DE2552847B2 - Zur anwendung in einer farbwiedergabe-vorrichtung geeignete fluessigkritall-zusammensetzung und deren verwendung - Google Patents

Zur anwendung in einer farbwiedergabe-vorrichtung geeignete fluessigkritall-zusammensetzung und deren verwendung

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DE2552847B2 DE19752552847 DE2552847A DE2552847B2 DE 2552847 B2 DE2552847 B2 DE 2552847B2 DE 19752552847 DE19752552847 DE 19752552847 DE 2552847 A DE2552847 A DE 2552847A DE 2552847 B2 DE2552847 B2 DE 2552847B2
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Description

C=A
in der
der Benzolring Q substituiert sein kann und mit dem mindestens ein weiteres Ringsystem kondensiert sein kann,
Ri und R2 gleiches oder verschiedenes niederes Alkyl, Hydroxyalkyl oder Alkoxyalkyl,
R3 Wasserstoff, Halogen, Cyan, Phenoxy, Alkyl, Alkoxy oder ein aromatischer Rest,
Y Sauerstoff oder Schwefel,
Z Alkylen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, das mit Alkylresten substituiert sein kann, und
A der ankondensierte Rest eines aromatischen oder heterocyclischen Aldehyds = CH —R', eines Zimtaldehyds = CH—CH=CH-Phenyl, der. im Phenylring die in der Beschreibung genannten Substituenten aufweist, oder einer aromatischen oder heterocyclischen Nitroso-Verbindung =N —R', worin R' ein aromatischer oder heterocyclischer Rest ist,
sind.
2. Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einem üblichen Ionendonator.
3. Flüssigkristall-Zusammensetzung nach den Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an mindestens einer üblichen grenzflächenaktiven Verbindung.
4. Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an üblichen Stabilisatoren auf Basis von Phenolen und/oder Chinonen.
5. Verwendung der Flüssigkristall-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 4 in einer Farbwiedergabe-Vorrichtung, bei welcher mindestens eine der Elektroden mit einem Film einer dielektrischen Substanz überzogen ist, der so angeordnet ist, daß eine Isolierung der Elektrode gegenüber der Lösung flüssiger Kristalle besteht.
Die Erfindung betrifft zur Anwendung in Farbwiedergabe-Vorrichtungen geeignete Flüssigkristall-Zusammensetzungen und deren Verwendung in einer Farbwiedergabe-Vorrichtung.
Unter den bisherigen, flüssige Kristalle verwendenden Farbwiedergabe-Vorrichtungen sind Vorrichtungen bekannt, die in den flüssigen Kristallen Dichroismus aufweisende Farbstoffe, wie lndephenolblau, enthalten. Bei solchen üblichen Vorrichtungen erfolgt eine Farbwiedergabe folgendermaßen.
Eine Lichtabsorption durch das Farbstoffmolekül tritt dann auf, wenn die Molekülachse des Farbstoffmoleküls parallel zum elektrischen Leitstrahl der polarisierten einfallenden Strahlen verläuft, wodurch die spezifische Farbe des Farbstoffes auftritt. Wenn andererseits die Molekülachse des Farbstoffmoleküls senkrecht '.um elektrischen Leitstrahl der polarisierten einfallenden Strahlen verläuft, tritt praktisch keine Absorption des Lichts auf, das durch den Farbstoff geht. Bei derartigen üblichen Vorrichtungen ist die Molekülstruktur des Farbstoffes konstant ohne Rücksicht auf ein Anlegen oder Beseitigen eines elektrischen Feldes an den flüssigen Kristall.
Bei den vorgenannten üblichen Vorrichtungen wird eine Farbwiedergabe auch durch Absorption von polarisierten Strahlen erreicht, und deshalb ist wegen der Wahrnehmung der polarisierten Strahlen die Farbe nicht ausreichend rein, und die Betrachtungsweise auf einen bestimmten Blickwinkel begrenzt.
Bei anderen üblichen Farbwiedergabe-Vorrichtungen wird eine Farbe durch Verwendung nematischer flüssiger Kristalle und eines Polarisationsprismas oder eines Polarisationsfilters mit senkrecht zur Achse des nematischen flüssigen Kristalls verlaufender optischer Achse wiedergegeben. Auch bei diesen Vorrichtungen ist infolge Anwendung polarisierten Lichts die Farbreinheit nicht ausreichend und der Blickwinkel begrenzt.
Bei den vorgenannten bekannten Farbwiedergabe-Vorrichtungen erreicht der Farbwiedergabekontrast zwischen den elektrisch angeregten und nicht angeregten Zuständen nur einen Wert von etwa 10:1.
