DE4001541A1 - Electro-optical LC system - Google Patents
Electro-optical LC systemInfo
- Publication number
- DE4001541A1 DE4001541A1 DE4001541A DE4001541A DE4001541A1 DE 4001541 A1 DE4001541 A1 DE 4001541A1 DE 4001541 A DE4001541 A DE 4001541A DE 4001541 A DE4001541 A DE 4001541A DE 4001541 A1 DE4001541 A1 DE 4001541A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid crystal
- phenyl
- phe
- compounds
- cyc
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 34
- -1 tetrahydropyran-2,5-diyl Chemical group 0.000 claims abstract description 26
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 12
- 125000001140 1,4-phenylene group Chemical group [H]C1=C([H])C([*:2])=C([H])C([H])=C1[*:1] 0.000 claims abstract description 5
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 5
- 125000005407 trans-1,4-cyclohexylene group Chemical group [H]C1([H])C([H])([H])[C@]([H])([*:2])C([H])([H])C([H])([H])[C@@]1([H])[*:1] 0.000 claims abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 4
- 230000001788 irregular Effects 0.000 claims abstract description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 claims description 119
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 54
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 43
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 11
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 claims description 8
- GCFAUZGWPDYAJN-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl 3-phenylprop-2-enoate Chemical compound C=1C=CC=CC=1C=CC(=O)OC1CCCCC1 GCFAUZGWPDYAJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- SJSRFXJWBKOROD-UHFFFAOYSA-N 1,1'-bi(cyclohexyl)-1-carboxylic acid Chemical compound C1CCCCC1C1(C(=O)O)CCCCC1 SJSRFXJWBKOROD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000005714 2,5- (1,3-dioxanylene) group Chemical group [H]C1([H])OC([H])([*:1])OC([H])([H])C1([H])[*:2] 0.000 claims description 4
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 claims description 4
- WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N benzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1 WPYMKLBDIGXBTP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 4
- 125000004423 acyloxy group Chemical group 0.000 claims description 3
- IWIOHRVOBOYWQE-UHFFFAOYSA-N (1-cyclohexylcyclohexyl)benzene Chemical class C1CCCCC1C1(C=2C=CC=CC=2)CCCCC1 IWIOHRVOBOYWQE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- JYNLTWJPPFIEFR-UHFFFAOYSA-N 1,2-dicyclohexylcyclohexene Chemical class C1CCCCC1C1=C(C2CCCCC2)CCCC1 JYNLTWJPPFIEFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QWUWMCYKGHVNAV-UHFFFAOYSA-N 1,2-dihydrostilbene Chemical compound C=1C=CC=CC=1CCC1=CC=CC=C1 QWUWMCYKGHVNAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QQFSIGWYINAJOB-UHFFFAOYSA-N 1,4-dicyclohexylbenzene Chemical class C1CCCCC1C1=CC=C(C2CCCCC2)C=C1 QQFSIGWYINAJOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DIHPKCMKWXFURJ-UHFFFAOYSA-N 1-(2-cyclohexylethyl)-2-phenylbenzene Chemical compound C1CCCCC1CCC1=CC=CC=C1C1=CC=CC=C1 DIHPKCMKWXFURJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- RFFCUDDJJDOFLS-UHFFFAOYSA-N 1-cyclohexylcyclohexene Chemical class C1CCCCC1C1=CCCCC1 RFFCUDDJJDOFLS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YQSAPDQJFZPHOJ-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexyl-1,3-dithiane Chemical compound C1CCCCC1C1SCCCS1 YQSAPDQJFZPHOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- SMHSPYVJAUGNOI-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexyl-1,4-dioxane Chemical compound C1CCCCC1C1OCCOC1 SMHSPYVJAUGNOI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HYYFAYFMSHAWFA-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexylethylbenzene Chemical compound C1CCCCC1CCC1=CC=CC=C1 HYYFAYFMSHAWFA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IBLVSWYGUFGDMF-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexylethylcyclohexane Chemical compound C1CCCCC1CCC1CCCCC1 IBLVSWYGUFGDMF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- HUTHUTALXJNNRS-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexylpyridine Chemical class C1CCCCC1C1=CC=CC=N1 HUTHUTALXJNNRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YJDDXMSIMBMMGY-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexylpyrimidine Chemical class C1CCCCC1C1=NC=CC=N1 YJDDXMSIMBMMGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WLNDDIWESXCXHM-UHFFFAOYSA-N 2-phenyl-1,4-dioxane Chemical group C1OCCOC1C1=CC=CC=C1 WLNDDIWESXCXHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QNGKGXNZGWIDGS-UHFFFAOYSA-N 6-cyclohexyl-5-ethyl-5-phenylcyclohexa-1,3-diene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C1(CC)C=CC=CC1C1CCCCC1 QNGKGXNZGWIDGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000005711 Benzoic acid Substances 0.000 claims description 2
- ADIAPCNCEHFEPJ-UHFFFAOYSA-N [4-(2-cyclohexylethyl)cyclohexyl]benzene Chemical compound C1CCCCC1CCC(CC1)CCC1C1=CC=CC=C1 ADIAPCNCEHFEPJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000003302 alkenyloxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 claims description 2
- 235000010233 benzoic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 235000010290 biphenyl Nutrition 0.000 claims description 2
- 150000004074 biphenyls Chemical class 0.000 claims description 2
- 235000013985 cinnamic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- WBYWAXJHAXSJNI-UHFFFAOYSA-N cinnamic acid group Chemical class C(C=CC1=CC=CC=C1)(=O)O WBYWAXJHAXSJNI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- DQZKGSRJOUYVPL-UHFFFAOYSA-N cyclohexyl benzoate Chemical class C=1C=CC=CC=1C(=O)OC1CCCCC1 DQZKGSRJOUYVPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- IGARGHRYKHJQSM-UHFFFAOYSA-N cyclohexylbenzene Chemical compound C1CCCCC1C1=CC=CC=C1 IGARGHRYKHJQSM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- WVIIMZNLDWSIRH-UHFFFAOYSA-N cyclohexylcyclohexane Chemical class C1CCCCC1C1CCCCC1 WVIIMZNLDWSIRH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- FPIQZBQZKBKLEI-UHFFFAOYSA-N ethyl 1-[[2-chloroethyl(nitroso)carbamoyl]amino]cyclohexane-1-carboxylate Chemical compound ClCCN(N=O)C(=O)NC1(C(=O)OCC)CCCCC1 FPIQZBQZKBKLEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 claims description 2
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UVEWQKMPXAHFST-UHFFFAOYSA-N n,1-diphenylmethanimine Chemical class C=1C=CC=CC=1C=NC1=CC=CC=C1 UVEWQKMPXAHFST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- BOTNYLSAWDQNEX-UHFFFAOYSA-N phenoxymethylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1COC1=CC=CC=C1 BOTNYLSAWDQNEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OPYYWWIJPHKUDZ-UHFFFAOYSA-N phenyl cyclohexanecarboxylate Chemical group C1CCCCC1C(=O)OC1=CC=CC=C1 OPYYWWIJPHKUDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims description 2
- 150000001911 terphenyls Chemical class 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N stilbene Chemical class C=1C=CC=CC=1C=CC1=CC=CC=C1 PJANXHGTPQOBST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 abstract description 2
- NYCRCTMDYITATC-UHFFFAOYSA-N 2-fluorophenylalanine Chemical compound OC(=O)C(N)CC1=CC=CC=C1F NYCRCTMDYITATC-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- JRNVZBWKYDBUCA-UHFFFAOYSA-N N-chlorosuccinimide Chemical compound ClN1C(=O)CCC1=O JRNVZBWKYDBUCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N Pyrimidine Chemical compound C1=CN=CN=C1 CZPWVGJYEJSRLH-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 1
- 125000004786 difluoromethoxy group Chemical group [H]C(F)(F)O* 0.000 abstract 1
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 abstract 1
- 235000019256 formaldehyde Nutrition 0.000 abstract 1
- 125000000876 trifluoromethoxy group Chemical group FC(F)(F)O* 0.000 abstract 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 14
- JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N benzonitrile Chemical compound N#CC1=CC=CC=C1 JFDZBHWFFUWGJE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 10
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 9
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 9
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 7
- 239000004983 Polymer Dispersed Liquid Crystal Substances 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 4
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 3
- 239000012876 carrier material Substances 0.000 description 3
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 3
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 description 3
- XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one Chemical compound CC(C)(O)C(=O)C1=CC=CC=C1 XMLYCEVDHLAQEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000004990 Smectic liquid crystal Substances 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 2
- 125000000959 isobutyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 125000001972 isopentyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(C([H])([H])[H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 2
- 125000002914 sec-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 2
- 125000006836 terphenylene group Chemical group 0.000 description 2
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 description 2
- KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 2-(chloromethyl)oxirane;4-[2-(4-hydroxyphenyl)propan-2-yl]phenol Chemical compound ClCC1CO1.C=1C=C(O)C=CC=1C(C)(C)C1=CC=C(O)C=C1 KUBDPQJOLOUJRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZKTFZNPTAJIXMK-UHFFFAOYSA-N 2-cyclohexylbenzoic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1C1CCCCC1 ZKTFZNPTAJIXMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004493 2-methylbut-1-yl group Chemical group CC(C*)CC 0.000 description 1
- 125000005916 2-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- VLXSSSFLMFXUJQ-UHFFFAOYSA-N 2-phenylpyridine-3-carbonitrile Chemical class N#CC1=CC=CN=C1C1=CC=CC=C1 VLXSSSFLMFXUJQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005917 3-methylpentyl group Chemical group 0.000 description 1
- PUFNCAACUKXZTR-UHFFFAOYSA-N 4-[2-(4-pentylphenyl)phenyl]benzonitrile Chemical group C1=CC(CCCCC)=CC=C1C1=CC=CC=C1C1=CC=C(C#N)C=C1 PUFNCAACUKXZTR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QKEBUASRTJNJJS-UHFFFAOYSA-N 4-[4-(4-pentylcyclohexyl)phenyl]benzonitrile Chemical group C1CC(CCCCC)CCC1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)C#N)C=C1 QKEBUASRTJNJJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CCMRFUCSFRRPNT-UHFFFAOYSA-N 4-pyridin-2-ylbenzonitrile Chemical class C1=CC(C#N)=CC=C1C1=CC=CC=N1 CCMRFUCSFRRPNT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PJBOOKMLDPERRS-PCYFZWJMSA-N C1C[C@@H](CCCCC)CC[C@@H]1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)[C@@H]2CC[C@@H](CCC)CC2)C=C1 Chemical group C1C[C@@H](CCCCC)CC[C@@H]1C1=CC=C(C=2C=CC(=CC=2)[C@@H]2CC[C@@H](CCC)CC2)C=C1 PJBOOKMLDPERRS-PCYFZWJMSA-N 0.000 description 1
- NVYSZBBUNUUCSV-UHFFFAOYSA-N CCCC.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C Chemical compound CCCC.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C.OC(=O)C=C NVYSZBBUNUUCSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NSJNMAHQYWYRFF-IYARVYRRSA-N CCCCC[C@H]1CC[C@H](CCc2ccc(cc2)C#N)CC1 Chemical compound CCCCC[C@H]1CC[C@H](CCc2ccc(cc2)C#N)CC1 NSJNMAHQYWYRFF-IYARVYRRSA-N 0.000 description 1
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 125000004183 alkoxy alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004453 alkoxycarbonyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003098 cholesteric effect Effects 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000013065 commercial product Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N ethyl trimethyl methane Natural products CCC(C)(C)C HNRMPXKDFBEGFZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001475 halogen functional group Chemical group 0.000 description 1
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 125000003253 isopropoxy group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(O*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000956 methoxy group Chemical group [H]C([H])([H])O* 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 239000003505 polymerization initiator Substances 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920006389 polyphenyl polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000005266 side chain polymer Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000012798 spherical particle Substances 0.000 description 1
- 150000001629 stilbenes Chemical class 0.000 description 1
- 235000021286 stilbenes Nutrition 0.000 description 1
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
- C09K19/44—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40 containing compounds with benzene rings directly linked
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/10—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
- C09K19/12—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
- C09K19/3003—Compounds containing at least two rings in which the different rings are directly linked (covalent bond)
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/08—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
- C09K19/30—Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing saturated or unsaturated non-aromatic rings, e.g. cyclohexane rings
- C09K19/3001—Cyclohexane rings
- C09K19/3028—Cyclohexane rings in which at least two rings are linked by a carbon chain containing carbon to carbon single bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/42—Mixtures of liquid crystal compounds covered by two or more of the preceding groups C09K19/06 - C09K19/40
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
- C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
- C09K19/542—Macromolecular compounds
- C09K19/544—Macromolecular compounds as dispersing or encapsulating medium around the liquid crystal
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
- G02F1/1334—Constructional arrangements; Manufacturing methods based on polymer dispersed liquid crystals, e.g. microencapsulated liquid crystals
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft elektrooptische Flüssigkristall systeme 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 abge grenzte 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 Flüssigkristallkomparti mente gekennzeichnet, die jedoch keineswegs eine kugel förmige Gestalt aufweisen müssen, sondern unregelmäßig geformt und/oder deformiert sein können.The optically transparent medium can differ from one another contain limited 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 elements marked, which are by no means a ball must have a shape, but irregular can be shaped and / or deformed.
