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DE10317295A1 - Flüssigkristallines Medium mit hoher Doppelbrechung - Google Patents

Flüssigkristallines Medium mit hoher Doppelbrechung

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DE10317295A1
DE10317295A1 DE10317295A DE10317295A DE10317295A1 DE 10317295 A1 DE10317295 A1 DE 10317295A1 DE 10317295 A DE10317295 A DE 10317295A DE 10317295 A DE10317295 A DE 10317295A DE 10317295 A1 DE10317295 A1 DE 10317295A1
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium, enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel (I) DOLLAR A CF¶3¶O-a-b-c-F DOLLAR A worin DOLLAR A a, b, c unabhängig voneinander DOLLAR F1 und DOLLAR A c zusätzlich DOLLAR F2 bedeuten können und daneben weitere flüssigkristalline Verbindungen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein flüssigkristallines Medium, sowie dieses Medium enthaltende elektrooptische Anzeigen.
  • Flüssige Kristalle werden vor allem als Dielektrika in Anzeigenvorrichtungen verwendet, da die optischen Eigenschaften solcher Substanzen durch eine angelegte Spannung beeinflusst werden können. Elektrooptische Vorrichtungen auf der Basis von Flüssigkristallen sind dem Fachmann bestens bekannt und können auf verschiedenen Effekten beruhen. Derartige Vorrichtungen sind beispielsweise Zellen mit dynamischer Streuung, DAP- Zellen (Deformation ausgerichteter Phasen), Gast/Wirt-Zellen, TN (twisted nematic)-Zellen mit verdrillt nematischer Struktur, STN (super-twisted nematic)-Zellen, SBE (superbirefringence effect)-Zellen und OMI (optical mode interference)-Zellen. Die gebräuchlichsten Anzeigevorrichtungen beruhen auf dem Schadt-Helfrich Effekt und besitzen eine verdrillt nematische Struktur.
  • Die Flüssigkristallmaterialien müssen allgemein eine gute chemische und thermische Stabilität und eine gute Stabilität gegenüber elektrischen Feldern und elektromagnetischer Strahlung besitzen. Ferner sollten die Flüssigkristallmaterialien niedere Viskosität aufweisen und in den Zellen kurze Schaltzeiten, tiefe Schwellenspannungen und einen hohen Kontrast ergeben.
  • Weiterhin sollten sie bei üblichen Betriebstemperaturen, d. h. in einem möglichst breiten Bereich unterhalb und oberhalb Raumtemperatur, eine geeignete Mesophase besitzen, beispielsweise für die oben genannten Zellen eine nematische Mesophase. Da Flüssigkristalle in der Regel als Mischungen mehrerer Komponenten zur Anwendung gelangen, ist es wichtig, dass die Komponenten untereinander gut mischbar sind. Weitere Eigenschaften, wie die elektrische Leitfähigkeit, die dielektrische Anisotropie und die optische Anisotropie, müssen je nach Zellentyp und Anwendungsgebiet unterschiedlichen Anforderungen genügen. Beispielsweise sollten Materialien für Zellen mit verdrillt nematischer Struktur eine positive dielektrische Anisotropie und eine geringe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
  • Beispielsweise sind für Matrix-Flüssigkristallanzeigen mit integrierten nichtlinearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte (MFK-Anzeigen) flüssigkristalline Medien mit großer positiver dielektrischer Anisotropie, breiten nematischen Phasen, relativ niedriger Doppelbrechung, sehr hohem spezifischen Widerstand, guter Licht- und Temperaturstabilität und geringem Dampfdruck erwünscht.
  • Derartige Matrix-Flüssigkristallanzeigen sind bekannt. Als nichtlineare Elemente zur individuellen Schaltung der einzelnen Bildpunkte können neben passiven Elementen wie Varistoren oder Dioden aktive Elemente wie Transistoren verwendet werden. Man spricht dann von einer "aktiven Matrix".
  • Bei den aussichtsreichen TFT (thin film transistor)-Displays wird als elektrooptischer Effekt üblicherweise der TN-Effekt ausgenutzt. Man unterscheidet TFT's aus Verbindungshalbleitern wie z. B. CdSe oder TFT's auf der Basis von polykristallinem oder amorphem Silizium.
