DE4001843A1 - Electro-optical LC system - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft elektrooptische Flüssigkristallsysteme gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to electro-optical liquid crystal systems according to the preamble of claim 1.
Das optisch transparente Medium kann voneinander abgegrenzte Flüssigkristall-Mikrotröpfchen enthalten oder ein schwammartiges, 3-dimensionales Netzwerk bilden, in dessen Poren, die in mehr oder weniger starkem Ausmaß ineinander übergehen, sich der Flüssigkristall befindet. Durch den Ausdruck Flüssigkristall-Mikrotröpfchen werden kleine, voneinander abgegrenzte Flüssigkristallkompartimente gekennzeichnet, die jedoch keineswegs eine kugelförmige Gestalt aufweisen müssen, sondern unregelmäßig geformt und/oder deformiert sein können.The optically transparent medium can be distinguished from one another Contain liquid crystal microdroplets or form a spongy, 3-dimensional network, in whose pores, to a greater or lesser extent merge into each other, the liquid crystal is. By the expression liquid crystal microdroplets small, separate liquid crystal compartments marked, which is by no means a spherical Must have shape, but irregular can be shaped and / or deformed.
Enthält das optisch transparente Medium Flüssigkristall-Mikrotröpfchen, wird es im folgenden als Matrix bezeichnet; liegt dagegen eine schwammartige, 3-dimensional vernetzte Struktur vor, wird das Medium durch den Ausdruck Netzwerk charakterisiert.Contains the optically transparent medium liquid crystal microdroplets, it is referred to below as the matrix; on the other hand there is a spongy, 3-dimensional networked structure before, the medium is through the expression Network characterized.
NCAP- und PDLC-Filme (NCAP = nematic curvilinear aligned phases, PDLC = polymer dispersed liquid crystal) sind Beispiele für elektrooptische Flüssigkristallsysteme, bei denen der Flüssigkristall in Form von Mikrotröpfchen in die Matrix eingebettet ist. NCAP-Filme werden gewöhnlich dadurch erhalten, daß das verkapselnde polymere Material, wie z. B. Polyvinylalkohol, die Flüssigkristallmischung und ein Trägermaterial, wie z. B. Wasser, in einer Kolloidmühle innig vermischt werden. Anschließend wird das Trägermaterial z. B. durch Trocknung entfernt. Ein entsprechendes Verfahren ist in US 44 35 047 beschrieben. Dagegen wird bei der z. B. in EP 02 72 582 und US 46 88 900 beschriebenen Herstellung von PDLC-Filmen die Flüssigkristallmischung zunächst mit Monomeren oder Oligomeren des matrixbildenden Materials homogen vermischt. Anschließend wird die Mischung polymerisiert und die Phasentrennung induziert, wobei zwischen TIPS (temperature-induced phase separation), SIPS (solvent-induced phase separation) und PIPS (polymerization-induced phase separation) unterschieden wird (Mol. Cryst. Liq. Cryst. Inc. Nonlin. Opt. 157 (1988) 427).NCAP and PDLC films (NCAP = nematic curvilinearly aligned phases, PDLC = polymer dispersed liquid crystal) Examples of electro-optic liquid crystal systems, where the liquid crystal is in the form of microdroplets is embedded in the matrix. NCAP films become common obtained by encapsulating the polymer Material such as B. polyvinyl alcohol, the liquid crystal mixture and a carrier material such as e.g. B. water, in be mixed intimately in a colloid mill. Subsequently the carrier material z. B. removed by drying. A corresponding method is described in US 44 35 047. In contrast, the z. B. in EP 02 72 582 and US 46 88 900 described production of PDLC films the liquid crystal mixture first with monomers or Oligomers of the matrix-forming material mixed homogeneously. The mixture is then polymerized and induced phase separation, with between TIPS (temperature-induced phase separation), SIPS (solvent-induced phase separation) and PIPS (polymerization-induced phase separation) is distinguished (Mol. Cryst. Liq. Cryst. Inc. Nonlin. Opt. 157 (1988) 427).
Das in EP 03 13 053 beschriebene PN-System (PN = Polymer Network) weist eine schwammartige Netzwerkstruktur des optisch transparenten Mediums auf. Der Anteil des Flüssigkristalls an der Masse der lichtmodulierenden Schicht ist im allgemeinen größer als 60% und liegt insbesondere zwischen 70-90%. Zur Herstellung der PN-Systeme wird üblicherweise eine Mischung aus dem Flüssigkristall, Monomeren oder Oligomeren des das 3-dimensionale Netzwerk bildenden Materials und ein Polymerisationsinitiator, insbesondere ein Photoinitiator, zwischen 2 mit Elektroden versehene Substratplatten gebracht und dann z. B. durch Lichteinstrahlung polymerisiert.The PN system described in EP 03 13 053 (PN = polymer Network) has a spongy network structure optically transparent medium. The proportion of liquid crystal is at the mass of the light-modulating layer generally greater than 60% and in particular lies between 70-90%. To manufacture the PN systems usually a mixture of the liquid crystal, Monomers or oligomers of the 3-dimensional network forming material and a polymerization initiator, especially a photoinitiator, between 2 with electrodes provided substrate plates and then z. B. polymerized by exposure to light.
Der Flüssigkristall hat im allgemeinen eine positive dielektrische Anisotropie Δε und eine relativ hohe optische Anisotropie. Bei Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen wird einer der Brechungsindices des Flüssigkristalls, üblicherweise der ordentliche Brechungsindex n₀ so gewählt, daß er mit dem Brechungsindex nM der polymeren Matrix mehr oder weniger zusammenfällt. Bei Netzwerk-Systemen ist eine Anpassung der Brechungsindizes wegen des üblicherweise sehr viel höheren Flüssigkristallanteils an der lichtmodulierenden Schicht nicht unbedingt erforderlich, kann aber zur Erhöhung des Lichtdurchsatzes und des Kontrastes vorgenommen werden.The liquid crystal generally has a positive dielectric anisotropy Δε and a relatively high optical anisotropy. In microdroplet matrix systems, one of the refractive indices of the liquid crystal, usually the ordinary refractive index n₀, is chosen so that it more or less coincides with the refractive index n M of the polymeric matrix. In network systems, it is not absolutely necessary to adjust the refractive indices because of the usually much higher proportion of liquid crystal in the light-modulating layer, but it can be done to increase the light throughput and the contrast.
Man beobachtet an diesen elektrooptischen Flüssigkristall-Systemen einen elektrisch schaltbaren Lichtstreuungseffekt. Ist keine Spannung an die Elektroden, zwischen denen die Matrix bzw. das Netzwerk üblicherweise sandwichartig angeordnet ist, angelegt, wird auftreffendes Licht an den statistisch ausgerichteten Flüssigkristallmolekülen stark gestreut, das System ist undurchsichtig. Beim Anlegen einer Spannung werden die Flüssigkristallmoleküle parallel zum Feld und senkrecht zum E-Vektor des hindurchgehenden Lichts ausgerichtet.One observes on these electro-optic liquid crystal systems an electrically switchable light scattering effect. There is no voltage on the electrodes between which the matrix or the network usually sandwiches is arranged, created, becomes striking Light on the statistically aligned liquid crystal molecules heavily scattered, the system is opaque. When a voltage is applied, the liquid crystal molecules parallel to the field and perpendicular to the E-vector of the light passing through.
Bei Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen sieht senkrecht auftreffendes Licht wegen der Anpassung von n₀ und nM ein optisch isotropes Medium und das System erscheint durchsichtig. Eine Anpassung ist erforderlich, um eine Streuung des Lichts an der Phasengrenze Matrix/Flüssigkristalltröpfchen zu vermeiden. In EP 02 72 585 ist eine andere Ausführungform beschrieben, bei der der Brechungsindex nx, den der Flüssigkristall bei vollständig statistischer Orientierung aufweist, an den Brechungsindex der Matrix nM angepaßt ist. In diesem Fall ist das System im feldfreien Zustand durchsichtig, und es wird durch Anlegen einer Spannung in den opaken Zustand überführt.In microdroplet matrix systems, vertically incident light sees an optically isotropic medium due to the adaptation of n₀ and n M and the system appears transparent. Adjustment is required to avoid light scattering at the matrix / liquid crystal droplet phase boundary. Another embodiment is described in EP 02 72 585, in which the refractive index n x , which the liquid crystal has with a completely statistical orientation, is matched to the refractive index of the matrix n M. In this case, the system is transparent in the field-free state, and it is converted to the opaque state by applying a voltage.
Bei Netzwerk-Systemen ist ein Anpassung der Brechungsindizes nicht unbedingt erforderlich, da wegen des hohen Flüssigkristallanteils an der Masse der lichtmodulierenden Schicht die Streuung an der Phasengrenze Netzwerk-Flüssigkristall offensichtlich weniger stark ist. Das System erscheint im eingeschalteten Zustand auch ohne Anpassung der Brechungsindizes durchsichtig. Bei Netzwerk-Systemen ist zur Erzielung einer möglichst geringen Transmission im nicht geschalteten Zustand die Verwendung von Flüssigkristallen mit hoher optischer Anisotropie bevorzugt.In the case of network systems, the refractive indices have to be adjusted not absolutely necessary because of the high Liquid crystal portion of the mass of the light modulating Layer the scatter at the network liquid crystal phase boundary is obviously less strong. The System appears without when switched on Transparent refractive index adjustment. With network systems is to achieve the lowest possible Transmission in the non-switched state use of liquid crystals with high optical anisotropy prefers.
Elektrooptische Flüssigkristallsysteme gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 sind vor allem für großflächige Anzeigensysteme, für architektonische Anwendungen (Fenster, Raumteiler, Sonnendächer etc.) und für Kraftfahrzeuge (Fenster, Sonnendächer etc.) vorgeschlagen worden, wobei sich diese Systeme auch zur Temperaturregulierung durch gesteuerte Abschirmung der Sonnenstrahlung eignen. Sie können durch Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung geschaltet werden.Electro-optical liquid crystal systems according to the generic term of claim 1 are mainly for large areas Display systems, for architectural applications (windows, Room dividers, sun roofs etc.) and for motor vehicles (Windows, sun roofs, etc.) have been proposed, whereby these systems are also used for temperature regulation controlled shielding of solar radiation are suitable. they can by applying a DC or AC voltage be switched.
Da diese Systeme insbesondere auch für "outdoor"-Anwendungen vorgesehen sind, werden Flüssigkristalle benötigt, die durch einen hohen Klärpunkt einen weiten nematischen Bereich und eine hohe UV- und Temperaturstabilität gekennzeichnet sind. Weiter ist ein hoher Wert für die dielektrische Anisotropie Δε bevorzugt, um eine niedrige Schwellenspannung zu erhalten.Because these systems are particularly suitable for "outdoor" applications liquid crystals are required, which has a wide nematic due to a high clearing point Range and high UV and temperature stability are. Next is a high value for the dielectric Anisotropy Δε preferred to be low To obtain threshold voltage.
Weitere Anwendungen sind zum Beispiel:Other applications include:
- - GH-Anzeigen-Systeme, wobei das Spektrum über einfache Segmentanzeigen bis zu Displays reicht, auf die mit herkömmlichen Drucktechniken beliebige Elektrodenmuster aufgebracht werden können. Anwendungen: Kraftfahrzeug, Großanzeigen, Werbeflächen, Uhren- GH display systems, the spectrum being simple Segment displays up to displays on which with any electrode pattern using conventional printing techniques can be applied. Applications: Motor vehicle, large advertisements, advertising space, clocks
- - Matrixdisplays mit hohem Informationsgehalt- Matrix displays with high information content
- - Projektionssysteme- projection systems
- - Schalter.- Counter.
Auch hier werden Flüssigkristallmischungen mit insbesondere hohem Δε und hohem elektrischen Widerstand benötigt.Here too, liquid crystal mixtures are used in particular high Δε and high electrical resistance required.
In Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen werden bisher üblicherweise LC-Mischungen eingesetzt, die aus Alkyl- oder Alkoxycyanobiphenylen und -therphenylen bestehen. So wird z. B. in US 46 88 900 und in EP 02 72 585 die Verwendung der Flüssigkristallmischung E8 (hergestellt von BDH, Poole, Great Britain) beschrieben. Diese Flüssigkristallmischung zeichnet sich durch einen hohen Wert für die optische Anisotropie Δn von 0,247 und einen relativ hohen Wert für die Fließviskosität η (20°C) von 54 mm²/s aus, hat jedoch gleichzeitig einen relativ niedrigen Klärpunkt von nur 72°C. Setzt man der Mischung mehrkernige Polyphenylverbindungen zur Erhöhung des Klärpunktes zu, resultiert ein höherer Wert für die Fließviskosität η und ein unverändert hoher oder höherer Wert für die optische Anisotropie Δn. Hohe Δn-Werte sorgen zwar einerseits für eine starke Lichtstreuung im opaken Zustand, andererseits jedoch können sie eine Trübung des Systems im geschalteten Zustand ("haze") und damit eine deutliche Verschlechterung der elektrooptischen Eigenschaften bewirken. Zwar ist bei Systemen, die von einer relativ niederfrequenten Wechselspannung angesteuert werden, eine hohe Fließviskosität η erwünscht, um eine flimmerfreie Anzeige zu erhalten; andererseits werden jedoch in Matrixdisplays mit hohem Informationsgehalt zur Realisierung schneller Schaltzeiten Flüssigkristallmischungen mit relativ niedriger Viskosität benötigt.Up to now, micro-droplet matrix systems have been common LC mixtures used, which consist of alkyl or alkoxycyanobiphenyls and -therphenylene exist. So z. B. in US 46 88 900 and in EP 02 72 585 the use of the liquid crystal mixture E8 (manufactured by BDH, Poole, Great Britain). This liquid crystal mixture draws by a high value for the optical anisotropy Δn of 0.247 and a relatively high value for the flow viscosity η (20 ° C) from 54 mm² / s, but at the same time a relatively low clearing point of only 72 ° C. Polynuclear polyphenyl compounds are added to the mixture to increase the clearing point results in a higher one Value for the flow viscosity η and an unchanged high or higher value for the optical anisotropy Δn. Height On the one hand, Δn values ensure strong light scattering in the opaque state, but on the other hand they can Turbidity of the system in the switched state ("haze") and thus a significant deterioration in the electro-optical Effect properties. In systems developed by a relatively low frequency AC voltage a high flow viscosity η is desired to achieve a get flicker-free display; on the other hand, however in matrix displays with high information content for Realization of fast switching times of liquid crystal mixtures with a relatively low viscosity.
Die in US 46 71 618 verwendete Flüssigkristallmischung E7 (hergestellt von BDH, Poole, Great Britain), die ebenfalls aus Alkyl- und Alkoxycyanobiphenylen und -terphenylen besteht, weist zwar mit η = 39 mm²/s eine niedrigere Fließviskosität und mit Δn = 0,225 eine etwas kleinere optische Anisotropie Δn auf als E8, jedoch ist gleichzeitig der Klärpunkt TC = 60,5°C erheblich niedriger. The liquid crystal mixture E7 used in US Pat. No. 4,671,618 (manufactured by BDH, Poole, Great Britain), which also consists of alkyl and alkoxycyanobiphenylene and terphenylene, has a lower flow viscosity with η = 39 mm² / s and with Δn = 0.225 one somewhat smaller optical anisotropy Δn than E8, but at the same time the clearing point T C = 60.5 ° C is considerably lower.
In EP 03 13 053 werden für Netzwerk-Systeme Flüssigkristallmischungen vorgeschlagen, die auf 2-(4-Cyanophenyl)-pyridinen basieren. Derartige Flüssigkristalle weisen zwar relativ hohe Werte für die dielektrische Anisotropie Δε und damit relativ kleine Schwellenspannungen und hohe bis sehr hohe Werte für die optische Anisotropie Δn auf. Gleichzeitig sind diese Flüssigkristalle jedoch durch eine relativ hohe Viskosität η und einen relativ niedrigen Klärpunkt Tc gekennzeichnet. Weiter weisen Cyanophenylpyridinverbindungen i. a. eine geringere Temperatur- und UV-Stabilität auf als Cyanooligophenyle.EP 03 13 053 proposes liquid crystal mixtures based on 2- (4-cyanophenyl) pyridines for network systems. Such liquid crystals do have relatively high values for the dielectric anisotropy Δε and thus relatively low threshold voltages and high to very high values for the optical anisotropy Δn. At the same time, however, these liquid crystals are characterized by a relatively high viscosity η and a relatively low clearing point T c . Furthermore, cyanophenylpyridine compounds generally have a lower temperature and UV stability than cyanooligophenyls.
Die bisher verwendeten Flüssigkristalle erfüllen die Forderungen nach einem weiten nematischen Bereich, einem hohen Klärpunkt, einer sehr hohen Stabilität, einer Abwesenheit smektischer Phasen bis zu tiefen Temperaturen, einer im Hinblick auf die jeweilige Anwendung optimierbaren optischen Anisotropie Δn und Fließviskosität η und einem hohen Δε nur unzureichend.The liquid crystals used so far meet the Demands for a wide nematic area, one high clearing point, very high stability, one Absence of smectic phases down to low temperatures, one that can be optimized with regard to the respective application optical anisotropy Δn and flow viscosity η and a high Δε is insufficient.
Daneben weisen die bisherigen Flüssigkristalle häufig eine zu geringe Mischbarkeit mit den Monomeren und/oder Oligomeren des zur Bildung der Matrix bzw. des Netzwerks verwendeten Polymers auf, was die Herstellung von PN-Systemen erheblich beeinträchtigt und bei Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen insbesondere die Anwendung der PIPS-Technologie erheblich beschränkt. Darüber hinaus sind die Flüssigkristalle häufig durch eine zu hohe Löslichkeit im matrix- bzw. netzwerkbildenden Polymer gekennzeichnet. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Flüssigkristalle besteht häufig darin, daß der Flüssigkristall für die jeweilige Anwendung ungünstige Werte der elektrooptischen Parameter wie z. B. der Steilheit der elektrooptischen Kennlinie und/oder der Temperaturabhängigkeit der elektrooptischen Parameter wie z. B. der Schwellenspannung zeigt.In addition, the previous liquid crystals often have one insufficient miscibility with the monomers and / or oligomers used to form the matrix or network Polymers on what the manufacture of PN systems significantly impaired and with microdroplet matrix systems especially the application of PIPS technology significantly restricted. In addition, the liquid crystals often due to excessive solubility in the matrix or network-forming polymer. Another There is often a disadvantage of the previous liquid crystals in that the liquid crystal for each application unfavorable values of the electro-optical parameters such. B. the steepness of the electro-optical characteristic and / or the Temperature dependence of the electro-optical parameters such as e.g. B. shows the threshold voltage.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf an elektrooptischen Flüssigkristallsystemen, die den entsprechenden Anforderungen besser gerecht werden und die geschilderten Nachteile nicht oder nur in geringeren Umfang aufweisen.There is therefore still a great need for electro-optical Liquid crystal systems that match the corresponding Better meet requirements and the described Do not have disadvantages or only to a lesser extent.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, elektrooptische Flüssigkristallsysteme bereitzustellen, die die angeführten Nachteile herkömmlicher Systeme nicht oder nur in geringem Maße aufweisen.The invention was based on the object of electro-optical To provide liquid crystal systems that the listed Disadvantages of conventional systems not or only to a small extent.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man für diese Systeme Flüssigkristalle verwendet, die eine oder mehrere Verbindungen der Formel I enthalten,Surprisingly, it has now been found that this task can be solved if you have liquid crystals for these systems used one or more connections of formula I contain
R-Q¹-Q²-W-F (I)R-Q¹-Q²-W-F (I)
worinwherein
W -CF₂-; -OCF₂-, -OCHF- oder eine Einfachbindung,
Q² 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen oder 3-Fluor-1,4-phenylen
Q¹ A¹-(A²)m-Z- oder -A¹-Z-A²-,
Z äCH₂CH₂-, eine Einfachbindung, -CO-O-, oder
-O-CO-,
A¹ und A² jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen,
trans-1,4-Cyclohexylen, Pyrimidin-2,5-diyl oder
Pyridin-2,5-diyl
m 0 oder 1, und
R Alkyl mit bis zu 12 C-Atomen, worin auch eine
oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch
-O- ersetzt sein können,W -CF₂-; -OCF₂-, -OCHF- or a single bond,
Q² 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene or 3-fluoro-1,4-phenylene
Q¹ A¹- (A²) m -Z- or -A¹-Z-A²-,
Z äCH₂CH₂-, a single bond, -CO-O-, or -O-CO-,
A¹ and A² are each independently 1,4-phenylene, trans-1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl
m 0 or 1, and
R alkyl having up to 12 carbon atoms, in which one or two non-adjacent CH₂ groups can also be replaced by -O-,
bedeuten.mean.
Der Einfachheit halber bedeuten im folgenden Phe 1,4-Phenylen, Phe.2F 2-Fluor-1,4-phenylen, Phe.3F 3-Fluor-1,4-phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl und Pyd Pyridin-2,5-diyl, wobei durch die beiden Abkürzungen Pyr und Pyd jeweils die beiden möglichen Stellungsisomeren umfaßt sind. Weiter soll mit Phe.(F) eine 1,4-Phenylengruppe bezeichnet werden, die unsubstituiert oder in 2- oder 3-Stellung monofluoriert sein kann.For the sake of simplicity, Phe in the following means 1,4-phenylene, Phe.2F 2-fluoro-1,4-phenylene, Phe.3F 3-fluoro-1,4-phenylene, Cyc trans-1,4-cyclohexylene, pyr pyrimidine-2,5-diyl and Pyd Pyridine-2,5-diyl, whereby the two abbreviations Pyr and Pyd each comprises the two possible positional isomers are. Phe. (F) is also intended to be a 1,4-phenylene group are referred to as unsubstituted or in the 2- or 3-position can be monofluorinated.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem,The invention thus relates to an electro-optical Liquid crystal system,
- - welches zwischen 2 Elektroden, die gegebenenfalls auf Substratplatten aufgebracht sind, einen dielektrisch positiven Flüssigkristall und ein weiteres optisch transparentes Medium enthält,- Which between 2 electrodes, if necessary are applied to substrate plates, one dielectric positive liquid crystal and a contains another optically transparent medium,
- - dessen Flüssigkristallmoleküle im ausgeschalteten Zustand eine unregelmäßige Orientierung aufweisen,- Its liquid crystal molecules when switched off Irregular orientation,
- - bei dem einer der Brechungsindizes des Flüssigkristalls im wesentlichen mit dem Brechungsindex der Matrix nM übereinstimmt und/oder bei dem der Quotient aus der Masse des Flüssigkristalls und der Masse des optisch transparenten Mediums 1,5 oder mehr beträgt, in which one of the refractive indices of the liquid crystal essentially corresponds to the refractive index of the matrix n M and / or in which the quotient of the mass of the liquid crystal and the mass of the optically transparent medium is 1.5 or more,
- - welches in einem der beiden Schaltzustände unabhängig von der Polarisation des einfallenden Lichtes eine gegenüber dem anderen Zustand verminderte Transmission aufweist, wobei der Flüssigkristall eine oder mehrere Verbindungen der Formel I enthält.- Which is independent in one of the two switching states of the polarization of the incident light reduced transmission compared to the other state has, wherein the liquid crystal one or more Contains compounds of formula I.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristallsysteme entspricht der für derartige Systeme üblichen Bauweise. Der Begriff übliche Bauweise ist hierbei weit gefaßt und umschließt alle Abwandlungen und Modifikationen.The structure of the electro-optical liquid crystal systems according to the invention corresponds to that for such systems usual design. The term common design is here broad and embraces all variations and modifications.
