DE2456083A1 - Nematisches fluessigkristallgemisch - Google Patents

Description

75008 Paris /Frankreich

Unser Zeichen; T 1697

Nematisches Flüssigkristallgemisch

Die Erfindung betrifft nematische Flüssigkristalle mit hoher dielektrischer positiver Anisotropie und mit großem Temperaturbereich. Diese Flüssigkristalle können insbesondere in Vorrichtungen verwendet werden, wo man der mesomorphen Phase künstlich eine Schraubenstruktur verliehen hat. In diesem Fall bleiben die Achsen der Moleküle (die in den Flüssigkristallen langgestreckt sind ) senkrecht zu einer gemeinsamen Ebene, erscheinen jedoch für einen in dieser Richtung blickenden Beobachter in einem bestimmten Sinne als regelmässig versetzt. Diese Struktur verleiht dem Flüssigkristall ein Rotationsvermögen, das leicht im polarisierten Licht zu beobachten ist. Legt man an die Vorrichtung ein elektrisches Feld an, das entlang der den Molekülachsen gemeinsamen Senkrechte! orientiert ist, so haben diese eine umso grössere Neigung sich parallel zu diesem Feld auszurichten,

Dr.Ha/Mk

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je ausgeprägter ihre positive dielektrische Anisotropie ist. Dieses Umkippen der Moleküle beginnt bei einem sogenannten "Schwellenwert" des Felds oder der zwischen den Elektroden der Vorrichtung angelegten Spannung; es ist praktisch bei einem sogenannten "Sättigungswert" der gleichen Größen beendet und in diesem Moment ist das gesamte Rotationsvermögen verschwunden.

Diese letztere Eigenschaft wird in Anzeigevorrichtungen ausgenutzt. Um unter vorteilhaften Bedingungen verwendbar zu sein, sollen die Flüssigkristalle drei Hauptbedingungen genügen:

Sie sollen in einem ziemlich weiten Temperaturbereich, der vorzugsweise Raumtemperatur umfaßt, den mesomorphen Zustand aufweisen; . -

sie sollen gegenüber niedrigen elektrischen Feldern empfindlich sein, so daß zur Speisung der Vorrichtung nur verhältnismässig geringe Spannungen erforderlich sind;

sie sollen trotz der Temperaturänderungen zeitlich stabil sein.

Die erfindungsgemässen Gemische von nematisehen Flüssigkristallen entsprechen diesen Anforderungen. Die erfindungsgemässen Gemische kennzeichnen sich dadurch, daß sie mindestens zwei Stoffe enthalten, die aus zwei Gruppen A und B mit den nachstehenden Formeln stammen;

Für die Gruppe A:

r@-C 0 0 -@~ CN (A₁)

c ο ο-(C^c ν (A₀)

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Für die Gruppe B:

C_nH_2n+1 O-@>—φ—C N (B₂)

Die Zahl η besitzt einen Wert zwischen 1 und 12.

Das erfindungsgeraässe Prinzip beruht auf den folgenden Fest- Stellungen:

Mischt man einen Stoff der Gruppe A mit einem Stoff der Gruppe B so wird der Schmelzpunkt des Gemischs erniedrigt und man beobachtet das Auftreten eines Eutektikums. Die tiefste Temperatur wird für einen Anteil der beiden Stoffe erhalten, der häufig 2 Mol des Stoffs A auf 1 Mol des Stoffs B beträgt,. Der Temperaturbereich (mesomorphes oder nematisches Gebiet) zwischen dem Schmelzpunkt und dem Klärungspunkt des Flüssigkristalls ist umso größer je mehr man sich der Zusammensetzung des eutektischen Gemischs annähert.

Dieses Prinzip wird durch die folgenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1

η = 7 für den Stoff A₁ (para-Heptylbenzoat von para-Nitrilphenol oder 4-Heptylbenzoat von 4^f-Nitrilphenol)

η = 5 für den Stoff B₁ (para-Pentyl-para-Nitril-biphenyl oder 4-Pentyl-4'-nitril-biphenyl).

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Nematische Bereiche;

A₁ allein: 43 bis 57°C ^;

B₁ allein: 22,5 Ms 35°C

Gemisch im Molverhältnis 2:1 -10 bis +50⁰C

Beispiel 2

η = 8 für A₂ (4-Octyloxybenzoat von 4^f-Nitrilphenol) . η = 5 für B₂ (4-Pentyl-4'-nitril-biphenyl)

Nematische Bereiche:

A₂ allein: 73 bis 79⁰C

B₁ allein: 22,5 bis 35⁰C

für das Gemischiim Molverhältnis

2:1 O bis 70⁰C

Beispiel 3

η = 3 für A₁ (para-Butylbenzoat von para-Nitrilphenol) η = 8 für Ap )

) Stoffe von Beispiel 2
η = 5 für B₁ )

Nematischer Bereich.des Gemischs im Molverhältnis 1:1:1

-10 bis +70⁰C.

Bekanntlich können die Vorrichtungen mit einem schraubenförmigen nematischen Flüssigkristall beispielsweise wie folgt erhalten werden:

Zwei mit einer durchsichtigen leitenden Schicht aus Zinnoxid (durch Gravieren einer SnO₂ -Schicht entsprechend einem vorherbe-

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stimmten Muster erhalten) bedeckte Glasplatten werden in Längsrichtung aneinander gerieben. Diese beiden Platten werden dann so angeordnet, daß die ReibungsrichtungBn senkrecht verlaufen. Der Flüssigkristall wird dann zwischen die Glasplatten eingebracht und ordnet sich von allein in Schraubenform an.

Weitere Vorteile der Erfindung außer den bereits genannten sind:

Die Leichtigkeit mit der man Schraubenformen mit den erfindungsgemässen Gemischen erhält und deren ausgezeichnete Qualität;

ein ausgezeichneter Kontrast ausgehend von einer Spannung von etwa 1 Volt zwischen den Elektroden der Vorrichtung, wobei man für die "Sättigungs"-Spannung von etwa 2 Volt einen maximalen Kontrast erhält.

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Claims (6)

1. Patentansprüche

   ^.J Nematisches Flüssigkristallgemisch mit hoher positiver dielektrischer Anisotropie auf der Basis von Benzoesäureestern, dadurch gekennzeichnet, daß es aus mindestens zwei Stoffen der den folgenden Formeln entsprechenden Gruppen A und B besteht:
   Gruppe A:

   ^Cn^H2n+1

   Gruppe Bj

   ^Cn^H2n+1 ^Cn^H2n₊1

   O O

   O O~<

   (Stoff A₁) (Stoff A₂)

   C N

   (Stoff B₁) (Stoff B₂)

   wobei die Zahl η einen Wert zwischen 1 und 12 aufweist.
2. 2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus dem eutektischen Gemisch der Stoffe £ 10$ besteht.
3. 3. Gemisch nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 1 Mol von Stoff B₁, worin η = 5 und 2 Mol von Stoff A₁, worin η = 7 besteht.
4. 4. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus 1 Mol von Stoff B₁, worin η = 5 und 2ΜΛ von Stoff A₂, worin η = 8 besteht.

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5. 5. Gemisch nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es aus gleichen Molzahlen eines Stoffs A,., worin η = 3» eines Stoffs Ap, worin η =-8 und eines Stoffs B^, worin η = 5 besteht.
6. 6. Flüssigkristallvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß sie ein Gemisch nach einem der Ansprüche 1 "bis 5 enthält.

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