  • 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 TFT-Anzeigen arbeiten üblicherweise als TN-Zellen mit gekreuzten Polarisatoren in Transmission und sind von hinten beleuchtet.
  • Derartige MFK-Anzeigen werden als Displays in Notebook-Computern, TV-Geräten (Taschenfernseher) sowie im Automobil- oder Flugzeugbau eingesetzt. Dabei sind die Winkelabhängigkeit des Kontrastes und die Schaltzeiten dieser MFK-Anzeigen nicht immer zufriedenstellend. Schwierigkeiten sind auch durch einen nicht ausreichend hohen spezifischen Widerstand der Flüssigkristallmischungen bedingt. Mit abnehmendem Widerstand verschlechtert sich der Kontrast einer MFK-Anzeige und es kann das Problem des "image sticking" auftreten. 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, um akzeptable Lebensdauern zu erhalten. Insbesondere bei Gemischen mit niedriger Schwellenspannung war es bisher nicht möglich, sehr hohe spezifische Widerstände zu realisieren, da flüssigkristalline Materialien mit hoher positiver dielektrischer Anisotropie Δε im allgemeinen auch eine höhere elektrische Leitfähigkeit aufweisen. Weiterhin ist es wichtig, daß der spezifische Widerstand eine möglichst geringe Zunahme bei steigender Temperatur sowie nach Temperatur- und/oder Licht-Belastung zeigt. Um kurze Schaltzeiten der Anzeigen zu realisieren, müssen die Mischungen ferner eine kleine Rotationsviskosität aufweisen. Um einen Gebrauch der Anzeigen auch bei tiefen Temperaturen zu ermöglichen, beispielsweise für Anwendungen im Freien, im Automobil oder in der Avionik, dürfen auch bei tiefen Temperaturen keine Kristallisation und/oder smektische Phasen auftreten und sollte die Temperaturabhängigkeit der Viskosität möglichst gering sein.
  • Flüssigkristallmischungen mit günstigem Eigenschaftsprofil werden auch von den in jüngster Zeit entwickelten liquid-crystal-on-silicon (LCoS)- Projektionsdisplays benötigt. Wegen der geringen Pixelgröße im Bereich von 20 µm, der hohen Auflösung und der angestrebten kurzen Schaltzeiten der Displays sind geringe Schichtdicken erforderlich, für deren Realisierung Flüssigkristallmischungen mit vergleichsweise hohem Wert der optischen Doppelbrechung Δn benötigt werden. Flüssigkristalline Verbindungen mit hoher Doppelbrechung weisen häufig eine intrinsische smektische Phase auf, oder induzieren die Ausbildung einer smektischen Phase im Gemisch mit anderen flüssigkristallinen Verbindungen, was sich nachteilig auf die Tieftemperaturstabilität der Displays auswirkt.
  • Es besteht somit ein hoher Bedarf an flüssigkristallinen Medien mit folgenden Eigenschaften:
    • - hohe Doppelbrechung Δn für geringe Schichtdicken der Displays;
    • - hohe positive dielektrische Anisotropie Δε für niedrige Schwellenspannung Vth;
    • - geringe Rotationsviskosität γ1 für kurze Schaltzeiten;
    • - hohe Beständigkeit gegenüber Lichtstrahlung für eine lange Lebensdauer der Displays;
    • - insbesondere zu tiefen Temperaturen erweiterter nematischer Phasenbereich und geringe Temperaturabhängigkeit der Viskosität für Einsatz der Displays auch bei tiefen Temperaturen.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, flüssigkristalline Medien für IPS-, MFK-, TN- oder STN-Anzeigen, insbesondere aber für LCoS- Displays bereitzustellen, die sehr hohe spezifische Widerstände, niedrige Schwellenspannungen, kurze Schaltzeiten sowie hohe Doppelbrechungen Δn unter Wahrung der übrigen Randbedingungen aufweisen.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch ein flüssigkristallines Medium enthaltend
    • a) 3 bis 50 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (I)

      CF3O-a-b-c-F (I)

      worin
      a, b, c unabhängig voneinander


      und
      c zusätzlich


      bedeuten können,
    • b) 10 bis 90 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (II) bis (V)

