DE4448054B4 - Liquid-crystalline medium and its use - Google Patents
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Abstract
Flüssigkristallines Medium mit einer Doppelbrechung Δn zwischen 0,04 und 0,10 auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, daß es mindestens eine Verbindung der Formel I, worin
R1 einen unsubstituierten Alkylrest mit bis zu 18 C-Atomen und
R2 einen Alkoxyrest mit bis zu 17 C-Atomen bedeuten,
und
mindestens zwei Verbindungen der Formel II, worin
R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander
H, ein unsubstituierter Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 18 C-Atomen, worin eine oder mehrere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch einen Rest ausgewählt aus der Gruppe -O-, -S- und -C≡C- ersetzt sein können, bedeuten,
wobei mindestens eine Verbindung der Formal II ausgewählt ist aus der Verbindung der Formel, worin n 1-18 und m 1-17 bedeuten,
und mindestens eine Verbindung der Formel II ausgewählt ist aus der Formel, worin n und m jeweils unabhängig voneinander 1-18 bedeuten,...Liquid-crystalline medium having a birefringence Δn between 0.04 and 0.10, based on a mixture of polar compounds with negative dielectric anisotropy, characterized in that it comprises at least one compound of the formula I, wherein
R 1 is an unsubstituted alkyl radical having up to 18 carbon atoms and
R 2 is an alkoxy radical having up to 17 C atoms,
and
at least two compounds of the formula II, wherein
R 1 and R 2 are each independently
H, an unsubstituted alkyl or alkenyl radical having up to 18 carbon atoms, wherein one or more non-adjacent CH 2 groups may be replaced by a radical selected from the group -O-, -S- and -C≡C-, mean,
where at least one compound of the formula II is selected from the compound of the formula where n is 1-18 and m is 1-17,
and at least one compound of the formula II is selected from the formula where n and m are each independently 1-18, ...
Description
Die
Erfindung betrifft ein flüssigkristallines
Medium mit einer Doppelbrechung Δn
zwischen 0,04 und 0,10 auf der Basis eines Gemisches von polaren
Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie, welches mindestens
eine Verbindung der Formel I worin
R1 einen unsubstituierten Alkylrest mit bis
zu 18 C-Atomen und
R2 einen Alkoxyrest
mit bis zu 17 C-Atomen bedeuten,
und
mindestens zwei Verbindungen
der Formel II, worin
R1 und R2 jeweils
unabhängig
voneinander
H, ein unsubstituierter Alkyl- oder Alkenylrest
mit bis zu 18 C-Atomen, worin eine oder mehrere nicht benachbarte
CH2-Gruppen durch einen Rest ausgewählt aus
der Gruppe -O-, -S- und -C≡C-
ersetzt sein können,
bedeuten,
wobei mindestens eine Verbindung der Formel II ausgewählt ist
aus der Verbindung der Formel, worin n 1-18 und m 1-17 bedeuten,
und
mindestens eine Verbindung der Formel II ausgewählt ist aus der Formel, worin n und m jeweils unabhängig voneinander
1-18 bedeuten,
enthält,
insbesondere
für elektrooptische
Anzeigen mit einer Aktivmatrix-Addressierung
basierend auf dem ECB-Effekt.The invention relates to a liquid-crystalline medium having a birefringence Δn of between 0.04 and 0.10 on the basis of a mixture of polar compounds having negative dielectric anisotropy, which comprises at least one compound of the formula I. wherein
R 1 is an unsubstituted alkyl radical having up to 18 carbon atoms and
R 2 is an alkoxy radical having up to 17 C atoms,
and
at least two compounds of the formula II, wherein
R 1 and R 2 are each independently
H, an unsubstituted alkyl or alkenyl radical having up to 18 carbon atoms, wherein one or more non-adjacent CH 2 groups may be replaced by a radical selected from the group -O-, -S- and -C≡C-, mean,
wherein at least one compound of the formula II is selected from the compound of the formula where n is 1-18 and m is 1-17,
and at least one compound of the formula II is selected from the formula wherein n and m are each independently 1-18,
contains
especially for electro-optical displays with an active matrix addressing based on the ECB effect.
