Жидкокристаллический материал для электрооптических устройств

Жидкокристаллический материал для электрооптических устройств

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭЛЕ1 ТРООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, включающий 4-Н-бутил-циклогексанкарбоновую кислоту, 4-н-гсксилциклогексанкарбоновую кислоту и вещество, повьппающее диэлектрическую анизотропию материала, отличающийс я тем, что, с целью псвыпения мультиплексной способности, он содержит дополнительно производные пиридина общей формулы I: кЧоХо/-с -N ГДЕ Н СпНгп 1,приП 7-8 R CnH2n;i()- Р« , при следующем соотношении компонентов , мас.%: 4-Н-Бутилциклогексан карбоновая кислота 25-35 4-Н-Гсксилциклогексанкарбоновая кислота 25-35 Вещество, повышающее W диэлектрическую анизотропию материала 10-20 Производные пиридина общей формулы I Остальное

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4 (5 l) i

t !

6: Л в

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВУ

25-35

25-35

10-20

Остальное

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3419503/23-04 (22) 11 ° 04.82 (46) 23.04.85. Бюл. и 15 (72) В.А. Цветков, Г.А.. Береснев, М.И. Барник, М.Ф. Гребенкин, Е.И. Ковшев, A.È. Павлюченко, Н.И. Смирнова и A.Â. Иващенко (53) 532.78(088.8) (54) (57) ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ, :включающий 4-Н-бутил-циклогексанкарбоновую кислоту, 4-Н-гексилцикло- гексанкарбоновую кислоту и вещество, повышающее диэлектрическую анизотропию материала, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения мультиплексной способности, он содержит дополнительно производные пиридина общей формулы I:

ÄÄSUÄÄ 1069413 А

ГМ R=Cn >n+1,при З=2 8

К=сднщ,1(01,П-©- ч

n=4-8; m-0,1 при следующем соотношении компонентов, мас.Л:

4-H-Бутилциклогексанкарбоновая кислота

4-Н-Гсксилциклогексанкарбоновая кислота

Вещество, повышающее диэлектрическую анизотропию материала

Производные пиридина общей формулы I

1069413

Изобретение относится к жидкокристаллическим материалам (ЖК), предназначенным для работы в электрооптических устройствах различного назначения с матричным режимом управления.

Известно, что жидкокристаллический материал, предназначенный для матричног режима управления, должен обладать специфическим набором свойств, а именно: иметь крутую вольт-контрастную характеристику с тем, чтобы мультиплексность была наиболее высокой (мультиплексность определяется отношением 1:N, где

N — - число выбираемых строк и оно должно быть максимально, крутизна вольт-контрастной характеристики определяется отношением констант

Упругости К51/К 1); иметь низкую .оптическую аннзотропию с тем, чтобы угловые зависимости вольт-контрастных характеристик были минимальныMH °

Кроме того, ЖК материал должен иметь достаточно широкий темпера— турный интервал нематической мезофазы, низкое пороговое напряжение, малые времена срабатывания . Известньп жидкокристаллический материал, представляющий смесь 4-циано-4-алкилбициклогексилов, 4-(4-алкилциклогексил) бензонитрилов, фениловых эфиров 4-алкилбициклогексил-4-карбоновой кислоты и фениловых эфиров 4-(4-алкилциклогексил) бензойной кислоты, имеет необходимое низкое значение оптической. анизотропии d n =0,077 Г1) .

Однако, мультиплексная его способность, тем не менее, невысока (мультиплексное отношение 1:3, 1:4), что обусловлено недостаточной крутизной вольт-контрастной характеристики вследствие большого отношения констант упругости Кq1 К« =1,66 (при температуре 25 С). Таким образом, нео достатком известного ЖК материала является его невысокая мульт .плексность, т.е. низкая информативность.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому материалу является ЩК материал, включающий 4-Н-бутилциклогексанкарбоновую кислоту в количестве 34-44, 4-Н-гексилциклогексанкарбоновую кислоту в количестве 31-61Х и вещества, увеличивающего диэлектрическую анизотропню материала в количестве "-257..

8 О О cNi

ГВХ R=CnHyg+1, пРи n=2 8

R = cnH,,(o „, ©и= 4 — 8; в=О 3.

35 при следующем сботношении компонентов, мас. :

4-Н-Бутилциклогексанкарбоновая кислота 25-35

4-H-Гексилциклогек40 санкарбоновая кислота 25-35

Вещество, повышающее диэлектрическую анизотропию материала

Производные пириди45 на общей формулы 1 Остальное

Введение в состав ЖК материала производных пиридина, а именно 5-(4алкил-или алкоксифенил)-2(4 -циано-. фенил)-пиридина или 5-алкил-2 (4цианофенила) пиридина и экспериментально подобранное соотношение между веществами: производными циклогексанкарбоновых кислот, веществами, повьппающими диэлектрическую анизо55 тропию и производными пиридинов

У позволяет улучшить мультиплексность

ЖК материала от 1:3, 1:4 у прототипа до 1:6, 1:7 у предлагаемого материала. Эффект достигается за счет

10-20

В качестве веществ повышающих диэлектрическую анизотропию используют различные соединения, содержащие нит" рильную группу в качестве заместите5 ля, например, цианфенилбензоаты, цианодифенилы, цианфенилпиримидины. Известный материал имеет значение опти. ческой анизотропии — 0,04-0,07, тем не менее, мультиплексность его невысока (мультиплексное отношение

1:3, 1:4) вследствие относительно большого отношения констант упругости К15/К«1,51 (при 25 С), что ява ляется его недостатком.

Цель изобретения — повьппение мультиплексной способности ЖК материала.

Цель достигается использованием ЖК материала, включающего 4-Н-гексил20 и 4-Н-бутилциклогексанкарбоновые кислоты и вещества, повьппающие диэлектрическую анизотррпию, отличительная особенность которого состоит в том, что он дополнительно содержит производные пиридина общей формулы

1069413

10 о

Т„„С

Состав

Мультиплексное

Номер примеров

Ж вес. отношение

С Н -Х-СООН

4 9

С Н, -Х-СООН

30,0

30,0

10,0

1:6

15,0

С Н -И-Y-CN ь и

С4Н9-Х-СООН

С Н, -Х-СООН

35,0

35,0 -. введения пиридинов в смесь производных циклогексанкарбоновых кислот и веществ с положительной диэлектрической анизотропией, такой состав компонентов значительно снижает отношение К /K« . При этом интервал существования нематической мезофазы не хуже, чем у прототипа.

Пример 1 (смесь А) .

0,3 (30 вес.7) 4-11-бутилциклогексанкарбоновой кислоты, 0,3 г (30 вес.7) 4-Нгексил-циклогексанкарбоновой кислоты, 0,1 r (10 вес.7)

4-цианоФенилового эФира 2-хлор-4(4Н-гептнлбензоилокси)бензойной кисло- 1 ты смешивают с 0,05 г (5,0 вес.Х)

5 этил-2-(4-цианофенил)пиридина, 0,1 r (10 вес.Х) 5-Н-пропил-2(4-цианофенил)пиридина и 0,15 г (15 вес.й)

5-Н-гексил-2(4-цианоФенил) пиридина зр и нагревают до 75 С. После охлаждео ния получают жидкокристаллический материал готовый к употреблению со следующими характеристиками: теипеЮ ратура плавления -9 С, температура у5 прояснения +64 С, диэлектрическая анизотропия +4,2, оптическая анизотропия Ь,098, отношение констант уп-! ругости К /К « =1,41 (25ОС), мультиплексное отношение 1:б. Материал в иэотропном состоянии бесцветен. в I

С Н -У-СО0-У -СОО-У-CN

7 lg

С Н -М-У-CN

2 (смесь А)

С Н М-У-СН

Аналогично примеру 1 получены другие жидкокристаллические материалы, состав и интервал существования нематической меэофазы и мультиплексное отношение которых приведены в табл. 1. В табл. 2 приведены сравнительные характеристики наиболее важных для мультиплексного режима работы параметров для трех различных достаточно полно исследованных

ЖК материалов: материала, взятого за прототип, материала, описанного в аналоге и двух из предлагаемых

:,составов по примерам 1 и 3.

Иэ примера 1, табл. 1 и 2 наглядно видно, что по наиболее важному для иультиплексного режима управления параметру-мультиплексному отношению, предлагаемые материалы имеют преимущества, в то же время остальные параметры, не являющиеся определяющими в этом режиме управления, примерно такие же, как и у известных материалов.

Данные получены по стандартным о методикам при одной температуре 25 С, а времена измерялись при толщине слоя ЖК 9 мкм.

Аналогичные характеристики получены для жидкокристаллических материалов, описанных в примерах 2,4-10.

Т а б л н ц а

1069413

10,0

1:6

5,0

5,0

10,0

25 0

25,0

15,8

1:5

<-10

9,7

15,0

30,0

С Н -Х-СООН

4 9

30,0

С Н -Х-CN

<-10

1:5

10,0

5,3

9,7

15,0

35,0

35,0

10,0 с-10

20,0

С Н -Х-СООН

1:5

28,0

14,0

20,0

14,0

15,0

15,0

С Н -СОО-У.-CN

С Н -М-Y-CN

2 5

С P. -М-Y-CN ф

С Н -М-Y-CN

6. Л

С Н -Х-СООН

4 9

С Р -X-СООН

6 8

С Н -Y-Y-CN

С Н -М-Y-CN

2 (смесь Б) С Н -И-Y-CN

С Н -М-Y-.CN

6 Е (6Н!1 Х СООН

С Н -М-Y-CN

С, Н -М-Y-CN }

С Н -М-Y-CN

19.С4Н -Х-СООН

Н } -X XCOOOHH

С Н -К-У-CN и

С Н вЂ” И-Y-CN

2 15

С Н -X-СООН ь в

С Н -1 -Y-CN

В

С Н -tT-Y-CN

2 5

С Н -Y-Y-CN 8 i2

С, Н -М-Y-CN 2 "}

Н -i 1- Y-CN

8 2

Пводогпкение табл.

4 5 6!

0694!3!!райолжение табл.

30,0

С Н -Х-СООН

4 9

С Н -Х-СООН б 13

С Н О-Y-Т-CN

8 Ч

30,0

<-10

1:6

10,0

С Н -М-Y-CN

15,0

15,0

26,0

26,0

20,0 (-10

1:5

9,8

18,2

35,0

35,0

15,0 (-10

1:7

7,5 !

7,5

32,0

32,0

1:7

14,8

10,0

11,2

С Н -М-Y-CN

С Н -Х-СООН

4 9

30,0

C Н -Х-СООН ь

С Н О-Y-Y-CN

8 iZ

С Н -М-Y-CN

2 9

30,0

68 (-1О

10,0

1:6

15,0

С Н. О-Y-M-Y-CN

4 9

15,0

30,0

С Н -Х-СООН

4 9

СбН -Х-СООН

С Н О-У-Y-CN

8 17

30,0

1:6 (-10

69,5

10,0

С Н -Y-М-Y-CN

4 9

С Н -Х-COOH

4 9

C4,Í, -Х-СООН

С Н О-Y-Y-CN

Ь 7

С Н -М-Y-CN

3 5

С Н О-Y-M-Y-CN

8 17

С Н -Х-СООН

4 9

С Н -Х-COOH

6 lЪ

С Н -Y-К-Y-CN

С Н, -М-т-СН

С Н -М-Y-CN

С Н -Х-С00Н

С Н Х СООН

С Н -Х-CN

5 И

С Н О-7-М-Y-CN

4 9

1069413

Продолжение табл, 1

15,5

14,5

30,0

30,0

1:5

66 (-10

14,0

13,0

13,0

С Н -Х-СООН

4 9

30,0

30,0

С Н, -Х-СООН

1:5

65 (-10

12,5

С Н„ О-7-7-СИ

15 0

С Н -М-Y-CN

12,5

С Н -7-И-7-CN

В 7

Примечание. Х Н, У

Таблица 2

Значение параметра

70

12,7

10,6

8,2

11,6

0,077 0,098

0,053

О, 106

1,51

1,42

1,66

1,41

1:4

1:4

1:6

1:5

С Н -И"7-CN

Сбн,9 -Y-И-Y-СН

С Н -Х-СООН

4 9

С H -Х-COOH ь и

С Н О-Y-Y-CN

8 l7

С Н -N-7-CN

С Н 0-7-М-Y-CN

6 6

Характеристика материала

Температура прояснения, С о о

Температура плавления, С

Диэлектрическая проницаемость E

Оптическая анизотропия

Отношение констант К /Ки упругости

Мультнплексное отношение прототип аналог смесь А смесь Б пример 1 пример 3

1069413

Продолжение табл 2

Ю « Ю

Значение параметра

Характеристика материала смесь В пример 3 смесь А пример 1 прототип аналог

Пороговое напряжение, В

Время вклочения, мс

1,85

1,6

2,55

1,7

290 240

230

220

Время выключения, мс

210

200

220

220

Заказ 2799/2 Тираж 630 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 3-35, Рауаская наб., д. 4!5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор Л. Письман Техред Т.Фанта Корректор В. Гирняк