Ausgehend von einer Farbwiedergabe-Vorrichtung, die aus einer Glaszelle mit einem Paar Elektroden, von denen mindestens eine durchsichtig ist, und einer in den Raum zwischen den beiden Elektroden eingefüllten Lösung flüssiger Kristalle besteht, soll gemäß der Aufgabe vorliegender Erfindung eine Verbesserung dahingehend angestrebt werden, daß eine klare und reine Farbe wiedergegeben wird, die leicht ohne Zuhilfenahme von Polarisationsprismen oder -filtern oder ohne Begrenzung des Blickwinkels beobachtet werden kann. Die Erfindung löst diese Aufgabe.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge eine zur Verwendung in einer Farbwiedergabe-Vorrichtung geeignete Flüssigkristall-Zusammensetzung, die gekennzeichnet ist durch einen zusätzlichen Gehalt an einer geringen Menge einer darin gelösten methinartigen, farbändernden Verbindung der allgemeinen For-
mel R,
χ/
C=A
in der der Benzolring Q substituiert sein kann und mit dem mindestens ein weiteres Ringsystem kondensiert sein kann, Ri und R2 gleiches oder verschiedenes niederes Alkyl, Hydroxyalkyl oder Alkoxyalkyl, Rj Wasserstoff, Halogen, Cyan, Phenoxy, Alkyl, Alkoxy oder ein aromatischer Rest, Y Sauerstoff oder Schwefel, Z Alkylen mit 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, das mit Alkylresten substituiert sein kann, und A der ankondensierte Rest eines aromatischen oder heterocyclischen Aldehyds =CH —R', eines Zimtaldehyds = CH-CH = CH-Phenyl, der im Phenylring die in der Beschreibung genannten Substituenten aufweist, oder
2iner aromatischen oder heterocyclischen Nitroso-Verbindung = N —R', worin R' ein aromatischer oder rieterocyclischer Rest isi, sind.
Wie empirisch gefunden wurde, sind Beispiele von aromatischen Aldehyden, die als Reste A gemäß 5 Patentanspruch 1 ankondensiert sind:
Benzaldehyd, p-Acetamino-benzaldehyd, p-Brom-benzaldehyd, m-Brombenzaldehyd, o-Brom-benzaldehyd,
p-Dimethylamino-benzaldehyd, 10
p-Diäthy\amino-benzaldehyd:
p-Dibutylamino-benzaldehyd, o-Chlorbenzaldehyd.
p-Chlor-benzaldehyd, p-Anisaldehyd, o-Anisaldehyd, p-Tolylaldehyd, m-Tolylaldehyd,
o-Tolylaldehyd, o-Äthoxy-benzaldehyd, 1 r,
p-Äthoxy-benzaldehyd, p- Fluor- benzaldehyd, o- Fluor-benzaldehyd, p-Nitro-benzaldehyd, m-Nitro-benzaldehyd, o-Nitro-benzaldehyd, p-Cyan-benzaldehyd, o-Cyan-benzaldehyd, 2,4-Dichlor-benzaldehyd, 2,6-Dichlor-benzaldehyd, 20 3,4-Dichlor-benzaldehyd, 3,5-Dichlor-benzaldehyd, 2,4-Dimethoxy-benzaldehyd,
2,5-Dimethoxy-benzaldehyd,
23- Dimethoxy-benzaldehyd,
3,5-Dimethoxy-benzaldehyd, 25
2,4-Dimethyl-benzaldehyd,
2,5-Dimethyl-benzaldehyd,
3,4-Dimethyl-benzaldehyd,
3,5-Dimethyl-benzaldehyd, Veratrumaldehyd
(= 3,4-Dimethoxy-benzaldehyd), 30
4-Isopropyl-benzaldehyd,
o-(2-Chloräthyl)-benzaldehyd,
2,4,6-Trimethyl-benzaldehyd,
2,4,6-Triäthoxy-benzaldehyd,
3,4-Dimethyl-p-anisaldehyd, J5
2,5-Dimethyl-p-anisaldehyd,
2-Chlor-5-nitro-benzaldehyd,
2-Chlor-6-nitro-benzaldehyd,
2-Chlor-3-nitro-benzaldehyd,
5-Chlor-2-nitro-benzaldehyd, Vanillin. o-Vanillin, -ω Isovanillin, 5-Brom-vanilin,
2-Chlor-4-dimethylamino-benzaldehyd, 2-Chlor-6-fluor-benzaldehyd,
5-Brom-veratrumaldehyd,
6-Brom-veratrumaldehyd, 45
5-Brom-2-methoxy-benzaldehyd, 1 -Naphthaldehyd, 2-Naphthaldehyd, 9-Anthrylaldehyd, lO-Chlor-9-antnrylaldehyd, Phenanthren-9-aldehyd und Fluoren-aldehyd,
sowie Beispiele von Zimtaldehyden 50
p-Dimethylamino-zimtaldehyd,
p-Diäthylamino-zimtaldehyd, p-Nitro-zimtaldehyd,
o-Nitro-zimtaldehyd und 2-Chlor-zimtaldehyd. Wie empirisch gefunden wurde, sind Beispiele von aromatischen Nitroso-Verbindungen, die als Reste A 55 gemäß Patentanspruch 1 ankondensiert sind:
p-Dimethylamino-nitrosobenzol,
p-Diäthylamino-nitrosobenzol,
p-Methyl-nitrosobenzol (= p-Nitrosotoluol),
p-Nitro-nitrosobenzol, t>o
o-Nitro-nitrosobenzol,
3-Nitroso-2-nitro-toluol.
