DE2848421A1

DE2848421A1 - Fluessigkristall und dessen verwendung

Info

Publication number: DE2848421A1
Application number: DE19782848421
Authority: DE
Inventors: Mortimer M Labes
Original assignee: Temple University of Commonwealth System of Higher Education
Current assignee: Temple University of Commonwealth System of Higher Education
Priority date: 1977-11-14
Filing date: 1978-11-08
Publication date: 1979-05-17
Also published as: GB2008609B; JPS54112387A; GB2008609A; US4176918A; FR2408886A1; CH634596A5

Description

Flüssigkristall und dessen Verwendung

Flüssigkristall-Sichtanzeiger, finden zunehmend unterschiedliche Anwcndunasiröglichkeiten. Bisher waren Flüssigkristall-Sichtanzeigen auf die Sichtbarkeit unter anderen Belichtur.gsbedingungen als jenen, für die si- bestimmt waren, beschränkt. Eine vielseitiaere Flüssigkristall-Sichtanzeige, die unter verschiedenen Belichtungsbedinaungen leicht erkennbar ist, würde die Brauchbarkeit der Sichtanzeige wesentlich verbessern und das Gebiet der praktischen Anwendung ausweiten, nie Erfindung befaßt sich daher mit Zusammensetzungen, um solche Sichtanzeigen und speziell solche, die in der Dunkelheit sichtbar sind, zu bekommen.

r!;r als Hint?rgrund zu ner.n-r.de Itand der Technik ist beisni-.lsw-ise die US-PS 3 844 637, inw^lcher ein^ Zusammensetzung beschrieben ist. In jener Zusammensetzung ist 5in fluoreszierendes Material, das als sin Luminonhor bekannt ist, mit =inem nematische:! ^lässiakrist^llmaterial vermischt. Dies·^ Luminonhor ist irgend ein aeeignetes organisches fluoreszierendes 'Tat~- rial. Wi- in Spalte 2, 7eil=n 33 bis 42 der ns-PS festgestallt ist, fügen sich jedoch die Moleküle des Luminophors an die Moleküle des Flüssigkristalls an und fluchten mit diesen und haben geringe oder kein = optische %'irkung in A>iw^s rnh-it eines elektrischen Prides, nie in der ü"-PS beschriebene Zu s--tzung fordert auch die Verw^nduna ein-s "a^ir-s von Polari-

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n, up die übertragung von Licht zu orientieren und so das Kontraatvrrh'iltnis zu maximieren. Daher ist es klar, daß di? Zusampi-ns^tzung g-tn'lß risr P"-Pf, auf die Verwendung i^it polarisiertem Licht und jnit nolaren fluoreszierender. Additiven beschrankt ist.

Auch die PS-PC 3 05O 753 betrifft eins Zusammensetzung, die in einem Zustand wenigstens eine Flüssigkristallphase einschließt. Fluoreszierende Additive, unter welchen sich ein Europiumchelat findet, sind ebenfalls enthalten, doch die Fluoreszenz erscheint

in
nur im nrenzbereich d=r Flüssigkristallnhase. OemäR der US-PS findet sich das fluoreszierende "aterial im gelösten Zustand, und seine= sichtbare 7luoreszenzintensitä± ist abhängig von der Phase oder Orientierung des Flüssigkristall-Lösungsmittels (Spalte 1, Zeilen 7 bis 10). Z-us der US-PS und der Diskussion in "Fluorescent Switching by Means of Liquid Crystals", PCA Review, Band 34, Juni 1973, Seiten 320 bis 335, über das gleiche Thema, scheint es klar zu sein, daß solche Systeme, wie sie in der US-PS beschrieben sind, nur für thermooptische Vorrichtungen geeignet sind, d. h. für Vorrichtungen, in denen eine Ver'ind-=runa der T=mn=ratur den Phasenwechsel induziert, was zu der Sichtanzeige führt.

