DE69123127T2

DE69123127T2 - Flüssigkristallanzeige

Info

Publication number: DE69123127T2
Application number: DE1991623127
Authority: DE
Inventors: Ulrich Dr Finkenzeller; Volker Reiffenrath; Georg Weber
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1990-12-20
Filing date: 1991-12-06
Publication date: 1997-04-03
Anticipated expiration: 2011-12-07
Also published as: HK123997A; JPH04296387A; EP0492222A3; JP2000186283A; DE69123127D1; EP0492222A2; JP2004124099A; EP0492222B1; JP3263420B2; JP2001294863A; JP3579682B2

Description

Die Erfindung betrifft Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen mit einem verbesserten Temperaturkoeffizienten der Schwellenspannung sowie darin verwendete Flüssigkristallmaterialien.
Soll eine FK-Anzeigevorrichtung über einen breiten Temperaturbereich funktionsfähig bleiben, so muß die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung im allgemeinen gering sein, da man in diesem Fall entweder vollkommen ohne eine elektronische Kompensation der Temperaturverschiebung auskommt oder die Kompensationselektronik weniger aufwendig sein muß und somit kostengünstiger ist als bei einer FK-Vorrichtung mit einem mittleren oder auch hohen Temperaturkoeffizienten der Schwellenspannung.
Aus diesem Grund sind aus technischer und wirtschaftlicher Sicht FK-Anzeigevorrichtungen mit einem geringen gemäß (1) definierten Temperaturkoeffizienten γ bevorzugt
γ = d Vth/dT (1)
Die Schwellenspannung kann z.B. als die Spannung definiert werden, bei der bei einer Temperatur von 20ºC und einem Sichtwinkel θ = 0º 10% Transmission erzielt wird, was in der Regel als V10,0,20 abgekürzt wird. Andere Definition sind ebenfalls möglich (siehe z.B. G.W. Gray, Hrg., Thermotropic Liquid Crystals (Thermotrope Flüssigkristalle), S. 81-87), wobei die Eignung der verschiedenen Definitionen von dem jeweiligen Versuchs ufbau abhängt.
Bei der vorliegenden Anmeldung wurde die Definition
Vth =V10,0,20
übernommen.
In der DE 36 06 787 wurde ein Mischungskonzept für FK-Anzeigevorrichtungen mit einer geringen Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung vorgeschlagen. Die darin beschriebenen FK-Materialien enthalten eine dielektrisch positive Komponente (A) und eine dielektrisch neutrale Komponente (B). Bei der Komponente (A) werden als dielektrisch positive Verbindungen z.B. 3-Halogencyanophenyle, 3-Halogen-4-isothiocyanatophenyle und 3,4-Dihalogenphenyle eingesetzt. Die in der DE 36 06 787 angegebenen FK-Mischungsbeispiele sind zwar durch recht vorteilhafte Werte für γ von beispielsweise 3,5 mV/ºC oder noch geringere Werte gekennzeichnet. Andererseits sind diese Mischungen jedoch oft durch eher schlechte Werte für die Steilheit der elektrooptischen Kennlinie, das Verhältnis der elastischen Konstanten für Bend und Splay sowie die optische und dielektrische Anisotropie gekennzeichnet.
Außerdem wird durch einen recht niedrigen Wert für γ in einem bestimmten endlichen Temperaturintervall, wie z.B. zwischen 0ºC und 40ºC, nicht unbedingt eine gute Verträglichkeit dieser Mischung mit der Treiberelektronik garantiert. Hinsichtlich einer einfachen und kostengünstigen elektronischen Kompensation ist es in der Regel von Vorteil, wenn die Mischung mehr oder weniger linear von der Temperatur abhängt. Aus elektronischer Sicht liegt ein weiteres bevorzugtes Temperaturverhalten dann vor, wenn die Schwellenspannung Vth ihren Maximalwert etwa bei der üblichen Arbeitstemperatur aufweist und gleichzeitig eine mehr oder weniger lineare Schwankung zeigt und an den Enden des endlichen Arbeitstemperaturbereichs eine recht flache Steigung aufweist.
Diese Anforderungen werden von den Mischungen aus dem Stande der Technik nur unzureichend erfüllt.
Aus der Lehre der EP 0 316 715 ist bekannt, daß man zur Erhöhung der dielektrischen Anisotropie von stark dielektrisch positiven Flüssigkristallmischungen über Ethyl verknüpfte Verbindungen mit einer 3,5-Difluor-4- cyano-phenyl-Gruppierung verwenden kann, wodurch die Betriebsspannung von TN-Zellen unter Aufrechterhaltung eines akzeptablen Tieftemperatur-Lagerverhaltens verringert wird.
In der EP 0 423 926 wird in einer TN-Zelle ein über Ethyl verknüpftes Cyanobiphenyl, das am endständigen Phenylring das gleiche Substitutionsmuster aufweist, zusammen mit Cyclohexylbenzonitrilen verwendet.
In der JP 63-216 858 wird vorgeschlagen, zur Erniedrigung der Treiberspannung von hochmultiplexierbaren TN - Zellen als Flüssigkristall eine über Ethyl verknüpfte Dreiringverbindung mit dem gleichen Substitutionsmuster zu verwenden.
In der JP 62-103 037 werden mit ähnlichen über Ethyl verknüpften Verbindungen ebenfalls hohe dielektrische Anisotropiewerte erzielt.
Aus der Lehre der WO 86/04 081 ist bekannt, daß man die Temperaturabhängigkeit der elektrooptischen Eigenschaften von hochmultiplexierbaren TN-Anzeigen ganz allgemein verbessern kann.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, FK-Anzeigevorrichtungen mit einem gegenüber den Mischungen aus dem Stande der Technik verbesserten Temperaturkoeffizienten γ der Schwellenspannung zur Verfügung zu stellen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung lag in der Bereitstellung von FK-Anzeigevorrichtungen,
die eine recht einfache und kostengünstige elektronische Kompensation der Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung erzielt w