Enthält das optisch transparente Medium Flüssigkristall- Mikrotröpfchen, wird es im folgenden als Matrix bezeich net, 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 net, on the other hand, lies a spongy, 3-dimensional networked structure before, the medium is through the expression Network characterized.
NCAP- und PDLC-Filme (NCAP = nematic curcilinear 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 gewöhn lich dadurch erhalten, daß das verkapselnde polymere Material, wie z. B. Polyvinylalkohol, die Flüssigkristall mischung 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 be schrieben. 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 ver mischt. 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 curcilinear 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 get used to Lich obtained in that the encapsulating polymer Material such as B. polyvinyl alcohol, the liquid crystal mixture and a carrier material, such as. B. water, in be mixed intimately in a colloid mill. Subsequently the carrier material z. B. removed by drying. A corresponding method is in US 44 35 047 wrote. 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 homogeneously ver mixes. 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 Flüssig kristalls 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 Elek troden 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 the liquid crystal on 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 elec brought troden 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 zusammefällt. Bei Netzwerk- Systemen ist eine Anpassung der Brechungsindizes wegen des üblicherweise sehr viel höheren Flüssigkristall anteils 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 polymer 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 eine elektrisch schaltbaren Lichtstreuungs effekt. Ist keine Spannung an die Elektroden, zwischen denen die Matrix bzw. des Netzwerk üblicherweise sand wichartig angeordnet ist, angelegt, wird auftreffendes Licht an den statistisch ausgerichteten Flüssigkristall molekülen stark gestreut, das System ist undurchsichtig. Beim Anlegen einer Spannung werden die Flüssigkristall moleküle 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 sand arranged wich-like, laid out, becomes striking Light on the statistically aligned liquid crystal Molecules are very 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 auf treffendes Licht wegen der Anpassung von no und NM ein optisch isotropes Medium und das System erscheint durch sichtig. Eine Anpassung ist erforderlich, um eine Streuung des Lichts an der Phasengrenze Matrix/Flüssigkristall tröpfchen zu vermeiden. In EP 02 72 585 ist eine andere Ausführungsform 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 feld freien Zustand durchsichtig, und es wird durch Anlegen einer Spannung in den opaken Zustand überführt.In microdroplet matrix systems, an optically isotropic medium sees perpendicularly to incident light due to the adaptation of n o 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 eine Anpassung der Brechungs indizes nicht unbedingt erforderlich, da wegen des hohen Flüssigkristallanteils an der Masse der lichtmodulieren den 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 Netz werk-Systemen ist zur Erzielung einer möglichst geringen Transmission im nicht geschalteten Zustand die Verwendung von Flüssigkristallen mit hoher optischer Anisotropie bevorzugt.In network systems there is an adjustment of the refraction indices not absolutely necessary because of the high Liquid crystal portion of the mass of the light modulators the layer the scatter at the phase boundary network Liquid crystal is obviously less strong. The System appears without when switched on Transparent refractive index adjustment. With network werk 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 Ober begriff 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 Ober Concept of claim 1 are especially 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"-Anwen dungen vorgesehen sind, werden Flüssigkristalle benötigt, die durch einen hohen Klärpunkt einen weiten nematischen Bereich und eine hohe UV- und Temperaturstabilität gekenn zeichnet sind. Weiter ist ein hoher Wert für die dielek trische Anisotropie Δε bevorzugt, um eine niedrige Schwellenspannung zu erhalten.Because these systems are especially suitable for "outdoor" users liquid crystals are required, which has a wide nematic due to a high clearing point Range and high UV and temperature stability are drawn. Next is a high value for the dielek trical anisotropy Δε preferred to a 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 Elektroden muster aufgebracht werden können. Anwendungen: Kraftfahrzeug, Großanzeigen, Werbeflächen, Uhren- GH display systems, the spectrum being simple Segment displays up to displays on which with conventional printing techniques any electrodes patterns 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 üblicher weise LC-Mischungen eingesetzt, die aus Alkyl- oder Alkoxy cyanobiphenylen und -terphenylen bestehen. So wird z. B. in US 46 88 900 und in EP 02 72 585 die Verwendung der Flüssig kristallmischung 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 Fließ viskosität η (20°C) von 54 mm²/s aus, hat jedoch gleich zeitig 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 Lichtstreu ung 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 je doch in Matrixdisplays mit hohem Informationsgehalt zur Realisierung schneller Schaltzeiten Flüssigkristall mischungen mit relativ niedriger Viskosität benötigt.So far, microdroplet matrix systems have become more common as LC mixtures used, which consist of alkyl or alkoxy cyanobiphenylene and terphenylene 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 has the same 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, ever but in matrix displays with high information content Realization of fast switching times liquid crystal mixtures with relatively low viscosity required.