Ähnlicher der Erfindung ist die Sichtanzeige und deren Zusammensetzung, die von White und Taylor beschrieben sind (US-PS 3 833 287 und Journal of Applied Physics, Band 45, Nr. 11, Seite 4718, Nov. 1974). Wenn die Sichtanzeige von White und Taylor im cholasterischen Zustand (OFF) sich befindet, absorbieren die Moleküle des zugesetzten Farbstoffes und das Grundmaterial Licht

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aller Polarisationen; in dem ON-Zustand wird viel weniger Licht absorbiert, und zwar wegen der homeotrooen Ausrichtung, in welcher di<=> Längsachse der Farbstoffmoleküle und des Grundmaterials senkrecht zu dem elektrischen Feldvektor i_st und daher die kleinste Absorption hat. Wiederum hängt hier die Sichtbarkeit der Sichtanzeige von der Orientierung der Farbstof fmolekül^& des Flüssigkristalls ab. Auch sind die Farbstoffe von White und Taylor nicht fluoreszierend. Nichtsd?stoweniaer verwenden White und Taylor <=ine chol^sterisch-nematische Phasenumwandlung ,die durch ein elektrisches Feld induziert wird, als Basis für ein? Sichtanzeige.

Die Erfindung v=rw*=r.dst in ähnlicher Weise einen elektrisch induzierten cholesterEch-nematischen Phasenübergang , doch in Kombination mit einer fluoresziererden Verbindung mit starkem Kmissionsgrad. Als Unterschied von den obigen US-Patentschriften und von VThite und Taylor ist eine Polarisation der Absorption des fluoreszierenden zugesetzten Molekels nicht erforderlich .

Die Erfinduna beruht auf einer Flüssigkristallzusammensetzung, die einem elektrisch induzierten cholesterisch-nematischen Phasenübergang unterliegt. Die Zusammensetzung enthnlt ein fluoreszierendes Additiv, das durch Ultraviolettlicht erregt wird, das im OFF-Zustar.d der Flüssigkristallzusammensetzung stark gestreut wird, nicht jedoch in dem elektrisch induzierten Zustand. Ein gutes Kontrastverhältnis in den Lichts treuur.gs Charakteristiken der Zusammensetzung wird dann erzeugt, und die Zusammensetzung ist somit geeignet, für die Verwendung in

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verbesserten elaktro-optischsn Sichtanzeigen, besonders für solche Sichtanzeigen, die im Dunkeln gesehen werden müssen. Das fluoreszierende Additiv muß eine Verbindung sein, die in den Flüssigkristallmedien fluoresziert und löslich ist und die das KontrastverWltnis der Flüssigkristallzusammensetzung bei elektrisch induzierter Phasenumwandlung wesentlich verbessert, w^nn man es im Dunkeln oder bei geringer Belichtung aus der Umgebung betrachtet.

Bsi der bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung nach der Erfindung als die Flüssigkristallzusammensetzungen p-n-Pentyl-p'-cyanobiphsnyl (C^DB), dotiert mit verschiedenen chiralen 7-dditiven, wie Cholestarylnonanoat (C.M) , Cholesterylchlorid (CC) und dem d-2-Octylester von 4-(4-n-Hexyloxybenzoyloxy) -benzoesäure. Das bevorzugte fluoreszierende Zusatzstoffmolekül ist ein Europium (Ill)-Chelat, besonders Europiumthenoyltrifluoracetonat (EuTTA). Mit EuTTA in CN-CPB-Gsmischen wurde bei verschiedenen Temperaturen und Zellendicken ein weiter Bereich von Kontrastverhältnissen erreicht, wie die Werte in Tabelle I zeigen. Im allgemeinen ist das Kontrastverhältnis eine Funktion des /-.bstandes sowie eine Funktion der Konzentration an EuTTA, wie in Tabelle I gezeigt ist. Zusammensetzungen unterschiedlichen Abstandes und unterschiedlicher Kontrastverhältnisse wurden hergestellt. Das maximale Kontrastverhältnis, das in der obigen Zusammensetzung erhalten wurde, ist so weit wie etwa 9.

Die Erfindung hängt von einem cholesterisch-nematischen Phasenumwandlungseffekt ab, der einen fluoreszierenden Zusatz starken

