DE1764645B2

DE1764645B2 - Elektrooptische Vorrichtung mit einer Schicht eines nematischen Flüssigkristallmaterials. Ausscheidung aus: 1618827

Info

Publication number: DE1764645B2
Application number: DE19671764645
Authority: DE
Inventors: E. Dipl.-Chem. Dr.Rer.Nat. Assmann; Joseph Anthony North Brunswick Castellano; Kenji Enokida; Wataru Tokio Erf: Ichise; Joel Edward Princeton Goldmacher; R. Dipl.-Phys. Holzbauer; Yasuo Yokohama Kinjo; R. Dipl.-Chem. Dr. Koenigsberger; N.J. (V.St.A.). H01J 29-94 21G 13-31!2145159 At 09.09.71 Ot 16.03.72 Bt Pr 10.09.70 Japan 78878-70 Bez: Verdampfungsgettermaterial. Anm: Tokyo Shibaura Electric Co., Ltd., Kawasaki, Kanagawa (Japan); Hideharu Nihei; 8000 Muenchen Pat.-Anwaelte; F. Dr. Vtr: Zumstein Sen.; F. Dr. Zumstein Jun.
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1966-06-09
Filing date: 1967-06-02
Publication date: 1974-05-02
Also published as: NL6708061A; BE699748A; JPS4916351B1; DE1618827B1; DE1764645C3; JPS4827199B1; GB1170486A; SE339724B; DE1764645A1

Description

Temperatur liegenden sogenannten Klärungspunkt γ auf. Mit »nematisch« bezeichnet man einen Flüssig-

kristall aus stäbchenartigen Molekülen.

Nematische Flüssigkristalle sind elektrisch und

wobei der eine der Substituenten X und Y ein magnetisch anisotrop. Auf Oberflächen wie Glas gesättigter Alkoxyrest mit 1 bis 9 Kohlenstoff- nimmt die nematische Phase im allgemeinen eine atomen und der andere dieser Substituenten ein charakteristische gewendelte Textur an, die zwischen gesättigter Acyloxyrest mit 2 bis 5 Kohlenstoff- 20 gekreuzten Polarisatoren sichtbar ist. Man nimml atomen ist, wobei der gesättigte Alkoxyrest mindestens 3 Kohlenstoffatome hat, wenn der gesättigte Acyloxyrest nur 2 Kohlenstoffatome enthält,

CH=N

an, daß diese Textur aus vielen Bereichen oder Büscheln besteht, in denen die Flüssigkristallmoleküle eine feste Orientierung haben. Nach der Kristallbüscheltheorie der nematischen Flüssigkristalle

acetat, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zu- 25 sind die Büschel normalerweise regellos orientiert, sammensetzung, besteht. woraus sich die Lichtstreuungseigenschaften und das

und zwischen 0 und 60% p-(Anisalamino)-Phenyl-

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial 1. 20 bis 40 Gewichtsprozent p-(Anisalamino)-Phenylacetat, 2. 20 bis 40 Gewichtsprozent

C₄H₉O

-CH=N-

3. 30 bis 50 Gewichtsprozent

C₈H₁₇O

>-CH=N-

OC-CH₃

Il

OC-CH,

enthält.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die nematische Flüssigkristall-Zusammensetzung Verbindungen der Formein

CH,O-

CH₁O-

CH=N

OC(CH₂J₂CH₃

CH=N-<, VOCCH₃

und mindestens eine Verbindung der Gruppen

CH₃O-

enthält.

CH =

CH=N

OCCH₃ O

Il

OC(CH₂J₃CH₃ trübe Aussehen größerer Mengen ergeben. Jedes Büschel ist doppelbrechend und hat eine Größe von etwa 10"⁵cm. Bei Anlegen eines elektrischen oder magnetischen Feldes an eine Schicht mesomorpher Kristalle suchen sich die Büschel in einer bestimmten Richtung zu orientieren, so daß sich die Lichtstreuungs- und Doppelbrechungseigenschaften der Schicht ändern. Das Ausmaß der Orientierung hängt von der Größe des angelegten Feldes ab. Damit lassen sich die Lichtstreuungs- und Doppelbrechungseigenschaften eines bestimmten Volumens eines nematischen flüssigkristallinen Materials durch ein elektrisches oder magnetisches Feld modulieren. Diese Figenschäften sind für elektrooptische Einrichtungen, beispielsweise Geräte in denen unter Ausnutzung des Kerr-Effektes die Polarisationsebene eines Lichtbündels gedreht wird, und optische Anzeigev orrichtungen bei denen das Maß der Streuung eines hindurchtretenden oder reflektierten Lichtstrahles moduliert wird, von Nutzen.

