CH647541A5

CH647541A5 - Fluessigkristallgemisch.

Info

Publication number: CH647541A5
Application number: CH284/82A
Authority: CH
Inventors: Seiichi Imahori; Masaharu Kaneko; Tetsuo Ozawa; Shuji Imaseki; Akio Mukoh; Mikio Sato
Original assignee: Mitsubishi Chem Ind; Hitachi Ltd
Priority date: 1981-01-17
Filing date: 1982-01-18
Publication date: 1985-01-31
Also published as: US4434072A; GB2094825B; DE3201120C2; GB2094825A; DE3201120A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Flüssigkristallgemisch, das als Wirt einen Flüssigkristall und einen darin gelösten pleochroitischen Farbstoff als Gastmaterial enthält, das für die Verwendung in elektro-optischen Anzeigezellen geeignet ist, wobei es zwischen zwei einander gegenüberliegenden Elektrodenplatten vorliegt und unter Nutzbarmachung des Gast/Wirt-Effektes des Flüssigkristalls die Darstellung von guten Farbanzeigen ermöglicht.

In einem Flüssigkristallgemisch aus einem Wirt-Flüssigkristall und einem darin als Gast-Material gelösten pleochroitischen Farbstoff ist es notwendig, dass der pleochroitische Farbstoff einen hohen Ordnungsparameter S (im Nachstehenden oft nur mit «S» bezeichnet) im Wirt-Flüssigkristall aufweise.

Der Ordnungsparameter S zeigt das Ausmass der Parallelität des Absorbtions-Übergangsmoments von Farbstoffmolekülen bezüglich der Orientierungsrichtung vom Wirt-Flüssig-kristallmolekülen an und ist ein Faktor, welcher den Anzeigekontrast einer Flüssigkristall-Anzeigezelle bestimmt. Bei pleochroitischen Farbstoffen mit parallelem Dichroismus wird, wenn sich der Ordnungsparameter S 1 annähert, was dem maximalen theoretischen Wert entspricht, das Ausmass von rückständiger Färbung in erhellten Flächenbereichen vermindert, so dass eine helle und scharfe Anzeige mit hohem Kontrast erzielt werden kann. Der für pleochroitische Farbstoffe verlangte Ordnungsparameter S variiert in Abhängigkeit des für eine Flüssigkristall-Anzeigezelle vorgesehenen Verwendungszweckes und der Bedingungen, unter denen die Zelle zum Einsatz gelangt und kann nicht unbedingt bestimmt werden. Üblicherweise ist es jedoch erwünscht, dass pleochroitische Farbstoffe in der Umgebung von Zimmertemperatur, wenn sie in einem für die Herstellung der schlussendlichen Anzeigezelle geeigneten Wirt-Flüssigkristall eingesetzt werden, einen Ordnungsparameter von mindestens 0,7 aufweisen.

Es ist schwierig, pleochroitische Farbstoffe auszuwählen, die bei dem erwünschten Farbton höhere S-Werte aufweisen, und es ist auch sehr schwierig, derartige pleochroitische Farbstoffe unter den bekannten Farbstoffmaterialien herauszuah-men.

Bereits entwickelte pleochroitische Farbstoffe sind solche auf Merocyanin-, Azo- und Anthrachinon-Basis. Es wird gesagt, dass Farbstoffe auf Anthrachinon-Basis im Vergleich zu solchen auf Merocyanin- und Azobasis in einem Wirt-Flüssigkristall im allgemeinen hohe Stabilität aufweisen. Farbstoffe auf Anthrachinonbasis mit hohem S-Wert, die Purpur- oder Orangefärbung als Einzelkomponente ergeben, wurden jedoch bis jetzt noch nicht entdeckt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, pleochroitische Farbstoffe aufzuzeigen, die Purpur- oder Orangefärbung als einzelne Komponente ergeben.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, pleochroitische Farbstoffe mit hervorragender Stabilität aufzuzeigen.

Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Flüssigkristallgemisch mit hohem Anzeigekontrast zu schaffen.

Eine noch weitere Aufgabe der Erfindung ist es, pleochroitische Farbstoffe aufzuzeigen, die in Kombination mit anderen Farbstoffen eine Schwarzfärbung ergeben.

