CH634596A5 - Composition de cristaux liquides pour dispositif d'affichage electro-optique a contraste eleve. - Google Patents

Composition de cristaux liquides pour dispositif d'affichage electro-optique a contraste eleve. Download PDF

Info

Publication number
CH634596A5
CH634596A5 CH1157578A CH1157578A CH634596A5 CH 634596 A5 CH634596 A5 CH 634596A5 CH 1157578 A CH1157578 A CH 1157578A CH 1157578 A CH1157578 A CH 1157578A CH 634596 A5 CH634596 A5 CH 634596A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
composition according
alkyl
fluorescent compound
carbon atoms
compound
Prior art date
Application number
CH1157578A
Other languages
English (en)
Inventor
Mortimer M Labes
Original Assignee
Univ Temple
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 Univ Temple filed Critical Univ Temple
Publication of CH634596A5 publication Critical patent/CH634596A5/fr

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/36Steroidal liquid crystal compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C49/00Ketones; Ketenes; Dimeric ketenes; Ketonic chelates
    • C07C49/92Ketonic chelates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13731Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on a field-induced phase transition
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/137Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13762Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering containing luminescent or electroluminescent additives
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/08Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings
    • C09K19/10Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings
    • C09K19/12Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least two non-condensed rings containing at least two benzene rings at least two benzene rings directly linked, e.g. biphenyls
    • C09K2019/121Compounds containing phenylene-1,4-diyl (-Ph-)
    • C09K2019/125Ph-Ph-Ph-Ph-Ph or more Ph rings

