WO2002051963A1 - Flüssigkristallines medium - Google Patents
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- IPZOILJQRRNNQQ-UHFFFAOYSA-N CCCCCC(C#C)Oc(ccc(C(CC1)CCC1C1CCC(CCC)CC1)c1F)c1F Chemical compound CCCCCC(C#C)Oc(ccc(C(CC1)CCC1C1CCC(CCC)CC1)c1F)c1F IPZOILJQRRNNQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
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- C09K2323/00—Functional layers of liquid crystal optical display excluding electroactive liquid crystal layer characterised by chemical composition
Definitions
- the invention relates to a liquid-crystalline medium based on a mixture of polar compounds with negative dielectric anisotropy, which comprises at least one compound of the formula I,
- R 11 and R 12 each independently of one another are an unsubstituted, an alkyl or alkenyl radical which is monosubstituted by CN or CF 3 or at least monosubstituted by halogen, with one or more CH 2 - in these radicals also Groups each independently by -O-, -S-, ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ '-C ⁇ C-,
- -CO-, -CO-O-, -O-CO- or -O-CO-O- can be replaced so that O atoms are not directly linked to each other
- L 1 and L 2 each independently of one another H or F,
- Such media are to be used in particular for electro-optical displays with active matrix addressing based on the ECB effect. They can also be used for IPS modes (in plane switching), in which dielectric negative liquid crystal mixtures are used, as well as for ASM (Axially Symmetrie Microdomaine) displays, and for displays that are controlled with plasma arrays (PALC: Plasma Addressed Liquid Crystals) ,
- liquid crystal (LC) phases are required, which must meet a multitude of requirements.
- the chemical resistance to moisture, air and physical influences such as heat, radiation in the infrared, visible and ultraviolet range and electrical DC and AC fields are particularly important here.
- LC phases require a liquid-crystalline mesophase in a suitable temperature range and a low viscosity.
- MLC displays Matrix liquid crystal displays
- active elements ie transistors
- MOS Metal Oxide Semiconductor
- TFT Thin film transistors
- the TN effect is usually used as the electro-optical effect.
- TFTs made of compound semiconductors such as CdSe or TFT's based on polycrystalline or amorphous silicon.
- CdSe compound semiconductors
- TFT's based on polycrystalline or amorphous silicon.
- the latter technology is being worked on with great intensity worldwide.
- the TFT matrix is applied to the inside of one glass plate of the display, while the other glass plate carries the transparent counter electrode on the inside. Compared to the size of the pixel electrode, the TFT is very small and practically does not disturb the image.
- This technology can also be expanded for fully color-compatible image representations, with a mosaic of red, green and blue filters being arranged in such a way that one filter element each is opposite a switchable image element.
- TFT displays usually work as TN cells with crossed polaristors in transmission and are illuminated from behind.
- MLC displays of this type are particularly suitable for monitors, TV applications (e.g. pocket TVs) or for high-information displays in automobile or aircraft construction.
- difficulties arise with MLC displays due to the insufficiently high specific resistance of the liquid crystal mixtures [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K. , TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc.
- the disadvantage of the previously known MFK-TN displays resides in their comparatively low contrast, the relatively high viewing angle dependency and the difficulty in generating gray levels in these displays.
- MLC displays based on the ECB effect are known from EP 0 474 062.
- HR voltage holding ratio
- the object of the invention is to provide MLC displays which are based on the ECB effect and which do not have the disadvantages indicated above or only to a lesser extent and at the same time have very high specific resistances.
- the invention thus relates to a liquid-crystalline medium based on a mixture of polar compounds with negative dielectric anisotropy, which contains at least one compound of the formula I.
- the medium according to the invention preferably contains compounds of the formula I in which R 11 and / or R 12 are alkyl or alkoxy.
- R 11 and R 12 are alkoxy having 2 to 7 carbon atoms
- L 1 and L 2 are preferably H.
- the media according to the invention preferably contain one or more compounds of the formulas Ia to II,
- the mixture according to the invention shows very favorable values for the capacitive threshold, relatively high values for the holding ratio, low rotational viscosities and at the same time very good low-temperature stability.
- R ⁇ has the meaning of R 11 or R 12 ,
- R 31 and R 32 each independently of one another are a straight-chain alkylalkoxy, alkyl or alkoxy radical having up to 12 carbon atoms, and
- Total mixture is at least 3% by weight, preferably at least 10% by weight.
- R is an unsubstituted, an alkyl or alkenyl radical which is monosubstituted by CN or CF 3 or at least monosubstituted by halogen, with up to 15 C atoms, 30 in which radicals one or more are also present
- CH 2 groups in each case independently of one another by -O-, -S-, ⁇ ⁇ > -, -C ⁇ C-, -CO-, -CO-O-,
- -O-CO- or -O-CO-O- can be replaced so that O atoms are not directly linked, means contains.
- Medium which contains at least one compound selected from the formulas IVa and / or IVb.
- Alkenyl * each independently a straight-chain alkenyl radical with 2-6 C atoms
- Alkyl is a straight-chain alkyl radical with 1-6 C atoms
- Alkyl * each independently a straight chain
- the medium according to the invention preferably contains at least one compound of the formula purple and / or of the formula IIIb.
- R 13 and R 14 each independently of one another have one of the meanings given in Claim 1 for R 11 and R 12 , and
- w and x are each independently 1 to 6
- R 15 is an unsubstituted, an alkyl or alkenyl radical which is monosubstituted by CN or CF 3 or an at least monosubstituted by halogen, with up to 15 C atoms, one or more CH 2 groups in these radicals each being independently of one another by -O- , -S-, " ⁇ '-C ⁇ C-, -CO-, -CO-O-,
- -O-CO- or -O-CO-O- can be replaced so that O atoms are not directly linked
- R 23 to R 36 are an unsubstituted, an alkyl or alkenyl radical which is monosubstituted by CN or CF 3 or at least monosubstituted by halogen, with up to 15 C atoms, one or more CH 2 groups in these radicals also being independent of one another -0-, -S-, - " ⁇ '- c ⁇ c -> - c ° -> -CO-O-,
- -O-CO- or -O-CO-O- can be replaced so that O atoms are not directly linked
- one or more compounds of the formulas Via, Vld, Vif and / or Vlg are preferably used in the media according to the invention.
- R is alkyl, alkenyl, alkoxy, alkenyloxy having 1 or 2 to 6 carbon atoms.
- R 3T and R 4T are each independently alkyl, alkoxy, alkenyl,
- highly polar mixtures contain one or more, preferably one or two, esters or nitriles of the formulas
- Another object of the invention is an electro-optical display with active matrix addressing based on the ECB effect, characterized in that it contains a liquid-crystalline medium according to one of claims 1 to 13 as a dielectric.
- the liquid crystal mixture preferably has a nematic phase range of at least 60 K and a flow viscosity v 2 o of at most 30 mm 2 • s "1 at 20 ° C.