Diese Aufgaben werden durch das erfindungsgemässe, in den Patentansprüchen definierte Flüssigkristallgemisch gelöst.

Im Nachstehenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beispielsweise erläutert. In den Diagrammen der Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 das Verhältnis zwischen Absorbtion und Wellenlänge der Anzeigezelle gemäss Beispiel 2 anhand der spektralen Eigenschaften;

Fig. 2 das Verhältnis zwischen Absorbtion und Wellenlänge der Anzeigezelle gemäss Beispiel 7 anhand der spektralen Eigenschaften;

Fig. 3 zeitabhängige Veränderungen der Absorbtion von Anzeigezellen, die einen Farbstoff auf Anthrachinonbasis

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

nach der Erfindung und einen typischen dichromatischen Farbstoff nach dem Stand der Technik enthalten.

Das erfindungsgemässe Flüssigkristallgemisch ist dadurch gekennzeichnet, dass der als Gastmaterial verwendete pleochroitische Farbstoff mindestens einen Farbstoff auf Anthrachinonbasis enthält, der als Einzelkomponente eine Purpuroder Orangefärbung ergibt.

Für das erfindungsgemässe Flüssigkristallgemisch bevorzugte Wirt-Flüssigkristalle sind beispielsweise nematische Flüssigkristalle auf Basis von Biphenyl oder Phenylcyclohe-xan. Insbesondere letztere zeigen hervorragende Ansprechgeschwindigkeit und ausserdem ist deren Anisotropie der Doppelbrechung (An) klein. Je kleiner diese Anisotropie der Doppelbrechung um so höher ist der Kontrast der Anzeigezelle. Typische, für die Verwendung im erfindungsgemässen Flüssigkristallgemisch geeignete Farbstoff auf Basis von Anthrachinon sind die im Patentanspruch 2 definierten Farbstoffe der Formel I.

Farbstoffe der Formel I, worin X Amino bedeutet, ergeben Purpurfärbung und solche der Formel I, worin X Hydroxy bedeutet, ergeben Orangefärbung.

Diese Farbstoffe auf Basis von Anthrachinon können im Gemisch untereinander oder mit anderen Farbstoffen zum Einsatz gelangen. Beispielsweise ergibt die Verwendung eines solchen Farbstoffs, der Orangefärbung ergibt, in Kombination mit einem solchen Farbstoff, der Purpurfärbung ergibt, einen tiefroten Farbton. Es ist auch möglich, Schwarzfärbung zu erlangen unter Verwendung eines Farbstoffs der Formel I, der Orangefärbung ergibt, in Kombination mit einem Farbstoff auf Basis von Anthrachinon, der Blaufärbung ergibt. Dies ist insofern hervorragend, als Schwarzfärbung unter Verwendung von nur zwei verschiedenen Farbstoffen erzielt werden kann.

Farbstoffe auf Basis von Anthrachinon, die Blaufärbung ergeben, sind beispielsweise solche der Formel

NH.

worin Y Sauerstoff oder Schwefel oder eine Gruppe -NR-, in welcher R für Wasserstoff oder Niederalkyl steht, bedeutet.

Solche Farbstoffe wurden bereits entwickelt, wie in der JP-B 70152/80 beschrieben. Vereinigung dieser eine Blaufärbung ergebenden Farbstoffe auf Anthrachinonbasis mit Orangefärbung ergebenden Farbstoffen auf Anthrachinonbasis nach der Erfindung in einem Gewichtsverhältnis 1,2:1,5 ergibt schwarze pleochroitische Farbstoffe, die in einem Wirt-Flüssigkristall einen hohen S-Wert und hervorragende Stabilität aufweisen.

Die Purpurfärbung ist in einer substraktiven Mischmethode eine der drei Primärfarben und ein sehr wichtiger Farbton in der Herstellung von Färbungen, der in Kombination mit gelben und blaugrünen Farbtönen die Bildung von allen Farbtönen ermöglicht.

Substituenten für das Aryl Ar in Formel I umfasst beispielsweise Alkyl, Alkoxyalkyl, Aryloxyalkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Alkoxyalkoxy, Aralkoxy, Acyloxy, Alkoxycarbonyl,

647 541

Aryloxycarbonyl, Aryl, Halogen, Cyano, Nitro. Insbesondere mit gerade- oder verzweigtkettigem Alkyl oder Alkoxy mit

3-8 C-Atomen substituiertes Aryl ist hervorragend in bezug auf die Löslichkeit in einem Wirt-Flüssigkristall.