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

La présente invention concerne des compositions pour dispositifs d'affichage à cristaux liquides. Les dispositifs d'affichage
O
à cristaux liquides ont de plus en plus d'applications. Jusqu'ici, les dispositifs d'affichage à cristaux liquides avaient une visibilité limitée dans des conditions d'éclairage autres que celles pour 3o lesquelles ils étaient conçus. Un dispositif d'affichage à cristaux liquide souple, que l'on peut discerner plus facilement dans des conditions d'éclairage diverses, permettrait d'accroître l'utilité de l'affichage et d'élargir son champ d'utilisation pratique. La présente invention a pour objet de prévoir des compositions 35 pour ce type de dispositif d'affichage et, plus particulièrement, pour des dispositifs d'affichage visibles dans l'obscurité.
Parmi les compositions de l'art antérieur figure la composition qui est décrite dans le brevet des E.U.A. no 3 844 637 au nom de Masi et autres. Dans cette composition, un matériau 40 fluorescent est mélangé à des cristaux liquides nématiques. Ce matériau fluorescent est un matériau fluorescent organique approprié. Toutefois, comme cela est indiqué dans la colonne 2, lignes 38 à 42 du brevet indiqué ci-dessus, «les molécules du matériau fluorescent se lient et s'alignent elles-mêmes avec les 45 molécules de cristal liquide et n'ont aucun effet optique, ou ont un effet optique faible, en l'absence de champ électrique». La composition décrite dans le brevet de Masi et autres nécessite aussi l'utilisation d'une paire de polariseurs pour orienter la transmission optique et maximiser le contraste. Compte tenu de so ce qui précède, il est clair que la composition de Masi et autres ne peut être utilisée qu'avec de la lumière polarisée et des additifs fluorescents polaires.
Le brevet des E.U.A. no 3 960 753 au nom de Larrabee décrit également une composition qui comprend dans un état au 55 moins une phase de cristaux liquides. Des additifs fluorescents, parmi lesquels figurent le chelate d'europium, sont également inclus, mais la fluorescence semble être seulement marginale dans la phase cristalline liquide. Le matériau fluorescent de Larrabee se trouve à l'état dissous et, selon celui-ci, son «intensité 60 fluorescente visible dépend de la phase ou de l'orientation du solvant cristallin liquide» (colonne 1, lignes 7-10). Mais d'après les données de Larrabee et l'article intitulé «Fluorescent Switch-ing by Means of Liquid Crystals», de la revue RCA, vol. 34, juin 1973 (pages 329-335), sur le même sujet, il apparaît clairement 65 que les systèmes de Larrabee conviennent seulement pour les dispositifs thermo-optiques, c'est-à-dire pour les dispositifs dans lesquels une variation de température induit un changement de phase qui se traduit par un affichage visible.
3
634 596
Plus apparentés à la présente invention sont le dispositif d'affichage et la composition d'affichage décrits et brevetés par White et Taylor (brevet des E.U.A. no 3 833 287 et Journal of Applied Physics, vol 45, no 11, page 4718, novembre 1974). Lorsque le dispositif d'affichage de White et Taylor est à l'état cholestérique («état d'extinction»), les molécules de colorant additif et la matrice absorbent la lumière ayant n'importe quelle polarisation; à «l'état de non-extinction» beaucoup moins de lumière est absorbée à cause de l'alignement homéotrope dans lequel l'axe long de la molécule de colorant et la matrice sont perpendiculaires au vecteur champ électrique et par conséquent présentent une absorption minimum. Là encore, la visibilité du dispositif d'affichage dépend de l'orientation des molécules de colorant du cristal liquide. De plus, les colorants de White et Taylor ne sont pas fluorescents. Néanmoins, White et Taylor font appel à un changement de phase cholestérique nématique induit par un champ électrique comme base d'un dispositif d'affichage.
La présente invention fait de même appel à une transition de phase cholestérique nématique induite électriquement, mais en combinaison avec un composé fluorescent ayant une forte émis-sivité. Contrairement à Masi, Larrabee, White et Taylor, la polarisation de l'absorption de la molécule fluorescente n'est pas nécessaire.
La présente invention a pour but de prévoir une composition de cristaux liquides, qui subit une transition de phase cholestérique nématique induite électriquement. La composition comprend un additif fluorescent qui est excité par de la lumière ultraviolette diffusée fortement dans l'état «d'extinction» de la composition de cristaux liquides, et non dans l'état induit électriquement. Un bon contraste dans les caractéristiques de diffusion de la lumière de la composition est alors obtenu et la composition peut ainsi être employée dans des dispositifs d'affichage électro-optiques perfectionnés, en particulier dans des dispositifs d'affichage qui peuvent être observés dans l'obscurité. L'additif fluorescent doit être un composé qui est fluorescent et solu-ble dans les cristaux liquides, et qui renforce sensiblement le contraste de la composition de cristaux liquides lors de la transition de phase induite électriquement, pendant une observation dans l'obscurité, ou dans des conditions de faible éclairage ambiant.
