DE4402572A1 - Flüssigkristallsiloxane - Google Patents

Flüssigkristallsiloxane

Info

Publication number
DE4402572A1
DE4402572A1 DE4402572A DE4402572A DE4402572A1 DE 4402572 A1 DE4402572 A1 DE 4402572A1 DE 4402572 A DE4402572 A DE 4402572A DE 4402572 A DE4402572 A DE 4402572A DE 4402572 A1 DE4402572 A1 DE 4402572A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
group
siloxane compounds
liquid crystal
carbon atoms
siloxane
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE4402572A
Other languages
English (en)
Other versions
DE4402572C2 (de
Inventor
Harry James Prof Coles
David Radall Thomas
Jonathon Paul Hannington
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dow Silicones UK Ltd
Original Assignee
Dow Corning Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dow Corning Ltd filed Critical Dow Corning Ltd
Publication of DE4402572A1 publication Critical patent/DE4402572A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE4402572C2 publication Critical patent/DE4402572C2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/48—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms
    • C08G77/485—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule in which at least two but not all the silicon atoms are connected by linkages other than oxygen atoms containing less than 25 silicon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07F—ACYCLIC, CARBOCYCLIC OR HETEROCYCLIC COMPOUNDS CONTAINING ELEMENTS OTHER THAN CARBON, HYDROGEN, HALOGEN, OXYGEN, NITROGEN, SULFUR, SELENIUM OR TELLURIUM
    • C07F7/00—Compounds containing elements of Groups 4 or 14 of the Periodic Table
    • C07F7/02—Silicon compounds
    • C07F7/08—Compounds having one or more C—Si linkages
    • C07F7/0834—Compounds having one or more O-Si linkage
    • C07F7/0838—Compounds with one or more Si-O-Si sequences
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/045—Polysiloxanes containing less than 25 silicon atoms
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/40—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen or sulfur, e.g. silicon, metals
    • C09K19/406—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen or sulfur, e.g. silicon, metals containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/04—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/40—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen or sulfur, e.g. silicon, metals
    • C09K19/406—Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit containing elements other than carbon, hydrogen, halogen, oxygen, nitrogen or sulfur, e.g. silicon, metals containing silicon
    • C09K19/408—Polysiloxanes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft oligomere Siloxanverbindungen mit Flüssigkristalleigenschaften.
Es ist wohlbekannt, daß monomere Flüssigkristalle aus Verbindungen mit länglicher oder stäbchenförmiger Struktur bestehen, gewöhnlich mit einem starren Kern. Solche Mole­ küle, die gewöhnlich einen permanenten elektrischen Dipol und leicht polarisierbare chemische Gruppen enthalten, können nematische (N), chiralnematische (N*), smektische (S) und chiralsmektische (S*) Mesophasen aufweisen, aber beim Abkühlen auf niedrigere Temperaturen einen Übergang zu einem festen Kristall zeigen. Dieser Übergang von Flüssigkristall zu Festkristall zerstört die flüssig­ kristalline Ordnung. Seitenketten-Polymermaterialien sind bekannt, die ähnliche flüssigkristalline Phasen zeigen, aber bei niedrigeren Temperaturen einem Übergang von einem Flüssigkristallzustand zu einem viskosen oder Glaszustand unterliegen, wobei die flüssigkristalline Ordnung bewahrt wird. Flüssigkristalline Phasen oder Mesophasen zeigen verschiedene Grade der Molekülordnung zwischen der fast perfekten dreidimensionalen Struktur eines kristallinen Feststoffs, der eine Positions- und Orientierungsordnung hat und dem statistisch geordneten Zustand einer isotropen Flüssigkeit.
Bei der nematischen Phase (N) ist jede Positionsordnung verloren, so daß die Massenzentren der Moleküle im Raum statistisch angeordnet sind. Die Orientierungsordnung ist jedoch erhalten, so daß eine statistische Ordnung der Orientierungen der Moleküle parallel zu ihren Längsachsen besteht. Bei solchen Phasen kann die Richtung der Aus­ richtung durch Anwendung von mechanischen, elektrischen, optischen oder magnetischen Feldern geändert werden. Die Fähigkeit, die Richtung der Ausrichtung zu verändern, ermöglicht ein Display- oder Vorrichtungselement, das z. B. für das Anzeigen von Informationen verwendet werden kann. Flüssigkristall-Displayelemente auf Basis der nematischen Phase werden in großem Rahmen verwendet in elektro­ optischen Vorrichtungen, wie z. B. den Displays von Digi­ talarmbanduhren, Rechnern, Textverarbeitungsmaschinen, Personalcomputern und dergleichen. Jedoch gibt es Probleme bei dem nematischen Flüssigkristallmaterial, das derzeit in diesen Displays verwendet wird, wegen der Bistabilität oder Memoryeigenschaft und der Nichtanwendbarkeit für Hochgeschwindigkeitsschaltelemente.
