DE2736502A1 - Fluessigkristallmaterial, seine verwendung und elektrooptische fluessigkristall- anzeigevorrichtungen - Google Patents
Fluessigkristallmaterial, seine verwendung und elektrooptische fluessigkristall- anzeigevorrichtungenInfo
- Publication number
- DE2736502A1 DE2736502A1 DE19772736502 DE2736502A DE2736502A1 DE 2736502 A1 DE2736502 A1 DE 2736502A1 DE 19772736502 DE19772736502 DE 19772736502 DE 2736502 A DE2736502 A DE 2736502A DE 2736502 A1 DE2736502 A1 DE 2736502A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- liquid crystal
- crystal material
- alkyl groups
- alkyl
- mixture
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
- C09K19/00—Liquid crystal materials
- C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
- C09K19/06—Non-steroidal liquid crystal compounds
- C09K19/32—Non-steroidal liquid crystal compounds containing condensed ring systems, i.e. fused, bridged or spiro ring systems
- C09K19/322—Compounds containing a naphthalene ring or a completely or partially hydrogenated naphthalene ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C43/00—Ethers; Compounds having groups, groups or groups
- C07C43/02—Ethers
- C07C43/20—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
- C07C43/202—Ethers having an ether-oxygen atom bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring the aromatic ring being a naphthalene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C45/00—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
- C07C45/45—Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by condensation
- C07C45/46—Friedel-Crafts reactions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C51/00—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides
- C07C51/16—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation
- C07C51/29—Preparation of carboxylic acids or their salts, halides or anhydrides by oxidation with halogen-containing compounds which may be formed in situ
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
- Liquid Crystal Substances (AREA)
Description
BEETZ-LAMPRECHT-BEETZ 8OOO München 22 - Steinsdorfstr. 1O
TELEFON (O88) 2272OI - 22 72 44 - 2SS81O
Telex B22O48 -Telegramm Allpatent München
PATENTANWÄLTE Dipl.-Ing. R. BEETZ sen.
DIpI.-Ing. K. LAMPRECHT Dr.-Ing. R. BEETZ Jr.
Dlpl.-Phya. U. HEIDRICH auch Rechtsanwalt
Dr.-Ing. W. TIMPE Dipl.-Ing. J. SIEGFRIED
Dr.-Ing. W. TIMPE Dipl.-Ing. J. SIEGFRIED
293-27.
12. August 1977
Secretary of State for Defence in Her Britannic Majesty's Government of the United Ki|}gdom_of
Great Britain and Northern IrelandWhitehall
Flüssigkristallmaterial, seine Verwendung und elektrooptische Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen
Die Erfindung betrifft aromatische Diester, die Flüssigkristalleigenschaften
aufweisen.
Bestimmte organische Verbindungen besitzen flüssigkristalline Phasen, die intermediäre Phasen zwischen dem
kristallinen Festzustand und der vollständig ungeordneten flüssigen Phase darstellen, wobei innerhalb des flüssigkristallinen Bereichs eine Weitbereichsordnung der Moleküle
eintritt.
Als die beiden Haupttypen flüssigkristalliner Phasen werden die smektische Mesophase, bei der die Weitbereichs-
~2'£ 2 7 3 6 b ü
Ordnung von im wesentlichen lamellarem Typ ist, und die
nematische Mesophase unterschieden, bei der die Ordnung im wesentlichen linear ist, d. h., bei der die Moleküle
die Tendenz zeigen, sich mit ihren Längsachsen parallel zueinander auszurichten. Hierzu gehört ferner die sog.
cholesterinische Mesophase, die zuweilen als Unterklasse der nematischen Mesophase wie auch manchmal als separate
Mesophase klassifiziert wird. Dieser letztere Typ besitzt eine helikale Kurzbereichsordnung, die sich der linearen
Ordnung der nematischen Mesophase überlagert. Das Auftreten flüssigkristalliner Eigenschaften ist allgemein
mit dem Vorliegen länglicher Moleküle verbunden.
Die Dielektrizitätskonstanten länglicher Moleküle wie auch der erfindungsgemäßen hängen im allgemeinen von
der Orientierung der Moleküle ab; wenn die längs der Längsachse der Moleküle gemessene Dielektrizitätskonstante
größer ist als die transversale Dielektrizitätskonstante, besitzt das entsprechende Material definitionsgemäß positive
dielektrische Anisotropie; im umgekehrten Fall besitzt das Material negative dielektrische Anisotropie.
Aufgrund dieser Eigenschaft der dielektrischen Anisotropie sind die entsprechenden Moleküle befähigt, sich beim Anlegen
eines elektrischen Felds auszurichten, wodurch die Herstellung elektrooptischer Anzeigevorrichtungen wie beispielsweise
verdrillt nematischer Anzeigevorrichtungen und Phasenwechsel-Anzeigevorrichtungen
ermöglicht wird.