So ist z. B. bei PDLC- oder NCAP-Filmen die von dem durchsichtigen Medium gebildete Matrix, in der die Flüssigkristallmischung mikrodispergiert oder mikroverkapselt ist, sandwichartig zwischen leitenden Elektroden angeordnet.So z. B. in PDLC or NCAP films from the transparent Medium formed matrix in which the liquid crystal mixture microdispersed or microencapsulated is sandwiched between conductive electrodes.
Die Elektroden sind i. a. auf Substratplatten aus z. B. Glas, Kunststoff o. ä. aufgebracht; ggf. kann die Matrix jedoch auch direkt mit Elektroden versehen werden, so daß auf die Verwendung von Substraten verzichtet werden kann.The electrodes are i. a. on substrate plates from z. B. Glass, plastic or similar applied; if necessary, the matrix but can also be provided directly with electrodes, so that the use of substrates can be dispensed with can.
Bei Netzwerk-Systemen befindet sich der Flüssigkristall in den Poren des schwammartigen, 3-dimensionalen Netzwerks. Das Netzwerk ist üblicherweise zwischen mit Elektroden versehenen Substraten angeordnet, um ein Entweichen des Flüssigkristalls zu verhindern.The liquid crystal is in network systems in the pores of the spongy, 3-dimensional network. The network is usually between electrodes provided substrates arranged to escape the To prevent liquid crystal.
Sowohl PN-Systeme als auch Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme können reflektiv oder transmissiv betrieben werden, so daß mindestens eine Elektrode und, falls vorhanden, das zugehörige Substrat durchsichtig sind. Beide Systeme enthalten üblicherweise keine Polarisatoren, wodurch ein deutlich höherer Lichtdurchsatz resultiert. Weiterhin sind keine Orientierungsschichten erforderlich, was eine erhebliche technologische Vereinfachung bei der Herstellung dieser Systeme verglichen mit herkömmlichen Flüssigkristallsystemen wie z. B. TN- oder STN-Zellen bedeutet.Both PN systems and microdroplet matrix systems can be operated reflectively or transmissively, so that at least one electrode and, if available, the associated substrate are transparent. Both systems usually do not contain polarizers, which means a significantly higher light throughput results. Farther no orientation layers are required, which is a considerable technological simplification in production of these systems compared to conventional liquid crystal systems such as B. TN or STN cells.
Die Matrix bzw. das 3-dimensionale Netzwerk basieren insbesondere auf isotropen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren. Die erhaltenen Systeme können je nach beabsichtigter Verwendung flexibel, elastisch oder starr sein.The matrix or the 3-dimensional network are based in particular on isotropic thermoplastics, thermosets and Elastomers. The systems obtained can be used as intended Use flexible, elastic or rigid.
Ein auf einem thermoplastischen Polymer basierendes System kann bei Temperaturen, die größer als die Glastemperatur der Matrix sind, leicht durch Einwirken einer mechanischen Spannung deformiert werden. Dies kann z. B. bei Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen dazu benutzt werden, um eine gezielt deformierte Form der Tröpfchen durch Abkühlen der Matrix auf Temperaturen unterhalb der Glastemperatur einzufrieren.A system based on a thermoplastic polymer can at temperatures greater than the glass temperature the matrix, easily by the action of a mechanical Tension can be deformed. This can e.g. B. in microdroplet matrix systems used to create a deliberately deformed shape of the droplets by cooling the matrix to temperatures below the glass temperature freeze.
Während flexible und/oder elastische Systeme bevorzugt auf Thermoplasten und/oder Elastomeren basieren, werden zur Herstellung starrer Systeme bevorzugt duroplastische Polymere verwendet. Diese können während des Aushärtens mechanisch verformt werden, wobei in der ausgehärteten Matrix z. B. die Form und Anordnung der Mikrotröpfchen fixiert ist.While flexible and / or elastic systems are preferred based on thermoplastics and / or elastomers preferably thermosetting for the production of rigid systems Polymers used. This can occur during curing be mechanically deformed, being in the cured Matrix z. B. the shape and arrangement of the microdroplets is fixed.
Zur Herstellung der Matrix bzw. des Netzwerks besonders bevorzugte Polymere sind z. B. in US 39 35 337, US 46 88 900, US 46 71 618, US 46 73 255, US 44 35 047, EP 03 13 053 und EP 02 72 585 offenbart.Especially for the production of the matrix or the network preferred polymers are e.g. B. in US 39 35 337, US 46 88 900, US 46 71 618, US 46 73 255, US 44 35 047, EP 03 13 053 and EP 02 72 585 discloses.
Daneben können aber auch weitere durchsichtige Materialien wie z. B. anorganische oxidische Glasmonolithe (US 48 14 211), weitere anorganische Materialien (s. z. B. Japanische Offenlegungsschrift 3 03 325/1988) oder auch andere Materialien verwendet werden. In addition, other transparent materials can also be used such as B. inorganic oxide glass monoliths (US 48 14 211), other inorganic materials (see. e.g. B. Japanese Patent Application 3 03 325/1988) or other materials can also be used.
Bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristallsysteme sind NCAP-Filme, PDLC-Filme und nach modifizierten Verfahren hergestellte Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme. Verfahren zur Herstellung dieser Filme sind z. B. in US 39 35 337, US 46 88 900, US 46 73 255, US 46 71 618, US 44 35 047 und EP 02 72 595 beschrieben.Preferred embodiment of the electro-optical according to the invention Liquid crystal systems are NCAP films, PDLC films and produced by modified processes Micro droplet matrix systems. Manufacturing process these films are e.g. B. in US 39 35 337, US 46 88 900, US 46 73 255, US 46 71 618, US 44 35 047 and EP 02 72 595 described.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektrooptischen Systeme sind die Netzwerk-Systeme, deren Herstellung z. B. in EP 03 13 053 beschrieben ist.Another preferred embodiment of the invention electro-optical systems are the network systems their manufacture z. B. is described in EP 03 13 053.
Weiter sind aber auch solche Ausführungsformen der Erfindung umfaßt, bei denen das transparente Medium eine Struktur aufweist, die zwischen der Netzwerkstruktur auf der einen Seite und der Mikrotröpfchen-Matrix-Konfiguration auf der anderen Seite liegt.However, such embodiments of FIG Invention comprises, in which the transparent medium Structure that is between the network structure one side and the microdroplet matrix configuration is on the other side.
Zu den erfindungsgemäßen elektrooptischen System zählen auch "inverse Mikrotröpfchen-Matrix-Konfigurationen", bei denen das transparente Medium in Form von einzelnen z. B. kugelförmigen Teilchen in dem Flüssigkristall dispergiert ist. Eine derartige Anordnung ist z. B. in GB 14 42 360 beschrieben.The electro-optical systems according to the invention include also "inverse microdroplet matrix configurations", where the transparent medium in the form of individual e.g. B. spherical particles dispersed in the liquid crystal is. Such an arrangement is e.g. B. in GB 14 42 360 described.
Daneben sind auch andere, hier nicht explizit erwähnte Ausführungsformen der Erfindung umfaßt.There are also others that are not explicitly mentioned here Embodiments of the invention include.
Die Dicke d der elektrooptischen Systeme d wird üblicherweise klein gewählt, um eine möglichst niedrige Schwellenspannung Vth zu erzielen. So werden z. B. in US 44 35 047 Schichtdicken von 0,8 und 1,6 mm berichtet, während für die Schichtdicke in US 46 88 900 Werte zwischen 10 µm und 300 µm und in EP 03 13 053 zwischen 5 µm und 30 µm angegeben werden. Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Systeme weisen nur in Ausnahmefällen Schichtdicke d auf, die deutlich größer sind als einige mm; bevorzugt sind Schichtdicken d ≦ 2 mm.The thickness d of the electro-optical systems d is usually chosen to be small in order to achieve the lowest possible threshold voltage V th . So z. B. reported in US 44 35 047 layer thicknesses of 0.8 and 1.6 mm, while for the layer thickness in US 46 88 900 values between 10 microns and 300 microns and in EP 03 13 053 between 5 microns and 30 microns are given. The electro-optical systems according to the invention have a layer thickness d that is significantly greater than a few mm only in exceptional cases; layer thicknesses d ≦ 2 mm are preferred.
Die Schwellenspannung wird auch von der Größe der Mikrotröpfchen bzw. der Maschenweite des Netzwerks beeinflußt. Allgemein gilt, daß kleinere Mikrotröpfchen eine höhere Schwellenspannung Vth, jedoch kürzere Schaltzeiten ton bzw. toff bewirken (US 46 73 255). Experimentelle Verfahren zur Beeinflussung der mittleren Tröpfchengröße sind z. B. in US 46 73 255 und in J. L. West, Mol. Cryst. Liq. Cryst. Inc. Nonlin. Opt., 157 (1988) 427 beschrieben. In US 46 73 255 werden mittlere Tropfendurchmesser zwischen 0,1 µm und 8 µm angegeben, während z. B. eine Matrix, die auf einem Glasmonolith basiert, Poren mit einem Durchmesser zwischen 15 und 2000 Å aufweist. Für die Maschenweite des Netzwerks der PN-Systeme wird in EP 03 13 053 ein bevorzugter Bereich zwischen 0,5 und 2 µm angegeben.The threshold voltage is also influenced by the size of the microdroplets or the mesh size of the network. In general, smaller microdroplets result in a higher threshold voltage V th , but shorter switching times t on and t off (US Pat. No. 4,673,255). Experimental methods for influencing the mean droplet size are e.g. B. in US 46 73 255 and in JL West, Mol. Cryst. Liq. Cryst. Inc. Nonlin. Opt., 157 (1988) 427. In US 46 73 255 mean drop diameters between 0.1 microns and 8 microns are given, while z. B. a matrix based on a glass monolith has pores with a diameter between 15 and 2000 Å. A preferred range between 0.5 and 2 μm is specified for the mesh size of the network of PN systems in EP 03 13 053.
Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristallsysteme zu den bisher üblichen besteht jedoch in dem verwendeten Flüssigkristall.A major difference between the electro-optical according to the invention Liquid crystal systems to the usual ones however, consists in the liquid crystal used.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristalle enthalten mindestens eine Verbindung der Formel I.The liquid crystals according to the invention contain at least a compound of formula I.
Die Verbindungen der Formel I umfassen 2-kernige Verbindungen der Formeln Ia1 bis Ia4, die bevorzugt sind:The compounds of the formula I comprise dinuclear compounds of the formulas Ia1 to Ia4, which are preferred:
R-A¹-Z-Phe.(F)-F (Ia1)
R-A¹-Z-Phe.(F)-CF₃ (Ia2)
R-A¹-Z-Phe.(F)-OCF₃ (Ia3)
R-A¹-Z-Phe.(F)-OCHF₂ (Ia4)R-A¹-Z-Phe. (F) -F (Ia1)
R-A¹-Z-Phe. (F) -CF₃ (Ia2)
R-A¹-Z-Phe. (F) -OCF₃ (Ia3)
R-A¹-Z-Phe. (F) -OCHF₂ (Ia4)
In den Verbindungen der Formeln Ia1-Ia4 bedeutet R vorzugsweise Alkyl oder Alkoxy mit 1-10, insbesondere jedoch mit 1-8 C-Atomen, wobei die geradkettigen Reste bevorzugt sind. Weiter bevorzugt sind n-Alkoxyalkylverbindungen und insbesondere n-Alkoxymethyl- und n-Alkoxyethylverbindungen. Z bedeutet vorzugsweise -CH₂CH₂-, -COO- oder eine Einfachbindung, insbesondere eine Einfachbindung oder -CH₂CH₂- und ganz besonders eine Einfachbindung.In the compounds of the formulas Ia1-Ia4, R preferably denotes Alkyl or alkoxy with 1-10, in particular however with 1-8 C atoms, the straight-chain residues are preferred. Further preferred are n-alkoxyalkyl compounds and especially n-alkoxymethyl and n-alkoxyethyl compounds. Z is preferably -CH₂CH₂-, -COO- or a single bond, especially a single bond or -CH₂CH₂- and especially one Single bond.
