EP0429607A1 - Elektrooptisches flüssigkristallsystem - Google Patents

Elektrooptisches flüssigkristallsystem

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Publication number
EP0429607A1
EP0429607A1 EP90908939A EP90908939A EP0429607A1 EP 0429607 A1 EP0429607 A1 EP 0429607A1 EP 90908939 A EP90908939 A EP 90908939A EP 90908939 A EP90908939 A EP 90908939A EP 0429607 A1 EP0429607 A1 EP 0429607A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid crystal
electro
groups
radical
atoms
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.)
Withdrawn
Application number
EP90908939A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Ulrich Finkenzeller
Dieter Dorsch
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.)
Merck Patent GmbH
Original Assignee
Merck Patent GmbH
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 Merck Patent GmbH filed Critical Merck Patent GmbH
Publication of EP0429607A1 publication Critical patent/EP0429607A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • C09K19/54—Additives having no specific mesophase characterised by their chemical composition
    • C09K19/542—Macromolecular compounds
    • C09K19/544—Macromolecular compounds as dispersing or encapsulating medium around the liquid crystal
    • 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
    • C09K19/38—Polymers
    • C09K19/3833—Polymers with mesogenic groups in the side chain
    • 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
    • C09K19/38—Polymers
    • C09K19/3833—Polymers with mesogenic groups in the side chain
    • C09K19/3842—Polyvinyl derivatives
    • C09K19/3852—Poly(meth)acrylate derivatives

Definitions

  • the invention relates to an electro-optic liquid crystal system containing nematic microdroplets which are embedded in a transparent matrix and which consist of a liquid crystal mixture, characterized in that the liquid crystal mixture has a value of> 40 mm 2 / s at 20 ° C. to increase the flow viscosity or more side chain polymers containing monomer units of the formula I,
  • P is a polymer main chain unit
  • Sp is an alkylene group with 1-20 C atoms, in which one or more non-adjacent CH ? - Groups can be replaced by -O-, -S- and / or -NR 2-, and
  • the liquid crystal mixture is first homogeneously mixed with monomers or oligomers of the matrix-forming material. Then the mixture is polymerized and induces the phase separation, between TIPS (te per- ature-induced phase separation), SIPS (solvent-induced phase "separation) and PIPS (polymerization-induced phase separation) a distinction is made (Mol. Cryst. Liq Cryst. Inc. Nonlin. Opt. 157 (1988) 427).
  • the liquid crystal mixture generally has a positive dielectric anisotropy ⁇ and a relatively high optical anisotropy ⁇ n and the ordinary refractive index is usually chosen so that it more or less coincides with the refractive index n "of the polymer matrix.
  • liquid-crystal mixtures are required which are characterized by a high clearing point, a wide nematic range and high UV and temperature stability.
  • LC mixtures are usually used, which consist of alkyl or alkoxycyanobiphenylene and terphenylene.
  • US 4,688,900 and EP 0272 585 describe the use of the liquid crystal mixture E8 (produced by BDH, Poole, Great Britain).
  • This liquid crystal mixture is distinguished by a relatively high value for the flow viscosity of 54 mm 2 / s and a very high value for the optical anisotropy ⁇ n of 0.247, but at the same time has a relatively low clearing point of only 72 ° C. If multinuclear polyphenyl compounds are added to the mixture to recover the clearing point, the result is an unchanged high or even higher value for the optical anisotropy ⁇ n.
  • High ⁇ n values on the one hand ensure strong light scattering in the opaque state, but on the other hand they cause the system to become cloudy in the switched state ("haze") and thus a significant deterioration in the electro-optical properties.
  • the object of the invention was to provide electro-optical liquid crystal systems which do not have the disadvantages of conventional systems mentioned above or only to a small extent. Surprisingly, it has now been found that this object can be achieved if liquid-crystal mixtures which contain one or more side-chain polymers are used for these systems.
  • the invention thus relates to an electro-optic liquid crystal system containing nematic microdroplets which are embedded in a transparent matrix and which consist of a liquid crystal mixture, characterized in that the liquid crystal mixture to increase the flow viscosity to values> 40 mm 2 / s at 20 ° C one or more side chain polymers containing monomer units of the formula I,
  • P is a polymer main chain unit
  • Sp is an alkylene group with 1-20 C atoms, in which one or more non-adjacent CH 9 groups can also be replaced by -O-, -S- and / or -NR 2-, and
  • RF CN or an unsubstituted or substituted by CN or by at least one halogen atom alkyl or alkenyl radical, each with 1-15 carbon atoms, wherein one or more non-adjacent CH 2 groups by O and / or S atoms and / or can be replaced by -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO- and / or -CO-S- groups,
  • a 1 , A 2 3 and A each independently of one another an a) 1,4-cyclohexylene radical, in which one or two are not adjacent
  • CH 2 groups can be replaced by O atoms, b) 1,4-phenylene radical, in which one or more CH groups by
  • N can be replaced, c) radical from the group 1,4-cyclohexenylene, piperidine-1,4-diyl, bicyclo (2,2,2) octylene, naphthalene-2,6-diyl, decahydronaphthalene-2,6-diyl , 1,2,3,4-tetrahydronaphthalene,
  • 1,3-cyclobutylene and thiadiazole-2,5-diyl where the radical b) can be ⁇ -substituted once or twice by F, Cl, CN and / or -CH-, and
  • n 0, 1, 2 or 3.
  • the invention furthermore relates to such electro-optical liquid crystal systems which apply an alternating voltage to the electrodes in order to generate an electrical field.
  • the invention relates to an electro-optical system in which the liquid crystal mixture contains at least one component selected from the group comprising III and IV,
  • the dielectric anisotropy of the electro-optical PDLC systems according to the invention is positive and is preferably ⁇ > 3.
  • the liquid crystal mixture can contain a pleochroic dye.
  • the invention further relates to corresponding liquid crystal mixtures and the use of these liquid crystal mixtures in electro-optical liquid crystal systems
  • the structure of the electro-optic liquid crystal systems according to the invention corresponds to the construction customary for such systems: the matrix in which the liquid crystal mixture is microdispersed or microencapsulated is arranged in a sandwich-like manner between the conductive electrodes, which are provided with corresponding supply lines. At least one of the electrodes is attached to a transparent substrate made of plastic, glass or a similar material, so that the system can be operated in transmissive or reflective mode.