Bei der chiralnematischen (N*) oder cholesterischen Mesophase ist die Molekülordnung gekennzeichnet durch eine Orientierungsordnung, die ähnlich ist zu der, die bei nematischen Phasen gefunden wird, aber bei dieser Phase verändert sich die Richtung der Achse kontinuierlich entlang der Achse senkrecht zur ersteren und führt einen schraubenförmigen Weg aus. Diese Mesophase erfordert, daß das mesogene Material optisch aktiv ist oder optisch aktive Inhaltsstoffe enthält, um die gedrehte oder chiral­ nematische Mesophase zu erzeugen. Wenn die Ganghöhe der Helix im Bereich der Wellenlänge des sichtbaren Lichts liegt, dann ist eine Eigenschaft dieser N*-Phase eine starke selektive Farbreflexion. Solche chiralnematischen Mesophasen werden oft in der Thermographie verwendet, da geringe Temperaturveränderungen die Schraubenganghöhe verzerren, und dies führt zu einer Änderung der Farbe des reflektierten und daher auch übertragenen Lichts.
Bei einer smektischen Phase ist die Molekülordnung gekennzeichnet durch eine Orientierungsordnung und zwei Grade der Richtungsordnung, die zu einer lamellenförmigen Struktur führen. Innerhalb dieser breiten Phasenklasse gibt es viele Arten von smektischen Phasen abhängig davon, ob die Massezentren der Moleküle in jeder Phase statistisch angeordnet sind (wie bei SA-Phasen) oder zwischen einander angeordnet sind (wie bei SB-Phasen), ob die Lamel­ lenschichten korrelieren oder ob die Orientierungsordnung in einem bestimmten Winkel zur Schichtnormale geneigt ist, wie es im Fall einer SC-Phase sein könnte. Smektische Phasen können in elektrischen, magnetischen, mechanischen oder optischen Feldern ausgerichtet werden, um Vor­ richtungen zu ergeben, mit Memory- oder Informations­ speicherungs-Fähigkeit. Im Fall von Verbindungen mit geringer molarer Masse ist dieser Memoryeffekt mechanisch instabil, während im Fall von Polymeren das Memory robust ist, aber die Ansprechzeit viel langsamer ist.
Bei einer chiralen smektischen Phase (SC*) ist die Orientierungsordnung normalerweise zur Schichtnormale geneigt, wie bei einer SC-Phase, aber die Richtung der Orientierung verändert sich kontinuierlich entlang der Achse der Schichtnormale, wodurch ein schraubenförmiger Weg ausgeführt wird, fast wie bei einem Korkenzieher. Verschiedene chirale smektische Phasen existieren abhängig von der Art der Orientierungsordnung innerhalb der Schicht. Solche chiralen Mesophasen haben normalerweise ferro­ elektrische Eigenschaften, und es ist bekannt, daß ein Flüssigkristalldisplayelement, das eine solche chirale Mesophase enthält, ein sogenanntes Ferroelektrikum, ein Hochgeschwindigkeits-Ansprechvermögen im Bereich von 10 Mikrosekunden haben kann und die Eigenschaft des Memorys hat.
Flüssigkristalle mit geringer molarer Masse, die chirale und nicht-chirale nematische oder smektische Strukturen haben, sind bekannt und haben wegen ihrer optischen und elektrischen Eigenschaften viele techno­ logische Anwendungen gefunden, insbesondere auf dem Gebiet der Optoelektronik. Jedoch gibt es bei den bekannten Materialien einige Beschränkungen bezüglich ihrer Leistung, die die äußerste Anwendbarkeit beschränken.
In letzter Zeit wurde viel Arbeit auf die Untersuchung von Flüssigkristallen mit geringer molarer Masse (LMM) mit elektrooptischen Eigenschaften, die zur Verwendung bei Umgebungstemperaturen geeignet sind, verwendet. Da eine äußerst wünschenswerte Eigenschaft ein schnelles elektro­ optisches Schalten war und da diese Schaltzeit abhängt von einer kooperativen Molekül-Reorientierung wurde die Aufmerksamkeit auf die Synthese von relativ kleinen Molekülen mit relativ niedriger Viskosität gerichtet. Trotz des breiten Bereichs von hergestellten Materialien wurden jedoch erst in letzter Zeit elektrooptische Vorrichtungen fest etabliert mit der Entdeckung der Familie der Cyano­ biphenylverbindungen. Bei niedrigeren Temperaturen weisen diese Verbindungen kristalline Phasen auf, die ihr An­ sprechvermögen in der mesomorphen Phase begrenzen und die induzierte Ordnung beim Abkühlen aus der Mesophase in die kristalline Phase zerstören. Obwohl LMM-Flüssigkristalle zur Speicherung der induzierten Ordnung zum Beispiel in einer smektischen Phase verwendet wurden, gibt es eine Anzahl von Nachteilen wie folgt:
1. die gespeicherte Information in der smektischen Phase geht oft leicht verloren durch mechanische oder thermische Belastung;
2. das Abkühlen zu der inherenten Kristallphase zerstört die induzierte Ordnung;
3. die Grauabstufung, die auf der Erzeugung ver­ schiedener Grade kontrollierter Lichtübertragung oder Streuung beruht, ist schwierig und
4. Schwierigkeiten treten auf bei der Kontrolle der Ausrichtung beim Abkühlen von der isotropen Phase, da die Materialien allgemein sich eher homeotrop ausrichten, d. h. senkrecht zu dem Substrat, statt hauptsächlich parallel in einem Zustand einer hohen optischen Kontraststreuung.
Im Hinblick auf diese Nachteile besteht ein Bedarf zur Verbesserung solcher Materialien.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue flüssigkristalline Materialien mit geringer Masse bereitzustellen mit siloxanhaltigen Strukturen und Mischungen, die sie enthalten, die in eine große Vielzahl von optooptischen, magnetooptischen, elektrooptischen und mechanischen oder thermooptischen Speicher- und Nicht­ speichervorrichtungen eingebaut werden können.
Siloxanhaltige Flüssigkristallpolymere, bei denen das Mesogen als Seitenkette vorhanden ist, wurden in US-Patent 4 358 391 und GB-B 2 146 787 offenbart. Siloxanhaltige Flüssigkristalle wurden in EP-A 0 322 703 offenbart, die sich auf eine Flüssigkristallzusammensetzung bezieht, die ein mesomorphes Hauptkettenpolymer und ein mesomorphes Monomer umfaßt und eine smektische Phase zeigt. EP-A 0 478 034 bezieht sich auf eine homogene elektrorheologische Flüssigkeit, die hauptsächlich eine Flüssigkristallver­ bindung, in der eine Vielzahl von Flüssigkristallgruppen an eine Molekülkette gebunden sind, umfaßt, oder einen lyotropen Flüssigkristall umfaßt, der ein Solut und ein Lösungsmittel umfaßt. Die Flüssigkristallverbindung kann eine Siloxanmolekülkette aufweisen. Siloxanhaltige chirale smektische Flüssigkristalle werden in JP 01144491 und in JP 01268785 offenbart und nematische siloxanhaltige Flüssig­ kristalle werden in JP 02180890 offenbart.
Erfindungsgemäß werden Siloxanverbindungen mit einer smektischen Flüssigkristallphase zur Verfügung gestellt mit der allgemeinen Formel
worin jeder Rest R eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlen­ stoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlen­ stoffatomen oder einer Arylgruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen bedeutet, Q eine monovalente Gruppe ausgewählt aus Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, -(CH2)nOM′, eine chirale organische Gruppe, eine Farb­ stoffgruppe, eine nichtlineare optische Gruppe oder die Gruppe -(CH2)nL bedeutet, worin L eine Gruppe ausgewählt aus den Gruppen
bedeutet, worin jeder Rest R wie oben definiert ist, wobei jede der freibleibenden Valenzen des Siliciums mit einer Gruppe -(CH2)nSiR2[OSiR2]x(CH2)nOM abgesättigt wird, y eine ganze Zahl von 1 bis 4 und z eine ganze Zahl von 4 bis 6 ist, x eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, wobei jedes n eine ganze Zahl von 4 bis 11 ist und jeder Rest M und M′, die gleich oder verschieden sein können, eine mesogene Gruppe bedeutet mit der allgemeinen Formel
worin die Bindung A ausgewählt ist aus
T CN, Cl oder F bedeutet und p 0 oder 1 ist, mit dem Vorbehalt, daß dann, wenn T F oder Cl ist, x einen Wert von mindestens 2 hat.
Abhängig von der Bedeutung von Q zeigt die allgemeine Formel I ein Molekül mit einer AB- oder BAB-Konfiguration, worin B den organischen mesogenen Anteil bedeutet und A den Siloxanteil bedeutet. Wenn zum Beispiel Q ein Alkyl-, Alkenyl- oder Arylrest ist, hat das Molekül die Struktur AB. Wenn Q die Gruppe -(CH2)nOM′ bedeutet, hat das Molekül die BAB-Konfiguration.
Wenn L
bedeutet, besteht das Molekül aus einer Vielzahl von AB-Strukturen, die an ein zyklisches Siloxan gebunden sind.
In der allgemeinen Formel oben sind die Gruppen R vorzugsweise n-Alkylgruppen, die 1 bis 5 Kohlenstoffatome enthalten, die bevorzugte endständige Gruppe T ist CN und die bevorzugten Bereiche für x und n sind 1 bis 4 bzw. 6 bis 11.