Noch weitere Aufgaben, Merkmale und die sich daraus ergebenden Vorteile der vorliegenden Erfindung sind für den Fachmann beim Lesen der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung leicht ersichtlich.
Es hat sich gezeigt, daß sich diese und weitere Vorteile durch Bereitstellung der erfindungsgemäßen funktionsfähigen FK-Anzeigevorrichtung erzielen lassen, die eine temperaturabhängige Schwellenspannung aufweisen und zwei in einem definierten Abstand voneinander getrennte Trägerplatten, ein Mittel zum hermetischen Verkleben der Platten miteinander unter Bildung einer Kammer sowie eine in dieser Kammer befindliche Schicht aus einem Flüssigkristallmaterial mit positiver dielektrischer Anisotropie aufweist, wobei das Flüssigkristallmaterial, das noch einen nematischen Träger- wirtsmaterial (Carrierhost) und einen stark dielektrischen positiven Zusatzstoff enthält, wobei die Verbesserung darin besteht, daß der stark dielektrisch positive Zusatzstoff mindestens zwei 2,6-Difluorbenzonitrilderivate enthält, innerhalb eines endlichen Arbeitstemperaturbereichs, einen verbesserten Temperaturkoeffizienten der Schwellenspannung erzeugt.
Die erfindungsgemäße FK-Anzeigevorrichtung, bei der ein dielektrisch positives Flüssigkristallmaterial zum Einsatz kommt, beruht auf dem Prinzip der verdrillt nematischen Zelle oder auf anderen Zelltypen mit dielektrisch positiven Flüssigkristallmaterialien. Der Begriff der verdrillt nematischen Zelle wird hier im weitesten Sinn verwendet und schließt Zellen mit Verdrillungswinkeln ein, die von 0 bis 600º gehen, also LTN-Zellen (low twisted nematic = niedrig verdrillte Zellen), TN-Zellen (verdrillt nematische Zellen mit einem Verdrillungswinkel von etwa 90º) und STN-Zellen (supertwisted nematic = höher verdrillt nematische Zellen). Die Vorrichtung enthält mindestens eine Flüssigkristallschicht, die zwischen 2 Substraten, deren Innenseiten transparente Elektrodenschichten mit überlagerten transparenten Orientierungsschichten aufweisen, sandwichartig angebracht ist, wobei mindestens eines der Substrate transparent ist. In der Regel bestehen die Elektrodenschichten aus Indium-zinn-oxid (ITO) oder Indiumoxid (In&sub2;O&sub3;). Die Orientierungsschichten lassen sich z.B. durch Aufbringen eines Polymerfilms wie PVA oder eines Polyimidfilms mit anschließendem Reiben oder nach anderen Verfahren erhalten.
Unterschiedliche Oberflächentiltwinkel α lassen sich nach verschiedenen Orientierungsverfahren erzielen, wie dies z.B. in G.W. Gray et al., a.a.O., S. 74-77 beschrieben ist. In verdrillt nematischen Zellen mit Verdrillungswinkeln Φ ≤ 200º arbeitet man in der Regel mit relativ kleinen Oberflächentiltwinkeln, die z.B. im Bereich von 0,5º bis 10º liegen, während bei höheren Verdrillungswinkeln Φ ≤ 200º in der Regel mit höheren Tiltwinkeln gearbeitet werden muß, wie z.B. solchen, die im Bereich von 2º bis 45º liegen.
Die Struktur der Flüssigkristallschicht im nichtangesteuerten Zustand wird hauptsächlich durch den von den Richtungen der auf dem Substrat befindlichen Orientierungsschichten gebildeten Winkel, den Anstellwinkel und den Verdrillungswinkel bestimmt.
In den FK-Anzeigevorrichtungen können noch eine oder mehrere zusätzliche Flüssigkristallschichten enthalten sein, die in der Regel zur Ausschaltung von Interferenzfarben, wie z.B. insbesondere bei standardgemäßen FK-Anzeigevorrichtungen des STN-Typs, und/oder zur Verbesserung des Kontrasts und/oder der Sichtwinkelabhängigkeit des Kontrasts verwendet werden. Anstelle von zusätzlichen Flüssigkristallschichten können auch andere Kompensationsmedien, wie z.B. Schichten aus organischen Polymeren oder Schichten aus flüssigkristallinen Polymeren (siehe z.B. DE 39 19 387) zum Einsatz kommen.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen FK- Anzeigevorrichtungen, deren Prinzip hier erläutert ist, entspricht der für derartige Anzeigen üblichen Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefaßt und umfaßt auch alle Abwandlungen und Modifikationen von Zellen, bei denen dielektrisch positive nematische Flüssigkristalle zum Einsatz kommen. Eine ausführlichere Beschreibung üblicher Konstruktionstypen findet sich z.B. in G.W. Gray, a.a.O., Kapitel 3, B.S. Scheuble, Kontakte, Darmstadt, 1989 (1), S. 34-48 und E. Kaneko, Liquid Crystal TV Displays, Tokyo, 1987, siehe insbesondere Kapitel 2 und 3.
Ein wesentlicher Unterschied zwischen den erfindungsgemäßen FK-Anzeigevorrichtungen und denen aus dem Stande der Technik besteht jedoch in der Wahl des Flüssigkristallmaterials.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristallmaterial zeigt eine positive dielektrische Anisotropie und enthält u.a. ein nematisches Trägerwirtsmaterial und einen stark dielektrisch positiven Zusatzstoff, wobei der letztere mindestens ein 2,6-Difluorbenzonitrilderivat umfaßt.
Die nachfolgende kleinere Gruppe von 2,6- Difluorbenzonitrilen der Formeln I-III ist bevorzugt
worin
R Alkyl mit 1 bis 15 C-Atomen oder Alkenyl mit 3 bis 15 C-Atomen, wobei eine CH&sub2;-Gruppe in diesen Resten auch jeweils durch -O-, -CO-, -COO- oder -OCO- ersetzt sein kann,
eine 1,4-Phenylengruppe, eine 2-Fluor- oder 3- Fluor-1,4-phenylengruppe oder eine 1,4- Cyclohexylengruppe,
1,3-Dioxan-2,5-diyl, Tetrahydropyran-2,5-diyl, Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl,
Z¹ -CH&sub2;CH&sub2;-, -COO- oder eine Einfachbindung,
Z² -CH&sub2;CH&sub2;-, -COO-, -C C- oder eine Einfachbindung,