  • the term customary construction is broad here and encompasses all modifications and modifications.
  • Preferred embodiments of the electro-optical liquid crystal systems according to the invention are NCAP films, PDLC films and plastic films produced by modified processes. Processes for producing these films are e.g. in US 3,935,337, US 4,688,900, US 4,673,255, US 4,671,618 and US 4,435,047. But other forms of execution of the invention are included.
  • liquid crystal mixture used in the electro-optic liquid crystal systems according to the invention.
  • Liquid-crystalline media which have a viscosity ⁇ > 40 mm 2 / s at 20 ° C. are used in the electro-optical liquid crystal systems according to the invention.
  • Liquid crystal mixtures with a viscosity ⁇ > 50 mm 2 / s at 20 ° C are particularly preferred, but very particularly those with ⁇ > 55 mm 2 / s at 20 ° C.
  • Such high viscosities are necessary in order to be able to switch these systems safely in flicker-free mode in AC operation.
  • liquid crystalline media used in these systems show a relatively high optical anisotropy between 0.05 and 0.22. Since a very high optical anisotropy ⁇ n on the one hand causes strong light scattering in the field-free state, but on the other hand also causes haze of the film in the switched state, a range between 0.05 and 0.20 is preferred for ⁇ n . ⁇ n is particularly preferably between 0.05 and 0.17, but the interval between 0.06 and 0.15 is very particularly favorable.
  • liquid crystalline media used in these systems have a high clearing point of
  • T c 75 ° C. This is especially for architectural. "outdoor” applications important. Clear points T c > 85 ° C. are particularly preferred.
  • the individual compounds of the formulas A-D or also other compounds which can be used in the electro-optical liquid crystal systems according to the invention are either known or they can be prepared analogously to known compounds.
  • Preferred liquid crystal solutions which can be used according to the invention contain a total of side chain polymers, in particular of formula I. They contain a total of preferred example 5-30, in particular 9-22 components. Liquid crystal mixtures which each contain at least one component of the formulas III and IV are particularly preferred. Those mixtures which contain at least one 4-alkyl- or 4-alkoxy-4 * -cyanobiphenyl are also preferred.
  • R 1 , R 2 , A 1 , A 2 , A 3 , Z 1 , Z 2 , P, Sp, B and n have the meaning given, unless expressly stated otherwise.
  • R preferably denotes an alkyl or alkenyl radical which is unsubstituted or substituted by at least one halogen atom, in which one or two non-adjacent CH 2 groups of these radicals are represented by O atoms and / or by -O-CO- , -CO-O and or -O-CO-O groups can be replaced.
  • Halogen is preferably F or Cl.
  • mesogenic radicals of the formula II are preferred, in which R denotes CN or F.
  • R is an alkyl radical or alkoxy radical, this can be straight-chain or branched. It is preferably straight-chain, has 2, 3, 4, 5, 6, 7 or 8 carbon atoms and accordingly preferably means ethyl, propyl, butyl, pentyl, hexyl, heptyl, octyl, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, hexoxy, Heptoxy or octoxy, and also methyl, nonyl, decyl, undecyl, dodecyl, tridecyl, tetradecyl, pentadecyl, methoxy, nonoxy, decoxy, undexocy, dodecoxy, tridecoxy or tetradecoxy.
  • R is an alkenyl radical
  • this can be straight-chain or branched. It is preferably straight-chain and has 2 to 10 carbon atoms. Accordingly, it means especially vinyl, prop-1 or prop-2-enyl, but-1-, 2- or but-3-enyl, pent-1-, 2-, 3- or pent-4-enyl, hex- 1-, 2-, 3-, 4- or hex-5-enyl, hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- or hept-6-enyl, oct-1-, 2-, 3 -, 4-, 5-, 6- or oct-7-enyl, non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- or non-8-enyl, dec-1- , 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- or Dec-9-enyl.
  • Branched groups of this type usually contain no more than one chain branch.
  • Formula II includes both the racemates of these compounds and the pure enantiomers and mixtures thereof.
  • the groups A 1, A2 and A3 each independently mean, preferably a 1,4-cyclohexylene radical, a 1,4-phenylene radical, a 2- or 3-fluoro-1,4-radical. phenylenre ⁇ t or a 2,3-difluoro-1,4-phenylene radical.
  • the groups Z 1 and Z2 are preferably -CO-O-,
  • the mesogenic radicals of the formula II preferably have only one group Z 1 or Z 2, which is different from a single bond.
  • a smaller group of mesogenic residues of the formula II are the following mesogenic residues of the formulas III to 114:
  • 1,4-phenylene and / or 1,4-cyclohexylene and Z means -COO-, -OCO-, CH 2 -CH_- or a single bond.
  • II 1, II 2, II 3 and II 4 means at least one of the groups A 1, A and A3 is a 1,4-cyclohexylene group.
  • all polymers whose chains have a certain flexibility can be used as the polymer backbone - (-P-). These can be linear, branched or cyclic polymer chains.
  • the degree of polymerization is normally at least 10, preferably 20-300. However, oligomers with 3 to 15, in particular with 4 to 7, monomer units are also suitable.
  • Polymers with C-C main chains in particular polyacrylates, methacrylates, ⁇ -halogen acrylates, ⁇ -cyanoacrylates, acrylamides, acrylonitriles or methylene malonates, are preferably used.
  • Polymers with heteroatoms in the main chain for example polyethers, esters, amides, imides or urethanes or in particular polysiloxanes, are also preferred.
  • alkylene groups with 2 to 20 C atoms which are linear or branched and in which one or more CH 2 groups are -O-, -S- and / or -NR, are particularly suitable as spacers - can be replaced.
  • spacers For example, the following can be considered as spacers:
  • liquid crystal systems in which the side chain polymers of the formula I are copolymers with different “rod-like” residues of the formula II, in particular those copolymers in which the one comonomer is a “rod-like” residue of the formula Ila in which RF or CN is (Co a), and the other comonomer is a radical of the formula IIb which has a radical R 1 other than F or CN (Co).
  • the ratio of the comonomers to one another is not critical, preferably between 10 parts and 1 part of comonomer (Co b) with 1 part of comonomer (Co a) are copolymerized with one another.
