专利名称：包含盘状和棒状基团的介晶化合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及尤其适用于具有负光学色散的双折射薄膜的包含盘状和棒状基团的 新型介晶化合物，新型液晶(LC)组合物和包含它们的聚合物薄膜，以及该化合物、组合物 和薄膜在光学、电光学、电子、半导体或发光组件或器件中的用途。
背景技术：
存在着对于显示出负的光学延迟色散的各向异性的光学薄膜的需求。例如，用负 色散双折射材料制得的四分之一波长薄膜将是很大程度上消色差的。如利用这一四分之一 波长薄膜的反射型LCD的器件将具有非彩色的暗黑状态。目前这样的器件不得不采用两种 延迟膜以达到这种效果。这样的负色散双折射薄膜的色散力可以许多方式来定义，然而一种通常的方法是 测量在450nm处的光学延迟，并将它除以在550nm处测得的光学延迟(R45Q/R55Q)。若在550nm 处的负的延迟色散膜的同轴延迟(on-axis retardation)是137. 5nm以及R45(1/R55(1值是 0. 82，那么这样的薄膜将对可见光的所有波长而言是基本上四分之一波长的，并且采用该 薄膜作为例如环形偏光器的液晶显示器(LCD)将具有基本上黑色的外观。另一方面，具有 正常的(normal)正色散(一般R45(l/R55(l = 1. 13)的所制得的有着137. 5nm同轴的薄膜将 仅对于一个波长(550nm)而言是四分之一波长的，并且采用该薄膜作为例如环形偏光器的 LCD器件将具有紫色的外光。另一种表示该信息的方法是绘出作为波长的函数的双折射率 变化图。
图1显示出对于由可商购获得的反应性介晶RM257 (Merck KgaA，Darmstadt，德国) 制得的聚合膜的典型双折射率对于波长的曲线图。对该化合物而言R45tZR55tl为约1. 115。在由杆状的、光学各向异性分子形成的各向异性光学薄膜中，延迟色散的起源是 由于各向异性分子的两个折射率r^n。(其中~是沿着平行于长分子轴方向的“非寻常折射 率”，和η。是沿着垂直于长分子轴方向的“寻常折射率”)以不同的比例随波长改变，并且对 于可见光波长光谱的蓝端，比η。变化得更快。制备具有低或负延迟色散的材料的一种方 法是设计具有提高的η。色散和降低的I色散的分子。这在图2中示意显示。这样的方法 已经在现有技术中详细说明以给出具有负双折射和正色散的LC以及具有正双折射和负色 散的化合物。如果这些化合物是可聚合的，或者将其与包含例如可聚合介晶化合物(亦称“反 应性介晶”或“冊”)的可聚合主体材料混合，则制备具有负色散的各向异性的光学聚合物 膜是可能的。这能容易地通过可聚合材料在于其介晶相中均勻地取向时的原位聚合(例如 通过受热或UV辐射)而进行，从而永久地固定宏观均勻的取向。合适的聚合方法对本领域 熟练技术人员是熟知的且描述在文献中。能形成显示出负的或反向延迟色散的性质的各向异性薄膜的分子已经公开在现 有技术中。例如，JP 2005-208146Α1和WO 2006/052001Α1公开了主要基于具有“轴节 (cardo) ”核心基团的化合物的可聚合材料。另一类声称显示出负双折射的化合物描述在US 6，139，771中。这些化合物通常
11由通过炔属或双-炔属桥接基团连接的两个棒状介晶基团构成。采用在分子的棒状部分上 的苯环将桥接基团连接至两个棒状基团，产生相对于该棒具有大约60°的角的桥接部分。US 6，203，724公开了通常由通过高度分散的桥接基团连接的两个棒状介晶基团 构成的分子。桥接部分通过环己烷环的轴向位置连接至棒状基团。WO 2005/085222A1和WO 2006/137599A1公开了具有通过较高的折射率桥接部分 连接的两个较低折射率部分的分子。该桥接部分主要通过稠合的五_元杂环连接到该棒。在上述文件中描述的化合物中(其中棒连接到高度可极化(polarisable)的桥接 部分)，仅将最多两个棒连接到可极化桥接基团。然而，公开在文献中的许多材料具有缺点，例如不适于在标准工业方法下加工的 热性能，在通常用于标准工业方法中的溶剂中有限的溶解度或者与通常用于标准工业生产 方法的主体RM材料不相容，或者太贵而不能制造。JP 2005-208414A1公开了包含共价键接到中心盘状基团的棒状基团的分子，然而 在该文件中具体公开的化合物中，将棒状分子通过酯基连接到盘状环。这样的酯基的存在 提供给该棒在相对于环的至少两个方向上旋转的自由度。这降低了棒和盘平均来说将保持 相互之间正确取向的可能性并因此阻止所期望的光学效应能得以最大化。本发明具有提供用于液晶组合物和具有负色散的聚合物膜的改进的化合物的任 务，其不具有现有技术的材料的缺点。特别是，存在着对于显示出降低的或负的色散且也能以降低的成本和以改善的性 质如溶解性和热性能获得的化合物的需求。本发明的另一个目标在于扩展对专业人员可获得的具有负色散的材料和聚合物 膜的范围。对专业人员来说，由以下描述其他任务是立即显而易见的。已经发现这些目标能通过提供本发明中要求保护的化合物、材料和薄膜而实现。发明概述本发明涉及式I的化合物D[-(B) q-M]z I其中D是盘状基团或与(B) q—起形成盘状基团，ζ是从3到10的整数，非常优选3、4、5或6，B每次出现时彼此独立地为具有高极化能力的二价基团，优选选自-C ε C-、-CY1 =CY2-以及任选地取代的芳族或杂芳族的基团，Y1’2 彼此独立地是 H、F、Cl、CN 或 R°，q每次出现时彼此独立地是0或从1到10的整数，优选0、1、2、3、4、5或6，M是式II的基团
