Стабильные нематические фазы

 

Q ., « «Я,. - ; " f,5г. 1 Р g

О П И С-А-Н И -"Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ 111 464I25

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ (61) Зависимый от патента (22) Заявлено 10.01.73 (21) 1869959/23-4 (32) Приоритет 11.01.72 (31) P 2201122.9 (33) ФРГ (51) М. Кл. С 09k 3/00

1осударственнмк комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 532.783(088.8) Опубликовано 15.03.75. Бюллетень № 10

Дата опубликования описания 11.02.76 па делам изобретений и открытий (72) Автор изобретения

Иностранец

Ральф Штейнштрезер (ФРГ) Иностранная фирма

«Мерк Патент ГмбХ> (ФРГ) (71) Заявитель (54) СТАБИЛЬНЫЕ НЕМАТИЧЕСКИЕ ФАЗЫ Изобретение относится к области получения стабильных нематических фаз на основе производных азоксибензола, нашедших широкое применение в электрооптических устройствах.

Известны нематические фазы, включающие в себя две или более изомерные пары азоксибеизолпроизводных, имеющие широкую область нематического состояния, простирающуюся от — 20 до +70 С. Однако такие нематическис материалы обладают существенным недостатком, они не имеют стабильного соотношения компонентов из-за колебаний в весовом процентном соотношении изомерных азоксибензолов в изомерных парах, в результате чего смеси не обладают устойчивыми электрооптическими характеристиками.

С целью устранения этого недостатка и получения нематических фаз с устойчивым химическим составом предлагается в изомерную пару азоксибензолпроизводных вводить соединения формулы где R — одинаковы и означают алкид с неразветвленной цепью с 4 — 6 атомами С. Такая нематическая фаза представляет собой тройную смесь и отличается гораздо более стабильным составом, чем вышеназванные смеси, состоящие из двух и более изомерных пар.

Нематические фазы при их практическом ис5 пользовании в индикаторных устройствах должны удовлетворять нескольким требованиям: во-первых, они должны иметь по возмо>кности как можно более широкую область нематического состояния, простирающуюся от

10 мииусовых температур до температур на несколько десятков градусов выше комнатной; во-вторых, необходима высокая химическая устойчивость смеси, особенно во время действия электрического поля постоянного или пе15 ременного тока в течение длительного проме>кутка времени.

Было установлено, что химически устойчивые нематические фазы с точкой плавления ни>ке 0 С и с точкой просветления более 50 С20 образуются тогда, когда получают только тройные смеси из 20 — 60 вес. % известной из выкладки неакцептованной заявки ФРГ

2014989 пары изомеров и-н-бутил - и - метоксиазоксибензол - и - метокси - и - и - бутил25 азоксибензола и 80 — 40 вес. % соединений вьипеприведенной формулы.

Вследствие того, что остатки R одинаковы, при синтезе получаются соединения формулы как химически единые вещества. Вышеуказан30 ные иематические фазы, содержащие эти сое464125

Предмет изобретения я эг=м я

45

Составитель И. Горина

Текред О. Гуменюк

Корректор О. Тюрина

Редактор T. Девятко

Заказ 103/2 Изд. № 2036 Тираж 740 Подписное

ЫНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4

Типография, пр. Сапунова, 2 динения по формуле, представляют собой только тройные смеси. Эти смеси воспроизводятся гораздо лучше, чем нематические четвертичные смеси в той же температурной областии.

Далее было установлено, что эти новые нем атические фазы успешно можно использовать в качестве диэлектриков в электронных элементах.

Предметом изобретения являются нематические фазы, которые состоят из 20 — 60 вес. % смеси 25 — 50 вес. % п-я-бутил-n -метоксиазоксибензола и 75 — 50 вес. % а-метокси-n -ябутилазоксибензола, а также 80 — 40 вес. соединения вышеприведенной формулы. п,n -ди - я - Алкилазоксибензолы общей формулы до сих пор в литературе не описывались, Они представляют собой нематические соединения, которые получают известным образом посредством окисления соответствующих п-я-алкиланилинов, например перекисью водорода, следующим образом.

К раствору 13,5 r 4-я-бутиланилина и 20 r ацетонитрила в 200 мл метанола, в котором с помощью нескольких капель разбавленной натриевой щелочи устанавливают величину рН 9,5, при 35 — 40 С добавляют 68 мл 30%ного водного раствора перекиси водорода.

Смесь перемешивают при этой температуре в течение 5 ч, при этом величину рН 9,5 поддерживают посредством добавления натриевой щелочи. Затем органическую фазу отделяют и подвергают дистилляции с водяным паром. Остаточный п,n -ди-я-бутилазоксибензол подвергают перекристаллизации из метанол-этилацетата. Т. пл. 14 С, точка осветления 27 С.

Аналогичным образом получают n,n -ди-япентилазоксибензол (т. пл. 22 С, точка осветления 65 С) и n,n -ди-я-гексилазоксибензол (т. пл. 21 С и точка осветления 50 С).

В примерах представлены предлагаемые составы нематических фаз.

Пример 1. Нематическая фаза состоит из 50% смеси, состоящей из 62% и-метоксип -я-бутилазоксибензола и 38% и-я-бутил-и метоксиазоксибензола, и 50% n,n -ди-я-бутилазоксибензола.

Т. пл. этой смеси составляет — 14,8 С, точка осветления +52,5 С.

Пример 2. Нематическая фаза состоит из

40% смеси, состоящей из 68% и-метокси-и -ябутилазоксибензола и 32% п-я-бутил-n -метоксиазоксибензола, и 60% а,и -ди-я-пентилазоксибензола.

Эта смесь плавится при — 11 С и имеет точку осветления 58 С.

Пример 3. Нематическая фаза состоит из

30% смеси, состоящей из 58% п-метокси-и -я10 бутилазоксибензола и 42% а-я-бутил-n -метоксиазоксибензола, и 70% n,n -ди-я-гексилазоксибензол а.

Эта смесь плавится при — 6,9 С и имеет точку осветления 61,5 С.

15 Пример 4. Между двумя светопроницаемыми направляющими стеклами любого размера с контактами помещают тонкую пленку из смеси, указанной в примерах 1 — 3, с толщиной слоя 5 — 20 мкм, Если к направляющим

20 стеклам приложить постоянное напряжение, например, 5 — 20 В, то ранее прозрачная пластинчатая ячейка по мере возрастания напряжения становится непрозрачной. Этот процесс во всей температурной области нематической

25 фазы является обратимым, Если одно из стекол вместо проводящего поверхностного слоя снабжено проводящим электродным растром, тогда при наложении напряжения этот растр становится видимым. Такая ячейка

30 представляет собой принцип плоского изобразительного единства.

Стабильные нематические фазы на основе изомерных пар n,n -замещенных азоксибензолов, отличающиеся тем, что, с целью получения нематических фаз с постоянным соотношением компонентов, в смесь из 20—

40 60 вес. % пары изомеров, состоящей из 25—

50 вес. % n-я-бутил-n -метоксиазоксибензола и 75 — 50 вес.% n-метокси-п-я-бутилазоксибензола, вводят 80 — 40 вес. % вещества типа где остатки R равны между собой и озна50 чают алкил с С вЂ” Св с неразветвленной цепью.