  • the side chain polymers to be used according to the invention are known or can be prepared by methods known per se (e.g. DE 27 22 589, DE 38 17 088).
  • liquid crystal mixtures which can be used according to the invention are prepared in a manner which is conventional per se.
  • the desired amount of the components used in a smaller amount is dissolved in the components which make up the main constituent, expediently at elevated temperature.
  • solutions of the components in an organic solvent e.g. in acetone, chloroform or methanol, and to remove the solvent after mixing, for example by distillation.
  • the dielectrics can also contain further additives known to the person skilled in the art and described in the literature. Electro-optical liquid crystal systems in which pleochroic dyes are added to the liquid crystal mixture in a weight percent range of 0-15% are preferred. The following examples are intended to illustrate the invention without restricting it.
  • Ch cholesteric phase
  • I Isotropic phase. Viscosity in mm 2 / s at 20 ° C
  • the number between two symbols indicates the transition temperature in degrees Celsius.
  • a mixture (A) consisting of
  • a mixture (C) consisting of
  • a TN cell with a layer thickness of 7.41 ⁇ m, filled with a mixture A (example 1), has the following threshold voltages at 20 ° C. and 60 Hz.
  • V 1Q 1.83 VV 50 2.13 VV 9Q 2.59 V.
  • the doping hardly affects the threshold voltage.
  • Example Id (98% mixture A, 2% side chain polymer 3,4-PCH-MA), produced by the process described in EP-0 272 582, is arranged in a matrix-like manner between conductive electrodes and can be switched to flicker-free by applying an AC voltage become.
  • the electro-optical liquid crystal systems according to the invention are characterized in that during the manufacture of the system there is no or only a slight interaction of the components of the liquid crystal mixture with the polymeric carrier material via polar groups.
  • the electro-optical liquid crystal systems according to the invention can be switched by applying a direct or alternating voltage.
  • an alternating voltage is preferably used which has an alternating voltage amplitude between 1 and 240 volts and an alternating voltage frequency between 10 Hz and 10 kHz. Amplitudes between 2 and 220 volts and frequencies between 20 and 120 Hz are particularly preferred.
  • the amplitude of the alternating voltage is very particularly preferably between 2 and 130 V.
  • the dielectric anisotropy of the liquid crystal mixture used is preferably positive ⁇ > 0 and in particular ⁇ > 3. Very high response voltages are observed for smaller values of the dielectric anisotropy ⁇ . Values ⁇ > 5 are particularly preferred.

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Description

Elektrooptisches Flüssigkristallsystem
Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Flüssig¬ kristallsystem, enthaltend nematische Mikrotröpfchen, die in eine durchsichtige Matrix eingebettet sind und die aus einer Flüssigkristallmischung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung zur Erhöhung der Fließviskosität auf Werte > 40 mm2/s bei 20 °C eine oder mehrere Seitenkettenpolymere enthaltend Monomereinheiten der Formel I,
-(-P-)- I
I Sp-B
worin
P eine Polymerhauptketteneinheit,
Sp eine Alkylengruppe mit 1-20 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH?- Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR 2- ersetzt sein können, und
B einen organischen "rod-like"-Rest bedeutet,
enthält. Derartige elektrooptische Flüssigkristallsysteme ent¬ halten nematische Mikrotröpfchen, die ein eine durch¬ sichtige Matrix eingebettet sind. Die Matrix ist sand¬ wichartig zwischen leitenden Elektroden angeordnet. Beispiele für diese Systeme sind NCAP- und PDLC-Filme (NCAP = nematic curvilinear aligned phases, PDLC = polymer dispersed liquid crystal). NCAP-Filme werden gewöhnlich dadurch erhalten, daß das verkapselnde poly- ere Material, wie z.B. Polyvinylalkohol, die Flüssig- kristallmischung und ein Trägermaterial, wie z.B. Wasser, in einer Kolloidmühle innig vermischt werden. Anschlie߬ end wird das Trägermaterial z.B. durch Trocknung entfernt. Ein entsprechendes Verfahren ist in US 4,435,047 beschrie¬ ben. Dagegen wird bei der z.B. in EP 0,272,582 und US 4,688,900 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 (te per- ature-induced phase Separation), SIPS (solvent-induced phase" Separation) und PIPS (polymerization-induced phase Separation) unterschieden wird (Mol. Cryst. Liq. Cryst. Inc. Nonlin. Opt. 157 (1988) 427).
Die Flüssigkristallmischung hat im allgemeinen eine posi- tive dielektrische Anisotropie Δε und eine relativ hohe optische Anisotropie Δn und der ordentliche Brechungsindex wird gewöhnlich so gewählt, daß er mit dem Brechungs¬ index n„ der polymeren Matrix mehr oder weniger zusammen¬ fällt.
Man beobachtet an diesen elektrooptischen Flüεεigkriεtall- εystemen einen elektrisch εchaltbaren Lichtstreuungseffekt. Ist keine Spannung an die Elektroden angelegt, wird auf- treffendes Licht an den statistisch ausgerichteten Flüssig- kristallmolekülen stark gestreut, das System ist undurch¬ sichtig. Beim Anlegen einer Spannung werden die Flüssig¬ kristallmoleküle parallel zum Feld und senkrecht zum E-Vekt des hindurchgehenden Lichts ausgerichtet. Wegen der Anpassu von n.^ an nQ sieht das auftreffende Licht jetzt ein optisch isotropes Medium und das System erscheint durchsichtig. In EP 0 272 585 ist eine andere Ausführungsform beschrieben, bei der der Brechungεindex n , den der Flüssigkristall bei vollständig statistischer Orientierung aufweist, an den Brechungsindex der Matrix ^ angepaßt ist. In diesem Fall ist das System im feldfreien Zustand durchsichtig, und es wird durch Anlegen einer Spannung in den opaken Zustand überführt.
Derartige Systeme sind vor allem für großflächige Anzeigen- εyste e, für architektonische Anwendungen (Fenster, Raum¬ teiler, Sonnendächer etc. ) und für Kraftfahrzeuge (Fenster, Sonnendächer etc.) vorgeschlagen worden. Sie können durch Anlegen einer Gleich- oder Wechselspannung geschaltet werden.
Da diese Systeme insbesondere auch für "outdoor"-Anwen¬ dungen vorgesehen sind, werden Flüssigkristallmiεchungen benötigt, die durch einen hohen Klärpunkt, einen weiten nematischen Bereich und eine hohe UV- und Temperatur- Stabilität gekennzeichnet sind.