      R-d-e-Z-f-X (II)

      worin
      d, e, f, unabhängig voneinander


      R einen Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylrest mit 1 bis 15 bzw. 2 bis 15 C-Atomen, wobei eine oder mehrere CH2 Gruppen so durch -O- ersetzt sein können, dass Sauerstoffatome nicht benachbart sind,
      X -F, -OCF3, -OCF2H, -Cl und -CF3, und
      Z eine Einfachbindung und -CH2 CH2-
      bedeuten können,

      R-g-h-i-X (III)

      worin


    • c) bedeuten können und X und R wie oben definiert sind,

      R-h-i-X (IV)

      worin
      h, i, R und X wie oben definiert sind,

      R-k-l-m-n-X (V)

      worin




      bedeuten können und R und X wie oben definiert sind,
    • d) 0 bis 30 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VI)

      R-p-q-r-R1 (VI)

      worin


      q, r unabhängig voneinander


      bedeuten können,
      R wie oben definiert ist, und
      R1 zusätzlich zu den Bedeutungen von R -F und -Cl bedeuten kann,
    • e) 0 bis 30 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VII)

      R-s-t-u-v-R (VII)

      worin


      bedeuten können, und
      R unabhängig voneinander sind und wie oben definiert sind.
    • f) 0 bis 30 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (VIII) und/oder (IX)


      worin
      R unabhängig voneinander und wie oben definiert sind,

      R-w-x-y-R2 (IX)

      worin


      bedeuten können,
      R wie oben definiert ist, und
      R2 zusätzlich zu den Bedeutungen von R -F bedeuten kann,
    wobei die Summe der Komponenten a) bis e) 100 Gew.-% ergibt.
    R in den Formeln (II) bis (IX) kann ein Alkylrest oder ein Alkoxyrest mit 1 bis 15 C-Atomen sein, die geradkettig oder verzweigt sein können. Vorzugsweise sind sie geradkettig, haben 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und sind demnach bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, Dodecoxy, Tridecoxy, Tetradecoxy oder Pentadecoxy.
    R kann Oxaalkyl sein, vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl ( = Methoxymethyl), 2-( = Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl ( = Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
    R kann ein Alkenylrest mit 2 bis 15 C-Atomen sein, der geradkettig oder verzweigt sein kann. Vorzugsweise ist er geradkettig und hat 2 bis 7 C- Atome. Er ist demnach insbesondere Vinyl, Prop-1-, oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder 3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl.
    R kann ein Alkylrest mit 1 bis 15 C-Atomen sein, in dem eine CH2 Gruppe durch -O- und eine durch -CO- ersetzt ist, wobei diese bevorzugt benachbart sind. Somit beinhaltet dieser eine Acyloxygruppe -CO-O- oder eine Oxycarbonylgruppe -O-CO-. Vorzugsweise ist dieser geradkettig und hat 2 bis 6 C-Atome. Dieser ist also besonders bevorzugt Acetyloxy, Propionyloxy, Butyryloxy, Pentanoyloxy, Hexanoyloxy, Acetyloxymethyl, Propionyloxymethyl, Butyryloxymethyl, Pentanoyloxymethyl, 2-Acetyloxyethyl, 2- Propionyloxyethyl, 2-Butyryloxyethyl, 3-Acetyloxypropyl, 3-Propionyloxypropyl, 4-Acetyloxybutyl, Methoxycarbonyl, Ethoxycarbonyl, Propoxycarbonyl, Butoxycarbonyl, Pentoxycarbonyl, Methoxycarbonylmethyl, Ethoxycarbonylmethyl, Propoxycarbonylmethyl, Butoxycarbonylmethyl, 2- (Methoxycarbonyl)ethyl, 2-(Ethoxycarbonyl)ethyl, 2-(Propoxycarbonyl)ethyl, 3-(Methoxycarbonyl)propyl, 3-(Ethoxycarbonyl)propyl oder 4- (Methoxycarbonyl)butyl.
  • Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (I) sind die nachstehenden Verbindungen der Formeln (Ia) bis (Ih):




  • Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (II) sind die nachstehenden Verbindungen der allgemeinen Formeln (IIa) bis (IIg):

