DE2441296A1

DE2441296A1 - Nematische fluessigkristallmassen

Info

Publication number: DE2441296A1
Application number: DE2441296A
Authority: DE
Inventors: Kenji Nakamura; Mashachika Yaguchi
Original assignee: Dai Nippon Toryo KK
Current assignee: Dai Nippon Toryo KK
Priority date: 1973-08-31
Filing date: 1974-08-29
Publication date: 1975-03-06
Also published as: FR2257664B1; US3989639A; DE2441296B2; NL152918B; GB1437878A; FR2257664A1; CH592728A5; DE2441296C3; NL7411545A

Description

Die Erfindung befasst sich mit nematischen Flüssigkristallmassen mit positiver dielektrischer Anisotropie.

Es ist bekannt, daß nematische Flussigkristallma^ terialien, die nachfolgend als "N-Flüssigkristall" bezeichnet werden, zur Wiedergabe, Lichtmodulierung und dgl. verwendet werden können, indem ihre spezifische Eigenschaft ausgenützt wird, dass optische Eigenschaften unter Anlegung elektrischer Felder, magnetischer Felder, Ultraschallwellen und dgl. geändert werden. Derartige Vorrichtungen umfassen im allgemeinen einen N-Flüssigkristall, der zwischen zwei gegenüberstehend mit einem Abstand kleiner als etwa 50 Mikron angebrachten Substraten, von denen mindestens eines transparent ist, eingefüllt und getragen wird, und die Änderung in der Molekularanordnung, die unter Anlegung elektrischer Felder, magne-

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tischer Felder, Ultraschallwellen und dgl. verursacht wird, wird zur Lichtmodulierung ausgenützt.

Falls elektrische Felder angelegt werden, werden Elektrodenplatten, bei denen eine dünne leitende Schicht auf eine Oberfläche eines Trägers, wie Glasplatten, aufgetragen ist, als derartige Substrate verwendet.

. Die Verbindungen, die derarige N-Flüssigkristalle bilden, werden in zwei Arten in Abhängigkeit von ihrer Beziehung zwischen der Molekularstruktur und den dielektrischen Eigenschaften unterteilt, wobei eine Art dadurch charakterisiert ist,, dass die längere Achse und der elektrische Dipol der N-Flüssigkristallmoleküle praktisch senkrecht zueinander stehen (^-Flüssigkristalle dieser Art werden nachfolgend als "Nn-Flüssigkristalle" bezeichnet) und die andere Art ist dadurch gekennzeichnet, dass die längere Achse und der elektrische Dipol der N-Flüssigkristallmoleküle praktisch parallel sind (N-Flüssigkristalle dieser Art werden nachfolgend als "Np-Flüssigkristalle" bezeichnet). Deshalb gibt ein Nn-Flüssigkristall einen N-Flüssigkristall mit einer negativen dielektrischen Anisotropie an und ein Np-Flüssigkristall gibt einen N-Flüssigkristall mit positiver dielektrischer Anisotropie an.

Die üblichen elektro-optischen Np-Flüssigkristallvorrichtungen sind aus einem Paar einander gegenüberstehenden Elektrodenplatten und einer zwischen diesen beiden Platten liegenden Np-Flüssigkristallschicht aufgebaut. In diesem Fall sind die Molekularachsen des Np-Flüssigkristalles parallel mit der Elektrodenfläche und sind in praktisch der gleichen Richtung in einer Ebene parallel zur Elektrodenplatte angeordnet. Wenn man von einer Richtung senkrecht zur Elektrodenplatte blickt, sind

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die Molekularachsen in einem kontinuierlich voneinander gezerrten Zustand zwischen benachbaren Ebenen angeordnet. Diese Orientierung der Molekularachsen wird durch Reiben der Elektrodenfläche entlang einer Richtung mit Tüchern, Papier oder dgl., Stapelung der beiden auf diese Weise behandelten Elektroden, so da.ss die Reibrichtungen im rechten Winkel zueinander stehen und Eindüsung des Np-Flüssigkristalles zwischen den auf diese Weise gestapelten Elektroden geliefert. Die Molekularachsen nahe den Elektrodenflächen sind entlang der Reibrichtung orientiert, während die Molekularachsen innerhalb der Schicht des Flüssigkristalles in einem kontinuierlich gegeneinander verzerrten Zustand orientiert sind. Falls polarisierendes Licht durch diese Flüssigkristallschicht geht, wird die Polarisierungsebene des Lichtes in Abhängigkeit von dem Ausmass der Verzerrung gedreht. Diese Verzerrung kann durch Anlegung eines geeigneten elektrischen Feldes entspannt werden. Deshalb wird es durch die Einstellung der inten-, sität des elektrischen Feldes möglich, die Drehung der Polarisationsebene des durch die Vorrichtung gehenden polarisierten Lichtes einzuregeln.

