[发明专利]基于二苊并吡嗪并喹喔啉衍生物的溶致液晶体系及制法

说明书

发明背景

发明领域

本发明总体上涉及有机化学和光学各向异性涂层领域。更具体地，本发明涉及基于杂环磺基衍生化合物的溶致液晶体系和基于这些化合物的光学各向异性涂层的制备方法。

相关技术的描述

如今越来越多的光学元件基于拥有特殊和精确可控性能的新材料。特别地，现代直观显示系统中的重要元件是光学各向异性膜，其具有可进行优化以满足特定设备需求的光学和其它特性的组合。

液晶显示器(LCD)的日益流行已经促进了对各种液晶(LC)化合物的研究。较早的研究集中于能够通过机械力定向成各向异性膜的热致液晶。然而，当力中断时，热致LC膜中的分子的受迫定向趋于消失。另一方面，溶致液晶(LLC)膜能够在去除机械力后保持它们的二色性定向。合适的材料包括那些能够形成LC中间相的材料，所述LC中间相能够被定向而形成各向异性膜。

在光学各向异性膜的生产中已经使用了各种聚合材料。基于这样的材料的膜可以通过单轴拉伸和用有机染料或碘修饰来获得各向异性光学性能。在很多应用中，基础聚合物是聚乙烯醇(PVA)。见Liquid Crystals：Applications and Uses，B.Bahadur(编辑)，World Scientific，新加坡--N.Y.(1990)，第1卷，第101页。然而，基于PVA的膜的低热稳定性限制了它们的应用。因此，开发制备具有改进的特性的光学各向异性膜的新材料和方法能够推动本领域。具体地，新材料应当更易于合成，并且能够可重现地形成具有更高的耐热性以及改进的光学特性的膜。

近些年来，对于拥有高光学各向异性，同时特点是在各种波长范围内具有改进选择性的膜的需求持续增长。非常期望在从红外线(IR)到紫外线(UV)的宽光谱范围内的不同位置具有最大吸收值的膜。已知将有机二色性分子塞入形状大体像柱子的超分子复合物中。这些柱子形成了中间相的基础结构单元，并且能够将该中间相定向以形成具有强二色性的各向异性膜。已经基于水溶性有机染料合成了各向异性材料，例如，美国专利第5,739,296号和第6,174,394号以及欧洲专利EP 0961138。这些材料在可见光谱区中展现出高吸光率。尽管它们在很多应用中有利，这些化合物的吸光谱限制了它们在形成透明的双折射膜方面的应用。

此外，目前可用的涂膜技术在膜的形成过程中需要认真选择并且严格遵守诸如染料浓度、膜形成温度等的工艺参数。然而，即使精确控制了所有的膜形成条件，由于定向错误区域和/或微观缺陷的形成，仍然会造成涂层体系的随机局部变化。这可能是由于在将LLC体系(即LLC溶液)涂到基底表面后进行的脱溶剂过程中产生不均匀的微小和大块结晶的结果。另外，利用目前可用染料形成厚度不均匀涂层的可能性仍然高，这会反过来降低目标膜参数的再现性。

因此，亟需具有光学各向异性、充分透明且在其操作区域，特别是在可见区域无色的膜。本公开内容描述了一类能够形成稳定LLC中间相和可靠透明的光学膜的新型化合物。

发明简述

一实施方案提供了具有以下结构通式(I)或(II)之一的化合物：

其中R₁、R₂、R₃、R₄、R₅和R₆均独立地选自-H、-SO₃M、-OH、-NH₂、-Cl、-Br、-I、-NO₂、-F、-CF₃、-CN、-COOH、-CONH₂、C_1-30烷基、C_6-10芳基、C_2-30炔基、C_2-30烯基、C_1-30烷氧基、C_1-30烷基氨基、苯氧基和苯基氨基；M是一种或多种相反离子；j是与该化合物缔合的相反离子的数量；并且n是1至5的整数。

一实施方案提供了溶致液晶体系，其包含具有选自通式(I)和通式(II)的通式的至少一种化合物。

一实施方案提供了光学各向异性膜，其包含具有选自通式(I)和通式(II)的通式的至少一种化合物。另一实施方案提供了包括至少一种E-型起偏振器的液晶显示器，其中该至少一种E-型起偏振器包括如上所述的至少一种光学各向异性膜。