TW202231852A - 可聚合的液晶(lc)材料及聚合物膜 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種光學組件及包含該光學組件之電光學裝置。本發明進一步係關於一種較佳用於根據本發明之光學組件中的膽固醇型可聚合液晶(LC)材料,一種用於生產該膽固醇型可聚合LC材料之方法,一種將該膽固醇型可聚合材料轉化成聚合物膜之方法,一種可獲自該膽固醇型可聚合LC材料之聚合物膜,一種該等聚合物膜在包含根據本發明之聚合物膜的光學組件或裝置中之用途。
Description
本發明係關於一種光學組件及包含該光學組件之電光學裝置。本發明進一步係關於一種較佳用於根據本發明之光學組件中的膽固醇型可聚合液晶(LC)材料,一種用於生產該膽固醇型可聚合LC材料之方法,一種將該膽固醇型可聚合材料轉化成聚合物膜之方法,一種可獲自該膽固醇型可聚合LC材料之聚合物膜,一種該等聚合物膜在包含根據本發明之聚合物膜的光學組件或裝置中之用途。
有機發光二極體(OLED)顯示器在顯示器堆疊中需要圓形偏振器以減少外部光之反射且增加環境對比率。此係因為OLED顯示器中之電極係反射性的且在不利用圓形偏振器之情況下,反射離開電極之環境光將使得難以看見所顯示之影像。針對此應用使用圓形偏振器的缺點為約50%的所發射光被圓形偏振器阻止離開顯示器。此效率之較大損失可導致每種色彩使用多於一個發射層,以及功率消耗增加以彌補亮度損失。
舉例而言,US 2005/035353 A1揭示發光顯示器,其藉由有效地將輻射自發光薄膜層之光發射至觀看者側而產生明亮影像,且亦產生具有高對比度且即使在明亮氛圍中在寬可視角度範圍內色彩改變亦在有限程度內的高品質影像。該等發光顯示器具有複數個發光裝置,每一裝置具有:發光薄膜層及光反射表面,其以此次序位於背側;及圓形偏振光反射層,其將入射光分離成兩種類型之圓形偏振分量,一個分量被反射且另一分量由該反射層透射;光學補償層、四分之一波板及偏振器,其位於前側,其中光學補償層由透明體構成,該透明體用作光率體,其在平面內方向上具有極小折射率分佈且在厚度方向上具有與平面內方向上的折射率不同的折射率。
US 2018/006274 A1揭示一種用於增強亮度之光學構件及一種具有其之有機發光顯示裝置。光學構件包括:線性偏振器;藍色膽固醇型液晶(CLC)層,其經組態以透射光,該光具有以下中之僅一者:左旋圓形偏振光分量及右旋圓形偏振光分量;及四分之一波片,其經組態以將具有左旋圓形偏振光分量或右旋圓形偏振光分量之透射光轉換成線性偏振光,其中該藍色膽固醇型液晶(CLC)層及該四分之一波片位於線性偏振器之同一側。
US 2011/134020 A1揭示一種有機發光二極體顯示器。顯示器包括第一半透明電極、置放於該第一半透明電極上之有機發射層、置放於該有機發射層上之第二半透明電極及置放於該第二半透明電極上之第一選擇性反射層。
EP 1514316 A1揭示一種電致發光裝置,諸如發光二極體,其具有引起入射於裝置上之環境光之非所需反射的光反射表面,該裝置具有反射性圓形偏振器及吸收性圓形偏振器之組合以抑制環境光之非所需反射,由此改良裝置在高強度環境照明條件下使用時之對比度同時維持令人滿意的亮度。反射性圓形偏振器之反射性圓形偏振器區之反射頻帶較佳經調諧為電致發光裝置之發光區之對應發射頻帶,以進一步增加裝置之對比度同時實質上維持相同亮度。
上述方法對於每一發射像素有效;然而,OLED通常像素化為三個(或有時更多個)像素粒,僅部分表面區域含有藍色發射器。儘管藍色反射層有助於增加藍色之透射,但其亦增加反射率,因為外部環境非偏振光之左旋及右旋部分兩者能夠以使得其透射通過消色差圓形偏振器之線性偏振器部分的方式自OLED發射器表面反射。
概言之,對於經改良光學組件以及用於光學組件中之經改良或替代材料存在巨大需求。
出人意料地,本發明人已發現一種不展示上文所提及缺點之光學組件,且此外亦發現有助於進一步改良此等組件之CLC材料。
本發明係關於一種光學組件,其包含線性偏振器、四分之一波片及圖案化或結構化的光反射聚合物膜。
本發明進一步係關於一種如上文及下文所描述之光學組件在電光學裝置中、較佳在OLED中之用途。
本發明進一步係關於一種用於製造如上文及下文所描述之光學組件的方法。
本發明進一步係關於一種電光學裝置,較佳OLED,其包含如上文及下文所描述之光學組件。
本發明進一步係關於一種如上文及下文所描述之膽固醇型可聚合液晶(LC)材料,一種用於生產此類膽固醇型可聚合LC材料之方法,及一種將該膽固醇型可聚合材料轉化成聚合物膜之方法,以及一種可獲自該膽固醇型可聚合LC材料之聚合物膜,及一種該等聚合物膜在如上文及下文所描述之光學組件及光學裝置中之用途,以及包含此類聚合物膜之光學組件及光學裝置。
術語及定義如本文所用,術語「聚合物」應理解為意謂包涵一或多種不同類型之重複單元(分子之最小組成單元)之主鏈的分子,且包括通常已知的術語「寡聚物」、「共聚物」、「均聚物」及其類似者。此外,應理解,術語聚合物除聚合物本身外亦包括來自伴隨此類聚合物合成之引發劑、催化劑及其他要素的殘基,其中將此類殘基理解為非共價併入於其中。此外,雖然通常在後聚合純化製程期間移除該等殘基及其他要素,但其通常與聚合物混合或共混,以使得當其在容器之間或在溶劑或分散介質之間轉移時,其一般與聚合物一同保留。
術語「聚合」意謂藉由使多個可聚合基團或含有此類可聚合基團之聚合物前驅物(可聚合化合物)鍵結在一起形成聚合物之化學製程。
術語「膜」及「層」包括具有機械穩定性之剛性或可撓性、自撐式或獨立的膜,以及位於支撐基板上或兩個基板之間的塗層或層。
術語「液晶」或「LC」係關於在溶液中在一定溫度範圍內(熱致性LC)或在一定濃度範圍內(溶致性LC)具有液晶介相之材料。該等材料必須含有液晶原基化合物。
術語「液晶原基化合物」及「液晶化合物」意謂包含一或多種棒狀(棒形或板形/板條形)或盤狀(碟形)液晶原基基團之化合物。術語「液晶原基基團」意謂具有誘使液晶相(或介相)行為之能力的基團。包含液晶原基基團之化合物本身未必展示液晶介相。亦有可能其僅在與其他化合物之混合物中,或在液晶原基化合物或材料或其混合物聚合時顯示液晶介相。此包括低分子量非反應性液晶化合物、反應性或可聚合的液晶化合物及液晶聚合物。
術語「反應性液晶原基」意謂可聚合的液晶原基或液晶化合物,較佳單體化合物。此等化合物可以純化合物之形式或以反應性液晶原基與充當光引發劑、抑制劑、界面活性劑、穩定劑、鏈轉移劑、非可聚合化合物等之其他化合物的混合物之形式使用。
具有一個可聚合基團之可聚合化合物亦被稱作「單反應性」化合物,具有兩個可聚合基團之化合物被稱作「雙反應性」化合物,且具有多於兩個可聚合基團之化合物被稱作「多反應性」化合物。不具有可聚合基團之化合物亦被稱為「非反應性或非可聚合」化合物。
輻照度(E
e)或輻射功率定義為電磁輻射(dθ)入射於表面上每單位面積(dA)之功率:
E
e= dθ/dA。
輻射暴露量或輻射劑量(H
e)為每時刻(t)之輻照度或輻射功率(E
e):
H
e= E
e∙ t。
所有溫度,諸如液晶之熔點T(C,N)或T(C,S)、自近晶相(S)至向列相(N)之轉化T(S,N)及清亮點T(N,I),均以攝氏度給出。所有溫度差以不同度數給出。
術語「清亮點」意謂在具有最高溫度範圍之介相與各向同性相之間發生轉化之溫度。
術語「引向器」在先前技術中已知且意謂液晶或RM分子之長分子軸(在棒狀化合物之情況下)或短分子軸(在盤狀化合物之情況下)的較佳定向方向。在該等各向異性分子單軸排序之情況下,引向器係各向異性之軸。
術語「配向」或「定向」係關於材料之各向異性單元(諸如小分子或大分子之片段)沿稱為「配向方向」之共同方向的配向(定向排序)。在液晶或RM材料之配向層中,液晶引向器與配向方向一致,使得配向方向對應於材料之各向異性軸的方向。
例如在材料之層中,液晶或RM材料之術語「均一定向」或「均一配向」意謂液晶或RM分子之長分子軸(在棒狀化合物之情況下)或短分子軸(在盤狀化合物之情況下)實質上沿相同方向定向。換言之,液晶引向器之線為平行的。
術語「垂直結構」或「垂直定向」係指其中光軸實質上垂直於膜平面的膜。
術語「平面結構」或「平面定向」係指其中光軸實質上平行於膜平面的膜。
術語「負(光學)色散」係指顯示反向雙折射色散之雙折射或液晶材料或層,其中雙折射率(Δn)之量值隨波長(λ)增加而增加。亦即,|Δn (450) |< |Δn (550)|,或Δn (450)/Δn (550) < 1,其中Δn (450)及Δn (550)係分別在450 nm及550 nm之波長下量測之材料的雙折射率。相反,「正(光學)色散」意謂|Δn (450)|> |Δn (550)|或Δn (450)/Δn (550) >1之材料或層。亦參見例如A. Uchiyama, T. Yatabe 「Control of Wavelength Dispersion of Birefringence for Oriented Copolycarbonate Films Containing Positive and Negative Birefringent Units」. J. Appl. Phys.第42卷第6941至6945頁(2003)。
由於給定波長下之光學延遲定義為如上文所描述之雙折射率與層厚度的乘積[R(λ) = Δn(λ)
.d],因此光學色散可藉由比率Δn(450)/Δn(550)表示為「雙折射色散」,或藉由比率R(450)/R(550)表示為「延遲色散」,其中R(450)及R(550)為分別在450 nm及550 nm之波長下量測之材料的延遲。由於層厚度d不隨波長而改變,因此R (450)/R (550)等於Δn (450)/Δn (550)。因此,材料或層具有負色散或反向色散時,R (450)/R (550) < 1或|R (450)| < |R (550)|,且材料或層具有正色散或正常色散時,R (450)/R (550) > 1或|R (450)| > |R (550)|。
在本發明中,除非另外說明,否則「光學色散」意謂延遲色散,亦即比率R (450)/R (550)。
術語「高色散」意謂色散之絕對值展示與1之較大偏差,而術語「低色散」意謂色散之絕對值展示與1之較小偏差。因此,「高負色散」意謂色散值顯著小於1,且「低負色散」意謂色散值僅略微小於1。
可使用光譜橢圓偏振儀(例如由J. A. Woollam Co.製造的M2000光譜橢圓偏振儀)量測材料之延遲(R(λ)),此儀器能夠量測雙折射樣品(例如石英)在通常370 nm至2000 nm之波長範圍內以奈米計的光學延遲。根據此資料,有可能計算出材料之色散(R(450)/R(550)或Δn(450)/Δn(550))。
用於進行此等量測之方法在2006年10月由N. Singh呈現於國家物理實驗室(National Physics Laboratory,英國倫敦)且標題為「Spectroscopic Ellipsometry, Part1-Theory and Fundamentals, Part 2 - Practical Examples and Part 3 - measurements」。根據量測程序所描述之Retardation Measurement (RetMeas) Manual (2002)及Guide to WVASE (2002) (Woollam可變角度光譜橢圓偏振儀(
Woollam
Variable
Angle
Spectroscopic
Ellipsometer))由J. A. Woollam Co. Inc (Lincoln, NE, USA)出版。除非另外陳述,否則此方法用以測定本發明中所描述之材料、膜及器件的延遲。
術語「A板」係指使用單軸雙折射材料層之光學延遲器,其非尋常軸平行於層之平面定向。
術語「C板」係指使用單軸雙折射材料層之光學延遲器,其非尋常軸垂直於層之平面定向。
在包含具有均一定向之光學單軸雙折射液晶材料的A/C板中,膜之光軸由非尋常軸之方向給出。包含具有正雙折射之光學單軸雙折射材料的A (或C)板亦被稱作「正A (或C)板」或「+ A (或+C)板」。
包含具有負雙折射之光學單軸雙折射材料(諸如盤狀各向異性材料)之膜的A (或C)板亦稱作「負A (或C)板」或「- A (或C)板」,其視盤狀材料之定向而定。由在光譜之UV部分中具有反射譜帶之膽固醇型棒狀材料製成的膜亦具有負C板之光學特性。
如下定義雙折射率Δn:
Δn = n
e-n
o其中n
e係非尋常折射率且n
o係尋常折射率,且平均折射率n
av.由以下等式給出:
n
av.= ((2n
o 2+ n
e 2)/3)
½
可使用阿貝折射器(Abbe refractometer)量測平均折射率n
av .及尋常折射率n
o。隨後可自上文等式計算Δn。
術語VIS光或簡稱「光」係指波長在350 nm至800 nm範圍內之電磁輻射。
術語UV光係指波長在250 nm至350 nm範圍內之電磁輻射。
除非上下文另外明確表明,否則如本文所用之術語之複數形式在本文中應理解為包括單數形式,且反之亦然。
除非另外明確陳述,否則所有物理特性均已根據或根據Merck KGaA, Germany之1997年11月狀態的「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」測定,且針對20℃之溫度給出。光學各向異性(Δn)在589.3 nm之波長下測定。
在存疑之情況下,如C. Tschierske、G. Pelzl及S. Diele, Angew. Chem. 2004, 116, 6340-6368中給出之定義應適用。
除非另外明確陳述,否則在所給通式中,以下術語具有以下含義:
「碳基」表示含有至少一個碳原子之單價或多價有機基團,其不含其他原子(諸如-C≡C-)或視情況含有一或多個其他原子,諸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge (例如羰基等)。「烴基」指代碳基,其另外含有一或多個H原子及視情況一或多個雜原子,諸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge。
碳基或烴基可為飽和或不飽和基團。不飽和基團例如為芳基、烯基或炔基。具有大於3個C原子之碳基或烴基可為直鏈、分支鏈及/或環狀且可含有螺鍵聯或縮合環。
較佳的碳基及烴基為具有1至40個、較佳1至25個、尤其較佳1至18個C原子的視情況經取代之烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基及烷氧基羰氧基;具有6至40個、較佳6至25個C原子的視情況經取代之芳基或芳基氧基;或具有6至40個、較佳6至25個C原子的視情況經取代之烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳基羰基、芳基氧基羰基、芳基羰氧基及芳氧基羰氧基。
更佳的碳基及烴基為C
1-C
40烷基、C
2-C
40烯基、C
2-C
40炔基、C
3-C
40烯丙基、C
4-C
40烷基二烯基、C
4-C
40聚烯基、C
6-C
40芳基、C
6-C
40烷基芳基、C
6-C
40芳基烷基、C
6-C
40烷基芳氧基、C
6-C
40芳基烷氧基、C
2-C
40雜芳基、C
4-C
40環烷基、C
4-C
40環烯基等。尤其較佳為C
1-C
22烷基、C
2-C
22烯基、C
2-C
22炔基、C
3-C
22烯丙基、C
4-C
22烷基二烯基、C
6-C
12芳基、C
6-C
20芳基烷基及C
2-C
20雜芳基。
更佳的碳基及烴基為具有1至40個、較佳1至25個C原子、更佳1至12個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基,其未經取代或經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且其中一或多個不相鄰CH
2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-C(R
x)=C(R
x)-、-C≡C-、-N(R
x)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換。