Falls eine Np-Flüssigkristalleinrichtung zwischen zwei Polarisatoren gebracht wird, ändert sie sich vom Lichtabschirmungszustand zum Lichtdurchlässigkeitszustand oder vom Lichtdurchlässigkeitszustand zum Lichtabschirmungszustand in Abhängigkeit von der angelegten Spannung und diese Lichtmodulierung kann zur Wiedergabe (display) ausgenützt werden.

Da das Lichtmodulierverfahren unter Anwendung der Np-Flüssigkristalleinrichtung, die zwischen zwei in der · Weise angebrachten Polarisatoren vorliegen, dass die Oszillationsebenen des Lichtes einander kreuzen, einen völlig unterschiedlichen Mechanismus von einer elektro-

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optischen Nn-Flüssigkristalleinrichtung zeigen, kann ein höheres Kontrastverhältnis zur Anwendung bei der Wiedergabe oder dem Display eines Musters erhalten werden. Weiterhin kann die elektro-optische Np-Flüssigkristalleinrichtung auch zum Aufbau eines Boole-Algebragen-Generators, eines logischen Produktgatters, eine NOR-Gatters und komplizierteren logischen Schaltungen verwendet werden. Falls elektro-optische Np-Flüssigkristalleinrichtungen, die zur raschen Ansprache geeignet sind, angewandt werden, können sie zur Wiedergabe eines drei-dimensionalen Fernsehbildes oder bewegten Bildes verwendet werden.

Der Schwellenspannungswert, welcher DSM in elektrooptischen Nn-Flüssigkristalleinrichtungen verursacht, beträgt etwa 7 bis etwa 10 Vomo und der Sättigungsspannungswert beträgt \ etwa 40 V^^i und die elektro-optische Nn-Flüssigkri stal!vorrichtung wird im allgemeinen bei etwa 25 bis etwa 40 V-dmq betrieben. Im Gegensatz hierzu beträgt im Fall der elektro-optischen Np-Flüssigkristalleinrichtung der Schwell en spannungswert etwa 1,5 bis 4 Vryyjo der Sättigungsspannungswert beträgt etwa 7 bis etw 10 Deshalb kann eine elektrische Kraftquelle von niedrigerer Spannung verwendet werden und der Verbrauch an elektrischer Kraft kann verringert werden und die Lebensdauer der Einrichtung kann verlängert werden. Weiterhin kann im Fall einer elektro-optischen Np-Flüssigkristalleinrichtung, da der Wellenlängenbereich des durchgelassenen Lichtes in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung innerhalb des Bereiches vom Schwellenspannungswert bis zum Sättigungsspanntungswert variiert, diese zur Wiedergabe von Farben verwendet werden. Es können weiterhin Geräte, die eine Np-Flüssigkristalleinrichtung enthalten, worin die Richtung der geriebenen Elektrodenflächen parallel angeordnet ist, zur Wiedergabe von Farben verwendet werden.

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Falls eine elektro-optische Np-Flüssigkristalleinrichtung so konstruiert ist, dass die Richtungen der molekularen Achsen wahllos zwischen den Substraten sind, wird das Licht .gestreut, falls kein elektrisches Feld an die Einrichtung angelegt wird, während, falls ein elektrisches Feld angelegt wird, die Menge des durchgelassenen Lichtes zunimmt, da die Molekularachsen vertikal zu den Substraten orientiert werden. In diesem Fall ist die Anwendung eines Polarisators unnötig.

Die meisten N-Flüssigkristalle, die bisher auf dem Fachgebiet bekannt sind, sind Nn-Flüssigkristalle,und .N-Flüssigkristallmaterialien und ihre Zusammensetzungen, welche eine nematische Mesophase bei Raumtemperatur annehmen und eine positive dielektrische Anisotropie besitzen, sind auf dem Fachgebiet kaum bekannt.