Das Prinzip der elektrisch kontrollierten Doppelbrechung, der ECB-Effekt (electrically controlled birefringence) oder auch DAP-Effekt (Deformation aufgerichteter Phasen) wurde erstmals 1971 beschrieben (M.F. Schieckel und K. Fahrenschon, ”Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields”, Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912). Es folgten Arbeiten von J.F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193) und G. Labrunie und J. Robert (J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869).The Principle of electrically controlled birefringence, the ECB effect (electrically controlled birefringence) or DAP effect (deformation aligned phases) was first described in 1971 (M.F. Schieckel and K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields ", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912). This was followed by works by J.F. boat (Appl. Phys. Lett 20 (1972), 1193) and G. Labrunie and J. Robert (J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869).
Die Arbeiten von J. Robert und F. Clerc (SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30), J. Duchene (Displays 7 (1986), 3) und H. Schad (SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244) haben gezeigt, daß flüssigkristalline Phasen hohe Werte für das Verhältnis der elastischen Konstanten K3/K1, hohe Werte für die optische Anisotropie Δn und Werte für die dielektrische Anisotropie Δε Werte –0,5 und –5 aufweisen müssen, um für hochinformative Anzeigeelemente basierend auf dem ECB-Effekt eingesetzt werden zu können. Auf dem ECB-Effekt basierende elektrooptische Anzeigeelemente weisen eine homöotrope Randorientierung auf.The work of J. Robert and F. Clerc (SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30), J. Duchene (Displays 7 (1986), 3) and H. Schad (SID 82 Digest Techn. Papers (1982). , 244) have shown that liquid-crystalline phases must have high values for the ratio of the elastic constants K 3 / K 1 , high values for the optical anisotropy Δn and values for the dielectric anisotropy Δε values -0.5 and -5, for highly informative display elements based on the ECB effect can be used. Electro-optical display elements based on the ECB effect have a homeotropic edge orientation.
Für die technische Anwendung dieses Effektes in elektrooptischen Anzeigeelementen werden FK-Phasen benötigt, die einer Vielzahl von Anforderungen genügen müssen. Besonders wichtig sind hier die chemische Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit, Luft und physikalischen Einflüssen wie Wärme, Strahlung im infraroten, sichtbaren und ultravioletten Bereich und elektrische Gleich- und Wechselfelder. Ferner wird von technisch verwendbaren FK-Phasen eine flüssigkristalline Mesophase in einem geeigneten Temperaturbereich und eine niedrige Viskosität gefordert.For the technical application of this effect in electro-optical display elements FK phases are needed, which must meet a variety of requirements. Particularly important here are the chemical resistance to moisture, air and physical influences such as heat, radiation in the infrared, visible and ultraviolet range and electrical alternating and alternating fields. Furthermore, technically usable LC phases require a liquid-crystalline mesophase in a suitable temperature range and a low viscosity.
In keiner der bisher bekannten Reihen von Verbindungen mit flüssigkristalliner Mesophase gibt es eine Einzelverbindung, die allen diesen Erfordernissen entspricht. Es werden daher in der Regel Mischungen von zwei bis 25, vorzugsweise drei bis 18, Verbindungen hergestellt, um als FK-Phasen verwendbare Substanzen zu erhalten. Optimale Phasen konnten jedoch auf diese Weise nicht leicht hergestellt werden, da bisher keine Flüssigkristallmaterialien mit deutlich negativer dielektrischer Anisotropie und ausreichender Langzeitstabilität zur Verfügung standen.In None of the previously known series of compounds with liquid-crystalline Mesophase there is a single compound that meets all these requirements equivalent. There are therefore usually mixtures of two to 25, preferably three to 18, compounds prepared to be FK phases to obtain usable substances. Optimal phases, however, could can not be easily prepared in this way, since so far no liquid crystal materials with clearly negative dielectric anisotropy and sufficient Long-term stability to disposal stood.
Matrix-Flüssigkristallanzeigen (MFK-Anzeigen) sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können beispielsweise aktive Elemente (d. h. Transistoren) verwendet werden. Man spricht dann von einer ”aktiven Matrix”, wobei man zwei Typen unterscheiden kann:
- 1. MOS (Metal Oxide Semiconductor)-Transistoren auf Silizium-Wafer als Substrat.
