Жидкокристаллический материал для электрооптических устройств Советский патент 1985 года по МПК C09K19/02 G02F1/13 

Од

СО

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 ртпотением 1:N, где N - число выбираемых строк и оно должно быть максимально, крутизна вольт-контрастной характеристики определяется отношением констант упругости ,j); иметь низкую . оптическую анизотропию с тем, чтобы угловые зависимости вольт-контрастных характеристик были минимальными. .

Кроме того, ЖК материал должен иметь достаточно широкий темпера турный интервал нематической мезофазы, низкое пороговое напряжение, малые времена срабатьшания . Известньй жидкокристаллический материал, предетавляющ1т смесь 4-циано-4-алкилбициклогексилов, 4-(4-алкилциклогексил) бензонитрилов, фениловых эфиров 4-алкилбициклогексш1-4-карбоново кислоты и фениловь1х эфиров 4-(4-алкилциклогексил) бензойной кислоты, имеет необходимое низкое значение оптической.анизотропии ,077 Dj. 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 , 1,66 (при температуре 25°С). Таким образом, недостатком известного ЖК материала является его невысокая мультчплексность, т.е. низкая информативность. Ближайшим по технической сущности и достигаемому зффекту к предлагаемому материалу является ЖК материал, включающий 4-Н-бутилциклогексанкарбонову кислоту в количестве 34-44%, 4-н-гексилциклогексанкарбоновую кислоту в количестве 31-61% и вещества, увеличивающего диэлектрическую анизотропию материала в количестве 5-25%.

В качестве веществ повышающих диэлектрическую анизотропию используют различные соединения, содержащие нитрильную группу в качестве заместителя, например, цианфенилбензоаты, цианодифенилы,цианфенилпиримидйны. Известный материал имеет значение оптической анизотропии - 0,04-0,07, тем не менее, мультиплексность его невысока (мультиплексное отношение 1:3, 1:4) вследствие относительно большого отношения констант упругости ,,1,5t (при , что является его недостатком.

Цель изобретения - ловыпение мультиплексной способности ЖК материала.

Цель достигается использованием ЖК материала, включающего 4-Н-гексили 4-Н-бутилциклогексанкарбоновые кислоты и вещества, повьш1ающие диэлектрическую анизотропию, отличительная особенность которого состоит в том, что он дополнительно содержит производные пиридина общей формулы

)4oVcN

-N ГДЕ R enH2nti , при

R - СпЦ

при

; ,l

при следующем соотношении компонентов, мас.%:

4-Н-Бутилциклогексанкарбоновая кислота 25-35 4-н-Гексилциклогёксанкарбоновая кислота 25-35 Вещество, повьштающее диэлектрическую анизотропию материала 10-20 Производные пиридина общей формулы I 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 повьш1ающими диэлектрическую анизотропию и производными пиридинов, позволяет улучшить мультиплексность ЖК материала от 1:3, 1:4 у прототипа до 1:6, 1:7 у предлягае;мого материала. Эффект дости1ается за счет

3 . 1 введения пиридинов в смесь производных циклогексанкарбоновых кислот и веществ с положительной диэлектрической анизотропией, такой состав компонентов значительно снижает отношение /K , При этом интервал существования нематической мезофазы не зсуже, чем у прототипа.

Пример 1 (смесь А).

0,3 (30 вес.%) 4-Ч-бутипциклогексанкарбоновой кислоты, 0,3 г (30 вес.%) 4-М-гексил-циклогексанкарбоноврй кислоты, -0,1 г (tO вес.%) 4-цианофенилового эфира 2-хлор-4(4Н-гептилбензоилокси)бензойной кислоты смешивают с 0,05 г (5,0 вес.%) 5 этил-2-(4-цианофенил)пиридина, 0,1 г (10 вес.%) 5-М-пропил-2(4-цианофенил)пиридина и 0,15 г (15 вес.%) 5 Н-гексил-2(4-цианофенил) пиридина и нагревают до . После охлаждения получают жидкокристаллический материал готовый к употреблению со следующими характеристиками: температура плавления , температура прояснения , диэлектрическая анизотропия 4,2, оптическая анизоI тропик , отношение констант упjpyrocTH Kjj/K/n 1,41 (25с), мультиплексное отисмпение 1:6. Материал в иэотропнсж состоянии бесцветен.

134

Аналогично примеру 1 получены другие жидкокристаллические материалы, состав и интервал существования нематической мезофазы 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 из предлагаемых Составов по примерам 1 и 3.

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

Данные получены по стандартным 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. I Таблнца1

Продолжение табл. 11

8

ПроЛолжение табл. ,

4I 5I 6

10

1069413

Продолжение табл. 1

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

CjHy-M-Y-CN

-Y-M-Y-CN ,-Х-СООН

13

,, -Х-СООН

CgH, 0-Y-Y-CN CjHj-M-Y-CN

, 0-Y-M-Y-CN С4Н,-Х-СООН

-Х-СООН

CgH,7 0-Y-Y-CN C2H5--M-Y-CN

CgH,7 -Y-M-Y-CN ниегХ-(H) , П p и M e ч a У Температура прояснения, С Температура плавления, С Диэлектрическая проницаемость f „ Оптическая анизотропия

Отношение констант , упругости

Мульт1тлексное отношение

66

1:5

-10

1:5

65

:-10

Таблица 2

1:4

1:4

1:6

1:5 , M-(oV 1 K-xSy - -14M4

Пороговое напряжение, В Время включения, мс Время выключения, мс

1,85

1,7

290 240 230

210 220 220