FI94145C - Ferrosähköinen nestekidekoostumus - Google Patents

Description

x 94145 FERROSÄHKÖINEN NESTEKIDEKOOSTUMUS Tekninen alue Tämä keksintö koskee ferrosähköistä nestekidemateriaalia. Tarkemmin tämä keksintö koskee ferrosähköistä nestekidekoos-tumusta, jolla on nopeat reaktio-ominaisuudet ja joka käsit- ^ tää smektisen nestekideyhdisteen ja optisesti aktiivisen yhdisteen, sekä tätä käyttävää valokatkaisijaelementtiä.

Tekniikan taso

Nestekideyhdisteet tunnetaan laajalti näyttöelementtien materiaalina. Useimpia näyttöelementtejä, joissa käytetään neste-10 kidettä, käytetään TN-tyyppisessä näyttöjärjestelmässä, ja tähän tarkoitukseen käytetään nestekidemateriaaleja, jotka kuuluvat nemaattiseen faasiin.

Koska TN-tyyppinen näyttöjärjestelmä on ei-emittoiva näyttö-tyyppi, sen etuja ovat silmien rasitustapauksien puuttuminen 15 ja pieni virrankulutus, mutta toisaalta haittoina sillä on hidas reagoiminen ja näytön häviäminen tietyssä katsomiskul-massa. Viime vuosina on tätä järjestelmää muutettu niin, ' että litteän näyttömuodon ominaisuuksia voidaan hyödyntää.

Erityisesti nopeaa reagoimista ja laajaa näkymiskulmaa on .•20 vaadittu.

kyseisten vaatimusten täyttämiseksi on yritetty parantaa nestekidemateriaalia. TN-näyttöjärjestelmä on kuitenkin suhteellisen huono verrattuna muihin emittoiviin näyttöelement-teihin (esim. sähköluminesenssinäyttö ja plasmanäyttö), mitä • 25 tulee reaktioaikaan ja näkymiskulman laajuuteen. Sen vuoksi « .

uuden nestekidenäyttöjärjestelmän kehittäminen vaihtoehdoksi TN-tyyppiselle' näyttöjärjestelmälle on välttämätöntä, jotta saavutetaan yhdistelmä nestekidenäyttöelementin ominaisuuksien, kuten ei-emittoivan tyypin ja pienen virrankulutuksen, 94145 hyväksikäytön ja reaktio-ominaisuuksien saavuttamisesta, jotka olisivat vertailukelpoisia emittoivan näytön ominaisuuksien kanssa. Yhtenä tällaisena yrityksenä ovat N.A. Clark ja S.T. Lagerwall esittäneet näyttöjärjestelmän, jossa käytetään 5 hyväksi ferrosähköisen nestekiteen optista virrankatkaisuil-miötä £ks. Appi. Phys. Lett., Voi. 36, p. 899 (1980) ·

Ferrosähköisen nestekiteen olemassaolosta ensimmäinen julkaisu on R.B. Mayerilta vuodelta 1975 ' ks. J. Phys., voi. 36, p. 69 (1975)J, ja ferrosähköinen nestekide kuuluu kiraaliseen 10 smeettiseen C-faasiin, kiraaliseen smeettiseen i-faasiin, kiraaliseen smeettiseen F-faasiin, kiraaliseen smeettiseen G-faasiin ja kiraaliseen smeettiseen H-faasiin (tässä jäljessä viitataan yksinkertaiseksi termeihin "Sc*-faasi"/ "Si*-faasi" , "Sp*-faasi,‘, "SG*-faasi" ja "SH*-faasi", vas-15 taavasti) nestekiteen rakenteen näkökulmasta.

Monenlaisia ominaisuuksia vaaditaan nestekidemateriaalilta, jota on tarkoitus käyttää ferrosähköisenä nestekidenäyttöele-: menttinä, joita järjestelmässä varsinaisesti käytetään hyväk si. Näitä ominaisuusvaatimuksia ei voida täyttää käyttämällä 20 yhtä yhdistettä, jolloin tulee välttämättömäksi käyttää fer-rosähköistä nestekidekoostumusta, joka saadaan sekoittamalla useita nestekideyhdisteitä tai ei-nestekideyhdisteitä.

Läheistä tekniikan tasoa on kuvattu EP-kuulutusjulkaisussa 206 228.

Ferrosähköisen nestekidekoostumuksen lisäksi, joka sisältää vain ferrosähköisen nestekideyhdisteen, esittää japanilainen 25 patenttihakemusjulkaisu nro 195187/1986, että perusaine, joka koostuu yhdisteestä ja koostumuksesta, jonka faasi on kiraa-linen smeettinen C, F, G, H tai I (tässä jäljessä lyhennetty termiksi "faasi, kuten Se") sekoitetaan ainakin yhden yhdisteen kanssa, jolla on ferrosähköinen nestekidefaasi, fer-30 rosähköisen nestekidekoostumuksen valmistamiseksi kokonaisuudessaan. Lisäksi esitetään, että perusaine, joka koostuu yhdisteestä ja koostumuksesta, jonka faasi on kuten ei-kiraali-nen sekoitetaan ainakin yhden yhdisteen

II

3 94145

Kanssa, joka on optisesti aktiivinen, mutta jolla ei ole fer-rosähköistä nestekidefaasia, ferrosähköisen nestekidekoostu-muksen valmistamiseksi kokonaisuudessaan [ks. Mol. Cryst.