Wenn die Anwendung einer Flüssigkristallverbindung auf Veränderungen der Orientierung der sich im mesomorphen Zustand befindenden Verbindung beruht, muß sich diese Verbindung oberhalb der kristallmesomorphen Übergangstemperatur befinden. Nachteilig bei bekannten nematischen Flüssigkristallverbindungen ist jedoch die wesentlich über der Zimmertemperatur liegende Ubergangstemperatur vom kristallinen in den mesomorphen Zustand. Es muß daher eine Heizeinrichtung vorgesehen sein, welche die Verbindung im mesomorphen Zustand hält. Je höher diese nbergangstemperatur ist, desk) größer ist die benötigte Heizleistung. Hin anderer Nachteil bekannter Verbindungen liegt darin, daß der Temperaturbereich, in welchem die Verbindung

im flüssigkristallinen Zustand bleibt, sehr klein ist, so daß eine Temperaturregelung notwendig wird.

Auch die Eigenschaft be-kannier ricmalischcr Flüssigkristallverbindungen, daß ihre Moleküle sich auf Oberflächen, beispielsweise Glas, ,.■ Bezirken ausrichten, ist von Nachteil. Diese Ausrichtung führt zu einer unerwünschten Reflexion und Streuung von ;mf-

und

fallendem Licht, auch wenn kein äußeres Feld angelegt ist. Diese ohne Feld auftretende Streuung begrenzt das maximal erreichbare Kontrastverhältnis zwischen einem Bezirk, an dessen Flüssigkristallschicht ein Feld angelegt ist, und einem angrenzenden feldfreien Bezirk.

Weitere Nachteile bekannter FlüssigkriF'allvcrbindungen sind die relativ niedrige Reflexionsfiihiekeit der feldorientierten Moleküle, welche die Helligkeit und das Kontrastverhältnis der Darstellung bcgrcnien, und das langsame Nachfolgen auf Feldänderungen, welches die ausnutzbare Schaltgeschwindigkeit begrenzt.

Der vorliegenden Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, eine elektrooptische Vorrichtung anzugeben, bei der die Mesophase des Flüssickristallmaterials einen verhältnismäßig großen Temperaturbereich umfaßt und in der Nähe der normalen Raumtemperatur liegt und die hohe Schaltgeschwindigkeiten und bei Verwendung in Bild-Wiedergabeeinrichtungen hohe Kontraslverhältnisse zuläßt.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch die im Anspruch I angegebene Vorrichtung.

Ein Acyloxyrest ist ein Rest eines aliphatischen Esters der allgemeinen Formel

C₈H₁₇O

CH=N-

Il

OCCH₃

R—C—O—

Bei den neuen Materialien ist der mit nur einer Bindung an das Kohlenstoffatom des Restes gebundene Sauerstoff auch an einen aromatischen Ring gebunden, beispielsweise bei
O

CH₃C-O

30

35

Einer der Vorteile, welche die neue elektrooptische Einrichtung auszeichnen, ist die relativ niedrige Mindest-Betriebstemperatur, die aus der niedrigen Übergangstemperatur der einzelnen Materialien vom kristallinen in den mesomorphen Zustand resultiert. Es sind Mischungen gefunden worden, deren diesbezügliche Übergangstemperatur unter Zimmcrtcmperatur liegt. Ein anderer Vorteil ist der weite Temperaturbereich, in dem die Vorrichtungen verwendb?^r sind. Ein Beispiel der neuen Materialien ist eine Verbindung mit der Formel

