DE2456083C2 - Nematisches Flüssigkristallgemisch - Google Patents

Description

Gruppe A:

C_nH_2n

COO

CN

(Stoff A,)

C_nH_3n

Gruppe B:

C_nHi_n ♦

COO-

CN

(Stoff A₂)

■CN

(Stoff B₁)

C_nH₂, ♦

•CN

(Stoff B₂) 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 Senkrechten orientiert ist, so haben diese eine um so größere Neigung sich parallel zu diesem Feld auszurichten, je ausgeprägter ihre positive dielektrische Anisotropie ist. Dieses Umkippen der Moleküle beginnt bei einem sogenannten

ίο »Schwellenwert« des Felds oder der zwischen den Elektroden der Vorrichtung angelegten Spannung; es ist praktisch bei einem sogenannten »Sättigungswert« der gleit hen Größen beendet und in diesem Moment ist das gesamte Rotationsvermögen verschwunden.

Ii Diese letztere Eigenschaft wird in Anzeigevorrichtungen ausgenutzt. Um unter vorteilhaften Bedingungen verwendbar zu sein, sollen die FlüsFvkristalle 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 nematischen 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:

wobei die Zahl η einen Wert zwischen 1 und 12 Für die Gruppe A aufweist

2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem eutektischen Gemisch aus 1 Mol von Stoff Bi, worin η = 5, und 2 Mol von Stoff Ai, worin η = 7, besteht.

3. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem eutektischen Gemisch aus 1 Mol von Stoff Bi, worin η = 5, und 2 Mol von Stoff A2, worin /7 =8, besteht.

4. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem eutektischen Gemisch aus gleichen Molzahlen eines Stoffs Ai, worin η = 3, eines Stoffs A2, worin /7 = 8, und eines Stoffs Bi, worin η = 5, besteht.

5. Verwendung eines Gemisches nach Anspruch 1 zur Herstellung von Vorrichtungen mit schraubenförmigen nematischen Flüssigkristallen.

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CH₂,

Für die Gruppe B:
C_nH_2n

COO-< O V-CN

(A₃)

Die Erfindung betrifft nematische Flüssigkristalle mit hoher dielektrischer positiver Anisotropie und mit §o 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 CH_2n

■CN

(B₁)

(B₂)

Die Zahl λ besitzt einen Wert zwischen i und 12.

Das erfindungsgemäße Prinzip beruht auf den folgenden Feststellungen:

Mischt man einen Stoff der Gruppe A mit einem Stoff der Gruppe B, so wird der Schmelzpunkt des Gemisches

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 um so größer je mehr man sich der Zusammensetzung des eutektischen Gemisches annähert

Dieses Prinzip wird durch die folgenden Beispiele erläutert:

Beispiel 1

/7 = 7 für den Stoff Ai (para-Heptylbenzoat von para-Nitrilphenol oder 4-Heptylbenzoat von 4'-Nitrilphenol),

π = 5 für den Stoff Bi (para-Pentyl-para-Nitril-biphenyl oder4-PentyI-4'-nitril-biphenyI).

Nematische Bereiche:

Ai allein: 43bis57°C

Bi allein:

Gemisch im Molverhältnis 2:

22,5 bis 35°C 1 —10 bis
+ 5O⁰C

Beispiel 2

■ 8 für A2 (4-OctyIoxybenzoat von 4'-Nitrilphenol)
: 5 für B₂ (4-Pentyl-4'-nitril-biphenyl)

Nematische Bereiche:
A2 allein:
Bi allein:

für das Gemisch im
Molverhähnis 2 :1

73 bis 79°C 22,5 bis 35° C

0 bis 70° C

Beispiel 3

η = 3 für A ι (para-Butylbenzoat von

para-Nitrilphenol)
η = 8 für A) \ ' n = 5fürB, / Stoffe von Beispiel 2

Nematischer Bereich des Gemisches im
Molverhähnis 1:1:1
-10 bis+70⁰C

Bekanntlich können die Vorrichtungen mit einem schraubenförmigen nematischen Flüssigkristal! bei-• spielsweise wie folgt erhalten werden:

Zwei mit einer durchsichtigen leitenden Schicht aus 7innoxid (durch Gravieren einer SnCb-Schicht entsprechend einem vorherbestimmten Muster erhalten) bedeckte Glasplatten werden in Längsrichtung aneinander gerieben. Diese beiden Platten werden Jann so angeordnet, daß die Reibungsrichtungen 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 erfindungSfcjemäßen 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

Claims (1)

Patentansprüche:

1. 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: