Электрооптический композит

 

Использование: электрооптические материалы на основе смесей нематических жидких кристаллов (ЖК) и полимеров на основе сополиметакрилатов, меняющих свои оптические свойства (рассеяние света, прозрачность) при приложении электрического поля. Сущность изобретения: электрооптический композит состоит из сополиметакрилатов и нематического жидкого кристалла, где полимерный компонент представляет собой тройной сополимер на основе алкилметакрилатов с числом атомов углерода в алкильном остатке n-6 или 8, или 10, метилметакрилата и 2-гидроксиэтилметакрилата общей формулой 1, при следующем соотношении компонентов, мас.%: сополиметакрилаты указанной формулы 40 - 56; нематический жидкий кристалл 60 - 44. В качестве нематического ЖК используют коммерческую смесь жидких кристаллов, изместную под наименованием ЖК 1277 и представляющую собой смесь алкил- и алкоксицианбифинилов с терфенилами. Наличие значительной оптической памяти у предложенного электрооптического композита позволяет осуществлять запись информации большого объема, что может быть использовано в дисплеях большой информационной емкости. Структура формулы I приведена в тексте описания. 2 табл.

Изобретение относится к электрооптическим материалам на основе смесей нематических жидких кристаллов (ЖК) и полимеров на основе сополиметакрилатов, меняющих свои оптические свойства (рассеяние света, прозрачность) при приложении электрического поля.

В исходном состоянии такие композиты сильно рассеивают свет и являются непрозрачными материалами. После приложения электрического поля пленки композитов просветляются, поскольку показатель преломления полимера n_n подбирается равным показателю преломления обыкновенного луча n_o ориентированного жидкого кристалла. Наличие оптической памяти позволяет осуществлять запись информации большого объема, что может быть использовано в дисплеях большой информационной емкости.

Известны электрооптические композиты, состоящие из полимерного компонента (например, поливинилацетата, полиметилметакрилата, полиизопропена и т.д.) и нематического ЖК, содержание которого, по крайней мере, 50 мас. от смеси.

Недостатком этих композитов являются незначительные времена памяти от нескольких секунд до десяти секунд для лучших образцов.

Предлагаемый композит позволяет устранить указанный недостаток и имеет достаточно высокие электрооптические характеристики, определяемые молекулярным строением и составом полимерного компонента.

Предлагаемый электрооптический композит состоит из сополиметакрилатов и нематического жидкого кристалла, где полимерный компонент представляет собой тройной сополимер на основе алкилметакрилатов (MA-n) с числом атомов углерода в алкильном остатке n 6 или 8, или 10, метилметакрилата (ММА) и 2-гидроксиэтилметакрилата (ГЭМА) общей формулой -(CH₂-(CH₂-)_y (CH₂- (I) а в качестве жидкого кристалла нематические ЖК (коммерческая смесь жидких кристаллов, известная под наименование ЖК 1277 и представляющая собой смесь алкил- и алкоксицианбифенилов с терфенилами) при следующем соотношении компонентов, мас.

Сополиметакрилаты указанной формулы 40-56 Жидкий кристалл 60-44 Полимерные электрооптические материалы готовят в виде пленок методом полива раствора полимера и жидкого кристалла в хлороформе на стеклянную или полимерную подложку с токопроводящим покрытием (IТО-покрытие), используя заданное соотношение полимер жидкий кристалл и концентрацию полимера в растворе 4-12 мас.

П р и м е р 1. Приготовление электрооптического материала. К раствору 0,56 г сополимера МА-8-ММА-ГЭМА в 7 мл хлороформа добавляют 0,44 г жидкого кристалла и перемешивают смесь до полного растворения. Приготовленный раствор наносят на стеклянную подложку с токопроводящим покрытием и после высушивания накрывают сверху второй стеклянной пластиной с токопроводящим покрытием.

П р и м е р ы 2-4. Образцы материалов готовят аналогично примеру 1.

Сополимеры алкилметакрилатов (МА-n) с ММА и ГЭМА, используемые для приготовления электрооптической композиции, получают радикальной полимеризацией соответствующих мономеров.

Получение сополимера МА-8 с ММА и ГЭМА.

Сополимеризацию МА-8 (1 мл, 5 ммоль) с ММА (7 мл, 66 ммоль) и ГЭМА (2 мл, 16 ммоль) в присутствии 0,015 г азобисизобутиронитрила в бензоле (25 мл) проводят в атмосфере аргона при 60^оС в течение 24 ч. Сополимер высаживают петролейным эфиром. Выход 85% Температура стеклования сополимера 87^оС. Характеристичеcкая вязкость η 0,28 дл/г (25^оС, хлороформ), полидисперcность (M_w/M_n) 3,1.

У полученных композитов были измерены времена выключения τ_выклзависимости от длительности электрического импульса τ_и. Время τ_выклопределяли как время, за которое интенсивность оптического отклика изменялось от 0,9 до 0,1 максимальной величины пропускания света.

В табл.1 приведены времена τ_выкл для составов композиции при толщине образца 30 мкм, среднем размере капсул 2 мкм и длительности электрического импульса 0,2-0,5 с при различных напряженностях электрического поля. Видно, что с ростом напряженности электрического поля растет время τ_выкл для всех композиций и оптимальные составы, обладающие наибольшей оптической памятью, имеют концентрацию ЖК 44 мас. при напряженности электрического импульса 0,6 ˙ 10⁵ В/м.

В табл.2 представлена зависимость времен выключения τ_выкл для композита, содержащего 55 мас. ЖК, при напряженности электрического поля 0,45 ˙ 10⁵ В/м от длительности электрического импульса τ_и. Из табл.2 видно, что с увеличением длительности импульса времена выключения возрастают, достигая при τ_и 40 с и 100 с. Приведенные данные свидетельствуют о том, что полученные композиции обладают экстремально большой памятью.

Формула изобретения

ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКИЙ КОМПОЗИТ, включающий сополиметакрилаты и нематический жидкий кристалл, отличающийся тем, что он содержит в качестве сополиметакрилатов сополимеры алкилметакрилатов с числом атомов углерода в алкильном остатке n = 6, или 8, или 10 с метилметакрилатом и 2-гидроксиэтилметакрилатом общей формулы при следующем соотношении компонентов, мас.%: Сополиметакрилаты указанной формулы - 40 - 56 Нематический жидкий кристалл - 60 - 44

РИСУНКИ

Рисунок 1