- the liquid crystal mixture according to the invention has a ⁇ of about -0.5 to -8.0, in particular of about -3.0 to -5.0, where ⁇ means the dielectric anisotropy.
- the rotational viscosity ⁇ i is preferably ⁇ 225 mPa-s, in particular ⁇ 180 mPa-s.
- the birefringence ⁇ n in the liquid crystal mixture is generally between 0.04 and 0.16, preferably between 0.06 and 0.13.
- the dielectric constant ⁇ n is greater than or equal to 3, preferably 3.2 to 8.5.
- the dielectrics can also contain further additives known to the person skilled in the art and described in the literature.
- pleochroic dyes can be added, also conductive salts, preferably ethyldimethyldodecylammonium 4-hexoxybenzoate, tetrabutylammonium tetraphenylboranate or complex salts of crown ethers (cf., for example, Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Volume 24, pages 249 - 258 (1973)) to improve the conductivity or substances to change the dielectric anisotropy, the viscosity and / or the orientation of the nematic phases.
- Such substances are e.g. B. in DE-OS 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430 and 28 53 728 described.
- UV stabilizers and antioxidants can also be added to the mixture.
- the nematic liquid crystal mixtures in the displays according to the invention generally contain two components A and B, which in turn consist of one or more individual compounds.
- Component A has a clearly negative dielectric anisotropy and gives the nematic phase a dielectric anisotropy of ⁇ -0.3. It preferably contains compounds of the formulas I and II.
- the proportion of component A is preferably between 45 and 100%, in particular between 60 and 100%.
- one (or more) individual connection (s) are preferably selected which have a value of ⁇ ⁇ -0.8. This value must be the more negative the smaller the proportion A in the total mixture.
- Component B has a pronounced nematogenicity and a flow viscosity of not more than 30 mm 2 ' s "1 , preferably not more than 25 mm 2 • s " 1 , at 20 ° C.
- Particularly preferred individual compounds of component B are extremely low-viscosity nematic liquid crystals with a flow viscosity of not more than 18, preferably not more than 12 mm 2 ' s "1 , at 20 ° C.
- Component B is monotropic or enantiotropic nematic, has no smectic phases and can prevent the occurrence of smectic phases down to very low temperatures in liquid crystal mixtures. If, for example, a smectic liquid crystal mixture is mixed with different materials with high nematogenicity, the degree of suppression of smectic phases can be used to compare the nematogenicity of these materials.
- these liquid crystal phases can also contain more than 18 components, preferably 18 to 25 components. Phases preferably contain 4 to 15, in particular 5 to 12, compounds of the formulas I, II and optionally III.
- the other constituents are preferably selected from the nematic or nematogenic substances, in particular the known substances, from the classes of azoxybenzenes, benzylidene anilines, biphenyls, terphenyls, phenyl- or cyclohexylbenzoates, cyclohexane-carboxylic acid phenyl- or cyclohexyl esters, phenylcyclohexanes, cyclohexyl - Biphenyls, cyclohexylcyclohexanes, cyclohexylnaphthalenes, 1,4-bis-cyclohexylbiphenyls or cyclohexylpyrimidines, phenyl- or cyclohexyldioxanes, optionally halogenated stilbenes, benzylphenyl ethers, tolanes and substituted
- L and E each have a carbocyclic or heterocyclic ring system from the 4,4'-disubstituted from 1,4-disubstituted benzene and cyclohexane rings
- -CH N- -COO-Phe-COO or a CC single bond
- Q halogen preferably chlorine, or -CN
- R 9 and R 10 each alkyl, alkenyl, alkoxy, alkanoyloxy or alkoxycarbonyloxy having up to 18, preferably up to 8 carbon atoms, or one of these radicals as well CN, NC, N0 2 , NCS, CF 3 , OCF 3 , F, Cl or Br mean.
- R and R are different from one another, one of these radicals usually being an alkyl or alkoxy group.
- Other variants of the proposed substituents are also common. Many such substances or mixtures thereof are commercially available. All of these substances can be prepared by methods known from the literature.
- the ECB mixture according to the invention can also contain compounds in which, for example, H, N, O, Cl, F have been replaced by the corresponding isotopes.
- the structure of the liquid crystal displays according to the invention corresponds to the usual geometry, such as e.g. in EP-OS 0 240 379.
- the mixtures according to the invention preferably contain one or more compounds of the compounds listed below in Table A.
- Table B lists possible dopants that can be added to the mixtures according to the invention.
- R / S-4011 Furthermore mean:
- the display used to measure the threshold voltage has two plane-parallel carrier plates at a distance of 20 ⁇ m and electrode layers with overlying orientation layers of lecithin on the inside of the carrier plates, which bring about a homeotropic orientation of the liquid crystals.
- PCH-504FF 15.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -5.2
- PCH-504FF 8.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -4.7
- PCH-504FF 8.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -4.9
- PCH-504FF 9.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -4.5
- PCH-502FF 18.0% ⁇ n [589 nm, 20 ° C]: +0.0985
- PCH-502FF 18.0% ⁇ n [589 nm, 20 ° C]: +0.1021
- PCH-504FF 9.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -4.7
- PCH-504FF 18.0% ⁇ n [589 nm, 20 ° C]: +0.1083
- PCH-502FF 11.0% LTS in cells: nem. > 1000 h
- PCH-504FF 11.0% at - 20 ° C, - 30 ° C, - 40 ° C
- PCH-304FF 10.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -7.9
- PCH-304FF 9.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -8.1
- PCH-504FF 5.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -3.5
- PCH-504FF 17.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -4.9
- PCH-504FF 15.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -4.7
- CC-3-V1 8.0% LTS in cells: nem. > 1000 h
- CC-3-V1 8.0% LTS in cells: nem. > 1000 h
- PCH-504FF 16.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -4.9
- PCH-304FF 17.0% clearing point [° C]: 79.5
- PCH-502FF 8.0% ⁇ n [589 nm, 20 ° C]: 0.1141
- PCH-504FF 8.0% ⁇ [1 kHz, 20 ° C]: -3.7
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie, welches mindestens eine Verbindung der Formel I, worin R<11> und R<12>, Ring A, Z, a, L<1> und L<2>, die in Anspruch 1 angegebenen Bedeutungen haben, enthält, sowie seine Verwendung für eine Aktivmatrix-Anzeige basierend auf dem ECB-Effekt.
Description
Flüssigkristallines Medium
Die Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie, welches mindestens eine Verbindung der Formel I,
worin
R11 und R12 jeweils unabhängig voneinander einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenyl- rest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, ~~ \^~ ' -C≡C-,
-CO-, -CO-O-, -O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z -CF2O-, -OCF2-, -C=C-, -CF=CF-, -C2F4-, -COO-, -OCO-,
-CH2O-, -OCH2- oder eine Einfachbindung
a 0 oder 1
bedeuten,
enthält.
