Жидкокристаллический материал для электрооптических устройств
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
