DE3919942A1 - Elektrooptisches fluessigkristallsystem - Google Patents

Elektrooptisches fluessigkristallsystem

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Ulrich Dr Finkenzeller
Dieter Dr Dorsch
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    • C09K19/3842—Polyvinyl derivatives
    • C09K19/3852—Poly(meth)acrylate derivatives

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Flüssig­ kristallsystem, enthaltend nematische Mikrotröpfchen, die in eine durchsichtige Matrix eingebettet sind und die aus einer Flüssigkristallmischung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung zur Erhöhung der Fließviskosität auf Werte <40 mm²/s bei 20°C eine oder mehrere Seitenkettenpolymere, enthaltend Monomereinheiten der Formel I,
worin
P eine Polymerhauptketteneinheit,
Sp eine Alkylengruppe mit 1-20 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR²- ersetzt sein können, und
B einen organischen "rod-like"-Rest bedeutet,
enthält.
Derartige elektrooptische Flüssigkristallsysteme ent­ halten nematische Mikrotröpfchen, die in eine durch­ sichtige Matrix eingebettet sind. Die Matrix ist sand­ wichartig zwischen leitenden Elektroden angeordnet. Beispiele für diese Systeme sind NCAP- und PDLC-Filme (NCAP = nematic curvilinear aligned Phases, PDLC = polymer dispersed liquid crystal). NCAP-Filme werden gewöhnlich dadurch erhalten, daß das verkapselnde poly­ mere Material, wie z. B. Polyvinylalkohol, die Flüssig­ kristallmischung und ein Trägermaterial, wie z. B. Wasser, in einer Kolloidmühle innig vermischt werden. Anschließend wird das Trägermaterial z. B. durch Trocknung entfernt. Ein entsprechendes Verfahren ist in US 44 35 047 beschrie­ ben. Dagegen wird bei der z. B. in EP 02 72 582 und US 46 88 900 beschriebenen Herstellung von PDLC-Filmen die Flüssigkristallmischung zunächst mit Monomeren oder Oligomeren des matrixbildenden Materials homogen ver­ mischt. Anschließend wird die Mischung polymerisiert und die Phasentrennung induziert, wobei zwischen TIPS (temper­ ature-induced phase separation), SIPS (solvent-induced phase separation) und PIPS (polymerization-induced phase separation) unterschieden wird (Mol. Cryst. Liq. Cryst. Inc. Nonlin. Opt. 157 (1988) 427).
Die Flüssigkristallmischung hat im allgemeinen eine posi­ tive dielektrische Anisotropie Δε und eine relativ hohe optische Anisotropie Δn und der ordentliche Brechungsindex no wird gewöhnlich so gewählt, daß er mit dem Brechungs­ index nM der polymeren Matrix mehr oder weniger zusammen­ fällt.
Man beobachtet an diesen elektrooptischen Flüssigkristall­ systemen einen elektrisch schaltbaren Lichtstreuungseffekt. Ist keine Spannung an die Elektroden angelegt, wird auf­ treffendes Licht an den statistisch ausgerichteten Flüssig­ kristallmolekülen stark gestreut, das System ist undurch­ sichtig. Beim Anlegen einer Spannung werden die Flüssig­ kristallmoleküle parallel zum Feld und senkrecht zum E-Vektor des hindurchgehenden Lichts ausgerichtet. Wegen der Anpassung von nM an no sieht das auftreffende Licht jetzt ein optisch isotropes Medium und das System erscheint durchsichtig. In EP 02 72 585 ist eine andere Ausführungsform beschrieben, bei der der Brechungsindex nx, den der Flüssigkristall bei vollständig statistischer Orientierung aufweist, an den Brechungsindex der Matrix nM angepaßt ist. In diesem Fall ist das System im feldfreien Zustand durchsichtig, und es wird durch Anlegen einer Spannung in den opaken Zustand überführt.
Derartige Systeme sind vor allem für großflächige Anzeigen­ systeme, für architektonische Anwendungen (Fenster, Raum­ teile, Sonnendächer etc.) und für Kraftfahrzeuge (Fenster, Sonnendächer etc.) vorgeschlagen worden. Sie können durch Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung geschaltet werden.
