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WO1999004383A1 - Ferroelektrisches flüssigkristalldisplay mit breitem arbeitstemperaturbereich - Google Patents

Ferroelektrisches flüssigkristalldisplay mit breitem arbeitstemperaturbereich Download PDF

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Publication number
WO1999004383A1
WO1999004383A1 PCT/EP1998/004335 EP9804335W WO9904383A1 WO 1999004383 A1 WO1999004383 A1 WO 1999004383A1 EP 9804335 W EP9804335 W EP 9804335W WO 9904383 A1 WO9904383 A1 WO 9904383A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
replaced
diyl
atoms
display
different
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1998/004335
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ayako Takeichi
Barbara Hornung
Hans-Rolf DÜBAL
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Original Assignee
Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Hoechst Research and Technology Deutschland GmbH and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG, Hoechst Research and Technology Deutschland GmbH and Co KG filed Critical Aventis Research and Technologies GmbH and Co KG
Priority to JP2000503523A priority Critical patent/JP2001510910A/ja
Priority to EP98941322A priority patent/EP0995184A1/de
Priority to US09/462,858 priority patent/US6549188B1/en
Publication of WO1999004383A1 publication Critical patent/WO1999004383A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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    • C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
    • C09K19/3001—Cyclohexane rings
    • C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09K19/58—Dopants or charge transfer agents
    • C09K19/586—Optically active dopants; chiral dopants
    • C09K19/588—Heterocyclic compounds
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/139—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent
    • G02F1/141—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on orientation effects in which the liquid crystal remains transparent using ferroelectric liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/34—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source
    • G09G3/36—Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters by control of light from an independent source using liquid crystals
    • G09G3/3611—Control of matrices with row and column drivers
    • G09G3/3622—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix
    • G09G3/3629—Control of matrices with row and column drivers using a passive matrix using liquid crystals having memory effects, e.g. ferroelectric liquid crystals
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09G—ARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G2310/00—Command of the display device
    • G09G2310/06—Details of flat display driving waveforms

Definitions

  • liquid crystals Due to the unusual combination of anisotropic and fluid behavior, liquid crystals have found a large number of possible uses in electro-optical switching and display devices.
  • smectic liquid crystal phases in particular ferroelectric (FLC), have also been used in recent years.
  • FLC ferroelectric
  • FLC light valves Ferroelectric liquid crystal mixtures
  • LC light valves are devices that e.g. change their optical transmission or reflection properties due to electrical shading in such a way that incident or reflected light is intensity-modulated. Examples are the well-known clock and calculator displays or LC displays in the field of office communication and television.
  • the viscosity is temperature-dependent as follows: ⁇ (T) ⁇ exp V / k b T
  • the invention therefore relates to a ferroelectric liquid crystal display comprising a ferroelectric liquid crystal mixture, characterized in that the display is driven by voltage pulses of longer than 0.9 ms.
  • the invention also relates to an above-mentioned display with improved temperature dependence of the working voltage.
  • Another object of the invention is a method for producing a ferroelectric liquid crystal display with improved temperature dependence of the working voltage, characterized in that the ferroelectric liquid crystal mixture and the electrical control are matched to one another in such a way that the product from spontaneous polarization (in nano-Coulomb /
  • Square centimeters and the width of the voltage pulses used for the control is greater than 15, preferably 20, particularly preferably 100, in particular 500.
  • the invention also relates to a method for improving the
  • Temperature dependence of the working voltage of an FLC display characterized in that the display is controlled with voltage pulses which are longer than 0.9 ms.
  • the display according to the invention is particularly suitable for applications in which very fast switching is not necessary. Such displays can be switched with the same voltage over a very wide temperature range; there is no need to adjust the voltage depending on the temperature.
  • the required working voltages are very low, they can be below 15V, sometimes below 5V, in particular even below 3V.
  • Applications are therefore, for example, displays in chip cards, electronic price or display signs (shelf labels), PDAs (Personal Digital Assistants) or
  • the display according to the invention is constructed in such a way that an FLC layer is enclosed on both sides by layers which, starting from the FLC layer, are usually at least one orientation layer, electrodes and a boundary plate (e.g. made of glass or plastic). They also contain at least one polarizer if they are operated in the "guest-host" or in the reflective mode, or two polarizers if the mode used is transmissive birefringence.
  • the switching and display elements can optionally further auxiliary layers, such as diffusion barrier or
  • the orientation layer (s) are usually rubbed films made from organic polymers or obliquely evaporated silicon oxide.
  • phase sequence of the liquid crystal mixture with decreasing temperature is:
  • the planar orientation in the display should be uniform. This is achieved when the pitch of the helix in the S c * phase of the liquid crystal or the liquid crystal mixture is so large as to prevent the formation of a helix in the display. Furthermore, the helix in the N * phase should be so large that there is no twist in the display during the cooling process
  • the display according to the invention is generally controlled directly or as a multiplex control (see, for example, Jean Dijon in Liquid Crystals, Application and Uses (Ed. B. Bahadur) Vol. 1, 1990, Chapter 13, pp. 305-360) or T. Harada, M. Taguchi, K. Iwasa, M. Kai SID 85 Digest, page 131 (1985), only the switching times being chosen long enough.
  • the display is preferably controlled with voltage pulses which are in the range from 0.9 ms to 2 s, particularly preferably 1.0 ms to 500 ms, in particular 10 to 300 ms.
  • Suitable components for ferroelectric liquid crystal mixtures are known to the person skilled in the art.
  • the liquid crystal mixture generally contains at least 2, preferably 5 to 30, particularly preferably 8 to 25 components.
  • the mixture is prepared by methods known per se.
  • the components of the mixture are preferably selected from the known compounds with smectic and / or nematic and / or cholesteric phases, for example of the formula (I).
  • Cyclopentylene can be replaced and / or b3) one or more H atoms can be replaced by F, CN and / or Cl and / or b4) the terminal CH 3 group by one of the following chiral
  • R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 are the same or different a) hydrogen b) a straight-chain or branched alkyl radical (with or without asymmetric carbon atom) with 1 to 16 carbon atoms, b1) one or more not neighboring and non-terminal CH 2 -
  • M 1 , M 2 , M 3 are the same or different
  • F can be replaced, (1, 3,4) -Thiadiazol-2,5-diyl, 1, 3-dioxan-2,5-diyl, 1, 3-Dithian-2,5-diyl, 1, 3-thiazole -2,4-diyl, where one H atom can be replaced by F, Cl and / or CN, 1, 3-thiazole-2,5-diyl, one H atom replaced by F, Cl and / or CN can be thiophene-2,4-diyl, where an H atom can be replaced by F, Cl and / or CN, thiophene-2,5-diyl, where one or two H-
  • Atoms can be replaced by F, Cl and / or CN, naphthalene-2,6-diyl, naphthalene-1, 4-diyl or naphthalene-1, 5-diyl, one or more H atoms being replaced by F, Cl and / or CN can be replaced and / or one or two CH groups can be replaced by N, phenanthrene-2,7-diyl or 9,10-dihydrophenanthrene-2,7-diyl, one, two or more H- Atoms can be replaced by F and / or one or two CH groups can be replaced by N, indan-2,5-diyl, indan-1-one-2,5-diyl, benzothiazole-2,6-diyl, benzothiazole -2,5-diyl, benzoxazole-2,6-diyl, benzoxazole-2,5-diyl, benzofuran-2,5-diyl,
  • a, b, c are zero or one, with the proviso that the compound of formula (I) may not contain more than four five or more-membered ring systems.