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Emissionsgrades einschließt, absr nicht notwendigerweise eine polarisierte Absorption oder Emission zeigt. In einer solchen Zusammensetzung absorbiert der OFF-Zustand stärker die Erregerstrahlung als der ON-Zustand. Somit ist die Emission in OFF-Zustand sehr intensiv und schwächer in dsm nicht streuenden ON-Zi£band bei Verhältnissen so hoch wie 9 : 1 . Im Vergleich mit bekannten fluoreszierenden Additiven in Flüssigkristallzusammensetzungen brauchen die additive nach der Erfindung keine polarisierten Absorptionen oder Emissionen zu haben. In der Tat haben die Europium -Chelate, die bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden, symmetrische Liganden, die um das Zentralion verteilt sind und geringe oder keine Polarisation der absorption oder Emission haben. Solche Verbindungen beeinflussen jedoch bekanntermaßen stark organische Moleküle und wurden beispielsweise in der NMR-Spektroskopie als "Shift-Reagentien" verwendet. Das bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendete EuTTA fluoresziert intensiv mit einer Spitzen-strahlung bsi etwa 612 nm, wenn es mit UV-Strahlung mit einem Erregungsmaximum bei etwa 360 nm erregt wird. Andere Additive, die auch verwendet werden können, wie beispielsweise Terbium (III)-Chelate, haben eine grüne Fluoreszenz. Bezüglich der Zusammensetzung nach der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sei darauf hingewiesen, daß CPB alleine fluoresziert, wobei eine Erregung zwischen 240 und 360 nm eine Fluoreszenz zwischen 330 und 450 nm mit dem Maximum bei 370 nm ergibt. In CPB alleine gibt es jedoch eine wesentliche Polarisierung der Fluoreszenz zwischen homogen und homeotrop ausgerichtetem CPB. Wegen der Fluoreszenzintensität, der Wellenlänge und dem Kontrastver-

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hältnis in CPB äHaine ist dieses nicht für Sichtanzeigen geeignet.

CPB, das EuTTA enthält, kann elektrisch von einer homogenen in eine homeotrope Konfiguration umgeschaltet werden, doch beobachtet man in der roter. Fluoreszenz feinen oder nur geringen Kontrast.

Die Modifizierung dieser Zusammensetzung durch die Zugabe eines cholesterischen Moleküls, wie CN, bewirkt eine intensive Streuung von einfallendem Licht in dem anfänglichen OFF-Zustand, was die Notwendigkeit der cholesterisch-nematischen Phasenumwandlung als die Basis der hohen Kontrastverhältnisse demonstriert, die in Zusammensetzungen nach der Erfindung erhältlich sind.

Bei der Bewertung von Zusammensetzungen, die nach der Erfindung verwendet v/erden, werden Zellen, die aus Zinnoxid-beschichtetem Glas mit Mylar-^bstandshaltern konstruiert sind, in ein Temperatur-gesteuertes "-lessingzellengehäuse herkömmlicher Konstruktion

wie
eingesetzt,/beispielsweise in Journal of Chemistry and Physics, Band 56, Seite 3308, 19 72, beschrieben ist. Bei der Bewertung der Erfindung wurde Fluoreszenz sowohl bei Transmission als auch bei Reflexion beobachtet. Bei der Reflexion hatte das einfallende Erregerlicht (aus einer Xenon-Lampe durch einen Rastermonochromator nach Bausch und Lomb mit einer Bandbreite von etwa 15 nm oder von einer langwelligen UV-Lampe der Edmund Scientific) einen Winkel von 60° mit der Probenoberfläche, und die Fluoreszenz wurde in einem Winkel von 30 von der Oberfläche mit ei-

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nem Heath-Monochromator (EU-700) und einem Fotomultiplikator RCA IP21 gemessen.

Zur Erläuterung sind in Tabelle I die Ergebnisse für verschiedene Konzentrationen von EuTTA in CN-CPB-Gemischen bei verschiedenen Temperaturen und Zelldicken angegeben. Es wäre zu erwarten, daß das Kontrastvsrhältnis als eine Funktion des Abstandes und der Konzentration von EuTTA variiert. Wesentliche Charakteristiken sind typisch von jenen einer cholesterischnematischen Vorrichtung, d. h., je kleiner der Abstand (pitch-P) ist, desto höher ist das kritische Feld (E ), das gemäß bekannten Verhältnissen erforderlich ist.

Im allgemeinen sollte das bei der vorliegenden Erfindung verwendete nematische Material keine wesentliche UV-Absorption haben und UV-stabil sein. Beispiele sind p-Alkyl- oder p-Alkoxy-p'-cyanobiphenyle und Gemische derselben, die cyano-, alkyl- und älkoxy-substituierten Phenylcyclohexane, wie

R- oder RO

substituierte Benzoyl- und Benzoyloxybenzoatester und Gemische derselben, 4-(trans-4-Alkyl- oder -AIkyloxycyclohexyl)-carbonsäuren und Gemische derselben, Alkyl- und Alkyloxybenzoesäuren oder Gemische derselben. Kombinatinen der obigen Verbindungen sind auch möglich. In allen oben angegebenen Verbindungen sollten die Alkyl- und Alkoxylgruppen (wiedergegeben durch R und RO) nicht mehr als 10 Kohlenstoffatome enthalten.