n, r und s unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
r + s 0, 1 oder 2 und
eine gegebenenfalls in 2- oder 3-Stellung seitlich monofluorierte 1,4-Phenylengruppe bedeuten.
Der Einfachheit halber werden nachstehend die folgenden Abkürzungen verwendet:
Phe 1,4-Phenylen
Phe.2F 2-Fluor-1,4-phenylen
Phe.3F 3-Fluor-1,4-phenylen
Phe. (F) gegebenenfalls in 2- oder 3-Stellung seitlich monofluoriertes 1,4-Phenylen
Phe.3F5F 3,5-Difluor-1,4-Phenylen
Cyc 1,4-Cyclohexylen
Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl
Thp Tetrahydropyran-2,5-diyl
Pyr Pyrimidin-2,5-diyl
Pyd Pyridin-2,5-diyl
Die Verbindungen der Formeln I-III schließen zweikernige, dreikernige und vierkernige Verbindungen ein, wobei die zweikernigen und dreikernigen Verbindungen im allgemeinen bevorzugt sind.
Die Verbindungen der Formeln I-III können eine oder mehrere Verknüpfungsgruppen Z¹ und Z² aufweisen. Die Verknüpfungsgruppen Z¹ und Z² bedeuten vorzugsweise -CH&sub2;- CH&sub2;- oder eine Einfachbindung, während die Carboxylatgruppe -COO- im allgemeinen weniger bevorzugt ist. Besonders bevorzugt sind Verbindungen, worin mindestens eine der Gruppen Z¹ und Z² eine Einfachbindung bedeutet.
Erfindungsgemäße Flüssigkristallmaterialien enthalten vorzugsweise mindestens eine der folgenden Verbindungen entsprechend den Formeln I.1 - I.24, II.1 - II.11 oder III.1 - III.13:
Besonders bevorzugt sind flüssigkristalline Materialien, die mindestens eine Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Verbindungen der Formeln I.1, I.2, I.3, I.4, I.8, I.21, II.1, II.2, II.4, II.5 und II.10 enthalten.
In den Verbindungen der Formeln I-III und I.1- I.24, II.1-II.11 und III.1-III.13 bedeutet R vorzugsweise Alkyl, Alkoxy oder Alkenyl und weiterhin Oxaalkyl.
Bedeutet R einen Alkylrest und/oder einen Alkoxyrest, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, weist 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 Kohlenstoffatome auf und bedeutet somit vorzugsweise Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Fentyl, Hexyl, Heptyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy und weiterhin Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.
Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2- Oxapropyl (= Methoxymethyl), 2-Oxabutyl (= Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (= 2-Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4- Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl oder 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
Bedeutet R einen Alkylrest, in dem eine CH&sub2;- Gruppe durch -CH=CH- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und weist 3 bis 10 Kohlenstoffatome auf. Somit bedeutet er insbesondere Prop-1- oder Prop-2-enyl, But-1-, -2- oder -3-enyl, Pent-1-, -2-, -3- oder -4-enyl, Hex-1-, -2-, -3-, -4- oder -5-enyl, Hept-1-, -2-, -3-, -4-, -5- oder -6-enyl, Oct-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6- oder -7-enyl, Non-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7- oder -8-enyl oder Dec-1-, -2-, -3-, -4-, -5-, -6-, -7-, -8- oder -9-enyl.
Bedeutet R einen Alkylrest, in dem eine CH&sub2;- Gruppe durch eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und weist 2 bis 6 Kohlenstoffatome auf. Somit bedeutet er insbesondere Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2-Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4- Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2- (Methoxycarbonyl)-ethyl, 2-Ethoxycarbonyl)-ethyl, 2- (Propoxycarbonyl)-ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)-propyl, 3- (Ethoxycarbonyl)-propyl und 4-(Methoxycarbonyl)-butyl.
Bedeutet R einen Alkylrest, in dem eine CH&sub2;- Gruppe durch gegebenenfalls substituiertes -CH=CH- und eine benachbarte CH&sub2;-Gruppe durch -CO- oder -CO-O- oder -O-CO- ersetzt ist, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig und weist 4 bis 13 Kohlenstoffatome auf. Somit bedeutet er insbesondere Acryloyloxymethyl, 2-Acryloyloxyethyl, 3- Acryloyloxypropyl, 4-Acryloyloxybutyl, 5- Acryloyloxypentyl, 6-Acryloyloxyhexyl, 7- Acryloyloxyheptyl, 8-Acryloyloxyoctyl, 9- Acryloyloxynonyl, 10-Acryloyloxydecyl, Methacryloyloxymethyl, 2-Methacryloyloxyethyl, 3-Methacryloyloxypropyl, 4-Methacryloyloxybutyl, 5-Methacryloyloxypentyl, 6- Methacryloyloxyhexyl, 7-Methacryloyloxyheptyl, 8-Methacryloyloxyoctyl oder 9-Methacryloyloxynonyl.
Verbindungen der Formeln I-III mit verzweigten Flügelgruppen R können aufgrund verbesserter Löslichkeit in den herkömmlichen Flüssigkristall-Basismaterialien, aber insbesondere als chirale Dotierstoffe, falls sie optisch aktiv sind, gelegentlich von Bedeutung sein.
Verzweigte Gruppen dieses Typs weisen in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung auf. Als verzweigte Reste R sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1- Methylpropyl), Isobutyl (2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3- Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2- Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1- Methylhexoxy und 1-Methylheptoxy bevorzugt.