OC(CH₂J₂CH,

50

deren kristallin-mesomorphe Ub^rgangstempcratur etwa bei 50"C liegt und deren übergangstemperatur vom mesomorphen in den anisotrop flüssigen Zustand bei 113"C liegt. Ein anderes Beispiel ist eine Mischung gleicher Gewichtsteile von p-(Anisalamino)-Phenylacetat

CH=N

- CH =

O
OCCH₁

Il

- OCCH₃

60

65 Der mesomorphe Zustand dieser Mischung reicht von 39 bis 104⁰C.

Bekannte Beispiele nematischer Flüssigkristalle sind p-Azoxyanisole und p-(Anisalamino)-Phenylacetate. Diese Verbindungen haben Mesophasenbereiche von 117 bis 136° C bzw. von 81 bis 110° C. Die in den vorliegenden Einrichtungen verwendeten Materialien haben dagegen wesentlich niedrigere Ubergangstemperaturen vom Kristall- in den mesomorphen Zustand und einen breiteren Mesophasenbereich als bekannte nematische Flüssigkristalle. Mischungen wie die oben beschriebene neue Mischung lassen sich so hersteilen, daß sie eine niedrigere Ubergangstemperatur vom kristallinen in den mesomorphen Zustand als jeder der Einzelbestandteile der Mischung haben. Die Übergangstemperatur vom mesomorphen in den isotrop flüssigen Zustand der Bestandteile einer solchen Mischung liegt jedoch nicht nennenswert tiefer. Daraus ergibt sich, daß die vorliegenden Einrichtungen nicht nur bei niedrigen Temperaturen, sondern auch in einem breiteren Temperaturbereich betrieben werden können als Geräte, die nur mit den Einzelbestandteilen einer derartigen Mischung arbeiten.

Ein weiterer Vorteil der neuen Einrichtungen sind die helleren und kontrastreicheren Bilder gegenüber ähnlichen bekannten mit Flüssigkristallen arbeitenden Anzeigevorrichtungen. Dies ergibt sich aus der hohen Reflexionsfähigkeit der Moleküle der neuen Verbindung bei Anliegen eines elektrischen Feldes. Es ist ferner darauf zurückzuführen, daß die in der neuen Verbindung enthaltenen Moleküle sich beispielsweise auf einer Glasfläche nicht ohne Anliegen eines Feldes ausrichten.

Ein weiterer Vorteil liegt noch in der höheren Schaltgeschwindigkeit der neuen Einrichtungen, die aus der kürzeren Zeit resultiert, in der die neuen nematischen Flüssigkristall verbindungen auf ein angelegtes Feld reagieren. Mit der Erfindung lassen sich Geschwindigkeiten erreichen, wie sie für Fernsehzwecke erforderlich sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert, Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische teilweise geschnittene Ansicht einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung und ein Schaltbild einer elektrischen Schallungsanordnung zum Betrieb der Einrichtung,

F i g. 2 einen Aufriß einer in F i g. 1 dargestellten Einrichtung in einem Betriebszustand, in dem sie lichtdurchlässig ist.

F i g. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel der Erfindung eine optische Anzeigevorrichtung IO mit einem Kreu/gitter. Die Vorrichtung 10 hat je eine vordere und hintere durchsichtige Glasträgerplatte 11 bzw. 12. Beide Platten sind parallel und haben einen gegenseitigen Abstand von weniger als ¹Z₂ mm, vorzugsweise 5 bis Ι5μΐη. Auf der inneren Fläche 13 der Platlell befindet sich mit gegenseitigem Abstand eine Reihe paralleler durchsichtiger leitender Rückclektrodenstreifen 15«, 15b, 15c und 15rf. Im vorliegenden Beispiel sind nur vier Streifen dargestellt, jedoch kann eine erheblich größere Zahl Elektroden-

strafen verwendet werden. Auf der Innenfläche 14 der Frontplatte 12 ist eine Reihe paralleler in gegenseitigem Abstand befindlicher durchsichtiger leitender Frontelektrodenstreifen 16a, 16b, 16c und 16</ angeordnet, die rechtwinklig zu den Rückelektrodenstreifen auf der Rückplatte 11 verlaufen. Selbstverständlich können auch hier mehr als nur vier Streifen verwendet werden.