Die siloxanhaltigen Flüssigkristalle der Erfindung können hergestellt werden durch die Reaktion zwischen einem Diorganosiloxan-Oligomer mit nicht mehr als 11 Sili­ ciumatomen und einem Wasserstoffatom, das an ein end­ ständiges Siliciumatom oder beide endständigen Silicium­ atome gebunden ist/sind, und einem Mesogen mit einer Alkenyl-Endgruppe in Gegenwart eines geeigneten Hydro­ silylierungskatalysators, z. B. einer Platinverbindung oder eines Platinkomplexes. Dies wird schematisch unten dar­ gestellt für die Fälle AB und BAB
Wenn L die zyklische Siloxanstruktur
bedeutet, kann der Flüssigkristall hergestellt werden, indem zuerst ein zyklisches Methylalkenyl-, z. B. Methylvinyl-, Siloxan mit einem Siloxanoligomer, z. B. Tetramethyldisiloxan mit endständigen siliciumgebundenen Wasserstoffatomen unter solchen Bedingungen umgesetzt wird, bei denen ein SiH pro Molekül mit jeweils einer Alkenylgruppe reagiert. Das Produkt wird dann mit dem Mesogen mit einer endständigen ungesättigten Bindung in der oben dargestellten Weise umgesetzt.
Die siloxanhaltigen Flüssigkristalle der Erfindung können gekennzeichnet werden durch ihre Struktur und die Phasenarten unter Anwendung bekannter Techniken, z. B. 29Si- NMR, Röntgenstreuung, Lichtmikroskopie, Differential­ thermoanalyse, dielektrische Relaxation, Rheologie und optische Spektroskopie. Die Einführung der Siloxaneinheit dient dazu, die kristalline Phase der mesogenen Struktur­ elemente zu unterdrücken und kann sie durch eine Glasphase mit einer sehr geringen Glasübergangstemperatur Tg er­ setzen, wodurch die Ansprechzeiten verbessert werden. Weiterhin wurde gefunden, daß die smektischen Phasen eine verbesserte Strukturordnung aufweisen, die die mechanische Schlagfestigkeit verbessern und dazu dienen, die Fähigkeit zur Grauabstufung zu verbessern.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann die Gruppe Q eine Farbstoffgruppe enthalten. Diese Farbstoffgruppe kann pleochroistisch, fluoreszierend oder optisch nicht linear aktiv sein, wodurch gefärbte und/oder funktionelle Materialien erzeugt werden können. Solche Farbstoff­ strukturen, die chemisch an die siloxanhaltigen Moleküle gebunden sind oder nicht, können auch als Gast in dem Flüssigkristallwirt enthalten sein. Bevorzugte Farbstoffe als Gäste sind zum Beispiel Anthrachinon-, Azo- oder Perylenstrukturen.
Ein Vorteil der Siloxanverbindungen der Erfindung ist es, daß sie smektische Phasen aufweisen, ohne daß die zusätzliche Gegenwart anderer Flüssigkristallmaterialien erforderlich ist. Jedoch können sie miteinander oder mit anderen Flüssigkristallen mit geringer molarer Masse oder polymeren Flüssigkristallen vermischt werden, falls erwünscht, um die Masseeigenschaften zu verbessern oder in anderer Weise zu modifizieren. Sie können zum Beispiel mit bekannten Flüssigkristallen mit geringer molarer Masse (LMM) vermischt werden. Wenn sie auf diese Weise verwendet werden, können sie geeigneterweise die elastischen Konstanten, Viskositätskoeffizienten und optischen und dielektrischen Eigenschaften der LMM-Materialien modifi­ zieren. Wenn Mischungen dieser Arten hergestellt werden, können Verbesserungen im Bereich der Betriebstemperatur, der Viskosität und der Multiplexibilität erreicht werden. Es ist bevorzugt, daß das LMM-Material, wenn es auf diese Weise verwendet wird, mindestens eine Verbindung enthält mit einer mit M und/oder M′ gleichen oder eng verwandten strukturellen Gruppe, wenn z. B. M
ist, dann enthält ein bevorzugtes Flüssigkristallmaterial Verbindungen, wie solche die in dem britischen Patent 1 433 130 beschrieben sind, z. B. solche der allgemeinen Formel
worin t 0 oder 1 ist und R′ ein Alkyl- oder Alkoxyrest ist oder Siloxanseitenkettenpolymere der Art, die in GB-A 2 146 787 offenbart wird.
Die Flüssigkristallmaterialien der Erfindung finden Anwendung in einer Vielzahl von Vorrichtungen unter Anwendung eines Flüssigkristalldisplays. In der üblichsten Displayart ist das smektische Material zwischen einem Paar von Substraten angeordnet, die aus Glas oder einem geeigneten Polymermaterial sein können. Die inneren Oberflächen sind mit einem transparenten leitenden Film, z. B. Indiumzinnoxid und einem Abgleichmittel, beschichtet. Die Dicke des Flüssigkristallmaterials, gewöhnlich 1 bis 100 µm, wird definiert durch Abstandshalter, die zum Beispiel Polymerfilme, Glasfasern, Mikrokugeln sein können oder sie können photogeätzt sein. Der leitende Film kann die gesamte innere Oberfläche der Substrate bedecken oder kann in einem geeigneten Muster geätzt sein, z. B. als Punktmatrix oder Siebensegmentanzeige. Bereiche des Films können dann adressiert werden durch elektrische, magnetische oder Wärme- (z. B. Laser) Mittel, um eine Änderung der Textur des Materials zu bewirken und dadurch die erforderliche Information anzuzeigen. Es wurde gefun­ den, daß sowohl in klarem Zustand als auch in licht­ streuendem Zustand die siloxanhaltigen Flüssigkristalle der Erfindung gegenüber mechanischen Einwirkungen besonders beständig sind.