Bedeutet R einen Alkylrest, in dem zwei oder mehr CH&sub2;-Gruppen durch -O- und/oder -CO-O- ersetzt sind, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er verzweigt und weist 3 bis 12 Kohlenstoffatome auf. Somit bedeutet er insbesondere Biscarboxymethyl, 2,2- Biscarboxyethyl, 3,3-Biscarboxypropyl, 4,4- Biscarboxybutyl, 5,5-Biscarboxypentyl, 6,6- Biscarboxyhexyl, 7,7-Biscarboxyheptyl, 8,8- Biscarboxyoctyl, 9,9-Biscarboxynonyl, 10,10- Biscarboxydecyl, Bis(methoxycarbonyl)-methyl, 2,2- Bis(methoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis(methoxycarbonyl)- propyl, 4,4-Bis(methoxycarbonyl)-butyl, 5,5- Bis(methoxycarbonyl)-pentyl, 6,6-Bis(methoxycarbonyl)- hexyl, 7,7-Bis(methoxycarbonyl)-heptyl, 8,8- Bis(methoxycarbonyl)-octyl, Bis(ethoxycarbonyl)-methyl, 2,2-Bis(ethoxycarbonyl)-ethyl, 3,3-Bis(ethoxycarbonyl)- propyl, 4,4-Bis (ethoxycarbonyl)-butyl und 5,5- Bis(ethoxycarbonyl)-pentyl.
Die Formeln I-III schließen sowohl die Racemate dieser Verbindungen als auch die optischen Antipoden und deren Mischungen ein.
Unter diesen Verbindungen der Formeln I-III und deren Teilformeln sind jene bevorzugt, bei denen mindestens einer der darin enthaltenen Reste eine der genannten bevorzugten Bedeutungen besitzt.
Die Verbindungen der Formeln I-III und der Formeln I.1-I.24, II.1-II.11 und III.1-III.13 können nach Verfahren dargestellt werden, die z.B. in der DE 32 09 178 und der US 4 853 152 beschrieben sind. Diese Verbindungen lassen sich auch nach anderen Verfahren darstellen, wie sie in der Literatur (z.B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, Band IX, S. 867ff) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.
Erfindungsgemäße Flüssigkristallmaterialien, die mindestens ein 2,6-Difluorbenzonitrilderivat, aber vorzugsweise mindestens eine Verbindung entsprechend den Formeln I-III und insbesondere mindestens eine Verbindung der Formeln I.1-I.24, II.1-II.11 und III.1-III.8 enthalten, sind durch einen verbesserten Temperaturkoeffizienten der Schwellenspannung gekennzeichnet. Der Fachmann kann zwecks Verbesserung oder Optimierung anderer Eigenschaften der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmaterialien im Hinblick auf die vorgesehene Anwendung leicht ohne weiteres und ohne erfinderische Zugabe 2,6-Difluorbenzonitrile, jedoch vor allem 2,6- Difluorbenzonitrile der Formeln I-III und insbesondere der Formeln I.1-I.24, II.1-I.11 und III.1-III.8 auswählen. Beispielsweise zeigen STN-Anzeigen oft relativ hohe Werte für den optischen Gangunterschied d Δn von beispielsweise 0,8 µm bis 1,4 µm, wobei in diesem Fall Flüssigkristallmaterialien mit hohem Δn-Wert verwendet werden sollten, um eine Erniedrigung der Schichtdicke d und somit der Schaltzeiten zu ermöglichen. Für die vorliegende Anwendung wird der Fachmann 2,6- Difluorbenzonitrilen mit hohem Δn-Wert, wie z.B. Verbindungen der Formeln I.1-I.7, I.9-I.13, I.18-I.20 oder III.2-III.7 den Vorzug geben. STN-Anzeigen mit relativ niedrigen d Δn-Werten von 0,4 µm bis 0,8 µm, wie z.B. OMI-Anzeigen (siehe z.B. Schadt, M. et al., Appl. Phys. Lett. 50 (1987) 236) oder andere Arten von Anzeigen (siehe z.B. DE 30 22 818) benötigen im allgemeinen Flüssigkristallmaterialien mit einem recht niedrigen bzw. niedrigen An-Wert, weshalb der Fachmann vorzugsweise z.B. Verbindungen der Formeln I.1-I.24, II.1-II.11 und III.1- III.13 mit mindestens einem gesättigten Ringsystem auswählt.
Weiterhin kann der Fachmann Verbindungen aus der gut definierten und recht begrenzten Verbindungsklasse der 2,6-Difluorbenzonitrile, aber vor allem aus der kleineren Untergruppe der 2,6-Difluorbenzonitrile der Formeln I-III und insbesondere aus der recht kleinen und bevorzugten Untergruppe der Verbindungen der Formeln I.1- I.24, II.1-II.11 und III.1-III.13 auswählen, um andere Eigenschaften der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmaterialien, wie z.B. die Fließviskosität, den Klärpunkt und/oder den nematischen Phasenbereich zu verbessern bzw. zu optimieren.
Bevorzugt sind Flüssigkristallmaterialien, die mindestens eine Verbindung der Formeln I.1 - I.24, II.1 - II.11 und III.1 - III.13 enthalten, deren Ringgruppen aus den folgenden Strukturen ausgewählt sind
Phe, Phe.2F, Phe.3F, Phe.3F5F, Cyc, Dio, Thp, Pyr, Pyd und direkt über eine oder mehrere Einfachbindungen und/oder nicht mehr als eine Ethylengruppe verknüpft sind.
Besonders bevorzugt sind Flüssigkristallmaterialien, die eine oder mehrere Verbindungen der Formeln I und/oder II enthalten, worin
n 0 oder 1,
Z¹ und Z² unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder -CH&sub2;-CH&sub2;-,
Phe oder Phe.3F und
Cyc, Phe, Phe.2F oder Phe.3F und insbesondere Cyc oder Phe bedeuten.
Weiterhin bevorzugt sind Flüssigkristallmaterialien, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel III enthalten, worin
r 0,
s 0 oder 1 und
Pyr oder Pyd bedeuten.
Besonders bevorzugt sind Flüssigkristallmaterialien, die eine oder mehrere Verbindungen ausgewählt aus der folgenden kleineren Gruppe von Verbindungen enthalten:
I.1, I.2, I.3, I.4, I.7, I.8, I.9, I.11, I.12, I.14, I.15, I.18, I.21, II.1, II.2, II.4, II.5, III.2, III.3, III.4 und III.5
Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen, die die obenbeschriebenen bevorzugten und besonders bevorzugten Materialien enthalten, besitzen günstige Eigenschaften und sind bevorzugt.