Der Zwischenraum d zwischen der Rück- und der Frontplatte 11 bzw. 12 ist mit einer Schicht 17 aus einer nematischen Flüssigkristallverbindung dei oben angegebenen Art angefüllt, beispielsweise

OCOCH₂CH₂CH₃

Die Vorrichtung hat Verbindungsleiter 18a bis ISd und 19a bis I9d zum Anlegen einer Spannung an die leitenden Rückelektroden 15a bis ISd und die leitenden Frontelektroden 16/? bis 16rf; die Leiter und die leitenden Streifen dienen zum Erzeugen eines elektrischen Feldes in der Flüssigkristallschicht.

Die Schaltungsanordnung der Einrichtung gemäß F i g. 1 enthält einen Umschalter 31 mit einer Vielzahl von Kontakten für die Rückstreifen 15, der zwischen Masse 32 und (über die Leitungen 33 a bis 33<f) den Rückstreifenverbindungsleitern 18a bis 18rf liegt und einen Schaltarm 34 hat, der mit einer Klemme einer Spannungsquelle 30 verbunden ist. In entsprechender Weise ist ein Umschalter mit einer Vielzahl von Kontakten 35 für die Frontstreifen über Leitungen 3δα bis 36a" mit den Frontstreifen-Verbindungsleiter 19a bis 19d verbunden, und sein Schaltarm 37 liegt an der anderen Klemme der Spannungsquelle 30.

Zum Betrieb (F i g. 2) wird eine Lichtquelle 21 auf einer Seite der Vorrichtung angeordnet, so daß das Licht im wesentlichen senkrecht durch die Platten U und 12 hindurchtritt. Ein Beobachter 22 befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite der Vorrichtung 10. Liegt kein Feld an, so ist die Flüssigkristallschicht zufallsorientiert und der Beobachter 22 sieht die ganze Plattenfläche gleichmäßig hell. Wird eine Spannung von der Spannungsquelle 30 genügender Größe zwischen die Rückelektrodenstreifen 15 und die Frontelektrodenstreifen 16 angelegt, so werden die Flüssigkristallmoleküle in den Überschneidungsbereichen der Elektrodenstreifen in einer bestimmten Richtung zum Feld orientiert und der Beobachter sieht daß dieser Bereich seiner Sichtfiäche dunkler als die übrige Plattenfläche wird, da das Licht infolge dieser Orientierung stärker gestreut wird. Werden beispielsweise die beiden Elektrodenstreifen 15a und 16d unter Spannung gesetzt, so verdunkelt sich nur der Bereich der Schicht 17, in dem sich der Rückelektrodenstreifen 15 a mit dem Frontelektrodenstreifen 16 d überschneidet. Diese Fläche wird als Schnittfläche der Streifen bezeichnet. Die Fläche der Schicht 17 beim übrigen Teil der Rück- und Frontstreifen 15a und \6d, die gegenüber der Schnittfläche der Streifen nur der halben Feldstärke ausgesetzt ist, zeigt keine Änderung, da die Feldstärke dort unter dem Schwellwert liegt, der zur Orientierung der Flüssigkristalle erforderlich ist Dieser Schwellwert hängt von der jeweiligen Flüssigkristallverbindung und dem Plattenmaterial ab.

Durch Anlegen einer Spannung an mehr als einen Elektrodenstreifen jedes Satzes werden mehrere vorbestimmte Flächen abgedunkelt. Ein aufeinanderfolgendes oder zyklisches Anlegen von Spannung an die einzelnen Streifen kann mit Hilfe bekannter Abtasttechniken erfolgen.

Schaltungen zur Auswahl von Reihen oder Spalten zur Spannungsbeaufschlagung bestimmter Reihen und Spalten eines Kreuzgitters sind bekannt. Auf diese Weise lassen sich viele Arten von Informationen

ίο optisch anzeigen, beispielsweise alphanumerische Symbole. Weiterhin läßt sich bei Verwendung einer großen Anzahl dicht nebeneinander liegender Elektrodenstreifen auf jedem Träger ein Bild auf einer derartigen Vorrichtung erzeugen; die Elektrodenstreifen können dabei 25 μΐη breit sein und einen gegenseitigen Abstand von 12,5 μΐη haben. Auch der Anteil des durchgelassenen Lichtes und damit der Grad der Verdunkelung jedes Elementes läßt sich durch Steuern der Größe des elektrischen Feldes oberhalb der Schwelle entsprechend einer Grautreppe modulieren.