- 2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.
- 1. MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistors on silicon wafer as a substrate.
- 2. Thin-film transistors (TFT) on a glass plate as a substrate.
Bei Typ 1 wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise die dynamische Streuung oder der Guest-Host-Effekt verwendet. Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial beschränkt die Displaygröße, da auch die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den Stößen zu Problemen führt.at Type 1 is usually the dynamic one as an electro-optical effect Scatter or the guest host effect used. The usage of Single-crystal silicon as substrate material limits the display size, as well the modular composition of various partial displays on the Bumps to problems leads.
Bei dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt verwendet. Man unterscheidet zwei Technologien: TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z. B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer Technologie wird weltweit mit großer Intensität gearbeitet.at the more promising type 2, which is preferred, is considered electro-optical Effect usually the TN effect used. There are two technologies: TFTs made of compound semiconductors such as CdSe or TFT's based on polycrystalline or amorphous silicon. At the latter Technology is being worked on worldwide with great intensity.
Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Größe der Bildpunkt-Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart angeordnet ist, daß je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelement gegenüber liegt.The TFT matrix is on the inside of a glass plate of the display upset while the other glass plate on the inside the transparent counter electrode wearing. Compared to the size of the pixel electrode is the TFT very small and disturbs the picture practically not. This technology can also be used for full color Image displays, with a mosaic of red, green and blue filters is arranged such that each one filter element a switchable picture element opposite lies.
Die bisher bekannten TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polaristoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.The Previously known TFT displays usually work as TN cells with crossed polaristors in transmission and are from behind illuminated.
Der Begriff MFK-Anzeigen umfasst hier jedes Matrix-Display mit integrierten nichtlinearen Elementen, d. h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Metall-Isolator-Metall).Of the Term MFK displays here includes any matrix display with built-in nonlinear elements, d. H. in addition to the active matrix also ads with passive elements such as varistors or diodes (MIM = metal-insulator-metal).
Derartige MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für TV-Anwendungen (z. B. Taschenfernseher) oder für hochinformative Dis-plays in Automobil- oder Flugzeugbau. Neben Problemen hinsichtlich der Winkelabhängigkeit des Kontrastes und der Schaltzeiten resultieren bei MFK-Anzeigen Schwierigkeiten bedingt durch nicht ausreichend hohen spezifischen Widerstand der Flüssigkristallmischungen [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210–288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television Liquid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]. Mit abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige. Da der spezifische Widerstand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren Oberflächen der Anzeige im allgemeinen über die Lebenszeit einer MFK-Anzeige abnimmt, ist ein hoher (Anfangs)-Widerstand sehr wichtig für Anzeigen die akzeptable Widerstandswerte über eine lange Betriebsdauer aufweisen müssen.such MFK displays are particularly suitable for TV applications (eg pocket TV) or for highly informative Dis-plays in automotive or Aircraft construction. In addition to problems with the angle dependence the contrast and the switching times result in MFK displays Difficulties due to not sufficiently high specific Resistance of the liquid crystal mixtures [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Addressing Television Liquid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]. With decreasing resistance, the contrast deteriorates a MFK display. As the resistivity of the liquid crystal mixture by Interaction with the inner surfaces of the display in general over the Lifetime of a MFK display decreases, a high (initial) resistance is very important for ads the acceptable resistance values over have to have a long service life.
Der Nachteil der bisher bekannten MFK-TN-Anzeigen beruht in ihrem vergleichsweise niedrigen Kontrast, der relativ hohen Blickwinkelabhängigkeit und der Schwierigkeit in diesen Anzeigen Graustufen zu erzeugen.Of the Disadvantage of the previously known MFK TN displays is based in their comparatively low contrast, the relatively high viewing angle dependence and the difficulty in creating grayscale in these displays.
