DE4005869A1

DE4005869A1 - Elektrooptisches fluessigkristallsystem

Info

Publication number: DE4005869A1
Application number: DE19904005869
Authority: DE
Inventors: Georg Weber; Ulrich Dr Finkenzeller; Joachim Dr Krause
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 1989-03-10
Filing date: 1990-02-24
Publication date: 1990-09-13

Description

Die Erfindung betrifft elektrooptische Flüssigkristall systeme gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Das optisch transparente Medium kann voneinander abge grenzte Flüssigkristall-Mikrotröpfchen enthalten oder ein schwammartiges, 3dimensionales Netzwerk bilden, in dessen Poren, die in mehr oder weniger starkem Ausmaß ineinander übergehen, sich der Flüssigkristall befindet. Durch den Ausdruck Flüssigkristall-Mikrotröpfchen werden kleine, voneinander abgegrenzte Flüssigkristallkomparti mente gekennzeichnet, die jedoch keineswegs eine kugel förmige Gestalt aufweisen müssen, sondern unregelmäßig geformt und/oder deformiert sein können.

Enthält das optisch transparente Medium Flüssigkristall- Mikrotröpfchen, wird es im folgenden als Matrix bezeich net; liegt dagegen eine schwammartige, 3dimensional vernetzte Struktur vor, wird das Medium durch den Ausdruck Netzwerk charakterisiert.

NCAP- und PDLC-Filme (NCAP = nematic curvilinear aligned phases, PDLC = polymer dispersed liquid crystal) sind Beispiele für elektrooptische Flüssigkristallsysteme, bei denen der Flüssigkristall in Form von Mikrotropfen in die Matrix eingebettet ist. NCAP-Filme werden gewöhn lich dadurch erhalten, daß das verkapselnde polymere Material, wie z. B. Polyvinylalkohol, die Flüssigkristall mischung 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 be schrieben. 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 (temperature-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).

Das in EP 03 13 053 beschriebene PN-System (PN = Polymer Network) weist eine schwammartige Netzwerkstruktur des optisch transparenten Mediums auf. Der Anteil des Flüssig kristalls an der Masse der lichtmodulierenden Schicht ist im allgemeinen größer als 60% und liegt insbesondere zwischen 70-90%. Zur Herstellung der PN-Systeme wird üblicherweise eine Mischung aus dem Flüssigkristall, Monomeren oder Oligomeren des das 3dimensionale Netzwerk bildenden Materials und ein Polymerisationsinitiator, insbesondere ein Photoinitiator, zwischen 2 mit Elek troden versehene Substratplatten gebracht und dann z. B. durch Lichteinstrahlung polymerisiert.

Der Flüssigkristall hat im allgemeinen eine positive dielektrische Anisotropie Δε und eine relativ hohe optische Anisotropie. Bei Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen wird einer der Brechungsindizes des Flüssigkristalls, üblicherweise der ordentliche Brechungsindex n₀ so gewählt, daß er mit dem Brechungsindex n _M der polymeren Matrix mehr oder weniger zusammenfällt. Bei Netzwerk- Systemen ist eine Anpassung der Brechungsindizes wegen des üblicherweise sehr viel höheren Flüssigkristall anteils an der lichtmodulierenden Schicht nicht unbedingt erforderlich, kann aber zur Erhöhung des Lichtdurchsatzes und des Kontrastes vorgenommen werden.

Man beobachtet an diesen elektrooptischen Flüssigkristall- Systemen einen elektrisch schaltbaren Lichtstreuungs effekt. Ist keine Spannung an die Elektroden, zwischen denen die Matrix bzw. das Netzwerk üblicherweise sand wichartig angeordnet ist, angelegt, wird auftreffendes Licht an den statistisch ausgerichteten Flüssigkristall molekülen stark gestreut, das System ist undurchsichtig. Beim Anlegen einer Spannung werden die Flüssigkristall moleküle parallel zum Feld und senkrecht zum E-Vektor des hindurchgehenden Lichts ausgerichtet.

Bei Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen sieht senkrecht auf treffendes Licht wegen der Anpassung von n₀ und n _M ein optisch isotropes Medium und das System erscheint durch sichtig. Eine Anpassung ist erforderlich, um eine Streuung des Lichts an der Phasengrenze Matrix/Flüssigkristall tröpfchen zu vermeiden. In EP 02 72 585 ist eine andere Ausführungsform beschrieben, bei der der Brechnungsindex n _x, den der Flüssigkristall bei vollständig statistischer Orientierung aufweist, an den Brechungsindex der Matrix n _M angepaßt ist. In diesem Fall ist das System im feld freien Zustand durchsichtig, und es wird durch Anlegen einer Spannung in den opaken Zustand überführt.

Bei Netzwerk-Systemen ist eine Anpassung der Brechungs indizes nicht unbedingt erforderlich, da wegen des hohen Flüssigkristallanteils an der Masse der lichtmodulieren den Schicht die Streuung an der Phasengrenze Netzwerk- Flüssigkristall offensichtlich weniger stark ist. Das System erscheint im eingeschalteten Zustand auch ohne Anpassung der Brechungsindizes durchsichtig. Bei Netz werksystemen ist zur Erzielung einer möglichst geringen Transmission im nicht geschalteten Zustand die Verwen dung von Flüssigkristallen mit relativ hoher oder hoher optischer Anisotropie Δ n bevorzugt.

Elektrooptische Flüssigkristallsysteme gemäß dem Ober begriff von Anspruch 1 sind vor allem für großflächige Anzeigensysteme, für architektonische Anwendungen (Fenster, Raumteiler, Sonnendächer etc.) und für Kraftfahrzeuge (Fenster, Sonnendächer etc.) vorgeschlagen worden, wobei sich diese Systeme auch zur Temperaturregulierung durch gesteuerte Abschirmung der Sonnenstrahlung eignen. 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, hohes Δε, einen weiten nematischen Bereich und eine hohe UV- und Temperaturstabilität gekennzeichnet sind.

Weitere Anwendungen sind zum Beispiel:

- GH-Anzeigen-Systeme, wobei das Spektrum über einfache Segmentanzeigen bis zu Displays reicht, auf die mit herkömmlichen Drucktechniken beliebige Elektroden muster aufgebracht werden können. Anwendungen: Kraftfahrzeug, Großanzeigen, Werbeflächen, Uhren
- Matrixdisplays mit hohem Informationsgehalt
- Projektionssysteme
- Schalter.

Auch hier werden Flüssigkristallmischungen mit insbeson dere hohem Δε und hohem elektrischen Widerstand benötigt.

In Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen werden bisher üblicher weise Flüssigkristall-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 Fließviskosität von 54 mm²/s und einen sehr hohen Wert für optische Anisotropie Δ n von 0,247 aus, hat jedoch gleich zeitig einen relativ niedrigen Klärpunkt von nur 72°C. Setzt man der Mischung mehrkernige Polyphenylverbindungen zur Erhöhung des Klärpunktes zu, resultiert ein unverän dert hoher oder sogar höherer Wert für die optische Ani sotropie Δ n. Hohe Δ n-Werte sorgen zwar einerseits für eine starke Lichtstreuung im opaken Zustand, andererseits jedoch bewirken sie eine Trübung des Systems im geschal teten Zustand ("haze", insbesondere "off-axis 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 Δ n = 0,225 eine etwas kleinere optische Anisotropie auf als E8, jedoch ist gleichzeitig der Klärpunkte T _C = 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 Ver wendung einer hochviskosen Flüssigkristallmischung uner läßlich, da sonst insbesondere bei niederen bis mittleren Frequenzen eine flimmernde Anzeige resultiert.

