Жидкокристаллическое индикаторное устройство Советский патент 1979 года по МПК G02F1/13 G11C11/00 

1

Изобретение относится к злектрооптическим устройствам на нематнческнх жидких кристаллах, использующих зффект динамического рассеяния света, и может найти применение в технике индикации и светоклапанньи устройствах. Известно жидкокристаллическое индикаторное устройство, состоящее из параллельно расположенных стеклянных пластин с токопроводящим покрытием из SnOj, между которыми помещен иематический жидкий кристалл (НЖК) с злектропроводящим модификатором для улучшения электрооптических характеристик устройства, таких, как время включения, время выключения, контрастность. Примерами используемых модификаторов являются четвертичные соли ёммония, главным образом галоиды четвертичного аммония {II, четвертичные соли пиридина {2

Использование в качестве рабочего материала НЖК с вышеуказанными модификаторами не обеспечивает удовлетворительного улучшения электрооптических хараюгеристик известного устройства и стабильность их во времеш.

С целью улуздцення О{жентации молекул НЖК и повышения контраста, а таюке сокращения вре;ме1Ш включентя и выключения предложено жид.кокристаллическое индикаторное устройство, отличающееся от известного тем, что в качестве модафикатора использзтот четвертичные соли аммония общей формулы (I); г- JR1

Г 1

L JxR

- водород, н-бутил, бензил;

RI

где -н-алкилс 12-20атома га углерода;

R2

-алкип с 1-5 атомами углерода;

R) и R4 X

-aifflOH незамещенной или замещенной бензойной кислоты,

и соединение пиридина общей форглулы (11)

Е I

5 iS

«

RS -додецил, цетил;

Tja.s У - бром, и стеклянные то копро водящие пластины дополнительно покрывают тонкой пленкой из Si On или MgFj, где n 1 -2, толщиной 100-IOOOA°( 10 и IQ- мк). В случае модификатора формулы (1) предпочтительны соединения со следующими заместителями: R2 - додецил, цетил; ПзИ R4 - метил, X - нитро, динитро и алкилзамешенные бензойной кислоты. В НЖК вводят 0,01-1,0, предпочтительно 0,03-0,5 вес.%, модификатора обычным способом, например в виде расплава. Предпочтительная толщина дополнит льной пленки 43 SiOn или MgF 100-200 А ( «10 мк). Пленку можно наносить, например, распылением или напьшёнием в . Введением модификатора создают вертикальную (перпендикулярную) ориентацию молекул НЖК к подложкам. Совершенство ориентации Ьовышается с ростом н-алкильного радикала R2 и RS соответственно в соединениях формулы (I) и (И), однако, поскольку очень длинная алкильная цепь создает тенденцию к сниженшо скорости срабатьшания НЖК, то предпочтительны алкильные группы с шслом углеродных атомов от 12 до 20. Для повышения ориентируемости НЖК предназначена и дополнительная пленка из SiOn или MgFj за счет непосредственного связывания ион модификатора с SlOn или MgFa, причем моле кулы модификатора расположены так, что длинные углеводородные радикалы R или R; размещаются вертикально к подложке и заставляют молекулы НЖК располагаться в этом же вертикальном направлении. Таким образом, комбинированным применением модификатора и пленки из SiOn или MgF создают более совершенную ориентацию молекул НЖК, а следовательно, улучшают злектрооп тические характеристики жидкокристаллического индикаторного устройства. В качестве нематического жидкокристаллического кристалла может быть использован любой известный с отрицате;1ьной диэлектрической анизотропией, например основание Шиффа, азоксисоединекия и сложные эфиры. К предпочтительным жидкокристаллическим соединениям относятся п-метоксибензилиден-п-н-бутиланилин п-зтоксибензилиден-п-н-бутиланилин, п-бугоксибензилиден-п-бутиланилин, метоксибензилиден-п-гексиланилин, п-этоксибензилиден-п-бутил токсибензол, п-метокси-п- пентилфенилбензоат, п-гексилокси-п-пентилфенклбензоат и т.д. Эти соединения можно использовать как по отдельности, так и в комбинации. Пример I. п-метоксибензилиден-п-н-бутиланилин и п-этоксибензилиден-п-н-бутилакилин смешивают в весовом соотношении 60:4 ля подучения жидкокристаллической композиции А. Эту компози1у ю соединяют при перемешивании с известным модификатором-бромидом тетрабутиламмония для получения жидкокристаллической композиции Б. Композицию А смеишвают раздельно с динитробензоатом бензилди; ;етилцетиламмония, нитробензоатом бензилдиметилцеткламмоття, изопропилбензоатом бензнлдиг метилцетиламмония, бензоатом бензилдиметилцетиламмония и тримеллитатомбензилдиметилцетиламмония, получая жидкокристаллические композиции В, Г, Д и Е. Затем две стеклянные пластины, каждая из которых покрыта тонкой пленкой окиси олова в качестве прозрачного злектрода на поверхности, располагают параллельно одна напротив другой так, чтобы прозрачные злектроды проходили внутри и между ними образовывалась ячейка шириной 20 мк. Эту ячейку заполняют выше указанной жидкокристаллической композицией до получения , прозрачного тонкого слоя. Между электродами создается переменное напряжение (60 Гц, 25В), и через них проходит электрический ток. При этом замеряют скорость ответной реакции и светопропускание. Результаты приведены в табл. 1, в которой представлены также данные по ориентируемости жидкокристаллического материала. Как видно из табл. 1, применение модификатора формулы (I) улучшает все электрооптические характеристики по сравнению с известным МОдификатором(композиция Б). Электрооптические характеристики многокомпонентных жидкокристаллических составов А и Б приведены в табл. 2. Состав А, %: п- Метоксибензилиден- п- и- бутиланилин 20 п-Этоксибензилиден-п-н-бутиланилин25 п-Метоксибензилиден-п-н-гексиланилин 25 Г п-Этоксибензилиден-п н-гексиланилин ЗО Модификатор формулы (I) |бНзз (СНз) 00 0,25 от веса состава А Состав Б, % : п-Метоксибензилиден-п-н-бутиланилин 36 п- Э токсибензилиден- п- н- бутиланилин40 п-н-Б утоксибензилиден-п-н бутиланилин - 24 Модификатор известный 0,5% от веса ( состава Б

Табл. 3 иллюстрирует влияние дополнитель- , ной пленки из SiOn на улучшение электроотических характеристик ячеек, заполненных составами А и Б.

Из табл. 3 видно, что улучшение электрооптическнх характеристик ячеек, заполненных составами А и Б, более зффективное в присутствии модификатора формулы (I), содержащего длинный углеводородный радикал (С i Нз э)

Таким образом, предложенное жидкокристаллическое устройство на основе комбинированного использования модификатора и пленки из SiOfi или MgFj отличается от известного устройства лучшими элекгрооптическими характеристиками.

н

ё

Ш И О

f2

н

8 - I

Я

о fn

о

VO О

R

ОО

гл

ю -i

о о

S

04

es

Л,

чо

о гVD СЛ m

(N

О «

г о

V)

о

О

ыз

UJ

13691109

Формула изобретения

1 Жидкокристаллическое индикаторное устройство, состоящее из стеклянных параллельно расположенных пластин с токопроводящим покрытием, между KOTOpMNffl помещен нематический жидкий кристалл с электропроводящим модификатором, отличающееся тем, что, с целью улучщения элёктрооптических характеристик, пластины дополнительно покрывают пленкой из SiOit или MgFj, где , толщиной 100-1000 Айв качестве модификатора используют четвертичную соль аммония общей ) формулы

-El

В 4X- где RI - водород, н-бутил, бензил;

RZ - Сц-Сю-н-алкил; RS и R4 - CI-CS-MKIUI;

14

анион незамещенной или замещенной бензойной кислоты, и соединение пиридина общей формулы

В 5

- Г

о

10

где RS - додецил, цетил; У - бром.

Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

2.S. Е. Petrie. Н. К. Bucber, R. Т. Kingbiet and P. J. Rose Aspect of Physical Properties and AppEications of Liguid CrystaEs - Organic chemical BuHetin, 45, № 2, 1973, Eastman Kodak Co, Rochester № 9 (прототип).