  • the symbols and indices in the formula (I) preferably have the following meanings:
  • R 1 or R 2 are identical or different a) hydrogen, -F, -OCF 3 or -CN with the proviso that at most one of the radicals R 1 or R 2 can be hydrogen, -F, -OCF 3 or -CN b ) a straight-chain or branched alkyl radical (with or without asymmetric carbon atom) with 1 to 18 carbon atoms, where b1) one or more non-adjacent and non-terminal CH 2 -
  • Groups can be replaced by -O-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- or -Si (CH 3 ) 2 - and / or b2) a CH 2 group by cyclopropane 1, 2-diyl, 1, 4-phenylene or trans-1, 4-cyclohexylene can be replaced and / or b3) one or more H atoms can be replaced by F and / or b4) the terminal CH 3 group by one of the following chirals
  • R 1 or R 2 are particularly preferably the same or different a) R 1 or R 2 is hydrogen b) a straight-chain or branched alkyl radical (with or without asymmetrical carbon atom) with 1 to 16 carbon atoms, where b1) one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 -
  • Groups can be replaced by -O-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- or -Si (CH 3 ) 2 - and / or b2) a CH 2 group by 1, 4-phenylene or trans-1, 4-cyclohexylene can be replaced and / or b3) one or more H atoms can be replaced by F and / or b4) the terminal CH 3 group by one of the following chiral
  • R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 are particularly preferably the same or different a) hydrogen, b) a straight-chain or branched alkyl radical (with or without asymmetric carbon atom) having 1 to 14 carbon atoms, where b1) a non-terminal CH 2 group can be replaced by -O-, c) R 4 and R 5 together also - (CH 2 ) 4 - or - (CH 2 ) 5 - if they are attached to an oxirane, dioxolane, tetrahydrofuran -, tetrahydropyran, butyrolactone or valerolactone system are bound.
  • M 1 , M 2 , M 3 are preferably the same or different
  • M ⁇ M 2 , M 3 are particularly preferably the same or different
  • a ⁇ A 2 , A 3 , A 4 are preferably the same or different
  • Atoms can be replaced by F and / or CN, pyrimidine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F and / or CN, trans-1,4-cyclohexylene, where one or two H- Atoms can be replaced by CN and / or F, (1, 3,4) thiadiazole-2,5-diyl, 1,3-dioxane-2,5-diyl, 1,3-thiazole-2,4-diyl , where an H atom can be replaced by F, 1,3-thiazole-2,5-diyl, where an H atom can be replaced by F, thiophene-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, naphthalene-2,6-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F and / or CN and / or one or two CH groups can be replaced by N, phenanthrene-2, 7-
  • H atoms can be replaced by F and / or one or two CH groups can be replaced by N, indane-2,5-diyl, benzothiazole-2,6-diyl or benzothiazole-2,5-d iy I.
  • a 1 , A 2 , A 3 , A 4 are particularly preferably the same or different
  • the mixture generally contains at least 2, preferably 3 to 30, particularly preferably 4 to 20 components of the formula (I).
  • Silicon compounds as described for example in EP-A 0 355 008, - mesogenic compounds with only one side chain, as for example in
  • Phenylbenzoates and biphenylbenzoates such as those from P. Keller,
  • Biphenyls as for example in EP 207.712 or Adv. Liq. Cryst. Res. Appl.
  • Suitable chiral, non-racemic dopants are: optically active phenyl benzoates, as described, for example, by P. Keller, Ferroelectrics 1984, 58, 3 and J. W. Goodby et al., Liquid Crystals and
  • WO-A 93/13093 describes optically active oxirane esters, as described, for example, in EP-A 0 292 954, optically active dioxolane ethers, as described for example in EP-A 0 351 746, optically active dioxolane esters, as described for example in EP-A 0 361 272 described - optically active tetrahydrofuran-2-carboxylic acid esters, such as in
  • EP-A 0 355 561 describes optically active 2-fluoroalkyl ethers, as for example in EP-A 0 237 007 and
  • Particularly preferred mixture components of the liquid crystal are those from groups A to M:
  • a 1 1, 4-phenylene, trans-1, 4-cyclohexylene or a single bond
  • a 2
  • Z denotes -O-CO-, -CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH 2 O-, -OCH 2 - or -CH 2 CH 2 -.
  • R is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -CO-O-, -O -CO-, -O-CO-O- or -Si (CH 3 ) 2 - can be replaced, A 1 , A 2 , A 3 , A 4 the same or different
  • 1,4-phenylene where one or two H atoms can be replaced by F or CN, pyridine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, pyrimidine-2,5-diyl, being one or two H atoms can be replaced by F, trans-1, 4-cyclohexylene, (1, 3,4) -
  • R ⁇ R 2 identical or different, is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, - CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- or -Si (CH 3 ) 2 - can be replaced, A 1 , A 2 , A 3 the same or different
  • 1,4-phenylene where one or two H atoms can be replaced by F, pyridine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, pyrimidine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, trans-1, 4-cyclohexylene, where one or two H atoms can be replaced by -CN and / or -CH 3 , (1, 3,4) - thiadiazole-2 , 5-diyl, and A 1 too
  • N the number of N atoms in a six-membered ring being 0.1 or 2, a, b, c, d, e, f zero or one, provided that the sum of a + c + e 0 , 1, 2 or 3.
  • R is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 carbon atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -CO-O-, -O -CO- or -O-CO-O- can be replaced,
  • R 2 is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -CO-O-, - O-CO- or -O-CO-O- can be replaced, with the proviso that a non-oxygen-bound CH 2 group is replaced by -Si (CH 3 ) 2 -,
  • a ⁇ A 2 , A 3 the same or different
  • 1,4-phenylene where one or two H atoms can be replaced by F, trans-1,4-cyclohexylene, pyridine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, pyrimidine- 2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F or (1, 3,4) -
  • R 1 , R 2 identical or different, are a straight-chain or branched alkyl radical having 1 or 3 to 16, preferably 1 or 3 to 10, carbon atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, preferably -O-, -O-CO-, -CO-O- can be replaced,
  • R 3 -CH 3 , -CF 3 or -C 2 H 5 preferably -CH 3 or -CF 3 ,
  • a 1 , A 2 the same or different
  • 1,4-phenylene trans-1,4-cyclohexylene, preferably 1,4-phenylene.
  • A is N and B is CH or A is CH and B is N, C is N and D is CH or C is CH and D is N, one or two
  • CH groups can be replaced by CF groups, R ⁇ R 2 identical or different, a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 - Groups by -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- or
  • R 2 is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -CO-O -, -O-CO- or
  • R 1 is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -CO-O-, - O-CO-, -O-CO-O- or -Si (CH 3 ) 2 - can be replaced, or the following optically active group,
  • R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 are identical or different hydrogen or a straight-chain or branched alkyl radical with 1 to
  • 1,4-phenylene where one or two H atoms can be replaced by F, pyridine-2,5-diyl, where one or two H atoms can each be replaced by F, pyrimidine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, trans-1, 4-cyclohexylene, where one or two H atoms can be replaced by -CN and / or -CH 3 , (1, 3,4) - thiadiazole- 2,5-diyl, M 1 , M 2 the same or different
  • the asymmetric carbon atoms of the oxirane ring or rings can have the same or different R or S configuration.
  • R 1 is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -CO-O-, - O-CO-, -O-CO-O- or -Si (CH 3 ) 2 - can be replaced,
  • R 2 , R 3 , R 4 are the same or different
  • the asymmetric carbon atoms of the oxirane ring can have the same or different R or S configuration.
  • R 1 is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 22 or 3 to 22 C atoms, one or two non-adjacent and non-terminal CH 2 groups also being represented by -O-, -CO-, -CO-O-, - O-CO-, -O-CO-O- or -Si (CH 3 ) 2 - can be replaced,
  • R 2 , R 3 , R 4 are the same or different
  • Hydrogen a straight-chain or branched alkyl radical with 1 to 16 or 3 to 10 C atoms or an alkenyl radical with 2 to 16 C atoms, where R 2 and R 3 together can also be - (CH 2 ) 5 -, A 1 , A 2 , A 3 the same or different
  • 1,4-phenylene where one or two H atoms can be replaced by F, pyridine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, pyrimidine-2,5-diyl, where one or two H atoms can be replaced by F, trans-1, 4-cyclohexylene, where one or two H atoms can be replaced by -CN and / or -CH 3 , (1, 3,4) -
  • Asymmetric carbon atoms of the dioxolane ring can be configured the same or differently, R or S.
  • R 1 is a straight-chain or branched alkyl radical having 1 to 16 or 3 to 16 C atoms, one or more non-adjacent and non-terminal CH 2 groups being represented by -O-, -CO-, -O-CO- or -CO- Can be replaced,
  • R 2 , R 3 , R 4 are the same or different
  • Asymmetric carbon atoms of the dioxolane ring can be configured the same or differently, R or S.