Liq. Cryst., 89, 327 (1982)J.

5 Kun kaikki yllämainitut seikat yhdistetään, voidaan ymmärtää, että ferrosähköinen nestekidekoostumus voidaan muodostaa sekoittamalla perusaine ainakin yhden yhdisteen kanssa, joka on optisesti aktiviinen riippumatta siitä onko yhdisteellä ferrosähköinen nestekidefaasi.

10 Edellä kuvattua smeettistä nestekideseosta, joka käsittää yhdistelmän emäksisestä aineesta, jolla on ainakin yksi faasi, kuten ei-kiraalinen Se, sekä ainakin yksi faasi, kuten Sq, kutsutaan tässä jäljessä termillä "perus-Sm-seos".

Perus-Sm-seos on edullisesti nestekideseos, jolla on Sc-15 faasi laajemmalla lämpötila-alueella huoneenlämpötila mukaanluettuna käytännön näkökannalta. Useita fenyylibentsolipoh-jaisia, shiff-pohjaisia, fenyylipyridiinipohjäisiä ja 5-alkyyli-2-(4-alkoksifenyyli)pyridiiniseoksia, jne., on käytetty komponenttina perus-Sm-seokseen. Esimerkiksi japa-20 nilainen patenttihakemusjulkaisu nro 291679/1986 ja kansainvälisen PCT-julkaisun nro W086/06401 pamfletti esittävät kumpikin ferrosähköisen nestekiteen, joka koostuu 5-alkyyli-2-(4-alkoksifenyyli)pyrimidiinin seoksesta optisesti aktiivisen yhdisteen kanssa. Edellisessä esitetään, että ferrosähköisen 25 smeettisen nestekidemateriaalin, joka sisältää mainitun pyri-midiinijohdannaisen perus-Sm-seoksena, käyttäminen mahdollistaa valokatkaisinelementin reaktioajan lyhenemisen. Lisäksi . japanilainen patenttihakemusjulkaisu nro 291679/1986 esittää, että nestekidemateriaali, joka sisältää 5-alkyyli-2-(4'-al-30 kyylibifenyyli-4)pyrimidiiniä, edellä kuvattua 5-alkyyli-2-(4-alkoksifenyyli)pyrimidiiniä ja optisesti aktiivisen yhdisteen, on myös käyttökelpoinen parannettaessa reaktio-ominaisuuksia.

4 . 94145

Nestekidenäytön vertailu muiden näyttöelementtien kanssa, kuten emittoivan näytön kanssa, on kuitenkin ilmaissut lisä-parannuksen nestekidenäytön reaktio-ominaisuuksissa.

Tämän keksinnön ensimmäisenä tarkoituksena on tarjota käyt-5 töön nestekidekoostumus, joka reagoi nopeasti, parantamalla edelleen keksintöä, joka on kuvattu edellä mainitussa japanilaisessa patenttihakemusjulkaisussa nro 291679/1986.

Tämän keksinnön toisena tarkoituksena on tarjota käyttöön valokatkaisijaelementti, joka sisältää mainittua ferrosäh-10 köistä nestekidekoostumusta.

Keksinnön kuvaus Tämän keksinnön ensimmäiselle ferrosähköiselle nestekide-koostumukselle on tunnusomaista, että se sisältää kahta seu-raavaa komponenttia A ja B, jolloin komponentin A suhde kom-15 ponenttiin B on 1,5 tai vähemmän. Komponentti A on ainakin yksi yhdiste, joka on valittu seuraavan kaavan esittämistä yhdisteistä: r1-K>^X-K>VC0-CH-C6 H,3 : ... ( I ) jossa Rl on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiili-

0 O

II n 20 atomia, X on -CH2O-, -OCH2-/ -CO- tai -OC- , m ja n ovat : molemmat kokonaisluku 1 tai 2 ja * on asymmetrinen hiiliato mi; ja seuraavan. kaavan esittämistä yhdisteistä:

C H

r2^€H-y-K>vo-^-cs h13

T

··· ( Π )

II

5 94145 jossa r2 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiili- 0 0

tl II

atomia, Y on -CH2O, -0CH2-r -CO- tai -0C-, k ja 1 ovat kumpikin kokonaisluku 1 tai 2 ja * on asymmetrinen hiiliatomi.

Komponentti B on ainakin yksi yhdiste valittuna seuraavan 5 kaavan mukaisista yhdisteistä: c h3 0 ch3 r 3 0-0^N>° CH2 -ch-oc-ch-r4 N * * ... cm) jossa r3 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiili-atomia, R4 on alkyyliryhmä, jossa on 2-18 hiiliatomia tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia ja * on asymmetrinen 10 hiiliatomi; ja seuraavan kaavan mukaisista yhdisteistä: CHj O CHj R5"O-0_0"°C 112 -CH-OC-CH-R1 H * * ... (IV) jossa r5 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, R^ on alkyyliryhmä, jossa on 2-18 hiiliatomia tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia ja * on asymmetrinen hiiliatomi.

15 Tämän keksinnön toinen koostumus käsittää komponentit A ja B ja li_säksi komponentin C sellaisissa suhteissa, että komponenttien A, B ja C määrät ovat 10-40 paino-%, 10-40 paino-% : ja 10-80 paino-%, tässä järjestyksessä, perustuen kolmen kom ponentin A, B ja C kokonaismäärään.

20 Komponentti C on ainakin yksi yhdiste valittuna seuraavan kaavan esittämistä yhdisteistä: 6 94145 R7 0-O-G-R8 ··· (V) jossa ja RÖ, jotka voivat olla samat tai erilaiset, ovat kumpikin alkyyliryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia? ja seuraa-van kaavan mukaisista yhdisteistä: 5 r9-0-0-(3-1110 -(vo jossa r9 ja rIO, jotka voivat olla samat tai erilaiset, ovat kumpikin alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia .

Tämän keksinnön ensimmäinen valokatkaisinelementti on optinen 10 katkaisinelementti, joka sisältää ferrosähköistä nestekide-koostumusta, joka käsittää edellä kuvatut kaksi komponenttia A ja B ja jossa komponentin A suhde komponenttiin B on 1,5 tai vähemmän.

Tämän keksinnön toinen valokatkaisinelementti on valokatkai-15 sinelementti, joka sisältää ferrosähköistä nestekidekoostu-musta, joka käsittää yllä kuvattua komponenttia C sellaisissa suhteissa, että komponenttien A, Bja C määrät ovat 10-40 paino-%, 10-40 paino-% ja 10-80 paino-%, tässä järjestyksessä, perustuen kaikkien kolmen komponentin A, B ja C kokonaismää-20 rään.

Vaikka kaavojen (V) ja (VI) esittämät yhdisteet, s.o. kompo-; nentti C tämän keksinnön nestekidekoostumuksessa ja valokat- kaisinelementissä ovat kukin ei-kiraalisia yhdisteitä, ne ovat hyvin käyttökelpoisia perus-Sm-seoksena, koska niillä on 25 faasi, kuten Se ja hyvin alhainen viskositeetti. Näiden yhdisteiden käyttökelpoisuutta on jo kuvattu tämän keksinnön tekijän toimesta japanilaisessa patenttihakemusjulkaisussa : nro 291679/1986, ja ne ovat hyvin käyttökelpoisia myös tähän • 4 keksintöön tarkoitetun ferrosähköisen nestekidekoostumuksen komponenttina.

li * 94145

Kaavojen (i) ja (II), s.o. tämän keksinnön komponentti A, ovat kukin ferrosähköisiä nestekideyhdisteitä, joista tämä hakija on aikaisemmin jättänyt patenttihakemuksen (japanilainen patenttihakemus nro 63633/1986). Vaikka näillä yhdisteil-5 lä ei ole merkittävää spontaania polarisaatiota, ne ovat käyttökelpoisia perusnestekideyhdisteenä erittäin korkeita lämpötiloja varten, koska niillä on Sc*-faasi erittäin korkeassa lämpötila-alueessa.

Kaavojen (lii) ja (IV) esittämät yhdisteet ovat kaikki ferro-10 sähköisiä nestekideyhdisteitä, joista on aikaisemmin jätetty patenttihakemus (japanilainen patenttihakemus nro 103977/ 1986). Niillä on erittäin suuri spontaani polarisaatio.

Yleensä ferrosähköisen nestekidemateriaalin spontaanin pola-risaatioarvon (yksinkertaisesti "Ps"), viskositeetin (yksin-15 kertaisesti " V|") ja reaktioajan (yksinkertaisesti "-£") välillä vallitsee seuraava suhde:

V

t — -

P s · E

jossa E on nestekidekennoon käytetty sähkökentän vahvuus, ja ferrosähköiseksi nestekidemateriaaliksi halutaan yhdiste, 20 jolla on yhdistelmä matalasta viskositeetista ja suuresta spontaanista polarisaatiosta. Komponentilla B on tällainen rooli tähän keksintöön tarkoitetussa koostumuksessa.

Kaavoje'n (v) ja (VI) mukaiset yhdisteet, s.o. tämän keksinnön yhdiste C, ovat kaikki ei-kiraalisia yhdisteitä. Kaavan (V) : ! 25 esittämällä yhdisteellä on Sc-faasi matalalla lämpötila- alueella (esim.-kun R7 = ¢5813- ja R8 = CqHi7-, Cr 28 Sq 48 Sa 58 N 64 Iso)· Toisaalta kaavan (VI) esittämällä yhdisteellä on Sc-faasi korkealla lämpötila-alueella (esim. kun R9 = C7H15- ja RlO = C8H17-, Cr 58 Se 134 Sa 144 N 157 30 Iso)· Sen vuoksi perus-Sm-seos, jolla on Sc-faasi laajal--la lämpötila-alueella matalasta lämpötila-alueesta 8 94145 korkeaan lämpötila-alueeseen, saadaan yhdistämällä kaavan (V) esittämä yhdiste kaavan (VI) esittämän yhdisteen kanssa. Edellä esitetyn rungon omaavien yhdisteiden erinomaisia ominaisuuksia ovat tämän keksinnön tekijät jo kuvanneet japani-5 laisessa patenttihakemusjulkaisussa nro 292679/1986. Nämä yhdisteet muodostavat perus-S^-yhdisteenä tärkeän osan tähän keksintöön tarkoitetussa ferrosähköisessä nestekide-koostumuksessa myös erittäin alhaisen viskositeettinsa suhteen .

10 Tämän keksinnön tekijät ovat suorittaneet useita tutkimuksia yksittäisten komponenttien suhteista, jotka mahdollistavat erinomaisen halutun nestekidekoostumuksen käytettäessä kaikkien komponenttien A, B ja C ominaisuuksia, ja tuloksena on havaittu, että, kuten edellä mainittiin, komponentin A suhde 15 komponenttiin B on edullisesti 1,5 tai vähemmän ja komponenttien A, B ja C määrät ovat edullisesti 10-40 paino-%, 10-40 paino-% ja 10-80 paino-%, tässä järjestyksessä.

Spesifisiä esimerkkejä tämän keksinnön komponentista A ovat seuraavat yhdisteet: 0 C H g 20 C8 H170-O-O-0CH2-O-C°-':H-C6 H13 * (S) - (1) C9'*I19_0_0'CH2 0-0-0-CH-C6 H |3 * (S) - (2)

Spesifisiä esimerkkejä tämän keksinnön komponentista B ovat seuraavat yhdisteet:

II

9 941 45 CHj O CHj c4 h9-O-C^O-0CH2-ch-oc-ch-oc4 Ha (S, S) - (3) ch3 0 ch3 C7 H15-OO^[>0CH2 -(;H-0^-^H"0C4 H0 (S, S) - (4) ch3 0 C6 H13-O-HQ-(>0CH2 -Ch‘-OC-C4 H9 (S) - (5) CH3 0 ch3

C6 H13-0-0-<>OCH2 -CH-°C-Ch-°cs HU

CS, S) - (6) CH3 0 CH3 c5 HuO-(>-(>0CH2 -CH-OC-CH-OC, Hg (S, S) ..· (7) ” ch3 0 ch3 C7 HLfO-CH>°CH2 -CH-OC-CH-C2 H5 ... ‘ (S, S) - (8) C Ho O CH, C7 “l5"Q~O_O'0CH2 -CIi-OC-CH-OC4 Hg (S, S) - (9) 1° 94145

Spesifisiä esimerkkejä tämän keksinnön komponentista C ovat seuraavat yhdisteet:

Ce Η130Ό“^H3“c! H17 -(10) C8 H17°O~O"C8 H17 -dl) 5 C9 H190_O_^m3_C8 Π]? - (12) C10H2IOO-^h3_C8 H17 -(13) 1.

C5.Hn“0-0_t3-C8 H17 -(14) C7 H15O-0-t3'C8 H17 -(15) Tämän keksinnön luonteenomaisia piirteitä kuvataan nyt yksilö tyiskohtaisemmin viitaten kuvissa esitettyjen eri koostumusten ominaisiin arvoihin.

: Aluksi valmistettiin perus-Sc-koostumus X, joka käsittää ei-kiraalisia yhdisteitä komponenttina C ja joilla on seuraa-va koostumus.’ .. c.^oOO-c 8 ^17 30 paino-% 94145 C 8 H17°-0-^I>C8 H 17 ' 20 paino-% ?9 H19°-0^{>C8 ΗΠ 10 P-no-% C10H21O_O—^„3_C8 H17 10 POino-% C 5 H1^^M>C8 H Π 20 paino-% 5 C 7 H 15-0-^0-(^° 8 1117 10 paino-%

Sitten mainittu Sc-koostumus X sekoitettiin edellä kuvatuista komponenteista A ja B muodostetun yhdisteen kanssa (yhdiste ilmaistaan kaavan numerolla) seuraavien koostumusten valmistamiseksi.

(koostumus X (komponentti C) 80 paino-% yhdiste (3) (komponentti B) 20 paino-% {koostumus X (komponentti C) 80 paino-% .

yhdiste (4) (komponentti B) 20 paino-% /koostumus X (komponentti C) 80 paino-% koostumus c λ *. '“yhdiste (5) (komponentti B) 20 paino-% 12 941 45 .koostumus X (komponentti C) 80 paino-% koostumus d λ 'yhdiste (6) (komponentti B) 20 paino-% .koostumus X (komponentti C) 80 paino-% koostumus e · 'yhdiste (7) (komponentti B) 20 paino-% {koostumus X (komponentti C) 80 paino-% yhdiste (8) (komponentti B) 20 paino-% ! koostumus X (komponentti C) 80 paino-% yhdiste (9) (komponentti B) 20 paino-% (koostumus X (komponentti C) 80 paino-% yhdiste (1) (komponentti A) 20 paino-% .koostumus X (komponentti C) 80 paino-%

koostumus ά J

Viiste (2) (komponentti A) 20 paino-%

Lisäksi nämä koostumukset sekoitettiin ja saaduille seoksille suoritettiin ominaisuuksien mittaus. Tulokset on esitetty kuvissa 1-6.

10 Kuva 1 dm graafinen esitys, joka osoittaa reaktioajan, faasinmuutos lämpötilan, spontaanin polarisaation ja kallistus-. kulman lämpötilariippuvuuden seosjärjestelmässä, joka käsit tää koostumuksen b ja koostumuksen h; Kuva 2 on graafinen esitys, joka osoittaa ylläolevien ominaisuuksien lämpötila-15 riippuvuuden yhdistejärjestelmällä, joka käsittää koostumuksen £ ja koostumuksen h; ja kuva 3 on graafinen esitys, joka osoittaa ylläolevien ominaisuuksien lämpötilariippuvuuden ; seosjärjestelmällä, joka käsittää koostumuksen b ja koostu muksen i. Reaktioaika, spontaani polarisaatio ja li 94145 kallistuskulma mitattiin 25°C:ssa, ja sähkökentän vahvuus oli 5 MV/m reaktioajan mittauksen aikana.

Kuvassa 1 reaktioaika koostumuksella, joka käsittää koostumuksen b ja koostumuksen h koostumuksen b sekoitussuhteen 5 koostumukseen h ollessa 50:50, on pienempi kuin koostumuksella h, joka käsittää komponentit A ja C tai koostumuksella b, joka käsittää komponentit B ja C. Samanlaiset tulokset on saatu myös kuvissa 2 ja 3. Näistä tuloksista pääteltynä on ilmeistä, että tämän keksinnön koostumuksella, joka käsittää 10 komponentit A, B ja C, on kaikkein paras reaktioaika.

Esimerkiksi kuvassa 2, kun koostumuksia, joissa suhde £ : h = 100 : 0, 50 : 50, ja 0 : 100 (paino-%) verrataan toisiinsa, on reaktioaika 90 us tapauksessa, jolloin £ : h = 100 : 0 ja 140 us tapauksessa, jolloin £ : h = 0 : 100, kun taas koostuin muksella, jossa £ : h = 50 : 50, reaktioaika on 75 us, s.o. erittäin nopeat reaktio-ominaisuudet. Tämä voidaan nähdä myös kuvista 1 ja 3.

Kuvissa 1-3 oleva jokainen koostumusyhdistelmä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin. Kun koostumussuhde on 50 : 50 (pai-20 no-%), ei Sc*-faasin ylemmässä rajalämpötilassa ilmene mitään merkittävää alenemista, mikä osoittaa komponentin A erinomaista yhteensopivuutta komponentin B kanssa. Kuvaava suhde havaitaan Ps-arvon ja kallistuskulman välillä. Kussakin seosjärjestelmässä, joka käsittää koostumukset b ja h (kuva 25 1), seosjärjestelmässä, joka käsittää koostumukset £ ja h (kuva 2) ja seosjärjestelmässä, joka käsittää koostumukset b ja jL (kuva 3), komponentti B näyttää olevan pääkomponentti, joka on vastuussa termistä Ps. Voidaan kuitenkin nähdä, että Ps-arvo koostumuksessa 50 : 50 pyrkii laskemaan komponentin A 30 vaikutuksesta, joka on pienen Ps-arvon omaava komponentti. Esimerkiksi kuvassa 1 Ps-arvot koostumuksessa, jossa b : h = 100 : 0 (paino-%) ja koostumuksessa, jossa b : h = 0 : 100 (paino-%) ovat 37 nCcm~2 ja 5 nCcm-2> tässä järjestyksessä, . kun taas Ps-arvo koostumuksella, jossa b : h = 50 : 50 14 941 45 (paino-%) on 18 nCcm~2f s.o. pienempi kuin odotettu arvo.

Mitä tulee kallistuskulmaan, esim. kuvassa 1 ovat kallistus-kulmat koostumuksilla, jossa b : h = 100 : 0 (paino-%) ja koostumuksella, jossa b : h = 0 : 100 (paino-%) ovat 27° ja 5 13°, tässä järjestyksessä, kun taas kallistuskulma koostumuk sella, jossa b : h = 50 : 50 (paino-%) on 20°, s.o. aritmeettinen keskiarvo molemmista arvoista. On yleisesti tunnettua, että pienempi kallistuskulma antaa lyhyemmän reaktioajan. Kun kaikki edelläolevat seikat kuitenkin yhdistetään, ei voida 10 sanoa, että reaktioajan pieneneminen koostumuksen 50 : 50 (paino-%) tapauksessa johtuu pelkästään kallistuskulman pienenemisestä. Kuvista 1-3 selviää, että kallistuskulman arvo koostumuksella 50 : 50 (paino-%) pikemminkin positiivisesti säilyy kuin laskee. Sitävastoin Ps-arvo pyrkii positiivisesti 15 vähenemään. Sen vuoksi, kun otetaan huomioon edellä kuvattu suhde reaktioajan (X'), viskositeetin {ij) ja spontaanin polarisaation välillä, n τ ----

P s · E

seosjärjestelmässä, joka käsittää komponentit A ja B, kompo-20 nentin A ja komponentin B sekoittaminen saa aikaan positiivisen alentumisen -arvossa ennemmin kuin Ps-arvossa, joten T:n lyheneminen tapahtuu.