Bei dem üblichen Typ verdrillt nematischer Anzeigezellen
sind die Moleküle durch Anlegen eines elektrischen Wechselfelds an eine dünne Schicht eines Flüssigkristallmaterials
mit Hilfe geeignet gestalteter Elektroden ausgerichtet, wenn das Feld eingeschaltet ist. Beim Ausschalten
des elektrischen Feldes durch Abschalten des Stroms führt die thermische Bewegung zu einer Reorientierung, die zu
809807/0887
einer Änderung der Anzeige erforderlich ist. Diese Verhältnisse sind insofern unbefriedigend, als verdrillt nematische
Anzeigevorrichtungen deshalb nur langsame Schaltzeiten besitzen.
Die dielektrische Anisotropie der meisten Flüssigkristallmaterialien
hängt allgemein von der Frequenz des angelegten elektrischen Wechselfeldes ab, wobei eine Änderung von einer
positiven zu einer negativen dielektrischen Anisotropie bei einer hinreichend hohen Frequenz eintritt. Hierdurch werden
schnelle Schaltvorgänge ermöglicht, die durch Veränderung der Frequenz des angelegten elektrischen Wechselfeldes getriggert
werden können. Ungünstigerweise erfolgt allerdings diese Eigenschaftsänderung bei Frequenzen, die für eine
praktische Anwendung in Anzeigezellen zu hoch sind, beispieleweise
bei Frequenzen über 1 MHz.
Der Erfindung liegt entsprechend die Aufgabe zugrunde, eine Klasse von Flüssigkristallmaterialien anzugeben, bei
denen eine Umkehrung der dielektrischen Anisotropie bei in der Praxis in Anzeigezellen zugänglichen Frequenzen
eintritt.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristallmaterial ist ein aromatischer Diester der Formel
A-COO
in der
809807/0867
A eine ^-Alkylphenylgruppe und B eine 2-^5-Alkyl)-naphthylgruppe
oder
A eine 2-{6-Alkyl)-naphthylgruppe und B eine ^-Alkylphenylgruppe
bedeuten,
wobei die Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können.
Die Alkylgruppen sind dabei vorteilhaft geradkettige C.- bis C1n -Alkylgruppen und vorzugsweise C^- bis C1n-Alkylgruppen.
Die erfindungsgemäßen aromatischen Diester besitzen in einem niedrigfrequenten elektrischen Wechselfeld eine
positive dielektrische Anisotropie, wobei sich das Vorzeichen der dielektrischen Anisotropie bei mäßigen Frequenzen
ändert.
Der Fachmann weiß, daß die in praktischen Anzeigevorrichtungen verwendeten Frequenzen nicht zu nahe an der Frequenz
liegen können, bei der sich die dielektrische Anisotropie vom positiven zum negativen Vorzeichen hin ändert,
jedoch besitzen die erfindungsgemäßen aromatischen Diester positive dielektrische Anisotropie bei Frequenzen unter
etwa 1 kHz und negative dielektrische Anisotropie über etwa 50 kHz, wobei das 'Umschalten' innerhalb dieses Bereichs
erfolgt, was für die erfindungsgemäß angestrebten
Anwendungen eine mäßig hohe Frequenz darstellt.
Entsprechend einer wichtigen Ausführungsweise der Erfindung enthält eine verdrillt nematische elektrooptische
Anzeigezelle, die frequenzabhängig umschaltet, als Flüssigkristallmaterial einen aromatischen Diester wie oben definiert
oder ein Gemisch bzw. eine Lösung derartiger aromatischer Diester miteinander oder mit anderen Flüssigkristall-
809807/0867
materialien. Dabei ist erforderlich, daß die mit den erfindungsgemäßen
aromatischen Diestern zur Verwendung in verdrillt nematisehen Anzeigevorrichtungen, die frequenzabhängig umschalten, gemischten Flüssigkristallmaterialien
Schalteigenschaften aufweisen, die mit denen des bzw. der aromatischen Diester verträglich sind.
Die erfindungsgemäßen aromatischen Diester können
allein oder im Gemisch bzw. in Lösung miteinander oder mit anderen Flüssigkristallmaterialien in verdrillt nematischen
Anzeigevorrichtungen oder Anzeigevorrichtungen vom Phasenwechseltyp eingesetzt werden, bei denen nicht die
Frequenzabhängigkeit der dielektrischen Anisotropie zum Umschalten ausgenützt wird.
Nach einer anderen Ausführungsweise der Erfindung enthält eine verdrillt nematische Zelle oder eine Phasenwechselzelle
einen aromatischen Diester wie oben definiert in Verbindung mit einem niedrigschmelzenden Nematogen wie beispielsweise
M-n-Heptyl-i-cyanodiphenyl oder andere Vertreter
dieser Klasse von Cyanodipheny!verbindungen.
Darüberhinaus kann eine Phasenwechselze.lle auch einen
aromatischen Diester wie oben definiert zusammen mit einem Cholesterogen enthalten.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von Beispielen näher erläutert, die sich auf die Herstellungsverfahren
und Eigenschaften der erfindungsgemäßen Verbindungen beziehen;
die Zeichnung erläutert dabei die Abhängigkeit der dielektrischen Anisotropie von der Frequenz des angelegten
Felds.
809807/0867
(): K lammern um eine Temperaturangabe bedeuten einen monotropen übergang, der nicht während eines Aufheizzyklus,
jedoch beim Abkühlen beobachtet wird.
C-N: bedeutet den Wechsel von der kristallinen zur nematisch flüssigkristallinen Phase.