Dans un mode de réalisation particulier de la présente invention, la composition comprend comme composition de cristaux liquides le p-n-pentyl-p'-cyanobiphényle (CPB) dopé avec divers additifs possédant le pouvoir rotatoire tel que le nonanoate de cholestéryle (CN), le chlorure de cholestéryle (CC) et l'ester d-2-octylique de l'acide 4-(4-n-hexyloxybenzo-y!oxy)-benzoïque. La molécule fluorescente particulière est un chélate d'europium (III), en particulier le thénoyltrifluoroacétonate d'europium (EuTTA). Avec du EuTTA dans des mélanges de CN-CPB à des températures et des épaisseurs de cellule diverses, une vaste gamme de contrastes a été obtenue, comme cela est représenté dans le tableau 1. En général, le taux de contraste est une fonction du pas ainsi qu'une fonction de la concentration d'EuTTA, comme cela est indiqué dans le tableau 1. Des compositions ayant un pas et des taux de contrastes variables ont été obtenus. Le taux de constraste maximum obtenu avec la composition précédente est jusqu'à présent d'environ 9.
La présente invention dépend d'un effet de changement de phase cholestérique nématique comprenant un agent fluorescent ayant une forte émissivité, mais ne présentant pas nécessairement une absorption ou une émission polarisée. Dans une telle composition, l'état «d'extinction» absorbe davantage le rayonnement d'excitation que l'état «de non-extinction». Ainsi l'émission à l'état d'extinction est très intense et est réduite à l'état de non-extinction et de non diffusion dans des rapports aussi élevés que 9:1. Par rapport aux additifs fluorescents de l'art antérieur dans des compositions de cristaux liquides, les additifs selon la présente invention n'ont pas besoin d'absorption ou d'émission polarisée. De fait, les chélates d'europium +3 utilisés dans le mode particulier de réalisation de la présente 5 invention ont des coordinats symétriques distribués autour de l'ion du noyau et ne présentent qu'une polarisation nulle ou très faible soit à l'absorption, soit à l'émission. Cependant de tels composés agissent fortement sur des molécules organiques et ont été utilisés, par exemple, dans la spectroscopie par résonan-ioce magnétique nucléaire comme «réactif de déplacement». Le EuTTA utilisé dans le mode particulier de réalisation de la présente invention est très fluorescent, avec un pic d'émission pour environ 612 nm, lorsqu'il est excité en ultraviolet, avec une excitation maximum pour environ 360 nm. D'autres additifs peu-15 vent aussi être utilisés, tels que les chélates de terbium (III) qui présentent une fluorescence dans le vert. Si l'on se réfère plus particulièrement à la composition du mode particulier de réalisation de la présente invention, on notera que le p-n-pentyl-p'-cyanobiphényle seul est fluorescent, une excitation comprise 20 entre 240 et 360 nm produisant une fluorescence comprise entre 330 et 450 nm, avec un maximum pour 370 nm. Cependant, dans le p-n-pentyl-p'-cyanobiphényle seul, il y a une polarisation importante de la fluorescence entre molécules de p-n-pen-tyl-p'-cyanobiphényle alignées de façons homogène et homéo-25 trope. A cause de l'intensité de la fluorescence, de la longueur d'onde et du taux de contraste dans le p-n-pentyl-p'-cyanobi-phényle seul, celui-ci ne convient pas pour un dispositif d'affichage. Du p-n-pentyl-p'-cyanobiphényle contenant du EuTTA peut passer électriquement d'une configuration homogène à une 30 configuration homéotrope, mais un faible contraste, ou aucun contraste, n'est observé pour une fluorescence dans le rouge.
Une modification de cette composition par addition d'une molécule cholestérique telle que le nonanoate de cholestéryle provoque une diffusion intense de la lumière incidente dans 35 l'état initial d'extinction, ce qui démontre la nécessité d'un changement de phase cholestérique nématique comme base des forts contrastes qui peuvent être obtenus avec les compositions selon la présente invention.
Lors d'essais sur les compositions utilisées dans la présente 40 invention, des cellules construites en verre revêtu d'oxyde d'é-tain avec des entretoises en produit dit Mylar sont placées dans un logement en laiton à température contrôlée de conception classique, comme cela est décrit, par exemple, dans le Journal ôf Chemistry and Physics, vol 56, page 3308 (1972) par Teucher, 45 Ko et Labes. Lors des essais, la fluorescence fut observée à la fois dans le mode d'émission et dans le mode de réflection. Dans le mode de réflection, une lumière incidente d'excitation (venant soit d'un&lampe Xénon par l'intermédiaire d'un mono-chromateur à réseau fabriqué par la société dite Bausch et Lomb 50 qui a un intervalle spectral d'environ 15 nm, soit d'une lampe longue à ultraviolets fabriquée par la société dite Edmund Scientific) formait un angle de 60° avec la surface de l'échantillon, et la fluorescence fut mesurée sous un angle de 30° par rapport à la surface avec un monochromateur fabriqué par la 55 société Heath (sous la référence EU 700) et un photomultiplicateur fabriqué par la société RCA (sous la référence IP 21).
A titre d'illustration, les résultats des différentes concentrations de EuTTA dans les mélanges de nonanoate de cholestéryle et de p-n-pentyl-p'-cyanobiphényle à des températures et des 60 épaisseurs de cellule différentes sont indiquées dans le tableau 1. Comme on pouvait s'y attendre, le taux de contraste varie en fonction du pas et de la concentration de EuTTA. Les caractéristiques principales sont typiques de celles de tout dispositif cho-lestérique/nématique, c'est-à-dire que plus le pas (P) est petit, 65 plus grand est le champ critique (Ec) nécessaire, selon des relations connues.