Da diese Systeme insbesondere auch für "outdoor"-Anwen­ dungen vorgesehen sind, werden Flüssigkristallmischungen benötigt, die durch einen hohen Klärpunkt, einen weiten nematischen Bereichen und eine hohe UV- und Temperatur­ stabilität gekennzeichnet sind.
In herkömmlichen elektrooptischen Flüssigkristallsystemen werden gewöhnlich LC-Mischungen eingesetzt, die aus Alkyl- oder Alkoxycyanobiphenylen und -terphenylen bestehen. So wird z. B. in US 46 88 900 und in EP 02 72 585 die Verwendung der Flüssigkristallmischung E8 (hergestellt von BDH, Poole, Great Britain) beschrieben. Diese Flüssigkristallmischung zeichnet sich durch einen relativ hohen Wert für die Fließ­ viskosität von 54 mm²/s und einen sehr hohen Wert für die optische Anisotropie Δn von 0,247 aus, hat jedoch gleich­ zeitig einen relativ niedrigen Klärpunkt von nur 72°C. Setzt man der Mischung mehrkernige Polyphenylverbindungen zur Erhohlung des Klärpunktes zu, resultiert ein unverän­ dert hoher oder sogar höherer Wert für die optische Anisotropie Δn. Hohe Δn-Werte sorgen zwar einerseits für eine starke Lichtstreuung im opaken Zustand, anderer­ seits jedoch bewirken sie eine Trübung des Systems im geschalteten Zustand ("haze") und damit eine deutliche Verschlechterung der elektrooptischen Eigenschaften.
Die in US 46 71 618 verwendete Flüssigkristallmischung E7 (hergestellt von BDH, Poole, Great Britain), die eben­ falls aus Alkyl- und Alkoxycyanobiphenylen und -terphenylen besteht, weist zwar mit Δn=0,255 eine etwas kleinere optische Anisotropie auf als E8, jedoch ist gleichzeitig der Klärpunkt TC=60,5°C und die Fließviskosität η=39 mm²/s bei 20°C erheblich niedriger. Wird das System mit einer Wechselspannung angesteuert, ist jedoch die Verwendung einer hochviskosen Flüssigkristallmischung unerläßlich, da sonst insbesondere bei niederen bis mittleren Frequenzen eine flimmernde Anzeige resultiert.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf an elektro­ optischen Flüssigkristall-Systemen, die bei Anlegen einer Wechselspannung flimmerfrei geschaltet werden können und gleichzeitig eine relativ hohe optische Anisotropie Δn und einen hohen Klärpunkt TC aufweisen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, elektrooptische Flüssigkristall-Systeme bereitzustellen, die die oben angeführten Nachteile herkömmlicher Systeme nicht oder nur im geringen Maße aufweisen.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man für diese Systeme Flüssigkristallmischungen, welche eine oder mehrere Seitenkettenpolymere enthalten, verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthaltend nematische Mikrotröpf­ chen, die in eine durchsichtige Matrix eingebettet sind und die aus einer Flüssigkristallmischung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung zur Erhöhung der Fließviskosität auf Werte <40 mm²/s bei 20°C eine oder mehrere Seitenkettenpolymere ent­ haltend Monomereinheiten der Formel I,
worin
P eine Polymerhauptketteneinheit,
Sp eine Alkylengruppe mit 1-20 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR²- ersetzt sein können, und
B einen organischen "rod-like"-Rest bedeutet,
enthält.
Insbesondere sind solche elektrooptischen Flüssigkristall­ systeme Gegenstand der Erfindung, worin B einen Rest der Formel II bedeutet,
R¹-(A¹-Z¹)n-A²-Z²-A³- (II)
worin
R¹ F, CN oder ein unsubstituierter oder durch CN oder durch mindestens ein Halogenatom substituierter Alkyl- oder Alkenylrest mit jeweils 1-15 C-Atomen, worin eine oder meh­ rere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O- und/oder S-Atome und/oder durch -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO- und/oder -CO-S- Gruppen ersetzt sein können,
Z¹ und Z² jeweils unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
A¹, A² und A³ jeweils unabhängig voneinander einen
  • a) 1,4-Cyclohexylenrest,
    worin eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O-Atome ersetzt sein können,
  • b) 1,4-Phenylenrest,
    worin eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können,
  • c) Rest aus der Gruppe 1,4-Cyclohexenylen, Piperidin-1,4-diyl, Bicyclo(2,2,2)octylen, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin- 2,6-diyl, 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin, 1,3-Cyclobutylen und Thiadiazol-2,5-diyl,
    wobei der Rest b) ein- oder zweifach durch F, Cl, CN und/oder -CH₃ substituiert sein kann, und
n 0, 1, 2 oder 3 bedeuten.