Derartige Medien sind insbesondere für elektrooptische Anzeigen mit einer Aktivmatrix-Addressierung basierend auf dem ECB-Effekt zu verwenden. Ferner sind sie für IPS-modes (In plane switching), bei denen dielektrisch negative Flüssigkristallmischungen verwendet werden, sowie für ASM (Axially Symmetrie Microdomaine)-Anzeigen, und für Anzeigen, die mit Plasmaarrays angesteuert werden (PALC: Plasma Addressed Liquid Crystals) einsetzbar.
Das Prinzip der elektrisch kontrollierten Doppelbrechung, der ECB-Effekt (electrically controlled birefringence) oder auch DAP-Effekt (Deformation aufgerichteter Phasen) wurde erstmals 1971 beschrieben (M.F. Schieckel und K. Fahrenschon, "Deformation of nematic liquid crystals with vertical orientation in electrical fields", Appl. Phys. Lett. 19 (1971), 3912). Es folgten Arbeiten von J.F. Kahn (Appl. Phys. Lett. 20 (1972), 1193) und G. Labrunie und J. Robert (J. Appl. Phys. 44 (1973), 4869).
Die Arbeiten von J. Robert und F. Clerc (SID 80 Digest Techn. Papers (1980), 30), J. Duchene (Displays 7 (1986), 3) und H. Schad (SID 82 Digest Techn. Papers (1982), 244) haben gezeigt, dass flüssigkristalline Phasen hohe Werte für das Verhältnis der elastischen Konstanten K3/K-ι, hohe Werte für die optische Anisotropie Δn und Werte für die dielektrische Anisotropie Δε Werte -0,5 und -5 aufweisen müssen, um für hochinformative Anzeigeelemente basierend auf dem ECB-Effekt eingesetzt werden zu können. Auf dem ECB-Effekt basierende elektrooptische Anzeigeelemente weisen eine homöotrope Randorientierung auf.
Für die technische Anwendung dieses Effektes in elektrooptischen Anzeigeelementen werden Flüssigkristall (FK)-Phasen benötigt, die einer Vielzahl von Anforderungen genügen müssen. Besonders wichtig sind hier die chemische Beständigkeit gegenüber Feuchtigkeit, Luft und physikalischen Einflüssen wie Wärme, Strahlung im infraroten, sichtbaren und ultravioletten Bereich und elektrische Gleich- und Wechselfelder.
Ferner wird von technisch verwendbaren FK-Phasen eine flüssigkristalline Mesophase in einem geeigneten Temperaturbereich und eine niedrige Viskosität gefordert.
In keiner der bisher bekannten Reihen von Verbindungen mit flüssigkristalliner Mesophase gibt es eine Einzelverbindung, die allen diesen Erfordernissen entspricht. Es werden daher in der Regel Mischungen von zwei bis 25, vorzugsweise drei bis 18, Verbindungen hergestellt, um als FK- Phasen verwendbare Substanzen zu erhalten. Optimale Phasen konnten jedoch auf diese Weise nicht leicht hergestellt werden, da bisher keine Flüssigkristallmaterialien mit deutlich negativer dielektrischer Anisotropie und ausreichender Langzeitstabilität zur Verfügung standen.
Matrix-Flüssigkristallanzeigen (MFK-Anzeigen) sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können beispielsweise aktive Elemente (d.h. Transistoren) verwendet werden. Man spricht dann von einer "aktiven Matrix", wobei man zwei Typen unterscheiden kann:
1. MOS (Metal Oxide Semiconductor)-Transistoren auf Silizium-Wafer als Substrat.
2. Dünnfilm-Transistoren (TFT) auf einer Glasplatte als Substrat.
Bei Typ 1 wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise die dynamische Streuung oder der Guest-Host-Effekt verwendet. Die Verwendung von einkristallinem Silizium als Substratmaterial beschränkt die Displaygröße, da auch die modulartige Zusammensetzung verschiedener Teildisplays an den Stößen zu Problemen führt.
Bei dem aussichtsreicheren Typ 2, welcher bevorzugt ist, wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt verwendet.
Man unterscheidet zwei Technologien: TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z.B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium. An letzterer Technologie wird weltweit mit großer Intensität gearbeitet.
Die TFT-Matrix ist auf der Innenseite der einen Glasplatte der Anzeige aufgebracht, während die andere Glasplatte auf der Innenseite die transparente Gegenelektrode trägt. Im Vergleich zu der Größe der Bildpunkt- Elektrode ist der TFT sehr klein und stört das Bild praktisch nicht. Diese Technologie kann auch für voll farbtaugliche Bilddarstellungen erweitert werden, wobei ein Mosaik von roten, grünen und blauen Filtern derart angeordnet ist, dass je ein Filterelement einem schaltbaren Bildelement gegenüber liegt.
Die bisher bekannten TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polaristoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.
Der Begriff MFK-Anzeigen umfasst hier jedes Matrix-Display mit integrierten nichtlinearen Elementen, d.h. neben der aktiven Matrix auch Anzeigen mit passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden (MIM = Metall-Isola- tor-Metall).
Derartige MFK-Anzeigen eignen sich insbesondere für Monitore, TV- Anwendungen (z.B. Taschenfernseher) oder für hochinformative Displays in Automobil- oder Flugzeugbau. Neben Problemen hinsichtlich der Winkelabhängigkeit des Kontrastes und der Schaltzeiten resultieren bei MFK-Anzeigen Schwierigkeiten bedingt durch nicht ausreichend hohen spezifischen Widerstand der Flüssigkristallmischungen [TOGASHI, S., SEKIGUCHI, K., TANABE, H., YAMAMOTO, E., SORIMACHI, K., TAJIMA, E., WATANABE, H., SHIMIZU, H., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: A 210-288 Matrix LCD Controlled by Double Stage Diode Rings, p. 141 ff, Paris; STROMER, M., Proc. Eurodisplay 84, Sept. 1984: Design of Thin Film Transistors for Matrix Adressing of Television Liquid Crystal Displays, p. 145 ff, Paris]. Mit abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige. Da der spezifische Widerstand der Flüssigkristallmischung durch Wechselwirkung mit den inneren Oberflächen der Anzeige im allgemeinen über die Lebenszeit einer MFK-Anzeige abnimmt, ist ein hoher (Anfangs)-Widerstand sehr wichtig für Anzeigen, die akzeptable Widerstandswerte über eine lange Betriebsdauer aufweisen müssen.
Der Nachteil der bisher bekannten MFK-TN-Anzeigen beruht in ihrem ver- gleichsweise niedrigen Kontrast, der relativ hohen Blickwinkelabhängigkeit und der Schwierigkeit in diesen Anzeigen Graustufen zu erzeugen.
