可聚合液晶組合物及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種聚合性手性液晶組合物及其在光學(xué)膜中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002] 手性液晶是目前液晶領(lǐng)域的研宄熱點(diǎn)之一，因其獨(dú)特的光學(xué)、電學(xué)性質(zhì)而日益受 到廣泛關(guān)注。手性液晶的分子結(jié)構(gòu)因含有一個(gè)或一個(gè)以上不對(duì)稱碳原子而形成螺旋扭曲結(jié) 構(gòu)，由于具有特殊的螺旋扭曲結(jié)構(gòu)，手性液晶有著與眾不同的光學(xué)性質(zhì)，其液晶類型一般為 膽甾相或手性近晶相。膽留相液晶呈螺旋狀向列結(jié)構(gòu)，有一定的對(duì)稱性，具有特殊的光學(xué)性 質(zhì)；鐵電液晶分子呈無(wú)序堆積，也具有螺旋狀結(jié)構(gòu)，是手性近晶C相液晶，常用符號(hào)Sc*表 不〇
[0003] 早在1922年，法國(guó)化學(xué)家Friedel就發(fā)現(xiàn)了光學(xué)活性物質(zhì)可以誘導(dǎo)向列 相液晶轉(zhuǎn)變?yōu)槟懥粝嘁壕В‵riedelG.Themesomorphicstatesofmatter.Ann. Phys.，1922, 18:273-474)。目前已經(jīng)合成了許多具有膽留相（Ch)或手性近晶C相（Sc*) 的液晶化合物。
[0004] 對(duì)于反射式膽留相液晶顯示，其液晶材料必須滿足Bragg方程（1)，即中心反射波 長(zhǎng)與液晶材料的螺距（p)及平均折射率（n)成正比：
[0005] 入 0=n?p (1)
[0006] 另一方面，液晶顯示的反射光譜波帶（aA)是與膽甾相液晶材料的螺距（p)及雙 折射率（An=ne-n〇)成正比：
[0007] A入=p?An (2)
[0008] 從公式（2)可見(jiàn)，當(dāng)p值一定時(shí)，在滿足Bragg反射（即AA值一定）的前提下， 提高膽留相液晶材料的An，有利于改善液晶反射效果。
[0009] 液晶材料的螺距p和手性添加劑的及其在液晶組合物中的含量Xc的關(guān)系是：
[0010] p= [ (HTP) ?Xcr1 (3)
[0011] 膽甾相液晶材料的HTP值是由手性分子自身性質(zhì)決定的。當(dāng)螺距p值一定時(shí)，手 性分子的HTP值越大，在其液晶材料中的含量（Xc)相對(duì)越少，越有利于膽留相液晶的性能 改善。由于不同的Ch-LCD模式具有不同的螺矩，只有通過(guò)調(diào)節(jié)不同HTP值的手性組份及其 在液晶材料中的含量來(lái)改變螺矩和反射波長(zhǎng)（或顯示屏顏色）。手性添加劑分子內(nèi)部及與 向列相液晶分子的相互作用，使得其手性功能由手性基團(tuán)傳遞到手性分子再到整個(gè)的液 晶混合物。
[0012] 已經(jīng)有非常多的手性劑被開(kāi)發(fā)出來(lái)，文獻(xiàn)"顯示液晶用手性添加劑材料進(jìn)展"（液 晶與顯示，2009,24,26-33)介紹了顯示用手性添加劑的進(jìn)展。常規(guī)手性添加劑沒(méi)有液 晶性，導(dǎo)致混合后液晶組合物的相變溫度變窄，同時(shí)與母體液晶結(jié)構(gòu)相差大，液晶組合物 相容性差容易晶析。文獻(xiàn)"手性液晶材料的研宄進(jìn)展"（應(yīng)用化工，2012，41，1242-1247) 展示了具有手性的液晶進(jìn)展。手性液晶相比手性添加劑，雖然在液晶相變溫度的方面 有了改善，但是因?yàn)槭中砸壕Ш统Ｒ?guī)液晶結(jié)構(gòu)差異問(wèn)題，相容性還是有需要提高。文獻(xiàn) "Wide-bandreflectivepolarizersfromcholestericpolymernetworkswithapitch gradient"（Nature，1995, 378,467-469)展示了一組可聚合手性液晶和可聚合普通液晶的 組合物，但是采用的是常規(guī)光引發(fā)劑，成膜后殘余的光引發(fā)劑會(huì)發(fā)生迀移，影響成膜表觀性 能，長(zhǎng)時(shí)間使用容易引起黃變。
[0013] 專利EP1160304A2、JP2004144880A、DE10230388A1、JP2011213614A披露了一類手 性液晶和非手性液晶的組合物，但是使用容易引起黃變的小分子光引發(fā)劑。
[0014] 專利CN102124079A披露了一類手性液晶和非手性液晶的組合物，應(yīng)用于絕熱膜， 但是使用使用容易引起黃變的小分子光引發(fā)劑，且液晶單體僅為一個(gè)可聚合基團(tuán)。
[0015] 專利CN102668128A披露了一類手性和非手性液晶的組合物，作為特種光學(xué)膜應(yīng) 用到太陽(yáng)能聚光器，但是并沒(méi)有談到使用的引發(fā)劑和穩(wěn)定劑。
[0016] 專利CN102778718A、CN104046368A披露了一類手性和非手性液晶的組合物，寬波 反射液晶偏振薄膜，但是使用容易引起黃變的小分子光引發(fā)劑。
[0017] 所以，急需一種相容性好，成膜性佳，能長(zhǎng)期儲(chǔ)存耐黃變的液晶組合物。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0018] 本發(fā)明的目的是提供一種可聚合手性液晶組合物，母體液晶和手性液晶均包含兩 個(gè)以上可聚合基團(tuán)，所述可聚合液晶組合物能夠提高光學(xué)膜的交聯(lián)程度，同時(shí)所述可聚合 液晶組合物，包含可聚合光引發(fā)劑，固化成膜后殘余的光引發(fā)劑不會(huì)發(fā)生迀移，對(duì)表面不產(chǎn) 生影響；所述可聚合手性液晶組合物，包含可聚合穩(wěn)定劑，固化后的光學(xué)膜長(zhǎng)期耐老化黃變 能力強(qiáng)。
[0019] 為了達(dá)到上述發(fā)明目的，本發(fā)明提供了一種可聚合液晶組合物，包含：
[0020] 至少一種包含至少兩個(gè)可聚合基團(tuán)的通式I化合物作為第一組分：
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種可聚合液晶組合物，包含： 至少一種包含至少兩個(gè)可聚合基團(tuán)的通式I化合物作為第一組分：
其中， 1^表示取代或未取代芳香族基團(tuán)、取代或未取代的脂肪族基團(tuán)； RpR2、R3R4相同或不同，各自獨(dú)立的表示-H、鹵素原子、甲基、乙基、三氟甲基或氰基；RjPR6相同或不同，各自獨(dú)立的表示氫原子或甲基； 父3和X4相同或不同，各自獨(dú)立的表示亞甲基或羰基； X5表示單鍵或-COO-; L3表示取代或未取代的含手性基團(tuán)的芳香族基團(tuán)、取代或未取代的含手性基團(tuán)的脂肪 族基團(tuán)、，所述手性基團(tuán)可以有一個(gè)，也可以有多個(gè)； 1^4表示苯酚類基團(tuán)，苯醌類基團(tuán)，萘醌類基團(tuán)，哌啶基團(tuán)和膦類基團(tuán)中的一種或幾種； 1^5表不結(jié)構(gòu)中含有苯偶姻基團(tuán)、苯偶醜基團(tuán)、苯乙酬基團(tuán)、alpha-輕烷基苯乙酬基團(tuán)、 alpha-胺烷基苯乙酮基團(tuán)、?；⒀趸锘鶊F(tuán)、硫雜蒽酮基團(tuán)或蒽醌基團(tuán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，所述通式I的化合物占所 述可聚合液晶組合物總重量1-99% ;所述通式II的化合物占所述可聚合液晶組合物總重 量1-99% ;所述通式III的化合物占所述通式I的化合物和通式II的化合物總重量之和的 0.001-1% ;所述通式IV的化合物占所述通式I的化合物和通式II的化合物總重量之和的 0. 001-1%。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，所述通式I的化合物為下 列化合物的一種或多種組成的組：
其中， L表不-H或-CH3 ; 札和R2相同或不同，各自獨(dú)立表示-H、碳原子數(shù)為1-7的烷基或烷氧基； 1111和1112相同或不同，各自獨(dú)立表示2、3或4。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，通式I-1的化合物為下列 化合物的一種或多種組成的組：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，通式I-2的化合物為下列 化合物的一種或多種組成的組：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，所述通式II的化合物選自 由下列化合物組成的組中一種或更多種化合物：

其中， a和b相同或不同，各自獨(dú)立的表示1-12的正整數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，所述通式III的化合物選自 由下列化合物組成的組中一種或更多種化合物：

8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，所述通式IV的化合物選自 由下列化合物組成的組中一種或更多種化合物：
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的可聚合液晶組合物，其特征在于，所述可聚合液晶組合物包 含： 占所述可聚合液晶組合物總重量50%的化合物I -1-3 ; 占所述可聚合液晶組合物總重量50 %的化合物II -4 ; 占所述化合物II -4和化合物I -1-3總重量之和0. 05%的化合物III _2 ;以及 占所述化合物II -4和化合物I -1-3總重量之和0. 05%的化合物V-I ; 或者所述可聚合液晶組合物包含： 占所述可聚合液晶組合物總重量70%的化合物I -1-3 ; 占所述可聚合液晶組合物總重量30 %的化合物II -4 ; 占所述化合物II -4和化合物I -1-3總重量之和0. 02%的化合物III _2 ;以及 占所述化合物II -4和化合物I -1-3總重量之和0. 02%的化合物IV-I ; 或者所述可聚合液晶組合物包含： 占所述可聚合液晶組合物總重量50%的化合物I -1-3 ; 占所述可聚合液晶組合物總重量50 %的化合物II -7 ; 占所述化合物II-7和化合物I-1-3總重量之和0. 05%的化合物III-3 ;以及 占所述化合物II-7和化合物I-1-3總重量之和0. 05%的化合物IV_2。
10.權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述可聚合液晶組合物在光學(xué)膜中的應(yīng)用。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可聚合液晶組合物，所述可聚合液晶組合物包含：至少一種包含至少兩個(gè)可聚合基團(tuán)的通式Ⅰ化合物作為第一組分；至少一種包含至少兩個(gè)可聚合基團(tuán)的手性化合物通式II的化合物作為第二組分；至少包含一個(gè)可聚合基團(tuán)的通式Ⅲ的化合物作為穩(wěn)定劑；以及至少包含一個(gè)可聚合基團(tuán)的通式Ⅳ的化合物作為光引發(fā)劑，所述可聚合液晶組合物相容性好，抗黃變性能佳，可以應(yīng)用到平板顯示、柔性顯示和其他光學(xué)膜領(lǐng)域，本發(fā)明還提供了所述可聚合液晶組合物在光學(xué)膜中的應(yīng)用。
【IPC分類】C09K19-46, G02B1-10
【公開(kāi)號(hào)】CN104710990
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510154845
【發(fā)明人】黃達(dá), 譚玉東
【申請(qǐng)人】江蘇和成新材料有限公司
【公開(kāi)日】2015年6月17日
【申請(qǐng)日】2015年4月2日