Weiterhin sind solche elektrooptischen Flüssigkristall­ systeme Gegenstand der Erfindung, die zur Erzeugung eines elektrischen Feldes eine Wechselspannung an die Elektroden gelegt werden.
Insbesondere Gegenstand der Erfindung ist ein elektro­ optisches System, in welchem die Flüssigkristallmischung mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der III und IV umfassenden Gruppe enthält,
worin
R jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -COO-, -OOC- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, und
Dabei sind solche Systeme bevorzugt, die durch Anlegen einer Wechselspannung zwischen dem durchsichtigen und opaken Zustand geschaltet werden. Die dielektrische Anisotropie der erfindungsgemäßen elektrooptischen PDLC-Systeme ist positiv und beträgt bevorzugt Δε<3.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Flüssigkristallmischung einen pleochroitischen Farb­ stoff enthalten.
Gegenstand der Erfindung sind weiter entsprechende Flüssig­ kristallmischungen und die Verwendung dieser Flüssigkri­ stallmischungen in elektrooptischen Flüssigkristallsystemen.
Der Aufbau der erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssig­ kristallsysteme entspricht der für derartige Systeme übli­ chen Bauweise: die Matrix, in der die Flüssigkristall­ mischung mikrodispergiert oder mikroverkapselt ist, ist sandwichartig zwischen den leitenden Elektroden, die mit entsprechenden Zuleitungen versehen sind, angeordnet. Zu­ mindest eine der Elektroden ist auf einem durchsichtigen Substrat aus Plastik, Glas oder einem ähnlichen Material angebracht, so daß das System im transmissiven oder reflekti­ ven Mode betrieben werden kann. Der Begriff übliche Bau­ weise ist hier weit gefaßt und umschließt alle Abwandlun­ gen und Modifikationen.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektro­ optischen Flüssigkristallsysteme sind NCAP-Filme, PDLC-Filme und nach modifizierten Verfahren hergestellte Plastikfilme. Verfahren zur Herstellung dieser Filme sind z. B. in US 39 35 337, US 46 88 900, US 46 73 255, US 46 71 618 und US 44 35 047 beschrieben. Aber auch andere Ausführungs­ formen der Erfindung sind umfaßt.
Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen elek­ trooptischen Flüssigkristallsysteme zu den bisher üblichen besteht jedoch in der verwendeten Flüssigkristallmischung. In den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall­ systemen werden flüssigkristalline Medien eingesetzt, die eine Viskosität η<40 mm²/s bei 20°C aufweisen. Dabei sind Flüssigkristallmischungen mit einer Viskosität η<50 mm²/s bei 20°C besonders bevorzugt, ganz besonders jedoch die mit η<55 mm²/s bei 20°C. Derartige hohe Vis­ kositäten sind erforderlich, um diese Systeme im Wechsel­ spannungsbetrieb sicher flimmerfrei schalten zu können.
Weiter zeigen die in diesen Systemen verwendeten flüssig­ kristallinen Medien eine relativ hohe optische Anisotropie zwischen 0,05 und 0,22. Da eine sehr hohe optische Ani­ sotropie Δn zwar einerseits im feldfreien Zustand eine starke Lichtstreuung bewirkt, andererseits jedoch auch im geschalteten Zustand eine Trübung der Folie ("haze") verursacht, ist für Δn ein Bereich zwischen 0,05 und 0,20 bevorzugt. Besonders bevorzugt liegt Δ zwischen 0,05 und 0,17, ganz besonders günstig jedoch ist das Intervall zwischen 0,06 und 0,15.
Darüber hinaus haben die in diesen Systemen eingesetzten flüssigkristallinen Medien einen hohen Klärpunkt von TC<75°C. Dies ist insbesondere für architektonische "outdoor"-Anwendungen wichtig. Besonders bevorzugt sind Klärpunkte TC <85°C.