Die Verbindungen der Formel I umfassen weiter 3-kernige Verbindungen der Formeln Ib1-Ib8The compounds of formula I further include trinuclear Compounds of the formulas Ib1-Ib8
R-A¹-A²-Z-Phe.(F)-F (Ib1)
R-A¹-A²-Z-Phe.(F)-CF₃ (Ib2)
R-A¹-A²-Z-Phe.(F)-OCF₃ (Ib3)
R-A¹-A²-Z-Phe.(F)-OCHF₂ (Ib4)
R-A¹-Z-A²-Phe.(F)-F (Ib5)
R-A¹-Z-A²-Phe.(F)-CF₃ (Ib6)
R-A¹-Z-A²-Phe.(F)-OCF₃ (Ib7)
R-A¹-Z-A²-Phe.(F)-OCHF₂ (Ib8)R-A¹-A²-Z-Phe. (F) -F (Ib1)
R-A¹-A²-Z-Phe. (F) -CF₃ (Ib2)
R-A¹-A²-Z-Phe. (F) -OCF₃ (Ib3)
R-A¹-A²-Z-Phe. (F) -OCHF₂ (Ib4)
R-A¹-Z-A²-Phe. (F) -F (Ib5)
R-A¹-Z-A²-Phe. (F) -CF₃ (Ib6)
R-A¹-Z-A²-Phe. (F) -OCF₃ (Ib7)
R-A¹-Z-A²-Phe. (F) -OCHF₂ (Ib8)
In den Verbindungen der Formeln Ib1-1b8 bedeutet R vorzugsweise n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 1-10 C-Atomen, daneben auch n-Alkoxymethyl oder n-Alkoxyethyl mit 1-8 C-Atomen. In the compounds of the formulas Ib1-1b8, R preferably denotes n-alkyl or n-alkoxy with 1-10 C atoms, next to it also n-alkoxymethyl or n-alkoxyethyl with 1-8 C atoms.
Ganz besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formeln Ib1-Ib8, worin R Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy, Octoxy, Methoxymethyl, Ethoxymethyl, Propoxymethyl, Butoxymethyl, Methoxyethyl, Ethoxyethyl oder Propoxyethyl bedeutet. Z bedeutet in den Verbindungen der Formeln Ib1-Ib8 vorzugsweise -CH₂CH₂-, -COO- oder eine Einfachbindung und insbesondere -CH₂CH₂- oder eine Einfachbindung.Compounds of the formulas are very particularly preferred Ib1-Ib8, where R is methyl, ethyl, propyl, butyl, pentyl, Hexyl, heptyl, octyl, nonyl, decyl, methoxy, ethoxy, Propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy, heptoxy, octoxy, Methoxymethyl, ethoxymethyl, propoxymethyl, butoxymethyl, Methoxyethyl, ethoxyethyl or propoxyethyl means. Z means in the compounds of the formulas Ib1-Ib8 preferably -CH₂CH₂-, -COO- or a single bond and in particular -CH₂CH₂- or a single bond.
Flüssigkristalle, die eine oder mehrere Verbindungen der Formeln Ia1-Ia4 und Ib1-Ib8 mit Phe.(F) = Phe.3F enthalten, weisen vorteilhafte Werte für die dielektrische Anisotropie Δε auf. Besonders vorteilhafte Werte für Δε weisen solche Verbindungen der Formeln Ia1-Ia4 und Ib1-Ib8 auf, für die Phe.(F) = Phe.3F und A¹ oder A², soweit vorhanden,Liquid crystals that contain one or more compounds of the formulas Ia1-Ia4 and Ib1-Ib8 with Phe. (F) = Phe.3F contain, have advantageous values for the dielectric Anisotropy Δε. Particularly advantageous Such compounds of the formulas have values for Δε Ia1-Ia4 and Ib1-Ib8, for which Phe. (F) = Phe.3F and A¹ or A², if any,
Besonders bevorzugt sind 2-kernige Verbindungen der Formeln Ia1-Ia4, worin Phe.(F) Phe oder Phe.3F bedeutet. 2-kernige Verbindungen der Formeln Ia1-Ia4, worin Phe.(F) Phe.2F bedeutet, zeichnen sich durch eine gute Mischbarkeit mit anderen Flüssigkristallen aus und sind ebenfalls besonders bevorzugt.Binuclear compounds of the are particularly preferred Formulas Ia1-Ia4, where Phe. (F) means Phe or Phe.3F. Dinuclear compounds of the formulas Ia1-Ia4, where Phe. (F) means Phe.2F, are characterized by good miscibility with other liquid crystals and are also particularly preferred.
Weiter bevorzugt ist folgende kleinere Gruppe 3-kerniger Verbindungen:The following smaller group is more preferably trinuclear Links:
R-Phe-Phe-Z-Phe.(F)-F (Ib11)
R-Phe-Phe-Z-Phe.(F)-CF₃ (Ib21)
R-Phe-Phe-Z-Phe.(F)-OCF₃ (Ib31)
R-Phe-Phe-Z-Phe.(F)-OCHF₂ (Ib41)R-Phe-Phe-Z-Phe. (F) -F (Ib11)
R-Phe-Phe-Z-Phe. (F) -CF₃ (Ib21)
R-Phe-Phe-Z-Phe. (F) -OCF₃ (Ib31)
R-Phe-Phe-Z-Phe. (F) -OCHF₂ (Ib41)
R-Cyc-Phe-Z-Phe.(F)-F (Ib12)
R-Cyc-Phe-Z-Phe.(F)-CF₃ (Ib22)
R-Cyc-Phe-Z-Phe.(F)-OCF₃ (Ib32)
R-Cyc-Phe-Z-Phe.(F)-OCHF₂ (Ib42)R-Cyc-Phe-Z-Phe. (F) -F (Ib12)
R-Cyc-Phe-Z-Phe. (F) -CF₃ (Ib22)
R-Cyc-Phe-Z-Phe. (F) -OCF₃ (Ib32)
R-Cyc-Phe-Z-Phe. (F) -OCHF₂ (Ib42)
R-Phe-Z-Phe-Phe.(F)-F (Ib51)
R-Phe-Z-Phe-Phe.(F)-CF₃ (Ib61)
R-Phe-Z-Phe-Phe.(F)-OCF₃ (Ib71)
R-Phe-Z-Phe-Phe.(F)-OCHF₂ (Ib81)R-Phe-Z-Phe-Phe. (F) -F (Ib51)
R-Phe-Z-Phe-Phe. (F) -CF₃ (Ib61)
R-Phe-Z-Phe-Phe. (F) -OCF₃ (Ib71)
R-Phe-Z-Phe-Phe. (F) -OCHF₂ (Ib81)
R-Cyc-Z-Phe-Phe.(F)-F (Ib52)
R-Cyc-Z-Phe-Phe.(F)-CF₃ (Ib62)
R-Cyc-Z-Phe-Phe.(F)-OCF₃ (Ib72)
R-Cyc-Z-Phe-Phe.(F)-OCHF₂ (Ib82)R-Cyc-Z-Phe-Phe. (F) -F (Ib52)
R-Cyc-Z-Phe-Phe. (F) -CF₃ (Ib62)
R-Cyc-Z-Phe-Phe. (F) -OCF₃ (Ib72)
R-Cyc-Z-Phe-Phe. (F) -OCHF₂ (Ib82)
In diesen Verbindungen bedeutet Phe.(F) insbesondere Phe oder Phe.3F; ganz besonders bevorzugt bedeutet jedoch Phe.(F) = Phe und Z eine Einfachbindung oder CH₂CH₂.In these compounds, Phe. (F) means in particular Phe or Phe.3F; however, very particularly preferably means Phe. (F) = Phe and Z is a single bond or CH₂CH₂.
In den Verbindungen der Formel I kann der Rest R geradkettig oder verzweigt sein. R ist vorzugsweise geradkettig, jedoch können Verbindungen der Formel I mit verzweigten Alkyl- oder Alkoxyresten gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Elektrooptische Systeme gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, deren Flüssigkristall eine oder mehrere chirale Komponenten enthält, sind in DE 39 11 255.1 beschrieben.The radical R in the compounds of the formula I can be straight-chain or be branched. R is preferably straight-chain, however, compounds of formula I with branched alkyl or alkoxy radicals occasionally because of a better solubility in the usual liquid crystalline Base materials may be important, especially but as chiral dopants if they are optically active. Electro-optical systems according to the The preamble of claim 1, the liquid crystal of which or contains several chiral components are in DE 39 11 255.1.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte verzweigte Reste sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpropyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, 2-Octyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl, 4-Methylhexyl, 2-Nonyl, 6-Methyloctoxy, 2-Methyl-3-oxapentyl, 2-Methyl-3-oxahexyl.Branched groups of this type usually contain no more than a chain branch. Preferred branched Residues are isopropyl, 2-butyl (= 1-methylpropyl), Isobutyl (= 2-methylpropyl), 2-methylbutyl, isopentyl (= 3-methylbutyl), 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, 2-octyl, isopropoxy, 2-methylpropoxy, 2-methylbutoxy, 3-methylbutoxy, 2-methylpentoxy, 3-methylpentoxy, 2-ethylhexoxy, 1-methylhexoxy, 2-octyloxy, 2-oxa-3-methylbutyl, 3-oxa-4-methylpentyl, 4-methylhexyl, 2-nonyl, 6-methyloctoxy, 2-methyl-3-oxapentyl, 2-methyl-3-oxahexyl.
Die Verbindungen der Formel I sind entweder bekannt und/oder 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 Bd. IX, S. 867 ff.) 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.The compounds of formula I are either known and / or are displayed according to known methods, as described in the literature (e.g. in the standard works such as Houben-Weyl, Methods of Organic Chemistry, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart vol. IX, pp. 867 ff.) are, and under reaction conditions that for the mentioned implementations are known and suitable. Here you can also from well-known, not closer here make use of the variants mentioned.