Aus
der
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten und niedriger Schwellenspannung, mit deren Hilfe verschiedene Graustufen erzeugt werden können.It There is still a great need for MFK ads with very high specific resistance and at the same time a large operating temperature range, short switching times and low threshold voltage, with their help different shades of gray can be generated.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, MFK-Anzeigen welche auf dem ECB-Effekt beruhen bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße und gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände aufweisen.Of the Invention is based on the object, MFK displays which on the ECB effect based provide the above-mentioned disadvantages not or only to a lesser extent and at the same time have very high resistivities.
Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man in diesen Anzeigeelementen nematische Flüssigkristallmischungen verwendet, die mindestens eine Verbindung der Formel aufweist.It has now been found that this object can be achieved if one uses in these display elements nematic liquid-crystal mixtures containing at least one compound of formula having.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie gemäß Anspruch 1. Bevorzugte Ausführungsformen sind:
- a) Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel III enthält: worin R1 und R2 jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 1 für Formel 4 angegebene Bedeutung haben.
- b) Medium, welches im wesentlichen aus 4 oder mehr Verbindungen ausgewählt aus den Formeln I und II, und zwei oder mehr Verbindungen der Formel III besteht.
- c) Medium, welches mindestens 2 Verbindungen der Formel I enthält.
- d) Medium, wobei der Anteil an Verbindungen der Formel I im Gesamtgemisch mindestens 15 Gew.-% beträgt.
- e) Medium, wobei der Anteil an Verbindungen der Formel II im Gesamtgemisch mindestens 30 Gew.-% beträgt.
- f) Medium, wobei der Anteil an Verbindungen der Formel III im Gesamtgemisch 10 bis 50 Gew.-% beträgt.
- g) Flüssigkristallines Medium, welches mindestens 2 Verbindungen ausgewählt aus den Formeln IIIa und IIIb enthält worin alkyl C1-6-Alkyl bedeutet, insbesondere enthaltend 1 Verbindung der Formel IIIa und mindestens 1 Verbindung der Formel IIIb
- h) Flüssigkristallines Medium, welches im wesentlichen aus: 15–30 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I, 30–70 Gew.-% zwei oder mehrerer Verbindungen der Formel II und 10–50 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel III besteht.
- a) medium which additionally contains one or more compounds of the formula III: wherein R 1 and R 2 each independently have one of the meanings given in claim 1 for formula 4.
- b) medium which consists essentially of 4 or more compounds selected from the formulas I and II, and two or more compounds of formula III.
- c) medium containing at least 2 compounds of formula I.
- d) medium, wherein the proportion of compounds of formula I in the total mixture is at least 15 wt .-%.
- e) medium, wherein the proportion of compounds of formula II in the total mixture is at least 30 wt .-%.
- f) medium, wherein the proportion of compounds of formula III in the total mixture is 10 to 50 wt .-%.
- g) liquid-crystalline medium containing at least 2 compounds selected from the formulas IIIa and IIIb wherein alkyl is C 1-6 -alkyl, in particular containing 1 compound of formula IIIa and at least 1 compound of formula IIIb
- h) liquid-crystalline medium which consists essentially of: 15-30% by weight of one or more compounds of the formula I, 30-70% by weight of two or more compounds of the formula II and 10-50% by weight of one or more Compounds of formula III is.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines flüssigkristallinen Mediums nach einem der Ansprüche 1 bis 11 als Dielektrikum in einer elektrooptischen Anzeige mit einer Aktivmatrix-Addressierung basierend auf dem ECB-Effekt.Another object of the invention is the use of a liquid-crystalline medium according to one of claims 1 to 11 as a dielectric in an electro-optical display with an active matrix Addres based on the ECB effect.
Vorzugsweise weist die Flüssigkristallmischung einen nematischen Phasenbereich von mindestens 60 K und eine Viskosität von maximal 30 mPa·s bei 20°C auf.Preferably indicates the liquid crystal mixture a nematic phase range of at least 60 K and a maximum viscosity 30 mPa · s at 20 ° C on.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung weist ein Δε von etwa –0,5 bis –5, insbesondere von etwa –3,0 bis –4,5 auf, wobei Δε die dielektrische Anisotropie bedeutet.The Inventive liquid-crystal mixture has a Δε of about -0.5 to -5, in particular from about -3.0 to -4.5 on, wherein Δε the dielectric Anisotropy means.