Die einzelnen Verbindungen der Formeln A-D oder auch andere Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen elek­ trooptischen Flüssigkristallsystemen verwendet werden können, sind entweder bekannt oder sie können analog zu bekannten Verbindungen hergestellt werden.
Bevorzugte erfindungsgemäß verwendbare Flüssigkristall­ mischungen enthalten insgesamt Seitenkettenpolymere insbesondere an Formel I. Sie enthalten insgesamt vorzugs­ weise 5-30, insbesondere 9-22 Komponenten. Besonders bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen, die mindestens je eine Komponente der Formeln III und IV enthalten. Ferner sind diejenigen Mischungen bevorzugt, die mindestens ein 4-Alkyl- oder 4-Alkoxy-4′-cyanobiphenyl enthalten.
Vor- und nachstehend haben R¹, R², A¹, A², A³, Z¹, Z², P, Sp, B und n die angegebene Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes verwendet ist.
In den mesogenen Resten der Formel II bedeutet R¹ bevor­ zugt einen unsubstituierten oder durch mindestens ein Halogenatom substituierten Alkyl- oder Alkenylrest, worin eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen dieser Reste durch O-Atome und/oder durch -O-CO-, -CO-O- und oder -O-CO-O- Gruppen ersetzt sein können.
Halogen bedeutet vorzugsweise F oder Cl.
Ferner sind die mesogenen Reste der Formel II bevorzugt, worin R¹ CN oder F bedeutet.
Falls R¹ ein Alkylrest oder Alkoxyrest bedeutet, so kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy oder Octoxy, ferner Methyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Nonoxy, Decoxy, Undexocy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.
Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (=Methoxymethyl), 2- (=Ethoxymethyl oder 3-Oxabutyl (=2-Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4-Oxapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
Falls R¹ einen Alkenylrest bedeutet, so kann dieser gerad­ kettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er gerad­ kettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Es bedeutet demnach besonders Vinyl, Prop-1- oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec-9-enyl.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte ver­ zweigte Reste R¹ sind Isopropyl, 2-Butyl (=1-Methyl­ propyl), Isobutyl (=2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (=3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methyl­ pentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, 2-Octyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methyl­ pentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl, 4-Methylhexyl, 2-Nonyl, 2-Decyl, 2-Dodecyl, 6-Methyl­ octoxy, 6-Methyloctanonyloxy, 5-Methylheptyloxycarbonyl, 2-Methylbutyryloxy, 3-Methylvaleryloxy, 4-Methylhexanoyl­ oxy, 2-Chlorpropionyloxy, 2-Chlor-3-methylbutyryloxy, 2-Chlor-4-methylvaleryloxy, 2-Chlor-3-methylvaleryloxy, 2-Methyl-3-oxapentyl, 2-Methyl-3-oxahexyl.
Die Formel II umfaßt sowohl die Racemate dieser Ver­ bindungen als auch die reinen Enantiomeren sowie deren Gemische.
Unter den mesogenen Resten der Formel II und allen ihren Teilformeln sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der darin enthaltenen Reste eine der angegebenen bevorzugten Bedeutungen hat.
Eine kleinere Gruppe von bevorzugten Verbindungen der Formel II sind die folgenden Verbindungen der Formeln III bis II4:
R¹-A²-Z²-A³-
II 1
R¹-A¹-Z¹-A²-Z²-A³- II 2
R¹-A¹-Z¹-A¹-Z¹-A²-Z²-A³- II 3
R¹-A¹-Z¹-A¹-Z¹-A¹-Z¹-A²-Z²-A³- II 4
Insbesondere bevorzugt sind solche Seitenkettenpolymere der Formel I, worin im mesogenen Rest der Formeln II, II 1, II 2, II 3 und II 4 mindestens eine der Gruppen A¹, A² und A³ eine 1,4-Cyclohexylengruppe bedeutet.
Als polymeres Rückgrat - (-P-) - kommen prinzipiell alle Polymeren in Frage, deren Ketten eine gewisse Flexibilität aufweisen. Es kann sich hierbei um lineare, verzweigte oder cyclische Polymerketten handeln. Der Polymerisations­ grad beträgt normalerweise mindestens 10, vorzugsweise 20-300. Es kommen jedoch auch Oligomere mit 3 bis 15, insbesondere mit 4 bis 7 Monomereinheiten, in Frage.
