负色散光学膜和化合物的制作方法

本发明属于光调控，具体涉及一种负色散光学膜和化合物。

背景技术：

1、可聚合化合物(rm)作为各种光学各向异性体的制备原料正越来越受到人们的广泛重视。现有技术通常将rm溶液涂覆到基板上，使其配向，并且加热或辐照活化能量射线而将其固化，从而形成具有均一取向的光学各向异性聚合物膜，又称光学各向异性体。膜的取向可以是沿面的(液晶分子基本平行于层取向)、垂面的(矩形或垂直于层)或倾斜的，也可以是胆甾相取向的。

2、作为光学各向异性体，至少具有以下特性中的一种，优选具有全部特性：雾度值小、膜厚均匀性高、取向不均少、表面硬度高、密合性高、紫外线照射后外观良好以及取向缺陷发生少。

3、根据应用领域不同，光学各向异性体包括，但不限于，双折射膜、光学延迟膜(相位差膜)、负色散光学膜、光学补偿膜、视觉扩大膜、反射膜、选择反射膜、抗反射膜、增亮膜、液晶取向膜、偏光膜(偏转板)、偏光元件、圆偏光元件、椭圆偏光元件，以及其它各种光学元件。

4、在负色散光学膜的实例中，需要将可聚合化合物加入到母体液晶中，获得聚合性液晶组合物，从而使其双折射的波长分散性变小，有效提高显示器的视野角。但现有技术的负色散光学膜容易产生黄变和取向不均。

5、因此，要求开发以下可聚合化合物，该化合物的使用能够解决上述技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种含联苯腈基的可聚合化合物及其光学膜应用。上下文所述可聚合化合物形成的光学各向异性体取向不均为优，在紫外光下也显著改善了黄变性能。

2、发明人通过对可聚合化合物的分子工程学按照“功能－合成－结构”思路进行努力研究，结果发现：通过使用本发明通式(1)含联苯腈基的可聚合化合物可解决前述技术问题，由此完成本发明。

3、本发明包含以下的构成：

4、一种含联苯腈基的可聚合化合物，其中，所述化合物选自通式(1)的化合物，

5、

6、式中，

7、p1和p2各自独立地表示聚合性基团；

8、l1和l2各自独立地表示碳数1-30的亚烷基；所述亚烷基可以为直链状，也可以具有支链基团；所述亚烷基中的一个或多个-ch2-可经-o-、-s-、-nh-、-nra-、-co-、-oco-、-coo-、-ocoo-、-sco-、-cos-取代；

9、a1和a2各自独立地表示和组成的组中的一种或多种；

10、z1和z2各自独立地表示单键、-oco-、-coo-、-ocoo-、-ch2o-、-och2-、-cf2o-、-ocf2-组成的组中的一种或多种；

11、x和y各自独立地表示1-3的整数；

12、r1-r2和ra各自独立地表示氢原子、碳数1-30的烷基、碳数1-30的卤代烷基、碳数1-30的烷氧基、碳数1-30的卤代烷氧基、碳数2-30的烯基、碳数2-30的卤代烯基、碳数2-30的烯氧基、碳数2-30的卤代烯氧基、碳数1-30的烷氧基羰基、碳数1-30的卤代烷氧基羰基、碳数1-30的烷基羰基、碳数1-30的卤代烷基羰基、碳数1-30的烷基酰氧基、碳数1-30的卤代烷基酰氧基、碳数6-30的烷基芳基、碳数6-30的芳基烷基、碳数6-30的烷基芳氧基、碳数6-30的芳基烷基氧基、碳数6-30的芳基羰基、碳数6-30的芳氧基羰基、碳数6-30的芳基羰基氧基和碳数6-30的芳氧基羰基氧基；所述烷基、烷氧基、烯基、烯氧基中的一个或多个-ch2-可经-o-、-s-、-nh-、-co-、-oco-、-coo-、-sco-、-cos-取代；任选地，所述烷基、烷氧基、烯基、烯氧基中的一个或多个h原子可经卤素、卤素、氰基、羟基、硝基、羧基、氨基甲酰氧基、氨基、氨磺酰基、甲基氨基、二甲基氨基、二乙基氨基、二异丙基氨基、三甲基甲硅烷基、二甲基甲硅烷基、硫代异氰基、碳数1-30的烷基、碳数1-30的卤代烷基、碳数1-30的烷氧基、碳数1-30的卤代烷氧基、碳数1-30的烷基酰氧基、碳数1-30的卤代烷基酰氧基或可聚合基团取代；

