DD245894A1 - Kristallin-fluessige nematische gemische - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Anwendung kristallin-fluessiger nematischer Gemische in optoelektronischen Bauelementen zur Modulation des Lichtes sowie zur Darstellung von Ziffern, Zeichen und Abbildungen. Das Ziel der Erfindung sind Gemische nematischer fluessiger Kristalle, die aus nur wenigen Komponenten bestehen und guenstige Eigenschaften besitzen. Es wurde gefunden, dass Komponente A, bestehend aus 60 bis 70 Mol-% 4-n-Butylcyclohexancarbonsaeure und 40 bis 30 Mol-% 4-n-Hexylcyclohexancarbonsaeure durch Zusatz von 5 bis 40 Mol-% 2-n-Propyl-2-(4-cyanphenyl)-1,3-dioxan (Komponente B) Gemische mit sehr guenstigen elektrooptischen Eigenschaften ergibt.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Nematische flüssige Kristalle können in optoelektronischen Bauelementen (Displays) genutzt werden [G.Meier, E. Sackmann, J.G.Grabmaier; Applications of Liquid Crystals, Springer-Verlag Berlin 1975].
Um für Displays geeignet zu sein, müssen die flüssigen Kristalle eine Vielzahl von Forderungen erfüllen, welche vor allem niedrige Schmelzpunkte, hohe Klärpunkte, niedrige Schwellspannungen und niedrige Viskositäten betreffen. Es gibt bisher keine reinen Substanzen, welche diese Forderungen auch nur annähernd erfüllen können. Deshalb werden ausnahmslos Gemische mehrerer Stoffe, gewöhnlich von 5 bis 10 Substanzen, für Displays eingesetzt [H.Kelker, R.Hatz, Handbook of Liquid Crystals, Verlag Chemie, Weinheim 1980]. '
Die Anwendung einer sehr großen Zahl von Substanzen in der Produktion von optoelektronischen Displays erfordert einen hohen Aufwand in der Synthese dieser Verbindungen.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung sind Gemische nematischerflüssiger Kristalle, die aus nur wenigen Komponenten bestehen und günstige Eigenschaften für die Anwendungen optoelektronischen Displays besitzen.
Darlegung des Wesens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung sind Gemische aus nur 3 kristallin-flüssigen Verbindungen, die einen großen kristallin-flüssigen Existenzbereich besitzen und hinreichend niedrige Schwellspannungen für die Anwendung in optoelektronischen Displays aufweisen.
Es wurde gefunden, daß Komponente A, bestehend aus 60 bis70mol-%4-n-Butylcyclohexancarbonsäure und 40 bis 30mol-% 4-n-Hexylcyclohexancarbonsäure durch Zusatz von 5 bis zu 40mol-% 5-n-Propyl-2-(4-cyanphenyl)-1,3-dioxan (Komponente B) nematische Gemische mit großem Existenzgebiet, hinreichend niedriger Schwellspannung, schnellen Schaltzeiten und hoher thermischer sowie chemischer Stabilität ergibt. Es war überraschend, daß diese Gemische keine smektischen Phasen bilden, weshalb sie für den Einsatz in Displays besonders gut geeignet sind.
Ausführungsbeispiele
Die nachfolgend genannten Mischungen werden in einer optoelektronischen Zelle vom Typ der Schadt-Helfrich-Zelle (verdrillte nematische Struktur, TNP-ZeIIe) verwendet. Die Zelle besteht aus zwei mit Hilfe von Abstandshaltern in einem Abstand von 7 bis 20^m fixierten, auf der Innenseite mit Zinndioxid versehenen Glasscheiben. Die Innenseite ist ferner nach bekannten Methoden so vorbehandelt, daß der zwischen den Scheiben befindliche Flüssigkristall sich parallel zu den Scheiben orientiert, die Vorzugsrichtung an den beiden Scheiben jedoch einen Winkel von 90° einschließen, so daß eine verdrillte nematische Struktur resultiert, die zwischen gekreuzten oder parallelen Polarisatoren angeordnet wird. Durch Ein- bzw. Ausschalten des elektrischen Feldes erhält man starke Änderungen der Lichtdurchlässigkeit der Zelle.
In die Schadt-Helfrich-Zelle werden Mischungen folgender Zusammensetzung eingefüllt:
Komponente A: :
4-n-Butylcyclohexancarbonsäure 65 rmol-%
4-n-Hexylcyclohexancarbonsäure 35 mol-%
Komponente B:
5-n-Propyl-2-(4-cyanphenyl)-1,3-dioxan
Die Eigenschaften von Gemischen der Komponenten A und B sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt: (Meßfrequenzf = 500Hz, Meßtemperatur 25°C, Schichtdicke 10μιη) '
mol-%B 0 20 40
uo/v 10,0 2,3 1,65
tE50(U = 2Uo)/ms 115 67 54
tE50(U = 5V)/ms 56 26
tA5o/ms 130 108
Klärtemperatur 91 77-78 59-61
Schmelztemperatur 46
Die Gemische mitO bis20mol-% B sind beliebig unterkühlbar. Die Eigenschaften von Mischungen zwischen 0 und 40mol-% B liegen zwischen den in der Tabelle gegebenen Grenzwerten.

Claims (1)

  1. Erfindungsanspruch:
    Kristallin-flüssige nematische Gemische für optoelektronische Bauelemente, gekennzeichnet dadurch, daß Komponente A, bestehend aus 60 bis 70 mol-%4-n-Butylcyclohexancarbonsäure und 40 bis 30 mol-% 4-n-Hexylcyclohexancarbonsäure mit 5 bis 40mol-% 5-n-Propyl-2-(4-cyanphenyl)-1,3-dioxan eingesetzt wird.
    Anwendungsgebiet der Erfindung
    Die Erfindung betrifft die Anwendung kristallin-flüssiger nematischer Gemische in optoelektronischen Bauelementen (Displays) zur Modulation des durchgehenden oder auffallenden Lichtes sowie zur Darstellung von Ziffern, Zeichen oder Abbildungen.
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