In EP 03 13 053 werden für Netzwerk-Systeme Flüssigkri stallmischungen vorgeschlagen, die überwiegend auf 2-(4- Cyanophenyl)-pyridinen basieren. Derartige Flüssigkri stalle weisen zwar relativ hohe Werte für die dielektri sche Anisotropie Δε und damit relativ kleine Schwellen spannungen und relativ hohe Werte für die Viskosität η auf. Gleichzeitig sind diese Flüssigkristalle jedoch durch einen relativ niedrigen Klärpunkt T _C gekennzeich net. Weiter weisen Cyanophenylpyridine i. a. eine für verschiedene Anwendungen unbefriedigende T- und UV-Stabi lität auf, die z. B. schlechter ist als die von Cyanooligo phenylen. Darüber hinaus sind die in EP 03 13 053 beschrie benen Mischungen durch hohe bis sehr hohe Werte für die optische Anisotropie Δ n charakterisiert, so daß in Mikro tröpfchen-Matrix-Systemen im geschalteten Zustand eine deutliche Trübung beobachtet wird (off-axis haze). Bei Netzwerk-Systemen spielen zwar haze-Probleme eine unter geordnete Rolle, so daß zur Maximierung des Kontrastes eigentlich ein hoher bis sehr hoher Wert für Δ n geeignet zu sein scheint. Andererseits weisen jedoch derartige Flüssigkristalle mit hohem bis sehr hohem Δ n wegen der starken Wechselwirkung mit Licht häufig eine unbefrie digende Stabilität auf.

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 Δ n, einen hohen Klärpunkt und eine hohe Temperatur- und UV- Stabilität aufweisen.

Die bisherigen Flüssigkristalle erfüllen weiterhin die Forderungen nach einem weiten nematischen Bereich, einer Abwesenheit smektischer Phasen bis zu tiefen Temperatu ren und einem hohen Δ n nur unzureichend.

Daneben weisen die bisherigen Flüssigkristalle häufig eine zu geringe Mischbarkeit mit den Monomeren und/oder Oligo meren des zur Bildung der Matrix bzw. des Netzwerks ver wendeten Polymers auf, was die Herstellung von PN-Systemen erheblich beeinträchtigt und bei Mikrotröpfchen-Matrix- Systemen insbesondere die Anwendung der PIPS-Technologie erheblich beschränkt. Darüber hinaus sind die Flüssig kristalle häufig durch eine zu hohe Löslichkeit im matrix- bzw. netzwerkbildenden Polymer gekennzeichnet. Ein weiterer Nachteil der bisherigen Flüssigkristalle besteht häufig darin, daß der Flüssigkristall ungünstige Werte der elektrooptischen Parameter wie z. B. der Steilheit der elektrooptischen Kennlinie und/oder der Temperaturabhän gigkeit der elektrooptischen Parameter wie z. B. der Schwellenspannung zeigt.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, elektrooptische Flüssigkristallsysteme bereitzustellen, die die ange führten Nachteile herkömmlicher Systeme nicht oder nur in geringem Maße aufweisen und die insbesondere bei Anlegen einer Wechselspannung flimmerfrei geschaltet werden können und dabei gleichzeitig durch eine relativ hohe bis sehr hohe optische Anisotropie Δ n, einen hohen Klärpunkt T _C und eine hohe Temperatur- und UV-Stabilität gekennzeichnet sind.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man für diese Systeme Flüssig kristallmischungen verwendet, die auf dielektrisch posi tiven Komponenten, ausgewählt aus der A, B, C und D um fassenden Gruppe, basieren,

worin
R¹ jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl gruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können,

Y eine Einfachbindung oder -COO- bedeuten, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall zur Er höhung der Fließviskosität auf Werte ≧ 35 mm²/s bei 20°C und zur Erzielung einer optischen Anisotropie Δ n zwischen 0,05 und 0,22 und eines Klärpunkts T _C < 75°C eine oder mehrere dielektrisch neutrale Flüssigkristall verbindungen der Formel E

und/oder eine oder mehrere dielektrisch positive Flüssigkristallverbindungen der Formel F enthält

Z¹ und Z⁵ unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder -CH₂CH₂-,
Z², Z³ und Z⁴ unabhängig voneinander eine Einfachbin dung, -COO-, -OCO- oder -CH₂CH₂-, und
R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂- Gruppen durch -O-, -CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, bedeuten.

Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem,

- welches zwischen 2 Elektroden, die gegebenenfalls auf Substratplatten aufgebracht sind, einen dielektrisch positiven Flüssigkristall und ein weiteres optisch transparentes Medium enthält,
- dessen Flüssigkristallmoleküle im ausgeschalteten Zustand eine unregelmäßige Orientierung aufweisen,
- bei dem einer der Brechungsindizes des Flüssigkri stalls im wesentlichen mit dem Brechungsindex der Matrix n _M übereinstimmt und/oder bei dem der Quotient aus der Masse des Flüssigkristalls und der Masse des optisch transparenten Mediums 1,5 oder mehr beträgt,
- welches in einem der beiden Schaltzustände unabhängig von der Polarisation des einfallenden Lichtes eine gegenüber dem anderen Zustand verminderte Transmission aufweist, wobei der Flüssigkristall eine oder mehrere Komponenten, ausgewählt aus der A, B, C und D umfas senden Gruppe, und zusätzlich eine oder mehrere Ver bindungen der Formel E und/oder F enthält.

Dabei sind solche Systeme bevorzugt, die durch Anlegen einer Wechselspannung zwischen dem durchsichtigen und opaken Zustand geschaltet werden. Die dielektrische Anisotropie der erfindungsgemäßen elektrooptischen Systeme ist positiv und beträgt bevorzugt Δε < 3.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Flüssigkristallmischung einen pleochroitischen Farb stoff enthalten.

Der Flüssigkristall ist in den erfindungsgemäßen Systemen vorzugsweise in Form von Mikrotröpfchen in das optische System eingebettet. In diesen Mikrotröpfchen-Matrix- Systemen sind Flüssigkristalle mit Δε 6, T _C 80°C und Δ n 0,11 ganz besonders bevorzugt.

Weiter bevorzugt ist eine andere Ausführungsform der elektrooptischen Systeme, bei der das optisch transpa rente Medium ein 3dimensionales Netzwerk bildet, in dessen Poren sich der Flüssigkristall befindet. In diesen Netzwerk-Systemen weist der Flüssigkristall ins besondere folgende physikalische Parameter auf: Δε 6, T _C 80°C und 0,11 Δ n 0,22.

Gegenstand der Erfindung sind weiter entsprechende Flüssigkristallmischungen und die Verwendung dieser Flüssigkristallmischungen in den beschriebenen elektro optischen Flüssigkristall-Systemen.

Im folgenden bedeuten der Einfachheit halber Phe 1,4- Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclohexylen, Pyr Pyrimidin-2,5- diyl und Pyd Pyridin-2,5-diyl; dabei sind von den Abkürzungen Pyr und Pyd jeweils die beiden möglichen Stellungsisomeren umfaßt.

Der Aufbau der erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssig kristallsysteme entspricht der für derartige Systeme üblichen Bauweise. Der Begriff übliche Bauweise ist hier bei weit gefaßt und umschließt alle Abwandlungen und Modi fikationen.

So ist z. B. bei PDLC- oder NCAP-Filmen die von dem durch sichtigen Medium gebildete Matrix, in der die Flüssig kristallmischung mikrodispergiert oder mikroverkapselt ist, sandwichartig zwischen leitenden Elektroden ange ordnet.