In herkömmlichen elektrooptischen Flüssigkristallsystemen werden gewöhnlich LC-Mischungen eingesetzt, die aus Alkyl- oder Alkoxycyanobiphenylen und -terphenylen bestehen. So wi z.B. in US 4,688,900 und in EP 0272 585 die Verwendung der Flüssigkristallmischung E8 (hergestellt von BDH, Poole, Great Britain) beschrieben. Diese Flüεεigkriεtallmischung zeichnet sich durch einen relativ hohen Wert für die Flie߬ viskosität von 54 mm2/s und einen sehr hohen Wert für die optische Anisotropie Δn von 0,247 aus, hat jedoch gleich¬ zeitig einen relativ niedrigen Klärpunkt von nur 72 °C. Setzt man der Mischung mehrkernige Polyphenylverbindungen zur Erholung des Klärpunktes zu, resultiert ein unverän- dert hoher oder sogar höherer Wert für die optische Anisotropie Δn. Hohe Δn-Werte sorgen zwar einerseits für eine starke Lichtstreuung im opaken Zustand, anderer¬ seits jedoch bewirken sie eine Trübung des Systems im geschalteten Zustand ("haze") und damit eine deutliche Verschlechterung der elektrooptischen Eigenschaften.
Die in US 4,671,618 verwendete Flüssigkristallmischung E7 (hergestellt von BDH, Poole, Great Britain), die eben¬ falls aus Alkyl- und Alkoxycyanobiphenylen und -terphenylen besteht, weist zwar mit Δn = 0,225 eine etwas kleinere optische Anisotropie auf als E8, jedoch ist gleichzeitig der Klärpunkt Tc = 60,5 °C und die Fließviskosität η = 39 mm2/s bei 20 °C erheblich niedriger. Wird das System mit einer Wechselspannung angesteuert, ist jedoch die Verwendung einer hochviskosen Flüssigkristallmischung unerläßlich, da sonst insbesondere bei niederen bis mittleren Frequenzen eine flimmernde Anzeige resultiert.
Es besteht somit immer noch ein großer Bedarf an elektro¬ optischen Flüssigkriεtall-Syεtemen, die bei Anlegen einer Wechselspannung flimmerfrei geschaltet werden können und gleichzeitig eine relativ hohe optische Anisotropie Δn und einen hohen Klärpunkt Tc aufweisen.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, elektrooptische Flüssigkristall-Systeme bereitzustellen, die die oben angeführten Nachteile herkömmlicher Systeme nicht oder nur im geringen Maße aufweiεen. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man für diese Systeme Flüssigkristallmiεchungen, welche eine oder mehrere Seitenkettenpolymere enthalten, verwendet.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein elektrooptisches FlüssigkritallSystem, enthaltend nematische Mikrotröpf- chen, die in eine durchsichtige Matrix eingebettet sind und die aus einer Flüssigkristallmischung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmiεchung zur Erhöhung der Fließviskosität auf Werte > 40 mm2/s bei 20 °C eine oder mehrere Seitenkettenpolymere ent¬ haltend Monomereinheiten der Formel I,
-(-P-)- I
I Sp-B
worin
P eine Polymerhauptketteneinheit,
Sp eine Alkylengruppe mit 1-20 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH9- Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR 2- ersetzt sein können, und
B einen organischen "rod-like"-Rest bedeutet,
enthält.
Insbesondere sind solche elektrooptischen Flüssigkristall- Systeme Gegenstand der Erfindung, worin B einen Rest der Formel II bedeutet,
R1-(A1-Z1)n-A2-Z2-A3- II worin
R F, CN oder ein unsubstituierter oder durch CN oder durch mindestens ein Halogenatom substituierter Alkyl- oder Alkenylrest mit jeweils 1-15 C-Atomen, worin eine oder meh¬ rere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch O- und/oder S-Atome und/oder durch -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO- und/oder -CO-S- Gruppen ersetzt sein können,
Z 1 und Z2 jeweils unabhängig voneinander -CO-O-,
-0-CO-, -CH2CH2-, -CH20-, -OCH--, -C≡C- oder eine Einfachbinduhg,
A1, A2 3 und A jeweils unabhängig voneinander einen a) 1,4-Cyclohexylenrest, worin eine oder zwei nicht benachbarte
CH2-Gruppen durch O-Atome ersetzt sein können, b) 1,4-Phenylenrest, worin eine oder mehrere CH-Gruppen durch
N ersetzt sein können, c) Rest aus der Gruppe 1,4-Cyclohexenylen, Piperidin-1,4-diyl, Bicyclo(2,2,2)octylen, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin- 2,6-diyl, 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin,
1,3-Cyclobutylen und Thiadiazol-2,5-diyl, wobei der Rest b) ein- oder zweifach durch F, Cl, CN und/oder -CH- εubεtituiert εein kann, und
n 0, 1, 2 oder 3 bedeuten. Weiterhin sind solche elektrooptischen Flüssigkristall¬ systeme Gegenstand der Erfindung, die zur Erzeugung eines elektrischen Feldes eine Wechselspannung an die Elektroden gelegt werden.
Insbesondere Gegenstand der Erfindung ist ein elektro¬ optisches System, in welchem die Flüssigkristallmischung mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der III und IV umfassenden Gruppe enthält,
worin
R jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CO-, -COO-, -OOC- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, und
W oder bedeuten.
Dabei sind solche Systeme bevorzugt, die durch Anlegen einer Wechselspannung zwischen dem durchsichtigen und opaken Zustand geschaltet werden. Die dielektrische Anisotropie der erfindungsgemäßen elektrooptischen PDLC-Systeme ist positiv und beträgt bevorzugt Δε > 3. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Flüssigkristallmischung einen pleochroitischen Farb¬ stoff enthalten.
