DD274042B5 - LIQUID CRYSTALLINE MIXTURES - Google Patents
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Description
m = 0 - 12m = 0 - 12
· -Z1^-Z2. Cholesteryi-;· -Z 1 ^ -Z 2 . Cholesteryi-;
R1 = Ct<H2k+1 mit k = 1-12;R 1 = C t < H 2k + 1 where k = 1-12;
R2 = R1, OR1, CN, Hal, COOR1, OCOR1, COR1;R 2 = R 1 , OR 1 , CN, Hal, COOR 1 , OCOR 1 , COR 1 ;
Y = -COO-, -OCO- , XY = -COO-, -OCO-, X
enthalten.contain.
Anwendungsgebiet der ErfindungField of application of the invention
Die Erfindung betrifft flüssig-kristalline Mischungen für elektrooptische Anordnungen mit geringer Anisotropie des Brechungsindex zur Modulation des durchgehenden oder zurückgeworfenen Lichtes sowie zur farbigen oder schwarzweißen Anzeige von Ziffern, Zeichen und bewegten oder unbewegten Bildern.The invention relates to liquid crystalline mixtures for electro-optic arrangements with low refractive index anisotropy for the modulation of the continuous or reflected light and for the colored or black-and-white display of numerals, characters and moving or still images.
Charakteristik der bekannten technischen LösungenCharacteristic of the known technical solutions
Es ist bekannt, daß flüssig-kristalline Substanzen zur Modulation von Licht, sowie zur Anzeige von Meßwerten oder zur Wiedergabe von Informationen eingesetzt werden können. Diese Verfahren beruhen darauf, daß die Vorzugsorientierung von dünnen Schichten der kristallin-flüssigen Substanzen durch Anlegen eines elektrischen Feldes verändert werden ka nn. Die Änderung der Vorzugsorientiorung kristallin-flüssiger Substanzen ist mit einer Veränderung des optischen VerhaltensIt is known that liquid-crystalline substances can be used for the modulation of light, as well as for the display of measured values or for the reproduction of information. These methods are based on the fact that the preferential orientation of thin layers of crystalline liquid substances can be changed by applying an electric field. The change in the preferential orientation of crystalline-liquid substances is due to a change in optical behavior
(Doppelbrechung, Drehvermögen, Lichtabsorption) verbunden. Je nach der durch spezielle Vorbehandlung der Elektroden oder \(Birefringence, rotation, light absorption). Depending on the special pre-treatment of the electrodes or \
durch Zugabe geeigneter Substanzen erzielten Ausgangsorientierung, der dielektrischen und optischen Anisotropie, der jobtained by addition of suitable substances initial orientation, the dielectric and optical anisotropy, the j
Leitfähigkeit, dem Dichroismus sowie Stärke, Richtung und Frequenz des angelegten elektrischen Feldes werden ι Conductivity, the dichroism and strength, direction and frequency of the applied electric field are ι
verschiedenartige elektrooptische Effekte beobachtet und technisc1* genutzt (M.Tobias: International Handbook of Liquid Crystal Displays 1975-1976, Ovum Ltd., London; G.Meier, E.Sackmann, J.G.Grabmeyer: Applications of Liquid Crystals, Springer-Verlag Berlin-Heidelberg-New York 1975; N.A. Clark, S.T. Lagerwall: Appl. Phys. Lett. 36,899 [198O)).various electro-optical effects observed and Technical Writer 1 * used (M.Tobias: International Handbook of Liquid Crystal Displays 1975 to 1976, Ovum Ltd., London; G.Meier, E.Sackmann, JGGrabmeyer: Applications of Liquid Crystals, Springer-Verlag Berlin Heidelberg-New York 1975; NA Clark, ST Lagerwall: Appl. Phys. Lett., 36, 899 [1980]).
Beispielsweise 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 ]).For example, a known method is based on the fact that the optical rotation of a layer with twisted structure is eliminated by applying an electric field and permeability (extinction) for incident light is thus found between parallel (crossed) polarizers (M. Schadt, W. Helfrich: Applied Physics Letters 18,127 [1971]).
Neuere hochmultiplexierbare Displays verlangen die Optimierung eines ganzen Feldes von Substanzeigenschaften (M. Schadt, Chimia 41,347 (19871); das nur durch Mischen unterschiedlicher flüssig-kristalliner Substanzen erreicht wird.Recent high-multiplex displays require the optimization of a whole range of substance properties (M. Schadt, Chimia 41, 347 (19871), which can only be achieved by mixing different liquid-crystalline substances.
Wichtige technische Parameter sind dabei niedrige Schmelz- und hohe Klärtemperaturen, eine positive dielektrische Anisotropie und eine an die Zellendicke angepaßte Anisotropie des Brechungsindex. Dabei sind vor allem die Substanzen interessant, die bei Zugabe zu einer Mischung gleichzeitig die Klärtemperatur erhöhen, die Brechungsindexanisotropie herabsetzen und keine Veränderung dea Vorzeichens der dielektrischen Anisotropie erzeugen.Important technical parameters are low melting and high clearing temperatures, a positive dielectric anisotropy and an index of refraction anisotropy adapted to the cell thickness. In particular, the substances which, when added to a mixture, simultaneously increase the clarification temperature, reduce the refractive index anisotropy and produce no change in the sign of the dielectric anisotropy, are of particular interest.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Das Ziel der Erfindung sind neue Gemische flüssig-kristalliner Substanzen, für elektrooptische Anwendungen mit geringer Anisotropie des Brechungsindex und hoher Klärtemperatur.The object of the invention are novel mixtures of liquid-crystalline substances, for electro-optical applications with low refractive index anisotropy and high clearing temperature.
Darlegung des Wesens der ErfindungExplanation of the essence of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, geeignete Substanzen aufzufinden, die einer Mischung eine geringe Anisotropie des Brechungsindex und eine höhere Klärtemperatur verleihen. Erfindungsgemäß werden als Mischungskomponenten für den Einsatz in elektrooptischen Bauelementen auf Basis flüssig-kristalliner Substanzen mit geringer Anisotropie des Brechungsindex und hohen Klärtemperaturen zur Wiedergabe von Ziffern, Zeichen und Bildern 0,5-80 mol-% eines oder mehrerer Vertreter der 4-(3'-n-Alkylcyclopentyl)cyclohexancarbonsäureester der allgemeinen Formel zugesetzt:The object of the invention is to find suitable substances which impart a low anisotropy of the refractive index and a higher clearing temperature to a mixture. According to the invention, as mixture components for use in electro-optical components based on liquid-crystalline substances with low anisotropy of the refractive index and high clearing temperatures for the reproduction of numerals, characters and images, 0.5-80 mol% of one or more representatives of the 4- (3 ' -n-alkylcyclopentyl) cyclohexanecarboxylic acid esters of the general formula:
mitWith
),,- η = 0,1,2,3,4) ,, - η = 0,1,2,3,4
m = 0 - 12m = 0 - 12
R = ct,H9,, ,, mit R = c t, H 9 ,, ,, with
?2 = D1 PiD^ ? 2 = D 1 PiD ^
= R . OR1, CN, Hal, COOR1, OCOR1, COR1;= R. OR 1 , CN, Hal, COOR 1 , OCOR 1 , COR 1 ;
R3 R4 R 3 R 4
R3 R4 R 3 R 4
Y » -COO-, -OCO- , XY »-COO-, -OCO-, X
O1· "<ß>-R · Λ°>κ1 O 1 · "<β> - R · Λ °> κ1
3Mi4 3 Wed 4
-Γ U-Γ U
m 2m+1 R4 - H, CH3, CN, F, Cl, Brm 2m + 1 R 4 - H, CH 3 , CN, F, Cl, Br
/. 'ι/. 'ι
R1-R 1 -
erläutert werden.be explained.
2 mMol 4-(3'-n-Butylcyclopentyl)cyclohexancarbonsäurechlorid und 0,24g (2 mMol) 4-Cyanophenol werden in 15ml Toluen und2 mmol of 4- (3'-n-butylcyclopentyl) cyclohexanecarboxylic acid chloride and 0.24 g (2 mmol) of 4-cyanophenol are dissolved in 15 ml of toluene and
1 ml Triethylamin 5 h am Rückfluß erhitzt.1 ml of triethylamine heated for 5 h at reflux.
3x mit Ether extrahiert. Die vereinigten organischen Extrakte werden nacheinander mit verd. HCI, H20,5%iger KOH und H2Ogewä?' iien, über Na2SO4 getrocknet. Das Lösungsmittel wird entfernt.Extracted 3 times with ether. The combined organic extracts are washed successively with dil. HCl, H 2 0.5% KOH and H 2 Ogewä? ' iien, dried over Na 2 SO 4 . The solvent is removed.
Nr. m ηNo. m η
S1 S2 S 1 S 2
-CN -CN-CN -CN
Fortsetzung der Tabelle Nr. m η Continuation of Table No. m η
S, S2 S , S 2
8 4 18 4 1
9 4 0 10 4 1 114 09 4 0 10 4 1 114 0
12 412 4
13 4 013 4 0
-C H-C H
-COOCOO
ι -<S)-i;oo-/g\-ocÄH0 ι - <S) -i; oo- / g \ -oc Ä H 0
-.173-.173
10 mol-% von Substanz 5 wurden in einer Mischung (GM) aus10 mol% of substance 5 was in a mixture (GM)
24mol-%4-Methyloxybenzoesäure-4'-n-hexyloxyphenylester24mol-% 4-Methyloxybenzoesäure-4'-n-hexyloxyphenylester
27 mol-% 4-Pentyloxybenzoesäure-4'-n-octyloxyphenylester27 mol% of 4-pentyloxybenzoic acid 4'-n-octyloxyphenyl ester
12mol-%4-Hexyloxybenzoesäure-4'-n-heptyloxyphenylester12mol-% of 4-hexyloxybenzoic acid-4'-n-heptyloxyphenylester
37 mol-% 4-Hexylbenzoesäure-4'-n-butyloxyphenylester37 mol% of 4-hexylbenzoic acid 4'-n-butyloxyphenylester
gelöst. Dabei stieg die Klärtemperatur von 710C auf 72°C. Die Anisotropie des Brechungsindex für TN| -T = 2OK betrug für GM An(GM) = 0,1246 und für die Mischung An(Mi) = 0,0985. Nach der einfachen Mischungsregel ΔΝ (Mi) = χ(5)Δη(5) + X(GM)An(GM) (1) ergibt sich bei bekanntem Molenbruch der Grundmischung x(GM) und der gelösten Komponente x(5) für die Brechungsindex-Anisotropie der reinen Substanz 5Δη(5) = -0,1364. Die negative Anisotropie ist ein Hinweis dafür, daß Substanz 5 eine überproportionale Senkung der Brechungsindex-Anisotropie der Grundmischung GMsolved. The clearing temperature rose from 71 0 C to 72 ° C. The anisotropy of the refractive index for T N | -T = 2OK was for GM An (GM) = 0.1246 and for the mixture An (Mi) = 0.0985. According to the simple mixing rule ΔΝ (Mi) = χ (5) Δη (5) + X (GM) An (GM) (1) results in a known mole fraction of the base mixture x (GM) and the dissolved component x (5) for the Refractive index anisotropy of the pure substance 5Δη (5) = -0.1364. The negative anisotropy is an indication that Substance 5 has a disproportionate decrease in the refractive index anisotropy of the master mix GM
bewirkt.causes.
Die im Beispiel 2 genannten Mischungen wurden dielektrisch vermessen. Für TNi - T - 20 K wurde für GMAe = -0,312 ermittelt.The mixtures mentioned in Example 2 were measured dielectrically. For T N i - T - 20 K, GMAe = -0.312 was determined.
Für die Mischung ist Δε = -0,385. Nach einer primitiven MischungsregelFor the mixture, Δε = -0.385. After a primitive mixing rule
Δε(5) = (Δε(Μ) - 0,9Δε(ΟΜ)]/0,1Δε (5) = (Δε (Μ) - 0.9Δε (ΟΜ)] / 0.1
erhalten wir für die elektrische Anisotropie der gelösten Komponente bei Tm -T = 20ΚΔε(5) = -1,04, was auf einen geringen Einfluß auf die jeweils eingesetzten Grundmischungen hinweist.we obtain for the electrical anisotropy of the dissolved component at Tm -T = 20ΚΔε (5) = -1.04, indicating a small influence on the base mixtures used in each case.
Es wurde eine Mischung aus 0,328 mol-% Substanz Nr. 3,0,324mol-% Subst. Nr.4 und 0,348mol-%4-Methoxybenzoesäure-4'-nhexyloxyphenylester hergestellt. Die Mischung schmilzt bei 24"C in die nematische Phase auf und v/andelt sich bei 830C in die isotrope, flüssige Phase um. Selbst beim Unterkühlen bis auf 00C konnte nicht das bei den Substanzen 3 und 4 beobachtete Auftreten smektischer Phasen registriert werden.There was prepared a mixture of 0.328 mol% of substance No. 3.0.324 mol% of Subst. No. 4 and 0.348 mol% of 4-methoxybenzoic acid 4'-nhexyloxyphenylester. The mixture melts at 24 "C in the nematic phase, and v / andelt at 83 0 C in the isotropic liquid phase to. Even when sub-cooling to 0 0 C was not observed in the substances 3 and 4, the occurrence of smectic phases be registered.
Die gute Löslichkeit der erfindungsgemäßen Substanzen bei 2O0C sowie die Schmelzenthalpien AKhmH veranschaulichtThe good solubility of the substances according to the invention at 2O 0 C and the melting enthalpies A K H m H illustrates
nachfolgende Übersichtfollowing overview
Substanz Nr.Substance no.
1010
1212
22,6 22,4 29,1 17,8 22,0 x(Grenzlöslichkeit) 0,298 0,294 0,456 0,237 0,30022.6 22.4 29.1 17.8 22.0 x (limiting solubility) 0.298 0.294 0.456 0.23 0.300
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DD274042A1 DD274042A1 (en) | 1989-12-06 |
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Families Citing this family (1)
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1988
- 1988-07-13 DD DD31787988A patent/DD274042B5/en not_active IP Right Cessation
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B5 | Patent specification, 2nd publ. accord. to extension act | ||
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