13、k各自独立地表示0-10的整数；m和p各自独立地表示0-4的整数；n表示0-3的整数；k、m、n和p≥2时，多个r1和r2可以相同或不同。

14、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，烷基、卤代烷基、烷氧基、卤代烷氧基、烷氧基羰基、卤代烷氧基羰基、烷基羰基、卤代烷基羰基、烷基酰氧基或卤代烷基酰氧基的碳数1-30可以为1-28、1-26、1-24、1-22、1-20、1-18、1-16、1-14、1-12、1-10、1-8、1-6、1-4、1-2等各个子范围及其组合；烯基、卤代烯基、烯氧基、卤代烯氧基的碳数可以为2-28、2-26、2-24、2-22、2-20、2-18、2-16、2-14、2-12、2-10、2-8、2-6、2-4、2-3等各个子范围及其组合。

15、作为上下文所述的化合物，其中，聚合性基团选自下列基团：

16、

17、式中，r3与r1-r2定义相同。

18、有利地，r3各自独立地表示氢原子、卤素、氰基、碳数1-30的烷基、碳数1-30的卤代烷基、碳数1-30的烷氧基、碳数1-30的卤代烷氧基、碳数2-30的烯基、碳数2-30的卤代烯基、碳数2-30的烯氧基、碳数2-30的卤代烯氧基、碳数1-30的烷氧基羰基、碳数1-30的卤代烷氧基羰基、碳数1-30的烷基羰基、碳数1-30的卤代烷基羰基、碳数1-30的烷基酰氧基或碳数1-30的卤代烷基酰氧基。

19、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，p1和p2各自独立地表示(p－1)和(p－2)的基团；优选地，p1和p2各自独立地表示(p－1)的基团。

20、在一个具体的实施方式中，p1和p2各自独立地表示丙烯酸酯基团。

21、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，l1和l2各自独立地表示碳数1-20的亚烷基；所述亚烷基为直链状；所述亚烷基中的一个或多个-ch2-可经-o-、-co-、-oco-、-coo-、-ocoo-取代。

22、优选地，l1和l2各自独立地表示碳数1-16的亚烷基。有利地，所述亚烷基为直链状。有利地，所述亚烷基中的一个或多个-ch2-可经-o-、-co-取代。

23、更优选地，l1和l2各自独立地表示碳数2－10的亚烷基。

24、进一步优选地，l1和l2各自独立地表示碳数3－8的亚烷基。

25、最优选地，l1和l2各自独立地表示碳数4－6的亚烷基。

26、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，z1和z2各自独立地表示单键、-oco-、-coo-、-ch2o-、-och2-、-cf2o-、-ocf2-组成的组中的一种或多种。

27、优选地，z1和z2各自独立地表示-oco-、-coo-、-ch2o-、-och2-、-cf2o-、-ocf2-组成的组中的一种或多种。

28、更优选地，z1和z2各自独立地表示-oco-、-coo-、-ch2o-、-och2-组成的组中的一种或多种。

29、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，x和y各自独立地表示1-2的整数。有利地，x和y表示2。

30、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，r1-r2和ra各自独立地表示碳数1-30的烷基、碳数1-30的卤代烷基、碳数1-30的烷氧基、碳数1-30的卤代烷氧基、碳数2-30的烯基、碳数2-30的卤代烯基、碳数2-30的烯氧基、碳数2-30的卤代烯氧基、碳数1-30的烷氧基羰基、碳数1-30的卤代烷氧基羰基、碳数1-30的烷基羰基、碳数1-30的卤代烷基羰基、碳数1-30的烷基酰氧基、碳数1-30的卤代烷基酰氧基；所述烷基、烷氧基、烯基、烯氧基中的一个或多个-ch2-可经-o-、-s-、-co-、-oco-、-coo-取代。

