Жидкокристаллическое индикаторное устройство

 

Союз Cosercwx

Социалистических

Республик (ii)6911О9 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 02 07 76 (21) 2377204/23.04 (23) Приоритет — (32) 03.07.75 (31) 82519/75 (33) Япония (51) М. Кл, 2

6 02 F 1/13//

G 11 С 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изооретений и открытий

Опубликовано 05.10.79. Бюллетень № 37 (53) УДК 621.383. .939 (088.8) Дата опубликования описания 05.10,79

Иностранцы

Такааки Миязаки и Синдзи Като

{Япония) (72} Авторы изобретения

Иностранная фирма

"Шарп Кабуснки Кайся" (Япония) (71) Заявитель (54) ЖИДКОКРИСТАЛЛИЧЕСКОЕ ИНДИКАТОРНОЕ

УСТРОЙСТВО где о

Изобретение относится к электрооптическим устройствам на нематических жидких кристаллах, использующих эффект динамического рассеяния света, и может найти применение в технике индикации и светоклапанных устройствах.

Известно жидкокристаллическое индикаторное устройство, состоящее из параллельно расположенных стеклянных пластин с токопроводящим покрытием из $пО,, между которыми номещен нематический жидкий кристалл (НЖК) с электропроводящим модификатором для улучшения электрооптических характеристик устройства, таких, как время включения, время выключения, контрастность. Примерами используемых модификаторов являются четвертичные соли аммония, главным образом галоиды четвертичного аммония 111, четвертичные соли пиридина 121.

Ислользоваиие в качестве рабочего материала

НЖК с вышеуказанными модификаторами не обеспечивает удовлетворительного улучшения электрооптических характеристик известного устройства и стабильность их во времени, С целью упущения ориентации молекул НЖК и повышения коитуаста, а также сокращения времени включен тя и выключения предложено жид.кокристаллическое индикаторное устройство, отличающееся от известного тем, что в качестве модификатора используют четвертичные соли аммо5 ния общей формулы (I)

З 2-".и-R g

R, — водород, н-бутил, бенэил;

R, — н-алкил с 12 — 20атомами углерода;

R3 и 84 — алкил с 1 — 5 атомами углерода;

Х вЂ” авион незамещенной или замещен- . ной бензойной кислоты, и соединение пиридина общей фор-! о мулы (Н) где Rs — додецил, цетил;

У вЂ” бром, и стеклянные токопроводящие пластины дополнительно покрывают тонкой

691 109 пленкой из SiOn или MgF>, где и =1 — 2, толщиной

100- 1 ОООА (10 и 10 мк) .

В случае модификатора формулы (I) предлочтительны соединения со следующими заместителями: R — додецил, цетил; Язи R4 — метил, Х вЂ” 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 чз SiOn или MgF 100 — 200 А (10 — 2»

«10 мк), Пленку можно наносить, например, распылением или напылением в вакууме.

Введением модификатора создают вертикальную (перпендикулярную) ориентацию молекул

НЖК к подложкам, Совершенство ориентации повышается с ростом н-алкильного радикала йз и

R соответственно в соединениях формулы (!) и (II), однако, поскольку очень длинная алкильная цепь создает тенденцию к снижению скорости срабатывания НЖК, то предпочтительны алкильные группы с числом углеродных атомов от

12 до 20.

Зля повышения ориентируемости НЖК предназначена и дополнительная пленка из SION или

MgF> за счет непосредственного связывания иона модификатора с SION или MgFq, причем молекулы 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 MgFz создают более совершенную ориентацию молекул НЖК, а следовательно, улучшают электрооптические характеристики жидкокристаллического индикаторного устройства.

В качестве нематического жидкокристаллического кристалла может быть использован любой известный с отрицательной диэлектрической анизотропией, например основание Шиффа, азоксисоединения v сложные эфиры. К предпочтительным жидкокристаллическим соединениям относятся п-метоксибензилиден-п-н-бутиланилин, t п-этоксибензилиден- и - н- бутил анилин, и-бу го ксиI бензилиден-п-бутиланипин, метоксибензилиденI f

-п- гексиланилин, п- это ксибензил иден- п- бутилI

"зоксибензол, п-метокси-II-пентилфенилбензоат, I п-гексилокси-и- пентилфенилбензоат и т.д. Эти соединения можно использовать как по отдельности, так и в комбинации.

Пример 1 и-метоксибензилиден-и-нI

-бутиланилин и п-этоксибензилиден-и-н-бутиланилин смешивают в весовом соотношении 60:40 для получения жидкокристаллической компози. ции А.

Эту композицию соединяют при перемешивании с известным модификатором-бромидом тетрабутиламмония для получения жидкокристаллической композиции Б. Композицию А смешивают раздельно с динитробензоатом бензилди;;етилцетиламмония, нитробензоатом бензилдиметилцетиламмоння, изопропилбензоатом бензилди !6Нд

3)2 Н2

0,25 от веса состава А

Состав Б, %; и- Метоксибензилиден- и-н-бутиланилин 36 п- Э токсибензилиден- и- н- бутиланилин 40 и-н- Бутоксибензилиден-и-н-бутиланилин . 24

Модификатор известный

C@Hg !

+ (С Н ) 2-М - ООС

0,н, 2

0,5% от веса состава Б

1О метилцетиламмония, бепзоатом бензилдиметилцетиламмония и тримеллитатом бенэилдиметилцетиламмония, получая жидкокристаллические композиции В, Г, Д и Е.

Затем две стеклянные пластины, каждая из которых покрыта тонкой пленкой окиси олова в качестве прозрачного электрода на поверхности, располагают параллельно одна напротив другой так, чтобы прозрачные электроды 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, 25B), 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, %:

1 и- Меток сибензилиден- и- н- бутиланилин 20 п-Этоксибензилиден- и-н-бутиланилин 25

40 п- Метоксибензилиден-и-н-гексиланилин 25, л-Этоксибензилиден-и н-гексиланилин

Модификатор формулы (I) Табл. 3 иллюстрирует влияние дополнительной пленки из SiGn на улучшение электрооптических характеристик ячеек, заполненных составами А и Б.

Из табл. 3 видно, что улучшение электрооп тических характеристик ячеек, заполненных составами А и Б, более эффективное в присутст691109 6 вни модификатора формулы (!), содержащего длинный углеводородный радикал (C Нзз).

Таким образом, предложенное жидкокрнстал. лическое устройство иа основе комбинированного использования модификатора и пленки нз

Si0 или MgF> отличается от известного устройства лучшими электрооптическими характеристиками.

691109

Таблица 2

Состав А

Состав Б

Электрооптическне характеристики

Температура, С

I.1 Л

200 40

1000 200

120

6,2

7,2 .6,0

6,4 62,5 15 1,0

0,38 3,8 10,5

Температура изотропного перехода, С

+62

+60

Температура плавления в нематическое состояние, С вЂ” 16 — 30

П р и м е ч а н и е. Электрооптические характеристики измерены для ячейки шириной 20 мк, а площадью 5 см при напряжении 25Â, частоте 60 Гц, Время включения, мсек

Время выключения, мсек

Пороговое напряжение, В

Сила тока, МА/ем

Критическая., частота, Гп

0 25 40 0 25 40

200 40 20

1000 220 130

7,6 6,2 6,1

4,1 42,0 114,0

0,21 2,3 6,2

691109 б д м оо мф„„ о а Я

" «с сч

ov o с ) -3- ) о о бб ° М еоо

Сс) С 4

С 4 юаЯ

R Я

СЧ С 4 е! g I а в ь оооо м с

oo g o

ДбЛЯ бООЯ

< и „mv юо8

<" в о о оо о

ОО С 4 ю сч еч ф соч ООО gOO

С 4 сч ю с4 сч с

6 ° Ц

Re оэ р

О4 g

Ф х о и а

Во

ФЭ

g

М о!. б

f3É

55 .х

Kg j8 а

СЧ СЧ С.4Ю Д О ч ОООО ОС СЧм, С 4 4 С 4 С 4 С 4 СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ СЧ ь

Я Я oo o goo ooo (3 ° ч б б СЧ ° m . б

Д а О

СЧ СЧ g< e СЛ,ОЪ ИС-ОО С О О ОСЧП

С 4 С 4 ° С 4 С4 С С 4 A СЧ CV СЧ С 4 СЧ с ф О Ди О счоР gO.g

gg g ooo oo®

С ) и сч сс)

"сч с) t m е) 1О сч сч сч сч сч с4сч счасч О а оооФ

С 4

С 4 С4 б-б С4 фД О фмъО бс О фбДО фбДО х )х о х х д х м, хсзрa M В

691109

14 — анион незамещенной или замещенной бензойной кислоты, и соединение пириднна общей формулы 5 +

У где и — додецил, цетил;

У вЂ” бром.

1О

15 с +

I 2 1 Ф

Составитель В. Горина

Редактор 3. Бородкина Техред Л.Алферова Корректор О.Билак

Заказ 5830/58 Тираж 588 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раущская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1. Жидкокристаллическое индикаторное устройство, состоящее из стеклянных параллельно расположенных пластин с токопроводяшим покрытием, между которыми помещен нематический жидкий кристалл с электропроводящим модификатором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью улучшения электрооптических характеристик, пластины дополнительно покрывают пленкой из Si0p или MgFq, где n=1 — 2, толщиной 100 — 1000 А и в качестве модификатора используют четвертичную соль аммония общей

j формулы где В1 — водород, н-бутил, бензил; йз C I i Сз е-H-алкил;

11з и R4 — С1 — Са- алкил;

2. Устройство по п, 1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что толщина пленки составляет 100—

200 А, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США P 3656834, кл. 350 — 150, опублик. 1972.

2. S. Е. Petrie, Н. К. Bucber, R. Т. Kingbief

and P. X Rose "Aspect of Physical. Properties and

Applications of I iguid Crystah" — Organic сЬет1са1. Buttin, 45, Р 2, 1973, Eastman Kodak Со, ВосЬеатег Р 9 (прототип).