In der japanischen Patentanmeldung ITr. 1878^/72 ist angegeben, dass ein Gemisch eines Hn-Flüssigkristallmaterials und ^Cyanbenzyliden-^-'-n-alkylanilin eine Flüssigkristallmase darstellt, die die gleichen elektro-optischen Eigenschaften wie ein Np-Flüssigkristall hat.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in einer Flüssigkristallmasse mit einem breiten mesomorphen Bereich, der Temperaturen oberhalb und unterhalb Raumtemperatur abdeckt und die gleichen elektro-optischen. Eigenschaften wie ein Np-Flüssigkristall besitzt.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in einer elektro-optischen Einrichtung, die zum Betrieb unter relativ niedrigen Schwellen- und Sattigungsspannungswerten fähig ist und eine positive dielektrische Anisotropie zeigt.

Die vorstehenden Aufgaben werden durch Einverleibung von Verbindungen vom Azotyp und/oder Azoxytyp mit spezifischen Strukturen in Nn- oder Mp-Flüssigkristallmaterialien

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erreicht. Diese Verbindungen können durch, die folgende Formel

wiedergegeben werden, worin X^ -NOo oder Halogen, Xp ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe -R oder -OR, worin R Alkylgruppen mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, und Y die Gruppen -N=N- oder -N=N- bedeuten.

ΊΓ

Die Verbindungen vom Azotyp und/oder Azoxytyp der spezifischen Struktur der vorstehenden Formel I können sowohl Np-Flüssigkristallmaterialien oder Nn-Flüssigkri Stallmaterialien die gleichen elektro-optischen Eigenschaften erteilen," wie sie die Np-Flüssigkristallmaterialien besitzen. Diese Verbindungen werden deshalb als "Mittel zur Erteilung einer positiven dielektrischen Anisotropie" bezeichnet.

Diese Mittel zur Erteilung einer positiven dielektrischen Anisotropie haben ähnliche Strukturen wie N-Flüssigkristallmaterialien und zeigen deshalb eine gute Verträglichkeit oder Mischbarkeit, wenn sie in N-Flüssigkristallmaterialien einverleibt werden.

Beispiele für Mittel zur Erteilung eines positiven dielektrischen Anisotropie entsprechend der vorstehenden Formel I sind nachfolgend angegeben:

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NO:

N=H

CH;

(MO.

(M _s

OCHs

M «

NO;

N=N

OGsH

17

509810/08

F-/OVn -

N-YD)-CH

509810/087 0

Ca —■

= -N

OCH

ο c+H

Ι7

CH

- C₄:

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N=N

n -

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1-(OVn= ν

OCH

•3

_{n =} U-(Qy ο

H ""

NO,

n -N

₁₇

O CH

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N ==■' N 0

H
ο

CW.

■φ

Co^

OCH;

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O O

OC^H₁₇

CH₃ .

C₄H,

— hi-O

17

Nl =■ O

O Ch

'<7

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OCH

OC,

0 Cj H |7

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-CH

N=K ο

K=M \-— O

■Ν = O

H=N O

OCH_:

OC

0C_sH_l7

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IT-Flüssigkristallmaterialien, die im Rahmen der Erfindung verwendet werden können, umfassen sämtliche bekannten, welche im allgemeinen eine Struktur entsprechend der Formel

besitzen und lassen sich in Schiffsche Basen, sowie Verbindungen vom Azo-, Azoxy-, Ester-, α-Chlorstilben- und Nitrontyp in Abhängigkeit von der Struktur der zentralen Gruppe X klassifizieren.

Die Art der Schiff'sehen Base ist eine Gruppe von Verbindungen entsprechend der Formel

II

worin X* eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X^ eine Alkylgruppe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet oder einer der Reste X, und X^ eine Cyangruppe und der andere eine Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Alkylgruppe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten, sowie der Formel

■\

CH₃O(CH₂)_nO '^r ^NV

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worin Xr eine Alkylgruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und η die Zahlen 2 oder 3 bedeuten.

Die Verbindungen vom Azotyp umfassen eine Gruppe von Verbindungen entsprechend der Formel

H=H

worin Xg und Xr₇ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten oder einer der Reste X^- und H_n eine Cyangruppe und der andere eine Alkyl- oder Alkoxygfuppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellen.