En général, le matériau nématique utilisé dans la présente invention ne doit pas avoir une absorption ultraviolette impor-
634 596
4
tante et doit être stable aux ultraviolets. Des exemples sont les: p-alkyles.ou p-alkoxy-p'-cyanobiphényles et des mélanges de ■ ceux-ci ; les phényl cyclohexanes à substitution cyano-alkyle, par exemple:
R OU R0-
O
-CN
des esters constitués de benzoyle et de benzoyloxybenzoates substitués et des mélanges de ceux-ci; des acides 4-(trans-4-
alkyl ou alkyloxycyclohexyl) carboxyliques et des mélanges de ceux-ci; des acides alkyles et alkyloxybenzoïques ou des mélanges de ceux-ci. Des combinaisons des substances précédentes sont également possibles. Dans tout ce qui précède, le groupes s alkyle et alkoxyle (représentés par «R» et «RO») ne doivent pas comprendre plus de 10 atomes de carbone.
Ces cristaux liquides sont rendus cholestériques par l'addition de n'importe quel composé chiral, de préférence un compo-10sé chiral nématogène tel qu'un des isomères optiques de
R,
-O-
-OR-
O
O
où Ri contient 1 à 10 atomes de carbone, et R2 est une chaîne alkyle ramifiée à activité optique, ayant de 1 à 10 atomes de carbone (un exemple spécifique de ce composé peut contenir Rj constitué par C6H130, et R2 constitué par CH-C6H13) ;
I
CH3
ou un composé cholestérique choisi dans le groupe se composant (a) des esters d'acide alcanoïque (ayant 1 à 10 atomes de carbone) de cholestérol et (b) des halogénures, des nitrates ou des sulfoxydes de cholestéryle, ou des carbonates ou des thio-esters d'alkyle et de cholestéryle où le groupe alkyle comprend 1 àlO atomes de carbone.
L'additif ou hôte fluorescent dans les compositions de la présente invention comprend généralement n'importe quelle matière fluorescente compatible qui est soluble et fluorescente dans la phase de cristaux liquides. Une classe dont on croit qu'elle contient de nombreuses compositions utiles de ce genre est formée par les ß-dic6tones de métaux des terres rares et leurs sels. Les chélates utiles compris dans cette classe peuvent être représentés par la formule M(Lig)3 où M représente un métal de la série des terres rares, tel que les éléments ayant un numéro atomique de 57-71 et de 89-103 inclusivement (c'est-à-dire les lanthanides et les actinides), et Lig représente une partie du coordinai P-dicétonique auquel on peut en général se référer sous le nom de partie 1,3- dioxocarbonyle. Les parties de coordinat peuvent être semblables ou différentes et elles sont toutes liées sous forme de chélates au métal des terres rares. Une représentation en formule développée plus détaillée des chélates utiles est la suivante:
20 Les groupes R, R' et R" peuvent être également substitués par des substituants fonctionnels non interférants, tels qu'un ou plusieurs halogènes à numéro atomique de 9 à 53, inclusivement; un ou plusieurs substituants hydrocarbonés des types qu'on vient de définir; un ou plusieurs substituants éthers ou 25thioéthers d'hydrocarbyle, où la partie hydrocarbonée est telle que celle qu'on vient de définir; un ou plusieurs substituants hydrocarbyloxy-carbonyles, c'est-à-dire carboxyesters, ou un ou plusieurs substituants mono- ou dihydrocarbylaminocarbonyles, c'est-à-dire carboxamido, où, dans les trois types, les substitu-30 ants hydrocarbyles sont tels que définis ; et un ou plusieurs substituants hydrocarbylcarbonyles ou thiocarbonyles où les radicaux hydrocarbyles sont tels que définis.
L'unité de métal des terres rares dans les chélates utiles peut être n'importe lequel des métaux des terres rares, que l'on con-35 sidère normalement comme étant des membres de la série des lanthanides ou des actinides, et comprennent expressément les métaux des terres rares de transition allant des numéros atomiques 57 à 71 et 89 à 103, tels que le lanthane, le cérium, le praséodyme, le néodyme, le prométhium, le samarium, l'euro-40 pium, le gadolinium, le terbium, le dysprosium, l'holmium, Terbium, le thulium, l'ytterbium, le lutétium, l'actinium, le thorium, le protactinium, l'uranium, le neptunium, le plutonium, l'améri-cium, le berkélium, le californium, l'einsteinium, le fermium, le mendélévium, le nobélium et le lawrencium. Des métaux de 45 terres rares spécialement préférés sont l'europium et le terbium.
Les parties de coordinat des chélates des métaux des terres rares utiles peuvent aussi varier largement et comprennent des composés ayant la structure fondamentale:
O
H
C C R"
R'
50
R-
55
O
R- C
55
où les radicaux R, R', R" sont tels que préalablement décrits.
3 Des classes convenables de coordinats utiles comprennent des
60dialkyl P-dicétones, par exemple la pentane- 2,4-dione, la où M a sa signification préalablement décrite et R, R' et R", qui 2-méthylpentane-2,4-dione, l'hexane-2,4-dione, l'heptane-2,4-peuvent être semblables ou différents, sont des radicaux hydro- dione, l'heptane-3,5-dione, la nonadécane-9,11-dione, la 9-mé-carbonés monovalents, par exemple des radicaux alkyles, aryles, thyloctadécane-8,10-dione,latricosane-ll, 13-dione; la alkaryles, aralkyles, cycloalkyles, halohydrocarbonés (de préfé- 1,1,1,5,5,5-hexafluoropentane-2,4-dione, la 1,1,1-trifluoropen-rence fluorocarbonés) ou hétérocycliques n'ayant généralement âstane.2;4-dione, la 1,1,1,2,2,3,3,3-heptafluoro-7,7-diméthyl-pas plus de 10-12 atomes de carbone chacun et étant excempts 4,6-octane-dione, la 1,1,1,19,19,19-hexafluorononadécane-d'insaturation aliphatique; R' peut être également le chlore, le 9,11-dione; des alkylaryl |3-dicétones, par exemple la 1-phé-brome, l'iode ou le groupe cyano. nylbutane-1,3-dione, la l-phényl-4,4,4-trifluorobutane-l,3-