31、优选地，r1-r2和ra各自独立地表示碳数1-30的烷基、碳数1-30的卤代烷基、碳数1-30的烷氧基、碳数1-30的卤代烷氧基。所述烷基、烷氧基中的一个或多个-ch2-可经-o-、-s-取代。

32、更优选地，r1-r2和ra各自独立地表示碳数2-20的烷基、碳数2-20的烷氧基。

33、进一步优选地，r1-r2和ra各自独立地表示碳数3-15的烷基、碳数3-15的烷氧基。

34、最优选地，r1-r2和ra各自独立地表示碳数4-10的烷基、碳数4-10的烷氧基。

35、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，ra各自独立地表示氢原子、卤素、氰基、羟基、硝基、羧基、氨基甲酰氧基、氨基、碳数1-10的烷基、碳数1-10的卤代烷基、碳数1-10的烷氧基、碳数1-10的卤代烷氧基。

36、优选地，ra自独立地表示氢原子、卤素、氰基、碳数1-6的烷基、碳数1-6的卤代烷基、碳数1-6的烷氧基、碳数1-6的卤代烷氧基。

37、更优选地，ra各自独立地表示氢原子、卤素、氰基、碳数1-4的烷基、碳数1-4的卤代烷基、碳数1-4的烷氧基、碳数1-4的卤代烷氧基。

38、进一步优选地，ra各自独立地表示氢原子、卤素、氰基、甲基、三氟甲基、甲氧基、三氟甲氧基。

39、最优选地，ra各自独立地表示氢原子。

40、作为上下文所述的可聚合化合物，其中，k各自独立地表示0-5的整数；m和p各自独立地表示0-3的整数；n表示0-2的整数。

41、优选地，k各自独立地表示0-2的整数；m和p各自独立地表示0-2的整数；n表示0或1。

42、更优选地，k、m、n和p均表示0。

43、在优选的实施方式中，作为上下文所述含联苯腈基的可聚合化合物，其中，所述化合物选自通式(2)的化合物，

44、

45、其中，

46、p1和p2、l1和l2、r1和r2以及k、m、n和p如通式(1)所定义。

47、在一个具体的实施方式中，作为上下文所述含联苯腈基的可聚合化合物，所述化合物选自化合物p。

48、

49、又一方面，本发明提供一种包含上下文所述可聚合化合物的聚合性液晶组合物。

50、作为上下文所述的聚合性液晶组合物，进一步包含母体液晶。

51、有利地，作为上下文所述的母体液晶，可由市购得到。

52、在一个具体的实施方式中，作为上下文所述聚合性液晶组合物，其中，所述母体液晶包含50％的jp-a-2005-015473中记载的化合物(m-1)、30％的jp-a-10-87565中记载的化合物(m-2)和20％的jp-t-2002-537280中记载的化合物(m-3)。

53、

54、

55、作为上下文所述的聚合性液晶组合物，任选进一步包含添加剂。

56、作为添加剂，包括，但不限于，聚合引发剂、增感剂、敏化剂、稳定剂、流平剂、表面活性剂、阻聚剂、抗氧化剂、着色剂、分散剂、润滑剂、疏水剂、粘合剂、流动改进剂、消泡剂、除气剂、稀释剂、触变剂、胶凝剂、催化剂、金属、金属络合物、发光材料，等等。

57、有利地，添加剂的含量为0－10wt％，优选为0.02－8wt％，更优选为0.05－5wt％，以及，最优选为0.1－2wt％，基于可聚合组合物的总重量。

58、作为上下文所述的聚合性液晶组合物，进一步包括有机溶剂。

59、作为上下文所述的有机溶剂，优选对聚合性液晶组合物溶解性良好，并且可在100℃以下干燥移除。

60、有机溶剂，没有特别限定，但优选聚合性液晶组合物显示良好溶解性的有机溶剂，优选为甲苯、二甲苯、异丙苯、均三甲苯等芳香族溶剂；乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯等酯类溶剂；甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、环戊酮等酮类溶剂；四氢噻吩、1,2-二甲氧基乙烷、苯甲醚等醚类溶剂、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基-2-吡咯烷酮等酰胺类溶剂；丙二醇单甲基醚乙酸酯、二乙二醇单甲基醚乙酸酯、γ-丁内酯和氯苯等。