Die Elektroden sind i. a. auf Substratplatten aus z. B. Glas, Kunststoff o. ä. aufgebracht; ggf. kann die Matrix jedoch auch direkt mit Elektroden versehen werden, so daß auf die Verwendung von Substraten verzichtet werden kann.

Bei Netzwerk-Systemen befindet sich der Flüssigkristall in den Poren des schwammartigen, 3dimensionalen Netzwerks. Das Netzwerk ist üblicherweise zwischen mit Elektroden versehenen Substraten angeordnet, um ein Entweichen des Flüssigkristalls zu verhindern.

Sowohl PN-Systeme als auch Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme können reflektiv oder transmissiv betrieben werden, so daß mindestens eine Elektrode und, falls vorhanden, das zugehörige Substrat durchsichtig sind. Beide Systeme enthalten üblicherweise keine Polarisatoren, wodurch ein deutlich höherer Lichtdurchsatz resultiert. Weiterhin sind keine Orientierungsschichten erforderlich, was eine erhebliche technologische Vereinfachung bei der Herstel lung dieser Systeme verglichen mit herkömmlichen Flüssig kristallsystemen wie z. B. TN- oder STN-Zellen bedeutet.

Die Matrix bzw. das 3dimensionale Netzwerk basieren ins besondere auf isotropen Thermoplasten, Duroplasten und Elastomeren. Die erhaltenen Systeme können je nach beab sichtigter Verwendung flexibel, elastisch oder starr sein.

Ein auf einem thermoplastischen Polymer basierendes System kann bei Temperaturen, die größer als die Glastemperatur der Matrix sind, leicht durch Einwirken einer mechanischen Spannung deformiert werden. Dies kann z. B. bei Mikro tröpfchen-Matrix-Systemen dazu benutzt werden, um eine gezielt deformierte Form der Tröpfchen durch Abkühlen der Matrix auf Temperaturen unterhalb der Glastemperatur einzufrieren.

Während flexible und/oder elastische Systeme bevorzugt auf Thermoplasten und/oder Elastomeren basieren, werden zur Herstellung starrer Systeme bevorzugt duroplastische Polymere verwendet. Diese können während des Aushärtens mechanisch verformt werden, wobei in der ausgehärteten Matrix z. B. die Form und Anordnung der Mikrotröpfchen fixiert ist.

Zur Herstellung der Matrix bzw. des Netzwerks besonders bevorzugte Polymere sind z. B. in US 39 35 337, US 46 88 900, US 46 71 618, US 46 73 255, US 44 35 047, EP 03 13 053 und EP 02 72 585 offenbart.

Daneben können aber auch weitere durchsichtige Materia lien wie z. B. anorganische oxidische Glasmonolithe (US 48 14 211), weitere anorganische Materialien (s. z. B. Japanische Offenlegungsschrift 303325/1988 oder auch andere Materialien verwendet werden.

Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektro optischen Flüssigkristallsysteme sind NCAP-Filme, PDLC- Filme und nach modifizierten Verfahren hergestellte Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme. 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, US 44 35 047 und EP 02 72 595 beschrieben.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der erfindungs gemäßen elektrooptischen Systeme sind die Netzwerk-Systeme, deren Herstellung in EP 03 13 053 beschrieben ist.

Weiter sind aber auch solche Ausführungsformen der Erfindung umfaßt, bei denen das transparente Medium eine Struktur aufweist, die zwischen der Netzwerkstruktur auf der einen Seite und der Mikrotröpfchen-Matrix-Konfigura tion auf der anderen Seite liegt.

Zu den erfindungsgemäßen elektrooptischen Systemen zählen auch "inverse Mikrotröpfchen-Matrix-Konfigurationen", bei denen das transparente Medium in Form von einzelnen z. B. kugelförmigen Teilchen in dem Flüssigkristall dis pergiert ist. Eine derartige Anordnung ist z. B. in GB 14 42 360 beschrieben.

Daneben sind auch andere, hier nicht explizit erwähnte Ausführungsformen der Erfindung umfaßt.

Die Dicke d der elektrooptischen Systeme wird üblicher weise klein gewählt, um eine möglichst niedrige Schwellen spannung V _th zu erzielen. So werden z. B. in US 44 35 047 Schichtdicken von 0,8 und 1,6 mm berichtet, während für die Schichtdicke in US 46 88 900 Werte zwischen 10 µm und 300 µm und in EP 03 13 053 zwischen 5 µm und 30 µm ange geben werden. Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Systeme weisen nur in Ausnahmefällen Schichtdicken d auf, die deutlich größer sind als einige mm; bevorzugt sind Schichtdicken d ≦ 2 mm.

Die Schwellenspannung wird auch von der Größe der Mikro tröpfchen bzw. der Maschenweite des Netzwerks beeinflußt. Allgemein gilt, daß kleinere Mikrotröpfchen eine höhere Schwellenspannung V _th, jedoch kürzere Schaltzeiten t _on bzw. t _off bewirken (US 46 73 255). Experimentelle Verfahren zur Beeinflussung der mittleren Tröpfchengröße sind z. B. in US 46 73 255 und in J. L. West, Mol. Cryst. Liq. Cryst. Inc. Nonlin. Opt., 157 (1988) 427 beschrieben. In US 46 73 255 werden mittlere Tropfendurchmesser zwischen 0,1 µm und 8 µm angegeben, während z. B. eine Matrix, die auf einem Glasmonolith basiert, Poren mit einem Durch messer zwischen 15 und 2000 Å aufweist. Für die Maschen weite des Netzwerks der PN-Systeme wird in EP 03 13 053 ein bevorzugter Bereich zwischen 0,5 und 2 µm angegeben.

Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen elek trooptischen Flüssigkristallsysteme zu den bisher üblichen besteht jedoch in der verwendeten Flüssigkristallmischung.

Die in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Systemen ver wendeten Flüssigkristallmischungen basieren auf dielektrisch positiven Verbindungen der Formeln A-D und insbesondere auf der folgenden kleineren Gruppe von Verbindungen:

In den Verbindungen der Formeln A-D und insbesondere der Formeln A1-A4, B1, B2, C1-C4 und D1-D3 ist R¹ vorzugs weise Alkyl oder Alkoxy mit 1-12, insbesondere jedoch mit 1-10 C-Atomen, wobei die geradkettigen Reste bevor zugt sind. Weiterhin bevorzugt sind n-Alkoxyalkylverbin dungen, insbesondere n-Alkoxymethyl und n-Alkoxyethyl verbindungen mit 1-12 C-Atomen. Darüber hinaus bedeutet R¹ auch vorzugsweise Alkanoyl, Alkanoyloxy, Alkoxy carbonyl und Alkoxycarbonyloxy mit 1-10 C-Atomen und Alkenyl mit 1-8 C-Atomen.

Der Flüssigkristall-Basismischung, die aus mindestens einer, insbesondere jedoch mehr als 2 und ganz besonders mindestens 4 Verbindungen der Formeln A-D und insbeson dere der Formeln A1-A4, B1, B2, C1-C4 und D1-D3 besteht, werden zur Erhöhung der Fließviskosität auf Werte 35 mm² bei 20°C und zur Erzielung einer relativ opti schen Anisotropie Δ n zwischen 0,05 und 0,22 und eines Klärpunkts Tc < 75°C eine oder mehrere Verbindungen der Formeln E und/oder F zugesetzt.