5
634 596
dione, la l-phénylundécane-l,3-dione, la l-(3,4-diméthylphé- typiques de ces composés dans les compositions de cristaux li-
nyl)-2-méthyltridécane-l ,3-dione, la l-(4-méthoxyphényl)- quides de la présente invention sont de l'ordre de 3-5 %.
4,4,4-trifluorobutane-l,3-dione, la l(4-nitrophényl)-4,4,4-tri- D'autres types de composés fluorescents qui peuvent être fluorobutane-l,3-dione, la l-(3-nitrophényl)-4,4,4-trifluorobu- utiles dans la présente invention sont des hydrocarbures de la tane-l,3-dione, la l-phényl-2-trifluorométhyl-4;4,4-trifluoro- s série à noyaux aromatiques linéaires, tels que le terphényle, le butane-l,3-dione, la l-furylbutane-l,3-dione, la 1-thiénylbuta- quaterphényle, le quinquéphényle, le sexiphényle, et leurs déri-
ne-l,3-dione, la l-furyl-3-phényl-propane-l,3-dione et des dia- vés. Dans ce groupe, le quaterphényle, le quinquéphényle et le ryl P-dicétones, par exemple: la l,3-diphényIpropane-l,3-dio- sexiphényle ont démontré leur utilisation avec succès.
ne, la l,3-(2,4-diméthylphényl)propane-l,3-dione, la 1- phé- On trouvera ci-après un exemple spécifique de la présente nyl-3-(2-pyridyl)propane-l,3-dione, la l,3-di(4-pyridyl)propa- îoinvention. Une cellule d'affichage numérique avec une entretoi-ne-l,3-dione, la l-(4-méthoxy)-3-(4-nitrophényl)propane-l,3- se de 25 microns est assemblée dans le laboratoire avec une dione, la l,3-di(4-nitrophényl) propane-l,3-dione, la 1,3-difu- composition constituée de 0,05% en poids, de tris 4,4,4-trifluo-rylpropane-l,3-dione, la l-furyl-3-thiénylpropane-l,3-dione, la ro-l-(2-thiényl)-l,3-butanédiono europium dans un solvant l,3-difurylpropane-l,3-dione, et le l,3-dithiénylpropane-l,3- constitué de 26% de nonanoate de cholestéryle 74% de p-n-dione. is pentyl-p'-cyanobiphényl. Cette cellule est soumise à un signal La dimension du ou des côordinats particuliers utilisés a un alternatif de 1000 Hz, 500 V eff. Sans éclairage, la cellule affi-effet sur l'efficacité du système. Les parties de coordinat absor- che des caractéristiques qui sont typiques d'un dispositif de tran-bent le rayonnement ultraviolet et transmettent l'énergie au mé- sition de phase cholestérique/nématique. Eclairé avec une excitai des terres rares qui forment une fluorescence. Ainsi, les coor- tation ultraviolette (pic d'excitation pour 35 nm), le dispositif à dinats plus grands peuvent augmenter l'efficacité en absorbant 20 l'état d'extinction présente une fluorescence dans le rouge-rose davantage de rayonnement ultraviolet. Egalement, comme le brillante (pic d'émission pour 612 nm). Sous tension, la fluores-coordinat détermine le maximum d'absorption du système, di- cence numérique présente une faible fluorescence dans un arriè-vers chélates peuvent être fabriqués «sur mesure» pour absor- re plan brillant ayant une forte fluorescence avec un taux de ber à diverses longueurs d'ondes. contraste d'environ 9:1 et un temps de réponse extinction/non-
Des composés provenant du groupe précédent, dont on a 25 extinction d'environ 100 millisecondes.
démontré qu'ils étaient utiles dans la présente invention, sont le A titre de démonstration supplémentaire, le taux de contras-tris[4,4,4-trifluoro-l-(2-thiényl)-l,3-butanediono]-europium te, et d'autres variables ont été observés pour une vaste gamme (EuTTA, thénoyltrifluoroacétonate d'europium) et ses hydra- de paramètres, dans des conditions similaires à celles décrites cites, et le tris[l,l,l,2,2,3,3-heptafluoro-7,7-diméthyl-4,6-octa- dessus. Les résultats de ces observations sont reproduits dans le nediono]-europium. Le tris[4,4,4-trifluoro-l-(2-thiényl)-l,3- 30 tableau 1.
butanediono]-terbium a été également testé mais n'a pas été trouvé satisfaisant par suite de sa perte de fluorescence dans les milieux de cristaux liquides. On a trouvé que le tris[l-phénylbu- Tableau 1
tane-l,3-diono]-terbium (benzoylacétonate de terbium (III) Variations du taux de EuTTA dans un mélange CN-CPB en fournissait un état fluorescent dans les milieux de cristaux liqui- 35 fonction de la concentration, de la température, du pas et de des, bien que pas aussi fortement que l'EuTTA. Les solubilités l'épaisseur.
CN
EuTTA
Temp.
Pas
Epaisseur
Taux de contraste
% poids
% poids
°C
jxm
[mi
(extinction/non extinction)
11,0
1,0
24
1,6
23,4
2
11,0
0,6
24
1,6
12,7
2
11,0
0,5
24
1,6
23,4
2
11,0
0,1
24
1,6
23,4
3
11,0
0,05
24
1,6
23,4
4
21,3
0,7
24
0,7
50,8
3
21,3
0,46
24
0,7
23,4
4
21,3
0,22
24
0,7
23,4
5
21,3
0,11
24
0,7
23,4
7
21,3
0,06
24
0,7
23,4
7
26,0
1,0
24
0,6
50,8
4
26,0
1,0
24
0,6
23,4
4
26,0
0,2
22
0,6
23,4
5
26,0
0,2
10
0,6
23,4
6
26,0
0,1
24
0,6
23,4
7
26,0
0,1
10
0,6
23,4
8
26,0
0,05
25
0,6
23,4
8
26,0
0,05
22
0,6
23,4
9
26,0
0,05
10
0,6
23,4
9
31,3
0,5
24
0,4
23,4
4
31,3
0,1
24
0,4
23,4
6
La présente invention n'est pas limitée aux exemples de ceptible de variantes et de modifications qui apparaîtront à
réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire sus- l'homme de l'art.
C

