DE2307148B2 - Fluessigkristallmischung - Google Patents

Description

(CH₃J₂N

N(CH₃J₂

und die den nematischen Zustand aufweisende Substanz

p-Methoxybenzyliden-p-n-butylanilin, p-Äthoxybenzyliden-p-n-butylanilin, Bis-(4-n-octyloxybenzyliden)-2-chlor-1,4-phenylendiamin,
p-Methylbenzyliden-p-n-butylanilin, p-Octyloxybenzyliden-p-n-butylanilin, p-Hexyloxybenzyliden-p-n-butylanilin, p-Butoxybenzyliden-p-n-butylanilin

oder eine Mischung dieser Stoffe ist.

2. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die den nematischen Zustand aufweisende Substanz p-Methoxybenzyliden-p-n-butylanilin ist.

3. Flüssigkristallmischung, enthaltend neben den in den Ansprüchen 1 oder 2 genannten Bestandteilen zusätzlich noch cholesterische Flüssigkristalle.

4. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die cholesterischen Flüssigkristalle Cholesterylnonanoat sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallmiüchung, bestehend aus einer einen nematischen Zustand aufweisenden Substanz und einem organischen Dotierungsmittel.

Gemäß der Erfindung ist das Dotierungsmittel Squarylium-Farbstoff der Formel

(CH₃J₂ N-

N(CH₃J₂

und die den ncnuitischcn Zustund aufweisende .Substanz ist

p-Methoxybenzylidcn-p-n-bu ty !anilin,

p-Äthoxybenzyliden-p-n-butylanilin, Bis-(4-n-octyIoxyben/ylidL'n)-2-chlor-1,4-phenylendiamin,

p-Mct hy Ibcnzylidcn-p-n-buty !anilin, p-Oetyloxybenzyliden-p-n-buty !anilin, p-Hexyloxybcnzylidcn-p-n-butylanilin,

p-Butoxybenzyliden-p-n-butylanilin oder eine Mischung dieser Stoffe. Gegebenenfalls enthält die erfindungsgemäße l-lüssigkristallmischung

148 ₂

neben diesen Bestandteilen zusätzlich noch cholesterische Flüssigkristalle.

Nematische Flüssigkristalle bildende Mischungen sind bekannt, haben jedoch beim Anlegen elektrischer Felder nicht immer reproduzierbare Eigenschaften. Insbesondere nimmt unter Betriebsbedingungen die dynamische Streuung (dynamic scattering mode = DSM) oder die Emulsionsstreuung (emulsion storage scattering = ESS) fortlaufend ab, und es sind die Leitfähigkeits- und Ansprecheigenschaften verunreinigter Flüssigkristalle nicht immer die gleichen. Aus der US-PS 34 99 112 ist es bekannt, daß die Zugabe von p-n-Butoxybenzoesäure zu Anisyliden-p-aminophenylacetat den Kontrast erhöht und die Zugabe von Dodecylisochinoliumbromid die dynamische Streuung von p-Azoxyanisol verbessert Jedoch arbeiteten diese Flüssigkristalle bei hohen Temperaturen. Sowohl die dynamische Streuung als auch die Emulsionsstreuung sind in Aufsätzen von H e i 1 m e i e r et al. in Applied Physics Letters, 13, Nr. 1 und 4 (1968), Proceedings IEEE 56, 1162 (1968), Applied Physics Letters 13, 132 (1968) und Proceedings IEEE 57,34 (1969) beschrieben.

Es gibt weiterhin zahlreiche Veröffentlichungen, welche Flüssigkristalle und deren Anwendungen beschreiben, beispielsweise »Liquid-Crystal Image Intensifier and Recorder«, IBM Technical Disclosure Bulletin, Bd. 12, Nr. 6, November 1969, G. H. H e i 1 m e i e r et al.: »Dynamic Scattering«, Proceedings of the IEEE, Bd. 56, Nr. 7, Juli 1968, Seiten 1162-1171, John A. Van R a a 11 e : »Reflective Liquid Crystal Television Display«, Proceedings of the IEEE, Bd. 56, Nr. 12, Dezember 1968, Seiten 2146-2149, G. H. H e i 1 m e i e r et al.: »Further Studies of the Dynamic Scattering Mode in Nematic Liquid Crystals«, IEEE Transactions on Electron Devices, Bd. Ed-17, Nr. 1, Januar 1970, Seiten 22-26, und »Now that the Heat is Off, Liquid Crystals can Show Their Colors Everywhere«, Electronics, 6. JuIi 1970, Seiten 64-70. Für die in diesen Aufsätzen beschriebenen Anwendungen sind auch die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen geeignet und liefern dabei verbesserte Ergebnisse.