Aus der EP 0 474 062 sind MFK-Anzeigen basierend auf dem ECB-Effekt bekannt. Die dort beschriebenen FK-Mischungen basierend auf 2,3-Difluorphenyl-Derivaten, welche eine Ester-, Ether- oder Ethylbrücke enthalten, und weisen niedrige Werte der "voltage holding ratio" (HR) nach UV-Belastung auf.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf nach MFK-Anzeigen mit sehr hohem spezifischen Widerstand bei gleichzeitig großem Arbeitstemperaturbereich, kurzen Schaltzeiten, niedrigen Rotationsviskositäten und niedriger Schwellenspannung, mit deren Hilfe verschiedene Graustufen erzeugt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, MFK-Anzeigen, welche auf dem ECB-Effekt beruhen, bereitzustellen, die die oben angegebenen Nachteile nicht oder nur in geringerem Maße und gleichzeitig sehr hohe spezifische Widerstände aufweisen.
Es wurde nun gefunden, dass diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man in diesen Anzeigeelementen nematische Flüssigkristallmischungen verwendet, die mindestens eine Verbindung der Formel I enthalten.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie, welches mindestens eine Verbindung der Formel I enthält. Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Medium Verbin- düngen der Formel I, worin R11 und/oder R12 Alkyl oder Alkoxy bedeuten. Insbesondere bedeuten R11 und R12 Alkoxy mit 2 bis 7 C-Atomen, L1 und L2 sind vorzugsweise H.
Verbindungen der Formel I sind beispielsweise bekannt aus der DE-A-195 00 768. Die Verwendung dieser Verbindungen in polaren Mischungen mit Δε<0 wird im Stand der Technik nicht beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Medien enthalten vorzugsweise ein oder mehrere Verbindungen der Formeln la bis II,
worin R »11 die oben angegebenen Bedeutungen hat.
Die erfindungsgemäße Mischung zeigt sehr günstige Werte für die kapazitive Schwelle, relativ hohe Werte für die Holding Ratio, niedrige Rotationsviskositäten und gleichzeitig eine sehr gute Tieftemperaturstabilität.
Einige bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Mischungen werden im folgenden genannt:
a) Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel II enthält:
worin
R^ die Bedeutung von R11 oder R12 hat,
1 oder 2, und
v 1 bis 6
bedeutet.
b) Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel III,
worin
- 1 U -
R31 und R32 jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen Alkylalkoxy-, Alkyl- oder Alkoxyrest mit bis zu 12 C-Atomen, und
bedeutet,
-J O enthält.
c) Medium, welches zwei, drei, vier oder mehr, vorzugsweise zwei oder drei, Verbindungen der Formel I enthält.
15 d) Medium, wobei der Anteil an Verbindungen der Formel I im
Gesamtgemisch mindestens 3 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 10 Gew.-%, beträgt.
e) Medium, welches mindestens eine Verbindung der Formel IV
20
25 worin
R einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, 30 wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere
CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, ~<^>- , -C≡C-, -CO-, -CO-O-,
-O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
bedeutet, enthält.
f) Medium, wobei der Anteil an Verbindungen der Formel II im Gesamtgemisch mindestens 20 Gew.-% beträgt.
g) Medium, wobei der Anteil an Verbindungen der Formel III im Gesamtgemisch mindestens 3 Gew.-% beträgt.
h) Medium, wobei der Anteil an Verbindungen der Formel IV im Ge- samtgemisch mindestens 5 Gew.-%, vorzugsweise mindestens
10 Gew.-%, beträgt.
Medium, welches mindestens eine Verbindung ausgewählt aus den Formeln IVa und/oder IVb enthält.
Alkyl I —— ( ( HHH > —— HH >--AAllkkeennyyll IVa
Alkenyl — < H > — ( H V- Alkenyl* IVb
Besonders bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln IVaa-IVad und IVba-IVbf:
IVac
worin
Alkenyl und
Alkenyl* jeweils unabhängig voneinander ein geradkettiger Alkenylrest mit 2-6 C-Atomen, und
Alkyl ein geradkettiger Alkylrest mit 1-6 C-Atomen
bedeuten.
j) Medium, welches zusätzlich eine Verbindung ausgewählt aus den Formeln lila bis llle enthält:
Alkyl H H •Alkyl* lila
lllb
Alkyl — ( H — ( O V-Alkyl* mc
Alkyl — ( H > — ( O V- O-Alkyl* |||d
worin
Alkyl und
Alkyl* jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen
Alkylrest mit 1-6 C-Atomen,
bedeuten.
Vorzugsweise enthält das erfindungsgemäße Medium mindestens eine Verbindung der Formel lila und/oder der Formel lllb.
k) Medium, welches im wesentlichen aus
3-25 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I,
20-70 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel II,
0-20 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel III,
5-40 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IV
besteht.
I) Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln,
worin
R13 und R14 jeweils unabhängig voneinander eine der in Anspruch 1 für R11 und R12 angegebenen Bedeutung haben, und
w und x jeweils unabhängig voneinander 1 bis 6
bedeuten,
enthält.
m) Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Zweikernverbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln Va bis Vg,
Va
,15 — ( H h~CF20 ( O (O)-Alkyl Vd
15
R H V OCF, O — (O)-Alkyl Ve
,15
R — < O >— CF 0 ( O (O)-Alkyl Vf
15
R O >-OCF„ { O (O)-Alkyl Vg
worin
R 15 einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, " ^ ' -C≡C-, -CO-, -CO-O-,
-O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und
Rfc H, CH3, C2H5 oder n-C3H7
bedeuten,
enthält.
Von den Verbindungen der Formeln Va bis Ve sind besonders bevorzugt Verbindungen der Formeln Va, Vd und Ve.
Medium, welches zusätzlich eine oder mehrere Dreikernverbindungen ausgewählt aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln Via bis Vlo,
(O)-Alkyl Vif
(O)-Alkyl Vlg
(O)-Alkyl Vli
worin
R23 bis R 36 einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -0-, -S-, - "~ ' -c≡c-> -c°-> -CO-O-,
-O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und
1 bis 6 bedeutet,
enthält.
Von den genannten Verbindungen werden vorzugsweise in den erfindungsgemäßen Medien ein oder mehrere Verbindungen der Formeln Via, Vld, Vif und/oder Vlg eingesetzt.
o) Medium enthaltend zusätzlich ein oder mehrere Verbindungen der Formel,
worin R Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy mit 1 bzw. 2 bis 6 C- Atomen bedeutet.
p) Medium enthaltend zusätzlich ein oder mehrere Tolane der Formel 11 und/oder T2,
worin
R3T und R4T jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkoxy, Alkenyl,
Alkenyloxy oder Alkylalkoxy mit 1 bis 7 C-Atomen
bedeuten.
q) Hochpolare Mischungen enthalten neben ein oder mehreren Verbindungen der Formel I ein oder mehrere, vorzugsweise ein oder zwei, Ester oder Nitrile der Formeln
worin m und n jeweils unabhängig voneinander 1-12 bedeuten. Derartige Mischungen sind insbesondere für den IPS-mode mit Δε < 0 geeignet.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine elektrooptische Anzeige mit einer Aktivmatrix-Addressierung basierend auf dem ECB-Effekt, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Dielektrikum ein flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält.