  • Y -CO- (t-butyl), -CO- (adamantyl), -CO-alkyl
  • Oligoether Oligoether such as Beckopox®, Jeffamin® or
  • liquid crystal components of the formulas (I) to (XIV) are prepared by methods which are known per se and are familiar to the person skilled in the art, as described, for example, in Houben Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg Thieme Verlag, Stuttgart or the cited documents.
  • a particularly preferred area of application of the display according to the invention is chip or smart cards.
  • a chip card is a card, usually made of plastic and in credit card format, provided with an integrated circuit, which information NEN can store electronically, and means for information transfer between the card and an electronic reading and / or writing system.
  • a smart card is a chip card that contains means for checking / controlling access to the card. For example, this means can be an integrated circuit which controls who has the stored information about which
  • Chip and smart cards are already in widespread use, for example as “Medicards” and “cash cards” as telephone and credit cards and as ID cards for access control.
  • the FLC display according to the invention contains support plates which, because of the flexibility, are preferably made of plastic.
  • Suitable plastics are, for example, known plastics such as polyarylates, polyether sulfone, cycloolefin copolymers, polyetherimides, polycarbonate, polystyrene, polyesters, polymethyl methacrylates, and also their copolymers or blends.
  • the FLC display is embedded or applied in or on a plastic card provided with one or more electronic microchips.
  • microchips contain the program and / or memory functions which ensure the desired function of the chip card. Such chips and their manufacture are known to the person skilled in the art.
  • the chip card preferably has a format in accordance with ISO 7816 and the following.
  • the card is generally made of plastic, preferably polyvinyl chloride (PVC), acrylic butadiene styrene or copolymers (ABS).
  • PVC polyvinyl chloride
  • ABS acrylic butadiene styrene or copolymers
  • It also contains means for data exchange with an external write and / or read system, for example electrically conductive contacts or an "antenna" in the form of flat coils.
  • the plastic cards used are known and the majority are commercially available (e.g. Gemplus, http://www.gemplus.fr).
  • the chip card according to the invention is suitable, for example, as a check card, electronic ticket, telephone card, parking garage card, "electronic wallet” or for Pay TV.
  • a glass plate coated with indium tin oxide is patterned in a photolithographic process so that an electrode pattern is obtained.
  • the transparent conductor tracks of this electrode structure are used for the electrical control of the display.
  • An organic orientation layer is applied and rubbed to orient the liquid crystal mixture.
  • Two glass plates structured in this way, which form the top and bottom of the display, are joined together using an adhesive frame and filled with the mixture specified below.
  • the adhesive is cured, the cell sealed, slowly cooled to operating temperature, and assembled between a pair of polarizing films to form a finished display.
  • the external contacts of the electrodes of the display are connected to the control electronics.
  • the FLC mixture consisting of the achiral basic mixture A:
  • the S c * phase range that can be used for the display covers the temperatures from -26 ° C to 70 ° C.
  • the display has a thickness of 2 ⁇ m and can are operated with a constant working voltage of 8 V.
  • a flexible plastic film (available e.g. from Sumitomo Bakelite,
  • Product name FST 5352 thickness 100 ⁇ m, 200 ⁇ / indium tin oxide coated
  • the transparent conductor tracks of this electrode structure are used for the electrical control of the display.
  • the substrates are coated with an orientation layer and rubbed with a roller.
  • Two structured foils, which form the top and bottom of the display, are joined together using an adhesive frame and filled with the mixture named below. The adhesive is hardened, the cell sealed, by slowly cooling down
  • the FLC mixture consisting of the achiral base mixture A (see example 1) and the dopants:
  • the S c * phase range that can be used for the 'smart card' covers temperatures from -28 ° C to 73 ° C.
  • the display has a thickness of 2 ⁇ m and can be operated with a constant working voltage of 2V.
  • a flexible plastic film (available e.g. from Sumitomo Bakelite, product name FST 5352, thickness 100 ⁇ m, 200 ⁇ / indium tin oxide coated) is structured in a photolithographic process so that an electrode pattern is obtained.
  • the transparent conductor tracks of this electrode structure are used for the electrical control of the display.
  • the substrates are coated with an orientation layer and rubbed with a roller.
  • Two structured foils which form the top and bottom of the display, are joined together using an adhesive frame and filled with the mixture named below.
  • the adhesive is hardened, the cell sealed, by slowly cooling down
  • the FLC mixture consists of
  • the S c * phase range that can be used for the 'smart card' covers temperatures from -26 ° C to 77 ° C.
  • the display has a thickness of 2 ⁇ m and can be operated with a constant working voltage of 5V.
  • Q 2.1. Table 1 :
  • Table 1 shows Q (quotient of el. Field strength at 0 ° C and 40 ° C) as a function of Ps and the switching time.
  • Table 2 shows the temperature range that can be controlled with constant voltage
  • the temperature range that can be controlled with a constant 8V is only 60 ° C to 25 ° C.

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Abstract

Ferroelektrisches Flüssigkristalldisplay, enthaltend eine ferroelektrische Flüssigkristallmischung, dadurch gekennzeichnet, dass das Display mit Spannungsimpulsen >/=0,9 ms angesteuert wird. Das erfindungsgemässe Display eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen die Länge der Schaltzeit nicht kritisch ist. Über einen sehr weiten Temperaturbereich lassen sich solche Anzeigen mit der gleichen Spannung schalten, ein Nachführen der Spannung in Abhängigkeit der Temperatur entfällt. Als Anwendungen sind beispielsweise Anzeigen in Chipkarten, elektronische Preis- bzw. Anzeige-Schilder (Shelflabels), PDA (Personal Digital Assistants) oder Pager bevorzugt.

Description

Beschreibung
Ferroelektrisches Flüssigkristalldispiay mit breitem Arbeitstemperaturbereich
Flüssigkristalle haben aufgrund der ungewöhnlichen Kombination von anisotropem und fluidem Verhalten eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten in elekrooptischen Schalt- und Anzeigevorrichtungen gefunden.
Neben den seit langem eingesetzten nematischen Flüssigkristallphasen finden in den letzten Jahren auch smektische Flüssigkristallphasen, insbesondere ferroelektrische (FLC), Anwendung.
Für die praktische Verwendung von ferroelektrischen Flüssigkristallen in elektrooptischen Schalt- und Anzeigeelementen werden chirale, geneigt-smektische Phasen, wie Sc *-Phasen, benötigt (siehe z.B. R.B. Meyer, L. Liebert, L. Strzelecki und P. Keller, J. Physique 36, L-69 (1975)), die über einen großen Temperaturbereich stabil sind.
Schalt- und Anzeigevorrichtungen, die ferroelektrische Flüssigkristallmischungen enthalten ( "FLC-Lichtventile"), sind beispielsweise aus EP-B 0 032 362 bekannt.
LC-Lichtventile sind Vorrichtungen, die z.B. aufgrund elektrischer Beschattung ihre optischen Transmissions- oder Reflexionseigenschaften derart ändern, daß durchfallendes oder reflektiertes Licht intensitätsmoduliert wird. Beispiele sind die bekannten Uhren- und Taschenrechneranzeigen oder LC-Displays im Bereich der Bürokommunikation und des Fernsehens.
Die Schaltzeit t eines ferroelektrischen Flüssigkristalls bzw. der Mischung im Display ist umgekehrt proportional zur spontanen Polarisation Ps: t ~ γ / Ps γ = Viskosität Siehe unter anderem J.W. Goodby et al. "Ferroelectric Liquid Crystals, Principles, Properties and Applications", Ferroelectricity and Related Phenomena, Vol. 7, 1991 , Gordon and Breach Science Publishers.
Die Viskosität ist wie folgt temperaturabhängig: γ (T) ~ exp V/kbT
V = Aktivierungsenergie kb = Boltzmann-Konstante T = Temperatur
Dadurch ergibt sich eine starke Temperaturabhängigkeit der Schaltzeit t
(siehe z.B. E.P. Pozhidayev et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst., 1985, Vol. 124, pp. 359-
377).
Daher muß bei wechselnden Temperaturen entweder bei konstanter Schaltzeit die Arbeitsspannung, oder bei konstanter Arbeitsspannung die Schaltzeit ständig nachgeführt werden.