Die Verbindungen der Formel I werden vorzugsweise nach den in DE 31 02 017, JP 5 71 40 747, DE 32 33 641, DE 29 37 911, EP 00 97 033, DE 35 09 260, DE 37 32 284, DE 39 28 783, EP 01 94 153, JP 5 81 26 839, JP 5 82 10 045, WO 85/04 874, DE 33 15 295, EP 01 93 191, JP 6 32 80 063 und DE 38 25 428 beschriebenen Verfahren hergestellt.The compounds of formula I are preferably after in DE 31 02 017, JP 5 71 40 747, DE 32 33 641, DE 29 37 911, EP 00 97 033, DE 35 09 260, DE 37 32 284, DE 39 28 783, EP 01 94 153, JP 5 81 26 839, JP 5 82 10 045, WO 85/04 874, DE 33 15 295, EP 01 93 191, JP 6 32 80 063 and DE 38 25 428 described processes.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen basieren neben Verbindungen der Formel I vorzugsweise auf Verbindungen der Formeln II-VThe liquid crystal mixtures according to the invention are based in addition to compounds of formula I preferably on compounds of formulas II-V
worin
R¹ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit
1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht
benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO- und/oder
-CH=CH ersetzt sein können,wherein
R¹ are each independently an alkyl group with 1-15 C atoms, in which one or two non-adjacent CH₂ groups can also be replaced by -O-, -CO- and / or -CH = CH,
bedeuten.mean.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristalle können weitere Bestandteile enthalten, die vorzugsweise ausgewählt werden aus nematischen oder nematogenen (monotropen oder isotropen) Substanzen, insbesondere Substanzen aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexancarbonsäurephenyl- oder cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexylphenylester der Benzoesäure, der Cyclohexancarbonsäure, bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexylbenzole, 4,4′-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-(4-phenylcyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylphenylethane, gegebenenfalls halogenierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substituierten Zimtsäuren. Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Verbindungen können auch fluoriert sein.The liquid crystals according to the invention can be further Contain ingredients, preferably selected are made from nematic or nematogenic (monotropic or isotropic) substances, especially substances from the Classes of azoxybenzenes, benzylidene anilines, biphenyls, Terphenyls, phenyl or cyclohexyl benzoates, cyclohexane carboxylic acid phenyl or cyclohexyl ester, phenyl or Cyclohexyl ester of cyclohexylbenzoic acid, phenyl or Cyclohexyl ester of cyclohexylcyclohexane carboxylic acid, Cyclohexylphenyl ester of benzoic acid, cyclohexane carboxylic acid, or the cyclohexylcyclohexane carboxylic acid, Phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, phenylcyclohexylcyclohexanes, Cyclohexylcyclohexanes, cyclohexylcyclohexenes, Cyclohexylcyclohexylcyclohexenes, 1,4-bis-cyclohexylbenzenes, 4,4'-bis-cyclohexylbiphenyls, phenyl or Cyclohexylpyrimidines, phenyl- or cyclohexylpyridines, Phenyl- or cyclohexyldioxanes, phenyl- or cyclohexyl-1,3-dithiane, 1,2-diphenylethane, 1,2-dicyclohexylethane, 1-phenyl-2-cyclohexylethane, 1-cyclohexyl-2- (4-phenylcyclohexyl) ethane, 1-cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-phenyl-2-cyclohexylphenylethane, optionally halogenated Stilbene, benzylphenyl ether, tolanes and substituted Cinnamic acids. The 1,4-phenylene groups in these Compounds can also be fluorinated.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile der in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Systemen verwendeten Flüssigkristalle in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisieren:The most important as further components of the in the electro-optical systems according to the invention used Leave liquid crystals in question are characterized by the formulas 1, 2, 3, 4 and 5:
R′-L-E-R′′ (1)
R′-L-COO-E-R′′ (2)
R′-L-OOC-E-R′′ (3)
R′-L-CH₂CH₂-E-R′′ (4)
R′-L-C≡C-E-R′′ (5)R′-LER ′ ′ (1)
R′-L-COO-ER ′ ′ (2)
R′-L-OOC-ER ′ ′ (3)
R′-L-CH₂CH₂-ER ′ ′ (4)
R′-LC≡CER ′ ′ (5)
In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeuten L und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander einen bivalenten Rest aus der aus -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- sowie deren Spiegelbilder gebildeten Gruppe, wobei Phe unsubstituiertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G 2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeuten.In formulas 1, 2, 3, 4 and 5, L and E denote that can be the same or different, each independently one bivalent residue from the other from -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- and -G-Cyc- and their mirror images formed Group, where Phe is unsubstituted or substituted by fluorine 1,4-phenylene, cyc trans-1,4-cyclohexylene or 1,4-cyclohexenylene, pyr pyrimidine-2,5-diyl or Pyridine-2,5-diyl, dio 1,3-dioxane-2,5-diyl and G 2- (trans-1,4-cyclohexyl) ethyl, Pyrimidine-2,5-diyl, pyridine-2,5-diyl or 1,3-dioxane-2,5-diyl.
Vorzugsweise ist einer der Rest L und E Cyc, Phe oder Pyr. E ist vorzugsweise Cyc, Phe oder Phe-Cyc. Vorzugsweise enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristalle eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin L und E ausgewählt sind aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und gleichzeitig eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin einer der Reste L und E ausgewählt ist aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und der andere Rest ausgewählt ist aus der Gruppe -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-, und gegebenenfalls eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin die Reste L und E ausgewählt sind aus der Gruppe -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc.Preferably one of the residues L and E is Cyc, Phe or Pyr. E is preferably Cyc, Phe or Phe-Cyc. Preferably contain the liquid crystals according to the invention one or more components selected from the compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein L and E are selected from the group Cyc, Phe and Pyr and one or more components selected at the same time from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, in which one of the residues L and E is selected from the group Cyc, Phe and Pyr and the other residue is selected from the group -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- and -G-Cyc-, and optionally one or more components selected from the compounds of the formulas 1, 2, 3, 4 and 5, wherein the residues L and E are selected from the Group -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- and -G-Cyc.
R′ und R′′ bedeuten in den Verbindungen der Teilformeln 1a, 2a, 3a, 4a und 5a jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Bei den meisten dieser Verbindungen sind R′ und R′′ voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist Alkyl oder Alkenyl ist. In den Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b bedeutet R′′ -CN, -CF₃, F, Cl oder -NCS; R hat dabei die bei den Verbindungen der Teilformeln 1a bis 5a angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl. Aber auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten in den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie dazu erhältlich.R 'and R' 'in the compounds of the sub-formulas 1a, 2a, 3a, 4a and 5a each independently Alkyl, alkenyl, alkoxy, alkenyloxy or alkanoyloxy with up to 8 carbon atoms. Most of these connections R 'and R' 'are different from each other, whereby one of these residues is mostly alkyl or alkenyl. In the Connections of sub-formulas 1b, 2b, 3b, 4b and 5b means R '' -CN, -CF₃, F, Cl or -NCS; R has the specified for the compounds of the sub-formulas 1a to 5a Meaning and is preferably alkyl or alkenyl. But other variants of the proposed substituents in the compounds of formulas 1, 2, 3, 4 and 5 in use. Many such substances or mixtures of which are commercially available. All of these substances are by methods known from the literature or by analogy available for this.
Die in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall-Systemen verwendeten Flüssigkristalle enthalten vorzugsweise neben Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1a, 2a, 3a, 4a und 5a (Gruppe 1) auch Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1b, 2b, 3b, 4b, und 5b (Gruppe 2), deren Anteile vorzugsweise wie folgt sind:The in the electro-optical liquid crystal systems according to the invention used liquid crystals contain preferably in addition to components from the group of compounds 1a, 2a, 3a, 4a and 5a (group 1) also components from the group of compounds 1b, 2b, 3b, 4b, and 5b (Group 2), the proportions of which are preferably as follows are:
Gruppe 1: 0 bis 60%, insbesondere 5 bis 50%,
Gruppe 2: 0 bis 60%, insbesondere 5 bis 40%.Group 1: 0 to 60%, in particular 5 to 50%,
Group 2: 0 to 60%, especially 5 to 40%.
Die in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall-Systemen verwendeten Flüssigkristalle enthalten vorzugsweise 1-40%, insbesondere 5-30% an Verbindungen der Formel I. Die Flüssigkristalle enthalten vorzugsweise 1-5, insbesondere jedoch 1-3 Verbindungen der Formel I.The in the electro-optical liquid crystal systems according to the invention used liquid crystals contain preferably 1-40%, especially 5-30% of compounds of formula I. The liquid crystals preferably contain 1-5, but especially 1-3 compounds of formula I.
Der Anteil der aus Verbindungen der Formeln I-V bestehenden Basismischung an den in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall-Systemen verwendeten Flüssigkristallen beträgt vorzugsweise 15%-100%, insbesondere jedoch 25%-100%. Die Basismischung basiert neben Verbindungen der Formel I besonders bevorzugt auf der folgenden kleineren Gruppe von Verbindungen, wobei R¹ die oben angeführte Bedeutung hat.The proportion of those consisting of compounds of the formulas I-V Base mixture on the in the electro-optical according to the invention Liquid crystal systems used liquid crystals is preferably 15% -100%, especially however 25% -100%. The basic mix is based on compounds of formula I particularly preferred on the following smaller group of compounds, wherein R¹ is the has the meaning given above.
Ganz besonders bevorzugt sind Flüssigkristalle, die auf den im folgenden beschriebenen Mischungen 1-12 basieren, wobei der Massenanteil der Mischungen 1-12 an dem Flüssigkristall zwischen 10% und 98% und insbesondere zwischen 15% und 95% liegt. Die Mischungen 1-12 bestehen aus 2 oder mehr Verbindungen, die unter 2, 3, 4 oder 5 Formeln fallen, die aus der Gruppe der Formeln I, II, III, IV und V ausgewählt werden. Die Mischungen 1-12 enthalten vorzugsweise 2-40, insbesondere jedoch 2-38 und ganz besonders 2-35 Verbindungen. Der Massenanteil dieser Verbindungen an den Mischungen 1-12 kann innerhalb der angegebenen Grenzen zur optimalen Anpassung an den jeweiligen Displaytyp variiert werden, wobei die Summe dieser Massenanteile an den Mischungen 1-12 selbstverständlich 100% beträgt.Liquid crystals based on based on the mixtures 1-12 described below, the mass fraction of mixtures 1-12 in the liquid crystal between 10% and 98% and especially between 15% and 95%. Mixtures 1-12 consist of 2 or more compounds listed under 2, 3, 4 or 5 formulas fall from the group of formulas I, II, III, IV and V can be selected. Mixtures 1-12 preferably contain 2-40, but especially 2-38 and very special 2-35 connections. The mass fraction of these compounds on mixtures 1-12 can be within the specified Limits for optimal adaptation to the respective Display type can be varied, the sum of these mass fractions of the mixtures 1-12 of course 100% is.
Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristallsysteme zeichnen sich vorzugsweise dadurch aus, daß während der Herstellung des Systems keine oder nur eine geringe Wechselwirkung der Komponenten der Flüssigkristallmischung mit dem polymeren Trägermaterial über polare Gruppen zustande kommt.The electro-optical liquid crystal systems according to the invention are preferably characterized in that none or only one during the manufacture of the system little interaction of the components of the liquid crystal mixture with the polymeric carrier material polar groups comes about.
Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall-Systeme können Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung geschaltet werden. Bevorzugt jedoch wird eine Wechselspannung verwendet, die eine Effektiv-Wechselspannungsamplitude zwischen 1 und 240 Volt und eine Wechselspannungsfrequenz zwischen 10 und 10 kHz aufweist. Besonders bevorzugt sind Amplituden zwischen 2 und 220 Volt und Frequenzen zwischen 20 und 120 Hz. Ganz besonders bevorzugt liegt die Amplitude der Wechselspannung zwischen 2 und 130 V.The electro-optical liquid crystal systems according to the invention can apply a DC or AC voltage be switched. However, one is preferred AC voltage is used, which has an effective AC voltage amplitude between 1 and 240 volts and one Has alternating voltage frequency between 10 and 10 kHz. Amplitudes between 2 and 220 volts and frequencies between 20 and 120 Hz. Quite the amplitude of the alternating voltage is particularly preferred between 2 and 130 V.
Die dielektrische Anisotropie der verwendeten Flüssigkristallmischung ist positiv Δε < 0 und vorzugsweise Δε < 3. Für kleinere Werte der dielektrischen Anisotropie Δε werden sehr hohe Schwellenspannungen beobachtet. Besonders bevorzugt sind Werte Δε < 5, insbesondere Δε < 10 und ganz besonders Δε < 10. The dielectric anisotropy of the liquid crystal mixture used is positive Δε <0 and preferably Δε <3. For smaller values of the dielectric anisotropy Δε very high threshold voltages are observed. Values Δε <5 are particularly preferred, in particular Δε <10 and very particularly Δε <10.
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 den den Hauptbestandteil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation.The preparation of the liquid crystal mixtures which can be used according to the invention takes place in a conventional manner. As a rule, the desired amount is less Amount of components used in the main ingredient constituent components solved, useful at elevated temperature. It is also possible to find solutions to the Components in an organic solvent, e.g. B. in Mix acetone, chloroform or methanol and that Remove solvent after thorough mixing, for example by distillation.