    R-P-G-U-X (IIa)

    R-P-G-G-X (IIb)

    R-G-G-G-X (IIc)

    R-G-G-U-X (IId)

    R-G-G-P-X (IIe)

    R-G-P-G-X (IIf)

    R-G-P-E-P-X (IIg)

    worin




    bedeuten und R und X wie oben definiert sind.
  • Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formeln (III) bis (V) sind die nachstehenden Verbindungen der allgemeinen Formeln (IIIa) bis (IIIf), (IVa) bis (IVf) und (Va) bis (Vd):

    R-C-P-G-X (IIIa)

    R-C-P-U-X (IIIb)

    R-C-C-G-X (IIIc)

    R-C-C-U-X (IIId)

    R-C-G-U-X (IIIe)

    R-C-G-G-X (IIIf)

    R-G-U-X (IVa)

    R-G-G-X (IVb)

    R-P-U-X (IVc)

    R-C-P-X (IVd)

    R-C-G-X (IVe)

    R-C-U-X (IVf)

    R-C-C-P-U-X (Va)

    R-C-P-G-U-X (Vb)

    R-C-P-G-G-X (Vc)

    R-C-C-G-U-X (Vd)

    worin


    bedeuten, und R und X wie oben definiert sind.
  • Besonders bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formeln (II) bis (V) sind solche, in denen R ein Alkylrest mit 1 bis 7 C-Atomen und X = F ist.
  • Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formeln (VI) und (VII) sind die nachstehenden Verbindungen der allgemeinen Formeln (VIa) bis (VIc) und (VIIa) bis (VIIf):

    R-P-GI-GI-F (VIa)

    R-P-GI-GI-CI (VIb)

    R-P-G-P-R (VIc)

    R-C-P-P-C-R (VIIa)

    R-C-G-P-C-R (VIIb)

    R-C-P-G-P-R (VIIc)

    R-C-P-GI-P-R (VIId)

    R-C-G-P-P-R (VIIe)

    R-C-GI-P-P-R (VIIf)

    worin
    R jeweils unabhängig voneinander und wie oben definiert sind,


    bedeuten.
  • Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formeln (VI) und (VII) sind solche, in denen R ein Alkylrest mit 1 bis 7 C-Atomen ist.
  • Nachstehend werden die Verbindungen der allgemeinen Formeln (I) bis (IX) durch Acronyme wiedergegeben.
  • Darin haben "C", "P", "G", "GI", "U" und "E" die vorstehend definierten Bedeutungen. Ferner bedeuten