Vorzugsweise werden Polymere mit C-C-Hauptketten, ins­ besondere Polyacrylate, -methacrylate, -α-halogen­ acrylate, -α-cyanacrylate, -acrylamide, -acrylnitrile oder -methylenmalonate eingesetzt. Weiterhin bevorzugt sind auch Polymere mit Heteroatomen in der Hauptkette, beispielsweise Polyether, -ester, -amide, -imide oder -urethane oder insbesondere Polysiloxane.
Bei den erfindungsgemäßen Polymeren der Formel I kommen als Spacer vor allem Alkylengruppen mit 2 bis 20 C-Atomen in Betracht, die linear oder verzweigt und in denen eine oder mehrere CH₂-Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR¹- ersetzt sein können.
Beispielsweise kommen als Spacer in Betracht:
Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexlen, Octylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen, Ethylenoxy­ ethylen, Methylenoxybutylen, Ethylenthioethylen, Ethylen-N-methyliminoethylen oder 1-Methylalkylen.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Seitenkettenpolymere sind bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden (z. B. DE 27 22 589, DE 38 17 088).
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüssig­ kristallmischungen erfolgt in an sich üblicher Weise. In der Regel wird die gewünschte Menge der in geringerer Menge verwendeten Komponenten in den den Hauptbestand­ teil ausmachenden Komponenten gelöst, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es ist auch möglich, Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z. B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation.
Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann be­ kannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthal­ ten. Elektrooptische Flüssigkristallsysteme, bei denen der Flüssigkristallmischung pleochroitische Farbstoffe in einem Gewichtsprozentbereich von 0-15% zugesetzt sind, sind bevorzugt.
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen.
Es bedeuten:
G: Glasartiger Zustand,
K: Kristallin-fester Zustand,
S: smektische Phase (der Index kennzeichnet der Phasen­ typ),
N: nematische Phase,
CH: cholesterische Phase,
I: Isotrope Phase,
η: Viskosität in mm²/s bei 20°C.
Die zwischen zwei Symbolen stehende Zahl gibt die Umwand­ lungstemperatur in Grad Celsius an.
Die angegebenen Prozentzahlen sind Gewichtsprozente.
Beispiel 1
Eine Mischung (A) bestehend aus
18% p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
14% p-(trans-4-Butylcyclohexyl)-benzonitril
25% p-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
15% p-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
 7% 4-Cyano-4′-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
 6% 4-Cyano-4′′-pentyl-p-terphenyl
 8% p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-(trans-4- butylcyclohexan)carbonsäureester
und eine Mischung (B) bestehend aus
 5% p-(trans-4-Ethylcyclohexyl)-benzonitril
15% p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
11% p-(trans-4-Butylcyclohexyl)-benzonitril
21% p-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
11% p-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
 5% trans-1-p-Ethylphenyl-4-propylcyclohexan
12% 4-Ethyl-4′-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl
10% 4-Ethyl-4′-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl
 4% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propyl­ cyclohexyl)-biphenyl
 6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propyl­ cyclohexyl)-biphenyl
werden jeweils mit unterschiedlichen Mengen eines Seitenkettenpolymers Poly-[6-(4-trans-4-Propylcyclo­ hexyl)-phenoxy)-hexyl]-methacrylat (3-PCH-MA) versetzt. Wie aus Tabelle I zu entnehmen ist, wird die Viskosität stark erhöht, während sich die übrigen physikalischen Paramter kaum ändern.
Tabelle I
Beispiel 2
Ein TN-Zelle mit einer Schichtdicke von 7,41 µm, gefüllt mit einer Mischung A (Beispiel 1), weist bei 20°C und 60 Hz folgende Schwellenspannungen auf.
V₁₀ 1,80 V
V₅₀ 2,11 V
V₉₀ 2,65 V.
Die nach Beispiel 1d mit 2,0% des Seitenkettenpolymers 3-PCH-MA dotierten Mischungen führen zu folgenden Schwellenspannungen:
V₁₀ 1,83 V
V₅₀ 2,13 V
V₉₀ 2,59 V.
Somit wirkt sich die Dotierung kaum auf die Schwellen­ spannung aus.