Die Verbindungen vom Azoxytyp umfassen eine Gruppe von Verbindungen entsprechend der Formel

ty*

worin Xo und Xq eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten oder einer der Reste Xg und Xq eine Cyangruppe und der andere eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellen.

Die Verbindungen vom Estertyp sind eine Gruppe von Verbindungen entsprechend der Formel

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worin X^q eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlen stoffatomen oder eine Acyloxygruppe (C L ,.-C-O-) oder

Xl £-114* I υ

eine Monoalkylkohlensäureestergruppe (CL ^₁-O-C-O-)

worin η eine ganze Zahl von 1 bis 8 angibt, und X^,* eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten oder einer der Reste X_x,_Q und Χ.,, eine Cyangruppe und der andere eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellen.

Die Verbindungen vom oc-Chlorstilbentyp umfassen eine Gruppe von Verbindungen entsprechend der Formel

VII

worin einer der Reste X^₂ ¹^ ^x^z ^eine Alkylgruppe mit 4- bis 8 Kohlenstoffatomen und der andere eine Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt oder einer der Reste X^2 u¹¹^· X^z eine Cyangruppe und der andere eine Alkylgruppe mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit Λ bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt.

Die Verbindungen vom Nitrontyp umfassen eine Gruppe von Verbindungen entsprechend der Formel

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worin X u eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4- Kohlenstoffatomen und Xy, f- eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten.

Die eine positive dielektrische Anisotropie erteilenden Mittel können in das N-Flüssigkristallmaterial in einer Menge normalerweise von mehr als etwa 0,5 Gew.%, vorzugsweise 2 bis 50 Gew.%, bezogen auf die erhaltene Zusammensetzung, einverleibt werden.

Die Menge des Mittels kann in geeigneter Weise innerhalb dieses Bereiches in Abhängigkeit von der Art des eingesetzten N-I¹Iu s si gkristallma te rials gewählt werden. Falls das die positive dielektrische Anisotropie.erteilende Mittel in ein Nn-Flüssigkristallmaterial einverleibt wird, wird eine Np-Flüssigkristallmasse gebildet, die dadurch charakterisiert ist, dass keine dynamische Streuung stattfindet, falls elektrische Felder hieran angelegt werden. Falls das eine positive dielektrische Anisotropie erteilende Mittel in ein Np-Flüssigkristallmaterial einverleibt wird, wird eine Np-Flüssigkristallmasse gebildet, die dadurch charakterisiert wird, das die minimale elektrische Spannung, die eine Änderung in der Molekularorientierung bei Anlegung eines elektrischen Feldes verursacht, d. h-i- die Schwellspannung, verringert wird.

Gemäss der Erfindung können Flüssigkristallmassen mit einem breiten mesomorphen Bereich, der sich oberhalb und unterhalb von Raumtemperatur erstreckt und mit dem gleichen elektro-optischen Eigenschaften wie Np-Flüssigmaterialien erhalten werden, indem das eine positive dielektrische Anisotropie erteilende Mittel in eine Nn-Flüssigverbindung und deren Masse einverleibt wird. Als Np-Flüssigkristallmaterialien sind zurzeit die Verbindungen der Formeln II bis VIII mit einem Cyanrest, beispielsweise p-Cyanbenzyliden-

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ρ'-η-butylanilin und ähnliche auf dem Fachgebiet bekannt, jedoch liegen die mesomorphen Bereiche dieser Verbindungen im allgemeinen oberhalb Raumtemperatur. Falls das eine positive dielektrische Anisotropie erteilende Mittel der Formel I in derartige Np-FlüssigkriStallverbindungen oder deren Massen einverleibt wird, kann der mesomorphe Bereich auf einen Wert erniedrigt werden, der bei Raumtemperatur liegt. In diesem Fall kann das eine positive dielektrische Anisotropie erteilende Mittel in geringerer Menge, beispielsweise weniger als etwa 10 Gew.%, zugesetzt werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der nicht begrenzenden Beispiele erläutert. Es wurde festgestellt, dass, wenn elektro-optische Einrichtungen, die eine dünne Schicht einer N-Flüssigkristallmasse nach den Beispielen 1 bis 15 eingefüllt und getragen zwischen zwei Substraten enthält, für das nachfolgend beschriebene Lichtmoduliergerät verwendet wird, die N-Flüssigkristallmassen die positive dielektrische Anisotropie zeigen.