Die in US 46 71 618 verwendete Flüssigkristallmischung E7 (hergestellt von BDH, Poole, Great Britain), die eben falls 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 46 71 618 (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 a slightly 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 Flüssigkri stallmischungen 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 Cyanophenyl pyridinverbindungen i. a. eine geringere Temperatur- und UV-Stabilität auf als Cyanooligophenyle.In EP 03 13 053, liquid crystal mixtures based on 2- (4-cyanophenyl) pyridines are proposed 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, cyanophenyl pyridine 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 Anwendungen optimier baren 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 with regard to the respective applications baren 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 Oligo meren des zur Bildung der Matrix bzw. des Netzwerks ver wendeten 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 Flüssig kristalle 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 oligo mer of the ver to form the matrix or network spent 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 elektro optischen 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, 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 ange führten Nachteile herkömmlicher Systeme nicht oder nur im geringen Maße aufweisen.The invention was based on the object of electro-optical To provide liquid crystal systems that the ange did not or only led to disadvantages of conventional systems to a small extent.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man für diese Systeme Flüssig kristallmischungen verwendet, die eine oder mehrere Ver bindungen der Formel I enthalten,Surprisingly, it has now been found that this task can be solved if you use liquid for these systems crystal mixtures used, one or more ver contain bonds of formula I,
worin
einer der Reste Q¹ und Q² p-Cyanophenyl und der andere
Rest Q¹ oder Q²wherein
one of Q¹ and Q² is p-cyanophenyl and the other Q¹ or Q²
wobei mindestens einer der Ringbeing at least one of the ring
und der andere Ringand the other ring
oder trans-1,4-Cyclohexylen,
R Alkyl mit bis zu 12 C-Atomen, worin auch eine oder
zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O- ersetzt
sein können, und
n=1 oder im Fallor trans-1,4-cyclohexylene,
R alkyl having up to 12 carbon atoms, in which one or two non-adjacent CH₂ groups can be replaced by -O-, and
n = 1 or in the case
und Q² = R n = 0and Q² = R n = 0
bedeuten. mean.
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 Subtratplatten 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 Flüssigkri stalls 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 Flüssig kristallsysteme entspricht der für derartige Systeme üblichen Bauweise. Der Begriff übliche Bauweise ist hier bei weit gefaßt und umschließt alle Abwandlungen und Modi fikationen.The structure of the electro-optical liquid according to the invention crystal systems corresponds to that for such systems usual design. The term common design is here at broad and encompasses all variations and modes fications.
So ist z. B. bei PDLC- oder NCAP-Filmen die von dem durch sichtigen Medium gebildete Matrix, in der die Flüssig kristallmischung mikrodispergiert oder mikroverkapselt ist, sandwichartig zwischen leitenden Elektroden ange ordnet. So z. B. in PDLC or NCAP films by the Visible medium formed matrix in which the liquid crystal mixture microdispersed or microencapsulated is sandwiched between conductive electrodes arranges.
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 verhinden.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 Herstel lung dieser Systeme verglichen mit herkömmlichen Flüssig kristallsystemen 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 the manufacture development of these systems compared to conventional liquids crystal systems such as B. TN or STN cells.
Die Matrix bzw. das 3-dimensionale Netzwerk basieren ins besondere auf isotropen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren. Die erhaltenen Systeme können je nach beab sichtigter Verwendung flexibel, elastisch oder starr sein.The matrix or the 3-dimensional network are based on especially on isotropic thermoplastics, thermosets and Elastomers. The systems obtained can depend on Visible use be 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 Mikro tröpfchen-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. with micro droplet matrix systems are used to make one 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 Materia lien wie z. B. anorganische oxidierte Glasmonolithe (US 48 14 211), weiter anorganische Materialien (s. z. B. Japanische Offenlegungsschrift 303325/1988) oder auch andere Materialien verwendet werden.In addition, other transparent materials can also be used lien such. B. inorganic oxidized glass monoliths (US 48 14 211), further inorganic materials (s. e.g. B. Japanese Patent Application 303325/1988) or other materials can also be used.
Bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen elektro optischen 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 according to the invention optical 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 erfindungs gemäßen elektrooptischen Systeme sind die Netzwerk-Systeme, deren Herstellung z. B. in EP 03 13 053 beschrieben ist.Another preferred embodiment of the Invention modern 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-Konfigura tion 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 tion is on the other side.
Zu den erfindungsgemäßen elektrooptischen System zählen auch "inverse Miktrotröpfchen-Matrix-Konfigurationen", bei denen das transparente Medium in Form von einzelnen z. B. kugelförmigen Teilchen in dem Flüssigkristall dis pergiert 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 in the liquid crystal dis is perforated. 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 üblicher weise klein gewählt, um eine möglichst niedrige Schwellen spannung 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 ange geben werden. Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Systeme weisen nur in Ausnahmefällen Schichtdicken 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 only have layer thicknesses d that are significantly larger than a few mm in exceptional cases; layer thicknesses d ≦ 2 mm are preferred.
Die Schwellenspannung wird auch von der Größe der Mikro tröpfchen 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 Durch messer zwischen 15 und 2000 Å aufweist. Für die Maschen weite des Netzwerks der PN-Systeme wird in EP 03 13 053 ein bevorzugter Bereich zwischen 0,5 und 2 µm angegeben. Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen elek trooptischen Flüssigkristallsysteme zu den bisher üblichen besteht jedoch in dem verwendeten Flüssigkristall.The threshold voltage is also affected by the size of the micro droplets 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. For the mesh size of the network of PN systems, a preferred range between 0.5 and 2 µm is specified in EP 03 13 053. A significant difference between the electro-optic liquid crystal systems according to the invention and the ones used hitherto, however, is the liquid crystal used.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristalle enthalten minde stens eine Verbindung der Formel I.The liquid crystals according to the invention contain at least least a compound of formula I.
Die Verbindungen der Formel I umfassen 2kernige Verbin dungen der Teilformeln Ia 1 und Ia 2, die bevorzugt sind:The compounds of the formula I comprise binuclear compounds of formulas Ia 1 and Ia 2, which are preferred:
In den Verbindungen der Formel Ia 1 und Ia 2 ist R vorzugs weise n-Alkyl oder n-Alkoxy mit 1-10 C-Atomen, insbeson dere jedoch mit 1-8 C-Atomen. Weiter bevorzugt sind n- Alkoxyalkylverbindungen und insbesondere n-Alkoxymethyl- und n-Alkoxyethylverbindungen.In the compounds of the formula Ia 1 and Ia 2, R is preferred as n-alkyl or n-alkoxy with 1-10 C atoms, in particular but with 1-8 carbon atoms. Further preferred are Alkoxyalkyl compounds and especially n-alkoxymethyl and n-alkoxyethyl compounds.
