Спосіб одержання орієнтованої в об’ємі рідкокристалічної системи зі стабілізаційною підкладкою

1. Спосіб одержання системи орієнтації рідкого кристалу в об'ємі, який включає одержання підкладки, що модулює орієнтацію, та одержання стабілізаційної підкладки шляхом розчинення (ко)полімеру в розчиннику, нанесення розчину на несучу підкладку, видалення розчинника для утворення плівки, формування рідкокристалічного шару, який відрізняється тим, що як (ко)полімер вибирають сполуку загальної формули (І) СН0 ( О СН, R, CN де Ri та R2 незалежно можуть приймати значення: Н, Hal, -ОН, -СОН, -СООН, -COOR3, прямий або розгалужений (СгСю)алкіл, насичений або ненасичений (Сз-С8)арил, необов'язково заміщений Hal, -CN, -ОН, -СОН, -СООН, -COOR3, прямим або розгалуженим (Сі-Сю)алкілом, що утворює сітчасту структуру, необов'язково заміщений Hal, -CN, -ОН, -СОН, СООН, -COOR3, прямим або розгалуженим ( d Сі5)алкілом, Het; Hal - атом F, СІ, Вг, І; Het - 3-8 - членний гетероцикл з 1-5 гетероатомами, де гетероатоми незалежно один від одного Корисна модель відноситься до галузі оптичного приладобудування, а більш конкретно до можуть бути N, О, S; Нз - Н, прямий або розгалужений (СгСю)алкіл, насичений або ненасичений (Сз-Сб)арил, необов'язково заміщений прямим або розгалуженим (СгСю)алкілом; п та m незалежно можуть приймати значення від ОдоЮ 1 0 . 2. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що в розчин (ко)полімеру може додаватися речовина, що здатна утворювати активний (активні) радикал (радикали) при впливі на неї фізичних факторів, таких як "біле" або ультрафіолетове, або інфрачервоне світло, радіоактивне опромінення, нагрівання, охолодження тощо. 3. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що поверхню несучої підкладки необов'язково оброблюють з метою покращення адгезивних властивостей. 4. Спосіб за будь-яким з пп.1-3, який відрізняється тим, що стабілізаційну підкладку не обов'язково піддають впливу фізичних факторів, таких як "біле" або ультрафіолетове, або інфрачервоне світло, радіоактивне опромінення, нагрівання, охолодження тощо. 5. Спосіб за п.1, який відрізняться тим, що для створення рідкокристалічної системи застосовують низькомолекулярний кристал, що має нематичні або холестиричні властивості. 6. Спосіб за будь-яким з пп.1-5, який відрізняється тим, що композицію використовують для фіксування орієнтації рідкого кристалу в об'ємі. 7. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що матеріалом, який модулює орієнтацію, може бути будь-який матеріал, що має здатність орієнтувати рідкий кристал в об'ємі. 8. Спосіб за п.1, який відрізняється тим, що п може мати значення 0 (нуль), означаючи гомополімер. способу виготовлення електрооптичних пристроїв на основі рідких кристалів (РК) і може бути ви со CO CD 6347 користано для орієнтації РК в об'ємі для відображення та обробки фізіологічних інформаційних даних. Для кожного конкретного електрооптичного ефекту принципова важливим є початкова орієнтація РК молекул в плоских комірках типу "сандвіч". Розподілення РК на поверхні підкладок, що утворюють комірку, залежить як від властивостей самої мезофази (чи то вона є нематичною, холестиричною або смектичною), так і від орієнтуючих властивостей поверхні підкладки. Поверхневу орієнтацію викликає дія нематичного директора, поява якого зумовлена виникаючим на поверхні нерівностям, особливостями хімічної структури, поверхневої анізотропії, появі поверхневого заряду, [A.AIkhairalla, N.Boden, E.Cheadle, S.D.Evans, J.R.Henderson, H.Fukushima, S.Miyashita, H.Schonherr, G.J.Vancso, R.Colorado jr., M. Graupe, O.E.Shmakova and T. R. Lee, Europhys. Lett., 59 (3), 410-416 (2002)]та ін. Найбільш розповсюджені типи початкової орієнтації РК: паралельна (планарна), коли осі молекул паралельні до підкладки та перпендикулярні (гомеотропічна), коли осі молекул перпендикулярні до підкладки. Основні вимоги до технології виготовлення підкладок це простота, повторюваність та надійність експлуатації. В світовій практиці для орієнтації РК широко застосовуються полімерні матеріали, такі як гомо-, полі-, блок-кополімери, що мають у своїх бічних ланцюгах фрагменти, здатні до молекулярної фіксації під дією різноманітних фізичних факторів, таких як: ультрафіолетове світло, направлене радіаційне опромінення, чи модифіковану кремнійорганічними сполуками. Ці матеріали осаджуються на поверхню різними способами. [Ж. Кон'яр "Орієнтація нематичних рідких кристалів та їх сумішей. Мінськ, 1986]. Поряд із створенням матеріалів, що модулюють орієнтацію РК широко вивчаються матеріали що лише стабілізують орієнтацію РК в об'ємі. Такі матеріали застосовуються в комбінованих "сандвіч" системах, де орієнтація задається матеріалом, що модулює орієнтацію РК з одного боку, та матеріалом, який має значно меншу величину щеплення з рідким кристалом з іншого, при цьому підтримуючи орієнтацію РК в об'ємі. Так з рівня техніки [A. Glushchenko, H. Kresse, О. Yaroshchuk, Comparative dielectric investigation on nematic liquid crystals, Cryst.Res.Technol., Vol. 39, p.32, 1995] відомо, що матеріали, які придатні для створення систем з "стабылызацыйним" ефектом мають значну жорсткість ланцюга макромолекул. Більшість таких полімерів є блоккополімерами. Проте значним недоліком цих матеріалів в ряді випадків є їх висока ціна, низька хімічна та термічна стійкість. Технічним завданням даній корисній моделі є спосіб одержання орієнтованої РК системи в об'ємі зі стабілізаційною підкладкою. Схема системи для орієнтації в об'ємі РК зображена на рисунку 1. Вказана задача досягається способом одержання стабілізаційної підкладки для системи орі єнтації в об'ємі РК шляхом нанесення на несучу підкладку (ко)полімеру загальної формули (І) с—сн2 і (І) CN де Ri та R2 незалежно можуть приймати значення: Н, СН2СН(Х), Hal, -ОН, -СОН, -СООН, COOR3, прямий або розгалужений (Сі-Сю)алкіл, насичений або ненасичений (Сз-Св)арил, необов'язково заміщений Hal, -CN, - ОН, -СОН, -СООН, -COOR3, прямим або розгалуженим (Сг Сю)алкілом, що утворює сітчасту структуру необов'язково заміщений Hal, -CN, -ОН, -СОН, -СООН, -СООРз, прямим або розгалуженим (Сі-Сі5)алкілом, Het; X може бути: Het, Hal, -ОН, -СОН, -СООН, COOR3, прямий або розгалужений (СгСю)алкіл, насичений або ненасичений (Сз-Сб)арил, необов'язково заміщений Hal, -CN, -ОН, -СОН, -СООН, -COOR3, прямим або розгалуженим (Сг Сю)алкілом; Hal - атом F, СІ, Вг, І; Het - 3-8 членний гомо поліме з 1-5 гетероатомами, де гомо полімер и незалежно один від одного можуть бути N, О, S; R3 - Н, прямий або розгалужений ( d Сю)алкіл, насичений або ненасичений (СзСє)арил, необов'язково заміщений прямим або розгалуженим (СгСю)алкілом; п та m незалежно можуть приймати значення від 50 до 10 10 . Слід також розуміти, що дана корисна модель може також здійснюватись у випадку, коли п може мати значення 0 (нуль) означаючи гомополімер. Це пояснюється взаємодією рідкого кристалу з підкладкою через утворення зв'язків між CN-групою рідкого кристалу та гомо полім групою акрилонітрилу, тобто рідкий кристал закріплюється на підкладці в одній крайній точці. В частковому втіленні корисної моделі, для блокування міжмолекулярної взаємодії стабілізуючої підкладки з РК в розчин (ко)полімеру може додаватися речовина, що здатна утворювати активний (активні) радикал (радикали) при впливі на неї фізичних факторів, таких як "біле" або ультрафіолетове, або інфрачервоне світло, радіоактивне опромінення, нагрівання, охолодження, тощо. В альтернативному втіленні винаходу, стабілізаційну підкладку не обов'язково піддають впливу фізичних факторів, таких як "біле" або ультрафіолетове, або інфрачервоне світло, радіоактивне опромінення, нагрівання, охолодження, тВщодальшому не обмежуючому втіленні корисної моделі, несуча підкладка може необов'язково оброблюють з метою покращення адгезивних властивостей. Переважно, для створення рідкокристалічної системи застосовують низькомолекулярний кристал, що має нематичні або холестиричні власти 6347 вості і більш переважно, стабілізаційну підкладку використовують для фіксування орієнтації рідкого кристалу в об'ємі. Оскільки буде очевидним кваліфікованому спеціалісту в даній області техніки, матеріал, який модулює орієнтацію РК може бути будь-який матеріал, що має здатність орієнтувати рідкий кристал в об'ємі. Наступні приклади ілюструють переважні стабілізаційні підкладки для створення орієнтованої в об'ємі РК системи та створення самої системи: Приклад 1. Одержання плівок кополімеру стирол-акрилонітрил (САН) на ІТО електродах. В колбу з шліфом на Юмл взяли наважку кополімера САН масою 0,125г. Додали 5 мл дихлоретану і розчиняли при постійному перемішуванні протягом 24 годин. Одержали прозорий, помітно в'язкий розчин. Розчин очистили фільтруванням через скляний фільтр. До очищеного розчину додавали 0,0025-0,0063г (2-5% від маси полімеру) 2,4,6-триазидопіримідину. Перед одержанням плівки несучу підкладку обробили поверхневоактивними речовинами, висушили при 120°С і обробили етиловим спиртом. Підготовлений ІТО електрод (несуча підкладка) поміщали в лапу ротаційного пристрою; розчин САНу наносили на електрод в ротаційному пристрої. Плівку одержано шляхом обертання лапи ротаційного пристрою зі швидкістю приблизно 7000об/гом. Приклад 2. Одержання плівок кополімеру акрилонітрил-бутил мета крилат (АНБМА) на ІТО електродах. В колбу зі шліфом на Юмл взяли наважку АНБМА масою 0,125г. Далі додали 5мл дихлоретану і розчиняли при постійному перемішуванні протягом 4 годин. Одержали слабко-рожевий розчин. Розчин очистили фільтруванням через скляний фільтр. До очищеного розчину додали 0,0025-0,0063г (2-5% від маси полімеру) 2,4,6триазидопіримідину, Після розчинення ініціатора розчин став іде більш прозорішим. Перед одержанням плівки ІТО електрод обробили поверхнево-активними речовинами, висушили при 120°С і обробили етиловим спиртом. Підготовлений ІТО електрод поміщали в лапу ротаційного пристрою; розчин АНБМА наносили на електрод в ротаційному пристрої. Плівку одержано шляхом обертання лапи ротаційного пристрою із швидкістю приблизно 7000об/гом. Приклад 3. Одержання плівок кополімеру акрилонітрил-вініліденхлорид (АНВДХ) на ІТО електродах. В колбу зі шліфом на Юмл взяли наважку АНВДХ масою 0,125г. Далі додали 5мл дихлоретану і розчиняли при постійному перемішуванні протягом 6 годин. Одержано прозорий розчин. Розчин очистили фільтруванням через скляний фільтр. До очищеного розчину додавали 0,00250,0063г (2-5% від маси полімеру) 2,4,6триазидопіримідину. Очевидних фізичних змін розчину не спостерігалось. Перед одержанням плівки ІТО електрод обробили поверхнево активними речовинами, висушили при 120°С і обробили етиловим спиртом. Підготовлений ІТО електрод поміщали в лапу ротаційного пристрою; розчин АНВДХ наносили на електрод в ротаційному пристрої. Плівку одержано шляхом обертання лапи ротаційного пристрою із швидкістю приблизно 7000об/гом. Приклад 4. Одержання плівок поліакрилонітрилу (ПАН) на ІТО електродах. В колбу зі шліфом на Юмл взяли наважку ПАН масою 0,125г. Далі додали 5мл ДМФ і розчиняли при постійному перемішуванні протягом 6 годин. Одержали мутний розчин. Розчин очистили фільтруванням через скляний фільтр. До очищеного розчину додали 0,0025-0,0063г (2-5% від маси полімеру) 2,4,6-триазидопіримідину. Очевидних фізичних змін розчину не спостерігалось. Перед одержанням плівки ІТО електрод обробили поверхнево-активними речовинами, висушили при 120°С і обробили етиловим спиртом. Підготовлений ІТО електрод поміщали в лапу ротаційного пристрою; розчин ПАН наносили на електрод в ротаційному пристрої. Плівку одержано шляхом обертання лапи ротаційного пристрою із швидкістю приблизно 1500 об/гом. Приклад 5. Опромінення плівок на ІТО електродах. Одержану плівку на ІТО електроді закріпляють в спеціальній комірці, що дає можливість опромінювати лише певні сектори плівки. Опромінення проводили ртутною лампою ДШ-500. Також проводилось опромінення секторів з різними часами експонування. Приклад 6. Виготовлення комбінованої "сандвіч" комірки. Після опромінення плівки ІТО електрод готують до складання комірки: на два кінці електроду, паралельно один одному акуратно клеяться дві смужки шириною =3мм лабораторного двостороннього скотчу з заданою товщиною 50мк. На приготований електрод з тестовою плівкою наклеюється ІТО електрод з промислове натертою гомо поліме плівкою (напрям гомо по вказаний на електроді). Склеєну комірку вміщують в сушильну шафу, нагріту до температури ~60°С. Після того, як комірка прогріється, заправляють рідкий кристал, нагрітий до такої ж температури. Охолодження комірки проходить при кімнатній температурі, при чому тестова гомо полі комірки лежить на пінопласті. Останньою стадією є герметизування комірки шляхом заклеюванням епоксидною смолою LG345443а, виробленою компанією LG (Південна Корея). Слід розуміти, що корисна модель не має обмежень точною конфігурацією як ілюстровано і описано в даній корисній моделі. Відповідно, всі відповідні модифікації легко досягаються за допомогою рівня техніки, розкритого в даній корисній моделі, або стандартним експериментуванням. Вважають, що зміст і межі корисній моделі визначаються формулою винаходу. 6347 Рис. 1. Схема комбінованої "сандвіч" комірки, де 1 - несуча підкладка, 2а - підкладка, що задає орієнтацію РК (задаюча підкладка), 2Ь - підкладка, що стабілізує орієнтацію Р«{стабілізаційна підкладка). З - рідкий кристал. Комп'ютерна верстка Н. Лисенко Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601