Als Maß für die Temperaturabhängigkeit kann der Quotient Q der
Schwellenspannung bei 0°C und bei 40°C betrachtet werden: Q = V(0°C) / V(40°C)
Dieser Quotient liegt bei den bisher entwickelten FLC-Displays in einer Größenordnung, die in der Praxis eine Spannungsnachführung notwendig macht
(siehe z.B. Katalog der Fa. E. Merck, Darmstadt, Bundesrepublik Deutschland "Merck Liquid Crystals, Licristal®, Ferroelectric Smectic Mixtures, June 1991").
Es zeigte sich nun überraschenderweise, daß jedoch bei langen Schaltzeiten, in der Regel gleich oder größer t = 1 ms, und höheren Werten für die spontane Polarisation Ps, in der Regel größer als 5 nCcm 2 , die Temperaturabhängigkeit der Schwellenspannung, und damit der Wert Q, klein wird.
Gegenstand der Erfindung ist daher ein ferroelektrisches Flüssigkristalldisplay, enthaltend eine ferroelektrische Flüssigkristallmischung, dadurch gekennzeichnet, daß das Display mit Spannungsimpulsen von länger als 0,9 ms angesteuert wird.
Ebenso Gegenstand der Erfindung ist ein obengenanntes Display mit verbesserter Temperaturabhängigkeit der Arbeitsspannung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Ferroelektrischen Flüssigkristalldisplays mit verbesserter Temperaturabhängigkeit der Arbeitsspannung, dadurch gekennzeichnet, daß man die ferroelektrische Flüssigkristallmischung und die elektrische Ansteuerung derart aufeinander abstimmt, daß das Produkt aus Spontanpolarisation (in nano-Coulomb/
Quadratzentimeter) und der Breite der zur Ansteuerung verwendeten Spannungsimpulse (in Millisekunden) größer als 15, vorzugsweise 20, besonders bevorzugt 100, insbesondere 500 ist.
Ebenfalls Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Verbesserung der
Temperaturabhängigkeit der Arbeitsspannung eines FLC-Displays, dadurch gekennzeichnet, daß man das Display mit Spannungsimpulsen ansteuert, die länger als 0,9 ms sind.
Das erfindungsgemäße Display eignet sich insbesondere für Anwendungen, bei denen ein sehr schnelles Schalten nicht erforderlich ist. Über einen sehr weiten Temperaturbereich lassen sich solche Anzeigen mit der gleichen Spannung schalten, ein Nachführen der Spannung in Abhängigkeit der Temperatur entfällt. Zudem werden die benötigten Arbeitsspannungen sehr klein, sie können unterhalb 15V, teilweise unterhalb von 5V, insbesondere sogar unterhalb von 3V liegen.
Als Anwendungen sind daher beispielsweise Anzeigen in Chipkarten, elektronische Preis- bzw. Anzeige-Schilder (Shelf labeis), PDA (Personal Digital Assistants) oder
Pager bevorzugt.
Das erfindungsgemäße Display ist so aufgebaut, daß eine FLC-Schicht beiderseitig von Schichten eingeschlossen ist, die üblicherweise, in dieser Reihenfolge ausgehend von der FLC-Schicht, mindestens eine Orientierungsschicht, Elektroden und eine Begrenzungsscheibe (z.B. aus Glas oder Kunststoff) sind. Außerdem enthalten sie mindestens einen Polarisator, sofern sie im "guest-host"- oder im reflexiven Modus betrieben werden, oder zwei Polarisatoren, wenn als Modus die transmissive Doppelbrechung genutzt wird. Die Schalt- und Anzeigeelemente können gegebenenfalls weitere Hilfsschichten, wie Diffusionssperr- oder
Isolationsschichten, enthalten.
Die Orientierungsschicht(en) sind üblicherweise geriebene Filme aus organischen Polymeren oder schräg aufgedampftem Siliziumoxid.
Um über das gesamte Display eine einheitliche Orientierung in der Sc *-Phase zu erreichen ist es vorteilhaft, wenn die Phasenfolge der Flüssigkristallmischung mit abnehmender Temperatur lautet:
Isotrop- nematisch- smektisch A- smektisch C
(s.z.B. K. Flatischler et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. 131 , 21 (1985); T. Matsumoto et al., p. 468-470, Proc. Of the 6th Int. Display research Conf., Japan Display, 30. Sept. 2. Oct. 1986, Tokyo, Japan; M. Murakami et al., ibid. P. 344-347). Um einen möglichst großen Kontrast im Display zu erzielen, sollte die planare Orientierung im Display einheitlich sein. Dies erreicht man, wenn die Ganghöhe der Helix in der Sc *-Phase des Flüssigkristalls bzw. der Flüssigkristallmischung so groß ist, um eine Ausbildung einer Helix im Display zu verhindern. Ferner sollte die Helix in der N*-Phase so groß sein, daß sich beim Abkühlprozeß im Display kein verdrillter
Zustand, sondern eine homogene nematische Phase ausbildet.
Das Hin- und Herschalten der Moleküle (und somit Hell- oder Dunkelstellung bei fester Polarisatoreinstellung) erfolgt, wie schon erwähnt, durch pulsartiges Anlegen eines elektrischen Feldes. Aufgrund der Bistabilität der FLC-Moleküle muß
Spannung nur für einen Orientierungswechsel anliegen. Eine Unterteilung des Displays erreicht man durch die bekannte Matrixanordnung der Elektroden. Eine grundlegende Beschreibung einer Multiplex-Adressierung für FLC-Displays findet sich z.B. in Proc. SID 28/2, 211 (1978) und Ferroelectrics 94, 3 (1989).
Die Ansteuerung des erfinungsgemäßen Displays erfolgt im allgemeinen direkt oder als Multiplex-Ansteuerung (siehe z.B. Jean Dijon in Liquid Crystals, Application and Uses (Ed. B. Bahadur) Vol. 1 , 1990, Chapter 13, pp. 305-360) oder T. Harada, M. Taguchi, K. Iwasa, M. Kai SID 85 Digest, page 131 (1985), wobei lediglich die Schaltzeiten lang genug gewählt werden.
Bevorzugt wird das Display mit Spannungsimpulsen angesteuert, die im Bereich von 0,9 ms bis 2 s, besonders bevorzugt 1 ,0 ms bis 500 ms, insbesonere 10 bis 300 ms liegen.
Bevorzugt sind Displays bei denen das Produkt aus Spontanpolarisation Ps(nCcm 2) der FLC Mischung (bei 25°C) und der Dauer der Ansteuerimpulse (Betriebsimpulsbreite) t(ms) größer gleich als 15, vorzugsweise 20, besonders bevorzugt 100, insbesondere 500, nCms cm"2 ist. Dabei ist es bevorzugt, daß die Spontanpolarisation Ps mindestens 20 nC cm"2 (bei 25°C) beträgt und die Betriebsimpulsbreite t > 2,5 ms ist.
Weiterhin bevorzugt sind Displays, deren FLC-Mischung eine SA/SC Phasenübergangstemperatur > 70°C aufweist.
Geeignete Komponenten für ferroelektrische Flüssigkristallmischungen sind dem Fachmann bekannt.
Die Flüssigkristallmischung enthält im allgemeinen mindestens 2, vorzugsweise 5 bis 30, besonders bevorzugt 8 bis 25 Komponenten.
Die Herstellung der Mischung erfolgt nach an sich bekannten Methoden.
Die Komponenten der Mischung werden vorzugsweise ausgewählt aus den bekannten Verbindungen mit smektischen und/oder nematischen und/oder cholesterischen Phasen, beispielsweise der Formel (I).