Die Doppelbrechung Δn in der Flüssigkristallmischung liegt zwischen 0,04 und 0,10, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,09 und die Dielektrizitätskonstante e|| größer oder gleich 3, vorzugsweise 3,2 bis 8,5.The Birefringence Δn in the liquid crystal mixture is between 0.04 and 0.10, preferably between 0.05 and 0.09 and the dielectric constant e || bigger or equal to 3, preferably 3.2 to 8.5.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die erfindungsgemäßen Medien
- – mindestens eine Verbindung der Formel I,
- – mindestens zwei Verbindungen der Formel II, und
- – mindestens eine Verbindung ausgewählt aus den Formeln V und VI: worin R1 und R2 die die für Formel II in Anspruch 1 angegebene Bedeutung besitzen, und m und n jeweils 0 oder 1 bedeuten.
- At least one compound of the formula I,
- At least two compounds of formula II, and
- At least one compound selected from the formulas V and VI: wherein R 1 and R 2 have the meaning given for formula II in claim 1, and m and n are each 0 or 1.
Insbesondere bestehen diese Medien im wesentlichen aus
- – einer oder mehreren Verbindungen der Formel I,
- – zwei oder mehreren Verbindungen der Formel II,
- – einer oder mehreren Verbindungen der Formel V, und
- – einer oder mehreren Verbindungen der Formel VI.
- One or more compounds of the formula I,
- Two or more compounds of the formula II,
- - One or more compounds of the formula V, and
- - One or more compounds of formula VI.
Medien enthaltend Verbindungen der Formel V, worin m 0 ist, und Verbindungen der Formel V, worin m 1 ist, sind besonders bevorzugt.media containing compounds of the formula V, wherein m is 0, and compounds of Formula V wherein m is 1 are particularly preferred.
In
einer besonders bevorzugten Ausführungsform
bestehen die erfindungsgemäßen Medien
im wesentlichen aus:
10–25
Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I,
20–40 Gew.-%
zwei oder mehrerer Verbindungen der Formel II,
20–40 Gew.-%
einer oder mehrerer Verbindungen der Formel V und
15–35 Gew.-%
einer oder mehrerer Verbindungen der Formel VI.In a particularly preferred embodiment, the media according to the invention consist essentially of:
10-25% by weight of one or more compounds of the formula I,
20-40% by weight of two or more compounds of the formula II,
20-40 wt .-% of one or more compounds of the formula V and
15-35% by weight of one or more compounds of the formula VI.
Die
Dielektrika können
auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebenen
Zusätze
enthalten. Beispielsweise können
0–15%
pleochroitische Farbstoffe zugesetzt werden, ferner Leitsalze, vorzugsweise
Ethyl-dimethyldodecylammonium-4-hexoxybenzoat, Tetrabutylammoniumtetraphenylboranat oder
Komplexsalze von Kronenethern (vgl. z. B. Haller et al., Mol. Cryst.
Liq. Cryst. Band 24, Seiten 249–258 (1973))
zur Verbesserung der Leitfähigkeit
oder Substanzen zur Veränderung
der dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Orientierung
der nematischen Phasen. Derartige Substanzen sind z. B. in den
Die einzelnen Komponenten der Formel I bis III der erfindungsgemäßen Flüssigkristallphasen sind entweder bekannt oder ihre Herstellungsweisen sind für den einschlägigen Fachmann aus dem Stand der Technik ohne weiteres abzuleiten, da sie auf in der Literatur beschriebenen Standardverfahren basieren.The individual components of the formula I to III of the liquid crystal phases according to the invention are either known or their manufacturing methods are for the skilled person to derive readily from the prior art, since they are based on in based on the literature described standard methods.
Entsprechende
Verbindungen der Formeln I und II werden beispielsweise beschrieben
in
Entsprechende
Verbindungen der Formel III werden beispielsweise beschrieben in
Entsprechende
Verbindungen der Formal V werden in der
Die
Verbindungen der Formel VI sind bekannt, z. B. aus der
Die erfindungsgemäßen nematischen Flüssigkristallmischungen der Anzeigen enthalten vorzugsweise mindestens 10% von Verbindungen der Formel I, insbesondere bevorzugt 15 bis 30% von Verbindungen der Formel I.The nematic according to the invention liquid crystal mixtures The ads preferably contain at least 10% of compounds of the formula I, particularly preferably 15 to 30% of compounds of Formula I.