权利要求
1.式I的化合物 D [-(B)q-MJz I 其中D是盘状基团或与(B),—起形成盘状基团， ζ是从3到10的整数，B每次出现时彼此独立地为具有高极化能力的二价基团，优选选自-C ε c-、-CY1 = CY2-以及任选取代的芳族或杂芳族的基团， Y1’2彼此独立地是H、F、Cl、CN或R0， q每次出现时彼此独立地是0或从1到10的整数， M是式II的基团
2.根据权利要求1的化合物，其特征在于，D选自以下子式
3.根据权利要求1或2的化合物，其特征在于，-(B)-选自下组
4.根据权利要求1到3的一项或多项的化合物，其特征在于，它们选自以下子式
5.根据权利要求1到4的一项或多项的化合物，其特征在于，基团M优选选自以下子式
6.根据权利要求1到5的一项或多项的化合物，其特征在于，在式II中的环U1选自
7.包含一种或多种根据权利要求1到6的一项或多项的化合物和一种或多种其他的化 合物的可聚合液晶组合物，其中所述化合物的至少一种是可聚合的。
8.通过在以薄膜形式的处于取向状态的液晶相中聚合根据权利要求1到7的一项或多 项的化合物或液晶组合物可获得的双折射聚合物膜。
9.根据权利要求8的双折射聚合物膜，其特征在于，其具有<1的R45(i/R55(i，其中R45tl是 在450nm波长下的光学同轴延迟以及1 55(|是在550nm波长下的光学同轴延迟。
10.根据权利要求1到9的一项或多项的化合物、液晶组合物和聚合物膜在光学、电子 和电光学组件和器件，优选在具有负光学色散的光学薄膜、延迟器或补偿器中的用途。
11.包含根据权利要求1到9的一项或多项的化合物、液晶组合物或聚合物膜的光学、 电子或电光学组件或器件。
12.权利要求11的器件或组件，其选自电光学显示器、IXD、光学薄膜、偏光器、补偿器、 分束器、反射膜、配向层、滤色器、全息元件、热冲压箔、彩色图像、装饰性或安全性印记、液 晶颜料、粘合剂、非线性光学(NLO)器件、光学信息存储器件、电子器件、有机半导体、有机 场效应晶体管(OFET)、集成电路(IC)、薄膜晶体管(TFT)、无线电频率识别(RFID)标签、有机发光二极管(OLED)、有机发光晶体管(OLET)、电致发光显示器、有机光伏(OPV)器件、有 机太阳能电池(O-SC)、有机激光二极管(0-激光)、有机集成电路(O-IC)、照明器件、感光 器件、电极材料、光电导体、光检测器、电子照相记录器件、电容器、电荷注入层、肖特基二极 管、平面化层、抗静电膜、导电基材、导电图样、光电导体、电子摄像应用、电子摄像记录、有 机记忆器件、生物传感器、生物芯片、要求类似的在多波长处的相位移的光电子器件、结合 的⑶/DVD/HD-DVD/蓝光、读、写、再-写入数据储存系统或照相机。
13.根据权利要求11的光学组件，其特征在于，它是选自A-板、C-板、负C-板或0-板 的光学单轴膜，扭曲光学延迟器，扭曲四分之一波长片(QWF)，光学双轴膜，消色差延迟器， 消色差QWF或半波片(HWF)，具有胆留相、近晶相、向列相或蓝相的膜，具有垂面配向、展曲 配向、倾斜配向、平面配向或蓝相配向的膜，其是均勻取向的或表现出不同取向的图案。
14.根据权利要求11的光学组件，其特征在于，其为用于液晶显示器视角增强的光学 补偿膜、亮度增强膜中的组件或在反射型或透射反射型液晶显示器中的消色差元件。
15.用于制备根据权利要求1到6的一项或多项的化合物的方法，包括如下步骤a)在丁基锂存在下，将适当取代的乙炔与任选取代的环己酮反应，b)分离由此形成的异构体，c)用适当的芳族或脂肪族羧酸酯化步骤b)的经分离的异构体的叔醇，d)通过其轴向炔属取代基将得到的化合物偶联到芳族环。
全文摘要
本发明涉及尤其适用于具有负光学色散的双折射膜的新型棒状介晶化合物，新型液晶(LC)组合物及包含它们的聚合物膜，以及所述化合物、组合物和膜在光学、电光学、电子、半导体或发光组件或器件中的用途。
文档编号C09K19/40GK102124078SQ200980132240
公开日2011年7月13日 申请日期2009年7月16日 优先权日2008年8月18日
发明者K·阿德莱姆, O·L·帕里 申请人:默克专利股份有限公司