    "n" R, R1 bzw. R2 = -CnH2n + 1
    "V" R, R1 bzw. R2 = -CH=CH2
    "VI" R, R1 bzw. R2 = -CH=CH-ClH2l + 1
    "kVI" R, R1 bzw. R2 = -CkH2k-CH=CH-ClH2l + 1
    "IVk" R, R1 bzw. R2 = ClH2l + 1-CH=CH-CkH2k-
    "On" R, R1 bzw. R2 = -OCnH2n + 1
    "nO" R, R1 bzw. R2 = CnH2n + 1O-
    "F" X, R1 bzw. R2 = -F
    "Cl" X bzw. R1 = -Cl
    "OT" X, R1 bzw. R2 = -OCF3
    "TO" X, R1 bzw. R2 = F3CO-
    "T" X, R1 bzw. R2 = -CF3
  • Dabei wird der auf der linken Seite einer Strukturformel stehende Substituent zuerst angegeben und danach - durch einen Bindestrich getrennt - der auf der rechten Seite stehende Substituent.
  • Beispielsweise werden die Verbindungen der Formel (Ia) bis (Ih) wie folgt abgekürzt: PPU-TO-F, PPG-TO-F, PGU-TO-F, GIGIP-F-OT, PGG-F-OT, PGIP-F-OT, PGP-F-OT, PPG-F-OT.
  • Die besonders bevorzugten Verbindungen der allgemeinen Formeln (IIa) bis (IIg) werden wie folgt abgekürzt: PGU-n-F, PGG-n-F, GGG-n-F, GGUn-F, GGP-n-F, GPG-n-F und GPEP-n-F, wobei n = 1 bis 7 ist.
  • Speziell bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (II) sind PGU- 2-F, PGU-3-F und PGU-5-F.
  • Speziell bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (III) sind CPG- 2-F, CPG-3-F, CPG-5-F, CGU-2-F, CGU-3-F, CGU-5-F, CPU-2-F,CPU-3-F und CPU-5-F.
  • Speziell bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (V) ist CCGU- 3-F.
  • Speziell bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (VI) ist PGIGI- 3-F.
  • Speziell bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (VIII) sind CGPC-3-3, CPPC-3-3, CPPC-5-3, CGPC-5-3, CPPC-5-5 und CGPC-5-5.
  • Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (VII) sind CP-n-Om mit n, m = 1 bis 7.
  • Bevorzugte Verbindungen der allgemeinen Formel (IX) sind CCP-n-m, CCG-n-m mit n, m = 1 bis 7 sowie besonders bevorzugt CCP-V-1, CCP- V2-1 und CCG-V-F.
  • Bevorzugte flüssigkristalline Medien enthalten die Komponenten a) bis e) in den folgenden Gewichtsverhältnissen:
    • a) 7 bis 25 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (I),
    • b) 40 bis 85 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (II) bis (V),
    • c) 3 bis 15 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VI),
    • d) 5 bis 20 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VII),
    • e) 0 bis 10 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (VIII) und/oder (IX),
    wobei die Summe der Komponenten a) bis e) 100 Gew.-% ergibt.
  • Die Komponente b) besteht insbesondere aus
    • 1. 20 bis 80 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (II), und
    • 2. 80 bis 20 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (III) bis (V),
    wobei die Summe aus Komponenten b1) und b2) 100 Gew.-% ergibt.
  • Die Verbindungen werden nach an sich bekannten Methoden dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart) beschrieben sind, und zwar unter Reaktionsbedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich bekannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen. Weiterhin können die Verbindungen der Formeln (I) bis (IX) wie in der einschlägigen Patentliteratur beschrieben hergestellt werden.
  • Gegenstand der Erfindung sind auch elektrooptische Anzeigen, insbesondere STN- oder MFK-Anzeigen mit zwei planparallelen Trägerplatten, die mit einer Umrandung eine Zelle bilden, integrierten nichtlinearen Elementen zur Schaltung einzelner Bildpunkte auf den Trägerplatten und einer in einer Zelle befindlichen nematischen Flüssigkristallmischung mit positiver dielektrischer Anisotropie, die die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien enthalten sowie die Verwendung dieser Medien für elektrooptische Anzeigen. Gegenstand der Erfindung sind insbesondere auch LCoS-Displays, die die erfindungsgemäßen flüssigkristallinen Medien enthalten.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen eine bedeutende Erweiterung des zur Verfügung stehenden Parameterraumes.
  • Die erzielbaren Kombinationen aus Klärpunkt, Rotationsviskosität, optischer Anisotropie Δn und Schwellenspannung übertreffen die der bisherigen Materialien aus dem Stand der Technik.
  • Die Forderung nach hoher Doppelbrechung bei gleichzeitig hohem Klärpunkt und breitem nematischen Phasenbereich konnte bislang nur unzureichend erfüllt werden.
  • Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen ermöglichen es unter Beibehaltung der nematischen Phase bis -15°C und bevorzugt bis -20°C, besonders bevorzugt bis -25°C, Klärpunkte oberhalb 80°C, vorzugsweise oberhalb 90°C, besonders bevorzugt oberhalb 95°C, gleichzeitig Doppelbrechungen von ≥ 0,17, vorzugsweise ≥ 0,18, besonders bevorzugt ≥ 0,185, eine niedrige Schwellenspannung und gleichzeitig eine geringe Rotationsviskosität zu erreichen.
  • Der Aufbau der erfindungsgemäßen STN- bzw. MFK-Anzeige aus Polarisatoren, Elektrodengrundplatten und Elektroden mit Oberflächenbehandlung entspricht der für derartige Anzeigen üblichen Bauweise. Dabei ist der Begriff der üblichen Bauweise hier weit gefasst und umfasst auch alle Abwandlungen und Modifikationen der MFK-Anzeige, insbesondere auch Matrix-Anzeigeelemente auf Basis poly-Si TFT oder MIM-Anzeigen und IPS.
  • Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in der den Hauptbestandteil ausmachenden Komponente gelöst, zweckmäßiger Weise bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, zum Beispiel in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation. Weiterhin ist es möglich, die Mischungen auf andere herkömmliche Arten, zum Beispiel durch Verwendungen von Vormischungen, zum Beispiel Homologen-Mischungen oder unter Verwendung von sogenannten "Multi- Bottle"-Systemen herzustellen.
  • Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert:
  • Beispiele A bis M sowie Vergleichsbeispiel
  • Es wurden Flüssigkristall-Mischungen der angegebenen Zusammensetzung hergestellt. Für diese Mischungen wurden gemessen:
    • - Temperatur des smektisch-nematischen Phasenübergangs S → N [°C];
    • - der Klärpunkt [°C];
    • - die optische Anisotropie Δn bei 589 nm und 20°C;
    • - die Spannungen V0 (Freedericksz transition) [V];
    • - die dielektrische Anisotropie Δε bei 1 kHz und 20°C.
  • Die elektrooptischen Daten wurden in einer TN-Zelle im 1. Minimum (d.Δn = 0,5 µm) bei 20°C gemessen. Beispiel A