Bei der oben beschriebenen optischen Anzeigevorrichtung wird im Betrieb die Lichtdurchlässigkeit in der in F i g. 2 dargestellten Weise moduliert. Es läßt sich jedoch auch die Lichtrefiexion an einer reflektierenden Rückplatte oder statt dessen auch die Absorption modulieren.

Für die durchsichtigen Platten kann eine große Zahl lichtdurchlässiger fester Materialien verwendet

werden, einschließlich verschiedener Glasarteü, Quarzgläser, durchsichtiger Korunde und durchsichtiger Kunststoffe. Die nicht durchsichtige Flaue läßt sich aus den gleichen Materialien wie die durchsichtigen Platten herstellen und wird dann mit rinem undurchlässigen Material, beispielsweise einer schwarzen organischen Farbe, überzogen. Sie kann auch au» Materialien wie dunklem Glas, dunklem Kunststoff bestehen.

Die durchsichtigen leitenden Streifen können bei-

spielsweise durch niedergeschlagene dünne Schichten aus Indiumoxyd oder Zinnoxyd auf den betreffenden Flächen der Platten 11 und 13 gebildet werden. Die leitenden Streifen auf der lichtabsorbierenden Platt: brauchen nicht durchsichtig zu sein und können bei

spielsweise aus einem Film aus Kupfer, Aluminium Chrom oder Nickel bestehen. Die leitenden Streuen 15 und 16 brauchen sich nicht auf den Innenflächen der Platten befinden. Beispielsweise können sie beide auf den Außenflächen oder die einen auf einer inneren und die anderen auf einer äußeren Fläche angeordnet sein. Ebenso lassen sich die Leiter innerhalb der Platten anordnen, beispielsweise als in die Platten eingebettete Drähte, die einstückig mit der Platte ausgebildet sind. Auch kann in manchen Anwendungs-

fällen das Feld zwischen parallelen Elektroden statt zwischen gekreuzten Elektroden erzeugt werden.

Der Abstand zwischen den Platten kann beispielsweise mit HiUe von Keilen, Klemmstücken oder einem geeigneten Abstandshalter eingehalten werden.

Im Betrieb wird die Einrichtung auf einer Temperatur gehalten, bei welcher sich die verwendete nematische Flüssigkristallverbindung in ihrem mesomorphen Zustand befindet Wird eine Heizung benotigt, so kann diese durch äußere Heizelemente,

beispielsweise eine Infrarotlampe oder Heizspule in unmittelbarer Nähe der Einrichtung gebildet werden. Andererseits kann die Heizung auch aus durchsichtigen Widerstandsschichten auf den Flächen der Plat-

ten bestehen, an die eine Spannung angelegt wird, so daß die Einrichtung durch die in diesen Schichten entwickelte Wärme geheizt wird.

Bei einigen Einrichtungen, bei welchen die beschriebene neue Mischung verwendet wird, liegt die Ubergangstemperatur vom kristallinen in den mesomorphen Zustand knapp unterhalb der Zimmertemperatur, so daß diese Einrichtungen ohne eine zusätzliche Heizung betrieben werden können. Es ist jedoch zweckmäßig, auch diese Geräte auf Temperaturen von 30 bis 40⁰C zu erwärmen, weil die Geschwindigkeit, mit der die Flüssigkristallschicht reagiert, bei einem Betrieb bei oder in der Nähe der Übergangstemperatur geringer ist als bei höheren Temperaturen in der Mesophase; auch ist das Kontraslvcrhältnis wegen der bei nicht anliegendem Feld größerer

Lichtstreuung geringer.
Die mit Lichtstreuung arbeitenden Einrichtunger

gemäß der Erfindung Sassen sich in Eidophor-Pro jektions-Fernsehanlagen verwenden. Es ist bekannt daß in ihrem mesomorphen Zustand befindliche nema tische Flüssigkristallverbindungen hohe Kerr-Kon stanten haben. Daher lassen sich entsprechend aus

gebildete Einrichtungen als Kerr-Zellen verwenden ίο Sie können überhaupt in jedem System benutzt wer den, das die Eigenschaften bekannter nematische Flüssigkristalle ausnutzt.

