CH640258A5 - Kristallin-fluessige substanzen. - Google Patents

Description

Aufgabe der Erfindung ist der Einsatz dichroitischer kri-stallin-flüssiger Substanzen mit einer smektischen C-Phase. Es wurde gefunden, dass smektische C-Phasen, die positive 55 DK-Anisotropie aufweisen und selbst die Eigenschaften eines dichroitischen Farbstoffes besitzen, im elektrischen Feld umorientiert werden und dabei eine Farbänderung mit gut wahrnehmbaren Kontrast erfahren, so dass sie für eine Nutzung in elektrooptischen Bauelementen zur Modulation des durchgehenden oder/und auffallenden Lichtes sowie zur Wiedergabe von Ziffern, Zeichen und Bildern geeignet sind. Dabei sind die Abklingzeiten des Effektes viel kürzer als diejenigen von Guest-Host-Zellen mit nematischen Substanzen und meistens kürzer als die Anklingzeiten. Durch Erhöhung der Betriebsspannung können die Anklingzeiten noch verkürzt werden, so dass eine gezielte Anpassung von An- und Abklingzeiten möglich ist. Für die Anordnungen sind besonders die smektischen C-Phasen der tan(ms)

56

40

30

tab(ms)

38

42

44

52 °C;

10 (im Schichtdicke

Einsatz von

Beispiel 2:

60 3,6-Bis-[4-n-nonyl-phenyl]-l,2,4,5-tetrazin

H19C9

<2>CNXÖ>

9x119

Umwandlungsschema: 139

Krist.-fest-

C ,, ^145 —smekt.C

C 150 — nem.

C.

isotrop

640 258

in einer elektrooptischen Anordnung.

Schwellspannung (141 °C, 10|im Schichtdicke): 15 Volt Schaltzeiten:

30 V 40 V 50 V

Tan(ms)

17

16

15

141 "C;

tab(ms)

2,3

2,5

2,5

10 um Schichtdicke

Beispiel 3

Einsatz von

4-n-Octyl-4'-n-octyloxy-diphenyl-1,2,4,5-tetrazin hi7c8

OCsH

8n17

5 Umwandlungsschema:

„ . . r ,127 °C , , „ 162.5 °C 172.5 °C. , Knst.-fest smekt.C — nem. 2 isotrop in einer elektrooptischen Anordnung. 10 Schwellspannung (148 °C, 10 (im Schichtdicke): 17 Volt Schaltzeiten:

30 V 40 V 50 V

15 tan(ms) 16

15

14

148 °C;

tab(ms) 2

2

2

10 (im Schichtdicke

C

Claims (3)

1. 640 258

   2

   PATENTANSPRÜCHE

   1. Kristallin-flüssige Substanzen für elektrooptische Anordnungen zur Modulation des durchgehenden oder auffalen-den Lichtes sowie zur Wiedergabe von Ziffern, Zeichen und Bildern, gekennzeichnet dadurch, dass orientierte smektische C-Phasen mit positiver DK-Anisotropie, die selbst die Eigenschaft eines dichroitischen Farbstoffes besitzen, enthalten sind.
2. 2. Kristallin-flüssige Substanzen gemäss Patentanspruch 1, gekennzeichnet dadurch, dass sie

   3,6-Bis-[4-n-alkyl-phenyl]-l,2,4,5-tetrazine, 4-n-Alkyl-4'-n-alkyloxy-diphenyl-1,2,4,5-tetrazine, 4-n-Alkyl-3-[4-n-alkyloxy-phenyl]-1,2,4,5-tetrazine,

   ihre Gemische untereinander oder Gemische mit weiteren kristallin-flüssigen Substanzen im Zustand der smektischen C-Phase enthalten.
3. 3. Kristallin-flüssige Substanzen nach Patentanspruch 1-2, gekennzeichnet dadurch, dass Farbstoffe mit positivem Dichroismus enthalten sind.