上文,R
x較佳表示H;鹵素;具有1至25個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基鏈,其中另外,一或多個不相鄰C原子可經-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-置換,且其中一或多個H原子可經氟置換;具有6至40個C原子的視情況經取代之芳基或芳基氧基;或具有2至40個C原子的視情況經取代之雜芳基或雜芳基氧基。
較佳之烷基為例如甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、二級丁基、三級丁基、2-甲基丁基、正戊基、二級戊基、正己基、2-乙基己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基、三氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。
較佳的烯基為例如乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、環戊烯基、己烯基、環己烯基、庚烯基、環庚烯基、辛烯基、環辛烯基等。
較佳炔基為例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、辛炔基等。
較佳的烷氧基為例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、二級丁氧基、三級丁氧基、2-甲基丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。
較佳的胺基為例如二甲胺基、甲胺基、甲基苯胺基、苯胺基等。
芳基及雜芳基可為單環或多環,亦即其可具有一個環(諸如苯基)或兩個或更多個環,其亦可稠合(諸如萘基)或共價連接(諸如聯苯),或含有稠合環及連接環之組合。雜芳基含有一或多個較佳選自O、N、S及Se之雜原子。
尤其較佳為具有6至25個C原子之單環、雙環或三環芳基及具有2至25個C原子之單環、雙環或三環雜芳基,其視情況含有稠合環且視情況經取代。此外,較佳為5員、6員或7員芳基及雜芳基,其中另外,一或多個CH基團可以使得O原子及/或S原子彼此不直接連接之方式經N、S或O置換。
較佳雜芳基為例如:5員環,諸如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、㗁唑、異㗁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-㗁二唑、1,2,4-㗁二唑、1,2,5-㗁二唑、1,3,4-㗁二唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑;6員環,諸如吡啶、嗒𠯤、嘧啶、吡𠯤、1,3,5-三𠯤、1,2,4-三𠯤、1,2,3-三𠯤、1,2,4,5-四𠯤、1,2,3,4-四𠯤、1,2,3,5-四𠯤;或縮合基團,諸如吲哚、異吲哚、吲哚𠯤、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘咪唑、菲咪唑、吡啶咪唑、吡𠯤咪唑、喹喏啉咪唑、苯并㗁唑、萘并㗁唑、蒽并㗁唑、菲并㗁唑、異㗁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、喋啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、苯并-7,8-喹啉、苯并異喹啉、吖啶、啡噻𠯤、啡㗁 𠯤、苯并嗒𠯤、苯并嘧啶、喹喏啉、吩𠯤、㖠啶、氮雜咔唑、苯并咔啉、啡啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩;或此等基團之組合。雜芳基亦可經烷基、烷氧基、硫烷基、氟、氟烷基或其他芳基或雜芳基取代。
(非芳族)脂環基及雜環基涵蓋飽和環(亦即僅含有單鍵之彼等環)及部分不飽和環(亦即亦可含有複鍵之彼等環)兩者。雜環含有一或多個較佳選自Si、O、N、S及Se之雜原子。
(非芳族)脂環基及雜環基可為單環,亦即僅含有一個環(諸如環己烷);或為多環,亦即含有複數個環(諸如十氫萘或二環辛烷)。尤其較佳為飽和基團。此外,較佳為具有3至25個C原子之單環、雙環或三環基團,其視情況含有稠合環且視情況經取代。此外,較佳為5員、6員、7員或8員碳環基團,其中另外,一或多個C原子可經Si置換,及/或一或多個CH基團可經N置換,及/或一或多個不相鄰CH
2基團可經-O-及/或-S-置換。
較佳脂環基及雜環基為例如5員基團,諸如環戊烷、四氫呋喃、四氫硫代呋喃、吡咯啶;6員基團,諸如環己烷、環己矽烷、環己烯、四氫哌喃、四氫硫代哌喃、1,3-二㗁烷、1,3-二噻烷、哌啶;7員基團,諸如環庚烷;及稠合基團,諸如四氫萘、十氫萘、茚烷、雙環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、雙環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-甲橋茚烷-2,5-二基。
芳基、雜芳基、(非芳族)脂環基及雜環基視情況具有一或多個較佳選自包含以下之群的取代基:矽基、磺酸基、磺醯基、甲醯基、胺、亞胺、腈、巰基、硝基、鹵素、C
1-12烷基、C
6-12芳基、C
1-12烷氧基、羥基或此等基團之組合。
較佳取代基為例如可溶性促進基團,諸如烷基或烷氧基;拉電子基團,諸如氟、硝基或腈;或用於增加聚合物之玻璃轉移溫度(Tg)之取代基,尤其為龐大基團,諸如三級丁基或視情況經取代之芳基。
較佳取代基(在下文亦被稱作「L」)為例如F、Cl、Br、I、-OH、-CN、-NO
2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R
x)
2、-C(=O)Y
x、-C(=O)R
x、-C(=O)OR
x、-N(R
x)
2,其中R
x具有上述含義,且上文之Y
x表示:鹵素;視情況經取代之矽基;具有4至40個、較佳4至20個環原子的視情況經取代之芳基或雜芳基;及具有1至25個C原子的直鏈或分支鏈烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一或多個H原子可視情況經F或Cl置換。
「經取代之矽基或芳基」較佳意謂經鹵素、-CN、R
y、-OR
y、-CO-R
y、-CO-O-R
y、-O-CO-R
y或-O-CO-O-R
y取代,其中R
y表示H、具有1至12個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基鏈。
在上文及下文顯示之化學式中,經取代之伸苯基環
較佳為
,
其中L在每次出現時相同或不同地具有上文及下文所給出含義中之一者,且較佳為F、Cl、CN、NO
2、CH
3、C
2H
5、C(CH
3)
3、CH(CH
3)
2、CH
2CH(CH
3)C
2H
5、OCH
3、OC
2H
5、COCH
3、COC
2H
5、COOCH
3、COOC
2H
5、CF
3、OCF
3、OCHF
2、OC
2F
5或P-Sp-,極佳為F、Cl、CN、CH
3、C
2H
5、OCH
3、COCH
3、OCF
3或P-Sp-,最佳為F、Cl、CH
3、OCH
3、COCH
3或OCF
3。
「鹵素」表示F、Cl、Br或I,較佳為F或Cl,更佳為F。
在本發明之含義內的術語「環雜烷基環」或「環雜烷基」表示意謂包含至少一個雜原子的非芳族單環或多環烷基環,且亦可被稱為雜環烷基環。
如在本發明之上下文中所用的術語「烷基芳基」與經由烷基連接的具有-烷基-芳基結構之基團有關。在此情形下,烷基及芳基兩者包括經取代之基團。關於術語「經取代」,參考以上註解。
如在本發明之上下文中所用的術語「烷基雜芳基」與經由烷基連接的具有-烷基-雜芳基結構之基團有關。在此情形下,烷基及雜芳基兩者包括經取代之基團。關於術語「經取代」,參考以上註解。
「可聚合基團」(P)較佳選自含有C=C雙鍵或C≡C參鍵之基團,及適用於開環聚合之基團,諸如氧雜環丁烷或環氧基團。
較佳地,可聚合基團(P)係選自由以下組成之群:CH
2=CW
1-COO-、CH
2=CW
1-CO-、
、CH
2=CW
2-(O)
k3-、CW
1=CH-CO-(O)
k3-、CW
1=CH-CO-NH-、CH
2=CW
1-CO-NH-、CH
3-CH=CH-O-、(CH
2=CH)
2CH-OCO-、(CH
2=CH-CH
2)
2CH-OCO-、(CH
2=CH)
2CH-O-、(CH
2=CH-CH
2)
2N-、(CH
2=CH-CH
2)
2N-CO-、CH
2=CW
1-CO-NH-、CH
2=CH-(COO)
k1-Phe-(O)
k2-、CH
2=CH-(CO)
k1-Phe-(O)
k2-、Phe-CH=CH-,
其中
W
1表示H、F、Cl、CN、CF
3、具有1至5個C原子之苯基或烷基,尤其H、F、Cl或CH
3,
W
2表示H或具有1至5個C原子之烷基,尤其H、甲基、乙基或正丙基,
W
3及W
4各自彼此獨立地表示H、Cl或具有1至5個C原子之烷基,Phe表示視情況經上文所定義但不同於P-Sp之一或多個基團L取代的1,4-伸苯基,較佳地,較佳取代基L為F、Cl、CN、NO
2、CH
3、C
2H
5、OCH
3、OC
2H
5、COCH
3、COC
2H
5、COOCH
3、COOC
2H
5、CF
3、OCF
3、OCHF
2、OC
2F
5以及苯基,且
k
1、k
2及k
3各自彼此獨立地表示0或1,k
3較佳表示1,且k
4為1至10之整數。
尤其較佳的可聚合基團P為CH
2=CH-COO-、CH
2=C(CH
3)-COO-、CH
2=CF-COO-、CH
2=CH-、CH
2=CH-O-、(CH
2=CH)
2CH-OCO-、(CH
2=CH)
2CH-O-、
及
,其中W
2表示H或具有1至5個C原子之烷基,尤其為H、甲基、乙基或正丙基。
更佳之可聚合基團(P)為乙烯基氧基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、氟丙烯酸酯、氯丙烯酸酯、氧雜環丁烷及環氧化物,最佳為丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯,尤其為丙烯酸酯。
較佳地,所有多反應性可聚合化合物及其子式均含有含兩個或更多個可聚合基團P (多反應性可聚合基團)之一或多個分支鏈基團,而非一或多個基團P-Sp-。
適合之此類型基團及含有該等基團之可聚合化合物描述於例如US 7,060,200 B1或US 2006/0172090 A1中。
尤其較佳為選自下式之多反應性可聚合基團:
-X-alkyl-CHP
x-CH
2-CH
2P
yI*a
-X-alkyl-C(CH
2P
x)(CH
2P
y)-CH
2P
zI*b
-X-alkyl-CHP
xCHP
y-CH
2P
zI*c
-X-alkyl-C(CH
2P
x)(CH
2P
y)-C
aaH
2aa+1I*d
-X-alkyl-CHP
x-CH
2P
yI*e
-X-alkyl-CHP
xP
yI*f
-X-alkyl-CP
xP
y-C
aaH
2aa+1I*g
-X-alkyl-C(CH
2P
v)(CH
2P
w)-CH
2OCH
2-C(CH
2P
x)(CH
2Py)CH
2P
zI*h
-X-alkyl-CH((CH
2)
aaP
x)((CH
2)
bbP
y) I*i
-X-alkyl-CHP
xCHP
y-C
aaH
2aa+1I*k
其中
alkyl 表示單鍵或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈伸烷基,其中一或多個不相鄰CH
2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經C(R
x)=C(R
x)、C≡C、N(R
x)、O、S、CO、COO、OCO、OCOO置換,且其中另外,一或多個H原子可經F、Cl或CN置換,其中R
x具有一種上文所提及之含義,
aa及
bb各自彼此獨立地表示0、1、2、3、4、5或6,
X 具有針對X'所指示之含義中之一者,且
P
v至P
z各自彼此獨立地具有上文針對P所指示之含義中之一者。
較佳的間隔基團Sp係選自式Sp'-X',使得基團「P-Sp-」符合式「P-Sp'-X'-」,其中
Sp' 表示具有1至20個、較佳1至12個C原子之伸烷基,其視情況經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代,且其中另外,一或多個不相鄰CH
2基團可以使得O及/或S原子彼此不直接連接之方式各自彼此獨立地經-O-、-S-、-NH-、-NR
xx-、-SiR
xxR
yy-、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR
xx-CO-O-、-O-CO-NR
0xx-、-NR
xx-CO-NR
yy-、-CH=CH-或-C≡C-置換,
X' 表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR
xx-、-NR
xx-CO-、-NR
xx-CO-NR
yy-、-OCH
2-、-CH
2O-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CF
2CF
2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR
xx-、-CY
xx=CY
xx-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵,
R
xx及R
yy各自彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基,且
Y
xx及Y
yy各自彼此獨立地表示H、F、Cl或CN。
X' 較佳為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR
xx-、-NR
xx-CO-、-NR
xx-CO-NR
yy-或單鍵。
典型的間隔基團Sp'為例如-(CH
2)
p1-、-(CH
2CH
2O)
q1-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-S-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-NH-CH
2CH
2-或-(SiR
xxR
yy-O)
p1-,其中p1為1至12之整數,q1為1至3之整數,且R
xx及R
yy具有上文所提及之含義。
尤其較佳的基團-X'-Sp'-為-(CH
2)
p1-、-O-(CH
2)
p1-、-OCO-(CH
2)
p1-、-OCOO-(CH
2)
p1-,其中p1為1至12之整數。
在各情況下,尤其較佳的基團Sp'為例如直鏈、亞甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基、伸戊基、伸己基、伸庚基、伸辛基、伸壬基、伸癸基、伸十一烷基、伸十二烷基、伸十八基、伸乙基氧基伸乙基、亞甲基氧基伸丁基、伸乙基硫基伸乙基、伸乙基-N-甲基亞胺基伸乙基、1-甲基伸烷基、伸乙烯基、伸丙烯基及伸丁烯基。
在本說明書之描述及申請專利範圍通篇中,詞語「包含(comprise)」及「含有(contain)」及該等詞語之變化形式,例如「包含(comprising)」及「包含(comprises)」意謂「包括但不限於」,且不意欲(且不)排除其他組分。另一方面,詞語「包含」亦涵蓋術語「由……組成」,但不限於此。
在本說明書之描述及申請專利範圍通篇中,詞語「可獲得的」及「獲得的」及該等詞語之變化形式意謂「包括但不限於」,且並不意欲(且不)排除其他組分。另一方面,詞語「可獲得的」亦涵蓋術語「獲得的」,但不限於此。
所有濃度均以重量百分比給出且係關於作為整體之各別混合物,所有溫度均以攝氏度給出且所有溫度差異均以不同度數給出。
本發明係關於一種光學組件,其包含偏振器、四分之一波片及結構化或圖案化的光反射聚合物膜。
在本發明之另一較佳實施例中,根據本發明之光學組件包含至少一個偏振器,該至少一個偏振器配置於四分之一波片之層的一側上。
較佳地,偏振器對應於線性偏振器。
較佳偏振器可為反射性或吸收性偏振器。
在本申請案之意義上的反射性偏振器反射具有一個偏振方向之光或一種類型的圓形偏振光,而對具有另一偏振方向之光或另一類型的圓形偏振光透明。
吸收性偏振器吸收具有一個偏振方向之光或一種類型的圓形偏振光,而對具有另一偏振方向之光或另一類型的圓形偏振光透明。反射或吸收通常無定量,意謂不會發生穿過偏振器之光的完全偏振。
出於本發明之目的,可採用吸收性及反射性偏振器兩者。較佳使用呈薄光學膜形式之偏振器。
可根據本發明使用之反射性偏振器的實例為DRPF (漫反射偏振器膜,3M)、DBEF (雙重亮度增強膜,3M)、DBR (層狀聚合物分佈式布拉格反射器(layered-polymer distributed Bragg reflector),如US 7,038,745及US 6,099,758中所描述)及APF (高級偏振器膜,3M)。
可用於根據本發明之光學組件中之吸收性偏振器的實例為Itos XP38偏振器膜及Nitto Denko GU-1220DUN偏振器膜。
適用於本申請案之光學組件的四分之一波片經設計成使得延遲相軸以如下方式配向:其使得藉由偏振器及四分之一波片透射之圓形偏振光在與結構化或圖案化光反射聚合物膜展現選擇性反射之圓形偏振光之方向相反的方向上旋轉。
適合的四分之一波片通常為專家已知的且較佳由一或多種光學各向異性聚合物膜製成,較佳由兩種或更多種光學各向異性聚合物膜製成,較佳可由可聚合液晶材料獲得。
在一較佳實施例中,四分之一波片包含至少一種其中可聚合液晶材料均一地垂直配向的光學聚合物膜,且至少一種為其中可聚合液晶材料均一地均勻配向的聚合物膜。
在較佳實施例中,適合的四分之一波片較佳由一或多種光學各向異性聚合物膜製成,較佳由兩種或更多種光學各向異性聚合物膜製成,較佳可由較佳具有光學負色散之可聚合液晶材料獲得。
在較佳實施例中,用於本發明之四分之一波片之光學聚合物膜中之一或多者的此類可聚合液晶材料包含一或多種式T化合物,
R
T1-(A
T1Z
T1)
m1-G
T1-(Z
T2-A
T2)
m2-R
T2T
其中
R
T1及R
T2各自且彼此獨立地表示H或具有1至20個碳原子之烴基,該基團可具有取代基,任何碳原子可經雜原子取代,且R
T1及R
T2中之至少一者表示P-Sp-,
P 表示可聚合基團
Sp 表示間隔基團,
A
T1及A
T2各自且獨立地且在每次出現時表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,3-二㗁烷-2,5-二基,其中此等基團可未經取代或可經一或多個取代基L取代,
L 在每次出現時各自且獨立地表示F、Cl、Br、I、五氟硫烷基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或具有1至20個碳原子、較佳1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且該烷基中之任何氫原子可經F取代,或L可表示由P-Sp-表示之基團,
Z
T1及Z
T2各自獨立地表示-O-、-S-、-OCH
2-、-CH
2O-、-CH
2CH
2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH
2CH
2-、-OCO-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-COO-、-CH
2CH
2-OCO-、-COO-CH
2-、-OCO-CH
2-、-CH
2-COO-、-CH
2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C=C-、單鍵或由-CR
01R
02O-或-OCR
01R
02-表示之基團,
R
01及R
02各自獨立地表示氫原子、F、Cl、Br、I或具有1至20個碳原子、較佳1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且該烷基中之任何氫原子可經F或Cl取代;
G
T1表示選自式M-1至M-8之基團,
其中此等基團可未經取代或經一或多個取代基L取代,
T
1表示選自下方式T
1-1及T
1-2之基團,
W
T1表示可經取代的具有1至40個碳原子、較佳1至20個碳原子之含有芳族基團及/或非芳族基團之基團,該芳族基團可為烴環或雜環,且該非芳族基團可為烴基或其中烴基中之任何碳原子經雜原子取代之基團(其限制條件為氧原子彼此不直接連接),
W
T2表示氫原子或具有1至20個碳原子、較佳1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-基團可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且烷基中之任何氫原子可經F取代,或W
T2可表示具有至少一個芳族基團的具有2至30個碳原子之基團,且該基團可未經取代或可經一或多個取代基L取代,或W
T2可表示P-Sp-基團,
Y 表示氫原子、F、Cl、Br、I、五氟硫烷基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或具有1至20個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且該烷基中之任何氫原子可經F取代,或Y可表示由P-Sp-表示之基團,
m1及m2 各自獨立地表示1至6之整數。
較佳地,用於四分之一波片之可聚合LC材料包含一種、兩種或更多種式T化合物,更佳一種式T化合物。
較佳地,式T化合物係選自如下化合物之群:其中R
T1及R
T2中之至少一者表示P-Sp-,且另一者R
T1或R
T2較佳表示氫原子、F、Cl、Br、I、五氟硫烷基、氰基、硝基、異氰基、硫代異氰基或具有1至20個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中該基團中之任何氫原子可經F取代,且一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-S-、-OCH
2-、-CH
2O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH
2CH
2-、-OCO-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-COO-、-CH
2CH
2-OCO-、-COO-CH
2-、-OCO-CH
2-、-CH
2-COO-、-CH
2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代;更佳表示氫原子、F、Cl或具有1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-COO-、-OCO-或-O-CO-O-取代;甚至更佳表示氫原子、F、Cl或具有1至8個碳原子之直鏈烷基或直鏈烷氧基;且尤其較佳表示具有1至8個碳原子之直鏈烷基或直鏈烷氧基。
在另一較佳實施例中,R
T1及R
T2兩者均表示P-Sp-。
在更佳實施例中,式T中之A
T1及A
T2在每次出現時各自獨立地較佳表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基或萘-2,6-二基,其可未經取代或可在每次出現時各自且獨立地經一或多個取代基L取代:
其中r表示0與4之間的整數,p及q各自且獨立地表示0與3之間的整數。
在更佳實施例中,式T中之A
T1及A
T2各自獨立地且在每次出現時表示選自下方式A-1至A-11之基團,
更佳表示選自式(A-1)至(A-8)之基團,且尤其較佳表示選自式(A-1)至(A-4)之基團。
在較佳實施例中,基團A
T1連接至與基團G
T1相鄰之基團Z
T1,且由A
T2表示之基團連接至與基團G
T1相鄰之基團Z
T2,A
T1及A
T2各自獨立地較佳表示1,4-伸環己基,其可未經取代或可經一或多個取代基L (A-III)取代,且更佳表示由式A-2表示之基團。
在另一較佳實施例中,且當存在複數個基團A
T1及A
T2時,由A
T1及A
T2表示之基團獨立地選自與G
T1相鄰的A
T1及A
T2,與G
T1不相鄰或相鄰的基團A
T1及A
T2可相同或不同,且各自獨立地較佳表示1,4-伸苯基或萘-2,6-二基,其可未經取代或可經一或多個取代基L取代,更佳表示選自式(A-1)及(A-3)至(A-11)之基團,更佳表示選自式(A-1)及(A-3)至(A-8)之基團,且尤其較佳表示選自式(A-1)、(A-3)及(A-4)之基團。
Z
T1及Z
T2在每次出現時各自獨立地表示-O-、-S-、-OCH
2-、-CH
2O-、-CH
2CH
2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH
2CH
2-、-OCO-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-COO-、-CH
2CH
2-OCO-、-COO-CH
2-、-OCO-CH
2-、-CH
2-COO-、-CH
2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C=C-、單鍵或由-CR
01R
02O-或-OCR
01R
02-表示之基團,其中R
01及R
02各自獨立地具有與式T中之R
01及R
02相同的含義。
若存在複數個Z
T1,則其可彼此不同或彼此相同,若存在複數個Z
T2,則其可彼此不同或彼此相同。
在另一較佳實施例中,且當存在複數個Z
T1及Z
T2時,較佳地,直接連接至式T中所含之G
T1基團的Z
T1及Z
T2中之至少一者表示單鍵,且Z
T1及Z
T2中之另一基團由-COO-、-OCO-、-CR
01R
02O-或-OCR
0-1R
02-表示,其中R
01及R
02各自獨立地具有與式T中之R
01及R
02相同的含義。
在另一較佳實施例中,直接連接至式T中所含之G
T1基團的Z
T1及Z
T2表示由-COO-、-OCO-、-CR
01R
02O-或-OCR
01R
02-表示之基團,其中R
01及R
02各自獨立地具有與式T中之R
01及R
02相同的含義。
此外,當存在複數個Z
T1及Z
T2時,除由-CR
01R
02O-或-OCR
01R
02-表示之基團以外的更佳基團各自獨立地較佳表示-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-、-OCO-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2CH
2-、-CF
2CF
2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH
2CH
2-、-OCO-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-COO-、-CH
2CH
2-OCO-、-CH=CH-、-CF=CF-、-C=C-、-C≡C-或單鍵,更佳表示-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-、-OCO-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2CH
2-、-COO-CH
2CH
2-、-OCO-CH
2CH
2-、-CH
2CH
2-COO-、-CH
2CH
2-OCO-、-CH=CH-、-C≡C-或單鍵,更佳表示-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-、-OCO-、-CF
2O-、-OCF
2-或單鍵,更佳表示-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-、-OCO-或單鍵,且尤其較佳表示-OCH
2-、-CH
2O-、-COO-或-OCO-。
在式T中,m1及m2各自獨立地表示1至6之整數,較佳地,m1 + m2表示1至6之整數。
更佳地,m1及m2各自獨立地表示1至3之整數,且尤其較佳地1或2之整數。較佳地,m1與m2彼此相同,然而同樣較佳地,m1與m2不同。
由如上文給出之式(M-1)至(M-8)表示之基團中之每一者較佳選自如下文給出之式(M-1-1)至(M-9-1)之基團:
其中T
1具有與上文所給出相同之含義,更佳為選自式(M-1-1)至(M-9-1)之基團,且尤其較佳為由式(M-1-1)、(M-2-1)或(M-9-1)表示之基團,且尤其為由式(M-1-1)或(M-2-1)表示之基團。
在式(T
1-1)或(T
1-2)中,較佳地,Y表示氫原子、F、Cl、硝基、氰基、具有1至20個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中該基團中之任何氫原子可經F取代,且一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-或由P-Sp-表示之基團取代;更佳地,Y表示氫原子或具有1至15個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中該基團中之任何氫原子可經F取代,且一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-COO-或-OCO-取代;更佳地,Y表示氫原子或具有1至10個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中該基團中之任何氫原子可經F取代;且尤其較佳地,Y表示氫原子或具有1至8個碳原子之直鏈烷基。
W
T1中所含之芳族基團較佳表示選自下方式(W-1)至(W-18)之基團,其中之每一者可未經取代或經一或多個取代基L取代:
其中,環結構可具有在其任何位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,可形成其中兩個或更多個選自此等基團之芳族基團藉由單鍵連接的基團,任何-CH=可各自獨立地經-N=取代,且-CH
2-可各自獨立地經-O-、-S-、-NR
T- (其中R
T表示氫原子或具有1至20個碳原子之烷基)、-CS-或-CO-取代,其限制條件為此等基團不含有-O-O-鍵。此外,此等基團可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代。
由式(W-1)表示之基團較佳表示選自下方式(W-1-1)至(W-1-8)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-2)表示之基團較佳表示選自下方式(W-2-1)至(W-2-8)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中此等基團具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵。
由式(W-3)表示之基團較佳表示選自下方式(W-3-1)至(W-3-6)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-4)表示之基團較佳表示選自下方式(W-4-1)至(W-4-9)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-5)表示之基團較佳為選自下方式(W-5-1)至(W-5-13)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-6)表示之基團較佳表示選自下方式(W-6-1)至(W-6-12)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-7)表示之基團較佳表示選自下方式(W-7-1)至(W-7-8)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-8)表示之基團較佳表示選自下方式(W-8-1)至(W-8-19)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-9)表示之基團較佳表示選自下方式(W-9-1)至(W-9-7)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵。
由式(W-10)表示之基團較佳表示選自下方式(W-10-1)至(W-10-16)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-11)表示之基團較佳表示選自下方式(W-11-1)至(W-11-10)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-12)表示之基團較佳表示選自下方式(W-12-1)至(W-12-4)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-13)表示之基團較佳表示選自下方式(W-13-1)至(W-13-10)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
由式(W-18)表示之基團較佳表示選自下方式(W-18-1)至(W-18-7)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代:
其中,此等基團可具有在任何可能位置處連至T
1-1或T
1-2之鍵,且R
T表示氫原子或具有1至8個碳原子之烷基。
W
T1中所含的含有碳環或雜環之基團
- 較佳表示選自式(W-1-1)、(W-1-2)、(W-1-3)、(W-1-4)、(W-1-5)、(W-1-6)、(W-2-1)、(W-6-9)、(W-6-11)、(W-6-12)、(W-7-2)、(W-7-3)、(W-7-4)、(W-7-6)、(W-7-7)、(W-7-8)、(W-9-1)、(W-12-1)、(W-12-2)、(W-12-3)、(W-12-4)、(W-13-7)、(W-13-9)、(W-13-10)、(W-14)及(W-18-6)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代,
- 更佳表示選自式(W-2-1)、(W-7-3)、(W-7-7)、(W-14)及(W-18-6)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代,
- 更佳表示選自式(W-7-3)、(W-7-7)、(W-14)及(W-18-6)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代,
- 再更佳表示由式(W-7-7)表示之基團,其可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代,且
- 尤其較佳表示由式(W-7-7-1)表示之基團,其可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代。
在式(T
1-1)或(T
1-2)中,參數W
T2- 較佳表示氫原子、具有1至20個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中該基團中之任何氫原子可經F取代,且一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-或由P-Sp-表示之基團取代,
- 更佳表示氫原子a具有1至20個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中該基團中之任何氫原子可經F取代,且一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-、-CO-、-COO-或-OCO-或由P-Sp-表示之基團取代,
- 甚至更佳表示氫原子或具有1至12個碳原子之直鏈烷基,其中一個-CH
2-或兩個或更多個不相鄰-CH
2-可各自獨立地經-O-或由P-Sp-表示之基團取代。此外,當W
T2表示具有2至30個碳原子之基團時,其具有至少一個可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代的芳族基團,
- 尤其表示選自式(W-1)至(W-18)之基團,其中之每一者可未經取代或可經一或多個前述取代基L取代。在此情況下,其更佳結構與上文相同。
G
T1、T
1-1或T
1-2及W
T1之較佳組合在下方式(G-11)至(G-22)中給出:
其中L
G、L
W在每次出現時各自且獨立地具有如上文針對L所給出之含義中之一者,Y及W
T2表示與上文所描述相同之含義,r表示0至5之整數,s表示0至4之整數,t表示0至3之整數,u表示0至2之整數,且v表示0或1。此外,此等基團可經組態成使得其左右反向。
由式T表示之較佳化合物較佳選自式(TA-1)至(TA-3)之化合物之群:
R
T1-A
T11-Z
T11-A
T12-Z
T12-G
T1-Z
T21-A
T21-Z
T22-A
T22-R
T2(TA-1)
R
T1-A
T11-Z
T11-A
T12-Z
T12-G
T1-Z
T21-A
T21-R
T2(TA-2)
R
T1-A
T11-Z
T11-G
T1-Z
T21-A
T21-R
T2(TA-3)
其中,
R
T1、R
T2及G
T1具有與式T中之彼等者相同之含義,
A
T11至A
T22具有與式T中之A
T1及A
T2相同之含義,
Z
T11至Z
T22具有與式T中之Z
T1及Z
T2相同之含義,
式(TA-1)至(TA-3)中之基團R
T1、R
T2、G
T1、A
T11至A
T22及Z
T11至Z
T22中之每一者的更佳形式與式T之彼等者相同。
特定實例及尤其較佳的式T化合物揭示於例如US 2015175564、WO 17079867 A1、WO16104317 A、US 2015277007 A1或WO 16171041 A1中,且特定言之包括:由US 2015175564 A1之式1至5表示之化合物;由WO 17/079867 A1之式(I-1)至(I-5)、(I-8)、(I-14)、(I-16)至(I-36)、(I-41)、(I-54)至(I-65)、(I-75)至(I-80)、(I-82)、(I-83)、(I-86)至(I-97)及(I-121)至(I-125)表示之化合物;由WO 16104317 A1之式(A12-16)至(A12-18)、(A14-1)至(A14-3)及(A141-1)至(A143-2)表示之化合物;由US 2015/0277007 A1之式(2-A)至(2-D)、(3-A)至(3-D)、(4-A)至(4-D)、(5-A)至(5-D)、(7-A)至(7-D)、(8-A)至(8-D)、(9-A)至(9-D)、(11-B)至(11-D)、(12-b)至(12-D)、(13-B)至(13-D)、(22-B)至(22-D)、(25-B)至(25-D)、(40-A)至(40-D)、(41-A)至(41-D)、(42-A)至(42-D)、(43-A)至(43-D)、(44-A)至(44-D)、(50-A)至(50-D)、(52-A)至(52-D)、(54-A)至(54-D)、(55-A)至(55-D)或(56-A)至(56-D)表示之化合物;由WO 16171041 A1之式(A)至(E)表示之化合物;或式T-1之化合物
其中m、n及i各自且獨立地表示1與8之間的整數。
可以與熟習此項技術者已知且描述於有機化學之標準著作(諸如Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Thieme-Verlag, Stuttgart)中之方法類似的方式來製備式(T)、(TA-1)至(TA-3)及其子式之化合物。較佳地,其以與WO 17/079867 A1中給出之揭示內容類似之方式或根據該揭示內容製備。
式T化合物在用於四分之一波片之可聚合液晶材料整體中之比例較佳在10重量%至99.9重量%之範圍內,更佳在20重量%至80重量%之範圍內,且甚至更佳在30重量%至60重量%之範圍內。
通常,式T化合物在用於四分之一波片之可聚合液晶材料整體中之比例較佳在10重量%至99.9重量%之範圍內,更佳在20重量%至80重量%之範圍內,且甚至更佳在30重量%至60重量%之範圍內。
在另一較佳實施例中,用於四分之一波片之可聚合液晶材料除了一或多種式T化合物以外另外包含一或多種式H化合物,或包含一或多種式H化合物代替一或多種式T化合物,
其中
U
1及U
2彼此獨立地選自
包括其鏡像,其中環U
1及環U
2經由軸向鍵各自鍵結至基團-(B)
q-,且此等環中之一個或兩個不相鄰CH
2基團視情況經O及/或S置換,且環U
1及U
2視情況經一或多個基團L取代,
Q
1及Q
2彼此獨立地為CH或SiH,
Q
3為C或Si,
B 在每次出現時彼此獨立地為-C≡C-、-CY
1=CY
2-或視情況經取代之芳族或雜芳族基團,
Y
1及Y
2彼此獨立地為H、F、Cl、CN或R
0,
q 為1至10之整數,較佳為1、2、3、4、5、6或7,
A
1至A
4在每次出現時彼此獨立地選自:非芳族、芳族或雜芳族碳環或雜環基,其視情況經一或多個基團R
5取代,且其中-(A
1-Z
1)
m-U
1-(Z
2-A
2)
n-及-(A
3-Z
3)
o-U
2-(Z
4-A
4)
p-中之每一者不含有比非芳族基團更多的芳族基團,且較佳不含有多於一個芳族基團,
Z
1至Z
4在每次出現時彼此獨立地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR
0-、-NR
0-CO-、-NR
0-CO-NR
0-、-OCH
2-、-CH
2O-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
3-、-(CH
2)
4-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CF
2CF
2-、-CH=CH-、-CY
1=CY
2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR
0-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR
0R
00或單鍵,
R
0及R
00彼此獨立地為H或具有1至12個C原子之烷基,
m及n 彼此獨立地為0、1、2、3或4,
o及p 彼此獨立地為0、1、2、3或4,
R
1至R
5彼此獨立地為選自以下之相同或不同基團:H、鹵素、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR
0R
00、-C(=O)X
0、-C(=O)R
0、-NH
2、-NR
0R
00、-SH、-SR
0、-SO
3H、-SO
2R
0、-OH、-NO
2、-CF
3、-SF
5、P-Sp-、視情況經取代之矽基,或碳基或視情況經取代且視情況包含一或多個雜原子的具有1至40個C原子之烴基;或表示P或P-Sp-;或經P或P-Sp-取代,其中該等化合物包含至少一個表示P或P-Sp-或經P或P-Sp-取代之基團R
1-5,
P 為可聚合基團,
Sp 為間隔基團或單鍵。
較佳地,形成式H中之橋聯基團B之亞基較佳選自具有120°或更大,較佳在180°範圍內的鍵結角度之基團。極佳為-C≡C-基團或以對位連接至其相鄰基團之二價芳族基團,例如1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、茚烷-2,6-二基或噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二基。
其他可能的亞基包括-CH=CH-、-CY
1=CY
2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-及-CH=CR
0-,其中Y
1、Y
2、R
0具有上文所給出之含義。
較佳地,橋聯基團或式H中之-(B)
q-包含一或多個選自由以下組成之群的基團:-C≡C-、視情況經取代之1,4-伸苯基及視情況經取代之9H-茀-2,7-二基。亞基或式I中之B較佳選自由以下組成之群:-C≡C-、視情況經取代之1,4-伸苯基及視情況經取代之9H-茀-2,7-二基,其中在茀基中,9位中之H原子視情況經碳基或烴基置換。
極佳地,橋聯基團或式I中之-(B)
q-係選自:-C≡C-、-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-、
其中r為0、1、2、3或4,且L具有如下文所描述之含義。
較佳地,式H中之芳族基團A
1至A
4可為單核,亦即僅具有一個芳族環(例如苯基或伸苯基);或多核,亦即具有兩個或更多個稠合環(例如萘基或伸萘基)。尤其較佳為亦可包含稠合環且視情況經取代之具有至多25個C原子之單環、雙環或三環芳族或雜芳族基團。
極佳為式H化合物,其中m及p為1且n及o為1或2。更佳為式I化合物,其中m及p為1或2且n及o為0。更佳為其中m、n、o及p為2之化合物。
在式H化合物中,連接液晶原基基團中之芳族與非芳族環狀基團之鍵聯基團或Z
1至Z
4較佳選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR
0-、-NR
0-CO-、-NR
0-CO-NR
0-、-OCH
2-、-CH
2O-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
3-、-(CH
2)
4-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CF
2CF
2-、-CH=CH-、-CY
1=CY
2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR
0-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR
0R
00或單鍵,極佳選自-COO-、-OCO-及單鍵。
R
0及R
00較佳選自H、具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基。
-CY
1=CY
2-較佳為-CH=CH-、-CF=CF-或-CH=C(CN)-。
R
1至R
5可為非對掌性或對掌性基團。舉例而言,尤其較佳對掌性基團為2-丁基(=1-甲基丙基)、2-甲基丁基、2-甲基戊基、3-甲基戊基、2-乙基己基、2-丙基戊基,尤其為2-甲基丁基、2-甲基丁氧基、2-甲基戊氧基、3-甲基戊氧基、2-乙基已氧基、1-甲基已氧基、2-辛氧基、2-氧雜-3-甲基丁基、3-氧雜-4-甲基戊基、4-甲基己基、2-己基、2-辛基、2-壬基、2-癸基、2-十二烷基、6-甲氧基辛氧基、6-甲基辛氧基、6-甲基辛醯氧基、5-甲基庚氧基羰基、2-甲基丁醯氧基、3-甲基戊醯氧基、4-甲基己醯氧基、2-氯丙醯氧基、2-氯-3-甲基丁醯氧基、2-氯-4-甲基戊醯氧基、2-氯-3-甲基戊醯氧基、2-甲基-3-氧雜戊基、2-甲基-3-氧雜己基、1-甲氧基丙基-2-氧基、1-乙氧基丙基-2-氧基、1-丙氧基丙基-2-氧基、1-丁氧基丙基-2-氧基、2-氟辛氧基、2-氟癸氧基、1,1,1-三氟-2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟甲基辛氧基。極佳為2-己基、2-辛基、2-辛氧基、1,1,1-三氟-2-己基、1,1,1-三氟-2-辛基及1,1,1-三氟-2-辛氧基。
較佳非對掌性分支鏈基團為異丙基、異丁基(=甲基丙基)、異戊基(=3-甲基丁基)、異丙氧基、2-甲基-丙氧基及3-甲基丁氧基。
在另一較佳實施例中,式H化合物包含經兩個或更多個可聚合基團P或P-Sp- (多官能性可聚合基團)取代之一或多個端基(如R
1至R
4)或取代基(如R
5)。
尤其較佳為以下子式之化合物:
其中Z具有上文所給出之Z
1之含義中之一者,R具有不同於P-Sp-的如上文所給出之R
1的含義中之一者,且P、Sp、L及r如上文所定義,且液晶原基基團中之苯環視情況經一或多個如上文所定義之基團L取代。
此外,較佳為如下可聚合液晶介質,其中式H化合物係選自由式H 25或H 26之化合物組成之群,特定言之,其中Z表示-COO-,r在每次出現時為0,且P、Sp如上文所定義。
此等較佳化合物中之P-Sp-較佳為P-Sp'-X',其中X'較佳為-O-、-COO-或-OCOO-。
式H化合物及其製備之適合方法揭示於例如WO 2008/119427 A1中。
通常,式H化合物在用於四分之一波片之可聚合液晶材料整體中之比例較佳在10重量%至99.9重量%之範圍內,更佳在20重量%至80重量%之範圍內,且甚至更佳在30重量%至60重量%之範圍內。
另外,可向用於四分之一波片之可聚合LC材料中添加可聚合化合物。此等化合物較佳為液晶原基或液晶。
更佳地,LC材料包含一或多種選自反應性液晶原基(RM)、最佳選自單反應性及雙反應性RM之額外化合物,其通常為熟習此項技術者已知的。
在另一較佳實施例中,用於四分之一波片的可聚合LC材料視情況包含一或多種選自由以下組成之群的添加劑:聚合引發劑、抗氧化劑、界面活性劑、穩定劑、催化劑、敏化劑、抑制劑、鏈轉移劑、共反應單體、反應性減黏劑、表面活性化合物、潤滑劑、濕潤劑、分散劑、疏水劑、黏著劑、流動改良劑、除氣劑或消泡劑、脫氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、助劑、著色劑、染料、顏料及/或奈米粒子。
通常,製備四分之一波片之方法至少包含以下步驟:
- 將如上文所描述之可聚合LC材料之層提供至基板上,
- 藉由光聚合使可聚合LC材料聚合,及
- 視情況自基板移除經聚合的LC材料,及/或視情況將其提供至另一基板上。
四分之一波片經設計成使得延遲相軸以如下方式配向:其使得藉由偏振器及四分之一波片透射之圓形偏振光在與光反射聚合物膜展現選擇性反射之圓形偏振光之方向相反的方向上旋轉。
光反射聚合物膜具有藉由在指定VIS波長範圍內反射或透射光來將入射光分離成兩個不同圓形偏振光分量之功能。
較佳地,光反射性聚合物膜對應於膽固醇型液晶聚合物膜。膽固醇型液晶聚合物膜基於螺旋分子結構展現獨特光學特性。更特定言之,此類聚合物膜取決於其螺旋旋轉方向而將平行於螺旋軸進入之入射光分離成對應於螺旋間距之波長下的兩個分量,在一個方向上旋轉之一個分量被反射且另一分量被透射。此被稱為選擇性反射。
膽固醇型液晶聚合物膜之選擇性反射中之中心波長λ
0及主要反射波長範圍λ
Δ分別由λ
0=
n
av.* p
及λ
Δ=
Δn * p給出,其中「p」為膽固醇型液晶聚合物膜之螺旋間距,且
n
av 及
Δn分別為構成膽固醇型液晶聚合物膜之液晶的平均折射率及雙折射率(差示折射率)。
本文中之雙折射率Δn由等式
Δn = n
e- n
o 定義,其中n
e為非尋常折射率且n
o為尋常折射率,且平均折射率n
av.由等式
n
av.= [(2 n
o 2+ n
e 2)/3]
1/2 給出。
可例如根據「Merck Liquid Crystals, Physical Properties of Liquid Crystals」, 1997年11月狀態,Merck KGaA, Germany,使用經修改之阿貝折射計(Abbe refractometer)來量測非尋常折射率n
e及尋常折射率n
o。
可獲得或獲得光學組件之圖案化或結構化膽固醇型聚合物膜的適合膽固醇型可聚合液晶材料為熟習此項技術者通常已知的,且描述於例如WO2016/184543 A1、US 6,514,578 B1、GB 2 388 599 B1、US 7,597,942 B1、US 2003-072893 A1及US 2006-0119783 A1中。
如上文所給出,膽固醇型液晶聚合物膜之選擇性反射中之中心波長λ
0及主要反射波長範圍λ
Δ分別由λ
0=
n
av.* p
及λ
Δ=
Δn * p給出,其中「p」為膽固醇型液晶聚合物膜之螺旋間距,且
n
av 及
Δn分別為構成膽固醇型液晶聚合物膜之液晶的平均折射率及雙折射率(差示折射率)。
由對掌性物質誘導之間距(p)與所用的對掌性材料之濃度(c)成第一近似反比。此關係之比例常數被稱為對掌性物質之螺旋扭轉力(HTP)且藉由以下等式
HTP ≡ 1 / (c*P0)定義,其中c為對掌性化合物之濃度。
因此,熟習此項技術者循例應選擇膽固醇型可聚合液晶材料中之所需對掌性化合物濃度,以便達成膽固醇型液晶聚合物膜之選擇性反射之所需中心波長λ
0或所需主要反射波長範圍λ
Δ。
在較佳實施例中,結構化或圖案化膽固醇型LC聚合物膜展現在VIS光範圍內、較佳在350 nm至500 nm範圍內且更佳在380至450 nm範圍內之選擇性反射波長。
根據本發明,膽固醇型LC聚合物膜及偏振器與四分之一波片之組合對具有相同旋向性之圓形偏振光透射。因此,光線由膽固醇型LC聚合物膜透射且能夠到達觀看者,其在通過偏振器與四分之一波片之組合後經線性偏振。
光反射聚合物膜之厚度較佳為0.5至10 μm,極佳為0.5至5 μm,尤其為0.5至3 μm。
在本申請案之意義上,結構化膽固醇型LC聚合物膜表示僅覆蓋光學組件之整個表面之部分的非連續膽固醇型LC聚合物膜,例如僅提供至光學組件之表面之不同區域上的非連續膽固醇型LC聚合物膜。
在結構化膽固醇型LC聚合物之情況下,較佳地,膽固醇型LC聚合物膜覆蓋光學組件之一個表面之整個區域的小於90%、更佳小於70%、極佳小於50%、甚至更佳小於30%、尤其小於20%、尤其小於15%。
在結構化膽固醇型LC聚合物之情況下,較佳地,膽固醇型LC聚合物膜覆蓋光學組件之一個表面之整個區域的大於3%、更佳大於5%、極佳大於7%、甚至更佳大於10%。
在較佳實施例中,結構化膽固醇型LC聚合物膜展現較佳在350 nm至500 nm之範圍內且更佳在380至450 nm之範圍內之VIS光的選擇性反射波長。
在本申請案之意義上,圖案化膽固醇型LC聚合物膜表示在聚合物膜之整個連續層中展現不同選擇性波長反射之不同區域的連續膽固醇型LC聚合物膜,該聚合物膜例如具有展現UV光之選擇性波長反射的區域及具有VIS光之選擇性波長反射的區域。
在圖案化膽固醇型LC聚合物之情況下,膽固醇型LC聚合物膜之整個區域的小於90%、更佳小於70%、極佳小於50%、甚至更佳小於30%、尤其小於20%、尤其小於15%展現VIS光之選擇性波長反射。
在圖案化膽固醇型LC聚合物之情況下,較佳地,膽固醇型LC聚合物膜之整個區域的大於3%、更佳大於5%、極佳大於7%、甚至更佳大於10%展現VIS光之選擇性波長反射。
在較佳實施例中,圖案化膽固醇型LC聚合物膜展現在350 nm至500 nm之範圍內且更佳在380至450 nm之範圍內之VIS光的選擇性反射波長。
在較佳實施例中,結構化膽固醇型LC聚合物膜較佳可藉由以下方式由提供於基板之不同區域上的膽固醇型可聚合LC材料獲得:將可聚合膽固醇型LC材料僅噴墨印刷在基板之部分上且隨後固化。
在另一較佳實施例中,結構化膽固醇型LC聚合物膜較佳可藉由溶劑洗滌製程由膽固醇型可聚合LC材料獲得,該溶劑洗滌製程較佳包含以下步驟:將膽固醇型可聚合LC材料之連續層提供至基板上;藉由透過光罩照射膽固醇型可聚合LC材料層來進行圖案化;及洗滌步驟,藉此藉助於適合之溶劑洗掉未固化材料。較佳方法詳細描述於Richard Harding、Iain Gardiner、Hyun-Jin Yoon、Tara Perrett、Owain Parri、Karl Skjonnemand, 「Reactive liquid crystal materials for optically anisotropic patterned retarders」, Proc. SPIE 7140, Lithography Asia 2008, 71402J (2008年12月4日)中。
在另一較佳實施例中,圖案化膽固醇型LC聚合物膜較佳可藉由熱製程由膽固醇型可聚合LC材料獲得,該熱製程包含以下步驟:將膽固醇型可聚合LC材料之連續層提供至基板上;藉由透過光罩固化膽固醇型可聚合LC材料層來進行圖案化;將層加熱至超過膽固醇型可聚合LC材料之清亮點;及固化呈各向同性相之剩餘未固化膽固醇型可聚合LC材料。較佳方法詳細描述於Richard Harding、Iain Gardiner、Hyun-Jin Yoon、Tara Perrett、Owain Parri、Karl Skjonnemand, 「Reactive liquid crystal materials for optically anisotropic patterned retarders」, Proc. SPIE 7140, Lithography Asia 2008, 71402J (2008年12月4日)中。
在另一較佳實施例中,圖案化膽固醇型LC聚合物膜較佳可藉由光異構化圖案化製程由包含可光異構化的可聚合液晶原基化合物(諸如如下文進一步描述之式CRMb化合物)之膽固醇型可聚合LC材料獲得,該光異構化圖案化製程包含以下步驟:將膽固醇型可聚合LC材料之連續層提供至基板上;使用光罩及能夠誘導膽固醇型可聚合LC材料之可光異構化化合物的光異構化同時不能夠固化可聚合化合物的第一UV照射來進行固化;用能夠誘導膽固醇型可聚合LC材料之聚合的第二UV照射來固化膽固醇型可聚合LC材料。較佳方法描述於J. Lub、W. P. M. Nijssen、R. T. Wegh、I. De Francisco、M. P. Ezquerro及B. Malo (2005) Photoisomerizable chiral compounds derived from isosorbide and cinnamic acid, Liquid Crystals, 32:8, 1031-1044中。
因此,本發明進一步係關於一種用於製造光學組件之製程,其至少包含以下步驟:在基板上提供膽固醇型可聚合LC材料之連續或不連續層;以及如上文及下文所描述固化該膽固醇型可聚合LC材料。
適合之基板材料及基板為專家已知的且描述於文獻中,例如用於光學膜行業之習知基板,諸如玻璃或塑膠。用於聚合之尤其適合及較佳基板為聚酯,諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)、三乙醯纖維素(TAC)或環烯烴聚合物(COP),尤其為三乙醯纖維素(TAC)、環烯烴聚合物(COP)、如上文及下文所描述之四分之一波片、通常已知的濾色器材料或甚至OLED之透明電極材料。
根據本發明之光學組件較佳具有以下層順序:
偏振器,其位於堆疊頂部,
四分之一波片,其包夾於偏振器與結構化或圖案化膽固醇型LC聚合物膜之間,及
結構化或圖案化膽固醇型LC聚合物膜,其位於底部。
在較佳實施例中,光學組件另外包含光學補償層,該光學補償層較佳在偏振器與結構化或圖案化膽固醇型聚合物膜或如下文所描述之用於光學組件的所利用發光裝置之間且鄰近於後者提供。
較佳地,光學補償層可由可聚合LC材料獲得。已知此類可聚合液晶材料在先前技術中用於製備具有均一定向之各向異性聚合物膜。此等膜通常藉由以下方法製備:將可聚合液晶混合物之薄層塗佈於基板上,使混合物配向成均一定向,且使混合物聚合。膜之定向可為平面的,亦即其中液晶分子實質上平行於層、垂直(與層成直角或垂直於該層)或傾斜定向,對應光學膜描述於例如EP 0 940 707 B1、EP 0 888 565 B1及GB 2 329 393 B1中。
較佳地,光學補償層充當光率體,其在平面內方向上不具有折射率分佈且在厚度方向上具有與平面內方向上的折射率不同的折射率。
此外,根據本發明之光學組件可包含阻擋特定波長之光的濾光器。根據本發明,亦可存在其他功能層,諸如UV濾光器、保護膜、熱絕緣膜或金屬氧化層。
本發明進一步係關於一種如上文及下文所描述之光學組件在電光學裝置中、較佳在OLED中之用途。特定言之,光學組件之結構化或圖案化膽固醇型LC聚合物膜在至少選擇性地定位於OLED之像素的發光區域中、較佳OLED之子像素的發光區域中、更佳OLED之藍色子像素的發光區域中時展現其功能。
本發明進一步係關於包含如上文及下文所描述之光學組件的電光學裝置,較佳OLED。
較佳為包含根據本發明之光學組件的OLED,其中至少50%、較佳至少60%、更佳至少70%、尤其至少80%且尤其至少90%之藍色子像素區域覆蓋有光反射聚合物膜。
較佳為包含根據本發明之光學組件的OLED,其中圖案化或結構化聚合物膜之主要反射峰及OLED之藍色子像素之主要發光峰兩者均在300 nm至400 nm之範圍內。較佳地,圖案化或結構化聚合物膜之主要反射峰及OLED之藍色子像素之主要發光峰相對於彼此在+/- 50 nm之範圍內,更佳相對於彼此在+/- 25 nm之範圍內,甚至更佳相對於彼此在+/- 10 nm之範圍內。
亦較佳的是,圖案化或結構化聚合物膜之主要反射峰位於相對於OLED之藍色子像素之主要發光峰+ 50 nm、較佳+ 25 nm且甚至更佳+10 nm之較長波長下。
用於圖案化或結構化膽固醇型聚合物膜之尤其較佳膽固醇型可聚合LC材料包含一或多種式A化合物,
P 為可聚合基團,
Sp 為間隔基團或單鍵,
R
11為較佳具有1至15個C原子之烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其視情況經氟化,
A 表示芳族或脂環族基團,其視情況含有一或多個選自N、O及S之雜原子,且視情況經L單取代或多取代,
L 為F、Cl、Br、I、-CN、-NO
2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR
xR
y、-C(=O)OR
x、-C(=O)R
x、-NR
xR
y、-OH、-SF
5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一或多個H原子視情況經F或Cl置換;較佳為F、-CN或具有1至6個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
R
00、R
000、R
x及R
y彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基,
Z
11及Z
12在多次出現之情況下彼此獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR
00-、-NR
00-CO-、-NR
00-CO-NR
000、-NR
00-CO-O-、-O-CO-NR
00-、-OCH
2-、-CH
2O-、-SCH
2-、-CH
2S-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CF
2S-、-SCF
2-、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
n1、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CF
2CF
2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR
00-、-CY
1=CY
2-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;較佳為-COO-、-OCO-或單鍵;更佳為-COO-或-OCO-,
Y
1及Y
2彼此獨立地表示H、F、Cl或CN,且
n1 為1至10之整數,較佳為1、2、3或4。
較佳的式A化合物為如下化合物,其中
表示選自以下群之基團:
a)由1,4-伸苯基及1,3-伸苯基組成之群,其中另外,一個或兩個CH基團可經N置換,且其中另外,一或多個H原子可經L置換,
b)選自由以下組成之群的基團:
,
其中另外,此等基團中之一或多個H原子可經L置換,且/或一或多個雙鍵可經單鍵置換,且/或一或多個CH基團可經N置換,
c)由反-1,4-伸環己基、1,4-伸環己烯基組成之群,其中另外,一或多個不相鄰CH
2基團可經-O-及/或-S-置換,且其中另外,一或多個H原子可經F置換,或
d)由四氫哌喃-2,5-二基、1,3-二㗁烷-2,5-二基、四氫呋喃-2,5-二基、環丁烷-1,3-二基、哌啶-1,4-二基、噻吩-2,5-二基及硒吩-2,5-二基組成之群,其中之每一者亦可經L單取代或多取代,且其中
L 在每次出現時相同或不同地表示-OH、-F、-Cl、-Br、-I、-CN、-NO
2、SF
5、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)N(R
z)
2、-C(=O)R
z、-N(R
z)
2、視情況經取代之矽基、具有6至20個C原子的視情況經取代之芳基,或具有1至25個C原子、較佳1至12個C原子、更佳1至6個C原子之直鏈或分支鏈或環狀烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中另外,一或多個H原子可經F或Cl置換。
更佳的式A化合物為如下化合物,其中
表示選自由1,4-伸苯基組成之群的基團,其中另外,一個或兩個CH基團可經N置換,且其中另外,一或多個H原子可經L置換,其中
L 在每次出現時相同或不同地表示-OH、-F、-Cl,或具有1至25個C原子、較佳1至12個C原子、更佳1至6個C原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中另外,一或多個H原子可經F或Cl置換。
在本發明之另一較佳實施例中,所利用之膽固醇型可聚合LC材料包含一或多種式B化合物代替一或多種式A化合物,或包含一或多種式B化合物與一或多種式A化合物之組合,
其中
P 彼此獨立地為可聚合基團,較佳具有下文針對P所給出之含義中之一者,且更佳為丙烯基、甲基丙烯基、氧雜環丁烷、3-乙基氧環丁烷、環氧基、乙烯基氧基或苯乙烯基,
Sp 為間隔基團或單鍵,較佳具有下文針對Sp'所給出之含義中之一者,
L
a在多次出現之情況下相同或不同地為F、Cl、CN、SCN、SF
5,或具有1至12個C原子的直鏈或分支鏈的視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中不同於烷基及烷氧基之該等基團含有至少2個C原子且分支鏈基團含有至少3個C原子),或具有1至5個C原子的視情況經鹵化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,
r 為0、1、2、3或4。
在另一較佳實施例中,式B化合物係選自由以下組成之群:式B2或B6之化合物,尤其式B2之化合物。
膽固醇型可聚合LC材料另外包含一或多種對掌性化合物。此等對掌性化合物可為非液晶原基化合物或液晶原基化合物。另外,此等對掌性化合物(不論液晶原基還是非液晶原基的)可為非反應性、單反應性或多反應性的。
較佳地,所用對掌性化合物各自單獨地或彼此組合地具有20 µm
-1或更大、較佳40 µm
-1或更大、更佳在60 µm
-1或更大之範圍內、最佳在80 µm
-1或更大至260 µm
-1之範圍內、尤其WO 98/00428中所揭示之彼等值的螺旋扭轉力之絕對值(
IHTP
total I)。
較佳地,非可聚合對掌性化合物係選自式C-I至C-III之化合物之群:
後者包括各別(S,S)對映異構體,
其中E及F各自獨立地為1,4-伸苯基或反-1,4-伸環己基,v為0或1,Z
0為-COO-、-OCO-、-CH
2CH
2-或單鍵,且R為具有1至12個C原子之烷基、烷氧基或烷醯基。
尤其較佳為包含一或多種對掌性化合物之膽固醇型可聚合LC材料,該一或多種對掌性化合物不必必須展示液晶相。
式C-II化合物及其合成描述於WO 98/00428中。尤其較佳為化合物CD-1,如下表D中所示。式C-III化合物及其合成描述於GB 2 328 207中。
此外,通常使用之對掌性化合物為(例如)市售之R/S-5011、CD-1、R/S-811及CB-15 (購自Merck KGaA, Darmstadt, Germany)。
上述對掌性化合物R/S-5011與CD-1以及式C-I、C-II及C-III之(其他)化合物展現極高螺旋扭轉力(HTP),且因此出於本發明之目的為特別適用的。
膽固醇型可聚合LC材料較佳包含1至5種、尤其1至3種、極佳1或2種對掌性化合物,該等化合物較佳選自上式C-II,尤其CD-1及/或式C-III及/或R-5011或S-5011,極佳地,對掌性化合物為R-5011、S-5011或CD-1。
較佳地,膽固醇型可聚合LC材料包含一或多種非反應性對掌性化合物及/或一或多種反應性對掌性化合物,其較佳選自單反應性及/或多反應性對掌性化合物。
適合的液晶原基反應性對掌性化合物較佳包含藉由直接鍵或經由連接基團而連接在一起的一或多種環元素,且其中此等環元素中之兩者視情況可直接地或經由連接基團來彼此連接,該連接基團可與所提及的連接基團相同或不同。該等環元素較佳選自四員環、五員環、六員環或七員環,較佳地五員環或六員環之群。
較佳的單反應性對掌性化合物係選自式CRMa至CRMc之化合物:
其中
P
0*表示可聚合基團P
Sp* 表示間隔基Sp
A
0及B
0在多次出現之情況下彼此獨立地為未經取代或經1、2、3或4個如上文所定義之基團L取代的1,4-伸苯基,或反-1,4-伸環己基,
X
1及X
2彼此獨立地為-O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-或單鍵,
Z
0*及Z
0在多次出現之情況下彼此獨立地為-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH
2-、-CH
2O-、-CF
2O-、-OCF
2-、-CH
2CH
2-、-(CH
2)
4-、-CF
2CH
2-、-CH
2CF
2-、-CF
2CF
2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵,
t 彼此獨立地為0、1、2或3,
a 為0、1或2,
b 為0或為1至12之整數,
z 為0或1,
且其中式CRMa中之萘環可另外經一或多個相同或不同的基團L取代,其中
L 彼此獨立地為F、Cl、CN,具有1至5個C原子之經鹵化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基。
式CRMa化合物較佳選自式CRMa-1之化合物之群。
其中X
2、A
0、B
0、Z
0*、P
0*及b具有式CRMa所給出之含義或上文及下文所給出之較佳含義中之一者,且(OCO)表示-O-CO-或單鍵。
較佳為式CRMb-1及CRMb-3之化合物,其另外且較佳選自式CRMb-1a、CRMb-1b及CRMb-3a、CRMb-6a之化合物之群:
其中X
2、Z
0*、P
0*及b具有式CRMa中給出之含義或上文及下文給出之較佳含義中之一者。較佳地,在式CRMb-1a及CRMb-1b之化合物中,Z
0表示OCOO、COO、OCO或單鍵。較佳地,在式CRMb-1a、CRMb-1b及CRMb-3a、CRMb-6a之化合物中,X
2表示O、OCOO、OCO、COO或單鍵,b表示3或6,且P
0*表示甲基丙烯酸或丙烯酸基團。
較佳的式CRMc-1化合物較佳選自式CRMc-1a及CRMc-1b之化合物之群:
其中X
2、Z
0*、P
0*及b具有式CRMa中給出之含義或上文及下文給出之較佳含義中之一者。較佳地,在式CRMc-1a及CRMc-1b之化合物中,Z
0表示OOCO、OCOO、COO、OCO或單鍵。較佳地,在式CRMc-1a及CRMc-1b之化合物中,X
2表示O、OOCO、OCOO、OCO、COO或單鍵。較佳為式CRMc-1a之化合物,其係選自以下化合物:
其中P
0*及b具有式CRMa中給出之含義或上文及下文給出之較佳含義中之一者。
尤其較佳為如下化合物CRMc-1aI,其中P
0*在每次出現時表示丙烯酸酯基且b在每次出現時表示3或6,且X
2在每次出現時表示O或單鍵。
按總混合物之重量計,液晶介質中對掌性化合物之量較佳為1%至20%,更佳為1%至15%,甚至更佳為1%至10%,且最佳為3%至7%。
另外,可向膽固醇型可聚合LC材料中添加其他可聚合化合物。此等化合物較佳為液晶原基或液晶。更佳地,LC材料包含一或多種選自反應性液晶原基(RM)、最佳選自單反應性及雙反應性RM之額外化合物,其通常為熟習此項技術者已知的。
在另一較佳實施例中,膽固醇型可聚合LC材料視情況包含一或多種選自由以下組成之群的添加劑:聚合引發劑、抗氧化劑、界面活性劑、穩定劑、催化劑、敏化劑、抑制劑、鏈轉移劑、共反應單體、反應性減黏劑、表面活性化合物、潤滑劑、濕潤劑、分散劑、疏水劑、黏著劑、流動改良劑、除氣劑或消泡劑、脫氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、助劑、著色劑、染料、顏料及/或奈米粒子。
在較佳實施例中,將膽固醇型可聚合LC材料溶解於適合的溶劑中,該溶劑較佳選自有機溶劑。
溶劑較佳選自酮,諸如丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮、甲基異丁基酮、2-戊酮、3-戊酮、環戊酮或環己酮;乙酸酯,諸如乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯或乙醯乙酸甲酯;醇,諸如甲醇、乙醇或異丙醇;芳族溶劑,諸如甲苯、苯甲醚、3-苯氧基甲苯、環己基苯、苯基萘或二甲苯;脂環烴,諸如環戊烷或環己烷;鹵化烴,諸如二氯甲烷或三氯甲烷;二醇或其酯,諸如PGMEA (丙二醇單甲醚乙酸酯)、γ-丁內酯、PGME (丙二醇甲醚)、EGBE (乙二醇丁醚)。亦有可能使用上文溶劑之二元、三元或更高混合物。特定言之,對於多層應用,甲基異丁基酮、3-戊酮、甲苯、苯甲醚或EGBE係較佳以摻合物形式或分開使用之溶劑系統。
在膽固醇型可聚合LC材料含有一或多種溶劑之情況下,溶劑中之所有固體(包括RM)之總濃度較佳為10%至60%,更佳20%至50%,尤其30%至45%。
本發明進一步係關於製備膽固醇型可聚合LC材料之方法,其包含將一或多種式A及/或B之化合物與一或多種對掌性化合物混合之步驟。
本發明亦係關於將膽固醇型可聚合LC材料轉化為膽固醇型聚合物膜之方法,其包含以下步驟
將如上文所描述之膽固醇型可聚合LC材料之層提供至基板上,
藉由光聚合使該膽固醇型可聚合LC材料聚合,及
視情況自該基板移除該聚合物膜,及/或視情況將其提供至另一基板上。
因此,本發明進一步係關於一種聚合物膜,其可由包含一或多種式A及/或B之化合物及一或多種對掌性化合物之膽固醇型可聚合LC材料獲得。
可例如藉由旋塗、印刷或其他已知技術將可聚合LC材料塗佈或印刷至基板上,且在聚合之前使溶劑蒸發掉。在大多數情況下,適於加熱混合物以有助於溶劑蒸發。
可藉由如旋塗、棒塗或刮塗之習知塗佈技術將可聚合LC材料塗覆至基板上。藉由為專家已知之習知印刷技術,如(例如)網板印刷、平版印刷、卷軸至卷軸印刷、印字機印刷、凹版印刷、輪轉式凹版印刷、彈性凸版印刷、凹紋印刷、移印、熱封印刷、噴墨印刷或藉助於印模或印刷板之印刷,其亦可塗覆於基板上。
適合之基板材料及基板為專家已知的且描述於文獻中,例如用於光學膜行業之習知基板,諸如玻璃或塑膠。用於聚合之尤其適合及較佳基板為聚酯,諸如聚對苯二甲酸乙二酯(PET)或聚萘二甲酸乙二酯(PEN)、聚乙烯醇(PVA)、聚碳酸酯(PC)、三乙醯纖維素(TAC)或環烯烴聚合物(COP),或通常已知的濾色器材料,尤其為三乙醯纖維素(TAC)、環烯烴聚合物(COP),或通常已知的濾色器材料,或甚至OLED之透明電極材料。
在較佳實施例中,可將可聚合LC材料塗覆至OLED之透明電極材料上或塗覆至如上文所描述之四分之一波片上。
可聚合LC材料較佳展現遍及整個層之均一配向。較佳地,可聚合LC材料展現均一平面配向或均一垂直配向。
Friedel-Creagh-Kmetz定律可用於藉由比較RM層之表面能量(γ
RM)與基板之表面能量(γ
s)來預測混合物是否將採用平面配向或垂直配向:
若γ
RM> γ
s,則反應性液晶原基化合物將呈現垂直配向,若γ
RM< γ
s,則反應性液晶原基化合物將呈現均勻配向。
不受理論束縛,當基板之表面能量相對低時,反應性液晶原基之間的分子間力比整個RM基板界面之力更強,且因此,反應性液晶原基垂直於基板配向(垂直配向)以便使分子間力最大化。
亦可藉由使用兩親媒性材料達成垂直配向;可直接將其添加至可聚合LC材料,或可用呈垂直配向層形式之此等材料處理基板。將兩親媒性材料之極性頭化學鍵結至基板,且烴尾點垂直於基板。兩親媒性材料與RM之間的分子間相互作用促進垂直配向。常用兩親媒性界面活性劑為上文所描述。
用於促進垂直配向之另一方法為將電暈放電處理應用至塑膠基板,從而在基板表面上產生醇官能基或酮官能基。此等極性基團可與存在於RM或界面活性劑中之極性基團相互作用以促進垂面配向。
當基板之表面張力大於RM之表面張力時,遍及界面之力佔優勢。若反應性液晶原基平行於基板配向,則界面能量降至最低,因此RM之長軸可與基板相互作用。可藉由用聚醯亞胺層塗佈基板且隨後用天鵝絨布料摩擦配向層來促進單向平面配向。
其他合適之平面配向層為此項技術中所已知,如例如藉由光配向製備之經摩擦聚醯亞胺或配向層,如US 5,602,661、US 5,389,698或US 6,717,644中所描述。
一般而言,例如藉由以下給出配向技術之綜述:I. Sage在「Thermotropic Liquid Crystals」中,由G. W. Gray編輯, John Wiley & Sons, 1987, 第75至77頁;以及T. Uchida及H. Seki在「Liquid Crystals-Applications and Uses第3卷」中,由B. Bahadur編輯, World Scientific Publishing, Singapore 1992, 第1至63頁。由J. Cognard, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, 增刊1 (1981), 第1-77頁給出配向材料及技術之進一步綜述。
為了製造根據本發明之聚合物膜,膽固醇型可聚合LC材料中之可聚合化合物係藉由原位光聚合而聚合或交聯(在一種化合物含有兩種或更多種可聚合基團之情況下)。
可在一個步驟中進行光聚合。亦有可能在第二步驟中使未在第一步驟中反應之化合物光聚合或交聯(「最終固化」)。
在較佳製備方法中,將可聚合的LC材料塗佈至基板上且隨後例如藉由暴露於光化輻射來光聚合,如例如WO 01/20394、GB 2,315,072或WO 98/04651中所描述。
LC材料之光聚合較佳藉由將其暴露於光化輻射來達成。光化輻射意謂用如UV光、IR光或可見光之光照射,用X-射線或γ射線照射,或用諸如離子或電子之高能粒子照射。較佳地,聚合係藉由光照射,特定言之用UV光進行。例如可使用單個UV燈或一組UV燈作為光化輻射之來源。當使用高的燈功率時,可減少固化時間。另一可能的光輻射來源為雷射,如(例如) UV雷射、IR雷射或可見光雷射。另一可能的光輻射來源為LED燈。
固化時間尤其視可聚合的LC材料之反應性、經塗佈層之厚度、聚合引發劑之類型及UV燈之功率而定。固化時間較佳≤ 5分鐘、極佳≤ 3分鐘、最佳≤ 1分鐘。對於大批量生產,≤ 30秒之短固化時間係較佳的。
適合之UV輻射功率較佳在5至200 mWcm
-2範圍內,更佳在50至175 mWcm
-2範圍內,且最佳在100至150 mWcm
-2範圍內。
結合所施加之UV輻射且作為時間之函數,適合之UV劑量較佳在25至7200 mJcm
-2範圍內,更佳在100至7200 mJcm
-2範圍內,且最佳在200至7200 mJcm
-2範圍內。
光聚合較佳在惰性氣體氛圍下、較佳在經加熱之氮氣氛圍中執行,而且在空氣中可能發生聚合。
光聚合較佳在1至70℃、更佳5至50℃、甚至更佳15至30℃之溫度下進行。
根據本發明之經聚合的LC膜對塑膠基板,特定言之對TAC、COP及濾色器具有良好黏著性。因此,其可用作對於後續LC層之黏著劑或底塗層,否則其將不會良好地黏附至基板上。
藉由特定參考較佳實施例在上文及下文描述本發明。應瞭解,可在不脫離本發明之精神及範疇之情況下於其中作出各種改變及修改。
上文及下文所提及之許多化合物或其混合物係市售的。如文獻中(例如在諸如Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry], Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart中之標準著作中)所描述,所有此等化合物為已知的或可藉由本身已知方法來製備,確切言之在已知及適用於該等反應之反應條件下製備。亦可在本文中使用本身已知但未在本文中提及之方法的變體。
應瞭解,可對本發明之前述實施例作出變化,但其仍在本發明之範疇內。除非另外說明,否則用於相同、等效或類似目的之替代性特徵可替換本說明書中所揭示之各特徵。因此,除非另外說明,否則所揭示之各特徵僅為等效或相似特徵之一般系列之一個實例。
本說明書中所揭示之全部特徵可以任何組合形式組合,但至少一些該等特徵及/或步驟會互斥的組合除外。特定言之,本發明之較佳特徵適用於本發明之所有態樣且可以任何組合形式使用。同樣地,以非基本組合形式而描述之特徵可分開分離地(不以組合形式)予以使用。
將瞭解,上文所描述,尤其較佳實施例之許多特徵自身為發明性的,且不僅僅作為本發明之實施例之一部分。除當前所主張之任何發明之外或替代當前所主張之任何發明,還可為此等特徵尋求獨立保護。
參考以下實施例,現將更詳細地描述本發明,該等實施例僅為說明性的且不限制本發明之範疇。
實例如下表中所指示製備以下膽固醇型可聚合LC混合物:
RMM-1 | |
化合物 | 量 %-w/w |
Irganox®1076 | 0.08 |
Tego Rad® 2500 | 0.05 |
Darocure®TPO | 1.00 |
8.00 | |
18.61 | |
72.26 | |
Irganox®1076可購自BASF, Germany | |
Tego Rad® 2500可購自TEGO, Germany | |
Darocure®TPO可購自BASF, Germany |
RMM-2 | |
化合物 | 量 %-w/w |
Irganox®1076 | 0.08 |
Tego Rad® 2500 | 0.05 |
Darocure®TPO | 1.00 |
8.00 | |
20.00 | |
56.35 | |
14.52 | |
Irganox®1076可購自BASF, Germany | |
Tego Rad® 2500可購自TEGO, Germany | |
Darocure®TPO可購自BASF, Germany |
RMM-3 | |
化合物 | 量 %-w/w |
Irganox®1076 | 0.08 |
Tego Rad® 2500 | 0.05 |
Darocure®TPO | 1.00 |
8.00 | |
20.00 | |
20.00 | |
40.45 | |
10.42 | |
Irganox®1076可購自BASF, Germany | |
Tego Rad® 2500可購自TEGO, Germany | |
Darocure®TPO可購自BASF, Germany |
RMM-4 | |
化合物 | 量 %-w/w |
Irganox®1076 | 0.08 |
Tego Rad® 2500 | 0.05 |
Darocure®TPO | 1.00 |
6.50 | |
20.00 | |
20.00 | |
41.95 | |
10.42 | |
Irganox®1076可購自BASF, Germany | |
Tego Rad® 2500可購自TEGO, Germany | |
Darocure®TPO可購自BASF, Germany |
RMM-5 | |
化合物 | 量 %-w/w |
Irganox®1076 | 0.08 |
Tego Twin®4200 | 0.50 |
Irgacure®907 | 5.00 |
3.92 | |
11.50 | |
38.00 | |
41.00 | |
Irganox®1076可購自BASF, Germany | |
TegoTwin® 4200可購自TEGO, Germany | |
Irgacure®907可購自BASF, Germany |
RMM-6 | |
化合物 | 量 %-w/w |
Irganox®1076 | 0.08 |
Tego Twin®4200 | 0.50 |
Irgacure®907 | 5.00 |
3.92 | |
11.50 | |
38.00 | |
41.00 | |
Irganox®1076可購自BASF, Germany | |
TegoTwin® 4200可購自TEGO, Germany | |
Irgacure®907可購自BASF, Germany | |
RMM-7 | |
化合物 | 量 %-w/w |
Tego Rad®2500 | 0.03 |
Irgacure®651 | 1.74 |
4.75 | |
32.5o | |
60.98 | |
TegoRad® 2500可購自TEGO, Germany | |
Irgacure®651可購自BASF, Germany |
將混合物RMM1、RMM2、RMM3、RMM5及RMM7在甲苯中溶解至40%固體,且將混合物RMM4及RMM6在環己酮:3-苯氧基甲苯(8:2)中溶解至40%固體。
實例 1此實例測試RMM1至RMM4之間的反射帶寬之改變。就本申請案而言,較小帶寬為有利的,以限制非所需環境光反射。因此,將RMM 1至RMM 4分別以1000 rpm旋塗在經摩擦之PI玻璃上,在90℃下退火60秒,接著在空氣氛圍中低功率UV照射不同時間以使對掌性物質光異構化(10mW cm
-2)。分別將膜在90℃下退火60秒,接著在N
2氛圍中高功率UV照射60秒以固化聚合物膜(50mW cm
-2)。
RMM | 膜 | 低功率UV 之前 | 低功率UV 時間 [ 秒] | 低功率UV 之後 | ||
中心λ [nm] | 帶寬 [nm] | 中心λ nm | 帶寬 [nm] | |||
1 | 1 | 381.8 | 52 | 2 | 443.9 | 63 |
2 | 2 | 393 | 49.7 | 1.7 | 449.1 | 57.4 |
3 | 3 | 395 | 43.4 | 0.8 | 451.3 | 51.8 |
RMM | 膜 | 低功率UV 之前 | 低功率UV 時間 [ 秒] | 低功率UV 之後 | ||
中心λ [nm] | 帶寬 [nm] | 中心λ nm | 帶寬 [nm] | |||
1 | 1 | 381.8 | 52 | 3 | 475.6 | 81.2 |
2 | 2 | 393 | 49.7 | 2.8 | 478.2 | 60.4 |
3 | 3 | 395 | 43.4 | 1.7 | 481 | 58.4 |
自此資料顯而易見,根據本發明之可聚合膽固醇型LC混合物有可能產生極窄帶寬的膽固醇型聚合物膜。
實例 2此實驗測試在簡化顯示器堆疊中藍色反射膽固醇型聚合物膜自該顯示器提取更多光之效應。因此,將RMM-5以1000 rpm旋塗在經摩擦之PI玻璃基板上,且在72℃下退火60秒。在N
2下在50mWcm
-2下使用Hoenle UVA Cube 2000燈使膜固化5秒。產生了藍色反射膽固醇型聚合物膜(膜4)且經由目視檢查確認。
在如下文所給出之三個不同堆疊中量測OLED之光強度,以測定藍色反射膽固醇型聚合物膜之效應。使用耦接至Olympus顯微鏡(5×物鏡)之Ocean Optics UV-2000光譜儀來量測光強度。使用標準實驗室電力供應器以4V驅動OLED。在此實驗中,OLED裝置為底部發光裝置。所用之圓形偏振器對應於行業標準圓形偏振器。
堆疊 | OLED | 膜 | 圓形偏振器 | 正規化之光強度 [%] | λ [nm] |
1 | 藍色 | - | - | 100 | 485 |
2 | 藍色 | - | + | 35 | 485 |
3 | 藍色 | 膜4 | + | 61 | 485 |
自此資料顯而易見,包括藍色反射膽固醇型聚合物膜可顯著增加底部發光OLED裝置中之藍色OLED之效率。
實例 3此實驗測試在簡化顯示器堆疊中由根據本申請案之可聚合膽固醇型LC混合物獲得的藍色反射膽固醇型聚合物膜自該顯示器提取更多光的效應。將RMM-7以1000 rpm旋塗在經摩擦之PI玻璃基板上,且在90℃下退火60秒。在N
2下在50mWcm
-2下使用Hoenle UVA Cube 2000燈使膜固化5秒。產生了藍色反射膽固醇型聚合物膜(膜2)且經由目視檢查確認。
在如下文所給出之三個不同堆疊中量測OLED之光強度,以測定藍色反射膽固醇型聚合物膜之效應。使用耦接至Olympus顯微鏡(5×物鏡)之Ocean Optics UV-2000光譜儀來量測光強度。使用標準實驗室電力供應器以4V驅動OLED。在此實驗中,OLED裝置為頂部發光裝置。所用之圓形偏振器對應於行業標準。
堆疊 | OLED | 膜 | 圓形偏振器 | 正規化之光強度 [%] | λ [nm] |
4 | 藍色 | - | - | 100 | 460 |
5 | 藍色 | - | + | 43 | 460 |
6 | 藍色 | 膜5 | + | 58 | 460 |
實例 4此實驗判定當使用CLC膜作為OLED顯示器堆疊之部分時反射率之增加是否可藉由減少可見光反射性CLC覆蓋之區域而減少。製備藍色CLC所覆蓋之區域不同的不同CLC膜。
膜 6 之 膜塗佈方法使用可光異構化的對掌性物質及經遮蔽之低劑量第一照射步驟對此膜進行圖案化。此可光異構化的對掌性物質取決於UV劑量而改變HTP。在初始低劑量UV射中膜之未遮蔽區域中,HTP改變,且CLC反射帶自UV轉變為藍色。此具有在單一均質膜內具有不可見光反射區域及可見光反射區域之作用。將RMM-1以1000 rpm旋塗在經摩擦之PI玻璃基板上,在90℃下退火60秒,且冷卻至室溫。使用來自OAI之Model 200遮罩對準器將膜在空氣氛圍中在1 mm條紋狀遮罩下方以30mWcm
-2固化2.5秒,再次在90℃下退火60秒,且隨後使用Honle UVA Cube 2000燈在N
2氛圍中在無遮罩的情況下以50mWcm
-2固化5秒。產生了條紋狀的藍色/透明膽固醇型聚合物膜(膜3 - 50%覆蓋度)且經由目視檢查確認。
膜 7 之 膜塗佈方法使用噴墨印刷方法對此膜進行圖案化。印刷圖案為320 µm × 135 µm矩形形狀,其單位區域之10%區域被CLC覆蓋。使用PiXDRO LP50印刷機將RMM-6以1000 dpi印刷在PI玻璃基板上,且在72℃下退火120秒。在N
2下在50mWcm
-2下使用Hoenle UVA Cube 2000燈使膜固化5秒。
產生了一系列小的藍色反射膽固醇型聚合物膜「像素」且經由目視檢查確認。
在以下不同堆疊中量測OLED之反射率以判定藍色CLC之不利效應以及此不利效應是否由於圖案化而減小。使用耦接至Olympus顯微鏡(5×物鏡)之Ocean Optics UV-2000光譜儀來量測光強度。自顯微鏡反射光源產生光。基線如下:100%;OLED基板(不發光之OLED),0%;靠近偵測器之光閥
堆疊 | 膜 | CLC Coverage [%] | 圓形偏振器 | 正規化之 OLED 反射率 [%] | l [nm] |
1 | - | 0 | - | 100 | 475 |
2 | - | 0 | + | 7.0 | 475 |
3 | 膜4 | 100 | + | 25.4 | 475 |
7 | 膜6 | 50 | + | 20.5 | 475 |
8 | 膜7 | 10 | + | 7.5 | 475 |
自此資料顯而易見,減少由藍色反射性CLC覆蓋之區域會減少環境光反射。藍色CLC覆蓋之區域愈少,反射率愈接近堆疊2值。
實例 5此實驗測試在簡化顯示器堆疊中藍色CLC自該顯示器提取更多光之效應。
因此,將RMM-3以1000 rpm旋塗在經摩擦之PI玻璃基板上且在90℃下退火60秒,接著在空氣氛圍中低功率UV照射1.7秒以使對掌性物質光異構化(10mW cm
-2)。將膜在90℃下退火60秒,且隨後在N
2氛圍中用高功率UV照射60秒以固化CLC膜(50mW cm
-2),在低功率UV步驟之前產生UV反射性膽固醇型膜且在低功率UV步驟之後產生藍色反射性膽固醇型膜,經由目視檢查進行確認。
在三個不同堆疊中量測OLED之光強度以判定藍色CLC之效應。使用耦接至Olympus顯微鏡(5×物鏡)之Ocean Optics UV-2000光譜儀來量測光強度。使用標準實驗室電力供應器以4V驅動OLED。在此情況下,OLED裝置為底部發光裝置。
堆疊 | 膜 | CLC 覆蓋度 [%] | 圓形偏振器 | 正規化之 OLED 反射率 [%] | l [nm] |
1 | - | 0 | - | 100 | 490 |
2 | - | 0 | + | 34.5 | 490 |
9 | 膜8 | 100 | + | 62.1 | 490 |
自此資料顯而易見,包括藍色CLC可顯著增加藍色OLED在底部發光OLED裝置中之效率。
實例 6此實驗測試在簡化顯示器堆疊中藍色CLC自該顯示器提取更多光之效應。因此,將RMM-3以1000 rpm旋塗在經摩擦之PI玻璃基板上,在90℃下退火60秒,且在空氣氛圍中用低功率UV照射0.8秒以使對掌性物質光異構化(10mW cm
-2),接著在90℃下退火60秒,且隨後在N
2氛圍中用高功率UV照射60秒以固化CLC膜(50mW cm
-2)。
在低功率UV步驟之後產生UV膽固醇型膜且在低功率UV步驟之後產生藍色膽固醇型膜,經由目視檢查進行確認。
在三個不同堆疊中量測OLED之光強度以判定藍色CLC之效應。使用耦接至Olympus顯微鏡(5×物鏡)之Ocean Optics UV-2000光譜儀來量測光強度。使用標準實驗室電力供應器以4V驅動OLED。在此情況下,OLED裝置為頂部發光裝置。
堆疊 | 膜 | CLC 覆蓋度 [%] | 圓形偏振器 | 正規化之 OLED 反射率 [%] | λ [nm] |
4 | - | 0 | - | 100 | 460 |
5 | - | 0 | + | 42.9 | 460 |
10 | 膜9 | 100 | + | 58.5 | 460 |
實驗 7
此實驗判定當使用CLC膜作為OLED顯示器堆疊之部分時反射率之增加是否可藉由減少可見光反射性CLC覆蓋之區域而減少。製備藍色CLC所覆蓋之區域不同的不同CLC膜。
膜 10 之 膜塗佈方法使用可光異構化的對掌性物質及經遮蔽之低劑量第一照射步驟對此膜進行圖案化。此可光異構化的對掌性物質取決於UV劑量而改變HTP。在初始低劑量UV射中膜之未遮蔽區域中,HTP改變,且CLC反射帶自UV轉變為藍色。此具有在單一均質膜內具有不可見光反射區域及可見光反射區域之作用。將RMM-3以1000 rpm旋塗在經摩擦之PI玻璃基板上,在90℃下退火60秒,且冷卻至室溫。使用來自OAI之Model 200遮罩對準器將膜在空氣氛圍中在1 mm條紋狀遮罩下方以10mWcm
-2固化1.7秒,再次在90℃下退火60秒,且隨後使用Honle UVA Cube 2000燈在N
2氛圍中在無遮罩的情況下以50mWcm
-2固化5秒。產生了條紋狀的藍色/透明膽固醇型聚合物膜(膜3 - 50%覆蓋度)且經由目視檢查確認。
膜 11 之 膜塗佈方法使用噴墨印刷方法對此膜進行圖案化。印刷圖案為320 µm × 135 µm矩形形狀,其單位區域之10%區域被CLC覆蓋。使用PiXDRO LP50印刷機將RMM-4以1000 dpi印刷在PI玻璃基板上,且在72℃下退火120秒。在N
2下在50mWcm
-2下使用Hoenle UVA Cube 2000燈使膜固化5秒。
產生了一系列小的藍色反射膽固醇型聚合物膜「像素」且經由目視檢查確認。
在以下不同堆疊中量測OLED之反射率以判定藍色CLC之不利效應以及此不利效應是否由於圖案化而減小。使用耦接至Olympus顯微鏡(5×物鏡)之Ocean Optics UV-2000光譜儀來量測光強度。自顯微鏡反射光源產生光。基線如下:100%;OLED基板(不發光之OLED),0%;靠近偵測器之光閥
堆疊 | 膜 | CLC 覆蓋度 [%] | 圓形偏振器 | 正規化之 OLED 反射率 [%] | l [nm] |
1 | - | 0 | - | 100 | 475 |
2 | - | 0 | + | 7.0 | 475 |
10 | 膜9 | 100 | + | 58.2 | 475 |
11 | 膜10 | 50 | + | 20.5 | 475 |
12 | 膜11 | 10 | + | 7.5 | 475 |
自此資料顯而易見,減少由藍色反射性CLC覆蓋之區域會減少環境光反射。藍色CLC覆蓋之區域愈少,反射率愈接近堆疊2值。
Claims (24)
- 一種光學組件,其包含線性偏振器、四分之一波片及圖案化或結構化的光反射聚合物膜。
- 如請求項1之光學組件,其包含反射性或吸收性線性偏振器。
- 如請求項1或2之光學組件,其包含獲自或可獲自一或多種可聚合液晶材料之四分之一波片,該一或多種可聚合液晶材料包含一或多種式T化合物, R T1-(A T1Z T1) m1-G T1-(Z T2-A T2) m2-R T2T 其中 R T1及R T2各自且彼此獨立地表示H或具有1至20個碳原子之烴基,該基團可具有取代基,任何碳原子可經雜原子取代,且R T1及R T2中之至少一者表示P-Sp-, P 表示可聚合基團 Sp 表示間隔基團, A T1及A T2各自且獨立地且在每次出現時表示1,4-伸苯基、1,4-伸環己基、吡啶-2,5-二基、嘧啶-2,5-二基、萘-2,6-二基、萘-1,4-二基、四氫萘-2,6-二基、十氫萘-2,6-二基或1,3-二㗁烷-2,5-二基,其中此等基團可未經取代或可經一或多個取代基L取代, L 在每次出現時各自且獨立地表示F、Cl、Br、I、五氟硫烷基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或具有1至20個碳原子、較佳1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH 2-或兩個或更多個不相鄰-CH 2-可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且該烷基中之任何氫原子可經F取代,或L可表示由P-Sp-表示之基團, Z T1及Z T2各自獨立地表示-O-、-S-、-OCH 2-、-CH 2O-、-CH 2CH 2-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-OCO-NH-、-NH-COO-、-NH-CO-NH-、-NH-O-、-O-NH-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-COO-CH 2CH 2-、-OCO-CH 2CH 2-、-CH 2CH 2-COO-、-CH 2CH 2-OCO-、-COO-CH 2-、-OCO-CH 2-、-CH 2-COO-、-CH 2-OCO-、-CH=CH-、-N=N-、-CH=N-、-N=CH-、-CH=N-N=CH-、-CF=CF-、-C=C-、單鍵或由-CR 01R 02O-或-OCR 01R 02-表示之基團, R 01及R 02各自獨立地表示氫原子、F、Cl、Br、I或具有1至20個碳原子、較佳1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH 2-或兩個或更多個不相鄰-CH 2-可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且該烷基中之任何氫原子可經F或Cl取代; G T1表示選自式M-1至M-9之基團, 其中此等基團可未經取代或經一或多個取代基L取代, T 1表示選自下方式T 1-1及T 1-2之基團, W T1表示可經取代的具有1至40個碳原子、較佳1至20個碳原子之含有芳族基團及/或非芳族基團之基團,該芳族基團可為烴環或雜環,且該非芳族基團可為烴基或其中烴基中之任何碳原子經雜原子取代之基團(其限制條件為氧原子彼此不直接連接), W T2表示氫原子或具有1至20個碳原子、較佳1至12個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH 2-或兩個或更多個不相鄰-CH 2-基團可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且烷基中之任何氫原子可經F取代,或W T2可表示具有至少一個芳族基團的具有2至30個碳原子之基團,且該基團可不經取代或可經一或多個取代基L取代,或W T2可表示P-Sp-基團, Y 表示氫原子、F、Cl、Br、I、五氟硫烷基、硝基、氰基、異氰基、胺基、羥基、巰基、甲胺基、二甲胺基、二乙胺基、二異丙胺基、三甲基矽基、二甲基矽基、硫代異氰基或具有1至20個碳原子之直鏈或分支鏈烷基,其中一個-CH 2-或兩個或更多個不相鄰-CH 2-可各自獨立地經-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-CO-S-、-S-CO-、-O-CO-O-、-CO-NH-、-NH-CO-、-CH=CH-COO-、-CH=CH-OCO-、-COO-CH=CH-、-OCO-CH=CH-、-CH=CH-、-CF=CF-或-C=C-取代,且該烷基中之任何氫原子可經F取代,或Y可表示由P-Sp-表示之基團, m1及m2 各自獨立地表示1至6之整數, 及/或 一或多種式I化合物, 其中 U 1及U 2彼此獨立地選自 包括其鏡像,其中環U 1及環U 2各自經由軸向鍵鍵結至基團-(B) q-,且此等環中之一個或兩個不相鄰CH 2基團視情況經O及/或S置換,且環U 1及U 2視情況經一或多個基團L取代, Q 1及Q 2彼此獨立地為CH或SiH, Q 3為C或Si, B 在每次出現時彼此獨立地為-C≡C-、-CY 1=CY 2-或視情況經取代之芳族或雜芳族基團, Y 1及Y 2彼此獨立地為H、F、Cl、CN或R 0, q 為1至10之整數,較佳為1、2、3、4、5、6或7, A 1至A 4在每次出現時彼此獨立地選自:非芳族、芳族或雜芳族碳環或雜環基,其視情況經一或多個基團R 5取代,且其中-(A 1-Z 1) m-U 1-(Z 2-A 2) n-及-(A 3-Z 3) o-U 2-(Z 4-A 4) p-中之每一者不含有比非芳族基團更多的芳族基團,且較佳不含有多於一個芳族基團, Z 1至Z 4在每次出現時彼此獨立地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR 0-、-NR 0-CO-、-NR 0-CO-NR 0-、-OCH 2-、-CH 2O-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 3-、-(CH 2) 4-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CF 2CF 2-、-CH=CH-、-CY 1=CY 2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR 0-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR 0R 00或單鍵, R 0及R 00彼此獨立地為H或具有1至12個C原子之烷基, m及n 彼此獨立地為0、1、2、3或4, o及p 彼此獨立地為0、1、2、3或4, R 1至R 5彼此獨立地為選自以下之相同或不同基團:H、鹵素、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR 0R 00、-C(=O)X 0、-C(=O)R 0、-NH 2、-NR 0R 00、-SH、-SR 0、-SO 3H、-SO 2R 0、-OH、-NO 2、-CF 3、-SF 5、P-Sp-、視情況經取代之矽基,或碳基或視情況經取代且視情況包含一或多個雜原子的具有1至40個C原子之烴基;或表示P或P-Sp-;或經P或P-Sp-取代,其中該等化合物包含至少一個表示P或P-Sp-或經P或P-Sp-取代之基團R 1-5, P 為可聚合基團, Sp 為間隔基團或單鍵。
- 如請求項1至3中一或多項之光學組件,其中該四分之一波片經設計成使得延遲相軸以如下方式配向:其使得藉由該偏振器及四分之一波片透射之圓形偏振光在與該光反射聚合物膜展現選擇性反射之圓形偏振光之方向相反的方向上旋轉。
- 如請求項1至4中一或多項之光學組件,其中該光反射聚合物膜對應於膽固醇型液晶聚合物。
- 如請求項1至5中一或多項之光學組件,其包含結構化膽固醇型LC聚合物膜,其中非連續膽固醇型LC聚合物膜僅覆蓋該光學組件之整個表面之部分。
- 如請求項1至6中一或多項之光學組件,其中該膽固醇型LC聚合物膜覆蓋該光學組件之一個表面之整個區域的小於90%。
- 如請求項1至7中一或多項之光學組件,其中該膽固醇型LC聚合物膜覆蓋該光學組件之一個表面之整個區域的大於3%。
- 如請求項1至8中一或多項之光學組件,其中該結構化膽固醇型LC聚合物膜展現在350 nm至500 nm之範圍內之VIS光的選擇性反射波長。
- 如請求項1至5中一或多項之光學組件,其包含圖案化膽固醇型LC聚合物膜,其中連續膽固醇型LC聚合物膜在該膽固醇型LC聚合物膜之整個該連續層中展現不同選擇性波長反射之不同區域。
- 如請求項1至5及10中一或多項之光學組件,其中該光反射聚合物膜用於展現具有UV光之選擇性波長反射的區域及具有VIS光之選擇性波長反射的區域。
- 如請求項1至5及10或11中一或多項之光學組件,其中該膽固醇型LC聚合物膜之整個區域之小於90%展現VIS光之選擇性波長反射。
- 如請求項1至5中一或多項及/或請求項10至12中一或多項之光學組件,其中該膽固醇型LC聚合物膜之整個區域之大於3%展現VIS光之選擇性波長反射。
- 如請求項1至5中一或多項及/或請求項10至13中一或多項之光學組件,其中該圖案化膽固醇型LC聚合物膜展現在350 nm至500 nm之範圍內之VIS光的選擇性反射波長。
- 如請求項1至14中一或多項之光學組件,其另外包含光學補償層。
- 一種如請求項1至15中一或多項之光學組件之用途,其係用於電光學裝置中。
- 一種電光學裝置,其包含如請求項1至15中一或多項之光學組件。
- 一種膽固醇型可聚合LC材料,其包含一或多種式A化合物, P 為可聚合基團, Sp 為間隔基團或單鍵, R 11為較佳具有1至15個C原子之烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其視情況經氟化, A 表示芳族或脂環族基團,其視情況含有一或多個選自N、O及S之雜原子,且視情況經L單取代或多取代, L 為F、Cl、Br、I、-CN、-NO 2、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR xR y、-C(=O)OR x、-C(=O)R x、-NR xR y、-OH、-SF 5或具有1至12個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基,其中一或多個H原子視情況經F或Cl置換;較佳為F、-CN或具有1至6個C原子之直鏈或分支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基, R 00、R 000、R x及R y彼此獨立地表示H或具有1至12個C原子之烷基, Z 11及Z 12在多次出現之情況下彼此獨立地表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR 00-、-NR 00-CO-、-NR 00-CO-NR 000、-NR 00-CO-O-、-O-CO-NR 00-、-OCH 2-、-CH 2O-、-SCH 2-、-CH 2S-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CF 2S-、-SCF 2-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) n1、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CF 2CF 2-、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR 00-、-CY 1=CY 2-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵;較佳為-COO-、-OCO-或單鍵;更佳為-COO-或-OCO-, Y 1及Y 2彼此獨立地表示H、F、Cl或CN,且 n1 為1至10之整數,較佳為1、2、3或4, 及/或 一或多種式B化合物, 其中 P 彼此獨立地為可聚合基團,較佳具有下文針對P所給出之含義中之一者,且更佳為丙烯基、甲基丙烯基、氧雜環丁烷、3-乙基氧雜環丁烷、環氧基、乙烯基氧基或苯乙烯基, Sp 為間隔基團或單鍵,較佳具有下文針對Sp'所給出之含義中之一者, L a在多次出現之情況下相同或不同地為F、Cl、CN、SCN、SF 5,或具有1至12個C原子的直鏈或分支鏈的視情況經單氟化或多氟化之烷基、烷氧基、烯基、炔基、烷基羰基、烷氧基羰基或烷基羰氧基或烷氧基羰氧基(其中不同於烷基及烷氧基之該等基團含有至少2個C原子且分支鏈基團含有至少3個C原子),或具有1至5個C原子的視情況經鹵化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基, r 為0、1、2、3或4。
- 如請求項18之膽固醇型可聚合LC材料,其包含一或多種選自式CRMa至CRMc之化合物的單反應性對掌性化合物: 其中 P 0*表示可聚合基團P Sp* 表示間隔基Sp A 0及B 0在多次出現之情況下彼此獨立地為未經取代或經1、2、3或4個如上文所定義之基團L取代的1,4-伸苯基,或反-1,4-伸環己基, X 1及X 2彼此獨立地為-O-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-或單鍵, Z 0*及Z 0在多次出現之情況下彼此獨立地為-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-OCH 2-、-CH 2O-、-CF 2O-、-OCF 2-、-CH 2CH 2-、-(CH 2) 4-、-CF 2CH 2-、-CH 2CF 2-、-CF 2CF 2-、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵, t 彼此獨立地為0、1、2或3, a 為0、1或2, b 為0或為1至12之整數, z 為0或1, 且其中式CRMa中之萘環可另外經一或多個相同或不同的基團L取代,其中 L 彼此獨立地為F、Cl、CN,具有1至5個C原子之經鹵化之烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷氧基羰氧基。
- 一種用於製備如請求項18或19之膽固醇型可聚合LC材料之方法,其包含將一或多種式A及/或B之化合物與一或多種對掌性化合物混合之步驟。
- 一種用於將如請求項18或19之膽固醇型可聚合LC材料轉化為膽固醇型聚合物膜之方法,其包含以下步驟 將如上文所描述之膽固醇型可聚合LC材料之層提供至基板上, 藉由光聚合使該膽固醇型可聚合LC材料聚合,及 視情況自該基板移除該聚合物膜,及/或視情況將其提供至另一基板上。
- 一種聚合物膜,其可獲自如請求項18或19之膽固醇型可聚合LC材料。
- 一種如請求項22之聚合物膜及/或如請求項18或19之膽固醇型可聚合LC材料的用途,其係用於光學組件或電光學裝置中。
- 一種光學組件或電光學裝置,其包含如請求項22之聚合物膜及/或如請求項18或19之膽固醇型可聚合LC材料。
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