DD226004A1 - NEMATIC LIQUID CRYSTALLINE MIXTURES - Google Patents
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Abstract
Nematische fluessig-kristalline Gemische werden auf Grund ihrer dielektrischen und optischen Anisotropie in optoelektronischen Bauelementen zur Modulation des durchgehenden oder zurueckgeworfenen Lichtes sowie zur farbigen oder schwarz-weissen Wiedergabe von Ziffern, Zeichen und Bildern eingesetzt. Das Ziel der Erfindung besteht in der Anwendung neuer Fluessigkristallgemische, die niedrige Relaxationsfrequenzen aufweisen, in elektrooptischen Anordnungen. Erfindungsgemaess werden fluessig-kristalline Gemische verwendet, die von 0,1 bis zu 60 Mol.-% 4-(4(4-Subst.-benzoyloxy)-benzoyloxy)-benzyliden-malonsaeure-di-ester enthalten. Den erfindungsgemaessen Gemischen koennen auch nicht-fluessig-kristalline Substanzen, insbesondere Farbstoffe zugesetzt werden.Due to their dielectric and optical anisotropy, nematic liquid-crystalline mixtures are used in optoelectronic components for the modulation of the continuous or reflected light as well as for the colored or black-and-white reproduction of numbers, characters and images. The object of the invention is the use of new liquid crystal mixtures having low relaxation frequencies in electro-optical arrangements. According to the invention, liquid-crystalline mixtures are used which contain from 0.1 to 60 mol% of 4- (4 (4-Substituted benzoyloxy) benzoyloxy) benzylidene malonic acid diesters. Non-liquid-crystalline substances, in particular dyes, can also be added to the mixtures according to the invention.
Description
Die Erfindung "betrifft nematische flüssig-kristalline Gemische für elektrooptisch^ Anordnungen zur Modulation des durchgehenden oder zurückgeworfenen Lichtes sowie zur farbigen oder schwarz-weißen Anzeige von. Ziffern, Zeichen und ."bewegten oder unbewegten Bildern.The invention relates to nematic liquid-crystalline mixtures for electro-optical arrangements for the modulation of the transmitted or reflected light and to the colored or black-and-white display of "numerals, characters and" moving or still images.
' α'α
Es ist bekannt, daß flüssig-kristalline Substanzen sur Ivlodulation von Licht sowie zur Anzeige von Meßwerten oder sur Wiedergabe von Informationen eingesetzt werden können. Diese Verfahren beruhen darauf, daß die Vorzugsorientierung in dünnen Schichten der flüssig-kristallinen Substanz durch Anlegen eines elektrischen Feldes verändert werden kann. Mit dieser Orientierungsänderung ist eine Veränderung des optischen Verhaltens (Doppelbrechung, Drehvermögen, Lichtabsorption) verbunden. Je nach der, durch eine spezielle Vorbehandlung der einschließenden Elektroden oder durch Zugabe geeigneter Substanzen, erzielten Ausgangsorientierung, der dielektrisehen Anisotropie, der Leitfähigkeit, dem Dichroismus sowie der Stärke, Frequenz und Richtung des angelegten elektrischen Feldes werden verschiedenartige elektrooptische Effekte beobachtet und technisch genutzt /M. Tobias: International Handbook of Liquid Crystal Displays 1975-1976, Ovum Ltd., London 1976; G. Meier, E. Sac-kmann, J.C-. Graomaier: Application of Liquid Crystals, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1975/.It is known that liquid-crystalline substances can be used for the modulation of light and for the display of measured values or the reproduction of information. These methods are based on the fact that the preferred orientation can be changed in thin layers of the liquid-crystalline substance by applying an electric field. This change in orientation involves a change in the optical behavior (birefringence, rotation, light absorption). Depending on the initial orientation, the dielectric anisotropy, the conductivity, the dichroism and the strength, frequency and direction of the applied electric field achieved by a special pretreatment of the enclosing electrodes or by addition of suitable substances, various electro-optical effects are observed and used technically / M , Tobias: International Handbook of Liquid Crystal Displays 1975-1976, Ovum Ltd., London 1976; G. Meier, E. Sac-kmann, J.C. Graomaier: Application of Liquid Crystals, Springer-Verlag, Berlin-Heidelberg-New York 1975 /.
So "beruht ein "bekanntes Verfahren darauf, daß durch Anlegen eines elektrischen Feldes das optische Drehvermögen einer Schicht mit verdrillter Struktur aufgehoben und damit zwischen parallelen (gekreuzten) Polarisatoren Durchlässigkeit (Auslöschung) für eingestrahltes Licht gefunden wird / M. Schadt, W. Helfrich: Applied Physics letters _18, 127 (1971)/. Bei einem anderen, "bekannten "Verfahren wird die Frequenzabhängigkeit der dielektrischen Anisotropie einer nematischen Substanz ausgenutzt, um die Schaltzeiten erheblich zu verkürzen /H.K. Bücher, R.T. Klingbiel, J.P. van Meter: Appl. Phys. Lett. 25,186 (1974)/.- Bei Frequenzen f« fp (f^-Relaxationsfrequenz) ist die dielektrische Anisotropie ASq, positiv, während bei f » fR die negative-dielektrische Anisotropie AOq2 gemessen wird. Zur Vermeidung hoher kapazitiver Ströme muß fR.möglichst gering sein. Die bisher tiefsten. Relaxationsfrequenzen einer nematischen Mischung betragen bei 22 0C: 1,2 kHz und bei 35 0C: 7 kHz /(M. Schadt, Mol. Cryst. Liqu. Cryst. 89, 77 (1982)/Thus, a "known" method is based on the fact that by applying an electric field, the optical rotation of a layer with twisted structure repealed and thus between parallel (crossed) polarizers permeability (extinction) for incident light is found / M. Schadt, W. Helfrich: Applied Physics letters _18, 127 (1971) /. In another, "known" method, the frequency dependence of the dielectric anisotropy of a nematic substance is exploited in order to shorten the switching times considerably. HK Bücher, RT Klingbiel, JP van Meter: Appl. Phys. Lett. 25,186 (1974) /.- At frequencies f «f p (f ^ relaxation frequency), the dielectric anisotropy ASq, positive, while at f» f R, the negative-dielectric anisotropy AOq 2 is measured. To avoid high capacitive currents, f R must be as low as possible. The deepest so far. Relaxation frequencies of a nematic mixture are at 22 0 C: 1.2 kHz and at 35 0 C. 7 kHz / (M Schadt, Mol Cryst Liqu Cryst 89, 77 (1982) /....
Je nach dem zugrundeliegenden elektrooptischen Effekt müssen die eingesetzten Substanzen bestimmte Anforderungen hinsichtlich ihres Schmelz- und Klärpunktes, ihrer Viskosität, chemischen und thermischen Stabilität, Leitfähigkeit, dielektrischen Anisotropie sowie dielektrischen Relaxationsfrequenzen aufweisen. Reine Substanzen, die alle diese Anforderungen gleichzeitig erfüllen, sind nicht verfügbar. Deshalb werden Mischungen verschiedener Substanzen verwendet. Infolge beschränkter Mischbarkeit können jedoch nicht beliebige Substanzen kombiniert werden. Depending on the underlying electro-optical effect, the substances used must have certain requirements with regard to their melting and clearing point, their viscosity, chemical and thermal stability, conductivity, dielectric anisotropy and dielectric relaxation frequencies. Pure substances that fulfill all these requirements at the same time are not available. Therefore mixtures of different substances are used. However, due to limited miscibility, it is not possible to combine any substances.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Ziel der Erfindung sind Flüssigkristallgemische für optoelektronische Bauelemente insbesondere mit Zweifrequenzansteuerung, die niedrige Relaxationsfrequenzen aufweisen.The aim of the invention are liquid-crystal mixtures for optoelectronic components, in particular with dual-frequency control, which have low relaxation frequencies.
Aufgabe der Erfindung ist es, geeignete Substanzen, die die Relaxationsfrequenzen von kristallin-flüssigen nematischenThe object of the invention is to provide suitable substances which have the relaxation frequencies of crystalline liquid nematic
Gemischen erniedrigen, aufzufinden.Humiliate mixtures to find.
Es wurde gefunden, daß nematische kristallin-flüssige Gemische, welche einen oder mehrere Vertreter der Substanzklasse der 4j_4(4-Subst.-benzoylox^-bensoyloxyj-benzjliden-malonsäure-di-ester mit der allgemeinen FormelIt has been found that nematic crystalline liquid mixtures containing one or more representatives of the class of 4j_4 (4-Subst.-benzoylox ^ -bensoyloxyj-benzjliden-malonic acid di-ester having the general formula
COOR2R1 Q)OOS)(S)COOR 2 R 1 Q) OOS) (S)
COOP.COOP.
°-' V2n+I000^ CnH2n-HC°-' "CN>° - 'V 2n + I 000 ^ C n H 2n-H C ° -'" CN >
CnH2n+rIH' CnH2n+-1NCmH2m+1 SOwie r2 und ^ gleicHe oder verschiedene Alkylgruppen C Sp ,- bzw. CO-Cyanoalkylgruppeη C Hp CN mit n, m = 1 bis 12 bezeichnen in Mengen von 0,1 'bis zu 60 moliö enthalten , für optoelektronische Bauelemente, insbesondere solchen mit Zweifrequenzansteuerung, sehr gut geeignet sind. Die 4-£4-(4-Subst.-benzoyloxy)-benzoyloxyjbenzyliden-malonsäure-di-ester sind farblose Substanzen-mit hoher chemischer und thermischer Stabilität. Im reinen Zustand besitzen sie smektische Phasen (s.Tab. 1), die jedoch durch die geeigneten Mischungspartner unterdrückt- sind. C n H 2n + r IH ' C n H 2n + -1 NC m H 2m + 1 SO as r2 and ^ same or different alkyl groups C Sp, - or CO-Cyanoalkylgruppeη C Hp CN with n, m = 1 to 12 denote contained in amounts of 0.1 'up to 60 moliö, are very well suited for optoelectronic devices, especially those with two-frequency control. The 4- (4- (4-substituted-benzoyloxy) -benzoyloxy-benzylidene-malonic acid di-esters are colorless substances with high chemical and thermal stability. In the pure state, they have smectic phases (see Table 1), which, however, are suppressed by the appropriate mixing partners.
Diesen Gemischen können je nach Anwendungszweck nicht flüssig-kristalline Stoffe, insbesondere Farbstoffe, zugemischt vier den.Depending on the intended use, these mixtures can not be mixed with liquid-crystalline substances, in particular with dyes.
Umwandlungstenroeraturen der VerbindungenTransformationalities of the compounds
:ooH": Ooh "
00-<(3>-C0 0-<<3)-CH=C00 - <(3> -C0 0 - << 3) -CH = C
R, K S, N isR, K S, N is
JJ ΛΛ
_ 4 Forts. Tab. 1_ 4 Forts. Tab. 1
malonsäure-di-n-decylester und 60 molvö 2n—Heptyl—1, 4-bis-(4-n-octyloxybenzo,ylox,y)-berLzen aat einen Schmelzpunkt von 47 C und einen Klärpunkt von 78 0C. Bei 47 0C ist die dielektrische Relaxationsfrequenz f-p= 7 kHz und Δδ *= +0,60. Die dielektrische Anisotropie nach Durchschreiten des niederfrequenten Absorptionsgebietes be— tragt ^f02= -1 j40. Bei 57 0C betragen 4(S01= +0,55, ^Cq2 = +1,35 und fp= 23 kHz. Die auf 22 0C extrapolierte Relaxationsfrequenz beträgt f-,= 250 Hz.malonic acid-di-n-decyl ester and 60 molvö 2n-heptyl-1, 4-bis- (4-n-octyloxybenzo, ylox, y) -berLzen aat a melting point of 47 C and a clearing point of 78 0 C. At 47 0 C is the dielectric relaxation frequency fp = 7 kHz and Δδ * = +0.60. The dielectric anisotropy after passing through the low-frequency absorption region is ^ f 02 = -1 j40. At 57 0 C, 4 (S 01 = +0.55, ^ Cq2 = +1.35 and fp = 23 kHz.) The relaxation frequency extrapolated to 22 0 C is f -, = 250 Hz.
Es wird ein Gemisch folgender Zusammensetzung hergestellt:A mixture of the following composition is prepared:
1 7,5 rnoliä 4[4(4-n-Octyloxybenzo.ylox7)-benzoylox.y]-benzylidenmalonsäure-di-n-deojlester,1 7.5 rnoliä 4 [4 (4-n-octyloxybenzo.ylox7) -benzoylox.y] -benzylidenemalonic acid di-n-deoester,
32 , 5 mol£> 4[4(4-n-0ctyloxybenzoyloxy)-benzo.yloxy']-"öenzylidenmalonsäure-di-n-hexylester32.5 moles of 4,4- (4-n-octyloxybenzoyloxy) -benzo.yloxy '] - "-benzylidenemalonic acid di-n-hexyl ester
20 raol# 2-n-Heptyl-1,4-"bis-(4-n-octyloxy'benzoyloxy)-lienzen 30 mol?» 2-n-0ctyl-1,4-bis-(4-n-heptyloxybenzoyloxy)-benzen.20 raol # 2-n-heptyl-1,4-bis- (4-n-octyloxybenzoyloxy) -benzenes 30 moles of 2-n-octyl-1,4-bis- (4-n-heptyloxybenzoyloxy) -benzene.
Dieses nematische Gemisch hat folgende Eigenschaften: Schmelztemperatur: 320C (unterkühlbar bis 15 0C) Klärtemperatur: 80 0CThis nematic mixture has the following characteristics: Melting point: 32 0 C (unterkühlbar to 15 0 C) clearing point: 80 0 C
01= +0,7, Λ£02= -1,4, fR= 1,5 kHz (32 0C) 01 = +0.7, Λ £ 02 = -1.4, f R = 1.5 kHz (32 ° C)
Auf 22 0C extrapoliert: fR= 400 HzExtrapolated to 22 0 C: f R = 400 Hz
Bei einer Temperatur von 37,5 C wurden folgende An- und Ab-At a temperature of 37.5 C, the following ap-
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DD25677883A DD226004A1 (en) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | NEMATIC LIQUID CRYSTALLINE MIXTURES |
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DD25677883A DD226004A1 (en) | 1983-11-17 | 1983-11-17 | NEMATIC LIQUID CRYSTALLINE MIXTURES |
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DD (1) | DD226004A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0240184A2 (en) * | 1986-03-11 | 1987-10-07 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Alpha-Methylcinnamic acid ester derivative and liquid crystal composition |
-
1983
- 1983-11-17 DD DD25677883A patent/DD226004A1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0240184A2 (en) * | 1986-03-11 | 1987-10-07 | Mitsubishi Rayon Co., Ltd. | Alpha-Methylcinnamic acid ester derivative and liquid crystal composition |
EP0240184A3 (en) * | 1986-03-11 | 1988-01-13 | Mitsubishi Rayon Co. Ltd. | Alpha-methylcinnamic acid ester derivative and liquid crystal composition |
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