R1(-A1-M1)a(-A2-M2)b(-A3-M3)c-A -R2 (I)
wobei die Symbole und Indices folgende Bedeutungen haben
R1 oder R2 sind gleich oder verschieden a) Wasserstoff, -F, -Cl, -CF3, -OCF3 oder -CN mit der Maßgabe, daß höchstens einer der Reste R1 oder R2 Wasserstoff, -F, -Cl, -CF3, -OCF3 oder -CN sein kann b) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrisches C-Atom) mit 1 bis 20 C-Atomen, wobei b1) eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2- Gruppen durch -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können und/oder b2) eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -CH=CH-, -C≡C-,
Cyclopropan-1 ,2-diyl, 1 ,4-Phenylen, 1 ,4-Cyclohexylen oder 1 ,3-
Cyclopentylen ersetzt sein können und/oder b3) ein oder mehrere H-Atome durch F, CN und/oder Cl ersetzt sein können und/oder b4) die terminale CH3-Gruppe durch eine der folgenden chiralen
Gruppen (optisch aktiv oder racemisch) ersetzt sein kann:
Figure imgf000009_0001
Figure imgf000010_0001
H H H H
R' R' R R'
Cl CH« CN
Figure imgf000010_0002
R3, R4, R5, R6, R7 sind gleich oder verschieden a) Wasserstoff b) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrisches Kohlenstoffatom) mit 1 bis 16 C-Atomen, wobei b1) eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2-
Gruppen durch -O- ersetzt sein können und/oder b2) eine oder zwei CH2-Gruppen durch -CH=CH- ersetzt sein können, c) R4 und R5 zusammen auch -(CH2)4- oder -(CH2)5-, wenn sie an ein Oxiran-, Dioxolan-, Tetrahydrofuran-, Tetrahydropyran-, Butyrolacton- oder Valerolacton-System gebunden sind;
M1, M2, M3 sind gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-, -CS-O-, -O-CS-, -CS-S-, -S-CS-, -CH2-0- -O-CH2-, -CH2-S-, -S-CH2-, -CH2-CH2-, -CH=CH-, -C≡C-, -CH2-CH2-CO-O-, -O-CO-CH2-CH2-, -CH=N- oder eine Einfachbindung; A1, A2, A3, A4 sind gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl, CH3, C2H5, OCH3, CF3, OCF3 und/oder CN ersetzt sein können, 1 ,3-Phenylen, wobei eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, Pyrazin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein können,
Pyridazin-3,6-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder mehrere H-Atome durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein können, 1 ,4- Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch CN und/oder CH3 und/oder
F ersetzt sein können, (1 ,3,4)-Thiadiazol-2,5-diyl, 1 ,3-Dioxan-2,5-diyl, 1 ,3- Dithian-2,5-diyl, 1 ,3-Thiazol-2,4-diyl, wobei ein H-Atom durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein kann, 1 ,3-Thiazol-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein kann, Thiophen-2,4-diyl, wobei ein H-Atom durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein kann, Thiophen-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-
Atome durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein können, Naphthalin-2,6-diyl, Naphtalin-1 ,4-diyl oder Naphtalin-1 ,5-diyl, wobei jeweils ein oder mehrere H- Atome durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein können und/oder eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, Phenanthren-2,7-diyl oder 9,10- Dihydrophenanthren-2,7-diyl, wobei jeweils ein, zwei oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können und/oder eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, lndan-2,5-diyl, lndan-1-on-2,5-diyl, Benzothiazol-2,6-diyl, Benzothiazol-2,5-diyl, Benzoxazol-2,6-diyl, Benzoxazol-2,5-diyl, Benzofuran- 2,5-diyl, Benzofuran-2,6-diyl, 2,3-Dihydrobenzofuran-2,5-diyl, Piperazin-1 ,4- diyl, Piperazin-2,5-diyl oder 1 ,3-Dioxaborinan-2,5-diyl;
a, b, c sind null oder eins, mit der Maßgabe, daß die Verbindung der Formel (I) nicht mehr als vier fünf- oder mehrgliedrige Ringsysteme enthalten darf. Bevorzugt haben die Symbole und Indizes in der Formel (I) folgende Bedeutungen:
R1 oder R2 sind gleich oder verschieden a) Wasserstoff, -F, -OCF3 oder -CN mit der Maßgabe, daß höchstens einer der Reste R1 oder R2 Wasserstoff, -F, -OCF3 oder -CN sein kann b) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrisches C-Atom) mit 1 bis 18 C-Atomen, wobei b1) eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2-
Gruppen durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können und/oder b2) eine CH2-Gruppe durch Cyclopropan-1 ,2-diyl, 1 ,4-Phenylen oder trans-1 ,4-Cyclohexylen ersetzt sein kann und/oder b3) ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können und/oder b4) die terminale CH3-Gruppe durch eine der folgenden chiralen
Gruppen (optisch aktiv oder racemisch) ersetzt sein kann:
Figure imgf000012_0001
H H H
R R
F F
R1 oder R2 sind besonders bevorzugt gleich oder verschieden a) R1 oder R2 ist Wasserstoff b) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrisches C-Atom) mit 1 bis 16 C-Atomen, wobei b1 ) eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-
Gruppen durch -O-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können und/oder b2) eine CH2-Gruppe durch 1 ,4-Phenylen oder trans-1 ,4-Cyclohexylen ersetzt sein kann und/oder b3) ein oder mehrere H-Atome durch F ersetzt sein können und/oder b4) die terminale CH3-Gruppe durch eine der folgenden chiralen
Gruppen (optisch aktiv oder racemisch) ersetzt sein kann:
Figure imgf000013_0001
3, R4, R5, R6, R7 sind bevorzugt gleich oder verschieden a) Wasserstoff, b) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrisches Kohlenstoffatom) mit 1 bis 14 C-Atomen, wobei b1) eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O- ersetzt sein können und/oder b2) eine CH2-Gruppe durch -CH=CH- ersetzt sein kann, c) R4 und R5 zusammen auch -(CH2)4- oder -(CH2)5-, wenn sie an ein Oxiran-, Dioxolan-, Tetrahydrofuran-, Tetrahydropyran-, Butyrolacton- oder Valerolacton-System gebunden sind.
R3, R4, R5, R6, R7 sind besonders bevorzugt gleich oder verschieden a) Wasserstoff, b) ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest (mit oder ohne asymmetrisches Kohlenstoffatom) mit 1 bis 14 C-Atomen, wobei b1 ) eine nicht terminale CH2-Gruppe durch -O- ersetzt sein kann, c) R4 und R5 zusammen auch -(CH2)4- oder -(CH2)5-, wenn sie an ein Oxiran-, Dioxolan-, Tetrahydrofuran-, Tetrahydropyran-, Butyrolacton- oder Valerolacton-System gebunden sind. M1, M2, M3 sind bevorzugt gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH=CH-, -C=C-, -CH2-CH2-CO-O-, -O-CO-CH2-CH2- oder eine Einfachbindung.
M\ M2, M3 sind besonders bevorzugt gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2- oder eine Einfachbindung.
A\ A2, A3, A4 sind bevorzugt gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F, Cl, CH3 und/oder CN ersetzt sein können, 1 ,3-Phenylen, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-
Atome durch F und/oder CN ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F und/oder CN ersetzt sein können, trans-1 ,4- Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch CN und/oder F ersetzt sein können, (1 ,3,4)-Thiadiazol-2,5-diyl, 1 ,3-Dioxan-2,5-diyl, 1 ,3-Thiazol-2,4- diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, 1 ,3-Thiazol-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, Thiophen-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Naphthalin-2,6-diyl, wobei jeweils ein oder zwei H-Atome durch F und/oder CN ersetzt sein können und/oder eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, Phenanthren-2,7-diyl oder 9, 10-Dihydrophenanthren-2,7-diyl, wobei jeweils ein, zwei oder mehrere
H-Atome durch F ersetzt sein können und/oder eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, lndan-2,5-diyl, Benzothiazol-2,6-diyl oder Benzoth iazol-2 , 5-d iy I .
A1, A2, A3, A4 sind besonders bevorzugt gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F, Cl und/oder CN ersetzt sein können, 1 ,3-Phenylen, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein H-Atom durch F ersetzt sein kann, Pyrimidin-2,5-diyl, trans-1 ,4-Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H- Atome durch CN und/oder F ersetzt sein können, (1 ,3,4)-Thiadiazol-2,5-diyl, 1 ,3-Thiazol-2,5-diyl, Thiophen-2,5-diyl, Naphthalin-2,6-diyl, wobei eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, Phenanthren-2,7-diyl oder 9,10-Dihydrophenanthren-2,7-diyl, wobei jeweils ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können und/oder eine oder zwei CH-Gruppen durch N ersetzt sein können oder lndan-2,5-diyl.
Die Mischung enthält im allgemeinen mindestens 2, vorzugsweise 3 bis 30, besonders bevorzugt 4 bis 20 Komponenten der Formel (I).