Die erfindungsgemäßen nematischen Flüssigkristallmischungen in den Anzeigen enthalten in der Regel zwei Komponenten A und B, die ihrerseits aus einer oder mehreren Einzelverbindungen bestehen.The nematic according to the invention liquid crystal mixtures the ads usually contain two components A and B, which in turn consist of one or more individual links.
Die Komponente A weist eine deutlich negative dielektrische Anisotropie auf und verleiht der nematischen Phase eine dielektrische Anisotropie von ≤ –0,3. Sie enthält bevorzugt Verbindungen der Formeln I und II.The Component A has a distinctly negative dielectric anisotropy and gives the nematic phase a dielectric anisotropy from ≤ -0.3. she contains preferably compounds of the formulas I and II.
Der Anteil der Komponente A liegt zwischen 45 und 100%.Of the Proportion of component A is between 45 and 100%.
Für Komponente A wird vorzugsweise eine (oder mehrere) Einzelverbindung(en) gewählt, die einen Wert von Δε ≤ –0,8 haben. Dieser Wert muß umso negativer sein, je kleiner der Anteil A an der Gesamtmischung ist.For component A is preferably selected one (or more) individual compound (s), the have a value of Δε ≤ -0.8. This value must be be more negative, the smaller the proportion A of the total mixture.
Die Komponente B weist eine ausgeprägte Nematogenität und eine Viskosität von nicht mehr als 30 mm2s–1, vorzugsweise nicht mehr als 25 mm2s–1 bei 20°C auf.The component B has a pronounced nematogeneity and a viscosity of not more than 30 mm 2 s -1 , preferably not more than 25 mm 2 s -1 at 20 ° C.
Besonders bevorzugte Einzelverbindungen der Komponente B sind extrem niedrig viskose nematische Flüssigkristalle mit einer Viskosität von nicht mehr als 18, vorzugsweise nicht mehr als 12 mm2s–1, bei 20°C. Komponente B ist monotrop oder enantiotrop nematisch, weist keine smektischen Phasen auf und kann in Flüssigkristallmischungen das Auftreten von smektischen Phasen bis zu sehr tiefen Temperaturen verhindern. Versetzt man beispielsweise eine smektische Flüssigkristallmischung mit jeweils verschiedenen Materialien mit hoher Nematogenität, so kann durch den erzielten Grad der Unterdrückung smektischer Phasen die Nematogenität dieser Materialien verglichen werden.Particularly preferred individual compounds of component B are extremely low-viscosity nematic liquid crystals having a viscosity of not more than 18, preferably not more than 12 mm 2 s -1 , at 20 ° C. Component B is monotropic or enantiotropic nematic, has no smectic phases and can prevent the occurrence of smectic phases in liquid crystal mixtures up to very low temperatures. If, for example, a smectic liquid-crystal mixture is mixed with in each case different materials with high nematogeneity, the degree of suppression of smectic phases achieved can be used to compare the nematogeneity of these materials.
Dem Fachmann sind aus der Literatur eine Vielzahl geeigneter Materialien bekannt. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel III.the The skilled person is from the literature a variety of suitable materials known. Particular preference is given to compounds of the formula III.
Daneben können diese Flüssigkristallphasen auch mehr als 18 Komponenten, vorzugsweise 18 bis 25 Komponenten, enthalten.Besides can these liquid crystal phases also more than 18 components, preferably 18 to 25 components, contain.
Vorzugsweise enthalten die Phasen 4 bis 15, insbesondere 5 bis 12, Verbindungen der Formeln I, II und III, bzw. I, II, V und VI.Preferably contain the phases 4 to 15, in particular 5 to 12 compounds of the formulas I, II and III, or I, II, V and VI.