Gegenstand der Erfindung sind weiter entsprechende Flüssig kriεtallmischungen und die Verwendung dieser Flüssigkri¬ stallmischungen in elektrooptischen Flüssigkristallsysteme
Der Aufbau der erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssig¬ kristallsysteme entspricht der für derartige Systeme übli¬ chen Bauweise: die Matrix, in der die Flüssigkristall- mischung mikrodispergiert oder mikroverkapselt ist, ist sandwichartig zwischen den leitenden Elektroden, die mit entsprechenden Zuleitungen versehen sind, angeordnet. Zu¬ mindest eine der Elektroden ist auf einem durchsichtigen Substrat aus Plastik, Glas oder einem ähnlichen Material angebracht, so daß das System im transmissiven oder reflek ven Mode betrieben werden kann. Der Begriff übliche Bau¬ weise ist hier weit gefaßt und umschließt alle Abwandlun¬ gen und Modifikationen.
Bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen elektro optischen Flüssigkriεtallsysteme εind NCAP-Filme, PDLC?Fil und nach modifizierten Verfahren hergeεtellte Plastikfilme Verfahren zur Herstellung dieser Filme sind z.B. in US 3,935,337, US 4,688,900, US 4,673,255, US 4,671,618 und US 4,435,047 beschrieben. Aber auch andere Ausführungs formen der Erfindung sind umfaßt.
Ein wesentlicher Unterschied der erfindungsgemäßen elek¬ trooptischen Flüssigkriεtallεysteme zu den bisher üblichen besteht jedoch in der verwendeten Flüssigkristallmischung. In den erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkriεtall- systemen werden flüssigkristalline Medien eingesetzt, die eine Viskosität η > 40 mm2/s bei 20 °C aufweisen. Dabei sind Flüssigkristallmischungen mit einer Viskosität η > 50 mm2/s bei 20 °C besonders bevorzugt, ganz besonders jedoch die mit η > 55 mm2/s bei 20 °C. Derartige hohe Vis¬ kositäten sind erforderlich, um diese Systeme im Wechsel¬ spannungsbetrieb sicher flimmerfrei schalten zu können.
Weiter zeigen die in diesen Systemen verwendeten flüssig- kristallinen Medien eine relativ hohe optische Anisotropie zwischen 0.05 und 0.22. Da eine sehr hohe optische Ani¬ sotropie Δn zwar einerseits im feldfreien Zustand eine starke Lichtstreuung bewirkt, andererseits jedoch auch im geschalteten Zustand eine Trübung der Folie ("haze") verurεacht, ist für Δn ein Bereich zwischen 0,05 und 0,20 bevorzugt. Besonders bevorzugt liegt Δn zwischen 0,05 und 0,17, ganz besonderε günstig jedoch ist das Intervall zwischen 0,06 und 0,15.
Darüberhinaus haben die in diesen Systemen eingesetzten flüssigkristallinen Medien einen hohen Klärpunkt von
Tc > 75 °C. Dies ist insbesondere für architektonische. "outdoor"-Anwendungen wichtig. Beεonders bevorzugt sind Klärpunkte Tc > 85 °C.
Die einzelnen Verbindungen der Formeln A-D oder auch andere Verbindungen, die in den erfindungsgemäßen elek¬ trooptischen Flüssigkristallεystemen verwendet werden können, sind entweder bekannt oder sie können analog zu bekannten Verbindungen hergestellt werden.
Bevorzugte erfindungsgemäß verwendbare Flüssigkristall- ischungen enthalten insgesamt Seitenkettenpolymere insbesondere an Formel I. Sie enthalten insgesamt Vorzugs- weise 5-30, inεbeεondere 9-22 Komponenten. Besonders bevorzugt sind Flüssigkriεtallmischungen, die mindestens je eine Komponente der Formeln III und IV enthalten. Ferner sind diejenigen Mischungen bevorzugt, die mindestens ein 4-Alkyl- oder 4-Alkoxy-4*-cyanobiphenyl enthalten.
Vor- und nachstehend haben R1, R2, A1, A2, A3, Z1, Z2, P, Sp, B und n die angegebene Bedeutung, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes verwendet ist.
In den mesogenen Resten der Formel II bedeutet R bevor- zugt einen unsubstituierten oder durch mindestens ein Halogenatom substituierten Alkyl- oder Alkenylrest, worin eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen dieser Reste durch O-Atome und/oder durch -O-CO-, -CO-O- und oder -O-CO-O- Gruppen ersetzt sein können.
Halogen bedeutet vorzugsweise F oder Cl.
Ferner sind die mesogenen Reste der Formel II bevorzugt, worin R CN oder F bedeutet.
Falls R ein Alkylrest oder Alkoxyreεt bedeutet, εo kann dieser geradkettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er geradkettig, hat 2, 3, 4, 5, 6, 7 oder 8 C-Atome und bedeutet demnach bevorzugt Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Ethoxy, Propoxy, Butoxy, Pentoxy, Hexoxy, Heptoxy oder Octoxy, ferner Methyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tridecyl, Tetradecyl, Pentadecyl, Methoxy, Nonoxy, Decoxy, Undexocy, Dodecoxy, Tridecoxy oder Tetradecoxy.
Oxaalkyl bedeutet vorzugsweise geradkettiges 2-Oxapropyl (= Methoxymethyl), 2- (= Ethoxymethyl) oder 3-Oxabutyl (= 2-Methoxyethyl), 2-, 3- oder 4-0xapentyl, 2-, 3-, 4- oder 5-Oxahexyl, 2-, 3-, 4-, 5- oder 6-Oxaheptyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder 7-Oxaoctyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder 8-Oxanonyl, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder 9-Oxadecyl.
Falls R einen Alkenylrest bedeutet, so kann dieser gerad- kettig oder verzweigt sein. Vorzugsweise ist er gerad¬ kettig und hat 2 bis 10 C-Atome. Er bedeutet demnach besonders Vinyl, Prop-1- oder Prop-2-enyl, But-1-, 2- oder But-3-enyl, Pent-1-, 2-, 3- oder Pent-4-enyl, Hex-1-, 2-, 3-, 4- oder Hex-5-enyl, Hept-1-, 2-, 3-, 4-, 5- oder Hept-6-enyl, Oct-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6- oder Oct-7-enyl, Non-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7- oder Non-8-enyl, Dec-1-, 2-, 3-, 4-, 5-, 6-, 7-, 8- oder Dec-9-enyl.