Bei der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischung ist das Dotierungsmittel Squarylium-Farbstoff und die einen nematischen Zustand aufweisende Substanz p-Methoxybenzyliden-p-n-bulylanilin, p-Äthoxybenzyliden-p-n-butylanilin, Bis-(4-n-octyloxybenzyliden)-2-chlor-1,4-phenylendiamin, p-Methylbenzyliden-p-n-butylanilin, p-Octyloxybenzyliden-p-n-butylanilin, p-He-

xyloxybenzyliden-p-n-butylanilin, p-Butoxybenzyliden-p-n-butylanilin oder eine Mischung dieser Stoffe.

Der Squarylium-Farbstoff ist 2,4-Bis-(4'-dimethylaminophenylJ-i^-Cyclobutadiendiylium-i^-diolat mit der Strukturformel

(CHj)₂N-

V/

-N(CHj)₂

fio Die aus einem oder mehreren der vorstehend angegebenen Stoffe bestehende Substanz nimmt den nematischen Zustand bei Raumtemperatur an. Durch die Dotierung dieser Substanz mit Squarylium-Farbstoff wird eine Verlängerung der Lebensdauer und zugleich eine Verminderung der Ansprechzeit der Flüssigkristallmischung erzielt. Beispielsweise betrug die Abklingzeit der Streuung bei p-Melhoxybenzyliden-p-n-butylaniün (50 V, 12 μηι) 0,5 s, während sie bei der gleichen Probe

_mit einem Zusatz von weniger als 0.1% Squarylium-Sbstoff nur noch 0,07 s betrug. Weiterhin ergab L Ξ W^ p-Methoxybenzyliden-p-n-buty.anilin mit einem Zusatz von 8 Gevv% Cholesterylin einer photoaktivierten CdS-Flüssigkristallein undefinienes oder überhaupt kein photoaktikann in Verbindung mit e.ner
dargestellten gee.gneten Elektr

oder eine Serie von Budern m,
kc.t erzeugt werden Die ^Ze'
Abklingen des Bildes «
Flüssigkristalle (50 V. 12 μη*

oder normale

t einer

S=^sÄziu=teS ^ψ^ΒΒΒΐ^

Sei« wird dann auf Raumtemperatur abgekühlt ,5 '^^^^S^i f'*" dVr Innenfläche mit einer

undergibt eine stabile Substanz, die bei Raumtempera- von welchen UeWaUeH arde-um _zinnoxyd

;_ur im'nematischen Zustand ist. Der Squarylium-Farb- durchsangen leitenden Sch.cht 15 ^

Ä5^g

erwärmt, um das Dotierungsmittel zu losen. Die ^stallmif^hunf*_äh

30 Zelle mit einem aufzuzeich-

₄o

sszzss&f"^fog;

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Elding ergeben sich aus der folgenden Beschreibung soezieller Beispiele anhand der Zeichnung. Es zeigt ^PF g 1 eine schematische Darstellung einer dotierten DSM Flüssigkristalle enthaltenden Zelle und ^D F i g 2 eine schematische Darstellung einer dot.erte ESS-Flüssigkristalle enthaltenden Zelle. ..

Die in F ig. 1 dargestellte Zelle 10 besteht aus zwei ,m Abstand voneinander angeordneten, durchsichtigen Kunststoff- oder Glasplatten 11 und 12. die an ihren rS η in nicht näher dargestellter Weise dicht _m tein nder verbunden sind. Zwischen den Platten Enthält die Zelle eine dünne Schicht einer nach der Erfindung dotierten nematischen Hussigkristallmischung 13. Die durchsichtigen Platten 11 und 12 sind an Sen Innenseiten mit durchsichtigen eilenden, Schichen 14 und 15 versehen, von denen eine oder be.de an eine Gleichstromquelle 16 angeschlossen sind^

