TWI470062B - 包含盤狀（ｄｉｓｃｏｔｉｃ）及桿條狀（ｃａｌａｍｉｔｉｃ）基團之液晶原化合物 - Google Patents

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Description

包含盤狀(DISCOTIC)及桿條狀(CALAMITIC)基團之液晶原化合物
本發明係關於尤其通用於具有負光色散之雙折射膜的包含盤狀及桿條狀基團之新穎液晶原化合物；包含該等液晶原化合物之新穎液晶(LC)調配物及聚合物膜；及該等化合物、調配物及膜在光學、電光學、電子、半導電或發光組件或裝置中之用途。
人們需要展現負延遲光色散之各向異性光學膜。舉例而言，使用負色散雙折射材料製造的四分之一波長膜可在很大程度上消除色差。利用此四分之一波長膜之諸如反射LCD等裝置會具有無色暗態。目前，此等裝置必須使用兩個延遲膜以達成此效應。
此負色散雙折射膜之色散率可以許多方式確定，然而，一種常見方式係量測在450nm下之光學延遲並用此光學延遲除以在550nm下量測的光學延遲(R450 /R550 )。倘若負延遲色散膜之同軸延遲在550nm下係137.5nm且R450 /R550 值係0.82，則此膜在很大程度上對於所有可見光波長均為四分之一波長且使用此膜作為(例如)圓偏振器之液晶顯示裝置(LCD)可具有基本上呈黑色之外觀。另一方面，具有正常正色散(通常R450 /R550 =1.13)之同軸延遲為137.5nm之膜僅對於一種波長(550nm)為四分之一波長且使用此膜作為(例如)圓偏振器之LCD裝置會具有紫色外觀。另一種表示此資訊之方式係繪示雙折射率變化隨波長而變化之曲線圖。圖1顯示自市售反應性液晶原RM257(Merck KgaA,Darmstadt，德國)製造的聚合膜之典型雙折射率對波長曲線圖。此化合物之R450 /R550 係約1.115。
在由棒形光學各向異性分子形成的各向異性光學膜中，造成延遲色散之原因係歸於如下事實：該等各向異性分子之兩個折射率ne 、no (其中ne 係平行於分子長軸方向之「非常折射率」且no 係垂直於分子長軸方向之「尋常折射率」)係隨波長以不同比率變化，其中ne 較no 對可見光波長譜之藍端變化更迅速。一種製備具有低或負延遲色散之材料的方式係設計具有高no 色散及低ne 色散之分子。此於圖2中予以示意性地顯示。此方法已展現於先前技術中以獲得具有負雙折射及正色散之LC以及具有正雙折射及負色散之化合物。
倘若該等化合物可聚合或者與包含(例如)可聚合液晶原化合物(亦稱作「反應性液晶原」或「RM」)之可聚合主體材料混合，則可製備具有負色散之各向異性光學聚合物膜。此可藉由原位聚合來容易地實施，例如，藉由將該可聚合材料曝露於熱或UV輻射，此時該可聚合材料在其中間相中定向一致藉此永久性地產生在宏觀上一致的定向。適宜聚合方法為熟習此項技術之人員所熟知且闡述於文獻中。
可形成展現負或逆延遲色散性質之各向異性膜的分子揭示於先前技術中。舉例而言，日本專利JP 2005-208146 A1及WO 2006/052001 A1揭示主要基於具有「軸狀(cardo)」核心基團之化合物的可聚合材料。
聲稱展現負雙折射率之另一類化合物闡述於美國專利US 6,139,771中。此等化合物通常由兩個藉由乙炔系或雙乙炔系橋接基團連接之棒形液晶原基團構成。該橋接基團藉助該分子棒形部分上之苯環連接至兩個棒形基團，產生與該等棒狀體呈大約60°之角度的橋。
美國專利US 6,203,724揭示通常由兩個藉由高度色散橋接基團連接之棒形液晶原基團構成的分子。該橋經由環己烷環之軸位置連接至該等棒形基團。
WO 2005/085222 A1及WO 2006/137599 A1揭示具有兩個藉由較高折射率橋接部分連接的較低折射率部分之分子。該橋主要藉由稠合5員雜環狀環連接至該等棒狀體。
在上文所述文件中所述的化合物中，當該等棒狀體連接至高度可極化橋時，最多僅兩個棒狀體連接至該可極化橋接基團。