Flüssigkristallmaterialien, die eine oder mehrere Verbindungen entsprechend den Formeln I-III enthalten, worin mindestens eine der Verknüpfungsgruppen Z¹ und Z² -COO- bedeutet, besitzen hauptsächlich aufgrund der unzureichenden Stabilität dieser Carboxylatverbindungen ungünstige Eigenschaften. Verbindungen der Formeln I und II, worin Z² -COO- bedeutet, und Verbindungen der Formel III, worin die zu dem endständigen Ring Phe.3F5F-CN benachbarte Verknüpfungsgruppe -COO- bedeutet, zeigen oft unzureichende Stabilität, wobei Flüssigkristallmaterialien, die eine oder mehrere dieser Verbindungen enthalten, in der Regel recht ungünstige Eigenschaften besitzen. Sollte sich in einigen seltenen Fällen der Einsatz von Carboxylatverbindungen der Formeln I-III als erforderlich herausstellen, so sollte das Massenverhältnis dieser Verbindungen, bezogen auf die Masse des Flüssigkristallmaterials, gering sein und vorzugsweise nicht mehr als 5%, insbesondere weniger als 2,5%, und vor allem weniger als 1,0% betragen.
2,6-Difluorbenzonitrile sind durch relativ hohe bzw. hohe Werte für die dielektrische Anisotropie Δ&epsi; gekennzeichnet, wodurch sich vorteilhafte Werte für die Schwellenspannung Vth ergeben.
Neben diesen vorteilhaften Eigenschaften sind die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmaterialien durch einen verbesserten Temperaturkoeffizienten der Schwellenspannung innerhalb des endlichen Arbeitstemperaturbereichs gekennzeichnet, der sich z.B. als der nematische Phasenbereich oder als ein für die jeweilige Anwendung erforderlicher Temperaturbereich definieren läßt.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung werden ein oder mehrere 2,6-Difluorbenzonitrile so ausgewählt, daß die Schwellenspannung Vth innerhalb des endlichen Arbeitstemperaturbereichs zumindest in etwa temperaturunabhängig ist. Flüssigkristall- Anzeigevorrichtungen mit einem Temperaturkoeffizienten γ = dVth/dT von weniger als 3 10&supmin;² V ºC&supmin;¹, insbesondere von weniger als 2 10&supmin;² V ºC&supmin;¹ und ganz besonders von weniger als 1 10&supmin;² V ºC&supmin;¹ sind bevorzugt.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung werden ein oder mehrere 2,6-Difluorbenzonitrile so ausgewählt, daß Vth eine ziemlich genau definierte Temperaturabhängigkeit besitzt, die an die Anforderungen der Treiberelektronik optimal angepaßt ist.
In Abb. 1 ist z.B. die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung Vth für das in Beispiel 1 angegebene Flüssigkristallmaterial dargestellt. Die Schwellenspannung dieses Flüssigkristallmaterials hat ihren Höchstwert bei etwa 35ºC und sinkt etwas bei niedrigeren und höheren Temperaturen. Nimmt man einen Arbeitstemperaturbereich zwischen -30ºC und +70ºC an, so kann man feststellen, daß Vth bezüglich ihres Höchstwerts ein mehr oder weniger symmetrisches Verhalten zeigt und daß die dem Höchstwert von Vth entsprechende Temperatur mehr oder weniger in der Mitte dieses Arbeitstemperaturbereichs liegt. Dieses symmetrische Verhalten ist aus technischer Sicht besonders vorteilhaft.
Im Vergleich hierzu zeigt die Mischung ZLI 4246- 000 (Handelsprodukt der Firma E. Merck, Darmstadt, Deutschland) aus dem Stande der Technik für die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung γ eine leicht s-förmige und nicht eine symmetrische Kurve, was von Nachteil ist. Die Verbesserung von γ, die sich durch Anwendung der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung erzielen läßt, ist umso wertvoller, als in der Technik eingesetzte Mischungen nicht nur bezüglich γ, sondern auch bezüglich anderer Parameter wie Arbeitstemperaturbereich, Viskosität, Schwellenspannung, Steilheit der elektrooptischen Kennlinie, UV- und Hitzebeständigkeit usw. optimiert werden müssen. In der Regel beobachtet man jedoch, daß die Optimierung eines Parameters oft zu einer Verschlechterung eines oder sogar mehrerer anderer Parameter führt. Mittels der technischen Lehre der vorliegenden Erfindung werden somit die Möglichkeiten zur Bereitstellung von Mischungen, die bezüglich mehrerer verschiedener Forderungen maßgeschneidert sind, stark erweitert.
Es ist weiterhin möglich, ein oder mehrere 2,6- Difluorbenzonitrile so auszuwählen, daß die Schwellenspannung eine weitere definierte Abhängigkeit von der Temperatur zeigt, wie z.B. eine zumindest in etwa lineare Abhängigkeit oder eine andere Art von Abhängigkeit, die optimal an die Eigenschaften der Treiberelektronik angepaßt ist. Flüssigkristall- Anzeigevorrichtungen mit einer linearen Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung von 4 10&supmin;³ V ºC&supmin;¹ ≤ dVth/dT ≤ 1,2 10&supmin;² V ºC&supmin;¹ und insbesondere von 4,5 10&supmin;³ V ºC&supmin;¹ ≤ dVth/dt ≤ 9,5 10&supmin;³ V ºC&supmin;¹ sind bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmaterialien enthalten ein nematisches Trägerwirtsmaterial und einen stark dielektrisch positiven Zusatzstoff, wobei der letztere mindestens ein 2,6-Difluorbenzonitril enthält.
Vorzugsweise enthalten die Flüssigkristallmaterialien 2 bis 40 und insbesondere 3 bis 35 Komponenten. Ganz besonders bevorzugt enthalten die Materialien neben einem oder mehreren 2,6-Difluorbenzonitrilen 5 bis 25 Komponenten.
