[发明专利]液晶化合物

说明书

本发明涉及新的液晶化合物，这些化合物的混合物和它们在光学与电子光学器件上的应用。尤其是涉及：在生产有取向的液晶聚合物中可聚合的液晶混合物组分的应用；可使用作为可聚合液晶混合物组分的化合物；包含这些组分的液晶混合物；从这些组分制备的液晶聚合物；及含有这些化合物的液晶器件。

液晶聚合物(LCPs)用来供波导管，光栅、滤波器、延迟器、压电池和非线性光学池与薄膜等光学部件的制造。任何一种这些光学部件应用时对LCP的选择取决于这种部件所需的光学各向异性、折射率、透光度和散射等综合的光学特性。

在一种有定向的基板上定向一层可聚合的液晶的单种化合物或混合物，交联该取向层而形成液晶聚合物(LCP)网络，由此便可制得LCPs。可聚合的LC单一化合物或混合物上的取向层所得的结构可固定或凝结为由交联形成的LCP网络。所得的LCP膜有高粘性，并有耐机械应力、有对温度与光照的稳定性。供LCPs制备使用的可聚合的LC化合物要求是有优良的化学稳定性与热稳定性，能抗电磁辐射，在通常的溶剂中是可溶的，并能与其它LC化合物彼此混溶。这些化合物在0-150℃、最好选在25-100℃范围内也应显示液晶特性。

从EP 0748852、EP 0700981、EP 0699731、US 5567349、WO 97/00600、WO 98/52905和WO 95/22586中可得知可聚合的液晶化合物。但这些化合物的特点是液晶范围相当窄小。

由LCP构成的材料通常由组分混合物制备，其中至少有一种可聚的LC单一化合物。所得LCP材料的特性取决于组成混合物中的各组分的品种和特性。制备LCP材料使用的各组分特别要求有相容性。如混合物中的各组分彼此不相容，相应的混合物的热力学性质将使它们不适宜使用于LC器件。不相容LC混合物的特性是清亮点下降、液晶范围缩小及所制备器件的LCP材料难以有均一的取向。

因此对液晶单一化合物或混合物的要求是有一宽广的液晶温度范围，另外对液晶化合物或混合物交联前在基板上排布取向的要求是它能在LCP网络形成的时期内保持稳定。此外还要求液晶混合物的组分与液晶混合物中的其它组分也是相容的。

已惊奇的发现如使用至少含有一个介晶基团(mesogenic group)的某种长链化合物，有可能制取至少部分能满足上述要求的混合物和材料。

本发明首先提供分子式(I)的化合物：

其中

A¹至A⁴独立地选自氢、甲基和烃基的基团，其中烃基含有2至80个碳原子，它的一个或多个碳原子非必须地被选自-O-、-S-和-N-的杂原子代替，它的要求首先是不能有两个氧原子直接相连，其次是A¹至A⁴中至少应有一个含有可聚合的基团；

B¹是含4至80个碳原子的烃基，它的一个或多个碳原子非必须地被选自-O-、-S-和-N-的杂原子代替，但要求不能有两个直接相连的氧原子；

MG¹和MG²它们可是相同或不相同的，每个独立地代表芳烃或非芳烃碳环或含有1至80个碳原子的杂环体系，但要求的条件首先是MG¹和MG²中至少有一个含有至少两个环体系，其次是在MG¹和MG²相同时A¹和A²或A³和A⁴应是不相同的，或者A¹至A⁴至少有三个是不相同的。

本发明的化合物可以是手性的或非手性的，优选带有基本上线状的主干，基团A¹、MG¹、B¹、MG²和A²彼此呈线状排布。已惊奇的发现分子式(I)的化合物在宽广的温度范围内具有液晶介晶相。另外它们的一个特点是其熔点比它们的介晶组分中至少一个组分的熔点要低得多。在具有高或低的光学双折射和可变倾斜度的取向良好的LCP膜生产中，这种化合物也是有价值的。