然而，在該文獻中所揭示許多材料具有若干缺點，例如，不適合在標準工業製程中加工之熱性質、在常用於標準工業製程之溶劑中溶解度有限、或與常用於標準工業製程之主體RM材料不相容、或者對於生產而言過於昂貴。
日本專利JP 2005-208414 A1揭示包含共價鍵結至中心盤狀基團之棒形基團的分子。然而，在此文件中所具體揭示的化合物中，各棒形分子經由酯基團連接至盤狀環。此酯基團之存在可使得棒狀體在至少兩個方向上相對於環自由地轉動。此降低了該等棒狀體及盤狀體將相對於彼此平均保持恰當定向的可能性，進而阻止期望光學效應最大化。
本發明之目標係提供用於具有負色散之LC調配物及聚合物膜之改良化合物，其不具有先前技術材料之缺點。
特定言之，人們需要展現低或負色散且可以低成本獲得並具有諸如溶解度及熱性質等經改良性質之化合物。
本發明之另一目標係擴充專業人士可獲得之具有負色散之材料及聚合物膜的群體。專業人士可自下列說明即刻瞭解本發明之其他目標。
已發現此等目標可藉由提供本發明所主張化合物、材料及膜來實現。
本發明係關於式I之化合物
D[-(B)q -M]z 　I
其中D　係盤狀基團或與(B)q 一起形成盤狀基團，z　係自3至10之整數，極佳為3、4、5或6，B　在每次出現時彼此獨立地為具有高極化度之二價基團，較佳選自由-C≡C-、-CY1 =CY2 -及視情況經取代之芳香族或雜芳香族基團組成之群，Y1,2 　彼此獨立地為H、F、Cl、CN或R0 ，q　在每次出現時彼此獨立地為0或自1至10之整數，較佳為0、1、2、3、4、5或6，M　係式II之基團
其中個別基團在多次出現之情形中彼此獨立地具有下列含義U1 係選自由下列各環組成之群
包括其鏡像，其中環U1 經由軸向鍵鍵結至基團-(B)q -且此等環之一個或兩個不毗鄰CH2 基團視情況經O及/或S代替且環U1 視情況經取代，Q1,2 　彼此獨立地為CH或SiH，Q3 　係C或Si，A1,2 　彼此獨立地選自視情況經取代之非芳香族、芳香族或雜芳香族碳環或雜環基團，且其中-(A1 -Z1 )m -U1 -(Z2 -A2 )n -所含芳香族基團不比非芳香族基團多且較佳含有不多於一個的芳香族基團，Z1,2 　彼此獨立地為O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR0 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、-(CH2 )3 -、-(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=CH-、-CY1 =CY2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0 -、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0 R00 或單鍵，R0 及R00 　彼此獨立地為H或具有1個至12個C原子之烷基，m及n　彼此獨立地為0、1、2、3或4，其中m+n>0，R1-3 　彼此獨立地為選自下列之相同或不同基團：H、鹵素、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR0 R00 、-C(=O)X0 、-C(=O)R0 、-NH2 、-NR0 R00 、-SH、-SR0 、-SO3 H、-SO2 R0 、-OH、-NO2 、-CF3 、-SF5 、P-Sp-、視情況經取代之甲矽烷基、或具有1個至40個C原子且視情況經取代及視情況包含一個或多個雜原子之二價碳基或烴基；或表示P或P-Sp-，或經P或P-Sp-取代，P　係可聚合基團，Sp　係間隔基團或單鍵。
此等化合物能夠誘導或增強液晶材料之負光色散且可用於製造呈現負色散之聚合物膜。
本發明進一步係關於一種包含一種或多種如上文及下文所述化合物之LC調配物。