Es wurde weiterhin gefunden, daß Kombinationen von Feldern angelegt werden können, z. B. elektrische und Wärmefelder, um eine selektive Löschung und Speicherung von Information zuzulassen, so daß die Materialien besonders für die Anwendung der optischen Datenaufzeichnung und -speicherung geeignet sind. Die Wärmequelle kann ein Laser mit geringer Leistung sein, und es wurde gefunden, daß es die geeignete Auswahl von Laserenergie und/oder elek­ trischem Feld zuläßt, eine Grauabstufung zu erreichen.
Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung.
Beispiel 1
Die Verbindung 4-Cyano-4′-hexenyloxybiphenyl (3,40 g) die durch die Reaktion von 6-Bromhex-1-en mit 4-Cyano-4′- Hydroxybiphenyl hergestellt wurde, wurde in einen Zweihalsrundkolben gegeben, der mit einem Rührer, einem Tropftrichter, einer Stickstoffspülung und einem Rückflußkühler ausgestattet war. In den Kolben wurde auch Toluol (45,0 ml) und als Katalysator ein Komplex, der aus Divinyltetramethyldisiloxan und Chlorplatinsäure gebildet wurde, gegeben. Der Katalysator wurde in ausreichender Menge zugegeben, um 8,8×10-5 Mol Pt (als Metall) pro Mol SiH in dem Pentamethyldisiloxanreagens zu liefern. Die Mischung wurde dann auf 55°C erhitzt, und bei dieser Temperatur wurde Pentamethyldisiloxan (2,00 g, 10% Überschuß SiH zu Mesogen) aus dem Tropftrichter über einen Zeitraum von 30 Minuten zugegeben. Es trat eine leichte Exotherme auf. Die Mischung wurde eine Stunde auf 60°C gehalten, und dann wurde die Temperatur auf Rückflußtemperatur für weitere 24 Stunden erhöht.
Als die Reaktionsmischung abgekühlt war, wurden Toluol und überschüssiges Siloxan entfernt unter Anwendung eines Rotationsverdampfers, wobei die Verbindung
zurückblieb.
Die Reinigung wurde durchgeführt, indem die Verbindung in Hexan gelöst wurde. Die unlösliche, nicht umgesetzte mesogene Verbindung wurde durch Filtration entfernt, und das Hexan wurde dann durch Verdampfen bei erhöhter Temperatur entfernt.
Die Analyse des oligomeren Produktes mit Infrarot­ spektroskopie zeigte das Verschwinden des SiH-Peaks bei 2.180 cm-1. Das Produkt wurde mit üblicher Differ­ entialthermoanalyse und mit polarisierendem Mikroskop untersucht, um die Bildung und Art einer Mesophase fest­ zustellen. Für die Mikroskopuntersuchung wurde die Probe zwischen zwei Glasträger gelegt mit einem festen Abstand (7 µm) und mehreren Erwärmungs- und Abkühlzyklen unterzogen, wobei die Temperaturänderung kontrolliert wurde mit einer Rate von 2°C pro Minute. Eine smektische A-Phase wurde bei bis zu 43,8°C beobachtet, und die Probe wurde isotrop bei 48,9°C.
Beispiel 2
Unter Anwendung des in Beispiel 1 beschriebenen Ver­ fahrens wurde Pentamethyldisiloxan mit 4-Cyano-4′- decenyloxybiphenyl (4,10g) umgesetzt, das durch Reaktion von 10-Bromhex-1-en mit 4-Cyano-4′-hydroxybiphenyl herge­ stellt wurde.
Das Produkt
wurde gereinigt, wie in Beispiel 1 beschrieben und mit DSC und einem polarisierenden Mikroskop untersucht. Das Produkt zeigte eine smektische A-Phase im Bereich von 39,4°C bis 47,5°C und wurde bei 61,3°C isotrop.
Beispiel 3
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, außer daß Pentamethyldisiloxan ersetzt wurde durch 1,1,1,3,3,5,5-Heptamethyltrisiloxan (3,00 g, 10% Überschuß SiH zu Mesogen). Nach Reinigung des Produktes wurde gefunden, daß es eine smektische A-Phase bei bis zu 45°C aufwies und bei 58°C isotrop wurde.
Beispiel 4
Unter Anwendung des Verfahrens von Beispiel 1 wurde 4- Cyana-4′-hexenyloxybiphenyl (4,19 g) mit 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9-Decamethylpentasiloxan (3,00 g, Ver­ hältnis SiH zu Mesogen 1 : 1) umgesetzt.
Nach Reinigung zeigte das Produkt
worin
war, eine smektische A-Phase bei 46,5°C und wurde bei 56,7°C isotrop.
Beispiel 5
Das Verfahren von Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei 4- Cyano-4′-decenyloxybiphenyl (14,90 g) und Tetramethyl­ disiloxan (3,00 g, Verhältnis SiH zu Mesogen 1 : 1) mit­ einander umgesetzt wurden. Die Reinigung wurde durch­ geführt, indem das Reaktionsprodukt in Dichlormethan gelöst wurde, Methanol zugegeben wurde, die Methanolphase abge­ trennt wurde und schließlich das Dichlormethan bei erhöhter Temperatur verdampft wurde.
Das gereinigte Produkt
worin
war, zeigte eine smektische A-Phase bei bis zu 99,4°C und wurde bei 102,1°C isotrop.