Beispiele für die neuen nematischen Flüssigkristall

Verbindungen sind in Tabelle I mit ihren Übergangs temperaturen aufgeführt.

Tabelle I
Beispiele Tür die neuen Flüssigkristallverbindungen

Verhin- iiilHgS- .-isjiicl	■ ι X	Y	— OCH₃	Ubcrgangslemperatur vom kristallinen in den mesomorphen Zustand	Ubergangstemperalu vom mesomorphen in den isotropen, flüssigen Zustand
				CCl	CC)
	O Il		— OCH₃
J	!! CH₃CH₂CO —	- OQH₁₃ O H	86	118
	O Μ	Il — OCCH₃ O M
1	Il CU₃₁CH₂J₂CO- O	Il — OCCH₃ O Il	86	119
3	CH₃(CH₂J₂CO-	Il — OCCH₃ O	86	120
4	C₄H₉O —	— OCCH₃ O Μ	82	113
5	ISoC₅H_nO-	Il — OCCH₃ O	74	82
6	QH₁₃O —	— OC(CH₂)₂CH₃ O Μ	88	109
7	C₈H₁₇O -	— OC(CH₂J₃CH₃	80	105,5
8	C₉H₁₉O —	86	100
9	CH₃O-	49—50	113
10	CH₃O-	55	100

409518/l·

Tabelle II gibt Beispiele Tür Mischungen der neuen Verbindungen.

Die die Verbindungen darstellenden Nummern der Tabelle II entsprechen den in Tabelle I verwendeten Nummern mit der Ausnahme, daß die Nummer 11 eine bekannte Verbindung, nämlich p-(Anisnlamino)-Phenylacetat ist. Diese Verbindung hat die Formel

l·

. V-CH=N-^" V-OCCH₁

und eine Übergangstemperatur vom kristallinen in den mesomorphen Zustand von 8FC und für den übergang vom mesomorphen in den isotropen flüssigen Zustand von 110⁰C.

Die Bestandteile sind in Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht des Materials bzw. auf das Gesamtgewicht bezogenen Anteilen angegeben.

Tabelle II Mischungen der neuen Flüssigkristallverbindungen

Mi-

schungsbcispiele

Bestundteile

50% Jl + 50% 4

35,1%Ü + 32,6% 4
+ 32,3% 7

25.5% ü + 24,5% 4
+ 50% 7

je 25% von Jl, 4, 6
und 7

50,1% 3 + 49,9% 2

34,8% 3 + 34,6% 2
+ 30,6% i

je V₃ von 9, 4, Jl
je V₃ von 9, JO, Jl
50% 9 + 50% 10

Übergangstem peratur vom kristallinen in den mesomorphen Zustand

1 C)

47 40

45 39

48 53

22 25 45

D hergangstem-

peralur [vom mesomorphen

in den isotropen, flüssigen Zustand

J C)

108 103

103 104

118

117

105 105 106 verbindungen, welche die feste Lösung bilden. Vor zugsweise werden eutektische Mischungen verwende! Der Schmelzpunkt der Kristallmesophase hat be einer eutektischen Mischung ein Minimum. De Molanteil der zur Bildung eines Eutcktikums ver wendeten Verbindungen hängt von den jeweilige! Verbindungen der Mischung ab.

Mischungen lassen sich beispielsweise durch Aus wiegen der reinen kristallinen Verbindungen in einen Becherglas herstellen. Die Anteile werden dann untei Umrühren über ihre Ubergangstemperaturen vorr mesomorphen in den isotropen Zustand erhitzt, unc die so gebildete homogene Flüssigkeit wird auf 0°C abgekühlt. Die entstehende feste Masse ist im allgemeinen eine homogene wachsartige Masse.