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Diese Flüssigkristalle werden durch die Zugabe irgendeiner chiralen Verbindung cholesterisch gemacht, vorzugsweise durch Zugabe einer chiralen nematogenen Verbindung, wie einer solchen der optischen Isomeren von

*i—Ci

worin R₁ 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält und R„ eine optisch aktive verzweigte Alkylkette mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet (in einem speziellen Beispiel hiervon kann R₁ CgH₁₃O und R- CH "C^H_{4 o} sein), oder eine cholesterische Verbindung

^j D Ί J

CH₃

aus der Gruppe der (a) C₁ .. -Alkansäureester von Cholesterin und der (b) Cholesterylhalogenide, -nitrate oder -sulfoxide oder Cholesterylalkylcarbonate oder-thioester, in denen die Alkylgruppe 1 bis 10 Kohlenstoffatome enthält.

Das fluoreszierende Additiv in den Zusammensetzungen nach der Erfindung umfaßt allgemein irgendein verträgliches fluoreszierendes Material, das in der Flüssigkristallphäse löslich" und fluoreszierend ist. Eine Klasse, die wohl zahlreiche solcher brauchbaren Zusammensetzungen enthält, sind die ß-Diketone der Seltenen Erdmetalle und deren Salze. Brauchbare Chelate in dieser Klasse können durch die Formel M(Lig)₃ wiedergegeben werden, worin M ein Metall der Reihe der Seltenen Erden, wie jener Elemente mit einer Atomzahl von 57 bis 71 und 89 bis 103 einschließlich (d. h. die Lanthaniden und die Actiniden), und

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Lig einen ß-Diketonligandenrest bedeutet, der allgemein als ein 1,3-Dioxocarbonylrsst bezeichnet werden kann. Die Ligandenreste können ähnlich oder verschieden sein,und sie können alle in Chelatform mit dem Seltenen Erdmetall verbunden sein. Eine stärker detaillierte Strukturformel brauchbarer Chelate ist folaende:

.R

O=C.

0 C

R'

worin M die oben angegebene Bedeutung hat und R, R¹ und R¹', die gleich oder verschieden sein können, einbindige Kohlenwasserstoffreste, wie Alkyl-, Aryl-, Alkaryl-, Aralkyl-, Cycloalkyl-, Halogenkohlenwasserstoff- (vorzugsweise Fluorkohlenwasserstoff-) oder heterocyclische Reste allgemein mit nicht mehr als 10 bis 12 Kohlenstoffatomen pro Rest und frei von aliphatischen ungesättigten Bindungen sind, wobei R¹ auch ein Chlor-, Bromoder Jodatorn oder eine Cyanogruppe sein kann.

Die Gruppen R, R¹ und R¹¹ können auch mit nicht störenden funktioneilen Substituents substituiert sein, wie mit einem oder mehreren Halogenatomen der Atomzahlen von 9 bis 53 einschließlich, mit einem oder mehreren Kohlenwasserstoffsubstituenten der gerade definierten Typen, mit einem oder mehreren Hydrocarbyläther- oder -thioethersubstituenten, worin der Kohlenwasserstoffrest ein solcher ist, wie er gerade definiert wurde, mit einer oder mit mehreren Hydrocarbyloxycarbonylresten, d. h. Carboxyester-

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substituenten odsr "«lono- oder- Dihydrocarbylaminocarbonylre^cten, d. h. Carboxamidosubstituenten, worin alle drei Typen der Hydrocarbylsubstituentsn die Bedeutung haben, wie sie gerade definiert wurde, oder mit einem oder mehreren Hydrocarbylcarbonyl- oder -thiocarbonylsubstituenten, worin die Hydrocarbylrsste v/ie oben gerade definiert sind.

Das Seltene Erdmetall in den brauchbaren Chelaten kann irgendeines der Seltenen Erdmetalle sein, die normalerweise als Glied der Lanthaniden- oder Actinidenreihe angesehen 'werden, und sie sind speziell Seltene Erdmetalle der Übergangselemente aus den Atomzahlen 57 bis 71 und 89 bis 103, wie Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Prometium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium, Actinium, Thorium, Protactinium, Uran, Neptunium, Plutonium, Americium, Berkelium, Californium, Einsteinium, Fermium,Mendelevium, Nobelium und Lawrencium. Besonders bevorzugt sind die Seltenen Erdmetalle, wie Europium und Terbium.