Beispiel 3
Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach Beispiel 1d (98% Mischung A, 2% Seitenkettenpolymer 3-PCH-MA), hergestellt nach dem in EP-02 72 582 be­ schriebenen Verfahren, wird zwischen leitenden Elek­ troden matrixartig angeordnet und kann durch Anlegen einer Wechselspannung flimmerfrei geschaltet werden.
Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall- Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß während der Her­ stellung des System keine oder nur eine geringe Wechsel­ wirkung der Komponenten der Flüssigkristallmischung mit dem polymeren Trägermaterial über polare Gruppen zu­ stande kommt.
Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall- Systeme können durch Anlegen einer Gleich- oder Wechsel­ spannung geschaltet werden. Bevorzugt jedoch wird eine Wechselspannung verwendet, die eine Wechselspannungsampli­ tude zwischen 1 und 240 Volt und eine Wechselspannungsfre­ quenz zwischen 10 Hz und 10 kHz aufweist. Besonders bevor­ zugt sind Amplituden zwischen 2 und 220 Volt und Fre­ quenzen zwischen 20 und 120 Hz. Ganz besonders bevorzugt liegt die Amplitude der Wechselspannung zwischen 2 und 130 V.
Die dielektrische Anisotropie der verwendeten Flüssig­ kristallmischung ist vorzugsweise positiv Δε<0 und insbesondere Δε<3. Für kleinere Werte der dielektri­ schen Anisotropie Δε werden sehr hohe Ansprechspannungen beobachtet. Besonders bevorzugt sind Werte Δε<5.

Claims (9)

1. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem, enthaltend nematische Mikrotröpfchen, die in eine durchsichtige Matrix eingebettet sind und die aus einer Flüssig­ kristallmischung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung zur Erhöhung der Fließviskosität auf Werte <40 mm²/s bei 20°C eine oder mehrere Seitenkettenpolymere, enthaltend Monomereinheiten der Formel I, worin
P eine Polymerhauptketteneinheit,
Sp eine Alkylengruppe mit 1-20 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR²- ersetzt sein können, und
B einen organischen "rod-like"-Rest bedeutet,enthält.
2. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach An­ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß B einen Rest der Formel II bedeutet, R¹-(A¹-Z¹)n-A²-Z²-A³- (II)worin
R¹ F, CN oder ein unsubstituierter oder durch CN oder durch mindestens ein Halogenatom substituierter Alkyl- oder Alkenylrest mit jeweils 1-15 C-Atomen, worin eine oder meh­ rere nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O- und/oder S-Atome und/oder durch -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO- und/oder -CO-S- Gruppen ersetzt sein können,
Z¹ und Z² jeweils unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CH₂CH₂-, -CH₂O-, -OCH₂-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
A¹, A² und A³ jeweils unabhängig voneinander einen
  • a) 1,4-Cyclohexylenrest,
    worin eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch O-Atome ersetzt sein könen,
  • b) 1,4-Phenylenrest,
    worin eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können,
  • c) Rest aus der Gruppe 1,4-Cyclohexenylen, Piperidin-1,4-diyl, Bicyclo(2,2,2)octylen, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin- 2,6-diyl, 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin, 1,3-Cyclobutylen und Thiadiazol-2,5-diyl,
    wobei der Rest b) ein- oder zweifach durch F, Cl, Cn und/oder -CH₃ substituiert sein kann, und
n 0, 1, 2 oder 3 bedeuten.
3. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach An­ spruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines elektrischen Feldes eine Wechsel­ spannung an die Elektroden gelegt wird.
4. Elektrooptisches System nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristallmischung mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der III und IV umfassenden Gruppe enthält, worin
R jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1-14 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO-, -COO-, -OOC- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, und
5. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach minde­ stens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flüssigkristallmischung eine dielek­ trische Anisotropie Δε<3 aufweist.
6. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach minde­ stens einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Flüssigkristallmischung einen pleo­ chroitischen Farbstoff enthält.
7. Flüssigkristallmischung nach mindestens einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 6.
8. Verwendung einer Flüssigkristallmischung nach min­ destens einem der Ansprüche 1, 2, 4 bis 6 in einem elektrooptischen Flüssigkristallsystem.
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