DD234278A1 - Schaltzeitverkuerzende dotierungen fuer kristallin-fluessige gemische - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft schaltzeitverkuerzende Dotierungen fuer kristallin-fluessige nematische Gemische. Ziel der Erfindung sind kristallin-fluessige Gemische mit kurzen Schaltzeiten fuer optoelektronische Bauelemente. Erfindungsgemaess werden kristallin-fluessigen nematischen Substanzen Verbindungen der allgemeinen Formel CmH2m2, in der m 10 bis 35 bedeutet, zugesetzt. Die Gemische sind einsetzbar in optoelektronischen Bauelementen zur Modulation des durchgehenden oder auftreffenden Lichtes sowie zur Darstellung von Ziffern, Zeichen und Abbildungen.
Description
Seispiel 2 | 21,2 |
Mischung A | 28,2 |
21,2 | |
8,1
3,7
12,0
5,6
^13
<9)-G6H13
Mischung | A | ,9 kJ | |
/NI=46°C | ' E~ | %50 | |
V0G | uo/Y | tE50/ms | 68 |
20 | 1,34 | 156 | 50 |
25 | 1,23 | 133 | 41 |
30 | 1,17 | 106 | 36 |
35 | 1,06 | 90 | 32 |
40 | 0,98 | 80 | 31 |
45 | 0,93 | 72 | 30 |
50 | 0,88 | 67 | |
Mischung A + 4 Gew.-%
U0ZY | ^50 |
1,24 | 127 |
1,11 | 86 |
1 ,01 | 79 |
0,93 | 55 |
0,87 | 48 |
0,80 | 45 |
0,75 | 41 |
Ά50
51 44 35 30 27 24 22
Mischung A + 4 Gewo-%
ITI
20 25 30 35 40 45 50
44 0O;
uozv 1,34 1,19 1,05-0,95 0,85 0,77 0,69
Ab1, = 142
121
114
103 100
96 92
10,7 kJrao
l"1
44 42 38 35 32 29
MischunglT+~10
Mischung A + 2^HI = 56 0C; Zß/°Q Uo/Y
25 30
10 Mol-% B
35 40 45 50
1,30 1,22 1,15 1,09 1,05 0,97 0,92 = 10,4 kJraol
140
130
107
98
89 82 74
"1
59 42 34 31 28 26 25
LIischung A + 10 Mo 1-% B + 4 Gewe-%
=
20 25 30 35 40 45 50
0G; U0ZV 1,23 1,17
1,04 0,98
0,94 0,89 0,85
E5Ö
118
110
103
97
92
87
85 =9,4 kJmol
"1
43 36 31 27 24 21 18
Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% C
Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% C
20
25 30
35 40
45 50
üo/v
2,01 1,65 1,52
1,43 1,33 1,23 1,16
168 162 155 146 138 130 122
kJmol
""1
^50
116
98 86 75 67 61 55
/ms
(C)
Mischung A + 10 Mol-% B + Mol-% C + 4 Gew,-% C
2,14
1,73 1,49 1,33 1,20
1,09 0,98
Έ50 165 160 151 142 135 125 100
E" /ms
/ms
122
97
77 65 55 46 38
Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% D -Ov
Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% D
(D)
Mischung A + 10 Mol-% B Mol-% D + 4 Gev/,-%
FT=' | 74°C; * | 4EE=19,4 | kJmol | U0Zv | 0C; | ΛΞΕ=1 | 6,6 kJmol'1 |
uo/v | tEt-0Zms | tA50Zms | 1,68 | )Zms | tA50Zms | ||
25 | 1,50 | 99 | 50 | ||||
30 | 1,60 | 115 | 64 | 1,40 | 83 | 38 | |
35 | 1,49 | 101 | 51 | 1,32 | 72 | 30 | |
40 | 1,42 | 90 | 41 | 1,25 | 66 | 24 | |
45 | 1,35 | 86 | 33 | 1,18 | 60 | 21 | |
50 | 1,29 | •71 | 28 | 55 | 20 | ||
'Mischung A + 10 MoI-^ B + 10 Mol-% C + 10 lÄol-% D
Mischun
+ 10 Mol-% B
Mol-% C + 10 Mol-%
20 25 30 35 40 45 50
U0A
2,27 1,99 1,78 1,58 1,46 1,36 1,28
125
116
108
101
94
87
82
=12,5 kJniol
80 69 59 51 42 36 31
Mischung A + 10 Mol-% B + C + Mol-% D + 4 Gew.-% C0-H,-,,
#!„=65 0C: 2IE-P=I 0.8 kJmol-1
U0A | tE50/ms |
1,78 | 72 |
1,63 | 64 |
1,50 | 59 |
1,38 | 55 |
1,27 | 52 |
1,20 | 48 |
1,12 | 46 |
43 37 32 28 26 23 21
Biph entmischung Ξ 5 (BDH)
Bii s c hung | JO0C | E 5 | ,ΕΞ=38, | 1 kJmol' | U | -1 | + | 4 | Mischung E 5 + 4 | 45 | /ms | ,_=4 | 5 S | Gewo-% Cr3 | - |
Uo | :E50/ms | t | 1 | ;A50/ms | 00 | tE50/ms | 26,1 k Jmol | ||||||||
1, | A i | 250 | 1 | 126 | TJ O | 75 | 44 | 200 | tA50/ms | ||||||
20 | 1, | 63 | 206 | 1 | 92 | 1, | 66 | 38 | 170 | 88 | |||||
25 | 1, | 46 | 167 | 1 | 73 | 1, | 59 | 34 | 150 | 75 | |||||
30 | 1, | 30 | 136 | 1 | 55 | 1, | 55 | 30 | 136 | 67 | |||||
35 | 1, | 18 | 99 | 1 | 48 | 1, | 52 | 26 | 126 | 61 | |||||
40 | o, | 07 | 80 | 1 | 45 | 1, | 21 | 117 | 55 | ||||||
45 | o, | 98 | 62 | 41 | 1, | 17 | 105 | 49 | |||||||
50 | 90 | Mischung | E 5 | 1, | Cf ο mm/0 | 45 | |||||||||
; Δ | Gew | kJmol"' | |||||||||||||
TSf0Q | oA | ,= 23,8 | t- | ||||||||||||
20 | ,57 | "^50 | |||||||||||||
25 ' | ,40 | 1 | |||||||||||||
30 | ,29 | 1 | |||||||||||||
35 | ,23 | ||||||||||||||
40 | ,17 | ||||||||||||||
45 | ,12 | ||||||||||||||
50 | ,07 | ||||||||||||||
L50/ms | |||||||||||||||
54 | |||||||||||||||
47 | |||||||||||||||
36 | |||||||||||||||
33 | |||||||||||||||
30 | |||||||||||||||
27 | |||||||||||||||
26 |
Claims (1)
- Erfindungsanspruch:Schaltzeitverkürzende Dotierungen für kristallin-flüssige Gemische, gekennzeichnet dadurch, daß diese eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel CmH2m + 2, in derm 10 bis 35 bedeutet, enthalten.Anwendungsgebiet der ErfindungDie Erfindung betrifft schaltzeitverkürzende Dotierungen für nematische Gemische, die in optoelektronischen Bauelementen (Displays) zur elektronisch gesteuerten Modulation des durchgehenden oder reflektierten Lichtes, sowie zur Darstellung von Ziffern, Zeichen und Abbildungen angewandt werden können.Charakterisierung der bekannten technischen LösungenNematische kristalline Flüssigkeiten können in optoelektronischen Bauelementen (Displays) benutzt werden [G.Meier, E. Sackmann, J.G.Grabmaier: Applications of liquid Crystals Berlin, N.Y., London 1975].Um für Displays geeignet zu sein, müssen die flüssigen Kristalle eine Vielzahl von Forderungen erfüllen, wozu auch sehr kurze Schaltzeiten gehören, die unter anderem auch durch niedrige Viskositäten erreicht werden können. Als viskositätserniedrigende Zusätze sind bis jetzt Dialkylbiphenylderivate vorgeschlagen worden [J.Krause, R.Steinsträßer, L.Pohl, F. del Pino, G.Weber, DE-OS 2 548360.] Nachteile in der Anwendung der Biphenylderivate sind die Erniedrigung der Klärpunkte, die durch Zumischung weiterer Substanzen wieder erhöht werden müssen. Weiterhin ist die Zugabe von ca. 25 Gewichtsteilen an Biphenylderivaten nötig, um die Viskosität auf die Hälfte herabzusetzen, wobei sich aber der Klärpunkt um fast 2O0C erniedrigt.Ziel der ErfindungZiel der Erfindung sind kristallin-flüssige Gemische mit kurzen Schaltzeiten für optoelektronische Bauelemente.Darlegung des Wesens der ErfindungAufgabe der Erfindung sind Substanzen, welche die Rotationsviskosität von kristallinen nematischen Flüssigkeiten erniedrigen und damit zu schnellen Schaltzeiten führen und die sich ferner durch eine hohe Wirksamkeit und eine einfache Synthese auszeichnen.Es wurde gefunden, daß durch Zusatz von 0,5 bis 30% einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formelmitm = 10 - 35 die elektrooptische Schaltzeit kristallinflüssigernematischer Substanzen stark vermindert wird.AusführungsbeispieleBeispiel 1Die nachfolgend genannten Mischungen werden in einer optoelektronischen Zelle vom Typ der Schadt-Helfrich-Zelle (verdrillte nematische Struktur, TNP-ZeIIe) eingesetzt. Die Zelle besteht aus zwei mit Hilfe von Abstandshaltern in einem Abstand von 7 bis 25μιτι fixierten, auf der Innenseite mit Zinndioxid versehenen Glasscheiben. Die Innenseite ist ferner nach bekannten Methoden so vorbehandelt, daß der zwischen den Scheiben befindliche Flüssigkristall sich parallel zu den Scheiben orientiert, die Vorzugsrichtung an den beiden Scheiben jedoch einen Winkel von 90° einschließt, so daß eine verdrillte nematische Struktur entsteht, die zwischen gekreuzten oder parallelen Polarisatoren angeordnet ist. Durch Ein- und Ausschalten des elektrischen Feldes erhält man starke Änderungen der Lichtdurchlässigkeit der Zelle.In die Schadt-Helfrich-Zelle werden Mischungen folgender Verbindungen eingeführt:Basiskomponente:^n-Pentyl-cyclohexancarbonsäure-^-'-cyanphenylesterDotant:n-Eicosan In-C20H112)Die Eigenschaften von Mischungen der Basiskomponente mit dem Dotanten sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt (Meßfrequenz 500Hz, Meßtemperatur 42,5°C, Schichtdicke 10Mm).U0 — Spannung für eine Intensitätsänderung von 10%teso— Zeit von Anlegen des elektrischen Feldes biszum Erreichen einer Intensitätsänderung von 50% tA5o — Zeit vom Abschalten des elektrischen Feldes biszum Erreichen einer Intensitätsänderung von 50% y — RotationsviskositätθΝΐ - KlärtemperaturθκΝ — Umwandlungstemperatur kristallin-nematischmol-%Dotant 0 2 8 10T7TÖ Ϊ/Ι2 1/17 TTTstK0(U = 2U0)/ms 169 122 69 43tEso(U5V)/ms 26 19 12 9tAoc/ms 75 47 19 117CP 82 41 15 11ÖNI/°C 79 75-76 65-68 61-65#kn7°C 47 46,5 46 ' 45,5Die oben; beschriebene elektrooptische Zelle vom Typ Schadt-Helfrich-Zelle (TNP-ZeIIe) wird in den weiteren Beispielen 2 bis 7 mit folgenden Substanzmischungen betrieben. Es wurden jeweils 4% der Verbindung der allgemeinen Formel (I) zu den Basismischungen zugegeben.(Mess /ng der Schaltzeiten beim Doppelten der Schwellspannung U0)
Δ EE — Aktivierungsenergie für die Einschaltzeiten
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