Die Ligandenreste der brauchbaren Seltenen Erdmetallchelate können auch stark variieren und sind beispielsweise Verbindungen der Grundstruktur

f H 8

R C C C R"

R¹

worin R, R¹ und R¹' Reste der oben definierten Bedeutung sind, Geeignete Klassen brauchbarer Liganden sind beispielsweise

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Dialkyl-ß-diketone, wie Pentan-2,4-dion, 2-Methylpentan-2,4-dion, Hexan-2,4-dion, Heptan-2,4-dion, HeOtan-3,5-dion, Nonadecan-9,11-dion, 9-M°thyloctadecan-8,10-dion, Tricosan-11,13-dion, 1,1,1,5,5,5-Hexafluornentan-2,4-dion, 1,1,1-Trifluorpentan-2,4-dion, 1,1,1,2,2,3,3,3-Heptafluor-7,7-dimathyl-4,6-octandion, 1,1,1,19,19,19-Hexafluornonadacan-9,11-dion, Alkylaryl-ß-diketone, wie 1-Phenylbutan-i,3-dion, 1-Phenyl-4,4,4-trifluorbutan-1,3-dion, 1-Phenylundecan-1,3-dion, 1-(3,4-Dimethylphenyl)-2-methyltridecan-1,3-dion, 1-(4-Methoxyphenyl)-4,4,4-trifluorbutan-1,3-dion, 1-(4-NitroOhenyl)-4,4,4-trifluorbutan-1,3-dion, 1-(3-Nitrophanyl)-4,4,4-trifluorbutan-1,3-dion, 1-Phenyl-2-trifluormethyl-4,4,4-trifluorbutan-1,3-dion, 1-Furylbutan-1,3-dion, 1-Thienylbutan-1,3-dion, 1-Furyl-3-phenylpropan-1,3-dion und Diaryl-ß-diketone, wie 1,3-Diphenylpropan-1,3-dion, 1,3-(2,4-Dim=thylphenyl)-propan-1,3-dion, 1-Phenyl-3-(2-pyridyl)-propan-1,3-dion, 1,3-Di-(4-pyridyl)-propan-1,3-dion, 1-(4-Methoxy)-3-(4-nitrophenyl)-nropan-1,3-dion, 1,3-Di-(4-nitrophenyl)-propan-1,3-dion, 1,3-Difurylpropan-1,3-dion, i-^uryl-S-thienylnropan-i,3-dion, 1,3-Oifurylpropan-1,3-dion und 1,3-Dithienylpropan-1,3-dion.

Die Größe des oder der betreffenden Liganden, die verwendet werden, hat eine Wirkung auf die Effizienz des Systems. Die Ligandenreste absorbieren die Ultraviolettlichtstrahlung und überführen die Energie auf das Seltene Erdmstall, welches fluoresziert. So können größere Liganden die Effizienz erhöhen, indem sie nur Ultraviolettstrahlung absorbieren. Da der Ligand das Absorptionsmaxiitium des Systems bestimmt, können auch verschiedene Chelate so zugeschnitten v/erden, daß sie

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bei bestimmten verschiedenen Wellenlängen absorbieren.

Verbindungen aus der obigen Gruppe, "die sich als brauchbar nach der Erfinduna erwiesen, sind: Tris-τ/ϊ, 4,4-trif luor-1-(2-thienyl)-1,3-butandiono7~europium (EüTTA, Europiumthsnoyltrifluoracetonat) und Hydrate desselben und Tris-/T,1,1,2,2, 3,3-h=ptafluor-7,7-dimethyl-4,6-octar.diong7-suropium. Trisj_k,4,4-trifluor-1-(2-thienyl)-1,3-butandiono/-terbium wurde auch getestet, erwies sich aber wegen seines Fluoreszenzverlustes in den Flüssigkristallmedien als ungenügend. Tris- ^T-nheny!butan-1,3-diono/-terbium (Terbium(III)-benzoylacetonat) fluoresziert in Flüssigkristallmedien, wenn auch nicht so stark wie EuTTA. Typische Löslichksiten solcher Verbindungen in Flüssigkristallzusaitiniensetzungen nach dar Erfindung liegen in der Größenordnung von 3 bis 5%.