Claims (7)

1. Siloxanverbindungen mit einer smektischen Flüssig­ kristallphase, dadurch gekennzeichnet, daß sie die allge­ eine Formel aufweisen, worin jeder Rest R eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, eine Alkenylgruppe mit 1 bis 6 Kohlen­ stoffatomen oder eine Arylgruppe mit 6 bis 12 Kohlen­ stoffatomen bedeutet, Q eine monovalente Gruppe bedeutet ausgewählt aus Alkylgruppen mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, -(CH2)nOM′, einer chiralen organischen Gruppe, einer Farb­ stoffgruppe, einer nicht-linearen optischen Gruppe oder der Gruppe -(CH2)nL, worin L eine Gruppe bedeutet ausgewählt aus worin jeder Rest R wie oben definiert ist, wobei jede der verbleibenden freien Valenzen am Silicium abgesättigt wird durch die Gruppe -(CH2)nSiR2[OSiR2]x-(CH2)nOM, y eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist und z eine ganze Zahl von 4 bis 6 ist, x eine ganze Zahl von 1 bis 10 ist, jedes n eine ganze Zahl von 4 bis 11 ist und jeder Rest M und M′, die gleich oder verschieden sein können, eine mesogene Gruppe der allgemeinen Formel bedeutet, worin die Bindung A ausgewählt ist aus und T -CN, Cl oder F bedeutet und p 0 oder 1 ist, mit dem Vorbehalt, daß dann, wenn T F oder Cl ist, x einen Wert von mindestens 2 hat.
2. Siloxanverbindungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Q eine Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, eine chirale Gruppe, eine Farb­ stoffgruppe, eine nicht-lineare optische Gruppe oder die Gruppe -(CH2)nL bedeutet.
3. Siloxanverbindungen nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß T die Gruppe -CN bedeutet.
4. Siloxanverbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß x einen Wert von 1 bis 4 hat.
5. Siloxanverbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß n einen Wert von 6 bis 11 hat.
6. Siloxanverbindungen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß R ein Methylrest ist.
7. Verfahren zur Herstellung von Siloxanverbindungen umfassend, daß man in Gegenwart eines Hydrosily­ lierungskatalysators (A) ein Mesogen mit einer endständigen Alkenylgruppe mit (B) einem Organosiloxanoligomer mit siliciumgebundenen Wasserstoffatomen umsetzt, dadurch ge­ kennzeichnet, daß (A) ausgewählt ist aus Mesogenen der allgemeinen Formel CH2=CH(CH2)n-2OM und CH2=CH(CH2)n-2OM′, worin n, M und M′ wie in Anspruch 1 definiert sind und (B) an ein oder beide endständigen Siliciumatome gebundene Wasserstoffatome aufweist und nicht mehr als 11 Silicium­ atome im Molekül aufweist.
DE4402572A 1993-01-30 1994-01-28 Flüssigkristallsiloxane und Verfahren zu deren Herstellung Expired - Fee Related DE4402572C2 (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB939301883A GB9301883D0 (en) 1993-01-30 1993-01-30 Liquid crystal siloxanes and device elements