Die Temperaturen sind in 0C angegeben.
Die Flüssigkristallmaterialien stellen Diester dar, die durch zwei aufeinanderfolgende Veresterungsreaktionen
hergestellt werden, wobei 2-Chlor-1l-hydroxybenzoesäure (Formel
I im nachstehenden allgemeinen Syntheseschema) mit einem U-Alkylphenol (II) oder einem 6-Alkyl-2-naphthol (III)
zu den entsprechenden Hydroxyesterprodukten (IV) bzw. (V) verestert wird. Diese Hydroxyester werden anschließend mit
einer 6-Alkyl-2-naphthoesäure (VI) oder einer 4-Alkylbenzoesäure
(VII) zu den entsprechenden Diestern (VIII) bzw. (IX) weiterverestert.
809807/0867
809807/0867
-W-
Entsprechend dem obigen Syntheseschema sind zahlreiche H-Alkyl-benzoesäuren, 6-Alkyl-2-naphthoesäuren, 4-AIkylphenole
und 6-Alkyl-2-naphthole zusammen mit 2-Chlor-U-hydroxybenzoesäure
erfindungsgemäß zur Synthese der angestrebten Diester verwendbar.
Herstellung und Verfügbarkeit der erforderlichen substituierten Phenole und Naphthole
^-Alkylphenole (II) sind entweder im Handel erhältlich
oder können nach dem von Van der Veen et al.angegebenen Standardverfahren (vgl. Van der Veen, de Jeu, Grobben und Boven,
Mol. Cryst. Liq. Cryst. 1£ (1972), 291) zur Herstellung von iJ-Alkylanilinen herangezogen werden, der sich die
Diazotierung der Amine und die Hydrolyse der entsprechenden Diazoniumsulfate anschließt.
6-Alkyl-2-naphthole (III) können wie in Beispiel 1 beschrieben auf folgendem Reaktionsweg hergestellt werden:
OCH-
Stufe Al
Stufe
Bl.
R-CH,
OCH
3 Stufe Cl
R-CH
809807/0867
wobei R eine Alkylgruppe wie beispielsweise eine n-Alkylgruppe
bedeutet.
Die Herstellung von 6-Alkanoyl-2-methoxynaphthalinen erfolgt durch Priedel-Crafts-Acylierung.
Handelsübliches 2-Methoxynaphthalin (25,8 g; 0,15 mol)
wird zu einer kalten Lösung von wasserfreiem Aluminiumtrichlorid (22 g; 0,17 mol) in trockenem Nitrobenzol (120 ml)
zugegeben. Darauf wird das entsprechende Alkanoylchlorid RCOCl (0,17 mol) tropfenweise unter Rühren zu dem Gemisch
zugegeben, das nach vollständiger Zugabe 48 h bei Raumtemperatur stehengelassen wird. Das dunkelgefärbte Gemisch
wird darauf auf ein Gemisch von Eis, Wasser und konzentrierter Salzsäure gegossen und 0,5 h gerührt. Danach
wird die Nitrobenzolschicht abgetrennt und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Gemisch wird anschließend
unter vermindertem Druck destilliert, wobei zunächst das Nitrobenzol absiedet; das angestrebte Produkt
destilliert im Anschluß daran bei etwa 180 - 200 °C/1 Torr. Das Produkt verfestigt sich gewöhnlich beim Abkühlen.
Die 6-Alkyl-2-methoxynaphthaline können nach dem von Albrecht et al. angegebenen Standard-Syntheseverfahren
(vgl. Alb recht, Gustaf son und Horgan, J. Org. C hem. ^l (1972),
3355) hergestellt werden.
809807/0867
/ft
Ein Gemisch von 6-Alkyl-2-Methoxynaphthalin (6,5 g) in einem Gemisch konstant siedender k6 Jiger wäßriger
Bromwasserstoffsäure (.2k ml) und einer Ί5 {igen Lösung
von Bromwasserstoff in Eisessig (39 ml) wird 2k h am Rückfluß erhitzt. Danach wird die Lösung abgekühlt und in ein
großes Volumen Wasser eingegossen, worauf das 6-Alkyl-2-naphthol
ausfällt und an der Wasserstrahlpumpe abfiltriert wird. Das Produkt wird getrocknet und aus einem geeigneten
Lösungsmittel, beispielsweise wäßrigem Äthanol, kristallisiert.
Herstellung und Verfügbarkeit der erforderlichen
substituierten Benzoesäuren und Naphthoesäuren
2-Chlor-i-hydroxybenzoesäure (I) ist ein handelsübliches
Material; 4-Alkylbenzoesäuren (VII) sind entweder
ebenfalls handelsüblich oder können nach dem üblichen Syntheseverfahren der Acetylierung von handelsüblichen
Alkylbenzolen durch Priedel-Crafts-Acylierung und anschließende Hypobromit-Oxydation des 4-Alkylacetophenons
zur entsprechenden Säure hergestellt werden (vgl. Gray und Brynmor Jones, J. Chem. Soc. (1951O, 678).