Claims (10)

  1. 634 596
    2
    REVENDICATIONS 1. Composition de cristaux liquides pour dispositif d'affichage électro-optique à constraste élevé, caractérisée en ce qu'elle comprend un mélange de cristaux liquides incluant un solvant de cristaux liquides nématiques et un composé némato-génique possédant le pouvoir rotatoire ou cholestérique, mélange qui est stable lorsqu'il est exposé à un rayonnement ultraviolet et qui est prévu pour subir une transition de phase induite électriquement réversible depuis une phase cholestérique normale, dans laquelle le rayonnement ultraviolet incident est dispersé, jusqu'à une phase nématique induite électriquement, dans laquelle la dispersion du rayonnement ultraviolet incident est sensiblement réduite par rapport à la dispersion à phase cholestérique, cette composition comprenant en outre une quantité suffisante d'un composé fluorescent qui est soluble dans le mélange, qui est excité par la lumière ultraviolette dispersée fortement dans la phase cholestérique du mélange mais non dans l'état nématique induit électriquement et qui renforce suffisamment le contraste de la composition de cristaux liquides lors de la transition de phase induite électriquement, lorsque l'observation est faite dans l'obscurité ou dans une faible lumière ambiante.
    5 2. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un solvant choisi dans le groupe constitué des p-alkyl- ou p-alkoxy-p'- cyanobiphényles et des mélanges de ceux-ci; des phényl cyclohexanes, à substitution cyano, alkyle et alkoxyle substitués; des esters constitués de benzoyle et de ben-îozoyloxybenzoate et des mélanges de ceux-ci; des acides 4-(trans-4-alkyl ou alkyloxy-cyclohexyl) carboxyliques et des mélanges de ceux-ci; des acides alkyles et alkyloxybenzoïques ou des mélanges de ceux-ci; et des groupes alkyles et alkyloxyles n'ayant pas plus de 10 atomes de carbone.
    is 3. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé nématogénique possédant le pouvoir rotatoire comprend un ou plusieurs des composants suivants: des isomères optiques de:
    R,
    -0-
    -OR-
    O
    où R! contient 1 à 10 atomes de carbone, et R2 est une chaîne alkyle ramifiée à activité optique ayant entre 1 et 10 atomes de carbone, ou un composé cholestérique choisi dans le groupe constitué (a) des esters d'acides alcanoïques (ayant 1 à 10 atomes de carbone) de cholestérol et (b) des halogénures, des nitrates ou des sulfoxydes de cholestéryle ou des carbonates ou des thioesters d'alkyle et de cholestéryle où le groupe alkyle comprend 1 à 10 atomes de carbone.
  2. 4. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend le p-n-pentyl-p'-cyanobiphényle avec le no-nanoate de cholestéryle ou l'ester d-2-octylique de l'acide 4(4-n-hexyloxybenzoyloxy)-benzoïque.
  3. 5. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend de 11 à 31,3% en poids de nonanoate de cholestéryl, de 0,05 à 5% de thénoyltrifluoroacétonate d'euro-pium et le reste en p-n-pentyl-p'-cyanobiphényle.
  4. 6. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé fluorescent est le thénoyltrifluoroacétonate d'europium.
  5. 7. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé fluorescent est le tris[l,1,1,-2,2,3,3-heptafluo-ro-7,7-diméthyl-4,6-octanédiono]-europium.
  6. 8. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé fluorescent est le benzoylacétonate de terbium (III).
  7. 9. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé fluorescent comprend un ou plusieurs chélates de métaux de terres rares.
  8. 10. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé fluorescent comprend un chélate d'europium ou de terbium.
  9. 11. Composition selon la revendication 1, caractérisée en ce que le composé fluorescent comprend un composé aromatique linéaire du groupe constitué du terphényle, quaterphényle, quinquéphényle, sexiphényle et de leurs dérivés.
  10. 12. Dispositif d'affichage à changement de phase par champ électrique, caractérisé en ce qu'il comprend une composition de cristaux liquides selon la revendication 1.
CH1157578A 1977-11-14 1978-11-10 Composition de cristaux liquides pour dispositif d'affichage electro-optique a contraste eleve. CH634596A5 (fr)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US05/851,393 US4176918A (en) 1977-11-14 1977-11-14 Fluorescent liquid crystal display