Die Verbindungen der Formel I umfassen weiter 3kernige Verbindungen der Teilformeln Ib 1 und Ib 2:The compounds of formula I further comprise trinuclear Compounds of the sub-formulas Ib 1 and Ib 2:
Die Verbindungen der Teilformeln Ib 11-Ib 12 und Ib 21-Ib 22 sind bevorzugt: The compounds of the sub-formulas Ib 11-Ib 12 and Ib 21-Ib 22 are preferred:
In den Verbindungen der Teilformeln Ib 11-Ib 12 und Ib 21-Ib 22 bedeutet R vorzugsweise n-Alkyl- oder n-Alkoxy mit 1-10 C-Atomen, daneben auch n-Alkoxymethyl oder n-Alkoxyethyl, wobei n-Alkoxy 1-6 C-Atome enthält.In the compounds of the sub-formulas Ib 11-Ib 12 and Ib 21-Ib 22 R preferably denotes n-alkyl- or n-alkoxy with 1-10 C atoms, also n-alkoxymethyl or n-alkoxyethyl, where n-alkoxy contains 1-6 C atoms.
In den Verbindungen der Formel I kann der Rest R gerad kettig oder verzweigt sein. R ist vorzugsweise gerad kettig, jedoch können Verbindungen der Formel I mit verzweigten Alkyl- oder Alkoxyresten gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssig kristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, ins besondere 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 be chain or branched. R is preferably straight chain, however, compounds of formula I with branched alkyl or alkoxy radicals occasionally because of better solubility in the usual liquid crystalline base materials are of importance, ins special 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 ver zweigte Reste R sind Isopropyl, 2-Butyl (=1-Methyl propyl), Isobutyl (=2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (=3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methyl pentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, 2-Octyl, Isopro poxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methyl hexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methyl pentyl, 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 ver branched radicals R are isopropyl, 2-butyl (= 1-methyl propyl), isobutyl (= 2-methylpropyl), 2-methylbutyl, Isopentyl (= 3-methylbutyl), 2-methylpentyl, 3-methyl pentyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, 2-octyl, isopro poxy, 2-methylpropoxy, 2-methylbutoxy, 3-methylbutoxy, 2-methylpentoxy, 3-methylpentoxy, 2-ethylhexoxy, 1-methyl hexoxy, 2-octyloxy, 2-oxa-3-methylbutyl, 3-oxa-4-methyl pentyl, 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 oder 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 er wähnten 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 or 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 one can also of well-known, not closer here use mentioned variants.
Die Verbindungen der Formel I werden vorzugsweise nach den in DE 26 36 684, DE 29 22 236, EP 01 02 047, EP 01 29 177, DE 30 40 362 und DE 33 17 597 beschriebe nen Methoden dargestellt.The compounds of formula I are preferably after those in DE 26 36 684, DE 29 22 236, EP 01 02 047, EP 01 29 177, DE 30 40 362 and DE 33 17 597 methods.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen basieren neben Verbindungen der Formel I vorzugsweise auf Verbin dungen der Formeln II-VThe liquid crystal mixtures according to the invention are based in addition to compounds of formula I preferably on verbin 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,
Y eine Einfachbindung, -COO- oder -OOC-,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,
Y is a single bond, -COO- or -OOC-,
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, Cyclohexan carbonsäurephenyl- oder cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexylphenylester der Benzoesäure, der Cyclohexan carbonsäure, bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexyl cyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexyl benzole, 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-phenyl- cyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylphenylethane, gegebenenfalls halo genierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und sub stituierten 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 cyclohexylcyclohexane carboxylic acid, Phenylcyclohexanes, cyclohexylbiphenyls, phenylcyclohexyl cyclohexane, cyclohexylcyclohexane, cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexenes, 1,4-bis-cyclohexyl benzenes, 4,4'-bis-cyclohexylbiphenyls, phenyl or Cyclohexylpyrimidines, phenyl- or cyclohexylpyridines, Phenyl- or cyclohexyldioxane, phenyl- or cyclohexyl- 1,3-dithiane, 1,2-diphenylethane, 1,2-dicyclohexylethane, 1-phenyl-2-cyclohexylethane, 1-cyclohexyl-2- (4-phenyl- cyclohexyl) ethane, 1-cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-phenyl-2-cyclohexylphenylethane, optionally halo embarrassed stilbenes, benzylphenyl ether, tolanes and sub substituted cinnamic acids. The 1,4-phenylene groups in these Compounds can also be fluorinated.
Die wichtigsten als weitere Bestandteile der in den erfindungsgemäßen elelktrooptischen 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′′ 1R′-L-E-R ′ ′ 1
R′-L-COO-E-R′′ 2R'-L-COO-E-R '' 2
R′-L-OOC-E-R′′ 3R′-L-OOC-E-R ′ ′ 3
R′-L-CH₂CH₂-E-R′′ 4R'-L-CH₂CH₂-E-R '' 4
R′-L-C≡C-E-R′′ 5R′-L-C≡C-E-R ′ ′ 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 sub stituiertes 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 unsubstituted or fluorine sub substituted 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- mean 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. Vorzugs weise enthalten die erfindungsgemäßen Flüssigkristalle eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Ver bindungen 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 -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. Preferential the liquid crystals according to the invention contain one or more components selected from the ver bonds 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 -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 Ver bindungen 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 be deutet 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 ver Bonds 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 be indicates 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 Flüssig
kristall-Systemen verwendeten Flüssigkristalle enthalten
vorzugsweise neben Komponenten aus der Gruppe der Ver
bindungen 1a, 2a, 3a, 4a und 5a (Gruppe 1) auch Kompo
nenten aus der Gruppe der Verbindungen 1b, 2b, 3b, 4b,
und 5b (Gruppe 2), deren Anteile vorzugsweise wie folgt
sind:
Gruppe 1: 0 bis 60%, insbesondere 5 bis 50%,
Gruppe 2: 0 bis 60%, insbesondere 5 bis 40%.The liquid crystals used in the electro-optical liquid crystal systems according to the invention preferably contain, in addition to components from the group of compounds 1a, 2a, 3a, 4a and 5a (group 1), components from the group of compounds 1b, 2b, 3b, 4b, and 5b (Group 2), the proportions of which are preferably as follows:
Group 1: 0 to 60%, in particular 5 to 50%,
Group 2: 0 to 60%, especially 5 to 40%.