Die Bindung der -S-CH2-Ar-Gruppe in 2-Stellung der Formel I ist besonders signifikant für die Erzielung eines hohen Ordnungsparameters S. Die vorliegende Erfindung basiert zur Hauptsache auf der Erkenntnis, dass die Bindung dieser Gruppe an den Anthrachinonkern in 2-Stellung wirksam ist zur Verbesserung der Farbstoffeigenschaften. Die Verwendung von Farbstoffen auf Basis von Anthrachinon entsprechend der Formel I in Gast/Wirt-Flüssigkristallanzeigen wurde bisher noch nicht offenbart.

Aryl für Ar in der Formel I umfasst beispielsweise unsub-stituiertes Aryl, wie Phenyl, a- und ß-Naphthyl; Aryl, substituiert mit Methyl, Äthyl und anderen gerade- oder verzweigt-kettigen Alkylgruppen, wie Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Hep-tyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Dodecyl, Pentadecyl, Octadecyl;

Aryl, substituiert mit Alkoxyalkyl wie Methoxy-, Propoxy-, Butoxy-, Octyloxymethyl, Methoxy- und Butoxyäthyl ; Aryl, substituiert mit Aryloxyalkyl, wie Phenyloxymethyl und 4-(n-Butyl)-phenyloxymethyl ; Aryl, substituiert mit Cycloalkyl, wie Cyclohexyl, trans-4-PropyI-, -butyl-, -pentyl-, -hexyl-cyclohexyl ; Aryl, substituiert mit Alkoxy, wie Methoxy, Äthoxy, Propoxy, Butoxy, Pentyloxy, Hexyloxy, Heptyloxy, Octyloxy, Nonyloxy, Decyloxy, Octadecyloxy; Aryl, substituiert mit Alkoxyalkoxy, wie Methoxy- und Butoxy-äthoxy;

Aryl, substituiert mit Arylalkoxy wie Benzyloxy, 4-(n-Butyl)-und -benzyloxy; Aryl, substituiert mit Acyloxy, wie Acetoxy, Heptylcarbonyloxy, trans-4-Pentylcyclohexylcarbonyloxy, Benzoyloxy, 4-(n-Butyl)-benzoyloxy; Aryl, substituiert mit Alkoxycarbonyl, wie Methoxy-, Butoxy-, Octyloxycarbonyl ; Aryl, substituiert mit Aryloxycarbonyl, wie Phenoxycarbonyl,

4-(n-Butyl)-phenyloxycarbonyl ; Aryl, substituiert mit Aryl, wie Phenyl, 4-Butyl-, 4-Pentyl-, 4-Octyl-, 4-Butoxyphenyl; Aryl, substituiert mit Halogen, wie Fluor, Chlor und Brom; Aryl, substituiert mit Cyano oder Nitro.

Die Farbstoffe der Formel I können beispielsweise hergestellt werden durch Reaktion von Verbindungen der Formel

,SH

OH

0

mit Verbindungen der Formel ZCH2Ar, worin Z Halogen oder Arylsulfonyloxy bedeutet, in Gegenwart eines Säurebindemittels, wie Alkalicarbonat.

Der im erfindungsgemässen Gemisch verwendete nematische Flüssigkristall kann aus einer grossen Anzahl verschiedener solcher Verbindungen unter der Voraussetzung ausgewählt werden, dass diese im Bereich der jeweiligen Betriebstemperatur nematischen Zustand aufweisen. Zusatz von nachstehend beschriebenen, optisch aktiven Substanzen zu derartigen nematischen Flüssigkristallen kann zu cholesteri-schem Zustand führen.

Geeignete derartige nematische Flüssigkristalle umfassen beispielsweise die in Tabelle 1 angeführten Substanzen und Derivate davon.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

Tabelle 1

Art

Biphenyl -rReihe

Terphenyl -Reihe

Cyclohexylcyclohexanoat-Reihe

Phenylcyclohexyl-carboxylat- Reihe

Ester — Reihe

Diester - Reihe

Beispielsweise Strukturformel

Cyclohexylcyclohexan —. Reihe

Phenylcyclohexan- -Reihe

R.// \Y/7 V

R.// \V// \v// \

"<D C00 <■>

,<7> coo^x.

eoo o--o eoo eoo ,f>00 o eoo

Biphenylcyclohexyl-carboxylat - Reihe-

Biphenylester - Reihe

0 \V// \VX.