Dazu gehören z. B.: - Derivate des Phenylpyrimidins, wie beispielsweise in WO 86/06401 ,
US-4 874 542 beschrieben, metasubstituierte Sechsringaromaten, wie beispielsweise in EP-A 0 578 054 beschrieben,
Siliziumverbindungen, wie beispielsweise in EP-A 0 355 008 beschrieben, - mesogene Verbindungen mit nur einer Seitenkette, wie beispielsweise in
EP-A 0 541 081 beschrieben,
Hydrochinonderivate, wie beispielsweise in EP-A 0 603 786 beschrieben,
Phenylbenzoate und Biphenylbenzoate, wie beispielsweise bei P. Keller,
Ferroelectrics 1984, 58, 3; Liq. Cryst. 1987, 2, 63; Liq. Cryst. 1989, 5, 153 und J. W. Goodby et al., Liquid Crystals and Ordered Fluids, Bd. 4, New York
1984 beschrieben,
Thiadiazole, wie beispielsweise in EP-A 0 309 514 beschrieben,
Biphenyle wie beispielsweise in EP 207.712 oder Adv. Liq. Cryst. Res. Appl.
(Ed. Bata, L.) 3 (1980) beschrieben, - Phenylpyridine wie beispielsweise in Ferroelectrics 1996, 180, 269 oder Liq.
Cryst. 1993, 14, 1169 beschrieben,
Benzanilide wie beispielsweise in Liq. Cryst. 1987, 2, 757 oder Ferroelectrics
1984, 58, 81 beschrieben,
Terphenyle wie beispielsweise in Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1991 , 195, 221 ; PCT- WO 89/02.425 oder Ferroelectrics 1991 , 114, 207 beschrieben, 4-Cyanocyclohexyle wie beispielsweise in Freiburger Arbeitstagung Fluessigkristalle 1986, 16, V8 beschrieben,
5-Alkylthiophencarbonsäureester wie beispielsweise in Butcher, J.L., Dissertation Nottingham 1991 beschrieben und - 1 ,2-Diphenylethane wie beispielsweise in Liq. Cryst. 1991 , 9, 253 beschrieben,
Als chirale, nicht racemische Dotierstoffe kommen beispielsweise in Frage: optisch aktive Phenylbenzoate, wie beispielsweise bei P. Keller, Ferroelectrics 1984, 58, 3 und J. W. Goodby et al., Liquid Crystals and
Ordered Fluids, Bd. 4, New York 1984 beschrieben, optisch aktive Oxiranether, wie beispielsweise in EP-A 0 263 437 und
WO-A 93/13093 beschrieben, optisch aktive Oxiranester, wie beispielsweise in EP-A 0 292 954 beschrieben, optisch aktive Dioxolanether, wie beispielsweise in EP-A 0 351 746 beschrieben, optisch aktive Dioxolanester, wie beispielsweise in EP-A 0 361 272 beschrieben, - optisch aktive Tetrahydrofuran-2-carbonsäureester, wie beispielsweise in
EP-A 0 355 561 beschrieben, optisch aktive 2-Fiuoralkylether, wie beispielsweise in EP-A 0 237 007 und
US-5,051 ,506 beschrieben und optisch aktive α-Halogencarbonsäureester, wie beispielsweise in US 4,855,429 beschrieben.
Besonders bevorzugte Mischungskomponenten des Flüssigkristalls sind solche der Gruppen A bis M:
A. Phenylpyrimidinderivate der Formel (II), R1-A1-A2-R2 (II) worin
R1 und R2 jeweils Alkyl mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -S-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O- CO-O-, -CO-S-, S-CO-, -CHHalogen, -CHCN- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können und worin ein, mehrere oder alle H-Atome durch F ersetzt sein können,
A1 1 ,4-Phenylen, trans-1 ,4-Cyclohexylen oder eine Einfachbindung, und A2
Figure imgf000017_0001
oder
Figure imgf000017_0002
bedeutet, wobei
Z -O-CO-, -CO-O-, -S-CO-, -CO-S-, -CH2O-, -OCH2- oder -CH2CH2- bedeutet.
Verbindungen mit nur einer Seitenkette der Formel (III),
R1(-A1)a(-M1)b(-A2)c(-M2)d(-A3)e(-M3)f(-A4)-H (III)
worin bedeuten:
R ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2- Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können, A1, A2, A3, A4 gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F oder CN ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans-1 ,4-Cyclohexylen, (1 ,3,4)-
Thiadiazol-2,5-diyl oder Naphthalin-2,6-diyl, M1, M2, M3 gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2- oder -CH2-CH2-, a, b, c, d, e, f null oder eins, unter der Bedingung, daß die Summe aus a + c + e 0, 1 , 2 oder 3 ist.
Metasubstituierte Verbindungen der Formel (IV)
R<
R1(-A1)a(-M1)b(-A2)c(-M2)d(-A3)e(-M3)f — V _~ X2 x4— x3 (V) worin bedeuten: R\ R2 gleich oder verschieden ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können, A1, A2, A3 gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans-1 ,4-Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H- Atome durch -CN und/oder -CH3 ersetzt sein können, (1 ,3,4)- Thiadiazol-2,5-diyl, und A1 auch
Figure imgf000018_0001
M\ M2, M3 gleich oder verschieden
-O-, -CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2- oder -CH2-CH2-;
Figure imgf000019_0001
CH oder N, wobei die Zahl der N-Atome in einem Sechsring 0,1 oder 2 beträgt, a, b, c, d, e, f null oder eins, unter der Bedingung, daß die Summe aus a + c + e 0, 1 , 2 oder 3 ist.
Siliziumverbindungen der Formel (V) R -k {M {- 2 {M2 -k\-R2 (V) worin bedeuten:
R ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C- Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- ersetzt sein können,
R2 ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- ersetzt sein können, mit der Maßgabe, daß eine nicht an Sauerstoff gebundene CH2-Gruppe durch -Si(CH3)2- ersetzt ist,
A\ A2, A3 gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans-1 ,4-Cyclohexylen, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können oder (1 ,3,4)-
Thiadiazol-2,5-diyl, M\ M2 gleich oder verschieden -CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, i, k, I, m, n null oder 1 , mit der Maßgabe, daß i + I + n gleich 2 oder 3 ist. E. Hydrochinonderivate der Formel (VI),
Figure imgf000020_0001
worin bedeuten: R1, R2 gleich oder verschieden ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bzw. 3 bis 16, vorzugsweise 1 bzw. 3 bis 10 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, vorzugsweise -O-, -O-CO-, -CO-O- ersetzt sein können,
R3 -CH3, -CF3 oder -C2H5, vorzugsweise -CH3 oder -CF3,
A1, A2 gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, trans-1 ,4-Cyclohexylen, vorzugsweise 1 ,4-Phenylen.
F. Pyridylpyrimidine der Formel (VII),
Figure imgf000020_0002
(VII) worin bedeuten:
A gleich N und B gleich CH oder A gleich CH und B gleich N, C gleich N und D gleich CH oder C gleich CH und D gleich N, wobei eine oder zwei
CH-Gruppen durch CF-Gruppen ersezt sein können, R\ R2 gleich oder verschieden, ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder
-O-CO-O- ersetzt sein können. G. Phenylbenzoate der Formel (VIII)
R1(-A)a(-M1)b(-A)c(-M2)d(-A)e-R2 (VIII) wobei bedeuten R1, R2 gleich oder verschieden ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22
C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- ersetzt sein können, A gleich 1 ,4-Phenylen, M\ M2 gleich oder verschieden -CO-O-, -O-CO-, a, b, c, d, e null oder eins, unter der Bedingung, daß a + c + e = 2 oder 3 und b + d = 1 oder 2 ist.