Durch geeignete Zusätze können die beschriebenen Flüssigkristallmischungen so modifiziert werden, daß sie in allen elektrooptischen Systemen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 verwendet werden können.The liquid crystal mixtures described can be added by suitable additives be modified so that they are in all electro-optical systems according to the generic term of claim 1 can be used.
Derartige Zusätze sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur ausführlich beschrieben. So können z. B. pleochroitische Farbstoffe zur Herstellung farbiger elektrooptischer Systeme oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der optischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Temperaturabhängigkeit elektrooptischer Parameter der Flüssigkristalle zugesetzt werden. Derartige Substanzen sind z. B. in H. Kelker, R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980 und in den DE-OS 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430, 28 53 728 und 29 02 177 beschrieben.Such additives are known to the expert and in the Literature described in detail. So z. B. pleochroic Dyes for the production of colored electro-optical Systems or substances to change the dielectric anisotropy, optical anisotropy, the viscosity and / or the temperature dependence of electro-optical Liquid crystal parameters added will. Such substances are e.g. B. in H. Kelker, R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980 and in DE-OS 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430, 28 53 728 and 29 02 177.
Elektrooptische Flüssigkristallsysteme, bei denen dem Flüssigkristall pleochroitische Farbstoffe in einem Gewichtsprozentbereich von 0-25%, insbesondere 0-20% und ganz besonders 0-15% zugesetzt sind, sind bevorzugt. Electro-optical liquid crystal systems in which the Liquid crystal pleochroic dyes in one Weight percentage range from 0-25%, especially 0-20% and especially 0-15% are preferred.
Der Fachmann kann weiter aus dem großen Pool nematischer oder nematogener Substanzen Zusätze zu den beschriebenen Flüssigkristallmischungen so auswählen, daß die Doppelbrechung Δn und/oder der ordentliche Brechungsindex n₀ und/oder andere Brechungsindizes und/oder die Viskosität und/oder die dielektrische Anisotropie und/oder weitere Parameter des Flüssigkristalls im Hinblick auf die jeweilige Anwendung optimiert werden.The professional can be more nematic from the large pool or nematogenic substances additives to those described Select liquid crystal mixtures so that the birefringence Δn and / or the ordinary refractive index n₀ and / or other refractive indices and / or the viscosity and / or dielectric anisotropy and / or others Liquid crystal parameters with regard to the respective application can be optimized.
Zur Erhöhung des Klärpunkts kann der Fachmann den in den erfindungsgemäßen Systemen verwendeten Flüssigkristallmischungen z. B. hochklärende Substanzen zusetzen wie z. B.To increase the clearing point, the person skilled in the art Systems used according to the invention liquid crystal mixtures e.g. B. add clarifying substances such. B.
wobei R² und R³ jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Methoxy, Alkoxycarbonyl oder Alkanoyloxy mit 1-15 C-Atomen bedeuten. Dabei wird der Fachmann die Konzentration derartiger Zusätze vorzugsweise so wählen, daß insbesondere Δn und/oder n₀ und/oder ein anderer, bei der jeweiligen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen elektrooptischen Systems anzupassender Brechungsindex und/oder Δε nur in einem akzeptablen und/oder kleinen und/oder insbesondere vernachlässigbaren Ausmaß beeinflußt wird.where R² and R³ are each independently alkyl, Methoxy, alkoxycarbonyl or alkanoyloxy with 1-15 C atoms mean. The person skilled in the art becomes more concentrated in this way Choose additives preferably so that in particular Δn and / or n₀ and / or another, at the respective Design of the electro-optical according to the invention Refractive index and / or Δε to be adjusted only in an acceptable and / or small and / or in particular negligible extent is affected.
Wird das erfindungsgemäße System mit einer Wechselspannung angesteuert, ist die Verwendung einer hochviskosen Flüssigkristallmischung erforderlich, da sonst insbesondere bei niederen bis mittleren Frequenzen eine flimmernde Anzeige resultiert. Zur Erhöhung der Viskosität kann der Fachmann der Flüssigkristallmischung hochviskose Flüssigkristallverbindungen oder aber insbesondere ein oder mehrere Seitenkettenpolymere, wie dies in DE 39 19 942 beschrieben ist, zusetzen. Wird das elektrooptische System dagegen z. B. als Matrixdisplay mit hohen Informationsgehalt verwendet, sind insbesondere niedrigviskose Flüssigkristallmischungen zur Erzielung kleiner Schaltzeiten bevorzugt. Der Fachmann kann aus dem großen Pool nematischer oder nematogener Verbindungen solche mit niedriger Viskosität auswählen, wie z. B.If the system according to the invention with an AC voltage controlled, is the use of a highly viscous liquid crystal mixture required, otherwise otherwise in particular low to medium frequencies a flickering display results. A person skilled in the art can increase the viscosity the liquid crystal mixture highly viscous liquid crystal compounds or in particular one or more Side chain polymers, as described in DE 39 19 942 is to clog. Will the electro-optical system oppose it e.g. B. used as a matrix display with high information content, are especially low-viscosity liquid crystal mixtures preferred to achieve short switching times. The professional can be nematic or out of the large pool nematogenic compounds of low viscosity select how B.
wobei R² und R³ die oben angegebene Bedeutung haben. Der Fachmann wird die zur Modifizierung der Viskosität verwendeten Substanzen und ihre Konzentration so wählen, daß andere entscheidende Parameter der Flüssigkristallmischung wie z. B. Δn, Δε und bei Verwendung von Viskositätserniedrigern insbesondere Tc nur in einem akzeptablen und/oder kleinen und/oder unwesentlichen Ausmaß beeinflußt wird.where R² and R³ have the meaning given above. The person skilled in the art will choose the substances used for modifying the viscosity and their concentration so that other decisive parameters of the liquid crystal mixture, such as, for. B. Δn, Δε and when using viscosity depressants in particular T c is only influenced to an acceptable and / or small and / or insignificant extent.
Gegebenenfalls können hochnematogene Substanzen wie z. B.If necessary, highly nematogenic substances such. B.
zugesetzt werden, wobei der Fachmann berücksichtigt, daß durch derartige Zusätze andere Parameter und insbesondere die Löslichkeit der Flüssigkristallmischung in dem für die Matrix verwendeten Polymer nicht zu stark geändert werden. can be added, the expert taking into account that through such additions other parameters and in particular the solubility of the liquid crystal mixture in the for the polymer used did not change too much will.
Zur Modifizierung der Doppelbrechung kann der Fachmann z. B. bei Flüssigkristallmischungen, die Verbindungen der Formeln II-IV enthalten, den relativen Anteil dieser Verbindungen an der Mischung variieren; für Mischungen mit sehr hohem Δn können z. B. insbesondere 4-Alkyl- oder alkoxy-4′ bzw. 4′′-cyano-biphenyle bzw. -terphenyle verwendet werden.The person skilled in the art can modify the birefringence e.g. B. in liquid crystal mixtures, the compounds of Formulas II-IV contain the relative proportion of these compounds vary on the mix; for mixtures with very high Δn can e.g. B. in particular 4-alkyl or alkoxy-4 'or 4' '- cyano-biphenyls or -terphenyls used will.
Zur Erzielung niedriger Schwellenspannungen werden i. a. Flüssigkristallmischungen mit sehr hoher dielektrischer Anisotropie Δε benötigt. Der Fachmann kann zur Erhöhung von Δε Verbindungen wie z. B.To achieve low threshold voltages i. a. Liquid crystal mixtures with very high dielectric Anisotropy Δε required. The expert can increase of Δε compounds such. B.
zusetzen. Diese Verbindungen sind außerordentlich stark dielektrisch positiv; das Propyl-Homologe (Alkyl = C₃H₇) weist z. B. einen Wert Δε = 50 auf. Der Fachmann wird die Konzentration derartiger Zusätze so wählen, daß die Flüssigkristallmischung auf die jeweilige Ausgestaltung des elektrooptischen Systems optimal abgestimmt ist; insbesondere wird er darauf achten, daß Δn und/oder n₀ und/oder ein oder mehrere weitere Brechungsindizes des Flüssigkristalls nur in einem akzeptablen und/oder kleinen und/oder vernachlässigbaren Ausßmaß beeinflußt werden.clog. These connections are extremely strong dielectric positive; the propyl homologue (alkyl = C₃H₇) z. B. a value Δε = 50. The expert will Select the concentration of such additives so that the Liquid crystal mixture on the respective design the electro-optical system is optimally matched; in particular, he will take care that Δn and / or n₀ and / or one or more further refractive indices of the Liquid crystal only in an acceptable and / or small and / or negligible dimensions will.
Durch die beschriebenen Zusätze kann der Flüssigkristall im Hinblick auf die jeweilige Anwendung modifiziert und optimiert werden. Entscheidend aber ist, daß Flüssigkristalle, enthaltend Verbindungen der Formel I und insbesondere solche zusätzlich enthaltend eine oder mehrere Verbindungen der Formeln II-V, zur Verwendung in erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall-Systemen besonders geeignet sind. Ganz besonders geeignet sind jedoch die Flüssigkristallmischungen 1-12, die zusätzlich zu Verbindungen der Formel I eine oder mehrere Verbindungen der Formel II-V in definierten Massenprozentenbereichen enthalten.Due to the additives described, the liquid crystal modified with regard to the respective application and be optimized. It is crucial, however, that liquid crystals, containing compounds of formula I and in particular those additionally containing one or more Compounds of formulas II-V, for use in the invention electro-optic liquid crystal systems are particularly suitable. Are particularly suitable however, the liquid crystal mixtures 1-12, the additional to compounds of formula I one or more compounds Formula II-V in defined mass percentage ranges contain.
Diese Verbindungen der Formel I enthaltenden Flüssigkristallmischungen stellen für die Anwendung in elektrooptischen Systemen auch besonders geeignete "stabile Gerüstmischungen" dar, die i. a. durch die beschriebenen Zusätze im Hinblick auf spezielle Anforderungen optimiert werden können, ohne daß andere Parameter der Mischung gleichzeitig eine zu drastische und die Verwendbarkeit der Mischung in den elektrooptischen Systemen erheblich beeinträchtigende Änderung erfahren.Liquid crystal mixtures containing these compounds of the formula I. places for use in electro-optical Systems also particularly suitable "stable Framework mixtures ", which are generally described by the Additives optimized with regard to special requirements can be without other parameters of the mixture at the same time too drastic and usability the mixture in the electro-optical systems considerably experienced adverse change.
Die erfindungsgemäß verwendbaren Flüssigkristalle zeichnen sich durch vorteilhafte Werte für die dielektrische Anisotropie Δε, eine hohe Stabilität, leichte Herstellbarkeit, geringe Mischbarkeit mit dem für die Matrix verwendeten Polymer und insbesondere durch einen breiten mesogenen Bereich, einen relativ hohen Klärpunkt und vorteilhafte Werte für die Doppelbrechung und Fließviskosität aus. Die Flüssigkristalle entsprechen den eingangs beschriebenen Anforderungen, die bei einer Verwendung in einem elektrooptischen System gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 gestellt werden, in besonders hohem Maße und sehr viel besser als bisher in diesen Systemen verwendete Flüssigkristalle.Draw the liquid crystals that can be used according to the invention advantageous values for the dielectric Anisotropy Δε, high stability, easy to manufacture, low miscibility with that for the matrix polymer used and in particular by a wide mesogenic area, a relatively high clearing point and advantageous values for birefringence and flow viscosity out. The liquid crystals correspond to the requirements described at the outset, which at a Use in an electro-optical system according to the Preamble of claim 1 are made in particular to a great extent and much better than before in these Systems used liquid crystals.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen.The following examples are intended to illustrate the invention, without limiting it.
