199891. lajstromszámú szabadalom • Időben gyorsan működő ferroelektromos folyadékkristály elegy
1 HU 199891 B 2 A találmány tárgya időben gyorsan működő folyadékkristályos kijelzőkhöz használható ferroelekt romos folyadékkristály elegy. A folyadékkristályok szerves molekulákból építkező anyagok, amelyekben a hosszúkás molekulák hossztengelyükkel irányrendezetten állnak be. Bizonyos esetekben a molekulák hossztengelyük irányrendezettsége mellett a molekulák tömegközéppontja síkokba rendeződik. Amikor csak a molekulák hossztengelyei rendeződnek neiratikus, amikor a tömegközéppontjuk is rendeződik, szmektikus fázisról beszélünk. Szmektikus fázisban a molekulák hossztengelye lehet merőleges a síkokra, ez a szmektikus-A fázis, és lehet ferde szögű, ekkor szmektikus-C fázis jön létre. Királis molekulákból álló anyagokban e szerkezetek annyiban módosulhatnak, hogy az említett szerkezetek annyiban módosulhatnak, hogy az említett szerkezetekre egy csavar szerkezet épül rá. Például az egymás felett lévő szmektikus-C szerkezetű molekuláris síkokban a molekulák hossztengelye a dőlésszög megtartása mellett fokozatosan elfordul. Az a távolság, amely után a fokozatos elfordulás során ismét a kezdeti helyzetűvel egyező lesz a molekulák hossztengelyének helyzete, a szerkezet csavarállandója. Királis molekulák a nematikus fázis helyett koleszterikus, a szmektikus-C fázis helyett csavart szmektikus-C fázist hoznak létre. Legújabb kutatások alapján ismeretessé vált, hogy elektromos térrel a molekulák helyzete a csavarszerkezetben megváltoztatható, ami jól látható, tehát kijelzőkben felhasználható effektust eredményez. Csavart szmektikus-C anyagok felhasználásával, pl. a jelenleg kereskedelmi forgalomban elérhető megjelenítőknél nagyságrenddel gyorsabban megjelenítők készíthetők. Ehhez megfelelő hőmérséklettartományban (többnyire szobahőmérséklet körül) csavart szmektikus-C fázisú anyagot kell vezető elektródákkal ellátott üveglapok közé bevinni. Az eddig felhasznál vegyületek és elegyek, Schiff-bázisú, illetve észteralapú anyagokat tartalmaztak. Hátrányuk, hogy az előbbiekben a stabilitás az utóbbiaknak pedig a működési hőmérséklettartománya nem megfelelő. A jelen találmánnyal olyan elegyeket kívánunk létrehozni, amelyek szobahőmérséklet körül elég széles tartományban csavart szmektikus-C (S c) fázissal rendelkeznek és a csavarállandójuk is alkalmassá teszi arra, hogy kijelzőkben felhasználhassuk. Az elegyekhez felhasznált A, B, C komponensek nem új vegyületek, az irodalomból már ismertek, pl. Japán 59.128.357. számú szabadalmi leírásból (A) képletű 4-(oktil-oxi)-benzoesav-/4-(2-metil-butoxi)-fenil/-észter; Guy Decobert, Jean-Claude Dubois M.C.L.C. 114 237 — 247. (1984), (B) képletű 4-(oktiI-oxi)-benzoesav-/4- -(hexil-oxi)-fenily-észter; G.W. Gray M.C.L.C. 48 37-51 (1978), (C) képletű 4-(oktil-oxi)-benzoesav-/4-(2-metil-butil)-fenil/-észter; az ilyen összetételben előállított elegyük viszont újnak számit. Ez az elegy akkora spontán polarizációval rendelkezik (méréseink szerint Pg “ 1,5 nC/cm2), amely ferroelektromos tulajdonságot kihasználó folyadékkristály-kijelzők készítéséhez szükséges. Előnye ennek az elegynek az eddig ismeretesekkel szemben az, hogy ferroelektromos tulajdonságával stabilan, széles hőmérséklettartományban a szobahőmérsékletet felölelve rendelkezik. Ez a sajátság a gyorskapcsolású kijelzőknél követelmény. Az irodalomban eddig leírt kompozíciókban a fenti vegyületek csak önmagukban szerepelnek más komponensek kíséretében, mint például a 2.814.737. számú NSZK nyilvánosságrahozatali iratban a C komponens szerepel 4-alkil- és/vagy 4-alkoxi-ciano-bifenilekkel összekeverve, vagy a 62.79.288. számú japán közzétételi iratban az A komponens szerepel 4-(2-metil-butil)-benzoesav-/4’-(oktil-oxi)-fenil/-észterrel összekeverve. A találmány szerinti elegyekhez felhasznált (A), (B), (C) képletű vegyületek fázisátmeneti hőmérsékletei (°C-ban) a következők: (A) képletű vegyülei (A komponens) 38 54 67 K —*• S,x—-> Ch —r 1 22\/s1 (B) képletű vegyülei (B komponens) (C) képletű vegyület (C komponens) 47.5 K -------* I 40\ y 42 Ch K = Kristályos állapot; Sç = szmektikus C-fázis; Ch = koleszterikus fázis; I = Izotrop-folyadék. À fentiekben megadott komponensekből a három komponensű elegyet a következő módon készítjük el: 58,3 mg A komponenst, 25 mg 8 kbmponenst és 16,7 mg C komponenst tartalmazó keveréket 90-95 °C-ra melegítjük, majd 1 órát ezen a hőmérsékleten kevertetjük, majd szobahőmérsékletre hagyjuk lehűlni (1. számú elegy). A fentiek szerint állítjuk elő az alábbiakban megadott összetételű ferroelektromos folyadékkristály elegyeket: 1. számú elegy A komponens 58,31%; B komponens 25,0 t%; C komponens 16,7 t%, az elegy fázisátmeneti hőmérsékletei °C-ban V-sc*^sA-a_ch JSLl Se csavart szmektikus C-fázis 2. számú elegy A komponens 40 tömeg%; B komponens 32 tömeg%; C komponens 28 tömeg%, az elegy fázisátmeneti hőmérsékletei °C-ban K-Usc-^sA-üch-ZM 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