H. Optisch aktive Phenylbenzoate der Formel (IX) R1(-A)a(-M1)b(-A)c(-M2)d(-A)e-R2 (IX) wobei bedeuten: R\ R2 gleich oder verschieden ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder
-O-CO-O- ersetzt sein können, und worin wenigstens einer der Reste R1, R2 eine verzweigte, optisch aktive Alkylgruppe ist, M1, M2 gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO- oder eine Einfachbindung a, b, c, d, e null oder eins, unter der Bedingung, daß a + c + e = 2 oder 3 und b + d = 1 oder 2 ist. Optisch aktive Oxiranether der Formel (X)
Figure imgf000022_0001
(X)
wobei die Symbole und Indizes folgende Bedeutung haben:
* ein chirales Zentrum
R1 ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können, oder die nachfolgende, optisch aktive Gruppe,
Figure imgf000022_0002
R2, R3, R4, R5, R6, R7 gleich oder verschieden Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis
16 C-Atomen, P -CH2- oder -CO-, A1, A2, A3 sind gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome jeweils durch F ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans-1 ,4-Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch -CN und/oder -CH3 ersetzt sein können, (1 ,3,4)- Thiadiazol-2,5-diyl, M1, M2 gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2-CH2-, a, b, c, d, e null oder eins.
Die asymmetrischen C-Atome des Oxiranrings oder der Oxiranringe können gleich oder verschieden R oder S konfiguriert sein.
Optisch aktive Oxiranester der Formel (XI)
Figure imgf000023_0001
(XI)
wobei die Symbole und Indizes folgende Bedeutung haben
* ein chirales Zentrum
R1 ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können,
R2, R3, R4 gleich oder verschieden
Wasserstoff oder ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 16 C-Atomen, A\ A2, A3 gleich oder verschieden 1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome jeweils durch F ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans-1 ,4-Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch -CN und/oder -CH3 ersetzt sein können, (1 ,3,4)- Thiadiazol-2,5-diyl,
M1, M2 gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2-CH2-, a, b, c, d, e null oder eins.
Die asymmetrischen C-Atome des Oxiranrings können gleich oder verschieden R oder S konfiguriert sein.
Optisch aktive Dioxolanether der Formel (XII)
R1 (-A1 )a(-M1 )b(-A2)c(-M2)d(-A3)e
Figure imgf000024_0001
(XII)
wobei die Symbole und Indizes folgende Bedeutung haben
* ein chirales Zentrum
R1 ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 22 bzw. 3 bis 22 C-Atomen, wobei auch eine oder zwei nicht benachbarte und nicht terminale CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -O-CO-O- oder -Si(CH3)2- ersetzt sein können,
R2, R3, R4 gleich oder verschieden
Wasserstoff, ein geradkettiger oder verzweigter Alkylrest mit 1 bis 16 bzw. 3 bis 10 C-Atomen oder ein Alkenylrest mit 2 bis 16 C-Atomen, wobei R2 und R3 zusammen auch -(CH2)5- sein können, A1, A2, A3 gleich oder verschieden
1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans-1 ,4-Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H- Atome durch -CN und/oder -CH3 ersetzt sein können, (1 ,3,4)-
Thiadiazol-2,5-diyl, M1, M2 gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2-CH2-, a, b, c, d, e null oder eins.
Asymmetrische C-Atome des Dioxolanrings können, gleich oder verschieden, R oder S konfiguriert sein.
Optisch aktive Dioxolanester der Formel (XIII)
R1(-A1)a(-M1)b(-A2)c(-M2)d(-A3)( .—
Figure imgf000025_0001
(XIN)
wobei die Symbole und Indizes folgende Bedeutung haben
* ein chirales Zentrum
R1 ein geradkettiger oder verzweigter Alkyrest mit 1 bis 16 bzw. 3 bis 16 C-Atomen, wobei eine oder mehrere nicht benachbarte und nicht terminale CH2 Gruppen durch -O-, -CO-, -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können,
R2, R3, R4 gleich oder verschieden
Wasserstoff oder ein Alkyl- oder Alkenylrest mit 1 bis 10 bzw. 2 bis 10 C-Atomen, wobei R2 und R3 zusammen auch -(CH2)5- sein können, A\ A2, A3 sind gleich oder verschieden 1 ,4-Phenylen, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyridin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, Pyrimidin-2,5-diyl, wobei ein oder zwei H-Atome durch F ersetzt sein können, trans-1 ,4-Cyclohexylen, wobei ein oder zwei H- Atome durch -CN und/oder -CH3 ersetzt sein können, (1 ,3,4)- Thiadiazol-2,5-diyl,
M1, M2 gleich oder verschieden
-CO-O-, -O-CO-, -CH2-O-, -O-CH2-, -CH2-CH2-, a, b, c, d, e null oder eins.
Asymmetrische C-Atome des Dioxolanrings können, gleich oder verschieden, R oder S konfiguriert sein.
M. Makrocyclische Verbindungen der Formel (XIV)
Figure imgf000026_0001
(XIV) mit
X = O oder -N(Y) n : 0, 1
Y : -CO-(t-Butyl), -CO-(Adamantyl), -CO-Alkyl
N. Oligoether Oligoether wie zum Beispiel Beckopox®, Jeffamin® oder
Polyethylenglykole.
Die Herstellung der Flüssigkristallkomponenten der Formel (I) bis (XIV) erfolgt nach an sich bekannten, dem Fachmann geläufigen Methoden, wie sie beispielsweise in Houben Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart oder auch den zitierten Schriften beschrieben werden. Ein besonders bevorzugtes Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Displays sind Chip- oder Smartkarten.
Unter einer Chipkarte versteht man eine Karte, üblicherweise aus Kunststoff und im Kreditkartenformat, versehen mit einem integrierten Schaltkreis, welcher Informatio- nen elektronisch speichern kann, und Mitteln zur Informationsübertragung zwischen der Karte und einem elektronischen Lese- und/oder Schreibsystem. Eine Smartcard ist eine Chipkarte, die Mittel zur Überprüfung /Kontrolle des Zugriffs auf die Karte enthält. Beispielsweise kann dieses Mittel ein integrierter Schaltkreis sein, durch den kontrolliert wird, wer die gespeicherten Informationen zu welchem
Zweck verwendet, wodurch die Datensicherheit erhöht werden kann.
Chip- bzw. Smartkarten sind, beispielsweise als Telefon- und Kreditkarten "Medicards", "Cashcards" und als Ausweise zur Zugangskontrolle, bereits in vielfäl- tigern Einsatz.
Für die nahe Zukunft erwartet man ein weiteres Vordringen dieser Technologien in Bereiche, wie die "elektronische Brieftasche", d.h. Ersatz von Bargeld, Fahrkarten und Pay-TV.
In dieser Anwendung enthält das erfindungsgemäße FLC-Display Trägeφlatten, die wegen der Biegbarkeit vorzugsweise aus Kunststoff bestehen. Als Kunststoffe eignen sich, beispielsweise bekannte Kunststoffe wie Polyarylate, Polyethersulfon, Cycloolefin-Copolymere, Polyetherimide, Polycarbonat, Polystyrol, Polyester, Polymethylmetacrylate, sowie deren Copolymere oder Blends.
Zur Herstellung einer Chipkarte wird das FLC-Display in oder auf eine mit einem oder mehreren elektronischen Mikrochips versehenen Kunststoffkarte eingebettet bzw. aufgebracht.
Die Mikrochips enthalten die Programm- und/oder Speicherfunktionen, welche die gewünschte Funktion der Chipkarte gewährleisten. Solche Chips und ihre Herstellung sind dem Fachmann bekannt.
Die Chipkarte weist vorzugsweise ein Format gemäß ISO 7816 und folgende auf. Die Karte besteht im allgemeinen aus Kunststoff, vorzugsweise aus Polyvinylchlorid (PVC), Acryl-butadienstyrol oder Copolymeren (ABS).
Sie enthält zudem Mittel für einen Datenaustausch mit einem externen Schreibund/oder Lesesystem, beispielsweise elektrisch leitende Kontakte oder eine "Antenne" in Form von Flachspulen.
Die verwendeten Kunststoffkarten sind bekannt, und größtenteils kommerziell erhältlich (z.B. Gemplus, http://www.gemplus.fr).
Die erfindungsgemäße Chipkarte eignet sich beispielsweise als Scheckkarte, elektronische Fahrkarte, Telefonkarte, Parkhauskarte, "elektronische Brieftasche" oder für Pay-TV.
Auf die in dieser Anmeldung zitierten Literaturstellen wird ausdrücklich Bezug genommen; sie sind durch Zitat Bestandteil der Beschreibung.