Vorzugsweise weist die Flüssigkristallmischung einen nematischen Phasenbereich von mindestens 60 K und eine Fließviskosität v2o von maximal 30 mm2 • s"1 bei 20 °C auf.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung weist ein Δε von etwa -0,5 bis -8,0, insbesondere von etwa -3,0 bis -5,0 auf, wobei Δε die dielektrische Anisotropie bedeutet. Die Rotationsviskosität γi ist vorzugsweise < 225 mPa-s, insbesondere < 180 mPa-s.
Die Doppelbrechung Δn in der Flüssigkristallmischung liegt, in der Regel, zwischen 0,04 und 0,16, vorzugsweise zwischen 0,06 und 0,13. Die Dielektrizitätskonstante εn ist größer oder gleich 3, vorzugsweise 3,2 bis 8,5.
Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann bekannte und in der Literatur beschriebenen Zusätze enthalten.
Beispielsweise können 0-15 % pleochroitische Farbstoffe zugesetzt wer- den, ferner Leitsalze, vorzugsweise Ethyldimethyldodecylammonium-4- hexoxybenzoat, Tetrabutylammoniumtetraphenylboranat oder Komplexsalze von Kronenethern (vgl. z.B. Haller et al., Mol. Cryst. Liq. Cryst. Band 24, Seiten 249- 258 (1973)) zur Verbesserung der Leitfähigkeit oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Orientierung der nematischen Phasen. Derartige Substanzen sind z. B. in den DE-OS 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281 , 24 50 088, 26 37 430 und 28 53 728 beschrieben. Weiterhin können der Mischung UV-Stabilisatoren und Antioxidantien zugesetzt werden.
Die einzelnen Komponenten der Formel I, II, III und IV der erfindungsgemäßen Flüssigkristallphasen sind entweder bekannt oder ihre Herstellungsweisen sind für den einschlägigen Fachmann aus dem Stand der Technik ohne weiteres abzuleiten, da sie auf in der Literatur beschriebenen Standardverfahren basieren.
Die nematischen Flüssigkristallmischungen in den erfindungsgemäßen Anzeigen enthalten in der Regel zwei Komponenten A und B, die ihrerseits aus einer oder mehreren Einzelverbindungen bestehen.
Die Komponente A weist eine deutlich negative dielektrische Anisotropie auf und verleiht der nematischen Phase eine dielektrische Anisotropie von < -0,3. Sie enthält bevorzugt Verbindungen der Formeln I und II.
Der Anteil der Komponente A liegt vorzugsweise zwischen 45 und 100 %, insbesondere zwischen 60 und 100 %.
Für Komponente A wird vorzugsweise eine (oder mehrere) Einzelverbin- dung(en) gewählt, die einen Wert von Δε < -0,8 haben. Dieser Wert muss umso negativer sein, je kleiner der Anteil A an der Gesamtmischung ist.
Die Komponente B weist eine ausgeprägte Nematogenität und eine Fließviskosität von nicht mehr als 30 mm2 ' s"1, vorzugsweise nicht mehr als 25 mm2 • s"1, bei 20 °C auf.
Besonders bevorzugte Einzelverbindungen der Komponente B sind extrem niedrig viskose nematische Flüssigkristalle mit einer Fließviskosität von nicht mehr als 18, vorzugsweise nicht mehr als 12 mm2 ' s"1 , bei 20 °C.
Komponente B ist monotrop oder enantiotrop nematisch, weist keine smektischen Phasen auf und kann in Flüssigkristallmischungen das Auf- treten von smektischen Phasen bis zu sehr tiefen Temperaturen verhindern. Versetzt man beispielsweise eine smektische Flüssigkristallmischung mit jeweils verschiedenen Materialien mit hoher Nematogenität, so kann durch den erzielten Grad der Unterdrückung smektischer Phasen die Nematogenität dieser Materialien verglichen werden.
Dem Fachmann sind aus der Literatur eine Vielzahl geeigneter Materialien bekannt. Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel III.
Daneben können diese Flüssigkristallphasen auch mehr als 18 Kompo- nenten, vorzugsweise 18 bis 25 Komponenten, enthalten. Vorzugsweise enthalten die Phasen 4 bis 15, insbesondere 5 bis 12, Verbindungen der Formeln I, II und optional III.
Neben Verbindungen der Formeln I, II III und IV können auch noch andere Bestandteile zugegen sein, z. B. in einer Menge von bis zu 45 % der
Gesamtmischung, vorzugsweise jedoch bis zu 35 %, insbesondere bis zu 10 %.
Die anderen Bestandteile werden vorzugsweise ausgewählt aus den nematischen oder nematogenen Substanzen, insbesondere den bekannten Substanzen, aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Bi- phenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan-car- bonsäurephenyl- oder -cyclohexylester, Phenylcyclohexane, Cyclohexyl- biphenyle, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylnaphthaline, 1 ,4-Bis-cyclo- hexylbiphenyle oder Cylohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren.
Die wichtigsten als Bestandteile derartiger Flüssigkristallphasen in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formel VII charakterisieren,
R9-L-G-E-R10 VII
worin L und E je ein carbo- oder heterocyclisches Ringsystem aus der aus 1 ,4-disubstituierten Benzol- und Cyclohexanringen, 4,4'-disubstituierten
Biphenyl-, Phenylcyclohexan- und Cyclohexylcyclohexansystemen, 2,5-disubstituierten Pyrimidin- und 1 ,3-Dioxanringen, 2,6-disubstituierten Naphthalin, Di- und Tetrahydronaphthalin, Chinazolin und Tetrahydro- chinazolin gebildeten Gruppe,
-CH=CH- -N(0)=N-
-CH-CQ- -CH=N(0)-
-CO-O- -CH2-O-
-CO-S- -CH2-S-
-CH=N- -COO-Phe-COO
oder eine C-C-Einfachbindung, Q Halogen, vorzugsweise Chlor, oder -CN, und R9 und R10 jeweils Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkanoyloxy oder Alkoxycar- bonyloxy mit bis zu 18, vorzugsweise bis zu 8 Kohlenstoffatomen, oder einer dieser Reste auch CN, NC, N02, NCS, CF3, OCF3, F, Cl oder Br bedeuten.
Bei den meisten dieser Verbindungen sind R und R voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist eine Alkyl- oder Alkoxygruppe ist. Auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten sind ge- bräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden herstellbar.
Es versteht sich für den Fachmann von selbst, dass die erfindungsgemäße ECB-Mischung auch Verbindungen enthalten kann, worin beispielsweise H, N, O, Cl, F durch die entsprechenden Isotope ersetzt sind.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen Flüssigkristallanzeigen entspricht der üblichen Geometrie, wie sie z.B. in EP-OS 0 240 379, beschrieben wird.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen. Vor- und nachstehend bedeuten Prozentangaben Gewichtsprozent; alle Temperaturen sind in Grad Celsius angegeben.
Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Mischungen neben den Verbindungen der Formel I eine oder mehrere Verbindungen der nachfolgend in Tabelle A genannten Verbindungen.
Folgende Abkürzungen werden verwendet: (n, m = 1-12; z = 1-6)
PCH-nOmFF
CCP-nOmFF
D-nOmFF CnH2n+1 H COO- O OCmH 2m+1
CBC-nm C- n H 2n+1 < H >- O >— < O )— < H >" CmmH ':2m+1
CC-n-V1
CP-nOmFF
F F
CEY-V-n C2H4— O >-C„H2rw,
CCN-nm mH2m+1
PGIGI-n-F
BCH-nm O„ nH 2„n+,.1, H > — < O ) ( O >— C m H 2m+1
CCPC-nm C n H.2n+1 H >-< H V- COO— < O >— < H C mH "2π
F F
CQY-n-(0)m O )-0- CmH2m+1
CQIY-n-(0)m CnH2n+1— H )-
F F
CCQIY-n-(0)m C n H" '_2n+1— < H H >- OCF2 O -(OhCm mH 2m+1
F F
CPQIY-n-(0)m c n H 2n+1 XXX OCF2— < O >-(O)-Cm mH' '2m+1
PNapF.n(0)nFF
CNapF-n(0)mFF
CHNap-n(0)mFF
In der Tabelle B werden mögliche Dotierstoffe angegeben, die den erfindungsgemäßen Mischungen zugesetzt werden können.
C 15 CB 15
CM 21
R/S 811
CM 44
CM 45
CM 47
CN
R/S-2011
R/S-1011
R/S-3011
R/S-4011
Weiterhin bedeuten:
V0 Schwellenspannung, kapazitiv [V] bei 20 °C
Δn die optische Anisotropie gemessen bei 20 °C und 589 nm
Δε die dielektrische Anisotropie bei 20 °C und 1 kHz
cp. Klärpunkt [°C]
γi Rotationsviskosität gemessen bei 20 °C [mPa-s]
LTS Tieftemperaturstabilität (Low temperature stability) [h]
HR Voltage Holding Ratio (nach 5 Minuten bei 100 °C, 1 V) [%]
Die zur Messung der Schwellspannung verwendete Anzeige weist zwei planparallele Trägerplatten im Abstand von 20 μm und Elektrodenschichten mit darüberiiegenden Orientierungsschichten aus Lecithin auf den Innenseiten der Trägerplatten auf, welche eine homeotrope Orientierung der Flüssigkristalle bewirken.
Mischunqsbeispiele Beispiel 1
PCH-304FF 12,0 % Klärpunkt [°C]: 84,5
PCH-502FF 12,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1044
PCH-504FF 15,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -5,2
CCP-202FF 6,0 % εn [1 kHz, 20 °C]: 4,0
CCP-302FF 6,0 % γ! [mPa-s, 20 °C]: 229
CCP-502FF 8,0 % V0 [V]: 1 ,86
CCP-21 FF 6,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-31 FF 14,0 % bei - 20 °C, - 30 °C
CC-3-V1 3,0 %
BCH-32 8,0 %
Beispiel 2
PCH-304FF 8,0 % Klärpunkt [°C]: 105,7
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1099
PCH-504FF 7,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,8
CCP-202FF 5,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 315
CCP-302FF 7,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-502FF 8,0 % bei - 30 °C, - 40 °C
CCP-21 FF 13,0 %
CCP-31 FF 13,0 %
CCP-V-1 10,0 %
CPTP-302FF 4,0 %
Beispiel 3
PCH-304FF 8,0 % Klärpunkt [°C]: 106,3
PCH-502FF 4,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1087
PCH-504FF 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,6
CCP-202FF 5,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 271
CCP-302FF 7,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-502FF 8,0 % bei - 30 °C, - 40 °C
CCP-21 FF 12,0 %
CCP-31 FF 12,0 %
CCP-V-1 10,0 %
CPY-V-02 5,0 %
Beispiel 4
PCH-304FF 8,0 % Klärpunkt [°C]: 105,9
PCH-502FF 4,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1051
PCH-504FF 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,7
CCP-202FF 7,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 277
CCP-302FF 8,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-502FF 10,0 % bei - 30 °C, - 40 °C
CCP-21FF 12,0 %
CCP-31 FF 12,0 %
CCP-V-1 10,0 %
CC-3-V1 11 ,0 %
F
C4H90-Λ ÖVθC4H' '9 6,0 %
PCH-304FF 6,0 % Klärpunkt [°C]: 104,9
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1084
PCH-504FF 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,9
CCP-202FF 3,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 273
CCP-302FF 6,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-502FF 9,0 % bei - 30 °C, - 40 °C
CCP-21 FF 13,0 %
CCP-31 FF 13,0 %
CCP-V-1 10,0 %
CPQIY-3-02 6,0 %
CCEY-5-1 2,0 %
Beispiel 6
PCH-304FF 10,0 % Klärpunkt [°C]: 104,8
PCH-502FF 4,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1167
PCH-504FF 9,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,5
CCP-21 FF 9,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 256
CCP-31 FF 10,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-V-1 8,0 % bei - 30 °C, - 40 °C
CBC-33F 5,0 %
CBC-33 2,0 %
CC-3-V1 3,0 %
CC-5-V 4,0 %
PCH-302 2,0 %
CPY-5-1 3,0 %
CPY-V-02 4,0 %
CPQIY-3-02 9,0 %
Beispiel 7
PCH-304FF 18,0 % Klärpunkt [°C]: 74,5
PCH-502FF 18,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,0985
CCP-202FF 6,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,5
CCP-302FF 6,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 161
CCP-502FF 3,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-21FF 8,0 % bei - 20 °C
CCP-31 FF 6,0 %
CC-3-V1 7,0 %
PCH-302 6,0 %
CCP-V-1 8,0 %
CPY-2-1 5,0 %
CPY-3-1 5,0 %
C4H9O-(Ö ®-OC4H9 4,0 %
Beispiel 8
PCH-304FF 17,0 % Klärpunkt [°C]: 75,2
PCH-502FF 18,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1021
CCP-202FF 6,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,4
CCP-502FF 5,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 158
