DD253041A1 - Kristallin-fluessige nematische gemische - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft kristallin-fluessige nematische Gemische fuer optoelektronische Anordnungen zur Modulation des Lichtes sowie zur Darstellung von Ziffern, Zeichen und Abbildungen. Es wurde gefunden, dass neue trans-5-Subst.-2-(trans-4-subst.-cyclohexyl)-1,3-oxathiane der allgemeinen Formelals Komponenten zur Herstellung nematischer Gemische mit hoher Stabilitaet und hohen Klaertemperaturen geeignet sind.

Description

R¹ = ^c _n ^H2n₊i ^{mit n =} 1···12

η Vr⁶, -' η V

R⁵ /~\ ν /7Γ\ _Ri /"'A ^/NA_V

Vl_ \. .. Vl_ \Ν../

ViI' ^κζ.-' X-_r V-.

Cholasteryl,-CH -CH-C₉H -(CH ) -CN, -(CH₉) -COOR^-1

elm I £— J ^- 111 w III

CH₃

R³ = R¹, OR¹, COOR¹, OOCR¹, OCOOR¹, COR¹, CN, Halogen

R⁴, R⁵ = H,H/CH₃,H/H,CH₃/CN_fH7H,CN/CN,CN, wenn R³ Φ CN R⁶ = OR¹, CH₂OR¹, CN, Hal, COOR¹, OCOR¹

X = -000-,-00C-; Einfachbindung

Χι = 0, S sowie

η = 1 bis 12

eingesetzt werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft kristallin-flüssige nematische Gemische für optoelektronische Anordnungen zur Modulation des durchgehenden oder zurückgeworfenen Lichtes sowie zur farbigen oder schwarz-weißen Wiedergabe von Ziffern, Zeichen und Abbildungen.

Charakteristik der bekannten Lösungen

Die Anwendung nematischer Flüssigkeitkristalle in optoelektronischen Anordnungen erfordert bestimmte Eigenschaften bezüglich der Schmelz- und Klärtemperaturen, der dielektrischen und optischen Anisotropie, der Viskosität, der elektrischen Leitfähigkeit sowie der thermischen und chemischen Stabilität. Da trotz einer großen Zahl bekannter Flüssigkristallsubstanzen (D. Demus, H. Demus, H.Zaschke, Flüssige Kristalle in Tabellen, Leipzig 1974; D. Demus, H.Zaschke, Flüssige Kristalle in Tabellen

II, Leipzig 1984) keine reine Verbindung bekannt ist, welche auch nur näherungsweise diesen Anforderungen gerecht wird, werden für praktische Anwendungen ausschließlich Gemische benutzt. Diese Gemische werden durch die Auswahl und die Konzentration der Komponenten so zusammengestellt, daß sie die gewünschten Eigenschaften erhalten. Um jedoch die Eigenschaften in gezielter Weise modifizieren zu können, werden ständig neue Verbindungen, vorzugsweise abgeleitet von neuen Substanzklassen, gesucht.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind optoelektronische Bauelemente, die sich stabil verhalten und für einen breiten Temperaturbereich einsetzbar sind.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung sind nematische Gemische mit guter chemischer und thermischer Stabilität mit relativ niedrigen Schmelztemperaturen, welche die Klärtemperaturen nematischer Gemische erhöhen.

Es wurde gefunden, daß neue trans-B-Subst.^-ftrans^-subst.-cyclohexyO-i^-oxathiane der allgemeinen Formel

4 )J H ) Y I

, /hVr¹.

Y=R¹, COOR¹, COOR², -CH₃OR¹, -/ wobei

R¹ = C_nH_2n+1 mit η = 1...12

^{H X;}-^r6' -(^H -^r1·

R ^R /Γ'λ γ J

—"". /Y

- O -·' ' cL- \z

>-R . -< O :-coo< η -r

*

Cholesteryl,-CH₂-CH-C₂H₅, -(CH₂)_m-CN, -(CH₂ J_1n-COOR-¹

CH₃

mit m = 2...8

R³ = R¹, OR¹, COOR¹, OOCR¹, OCOOR¹, COR¹, CN, Halogen R⁴, R⁵ = H,H/CH3,H/H,CH₃/CN,N/H,CN/CN, CN, wenn R³ Φ CN R⁶ = OR¹, CH₂OR¹, CN, Hal, COOR¹, OCOR¹ mit X = -COO-, -OOC-, Einfachbindung und X₁ = O, S sowie Y = O, S η = 1 bis 12

als Komponenten zur Herstellung nematischer Gemische mit hoher Stabilität und hohen Klärtemperaturen geeignet sind. Die Umwandlungstemperaturen der neuen Derivate des 1,3-Oxathianssind in den nachfolgenden Tabellen 1 bis zusammengestellt