Die Flüssigkristalleinrichtung wurde hergestellt, indem eine mit einer leitenden Schicht von SnO^ und einem leitenden Draht ausgestattete Glasplatte auf ein flaches Flanell gebracht wurde, die Oberfläche der Glasplatte mit dem Flanell

einmal unter einem Druck von 500 g/cm entlang einer Richtung über eine Länge von 20 cm gerieben wurde, ein Abstandshalter aus einem Polyäthylenterephthalatfilm von 18 Mikron Stärke auf die Oberfläche einer der beiden auf diese Weise behandelten Glasplatten fixiert wurde, mit einem Flüssigkristallmaterial gefüllt wurde, die andere Glasplatte darauf in der Weise gebracht wurde, dass die beiden Reibrichtungen im rechten Winkel zueinander standen und die beiden Platten am Ende mit einer Klammer fixiert wurden. Die auf diese Weise erhaltene Flüssigkristalleinrichtung

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wurde zwischen einem Paar Polarisatoren, deren Gitter einander senkrecht kreuzen, angebracht. Wenn die Menge des durchgelassenen Lichtes sich entsprechend der angelegten elektrischen Spannung änderte, wurde das Flüssigkristallmaterial als Np-Flüssigkristall identifiziert.

Beispiel 1

95 bis 70 Gew.% eines Gemisches aus gleichen Gewichtsmengen vom Schiff sehen Basentyp mit einem mesomorphen Bereich von -15° C bis 60° C aus p-Methoxybenzyliden-p'-nbutylanilin (MBBA) und p-Äthoxybenzyliden-p'-n-butylanilin (EBBA) als Nn-Flüssigkristallmasse wurden mit 5 bis 30 Gew.% der in Tabelle I aufgeführten eine positive dielektrische Anisotropie erteilenden Mittel versetzt. Die dabei erhaltenen Massen lagen in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigten einen breiten mesomorphen Bereich, der sich oberhalb und unterhalb Raumtemperatur erstreckte.

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Tabelle 1

Versuch- Mittel zur Erteilung einer posi-Hr. tiven dielektrischen Anisotropie

Zugesetzte ' Menge, Gew.%

Mesomorplier Bereich,

1 2

NO.

N = N

_vO/"OC₂H₅

10 20 30

-18 bis 43 ■10 bis 19 -25 bis 20 -26 bis 20

01 CD CO OO

5 6 7 8

10 11 12

10 20 30

N=N

10 20 30

-12 bis. 45 -15 bis 38 -20 bis 35 -12 bis 30

-3 bis 53

8 bis 48

39 bis 45

46 bis 48

13 14

15 16

Br .-,

N = N

10 20

-12 bis 40 -5 bis 36 -8 bis 40

-10 bis 41

K)

CD GD

Beispiel 2

90 Gew.% eines Gemisches vom Azotyp mit einem mesomorphen Bereich von 29 "bis. 72° C aus 25 Gew.% p-Äthoxyp'-n-amylazobenzol und 75 Gew.% p-Methoxy-p'-n-amylazobenzol als Nn-Flüssigkristallmasse wurden mit 10 Gew.% einer Verbindung der Formel

-φ. _Η=_Ν -

^N0

versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 17) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich von 15 bis 61° C.

Beispiel 3

80 Gew.% eines Gemisches in gleichen Gewichtsteilen vom Azoxytyp mit einem mesomorphen Bereich von 10 bis 87° C aus p-Äthoxy-p'-n-hexylazoxybenzol und p-Methoxy-p' n-hexylazoxybenzol als Nh-Flüssigkristallmasse wurde mit 20 Gew.% einer Verbindung der Formel

^N=N -\J/- ^0CH3

versetzt. Die erhaltene Masse (Versuch 18) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich von 3 bis 78° C.

