angegeben. Δn wird bei 589 nm und
Δε bei 1 kHz bestimmt.
Die Rotationsviskosität wird mit der Methode des rotierenden Permanent¬ magneten und die Fließviskosität in einem modifizierten Ubbelohde- Viskosimeter bestimmt. Für die Flüssigkristallmischungen ZLI-2293, ZLI- 4792 und MLC-6608, alle Produkte der Firma Merck KGaA, Darmstadt, Dezύtschland, betragen die bei 2O0C bestimmten Werte der Rotations¬ viskosität 161 mPa-s, 133 mPa-s bzw. 186 rnPa-s und die der Fließvisko¬ sität (v) 21 mm2s-'1 14 mrrϊV1 bzw. 27 mnrvV1.
Die Voltage Holding Ratio wird bei 20 0C und nach 5 Minuten im Ofen bei 100 0C bestimmt. Die verwendete Spannung hat eine Frequenz von 60 Hz.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmedien können bei Bedarf auch weitere Zusatzstoffe wie z.B. Stabilisatoren, pleochroitische Farbstoffe und chirale Dotierstoffe (als Komponente C) in den üblichen Mengen enthalten. Die eingesetzte Menge dieser Zusatzstoffe beträgt insgesamt 0 % oder mehr bis 10 % oder weniger bezogen auf die Menge der gesamten Mischung bevorzugt 0,1 % oder mehr bis 6 % oder weniger. Die Konzentration der einzelnen eingesetzten Verbindungen beträgt bevorzugt 0,1 % oder mehr bis 3 % oder weniger. Die Konzentration dieser und ähnlicher Zusatzstoffe wird bei der Angabe der Konzentrationen sowie der Konzentrationsbereiche der Flüssigkristallverbindungen in den Flüssigkristallmedien nicht berücksichtigt.
Die Zusammensetzungen bestehen aus mehreren Verbindungen, bevor¬ zugt aus 3 oder mehr bis 30 oder weniger, besonders bevorzugt aus 6 oder mehr bis 20 oder weniger und ganz besonders bevorzugt aus 10 oder mehr bis 16 oder weniger Verbindungen, die auf herkömmliche Weise gemischt werden. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringe¬ rer Menge verwendeten Komponenten in den Komponenten gelöst, die den Hauptbestandteil der Mischung ausmachenden. Dies erfolgt zweck¬ mäßigerweise bei erhöhter Temperatur. Liegt die gewählte Temperatur über dem Klärpunkt des Hauptbestandteils, so ist die Vervollständigung des Lösungsvorgangs besonders leicht zu beobachten. Es ist jedoch auch möglich, die Flüssigkristallmischungen auf anderen üblichen Wegen, z.B. unter Verwendung von Vormischungen oder aus einem sogenannten „Multi Bottle System" herzustellen.
Die nachstehenden Beispiele dienen zur Veranschaulichung der Erfin- düng, ohne sie zu beschränken. In den Beispielen sind der Schmelzpunkt T (C1N), der Übergang von der smektischen (S) zur nematischen (N) Phase T(S1N) und der Klärpunkt T(N1I) einer Flüssigkristallsubstanz in Grad Celsius angegeben.
Für die vorliegende Erfindung und in den folgenden Beispielen sind die Strukturen der Flüssigkristallverbindungen durch Acronyme angegeben, wobei die Transformation in chemische Formeln gemäß folgender Tabel¬ len A bis C erfolgt. Alle Reste CnH2n+I, CmH2m+i und QH21+1 bzw. CnH2n, CmH2m und C1H2I sind geradkettige Alkylreste bzw. Alkylenreste jeweils mit n, m bzw. I C-Atomen. In Tabelle A sind die Ringelemente der Kerne der
Verbindung codiert, in Tabelle B sind die Brückenglieder aufgelistet und in Tabelle C sind die Bedeutungen der Symbole für die linken bzw. rechten Endgruppen der Moleküle aufgelistet. In Tabelle D sind exemplarisch Molekülstrukturen und deren Abkürzungen aufgelistet.