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +100,0°C
    Δn: +0,190
    Δs: +11,9
    V0[V]: +1,11 Beispiel B

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +99,5°C
    Δn: +0,1929
    Δε: +11,9
    V0[V]: +1,15 Beispiel C

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +102,5°C
    Δn: +0,1911
    Δε: +12,6
    V0[V]: +1,11 Beispiel D

    S → N [°C]; < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +101,5°C
    Δn: +0,1784
    Δε: +12,2
    V0[V]: +1,09 Beispiel E

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +99,5°C
    Δn: +0,1838
    Δε: +11,6
    V0[V]: +1,09 Beispiel F

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +100,0°C
    Δn: +0,1849
    Δε: +12,1
    V0[V]: +1,12 Beispiel G

  • S → N [°C]: < -30°C
    Klärpunkt [°C]: +100,0°C
    Δn: +0,1828
    Δε: +11,8
    V0[V]: +1,12 Beispiel H

    S → N [°C]: < -30°C
    Klärpunkt [°C]: +98,0°C
    Δn: +0,1851
    Δε: +12,7
    V0[V]: +1,09 Beispiel I

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +102,5°C
    Δn: +0,1923
    Δε: +12,1
    V0[V]: +1,14 Beispiel K

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +103,0°C
    Δn: +0,1926
    Δε: +11,8
    V0[V]: +1,16 Beispiel L

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +99,0°C
    Δn: +0,1869
    Δε: +12,3
    V0[V]: +1,10 Beispiel M

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +102,0°C
    Δn: +0,1929
    Δε: +11,8
    V0[V]: +1,17 Vergleichsbeispiel

    S → N [°C]: < -20°C
    Klärpunkt [°C]: +102,0°C
    Δn: +0,1610
    Δε: + 10,9
    V0[V]: +1,14

Claims (10)

1. Flüssigkristallines Medium enthaltend
a) 3 bis 50 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (I)

CF3O-a-b-c-F (I)

worin
a, b, c unabhängig voneinander


und
c zusätzlich


bedeuten können,
b) 10 bis 90 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (II) bis (V)

R-d-e-Z-f-X (II)

worin
d, e, f, unabhängig voneinander


R einen Alkyl-, Alkoxy- oder Alkenylrest mit 1 bis 15 bzw. 2 bis 15 C-Atomen, wobei eine oder mehrere CH2 -Gruppen so durch -O- ersetzt sein können, dass Sauerstoffatome nicht benachbart sind,
X -F, -OCF3, -OCF2H, -Cl und -CF3, und
Z eine Einfachbindung und -CH2-CH2-
bedeuten können,

R-g-h-i-X (III)

worin


bedeuten können und X und R wie oben definiert sind,

R-h-i-X (IV)

worin
h, i, R und X wie oben definiert sind,

R-k-l-m-n-X (V)

worin


bedeuten können und R und X wie oben definiert sind,
c) 0 bis 30 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VI)