Zur Beschreibung der Betriebseigenschaften se. aneenommen, daß die DMS-Flüssigkr.stallm.schung 13 auf P Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilin mit einem Gehalt von weniger als 0.1% Squarylium-rarbstoff besteht Es handelt sich dann um e.ne fiemausche raSgkristallmischung. die unter normalen üchtbedm- «Hingen bei Raumtemperatur durchsichtig ist. Wenn fedoch ein Bereich der durchsichtigen r1tes.gknstallzel· e durch eine Gleichspannung, die von der Batterie geliefert wird, im Bereich 13'mit einem Strom von etwa

IWs 10 uA/cm^ erregt wird, indem e.n durchs.chtige. Leiter 17 gespeist wird, beispielsweise die entsprechen-

de Flad e der durchsichtigen Elektrode 15 m Verb,-J_1n 'mit der gegenüberstehenden durchs.cht.gen Ekktrod 14 so nunmt der Bereich 13' sofort einen das Sch relativ stark streuenden Zustand an während de.

Rest de-' FlOssigkristallmischung durchsichug blebt D.c

die A Mwierui b.lderzeugende schung ein E

kann durch

¹ ~ ι—

oioieiiciiui.il Schicht durch das wird in der Flüssigkristallmierzeugt, wie die in Fig.2 A, B, C. Wenn die deichtet wird, bleibt das Bild in der sonst iigkristallmischung erhalten. ~^J~- Änderung des ESS-Effektes eines in nicht näher speziell ausgebildeten einem niederfrequenten Wechselstrom schung mit hochfrequentem laeii kann. Bildspeichernde Flüsfür optische Verarbeitung können aus einer Mischung von MBBA, Dotierungsmitteln und Cholesterylnonanoat bestehen und bilden Flüssigkristalle mit großer Lebensdauer und einem mesomorphen von 10 bis 42"C. Diese Mischungen ergeben Beständigkeit, wenn Gleichspander optischen Bildaktivierung

so angelegt wcmcu, wie beispielsweise die dargestellten ' "T₁ und die durch Anlegen von hohen gen (10 kHz) gelöscht werden können, -"noioieuci werden am besten mit ultraviolettem

^ aktiviert, während zur Aktivierung von CdS-Pho-

toleiiern am besten blaues oder grünes Licht geeignet ist. Diese beschriebenen dotierten Mischungen sind dazu geeignet, die Bilder von Kathodenstrahlröhren und benöligen wegen ihrer hohen lediglich 15μΩ/απ², um Bilder zu Großschirm-Projektionsdarstellungen ■ _{n s}j_{nd 7ur} Aufzeichnung

in uuiiuiv,!. nematische.! Flüssigkri- und benötigen nur 2 μΩ/cm² für DSM-Bilder werden bei einer Bclich-

^ad.e

von 20 V und eine Sjromdjchtejo n

J^ ^^ _{a Substanzcn},

Raumtemperaturanwendbarsind:

Tabelle

Bei Raumtemperatur nematische Flüssigkristalle Mischung Verbindung

Gewichtsteile der Verbindung in de Mischung

p-Methoxybenzyliden-p-n-butylanilin (MBBA) B (I) MBBA

(II) CH₃CH₂O —<C/^>~^CH =

p-Äthoxybenzyliden-p-n-butylanilin (EBBA)

C (I) MBBA (II) EBBA

Cl

(III) CH₃(CH₂J₇O -^^^ CH =N-^^>-N= CH -^^^O-(CH₂)₇CH₃ 0,2 Bis-^-n-OctyloxybenzylidenJ-^-chlor-l^-phenyiendiamin (BOCPD)

D (I)

p-Methylbenzyliden-p-n-butylanilin

p-Octyloxybenzyliden-p-n-butylanilin

(III) BOCPD

(IV) EBBA

(V) CH₃(CH₂J₅O-< ^-CH=* p-Hexyloxybenzyliden-p-n-butylanilin

(VI) CH₃(CH₂J₃O-^^-CH =

p-Butoxybinzyliden-p-n-butylanilin

0,2 0,15

₀,l

Als organisches Dotierungsmittel zur Modifizierung der nematischen Flüssigkristalle wird Squarylium-Farbstc verwendet

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche: 23

1. Flüssigkristallmischung, bestehend aus einer einen nematischen Zustand aufweisenden Substanz S und einem organischen Dotierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß das Dotierungsmittel Squarylium-Farbstoff der Formel