Die in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssig kristall-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 according to the invention contain liquid crystal used in crystal systems 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 bestehen den Basismischung an den in den erfindungsgemäßen elektro optischen Flüssigkristall-Systemen verwendeten Flüssig kristallen beträgt vorzugsweise 15%-100%, insbesondere jedoch 25%-100%. Die Basismischung basiert neben Ver bindungen der Formel I besonders bevorzugt auf der fol genden kleineren Gruppe von Verbindungen, wobei R¹ die oben angeführte Bedeutung hat.The proportion of which consist of compounds of the formulas I-V the base mixture to the electro in the invention liquid crystal optical systems used liquid crystals is preferably 15% -100%, especially however 25% -100%. The basic mix is based on Ver Compounds of formula I particularly preferably on fol 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 Flüssig kristall 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 vor zugsweise 2-40, insbesondere jedoch 2-38 und ganz beson ders 2-35 Verbindungen. Der Massenanteil dieser Verbin dungen an den Mischungen 1-12 kann innerhalb der angege benen Grenzen zur optimalen Anpassung an den jeweiligen Displaytyp variiert werden, wobei die Summe dieser Massen anteile 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 contain preferably 2-40, but especially 2-38 and very special or 2-35 connections. The mass fraction of this verb Mixtures 1-12 can be added within the range limits for optimal adaptation to the respective Display type can be varied, the sum of these masses shares in mixtures 1-12 of course 100% is.
Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall systeme zeichnen sich vorzugsweise dadurch aus, daß während der Herstellung des Systems keine oder nur eine geringe Wechselwirkung der Komponenten der Flüssig kristallmischung mit dem polymeren Trägermaterial über polare Gruppen zustande kommt.The electro-optical liquid crystal according to the invention systems 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 elelktrooptischen Flüssigkristall- Systeme können durch Anlegen einer Gleich- oder Wechsel spannung geschaltet werden. Bevorzugt jedoch wird eine Wechselspannung verwendet, die eine Effektiv-Wechsel spannungsamplitude zwischen 1 und 240 Volt und eine Wechselspannungsfrequenz zwischen 10 und 10 kHz aufweist. The electro-optic liquid crystal Systems can be created by creating an equal or alternate voltage can be switched. However, one is preferred AC voltage is used, which is an effective alternation voltage amplitude between 1 and 240 volts and a Has alternating voltage frequency between 10 and 10 kHz.
Besonders bevorzugt sind Amplituden zwischen 2 und 220 Volt und Frequenzen zwischen 20 und 120 Hz. Ganz besonders bevorzugt liegt die Amplitude der Wechsel spannung zwischen 2 und 130 V.Amplitudes between 2 and 220 volts and frequencies between 20 and 120 Hz. Quite the amplitude of the changes is particularly preferred voltage between 2 and 130 V.
Die dielektrische Anisotropie der verwendeten Flüssig kristallmischung ist positiv Δε<0 und vorzugsweise Δε<3. Für kleinere Werte der dielektrischen Anisotro pie Δε werden sehr hohe Schwellenspannungen beobachtet. Besonders bevorzugt sind Werte Δε<5, insbesondere Δε<10 und ganz besonders Δε<15.The dielectric anisotropy of the liquid used crystal mixture is positive Δε <0 and preferably Δε <3. For smaller values of dielectric anisotrop Very high threshold voltages are observed. Values Δε <5 are particularly preferred, in particular Δε <10 and very particularly Δε <15.
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssig kristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in den den Hauptbestand teil 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 which can be used according to the invention crystal mixtures are carried out in a conventional manner. As a rule, the desired amount is less Quantity of components used in the main inventory partially constituent components solved, useful for 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 Flüssig kristallmischungen so modifiziert werden, daß sie in allen elektrooptischen Systemen gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 verwendet werden können.The liquid described can be added by suitable additives crystal mixtures are modified so that they 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. pleo chroitische Farbstoffe zur Herstellung farbiger elektro optischer Systeme oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der optischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Temperaturabhängigkeit elek trooptischer 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. pleo chroitic 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 elec Trooptic parameters of the liquid crystals 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 Doppel brechung Δn und/oder der ordentliche Brechungsindex no 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 expert can further select from the large pool of nematic or nematogenic substances additives to the liquid crystal mixtures described so that the double refraction Δn and / or the ordinary refractive index n o and / or other refractive indices and / or the viscosity and / or the dielectric anisotropy and / or further parameters of the liquid crystal can be optimized with regard to the respective application.
Zur Erhöhung des Klärpunkts kann der Fachmann den in den erfindungsgemäßen Systemen verwendeten Flüssigkristall mischungen z. B. hochklärende Substanzen zusetzen wie z. B.To increase the clearing point, the person skilled in the art Systems used liquid crystal according to the invention mixtures z. 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 der artiger Zusätze vorzugsweise so wählen, daß insbesondere Δn und/oder no 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 each independently represent alkyl, methoxy, alkoxycarbonyl or alkanoyloxy with 1-15 C atoms. The person skilled in the art will preferably choose the concentration of the additives in such a way that in particular Δn and / or n o another refractive index and / or Δε to be adapted to the particular design of the electro-optical system according to the invention is only 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 Flüssig kristallmischung erforderlich, da sonst insbesondere bei niederen bis mittleren Frequenzen eine flimmernde Anzeige resultiert. Zur Erhöhung der Viskosität kann der Fachmann der Flüssigkristallmischung hochviskose Flüssigkristall verbindungen 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 ver wendet, sind insbesondere niedrigviskose Flüssigkristall mischungen 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 connections 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. ver as a matrix display with high information content uses, in particular, 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 ver wendeten Substanzen und ihre Konzentration so wählen, daß andere entscheidende Parameter der Flüssigkristall mischung wie z. B. Δn, Δε und bei Verwendung von Viskosi tätserniedrigern insbesondere Tc nur in einem akzeptablen und/oder kleinen und/oder unwesentlichen Ausmaß beein flußt wird. where R² and R³ have the meaning given above. The person skilled in the art will select the substances used to modify the viscosity and their concentration so that other decisive parameters of the liquid crystal mixture, such as, for. B. Δn, Δε and when using viscous lowers especially T c is influenced only 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 that for the The polymer used in the matrix should not be changed too much.
Der Fachmann wird die Konzentration derartiger Zusätze so wählen, daß die Flüssigkristallmischung auf die jeweilige Ausgestaltung des elektrooptischen Systems optimal abge stimmt ist; insbesondere wird er darauf achten, daß Δn und/oder no und/oder ein oder mehrere weitere Brechungsindizes des Flüssigkristalls nur in einem akzeptablen und/oder klei nen und/oder vernachlässigbaren Ausmaß beeinflußt werden.The expert will choose the concentration of such additives so that the liquid crystal mixture is optimally matched to the particular design of the electro-optical system; in particular, he will take care that Δn and / or n o and / or one or more further refractive indices of the liquid crystal are only influenced to an acceptable and / or small and / or negligible extent.