Wie empirisch gefunden wurde, sind Beispiele von heterocyclischen Aldehyden, die als Reste A gemäß Patentanspruch 1 ankondensiert sind: br>
Furfurol, 5-Methyl-furfurol, 5-Brom-furfurol, 4-lsopropyl-furfurol, 2-Thiophen-aldehyd,
5-Methyi-thiophen-aldehyd,
S-Methoxy-ben/.o-thiophen^-aldehyd, 2-Pyridin-aldehyd, 3-Pyridin-aldehyci,
4-Pyrindin-aldehyd, l-Äthylindol-3-aldehyd, 1 -McthyIindol-3-aldehyd,
l-Methyl^-phenylindol-S-aldeliyd, N-Methyi-carbazol-2-aldehyd,
N-Äthyl-y-brom-carbazol^-aldehyd, N-(n-Octyl)-7-nitro-carbazol-2-aldehyd, Benzofuran-2-aldehyd, Dibenzofufan-2-aldehyd, Pyrrol-2-aldehyd, N-Methyl-pyrrol-2-aldehyd, N-Phenyl-pyrrol-2-aldehyd,
3-Methyl-pyrrol-2-aldehyd,
2-Äthyl-pyrrol-5-aldehyd, Benzthiazol-2-aldehyd, ö-Methyl-benzlhiazol^-aldehyd, 6-Chlor-benzthiazol-2-aldehyd, S-Chlor-benzthiazol^-aldehyd, ö-Methoxy-benzthiazol^-aldehyd, 5,6-Dichlor-benzthia.'.ol-2-aldehyd, Benzoselenazol-2-aldehyd,
ö-Methoxy-benzoselenazol^-aldehyd, ^^-Dimethyl-pyrrol^-aldehyd, 4,6-Dichlor-pyrimidin-5-aldehyd, 2-Formyl-4,6-dimethyl-pyrirnidin, Chinolin-2-aldehyd, Acridin-10-aldehyd, 2,4-Diphenyl S.öJ-hexahydrobenzopyran-e-aldehydund
2,4-Diphenyl-6-methyl-5,6,7-pentahyJrobenzopyran-8-aldehyd.
(Die Bezeichnung der Verbindungen erfolgte gemäß D'A η s — Lax »Taschenbuch für Chemiker und Physiker«, 3. Auflage, Springer-Verlag Berlin, 1964, Band 11, Seiten 1 bis 50).
Wie empirisch gefunden wurde, sind Beispiele von heterocyclischen Nitroso-Verbindungen, die als Reste A gemäß Patentanspruch 1 ankondensiert sind:
3-Nitrosoindol, 2-Methyl-3-nitrosoindol und 3-Nitroso-2-phenylindol.
Nachstehend werden Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäß in den Flüssigkristall-Zusammensetzungen enthaltenen methinartigen Verbindungen angegeben.
Die methinartigen Verbindungen können in einfacher Weise mittels wasserabspaltender Kondensation des Methyl- oder Methylenrestes in dec 2-Stellung eines lndolin-Derivats der allgemeinen Formel Il
CH,
und von einem Aldehydrest eines aromatischen oder heterocyclischen Aldehyds oder von einem Nitrosorest einer aromatischen oder heterocyclischen Nitroso-Verbindung oder auch durch die Behandlung eines Styryl-Farbstoffes der allgemeinen Formel 111
C=A
X ZYH
mit einer alkalischen Verbindung hergestellt werden.
Nachstehend werden weitere Einzelheiten dieser Verfahren genannt.