Verzweigte Gruppen dieser Art enthalten in der Regel nicht mehr als eine Kettenverzweigung. Bevorzugte ver- zweigte Reste R sind Isopropyl, 2-Butyl (= 1-Methyl- propyl), Isobutyl (= 2-Methylpropyl), 2-Methylbutyl, Isopentyl (= 3-Methylbutyl), 2-Methylpentyl, 3-Methyl- pentyl, 2-Ethylhexyl, 2-Propylpentyl, 2-Octyl, Isopropoxy, 2-Methylpropoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 2-Methyl- pentoxy, 3-Methylpentoxy, 2-Ethylhexoxy, 1-Methylhexoxy, 2-Octyloxy, 2-Oxa-3-methylbutyl, 3-Oxa-4-methylpentyl, 4-Methylhexyl, 2-Nonyl, 2-Decyl, 2-Dodecyl, 6-Methyl- octoxy, 6-Methyloctanoyloxy, 5-Methylheptyloxycarbonyl, 2-Methylbutyryloxy, 3-Methylvaleryloxy, 4-Methylhexanoyl- oxy, 2-Chlorpropionyloxy, 2-Chlor-3-methylbutyryloxy,
2-Chlor-4- methylvaleryloxy, 2-Chlor-3-methylvaleryloxy, 2-Methyl-3-oxapentyl, 2-Methyl-3-oxahexyl.
Die Formel II umfaßt sowohl die Racemate dieser Ver¬ bindungen als auch die reinen Enantiomeren sowie deren Gemische. In den mesogenen Resten der Formel II bedeuten jeweils unabhängig voneinander die Gruppen A 1, A2 und A3 vor¬ zugsweise einen 1,4-Cyclohexylenrest einen 1,4-Phenylen- reεt, einen 2- bzw. 3-Fluor-l,4-phenylenreεt oder einen 2,3-Difluor-l,4-phenylenrest.
Die Gruppen Z 1 und Z2 bedeuten vorzugsweise -CO-O-,
-O-CO-, -CH2CH2- oder eine Einfachbindung. Vorzugsweise weisen die mesogenen Reste der Formel II nur eine Gruppe Z 1 oder Z2, die von einer Einfachbindung verschieden ist, auf.
Unter den mesogenen Resten der Formel II und allen ihren Teilformeln sind diejenigen bevorzugt, in denen mindestens einer der darin enthaltenen Reste eine der angegebenen bevorzugten Bedeutungen hat.
Eine kleinere Gruppe von mesogenen Resten der Formel II sind die folgenden mesogenen Reste der Formeln III bis 114:
1 2 2 3 R -A -Z -A - III
1 1 1 2 2 3 R -A -Z -A -Z -A - 112
1 1 1 1 1 2 2 3 R -A -Z -A -Z -A -Z -A - 113
R1-A1-21_A1-Z1-A1_Z1_A2_Z _A3_ I I4
Darunter sind diejenigen der Formel III besonders be- vorzugt, insbesondere diejenigen worin A 2 und A3
1,4-Phenylen und/oder 1,4-Cyclohexylen und Z -COO-, -OCO-, CH2-CH_- oder eine Einfachbindung bedeutet.
Insbesondere bevorzugt sind solche Seitenkettenpolymere der Formel I, worin im mesogenen Rest der Formeln II,
II 1, II 2, II 3 und II 4 mindestens eine der Gruppen A 1, A und A3 eine 1,4-Cyclohexylengruppe bedeutet. Als polymeres Rückgrat - (-P-) - kommen prinzipiell alle Polymeren in Frage, deren Ketten eine gewisse Flexibilität aufweisen. Es kann sich hierbei um lineare, verzweigte oder cyclische Polymerketten handeln. Der Polymerisations- grad beträgt normalerweise mindestens 10, vorzugsweise 20-300. Es kommen jedoch auch Oligomere mit 3 bis 15, insbesondere mit 4 bis 7 Monomereinheiten, in Frage.
Vorzugsweise werden Polymere mit C-C-Hauptketten, ins¬ besondere Polyacrylate, -methacrylate, -α-halogen- acrylate, -α-cyanacrylate, -acrylamide, -acrylnitrile oder -methylenmalonate eingesetzt. Weiterhin bevorzugt sind auch Polymere mit Heteroatomen in der Hauptkette, beispielsweise Polyether, -ester, -amide, -imide oder -urethane oder insbesondere Polysiloxane.
Bei den erfindungsgemäßen Polymeren der Formel I kommen als Spacer vor allem Alkylengruppen mit 2 bis 20 C-Atomen in Betracht, die linear oder verzweigt und in denen eine oder mehrere CH2-Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR - ersetzt sein können.
Beispielsweise kommen als Spacer in Betracht:
Ethylen, Propylen, Butylen, Pentylen, Hexlen, Octylen, Decylen, Undecylen, Dodecylen, Octadecylen, Ethylenoxy- ethylen, Methylenoxybutylen, Ethylenthioethylen, Ethylen-N-methyliminoethylen oder 1-Methylalkylen.
Weiterhin bevorzugt sind solche Flüssigkristallsysteme, worin die Seitenkettenpolymere der Formel I Copoly- merisate mit verschiedenen "rod-like"-Resten der Formel II darstellen, insbesondere solche Copolymeri- sate, worin das eine Comonomer einen "rod-like"-Rest der Formel Ila aufweist, worin R F oder CN bedeutet (Co a), und das andere Comonomer einen Rest der Formel Ilb, welches einen von F oder CN verschiedenen Rest R1 aufweist (Co ).
Das Verhältnis der Comonomere zueinander ist dabei un- kritisch, es werden vorzugsweiεe zwischen 10 Teilen und 1 Teil an Comonomer (Co b) mit 1 Teil an Comonomer (Co a) miteinander copolymerisiert.
Die erfindungsgemäß einzusetzenden Seitenkettenpolymere sind bekannt oder können nach an sich bekannten Methoden hergestellt werden (z.B. DE 27 22 589, DE 38 17 088).
Die Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Flüsεig- 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 gelöεt, zweckmäßig bei erhöhter Temperatur. Es iεt auch möglich, Lösungen der Komponenten in einem organischen Lösungsmittel, z.B. in Aceton, Chloroform oder Methanol, zu mischen und das Lösungsmittel nach Durchmischung wieder zu entfernen, beispielsweise durch Destillation.
Die Dielektrika können auch weitere, dem Fachmann be¬ kannte und in der Literatur beschriebene Zusätze enthal¬ ten. Elektrooptische Flüssigkristallsysteme, bei denen der Flüssigkristallmischung pleochroitische Farbstoffe in einem Gewichtsprozentbereich von 0-15 % zugesetzt sind, sind bevorzugt. Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung erläutern, ohne εie zu begrenzen.
Es bedeuten:
Glasartiger Zustand, Kristallin-fester Zustand, smektische Phase (der Index kennzeichnet der Phasen¬ typ),
N: nematische Phase,
Ch: cholesterische Phase,
I: Isotrope Phase. Viskosität in mm2/s bei 20 °C
3 , 4-PCH-MA Poly-[4-(4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- phenyloxy)-butyl-methacrylat 3 , 6-PCH-MA Poly-[6-(4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- phenyloxy)-hexyl]-methacrylat 5 , 4-PCH-MA Poly-[4-(4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)- phenyloxy)-butyl]-methacrylat 3 , 1 , 4-CCH-MA Poly-[4-(trans,trans-4'-Propylbicyclo- hexyl-4-ylmethyl)-butyyl]-methacrylat
( 3 , 4-PCH/ N-4K ) -MA Poly-[4-(4-(trans-4-Propylcyclohexyl)- phenyloxy)-butyl]-CO-[4-(4'-cyanobi- phenyl-4-yl)-butyl]-methacrylat
Die zwischen zwei Symbolen stehende Zahl gibt die Umwand¬ lungstemperatur in Grad Celsius an.
Die angegebenen Prozentzahlen sind Gewichtsprozente , Beispiel 1
Eine Mischung (A) bestehend aus
18 % p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
14 % p-(trans-4-Butylcyclohexyl)-benzonitril 25 % p-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
15 % p-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
7 % 4-Cyano-4'-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl 6 % 4-Cyano-4' '-pentyl-p-terphenyl
8 % p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-phenyl-(trans-4- butylcyclohexan)carbonsäureester
und eine Mischung (B) bestehend aus
5 % p-(trans-4-Ethylcyclohexyl)-benzonitril 15 % p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril 11 % p-(trans-4-Butylcyclohexyl)-benzonitril 21 % p-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
11 % p-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
5 % trans-l-p-Ethylphenyl-4-propylcyclohexan
12 % 4-Ethyl-4'-(trans-4-propylcyclohexyl)-biphenyl 10 % 4-Ethyl-4'-(trans-4-pentylcyclohexyl)-biphenyl 4 % 4-(trans-4-Propylcyclohexyl)-4'-(trans-4-propyl- cyclohexyl)-biphenyl
6 % 4-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-4'-(trans-4-propyl- cyclohexyl)-biphenyl
werden jeweils mit unterschiedlichen Mengen eines Seitenkettenpolymers versetzt. Wie aus Tabelle I zu entnehmen ist, wird die Viskosität stark erhöht, wäh¬ rend sich die übrigen physikalischen Parameter kaum ändern. Tabelle I
Beispiel Mischung Seitenketten- Δn Viskosität Klärpunkt (%) polymer (20 °C) (°C) Δε 3,4-PCH-MA (%) mm/sec2 la 100 (A) 0 0 , 1426 30 92 + 11, lb 99,5 (A) 0,5 0,1442 34 85 + 11, lc 99,0 (A) 1,0 0 , 1439 40 85 + 11, ld 98,0 (A) 2,0 0,1436 73 84 + 11, le 95,0 (A) 5,0 0,1417 320 83 + 11, lf 90,0 (A) 10,0 0,1388 - 81 + 11, lg 100 (B) 0 0,1322 21 85 + 10, lh 99,5 (B) 0,5 0,133 31 78,5 + 9, li 99,0 (B) 1,0 0,133 40 78,6 + 9, ij 98,0 (B) 2,0 0,132 67 73,4 + 9, lk 95,0 (B) 5,0 0,131 186 73,0 + 9,
11 90,0 (B) 10,0 0,128 944 74,4 + 8,
Beispiel 2
Eine Mischung (C) bestehend aus
12 % p-(trans-4-Propylcyclohexyl)-benzonitril
18 % p-(trans-4-Pentylcyclohexyl)-benzonitril
12 % p-(trans-4-Heptylcyclohexyl)-benzonitril
11 % trans,trans-4'-Propyl-4-cyanobicyclohexyl
13 % trans,trans-4'-Butyl-4-cyanobicyclohexyl
10 % trans,trans-4*-Pentyl-4-cyanobicyclohexyl
6 % trans,trans-4'-Heptyl-4-cyanobicyclohexyl
6 % trans,trans-4'-Propylbicyclohexyl-4-carbonsäure- (p-(trans-4-propylcyclohexyl)-phenyl)-ester
6 % trans,trans-4'-Propylbicyclohexyl-4-carbonsäure- (p-(trans-4-butylcyclohexyl)-phenyl)-ester
6 % trans,trans-4*-Propylbicyclohexyl-4-carbonsäure- (p-(trans-4-pentylcyclohexyl)-phenyl)-ester wird jeweils mit 5 % verschiedener Seitenkettenpolymere versetzt. Wie aus Tabelle II zu entnehmen ist, wird die Viskosität stark erhöht, während sich die übrigen phy¬ sikalischen Parameter kaum ändern.
Tabelle II
Beispiel Seitenkettenpcilymer Viskosität An Klärpunkt Δε (10 °C) (°C) mm/sec2
2a - 42 0,0937 96 7,
2b 3,6-PCH-MA 529 0,0930 82,1 7,
2c 3,4-PCH-MA 257 0,0932 82,0 7,
2d (3,4-PCH/N-4K- •)MA* 374 0,0939 82,9 7,
In diesem Copolymer liegt das Verhältnis der beiden Comonomere [4-(4-(trans-4-Propylcyclohexyl)phenyl- oxy)-butyl]-metacrylat (3,4-PCH-MA) und [4-(4'- cyanobiphenyl-4-yl)-butyl]-methacrylat (N-4K-MA) bei 4 zu 1.
Beispiel 3
Ein TN-Zelle mit einer Schichtdicke von 7,41 μm, gefüllt mit einer Mischung A (Beispiel 1), weist bei 20 °C und 60 Hz folgende Schwellenεpannungen auf.
V5Q 2,11 V Vgo 2,65 V. Die nach Beispiel ld mit 2,0 % des Seitenkettenpolymers 3,4-PCH-MA dotierten Mischungen führen zu folgenden Schwellenspannungen:
V1Q 1,83 V V50 2,13 V V9Q 2,59 V.