Die Erfindung durch die Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1 :
Eine mit Indium-Zinnoxid beschichtete Glasplatte wird in einem fotolithographischen Prozeß strukturiert, so daß ein Elektrodenmuster erhalten wird. Die transparenten Leiterbahnen dieser Elektrodenstruktur werden zur elektrischen Ansteuerung des Displays verwendet. Zur Orientierung der Flüssigkristallmischung wird eine organische Orientierungsschicht aufgebracht und gerieben. Zwei so strukturierte Glasplatten, die Ober- und Unterseite des Displays bilden, werden mit Hilfe eines Kleberahmens zusammen gefügt und mit der nachfolgend benannten Mischung gefüllt. Der Kleber wird gehärtet, die Zelle versiegelt, durch langsames Abkühlen auf Betriebstemperatur orientiert und zwischen einem Paar Polarisationsfolien zu einem fertigen Display zusammengefügt. Die nach außen geführten Kontakte der Elektroden des Displays werden mit der Ansteuerelektronik verbunden. Die FLC-Mischung bestehend aus der achiralen Basismischung A:
Figure imgf000029_0001
Figure imgf000029_0002
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Figure imgf000030_0002
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Figure imgf000030_0008
und den Dotierstoffen:
Figure imgf000031_0001
Figure imgf000031_0002
Figure imgf000031_0003
Figure imgf000031_0004
hat bei 25°C eine spontane Polarisation von 9,5 nCcm"2 . Der für das Display nutzbare Sc *-Phasenbereich umfaßt die Temperaturen von -26°C bis 70°C. Das Display hat eine Dicke von von 2 μm und kann mit einer konstanten Arbeitsspannung von 8V betrieben werden. Für diese Arbeitsspannung beträgt der Temperaturbereich bei einer Schaltzeit (Betriebsimpulsbreite t) von 3ms 60°C bis 10°C, der Quotient der Schwellenspannung bei 0°C und 40°C Q = 4,5. Bei einer
Schaltzeit von t = 30 Millisekunden ist Q = 3,9, bei t = 100ms ist Q = 3,5.
Beispiel 2:
Eine flexible Kunststoffolie (erhältlich z.B. von der Firma Sumitomo Bakelite,
Produktbezeichnung FST 5352, Dicke 100 μm, 200 Ω / Indium-Zinnoxid- beschichted) wird in einem fotolithographischen Prozeß strukturiert, so daß ein Elektrodenmuster erhalten wird. Die transparenten Leiterbahnen dieser Elektrodenstruktur werden zur elektrischen Ansteuerung des Displays verwendet. Die Substrate werden mit einer Orientierungsschicht beschichtet und diese mit einer Walze gerieben. Zwei strukturierte Folien, die Ober- und Unterseite des Displays bilden, werden mit Hilfe eines Kleberahmens zusammen gefügt und mit der nachfolgend benannten Mischung gefüllt. Der Kleber wird gehärtet, die Zelle versiegelt, durch langsames Abkühlen auf
Betriebstemperatur orientiert und zwischen einem Paar Polarisationsfolien in eine 'smart caif eingebaut. Die nach außen geführten Kontakte der Elektroden der Schaltzelle werden mit den entsprechenden Kontakten oder Flachspulen der 'smart card' verbunden. Die FLC-Mischung bestehend aus der achiralen Basismischung A (siehe Beispiel 1) und den Dotierstoffen:
Figure imgf000032_0001
Figure imgf000032_0002
Figure imgf000032_0003
Figure imgf000032_0004
hat bei 25°C eine spontane Polarisation von 47 nCcm 2 . Der für die 'smart card' nutzbare Sc *-Phasenbereich umfaßt die Temperaturen von -28°C bis 73°C. Das Display hat eine Dicke von 2 μm und kann mit einer konstanten Arbeitsspannung von 2V betrieben werden. Der Temperaturbereich für diese Arbeitsspannung beträgt bei einer Schaltzeit (Betriebsimpulsbreite t ) von 3ms 60°C bis -5°C, der Quotient der Schwellenspannung bei 0°C und 40°C beträgt Q = 2,7.
Bei einer Schaltzeit von t = 1 ms beträgt der Temperaturbereich 10°C bis 60°C, Q =
4,3.
Als weitere Werte für Q wurden bestimmt:
Q = 2,4 bei t = 10ms
Q = 1 ,9 bei t = 30ms
Q = 1 ,8 bei t = 100ms
Beispiel 3:
Eine flexible Kunststoffolie (erhältlich z.B. von der Firma Sumitomo Bakelite, Produktbezeichnung FST 5352, Dicke 100 μm, 200 Ω / Indium-Zinnoxid- beschichted) wird in einem fotolithographischen Prozeß strukturiert, so daß ein Elektrodenmuster erhalten wird. Die transparenten Leiterbahnen dieser Elektrodenstruktur werden zur elektrischen Ansteuerung des Displays verwendet.
Die Substrate werden mit einer Orientierungsschicht beschichtet und diese mit einer Walze gerieben. Zwei strukturierte Folien, die Ober- und Unterseite des Displays bilden, werden mit Hilfe eines Kleberahmens zusammen gefügt und mit der nachfolgend benannten Mischung gefüllt. Der Kleber wird gehärtet, die Zelle versiegelt, durch langsames Abkühlen auf
Betriebstemperatur orientiert und zwischen einem Paar Polarisationsfolien in eine 'smart cart' eingebaut. Die nach außen geführten Kontakte der Elektroden der Schaltzelle werden mit den entsprechenden Kontakten oder Flachspulen der 'smart card' verbunden. Die FLC-Mischung bestehend aus
Figure imgf000033_0001
Figure imgf000034_0001
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Figure imgf000034_0006
C8H17~ °~ \ X) \ / 0-0°— 0— C6H13 11 %
* H 3
Figure imgf000034_0007
Figure imgf000035_0001
Figure imgf000035_0002
w
Figure imgf000035_0003
Figure imgf000035_0004
hat bei 25°C eine spontane Polarisation von 23 nCcm 2 . Der für die 'smart card' nutzbare Sc *-Phasenbereich umfaßt die Temperaturen von -26°C bis 77°C. Das Display hat eine Dicke von 2 μm und kann mit einer Konstanten Arbeitsspannung von 5V betrieben werden. Der Temperaturbereich für diese Arbeitsspannung ist bei einer Schaltzeit (Betriebsimpulsbreite) von 10ms 60°C bis -10°C, der Quotient der Schwellenspannung bei 0°C und 40°C beträgt Q = 2,5. Bei einer Schaltzeit von 3 Millisekunden beträgt der Temperaturbereich 60°C bis 0°C, Q = 2,3. Bei einer Schaltzeit von 1 Millisekunden beträgt der Temperaturbereich 60°C bis 10°C, Q = 3,5. Bei einer Schaltzeit von t = 100ms beträgt Q = 2,1. Tabelle 1 :
Tabelle 1 zeigt Q (Quotient aus el. Feldstärke bei 0°C und 40°C) in Abhängigkeit von Ps und der Schaltzeit.
Figure imgf000036_0001
Tabelle 2:
Tabelle 2 zeigt den mit kontanter Spannung ansteuerbaren Temperaturbereich
Figure imgf000036_0002
Gegenbeispiel:
Das Display aus Beispiel 1 , gefüllt mit einer Mischung mit Ps = 9,5 (nCcm 2)wird mit einer Schaltzeit von t = 1ms angesteuert. Das Produkt aus spont. Polarisation ( in nCcm 2 ) und Schaltzeit ( in ms) beträgt Ps X t = 9,5 . Der mit konstant 8V ansteuerbare Temperaturbereich beträgt nur 60°C bis25°C.

Claims

Patentansprüche:
1. FLC-Display, dadurch gekennzeichnet, daß das Display mit Spannungsimpulsen angesteuert wird, die länger als 0,9 Millisekunden sind.
2. FLC-Display nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung ein Produkt von spont. Polarisation Ps (nCcm2) und Betriebsimpulsbreite t (ms) größer als 15, bevorzugt größer als 100, insbesondere bevorzugt größer als 500 besitzt.
3. FLC-Display nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die spont. Polarisation Ps mindestens 20 nCcm"2(bei 25°C) beträgt und die Betriebsimpulsbreite t größer als 2,5ms ist.
4. FLC-Display nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daßdie
Phasenübergangstemperatur SA/SC größer als 70°C ist.
5. Chipkarte, enthaltend ein FLC-Display gemäß einen oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4.
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