Study of the physical properties of antiferroelectric liquid crystal for potential use in liquid crystal displays (LCD)

Celem pracy były zbadanie właściwości fizycznych ciekłego kryształu 4-(1-metyloheptyloksykarbonylo)-4’-[4-(5-(4,4,4,3,3,2,2-heptafluorobutoksy)-pentyloksy)-2,3-bifluoro-benzoilo]-bifenyl. Współczesne wyświetlacze ciekłokrystaliczne działają w oparciu o fazę nematyczną. Obecnie główni producenci matryc ciekłokrystalicznych prowadzą intensywne badania nad ciekłymi kryształami antyferroelektrycznymi, które dają lepszą skalę szarości i szerszy kąt widzenia. Niniejsza praca wpisuje się w te badania, ponieważ przedmiotem badań był związek wykazujący fazę antyferroelektryczną w szerokim zakresie temperatur. Zastosowano metodę mikroskopii polaryzacyjnej, metodę prądów depolaryzacji i różnicowej kalorymetrii skaningowej. Metodą mikroskopii polaryzacyjnej dokonano identyfikacji wszystkich faz w zakresie temperatur od -20°C do +70°C. W kolejnym etapie zbadano temperatury poszczególnych przemian fazowych i zmiany entalpii w tych przejściach metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej, przy różnych szybkościach ogrzewania/ochładzania. Wartość spontanicznej polaryzacji w funkcji temperatury wyznaczono stosując metodę fali trójkątnej. Zmierzono także czas przełączania w całym zakresie temperatur fazy antyferroelektrycznej. Idąc za wymogami technologii, sprawdzono odporność substancji na działanie takich czynników jak: pole elektryczne, temperatura, utleniający wpływ atmosfery i degradujące czynniki z powietrza np. tlenki azotu.The aim of this study was to investigate the physical properties of the liquid crystal 4-(1-methylheptyloxycarbonyl)-4'-[4-(5-(4,4,4,3,3,2,2- heptafluorbutoxy)-penthyloxy)-2,3-bifluor-benzen]-biphenyl. Modern liquid crystal displays are based on nematic phase. Currently, the major producers of liquid crystal matrices have been conducting intensive research on antiferroelectric liquid crystals that provide quality greyscale and a wider viewing angle. This work forms part of these studies, as the substance studied showing the antiferroelectric phase over a wide temperature range. The methods of polarizing microscopy, depolarization currents and differential scanning calorimetry have been used. Using polarizing microscopy the identification of all phases in the temperature range from -20°C to +70°C has been done. The next stage was to find out the temperature and enthalpy change of the phase transitions by differential scanning calorimetry at different heating/cooling rates. The value of the spontaneous polarization as a function of temperature was determined using a wave triangular method. The switching time versus temperature in the whole temperature range of antiferroelectric phase has been measured. Following the requirements of the technology, the influence of an electric field, temperature, oxidizing of the atmosphere and degrading factors of the air (such as nitrogen oxides) on the substance studied has been tested