Tabelle A: Rinqelemente
Figure imgf000042_0001
Figure imgf000043_0001
Figure imgf000044_0001
Tabelle B: Brückenqlieder
E -CH2CH2- Z -CO-O-
V -CH=CH- Zl -O-CO-
X -CF=CH- O -CH2-O-
Xl -CH=CF- Ol -0-CH2-
B -CF=CF- Q -CF2-O-
T -CsC- Ql -0-CF2-
W -CF2CF2- T -C≡C-
Tabelle C: Endgruppen
Links einzelstehend Rechts einzelstehend
-n- CnH2n+1- -n -CnH2n+1
-nθ- CnH2n+i0- -nθ -O CnH2n+1
-V- CH2=CH- -V -CH=CH2
-nV- CnH2n+1 "CH=CH- -nV -CnH2n-CH=CH2
-Vn- CH2=CH-CnH2n- -Vn -CH=CH-CnH2n+I
-nVm- CnH2n+1 -CH=CH- -nVm -CnH2n-CH=CH-
CmH2m- CmH2m+1
-N- N≡C- -N -C≡N
-S- S=C=N- -S -N=C=S
-F- F- -F -F
-CL- Cl- -CL -Cl
-M- CFH2- -M -CFH2
-D- CF2H- -D -CF2H
-T- CF3- -T -CF3
-WlO- CFH2O - -OWl -OCFH2
-DO- CF2HO - -OD -OCF2H
-TO- CF3O - -OT -OCF3
-A- H-C≡C- -A -C≡C-H
-nA- CnH2n+i-C≡C- -An -C≡C-CnH2n+i
-NA- NC-C≡C- -AN -C≡C-CN
Links in Kombination Rechts in Kombination
-...A... -C≡C- -CsC-
-...V... CH=CH- -...V... -CH=CH- Z...- -CO-O- -...Z... -CO-O-
Zl...- -O-CO- -...Zl... -O-CO-
K...- -CO- -...K... -CO-
W...- -CF=CF -...W... -CF=CF-
worin n und m jeweils ganze Zahlen und die drei Punkte „..." Platzhalter für andere Abkürzungen aus dieser Tabelle sind.
Tabelle D
Figure imgf000045_0001
CC-n-m
Figure imgf000045_0002
CC-n-Om
Figure imgf000045_0003
CC-n-V
Figure imgf000045_0004
CC-n-Vm
Figure imgf000045_0005
CC-n-mV
CnH2n+1 -\ >~\ >-(CH2)-CH=CH-CIH2l+1
CC-n-mVI
Figure imgf000046_0001
CC-V-V
Figure imgf000046_0002
CC-V-mV
CH2=CH ~{^y-(^y- CH=CH-CmH '2m+1
CC-V-Vm
Figure imgf000046_0003
CC-Vn-mV
Figure imgf000046_0004
CC-nV-mV
Figure imgf000046_0005
CC-nV-Vm
Figure imgf000046_0006
CP-n-m
Figure imgf000046_0007
CP-nO-m
Figure imgf000046_0008
CP-n-Om
Figure imgf000047_0001
CCP-n-m
Figure imgf000047_0002
CCP-nO-m
Figure imgf000047_0003
CCP-n-Om
Figure imgf000047_0004
CCP-n-V
Figure imgf000047_0005
CCP-n-Vm
Figure imgf000047_0006
CCP-n-mV
Figure imgf000047_0007
CCP-n-mVI
Figure imgf000047_0008
CCP-V-m
Figure imgf000047_0009
CCP-nV-m
Figure imgf000048_0001
CCP-Vn-m
Figure imgf000048_0002
CCP-nVm-l
Figure imgf000048_0003
CCY-n-m
Figure imgf000048_0004
CCY-πO-m
Figure imgf000048_0005
CCY-n-Om
Figure imgf000048_0006
CCY-V-m
Figure imgf000048_0007
CCY-nV-m
CnH2n+1-CH C|H2|+1
Figure imgf000048_0008
CCY-nVm-l
Figure imgf000049_0001
CPP-n-m
Figure imgf000049_0002
CPP-nO-m
Figure imgf000049_0003
CPP-n-Om
Figure imgf000049_0004
CPP-V-m
Figure imgf000049_0005
CPP-nV-m
CH2 = CH-(CnH2n) - Λ // X /r CmH2m+1
CPP-Vn-m
CnH2n+1-CH = CH-(CmH2rv /H C1 IH1 '21+1
Figure imgf000049_0006
CPY-n-m
Figure imgf000050_0001
CPY-nO-m
Figure imgf000050_0002
CPY-n-Om 0
Figure imgf000050_0003
PYP-n-m
Figure imgf000050_0004
PYP-n-Om 5
Tabelle E
Stabilisatoren, die beispielsweise den erfindungsgemäßen Mischungen Q zugesetzt werden können, werden nachfolgend genannt.
Figure imgf000050_0005
5
Figure imgf000051_0001
Figure imgf000051_0002
Figure imgf000052_0001
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Tabelle E.
Tabelle F
In der Tabelle F werden chirale Dotierstoffe genannt, die bevorzugt in den erfindungsgemäßen Mischungen eingesetzt werden.