Die Komponenten der Flüssigkristallmaterialien außer den 2,6-Difluorbenzonitrilen werden vorzugsweise ausgewählt aus nematischen oder nematogenen (monotropen oder isotropen) Substanzen, insbesondere aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexancarbonsäure-phenyl- oder -cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexyl-ester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexyl-phenylester der Benzoesäure, Cyclohexylphenylester der Cyclohexancarbonsäure, Cyclohexylphenylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Biscyclohexylbenzole, 4,4'-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenylbzw. Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- bzw. Cyclohexylpyridine, Phenyl- bzw. Cyclohexyldioxane, Phenyl- bzw. Cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2- (4-phenylcyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexyl-phenylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren. Die 1,4-Phenylengruppen dieser Verbindungen können ebenfalls fluoriert sein.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile in Frage kommenden Verbindungen erfindungsgemäßer Medien lassen sich durch die Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisieren:
In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 können L und E gleich oder verschieden voneinander sein. L und E bedeuten unabhängig voneinander einen zweiwertigen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- sowie deren Spiegelbilder, worin Phe 1,4- Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder gegebenenfalls durch Fluor substituiertes 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan- 2,5-diyl und G2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin- 2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeuten.
Vorzugsweise ist einer der Reste L und E Cyc, Phe oder Pyr. E ist vorzugsweise Cyc, Phe, oder Phe-Cyc. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin L und E aus der Gruppe bestehend aus Cyc, Phe und Pyr ausgewählt sind und gleichzeitig eine oder mehrere Komponenten aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 ausgewählt sind, worin einer der Reste L und E aus der Gruppe bestehend aus Cyc, Phe oder Pyr ausgewählt ist und der andere Rest aus der Gruppe bestehend aus -Phe-Phe-, -Phe- Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc- ausgewählt ist und gegebenenfalls eine oder mehrere Komponenten aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 ausgewählt sind, worin die Reste L und E aus der Gruppe bestehend aus -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc- ausgewählt sind.
R' und R'' bedeuten in den Verbindungen der Teilformeln 1a, 2a, 3a, 4a und 5a jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Bei den meisten dieser Verbindungen sind R' und R'' voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste in den meisten Fällen Alkyl oder Alkenyl ist. In den Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b bedeutet R'' -CN, -CF&sub3;, -OCF&sub3;, -OCHF&sub2;, -F, -Cl oder -NCS, während R' in diesen Formeln die für die Verbindungen der Teilformeln 1a bis 5a angegebene Bedeutung besitzt und vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl bedeutet. Andere Varianten der vorgesehenen Substituenten in den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 sind jedoch ebenfalls gebräuchlich. Eine Vielzahl dieser Substanzen oder auch deren Mischungen sind im Handel erhältlich. All diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie dazu erhältlich.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten neben Komponenten, die aus der Gruppe der Verbindungen 1a, 2a, 3a, 4a und 5a (Gruppe 1) ausgewählt werden, vorzugsweise auch Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1b, 2b, 3b, 4b und 5b (Gruppe 2), wobei die Prozentanteile dieser Komponenten vorzugsweise:
Gruppe 1: 0 bis 60 %, insbesondere 5 bis 50 %
Gruppe 2: 0 bis 60 %, insbesondere 5 bis 40 %
betragen.
Vorzugsweise enthalten die Flüssigkristallmaterialien 1 bis 40 %, insbesondere 5 bis 30 % und ganz besonders nicht weniger als 10% 2,6-Difluorbenzonitrile. Vorzugsweise enthalten die Materialien 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 2,6-Difluorbenzonitrile, die vorzugsweise ausgewählt sind aus den Verbindungen der Formeln I-III und insbesondere aus den Verbindungen der Formeln I.1-I.24, II.1-II.11 und III.1-III.13.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Materialien erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel werden die Komponenten ineinander gelöst, zweckmäßigerweise bei erhöhter Temperatur. Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmaterialien lassen sich mit Hilfe geeigneter Zusatzstoffe hinsichtlich der vorgesehenen Anwendung modifizieren und optimieren. Diese Art von Zusatzstoffen ist dem Fachmann bekannt und ausführlich in der Literatur beschrieben (siehe z.B. H. Kelker/R. Hatz, Handbuch der Flüssigkristalle, Verlag Chemie, Weinheim, 1980). Beispielsweise ist es üblich, zur Herstellung von gefärbten Anzeigesystemen pleochroitische Farbstoffe und/oder Substanzen zur Modifizierung der dielektrischen Anisotropie und/oder der Viskosität und/oder chirale Dopierstoffe zur Induzierung einer Helixstruktur der Flüssigkristallschicht und zur Einstellung des erforderlichen Verdrillungswinkels Φ und/oder zur Entfernung des Reverse-Twist zuzugeben.
Die folgenden Beispiele sind als Veranschaulichung der Erfindung und nicht als Beschränkung aufzufassen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent. Alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben, m.p. bedeutet Schmelzpunkt und c.p. = Klärpunkt. Es bedeuten ferner: K: Kristallin-fester Zustand, N: nematische Phase, S: smektische Phase und I: isotrope Phase. Die zwischen zwei Symbolen stehenden Angaben stellen die Umwandlungstemperaturen dar. Δn bedeutet die optische Anisotropie (589 nm, 20ºC), und die Bestimmung der Viskosität (mm²/sec) erfolgte bei 20ºC.