Beispiel

10 Gew.% einer Verbindung der Formel

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C₂H

wurden mit 90 Gew.% eines Nn-Flüssigkristallmaterials vom Estertyp der Formel

C₄H₉O-C-O -<g>- C-O O O

mit einem mesomorphen Bereich von 44 bis 84° C versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 19) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich von 20 bis 52° C

Beispiel 5
10 Gew.% einer Verbindung der Formel

°°2^H5

wurden mit 90 Gew.% eines Gemisches in gleichen Gewichtsteilen mit einem mesomorphen Bereich von -35° C bis 76° C von MBBA, EBBA, p-Äthoxybenzyliden-p'-n-heptylanilin (EBH A) und p-ithoxybenzyliden-p'-n-octylanilin als ITn-Flüssigkristallmasse versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 20) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich von -40 bis 59° C

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- 25 - ■

Beispiel 6
20 Gew.% einer Verbindung der Formel

If=N

wurden mit 80 Gew.% einer Np-Flüssigkristallgemisch.es aus p-Cyanophenyl-p'-n-heptylbenzoat und p-Cyanophenyl-p·' n-butylbenzoat in einem Gewichtsverhältnis von 2 : 1 mit einem mesomorphen Bereich von 25 bis 50° C versetzt. Die •dabei erhaltene Nasse (Versuch 21) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich, von 15 bis 41° C.

Beispiel 7
10 Gew.% einer Verbindung der Formel

^N°2

wurden mit 90 Gew.% eines Gemisches mit gleichen Gewichtsteilen und einem mesomorphen Bereich von -15 bis 61 C aus MBBA und EBBA als Nn-Flüssigkristallmasse versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 22) zeigte eine homogene nematische Mesophase bei Temperaturen von -18 bis 48 C.

Beispiel 8

Das vorstehend geschilderte Lichtmoduliergerät wurde unter Anwendung der Probestücke aus den Versuchen 2, 6, 11,

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17ϊ 18, 19, 20, 21 und 22 hergestellt, wobei der Kreuzungswinkel der Reibrichtungen auf den beiden Substraten und der Kreuzungswinkel der beiden Polarisatoren geändert wurde. Schwellen- und Sattigungsspannungen und Änderungen des durchgelassenen Lichtes entsprechend der Variierung der angelegten Spannung von der Schwellenspannung bis zur Sättigungsspannung sind aus Tabelle II ersichtlich.

' Beispiel 9

70 bis 95 Gew.% eines Gemisches gleicher Gewichtsteile vom Schiff-schen Basentyp mit einem mesomorphen Bereich von -15 C bis 60 C aus p-Methoxybenzyliden-p'-n-butylanilin (MBBA) und p-ithoxybenzyliden-p'-n-butylanilin (EBBA) als Nn-Flüssigkristallmasse wurden mit 5 bis 30 Gew.% der in Tabelle III angegebenen eine positive dielektrische Anisotropie erteilenden Mittel versetzt. Die dabei erhaltenen Massen waren in Form eines homogenen Gemisches und zeigten einen breiten mesomorphen Bereich, der sich oberhalb und unterhalb Raumtemperatur erstreckte.

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Tabelle II

"Versuch Kreuzungswinkel Kreuzungswinkel Nr. der Reibrichtungen der Polarisatoren

cn
ο
co
oo

2 2 6 11 15 17 18 18 19

20 21 22

Schwellen- ' Sättigungsspannung (Y_RMn) spannung (V-

3,1 4,0 3,0 3,0 4,2 3,5 2,5 2,8 3,1

3,1 2,8

Änderung des ) durchgelassenen Lichtes

5,0	Schwarz-Weiss
6,0	Weiss-Rot-Blau
8,0	Weiss-Schwarz
7,0	Schwarz-Weiss
8,0	Schwarz-Weiss
6,0	Schwarz-Weiss
4,·5	Schwarz-Weiss
5,1	Weiss-Rot-Blau
7,5	Weiss-Blau-Rot- Schwarz
9,2	Schwarz-Weiss
5,8	Schwarz-Weiss
6,0	Schwarz-Weiss

Fussnoten:

Das Symbol - bezeichnet, dass der Kreuzungswinkel rechteckig ist Das Symbol = bedeutet parallel

K)