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CH634596A5 true CH634596A5 (fr) 1983-02-15

Family

ID=25310668

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CH1157578A CH634596A5 (fr) 1977-11-14 1978-11-10 Composition de cristaux liquides pour dispositif d'affichage electro-optique a contraste eleve.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US4176918A (fr)
JP (1) JPS54112387A (fr)
CH (1) CH634596A5 (fr)
DE (1) DE2848421A1 (fr)
FR (1) FR2408886A1 (fr)
GB (1) GB2008609B (fr)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4208106A (en) * 1976-09-27 1980-06-17 Beckman Instruments, Inc. Fluorescent displays
US4337999A (en) * 1977-08-29 1982-07-06 Sharp Corporation Fluorescent liquid crystal display compositions and devices
CH638624A5 (de) * 1978-04-12 1983-09-30 Secr Defence Brit Elektrooptisches fluessigkristall-anzeigegeraet.
US4451122A (en) * 1980-12-29 1984-05-29 Beckman Instruments, Inc. Multicompartment electro-optic display device
US4511515A (en) * 1983-06-28 1985-04-16 Corning Glass Works Method for making a volatile cerium diketonate compound
US4424165A (en) 1982-09-15 1984-01-03 Corning Glass Works Volatile cerium complexes
CA1207333A (fr) * 1982-09-15 1986-07-08 David A. Thompson Complexes volatils de cerium
JPS59144728A (ja) * 1983-02-07 1984-08-18 Hitachi Ltd ネマチック液晶およびそれを含む液晶組成物
EP0188222B1 (fr) * 1985-01-09 1992-04-29 Dainippon Ink And Chemicals, Inc. Nouveaux composés liquides cristallins substitués
JPS6289645A (ja) * 1985-09-18 1987-04-24 Chisso Corp 強誘電性液晶エステル化合物及び液晶組成物
US6289910B1 (en) * 1999-07-08 2001-09-18 Patent Category Corp. Collapsible structures
US7053249B2 (en) * 2002-10-25 2006-05-30 Idexx Laboratories, Inc. Metal chelates and methods of using them for time-resolved fluorescence
ITCS20040007A1 (it) * 2004-06-30 2004-09-30 Riccardo Cristoforo Barberi Display luminescente a cristalli liquidi colesterici
KR101008731B1 (ko) * 2008-06-11 2011-01-18 연세대학교 산학협력단 액정 상변화 검출 화합물, 이를 이용한 액정 상변화 검출방법 및 비상용 경보표시장치

