Жидкокристаллический диэлектрик Советский патент 1982 года по МПК C09K3/34 

Нематический жидкий кристалл с положительной диэлектрической Остально анизотропией Циклогексилциклогексаны общей формулы 1 характеризуются положител ными значениями диэлектрической ани зотропии - от (+)3 до (+) 12, облад ют низкой вязкостью и имеют более низкие значения оптической анизотропии по сравнению, например, с Л,-замещенными цианобифениламин и фенилциклогексанами. Циклогексилцик гексаны общей формулы 1 могут быть использованы в качестве ценного ком понента жидкокристаллического диэлектрика для индикаторных элементов, снижающего оптическую анизотропию ЖД, поскольку низкая оптическая анизотропия ЖД обеспечивает чрезвычайно малую угловую зависимост-ь контраста индикаторного элемента, а также обеспечивает улучшение контраста индикаторных элементов, работающих на эффекте гостьхозяин и немато-холестерическом фаз вом переходе. Кроме циклогексанов общей формул 1 другими компонентами ЖД могут бы известные нематические жидкие кристаллы ряда или цианобифенилов, или цианофенилциклогексанов, или азокси соединений, или фенилбензоатов. Пример 1, Жидкокристалличес кий диэлектрик, состоящий из 33 вес транс-транс- -н-пентилциклогексилциклогек ан- -карбонитрила и 67 вес.% транс- -н-пропил-(4-циано фенил)-циклогексана, является немат ческим в температурном интервале 25-57°С, имеет диэлектрическую анизотропию Л (+)8,2 и оптическую анизотропию Д п(+)О, Об. На фиг. 1 показана угловая 3aBkiсимость контраста К жидкокристаллических диэлектриков с оптической анизотропией ,Об; 0,12 и 0,2 д , где К - соотношение интенсивности индикаторного элемента под на пряжением и без напряжения; на фиг. 2 - определение угла зрения Ф Для сравнения приведен известный жидкокристаллический диэлектрик Е-7 британской фирмы ВОН ChemicaZs, состоящий из алкил- и алкоксицианобифенилов, Лп которого (+)0,2. Как видно из фиг. 1, предлагаемый 4 ЖД сдп(+)0,0б характеризуется малой угловой зависимостью контраста и ему соответствует .,самый большой участок поверхности, внутри которого соотношение контрастности К почти не меняется. Худшее угловое соотношение контраста проявляет известный ЖД Е-7 с дп(+)0,24. Из фиг. 1 путем экстраполирования могут быть получены угловые зависимости контраста и для приведенных примеров жидкокристаллических диэлектриков. П р и м е р 2. ЖД состоящий из tO вес. транс-транс- -Н-пентилциклогексилциклогексан- -карбонитрила и 60 весД А-Н-октилокси- -цианобифенила, имеет нематическую фазу в интервале 3t-75°C, д.(+)9 и & п (+)0,1б. ПримерЗ. ЖД, состоящий из 10вес.% тран-транс-4-Н-пентилциклогексилциклогексан-4 -карбонитрила, 60 вес. 4-Н-бутил-4-метоксизоксибензола и 30 вес. 4-этил-4-метаксиазоксибензола, имеет нематическую фазу в интервале С, л (+)1,3 идп(+)0,0б. П р и м е р 4. ЖД, состоящий из kk вес.% -И-пентил- -(-цианофенил)-циклогексана, 33 вес.% 4-Н-гептил- Т-(4-цианофенил)-циклогексана, 11вес.% транс-гептил-1-(-цианофенил)-циклогексана, 11 вес.% транс,-транс- -Н-пеитилциклогексилциклогексан- -карбонитрила и 12 вес. транс-транс-А-н-гептилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, имеет нематическую фазу в интервале 0-62 С, А((-)8,6, вязкость 27 сП при 20°С и Дп(+)0,11. При мер 5- ЖД, состоящий из 15 вес.% транс-транс- -М-пропилциклогексилциклогексан-4 -карбонитрила, 16 вес.| транс-транс-4-И-пентилциклогексилциклогексан-V -карбонитрила и б9 вес.% 4-Н-пентил-4-цианобифенила, имеет нематическую фазу в интервале 6-50°С, A(h)9,7i вязкость33 сП при илп(+)0,18. П р и м е р 6. Диэлектрик, состоящий из 12 вес.% транс-транс-4-Н-пропилциклогексилциклогексан-А -карбонитрила, 12 вес.% транс-транс- -Н-пентилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, 13 вес.% транс-транс- -Н-гептилциклогексилциклогексан- -карбонитрила и 63 вес.% -И-пентилфенилэфира анисовой кислоты, имеет не5магическую фазу в интервале t-SS C, вязкость ЦО сП при 20°С, (+)2,5 идп(+)0,12. Этот диэлектрик особе но пригоден для индикаторных элемен тов на полевом эффекте, работающих в уплотненном режиме. Данные примеров 1-6 демонстрирую снижение оптической анизотропии ЖД на основе нематических жидких к исталлов, относящихся к различным кла сам органических соединений (бифени лов, фенилбензатов, фенилциклогекса нов, азоксисоединений), при введени в них циклогексилциклогексанов обще формулы I, Данные последующих примеров показывают снижение оптической анизотропии ЖД при увеличении содержания в ЖД циклогексилциклогексанов общей формулы I, при этом для достижения этой цели не имеет значения, добавляют одно или несколько соединений общей формулы I, П р и м е р 7, Известная смесь, состоящая из 29 вес, о 4-Н-пропил- 4-цианофенилциклогексана , 1 вес.% -пентил-А-дицианофенилциклогексана и 30 вес.о t-Н-гептил- -циано фенилциклогексана, имеет оптическую анизотропию лп( )0,12, При введении в эту смесь производных циклогексилциклогексана дп снижается до (+)0,10 в ЖД, состоящем из 19,3вес, -Н-пропил- -цианофенилциклогексана, 27,3 вес. -и-пентил- -цианофенилциклогексана, 20 вес, % t-H-renтил- -цианофенилциклогексана и 33,i вес.% транс-транс- -Н-пентилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, П р и м е р 8, Оптическая анизотропия смеси, состоящей из 1,5вес, -Н-пропил- -цианофенилциклогексана, 20,5 вес, 4-Н-пентил- -цианофенилциклогексана, 15 вес,% Ц -гептил- -цианофенилциклогексана, 27 вес.% транс-транс- -н-пентилциклогексилциклогексан- -карбонитрилаи 23 вес.% транс-транс,- -И-гептилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, равна 0,09П р и м е р 9. Оптическая анизотропия смеси, состоящей из 1б,7вес, Ц- -пентип-Ц-цианофенилциклогексана, 30 вес Л транс-транс-А-н-пропил циклогексилциклогексан- -карбонитр ла, 28,3 вес.% транс-транс- - -пент циклогексилциклогексан- -карбонитрила и 25 вес, транс-транс- -Н 5-гептилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, равна 0,07Поскольку производные циклогексилциклогексана общей формулы I обладают отрицательной диамагнитной анизотропией (ДНА), то можно изготовить жидкокристаллические диэлектрики с отрицательным значением ДМА, при использовании которых в ийдикаторных элементах, работающих на полевом эффекте, существенно сокращается время отключения индикаторного элемента, а также улучшится контраст за счет устранения перекрестной модуляции магнитными полями. Такие ЖД состоят исключительно из соединения общей формулы I. Пример 10. ЖД, состоящий из 36 вес. транс-транс- -н-пропилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, З вес. транс-транс- -и-пентилциклогексилциклогексан- -карбонитрила и 30 вес. транс-транс- -н-гептилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, имеет нематическую фазу в интервале 32-83°С, йе(ч-)3,9. вязкость 30 сП при 35°С и оптическую анизотропию дп(+)0,06. Этот диэлектрик обладает отрицательной ДМА и по этой причине может применяться для изготовления индикаторных элементов, в которых посредством дополнительного магнитного поля порядка 8 KG время отключения сокращается примерно в 2 раза, П р и м е р 11. ЖД, состоящий из 23 вес, транс-транс- -н-процилциклогексилциклогексан-4 -карбонитрила, 19вес.% транс-транс-4-н-бутилциклогексилциклогексан- -карбонитрила, 20вес,% транс-транс- - пентилциклогексилциклогексан-А -карбонитрила, 20 вес,% транс-транс- Н-гексилциклогексилциклогексан-4-карбонитрила и 18 вес, транс-транс-«-Н-гептилциклогексилциклогексан- -карбонитрила имеет нематическую фазу в интервале 1 0-75°С, Д f (+) 3 ,7, вязкость 27 сП и оптическую анизотропию йп(+)0,0б. Кроме того, он обладает отрицательной ДМА и может использоваться в индикаторных элементах эффекта поля, работающих в уплотненном режиме, в которых пос редством дополнительных магнитных полей устраняется перекрестная модуляция, Пример 12, Если 6 ЖД состава приведенного в примере 11, до-, полнительно вводят 3% оптически ак.тивного 4-(2-метилбутил)-«-цианобифенила и % дихроичного азокрасителя GF-3 (торговый продукт американской фирмы Дженерал. Электрик), то. получают индикаторный элемент с контраст ным соотношением ,2. Если подобным образом смешать известный ЖД Е- то К будет равен лишь 6,. Как видно из приведенных .примеров жидкокристаллический диэлектрик, содержащий циклогексилциклогексаны общей формулы 1 обладает улучшенными электрооптическими характеристиками по сравнению с известным ЖД. Формула изобретения Жидкокристаллический диэлектрик для электрооптических целей на основе нематических жидких кристаллов с положительной диэлектрической анизотропией, отличаю щи йс я тем, что, с целью снижения опФ90ическои анизотропии, в него дополительно введено от одного до четыех соединений общей формулы J: где к - ал кил, при следующем соотношении компонентов, вес.%: Соединение общей формулы I 10-83,3 Нематический жидкий кристалл с положительной диэлектрической анизотропией Остальное Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.бгау 6.W. The liquid crystal properties of some neu/mesogenes.J. Phys (Paris), 36, (C1/3/, 339 7, 1975. 2.Патент СССР по заявке f № 2510803/23-04, кл. С 09 К З/З, 1976 (прототип).

t

Фиг. 2