Beispiel 1

a) In Abb. 1 ist die Temperaturabhängigkeit von Vth für eine erfindungsgemäße STN-Anzeige (schwarze Kreise) dargestellt, die folgende Parameter besitzt
Verdrillungswinkel Φ = 240º
Verhältnis von Zelldicke zu Ganghöhe
d/p = 0,5
Tiltwinkel α = 5º
und ein Flüssigkristallmaterial bestehend aus
8% 4-Pentyl-3",5"-difluor-4"-cyanoterphenyl
14% 1-(trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl)-2-(3,5-difluor-4-cyanophenyl)-ethan
18% trans-1-p-Methoxyphenyl-4-propylcyclohexan
14% trans-1-p-Ethoxyphenyl-4-propylcyclohexan
15% trans,trans-4-propoxy-4'-propylcyclohexylcyclohexan
10% 4-Ethyl-4'-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl
8% 4-Ethyl-4'-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
4% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
3% 4,4'-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl
3% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl und
3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4- propylcyclohexyl)-2-fluorbiphenyl
enthält.
b) Zu Vergleichszwecken ist die Temperaturabhängigkeit von Vth für eine STN-Anzeige aus dem Stande der Technik (weiße Kreise) dargestellt, die folgende Parameter besitzt
Verdrillungswinkel Φ = 240º
Verhältnis von Zelldicke zu Ganghöhe
d/p = 0,5
Tiltwinkel α = 5º
und ein Flüssigkristallmaterial bestehend aus
2% 4-Ethylbenzoesäure-(3-fluor-4-cyanophenyl)-ester
3% 4-Propylbenzoesäure-(3-fluor-4-cyanophenyl)-ester
8% 4-Pentylbenzoesäure-(3-fluor-4-cyanophenyl)-ester
6% 4-Heptylbenzoesäure-(3-fluor-4-cyanophenyl)-ester
16% trans-1-p-Methoxyphenyl-4-propylcyclohexan
12% trans-1-p-Ethoxyphenyl-4-propylcyclohexan
11% trans,trans-4-Propoxy-4'-propylcyclohexylcyclohexan
12% 4-Ethyl-4'-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl
11% 4-Ethyl-4'-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
4% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
5% 4,4'-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl
5% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl und
5% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4-propylcyclohexyl)-2-fluorbiphenyl
enthält.
c) Die erfindungsgemäße STN-Anzeige aus Beispiel 1a) zeigt ein mehr oder weniger symmetrisches Verhalten von Vth bezüglich ihres Höchstwerts, und die dem Höchstwert von Vth entsprechende Temperatur liegt mehr oder weniger in der Mitte des endlichen Arbeitstemperaturbereichs von -30ºC bis +70ºC.
Im Gegensatz hierzu zeigt die STN-Anzeige aus dem Stande der Technik für die Temperaturabhängigkeit von Vth eine leicht S-förmige Kurve, was aus technischer Sicht von Nachteil ist.

Beispiel 2

Eine erfindungsgemäße STN-Anzeige, die folgende Parameter besitzt
Verdrillungswinkel Φ = 240º
Verhältnis von Zelldicke zu Ganghöhe d/p = 0,5
Tiltwinkel α = 5º
und ein Flüssigkristallmaterial bestehend aus
5% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-3',5'-difluor-4'- cyanobiphenyl
5% 4-Pentyl-3",5"-difluor-4"-cyanoterphenyl
12% 4-[trans-4-(trans-5-Butylcyclohexyl)-cyclohexyl]- 2,6-difluorbenzonitril
18% trans-1-p-Methoxyphenyl-4-propylcyclohexan
14% trans-1-p-Ethoxyphenyl-4-propylcyclohexan
15% trans,trans-4-Propoxy-4'-propylcyclohexylcyclohexan
10% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4'-ethylbiphenyl
8% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-ethylbiphenyl
4% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
3% 4,4'-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl
3% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl und
3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4- propylcyclohexyl)-2-fluorbiphenyl
enthält, das folgende Parameter
Schmelzpunkt = -20ºC
Klärpunkt = 102ºC
Viskosität = 24 mm²s&supmin;¹ (20ºC)
Dielektrische Anisotropie = 6.2 (20ºC, 1 kHz)
Doppelbrechung = 0,1250 (20ºC, 589 nm)
zeigt, besitzt vorteilhafte Eigenschaften und insbesondere eine günstige Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.

