[发明专利]官能化光反应性化合物

说明书

技术领域

本发明涉及官能化的光反应性化合物，它尤其可用于液晶的配向材 料。

发明背景

液晶器件越来越多地用于许多不同的应用。例如液晶显示器(LCD) 和光学薄膜，尤其是偏振薄膜和延迟薄膜，以及防止伪造、仿造和复制 的安全器件。

液晶器件的成功的功能和性能在于该设备内的液晶分子适应和维 持对它们所施加的配向的能力。液晶分子的配向通过利用配向层来实 现，该配向层限定液晶分子的取向方向，因而该分子的纵轴变得与由该 配向层限定的取向方向对齐。除了这种方向配向之外，对于一些应用， 配向层还应能够赋予液晶分子倾角以致该分子使其本身以该配向层表 面之外的角度配向。

熟知的制备配向层的方法是摩擦处理，其中用布料按单个方向摩擦 高分子树脂膜如聚酰亚胺。与该摩擦面相邻的液晶分子按摩擦方向配 向。然而，通过摩擦形成的配向膜具有一些缺点如产生粉尘和划伤，这 在摩擦过程期间发生。此外，摩擦方法不适用于生产结构化层，即具有 小区域的层，该小区域具有不同的配向方向。

这些问题可以使用除摩擦以外的液晶配向控制方法如倾斜沉积、光 刻、LangmuirBlodgett膜、离子辐射、高速流体喷射和其它方法来解 决。然而，这些方法的大多数对于加工大面积基材是不实际的。

为液晶的配向开发的其它方法是通过光取向方法(通常使用线偏振 光)制得的配向层，并且特别适合的是线性光聚合的(LPP)配向层， 亦称为光取向的聚合物网络(PPN)。这些方法例如在US-5,389,698、 US-5,838,407、US-5,602,661、US-6,160,597、US-6,369,869、 US-6,717,644、US-6,215,539、US-6,300,991和US-6,608,661中进行了 公开。

这些方法允许产生液晶的均匀配向。在LPP方法(其是无接触技术) 中，通过用偏振光对大基材区域上的光敏膜进行辐射可以以高再现性获 得与通过摩擦获得的那些相似的配向膜。此外，有可能通过控制线偏振 光的辐射方向来改变取向的方向和该光反应性层内的方位倾角和极 (polar)倾角。通过选择性地辐射光反应性材料的特定区域，有可能 使该层的极其特定范围配向并因此提供具有不同取向的配向区，这产生 结构化配向层，如同例如Jpn.J.Appl.Phys.，31(1992)，2155-64(Schadt 等人)中所述那样。

发明概述

对于有效的施加方法，光配向材料有利地应具有高的光敏性和宽的 加工窗口。特别有利的材料将对于较大的辐射能量(即，对于辐射方法 而言的宽的加工窗口)和辐射频率(即，可采用不同的辐射源)范围显 示类似的配向性能。

因此，本发明的目的是提供此类光配向材料。

发明人已经发现，通过将吸电子基团附加到带有直接与两个不饱和 环体系连接的不饱和度的特定分子体系上，可以获得异常高的光敏性。

除了良好的光敏性之外，还发现这些材料的配向性能是优异的。

作为图示，根据本发明的特定化合物(下面实施例A1之下描述的化 合物)的光反应性～曝光能量在图1中给出。可以看出，已经采用20mJ/cm²的曝光能量，可以达到20％的非常高的光反应产率。还显示了通过经相 应曝光的化合物取向的液晶聚合物层的对比度。在偏振器之间测量该对 比度并且已经采用非常低的曝光能量达到大于2000的值并因此显示了 良好的配向质量。

已经发现，取代型式对材料的配向性能具有显著的影响并且所选的 取代基已经确定能够提供优异的配向性能。

另外，高的光反应产率还支持在包含根据本发明的官能化光反应性 化合物的材料中形成良好的机械强度。

此外，发明人能够合成具有各种吸收性能的材料，这提供了使这些 材料的吸收特性更好地与所应用的偏振光的发射光谱配合的可能性。

此外，根据本发明的许多材料发现对胆甾醇型液晶具有优异的配向 能力。

因此，本发明在第一个方面中涉及根据通式(I)的化合物

其中

A和B各自独立地是5-40个原子的环体系，其中每个环体系包括至少 一个经由电子共轭(π-π键)与通式(I)中所示的双键直接连接的不 饱和度，