Neben Verbindungen der Formeln I bis VI können auch noch andere Bestandteile zugegen sein, z. B. in einer Menge von bis zu 45% der Gesamtmischung, vorzugsweise jedoch bis zu 34%, insbesondere bis zu 10%.Next Compounds of the formulas I to VI may also contain other constituents be present, for. In an amount of up to 45% of the total mixture, but preferably up to 34%, in particular up to 10%.
Die anderen Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus den nematischen oder nematogenen Substanzen, insbesondere den bekannten Substanzen, aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan-carbonsäurephenyl- oder -cyclohexyl-ester, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylnaphthaline, 1,4-Bis-cyclohexylbiphenyle oder Cylohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren.The Other ingredients are preferably selected from the nematic or nematogenic substances, in particular the known substances from the classes of azoxybenzenes, benzylideneanilines, biphenyls, terphenyls, Phenyl or cyclohexyl benzoates, cyclohexane-carboxylic acid phenyl or cyclohexyl esters, phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, Cyclohexylcyclohexanes, cyclohexylnaphthalenes, 1,4-biscyclohexylbiphenyls or cyclohexylpyrimidines, phenyl or cyclohexyldioxanes, optionally halogenated stilbenes, benzylphenyl ethers, tolans and substituted ones Cinnamic acids.
Die
wichtigsten als Bestandteile derartiger Flüssigkristallphasen in Frage
kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formel IV charakterisieren,
Bei den meisten dieser Verbindungen sind R3 und R4 voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist eine Alkyl- oder Alkoxygruppe ist. Auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden herstellbar.In most of these compounds R 3 and R 4 are different from each other, wherein one of these radicals is usually an alkyl or alkoxy group. Other variants of the proposed substituents are in use. Many such substances or mixtures thereof are commercially available. All these substances can be prepared by literature methods.
Die erfindungsgemäßen Medien können weiterhin einen oder mehrere Farbstoffe enthalten.The inventive media can furthermore contain one or more dyes.
Der
Aufbau der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen
entspricht der üblichen
Geometrie, wie sie z. B. in
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent; alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.The The following examples are intended to illustrate the invention without limiting it. Above and below, percentages are by weight; all Temperatures are given in degrees Celsius.
Folgende Abkürzungen werden verwendet: The following abbreviations are used:
Die angegebenen Schwellenspannungswerte V (0,0), V (10,0), V (90,0) wurden in einer üblichen ECB-Zelle mit einer Schichtdicke von 5 μm bei 20°C gemessen.The given threshold voltage values V (0,0), V (10,0), V (90,0) were in a standard ECB cell with a layer thickness of 5 microns at 20 ° C measured.
Weiterhin
bedeuten:
- Δn
- die optische Anisotropie gemessen bei 20°C und 589 nm
- Δε
- die dielektrische Anisotropie bei 20°C
- cp
- Klärpunkt [°C]
- S
- Steilheit der Kennlinie
- .DELTA.n
- the optical anisotropy measured at 20 ° C and 589 nm
- Δε
- the dielectric anisotropy at 20 ° C
- cp
- Clearing point [° C]
- S
- Slope of the characteristic
Die zur Messung der Schwellspannung verwendete Anzeige weist zwei planparallele Trägerplatten, im Abstand von 5 μm und Elektrodenschichten mit darüberliegenden Orientierungsschichten aus Lecithin auf den Innenseiten der Trägerplatten auf, welche eine homeotrope Orientierung der Flüssigkristalle bewirken.The The display used to measure the threshold voltage has two plane-parallel Carrier plates, at a distance of 5 μm and electrode layers with overlying Orientation layers of lecithin on the insides of the carrier plates which cause a homeotropic orientation of the liquid crystals.
Beispiel 1example 1
Man
stellt eine Mischung bestehend aus
Beispiel 2Example 2
Man
stellt eine flüssigkristalline
Phase bestehend aus
Vergleichsbeispiel 1Comparative Example 1
Man
stellt eine flüssigkristalline
Phase her bestehend aus,
Beispiel 3Example 3
Man
stellt eine flüssigkristalline
Phase her:
Vergleichsbeispiel 2Comparative Example 2
Man
stellt eine flüssigkristalline
Phase her:
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- 1994-12-15 DE DE4444813A patent/DE4444813B4/en not_active Expired - Lifetime
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