K) CO CO

Tabelle III

Versuch Mittel zur Erteilung einer positiven Fr. dielektrischen Anisotropie

23 24 25 26

NO₂ -<U^ ^{Ν = Ν}

^OC2^H5 Zusatzmenge
Gew.%

10
20
30

Mesomorpher Bereich ⁰C

-20 bis 56 -15 bis 45

30 bis 51

31 bis 58

27 28 29 30

31 32 33 34

Ci

^{N = N} -\O>^C2^E

Ci "(Ο/ N = N -(O)"^0CK

10
20
30

-12 bis 43

-15 bis 45

-18 bis 48

-19 bis 50

-18 bis· 40 -10 bis 40 -10 bis 41 -10 bis 43

35 36 37 38

Br -(C)V N = N-QhOC₂IIS

10
20
30

-13 bis 30 -10 bis 18 -10 bis 0 -11 bis -5

ro

GD CD

Beispiel 10

90 Gew.% eines Gemisches vom Azotyp mit einem mesomorphen Bereich von 29 "bis 72° C aus 25 Gew.% p-Äthoxy-p· n-amylazobenzol und 75 Gew.% p-Methoxy-p'-amylazobenzol als Nn-Flüssigkristallmasse wurden mit 10 Gew.% einer Ver bindung der Formel

N02 -\C )/- ^Ν=Ν
O

versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 39) war in Form eines homogenen Gemisches und zeigte einen mesomorphen Bereich von 20 bis 63° C.

Beispiel 11

80 Gew.% eines Gemisches gleicher Gewichtsteile vom Azoxytyp mit einem mesomorphen.Bereich von 10 bis 87° C aus p-Äthoxy-p'-n-hexylazoxybenzol und p-Methoxy-p'-nhexylazoxybenzol als Nn-Flüssigkristallmasse wurden mit 20 Gew.% einer Verbindung der Formel

versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 40) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte,einen mesomorphen Bereich von 5 bis 73° C«

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Beispiel 12 10 Gew.% einer Verbindung der Formel

wurden mit 90 Gew.% eines Nn-Flüssigkristallmaterials vom Estertyp der Formel

₄₉ (O>

mit einem mesomorphen Bereich von 44 bis 84° C versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 41) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich von 25 bis 6$° C.

Beispiel 13 10 Gew.% einer Verbindung der Formel

wurden mit 90 Gew.% eines Gemisches gleicher Gewichtsteile mit einem mesomorphen Bereich von -35 bis 76° C aus MBBA, EBBA, p-Äthoxybenzyliden-p'-n-heptylanilin (EBH A) und p-Äthoxybenzyliden-p'-n-octylanilin als ein Nn-Flüssigkristallmasse versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 42) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich von -40 bis 40° G.

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_ 31 -

Beispiel 14 10 Gew.% einer Verbindung der Formel

wurden mit 90 Gew.% eines Np-Flüssigkristallgemisches aus p-Cyanophenyl-p'-n-heptylbenzoat und p-Cyanophenyl-p'-nbutylbenzoat in einem Gewichtsverhaltnis von 2 : 1 mit einem mesomorphen Bereich von 25 bis 50° C versetzt. Die .dabei erhaltene Masse (Versuch 43) lag in Form eines homogenen Gemisches vor und zeigte einen mesomorphen Bereich

von 13 bis 42° C.

Beispiel

10 Gew.% einer Verbindung der Formel

wurden mit 90 Gew.% eines Gemisches gleicher Gewichtsteile mit einem mesomorphen Bereich von -15 bis 61° C von MBBA und EBBA als Nn-Flüssigkristallmasse versetzt. Die dabei erhaltene Masse (Versuch 44) zeigte eine homogene nematische Mesophase bei Temperaturen von -15 bis 50° C.

Beispiel 16

Das vorstehend geschilderte Lichtmoduliergerät wurde unter Anwendung der Proben aus den Versuchen 24, 28, 33» 37» 39, 40, 41, 42, 43 und 44 hergestellt, wobei der Kreuzungs-

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winkel der Reibrichtungen auf den beiden Substraten und der Kreuzungswinkel der beiden Polarisatoren geändert wurden. Schwellen- und Sattigungsspannungen und Änderungen des durchgelassenen Lichtes entsprechend der Variierung des angelegten Stromes von der Schwellenspannung bis zur Sättigungsspannung sind aus Tabelle IV zu entnehmen.