   3,6-Bis-[4-n-alkyl-phenyl]-l,2,4,5-tetrazine, 4-n-Alkyl-4'-n-alkyloxy-3,6-diphenyl-l,2,4,5-tetrazineu. 4-n-Alkyl-3-[4-n-alkyloxy-phenyl]-1,2,4,5-tetrazine,

   s ihre Gemische untereinander sowie Gemische mit anderen Substanzen im Zustand der smektischen C-Phase geeignet, wobei die smektischen C-Schichten durch Abkühlen aus den vororientierten nematischen Phasen hergestellt werden. Der Kontrast der Anordnung kann noch verstärkt werden durch io Zufügen eines Farbstoffes mit positivem Dichroismus, der in einem anderen Spektralgebiet absorbiert als die erfindungsge-mäss eingesetzte Substanz.

   15

   Beispiel 1

   Einsatz von

   4-n-Heptyl-3-[4-n-pentyloxy-phenyl]-l,2,4,5-tetrazin 20 /N = N\ y s.

   H'ä<n-NXÖ>-oc'h"

   Kristallin-flüssige Substanzen werden in elektrooptischen Anordnungen zur Modulation des durchgehenden oder auffallenden Lichtes sowie zur Wiedergabe von Ziffern, Zeichen und Bildern angewendet.

   Es ist bekannt, dass nematische flüssige Kristalle durch elektrische Felder umorientiert werden können. Sind die nematischen Schichten in geeigneter Weise vororientiert, so können sie zur Herstellung elektrooptischer Bauelemente genutzt werden [M. Tobias: International Handbook of Liquid Crystal Displays 1975-76, Ovum Ltd. London 1976; E. B. Priestley, P. J. Wojtowicz, Ping Sheng: Introduction to Liquid Crystals, Plenum Press, New York - London 1975].

   Eine besondere Variante ist dabei der «Guest-Host-Ef-fekt», der infolge des Zusatzes eines dichroitischen Farbstoffes zustandekommt und sich als Farbänderung unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes äussert [G. H. Heilmeier, L. A. Zanoni: Appi. Phys. Lett. 13. 91 (1968); Mol. Cryst. Liqu. Cryst. 8, (1969)].

   Die Abklingzeiten solcher Anordnungen sind unter den üblichen Betriebsbedingungen 5 bis 10 mal so lang wie die Anklingzeiten. Dadurch sind derartige Anordnungen für viele Verwendungszwecke unvorteilhaft bzw. ungeeignet.

   Ziel der Erfindung sind elektrooptische Bauelemente auf der Basis kristallin-flüssiger Substanzen, deren Abklingzeiten nicht grösser sind als ihre Anklingzeiten und die dadurch schneller geschaltet werden können.

   mit dem Umwandlungsschema

   „ . , , . 49,5 °C 52,5 °C 62.5 °C. .

   Knst.-fest—! smekt.C —2 nem. —! isotrop in einer elektrooptischen Anordnung.

   30 Im nematischen Zustand kann nach bekannten Methoden z.B. zwischen geriebenen oder schräg bedampften, mit Zinndioxid belegten Glasscheiben eine orientierte liegende Schicht hergestellt werden. Kühlt man ins Gebiet der smektischen C-Phase ab, so bleibt die hegende Orientierung der Molekül-35 längsachsen weitgehend erhalten. Die Proben sind schwach rosa gefärbt, wenn das einfallende Licht parallel zur Reiberichtung polarisiert ist. Beim Anlegen eines elektrischen Feldes findet man eine visuell deutlich sichtbare Farbvertiefung nach intensiv rotviolett. Der Kontrast ist etwa so gross wie beim analogen Effekt in der nematischen Phase. Auch mit un-polarisiertem Licht ist eine deutliche Farbänderung von rosa nach rotviolett zu beobachten, allerdings ist der Kontrast geringer als mit polarisiertem Licht.

   Die Schwellspannung bei. 52 °C und 10 um Schichtdicke 45 beträgt 12 Volt.

   Folgende Schaltzeiten (Anklingzeit tan, Abklingzeit tab) treten auf:

   40

   30 V 40 V 50 V