-G> c

R' eoox'

Nr.

11

Art

Thioester - Reihe

647 541

Beispielsweise Strukturformel

:'€> COS

12

Schiff Basen-Reihe

R' ^-CH-N-^""^-]

13

Pyrimidin - Reihe

R'/^ \\x'

.N

RM y-X'

*N-

14 Dioxan- Reihe

15 Cyclohexyl. methylaether-Reihe ch20 o-

16

Cinnamonitril- Reihe

R1 < H

1 ^-oi-ch-x'

In Tabelle 1 bedeuten R' Alkyl oder Alkoxy und X' Nitro, Cyano oder Halogen.

Die in Tabelle 1 dargestellten Flüssigkristalle zeigen alle positive dielektrische Anisotropie. Zusätzlich können Ester-, Azoxy-, Azo-, Schiff-Base-, Pyrimidin-, Diester- und Biphe-nylester-basierte Flüssigkristalle mit negativer dielektrischer Anisotropie im Gemisch mit Flüssigkristallen positiver dielektrischer Anisotropie unter der Voraussetzung verwendet werden, dass die Anisotropie des erhaltenen Gemischs positiv ist. Weiterhin können natürlich Flüssigkristalle negativer di-65 elektrischer Anisotropie allein eingesetzt werden bei Einsatz einer zweckentsprechend konstruierten Zelle und entsprechender Steuerung.

Als Wirt-Flüssigkristallmaterial können im erfindungsge-

647 541

mässen Gemisch alle in Tabelle 1 angeführten Flüssigkristalle und Gemische davon eingesetzt werden. Es wurde gefunden, dass ein Flüssigkristallmaterial in Form eines Gemischs der vier nachstehend angegebenen Flüssigkristallverbindungen in den angegebenen Mengenanteilen;

Gew. %

38,4

c3h7< h

34,2

18,1

9,3

25

das von E.M. Merck & Co. unter der Handelsbezeichnung ZLI-1132 vertrieben wird, und ein Flüssigkristallmaterial in Form eines Gemischs der nachstehend angeführten vier Flüssigkristallverbindungen in den angegebenen Mengenanteilen;

Gew. %

51

35

25

16

45

das durch British Drug House Co. unter der Handelsbezeichnung E-7 vertrieben wird, im erfindungsgemässen Flüssigkristallgemisch besonders nützlich sind.

Beispiele von optisch aktiven Substanzen, die im erfindungsgemässen Flüssigkristallgemisch verwendet werden können, umfassen chirale nematische Verbindungen, die beispielsweise erhältlich sind durch Einführung einer optisch aktiven Gruppe, wie 2-Methylbutyl, 3-Methylbutoxy, 3-Methylpentyl, 3-Methylpentoxy, 4-Methylhexyl, 4-Methyl-hexyloxy, in eine nematische Flüssigkristallverbindung. Selbstverständlich können auch optisch aktive Substanzen, wie Alkoholderivate, z.B. /-Menthol und d-Borneol, die in der JP-A 45546/76 beschrieben sind; Ketonderivate, z.B. d-Campher und 3-Methylcyclohexan; Carbonsäurederivate, z.B. d-Citronellin und /-Camphorsäure; Aldehydderivate, z.B. d-Citronellal; Alkenderivate, z.B. d-Linonen; Amine; Amide; Nitrilderivate, verwendet werden.

Als Zellen, in denen das erfindungsgemässe Flüssigkristallgemisch zum Einsatz gelangt, können bekannte Zellen für Flüssigkristallanzeigen verwendet werden. Im allgemeinen bestehen derartige Zellen aus transparenten Elektroden, die ein Muster bilden können und auf zwei Substraten aus Glas angebracht sind, wovon mindestens eines transparent ist und die einander gegenüber so angeordnet sind, dass die Elektrodenebenen einander gegenüber liegen und die mit entsprechenden Abstandhaltern parallel zueinander gehalten werden. Der Zwischenraum zwischen den beiden Substraten wird durch den Abstandhalter bestimmt und beträgt aus praktischen Überlegungen vorzugsweise 3-100 um, insbesondere 5-50 (im.

