[发明专利]组合物

说明书

本发明涉及可聚合液晶混合物的组分在生产取向液晶聚合物中的应用；在该可聚合液晶混合物中用作组分的化合物；包含这些组分的液晶混合物、由这些组分制备的液晶聚合物和包含这些化合物的液晶设备。

液晶聚合物(LCP)用于制造光学元件如波导、光栅、滤光片、阻滞器、压电电池和非线性光学电池和膜。在任何一种前述光学元件中，LCP的选择取决于相应的光学性能如光学各向异性、折射指数、透明性和色散性。光学滤光片例如，包含具有高各向异性(Δn)和低色散性(n=f(λ))的LCP。

在某些场合中，需要生产出其中组成分子与基质平面呈特定倾斜角的LCP。这些LCP材料可用作光学元件如补偿层和阻滞器。这些光学元件可用于生产例如，具有较高倾斜角的液晶设备(LCD)。

LCP通过将一层可聚合液晶单个化合物或混合物在取向基质上取向，然后将内消旋化合物(mesogenic)层交联成液晶聚合物(LCP)网状结构而制成。用于制造LCP的可聚合LC化合物要求是化学和热稳定的，对电磁辐射稳定，可溶于标准溶剂，与其它LC组分相容，且在25-150℃，优选25-80℃的范围内具有液晶性能。取向层在可聚合LC单个化合物或混合物上产生的构型被固定或冻结成通过交联形成的LCP网状结构。所得LCP膜具有高粘度且对机械应力、温度和曝光稳定。

可聚合LC单个化合物或混合物在交联之前呈现的倾斜角部分取决于包含该单个化合物或混合物的LC组分的性质。用于在交联之前在固定LC单个化合物或混合物中产生倾斜角的早先技术例如，依赖于将一个或多个侧取代基引入内消旋化合物，如短脂族烷基链。但这种取代伴随LC材料机械性能的下降，或根据该内消旋化合物的分子结构，造成倾斜角小或消失。在每种情况下，起始倾斜的再现性往往在该混合物交联得到LCP网状结构之前由于热和机械作用而失去。

因此，需要一种液晶单个化合物或混合物，它能够在交联之前在基质上取向使得，LC单个化合物或混合物在基质上的取向在制造LCP网状结构所需的过程中保持稳定。还需要一种能够在制造LCP膜之前和过程中有助于生成和保持宽范围预定倾斜角的LC组分。

本发明的第一方面提供了LC混合物组分在制造包含该混合物的LCP网状结构中的应用，其特征在于，该组分能够在LCP网状结构中产生稳定的倾斜角。应该理解，术语“稳定”是指倾斜角值在制造LCP网状结构所需的过程中基本上没有变化。通过交联该可聚合LC混合物而得到的LCP网状结构可以是向列、近晶A或盘形分子膜，但优选向列膜。这些膜的特征在于，膜组分相对基质取向良好。

用于产生稳定倾斜角的组分优选为内消旋性质的或与内消旋分子结构相容且可包含可聚合或非可聚合取代基。它优选与液晶混合物的其它组分混溶。无意于限定本发明的范围，据信该组分必须包含能够与基质或与取向层形成强缔合作用的空间位阻大的基团。该组分应该还包含可与内消旋分子结构相容并完全延伸到LC单个化合物或混合物本体中的空间位阻不太大的基团。据信这种内消旋分子相容基团能够相对基质平面呈现一个倾斜角度。不同于已有技术的LCP混合物，包含这些组分的LCP不易受热作用的影响且包含或包括本发明组分的可聚合LC单个化合物或混合物能够在制造LCP网状结构所需的过程中保持其起始取向。相应基质和内消旋延伸基团的合适选择可改变该角度。可以看出，本发明组分因此可用于制造相对基质平面具有稳定取向或倾斜角的可聚合LC单个化合物或混合物。

“空间位阻大的”要理解为，基质缔合的基团的侧向尺寸至少为比所述不太大基团的侧向尺寸大一半，优选为所述不太大基团尺寸的2倍或更高。

基质缔合的或更大的基团优选包含有机硅氧烷基团且内消旋延伸或不太大基团优选包含芳族或非芳族碳环或杂环体系。据信，用于本发明第一方面的含有机硅氧烷的组分包括本质上新的化合物，因此本发明的第二方面提供了一种具有结构式Ⅰ的有机硅氧烷：

其中：

B¹-B⁴分别独立地表示分隔基团，选自视需要取代的饱和或不饱和、直链或支链C_2-80烷基、一种或多种视需要被一个或多个杂原子替代的非相邻烷基CH₂基团；

B⁵表示氢原子或定义如上的分隔基团，

A¹和A²分别独立地表示单键或定义如上的分隔基团，

MG¹-MG³分别独立地表示内消旋基团，包含至少一个视需要取代的芳族或非芳族碳环或杂环体系；且