Andere Typen von fluoreszierenden Verbindungen, die nach der Erfindung brauchbar sein können, sind Kohlenwasserstoffe der linearen aromatischen Ringreihe, wie Terphenyl, Quaterphenyl, Quinquephenyl, Sexiphenyl und deren Derivate. Von dieser Gruppe sind Quaterphenyl, Quinquephenyl und Sexiphenyl besonders brauchbar.

Beispiel

Eine numerische Sichtanzeigezelle mit einem Abstandshalter von 25 Mikron wurde im Laboratorium mit einer Zusammensetzung vereinigt, die aus 0,05 Gew.-% Tris-/4,4,4-rtrifluor-1-(2-thienyl)-1,3-butandiong/-europium inetnemLösungsmittel aus 26% Chole-

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sterylnonanoat und 74% D-n-Pentyl-p'-cyanobiphsnyl bestand. An diese Zelle wurde , ' ein Wechselstromsignal von 1000 Hz und 50 V-- angelegt. Ohne Beleuchtung zeigte die Zelle Eigenschaften, die typisch für eine cholesterisch-nematische Phasenumwandlungseinrichtung sind. Bei Beleuchtung mit UV-Licht langer Wellenlänge (Spitzenerregung bei 350 nm) zeigte die Einrichtung im Off-Zustand eine leuchtende rosarote Fluoreszenz (Spitzenemission bei 612 nm). Beim Ansprechen zeigte die numerische Fluoreszenz eine schwache Fluoreszenz in einem leuchtenden Hintergrund starker Fluoreszenz mit einem Kontrastverhältnis von etwa 9 : 1 und mit einer Ansprechzeit vom On-Zustand zum Off-Zustand von etwa 100 Millisekunden.

Zur Erläuterung der Erfindung wurden das Kontrastverhältnis und andere Variable über einen weiten Bereich von Parametern unter ähnlichen Bedingungen, wie sie oben beschrieben wurden, beobachtet. Die Ergebnisse sind in der Tabelle I zusammengestellt.

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Tabelle I

Veränderungen des Kontrastverhältnisses von EuTTA in CN-CPB mit der Konzentration, der Temperatur, dem Abstand und der Dicke

CN
Gew.-%

EuTTA Gew.-%

Abstand (Pitch) ,um

Dicke
.xsm

Kontrastverhältnis

(von OFF zu ON)

11.0	1.0	24	1.6	23.4	2
11.0	0.6	24	1.6	12.7	2
11.0	0.5	24	1.6	23.4	2
11.0	0.1	24	1.6	23.4	3
11.0	0.05	24	1.6	23.4	4
21.3	0.7	24	0.7	50.8	3
21.3	0.46	24	0.7	23.4	4
21.3	0.22	24	0.7 ■	23.4	5
21.3	0.11	24	0.7	23.4	7
21.3	0.06	24	0.7	23.4	7
26.0	1.0	24	0.6	50.8	4
26.0	1.0	24	0.6	23.4	4
26.0	0.2	22	0.6	23.4	5
26.0	0.2	10	0.6	23.4	6
26.0	0.1	24	0.6	23.4	7
26.0	0.1	10	0.6	23.4	8
26.0	0.05	25	0.6	.23.4	8
26.0	0.05	22	0.6	23.4	9
26.0	0.05	10	0.6	23.4	9
31.3	0.5	²⁴ \	0.4	23.4	4
31.3	0.1	24	0.4	23.4	6
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ORIGINAL INSPECTED

Claims

Dr. Hans-Heinrich Willrath t d - 6200 wiesb2i§]48/4*U. Dr. Dieter Weber Postfadl 6145 vj/ai ΤΛ* T T»1 TT-T C TC Gustav-Freytag.StniSe 25 DipL-rnys. Klaus beiirert « (°« «) 37 27 20 * ' Telegrammadresse: WILLPATENT PATENTANWÄLTE Telex: 4-186247 FiI3 1075-77-C Temple University Philadelphia, Pa. 19147, U.S.A. Flüssigkristall und dessen Verwendung Priorität: vom 14. November 1977 in USA, Serial-Number 851,393 Patentansprüche

1. Flüssigkristall, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Flüssigkristallgemisch eines nematischen Flüssigkristall-Lösungsmittels und einer cholesterischen oder chiralan nema- togenen Verbindung besteht, die beim Bestrahlen mit Ultraviolettstrahlung beständig ist und einer reversiblen elektrisch induzierten Phasenumwandlung von einer normalen cholesterischsn Phase, in welcher einfallende Ultraviolettstrahlung gestreut wird, zu einer elektrisch induzierten nematischen Phase, in welcher einfallende Ultraviolettstrahlung gegenüber dar Streuung dar cholesterischen Phase wesentlich