Figure imgf000052_0002
C 15
Figure imgf000052_0003
CB 15
Figure imgf000053_0001
R/S-811
Figure imgf000053_0002
CM 44
Figure imgf000053_0003
CN
Figure imgf000053_0004
R/S- 2011
Figure imgf000053_0005
Figure imgf000053_0006
R/S-3011
Figure imgf000054_0001
R/S-4011
Beispiele
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu be¬ grenzen. Sie illustrieren jedoch den Bereich an Eigenschaften, der bevorzugt realisiert werden kann, ebenso wie die bevorzugt einzusetzenden Verbindungen.
Die Flüssigkristallmedien werden bezüglich ihrer anwendungstechnischen Eigenschaften untersucht. Insbesondere werden ihre jeweiligen elektrooptischen Kennlinien, Schaltzeiten und ihre Voltage Holding Ratio in Testzellen bestimmt.
Die angegebenen Werte für die oben genannten Eigenschaften sind in der Regel Mittelwerte der Messungen von jeweils zwei Testzellen. Die Abweichungen zwischen den Ergebnissen der einzelnen Zellen betrugen in der Regel maximal 4 bis 5 %.
Beispiel 1
Es werden drei Flüssigkristallmischungen realisiert, die alle nahezu dieselben Werte des Klärpunkts, der Doppelbrechung, der dielektrischen Anisotropie und sogar der Rotationsviskosität aufweisen, sich jedoch signifikant im Wert der berechneten Peak-Zeiten bzw. der vorhergesagten Schaltzeiten (tmax bzw. tmax /Δn2) unterscheiden. Die Mischung M-2 ist eine Mischung die zu gleichen Teilen aus M1 und M-3 besteht. Die Zusammensetzungen der Mischungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, die Untersuchungsergebnisse in der übernächsten. Tabelle 1a:
Figure imgf000055_0001
Tabelle 1b:
Beispiel Nr. 1-1 1-2 1-3
Mischung Nr. M-1 M-2 M-3
Physikalische Eigenschaften
T(N1I) /0C 70,4 70,0 70,0 ne [589 nm, 200C] 1,5586 1,5588 1,5564 rio [589 nm, 200Cl 1 ,4764 1 ,4767 1 ,4738
Δn [589 nm, 200Cl 0,0822 0,0821 0,0826 ε||[1 kHz, 200Cl 3,4 3,5 3,6 ε± [1 kHz, 200C] 6,6 6,9 7,4
Δε [1 kHz, 200C] -3,2 -3,4 -3,8 εav.[1 kHz, 200Cl 5,53 5,83 6,13
-1 v [200Cl /mm2 s 20 18,5 17 v [00C] /mm2 s -1 n.b. n.b. 55
Yi [200C] mPa S 113 113 113 ki [200C] /pN 12,7 13,2 12,6 k3 [200Cl /pN 12,9 13,7 14,6 kg/ki [200Cl 1,02 1,04 1,16
V0 [200Cl /V 2,14 2,11 2,08
Vio [200Cl /V 2,54 2,57 2,48
Berechnete Zeiten tmax /ms 0,161 0,143 0,120
Uaχ/Δn2 /ms 23,9 21,1 17,7
Experimentelle Schaltzeiten: τ(0 V => 2 x Vi0) τDn[2xVio,20°Cl /ms 10,1 8,3 7,0
TOff [2xV10)20oCl /ms 10,6 10,0 10,8
Σ [2x V10, 200C] /ms 20,7 18,3 17,8
Bemerkung: n.b. nicht bestimmt.
Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, nimmt die Schaltzeit der Flüssigkristallanzeigen von Beispiel 1-1 über Beispiel 1-2 zu Beispiel 1-3 parallel mit der vorhergesagten Schaltzeit tmax bzw. tmax/Δn2, gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung, signifikant ab. Beispiel 2
Es werden drei Flüssigkristallmischungen realisiert, die alle nahezu dieselben Werte des Klärpunkts, der Doppelbrechung, der dielektrischen Anisotropie, der Rotationsviskosität und sogar im Wert der berechneten Peak-Zeiten bzw. Schaltzeiten (W bzw. tmax/Δn2), aufweisen, sich jedoch signifikant in ihrer Zusammensetzung unterscheiden. Die Mischung M-5 ist eine Mischung, die zu gleichen Teilen aus M-4 und M-6 besteht. Die Zusammensetzungen der Mischungen sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt, die Untersuchungsergebnisse in der übernächsten.
Tabelle 2a:
Figure imgf000057_0001
Tabelle 2b:
Figure imgf000058_0001
Bemerkung: n.b. nicht bestimmt. Wie aus den Ergebnissen zu ersehen ist, haben alle drei Mischungen dieses Beispiels, gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung entsprechend ihrem niedrigen Wert für tmaχ bzw. tmaX/Δn2 gute Schaltzeiten.