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.To modify the birefringence, the expert can, for. B. in liquid crystal mixtures, the compounds of the 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 can be used.
Durch die beschriebenen Zusätze kann der Flüssigkristall im Hinblick auf die jeweilige Anwendung modifiziert und op timiert werden. Entscheidend aber ist, daß Flüssigkristalle, enthaltend Verbindungen der Formel I und insbesondere solche zusätzlich enthaltend eine oder mehrer Verbindun gen der Formeln II-V, zur Verwendung in erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall-Systemen besonders geeig net sind. Ganz besonders geeignet sind jedoch die Flüssig kristallmischungen, die auf den Mischungen 1-12 basieren.Due to the additives described, the liquid crystal modified with regard to the respective application and op be timed. It is crucial, however, that liquid crystals, containing compounds of formula I and in particular those additionally containing one or more compounds gene of formulas II-V, for use in the invention particularly suitable for electro-optic liquid crystal systems are not. However, the liquids are very particularly suitable crystal mixtures based on mixtures 1-12.
Diese Verbindungen der Formel I enthaltenden Flüssig kristallmischungen stellen für die Anwendung in elektro optischen 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 containing these compounds of formula I. crystal mixtures make 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 zeich nen sich durch vorteilhafte Werte für die dielektrische Anisotropie Δε, eine hohe Stabilität, geringe Mischbar keit mit dem für die Matrix verwendeten Polymer und ins besondere durch einen breiten mesogenen Bereich, einen relativ hohen Klärpunkt und eine hohe Doppelbrechnung aus. Die Flüssigkristalle entsprechen den eingangs beschrie benen 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.The liquid crystals usable according to the invention advantageous values for the dielectric Anisotropy Δε, high stability, low miscibility speed with the polymer used for the matrix and ins special due to a wide mesogenic range, a relatively high clearing point and a high double refraction. The liquid crystals correspond to the ones described at the beginning The requirements that apply when used in a electro-optical system according to the preamble of Claim 1 are made, in a particularly high degree and much better than previously used in these systems 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 den Phasen
typ),
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 Umwand
lungstemperatur in Grad Celsisus an.
Die angegebenen Prozentzahlen sind Massenprozente.
The number between two symbols indicates the transformation temperature in degrees Celsisus.
The percentages given are percentages by mass.
a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthal tend eine Flüssigkristallmischung, die aus folgenden Verbindungen bestehta) An electro-optical liquid crystal system, included tend 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
6,5% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-
trans-4-butylcyclohexyl-carboxylat
5,6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-cyano-
biphenyl
20% 1-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-2-(4-cyano
phenyl)-ethan14.4% 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
6.5% 4- (trans-4-propylcyclohexyl) phenyl trans-4-butylcyclohexyl carboxylate
5.6% 4- (trans-4-pentylcyclohexyl) -4'-cyano-biphenyl
20% 1- (trans-4-pentylcyclohexyl) -2- (4-cyano phenyl) ethane
und folgende physikalische Parameter aufweist:and has the following physical parameters:
Klärpunkt TC = 80°C
Viskosität η = 29 mm² S-1 (20°C)
Optische Anisotropie Δn = 0,14 (20°C, 589 nm)
Dielektrische Anisotropie Δε = 11,8 (20°C, 1 kHz)Clear point T C = 80 ° C
Viscosity η = 29 mm² S -1 (20 ° C)
Optical anisotropy Δn = 0.14 (20 ° C, 589 nm)
Dielectric anisotropy Δε = 11.8 (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.
1.1 Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit dem durch UV-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 durch sichtige, mit Elektrodenschichten versehene Glassub strate 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.1.1 The liquid crystal mixture from a) is with the UV radiation curable adhesive NOA 65 (Norland Products) in a ratio of 1.6: 1 at room temperature stirred until a clear solution is obtained which together with spacers (20 µm) between 2 through Visible glass sub with electrode layers strate is brought. The glass substrates are squeezed, creating a smooth film with a thickness of 20 microns is obtained by a 1-minute UV radiation is cured.
1.2 Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit Epikote 828 und Capurce 3-800 (Miller Stephenson Company) im Verhältnis 1 : 1 : 1 bei Raumtemperatur gerührt, bis eine klare Lösung erhalten wird; die Rührzeig wird so kurz wie möglich gehalten, da die Lösung bei Raum temperatur bereits nach etwa ½ h ausgehärtet ist. Die Lösung wird zusammen in Abstandshaltern (20 µm) zwischen 2 durchsichtige, mit Elektrodenschichten versehene Glassubstrate gebracht, die zusammenge drückt werden, wodurch ein gleichmäßiger Film mit einer Dicke von 20 µm erhalten wird. Zur Beschleu nigung des Aushärtprozesses können die Filme auf Temperatur bis 100°C erwärmt werden.1.2 The liquid crystal mixture from a) is epikote 828 and Capurce 3-800 (Miller Stephenson Company) at Ratio 1: 1: 1 stirred at room temperature until a clear solution is obtained; the scramble will kept as short as possible since the solution is at room temperature has already hardened after about ½ h. The solution is put together in spacers (20 µm) between 2 transparent, with electrode layers provided glass substrates brought together be pressed, creating a smooth film with a thickness of 20 microns is obtained. For acceleration The curing process can be applied to the films Temperature can be heated up to 100 ° C.
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 bei 85°C getrocknet, bevor ein zweites mit einer Elektroden schicht 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. 1.3 5 g of the liquid crystal mixture from a) are with 15 g of 20% aqueous PVA solution at room temperature Stirred at 2000 rpm for 2 minutes. The received Solution is degassed for 24 h and together with Spacers (20 µm) in a thin layer on one glass substrate provided with an electrode layer upset. The arrangement is 1 h at 85 ° C dried before a second one with electrodes layered glass substrate is pressed on, creating a uniform film with a thickness of 20 microns is obtained. The system thus obtained is dried at 85 ° C. for a further 24 h.
Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit Tri methylpropan-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 erhal tene System mit einer definierten Geschwindigkeit (3 /min) durch das Strahlungsfeld einer Halogen lampe (70 W/cm) gefahren.The liquid crystal mixture from a) is tri methylpropane triacrylate as a polymerizable Compound and 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropane 1-on (Darocure 1173, commercial product from E. Merck, Darmstadt) as a photoinitiator in the ratio 80: 19.8: 0.2 stirred and with the addition of Spacers with a thickness of 20 µm between 2 glass plates with electrode layers brought. This was obtained to cure the polymer system with a defined speed (3 / min) through the radiation field of a halogen lamp (70 W / cm) driven.