Es bedeuten: K = kristallin-fest S = smektisch 'N = nematisch Is = isotrop-flüssig

Tabelle 1

-S

-< H -R

COOCH₃

CgHi₉ C5H11

.82	(.73)
. 2	.50
.74	.99,2

Tabelle 2

.141

.185

11

-( R)-C-H.. V-/ 5 11

t:\

.122,5 .136,8 (.80)

.157,5 .163,1

.256

Tabelle 3	C6H13\J	V H I''' V_	y coo -/.Q V cn	S	N	Is
	R1	R2	R1^2 K	(.70) (.58)	.205 .137 .185
	H H CH3	H CH3 H	.103 . 86 .116
3/1 3/2 3/3

Ausführungsbeispiele Beispiel 1:

Mit Hilfe eines Differential-Scanning-Colorimeters wurden die Schmelzenthalpien A_FH zweier neuer Stoffe bestimmt:

Substanz. Δ_ΡΗ [kJ/mol]

24,1 25,9

Diese sehr niedrigen Schmelzenthalpien ergeben in eutektischen Gemischen eine sehr starke Schmelzpunkterniedrigung, was zur Erlangung niedrig schmelzender Gemische sehr erwünscht ist.

Beispiel 2:

An zwei neuen erfindungsgemäßen Substanzen wurden die optischen Doppelbrechungen Δη bei einer Wellenlänge λ = 589 nm bestimmt:

Substanz

T[X]

Δη

28,0 31,0

0,1015 0,0750

Diese sehr niedrigen Werte der Doppelbrechung sind für viele Anwendungen, insbesondere auch den Guest-Host-Effekt, sehr vorteilhaft.

Beispiel 3:

In optoelektronischen Zellen auf der Basis des Schadt-Helfrich-Effektes (TNP-ZeIIe) wurden mit nachfolgenden Mischungen die angegebenen Daten gemessen

Grundmischung Mi24, bestehend aus

4-n-Propylcyclohexancarbonsäure-4'-cyanphenylester 22,4 Mol-%

4-n-Butylcyc!ohexancarbonsäure-4'-cyanphenylester 20,2 Mol-%

4-n-Penty!cyclohexancarbonsäure-4'-cyanphenylester 22,4 Mol-%

4-n-Butylcyclohexancarbonsäure-4'-ethoxyester 13,3 Mol-%

4-n-Butylcyclohexancarbonsäure-4'-n-hexyloxyester 21,7 Mol-%

Mi 24 Substanz	Mol-%	KIp	K0	[ms]	1 T50	P	Nmax
mol-% Nr.		[0C]	[V]	38	[ms]
100 —		68	2,14	63	64	0,2	31
90 1/3	10	68	1,81	31	86	0,19	33
90 2/3	10	80	2,09		58	0,20	29
Betriebsspannung: U = 2U0	Frequenz:	500Hz
U0 = Schwellenspannung
Temperatur: 22°C
Schichtdicke: 10μ.Γη

τ1° = Einschaitzeit bei 50% Änderung der Durchlässigkeit Ta⁰ = Abklingzeit bei 50% Änderung der Durchlässigkeit

p₌ Steilheit der Charakteristik V

Maximales Multiplexverhältnis

^L (1 + p)² - 1 ^J

ν =

^max

p)²

Claims (1)

1. Kristallin-flüssige nematische Gemische, gekennzeichnet dadurch, daß neuetrans-5-Subst.-2-(trans-4-subst,-cyclohexyl)-1,3-oxathiane der allgemeinen Formel

   χ_, \_/ H V--Y I

   V

   -(h. Vr¹, ^qVr¹, -^qVor¹

   Y = R¹, COOR¹ , COOR², -CH₂OR¹ , -^ H -R¹