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Posrscbedi- franWurt/Main 676J-602 Bank: Dresdner Bank AG, Wiesbakn, KmiiO-Nr. 276 EO/

schwächer gestreut wird, unterliegt, und daß er außerdem eine ausreichende Menge einer in dem Gemisch löslichen fluoreszierenden Verbindung enthält, die durch in der cholesterischen Phase des Gemisches stark gestreutes Ultraviolettlicht, nicht aber in dem elektrisch induzierten nematischen Zustand erregt wird und die das Kontrastverhältnis des Flüssigkristalls bei der elektrisch induzierten Phasenumwandlung bei Betrachtung im Dunklen oder bei geringer Belichtung wesentlich steigert.

2. Flüssigkristall nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Lösungsmittel wenigstens ein p-Alkyl- oder p-Alkoxyp'-cyanobiphenyl oder Gemisch hiervon, wenigstens ein Cyano-, Alkyl- oder Alkoxy1-substituiertes Phenylcyclohexan, wenigstens einen substituierten Benzoyl- od=r Benzoyloxybenzoatester oder ein Gemisch hiervon, wenigstens eine 4-(trans-4-Alkyl- oder -Alkyloxy-cyclohexyl)-carbonsäure oder sin Gemisch hiervon oder wenigstens eine Alkyl- oder Alkyloxybenzoesäure oder ein Gemisch hiervon enthält, wobei die Alkyl- und Alkyloxygruppen dieser Verbindungen nicht mehr als 10 Kohlenstoffatome enthalten.

3. Flüssigkristall nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er als chirale nematogene Verbindung wenigstens ein optisches Isomeres dar Verbindungen der allgemeinen Formel

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vorir. ™ 1 bis 10 Kohlenstoffatom- enthält un·-"^{1 1}^₉ =ine optisch aktive verzv/eigt= 7^1kylkatt~ rn.t 1 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet, oder eine Cholesterinverbir.dung aus der Gruppe eier (a) C_{1 1}_-Alkansäureΐstar von Cholesterin

1 — 1°

und (b) Cholestery!halogenid=, -nitrate od;.r -.sulfoxide oder Cholesterylalkylcarbor.at'- oder -thioester, worin die Älkylgruppe 1 bis 1O Kohlenstoffatome enthält, enthält.

4. Flüssigkristall nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er p-n-Pentyl-o'-cyanobiphenyl mit Cholesterylnonanoat oder den d-2-Octylester von 4-(4-n-Hexyloxybenzoyloxy) -benzoesäure enthält.

5. Flüssigkristall nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß er 11 bis 31,3 Gew.-% Cholesterylnonanoat, 0,05 bis 5 Gew.-% Euronium-thenoyltrifluoracetonat und als Rest p-n-Pentyl-p'-cyanobiphenyl enthält.

6. Flüssigkristall nach Ansoruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß er als fluoreszierende Verbindung Europium-thenoyltrifluoracetonat enthält.

7. Flüssigkristall nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß er als fluoreszierende Verbindung Tris-^T,1,1,2,2,3,3-heptafluor-7,7-dimethyl-4,6-octandiono7-europium enthält.

8. Flüssigkristall nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß er als fluoreszierende Verbindung Terbium (Ill)-benzoylacetonat enthält.

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9. Flüssigkristall nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er als fluoreszierende Verbindung wenigstens ein Chelat eines Seltenen Erdmetalles enthält.

10. Flüssigkristall nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sr als fluoreszierende Verbindung ein Europium- oder Tsrpiumchelat snthält.

11. Flüssigkristall nach ^nsnruch 1 bis 10, dadurch aeker.nzeichnet, daß er als fluoreszierende Verbindung -.ine lineare aromatisch=. v^rbiriduna aus ^r r:_ru-pne ^er^h^nvl, Quaterpher.vl, Ouinguephenvl, ^exiOh^nvl und der Derivat- dieser Ver bindunger, enth'ilt.

12. Verwendung von Flüssigkristall=n nach ^nsnruch 1 bis 11 für Sichtarizeirr^einrichtungen mit Phasenumwandlung in einem elektrischen Feld.

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