Wie aus den Ergebnissen weiter zu ersehen ist, nimmt die Schaltzeit der die Flüssigkristallanzeigen von Beispiel 2-1 über Beispiel 2-2 zu Beispiel 2-3 parallel zur Änderung der Zusammensetzung der Mischungen, gemäß der bevorzugten Lehre der vorliegenden Erfindung, zusätzlich signifikant ab.
Die Flüssigkristallmischungen der Beispiele 1 und 2 zeichnen sich besonders durch gute Schaltzeiten aus, dies gilt insbesondere für die Mischungen M-2, M-3, M-5 und M-6. Die Flüssigkristallmischungen der Beispiele 1 und 2, besonders die vier gerade genannten Mischungen, können vorteilhaft in ECB-Anzeigen aller bekannten Bauarten, wie z.B:
MVA, PVA und ASV, sowie auch in IPS- und PA LCD-Anzeigen verwendet werden.

Claims

Patentansprüche
1. Nθmatisches Flüssigkristallmedium mit negativer dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Peak-Zeit (W), die mit Hilfe der Gleichungen (1) und (2) wie in der Offenbarung beschrieben bestimmt wird, von 0,25 ms oder weniger aufweist.
2. Flüssigkristallmedium nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es einen Wert des Quotienten aus der Peak-Zeit und dem Quadrat der Doppelbrechung (tmax/Δn2) von 22 ms oder weniger aufweist.
3. Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Mittelwert der dielektrischen Konstanten im Bereich von 5,5 oder mehr bis 6,5 oder weniger aufweist.
4. Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine dielektrische Anisotropie im Bereich von -3,0 oder weniger bis -4,0 oder mehr aufweist.
5. Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Doppelbrechung im Bereich von 0,070 bis 0,110 aufweist.
6. Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass es
a) eine dielektrisch negative, flüssigkristalline Komponente
(Komponente A) enthält, die eine oder mehrere dielektrisch negative Verbindung(en) der Formel I enthält
Figure imgf000060_0001
worin mindestens einer von
Figure imgf000061_0001
bis
Figure imgf000061_0002
und die anderen, soweit vorhanden, jeweils unabhängig voneinander die selbe Bedeutung haben oder
Figure imgf000061_0003
R11 und R12 , unabhängig voneinander, Alkyl mit 1 bis 7 C- Atomen, Alkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen, oder Alkoxyalkyl, Alkenyl oder Alkenyloxy mit 2 bis 7 C- Atomen, wobei in allen Gruppen eine oder mehrere H-Atome durch Halogenatome ersetzt sein können,
L 1"1 und L 12 , unabhängig voneinander, C-F oder N,
Z11 und Z12 , jeweils unabhängig voneinander, -CH2-CH2-, -C≡C-, -CH=CH-, -CF=CF-, -CF=CH-, -CH=CF-, -CH2-CF2-, -CF2-CH2-, -CF2-CF2-, -CO-O-, -O-CO-, -OCH2-, -CH2O-, -OCF2, -CF2O- oder eine Einfachbindung,
n 0, 1 oder 2 bedeuten und b) eine dielektrisch neutrale, flüssigkristalline Komponente (Komponente B) enthält, die eine oder mehrere dielektrisch neutrale Verbindung(en) der Formel Il enthält
Figure imgf000062_0001
worin
R ,21 und I R D22 , jeweils unabhängig voneinander, eine der für R 11 und R12 gegebene Bedeutung haben
Z21 bis Z23 , jeweils unabhängig voneinander, auch diese voneinander unabhängig eine der für Z11 und Z1 gegebene Bedeutung haben
Figure imgf000062_0002
jeweils unabhängig voneinander,
Figure imgf000062_0003
p und q , jeweils unabhängig voneinander, 0 oder 1 bedeuten und optional c) eine chirale Komponente (Komponente C) enthält.
7. Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus Verbindungen der Formeln I und Il besteht.
8. Verwendung eines Flüssigkristallmediums nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 in einer elektrooptischen Anzeige.
9. Elektrooptische Anzeige enthaltend ein Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7.
10. Anzeige nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine
Vorrichtung zur Ansteuerung der Anzeige mit einer Aktiven Matrix, wie etwa einer Matrix von Dünnschichttransistoren (TFTs), umfaßt.
11.Verfahren zur Optimierung der Schaltzeit einer Flüssigkristallanzeige, dadurch gekennzeichnet, dass ein ein Flüssigkristallmedium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7 verwendet wird.
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