Beispiel 3

Eine erfindungsgemäße STN-Anzeige, die folgende Parameter besitzt
Verdrillungswinkel Φ - 240º
Verhältnis von Zelldicke zu Ganghöhe d/p = 0,5
Tiltwinkel α = 5º
und ein Flüssigkristallmaterial bestehend aus
8% 4-Pentyl-3",5"-difluor-4"-cyanoterphenyl
5% 4-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-2,6-difluorbenzonitril
9% 4-[trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexyl]- 2,6-difluorbenzonitril
18% trans-1-p-Methoxyphenyl-4-propylcyclohexan
14% trans-1-p-Ethoxyphenyl-4-propylcyclohexan
15% trans,trans-4-Propoxy-4'-propylcyclohexylcyclohexan
10% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4'-ethylbiphenyl
8% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-ethylbiphenyl
4% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
3% 4,4'-Bis-(trans-4-propylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl
3% 4,4'-Bis-(trans-4-pentylcyclohexyl)-2- fluorbiphenyl und
3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4- propylcyclohexyl)-2-fluorbiphenyl
enthält, das folgende Eigenschaften
Schmelzpunkt = -30ºC
Klärpunkt = 102ºC
Viskosität = 24 mm²s&supmin;¹ (20ºC)
Dielektrische Anisotropie = 6,2 (20ºC, 1 kHz)
Doppelbrechung = 0,1252 (20ºC, 589 nm)
zeigt, besitzt vorteilhafte Eigenschaften und vor allem eine günstige Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung.

Claims

1. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung mit verbesserter Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung und mit zwei in einem definierten Abstand voreinander getrennten Trägerplatten, einem Mittel zum hermetischen Verkleben der Platten miteinander unter Bildung einer Kammer, einer in dieser Kammer befindlichen Schicht aus einem Flüssigkristallmaterial mit positiver dielektrischer Anisotropie, wobei das Flüssigkristallmaterial noch ein nematisches Trägerwirtsmaterial (Carrierhost) und einen stark dielektrischen positiven Zusatzstoff enthält, wobei die Verbesserung darin besteht, daß der stark dielektrisch positive Zusatzstoff mindestens zwei 2,6-Difluorbenzonitrilderivate enthält.

2. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine verdrillt nematische Flüssigkristallzelle verwendet wird.

3. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, bei der eine höher verdrillt nematische STN-Flüssigkristallzelle verwendet wird.

4. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 11 dadurch gekennzeichnet, daß das Flüssigkristallmaterial mindestens eine im wesentlichen dielektrisch neutrale Verbindung enthält, die ausgewählt ist aus der Gruppe von Verbindungen der Formeln 1a bis 5a,

wobei

L und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander einen zweiwertigen Rest ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- und deren Spiegelbildern, worin Phe gegebenenfalls durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4- Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5- diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeutet

und

R' und R" jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen bedeuten.

5. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, wobei die Schicht aus Flüssigkristallmaterial zwischen mindestens zwei optischen Zuständen elektrisch schaltbar ist und die 2,6- Difluorbenzonitrilderivate so ausgewählt werden, daß die Einschalt-Schwellenspannung und/oder Ausschalt- Schwellenspannung bei dieser Schicht innerhalb des endlichen Arbeitstemperaturbereichs zumindest näherungsweise temperaturunabhängig sind.

6. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabhängigkeit der Einschalt-Schwellenspannung und/oder Ausschalt- Schwellenspannung bei dieser Flüssigkristallschicht weniger als 2 10&supmin;² V ºC&supmin;¹ beträgt.

7. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, wobei die Schicht aus Flüssigkristallmaterial zwischen mindestens zwei optischen Zuständen elektrisch schaltbar ist und die 2,6- Difluorbenzonitrilderivate zusammen mit den anderen Verbindungen des Flüssigkristallmaterials so ausgewählt werden, daß die Einschalt-Schwellenspannung und/oder Ausschalt-Schwellenspannung bei dieser Schicht innerhalb des endlichen Arbeitstemperaturbereichs zumindest näherungsweise eine lineare Temperaturabhängigkeit zeigen.

8. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturabhängigkeit der Einschalt-Schwellenspannung und/oder Ausschalt- Schwellenspannung bei dieser Flüssigkristallschicht innerhalb des endlichen Arbeitstemperaturbereichs im Bereich von 4 10&supmin;³ V ºC&supmin;¹ bis 1,2 10&supmin;² V ºC&supmin;¹ liegt.

9. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, wobei die Schicht aus Flüssigkristallmaterial zwischen mindestens zwei optischen Zuständen elektrisch schaltbar ist und die 2,6- Difluorbenzonitrilderivate zusammen mit den anderen Verbindungen des Flüssigkristallmaterials so ausgewählt werden, daß die Einschalt-Schwellenspannung und/oder Ausschalt-Schwellenspannung bei dieser Schicht ein Maximum durchlaufen, das zumindest näherungsweise in der Nähe des Mittelpunkts des endlichen Arbeitstemperaturbereichs liegt.

10. Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach mindestens einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Betriebstemperaturbereich sich mindestens von 0ºC bis +40ºC erstreckt.

11. Flüssigkristallmaterial, das in einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1-10 verwendet wird.