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Tabelle IV

	Versuch Nr.	Kreuzungswinkel der Reibrichtungen
	24
	24	45°
	28	-
	33	-
	37	-
	39	X
50981	40 40 41	45°
σ
/08'	42 43	j.
ο	44

Kreuzungswinkel der Polarisatoren

Schwellenspannung (V

I- I-

4,3 3,8 3,2 3,1 2,8 4,1

2,5 3,1 3,6

2,9 2,8 2,1

Sättigungs-) spannung (V

5»3 5,1

9»3 6,8 7,1 8,5 7»5 6,2 8,7

6,8 6,2 5,2

Fussnoten: Das Symbol - bezeichnet, dass der Kreuzungswinkel rechteckig ist Das Symbol = bedeutet parallel

Änderung des ) durchgelassenen Lichtes

Schwarz-Veiss

Veiss-Rot-Blau

Veiss-Schwarz

Schwarz-Veiss

Vei ss-Rot-Blau

Veiss-Blau-Rot-Schwarz

Schwarz-Veiss Schwarz-Veiss Schwarz-Veiss

ro

CO

cn

Claims

Patentansprüche

/Ό Nematische Flüssigkristallmasse mit positiver dielektrischer Anisotropie, bestehend aus einem Gemisch von 2 bis 50 Gew.% mindestens einer Verbindung entsprechend deiJFormel

worin X^ ein Halogenatom oder eine Nitrogruppe, X^ ein Wasserstoffatom oder eine Gruppe -R oder -OR, worin R eine Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen darstellt, und Y eine Gruppe -U=Ii- oder -N=N- bedeuten, und 50 bis

0
98 Gew.% eines nematischen Flüssigkristallmaterials.
2. Nematische Flüssigkristallmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische Flüssigkristallmaterial aus einem Material mit negativer dielektrischer Anisotropie besteht.
3. Nematische Flüssigkristallmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische Flüssigkristallmaterial mit negativer dielektrischen Anisotropie aus mindestens einer Verbindung vom Typ der Schiff'sehen Basen entsprechend der Formel

X₃-(C 1V CHWH-

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worin X₇. eine Alkoxygruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen und X^, eine Alkylgruppe mit 3 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeutet oder der Formel

CH₃O (CH₂) _nO -^QV- CH-N

worin X,- eine Alkylgruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen und η die Zahlen 2 oder 3 bedeuten, besteht.
4-, Nematische Flüssigkristallmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische Flüssigkristallmaterial mit negativer dielektrischer Anisotropie aus mindestens einer Verbindung vom Azotyp entsprechend der Formel

besteht, worin Xg und Xr₇ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten.
5» Nematische Flüssigkristallmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dassdas nematische Flüssigkristallmaterial mit negativer dielektrischer Anisotropie aus mindestens einer Verbindung von Azoxytyp entsprechend der Formel

besteht, worin Xg und Xq eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten.

6o Nematische Flüssigkristallmasse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische Flüssigkri-

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stallmaterial mit negativer dielektrischer Anisotropie aus mindestens einer Verbindung vom Estertyp entsprechend der Formel

besteht, worin X^₀ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1 bis

8 Kohlenstoffatomen oder einer Acyloxygruppe

(C Hp ,--C-O-) oder einer Monoalkylkohlensäureestergruppe

0
(C H₀ .-0-C-O-) , worin η eine ganze Zahl von 1 bis 8

η CjSX^-V I κ

ist, und Xy,^ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen bedeuten.

7. Nematische Flüssigkri'stallmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das nematische Flüssigkristallmaterial aus einem Material mit einer positiven dielektrischen Anisotropie besteht.

8. Nematische Flüssigkristallmasse nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem Gemisch von 2 bis 10 Gew.% mindestens einer Verbindung der Formel I und 90 bis 98 Gew.% eines nematischen Flüssigkristallmaterials mit einer positiven dielektrischen Anisotropie besteht.

9. Elektro-optische nematische Flüssigkristalleinrichtung mit positiver dielektrischer Anisotropie, bestehend aus einem Paar Elektrodenplatten und einer dünnen Schicht einer nematischen Flüssigkristallmasse nach Anspruch 1

bis 8 zwischen den beiden Platten.

10. Lichtmoduliergerät, bestehend aus einem Paar polarisierender Platten und der elektro-optischen nemati-

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sehen Flüssigkristalleinrichtung nach Anspruch 9» die zwischen den beiden polarisierenden Platten angebracht ist.

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