Allgemein können die in den vorliegenden Einrichtungen enthaltenen Verbindungen beispielsweise durch Kondensation eines p-Acyloxy-Phenylamins mit geeigneten p-Alkoxybenzaldehyden hergestellt werden Die Reaktion wird in einer Benzollösung mit Benzolsulfonsaure oder Acetsäure als Katalysator und mil einem Rückflußkühler und Maßnahmen zur azeotropen Entfernung von Wasser ausgeführt. Die Verbindungen können durch Rekristallisation aus einer Hexanlosung gereinigt werden. Die Rekristallisation wird so lange wiederholt, bis eine konstante Temperatur für den mesophasen-isotrop-übergang erreicht

Beispiel I

Eine lösung von 1,51 g p-Aminophenylacetat, i,/8 g P-Butoxybenzaldehyd und 0,1 g Benzolsul-L^onSaure„,^{in 5}°ml Benzol'wird etwa 3 Stunden im Ruckflußkühler behandelt. Mit Hilfe eines Dean-Mark-Abscheiders wird das Wasser azeotropisch entlernt Nach der Behandlung im Rückflußkühler wird das Losungsmittel durch Verdampfen unter vermindertem Druck in einem rotierenden Schicht verdampfer entfernt. Der Rest wird gesammelt und dreimal aus

ι ^εΧ^ο?;kristallisiert. Das Ergebnis besteht aus etwa 2 g (64%)

O
C₄H₉O

\_/~ CH=N^ V OCCH₃

Die durch die Mischungen gebildeten neuen Materialien haben den doppelten Vorteil einer niedrigen Übergangstemperatur vom kristallinen Zustand in die Mesophase und eines breiten Temperaturbereiches, in dem die Mesophase stabil ist. Der Mesophasenbereich der in Tabelle II angeführten Beispiele ist bis 80° breit. Dieser breite Bereich macht teure und platzraubende Temperatur-Regeleinrichtungen unnötig.

Aus den angegebenen Verbindungen lassen sich homogene Mischungen in einem breiten Variationsbereich von Konzentrationen herstellen, da die Bestandteile zur Bildung homogener fester Lösungen in einem weiten Konzentrationsbereich neigen. Es 6< lassen sich Mischungen herstellen, bei denen der Schmelzpunkt der festen Lösung niedriger liegt als der Schmelzpunkt der einzelnen festen Flüssigkristallin Form von farblosen Plättchen

Die Analyse ergibt 73,02% Kohlenstoff, 6,77% Wasserstoff und 4,78% Stickstoff. Sie läßt sich mit den theoretisch aus der Formel C₁₉H₂₁NO₃ berechstoff"₆5; vergleichen, welche 7329% Kohlenstoff, 6,80% Wasserstoff und 4,50% Stickstoff ergeben.

Beispiel II

Eine Lösung von 1,23 g p-Anisidin, 1,78 g p-Formylphenylpropionat und 0,10 g Benzolsulfonsäure in

7„ Ik, ^{Wrd etWa 4 Stunden} rückflußbehandelt. Zur Abtrennung und Reinigung des Produktes wird die gleiche Behandlung wie im Beispiel I angewendet. Rechnerisch enthält die Verbindung
O

CH₃CH₂CO

Λ //

CH=N-

OCH,

T S ^StOff' ⁶'^05% W^erstoff und 4,95% T. Die experimentelle Analyse ergab 72,71% Kohlenstoff, 5,85% Wasserstoff und 5,17% Stick-

Beispiel III

Eine Lösung von 5,4 g p-Aminophenol, 8,9 g p-Butoxybenzaldehyd und 0,1 g Benzolsulfonsäure in 200 ml Benzol wird 4 Stunden im Rückflußkühler behandelt. Zur Abtrennung und Reinigung wird die gleiche Behandlung vrs Beispiel I angewendet, und es ergeben sich gelbe Plättchen. Die Rekristallisation dieser Plättchen aus Benzol führt zu weißen Kristallen von p-Buloxybenzyliden-p-Aminophenol. Eine Mischung von 2,8 g dieses M.aerials in 10 ml einer kalten (-5 bis +10⁰C) 5n-Natriumhydroxydlösung und 100 ml Benzol wird dann mit 1,4 g Propionsäure behandelt. Diese Mischung wird etwa 1 Stunde lang umgerührt und dann durch einen Filter gesaugt, das entstehende zweiphasige Filtrat wird mit einem Scheidetrichter getrennt. Die untere wäßrige Phase wird verworfen, und die Benzollösung wird zweimal mit Wasser gewaschen. Die Benzollösung wird dann über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet und anschließend verdampft, der Rest wird aus Hexan rekristallisiert und ergibt farblose Kristalle von p-Butoxybenzylidenp-Aminophenylpropionat

