DD137118B1 - Elektrooptische anordnung zur lichtmodulation oder symbolanzeige - Google Patents

Description

lit el

El ektroop tische Anordnungen zur Lichtmodulation oder Symbolanzeige

b) Anwendungsgebiet der Erfindung

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

c) Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß nematische flüssige Kristalle durch elektrische Felder umorientiert werden können. Sind die nematiechen Schichten in geeigneter Weise vororientiert, so können, sie zur Herstellung elektrooptischer Bauelemente genutzt werden £~U· Sobias: International Handbook of Liquid Crystal Bisplays 1975-76, Ovum Ltd. London 1976; E.B· Priestley, P.J. Wo^towicz, Ping Sheng: Introduction to Liquid Crystals, Plenum Press, New York - London 1975_7.

Eine besondere Variante ist dabei der "Guest-Host-Effekt", der infolge des Zusatzes eines dichroitischen Farbstoffes zustandekommt und sich als Farbänderung unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes äußert £~β·Κ· Heilmeier, L.A· Zanoni: Appl. Phys. Lett. Д2, 91 (1968)·, Mol· Cryst. Liqu. Cryst. 8, 293 (196927.

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.

Ea wurde bereits vorgeschlagen, in elektrooptischen Anordnungen auf der Basis nematischer flüssiger Kristalle 3,6-Bis-substituierte-1_f2,4,5-tetrazine als farbige Substanzen mit positivem Dichroismus einzusetzen (WP CO 9 K/203 361 WP 137 117).

d) Ziel der Erfindung

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

e) Darlegung des V/es ens der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist der Einsatz dichroitischer kristallin-flüssiger Substanzen mit einer sraektischen C-Phase. Es wurde gefunden, daß smektische C-Phasen, die positive DK-Anisotropie aufweisen und selbst die Eigenschaften eines dichroitischen Farbstoffes besitzen, im elektrischen Feld umorientiert werden und dabei eine Farbänderung mit gut wahrnehmbarem Kontrast erfahren, so daß sie für eine Nutzung in elektrooptischen Bauelementen zur Modulation des durchgehenden und auffallenden Lichtes sowie zur Y/iedergabe von Ziffern, Zeichen und Bildern geeignet sind. Dabei sind die Abklingzeiten des Effektes viel kurzer 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. Pur die Anordnungen sind besonders die smektischen C-Phasen der

3,6-Bis-/~4-n-alkyl-phenyl_7-1,2,4,5-tetrazine, 4-n-Alkyl-4'-n-alkyloxy-3,6-diphenyl-i ,2,4,5-tetrazine u, 4-n-Alkyl-3-Z~4-n-alkyloxy-phenylJ7"-1,2,4,5-t etrazine,

ihre Gemische untereinander sowie Gemische mit anderen Substanzen im Zustand der smektischen C-Phase geeignet, wobei die smektischen C-Schichten durch Abkühlen aus den vororien-

tierten nematischen Phasen hergestellt werden· Der Kontrast der Anordnung kann noch verstärkt werden durch Zufügen eines Farbstoffes mit positivem Dichroismus, der in einem anderen Spektralgebiet absorbiert als die erfindungsgemäß eingesetzte Substanz.

Anstelle der Tetrazinderivate können auch andere kristallinflüssige dichroitische Substanzen, wie ζ·Β· Derivate des Azobenzole, eingesetzt werden, sofern diese Substanzen im Zustand der smektischen C-Phase vorliegen.

f) Ausführung; sb ei spiele Beispiel 1 Einsatz von

4-n-Heptyl-3-/~4-n-pentyloxy-phenyl__7~1,2,4,5-tetrazin

smektC

mit dem Umwandlungsschema

Krist.-fest - smekt.C _nem. isotrop

in einer elektrooptischen Anordnung.

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 liegende Orientierung der Moleküllängsachsen 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 unpolarisiertem bicht ist eine deutliche Farbänderung von rosa nach rotviolett zu beobachten, allerdings ist der Kontrast geringer als mit polarisiertem Licht.

Die Schwellspannung bei 52⁰C und 10#um Schichtdicke beträgt 12 Volt.

Folgende Schaltzeiten (Anklingzeit t^, -A-bklingzeit t - ) treten auf: 30 V 40 V 50 V

t^ine) 56 40 30 _O

38 42 44 ¹⁰Z-

Durch Zufügen von 0,5 Gew,-% Indophenolblau (Farbstoff mit positivem Dichroismus) zu der oben genannten Substanz erhält man ohne elektrisches Feld eine blaue, mit elektrischem Feld eine rotviolette Färbung·

Beispiel 2

Einsatz von

3,6-Bis-/~4-n-nonyl-phenyl^-1»2,415-t etrazin

Umwandlung s s chema:

krist.-fest smekt.C nem. isotrop

in einer elektrooptischen Anordnung· ^öchwellspannung (141⁰C, 10/um Schichtdicke): 15 Volt ^öchaltzeiten:

141⁰C;

10/um Schicht· ' dicke

	30 V	3	40	V	5	50 V
	17		16	15
	2,		2,	2,5
(ms)
(ms)

Beispiel 3

Einsatz von

4-n-Octyl-4 '-n-octyloxy-diphenyl-i,2,4,5-tetrazin

nem

Umwandlungsschema:

krist.-fest smekt.C nem. isotrop

in einer elektrooptischen Anordnung.

Schwellspannung (148⁰C, 10 ,um Schichtdicke): 17 Volt Schaltzeiten:

	30 V	40 V	50 V
Wras)	16	15	H
tab(ms)	2	2	2

148⁰C;

10 /um Schiclit-⁷ dicke

Beispiel 4

Einsatz von 4-n-£Tonyl-4' -n-nonyloxy-azobenzol

Umwandlungsschema:

krist.-fcst smekt.I smekt.C _smekt.A

nemat. -S22S- isotrop

in einer elektrooptischen Anordnung entsprechend Beispiel 1. Schwellspannung (58⁰C, 20 ,um Schichtdicke): 35 Volt Die anfänglich planare Orientierung ist unter Benutzung eines parallel zur Orientierung geschalteten Polarisators gelb und wird unter Feldeinfluß farblos.

Beispiel 5

Einsatz von

4~n-Bu tyl-4' -/4-n-nonyloxyp he nyl-c ar Ъ onyl ox^az оЪе nzo 1

Umwandlungsschema:

krist.-fest . smekt. C nem. isotrop

in einer elektrooptischen Anordnung.

Sohwellspannung (SO⁰C, 20jxm Schichtdicke); 15 Volt

Die unter Benutzung eines Polarisators parallel zur planaren Ausgangsorientierung gelbe Schicht wird nach Einschalten des Feldes farblos.

Claims (4)

Erfindungsanspruch

1. Elektrooptische Anordnungen zur Modulation аез durchgehenden oder auffallenden Lichtes sowie zur Wiedergabe von Ziffern, Zeichen und Bildern, gekennzeichnet dadurch, daß orientierte smektische C-Phasen kristallin-flüssiger Substanzen mit positiver DK-Anisotropie, die selbst die Eigenschaft eines dichroitischen Farbstoffes besitzen, eingesetzt v/erden·

2· Elektrooptische Anordnungen gemäß Punkt 1·, gekennzeichnet dadurch, daß die smektischen C~Phasen durch Abkühlung aus orientierten nematischen Phasen hergestellt werden.

3. Elektrooptisch^ Anordnungen gemäß Punkt 1· und 2., gekennzeichnet dadurch, daß sie
3_f6-Bis-₄/""4-n-alkyl-phenyl_7-1,2,4j5-tetra?.ine,

4«n-Alkyl-4'-n-alkyloxy-diphenyl-1,2,4,5-t etrazine, 4-n~Alkyl~3-/7*4-n--alkyloxy-phenylJ7'-1,2,4,5~te^Jjrazin ihre Gemische untereinander oder Gemische mit weiteren kristallin-flüssigen Substanzen im Zustand der omektisehen C-Phase enthalten.

4· Elektrooptisch^ Anordnungen nach Punkt 1, bis 3», gekennzeichnet dadurch, daß Farbstoffe mit positivem Dichroismus augesetzt werden·