Die 6-Alkyl-2-naphthoesäuren (VI) können auf folgendem
Reaktionsweg hergestellt werden:
809807/0867
ΟΙΟ
Stufe A2
CH2R Stufe C2
HOOC
wobei R eine Alkylgruppe wie beispielsweise eine n-Alkylgruppe
wie in Beispiel 2 bedeutet.
Die Herstellung von 2-Alkanoylnaphthalinen erfolgt durch Friedel-Crafts-Acylierung.
Handelsübliches Naphthalin (0,3 mol) wird mit trockenem
Nitrobenzol (155 ml) gemischt und auf etwa 0 0C abgekühlt.
Danach wird das entsprechende Alkanoylchlorid RCOCl (O133
mol) zugesetzt und das Gemisch gerührt. Darauf wird wasserfreies Aluminiumtrichlorid (0,35 mol) allmählich zu dem gekühlten
Gemisch während etwa 2 h unter Rühren zugegeben. Die
809807/0867
Reaktanten werden dabei mit Calciumchloridröhrchen vor dem
Einfluß von Luftfeuchtigkeit geschützt. Das Gemisch wird in einem Kühlschrank über Nacht stehengelassen. Danach wird
das dunkelgefärbte Gemisch auf Eis, Wasser und konzentrierte
Salzsäure gegossen und 30 min gerührt. Danach wird die Nitrobenzolschicht abgetrennt und getrocknet, worauf das
Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert wird. Der Rückstand des angestrebten Produkts siedet bei etwa
170 - 180 °C/4 Torr. Das Produkt verfestigt sich gewöhnlich beim Abkühlen.
Die Reduktion des Produkts von Stufe A2 zu den entsprechenden 2-Alkylnaphthalinen kann nach dem von Albrecht
et al.angegebenen Standardverfahren durchgeführt werden (vgl. Albrecht, Gustafson und Horgan J. Org. Chem. y\_
(1972), 3355).
Die Herstellung von 6-Acetyl-2-alkylnaphthalinen erfolgt durch Priedel-Crafts-Acylierung.
Wasserfreies Aluminiumtrichlorid (0,053 mol) wird in trockenem Nitrobenzol (50 ml) gelöst und in einem Eisbad
abgekühlt; darauf wird das 2-Alkyl-naphthalin (0,048 mol)
zugesetzt. Im Anschluß daran wird Acetylchlorid (0,05 mol) tropfenweise unter Rühren und Kühlen der Lösung zugesetzt.
Die Reaktanten werden dabei durch Calciumchloridröhrchen
vor dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit geschützt. Nach 40 bis 48 h Stehenlassen bei Raumtemperatur wird das Gemisch
auf eine Mischung von Eis, Wasser und konzentrierter Salzsäure gegossen und gerührt (30 min). Danach wird die Nitrobenzolschicht
abgetrennt und getrocknet und das Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert.
809807/0867
ja
Das angestrebte Produkt siedet bei etwa 160 0C/0,2 Torr
und besteht aus 2 Isomeren, aus dem sich reines 6-Acetyl-2-alky!.naphthalin
durch Säulenchromatographie an Silikagel unter Verwendung eines Chloroform-Hexan-Gemischs als
Elutionsmittel abtrennen läßt.
Die Oxidation der Produkte von Stufe C2 zu 6-Alkyl-2-naphthoesäuren
erfolgt durch Haloformreaktion und kann
nach dem üblichen Verfahren zur Oxidation von Arylmethylketonen zu aromatischen Säuren durchgeführt werden, das
von Gray und Brynmor Jones (vgl. J. Chem. Soc. (1951O
678) angegeben wurde. Nach Behandlung des Methylketons
mit einer alkalischen Lösung von Natriumhypobromit bei 35 - 40 0C wird die aromatische Säure durch Ansäuern und
Filtration erhalten.
Die Produkte werden aus Lösungsmitteln wie Äthanol oder Eisessig kristallisiert.
Herstellung des Hydroxyesters IV und des Diesters VIII
zur Erläuterung der Reaktionen 1 und 3 des obigen allgemeinen Syntheseschemas
In den Stufen der nachstehenden Beispiele ist jeweils ein repräsentatives Präparationsverfahren beschrieben. Bei
jeder Stufe kann dabei das zur Veranschaulichung ausgewählte substituierte Phenol bzw. die beispielhaft angegebene
Carbonsäure auch durch irgendeines der oben angegebenen Phenole oder 2-Naphthole bzw. eine der angegebenen Carbonsäuren
ersetzt werden.
809807/0867
4%
Beispiel 3: Herstellung von M-n-Pentylphenyl-2-chlor-M-hydroxybenzoat
Die Herstellung von M-n-Pentylphenyl-2-chlor-U-hydroxybenzoat
(IV, R1 = 4-n-Pentyl) verdeutlicht Reaktion 1 des
allgemeinen Syntheseschemas.
Die Veresterung kann nach dem Verfahren von Lowrance (vgl. Tetrahedron Lett., 1971, 3^53) durchgeführt werden.
Die Reaktanten (2-Chlor-M-hydroxybenzoesäure und 4-n-Pentylphenol
in äquimolaren Mengen) werden in Toluol gelöst und in einem Dean-Stark-Gerät zusammen mit Schwefelsäure und
Borsäure als Katalysatoren erhitzt.
