DE3544292A1 - Schaltzeitverkuerzende dotierungen fuer kristallinfluessige gemische - Google Patents

Schaltzeitverkuerzende dotierungen fuer kristallinfluessige gemische

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DE3544292A1
DE3544292A1 DE19853544292 DE3544292A DE3544292A1 DE 3544292 A1 DE3544292 A1 DE 3544292A1 DE 19853544292 DE19853544292 DE 19853544292 DE 3544292 A DE3544292 A DE 3544292A DE 3544292 A1 DE3544292 A1 DE 3544292A1
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Dietrich Prof. Dipl.-Chem. Dr. DDR 4020 Halle Demus
Anton Dipl.-Phys. Dr. DDR 4114 Wettin Hauser
Michael Dipl.-Chem. DDR 6521 Etzdorf Keil
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Veb Werk Fuer Fernsehelektronik Im Veb Kombinat Mikroelektronik Ddr 1160 Berlin
Werk fuer Fernsehelektronik im VEB Kombinat Mikroelektronik VEB
Werk fuer Fernsehelektronik GmbH
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Werk fuer Fernsehelektronik GmbH
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    • C09K19/00—Liquid crystal materials
    • C09K19/52—Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
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    • C09K19/582—Electrically active dopants, e.g. charge transfer agents

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Description

Titel der Erfindung
Schaltzeitverkürzende Dotierungen für kristallin-flüssige Gemische
Die 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·
Nematische kristalline Flüssigkeiten können in optoelektronischen Bauelementen (Displays) benutzt werden G. Meier, E. Sackmann, O.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 bekannt geworden 3. Krause, R. Steinsträsser, L. Pohl, F. del Pino, G. Weber, DE-OS 2 548 360. Nach teile in der Anwendung der Blphenylderivate sind die Erniedrigung der Klärpunkte, die durch Zumischung weiterer Substan-
zen 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 20 0C erniedrigt.
Ziel der Erfindung sind kristallin-flüssige Gemische mit kurzen Schaltzeiten für optoelektronische Bauelemente.
Aufgabe 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 auszeichnen und einfach herzustellen sind.
Es wurde gefunden, daß durch Zusatz von 0,5 bis 30 % einer oder mehrerer Verbindungen der allgemeinen Formel
CmH2rn+2 (*>
mit m « 10 - 35 die elektrooptische Schaltzeit kristallinflüssiger nematischer Substanzen stark vermindert wird.
Die Erfindung soll nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.
Beispiel 1
Die nachfolgend genannten Mischungen werden in einer optoelektronischen Zelle vom Typ der Schadt-Helfrich-Zelle (verdrillte nematische Struktur, TNP-Zelle) eingesetzt. Die Zelle besteht aus zwei mit Hilfe von Abstandshaltern in einem Abstand von 7 bis 25>um 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:
4-n-Pentyl-cyclohexancarbonsäure-4*-cyanphenylester
Dotant: n-Eicosan (n-
Die Eigenschaften von Mischungen der Basiskomponente mit dem Dotanten sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt (Meßfrequenz 500 Hz, Meßtemperatur 42,5 0C, Schichtdicke 10 Aim).
In den Tabellen bedeuten:
U - Spannung für eine Intensitätsänderung von 10 % *ρκη " Zeit vom Anlegen des elektrischen Feldes bis zum Erreichen einer Intensitätsänderung von 50 %
- Zeit vom Abschalten des elektrischen Feldes bis zum Erreichen einer Intensitätsänderung von 50 %
- Rotationsviskosität IQ NI - Klärtemperatur
ip KN - Umwandlungstemperatur krista 0 für die llin-nematisch 10
^ Ec - Aktivierungsenergie 1,10 2 Einschaltzeiten 1,18
mol-% Dotant 169 1,12 8 43
U0A 26 122 1,17 9
WUa2Uo>/ras 75 19 69 11
*Ε50(ϋ=ί5νί/ίηδ 82 47 12 11
79 41 19 61-65
2p /ePmPA-s 47 75-76 15 45,5
2?ni/°c 46,5 65-68
7j?KN/°C 46
Die im Beispiel 1 beschriebene elektrooptische Zelle vom Typ Schadt-Helfrich-Zelle (TNP-Zelle) wird in den weiteren Beispielen 2 bis 7 mit Basissubstanzmischungen betrieben, denen jeweils 4 % der Verbindung in der allgemeinen Formel (I) zugegeben wurden.
(Messung der Schaltzeiten beim Doppelten der Schwellspannung U )
In den Beispielen 2-6 besteht die Basissubstanzmischung A aus
Mol-% r~°\ r~\
21,2 C__H_ -< \ (O)-CN
28,2 C4H9 -/ \ /o\—CN
21,2 C5Hii "\ V-Zo)^CN
\h
15 3.7 C9H19O -
12,0 C4H9
5,6 C4Hg -(H/- COO-(OV-OC6H13,
Beispiel 2 ^EE=22,9 Mischung A tA50/ms ^ms tA50/ms + 4 Gew ^so/"18
Mischung A tE50/ms kOMol"1 yNI«44 0C, 50 59 ΔΕΕ=27, 51
yNi- <* 0C1^ 156 W18 "<P H 44 42 44
20 U0A 133 68 1,24 42 34 127 35
5 25 1,34 106 50 1,11 38 31 86 30
30 1,23 90 41 1,01 35 79 27
35 1,17 80 36 0,93 32 55 24
40 1,06 72 32 0,87 29 48 22
45 0,98 67 31 0,80 45
10 50 0,93 4 Gew.-% 30 0,75 C1-H^ -/oN-coo-ZoV 41
Mischung 0,88 C20H42 B
UPn1=44 A *; *EE» 10,7 kOmol""1 - 10,4 kDmol"1
°C; L tE50/ms »ESO'
20 U0A 142 140
15 25 1,34 121 130
30 1,19 114 107
35 1,05 103 98
40 0,95 100
45 0,85 96
20 50 0,77 92 C6H13
Beispiel 0,69
Mischung 3 10 Mol-% /Ν~Λ
\N—/
Mischung A + 10 Mol-%
yNI=56°c A +
25
20 U0A
25 1,30
30 1,22
35 1,15
30 1,09
40 1,05 89 28.'*""
45 0,97 82 26
50 0,92 74 25
Mischung A + 10 Mol-% B + 4 Gew.-% C24H50 47 0Cj^lEp = 9,4 kOmol"
U-A tccri/ms tAc.n/ms
O E50 A50
20 1,23 118 43
25 1,17 110 36
30 1,04 103 31
35 0,98 97 27
40 0,94 92 24
45 0,89 87 21
50 0,85 85 18
Beispiel 4
15 Mischung A + 10 Mol-% B + 10 mol-% C
C6H13 ~{^"(Z0}O)~"CN (C)
Mischung A+IO Mol-% B + Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% C 10 Mol-% C + 4 Gew.-%
17' u "o/w cE50/mS ^5C/"18
20 2,01 168 116
25 1,65 162 98
30 1,52 155 86
35 1,43 146 75
40 1,33 138 67
45 1,23 130 61
50 1,16 122 55
0Α tE50/ms tA50/ms
2,14 165 122
1,73 160 97
1,49 151 77
1,33 142 65
1,20 135 55
1,09 125 46
0,98 100 38
Beispiel 5
Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% 0 r-0
(D)
Mischung A + 6 10
10		 Mol-% B +
Mol-% D		 64 Mischung A
10 Mol-% D		 +
+		 10 Mol-% B +
4 Gew.-%
C24H50
1? NI=7' 40Cj ΔΕΕ 51 yNI=65°C; AEE =16,6 kOmol
U O^ := 19,4 kdmol""1 41 'ms U0A t E 50 /ms tA50/m8
25 tE50/nis 33 1,68 99 50
30 1 ,60 28 1,50 83 38
35 1 ,49 115 1,40 72 30
40 1 ,42 101 1,32 66 24
45 1 ,35 90 1,25 60 21
50 1 .29 86 1,18 55 20
Beispiel 71
Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% C + 10 Mol-% D
Mischung A + 10 Mol-% B + 10 Mol-% C + 10 Mol-% D
C·*
Mischung A + 10 Mol-% B + C + 10 Mol-% D + 4 Gew.-% C24H50
: U0A tE50/fnS 80
20 2,27 125 69
25 1,99 116 59
30 1,78 108 51
35 1,58 101 42
40 1,46 94 36
45 1,36 87 31
50 1,28 82
,8 kDmol
-1
1,78
1,63
1,50
1,38
1,27
1,20
1,12
Έ50
72 64 59 55 52 48 46
/me
tA50/ms
43 37 32 28 26 23 21
Beispiel 7
Im Beispiel 7%besteht die Basissubstanzmischung aus einer Biphenylmischung E 5 (BDH)
Mischung E 5
Mischung E 5 + 4 Gew.-
5 20 0 tE50/ms mol-1 C20H42
JONI=4i 		η 200 :26,1 KOmc
25 250 tA50/ms U0A 170 s 4ASO/"13
10 30 1,63 206 126 1,44 150 88
35 1,46 167 92 1,38 136 75
40 1*30 136 73 1,34 126 67
45 1,18 99 55 1,30 117 61
50 1,07 80 48 1,26 105 55
0,98 62 45 1,21 49
0,90 41 1,17 45
20
Mischung E 5 + 4 Gew.-%
C;
k0mol
-l
20 1,57 145 54
25 1,40 100 47
30 1,29 75 36
35 1,23 66 33
40 1,17 59 30
45 1,12 55 27
50 1,07 52 26

Claims (1)

  1. Erfindungsanspruch
    Schaltzeitverkürzende Dotierungen für kristallin-flüssige Gemische, gekennzeichnet dadurch, daß diese eine oder mehrere Verbindungen der allgemeinen Formel c m H2m+2f in der m IO bis 35 bedeutet, enthalten·
DE19853544292 1985-01-28 1985-12-14 Schaltzeitverkuerzende dotierungen fuer kristallinfluessige gemische Withdrawn DE3544292A1 (de)

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DD234278A1 (de) 1986-03-26
GB8601151D0 (en) 1986-02-19
CH666900A5 (de) 1988-08-31
GB2170215A (en) 1986-07-30
JPS61176686A (ja) 1986-08-08

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Date Code Title Description
8130 Withdrawal