本發明進一步係關於一種包含一種或多種如上文及下文所述化合物及一種或多種其他化合物之可聚合LC調配物，其中該等化合物中之至少一種為可聚合。
本發明進一步係關於一種可藉由聚合如上文及下文所述化合物或LC調配物獲得的雙折射聚合物，較佳地，其LC相呈定向狀態以薄膜形式存在。
本發明進一步係關於一種具有R450 /R550 <1之雙折射聚合物膜，其中R450 係在450nm波長處之光學同軸延遲且R550 係在550nm波長處之光學同軸延遲，該膜可藉由聚合一種或多種如上文及下文所述化合物或LC調配物來獲得。
本發明進一步係關於如上文及下文所述化合物、LC調配物及聚合物之用途，其用於光學、電子及電光學組件和裝置中，較佳用於具有負光色散之光學膜、延遲器或補償器中。
本發明進一步係關於一種光學、電子或電光學組件或裝置，其包含如上文及下文所述化合物、LC調配物或聚合物。
該等裝置及組件包括但不限於電光學顯示器、LCD、光學膜、偏振器、補償器、分束器、反射膜、配向層、濾色器、全像元件、熱壓印箔、彩色影像、裝飾性或安全性印記、LC顏料、黏合劑、非線性光學(NLO)裝置、光學資訊儲存裝置、電子裝置、有機半導體、有機場效電晶體(OFET)、積體電路(IC)、薄膜電晶體(TFT)、射頻識別(RFID)標籤、有機發光二極體(OLED)、有機發光電晶體(OLET)、電致發光顯示器、有機光伏打(OPV)裝置、有機太陽能電池(O-SC)、有機雷射二極體(O-雷射)、有機積體電路(O-IC)、照明裝置、感測器裝置、電極材料、光電導體、光檢測器、電子照相記錄裝置、電容器、電荷注入層、蕭特基(Schottky)二極體、平坦化層、抗靜電膜、導電基板、導電圖案、光電導體、電子照相術應用、電子照相記錄、有機記憶裝置、生物感測器、生物晶片、需要在許多波長下具有類似相移之光電子裝置、組合型CD/DVD/HD-DVD/藍光、讀取寫入重寫資料儲存系統、或相機。
術語「液晶」、「液晶態化合物(mesomorphic compound)」或「液晶原化合物」(亦簡稱為「液晶原」)意指在適宜溫度、壓力及濃度條件下可作為中間相或具體而言作為LC相存在之化合物。非兩親性液晶原化合物包含(例如)一個或多個桿條狀、香蕉形或盤狀液晶原基團。
術語「桿條狀」意指棒形或板形/板條形化合物或基團。術語「香蕉形」意指其中兩個(通常為桿條狀)液晶原基團經由半剛性基團以使之不會共線之方式連接的彎曲基團。
術語「盤狀」意指盤形或薄板形化合物或基團。
術語「液晶原基團」意指能夠誘導液晶(LC)相行為之基團。液晶原基團，尤其是彼等非兩親性型液晶原基團，通常為桿條狀或盤狀。該等包含液晶原基團之化合物自身不一定必須呈現LC相。該等液晶原化合物亦可能僅在與其他化合物之混合物中或當該等液晶原化合物或其混合物發生聚合時才呈現LC相行為。為簡明起見，術語「液晶材料」在下文中用於液晶原材料及LC材料二者。
桿條狀液晶原化合物通常包含由一個或多個彼此直接連接或藉由連接基團連接之芳香族或非環狀基團構成的桿條狀(即，棒形或板條形)液晶原基團、視情況包含連接至該棒狀體末端之端基且視情況包含一個或多個連接至該棒狀體之長邊的側基，其中此等端基及側基通常選自(例如)二價碳基或烴基、極性基團(如鹵素、硝基、羥基等)或可聚合基團。
盤狀液晶原化合物通常包含由(例如)一個或多個稠合芳香族或非環狀基團(例如，伸聯三苯)構成的盤狀(即，較為平坦的盤形或薄板形)液晶原基團且視情況包含一個或多個連接至液晶原基團且選自由上文所述端基及側基之端基。
關於與液晶及液晶原有關之術語及定義的概括，參見Pure Appl. Chem. 73(5),888(2001)及C. Tschierske、G. Pelzl及S. Diele之Angew. Chem. 2004,116,6340-6368。術語「反應性液晶原」(RM)意指可聚合液晶原化合物或液晶化合物。
具有一個可聚合基團之可聚合化合物亦稱作「單反應性」化合物、具有兩個可聚合基團之化合物亦稱作「二反應性」化合物且具有兩個以上可聚合基團之化合物亦稱作「多反應性」化合物。不含可聚合基團之化合物亦稱作「非反應性」化合物。
術語「間隔子」或「間隔基團」在下文亦稱為「Sp」,其已為熟習此項技術之人員習知且闡述於文獻中，參見(例如)Pure Appl. Chem. 73(5),888(2001)及C. Tschierske、G. Pelzl、S. Diele之Angew. Chem. 2004,116,6340-6368。除非另有說明，否則上下文之術語「間隔子」或「間隔基團」表示撓性有機基團，其在可聚合液晶原化合物(「RM」)中連接液晶原基團與可聚合基團。
術語「膜」包括具有機械穩定性之剛性或撓性、自撐式或獨立式膜以及位於一個支撐基板上或兩個基板之間的塗層或層。
術語「π-共軛」意指主要含有具有sp2 -雜化作用或視情況亦具有sp-雜化作用之C原子的基團，該等C原子亦可由雜原子代替。在最簡單的情形中，此係(例如)具有交替C-C單鍵及雙鍵或三鍵之基團但亦包括諸如1,3-或1,4-伸苯基等基團。在此含義中亦包括諸如芳基胺、芳基膦及某些雜環(即，藉由N-、O-、P-或S-原子共軛)等基團。
術語「二價碳基」意指包含至少一個碳原子之任一單價或多價有機基團部分，其不含任何非碳原子(例如，-C≡C-)或視情況與至少一個諸如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge等非碳原子組合(例如，羰基等)。術語「烴基」表示額外含有一個或多個H原子且視情況含有一個或多個雜原子(例如，N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge)之二價碳基。包含3個或更多個C原子之鏈的二價碳基或烴基亦可為直鏈、具支鏈及/或環狀(包括螺環及/或稠合環)。
在分子水平上，液晶之雙折射率取決於極化度之各向異性()。「極化度」意指電子在原子或分子中之分佈可能發生形變之輕易性。極化度隨電子數量增加及電子雲擴散程度增大而提高。可使用如在(例如)Jap. J. Appl. Phys.42 ,(2003)第3463頁中所述方法來計算極化度。
液晶層或雙折射材料層在既定波長R(λ)(以nm計)下之「光學延遲」依據如下等式定義為在此波長下之折射率Δn(λ)與層厚度d(以nm計)之乘積
R(λ)=Δn(λ)‧d。
光學延遲R表示S-偏振光及P-偏振光在經過雙折射材料時所經歷光學路徑長度(以奈米計)之差異。「同軸」延遲意指在垂直入射至試樣表面時之延遲。
術語「負(光學)色散」係指顯示其中雙折射率之量值(Δn)隨波長(λ)增大而增加之逆雙折射色散的雙折射或液晶材料或層，即，∣Δn(450)∣<∣Δn(550)∣或Δn(450)/Δn(550)<1，其中Δn(450)及Δn(550)分別為在450nm及550nm波長處量測的材料之雙折射率。相反，「正(光學)色散」意指具有∣Δn(450)∣>∣Δn(550)∣或Δn(450)/Δn(550)>1之材料或層。亦可參見(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6941-6945頁(2003)。
在圖3a中對此予以示意性顯示。
由於如上文所述[R(λ)=Δn(λ)‧d]以雙折射結果與層厚度之乘積定義在給定波長下之光學延遲，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)分別為在450nm及550nm波長處量測的材料之延遲色散。由於層厚度d不會隨波長而變化，因此R(450)/R(550)等於Δn(450)/Δn(550)。因此，具有負或逆色散之材料或層具有R(450)/R(550)<1或∣R(450)∣<∣R(550)∣且具有正或正常色散之材料或層具有R(450)/R(550)>1或∣R(450)∣>∣R(550)∣。
在本發明中，除非另有說明，否則「光學色散」意指延遲色散，即，比率R(450)/R(550)。
可使用光譜橢偏儀(例如，由J. A. Woollam公司製造之M2000光譜橢偏儀)來量測材料之延遲色散(R(λ))。此儀器能夠量測雙折射試樣(例如，石英)在通常為370nm至2000nm之波長範圍內之光學延遲(以奈米計)。由此數據能夠計算材料之色散(R(450)/R(550)或Δn(450)/Δn(550))。
用於實施此等量測之方法呈現在National Physics Laboratory(倫敦，UK)中N. Singh之標題為「Spectroscopic Ellipsometry,Part1-Theory and Fundamentals,Part2-Practical Examples and Part3-measurements」的文獻(2006年10月)中。按照由J. A. Woollam Co. Inc(Lincoln,NE,USA)出版之Retardation Measurement(RetMeas)Manual(2002)及Guide to WVASE(2002)(Woollam Variable Angle Spectroscopic Ellipsometer)所述量測程序來實施量測。除非另有說明，否則此方法用於測定本發明中所闡述材料、膜及裝置之延遲。
上文所引用先前技術文件展現使用可聚合LC製造負色散膜之一般可行性。然而，除了需要負色散添加劑以展現良好溶解性及熱性質外，亦需要此等添加劑在最終LC混合物中以最小濃度顯示期望光學效應。因此，人們需要可賦予LC主體混合物以增強負色散之可獲得化合物。
本發明之發明者如今發現此可藉由改變該等負色散化合物之分子結構來達成。圖4顯示如在(例如)美國專利US 6,203,724中所揭示的先前技術之典型化合物，其包含位於兩個具有低極化度之棒形基團之間的高度可極化橋，通常為芳香族環與兩個炔基，該可極化橋主要由環己烷環構成。已經發現該高度可極化橋係使得自此等分子所形成膜展現負雙折射色散之關鍵因素。限制該橋相對於該等棒狀體移動之自由度會增強負色散添加劑之功效。進而言之，倘若在橋中之芳香族環可在平面內或平面外自由地轉動，如在圖4中以箭頭示意性地繪示，則該橋之此部分對ne 及no 有貢獻。因此，限制該橋對ne 的貢獻可增強負色散添加劑之功效。鑒於在該分子每一中央高度可極化部分周邊之3個或多個棒狀體，任何芳香族環會主導定向以便於最大化其對no 的貢獻。另外，增加連接至中央芳香族環之棒狀體數目亦會有助於增強該分子之LC性質。
概言之，人們期望在結構上改變本發明之化合物以顯示優於先前技術化合物之改良性能有下列原因：
1.限制該橋相對於棒狀體移動之自由度會增強負色散添加劑之功效。因此，藉由經適宜取代之軸環己烷連接基團來連接該兩個部分與藉由酯基團連接其相比可達成更佳的此功效。
2.限制該橋對ne 之貢獻會增強負色散摻雜劑之功效。藉由用三個而非兩個棒狀體主導地錨定定向來進一步限制任何芳香族環在平面外轉動之自由度會最大化其對no 之貢獻同時最小化其對ne 之貢獻。
3.增加連接至中央環之棒狀體數目會有助於增強該分子之液晶性質。
上文改變可藉由提供本發明之式I化合物來實現。此等化合物通常由如在圖5中例示性地及示意性地顯示的兩個不同分子部分構成：中央盤狀核心(1)，例如，周邊為三個或更多個棒形基團(2)之環結構或包含兩個或更多個環之基團。該系統之分子幾何結構會增加環平面可在很大程度上保持垂直於棒形分子部分之長軸的可能性。棒形基團(2)較佳主要由具有低極化度之基團(例如，環己烷環)構成。在該等棒狀體之末端可能連接可聚合基團(3)。該等可聚合基團之分佈係隨機的且其亦可均在分子之同一側。可聚合基團之數目可低達一個。該分子(1)之中央部分主要由諸如芳香族環等高度可極化基團構成。該等棒狀體(2)藉由側基團連接至核心(1)。應選擇連接棒狀體(2)與核心(1)之側基團以使得其限制該棒狀體相對於該核心旋轉之自由度。總之，該分子會在該分子之長軸上具有低雙折射率且在該分子之側部分中具有高雙折射率(=盤狀核心)。
在式I化合物中，盤狀基團D較佳表示苯(其較佳為三-、四或六價)或伸聯三苯(其較佳為六價)。極佳地，該盤狀基團D係選自由下列各式組成之群：
具有高極化度之基團(B)q 較佳主要由一個或多個子基團B構成，極佳地只包含一個或多個子基團B，該等子基團B係選自π-共軛線性基團、芳香族及雜芳香族基團。
較佳地，基團(B)q 係由一個或多個子基團B構成，極佳地只包含一個或多個子基團B，該等子基團B選自具有120°或更大鍵角(較佳在180°範圍內)之基團。適宜及較佳子基團B包括但不限於包含sp-雜化C原子之基團(如-C≡C-)或在對位連接至其相鄰基團之二價芳香族基團(例如，1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、二氫茚-2,6-二基或噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二基。
在基團(B)q 中，q亦可為0以使得(B)q 為單鍵且對應基團M直接連接至盤狀基團。然而，較佳地，該式I化合物包含至少一個，更佳地，至少兩個基團(B)q ，其中q不為0。其他較佳者係其中每一q均不為0之式I化合物。
基團(B)q 較佳為由若干個具有約180°鍵結角之子基團B構成的線性基團且經由sp3 -雜化C-原子(即，具有約109°之鍵結角)連接至該桿條狀化合物。因此，可能獲得其中桿條狀液晶原基團M之長軸在很大程度上垂直於盤狀基團D之環平面的結構。
基本上由具有π-共軛之子基團B組成的基團(B)q 具有高極化度及高折射率。倘若選擇具有低極化度及低折射率之液晶原基團M，則結果是該等化合物視其確切結構而顯示正雙折射及負色散(如在圖3a中予以示意性繪示)或負雙折射及正色散(如在圖3b中予以示意性繪示)。
作為參考，正常桿條狀材料具有正雙折射及正色散。需要具有其中Δn之量值在較短波長下降低之材料並可將具有正色散及負雙折射之化合物與主體材料混合以獲得擁有在正雙折射及正色散至正雙折射及負色散變化之色散範圍(視摻雜劑及主體材料之濃度而定)的混合物。
該等子基團B較佳選自具有120°或更大鍵角(較佳在180°範圍內)之基團。極佳者係-C≡C-基團或在對位連接至其毗鄰基團之二價芳香族基團，例如，1,4-伸苯基、萘-2,6-二基、二氫茚-2，6-二基或噻吩并[3,2-b]噻吩-2,5-二基。
其他可能的子基團B包括-CH=CH-、-CY1 =CY2 -及-CH=CR0 -，其中Y1 、Y2 、R0 具有上文所給出含義。
較佳地，式I之橋接基團-(B)q -包含一個或多個選自由-C≡C-、視情況經取代之1,4-伸苯基及視情況經取代之9H-茀-2,7-二基組成之群的基團。子基團或式I之B較佳選自由-C≡C-、視情況經取代之1,4-伸苯基及視情況經取代之9H-氟-2,7-二基組成之群，其中在該茀基團中9位之H原子視情況由二價碳基或烴基代替。
極佳地，式I之橋接基團-(B)q -係選自由下列組成之群：-C≡C-、-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-
其中r係0、1、2、3或4且L具有如下文所述含義。
式II之環U1 較佳選自
其中R3 係如在式I中所定義。
基團M較佳為桿條狀液晶原基團，極佳地，為棒形液晶原基團。
較佳地，基團M包含一個或多個選自芳香族或雜芳香族環及非芳香族環之基團，例如，完全或部分飽和碳環或雜環基團，該等基團直接或藉由連接基團彼此連接。
較佳地，應選擇該等基團M以使其呈現低極化度。此可藉由(例如)使用較佳主要包含非芳香族基(最佳為直接或藉由連接基團連接之完全飽和碳環或雜環基團)之液晶原基團來達成，其中「主要」意指每一液晶原基團包含較不飽和或芳香族環為多之飽和環且極佳不包含一個以上的不飽和或芳香族環。
尤佳者為其中所有基團M均為相同的式I化合物。
其他較佳者為其中在一個或多個基團M中，極佳地，在每一基團M中，子基團-(Z1 -A1 )m -R1 及-(Z2 -A2 )n -R2 彼此不同之式I化合物。