Es bedeuten:It means:
K: Kristallin-fester Zustand,
S: smektische Phase (der Index kennzeichnet der Phasentyp),
N: nematische Phase,
Ch: cholesterische Phase,
I: Isotrope Phase.K: crystalline solid state,
S: smectic phase (the index indicates the phase type),
N: nematic phase,
Ch: cholesteric phase,
I: Isotropic phase.
Die zwischen 2 Symbolen stehende Zahl gibt die Umwandlungstemperatur in Grad Celsius an.The number between two symbols indicates the transition temperature in degrees Celsius.
Die angegebenen Prozentzahlen sind Massenprozente. The percentages given are percentages by mass.
a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthaltend eine Flüssigkristallmischung, die aus folgenden Verbindungen bestehta) Containing an electro-optic liquid crystal system a liquid crystal mixture resulting from the following Connections exist
14,4% p-trans-4-Propylcyclohexyl-benzonitril
11,2% p-trans-4-Butylcyclohexyl-benzonitril
20% p-trans-4-Pentylcyclohexyl-benzonitril
12% p-trans-4-Heptylcyclohexyl-benzonitril
5,6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl
4,8% 4-Pentyl-4′′-cyanoterphenyl
6,4% 4-(trans-4-Propylcycohexyl)-phenyl-trans-4-butylcyclohexyl-carboxyla-t
5,6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-cyanobiphenyl
10% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4′-difluormethoxybiphenyl
10% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-difluormethoxybiphenyl14.4% p-trans-4-propylcyclohexyl benzonitrile
11.2% p-trans-4-butylcyclohexyl benzonitrile
20% p-trans-4-pentylcyclohexyl benzonitrile
12% p-trans-4-heptylcyclohexyl benzonitrile
5.6% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4 ′ - (trans-4-propylcyclohexyl) biphenyl
4.8% 4-pentyl-4 ′ ′ - cyanoterphenyl
6.4% 4- (trans-4-propylcycohexyl) phenyl-trans-4-butylcyclohexyl-carboxyla-t
5.6% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4'-cyanobiphenyl
10% 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -4'-difluoromethoxybiphenyl
10% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4'-difluoromethoxybiphenyl
und folgende physikalische Parameter aufweist:and has the following physical parameters:
Klärpunkt TC = 102°C
Viskosität η = 31 mm² s-1 (20°C)
optische Anisotropie Δn = 0,15 (20°C, 589 nm)
dielektrische Anisotropie Δε = 11,4 (20°C, 1 kHz)Clear point T C = 102 ° C
Viscosity η = 31 mm² s -1 (20 ° C)
optical anisotropy Δn = 0.15 (20 ° C, 589 nm)
dielectric anisotropy Δε = 11.4 (20 ° C, 1 kHz)
b) Das elektrooptische Flüssigkristallsystem wird nach verschiedenen Verfahren 1.1-1.3 und 2 hergestellt.b) The electro-optic liquid crystal system is after different procedures 1.1-1.3 and 2 are produced.
-
1. Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme
- 1.1 Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit dem durch US-Bestrahlung härtbaren Klebstoff NOA 65 (Norland Products) im Verhältnis 1,6 : 1 bei Raumtemperatur gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wird, die zusammen mit Abstandshaltern (20 µm) zwischen 2 durchsichtige, mit Elektrodenschichten versehene Glassubstrate gebracht wird. Die Glassubstrate werden zusammengedrückt, wodurch ein gleichmäßiger Film mit einer Dicke von 20 µm erhalten wird, der durch eine 1-minütige UV-Bestrahlung ausgehärtet wird.
- 1.2 Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit Epikote 828 und Capcure 3-800 (Miller Stephenson Company) im Verhältnis 1 : 1 : 1 bei Raumtemperatur gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wird; die Rührzeit wird so kurz wie möglich gehalten, da die Lösung bei Raumtemperatur bereits nach etwa ½ h ausgehärtet ist. Die Lösung wird zusammen mit Abstandshaltern (20 µm) zwischen 2 durchsichtige, mit Elektrodenschichten versehene Glassubstrate gebracht, die zusammengedrückt werden, wodurch ein gleichmäßiger Film mit einer Dicke von 20 µm erhalten wird. Zur Beschleunigung des Aushärtprozesses können die Filme auf Temperatur bis 100°C erwärmt werden.
- 1.3 5 g der Flüssigkristallmischung aus a) werden mit 15 g 20% wäßriger PVA-Lösung bei Raumtemperatur 2 Minuten lang mit 2000 rpm gerührt. Die erhaltene Lösung wird 24 h lang entgast und zusammen mit Abstandshaltern (20 µm) in dünner Schicht auf ein mit einer Elektrodenschicht versehenes Glassubstrat aufgebracht. Die Anordnung wird 1 h bis 85°C getrocknet, bevor ein zweites mit einer Elektrodenschicht versehenes Glassubstrat aufgedrückt wird, wodurch ein gleichmäßiger Film mit einer Dicke von 20 µm erhalten wird. Das so erhaltene System wird weitere 24 h bei 85°C getrocknet.
- 1.1 The liquid crystal mixture from a) is stirred with the US radiation-curable adhesive NOA 65 (Norland Products) in a ratio of 1.6: 1 at room temperature until a clear solution is obtained which, together with spacers (20 µm), between 2 transparent , glass substrates provided with electrode layers is brought. The glass substrates are pressed together, whereby a uniform film with a thickness of 20 μm is obtained, which is cured by UV radiation for 1 minute.
- 1.2 The liquid crystal mixture from a) is stirred with Epikote 828 and Capcure 3-800 (Miller Stephenson Company) in a ratio of 1: 1: 1 at room temperature until a clear solution is obtained; the stirring time is kept as short as possible, since the solution has already hardened after about ½ h at room temperature. The solution is placed together with spacers (20 µm) between two transparent glass substrates with electrode layers, which are pressed together, whereby a uniform film with a thickness of 20 µm is obtained. To accelerate the curing process, the films can be heated to temperatures up to 100 ° C.
- 1.3 5 g of the liquid crystal mixture from a) are stirred with 15 g of 20% aqueous PVA solution at room temperature for 2 minutes at 2000 rpm. The solution obtained is degassed for 24 hours and applied together with spacers (20 μm) in a thin layer to a glass substrate provided with an electrode layer. The arrangement is dried for 1 h to 85 ° C. before a second glass substrate provided with an electrode layer is pressed on, whereby a uniform film with a thickness of 20 μm is obtained. The system obtained in this way is dried at 85 ° C. for a further 24 h.
-
2. Netzwerksystem
- Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit Trimethylpropan-triacrylat als polymerisierbarer Verbindung und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (Darocure 1173, Handelsprodukt von E. Merck, Darmstadt) als Photoinitiator im Verhältnis 80 : 19,8 : 0,2 gerührt und unter Hinzufügung von Abstandhaltern mit einer Dicke von 20 µm zwischen 2 mit Elektrodenschichten versehene Glasplatten gebracht. Zur Härtung des Polymers wurde das erhaltene System mit einer definierten Geschwindigkeit (3 m/min) durch das Strahlungsfeld einer Halogenlampe (70 W/cm) gefahren.
- The liquid crystal mixture from a) is made with trimethylpropane triacrylate as the polymerizable compound and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one (Darocure 1173, commercial product from E. Merck, Darmstadt) as a photoinitiator in a ratio of 80: 19.8 : 0.2 stirred and placed with the addition of spacers with a thickness of 20 microns between 2 glass plates provided with electrode layers. To harden the polymer, the system obtained was moved through the radiation field of a halogen lamp (70 W / cm) at a defined speed (3 m / min).
Die nach den Verfahren b) 1.1-1.3 und 2 hergestellten elektrooptischen Systeme zeichnen sich durch eine gute Herstellbarkeit einen breiten Arbeitstemperaturbereich, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter und deren Temperaturabhängigkeit, eine niedrige Schwellenspannung und einen guten Kontrast aus.The manufactured according to the method b) 1.1-1.3 and 2 electro-optical systems are characterized by good Manufacturability a wide working temperature range, favorable values for the electro-optical parameters and their temperature dependence, a low threshold voltage and a good contrast.
a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthaltend eine Flüssigkristallmischung, die aus folgenden Verbindungen bestehta) Containing an electro-optic liquid crystal system a liquid crystal mixture resulting from the following Connections exist
16,2% p-trans-4-Propylcyclohexyl-benzonitril
12,6% p-trans-4-Butylcyclohexyl-benzonitril
22,5% p-trans-4-Pentylcyclohexyl-benzonitril
5,4% 4-Pentyl-4′′-cyanoterphenyl
7,2% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-trans-4-butylcyclohexyl-carboxyl-at
6,3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-cyanobiphenyl
10% 4-Pentyl-4′′-difluormethoxy-terphenyl
13,5% p-trans-4-Heptylcyclohexyl-benzonitril
6,3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl16.2% p-trans-4-propylcyclohexyl benzonitrile
12.6% p-trans-4-butylcyclohexyl benzonitrile
22.5% p-trans-4-pentylcyclohexyl benzonitrile
5.4% 4-pentyl-4 ′ ′ - cyanoterphenyl
7.2% 4- (trans-4-propylcyclohexyl) phenyl-trans-4-butylcyclohexyl-carboxylate
6.3% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4'-cyanobiphenyl
10% 4-pentyl-4 ′ ′ - difluoromethoxy-terphenyl
13.5% p-trans-4-heptylcyclohexyl benzonitrile
6.3% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4 ′ - (trans-4-propylcyclohexyl) biphenyl
b) Das elektrooptische Flüssigkristallsystem wird nach dem in Beispiel 1b), 1.1-1.3 und 2 beschriebenen Verfahren hergestellt.b) The electro-optic liquid crystal system is after that described in Example 1b), 1.1-1.3 and 2 Process manufactured.
Die nach den Verfahren b) 1.1-1.3 und 2 hergestellten elektrooptischen Systeme zeichnen sich durch eine gute Herstellbarkeit einen breiten Arbeitstemperaturbereich, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter und deren Temperaturabhängigkeit, eine niedrige Schwellenspannung und einen guten Kontrast aus.The manufactured according to the method b) 1.1-1.3 and 2 electro-optical systems are characterized by good Manufacturability a wide working temperature range, favorable values for the electro-optical parameters and their temperature dependence, a low threshold voltage and a good contrast.
a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthaltend eine Flüssigkristallmischung, die aus folgenden Verbindungen bestehta) Containing an electro-optic liquid crystal system a liquid crystal mixture resulting from the following Connections exist
14,4% p-trans-4-Propylcyclohexyl-benzonitril
11,2% p-trans-4-Butylcyclohexyl-benzonitril
20% p-trans-4-Pentylcyclohexyl-benzonitril
12% p-trans-4-Heptylcyclohexyl-benzonitril
5,6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl
4,8% 4-Pentyl-4′′-cyanoterphenyl
6,4% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-
trans-4-butylcyclohexyl-carboxylat
5,6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-cyano-biphenyl
20% 1-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4-fluorobenzol14.4% p-trans-4-propylcyclohexyl benzonitrile
11.2% p-trans-4-butylcyclohexyl benzonitrile
20% p-trans-4-pentylcyclohexyl benzonitrile
12% p-trans-4-heptylcyclohexyl benzonitrile
5.6% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4 ′ - (trans-4-propylcyclohexyl) biphenyl
4.8% 4-pentyl-4 ′ ′ - cyanoterphenyl
6.4% 4- (trans-4-propylcyclohexyl) phenyl trans-4-butylcyclohexyl carboxylate
5.6% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4'-cyano-biphenyl
20% 1- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4-fluorobenzene
und folgende physikalische Parameter aufweist:and has the following physical parameters:
Viskosität η = 20 mm² s-1 (20°C)
optische Anisotropie Δn = 0,12 (20°C, 589 nm)
dielektrische Anisotropie Δε = 10,2 (20°C, 1 kHz)Viscosity η = 20 mm² s -1 (20 ° C)
optical anisotropy Δn = 0.12 (20 ° C, 589 nm)
dielectric anisotropy Δε = 10.2 (20 ° C, 1 kHz)
b) Das elektrooptische Flüssigkristallsystem wird nach dem in Beispiel 1b), 1.1-1.3 und 2 beschriebenen Verfahren hergestellt.b) The electro-optic liquid crystal system is after that described in Example 1b), 1.1-1.3 and 2 Process manufactured.