CCP-21 FF 8,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-31 FF 6,0 % bei - 20 °C
CC-3-V1 6,0 %
PCH-301 6,0 %
CCP-V-1 8,0 %
CPY-2-1 5,0 %
CCEY-5-1 2,0 %
CPY-V-02 4,0 %
Beispiel 9
PCH-304FF 15,0 % Klärpunkt [°C]: 75,6
PCH-502FF 14,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1071
CCP-202FF 6,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,6
CCP-302FF 7,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 152
CCP-21 FF 8,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-31 FF 6,0 % bei - 20 °C
CC-5-V 8,0 %
CCH-35 3,0 %
CY-1V-02 5,0 %
CCP-V-1 9,0 %
CPY-2-1 5,0 %
PTP-302FF 5,0 %
Beispiel 10
PCH-304FF 14,0 % Klärpunkt [°C]: 88,1
PCH-504FF 14,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1038
CCP-302FF 7,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,9
CCP-502FF 6,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 215
CCP-21 FF 11 ,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-31 FF 11 ,0 % bei - 20 °C
CC-3-V1 9,0 %
CC-5-V 5,0 %
BCH-32 4,0 %
CPY-V-02 9,0 %
CPQIY-3-02 5,0 %
PCH-304FF 9,0 % Klärpunkt [°C]: 85,8
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1100
PCH-504FF 9,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,7
CCP-21FF 5,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 202
CCP-31FF 10,0% LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CPY-2-1 5,0 % bei - 20 °C
CPY-3-1 5,0 %
BCH-32 4,0 %
PCH-302 3,0 %
CC-5-V 10,0%
CCY-V-02 12,0%
CPQIY-3-02 11,0%
Beispiel 12
PCH-304FF 16,0% Klärpunkt [°C]: 85,1
PCH-504FF 15,0% Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1074
CCP-302FF 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -5,0
CCP-502FF 6,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 225
CCP-21FF 14,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-31FF 13,0% bei - 20 °C
CC-5-V 10,0%
PCH-53 3,0 %
CPTP-302FF 7,0 %
PCH-304FF 7,0 % Klärpunkt [°C]: 86,6
PCH-504FF 18,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1083
CCP-202FF 7,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -5,3
CCP-302FF 9,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 211
CCP-502FF 7,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCP-21 FF 9,0 % bei - 20 °C
CCP-31 FF 14,0 %
CC-3-V1 12,0 %
CCH-35 3,0 %
PTP-302FF 5,0 %
Beispiel 14
CC-5-V 9,0 % Klärpunkt [°C]: 71 ,6
CC-3-V1 9,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,0842
PCH-53 4,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,6
PCH-304FF 12,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 133
PCH-502FF 11 ,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
PCH-504FF 11 ,0 % bei - 20 °C, - 30 °C, - 40 °C
CCP-302FF 5,0 %
CCP-502FF 8,0 %
CCP-21 FF 9,0 %
CCP-31 FF 9,0 %
CCH-35 4,0 %
ECCP-31 5,0 %
C J,TH '5.O-<Ö θVθCR 6H' '13 4,0 %
Beispiel 15 (IPS-Mischunα)
D-302FF 20,0 % Klärpunkt [°C]: 71 ,2
D-502FF 10,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,0971
PCH-304FF 10,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -7,9
PCH-504FF 16,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 228
CCP-302FF 9,0 %
CCP-502FF 6,0 %
CC-3-V1 5,0 %
CCH-35 3,0 %
C4H90H@ 5)-OC4H9 4,0 %
C2H50-y g>-OC6H13 4,0 % y_r
C6H130-(Ö)^ ®>-OC6H13 3,0 %
CPQIY-3-02 10,0 %
Beispiel 16 (IPS-Mischunα)
D-302FF 20,0 % Klärpunkt [°C]: 74,8
D-502FF 10,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,0977
PCH-304FF 9,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -8,1
PCH-504FF 16,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 231
CCP-302FF 9,0 %
CCP-502FF 6,0 %
CC-3-V1 5,0 %
CCY-V-02 5,0 %
Beispiel 17
PCH-304FF 10,0 % Klärpunkt [°C]: 74,7
PCH-502FF 14,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,0785
CCP-302FF 10,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,2
CCP-502FF 10,0 % γι [mPa-s, 20 °C]: 125
CCP-21 FF 4,0 % LTS in Zellen: nem. . > 1000 h
CCP-31 FF 3,0 % bei - 20 °C
CCH-34 4,0 %
CCH-35 4,0 %
CCH-301 10,0 %
CCH-303 8,0 %
CCH-501 8,0 %
CH-33 3,0 %
c2u -(ö_ i 2>-OC6H13 4,0 %
Beispiel 18
PCH-304FF 18,0 % Klärpunkt [°C]: +71 ,0
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1096
PCH-504FF 5,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,5
BCH-32 8,0 % ε„ [1 kHz, 20 °C]: 3,7
CCP-V-1 3,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 115
PGIGI-3-F 3,0 % V0 [V]: 2,03
CC-5-V 20,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CC-3-V1 8,0 % bei - 20 °C, - 30 °C, - 40 °C
CPY-2-02 12,0 %
PCH-304FF 18,0 % Klärpunkt [°C]: +72,0
PCH-502FF 5,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1102
BCH-32 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,2
CC-5-V 14,0 % εn [1 kHz, 20 °C]: 3,6
CC-3-V1 10,0 % γ-i [mPa-s, 20 °C]: 112
CPY-2-02 12,0 % Vo lN]: 2,12
CPY-3-02 12,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCH-35 5,0 %
PCH-53 7,0 %
Beispiel 20
PCH-304FF 16,0 % Klärpunkt [°C]: +71 ,2
PCH-504FF 12,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,0999
PCH-502FF 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,2
LTS in Zellen: nem . > 1000 h
3,0 %.