Das Produkt wird aus Äthanol kristallisiert. P. 150 151
0C
Beispiel M; Herstellung von U-n-Pentylphenyl-2-chlor-4-(6'-n-penty1-2'-naphthoyloxy)-benzoat
Die Herstellung von 1t-n-Pentylphenyl-2-chlor-M-(6'-npenty1-2'-naphthoyloxy)-benzoat
(VIII, R und R1 = n-Pentyl) verdeutlicht Reaktion 3 des obigen allgemeinen Syntheseschemas.
6-n-Pentyl-2-naphthoesäure (0,01 mol) wird nach üblichen
Verfahren unter Verwendung von Thionylchlorid in das Säurechlorid umgewandelt. Nach der Entfernung Überschüssigen
Thionylchlorids durch Destillation wird das verbleibende Säurechlorid mit trockenem Pyridin (10 ml) gemischt und
auf 0 - 5 0C abgekühlt. Anschließend wird das Produkt
von Beispiel 3 (0,014 mol) zugesetzt und die Lösung 20 h bei Raumtemperatur gerührt; das Reaktionsgemisch wird vor
dem Einfluß von Luftfeuchtigkeit während dieser Zeit durch Verwendung von QaiciUmchloridröhrchen geschützt. Im Anschluß
daran wird das Pyridin aus dem Gemisch im Rotationsver-
809807/0867
dämpfer abgetrennt; der verbleibende Ester wird durch Säulen-Chromatographie
an Silikagel unter Verwendung von Chloroform oder einem Chloroform-Hexan-Gemisch (2:1) als Elutionsmittel
gereinigt. Der reine Diester VIII wird isoliert und aus
Hexan oder Methanol umkristallisiert, bis konstante Übergangs temperatur en erhalten werden.
Hexan oder Methanol umkristallisiert, bis konstante Übergangs temperatur en erhalten werden.
übergangetemperaturen:
nematische Phase - isotrope Flüssigkeit (N-I): 190,4 0C,
In analoger Verfahrensweise wie oben beschrieben wurde eine Reihe von Diestern hergestellt, deren Formeln und physikalische
Eigenschaften in den nachstehenden Tabellen 1 und
2 aufgeführt sind.
2 aufgeführt sind.
809807/0867
JtO
coo
coo
RJ
Ubergangstemperaturen ( C)
n~c4H9 | H-C5H11 | C-N (oder SA) | - | N-I | |
1 | H-C5H11 | n"C6H13 | 7M,5 | - | 109, M |
2 | H-C5H11 | U-C11H9 | 71,1 | - | 181,0 |
3 | H-C5H11 | H-C5H11 | 88,3 | - | 189,0 |
H | n"C6H13 | H-C6H13 | 63,8 | - | 190,4 |
5 | n"C6H13 | H-C4H9 | 63,7 | (66,0) | 182,8 |
6 | n"C6H13 | H-C5H11 | 71,2 | (52,5) | 179,9 |
7 | n-C7H15 | n"C6H13 | 68,6 | 80,1» | 178,9 |
8 | H-C7H15 | n-C^Hg | 55,0 | 93,3 | 171,0 |
9 | H-C5Hn | 70,5 | 95,6 | 178,5 | |
10 | 52,2 | 176,7 | |||
COO
CO-O
809807/0867
mit R und Rf = n-C^H^.
Übergangstemperaturen:
C-N: 9**,8 0C
N-I: 193,7 0C
N-I: 193,7 0C
Die Änderung der Dielektrizitätskonstante mit der Frequenz wurde an einer hochreinen Probe der Verbindung 4 von
Tabelle 1 unter Verwendung einer Flüssigkristallzelle von 1 cm und 50 ,um Dicke bestimmt. Ein Magnetfeld von 9,7 kOe
wurde zur Ausrichtung des Flüssigkristallmaterials in den zwei erforderlichen Orientierungen verwendet. Die Messungen
wurden bei 66 0C durchgeführt.
In der Figur bedeuten Kurve 10 die Änderung von
£u , also der parallel zur Längsachse der Moleküle gemessenen
Dielektrizitätskonstante, und Kurve 11 die Änderung von £j_, also der senkrecht zur Längsachse der
Moleküle gemessenen Dielektrizitätskonstante. Die sogenannte Cross-over-Frequenz F , bei der £,, und ^denselben
Wert besitzen, ist mit 12 bezeichnet und liegt bei 15 kHz. Das Material eignet sich für Vorrichtungen,
die mit einer niedrigen Frequenz von 500 Hz und einer hohen Frequenz von 100 kHz betrieben werden.
Die erfindungsgemäßen aromatischen Diester besitzen
niedrigere Schmelzpunkte und weitere nematische Bereiche beim Mischen miteinander oder mit anderen Flüssigkristallmaterialien
z.B. in eutektischen Mengenverhältnissen.