(a) Wenn die vorgenannten Ausgangsverbindungen, nämlich das Indolin-Derivat und der aromatische oder heterocyclische Aldehyd oder die aromatische oder heterocyclische Nitroso-Verbindung, nach einer der nachstehenden Verfahrensweisen behandelt werden, kann man die methinartige Verbindung der allgemeinen Formel I erhalten:
(1) Die Ausgangsverbindungen werden in Gegenwart oder Abwesenheit eines alkalischen Katalysators und in Abwesenheit eines Lösungsmittels zum Schmelzen erhitzt:
(2) die Ausgangsverbindungen werden in einem nichtpolaren Lösungsmittel unter Erwärmen umgesetzt;
(3) die Ausgangsverbindungen werden in einem aprotonischen polaren Lösungsmittel unter Erwärmen umgesetzt;
(4) die Ausgangsverbindungen werden in Gegenwart eines alkalischen Katalysators, in einem nichtpolaren Lösungsmittel, in einem aprotonischen polaren Lösungsmittel oder deren Gemisch umgesetzt;
(b) die Ausgangsverbindungcn werden in einem protonischen polaren Lösungsmittel umgesetzt.
(b) Wenn die vorgenannten Ausgangsverbindungcn, d. h. das Indolin-Derivat und der Aldehyd oder die Nitroso-Verbindung, in Abwesenheit eines alkalischen Katalysators, in einem protonischen Lösungsmittel oder in einem Lösungsmiitelgemisch, bestehend aus einem protonisehen Lösungsmittel und mindestens einem nichtpolaren Lösungsmittel oder einen aprotonischen polaren Lösungsmittel, umgesetzt werden, dann treten die beiden folgenden Fälle auf:
(1) Die erwünschte Verbindung der allgemeinen Formel I wird erhalten oder
(2) ein Gemisch der erwünschten Verbindung der allgemeinen Formel I und als Nebenprodukt ein Farbstoff der allgemeinen Formel Il wird hergestellt. Aus dem Gemisch können die entsprechenden Verbindungen in einfacher Weise voneinander getrennt werden, indem man das Gemisch mit einem fraktionierenden Lösungsmittel, wie Äther, Benzol, Äthylacetat, η-Hexan oder Cyclohexan, behandelt.
(c) Wenn die vorgenannten Ausgangsverbindungen, nämlich das Indolin-Derivat und der Aldehyd oder die Nitroso-Verbindung, miteinander in Gegenwart von Essigsäureanhydrid, Essigsäure oder einem Gemisch davon, umgesetzt werden, wird ein Methin-Farbstoff vom Indolenium-Typ der allgemeinen Formel III erhalten. Bei dieser Umsetzung wird durch Zugeben einer alkalischen Verbindung zu dem Gemisch der Ausgangsverbindungcn oder durch getrenntes Lösen einer der Ausgangsverbindungcn in einem geeigneten Lösungsmittel und durch anschließendes Zugeben einer Alkaliverbindung und gegebenenfalls weiterhin durch Erwärmen bzw. Erhitzen des Gemisches die gewünschte Verbindung der allgemeinen Formel I erhalten.
(d) Wenn durch die Umsetzung zwischen den vorgenannten AusgangsvcrbindungcM. nämlich dem Indolin-Derivat und dem Aldehyd oder der Nitroso-Verbindung, sowohl die erwünschte Verbiiulunu als auch der Stvrvl Farbstoff vom Indolcnium-Typ in einem protonischen Lösungsmittel oder in einem gemischten Lösungsmittel mit einem Gehalt daran in Abwesenheit einer alkalischen Verbindung erzeugt werden, dann ist die erwünschte Verbindung durch Zugeben einer alkalischen Verbindung zum vorgenannten Reaktionssystem oder zur Lösung, die durch Auflösen des aus dem Reaktionssystem abgetrennten Gemisches und durch ein gegebenenfalls sich anschließendes ίο Erwärmen des Reaktionssystems oder der Lösung
erhältlich.
Nachstehend wird das Prinzip der Farbwiedergabe mit den erfindungsgemäßen Flüssigkristall-Zusammensetzungen näher erläutert. Hierzu wird auf die Fig. 1 ir> und 2 der Zeichnung verwiesen.
Fig. 1 stellt eine Seitenansicht im Schnitt einer beispielsweisen Ausführungsform einer Farbwiedergabe-Vorrichtung dar, welche eine Flüssigkristall-Zusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung enthält.
Fig. 2 veranschaulicht ein weiteres Beispiel einer Farbwiedergabe-Vorrichtung in Seitenansicht im Schnitt, welche eine Flüssigkristall-Zusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung enthält.
Die erfindungsgemäß in den Flüssigkristall-Zusammensetzungen enthaltenen vorgenannten methinartigcn Verbindungen besitzen die nachstehende Molekularstruklur
Bei jeder dieser Verbindungen besitzt der Indolin-Ringteil einen Winkel von 109° zum Methin-Strukturteil. Praktisch alle Verbindungen weisen Absorptionen im Ultraviolettbereich von farblos bis blaßgelb auf. Wenn eine dieser methinartigen Verbindungen in einem flüssigen Kristall gelöst wird und dann diese Lösung in
4ri einem elektrischen Feld orientiert wird, dann erhält die Methin-Verbindung einen sterischen Effekt und neigt zu einer Vergrößerung des Winkels auf 109° bis 180°, wobei sich der Ring öffnet und eine Farbe auftritt. Zumindest aber wird die zur Ringöffnung für eine
V) Farbwiedergabe erforderliche Aktivierungsenergie herabgesetzt. Wenn das elektrische Feld aufgehoben wird wird die Orientierung der flüssigen Kristalle gestört, und die methinartige Verbindung nimmt wieder die ringgeschlossene, farblose Struktur ein.
v, Durch ein Zusetzen von Elektronen anziehender Ionen oder Molekülen oder Elektronen liefernden loner oder Molekülen zur Lösung wird weiterhin, wenn eir elektrisches Feld zum Öifncn des Rings und zui Wiedergabe der Farbe angelegt wird, die zu einci
Wi Farbwiedergabe erforderliche Aktivicrungscnergu rasch geringer und auch die Farbe reiner.
Um eine leichtere Orientierung der flüssigen Kristall* zu erreichen, ist es zweckmäßig, auf einer Elektroden oberfläche einen Film eines geeigneten Oricnticrungs
hr> mittels, wie SiO?, aufzubringen.
Nachstehend werden Beispiele mcthinartiger Verbin düngen für die erfindiingsgcmäßcn Flüssigkristall-Zu sammensctzungen zusammen mit ihren Absorptionsma
xiina bei geschlossener und geöffneter Ringstruktur (5) 3,3-Dimelhyl-2-(p-chlor-styryl)-indolinof, 1,2-b]-
angegeben.
(1) 3,3-Dimelhyl-2-(p-dimethylamino-slyryl)-indolinof l,2-b]-oxazolin
H,C CH,
* ' CH 3
H,C
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 296 nm bei offener Ringstruktur 547 nm.
(2) 3,3-Dimethyl-5-methoxy-2-(p-dimethylamiiiostyryl)-indolino[l,2-b]-oxazolin
H3CO
H3C
/V 		X CH
/		 O
N
I 		X CH2
H I
,C
Absorplionsmaxlma
bei geschlossener Ringstruktur 297 nm bei offener Ringstruktur 542 nm.
(3) 3,3-Dimethyl-5-nitro-2-(p-dimethylaminostyryl)-indolino[l,2-b]-oxazolin'
NO,
H3C CH3
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 303 nm bei offener Ringstruktur 580 nm.
(4) 3,35-Trimethyl-2-(p-dimethylamino-styryl)-indolinof 1,2-bJ-oxazolin
H3C CH,
CH,
—N< (VIII)
CH.,
H7C CH,
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Kingstruktur 297 nm bei offener Ringstruktur 547 nm.
oxazolin
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 259 nm bei offener Ringstruktur 392 nm.
(6) 3,3-Dimethyl-5-chlor-2-(p-chlor-styryl)-indolino[!,2-b]-oxazolin
H1C
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 255 nm bei offener Ringstruktur
398 nm.
(7) 3,3-Dimethyl-5-chlor-2-(p-dimethylaminostyryl)-indolino[ 1,2-b]-oxazolin
Cl
H3C CH3
CH3
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 299 nm bei offener Ringstruktur 557 nm.
(8) 3,3-Dimethyl-5-jod-2-(p-dimethylamino-styryr indolino[l,2-b]-oxazolin
CH3
Absoiplionsmaxirna
bei geschlossener Ringstruktur 29H nm bei offener Ringstruktur 561 nm.
(9) 3,3-DimethyI-4,5-benzo-2-(p-dimethylaminostyryl)-indolino[l,2-b]-oxazolin
10
(13) 3,3-Dimethyl-2-(p-dimethylaminocinnamyliden-methyl)-indolino[l,2-b]-oxazolin
CH, CH,
CH,
(XIII) CH,
H3CO
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 298 nni bei offener Ringstruktur 560 nm.
(10) 3,3-DimethyI-4,5-benzo-2-(p-dimethylaminostyry l)-indolino[ 1,2-b]-1,3-tetrahydroxazin
CH,
P(IV)
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 304 nm bei offener Ringstruktur 564 nm.
(11) 3,3-Dimethyl-2-(p-dimethylaminocinnamyliden-methyl)-indolino[ 1,2-b]oxazolin
CH3
H7C
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 328 nm bei offener Ringstruktur 618 nm.
(12) 3,3-Dimethyl-5-chlor-2-(p-dimeihylaminocinnamyliden-methyl)-indolino[ 1,2-b]oxazolin
ν/
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 326 nm bei offener Ringstruktur 594 nm.
(14) 3,3-Dimethyl-2-(p-dimethylamino-2-azastyryl)-indolino[ 1,2-b]-oxazoIin
H3C- CH,
CH,
P(VIII)
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 290 nm bei offener Ringstruktur 587 nm.
(15) 3,3-Dimethyl-5-methoxy-2-(p-dimethylamino-2-azastyryl)-indolino[ 1,2-b]-oxazolin
H,CO
H3C CH,
Absorptionsmaxima
Γ)0 bei geschlossener Ringstruktur 271 nm bei offener Ringstruktur 589 nm.
(16) 3,3-Dimelhyl-5-chlor-2-(p-diinethylamino-2-azastyryl)-iiHloliiio[l,2-b]-oxazolin
CH, O O CH, Cl
\		 (.0 X) > cn,
I CH, I N \/=N
XX
N		 CH2 2 C O
I P(Vi) CH2
H2C
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 338 nm bei offener Ringstruktur 635 nm.
CH,
CH,
Absorplionsmaxima
bei geschlossener Ringstruklur 301 nm bei offener Ringstruktur 600 nm.
(XX)
(17) 3,3-Dimethyl-2-(p-methoxy-styryl)-indolino[ 1,2-b]-1,3-tetrahydroxazin
OCH,
(XXI)
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 264 nm
bei offener Ringstruktur 423 nm.
(18) 3,3-Dimelhyl-5-chlor-2-(p-dimethylaminostyryl)-indolino[l,2-b]-thiazolin
H3C
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 408 bis 410 nm
bei offener Ringstruktur 538 bis 540 nm.
(19) 3,3-Dimethyl-2-[2-(9-methyl-carbazolyl)-vinyP-indolino[l,2-b]-oxazolin
(XXlIl)
H2C
Absorptionsmaxima
bei geschlossener Ringstruktur 284 bis 285 nm
bei offener Ringstruktur 500 bis 502 nm.
Die Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
In die Farbwiedergabe-Vorrichtung gemäß Fig. I wird in eine Glaszelle mit einem durchsichtigen elektrisch leitfähigen Film eine Lösung eingefüllt, die durch Auflösen von 3,3-Dimethyl-2-(p-dimethyiaininostyryl)-indolino[1,2-b]oxazolin gemäß der Formel V als farbänderndcn Farbstoff in p-Methoxy-benzyliden-p'-nbutyl-anilin als flüssigen Kristall mit einer Konzentration 1 x 10 2 Mol/Liter gebildet worden ist.
In der F i g. 1 ist die Lösung 1, die durch Auflösen des Farbstoffes in flüssigen Kristallen hergestellt worden ist, zwischen zwei durchsichtigen elektrisch leitfiihigcn Filmen 2,2, wie aus In^Oj oder SnOj, angeordnet, die sich auf zwei Glasplatten 3,3 befinden. Zwischen den Rändern der Glasplatten 3,3 ist ein Abstandsring 4,4 angeordnet, der einen Raum zwischen den beiden Glasplatten 3,3 bildet und somit die Glaszelle formt.
Eine der beiden Elektroden 2,2 kann undurchsichtig sein. Mit anderen Worten heißt dies, daß es ausreicht,
j daß mindestens eine der Elektroden 2,2 durchsichtig ist.
Wenn bei vorstehendem Beispiel eine geeignete
Menge im Bereich von 10~4 bis 1 Mol/Liter Ionen, wie H > und Cl- - dissoziiert aus HCI - B+ und Cldissoziiert aus BCI — oder aus Pyridinium-Salzen
ι» erhaltenen Ionen, in der Lösung der flüssigen Kristalle vorliegen, dann bilden sich Bereiche in einer dynamischen Streuiingsart, und deshalb entsteht eine Lichtstreuung in den flüssigen Kristallen.Gleichzeitig werden die Moleküle der flüssigen Kristalle in Richtung des lonenflusses orientiert, und deshalb wird mittels der sterischen Wirkung der Farbstoffmoleküle der vorgenannte Winkel von 109° in den Farbstoffmolekülen zu einer Vergrößerung veranlaßt, wodurch die Aktivierungsenergie für die Farbwiedergabe sinkt und der Farbstoff eine Farbe zeigt. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes an die Lösung zeigt demgemäß der vorgenannte Farbstoff eine Absorption bei 550 nm bei einer Anregung. Bevorzugt weist das elektrische Feld etwa 104 Volt/C auf. Demzufolge zeigt die Lösung eine leuchtende Farbe als Ergebnis der vorgenannten Lichtstreuung nach der dynamischen Streuungsart und durch die Farbwiedergabe des Farbstoffes.
Beim Entfernen des angelegten elektrischen Feldes verschwindet die Farbe.
jo Bei vorliegender Erfindung werden die flüssigen Kristalle durch den Farbstoff gefärbt, und wenn demgemäß ein elektrisches Feld an die Lösung der flüssigen Kristall-Zusammensetzung angelegt wird, liefert der Farbstoff eine reine leuchtende Farbe durch > die bestimmte Absorption nicht polarisierter, d. h. voller Strahlen anstelle von gestreutem oder polarisiertem Licht, wie bei den vorgenannten mit üblichen flüssigen Kristallen gefüllten Vorrichtungen. Deshalb zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung einen stärkeren Kontrast als die nur mit üblichen flüssigen Kristallen betriebenen Farbwiedergabe-Vorrichtungen. Weil darüber hinaus die erfindungsgemäße Vorrichtung durch Absorption von nicht polarisierten Strahlen Farben wiedergibt, ist es nicht erforderlich, die Vorrichtung aus einem bestimmten Blickwinkel zu beobachten.
Beispiel 2
Zu der in Beispiel 1 verwendeten Lösung werden zur Verbesserung einer dynamischen Streuung und der Orientierung der flüssigen Krislalle I χ 10 2 Mol/Liter Dodecylpyridiniumchlorid als kationaktive grenzflächenaktive Verbindung und zur Stabilisierung der Lösung gegen ein Zersetzen 10-' Mol/Liter p-Benzochinon und 10 ' Mol/Liter Hydrochinon als Stabilisierungsmittel zugesetzt. Dadurch wird die Farbreinheit des Farbstoffes in hervorragender Weise in einem solchen Ausmaß verbessert, daß die Höhe der
ho Lichtabsorption iOmal höher als in Beispiel 1 ist. Die Vorrichtung zeigt eine leuchtend rote Farbe.
Da in diesem Fall die Farbe durch Absorption des Farbstoffes anstatt durch das gestreute Licht aus den flüssigen Kristallen wiedergegeben wird, ist der
(i5 Gegensatz zwischen dem aufgeladenen Zustand (durch Anlegen eines elektrischen Feldes von K)1 bis KV* Volt/C) und dem entladenen Zustand 60 : 1. Die Farbe verschwindet, wenn das elektrische Feld entfernt wird.
B e i s pie!
3,3,5-Tnmethyl-2-(p-diroethylamino-styryl)-indolino-[1,2-b]-oxazolin gemäß der allgemeinen Formel VIII als farbverändernder Farbstoff wird in p-Äthoxy-benzyli- s den-p'-amino-benzoniiril als flüssige Kristalle in einer Konzentration von 1 χ 10-: Mol/Liter gelöst. Die erhaltene Lösung wird dann in eine Glaszelle gemäß Γ i g. 2 eingefüllt. Gemäß der F i g. 2 ist die Lösung 5, die durch Auflösen des Farbstoffes in den flüssigen in Kristallen hergestellt worden ist, zwischen zwei dielektrischen Filmen 6,6 eines Orientierungsmittels, wie SiOi, angeordnet, die über durchsichtige Elektrodenfilme 7,7 auf Glasplatten 8,8 angeordnet sind. Ein Abstandsring 9,9 zwischen den Rändern der Glasplatten 8,8 umgibt einen Raum zwischen den Glasplatten 8,8. der die Glaszelle bildet. Als Abwandlung können die dielektrischen Filme 6,6 auf einer oder auf beiden Elektroden 7,7 ausgebildet sein.
Die vorgenannte Vorrichtung strahlt eine F'arbe aus. wenn ein geeignetes elektrisches Feld zwischen IOJ bis 105 Volt/C zwischen den Elektroden angelegt wird. Die besten Werte erhält man bei einem elektrischen Feld von etwa 104 Volt/C. Bei diesem Beispiel sind ähnlich dem vorhergehenden Beispiel die flüssigen Kristalle :s durch den Farbstoff gefärbt, und wenn demgemäß an die Lösung ein elektrisches Feld angelegt wird, werden die flüssigen Kristalle in Richtung des elektrischen Feldes unter Ausbildung einer dynamischen Streuungsweise orientiert, und beim Farbstoff vergrößert sich der Winkel bei seiner Molekularstruktur. Infolgedessen zeigt der Farbstoff seine eigentümliche Absorption. Die Farbstoffwiedergabe beruht nicht auf einer einfachen Lichtstreuung, sondern stellt eine Lichtabsorption des Farbstoffes dar, und deshalb weist die vorliegende Vorrichtung einen höheren Kontrast als eine übliche Vorrichtung auf, und man unterliegt keiner Beschränkung hinsichtlich eines Beobachtens der Farbwiedergabe aus einem begrenzten Blickwinkel. Darüber hinaus ist es nicht erforderlich, Polarisationsprismen oder -filter zur Beobachtung der Farbwiedergabe anzuwenden. Durch Zusetzen geeigneter Zusatzstoffe, wie Chinone als Stabilisator und grenzflächenaktiver Verbindungen, wie sie im vorstehenden Beispiel 2 genannt sind, wird der Gegensatz vom angelegten Zustand gegenüber dem nichtangelegten Zustand sehr stark verbessert, und man erreicht Werte in einer Höhe von 60 :1. Da gemäß diesem Beispiel Orientierungsmittelfilme 6,6 zur Orientierung der flüssigen Kristalle im nichtgeladenen Zustand angewendet werden, ist es nicht erforderlich, einen lonendonator mitzuverwenden.
Wie vorstehend beschrieben worden ist, können zur wirksamen Verbesserung des Kontrastes und der Farbreinheit bei den Flüssigkristall-Zusammensetzungen gemäß vorliegender Erfindung Zusätze zu der Lösung der flüssigen Kristalle zugegeben werden, wie geeignete übliche grenzflächenaktive Verbindungen, z. B. Dodecylpyridiniumchlorid, Cetylpyridiniumbromid oder Lauryldimethylbenzyl-ammonium-p-toluolsulfonat, weiter geeignete übliche Stabilisierungsmittel auf Basis von Phenolen, wie p-Benzochinon, Hydrochinon, Phenol oder Cresol, und/oder Moleküle von üblichen Elektronendonatoren oder Protonendonatoren, wie HCI, BCIj oder Pyridiniumsalze oder Ammoniumsalze. Aufgrung empirischer Studien muß die Konzentration der Zusätze insgesamt 1 χ 10-4 bis 1 Mol/Liter, bezogen auf die Lösung, betragen, um gute Ergebnisse zu erzielen. Die besten Ergebnisse werden bei Konzentrationen von 10~3 bis 10~2 Mol/Liter, bezogen auf die Lösung, erhalten.
Wenn die Konzentration der Zusätze I Mol/Liter übersteigt, scheiden sich die Zusätze ab, wodurch der Kontrast herabgesetzt wird. Wenn die Konzentration unter 10~4 Mol/Liter üegt, sind die Effekte der Zusätze nicht erhältlich.
Wenn die Konzentration der Zusätze höher als 10~2 Mol/Liter ist, veiiärbt sich die Lösung sogar in Abwesenheit des elektrischen Feldes, wodurch der Kontrast herabgesetzt wird. Wenn die Konzentration unter 10~] Mol/Liter liegt, wird die mittels des elektrischen Feldes erhaltene Farbe blaß.
Die Orientierungsmittelfilme, wie S1O2, auf den Elektroden in den Farbwiedergabe-Vorrichtungen, dienen zur Orientierung der Moleküle der Lösung, wenn das elektrische Feld entfernt wird. Die Filme dienen auch als Isolierung, um die Lösung von der durchsichtigen Elektrode zu isolieren, um so das Fließen eines Gleichstroms über die Elektrode auszuschalten. Als Orientierungsmittelfilme können neben S1O2 auch ΤΊΟ2, MgO, SiN, TiN oder PbO verwendet werden.
Die Intensität des durch die Lösung angelegten elektrischen Feldes muß zwischen 1 χ 103 und 1 χ 10-Volt/C liegen, wobei der beste Wert um 1 χ 104 Volt/C liegt.
Wie bereits in vorliegender Beschreibung ausgeführt worden ist, geben Farbwiedergabe-Vorrichtungen welche Flüssigkristall-Zusammensetzungen gemäß vorliegender Erfindung enthalten, die Farbe nach derr Prinzip der Farbwiedergabe von Farbstoffen mittels einer Orientierung der flüssigen Kristalle durch eir elektrisches Feld wieder. Diese Vorrichtungen weiser daher die Vorteile auf, daß die Gegensätze vor aufgeladenen Zuständen zu entladenen Zuständen hoch sind, daß der Blickwinkel nicht begrenzt ist und daß die Farbe rein ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Zur Anwendung in einer Farbwiedergabe-Vorrichtung geeignete Flüssigkristall-Zusammensetzung, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an einer geringen Menge einer darin gelösten methinartigen, farbändernden Verbindung der allgemeinen Formel
DE2552847A 1974-11-26 1975-11-25 Zur Anwendung in einer Farbwiedergabe-Vorrichtung geeignete Fliissigkritall-Zusammensetzung und deren Verwendung Expired DE2552847C3 (de)

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