Somit wirkt sich die Dotierung kaum auf die Schwellen¬ spannung auf.
Beispiel 4
Ein elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach
Beispiel ld (98 % Mischung A, 2 % Seitenkettenpolymer 3,4-PCH-MA), hergestellt nach dem in EP-0 272 582 be¬ schriebenen Verfahren, wird zwischen leitenden Elek¬ troden matrixartig angeordnet und kann durch Anlegen einer WechselSpannung flimmerfrei geschaltet werden.
Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall- Systeme zeichnen sich dadurch aus, daß während der Her¬ stellung des Systems keine oder nur eine geringe Wechsel¬ wirkung der Komponenten der Flüssigkristallmischung mit dem polymeren Trägermaterial über polare Gruppen zu¬ stande kommt.
Die erfindungsgemäßen elektrooptischen Flüssigkristall- Systeme können durch Anlegen einer Gleich- oder Wechsel¬ spannung geschaltet werden. Bevorzugt jedoch wird eine Wechselspannung verwendet, die eine Wechselspannungsampli- tude zwischen 1 und 240 Volt und eine Wechselspannungsfre¬ quenz zwischen 10 Hz und 10 kHz aufweist. Besonders bevor¬ zugt sind Amplituden zwischen 2 und 220 Volt und Frequen zen zwischen 20 und 120 Hz. Ganz besonders bevorzugt liegt die Amplitude der WechselSpannung zwischen 2 und 130 V. Die dielektrische Anisotropie der verwendeten Flüssig¬ kristallmischung ist vorzugsweise positiv Δε > 0 und insbesondere Δε > 3. Für kleinere Werte der dielektri¬ schen Anisotropie Δε werden sehr hohe Ansprechspannungen beobachtet. Besonders bevorzugt sind Werte Δε > 5.

Claims

Patentansprüche
1. Elektrooptis hes Flüsεigkriεtallεystem, enthaltend nematische Mikrotropfchen, die in eine durchsichtige Matrix eingebettet sind und die aus einer Flüssig- kristallmiεchung bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung zur Erhöhung der Fließviskoεität auf Werte > 40 mm2/s bei 20 °C eine oder mehrere Seitenkettenpolymere enthaltend Monomereinheiten der Formel I,
-(-.p-)-- I
I Sp-B
worin
P eine Polymerhauptketteneinheit,
Sp Eine Alkylengruppe mit 1-20 C-Atomen, worin auch eine oder mehrere nicht benachbarte CH«- Gruppen durch -O-, -S- und/oder -NR 2- ersetzt sein können, und
B einen organischen "rod-like"-Rest bedeutet,
enthält. 2. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach An¬ spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß B einen Rest der Formel II bedeutet,
1 1 1 7 7 ~ R -(A -Zx)n-A -Z -A - II
worin
R F, CN oder ein unsubstituierter oder durch CN oder durch mindestens ein Halogenatom εubstituierter Alkyl- oder Alkenylrest mit jeweils 1-15 C-Atomen, worin eine oder meh- rere nicht benachbarte CH2-Gruppen durch
O- und/oder S-Atome und/oder durch -CO-, -O-CO-, -CO-O-, -O-CO-O-, -S-CO- und/oder -CO-S- Gruppen ersetzt sein können,
Z und _ " jeweils unabhängig voneinander -CO-O-, -O-CO-, -CH2CH2-, -OE O-, -OCH2-, -C≡C- oder eine Einfachbindung,
A1, A2 3 und A jeweils unabhängig voneinander einen a) 1,4-Cyclohexylenreεt, worin eine oder zwei nicht benachbarte
CH2-Gruppen durch O-Atome ersetzt sein können, b) 1 ,4-Phenylenrest, worin eine oder mehrere CH-Gruppen durch N ersetzt sein können, c) Rest aus der Gruppe 1,4-Cyclohexenylen, Piperidin-1, -diyl, Bicyclo(2,2,2)octylen, Naphthalin-2,6-diyl, Decahydronaphthalin- 2,6-diyl, 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin, 1,3-Cyclobutylen und Thiadiazol-2,5-diyl, wobei der Rest b) ein- oder zweifach durch F, Cl, CN und/oder -CH_ substituiert sein kann, und
n 0, 1, 2 oder 3 bedeuten.
3. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem, nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Seitenkettenpolymere Monomereinheiten mit verschiedenen "rod-like"-Resten der Formel II ent¬ hält.
4. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach An¬ spruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Seiten- kettenpolymer mindestens einen "rod-like"-Rest der Formel II,
worin
R1 F oder CN
bedeutet,
und mindestens einen "rod-like"-Rest der Formel II,
worin
R ein unsubstituierter oder durch CN oder minde- stens ein Halogenatom substituierter Alkyl- oder Alkenylrest mit jeweils 1-15 C-Atomen, worin eine oder mehrere CH2-Gruppen durch O- oder S-Atome oder durch -O-CO- oder -CO-O- ersetzt sein können, bedeutet,
enthält. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach einem der Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung eines elektrischen Feldeε eine Wechsel¬ spannung an die Elektroden gelegt wird.
Elektrooptisches System nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Flüεsigkristallmischung mindestens eine Komponente, ausgewählt aus der III und IV umfasεenden Gruppe enthält,
worin
R jeweils unabhängig voneinander eine Alkylgruppe mit 1-15 C-Atomen, worin auch eine oder zwei nicht benachbarte CH2-Gruppen durch -O-, -CO-,
-COO-, -OOC- und/oder -CH=CH- ersetzt sein können, und
W - H \- oder - O \- bedeuten.
7. Elektrooptisches Flüssigkristallεyεtem nach minde- εtens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Flüεεigkriεtallmiεchung eine di¬ elektrische Anisotropie Δε>3 aufweist. 8. Elektrooptisches Flüssigkristallsystem nach minde¬ stens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Flüssigkristallmischung einen pleochroitischen Farbstoff enthält.
9. Flüssigkristallmischung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 8.
10. Verwendung einer Flüssigkristallmischung nach min¬ destens einem der Ansprüche 1 bis 4 und 6 bis 6 in einem elektrooptischen Flüssigkristallsystem.
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