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3891307A (en) * 1973-03-20 1975-06-24 Matsushita Electric Industrial Co Ltd Phase control of the voltages applied to opposite electrodes for a cholesteric to nematic phase transition display
US3844637A (en) * 1973-08-29 1974-10-29 Bunker Ramo Integrated liquid crystal luminophor display
GB1459046A (en) * 1974-03-15 1976-12-22 Secr Defence Liquid crystal devices
US3960753A (en) * 1974-05-30 1976-06-01 Rca Corporation Fluorescent liquid crystals
US3975286A (en) * 1974-09-03 1976-08-17 Beckman Instruments, Inc. Low voltage actuated field effect liquid crystals compositions and method of synthesis
DE2538865A1 (de) * 1974-09-03 1976-03-11 Beckman Instruments Inc Nematische fluessigkristallmassen

Also Published As

Publication number Publication date
FR2408886A1 (fr) 1979-06-08
US4176918A (en) 1979-12-04
DE2848421A1 (de) 1979-05-17
JPS54112387A (en) 1979-09-03
GB2008609B (en) 1982-09-08
GB2008609A (en) 1979-06-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CH634596A5 (fr) Composition de cristaux liquides pour dispositif d'affichage electro-optique a contraste eleve.
English et al. Single-molecule spectroscopy in oxygen-depleted polymer films
Hartmann et al. Response characteristics of luminescent oxygen sensors
Berkovic et al. Second-order nonlinear polarizability of various biphenyl derivatives
Harada et al. X-ray diffraction analysis of photochromic reaction of fulgides: crystalline state reaction induced by two-photon excitation
Iwanaga et al. Oligothiophene dyes for guest-host liquid crystal displays
Bachilo et al. Excited state energies and internal conversion in diphenylpolyenes: from diphenylbutadiene to diphenyltetradecaheptaene
Waris et al. Polycyclic Aromatic Hydrocarbon Solute Probes: Effect of Solvent Polarity on the Ovalene and Benzo [ghi] perylene Fluorescence Emission Fine Structures
Chanishvili et al. Light induced effects in cholesteric mixtures with a photosensitive nematic host
Cundall et al. Photophysical properties of DPH derivatives
Yanagimachi et al. Solvation dynamics of a coumarin dye at liquid—solid interface layer. Picosecond total internal reflection fluorescence spectroscopic study
Mohajerani et al. Polarisation sensitive optical phase conjugation in novel polymer films
Lin et al. Highly efficient triplet-triplet annihilation upconversion in high viscosity phthalate ester media
Renge Determination of electronic transition energies for bare molecules from solvent-shift measurements
Constant et al. Pleochroic dyes with high-order parameters for liquid-crystal displays
De Rossi et al. Increased Coupling Size in J-Aggregates through N-n-Alkyl Betaine Surfactants
Imazeki Order parameters of α-substituted anthraquinone dyes in a nematic liquid crystalline host
Seki et al. Litht-Stability of Guest-Host Cells
Chornous et al. Light-controllable chiral dopant based on azo-fragment: synthesis and characterisation
Pandey Ethanolamine-mediated microstructural transitions within terpenoid-and fatty acid-based deep eutectic solvents
Kato et al. Steady-state and time-resolved fluorescence analysis for a cyanobiphenyl mesogen in polymer-dispersed liquid crystal films
Zharkova et al. Effect of the spiral liquid crystals on the amplitude and temporal characteristics of the pressure-sensitive luminophore
EP0099488A2 (fr) Composition de cristaux liquides notamment pour dispositif électro-optique
McEwan et al. Picosecond-induced nonlinear absorption in liquid crystal media
Jones et al. Photostability of Dyes in Liquid Crystalline Media

Legal Events

Date Code Title Description
PL Patent ceased
PL Patent ceased