Die Verbindungen der Formel E umfassen 3kernige Ver bindungen der Formeln E1-E10:

R²-Phe-Z¹-Phe-Z²-Phe-R⁴
E1
R²-Phe-Z¹-Cyc-Z²-Phe-R⁴	E2
R²-Phe-Z¹-Phe-Z²-Cyc-R⁴	E3
R²-Phe-Z¹-Cyc-Z²-Cyc-R⁴	E4
R²-Cyc-Z¹-Phe-Z²-Phe-R⁴	E5
R²-Cyc-Z¹-Cyc-Z²-Phe-R⁴	E6
R²-Cyc-Z¹-Phe-Z²-Cyc-R⁴	E7
R²-Cyc-Z¹-Cyc-Z²-Cyc-R⁴	E8
R²-Phe-Z¹-Phe-Z²-Pyd-R⁴	E9
R²-Cyc-Z¹-Phe-Z²-Pyd-R⁴	E10

In den Verbindungen der Formeln E1-E10 bedeuten Z¹ eine Einfachbindung oder CH₂CH₂ und Z² eine Einfachbindung, COO, OCO oder CH₂CH₂, insbesondere jedoch eine Einfach bindung oder COO und ganz besonders COO. Vorzugsweise ist eine der Brückengruppen Z¹ oder Z² eine Einfachbin dung.

Ganz besonders bevorzugt ist die folgende kleinere Gruppe von Verbindungen:

R²-Phe-Phe-Phe-R⁴\|E1-1
R²-Phe-Phe-COO-Phe-R⁴	E1-2
R²-Phe-CH₂CH₂-Phe-Phe-R⁴	E1-3
R²-Phe-Cyc-COO-Phe-R⁴	E2-1
R²-Phe-Phe-COO-Cyc-R⁴	E3-1
R²-Phe-Cyc-COO-Cyc-R⁴	E4-1
R²-Cyc-Phe-Phe-R⁴	E5-1
R²-Cyc-Phe-COO-Phe-R⁴	E5-2
R²-Cyc-Cyc-Phe-R⁴	E6-1
R²-Cyc-CH₂CH₂-Cyc-Phe-R⁴	E6-2
R²-Cyc-Cyc-COO-Phe-R⁴	E6-3
R²-Cyc-Cyc-CH₂CH₂-Phe-R⁴	E6-4
R²-Cyc-Phe-Cyc-R⁴	E7-1
R²-Cyc-Phe-COO-Cyc-R⁴	E7-2
R²-Cyc-Cyc-COO-Cyc-R⁴	E8-1
R²-Cyc-Cyc-CH₂CH₂-Cyc-R⁴	E8-2
R²-Phe-Phe-Pyd-R⁴	E9-1
R²-Phe-Phe-COO-Pyd-R⁴	E9-2

Flüssigkristalle, die eine oder mehrere Verbindungen der Formeln E5-1, E6-1, E6-2, E6-3, E6-4, E7-1, E7-2 und/oder E8-1 enthalten, sind insbesondere für Mikro tröpfchen-Matrix-Systeme geeignet. Mischungen für Netzwerk-Systeme enthalten insbesondere bevorzugt eine oder mehrere Verbindungen der Formeln E1-1, E1-2, E1-3, E2-1, E3-1, E4-1, E5-1, E5-2, E6-1, E6-2, E6-3, E6-4, E9-1 und/oder E9-2.

Die Verbindungen der Formel E umfassen weiter vierkernige Verbindungen der Formeln E13-E22.

R²-Phe-Z¹-Phe-Z²-Phe-Z⁵-Phe-R⁴
E13
R²-Phe-Z¹-Phe-Z²-Phe-Z⁵-Cyc-R⁴	E14
R²-Phe-Z¹-Phe-Z²-Cyc-Z⁵-Phe-R⁴	E15
R²-Phe-Z¹-Phe-Z²-Cyc-Z⁵-Cyc-R⁴	E16
R²-Phe-Z¹-Cyc-Z²-Phe-Z⁵-Phe-R⁴	E17
R²-Phe-Z¹-Cyc-Z²-Cyc-Z⁵-Phe-R⁴	E18
R²-Phe-Z¹-Cyc-Z²-Cyc-Z⁵-Cyc-R⁴	E19
R²-Cyc-Z¹-Phe-Z²-Phe-Z⁵-Cyc-R⁴	E20
R²-Cyc-Z¹-Phe-Z²-Cyc-Z⁵-Phe-R⁴	E21
R²-Cyc-Z¹-Phe-Z²-Cyc-Z⁵-Cyc-R⁴	E22

In den Verbindungen der Formeln E13-E22 bedeuten Z¹ und Z⁵ jeweils unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder CH₂CH₂ und Z² eine Einfachbindung, COO, OCO oder CH₂CH₂, insbesondere jedoch eine Einfachbindung oder COO.

Ganz besonders bevorzugt ist die folgende kleinere Gruppe von Verbindungen:

R²-Phe-Phe-Phe-Cyc-R⁴\|E14-1
R²-Phe-Phe-Phe-CH₂CH₂-Cyc-R⁴	E14-2
R²-Phe-Phe-COO-Cyc-Phe-R⁴	E15-1
R²-Phe-Phe-Cyc-Cyc-R⁴	E16-1
R²-Phe-CH₂CH₂-Phe-Cyc-Cyc-R⁴	E16-2
R²-Phe-Phe-COO-Cyc-Cyc-R⁴	E16-3
R²-Phe-Cyc-Cyc-Cyc-R⁴	E19-1
R²-Phe-CH₂CH₂-Cyc-Cyc-Cyc-R⁴	E19-2
R²-Phe-Cyc-COO-Cyc-Cyc-R⁴	E19-3
R²-Cyc-Phe-Phe-Cyc-R⁴	E20-1
R²-Cyc-CH₂CH₂-Phe-Phe-Cyc-R⁴	E20-2
R²-Cyc-Phe-COO-Phe-Cyc-R⁴	E20-3
R²-Cyc-CH₂CH₂-Phe-COO-Phe-Cyc-R⁴	E20-4
R²-Cyc-Phe-Cyc-Cyc-R⁴	E22-1
R²-Cyc-Phe-OOC-Cyc-Cyc-R⁴	E22-1
R²-Cyc-CH₂CH₂-Phe-OOC-Cyc-Cyc-R⁴	E22-2

Die Verbindungen der Formel F umfassen 3kernige Nitrile der Formeln F1 und F2:

R³-Cyc-Z³-Cyc-Z⁴-Phe-CN
F1
R³-Cyc-Z³-Cyc-Z⁴-Cyc-CN	F2

In den Verbindungen der Formeln F1 und F2 bedeuten Z³ und Z⁴ unabhängig voneinander eine Einfachbindung, COO, OCO oder CH₂CH₂, insbesondere jedoch eine Einfachbindung, COO oder CH₂CH₂.

Die folgende kleinere Gruppe von Verbindungen ist beson ders bevorzugt:

R³-Cyc-Cyc-Phe-CN\|F1-1
R³-Cyc-Cyc-CH₂CH₂-Phe-CN	F1-2
R³-Cyc-CH₂CH₂-Cyc-Phe-CN	F1-3
R³-Cyc-Cyc-OCO-Phe-CN	F1-4
R³-Cyc-Cyc-COO-Phe-CN	F1-5
R³-Cyc-COO-Cyc-OCO-Phe-CN	F1-6
R³-Cyc-Cyc-Cyc-CN	F2-1
R³-Cyc-CH₂CH₂-Cyc-Cyc-CN	F2-2
R³-Cyc-COO-Cyc-OCO-Cyc-CN	F2-3

Ganz besonders bevorzugt sind die Verbindungen der Formeln F1-1, F1-2, F1-3, F1-4, F1-5, F2-1 und F2-2.

In den Verbindungen der Formeln A-F bedeuten R¹, R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benach barte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können.

Falls R¹, R², R³ und/oder R⁴ eine Alkyl- und/oder Alkoxy gruppe bedeuten, können diese geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise sind sie geradkettig, haben 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7 C-Atome und bedeuten demnach bevorzugt Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy oder Heptoxy, ferner Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Octoxy, Nonoxy, Decoxy, Undecoxy, 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.

Alkyl, worin eine CH₂-Gruppe durch -CH=CH- ersetzt ist, kann geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist diese Gruppe geradkettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Sie be deutet 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.

Alkyl, worin eine CH₂-Gruppe durch CO ersetzt ist, kann geradkettig oder verzweigt sein, vorzugsweise jedoch gerad kettig, und hat insbesondere 2-6 C-Atome. Die Gruppe be deutet demnach besonders Acetyl, Propionyl, Butyryl, Pent anoyl, Hexanoyl, Acetylmethyl, Propionylmethyl, Butyrylmethyl, Pentanoylmethyl, 2-Acetylethyl, 2-Propionylethyl, 2-Butyryl ethyl, 3-Acetylpropyl, 3-Propionylpropyl und 4-Acetylbutyl.

Verbindungen der Formeln A-F mit verzweigten Flügelgruppen R können gelegentlich wegen einer besseren Löslichkeit in den üblichen flüssigkristallinen Basismaterialien von Bedeutung sein, insbesondere aber als chirale Dotierstoffe, wenn sie optisch aktiv sind. Elektrooptische Systeme gemäß dem Ober begriff von Anspruch 1, deren Flüssigkristall eine chirale Komponente enthält, sind in DE 39 11 255.1 beschrieben.

Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte ver zweigte Reste R sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methylpro pyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopen tyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 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, 6-Methyloctoxy, 2-Methyl-3- oxapentyl, 2-Methyl-3-oxahexyl.

Die einzelnen Verbindungen der Formeln A-F oder auch andere Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristallsystemen verwendet werden können, sind ent weder bekannt oder sie können analog zu bekannten Verbindun gen hergestellt werden.

Die Verbindungen der Formeln A-F werden nach an sich bekann ten Methoden dargestellt, wie sie in der Literatur (z. B. in den Standardwerken wie Houben-Weyl, Methoden der Orga nischen Chemie, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart Bd. IX, S. 867 ff.) beschrieben sind, und zwar unter Reaktions bedingungen, die für die genannten Umsetzungen bekannt und geeignet sind. Dabei kann man auch von an sich be kannten, hier nicht näher erwähnten Varianten Gebrauch machen.

Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen können weitere Bestandteile enthalten, die vorzugsweise ausge wählt werden aus nematischen oder nematogenen (monotropen oder isotropen) Substanzen, insbesondere Substanzen aus den Klassen der Azoxybenzole, Benzylidenaniline, Biphenyle, Terphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylbenzoate, Cyclohexan carbonsäurephenyl- oder cyclohexyl-ester, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylbenzoesäure, Phenyl- oder Cyclohexylester der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Cyclohexylphenylester der Benzoesäure, der Cyclohexan carbonsäure, bzw. der Cyclohexylcyclohexancarbonsäure, Phenylcyclohexane, Cyclohexylbiphenyle, Phenylcyclohexyl cyclohexane, Cyclohexylcyclohexane, Cyclohexylcyclohexene, Cyclohexylcyclohexylcyclohexene, 1,4-Bis-cyclohexyl benzole, 4,4′-Bis-cyclohexylbiphenyle, Phenyl- oder Cyclohexylpyrimidine, Phenyl- oder Cyclohexylpyridine, Phenyl- oder Cyclohexyldioxane, Phenyl- oder Cyclohexyl- 1,3-dithiane, 1,2-Diphenylethane, 1,2-Dicyclohexylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylethane, 1-Cyclohexyl-2-(4-phenyl cyclohexyl)-ethane, 1-Cyclohexyl-2-biphenylylethane, 1-Phenyl-2-cyclohexylphenylethane, gegebenenfalls halo genierten Stilbene, Benzylphenylether, Tolane und substi tuierten Zimtsäuren. Die 1,4-Phenylengruppen in diesen Verbindungen können auch fluoriert sein.

Die wichtigsten als weitere Bestandteile der in den erfindungsgemäßen elektroopischen Systemen verwendeten Flüssigkristalle in Frage kommenden Verbindungen lassen sich durch die Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 charakterisieren:

R′-L-E-R′′
1
R′-L-COO-E-R′′	2
R′-L-OOC-E-R′′	3
R′-L-CH₂CH₂-E-R′′	4
R′-L-C≡C-E-R′′	5

In den Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 bedeuten L und E, die gleich oder verschieden sein können, jeweils unabhängig voneinander einen bivalenten Rest aus der aus -Phe-, -Cyc-, -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -Pyr-, -Dio-, -G-Phe- und -G-Cyc- sowie deren Spiegelbilder gebil deten Gruppe, wobei Phe unsubstituiertes oder durch Fluor substituiertes 1,4-Phenylen, Cyc trans-1,4-Cyclo hexylen oder 1,4-Cyclohexenylen, Pyr Pyrimidin-2,5-diyl oder Pyridin-2,5-diyl, Dio 1,3-Dioxan-2,5-diyl und G 2-(trans-1,4-Cyclohexyl)-ethyl, Pyrimidin-2,5-diyl, Pyridin-2,5-diyl oder 1,3-Dioxan-2,5-diyl bedeuten.

Vorzugsweise ist einer der Reste L und E Cyc, Phe oder Pyr. E ist vorzugsweise Cyc, Phe oder Phe-Cyc. Vorzugs weise enthalten die erfindungsgemäßen Medien eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin L und E ausgewählt sind aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und gleichzeitig eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin einer der Reste L und E ausgewählt ist aus der Gruppe Cyc, Phe und Pyr und der andere Rest ausgewählt ist aus der Gruppe -Phe-Phe-, -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-, und gegebenen falls eine oder mehrere Komponenten ausgewählt aus den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5, worin die Reste L und E ausgewählt sind aus der Gruppe -Phe-Cyc-, -Cyc-Cyc-, -G-Phe- und -G-Cyc-.

R′ und R′′ bedeuten in den Verbindungen der Teilformeln 1a, 2a, 3a, 4a und 5a jeweils unabhängig voneinander Alkyl, Alkenyl, Alkoxy, Alkenyloxy oder Alkanoyloxy mit bis zu 8 Kohlenstoffatomen. Bei den meisten dieser Ver bindungen sind R′ und R′′ voneinander verschieden, wobei einer dieser Reste meist Alkyl oder Alkenyl ist. In den Verbindungen der Teilformeln 1b, 2b, 3b, 4b und 5b be deutet R′′ -CN, -CF₃, -OCF₃, -OCHF₂, -F, -Cl oder -NCS; R hat dabei die bei den Verbindungen der Teilformeln 1a bis 5a angegebene Bedeutung und ist vorzugsweise Alkyl oder Alkenyl. Aber auch andere Varianten der vorgesehenen Substituenten in den Verbindungen der Formeln 1, 2, 3, 4 und 5 sind gebräuchlich. Viele solcher Substanzen oder auch Gemische davon sind im Handel erhältlich. Alle diese Substanzen sind nach literaturbekannten Methoden oder in Analogie dazu erhältlich.

Die in den erfindungsgemäßen elektrooptischen Systemen verwendeten Flüssigkristalle enthalten vorzugsweise neben Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1a, 2a, 3a, 4a und 5a (Gruppe 1) auch Komponenten aus der Gruppe der Verbindungen 1b, 2b, 3b, 4b, und 5b (Gruppe 2), deren Anteile vorzugsweise wie folgt sind:

Gruppe 1: 0 bis 60%, insbesondere 5 bis 50%,
Gruppe 2: 0 bis 60%, insbesondere 5 bis 40%.

In den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall systemen werden flüssigkristalline Medien eingesetzt, die eine Viskosität η ≧ 35 mm²/s bei 20°C aufweisen. Dabei sind Flüssigkristallmischungen mit einer Viskosität η ≧ 40 mm²/s bei 20°C besonders bevorzugt, insbesondere jedoch die mit η ≧ 50 mm²/s und ganz besonders die mit η ≧ 55 mm²/s bei 20°C. Derartige hohe Viskositäten sind erforderlich, um diese Systeme im Wechselspannungsbetrieb sicher flimmerfrei schalten zu können.

Weiter zeigen die in diesen Systemen verwendeten flüssig kristallinen Medien vorzugsweise eine relativ hohe opti sche Anisotropie zwischen 0,05 und 0,22.

In Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen bewirkt eine sehr hohe optische Anisotropie Δ n im transparenten Zustand eine Trübung der Folie ("haze"), so daß trotz der starken Lichtstreuung im opaken Zustand ein verminderter Kontrast und eine Beeinträchtigung der elektrooptischen Eigen schaften resultiert. In Mikrotröpfchen-Matrix-Systemen ist daher für Δ n ein Bereich zwischen 0,05 und 0,20 bevor zugt. Die Trübung der Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme im transparenten Zustand nimmt insbesondere mit größer wer dendem Blickwinkel relativ zur Normalen deutlich zu ("off-axis haze"). Besonders bevorzugt liegt Δ n für Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme zwischen 0,05 und 0,17, ganz besonders günstig jedoch ist das Intervall zwi schen 0,06 und 0,15. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist Δ n 0,11.

In Netzwerk-Systemen spielen "haze"-Probleme zwar lediglich eine untergeordnete Rolle; dennoch sind für diese Systeme flüssigkristalline Medien mit einer rela tiv hohen optischen Anisotropie 0,05 Δ n 0,22 bevor zugt, da diese Medien i. a. eine höhere Stabilität auf weisen als Flüssigkristalle mit hohem bzw. sehr hohem Δ n. Zur Erzielung eines maximalen Kontrastes werden vorzugsweise Flüssigkristalle mit 0,11 Δ n 0,22 und insbesondere mit 0,13 Δ n 0,22 verwendet. Ganz be sonders bevorzugt sind Flüssigkristalle mit 0,15 Δ n 0,22.

Darüber hinaus haben die in den erfindungsgemäßen Systemen eingesetzten flüssigkristallinen Medien vorzugsweise einen hohen Klärpunkt von T _C < 75°C. Dies ist insbeson dere für architektonische "outdoor"-Anwendungen wichtig. Besonders bevorzugt sind Klärpunkte T _C < 80°C und ins besondere T _C < 85°C.

Bevorzugte erfindungsgemäß verwendbare Flüssigkristall mischungen enthalten insgesamt 30-100%, insbesondere 55-100% an Verbindungen der Formeln A-F. Sie enthalten insgesamt vorzugsweise 3-45, insbesondere 5-32 Komponen ten.

Mischungen für Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme ent halten vorzugsweise mindestens ein 4-Alkyl- oder 4- Alkoxy-4′-cyanobiphenyl, ein trans-4-(trans-4-Alkyl- oder Alkoxycyclohexyl)-cyclohexylcarbonitril, ein 4-(trans-4-Alkyl- oder Alkoxycyclohexyl)-benzonitril, ein 4-(trans-4-Alkylcyclohexyl)-phenyl trans-4-(trans- 4-Alkylcyclohexyl)-cyclohexylcarboxylat und/oder ein 2-(4-Cyanophenyl)-5-(trans-4-alkyl/alkoxycyclohexyl)- pyridin. Mischungen für Netzwerk-Systeme enthalten vor zugsweise mindestens ein 4-Alkyl- oder 4-Alkoxy-4′- cyanobiphenyl, ein 4-Alkyl- oder 4-Alkoxy-4′′-cyanoter phenyl, ein 2-(4-cyanophenyl)-5-alkyl/alkoxy oder 5- (4-alkyl/alkoxy-phenyl)-pyridin und/oder ein 4-(4- Cyanophenyl)-phenyl-4-alkylbenzoat.

Besonders bevorzugt sind Mischungen, die mindestens je eine Komponente der Formeln A und B, A und D und/oder B und D enthalten.

Besonders bevorzugt sind Flüssigkristallmischungen, die einen der folgenden Mischungsbestandteile 1-13 enthalten. Die Mischungsbestandteile 1-13 enthalten mindestens je eine Komponente der jeweils aufgeführten Formeln, wobei der Massenanteil der jeweiligen Komponente an der Flüssigkristallmischung angegeben ist.

Besonders bevorzugt sind weiter Mischungen, die mindestens je eine Verbindung der Formel F1-1 und eine oder mehrere Verbindungen der Formeln A1 und/oder A3

enthalten, wobei R¹ und R³ die oben angegebene Bedeutung haben. Dabei sind solche Mischungen besonders bevorzugt, bei denen der Massenanteil der Verbindungen A1 und/oder A3 und F1-1 an der Mischung zwischen 5 und 95, insbesondere jedoch zwischen 10 und 90, und ganz besonders zwischen 15 und 90 Massenprozent beträgt.

Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall- Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß während der Her stellung des Systems keine oder nur eine geringe Wechsel wirkung der Komponenten der Flüssigkristallmischung mit dem polymeren Trägermaterial über polare Gruppen zustande kommt.

Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall- Systeme können durch Anlegen einer Gleich- oder Wechsel spannung geschaltet werden. Bevorzugt jedoch wird eine Wechselspannung verwendet, die eine Effektivwechselspan nungsamplitude zwischen 1 und 240 Volt und eine Wechsel spannungsfrequenz zwischen 10 Hz und 10 kHz aufweist. Besonders bevorzugt sind Amplituden zwischen 2 und 220 Volt und Frequenzen zwischen 20 und 120 Hz. Ganz besonders bevorzugt liegt die Amplitude der Wechsel spannung zwischen 2 und 130 V.

Die dielektrische Anisotropie der verwendeten Flüssig kristallmischung ist positiv Δε < 0 und vorzugsweise Δε < 3. Für kleinere Werte der dielektrischen Anisotro pie Δε werden sehr hohe Schwellenspannungen beobachtet. Besonders bevorzugt sind Werte Δε < 5 und ganz beson ders Δε < 6.

Mikrotröpfchen-Matrix-Systeme, die flüssigkristalline Medien enthalten, die eine dielektrische Anisotropie Δε ≧ 6, einen Klärpunkt T _C ≧ 80°C und gleichzeitig eine optische Anisotropie Δ n 0,11, insbesondere jedoch Δ n 0,10 und ganz besonders Δ n 0,095 aufweisen, sind bevorzugt. Netzwerk-Systeme beinhalten dagegen vorzugs weise flüssigkristalline Medien, die durch die dielek trische Anisotropie Δε 6, einen Klärpunkt T _C 80°C und gleichzeitig eine optische Anisotropie 0,11 Δ n 0,22 und insbesondere 0,15 Δ n 0,22 gekennzeichnet sind.

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 bekannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthalten. So kön nen z. B. pleochroitische Farbstoffe zur Herstellung farbiger elektrooptischer Systeme oder Substanzen zur Veränderung der dielektrischen Anisotropie, der optischen Anisotropie, der Viskosität und/oder der Temperaturabhängigkeit elektrooptischer Parameter der Medien zugesetzt werden. Derartige Substanzen sind z. B. in H. Kelker, R. Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim, 1980 und in den DE-OS 22 09 127, 22 40 864, 23 21 632, 23 38 281, 24 50 088, 26 37 430, 28 53 728 und 29 02 177 beschrieben.

Elektrooptische Flüssigkristallsysteme, bei denen der Flüssig kristallmischung pleochroitische Farbstoffe in einem Gewichts prozentbereich von 0-25%, insbesondere 0-20% und ganz be sonders 0-15% zugesetzt sind, sind bevorzugt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne sie zu begrenzen.

Es bedeuten:

K: Kristallin-fester Zustand,
S: smektische Phase (der Index kennzeichnet den Phasen typ),
N: nematische Phase,
Ch: cholesterische Phase,
I: Isotrope Phase.

Die zwischen 2 Symbolen stehende Zahl gibt die Umwand lungstemperatur in Grad Celsius an.

Die angegebenen Prozentzahlen sind Massenprozente.

Beispiel 1

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssig kristallmischung aus folgenden Verbindungen 15,0% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
15,0% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
10,0% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
10,0% 4-Propylphenyl-4-(trans-4-propylcyclohexyl)- phenyl-carboxylat
10,0% 4-Propylphenyl-4-(trans-4-pentycyclohexyl)- phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-ethylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-propylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-butylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-pentylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylatbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 68 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,12 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 107 I
b) Das elektrooptische System wird nach verschiedenen Verfahren 1-3 hergestellt.
- 1. Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit dem durch UV-Bestrahlung härtbaren Klebstoff NOA 65 (Norland Products) im Verhältnis 1,6 : 1 bei Raum temperatur gerührt bis eine klare Lösung erhalten wird, die zusammen mit Abstandshaltern zwischen 2 durchsichtige, mit Elektrodenschichten versehene Glassubstrate gebracht wird. Die Glassubstrate werden zusammengedrückt, wodurch ein gleichmäßiger Film mit einer Dicke von 20 µm erhalten wird, der durch eine 1minütige UV-Bestrahlung ausgehärtet wird.
- 2. Die Flüssigkristallmischung aus a) wird mit Epikote 828 und Capcure 3-800 (Miller Stephenson Company) im Verhältnis 1 : 1 : 1 bei Raumtemperatur gerührt bis eine klare Lösung erhalten wird; die Rührzeit wird so kurz wie möglich gehalten, da die Lösung bei Raumtemperatur bereits nach etwa 1/2 h ausge härtet ist. Die Lösung wird zusammen mit Abstands haltern zwischen 2 durchsichtige, mit Elektroden schichten versehene Glassubstrate gebracht, die zusammengedrückt werden, wodurch ein gleichmäßiger Film mit einer Dicke von 20 µm erhalten wird. Zur Beschleunigung des Aushärtprozesses können die Filme auf Temperaturen bis 100°C erwärmt werden.
- 3. 5 g der Flüssigkristallmischung aus a) werden mit 15 g 20% wäßriger PVA-Lösung bei Raumtemperatur 2 Minuten lang mit 2000 rpm gerührt. Die erhaltene Lösung wird 24 h lang entgast und zusammen mit Abstandshaltern in dünner Schicht auf ein mit einer Elektrodenschicht versehenes Glassubstrat aufge bracht. Diese Anordnung wird 1 h bei 85°C getrock net, bevor ein zweites mit einer Elektrodenschicht versehenes Glassubstrat aufgedrückt wird, wodurch ein gleichmäßiger Film mit einer Dicke von 20 µm erhalten wird. Das so erhaltene System wird weitere 24 h bei 85°C getrocknet.
Die nach den Verfahren 1 b) 1-3 hergestellten elektro optischen Systeme zeichnen sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbe sondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 2

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 15,0% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
15,0% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
10,0% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
10,0% 4-Cyanophenyl-4-(trans-4-propylcyclohexyl)- phenyl-carboxylat
10,0% 4-Cyanophenyl-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)- phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-ethylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-propylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-butylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylat
10,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-pentylcyclo hexyl)-phenyl-carboxylatbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 67 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,11 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 112,8 I
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 her gestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 3

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 9,0% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
10,0% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
6,0% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
7,0% 4-Cyanophenyl-trans-4-propylcyclohexylcarboxylat
6,0% 4-Cyanophenyl-trans-4-butylcyclohexylcarboxylat
14,0% 4-Cyanophenyl-trans-4-pentylcyclohexylcarboxylat
4,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-ethylcyclo hexyl)-benzoat
4,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-propylcyclo hexyl)-benzoat
9,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-butylcyclo hexyl)-benzoat
6,0% trans-4-Propylcyclohexyl-4-(trans-4-pentylcyclo hexyl)-benzoat
6,0% trans,trans-4-Propylcyclohexylcyclohexan-4′-carbo nitril
8,0% trans,trans-4-Butylcyclohexylcyclohexan-4′-carbo nitril
6,0% trans,trans-4-Pentylcyclohexylcyclohexan-4′-carbo nitril
5,0% trans,trans-4-Heptylcyclohexylcyclohexan-4′-carbo nitrilbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 46 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,0997 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 79 I
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 4

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 12% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
18% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
12% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
11% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
13% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
10% trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
6% trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
6% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl-carboxylat
6% 4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl-carboxylat
6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl-carboxylatbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 42 mm² s^-1 (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,0937 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 96 I
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 5

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 12% 5-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
19% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
12% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
12% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
14% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
11% trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
8% trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
3% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl-carboxylat
5% 4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl-carboxylat
4% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl-carboxylatbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 40 mm² s^-1 (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,0902 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 85 I
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elekrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 6

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 12,0% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
18,0% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
6,0% 4-Cyanophenyl-4-propylbenzoat
6,0% 4-Cyanophenyl-4-pentylbenzoat
11,0% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
13,0% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
10,0% trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
6,0% trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-cyclohexyl carbonitril
6,0% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexylcarboxylat
6,0% 4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexylcarboxylat
6,0% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexylcarboxylatbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 44 mm² s^-1 (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,105 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 95 I
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 7

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 12% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
18% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
12% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
11% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
14% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
12% trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
7% trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
5% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propyl cyclohexyl)-biphenyl
5% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propyl cyclohexyl)-biphenyl
4% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-pentyl cyclohexyl)-biphenylbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 41 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,10 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt T _C = 84°C
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 8

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 12% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
18% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
12% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
11% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
13% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
10% trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
6% trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-cyclohexylcarbo nitril
6% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propyl cyclohexyl)-biphenyl
6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-propyl cyclohexyl)-biphenyl
6% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans-4-pentyl cyclohexyl)-biphenylbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 41 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,11 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt T _C = 91°C
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 gestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 9

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 15% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
15% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
10% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
20% 4-(trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexyl)- benzonitril
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-ethylcyclohexyl benzoat
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-propylcyclohexyl benzoat
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-butylcyclohexyl benzoat
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-pentylcyclohexyl benzoatbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 65 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,116 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt T _C = 120°C
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 10

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 15% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
15% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
15% 4-(trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexyl)- benzonitril
7,5% 4-Propylphenyl-trans-4-propylcyclohexyl-benzoat
7,5% 4-Propylphenyl-trans-4-pentylcyclohexyl-benzoat
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-ethylcyclohexyl benzoat
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-propylcyclohexyl benzoat
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-butylcyclohexyl benzoat
10% trans-4-Propylcyclohexyl-trans-4-pentylcyclohexyl benzoatbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 70 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,12 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt T _C = 128°C
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 11

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen 20% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
25% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
30% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
25% 4-(trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclohexyl)- benzonitrilbesteht und folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 38 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,12 (20°C)
Klärpunkt T _C = 94°C
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 12

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen besteht 4% 4-Pentyl-4′-cyanobiphenyl
4% 4-Heptyl-4′-cyanobiphenyl
20% 4-Octoxy-4′-cyanobiphenyl
32% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
10% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
30% 4-[trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- cyclohexyl]-benzonitrilund folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 44 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,14 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt T _C = 98°C
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 13

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen besteht 11% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
16% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
10% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
12% trans-4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-cyclo hexyl-carbonitril
14% trans-4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-cyclo hexyl-carbonitril
12% trans-4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-cyclo hexyl-carbonitril
9% trans-4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-cyclo hexyl-carbonitril
5% 4-Cyanophenyl-4-(trans-4-propylcyclohexyl)- cyclohexyl-carboxylat
5% 4-Cyanophenyl-4-(trans-4-pentylcyclohexyl)- cyclohexyl-carboxylat
3% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4′-(trans- 4-propylcyclohexyl)-biphenyl
3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4′-(trans- 4-propylcyclohexyl)-biphenylund folgende Parameter aufweist:Viskosität h = 46 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,098 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt T _C = 86°C
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 14

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen besteht 20% 2-(4-Cyanophenyl)-5-(4-pentylphenyl)-pyridin
10% 4-[trans-4-(trans-4-propylcyclohexyl)-cyclo hexyl]-benzonitril
20% 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
20% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
20% 4-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitrilund folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 36 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,12 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 98I
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 15

a) Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem, dessen Flüssigkristallmischung aus folgenden Verbindungen besteht 20% 2-(4-Cyanophenyl)-5-(4-pentylphenyl)-pyridin
10% 4-Heptoxy-4′-cyanobiphenyl
16% 4-Butyl-4′-cyanobiphenyl
16% 4-Pentyl-4′-cyanobiphenyl
30% 4-Heptyl-4-cyanobiphenyl
3% 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl- carboxylat
3% 4-(trans-4-Butylcyclohexyl)-phenyl-trans-4- (trans-4-propylcyclohexyl)-cyclohexyl carboxylatund folgende Parameter aufweist:Viskosität η = 42 mm²/s (20°C)
optische Anisotropie Δ n = 0,20 (20°C, 589 nm)
Klärpunkt N 84 I
b) Das analog zu den Verfahren aus Beispiel 1 b) 1-3 hergestellte elektrooptische System zeichnet sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, guten Kontrast, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter, und insbesondere durch eine flimmerfreie Schaltbarkeit im Wechselspannungsbetrieb aus.

Beispiel 16

Eine Flüssigkristallmischung aus einem der Beispiele 1-15 wird mit Trimethylolpropan-triacrylat als polymerisierbarer Verbindung und 2-Hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-on (Daro cure 1173, Handelsprodukt von E. Merck, Darmstadt) als Photo initiator im Verhältnis 80 : 19,8 : 0,2 gerührt und unter Hin zufügung von Abstandhaltern mit einer Dicke von 20 µm zwischen 2 mit Elektrodenschichten versehene Glasplatten gebracht. Zur Härtung des Polymers wurde das erhaltene System mit einer de finierten Geschwindigkeit (3 m/min) durch das Strahlungsfeld einer Halogenlampe (70 W/cm) gefahren.

Die so hergestellten elektrooptischen Systeme zeichnen sich durch einen breiten Arbeitstemperaturbereich, günstige Werte für die elektrooptischen Parameter und deren Temperaturab hängigkeit, eine niedrigere Schwellenspannung, eine gute Her stellbarkeit und einen hohen Kontrast aus.

Claims

1. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem,

- welches zwischen 2 Elektroden, die gegebenen falls auf Substratplatten aufgebracht sind, einen dielektrisch positiven Flüssigkristall und ein weiteres optisch transparentes Medium enthält,
- dessen Flüssigkristallmoleküle im ausgeschal teten Zustand eine unregelmäßige Orientierung aufweisen,
- bei dem einer der Brechungsindizes des Flüssig kristalls im wesentlichen mit dem Brechungsindex der Matrix n _M übereinstimmt und/oder bei dem der Quotient aus der Masse des Flüssigkristalls und der Masse des optisch transparenten Mediums 1,5 oder mehr beträgt,
- welches in einem der beiden Schaltzustände unab hängig von der Polarisation des einfallenden Lichtes eine gegenüber dem anderen Zustand ver minderte Transmission aufweist,
- dessen Flüssigkristall auf dielektrisch positi ven Komponenten basiert, die aus der A, B, C und D umfassenden Gruppe ausgewählt sind worin
R¹ jeweils unabhängig voneinander eine Alkyl gruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂-Gruppen durch -O-, -CO- und/oder -CH=CH ersetzt sein können,

dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall zur Erhöhung der Fließviskosität auf Werte 35 mm²/s bei 20°C und zur Erzielung einer optischen Aniso tropie Δ n zwischen 0,05 und 0,22 und eines Klär punkts T _C < 75°C eine oder mehrere dielektrisch neutrale Flüssigkristallverbindungen der Formel E und/oder eine oder mehrere dielektrisch positive Flüssigkristallverbindungen der Formel F enthält Z¹ und Z⁵ unabhängig voneinander eine Einfachbindung oder -CH₂CH₂-
Z², Z³ und Z⁴ unabhängig voneinander eine Einfach bindung, -COO-, -OCO- oder -CH₂CH₂-, und
R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH₂- Gruppen durch -O-, -CO- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, bedeuten.

2. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines elektrischen Feldes eine Wechselspannung an die Elektroden gelegt wird.

3. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach min destens einem der Ansprüche 1-2, dadurch gekennzeich net, daß der Flüssigkristall eine dielektrische Anisotropie Δε < 3 aufweist.

4. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach mindestens einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall einen pleochroitischen Farbstoff enthält.

5. System nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall in Form von Mikrotröpfchen in das optisch transparente Medium eingebettet ist.

6. Elektrooptisches System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall eine di elektrische Anisotropie Δε 6, einen Klärpunkt T _C 80°C und eine optische Anisotropie Δ n 0,11 aufweist.

7. System nach mindestens einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß das optisch transparente Medium ein 3dimensionales Netzwerk bildet, in dessen Poren sich der Flüssigkristall befindet.

8. System nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüssigkristall eine dielektrische Anisotropie Δε 6, einen Klärpunkt T _C 80°C und eine optische Anisotropie 0,05 Δ n 0,22 aufweist.

9. Flüssigkristall, dadurch gekennzeichnet, daß er mit dem Flüssigkristall in einem elektrooptischen System nach mindestens einem der Ansprüche 1, 3, 4, 6 oder 7 identisch ist.

10. Verwendung eines Flüssigkristalls nach Anspruch 9 in einem System nach mindestens einem der Ansprüche 1, 5 oder 7.