R-p-q-r-R1 (VI)

worin


q, r unabhängig voneinander


bedeuten können,
R wie oben definiert ist, und
R1 zusätzlich zu den Bedeutungen von R -F und -Cl bedeuten kann,
d) 0 bis 30 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VII)

R-s-t-u-v-R (VII)

worin


bedeuten können, und
R unabhängig voneinander sind und wie oben definiert sind,
e) 0 bis 30 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (VIII) und/oder (IX)


worin
R unabhängig voneinander und wie oben definiert sind,

R-w-x-y-R2 (IX)

worin


bedeuten können,
R wie oben definiert ist, und
R2 zusätzlich zu den Bedeutungen von R -F bedeuten kann,
wobei die Summe der Komponenten a) bis e) 100 Gew.-% ergibt.
2. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der allgemeinen Formel (I) ausgewählt sind aus den nachstehenden Verbindungen der allgemeinen Formeln (Ia) bis (Ih)




3. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der allgemeinen Formel (II) ausgewählt sind aus den nachstehenden Verbindungen der allgemeinen Formeln (IIa) bis (IIg)

R-P-G-U-X (IIa)

R-P-G-G-X (IIb)

R-G-G-G-X (IIc)

R-G-G-U-X (IId)

R-G-G-P-X (IIe)

R-G-P-G-X (IIf)

R-G-P-E-P-X (IIg)

worin


bedeuten und R und X wie in Anspruch 1 definiert sind.
4. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der allgemeinen Formeln (III) bis (V) ausgewählt sind aus den nachstehenden Verbindungen der allgemeinen Formeln (IIIa) bis (IIIf), (IVa) bis (IVf) und (Va) bis (Vd)

R-C-P-G-X (IIIa)

R-C-P-U-X (IIIb)

R-C-C-G-X (IIIc)

R-C-C-U-X (IIId)

R-C-G-U-X (IIIe)

R-C-G-G-X (IIIf)

R-G-U-X (IVa)

R-G-G-X (IVb)

R-P-U-X (IVc)

R-C-P-X (IVd)

R-C-G-X (IVe)

R-C-U-X (IVf)

R-C-C-P-U-X (Va)

R-C-P-G-U-X (Vb)

R-C-P-G-G-X (Vc)

R-C-C-G-U-X (Vd)

worin




bedeuten und R und X wie in Anspruch 1 definiert sind.
5. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Formeln (II) bis (V)
R ein Alkylrest mit 1 bis 7 C-Atomen, und
X -F ist.
6. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen der allgemeinen Formeln (VI) und (VII) ausgewählt sind aus den nachstehenden Verbindungen der allgemeinen Formeln (VIa) bis (VIc) und (VIIa) bis (VIIf)

R-P-GI-GI-F (VIa)

R-P-GI-GI-CI (VIb)

R-P-G-P-R (VIc)

R-C-P-P-C-R (VIIa)

R-C-G-P-C-R (VIIb)

R-C-P-G-P-R (VIIc)

R-C-P-GI-P-R (VIId)

R-C-G-P-P-R (VIIe)

R-C-GI-P-P-R (VIIf)

worin
R jeweils unabhängig voneinander sind und wie in Anspruch 1 definiert sind,


bedeuten.
7. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass R in den Formeln (VI) und (VII) ein Alkylrest mit 1 bis 7 C- Atomen ist.
8. Flüssigkristallines Medium nach einem der Ansprüche 1 bis 7, enthaltend
a) 7 bis 25 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (I),
b) 40 bis 85 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (II) bis (V),
c) 3 bis 15 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VI),
d) 5 bis 20 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (VII),
e) 0 bis 10 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (VIII) und/oder (IX),
wobei die Summe der Komponenten a) bis e) 100 Gew.-% ergibt.
9. Flüssigkristallines Medium nach Anspruch 8 enthaltend als Komponente b)
1. 20 bis 80 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel (II), und
2. 80 bis 20 Gew.-% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formeln (III) bis (V),
wobei die Summe aus Komponenten b1) und b2) 100 Gew.-% ergibt.
10. Elektrooptisches Anzeigeelement, enthaltend ein flüssigkristallines Medium gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
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