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, durch eine niedrige Schwel lenspannung und einen hohen 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, through a low smoldering lens tension and a high contrast.
Claims (14)
- - welches zwischen 2 Elektroden, die gegebenenfalls auf Subtratplatten aufgebracht sind, einen dielektrisch positiven Flüssigkristall und ein weiteres optisch transparentes Medium enthält,
- - dessen Flüssigkristallmoleküle im ausgeschal teten Zustand eine unregelmäßige Orientierung aufweisen,
- - bei dem einer der Brechungsindizes des Flüssig kristalls 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 unab hängig von der Polarisation des einfallenden Lichtes eine gegenüber dem anderen Zustand ver minderte 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, regardless of the polarization of the incident light, has a reduced transmission compared to the other state,
einer der Reste Q¹ und Q² p-Cyanophenyl und der andere Rest Q¹ oder Q² wobei mindestens einer der Ringe und der andere Ring oder trans-1,4-Cyclohexylen,
R Alkyl mit bis zu 12 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O- ersetzt sein können, und
n = 1 oder im Fall bedeuten. characterized in that the liquid crystal contains one or more compounds of the formula I. wherein
one of Q¹ and Q² is p-cyanophenyl and the other Q¹ or Q² taking at least one of the rings and the other ring or trans-1,4-cyclohexylene,
R alkyl having up to 12 carbon atoms, in which one or two non-adjacent CH₂ groups can be replaced by -O-, and
n = 1 or in the case mean.
R¹ jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl gruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können,
Y eine Einfachbindung, -COO- oder -OOC-, bedeuten.2. System according to claim 1, characterized in that the liquid crystal contains one or more compounds selected from the compounds of the formulas II-V, 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-,
Y is a single bond, -COO- or -OOC-, mean.
L und E jeweils unabhängig voneinander einen biva lenten 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 substi tuiertes 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.5. System according to at least one of claims 1-4, characterized in that the liquid crystal contains further compounds of the formulas 1-5 R'-LER ''1R'-L-COO-ER''2R'-L-OOC-ER''3R'-L-CH₂CH₂-ER''4R'-LC≡CER'' 5worin
L and E each independently form a bivalent radical from the group consisting of -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G- Phe- and -G-Cyc- and their mirror images formed group, wherein Phe unsubstituted or substituted by fluorine-substituted 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)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4001541A DE4001541A1 (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Electro-optical LC system |
| KR1019910700549A KR100204745B1 (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | Electro-optical liquid crystal system |
| CA002042603A CA2042603A1 (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | Electrooptical liquid crystal system |
| EP90916747A EP0452460B2 (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. |
| YU245190A YU245190A (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | ELECTROOPTICAL LIQUID CRYSTALS |
| PCT/EP1990/001649 WO1991005029A1 (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | Electro-optical liquid crystal system |
| SG1995904322A SG26369G (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | Electro-optical liquid crystal system |
| JP2515321A JP2962825B2 (en) | 1989-10-02 | 1990-10-01 | Electro-optical liquid crystal system |
| CN90109220A CN1051926A (en) | 1989-10-02 | 1990-10-02 | Electrooptic liquid crystal system |
| PL28759590A PL287595A1 (en) | 1989-11-01 | 1990-10-31 | Electro-optical liquid crystal system |
| US07/687,852 US5344587A (en) | 1989-10-02 | 1991-06-03 | Electrooptical liquid-crystal system |
| US08/392,682 US5958290A (en) | 1989-10-02 | 1995-02-23 | Electrooptical liquid crystal system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4001541A DE4001541A1 (en) | 1990-01-19 | 1990-01-19 | Electro-optical LC system |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4001541A1 true DE4001541A1 (en) | 1991-07-25 |
Family
ID=6398420
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE4001541A Ceased DE4001541A1 (en) | 1989-10-02 | 1990-01-19 | Electro-optical LC system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4001541A1 (en) |
-
1990
- 1990-01-19 DE DE4001541A patent/DE4001541A1/en not_active Ceased
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0452460B2 (en) | Electro-optical liquid crystal system | |
| DE69322649T2 (en) | WHITE PDLC SYSTEM | |
| DE3524489A1 (en) | 2-PHENYLPYRIDINE DERIVATIVES AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF | |
| EP0565688A1 (en) | Electrooptical liquid crystal system | |
| DE4107120A1 (en) | 4,4'-Di:substd. 2',3-di:fluoro-bi:phenyl cpds. - useful as components of liq. crystal media for electro=optical displays | |
| DE69123127T2 (en) | Liquid crystal display | |
| DE3241027A1 (en) | LIQUID CRYSTALINE, CHIRAL CONNECTION, IN PARTICULAR AS PART OF A LIQUID CRYSTAL GUEST / HOST MATERIALS AND ELECTRO-OPTICAL DISPLAY UNIT WITH THIS MATERIAL | |
| DE4111990B4 (en) | Di- and trifluorotolanes | |
| EP0500815B1 (en) | Electro-optical liquid crystal system | |
| EP0525492B1 (en) | Electro-optical arrangement | |
| WO1986005799A1 (en) | Liquid crystal phase | |
| DE4104183A1 (en) | High holding ratio, micro-droplet or network electro=optical system - contg. specified cpd. in liq. crystal mixt. and with polymerisation of transparent medium initiated by radical photoinitiator | |
| DE4007039A1 (en) | Positive dielectric, electro-optical liq. crystal system - contg. chiral dopant to control slope of characteristic graph and improve on-off contrast | |
| DE4005869A1 (en) | Stable electro=optical liq. crystal system - has dielectrically neutral liq. crystal and cpd. dielectrically positive liq. crystal cpd., with high flow viscosity | |
| DE4000723B4 (en) | Liquid crystal mixture and its use | |
| DE4001541A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4001023A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4001539A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4002146A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4038767A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4001540A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4001843A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4000471A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4100237A1 (en) | Electro-optical LC system | |
| DE4101468A1 (en) | LCD medium contg. dioxanyl, pyrimidinyl or pyridyl benzene cpd. - with substit. contg. fluorine and/or chloride for LCD with low threshold voltage |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8131 | Rejection |