Im Nachstehenden sind beispielsweise im erfindungsgemässen Flüssigkristallgemisch verwendete pleochroitische Farbstoffe auf Basis von Anthrachinon, die Purpur- oder Orangefärbung ergeben, angeführt und derartige pleochroitische Farbstoffe enthaltende Ausführungsformen des erfindungsgemässen Flüssigkristallgemischs sind in den nachstehenden Beispielen erläutert.

Beispiel 1

Für das erfindungsgemässe Flüssigkristallgemisch geeignete pleochroitische Farbstoffe auf Anthrachinonbasis sind in den nachstehenden Tabellen 2 und 3, zusammen mit deren maximaler Absorbierungswelle und Ordnungsparameter angeführt.

C5H11

0 \Y// \V// \>

cn

50

7 .

Tabelle 2

0 NH,

647 541

S-CH2Ar

_N£_j

-Ar

Maximale

Absorbtions- Ordnungs-

Wellenlänge Parameter

[Hin]

536

537

536

0f 70

0 j 71

0,70

0,72

0,71

0,70

0,72

cSHllCn) 536

0,74

10

OC4HgCiO

O'«"

Cn)

534 0|72

537 0,73

647 541

8

Nr.

-Ar

Maximale

Absorbtions- Ordnungswellenlänge Parameter CnmJ

11

-<Q>OC8H17Û')

F57

0,73

12

H37 Cn)

536

0,72

13 O OC2H4OC4H9Cn)

u ■<0^och2"(S^

15

16

17

18

•^J^OCOC7H15Cn) ^0»<I>CAl Cn)

O

C00CH,

^>COO<r>c4H9 Cn)

536

0C4H9 537

537

535

0,72

0,73

537 0,72

0,74

0,72

0,74.

19

/ \V// \\

csHllCn) 537 0,74

20

21

22

5*3«

536

0,70

647 541

Tabelle 3

0 OH

S-CH2Ar

Nr.

-Ar

<3

Maximale

Absorbtions- Ordnungswellenlänge Parameter (nSJ"

503

0,70

7 V

4 \=/

5

>c4h9cio

504

0,7°

ch,

1 J

)-ca'

504

0,70

c2h5

ch,

1

ch,

1

>-ç-ch2

-c-ch,

503

0,72

ch3

|

ch3

^c9h19

Cn)

504

0^1

CH20C4H9Cn)

504

0,70

^^-CH20-(Q>-C4H9Cn)

503

0,71

u \

H >C5H1;lCn) 502

0,73

10

504

503

0,71

01 72

647 541

10

Maximale

Absorbtions- Ordnungs-Nr. -Ar Wellenlänge Parameter

Cnm) ~

11 • O OC8H17Cn) 500 0,73

12 ■(/ yOClgH37Cii) 502 0^72

13 O OC2H4OC4HgCn) 503 0,70

14 OCH2 o 0C4Hg 503 0,70

15 •^~^-OCOC7H15Cn) 504 0,71

16 </ \>0C0-( H >CcH,,G0 503 0(72

oco <z> CsHnCn)

17 •^~^-C00CH3 504 °|72

18 COO/7 ^>a,Hnfn) 501 0,74

-(^y^ C0° C4H9 Cn)

19 x>CcH,,Cn) 502 0,74

20 504 0,70

21 504 0.70

22 V VNO, 504 0,70

Die maximale Absorbtionswellenlänge und der Ord- sehen Farbstoffen vermischt. Das erhaltene Gemisch wurde nungsparameter jedes der in den Tabellen 2 und 3 angeführ- auf mindestens 70 °C erwärmt und gut gerührt, so dass eine ten Farbstoffe wurden folgendermassen bestimmt: isotrope Flüssigkeit erhalten wurde, die dann abkühlen gelas-

Das vorstehend beschriebene, unter der Handelsbezeich- 65 sen wurde. Dieses Vorgehen wurde solange wiederholt, bis nung ZLI-1132 vertriebene Gemisch von Flüssigkristallver- der Farbstoff im Gemisch der Flüssigkristalle gelöst war. bindungen auf Basis von Phenylcyclohexan wurde jeweils mit Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in eine einem der in den Tabellen 2 und 3 dargestellten pleochroiti- Zelle aus zwei Substraten aus Glas mit transparenten Elektro-