61、上下文所述的有机溶剂可以单独使用，也可以混合使用两种以上。

62、基于溶液稳定性考虑，优选使用酮类溶剂、醚系溶剂、酯系溶剂和芳香族溶剂中的一种或多种。

63、作为上下文所述的聚合性液晶组合物，其中，有机溶剂含量为25-95wt％，优选为30-90wt％，更优选为35-85wt％，以及，最优选为40-80wt％，基于聚合性液晶组合物的总重量。

64、在制备聚合性液晶组合物溶液时，为了促进聚合性液晶组合物溶解，有利地进行加热和/或搅拌。

65、进一步地，通过将上下文所述的聚合性液晶组合物涂布于基材上固化，从而形成固化物。

66、涂布法，包括，但不限于涂敷器法、棒涂法、旋涂法、凹版印刷法、柔版印刷法、喷墨法、模涂法、cap涂布法、浸渍等本领域公知的方法。涂布聚合性液晶组合物后，将其固化(干燥)。

67、有利地，固化采用聚合方式进行。在使聚合性液晶组合物聚合时，期望迅速进行聚合，因此优选通过照射紫外可见光或电子射线等活性能量射线的方式而使其聚合。使用紫外可见光的情况下，可以使用偏振光源，也可以使用非偏振光源。

68、固化物的基材，包括，但不限于，玻璃基材、金属基材、陶瓷基材、聚合物基材。进一步地，作为聚合物基材，例如可以是：纤维素衍生物、聚烯烃、聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚芳酯、聚醚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚苯醚或聚苯乙烯，等等。

69、基于工艺适用性，尤其是基于耐热性和化学稳定性考虑，优选为聚酯、聚苯乙烯、聚烯烃、纤维素衍生物、聚芳酯、聚碳酸酯。

70、再一方面，本发明还提供了一种光学各向异性体，包括基材和上下文所述的聚合性液晶组合物固化物形成的聚合物膜，以及，根据需要存在的取向膜。

71、有利地，将基材，根据需要存在的取向膜，以及聚合性液晶组合物固化物形成的聚合物膜依次层叠，从而形成光学各向异性体。

72、取向膜材料，包括，但不限于，聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚酰胺、聚乙烯醇、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚芳酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚砜、环氧树脂、丙烯酸树脂、环氧丙烯酸树脂、香豆素、查耳酮、肉桂酸酯、蒽醌、偶氮化合物、芳基乙烯化合物，等等。基于工艺适用性，尤其是基于耐热性和化学稳定性考虑，优选为聚酰亚胺。

73、有利地，取向膜经取向处理得到。取向处理可以是拉伸处理、摩擦处理、偏振紫外可见光照射、离子束处理等。优选取向处理优选为摩擦处理或偏振紫外可见光照射。

74、又一方面，本发明提供一种由上下文所述固化物形成的光学各向异性体和/或所述光学各向异性体在光学、光电、电子、半导体组件或器件中的应用。

75、上下文所述的应用，包括，但不限于，双折射膜、光学延迟膜(相位差膜)、负色散光学膜、光学补偿膜、视觉扩大膜、反射膜、选择反射膜、抗反射膜、增亮膜、液晶取向膜、偏光膜(偏转板)、偏光元件、圆偏光元件、椭圆偏光元件。

76、优选地，所述应用为负色散光学膜。

77、上下文所述的负色散光学膜取向不均为优，在紫外光下也显著改善了黄变性能。因此，上下文所述的各个化合物均可用作聚合性组合物的组分。此外，使用含有本发明化合物的聚合性液晶组合物的光学各向异性体可用于光学膜等用途。