Mitä^ tulee komponentin A suhteeseen komponenttiin B, parhaat tulokset voidaan saada, kun komponentin A suhde komponenttiin . 25 B on 1 : 1. Kun reaktioaika kuitenkin otetaan huomioon, kom ponentin A suhde komponenttiin B on edullisesti 1,5 tai vähemmän. Lisäksi komponenttien A, B ja C edullisissa suhteissa voidaan ymmärtää, että komponenttien A, B ja C määrät ovat edullisesti 10-40 paino-%, 10-40 paino-% ja 10-80 paino-%, 30 tässä järjestyksessä.

φ >

II

15 941 45

Kuvat 4-6 ovat kukin graafisia esityksiä, jotka osoittavat binääristen seosjärjestelmien, s.o. seosjärjestelmän, joka käsittää koostumukset a ja b, seosjärjestelmän, joka käsittää koostumukset c ja d, seosjärjestelmän, joka käsittää koostu-5 mukset e ja _f, reaktioajan, faasinmuutoslämpötilan, kallistuskulman ja spontaanin polarisaation konsentraatioriippuvuu-den. Reaktioaika, spontaani polarisaatio ja kallistuskulma mitattiin 25°C:ssa, ja sähkökentän vahvuus oli 5 MV/m reaktioajan mittauksen aikana.

10 Kuvista 4-6 ilmenee, että binäärisissä seosjärjestelmissä, s.o. seos järjestelmässä, joka käsittää koostumukset a ja b, seosjärjestelmässä, joka käsittää koostumukset c ja d, seos-järjestelmässä, joka käsittää koostumukset e ja f, reaktio-ajalle, spontaanille polarisaatiolle ja kallistuskulmalle 15 arvioidaan yksinkertaiset aritmeettiset keskiarvot. Edellä kuvatuissa seosjärjestelmissä (kuvat 1-3) jokaisella A-yhdis-tettä komponenttina sisältävällä koostumuksella saadaan merkittävä vaikutus reaktioaikaan. Tämä osoittaa sen, että tämän keksinnön koostumus on erinomainen.

20 Tämän keksinnön erilaiset mittaukset suoritettiin seuraavilla menetelmillä.

; Spontaani polarisaatioarvo (Ps) mitattiin Sawyer-Towerin me netelmällä. Kallistuskulman (Φ) mittauksessa kohdistettiin riittävän korkea sähkökenttä, jonka arvo oli kriittisen säh-25 kökentän yläpuolella, homogeenisesti oikaistuun kennoon, jotta saatiin kierteinen rakenne häviämään, polaarisuus käännettiin ja kallistuskulma määritettiin ekstinktioasennon liike-: kulmalta (vastaa kulmaa 2^) ristikkäisillä nicol-prismoil- la.

30 Reaktioaika mitattiin injektoimalla kutakin koostumusta kennoon, jolle oli suoritettu oikaisukäsittely, ja jossa etäisyys elektrodista toiseen oli 2 pm, jossa oli 1 kHz:n saka-·' ra-aalto ja huipusta huippuun-jännite Vpp 20 V ja määritet tiin muutos transmittoituneen valon intensiteetissä.

94145

Lyhyt kuvaus piirroksista

Kuvat 1-3 ovat graafisia esityksiä, jotka osoittavat sellaisen seos järjestelmän ominaisuuksia, joka käsittää koostumuksen, joka on muodostettu komponenteista B ja C ja koostumuk-5 sesta, joka on muodostettu komponenteista A ja C; ja

Kuvat 4-6 ovat graafisia esityksiä, jotka osoittavat sellaisten koostumusten ominaisuuksia, joista jokainen sisältää komponentteja B ja C ja eroavat koostumusten suhteen osalta.

Paras tapa keksinnön toteuttamiseksi 10 Tätä keksintöä kuvataan nyt yksityiskohtaisemmin esimerkkien avulla. Tämä keksintö ei kuitenkaan rajoitu ainoastaan näihin esimerkkeihin.

^Esimerkit 1—5^]

Ferrosähköiset nestekidekoostumukset valmistettiin taulukon 1 15 mukaisesti. Kunkin tuotteen ominaisuudet mitattiin ja tulokset on esitetty taulukossa 2. Luvut esimerkkien numeroiden alapuolella taulukossa 1 esittävät painoprosentteja. Luvut faasisymbolien alapuolella taulukossa 2 esittävät faasinmuu-toslämpötilaa (°C).

17 941 45

Jo O

^ t—l CN

ΙΓι ΙΛ

^ O) rH

_ O o ° ro . ,

μ, i—( rH

c________

e o O

•H PO

m ^ CN OI

w_______ ^ ° °

rH rH

/~n CO 00 00 /-N /^\ · · « 00 00 OO (7) CO 00

S_^ w V 'w' W

en an K m «

-Ct< -cj< K

O O ^ O O o

” CO I CO I CO I

W 2 W « W W K « ^ ^ K ” o-o * o-o * o-o *

O O eo w I I I

-* oo I O CO 0 =0 0 =0 0 = 0 3 W W co I O o o o

^ 0—0 * W W CO I CO I CO I CO I

« I 0-0 * ® « ww w w « w H o I O-O* O-O* 0-0* 0-0*

0=0 O I I I I

ΦΟ = O O OJ CM esi

. . ,Φ Φ ? V V

.. coW .oj o o o o •: -o o W es,

• . ( —< lO LO

-pr . EtT W W « K

r~» ro oo en lo r— f— % o o o o o o • * - ~ a Θ £ £ £ e < < m OQ «

I J-I

. o <u . a. e E 0) o e

Ui ____ 18 941 45 —r— j— j j , I 1 " in «-< ^ r- ^ CN 1-t ,-1

00 CN KD <D CN kD

^ r-i Γ-, ° UD 00 00 «£> 00

c ^ CM rH rH

^ 00 CN KO kQ CN KD

ω r—i tH rH

__, ^ 03 03 O 00

^ CN rH

CÖ o .y

4J

CO

•r-5 V»/ o .

M

D

p to 1) H 4-> - t— t—

W —I —I

£ « W

t— O' c*— •C «—< *—< *—< OO oo ^ « ' m w w o o

* CO CO . CO OO

u o o O ^ J.

Λ f*S Ai f*V Y ,/Y

o o o : co c-'- cn «—< —h ltd

—H *—i CNJ —H

- a w w w a a o CO OO cr> «™H U“5 t~- « u o o o o u J > >__>__>__l>__£ H u u ο u u <-> I 4-1 O 4-1 o. c ε o» o c £κέ ____ 19 941 45

£, I I I I I

ο ^ ΙΑ Γ'- cn oo o p co co Γ'- ^ ^ CO rt ^ Φ (0^

Pi CO

------cn $: o o m cn o “ o

/~\ . . . . . O

* ® £-) O c—t 1—I i—I τ—I m rH th CN CN CN 04 CN ^ co 3 o fai ^ > ------i_ # · on o '0

• CO cN

^ 5 ’§ cri 06 r-i cd oo £

o " y i—I m ^ CN CN

CX C \»/ CO c- o

CO

HH · · ♦ < ♦ UD 00

CN i—I

o cn CO

J* Ή·

= Z

rH

co cn m o «h o H !· oo ^ in in cn oo o r- o

rH i—I

«e 00 » · · · * o o o o o id o <d on in

vD ND

** o £/)····· oooot^· r» o in cn cn :. .11111 o · · · · · rH cn m m o u c •

B

•H

. CO

ω

Claims (7)

20 941 45 Teollinen sovellettavuus Tämän keksinnön ferrosähköinen nestekidekoostumus reagoi nopeasti käytettäessä näyttöjärjestelmässä, jossa hyödynnetään tämän nestekiteen valokatkaisuominaisuuksia. Sen vuoksi sitä 5 voidaan käyttää materiaalina valokatkaisinelementissä erinomaisen nestekidenäyttöelementin valmistamiseksi, jossa nes-tekidenäyttöelementin ominaisuuksia, kuten ei-emittoivaa tyyppiä ja pientä virrankulutusta hyödynnetään siten, että parannetaan nestekidenäyttöelementin haittaa, s.o. huonoja 10 reagointiominaisuuksia.

1. Ferrosähköinen nestekidekoostumus, tunnettu siitä, että se käsittää kaksi komponenttia, A:n ja B:n ja komponentin A suhde komponenttiin B on 1,5 tai vähemmän, mainitun 15 komponentin A ollessa ainakin yksi yhdiste valittuna yhdis-. teistä, joita esittää seuraava kaava: r1-K3^x-K3^0-ch-c6 H» - ( I ) jossa R1 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiili- O O H II atomia, X on -CH2O-, -OCH2-, -CO- tai -OC-, m ja n ovat kum-20 pikin kokonaisluku 1 tai 2 ja * on asymmetrinen hiiliatomi; ja yhdisteistä, jota esittää seuraava kaava: C H3 r:2 -ΚΖΗγυ-<-€Η]γ0 - sH -ceHia - ( Π) 21 94145 jossa R2 on alkyyli- tai alkpksiryhmä, jossa on 1-18 hiili- 0 o il <i atomia, Y on -CH20-, -OCH2, -CO- tai -0C-, k ja 1 ovat kumpikin kokonaisluku 1 tai 2 ja * on asymmetrinen hiiliatomi, ja mainitun komponentin B ollessa ainakin yksi yhdiste valittuna 5 yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: CH, 0 C H, r s ° h 2 - c h - o c - c h - r 4 H' ψ - cm) jossa r3 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia, r4 on alkyyliryhmä, jossa on 2-18 hiiliatomia tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia ja * on asymmetrinen 10 hiiliatomi; ja yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: C H« O C H n !· r5 ”C)—’£3-OCH2 -CH-OC-CH-R6 * * - uv) jossa r5 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia, R6 on alkyyliryhmä, jossa on 2-18 hiiliatomia tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia ja * on asymmetrinen ^ hiiliatomi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ferrosähköinen nestekide-koostumus, t u n n e t t u siitä, että mainittu komponentti A on ainakin yksi yhdiste valittuna ryhmästä, johon kuuluvat seuraavat yhdisteet: C8 HJ3 (S) * C 113

20 CS H1S-0~0-CH2 O-O-0 ” έ h'-c β H ,3 (S) H* 22 941 45 O CHg C M)H 21 0 ^0-0“0 C H 2 C ° - C Kc fi H,, (S)

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen ferrosähköinen nestekide -koostumus, t u n n e t t u siitä, että mainittu komponentti B on ainakin yksi yhdiste valittuna ryhmästä, johon kuuluvat seu-3 raavat yhdisteet: ·;· CH O CH, C4 H9^i)-O-0CH2 -Ch'-OC-CIi'-OC4 Hg (s, S ) CH3 O C H n C7 H15O“O-^h3'0CH2 -CH-OC-CH-OCj Hg φ ^t· (S, S ) CH3 0 C6 HijO-0-C3-°CH2 -CH-OC-Cg Hg ( S ) CHg O CHg C6 H13-O^0^>0CH2 -CH-OC-CH-OCs Hu (g_ g) CH3 O CHq :0.. "C5 HU^-^>C.H2 -CH-OC-CH-OC4 Hg ( S , S ) CH„ O CHq C7 Hi.5"O“{^O"0CH2 "CH-OC-CH-Cg Hg ( S , S ) CHg O CI-Iq C7 H CH2 -CH-OC-CH-OC4 Hg ( S , S ) II 23 941 45

4· Patenttivaatimuksen 1 mukainen ferrosähköinen nestekidekoostu-mus, tunnettu siitä, että se edelleen sisältää seuraahan .komponenti C mainittujen komponenttien A ja B ohella ja mainittujen komponenttien A, B ja C määrät ovat 10-40 paino-%, 10-40 pai-5 no-S ja 10-80 paino-%, tässä järjestyksessä, perustuen kaikkien kolmen komponentin A, B ja C kokonaismäärään, mainitun komponentin C ollessa ainakin yksi yhdiste valittuna yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: R7 °-0-(>r8 N ··· (V) 10 jossa R7 ja R8, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, ovat kukin alkyyliryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia; ja yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: • Rip-p-OR,e -(vo jossa R^ ja R*8, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, ovat 15 kumpikin alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia .

5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen ferrosähköinen nestekide-koostumus, jodsa mainittu komponentti C on ainakin yksi yhdiste valittuna ryhmästä, johon kuuluvat seuraavat yhdisteet: 2ϋ C8 H130-Ο~Ό-°e Hn C8 Hl7°-0-O-Cä H17 C9 »nO-O-Oc, Hn 24 941 45 c10H21o-<K>c8Hn c 5 Hu-ö-0"{}-c« Hn C7 H15^0H>C8 H17

6. Valokatkaisinelementti, joka käsittää ferrosähköisen nes-5 tekidekoostumuksen, tunnettu siitä, että se koostuu kahdesta komponentista A ja B ja siinä komponentin A suhde komponenttiin B on 1,5 tai vähemmän, mainitun komponentin A ollessa ainakin yksi yhdiste valittuna . yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: 10 r1^D-Vx"<-O-VC0-cii-c(! Hu n» - (I) jossa R1 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiili-

0 O , Il l! atomia, X on -CH2O-, -OCH2-, -CO- tai -OC-, m ja n ovat kumpikin kokonaisluku 1 tai 2 ja * on asymmetrinen hiiliatomi; ja yhdisteistä, jota esittää seuraava kaava: C H 3

15 R2-Lt-O-VY-f"O-V0~!'H~C8 H1S ... (n) II 25 9 4 1 45 jossa r2 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 huli- 0 0 Il II atomia, Y on -CH2O-, -OCH2# -CO-· tai -0C-, k ja 1 ovat kumpikin kokonaisluku 1 tai 2 ja * on asymmetrinen hiiliatomi, ja mainitun komponentin B ollessa ainakin yksi yhdiste valittuna 5 yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: C H n 0 C H Λ R3 -{3—O~^"3“0 C H 2 - CH-OC-CH-R4 * * - OH) jossa R3 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiili-atomia, R4 on alkyyliryhmä, jossa on 2-18 hiiliatomia tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia ja * on asymmetrinen 10 hiiliatomi; ja yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: C li « 0 C li „ R 5 -0-0-0“° C 112 - CH-OC-CH-R15 * ψ - (IV) jossa R5 on alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia, R6 on alkyyliryhmä, jossa on 2-18 hiiliatomia tai al-koksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia ja * on asymmetrinen 1 5 hiiliatomi.

7. Patenttivaatimuksen 6 mukainen valokatkaisinelementti , tunnettu siitä, että mainittu ferrosähköinen nestekide-• ' koostumus edelleen käsittää komponentin C ja siinä komponentin A suhde komponenttiin B on 1,5 tai vähemmän ja mainittujen 20 komponenttien A, B ja C määrät ovat 10-40 paino-%, 10-40 paino-% ja 10-80 paino -?ό, tässä järjestyksessä, perustuen kaikkien kolmen komponentin A, B ja C kokonaismäärään, 26 941 45 mainitun komponentin C ollessa ainakin yksi yhdiste valittuna yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: r7 o-^3“^3“r8 "(V) jossa r7 ja RÖ, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, ovat 5 kumpikin alkyyliryhmä, jossa on 1-18 hiiliatomia; ja yhdisteistä, joita esittää seuraava kaava: κ’-Ο-ΟΟ10 jossa r9 ja rIO, jotka voivat olla samoja tai erilaisia, ovat kumpikin alkyyli- tai alkoksiryhmä, jossa on 1-18 hiiliato-10 itiä. li 94145 27