11

647 541

den in einer Schichtdicke von 10-100 iim eingefüllt. Vorgängig waren die mit dem Flüssigkristallgemisch in Berührung tretenden, mit den transparenten Elektroden versehenen Oberflächen der Substrate aus Glas mit einem Polyamidharz beschichtet und nach Härtung der Polyamidharze einer Behandlung durch Reiben unterzogen worden, um homogene Orientierung zu erzielen. In der solcherart vorbehandelten Zelle nahm das Flüssigkristallgemisch eine homogene Orientierung an, wenn quer zu den Elektroden keine Spannung angelegt wurde und die Farbstoffmoleküle hatten die gleiche Orientierungsrichtung wie der Wirt-Flüssigkristall.

An der so hergestellten Gast/Wirt-Zelle wurde das Absorptionsspektrum unter Verwendung von polarisiertem Licht parallel zur Orientierungsrichtung der Flüssigkristallmoleküle und von polarisiertem Licht senkrecht zur Orientierungsrichtung gemessen und die Absorbtionen A// und Ax des Farbstoffs zum polarisierten Licht und die maximale Absorbtionswellenlänge wurden bestimmt. Bei der Bestimmung der Absorbtion des Farbstoffs wurden Korrekturen hinsichtlich der Absorbtion durch den Wirt-Flüssigkristall und des Reflexionsverlustes der Zelle gemacht. Der Ordnungsparameter S wurde nach der folgenden Gleichung errechnet:

S =

A//~A-i 2aj_ + a

Beispiel 2

Das gleiche Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 2 gemäss Tabelle 2 der Formel sch

C4H9 Cn)

35

in einem Mengenanteil von 1,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen vermischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssig-kristallgemischs herzustellen.

Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer Schichtdicke von etwa 10 um in eine gleiche Zelle eingefüllt und auf gleiche Art das Absorbtionsspektrum ermittelt, wie in Beispiel 1 beschrieben. Das erhaltene Spektrum ist im Diagramm gemäss Fig. 1 dargestellt, in welchem die Kurven 1 und 2 die Absorbtionen A// beziehungsweise A± bezeichnen. Die maximale Absorbtionswellenlänge im Bereich des sichtbaren Lichtes betrug 536 nm und die maximalen Absorbtions-wellenlängen A// und Ax betrugen 1,132 beziehungsweise 0,138. Der Ordnungsparameter S des Farbstoffs war somit 0,71. Der Schmelzpunkt des Farbstoffs betrug 126-127 °C.

Beispiel 3

Dem gleichen Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde der Farbstoff Nr. 9 gemäss Tabelle 2 der Formel sch

0C4H9Cn)

in einem Mengenanteil von 1,07 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, beigemischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssig-kristallgemischs herzustellen.

Das so hergestellte Flüssigkristallgemisch wurde in einer Schichtdicke von etwa 10 (im in eine gleiche Zelle eingefüllt und auf gleiche Art ausgemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben. Der Ordnungsparameter S des Farbstoffs wurde errechnet und betrug 0,72. Der Schmelzpunkt des Farbstoffs betrug 117-118°C.

Beispiel 4

Das gleiche Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 10 gemäss Tabelle 2 der Formel

20

sch

OC7H15(ii)

in einem Mengenanteil von 0,97 Gew.-%, bezogen auf das 25 Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, vermischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssig-kristallgemischs herzustellen.

Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer Schichtdicke von etwa 10 (im in eine gleiche Zelle eingefüllt so und auf gleiche Art ausgemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben. Der Ordnungsparameter S des Farbstoffs wurde errechnet und betrug 0,73. Der Schmelzpunkt des Farbstoffs betrug 116-117°C.

Beispiel 5

Das gleiche Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 11 gemäss Tabelle 2 der Formel

40

..7

Cn)

45

in einem Mengenanteil von 1,13 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, vermischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssig-50 kristallgemischs herzustellen.

Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer Schichtdicke von etwa 10 (im in eine gleiche Zelle eingefüllt und auf gleiche Art ausgemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben. Der Ordnungsparameter S des Farbstoffs wurde errech-55 net und betrug 0,73. Der Schmelzpunkt des Farbstoffs betrug 116-117°C.

Beispiel 6

Das gleiche Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie 60 in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 20 gemäss Tabelle 2 der Formel sch

647 541

12

in einem Mengenanteil von 1,30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, vermischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssig-kristallgemischs herzustellen.

Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer s Schichtdicke von etwa 10 Jim in eine gleiche Zelle eingefüllt und auf gleiche Art ausgemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben. Der Ordnungsparameter S des Farbstoffs wurde errechnet und betrug 0,70. Der Schmelzpunkt des Farbstoffs betrug 185-186 °C. i«

Beispiel 7

Das gleiche Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 9 gemäss Tabelle 3 der Formel 15

oc4h9CiO

stallgemische wurde in eine gleiche Zelle eingeschlossen, wie in Beispiel 1 beschrieben, wonach dann die Zelle während etwa 100 h in einem Sonnenlicht-Belichtungsgerät belichtet wurde, um das Reduktionsverhältnis der Absorbtion zu ermitteln. Für Vergleichszwecke wurden typische bekannte Farbstoffe des Standes der Technik in gleiche Zellen auf gleiche Art eingefüllt und der Belichtungsprüfung unterzogen. Die Quelle für das Sonnenlicht im Belichtungsgerät war eine Kohlenbogenlampe und die beschleunigte Zersetzungsprüfung wurde unter Klimabedingungen von etwa 50 °C bei einer rei. Luftfeuchtigkeit von etwa 90% ausgeführt. Während der Belichtung wurden die Zellen durch ein UV-Filter geschützt.

Die Resultate der beschleunigten Zersetzungsprüfung sind im Diagramm gemäss Fig. 3 dargestellt, in welchem das Verhältnis der Absorbtion A zu einem bestimmten Zeitpunkt zur Ausgangsabsorbtion Ai (A/Ai) auf der Ordinate und die beschleunigte Zersetzungsdauer auf der Abszisse eingetragen ist. In Fig. 3 zeigen die Kurven 5,6 und 7 Veränderungen der Absorbtion von Zellen, wovon eine erfindungsgemäss den in Beispiel 2 eingesetzten Farbstoff, eine weitere einen Azofarb-stoff der Formel in einem Mengenaneil von 0,91 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, vermischt, 25 um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssigkristallgemisch herzustellen.

Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer Schichtdicke von etwa 10 um in eine gleiche Zelle eingefüllt und auf gleiche Art ausgemessen, wie in Beispiel 1 beschrie- 30 ben. Das erhaltene Absorbtionsspektrum ist im Diagramm gem. Fig. 2 dargestellt, in welchem die Kurven 3 und 4 die Absorbtionen A// beziehungsweise Ax zeigen. Die maximale Absorbtionswellenlänge im Berreich des sichtbaren Lichtes betrug 504 nm und A // und Ax bei der maximalen Absorb- 35 tionswellenlänge betrug 0,494 beziehungsweise 0,060. Der Ordnungsparameter S des Farbstoffs betrug somit 0,71. Der Schmelzpunkt des Farbstoffs betrug 137-138 °C.

hsC2°-^^N=N-^^N=N-^^N^CH3

nachstehend als «Farbstoff A» bezeichnet und eine weitere Zelle einen Azofarbstoff der Formel h9c4ooc

,CH, •ch,

Beispiel 8

Das gleiche Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 11 gemäss Tabelle 3 der Formel sch oc8h1700

in einem Mengenaneil von 1,07 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, vermischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssig-kristallgemischs herzustellen.

Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer Schichtdicke von etwa 10 um in eine gleiche Zelle eingefüllt und auf gleiche Art ausgemessen, wie in Beispiel 1 beschrieben. Der Ordnungsparameter S des Farbstoffs wurde errechnet und betrug 0,73. Der Schmelzpunkt des Farbstoffs betrug 136-137 °C.

Beispiel 9

Um Daten hinsichtlich der praktischen Stabilität der in den Ausführungsformen des erfindungsgemässen Flüssigkri-stallgemischs verwendeten Farbstoffe zu erhalten, wurde eine beschleunigte Zersetzungsprüfung ausgeführt.

Jedes der in den Beispielen 2-6 verwendeten Flüssigkri-

40

nachstehend als «Farbstoff B» bezeichnet, enthielt.

Aus dem Diagramm gem. Fig. 3 ist ersichtlich, dass der Farbstoff im erfindungsgemässen Flüssigkristallgemisch, entsprechend der Kurve 5, viel stabiler ist als die Vergleichsfarb-45 stoffe A und B, entsprechend den Kurven 6 beziehungsweise 7.

Praktisch gleiche Resultate wie bei der erfindungsgemässen Verwendung des Farbstoffs in Beispiel 2 wurden bei Verwendung der Farbstoffe gemäss den Beispielen 3-8 erhalten.

50

Beispiel 10

Das gleiche Gemisch von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 2 gemäss Tabelle 2 und dem Farbstoff Nr. 9 gemäss Tabelle 3 in Mengenanteilen 55 von 1,5 Gew.-% beziehungsweise 1,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, vermischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssig-kristallgemischs zu erhalten.

Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer 60 Schichtdicke von etwa 10 |j.m in eine gleiche Zelle eingefüllt, wie in Beispiel 1 beschrieben. Das Flüssigkristallgemisch ergab in der Zelle eine tiefrote Färbung.

Beispiel 11

Die gleiche Mischung von Flüssigkristallverbindungen wie in Beispiel 1 wurde mit dem Farbstoff Nr. 9 gemäss Tabelle 3 und einem eine Blaufärbung ergebenden Farbstoff der Formel

13

647 541

■O

C4 HgCn)

in Mengenanteilen von 1,5 Gew.-%, beziehungsweise 1,2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Flüssigkristallverbindungen, vermischt, um eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Flüssigkristal Igemischs zu erhalten. Das so erhaltene Flüssigkristallgemisch wurde in einer Schichtdicke von etwa 10 Jim in eine gleiche Zelle eingefüllt wie in Beispiel 1 beschrieben. Die Flüssigkristallschicht ergab in der Zelle Schwarzfärbung.

Obwohl die Erfindung im Vorstehenden detailliert unter Bezugnahme auf spezifische Ausführungsformen erläutert wurde, ist es für den Fachmann offensichtlich, dass im definierten Rahmen der Erfindung zahlreiche Änderungen und Modifikationen möglich sind.

G

3 Blatt Zeichnungen

Claims

647 541

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PATENTANSPRÜCHE

1. Flüssigkristallgemisch, das als Wirt einerì Flüssigkristall und einen darin gelösten pleochroitischen Farbstoff als Gast-material enthält, dadurch gekennzeichnet, dass der pleochroi-tische Farbstoff mindestens einen auf Anthrachinon basierenden Farbstoff enthält, der eine Purpur- und/oder Orangefärbung ergibt.
2. Gemisch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der auf Anthrachinon basierende Farbstoff der Formel oh entspricht, worin X Amino oder Hydroxy, und Ar Aryl bedeuten.
3. Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formel I das Aryl Ar substituiert ist durch Alkyl, Alkoxyalkyl, Aryloxyalkyl, Cycloalkyl, Alkoxy, Alkoxy-alkoxy, Aralkoxy, Acyloxcy, Alkoxycarbonyl, Aryloxycarbo-nyl, Aryl, Halogen, Cyano oder Nitro.
4. Gemisch nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formel I Ar Aryl der Formel

ö-

worin R gerade- oder verzweigtkettiges Alkyl oder Alkoxy mit 3-8 C-Atomen bedeutet.
5. Gemisch nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formel I X Amino bedeutet.
6. Gemisch nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wirt-Flüssigkristall ein nematischer Flüssigkristall auf Bisphenyl- oder Phenylcyclo-hexanbasis ist.
7. Gemisch nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der pleochroitische Farbstoff einen auf Anthrachinon basierenden, eine Orangefärbung ergebenden und ausserdem einen auf Anthrachinon basierenden und eine Blaufärbung ergebenden Farbstoff umfasst und eine Schwarzfärbung ergibt.
S. Gemisch nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der Formel I des die Orangefärbung ergebenden Farbstoffs X Hydroxy bedeutet, und dass der die Blaufärbung ergebende Farbstoff der Formel nh.

COYAr
NH.

entspricht, worin Y Sauerstoff oder Schwefel oder eine Gruppe -NR-, in welcher R für Wasserstoff oder Niederalkyl steht, bedeutet.