其他較佳者係其中連接至中央環U1 之至少一個基團A1 或A2 係伸環己基且極佳地，該基團A1 或A2 直接連接至U1 (即，在U1 與該基團A1 或A2 間之對應基團Z1 或Z2 係單鍵)的式I化合物。
該等芳香族基團(如A1,2 )可為單核，即，僅具有一個芳香族環(例如，苯基或伸苯基)；或多核，即，具有兩個或更多個稠合環(例如，萘基或伸萘基)。尤佳者係具有至多25個C原子之單環、二環或三環狀芳香族或雜芳香族基團，其亦可包含稠合環且視情況經取代。
較佳芳香族基團包括(但不限於)苯基、伸聯苯基、伸聯三苯基、[1,1':3',1"]伸聯三苯-2'-基、萘基、蒽基、伸聯萘基、菲基、芘基、二氫芘基、基、苝基、并四苯基、并五苯基、苯并芘基、茀基、茚基、茚并茀基、螺雙茀基等。
較佳雜芳香族基團包括(但不限於)5-員環，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、噁唑、異噁唑、1,2-噻唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二唑、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，如吡啶、噠嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪；及稠合系統，如咔唑、吲哚、異吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、蒽并噁唑、菲并噁唑、異噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、異苯并呋喃、二苯并呋喃、喹啉、異喹啉、蝶啶、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、吩噻嗪、吩噁嗪、苯并噠嗪、苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮雜咔唑、苯并哢啉、菲啶、啡啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、二噻吩并吡啶、異苯并噻吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑并噻吩、或其組合。
該等非芳香族碳環及雜環基團(如，A1-4 )包括彼等飽和環(亦稱作「完全飽和」，即，其只含有藉由單鍵連接之C原子或雜原子；及彼等不飽和環(亦稱作「部分飽和」，即，其亦包含藉由雙鍵連接之C原子或雜原子。該等非芳香族環亦可包含一個或多個雜原子，較佳地，該等雜原子選自Si、O、N及S。
該等非芳香族碳環及雜環基團可為單核，即，只具有一個環(例如，環己烷)；或多核，即，具有兩個或更多個稠合環(例如，十氫萘或雙環辛烷)。尤其佳者係完全飽和基團。其他較佳者係具有至多25個C原子之單環、二環或三環狀非芳香族基團，其視情況包含稠合環且視情況經取代。極佳者係5-、6-、7-或8-員碳環狀環，其中一個或多個C原子視情況由Si代替及/或一個或多個CH基團視情況由N代替及/或一個或多個不相鄰CH2 基團視情況由-O-及/或-S-代替，所有該等基團視情況經取代。
較佳非芳香族環包括但不限於5員環，如環戊烷、四氫呋喃、四氫噻吩、吡咯啶；6員環，如環己烷、silinane、環己烯、四氫吡喃、四氫噻喃、1,3-二氧雜環己烷、1,3-二噻烷、六氫吡啶；7-員環，如，環庚烷；及稠合系統，如四氫萘、十氫萘、二氫茚、二環[1.1.1]戊烷-1,3-二基、二環[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、八氫-4,7-甲烷基-二氫茚-2,5-二基、或其組合。
較佳地，該等非芳香族及芳香族環(如A1,2 )係選自視情況經一個或多個基團L取代之反式-1,4-伸環己基及1,4-伸苯基。