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE4402572A1 true DE4402572A1 (de) 1994-08-04
DE4402572C2 DE4402572C2 (de) 2002-03-07

Family

ID=10729602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE4402572A Expired - Fee Related DE4402572C2 (de) 1993-01-30 1994-01-28 Flüssigkristallsiloxane und Verfahren zu deren Herstellung

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5547604A (de)
JP (1) JP3802084B2 (de)
DE (1) DE4402572C2 (de)
FR (1) FR2701034B1 (de)
GB (2) GB9301883D0 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006103285A1 (fr) * 2005-04-01 2006-10-05 Ecole Polytechnique Molecules complexes a fort pouvoir dispersant a base de fonction cristal liquide et de particule d'oxyde metallique

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2317185B (en) * 1996-09-12 1998-12-09 Toshiba Kk Liquid crystal material and liquid crystal display device
JP3574547B2 (ja) * 1997-05-23 2004-10-06 ナトコ株式会社 液晶用遮光スペーサーおよび液晶表示素子
US6870163B1 (en) 1999-09-01 2005-03-22 Displaytech, Inc. Ferroelectric liquid crystal devices using materials with a de Vries smectic A phase
US7083832B2 (en) 2000-09-01 2006-08-01 Displaytech, Inc. Partially fluorinated liquid crystal material
US7195719B1 (en) 2001-01-03 2007-03-27 Displaytech, Inc. High polarization ferroelectric liquid crystal compositions
US6703082B1 (en) 2001-06-20 2004-03-09 Displaytech, Inc. Bookshelf liquid crystal materials and devices
GB0126849D0 (en) * 2001-11-08 2002-01-02 Qinetiq Ltd Novel compounds
US6838128B1 (en) 2002-02-05 2005-01-04 Displaytech, Inc. High polarization dopants for ferroelectric liquid crystal compositions
CN101443434B (zh) * 2006-04-17 2013-12-04 陶氏康宁公司 双稳态铁电液晶器件
WO2009051598A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Dow Corning Corporation Oligosiloxane-modified liquid crystal formulations and devices using same
EP2217680B1 (de) * 2007-10-26 2011-11-30 Dow Corning Corporation Oligosiloxanmodifizierte flüssigkristallformulierungen und davon gebrauch machende vorrichtungen
CN101533162B (zh) * 2008-03-14 2011-09-07 苏州汉朗光电有限公司 电控调光介质
GB0823013D0 (en) * 2008-12-18 2009-01-28 Cambridge Entpr Ltd Wide temperature-range smectic liquid crystall materials
CN102959049B (zh) * 2010-03-15 2016-01-06 剑桥企业有限公司 用于近晶a光学器件的液晶制剂和结构
WO2011115611A1 (en) * 2010-03-15 2011-09-22 Cambridge Enterprise Limited Liquid crystal formulations and structures for smectic a optical devices
GB201100375D0 (en) 2011-01-10 2011-02-23 Cambridge Entpr Ltd Smectic A compositions for use in electrical devices
GB201115868D0 (en) 2011-09-14 2011-10-26 Cambridge Entpr Ltd Driver circuit
CN103666482B (zh) 2012-09-10 2016-05-25 苏州汉朗光电有限公司 一种近晶a相液晶材料
KR102126680B1 (ko) * 2016-05-23 2020-06-25 주식회사 엘지화학 신규 액정 화합물 및 이의 용도
US11001758B2 (en) 2016-06-10 2021-05-11 Dow Silicones Corporation Non-linear side chain liquid crystal polyorganosiloxanes and methods for their preparation and use in electro-optic applications and devices
CN115505404A (zh) * 2022-08-30 2022-12-23 联创电子科技股份有限公司 液晶组合物、液晶透镜以及液晶显示装置

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2944591A1 (de) * 1979-11-05 1981-05-14 Wacker-Chemie GmbH, 8000 München Fluessigkristalline phasen aufweisende zusammensetzungen
GB8324642D0 (en) * 1983-09-14 1983-10-19 Univ Manchester Liquid crystal storage device
JPS6432309A (en) * 1987-07-29 1989-02-02 Fanuc Ltd Data input system
JP2513742B2 (ja) * 1987-12-01 1996-07-03 株式会社東芝 液晶材料
DE3856314T2 (de) * 1987-12-18 1999-09-23 Canon Kk Mesomorphische Verbindung, Flüssigkristallzusammensetzung und Flüssigkristallvorrichtung
JPH01268785A (ja) * 1988-04-21 1989-10-26 Toshiba Corp 液晶材料
JPH01271431A (ja) * 1988-04-22 1989-10-30 Toray Dow Corning Silicone Co Ltd 液晶性オルガノポリシロキサン及びその製造方法
US5259987A (en) * 1988-08-12 1993-11-09 The General Electric Company, P.L.C. Liquid crystal materials
JP2718970B2 (ja) * 1989-01-06 1998-02-25 チッソ株式会社 ジシロキサン類液晶化合物
CA2019380C (en) * 1989-06-22 1995-01-10 Wolfgang Haas Silylated benzoic acid derivatives
US5138010A (en) * 1990-06-25 1992-08-11 University Of Colorado Foundation, Inc. Fast switching polysiloxane ferroelectric liquid crystals
US5354489A (en) * 1990-08-30 1994-10-11 Asahi Kasei Kogyo Kabushiki Kaisha Method for changing the viscosity of a fluid comprising a liquid crystal compound
US5316693A (en) * 1991-04-18 1994-05-31 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Liquid crystal composition and information display apparatus using the liquid crystal composition
GB9301895D0 (en) * 1993-01-30 1993-03-17 Dow Corning Liquid crystal siloxanes and device elements

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006103285A1 (fr) * 2005-04-01 2006-10-05 Ecole Polytechnique Molecules complexes a fort pouvoir dispersant a base de fonction cristal liquide et de particule d'oxyde metallique
FR2883883A1 (fr) * 2005-04-01 2006-10-06 Thales Sa Molecules complexes a fort pouvoir dispersant a base de fonction cristal liquide et de particule d'oxyde metallique

Also Published As

Publication number Publication date
JP3802084B2 (ja) 2006-07-26
FR2701034A1 (fr) 1994-08-05
FR2701034B1 (fr) 1995-08-25
US5547604A (en) 1996-08-20
JPH06240259A (ja) 1994-08-30
GB2274649A8 (en) 1996-09-23
GB9301883D0 (en) 1993-03-17
GB9401329D0 (en) 1994-03-23
GB2274649A (en) 1994-08-03
DE4402572C2 (de) 2002-03-07
GB2274649B (en) 1996-11-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE4402572C2 (de) Flüssigkristallsiloxane und Verfahren zu deren Herstellung
DE4402571B4 (de) Flüssigkristallvorrichtung
US4615586A (en) Liquid crystal devices
Yamada et al. Ferroelectric liquid crystal display using tristable switching
DE3637084C2 (de)
DE4021811A1 (de) Mesomorphe verbindung, fluessigkristallmischung, die diese enthaelt, und fluessigkristallvorrichtung, bei der diese verwendet wird
DE69822971T2 (de) Fluorsubstituierte 4-Alkylenbenzosäure, sowie Derivate, nematische Flüssigkristallzusammensetzung enthaltend Cyabophenylbenzosäureester-Derivate und Flüssigkristallanzeigesystem, das diese verwendet
DE3827603A1 (de) Chirale smektische fluessigkristalle und diese enthaltende glasartige materialien zur darstellung und speicherung von information
EP0620263A2 (de) Smektische Flüssigkristallmischung
DE69914210T2 (de) Tristabile flüssigkristallanzeigevorrichtung
DE69907692T2 (de) Flüssigkristallpolymere
DE3524803C2 (de)
EP0188785B2 (de) Verwendung von Polymeren mit Flüssigkristalleigenschaften als Informationsträger
DE69917664T2 (de) Tristabile flüssigkristallanzeigevorrichtung
WO1992001764A1 (de) FERROELEKTRISCHE FLÜSSIGKRISTALLINE Si-ENTHALTENDE CO-POLYMERE, EIN VERFAHREN ZU IHRER HERSTELLUNG, MISCHUNGEN DIESER CO-POLYMERE MIT NIEDERMOLEKULAREN FLÜSSIGKRISTALLEN UND DIE VERWENDUNG IN ELEKTROOPTISCHEN BAUTEILEN
DE4011792A1 (de) Ionophore enthaltende ferroelektrische fluessigkristallmischungen
JP2801653B2 (ja) 強誘電性液晶組成物および強誘電性液晶素子
DE19600033A1 (de) Thermotropes Seitenkettenflüssigkristallpolymer und FLCD, bei dem dieses als Orientierungsschicht verwendet wird
EP0286043B1 (de) Verwendung von Verbindungen mit chiralem, polarem Molekülteil als Komponenten in Flüssigkristall-Mischungen für die Ausnutzung des elektroklinen Effektes
DE69910935T2 (de) Neue Phenyltriester-Verbindung und sie enthaltende anti-ferroelektrische flüssigkristalline Zusammensetzung
DE69905517T2 (de) Acetylenverbindung , Flüssigkristallzusammensetzung und Flüssigkristallelement
JPH02202981A (ja) 強誘電性液晶組成物
JPH06157371A (ja) 強誘電性液晶表示素子
JPS60193947A (ja) 含フツ素カイラル液晶性化合物
Medeiros et al. Laterally linked liquid crystal dimers with electrooptic properties

Legal Events

Date Code Title Description
8110 Request for examination paragraph 44
D2 Grant after examination
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee