[其他]液晶状环己基苯衍生物的制备及含此衍生物的新型向列混合物

说明书

本发明涉及在电光装置中用作电解质的新型环己基苯衍生物和含有此类衍生物的液晶混合物。本发明还涉及制备这些液晶化合物的方法。

由于液晶的光学性质容易受电场的影响，近年来液晶在电光显示器中作为电解质使用已受到了极大的重视。这种装置的很多类型是众所周知的，它们是以各种电光效应为基础而制成，如动态散射、扭转向列效应、胆甾醇-向列相转变。液晶显示器愈来愈广泛地得到使用，这不仅在基本恒定的室内温度，而且在温度变化范围较宽的条件下也得到日益广泛的应用。后者情况下的使用主要指的是在室外使用的某些装置，如停车场计时器、汽油输油泵站、汽车驾驶室仪表板、便携式测量仪等。这些装置与其在基本恒定的室内温度下使用相比，对液晶混合物的介电性质和参数有更高的要求。这些混合物在-20至80℃的温度范围（甚至更宽的范围）内显示出向列相，在较低的温度区域内仍有低粘度（因为粘度限制接通和断开的时间）。在室外条件下，紫外辐射的强度和湿度的变化范围也很大，因此所使用的材料应具有耐光和耐水的能力。

不存在这样的单一液晶化合物，它能满足前面的液晶材料所提出的所有要求，尤其是室外使用的液晶材料所提出的要求。因而试图采用多个组分混合的方法使这类材料在某一应用中具有最佳的性质。按照目前的工艺水平，通过将几个或十几个或几乎完全不同的化合物混合能够得到具有所需性质的材料。也可向那些组分显示向列性，或有时显示近晶性的液晶混合物中加入非液晶的或旋光的化合物及二色性染料。但重要的是加入的这些组分应当相互不发生化学反应并且相互易溶。混合物也应显示出低固态-向列相转变点（Tc_r→N），高向列相-各向同性的液相转变点（T_N→I），以及低粘度。

适当选定的化合物形成的混合物能较好地满足某一应用液晶材料所要求的条件。为得到具有各种各样定列相的液晶混合物，应选择这样的组分以便制备一个具有尽可能低熔点和最低熔融烩的内消旋基本混合物。通常在这类混合物中加入5到40%的三环或四环化合物使其具有高透明点。为了得到低粘度的基本混合物，最合适的是加入二环化合物即环己基苯的衍生物。例如象美国专利4，528，116所述的4-（反式-4-烷基-环己基）-1-异硫氰基苯类化合物或德意志联邦共和国（G.F.R）专利2，638，864中所述的4-（反式-4-烷基环己基）-1-苯甲腈。

由4-（反式-4-正-烷基环己基）-1-异硫氰基苯类化合物组成的液晶混合物仅具有约为10毫帕秒的粘度和低于45℃的透明点，此外此混合物还显示出低弹性数比（k₃₃/k₁₁），接近于1。由4-（反式-4-正-烷基环己基）-1-苯甲腈类化合物组成的液晶混合物具有约为20毫帕秒的粘度，透明点约为55℃及高弹性常数比（k₃₃/k₁₁），此值约为2。仅仅由4-（反式-4-正-烷基-环己基）-1-苯甲腈或4-（反式-4-烷基环己基）-1-异硫氰基苯所得到的混合物在实际使用时，它们的透明点仍然太低。三联苯的氰类衍生物、环己基联二苯或二苯基吡啶、或者其它的环己基苯甲酸酯类或联二苯酸酯类化合物至今是最常用的提高透明点的化合物。上述的三环化合物提高混合物的透明点，但同时也明显提高混合物的粘度。以苏联专利738，516中所提到一混合物为例，其组成为（重量%表示）：

4-（反式-4-正-丙基-环己基）-1-苯甲腈    36.1

4-（反式-4-正-戊基-环己基）-1-苯甲腈    30.8

4-（反式-4-正-庚基-环己基）-1-苯甲腈    21.1

2-（4-氰苯基）-5-（4-戊基-苯基）-嘧啶    12.0

此混合物显示出其透明点为81℃，粘度为35毫帕秒。此外，三环化合物在二环液晶化合物的混合物中常常具有低溶解度，这大概是由于它具有颇高的熔融烩和熔点之故。由于这个原因，经常发生这样的事，即在低温下储存这类混合物时经一定时间后，这些化合物会以固体形式从液晶混合物中沉析出来。这种情况在三环化合物在低粘度混合物中的含量超过其共晶组成时会更经常观察到。

本发明由于采用新一类的化合物能完全排除上述的不合适之处。此类化合物具有高化学稳定性和优良溶解性，由此在不明显增加粘度的情况下，能扩大由二环化合物组成的基本混合物的向列相的范围。出乎意外地还发现温度含有这些新型化合物的液晶混合物的粘度和阈电压的影响很小。由于这一点，液晶显示器的性能可以得到改善并可使其控制条件得以简化。