DD160312A3 - APPLICATION OF NEMATIC LIQUID CRYSTALS - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft die Anwendung nematischer fluessiger Kristalle in optoelektronischen Bauelementen zur Modulation des Lichtes sowie zur Darstellung von Ziffern, Zeichen und Abbildungen. Ziel der Erfindung sind nematische fluessige Kristalle, die fuer optoelektronische Anordnungen, vorzugsweise fuer den Zweifrequenzbetrieb, gut geeignet sind. Es wurde gefunden, dass reine oder gemischte 2-n-Alkyl-1,4-bis-(4-acyloxy)-benzene der allgemeinen Formel, wobei R hoch 3 = n-C tief m H tief 2 m + 1 mit m = 3 bis 14 bedeutet, fuer die Anwendung in optoelektronischen Baulementen sehr gut geeignet sind.The invention relates to the use of nematic liquid crystals in optoelectronic components for the modulation of light and for the representation of numbers, characters and images. The aim of the invention are nematic liquid crystals, which are well suited for optoelectronic arrangements, preferably for the two-frequency operation. It was found that pure or mixed 2-n-alkyl-1,4-bis- (4-acyloxy) -benzene of the general formula wherein R is high 3 = nC deep m H deep 2 m + 1 with m = 3 to 14 means are very well suited for use in optoelectronic devices.
Description
Anwendung nematischer flüssiger KristalleApplication of nematic liquid crystals
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft die Anwendung nematischer flüssiger Kristalle in optoelektronischen Bauelementen zur Modulation des durchgehenden oder reflektierten Lichtes sowie zur Darstellung von Ziffern, Zeichen und Abbildungen.The invention relates to the use of nematic liquid crystals in optoelectronic components for the modulation of the transmitted or reflected light and for the representation of numerals, characters and images.
Charakteristik der bekannten technischen Losungen Character isti k of the known technical solutions
!Flüssige Kristalle zeigen auf Grund ihrer dielektrische;! Anisotropie eine spezielle Wechsel'wirkung mit elektrischen Feldern und können demzufolge orientiert werden, nematische flüssige Kristalle mit positiver dielektrischer Anisotropie orientieren sich parallel zum elektrischen Feld, solche mit negativer dielektrischer Anisotropie dagegen senkrecht sum Feld. Infolge dielektrischer Relaxation kann bei gewissen! Liquid crystals show due to their dielectric! Anisotropy is a special interaction with electric fields and can therefore be oriented, nematic liquid crystals with positive dielectric anisotropy are oriented parallel to the electric field, while those with negative dielectric anisotropy are oriented perpendicular to the field. Due to dielectric relaxation can in certain
1.5' Flüssigkristallen, die bei niedrigen Frequenzen eine positive dielektrische Anisotropie besitzen, oberhalb der Relaxa— tionsfrequenz eine negative, dielektrische Anisotropie auftreten. In der !iahe der Relaxationsfrequenz (Isotropiefrequenz) ist die dielektrische Anisotropie Hull, Es wurde bereits vorgeschlagen, diesen Effekt in optoelektronischen Displays nutzbar zu machen, indem das Display mit 2 Frequenzen betrieben wird (DD-WP 107 5oT).1.5 'liquid crystals, which have a positive dielectric anisotropy at low frequencies, above the relaxation frequency a negative, dielectric anisotropy occur. Near the relaxation frequency (isotropic frequency), the dielectric anisotropy is Hull. It has already been proposed to make use of this effect in optoelectronic displays by operating the display with 2 frequencies (DD-WP 107 5oT).
Diese Art der Ansteuerung ermöglicht eine Veränderung sowohl, der Hin- als auch der Rückschaltzeit ausschließlich durch Veränderung der elektrischen Feldstärke, so daß. das- beiThis type of control allows a change both, the outward and the return time exclusively by changing the electric field strength, so that. that
normalem Betrieb sehr langsame Abklingen der dielektrischen Information bedeutend verkürzt werden kann, Die bisher bekannten Substanzen für diesen Effekt besitzen entweder eineunbequem hohe Relaxationsfrequenz (im Ι,Είζ-Bereich), zu hohe Schmelztemperaturen, oder sie sind chemisch und thermisch instabil.Very slow decay of the dielectric information can be significantly shortened in normal operation. The previously known substances for this effect either have an uncomfortably high relaxation frequency (in the Ι, Είζ range), too high melting temperatures, or they are chemically and thermally unstable.
Bei den bisher bekannten 2-3ubst.-1, 4-bis-/!--acyl0x37-bensenerIn the previously known 2-3ubst.-1, 4-bis - /! - acyl0x37-bensener
1.0 D» Bemus, H. Dennis, H. Saschke, Flüssige Kristalle in Tabellen, VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie Leipzig 1.976, S. 84; . WP 106 933, 108 022, 1.08 023, 116 732, 13s 473, 139 575, 139 592; ferner A. G. Griffin et al. Mol. Cr.yst. liqu. Gryst. J4, 267 (1978); T.A. Rotinjran et al.Krisca logr.23,578 (1978) . entsprechen die 2-Substituenten verhältnismäjBig kleinen Gruppen, z.B. R^ = --Gl5 -CH^, -G2^, -GJ, -OHpClT. Diese. Koleküle entsprechen weitgehend den klassischen Vorstellungen vom Molekülbau flüssiger Kristalle, d.h. es liegen im wesentlichen langgestreckte. Lloleküle mit stäbche-nformiger Gestalt vor. Diese Verbindungen sind auf Grund ihrer hohen Relaxationsfrequenz ebenfalls für den Zweifrequenzbetrieb wenig geeignet. Deshalb wird ständig nach neuen Substanzen gesucht, welche diese !lachteile nicht oder in nur geringem Maße zeigen.1.0 D »Bemus, H. Dennis, H. Saschke, liquid crystals in tables, VEB German publishing house for basic industry Leipzig 1.976, P. 84; , WP 106 933, 108 022, 1.08 023, 116 732, 13s 473, 139 575, 139 592; also AG Griffin et al. Mol. Cr. liqu. Gryst. J4, 267 (1978); TA Rotinjran et al. Krisca logr. 23, 578 (1978). the 2-substituents correspond to relatively small groups, for example R ^ = --Gl 5 -CH ^, -G 2 ^, -GJ, -OHpClT. These. Columns largely correspond to the classical ideas of the molecular structure of liquid crystals, ie they are substantially elongated. Lloleküle with rod-nformiger shape before. Due to their high relaxation frequency, these compounds are also unsuitable for two-frequency operation. That is why we are constantly searching for new substances which do not or only to a limited extent show these disadvantages.
^ O^ O
2.5 Ziel der Erfindung 2.5 Object of the invention
Ziel der Erfindung Bind neue nematische flüssige Kristalle, die für elektrooptische Anordnungen, vorzugsweise für den Zweifrequenzbetrieb, gut geeignet sind.Object of the Invention Bind novel nematic liquid crystals which are well suited for electro-optic arrangements, preferably for two-frequency operation.
Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, nematische flüs-DISCLOSURE OF THE NATURE OF THE INVENTION The object of the invention is to provide nematic fluids
— 3- 3
sige: Kristalle mit niedrigen Relajcationsfre-quenzer, niedrigen Schmelztemperaturen und guter thermischer und chemischer Stabilität aufzufinden.sige: crystals with low relay frequencies, low melting temperatures and good thermal and chemical stability.
Es v.Tirde gefunden, daß reine oder gemischte 2—n—Alkyl-1,4~ bis-/" 4-acjlosy?-benaene der allgemeinen FormelIt has been found that pure or mixed 2-n-alkyl-1,4-bis- / 4-acylsbenzenes of the general formula
R -GOOhS)-OOC-RR GOOhS) -OOC-R
1 21 2
R , R=CfR, R = Cf
>-' °ηΗ2η+1°-<2)-' 0Ii^i+10C0°-> - '° η Η 2η + 1 ° - <2) -' 0 Ii ^ i + 1 0C0 ° -
mit η = 1 bis 16with η = 1 to 16
- π-C IT - π-C IT
mit m =3 bis 14with m = 3 to 14
für die Anwendung in. entsprechenden optoelektronischen Bauelementen sehr gut geeignet sind.are very well suited for use in corresponding optoelectronic components.
Die Relaxatioiisfre-quenzen von nematisch en flüssigen Kristallen mit positiver dielektrischer Anisotropie werden durch Zusatz dieser Substanzen stark zu niedrigen Werten verschoben. Die Moleküle von Flüssigkristallen müssen, wie bereits die Untersuchungen von Vorländer /"D* Vorländer, Chemische. Kristallographie der Flüssigkeiten, Leipzig 1924_? sowie auch die gesamte neuere Literatur /"D. Demus, E. Demus und H. Zaschke, Flüssige Kristalle 'in Tabellen, VS3 Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 2. Aufl., Leipzig 1976/,zeigen, einen möglichst langgestreckten liolekülbau besitzen, In Substanzen vom üyp der 2—subst.-1,4-bis-/4-acyloxv7~ben~ z:ene sind deshalb nur bei kleinen 2-Suostituenten kristal- lin-flüssige . Eigenschaften zu erwarten, Ss'ist völlig überraschend, daß. die in' 2-Stellung mit längeren n-Alkylketten substituierten Derivate kristallin—flüssige Eigenschaften besitzen, denn die Llolekülgestalt ist bei den Verbindungen mit längerer Alkylkette R auch nicht mehr annähernd stab— chenförmig.The relaxation frequencies of nematic liquid crystals with positive dielectric anisotropy are shifted to low values by addition of these substances. The molecules of liquid crystals must, as already the investigations of Vorlander / "D * Vorländer, Chemical Crystallography of Liquids, Leipzig 1924_? As well as the entire recent literature /" D. Demus, E. Demus and H. Zaschke, Liquid Crystals' in Tables, VS3 Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie, 2nd ed., Leipzig 1976 /, show, as long as possible elongated liolekülbau, In substances from the üyp of 2-subst.-1 4-bis- / 4-acyloxybenzones are therefore crystalline liquid only in the case of small 2-substituents. Characteristics to be expected, ss'is completely surprising that. the derivatives substituted in the 2-position with longer n-alkyl chains have crystalline-liquid properties, because the lolecule shape is no longer nearly rod-like in the compounds with a longer alkyl chain R.
Λ _ Λ _
Die zweite völlig überraschende Eigenschaft ist die hohe Viskosität dieser Substanzen, wie folgende Zusammenstellun ausweist:The second completely surprising feature is the high viscosity of these substances, as the following compilation shows:
CHCH
3"3 '
) -C E=Ii- ) -C E = ii
-OQO-OQO
' 4 9'4 9
-ClT-ClT
Viskosität bei 2.0 c StViscosity at 2.0 c St
3030
10881088
1-0 Hur auf Grund dieser beiden überraschenden Eigenschaften ist der Einsatz der erfindungsgemäßen Substanzen in Displays mit 2weifrequenzansteuerung überhaupt möglich und sinnvoll, denn einerseits müssen die Stoffe nematisch sein und andererseits niedrige 5.elas:a.tionsfrequenzen, die durch eine hohe Viskositat zustande kommen, besitzen.1-0 Hur due to these two surprising properties, the use of the substances according to the invention in displays with 2wefrerequenzansteuerung is at all possible and useful, because on the one hand, the substances must be nematic and on the other low 5.elas: a.tionsfrequenzen that come about by a high viscosity , own.
Die erfindungsgemäßen Substanzen besitzen gute thermische und chemische Stabilität und teilweise sehr niedrige Umv/andlungst emp eraturen.The substances according to the invention have good thermal and chemical stability and in some cases very low conversion temperatures.
20 Beispiel 120 Example 1
Die nachfolgenden Tabellen 1 und 2 zeigen die Umwandlungstemperaturen einiger erfindungsgemäßer Substanzen,Tables 1 and 2 below show the transformation temperatures of some substances according to the invention,
-X--X-
S - 4 - S - 4 -
2323
2-n-Alkyl-1,4-2-n-alkyl-1,4-
=R= R
R-R-
23 11 1923 11 19
1. .Fortsetzung Tab, 1:1st continuation Tab, 1:
R1 = R2 R3 K Ή R 1 = R 2 R 3 K Ή
. 69-71 . 69, 69-71. 69
♦ 62-65 . . 67♦ 62-65. , 67
C6H13O C16H33 . 58-61 ♦ 64-64,5C 6 H 13 OC 16 H 33 . 58-61 ♦ 64-64.5
C7H15O C3H7 . 56-58 . 99C 7 H 15 OC 3 H 7 . 56-58. 99
Q7H15O C4H9 . 65-67 . 90Q 7 H 15 OC 4 H 9 . 65-67. 90
C7H15O C5H11 . 74-75 . 83C 7 H 15 OC 5 H 11 . 74-75. 83
C7H15O C6H13 . 59-60 . 79C 7 H 15 OC 6 H 13 . 59-60. 79
ΊΟ σ7Η 15° C7H15 . 54-56 . 75,5ΊΟ σ 7 Η 15 ° C 7 H 15 . 54-56. 75.5
C7H15O C8H17 . 59-60 . 74C 7 H 15 OC 8 H 17 . 59-60. 74
C7H15O C9H19 . 60-61 . 73,5C 7 H 15 OC 9 H 19 . 60-61. 73.5
C7H15O C10H21 . 58-60 . 69,5C 7 H 15 OC 10 H 21 . 58-60. 69.5
C7H15O C11H23 . 66-67,5 . 67,5 'C 7 H 15 OC 11 H 23 . 66-67.5. 67.5 '
-J5 C7H15O σ 12 Η25 # β1-61'5 · δ5>5 -J 5 C 7 H 15 O σ 12 Η 25 # β1 - 61 ' 5 · δ5 > 5
C7H15O °16Η33 * δ6~67 (' δ2 )C 7 H 15 O ° 16 Η 33 * δ6 ~ 67 (' δ2 )
C8H17O C3H7 . 51-52,5 . 97,5-98C 8 H 17 OC 3 H 7 . 51-52.5. 97.5 to 98
C8H17O C4H9 . 57-58 ♦ 91C 8 H 17 OC 4 H 9 . 57-58 ♦ 91
C8H17O C5H11 . 68-69,5 ♦ 84,5C 8 H 17 OC 5 H 11 . 68-69.5 ♦ 84.5
C8H17O C6H13 . 61-62 . 81,5C 8 H 17 OC 6 H 13 . 61-62. 81.5
C8H17O C7H15 ♦ 52-53 . 78,5C 8 H 17 OC 7 H 15 ♦ 52-53. 78.5
C8H17O C8Hn . 57-58,5 . 77,5C 8 H 17 OC 8 H n . 57-58.5. 77.5
C8H17O C9H19 . 65-67 . 77C 8 H 17 OC 9 H 19 . 65-67. 77
C8H17O °10Η21 * 59~6° * 74 C 8 H 17 O ° 10 Η 21 * 59 ~ 6 ° * 74
C8H17O C11H23 . 49-51,5 ♦ 72C 8 H 17 OC 11 H 23 . 49-51.5 ♦ 72
C8H17O G12H25 * 55~56 * β9>5 C 8 H 17 O G 12 H 25 * 55 ~ 56 * β9> 5
C8H17O C16H33 * 65~67 ' β9~69»5 C 8 H 17 O C 16 H 33 * 65 ~ 67 ' β9 ~ 69 » 5
C9H19O C3H7 . 49-51 . 91-91,5C 9 H 19 OC 3 H 7 . 49-51. 91 to 91.5
C9H19O C4H9 . 58-61 -. 84-85C 9 H 19 OC 4 H 9 . 58-61 -. 84-85
C9H19O C5H11 . 64-66 . 78 ·C 9 H 19 OC 5 H 11 . 64-66. 78 ·
C9H19O C6H13 . 64-65 . 76-76,5C 9 H 19 OC 6 H 13 . 64-65. 76 to 76.5
C9H19O C7H15 . 53-54 . 73-73,5C 9 H 19 OC 7 H 15 . 53-54. 73 to 73.5
C9H19O C8H17 ο 54-56 . 72,5C 9 H 19 OC 8 H 17 ο 54-56. 72.5
i 23111 i 23111
2. Fortsetzung Tab, 1:2. Continuation Tab, 1:
R1 = R2 R3 K Ή R 1 = R 2 R 3 K Ή
C9H19 . 60-61 .73C 9 H 19 . 60-61 .73
C10H21 . 60-61 . 70C 10 H 21 . 60-61. 70
C11H23 . 52-53,5 . 67,5C 11 H 23 . 52-53.5. 67.5
C12H25 . 41-43 . 66C 12 H 25 . 41-43. 66
C16H33 . 64-66 . 66-66,5C 16 H 33 . 64-66. 66 to 66.5
C3H7 . 60-63 . 92-92,5C 3 H 7 . 60-63. 92 to 92.5
C6H13 . 63-65 . (33-33,5)C 6 H 13 . 63-65. (33 to 33.5)
C6H13 . 59-62 . (18-19)C 6 H 13 . 59-62. (18-19)
C6H13 . 31-33,5 . 40,5-41C 6 H 13 . 31-33.5. 40.5 to 41
C3H7 . 46-48 . 51-52C 3 H 7 . 46-48. 51-52
C4H9 . 54-57 .( 37-38)C 4 H 9 . 54-57. (37-38)
C5H11 . 48-51 .( 30-31)C 5 H 11 . 48-51. (30-31)
CgH13 . 27-29 . 28CgH 13 . 27-29. 28
C7H15 . 44-45 .( 23,5)C 7 H 15 . 44-45 (23.5)
C8H17 . 48-49,5 .(20,5-21)C 8 H 17 . 48-49.5. (20.5-21)
C9H19 . 52-53,5 .( 18 )C 9 H 19 . 52-53.5. (18)
C10H21 . 56-56,5 ·( 17 )C 10 H 21 . 56-56.5 · (17)
C11H23 . 62-64 .(15-15,5)C 11 H 23 . 62-64. (15-15.5)
. 45-47 .( 15 ), 45-47. (15)
C16H33 . 41-43 .( 15 ) ·C 16 H 33 . 41-43. (15) ·
J7H15 C3H7 . 45-47 .60-62J 7 H 15 C 3 H 7 . 45-47 .60-62
C7H15 C6H13 · 18-19 · 40,5-41,5C 7 H 15 C 6 H 13 × 18-19 × 40.5-41.5
25 C8H17COO C6H13 . 70-72 . 94-9525 C 8 H 17 COO C 6 H 13 . 70-72. 94-95
C8H17GOO C7H15 . 78-79,5 . 87-89C 8 H 17 GOO C 7 H 15 . 78-79.5. 87-89
C4H9OCOO CgH13 . 79-82 . 81-84C 4 H 9 OCOO CgH 13 . 79-82. 81-84
CAHg0C00 C7H15 . 63-65 . 73-75C A H g 0C00 C 7 H 15 . 63-65. 73-75
231 1 13 k 231 1 13 k
Tabelle 2 2-n-Alkyl-1,4-bis-/>""4-n-pentyl-cyclohexancarbonylosy_7-Table 2 2-n-alkyl-1,4-bis- / > "" 4-n-pentyl-cyclohexanecarbonylosy_7-
R2 K H . I Ausbeute (%R 2 KH. I yield (%
G3H7 . 58-58,5 . 99-100 , 57,0G 3 H 7 . 58-58.5. 99-100, 57.0
C4H9 . 59-60 .79 . 51,4C 4 H 9 . 59-60 .79. 51.4
C5H11 . 64-65 . 66,5-67 . 46,5C 5 H 11 . 64-65. 66.5-67. 46.5
C6H13 . 41-43 . 58,5 ♦ 38,1C 6 H 13 . 41-43. 58.5 ♦ 38.1
-IO C7H1. ♦ 46-48 . 52 . 44,6-IO C 7 H 1 . ♦ 46-48. 52. 44.6
Hohe Viskositäten verursachen niedrige Relaxationsfrequenzen nematischer flüssiger Kristalle.High viscosities cause low relaxation frequencies of nematic liquid crystals.
Viskositäten von 2-n-0ctyl-1,4-bis-/~4-n-octyloxybenzoyloxyi_7-benzen (in nematischer Phase V1^1)Viscosities of 2-n-0ctyl-1,4-bis / ~ 4-n-octyloxybenzoyloxy i _7-benzene (in a nematic phase V 1 ^ 1)
t/°C 25 56 64 76 ^1ZcSt 960 167 115 72t / ° C 25 56 64 76 ^ 1 ZcSt 960 167 115 72
Im Vergleich dazu ist die Viskosität von 4-n-Alkyloxy-benzoesäure-4f-ii-alkylo2:yphenylestern um den Paktor 10 kleiner.In comparison, the viscosity of 4-n-alkyloxy-benzoic acid 4- f -ii-alkylo2-yphenyl esters is smaller around the factor 10.
Isotropiefrequenzen f einer Mischung von 60 Mol-% 2-n~0ctyl-1,4-"bis-J/~"4-n-octyloxybenzoylo2y_7'-'benzenen und 40 Mol-% 4-n-0ctylozybenzoesäure-4-(ß-cyanethyl)-phenylester:Isotropiefrequenzen f a mixture of 60 mol% of 2-n ~ 0ctyl-1,4- "bis J / ~" 4-n-octyloxybenzoylo2y_7 '-' benzenes and 40 mol% 4-n-0ctylozybenzoesäure-4- (ß cyanoethyl) phenyl ester:
t/°C 20 25 33 48 fo/kHz 8 16 47 250t / ° C 20 25 33 48 f o / kHz 8 16 47 250
Der Klärpunkt der Mischung beträgt 68 0C. Bei Raumtemperatur beträgt die Schwel!spannung im jtfiederfrequenzbereich 2,5 V.The clearing point of the mixture is 68 0 C. At room temperature is the smoldering! Voltage in jtfiederfrequenzbereich 2.5 V.
231119 4231119 4
Das Gemisch entsprechend Beispiel 3 wird in einer Zelle folgender Bauart verwendet: Sine dürme Schicht (5 "bis 30 /Um Schichtdicke) des Plüssigkristalls wird zwischen zwei Glasscheiben, welche innen mit einer transparenten, elektrisch leitenden Schicht (SnOp oder In2O^) versehen ist, gebracht und der Abstand durch Einfügen von Abstandshaltern konstant gehalten. Diese Anordnung befindet sich zwischen gekreuzten Polarisatoren. Bei einer Spannung von 5 7/50 :Mz löscht die Zelle das Licht vollständig aus, bei 5 V/12 kHz stellt sich dagegen der transparente Zustand ein.The mixture according to Example 3 is used in a cell of the following type: A thin layer (5 "to 30 / μm thick) of the liquid crystal is sandwiched between two glass panes which are internally provided with a transparent, electrically conductive layer (SnOp or In 2 O ^) The array is placed between crossed polarizers, and at a voltage of 5 7/50 : Mz , the cell completely extinguishes the light, but at 5 V / 12 kHz, the transparent one is turned off Condition.
Claims (1)
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH04112932A (en) * | 1990-09-03 | 1992-04-14 | Nissan Motor Co Ltd | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine |
US5800923A (en) * | 1995-08-29 | 1998-09-01 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Acid composition comprising a coated polyvalent carboxylic acid solid particle and a powder coating comprising the same |
KR101677764B1 (en) * | 2009-04-21 | 2016-11-18 | 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 | Compound |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS54154736A (en) * | 1978-05-24 | 1979-12-06 | Seiko Epson Corp | 1,4-di(trans-4-n-alkylcyclohexanecarbonyloxy)-2-chlorobenzene |
JPS5583734A (en) * | 1978-12-18 | 1980-06-24 | Seiko Epson Corp | Liquid crystal ester compound and its preparation |
-
1981
- 1981-06-25 DD DD23111981A patent/DD160312A3/en unknown
-
1982
- 1982-06-25 JP JP10857782A patent/JPS584746A/en active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
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JPS584746A (en) | 1983-01-11 |
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