In der nachstehenden Tabelle 3 sind fünf Gemische und deren physikalische Eigenschaften angegeben, wobei
die erfindungsgemäßen Diester mit ihrer entsprechenden
Nummer von Tabelle 1 bezeichnet sind, während die Gemische D und E M-n-Pentyl-M'-cyanodiphenyl (in Tabelle 2 als 5CB
bezeichnet) und i»-n-Hexyl-4'-cyanodiphenyl (als 6CB bezeichnet)
enthalten^0 9807/0867
502
Beispiele für eutektische Gemischzusammensetzungen und ihre Übergangstemperaturen
Übergangstemperaturen <°)
C-N
N-I
Gemisch A
4 (Tabelle 1)
7 (Tabelle 1)
8 (Tabelle 1)
0,42 0,15 0,43
30,1
179;
Gemisch B
4 (Tabelle 1) 7 (Tabelle 1)
0,66 0,34
44,6
187,6
Gemisch C
4 (Tabelle 1) 7 (Tabelle 1)
0,48 0,52
34,3
179,1
Gemisch D
4 (Tabelle 1) 5CB
6CB
6CB
0,11 0,44 0,45
-7,5
49,2
Gemisch E
4 (Tabelle 1) 8 (Tabelle 1)
5CB
6CB
0,11 0,05 0,41 0,43
-8,8
46,0
Die obigen Gemische sowie zahlreiche andere, für die die oben angegebenen typisch sind, stellen farblose, stabile
nematische flüssigkristalline Phasen mit thermischen Eigenschaften dar, die sie zur Verwendung als Flüssigkristallmaterialien
für elektrooptische Anzeigevorrichtungen ver-
809807/0867
schiedenster Art geeignet machen; dabei ist zu berücksichtigen,
daß die Umschalteigenschaften der Alkylcyanodiphenyle von den Eigenschaften der erfindungsgemäßen aromatischen
Diester in einem Maße verschieden sind, daß derartige Gemische nicht in verdrillt nematischen Vorrichtungen mit
frequenzabhängiger Umschaltung verwendet werden können.
809807/0867
Leerseite
Claims (1)
- Ansprüche/ 1.jpiussigkristallmaterial,^-"^ dadurch gekennzeichnet,daß es aus einem aromatischen Diester der FormelA-COO —( ( Λ )— COOBmit A = 4-Alkylphenyl und B = 2-(6-Alkyl)-naphthyloder
A = 2-(6-Alkyl)-naphthyl und B = ^-Alkylphenyl,wobei die Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können,besteht oder mindestens eine dieser Verbindungen enthält2. FlUssigkristallmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Alkylgruppen geradkettige C1- bis C1 Alkylgruppen sind.3. Flüssigkristallmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Alkylgruppen geradkettige C11- bis C1Q- Alkylgruppen sind.4. Flüssigkristallmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Diester der Formel809807/0867ORIGINAL INSPECTEDCOOCOOin der R und R' zugleich oder unabhängig geradkettige C1-bis Cy- Alkylgruppen bedeuten,besteht oder mindestens einen der obigen Diester enthält5. Flüssigkristallmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem Diester der FormelCOObesteht, in der R und R' zugleich oder unabhängig geradkettige C Jj- bis C „-Alkylgruppen bedeuten,besteht oder mindestens einen dieser Diester enthält.6. Flüssigkristallmaterial nach einem der Ansprüche 1-5» dadurch gekennzeichnet, daß es eine Umkehrung des Vorzeichens der dielektrischen Anisotropie in mäßig hohen Frequenzbereichen aufweist.809807/06677. Flüssigkristallmaterial nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Frequenzbereich 1 bis 50 kHz beträgt.8. Zelle einer verdrillt nematischen elektrooptischen Anzeigevorrichtung mit frequenzabhängiger Umschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Flüssigkristallmaterial einen aromatischen Diester nach einem der Ansprüche 1 bis oder ein Gemisch bzw. eine Lösung dieser Flüssigkristallmaterialien miteinander oder mit anderen Flüssigkristallmaterialien enthält, die damit verträgliche Frequenz-Umschalteigenschaften aufweisen.9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Vorrichtung angewandten Frequenzen unter kHz oder über 50 kHz liegen, wobei die niedrige Frequenz der Vorrichtung unterhalb 1 kHz und die höhere Frequenz oberhalb 50 kHz liegt.10.Zelle einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung vom verdrillt nematischen Typ oder vom Phasenwechseltyp, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Flüssigkristallmaterial ein Material nach einem der Ansprüche 1 bis im Gemisch oder in Lösung mit einem niedrigschmelzenden Nematogen enthält.11. Zelle einer Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Nematogen ein 4-Alkyl-4'-cyanodiphenyl ist.12. Zelle nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Nematogen M-n-Heptyl-V-cyanodiphenyl ist.13· Zelle einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung vom Phasenwechseltyp, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Flüssigkristallmaterial ein Material nach einem der809807/0667Ansprüche 1 - 7 im Gemisch oder in Lösung mit einem Cholesterogen enthält.I1J. Zelle einer elektrooptischen Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Gemisch von Flüssigkristallmaterialien ein eutektisches Gemisch enthält.15. Verwendung der Flüssigkristallmaterialien nach einem der Ansprüche 1-7 zur Herstellung von bzw. in Flüssigkristall-Anzeigevorrichtungen.809807/0867
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB33861/76A GB1587819A (en) | 1976-08-13 | 1976-08-13 | Aromatic diester liquid crystal materials |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE2736502A1 true DE2736502A1 (de) | 1978-02-16 |
DE2736502C2 DE2736502C2 (de) | 1987-04-02 |
Family
ID=10358402
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2736502A Expired DE2736502C2 (de) | 1976-08-13 | 1977-08-12 | Aromatische Dicarbonsäureester und ihre Verwendung in Flüssigkristallmaterialien für elektrooptische Anzeigevorrichtungen |
Country Status (14)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4119558A (de) |
JP (1) | JPS5929184B2 (de) |
AT (1) | AT352105B (de) |
AU (1) | AU517766B2 (de) |
BE (1) | BE857785A (de) |
CA (1) | CA1120490A (de) |
CH (1) | CH636636A5 (de) |
DE (1) | DE2736502C2 (de) |
DK (1) | DK359877A (de) |
FR (1) | FR2361457A1 (de) |
GB (1) | GB1587819A (de) |
NL (1) | NL7708941A (de) |
SE (1) | SE7709092L (de) |
ZA (1) | ZA774755B (de) |
Families Citing this family (20)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB1576106A (en) * | 1976-11-25 | 1980-10-01 | Secr Defence | Temperature compensated liquid crystal devices |
NL169647B (nl) * | 1977-10-27 | 1982-03-01 | Philips Nv | Weergeefinrichting met een vloeibaar kristal. |
GB2009219B (en) * | 1977-11-02 | 1982-04-28 | Secr Defence | Liquid ctystal material mixtures and devices incorporating such mixtures |
US4291948A (en) * | 1977-11-10 | 1981-09-29 | International Standard Electric Corporation | Liquid crystal display incorporating positive and negative smectic material |
GB2010560A (en) * | 1977-11-22 | 1979-06-27 | Suwa Seikosha Kk | Liquid crystal display arrangements |
US4261652A (en) * | 1978-08-04 | 1981-04-14 | The Secretary Of State For Defence In Her Britannic Majesty's Government Of The United Kingdom Of Great Britain And Northern Ireland | Liquid crystal compounds and materials and devices containing them |
DE2949080A1 (de) * | 1979-12-06 | 1981-06-11 | Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt | Naphthalinderivate, diese enthaltende dielektrika und elektrooptisches anzeigeelement |
EP0047817A3 (de) * | 1980-08-14 | 1982-05-26 | F. HOFFMANN-LA ROCHE & CO. Aktiengesellschaft | Hydrierte Naphthaline, deren Herstellung und Verwendung sowie derartige Naphthaline enthaltende Gemische |
DE3131593A1 (de) | 1980-09-29 | 1982-06-24 | VEB Werk für Fernsehelektronik im VEB Kombinat Mikroelektronik, DDR 1160 Berlin | Kristallin-fluessige substanzen |
DD160394A3 (de) * | 1980-09-29 | 1983-07-27 | Dietrich Demus | Anwendung fluessig-kristalliner substanzen |
DE3164750D1 (en) * | 1980-10-13 | 1984-08-16 | Secr Defence Brit | Liquid crystal devices |
DD208167A5 (de) * | 1980-12-23 | 1984-03-28 | Hoffmann La Roche | Decaline |
US4577930A (en) * | 1982-05-24 | 1986-03-25 | International Business Machines Corporation | Weak boundary storage liquid crystal display devices with bias voltage |
US4550981A (en) * | 1982-09-30 | 1985-11-05 | Hoffmann-La Roche Inc. | Liquid crystalline esters and mixtures |
US4680137A (en) * | 1985-06-10 | 1987-07-14 | Chisso Corporation | Liquid crystal ester compound |
JPH01131693A (ja) * | 1987-11-17 | 1989-05-24 | Ace Premium:Kk | 玩具用眼球装置 |
JPH0632154Y2 (ja) * | 1988-02-29 | 1994-08-24 | 株式会社タカラ | 人形の活眼装置 |
ATE109127T1 (de) * | 1988-05-12 | 1994-08-15 | Mitsui Petrochemical Ind | Naphthalen-verbindung und dieselbe enthaltende flüssigkristalline zusammensetzung. |
JPH0430590U (de) * | 1990-07-03 | 1992-03-11 | ||
EP0467662B1 (de) * | 1990-07-19 | 1995-02-15 | Mitsui Petrochemical Industries, Ltd. | Flüssigkristall-Racematmischung, Flüssigkristallzusammensetzung und Flüssigkristallelement, Verfahren zur Herstellung und Verwendung |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3915883A (en) * | 1972-04-26 | 1975-10-28 | Eastman Kodak Co | Liquid crystalline compounds and compositions |
GB1433130A (en) * | 1972-11-09 | 1976-04-22 | Secr Defence | Substituted biphenyl and polyphenyl compounds and liquid crystal materials and devices containing them |
US3971824A (en) * | 1973-08-15 | 1976-07-27 | Eastman Kodak Company | P-Benzoyloxybenzoate |