C₄H₉O

-CH=N

OCCH₂CH₃

Beispiel IV

Eine Lösung von 54,5 g p-Aminophenol, 68,0 g Anisaldehyd und 0,1 g Benzolsulfonsäure in 200 ml Benzol wird 4 Stunden lang im Rückflußkühler behandelt und in dieser Zeit werden etwa 9,0 ml Wasser in einem Dean-Stark-Abscheider abgeschieden. Das Ergebnis wird gesammelt und wie im Beispiel I aus einer Lösung von Äthanol und Benzol im Verhältnis 50:50 rekristallisiert und ergibt farblose Kristalle. Eine Mischung von 2,1 g dieser Kristalle, 50 ml

Pyridin und 1,9 g Valeriansäure wird bei Raumtemperatur über Nacht gerührt. Die Lösung wird dann verdampft, und der Rest wird mit Hexan vermählen, wobei sich farblose Kristalle von p-Methoxybenzylidin-p-Aminophenylpentanoat

ergeben.

CH -

Beispiel V

OC(CH₂J₃CH₃

100 mg p-(Anisalamino)-Phenylacetat und 100 mg p-Butoxybenzyliden-p-Aminophenylacetat werden in einen 5 nil Becher gegeben. Der Becher wird aiii Schmelze wird gerührt, so daß sie eine homogene Lösung bildet. Die Lösung wird dann auf 0° C abge-

kühlt, und die dabei erhaltene homogene Masse kann bei Raumtemperatur aufbewahrt werden. Zur Herstellung einer elektrooptischen Vorrichtung, welche diese Verbindung enthält, wird eine Platte, auf der Elektroden gebildet sind, wie die Platte Il der Fig. 1, auf etwa 60⁰C erhitzt, und etwas von der Verbindung wird auf die Innenfläche 13 der Platte aufgebracht, so daß sie über die Oberfläche fließt. Die Frontplatte 12 wird dann mit ihrer Innenfläche 14 sorgfältig auf die Flüssigkeit gelegt, so daß sich

eine durchgehende, von Luftblasen freie Schicht ergibt.

Beispiel VI

Die gleiche Behand'.ung wie im Beispiel V wird mit einer Mischung aus je 50 g p-(Anisalamino)-Phenylacetat, ρ - Butoxybenzyliden - ρ - Aminophenylacetat, ρ - Octoxybenzyliden - ρ - Aminophenylacetat, und ρ - Nonoxybenzyliden - ρ - Aminophenylacetat

durchgeführt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche: Die Erfindung betrifft eine elektrooptische Vorrichtung mit einem Behältnis zur Aufnahme eincr Schicht eines nematischen Flüssigkristallmaterials und einer Anordnung zum Anlegen eines die Lichtstreuungseigenschaften der Schicht beeinflussenden elektrischen Feldes an die Schicht. Unter dem Begriff »Flüssigkristall« faßt man bekanntlich Flüssigkeiten, Lösungen oder Schmelzen zusammen, bei denen innerhalb bestimmter Tem-

1. Elektrooptische Vorrichtung mit einem Behältnis zur Aufnahme einer Schicht eines nematischen Flüssigkristallmaterials und einer Anordnung zum Anlegen eines die Lichtstreuungseigenschaften der Schicht beeinflussenden elektrischen
Feldes an die Schicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Schichtmaterial im wescnt- 10 peraturbereiche eine Doppelbrechung des Lichtes zu liehen aus mindestens einer Verbindung der For- beobachten ist Die Mesophase tritt zwischen dem mel Schmelzpunkt des Materials und einem bei höherer