Die nach den Verfahren b) 1.1-1.3 und 2 hergestellten elektrooptischen Systeme zeichnen sich durch eine gute Herstellbarkeit einen breiten Arbeitstemperaturbereich, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter und deren Temperaturabhängigkeit, eine niedrige Schwellenspannung und einen guten Kontrast aus.The manufactured according to the method b) 1.1-1.3 and 2 electro-optical systems are characterized by good Manufacturability a wide working temperature range, favorable values for the electro-optical parameters and their temperature dependence, a low threshold voltage and a good contrast.
a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthaltend eine Flüssigkristallmischung, die aus folgenden Verbindungen bestehta) Containing an electro-optic liquid crystal system a liquid crystal mixture resulting from the following Connections exist
14,4% p-trans-4-Propylcyclohexyl-benzonitril
11,2% p-trans-4-Butylcyclohexyl-benzonitril
20% p-trans-4-Pentylcyclohexyl-benzonitril
12% p-trans-4-Heptylcyclohexyl-benzonitril
5,6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl
4,8% 4-Pentyl-4′′-cyanoterphenyl
6,4% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-
trans-4-butylcyclohexyl-carboxylat
5,6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-cyano-biphenyl
20% 2-(4-(3,4-Difluorphenyl)-phenyl)-5-heptylpyrimidin14.4% p-trans-4-propylcyclohexyl benzonitrile
11.2% p-trans-4-butylcyclohexyl benzonitrile
20% p-trans-4-pentylcyclohexyl benzonitrile
12% p-trans-4-heptylcyclohexyl benzonitrile
5.6% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4 ′ - (trans-4-propylcyclohexyl) biphenyl
4.8% 4-pentyl-4 ′ ′ - cyanoterphenyl
6.4% 4- (trans-4-propylcyclohexyl) phenyl trans-4-butylcyclohexyl carboxylate
5.6% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4'-cyano-biphenyl
20% 2- (4- (3,4-difluorophenyl) phenyl) -5-heptylpyrimidine
und folgende physikalische Parameter aufweist:and has the following physical parameters:
Klärpunkt TC = 97°C
Viskosität η = 48 mm² s-1 (20°C)
optische Anisotropie Δn = 0,16 (20°C, 589 nm)
dielektrische Anisotropie Δε = 12,9 (20°C, 1 kHz)Clear point T C = 97 ° C
Viscosity η = 48 mm² s -1 (20 ° C)
optical anisotropy Δn = 0.16 (20 ° C, 589 nm)
dielectric anisotropy Δε = 12.9 (20 ° C, 1 kHz)
b) Das elektrooptische Flüssigkristallsystem wird nach dem in Beispiel 1b), 1.1-1.3 und 2 beschriebenen Verfahren hergestellt.b) The electro-optic liquid crystal system is after that described in Example 1b), 1.1-1.3 and 2 Process manufactured.
Die nach den Verfahren b) 1.1-1.3 und 2 hergestellten elektrooptischen Systeme zeichnen sich durch eine gute Herstellbarkeit einen breiten Arbeitstemperaturbereich, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter und deren Temperaturabhängigkeit, eine niedrige Schwellenspannung und einen guten Kontrast aus. The manufactured according to the method b) 1.1-1.3 and 2 electro-optical systems are characterized by good Manufacturability a wide working temperature range, favorable values for the electro-optical parameters and their temperature dependence, a low threshold voltage and a good contrast.
a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthaltend eine Flüssigkristallmischung, die aus folgenden Verbindungen bestehta) Containing an electro-optic liquid crystal system a liquid crystal mixture consisting of the following compounds consists
17% 1-Difluoromethoxy-2-fluoro-4-[trans-4-(trans-4-
ethylcyclohexyl)-cyclohexyl]-benzol
17% 1-Difluoromethoxy-2-fluoro-4-[trans-4-(trans-4-
butylcyclohexyl)-cyclohexyl]-benzol
17% 1-Difluoromethoxy-2-fluoro-4-[trans-4-(trans-4-
pentylcyclohexyl)-cyclohexyl]-benzol
11% 1-Difluoromethoxy-4-[trans-4-(trans-4-pentyl-
cyclohexyl)-cyclohexyl]-benzol
6% 1-(trans-4-Propylcyclohexyl)-2-(4-difluoromethoxyphenyl)-ethan
6% 1-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-2-(4-difluoromethoxyphenyl)-ethan
6% 1-Difluoromethoxy-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)-benzol
8% 4-Propyl-4′-difluoromethoxy-biphenyl
12% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4′-difluoromethoxy-biphenyl17% 1-difluoromethoxy-2-fluoro-4- [trans-4- (trans-4-ethylcyclohexyl) cyclohexyl] benzene
17% 1-difluoromethoxy-2-fluoro-4- [trans-4- (trans-4-butylcyclohexyl) cyclohexyl] benzene
17% 1-difluoromethoxy-2-fluoro-4- [trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl] benzene
11% 1-difluoromethoxy-4- [trans-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) cyclohexyl] benzene
6% 1- (trans-4-propylcyclohexyl) -2- (4-difluoromethoxyphenyl) ethane
6% 1- (trans-4-pentylcyclohexyl) -2- (4-difluoromethoxyphenyl) ethane
6% 1-difluoromethoxy-4- (trans-4-pentylcyclohexyl) benzene
8% 4-propyl-4'-difluoromethoxy-biphenyl
12% 4- (trans-4-propylcyclohexyl) -4'-difluoromethoxy-biphenyl
und folgende physikalische Parameter aufweist:and has the following physical parameters:
Klärpunkt Tc = 87°C
Viskosität η = 19 mm² s-1 (20°C)
optische Anisotropie Δn = 0,0985 (20°C, 589 nm)
dielektrische Anisotropie Δε = 6,3 (20°C, 1 kHz)Clear point T c = 87 ° C
Viscosity η = 19 mm² s -1 (20 ° C)
optical anisotropy Δn = 0.0985 (20 ° C, 589 nm)
dielectric anisotropy Δε = 6.3 (20 ° C, 1 kHz)
b) Das elektrooptische Flüssigkristallsystem wird nach dem in Beispiel 1b), 1.1-1.3 und 2 beschriebenen Verfahren hergestellt.b) The electro-optical liquid crystal system is after procedures described in Example 1b), 1.1-1.3 and 2 produced.
Die nach den Verfahren b) 1.1-1.3 und 2 hergestellten elektrooptischen Systeme zeichnen sich durch eine gute Herstellbarkeit einen breiten Arbeitstemperaturbereich, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter und deren Temperaturabhängigkeit, eine niedrige Schwellenspannung und einen guten Kontrast aus.The manufactured according to the method b) 1.1-1.3 and 2 electro-optical systems are characterized by good Manufacturability a wide working temperature range, favorable values for the electro-optical parameters and their temperature dependence, a low one Threshold voltage and a good contrast.
Claims (20)
- - welches zwischen 2 Elektroden, die gegebenenfalls auf Substratplatten aufgebracht sind, einen dielektrisch positiven Flüssigkristall und ein weiteres optisch transparentes Medium enthält,
- - dessen Flüssigkristallmoleküle im ausgeschalteten Zustand eine unregelmäßige Orientierung aufweisen,
- - bei dem einer der Brechungsindizes des Flüssigkristalls im wesentlichen mit dem Brechungsindex der Matrix nM übereinstimmt und/oder bei dem der Quotient aus der Masse des Flüssigkristalls und der Masse des optisch transparenten Mediums 1,5 oder mehr beträgt,
- - welches in einem der beiden Schaltzustände unabhängig von der Polarisation des einfallenden Lichtes eine gegenüber dem anderen Zustand verminderte Transmission aufweist,
- which contains a dielectric positive liquid crystal and another optically transparent medium between two electrodes, which are optionally applied to substrate plates,
- whose liquid crystal molecules have an irregular orientation when switched off,
- in which one of the refractive indices of the liquid crystal essentially corresponds to the refractive index of the matrix n M and / or in which the quotient of the mass of the liquid crystal and the mass of the optically transparent medium is 1.5 or more,
- which in one of the two switching states has a transmission which is reduced compared to the other state, regardless of the polarization of the incident light,
Q² 1,4-Phenylen, 2-Fluor-1,4-phenylen oder 3-Fluor-1,4-phenylen
Q¹ -A¹-(A²)m-Z- oder -A¹-Z-A²-,
Z -CH₂CH₂-, eine Einfachbindung, -CO-O-, oder -O-CO-,
A¹ und A² jeweils unabhängig voneinander 1,4-Phenylen, trans-1,4-Cyclohexylen, Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl,
m 0 oder 1, und
R Alkyl mit bis zu 12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O- ersetzt sein können. characterized in that the liquid crystal contains one or more compounds of the formula I R-Q¹-Q²-WF (I) whereinW -CF₂-; -OCF₂-, -OCHF- or a single bond,
Q² 1,4-phenylene, 2-fluoro-1,4-phenylene or 3-fluoro-1,4-phenylene
Q¹ -A¹- (A²) m -Z- or -A¹-Z-A²-,
Z -CH₂CH₂-, a single bond, -CO-O-, or -O-CO-,
A¹ and A² are each independently 1,4-phenylene, trans-1,4-cyclohexylene, pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl,
m 0 or 1, and
R alkyl with up to 12 carbon atoms, in which one or two non-adjacent CH₂ groups can be replaced by -O-.
R′-L-COO-E-R′′ (2)
R′-L-OOC-E-R′′ (3)
R′-L-CH₂CH₂-E-R′′ (4)
R′-L-C≡C-E-R′′ (5)L und E jeweils unabhängig voneinander einen bivalenten Rest aus der aus -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- sowie deren Spiegelbilder gebildeten Gruppe, wobei Phe unsubstituiertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G 2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl sind, und
R′ und R′′ jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy jeweils mit 1-8 C-Atomen oder CN, CF₃, F, Cl oder NCS
bedeuten.10. System according to at least one of claims 1-9, characterized in that the liquid crystal contains further compounds of the formulas 1-5 R'-LER '' (1)
R′-L-COO-ER ′ ′ (2)
R′-L-OOC-ER ′ ′ (3)
R′-L-CH₂CH₂-ER ′ ′ (4)
R'-LC≡CER '' (5) L and E each independently of one another a bivalent radical from -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, - Pyr-, -Dio-, -G-Phe- and -G-Cyc- and their mirror images formed group, where Phe unsubstituted or substituted by fluorine-1,4-phenylene, Cyc trans-1,4-cyclohexylene or 1,4- Cyclohexenylene, pyr pyrimidine-2,5-diyl or pyridine-2,5-diyl, dio 1,3-dioxane-2,5-diyl and G 2- (trans-1,4-cyclohexyl) ethyl, pyrimidine-2 , 5-diyl, pyridine-2,5-diyl or 1,3-dioxane-2,5-diyl, and
R 'and R''each independently of one another alkyl, alkenyl, alkoxy, alkenyloxy or alkanoyloxy each with 1-8 C atoms or CN, CF₃, F, Cl or NCS
mean.
Priority Applications (13)
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|---|---|---|---|
| DE4001843A DE4001843A1 (en) | 1990-01-23 | 1990-01-23 | Electro-optical LC system |
| SG1995904322A SG26369G (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | Electro-optical liquid crystal system |
| DE59008314T DE59008314D1 (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | ELECTROOPTIC LIQUID CRYSTAL SYSTEM. |
| CA002042603A CA2042603A1 (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | Electrooptical liquid crystal system |
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