US4009934A (en) * | 1974-01-11 | 1977-03-01 | Eastman Kodak Company | Electro-optic display devices and methods |
US3925237A (en) * | 1974-06-28 | 1975-12-09 | Rca Corp | Novel liquid crystal electro-optic devices |
DE2538865A1 (de) * | 1974-09-03 | 1976-03-11 | Beckman Instruments Inc | Nematische fluessigkristallmassen |
-
1976
- 1976-08-13 GB GB33861/76A patent/GB1587819A/en not_active Expired
-
1977
- 1977-08-04 US US05/821,919 patent/US4119558A/en not_active Expired - Lifetime
- 1977-08-05 ZA ZA00774755A patent/ZA774755B/xx unknown
- 1977-08-05 CA CA000284208A patent/CA1120490A/en not_active Expired
- 1977-08-10 AU AU27774/77A patent/AU517766B2/en not_active Expired
- 1977-08-11 SE SE7709092A patent/SE7709092L/ not_active Application Discontinuation
- 1977-08-12 DE DE2736502A patent/DE2736502C2/de not_active Expired
- 1977-08-12 BE BE180170A patent/BE857785A/xx not_active IP Right Cessation
- 1977-08-12 FR FR7724975A patent/FR2361457A1/fr active Granted
- 1977-08-12 JP JP52097432A patent/JPS5929184B2/ja not_active Expired
- 1977-08-12 DK DK359877A patent/DK359877A/da not_active Application Discontinuation
- 1977-08-12 NL NL7708941A patent/NL7708941A/xx not_active Application Discontinuation
- 1977-08-15 CH CH996377A patent/CH636636A5/de not_active IP Right Cessation
- 1977-08-16 AT AT592677A patent/AT352105B/de not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Mol.Cryst.Liq.Cryst., Bd. 37, 1976, S. 249-262 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2361457B1 (de) | 1981-01-02 |
ATA592677A (de) | 1979-02-15 |
SE7709092L (sv) | 1978-02-14 |
AT352105B (de) | 1979-09-10 |
US4119558A (en) | 1978-10-10 |
JPS5929184B2 (ja) | 1984-07-18 |
ZA774755B (en) | 1978-06-28 |
AU2777477A (en) | 1979-02-15 |
DE2736502C2 (de) | 1987-04-02 |
CA1120490A (en) | 1982-03-23 |
BE857785A (fr) | 1977-12-01 |
DK359877A (da) | 1978-02-14 |
FR2361457A1 (fr) | 1978-03-10 |
GB1587819A (en) | 1981-04-08 |
AU517766B2 (en) | 1981-08-27 |
CH636636A5 (de) | 1983-06-15 |
NL7708941A (nl) | 1978-02-15 |
JPS5322884A (en) | 1978-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE2736502C2 (de) | Aromatische Dicarbonsäureester und ihre Verwendung in Flüssigkristallmaterialien für elektrooptische Anzeigevorrichtungen | |
DE2760451C2 (de) | ||
DE2814737C2 (de) | ||
EP0003215B1 (de) | Cyclohexanderivate, diese enthaltende flüssigkristalline Dielektrika und ihre Verwendung als Komponenten flüssigkristalliner Dielektrika | |
DE2139628C3 (de) | 4-Benzolyloxybenzoesäurephenylester und diese enthaltende nematische Gemische | |
DE2736772C2 (de) | Optisch aktive Flüssigkristallgemische, diese Gemische enthaltende Flüssigkristall-Vorrichtungen und ihre Verwendung | |
DE68917013T2 (de) | Naphthalen-Verbindung und dieselbe enthaltende flüssigkristalline Zusammensetzung. | |
EP0023728A1 (de) | Anisotrope Verbindungen mit negativer oder positiver D.K. Anisotropie und geringer optischer Anisotropie und Flüssigkristallmischungen, die diese anisotropen Verbindungen enthalten | |
CH633577A5 (en) | Liquid-crystal material | |
EP0012820A1 (de) | Flüssigkristalline Carbonsäureester, Verfahren zu ihrer Herstellung, diese enthaltende Dielektrika und elektrooptisches Anzeigeelement | |
DD241263A5 (de) | Fluessigkristalline phase | |
DE2617593A1 (de) | Diphenylderivate und ihre verwendung | |
WO1987001717A2 (fr) | Phases smectiques a cristaux liquides | |
EP0088907A1 (de) | Halogenbiphenylderivate | |
DE2613293B2 (de) | Cyanosubstituierte Biphenylverbindungen, Verfahren zu deren Herstellung und diese Verbindungen enthaltende flüssigkristalline Dielektrika | |
EP0087056B1 (de) | Benzonitrile | |
DE69705183T2 (de) | Verbindungen enthaltend ein Schwalbenschwanz-Endstück und sie enthaltende ferrielektrische flüssigkristalline Zusammensetzung | |
DE69610602T2 (de) | Antiferroelektrische Flüssigkristallverbindung und antiferroelektrische Flüssigkristallzusammensetzung | |
DE2603293C3 (de) | Thiobenzoesäureester, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Komponenten flüssigkristalliner Dielektrika | |
DE69225010T2 (de) | Flüssigkristalline Verbindung und flüssigkristalline Anzeigevorrichtung | |
DE69018565T2 (de) | Flüssigkristall-Verbindung. | |
DE68903438T2 (de) | Fluessigkristallverbindungen. | |
DD245895A1 (de) | Anwendung nematischer kristallin-fluessiger gemische | |
DE69309198T2 (de) | Flüssigkristallverbindung | |
CH670639A5 (de) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
D2 | Grant after examination | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |