25.08.2017
217.015.a45d

Способ получения смеси жидкого кристалла с полимером для дисплейной техники и оптоэлектроники

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к смесям жидкого кристалла (ЖК) с полимером в виде формованного продукта, которые могут быть использованы в дисплейной технике и оптоэлектронике. Способ получения смеси ЖК с полимером в виде формованного продукта включает смешение по крайней мере одного боросилоксана с низкомолекулярным термотропным ЖК, формование продукта из полученной смеси, оказание на него механического воздействия, вызывающего по крайней мере одноосную деформацию продукта на величину не менее 100%, и последующее прекращение механического воздействия. Изобретение позволяет упростить известную технологию получения смеси ЖК с полимером для дисплейной техники и оптоэлектроники за счет исключения из процесса летучих и пожароопасных органических растворителей, стадий растворения компонентов и сушки, а также расширить арсенал технических средств для получения таких смесей. 3 пр.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к способам получения смесей жидкого кристалла (ЖК) с полимером в виде формованного продукта, которые могут быть использованы в дисплейной технике и оптоэлектронике. Такие смеси должны изменять оптические характеристики проходящего через них или отраженного от них света.

Известен способ получения смеси ЖК с полимером для дисплейной техники и оптоэлектроники путем смешения термотропного цианзамещенного ЖК, содержащего мезогенное азометиновое ядро, с полимером (полисульфоном марки UDEL Р-1700), осуществляемого при нагревании смеси выше температуры стеклования полимера и дальнейшего охлаждения до комнатной температуры (Elena Perju, Luminita Marin, Vasile Cristian Grigoras and Maria Bruma//Thermotropic and optical behaviour of new PDLC systems based on a polysulfone matrix and a cyanoazomethine liquid crystal//Liquid Crystals, V. 38, №7, (2011), p. 893-905).

Известен способ получения смеси ЖК с полимером для дисплейной техники и оптоэлектроники путем смешения термотропного ЖК на основе производного галогенированного бифинила с торговым названием Merck TL213 с мономером 2-этилгексилакрилатом с последующей фотополимеризацией мономера (J.B. Nephew, Т.С. Nihei, and S.A. Carter//Reaction-Induced Phase Separation Dynamics: A Polymer in a Liquid Crystal Solvent//Physical Review Letters, V. 80, №15, (1998), p. 3276-3279).

Наиболее близким к заявляемому является известный способ получения смеси ЖК с полимером в виде формованного продукта для дисплейной техники и оптоэлектроники путем смешения силоксанового полимера (кремнийорганического полимера или органосилоксана) с низкомолекулярным термотропным ЖК и формование продукта из полученной смеси. В данном способе в качестве силоксанового полимера используют полиметилфенилсилоксан, а в качестве низкомолекулярного термотропного ЖК используют мультикомпонентную смесь марки Е7. При этом смешение осуществляют путем растворения ЖК и вышеуказанного силоксанового полимера в органическом растворителе (тетрагидрофуране) с последующим перемешиванием полученной смеси в течение ночи и дальнейшим испарением пожаро- и взрывоопасного растворителя в течение нескольких дней с получением формованного продукта (образца) (Lamia Bedjaouia, Nicolas Gogibusb, Bernd Ewenb, Tadeusz Pakulab, Xavier Coqueretc, Mustapha Benmounaa, Ulrich Maschkec//Preferential solvation of the eutectic mixture of liquid crystals E7 in a polysiloxane//Polymer, V. 45, (2004), p.6555-6560) - прототип.

Недостатком известного способа является его относительная сложность, заключающаяся в использовании летучего и пожароопасного органического растворителя - тетрагидрофурана, требующего обязательной регенерации с использованием специального взрывозащищенного оборудования, а также многостадийность (растворение компонентов, перемешивание смеси и ее сушка от растворителя) и длительность вышеуказанных обязательных стадий.

Задача изобретения заключается в разработке способа получения смеси ЖК с полимером в виде формованного продукта для дисплейной техники и оптоэлектроники, лишенного вышеуказанных недостатков, и расширение арсенала технических средств, которые могут быть использованы в качестве способов получения смесей ЖК с полимером для дисплейной техники и оптоэлектроники.

Технический результат изобретения заключается в упрощении известного способа получения смеси ЖК с полимером в виде формованного продукта для дисплейной техники и оптоэлектроники.

Предварительно были проведены эксперименты с различными силоксановыми полимерами, которые показали, что указанный технический результат достигается только в том случае, если способ получения смеси ЖК с полимером в виде формованного продукта для дисплейной техники и оптоэлектроники включает смешение, по крайней мере, одного боросилоксана с низкомолекулярным термотропным ЖК, формование продукта из полученной смеси, оказание на него механического воздействия, вызывающего, по крайней мере, одноосную деформацию продукта на величину не менее 100%, и последующее прекращение механического воздействия.

Предложенный способ является новым и не описан в научно-технической литературе.

В предлагаемом способе в качестве низкомолекулярного термотропного ЖК могут быть использованы ЖК различных типов (нематические, смектические, холестерические, сегнетоэлектрические и т.д.), различных химических классов, а также их композиции, например, нематический ЖК пентилцианобифенил, холестерическая смесь на основе нематического жидкого кристалла ЖК-1277, легированного оптически активным (хиральным) соединением ХДН-1 (оба производства ГНЦ НИОПИК, Россия), холестерилпеларгонат, смектические ЖК, например, на основе ахиральных бифенилов и пиримидинов, а также коммерческие смектические смеси - ЖКС-178, ЖКС-285 (оба производства Физического Института РАН, Россия) и т.д. При этом в качестве низкомолекулярного термотропного ЖК можно использовать как индивидуальное химическое соединение, так и смесь на основе нескольких соединений. При использовании смесей помимо ЖК в них также могут входить различные добавки, например, такие как поверхностно-активные вещества, красители, дихроичные красители, оптически активные соединения, свето- и термостабилизаторы и т.д.

В предлагаемом техническом решении в качестве боросилоксана может быть использован, по крайней мере, один боросилоксан, например, такой как полидиметилборосилоксан, полиметилфенилборосилоксан, полиэтилборосилоксан, поливинилборосилоксан и т.д. При этом молекулярная масса боросилоксана может варьироваться в широких пределах, например, от 500 Дальтон (D) и выше. При этом при получении смеси ЖК с полимером можно использовать как один боросилоксан, так и смесь, содержащую два и более различных боросилоксанов.

Следует отметить, что в смеси ЖК с полимером содержание ЖК в зависимости от конкретной решаемой задачи может варьироваться в широких пределах, например, от 1 до 99 массовых процентов.

В предлагаемом изобретении смешение боросилоксана с низкомолекулярным термотропным ЖК можно осуществлять различными способами, например, путем ручного механического смешения, смешения с помощью механической мешалки, смешения с помощью экструдера и т.д. Осуществлять смешение можно в широком интервале температур. Продолжительность смешения может варьироваться в широких пределах в зависимости от конкретной решаемой технической задачи.

В предлагаемом способе после смешения боросилоксана с низкомолекулярным термотропным ЖК из полученной смеси формуют продукт, оказывают на него вначале механическое воздействие, вызывающее, по крайней мере, одноосную деформацию продукта на величину не менее 100%, затем механическое воздействие прекращают.

Экспериментально было установлено, что дополнительная, по крайней мере, одноосная деформация формованного продукта существенно улучшает однородность полученного продукта и приводит к получению более качественного продукта с одинаковыми свойствами по всему объему продукта. При этом деформация формованного продукта может быть как одноосной, так и двух- или трехосной. Величина допустимой минимальной, по крайней мере, одноосной деформации формованного продукта, равная 100%, была установлена экспериментально. При этом величина деформации по другим осям может как превышать эту величину, так и быть меньше. Иными словами, при получении смеси ЖК с полимером удается сформировать конечный продукт с хорошими эксплуатационными свойствами, если деформация хотя бы по одной из осей будет не менее 100%. Максимальная величина деформации, по крайней мере, по одной из осей определяется конкретной решаемой технической задачей и может быть значительной, например, 5000%. Величина деформаций по осям может быть как одинаковой по каждой из осей, так и отличатся друг от друга.

Одноосную деформацию смеси можно осуществлять различными способами, например, вручную, с помощью разрывной машины, с помощью вытяжных вальцов и т.д. Двухосную деформацию можно проводить также различными способами, например, в ручном режиме, с помощью механических двухосных зажимов. Трехосную деформацию смеси можно осуществлять, например, с помощью раздувной машины для получения полимерных пленок и т.д. Механическое воздействие на смесь можно проводить в широком интервале температур.

Формование продукта из полученной смеси можно осуществлять различными способами, например, путем выливания на стекло с образованием образцов пленки, путем использования формообразующей трубки, путем пропускания смеси через экструдер с кольцевым выходным отверстием у фильеры и т.д.

Для практического использования полученных смесей для дисплейной техники и оптоэлектроники после, по крайней мере, одноосной деформации формованного продукта, механическое воздействие на формованный продукт необходимо прекратить, поскольку использовать продукт под напряжением технологически трудноосуществимо. После прекращения механического воздействия эксплуатационные свойства смеси ЖК с полимером в виде формованного продукта полностью сохраняются, иными словами, релаксация смеси не оказывает влияния на ее эксплуатационные свойства.

Преимущества предложенного способа иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1

99 г полидиметилборосилоксана с молекулярной массой 10000 D помещают на часовое стекло диаметра 150 мм, затем добавляют туда 1 г смектической жидкокристаллической смеси жидких кристаллов ЖКС-285 и полученную смесь боросилоксана с ЖК перемешивают вручную в течение 5 мин при 20°С. Получают 100 г смеси, содержащей 1 мас. % ЖК. Из полученной смеси получают формованный продукт в виде цилиндра длинной 10 см, который затем вначале вытягивают при 20°С вручную до длины 20 см, что соответствует одноосной деформации продукта на величину 100%, после чего вытяжку продукта прекращают. Полученный продукт помещают между двумя стеклянными пластинами с зазором 20 микрометров (мкм). Пластины со смесью в виде формованного продукта помещают между двумя скрещенными поляризаторами и освещают лучом лазерного света с длиной волны 635 нм. Путем вращения стекол со смесью в плоскости, перпендикулярной направлению лазерного света, с помощью фотометра определяют, что полученная смесь обладает двулучепреломлением и вращает плоскость проходящего через нее поляризованного света, что позволяет использовать полученный продукт в качестве фазовой пластинки в оптоэлектронике.

Пример 2

0,9 г полиметилфенилборосилоксана с молекулярной массой 5000 D и 0,1 г полиэтилборосилоксана с молекулярной массой 100000 D загружают в воронку экструдера фирмы Брабендер, цилиндр, которого охлажден до температуры 0°С, затем заливают в воронку 99 г жидкого нематического ЖК пентилцианобифенила и включают перемешивающую систему экструдера на 3 мин. Выходящий из экструдера формованный продукт в виде рукава вначале подвергают раздувному вытягиванию, приводящему к трехосной деформации на величину по длине 500% и 50% по ширине и высоте рукава, затем механическое воздействие на продукт прекращают. Полученный формованный продукт в виде пленки толщиной 20 мкм помещают между обкладками конденсатора, которыми являются две стеклянные пластины, снабженные прозрачными электродами. Пластины со смесью помещают в спектрофотометр. С помощью генератора сигналов к электродам подводят переменное электрическое напряжение 30 вольт. При подведении данного напряжения на спектрофотометре фиксируют увеличение пропускания проходящего через смесь видимого света на 95%, то есть образец становится существенно более прозрачным. При снятии электрического напряжения образец приобретает первоначальную мутность. Данные свойства дают возможность использовать полученную смесь в дисплейной технике.

Пример 3

Жидкую смесь 20 г полидиэтилборосилоксана с молекулярной массой 10000 D, 10 г поливинилборосилоксана с молекулярной массой 2000 D и 10 г полидиметилборосилоксана с молекулярной массой 500 D заливают в двугорлую круглодонную колбу объемом 250 мл, снабженную механической мешалкой. Затем через воронку в колбу засыпают 60 г порошкообразного холестерилпеларгоната, приобретающего свойства ЖК при нагревании, после чего колбу помещают в масляную баню, нагретую до 90°С, и включают перемешивание на 10 мин. Жидкую смесь выливают на стеклянную пластину и охлаждают до комнатной температуры. Полученный формованный продукт в виде пленки зажимают в двухосном зажиме и проводят двухосную деформацию на 200% по каждой из осей, затем механическое воздействие на пленку прекращают.

Полученную смесь в виде пленки наносят на металлическую пластину, нагретую до температуры 80°С. В результате нагрева смесь изменяет цвет отраженного света с мутно-белого на синий. Данное свойство позволяет использовать полученную смесь в оптоэлектронных датчиках.

Таким образом, из приведенных примеров видно, что предложенный способ действительно существенно упрощает известный способ получения смеси ЖК с полимером в виде формованного продукта для дисплейной техники и оптоэлектроники, а также расширяет арсенал технических средств, которые могут быть использованы для получения таких смесей.

Способ получения смеси жидкого кристалла с полимером в виде формованного продукта для дисплейной техники и оптоэлектроники, включающий смешение, по крайней мере, одного боросилоксана с низкомолекулярным термотропным жидким кристаллом, формование продукта из полученной смеси, оказание на него механического воздействия, вызывающего, по крайней мере, одноосную деформацию продукта на величину не менее 100%, и последующее прекращение механического воздействия.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
27.01.2013
№216.012.1e23

Способ получения масс для лепки с биоцидными свойствами

Изобретение относится к способу получения масс для лепки с биоцидными свойствами. Смешивают органосилоксан с борной кислотой и кислотой Льюиса, нагревают полученную смесь и вводят биоцидную добавку и, по крайней мере, одну добавку, выбранную из группы, включающей наполнитель, пигмент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473216
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.08.2013
№216.012.644f

Способ изготовления жидкокристаллической ячейки

Изобретение относится к области изготовления жидкокристаллических ячеек для жидкокристаллических приборов, которые могут быть широко использованы в различных информационных системах. Способ изготовления жидкокристаллической ячейки с заданным углом ориентации жидкого кристалла заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491316
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.10.2013
№216.012.7b11

Способ получения ориентированного слоя жидкого кристалла

Изобретение относится к способу получения ориентированного слоя жидкого кристалла, заключающемуся в нанесении на поверхность подложки слоя из окисла металла, формировании в нем пористой структуры, с последующим нанесением слоя жидкого кристалла. Способ характеризуется тем, что перед нанесением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497167
Дата охранного документа: 27.10.2013
13.01.2017
№217.015.7221

Способ моделирования неалкогольного стеатогепатита у крыс

Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, ветеринарии и может быть использовано для моделирования неалкогольного стеатогепатита. Для этого используют лабораторных крыс. Способ включает введение с кормом животного в течение 90 суток 5 г топленого говяжьего сала. Начиная с 60...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598351
Дата охранного документа: 20.09.2016
25.08.2017
№217.015.ad3e

Способ получения волокон из углеродных нанотрубок

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается способа получения волокон из углеродных нанотрубок, которые могут быть использованы для получения высокопрочных, высокомодульных, электропроводящих композиционных материалов специального назначения. Способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612716
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.c2e6

Противоожоговое средство на основе настоя листьев осины обыкновенной, цветков календулы лекарственной, ромашки лекарственной

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения мази на основе растительного сырья для лечения ожогов. Противоожоговое средство, содержащее настой листьев Осины обыкновенной; настой цветков Ромашки лекарственной; настой цветков Календулы лекарственной;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618087
Дата охранного документа: 02.05.2017
26.08.2017
№217.015.dfda

Способ получения гомеотропно ориентированного слоя жидкого кристалла жидкокристаллического устройства

Изобретение относится к изготовлению жидкокристаллических ячеек для жидкокристаллических приборов различных информационных систем. Описывается способ получения гомеотропно ориентированного слоя жидкого кристалла жидкокристаллического устройства (ЖК). Способ включает нанесение на подложку ЖК...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625121
Дата охранного документа: 11.07.2017
Показаны записи 1-10 из 12.
27.01.2013
№216.012.1e23

Способ получения масс для лепки с биоцидными свойствами

Изобретение относится к способу получения масс для лепки с биоцидными свойствами. Смешивают органосилоксан с борной кислотой и кислотой Льюиса, нагревают полученную смесь и вводят биоцидную добавку и, по крайней мере, одну добавку, выбранную из группы, включающей наполнитель, пигмент,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002473216
Дата охранного документа: 27.01.2013
27.08.2013
№216.012.644f

Способ изготовления жидкокристаллической ячейки

Изобретение относится к области изготовления жидкокристаллических ячеек для жидкокристаллических приборов, которые могут быть широко использованы в различных информационных системах. Способ изготовления жидкокристаллической ячейки с заданным углом ориентации жидкого кристалла заключается в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491316
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.10.2013
№216.012.7b11

Способ получения ориентированного слоя жидкого кристалла

Изобретение относится к способу получения ориентированного слоя жидкого кристалла, заключающемуся в нанесении на поверхность подложки слоя из окисла металла, формировании в нем пористой структуры, с последующим нанесением слоя жидкого кристалла. Способ характеризуется тем, что перед нанесением...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497167
Дата охранного документа: 27.10.2013
13.01.2017
№217.015.7221

Способ моделирования неалкогольного стеатогепатита у крыс

Изобретение относится к медицине, экспериментальной биологии, ветеринарии и может быть использовано для моделирования неалкогольного стеатогепатита. Для этого используют лабораторных крыс. Способ включает введение с кормом животного в течение 90 суток 5 г топленого говяжьего сала. Начиная с 60...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002598351
Дата охранного документа: 20.09.2016
25.08.2017
№217.015.ad3e

Способ получения волокон из углеродных нанотрубок

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов и касается способа получения волокон из углеродных нанотрубок, которые могут быть использованы для получения высокопрочных, высокомодульных, электропроводящих композиционных материалов специального назначения. Способ получения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002612716
Дата охранного документа: 13.03.2017
25.08.2017
№217.015.c2e6

Противоожоговое средство на основе настоя листьев осины обыкновенной, цветков календулы лекарственной, ромашки лекарственной

Изобретение относится к фармацевтической промышленности, в частности к способу получения мази на основе растительного сырья для лечения ожогов. Противоожоговое средство, содержащее настой листьев Осины обыкновенной; настой цветков Ромашки лекарственной; настой цветков Календулы лекарственной;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002618087
Дата охранного документа: 02.05.2017
26.08.2017
№217.015.dfda

Способ получения гомеотропно ориентированного слоя жидкого кристалла жидкокристаллического устройства

Изобретение относится к изготовлению жидкокристаллических ячеек для жидкокристаллических приборов различных информационных систем. Описывается способ получения гомеотропно ориентированного слоя жидкого кристалла жидкокристаллического устройства (ЖК). Способ включает нанесение на подложку ЖК...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002625121
Дата охранного документа: 11.07.2017
29.03.2019
№219.016.f304

Способ получения термоокисленного волокна из полиакрилонитрила и его сополимеров

Изобретение относится к технологии получения термоокисленных волокон из полиакрилонитрила и его сополимеров, которые могут быть использованы, например, в качестве полупродукта для их дальнейшей переработки в углеродные волокна. Изобретение позволяет сократить продолжительность стадии...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002338015
Дата охранного документа: 10.11.2008
29.03.2019
№219.016.f49b

Способ получения блок-сополимера пропилена и этилена

Изобретение относится к способу получения органических высокомолекулярных соединений, в частности к способам получения блоксополимеров пропилена с этиленом (БСПЭ), используемых в технике для изготовления различных изделий конструкционного назначения методами экструзии и литья. Описан способ...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002411253
Дата охранного документа: 10.02.2011
04.04.2019
№219.016.faf7

Способ формирования поляризационно-чувствительного материала, поляризационно-чувствительный материал, полученный указанным способом, и поляризационно-оптические элементы и устройства, включающие указанный поляризационно-чувствительный материал

Настоящее изобретение относится к оптической физике, а именно к способу формирования поляризационно-чувствительного материала, способного в твердотельном состоянии обратимо образовывать и/или преобразовывать в своем объеме и на поверхности картину пространственно-модулированной, упорядоченной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683873
Дата охранного документа: 02.04.2019

Похожие РИД в системе

+ добавить свой РИД