bei - 20 °C, - 30 °C, - 40 °C
CCP-V2-1 8,0 % HR [%]: 91
CC-5-V 15,0 %
CC-3-V1 8,0 %
CPY-2-02 5,0 %
CPY-3-02 9,0 %
CCH-35 5,0 %
Beispiel 21
PCH-304FF 12,0 % Klärpünkt [°C]: +82,5
PCH-502FF 6,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1022
PCH-504FF 17,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,9
CCP-302FF 14,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 172
CCP-502FF 9,0 % Vo [V]: 1 ,87
CCH-35 5,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CC-5-V 5,0 % bei - 20 °C
CC-3-V1 7,0 % nem. ~ 850 h bei - 30 °C
C4H90- o ÖV o/ -OC4H9 6,0 %
Beispiel 22
PCH-304FF 11 ,0 % Klärpunkt [°C]: +82,5
PCH-502FF 6,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1028
PCH-504FF 15,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,7
CCP-302FF 14,0 % ε,ι [1 kHz, 20 °C]: 3,8
CCP-502FF 4,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 170
CC-5-V 10,0 % V0 [V]: 1 ,89
CC-3-V1 8,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCH-35 5,0 % bei - 20 °C, - 30 °C, - 40 °C
CCP-V-1 3,0 % HR 87
CPY-2-02 12,0 %
PCH-304FF 18,0 % Klärpunkt [°C]: 71 ,0
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1116
BCH-32 2,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,5
CCP-V2-1 6,0 % εn [1 kHz, 20 °C]: 3,7
CC-5-V 17,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 116
CC-3-V1 8,0 % V0 [V]: 2,04
CPY-2-02 9,0 %
CPY-3-02 12,0 %
CCH-35 5,0 %
Beispiel 24
PCH-304FF 17,0 % Klärpunkt [°C]: 69,6
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1115
PCH-504FF 6,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,5
BCH-32 8,0 % εn [1 kHz, 20 °C]: 3,7
CCP-V-1 4,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 118
CC-5-V 18,0 % V0 - 2,01
CC-3-V1 8,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CPY-2-02 12,0 % bei - 20 °C, - 30 °C, - 40 °C
CPY-3-02 9,0 %
PCH-304FF 15,0% Klärpunkt [°C]: 69,0
PCH-504FF 14,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: +0,1012
CPY-3-02 10,0% Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,2
CPY-2-02 10,0% εn [1 kHz, 20 °C]: 3,6
CC-5-V 20,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 108
CC-3-V1 8,0 % V0[V]: 2,12
CCP-V2-1 8,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h
CCH-35 5,0 % bei-20°C, -30°C,-40°C HR [%]: 92
H 7 C 3-Λ°> Ö)-OC4H9 5,0 %
Beispiel 26
PCH-304FF 8,0 % Klärpunkt [°C]: 83,5
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: 0,1041
PCH-504FF 16,0% Δε [1 kHz, 20 °C]: -4,9
CCP-302FF 13,0% εu [1 kHz, 20 °C]: 3,8
CCP-502FF 8,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 177
CC-5-V 8,0 % V0[V]: 1,96
CC-3-V1 10,0%
CCH-35 5,0 %
CPY-3-02 6,0 %
CPY-2-02 12,0 %
PCH-304FF 18,0% Klärpunkt [°C]: 72,0
PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: 0,1287
BCH-32 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,8
CC-3-V1 8,0 % ε„ [1 kHz, 20 °C]: 3,9
CC-5-V 14,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 143
CPY-3-02 12,0 % V0[Vα: 1,95
C5HI ΛÖ) Ö -OC2H5 5,0 %
Beispiel 28
PCH-304FF 17,0 % Klärpunkt [°C]: 79,5 PCH-502FF 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: 0,1141 PCH-504FF 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,7
BCH-32 6,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 138 CCH-35 2,0 % Vo l /]: 2,0 CCP-V2-1 2,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h bei -20 °C, -30 CC-3-V1 8,0 %
CC-5-V 17,0 % CPY-2-02 12,0 %
Beispiel 29
CBC-33 1 ,0 % Klärpunkt [°C]: 75,0
BCH-32 8,0 % Δn [589 nm, 20 °C]: 0,1228
CC-3-V1 8,0 % Δε [1 kHz, 20 °C]: -3,7
CC-5-V 7,0 % γi [mPa-s, 20 °C]: 150
CCP-V-1 7,0 % V0 [V]: 2,05
CPY-2-02 12,0 % LTS in Zellen: nem. > 1000 h bei -20 °C, -30c
CPY-3-02 12,0 %
PCH-304FF 10,0 %
PCH-502FF 10,0 %
PCH-504FF 10,0 %
PCH-53 5,0 %
PGIGI-3-F 4,0 %
Claims
Patentansprüche
Flüssigkristallines Medium auf der Basis eines Gemisches von polaren Verbindungen mit negativer dielektrischer Anisotropie, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung der Formel I,
worin
R11 und R12 jeweils unabhängig voneinander einen unsubstitu- ierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, →C^" ' -C≡C ' -c°-> -CO-O-,
-O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
L1 und L2 jeweils unabhängig voneinander H oder F,
Z -CF20-, -OCF2-, -C≡C-, -CF=CF-, -C2F4-, -COO-, -CH20-, -OCH2-, -OCO- oder eine Einfachbindung
0 oder 1
bedeuten,
enthält.
2. Medium nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel II,
worin
R^ die für R11 und R12 angegebene Bedeutung besitzt,
1 oder 2, und
v 1 bis 6
bedeutet,
enthält.
3. Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formel III,
worin
R31 und R32 jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen Alkylalkoxy-, Alkyl- oder Alkoxyrest mit 1 -12 C-Atomen bedeuten, und
^A Ö}- ' -(Ö)-{Ö)- oder ~(H^-
bedeutet,
enthält.
Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung der Formel IV enthält,
R -.4*1! — ( H — ( H >— Alkenyl IV
worin
R 41 einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH - Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-,
-C≡C-, -CO-, -CO-O-, -O-CO- oder
-O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
bedeutet,
enthält.
5. Medium nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es ein, zwei oder drei Verbindungen der Formel I enthält.
6. Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formel I im Gesamtgemisch mindestens 3 Gew.-% beträgt.
7. Medium nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formel II im Gesamtgemisch mindestens 20 Gew.-% beträgt.
8. Medium nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Verbindungen der Formel III im Gesamtgemisch mindestens 3 Gew.-% beträgt.
Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung ausgewählt aus den Formeln lila bis llle enthält,
Alkyl - H H -Alkyl* lila
Alkyl - H > — H V-O-Alkyr lllb
worin
Alkyl und
Alkyl* jeweils unabhängig voneinander einen geradkettigen
Alkylrest mit 1-6 C-Atomen,
bedeuten.
10. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass es mindestens eine Verbindung der Formel lila und/oder mindestens eine Verbindung der Formel lllb enthält.
1. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen der Formeln Va bis Vg
(O)-Alkyl Va
,15
R' H >- CF 0 ( O (O)-Alkyl Vd
(O)-Alkyl Vf
(O)-Alkyl Vg
worin
R 15 einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander durch -O-, -S-, - ">- > -C=C-, -CO-, -CO-O-,
-O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind,
Rc H, CH3) C2H5 oder n-C3H7
bedeutet,
enthält.
12. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass es zusätzlich eine oder mehrere Verbindungen aus der Gruppe der Verbindungen der Formeln Via bis Vlo,
Vlb
25
R H C2H4- O O — (0)CsH2s+1 Vlc
Vld
(O)-Alkyl Vli
F F
36
R' H O O >— (O)-Alkyl Vlo
worin
R23 bis R36 einen unsubstituierten, einen einfach durch CN oder CF3 oder einen mindestens einfach durch Halogen substituierten Alkyl- oder Alkenylrest mit bis zu 15 C-Atomen, wobei in diesen Resten auch eine oder mehrere CH2-Gruppen jeweils unabhängig voneinander
-durch -O-, -S-, - ^ - . -c≡c". "c°-. -CO-O-,
-O-CO- oder -O-CO-O- so ersetzt sein können, dass O-Atome nicht direkt miteinander verknüpft sind, und
s 1 bis 6
bedeuten,
enthält.
3. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass es im wesentlichen aus
3-25 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel I,
20-70 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel II,
0-20 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel III,
5-40 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der Formel IV
besteht.
14. Elektrooptische Anzeige mit einer Aktivmatrix-Adressierung basie- rend auf dem ECB-Effekt, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Dielektrikum ein flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält.
15. Elektrooptische Anzeige für IPS-Anwendungen, dadurch gekenn- zeichnet, dass sie als Dielektrikum ein flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 13 enthält.
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