極佳地，該等液晶原基團M包含至多一個芳香族環。
極佳者係式I及II之化合物，其中m及n均為0、1或2，具體而言，其中m及n中的一個係1且另一個係0或1。
在本發明之桿條狀化合物中，連接液晶原基團中之芳香族與非芳香族環狀基團之連接基團(如，z1,2 )較佳選自-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR0 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、-(CH2 )3 -、-(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=CH-、-CY1 =CY2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0 -、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0 R00 或單鍵，極佳地，選自-COO-、-OCO-及單鍵。
在本發明之桿條狀化合物中，各基團B、U1 、A1,2 及R1-3 上之取代基(亦稱作「L」)較佳選自P-Sp-、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR0 R00 、-C(=O)X、-C(=O)OR0 、-C(=O)R0 、-NR0 R00 、-OH、-SF5 、視情況經取代之甲矽烷基、具有1個至12個(較佳具有1個至6個)C原子之芳基或雜芳基、及具有1個至12個(較佳具有1個至6個)C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中一個或多個H原子視情況由F或Cl代替，其中R0 及R00 係如在式I中所定義且X係鹵素。
較佳取代基L係選自F、Cl、CN、NO2 或具有1個至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基(其中該等烷基視情況經全氟化)，或為P-Sp-。
極佳取代基係選自F、Cl、CN、NO2 、CH3 、C2 H5 、C(CH3 )3 、CH(CH3 )2 、CH2 CH(CH3 )C2 H5 、OCH3 、OC2 H5 、COCH3 、COC2 H5 、COOCH3 、COOC2 H5 、CF3 、OCF3 、OCHF2 、OC2 F5 或P-Sp-，尤其為F、Cl、CN、CH3 、C2 H5 、C(CH3 )3 、CH(CH3 )2 、OCH3 、COCH3 或OCF3 ，最佳為F、Cl、CH3 、C(CH3 )3 、OCH3 或COCH3 ，或為P-Sp-。
其中L各自獨立地具有一種上文所給出含義。
二價碳基及烴基R1-3 較佳選自具有1個至40個(較佳具有1個至25個)C原子之直鏈、具支鏈或環狀烷基，其未經取代、經F、Cl、Br、I或CN單取代或多取代，且其中一個或多個不相鄰CH2 基團在每一情形中彼此獨立地以使O及/或S原子不會彼此直接連接之方式視情況由-O-、-S-、-NH-、-NR0 -、-SiR0 R00 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-SO2 -、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR00 -、-CY1 =CY2 -或-C≡C-代替，其中Y1 及Y2 彼此獨立地為H、F、Cl或CN，且R0 及R00 彼此獨立地為H或具有1個至20個C原子之視情況經取代之脂肪族或芳香族烴。
極佳地，R1 及R2 係選自C1 -C20 -烷基、C1 -C20 -氧雜烷基、C1 -C20 -烷氧基、C2 -C20 -烯基、C2 -C20 -炔基、C1 -C20 -硫代烷基、C1 -C20 -甲矽烷基、C1 -C20 -酯、C1 -C20 -胺基、C1 -C20 -氟烷基。
R3 較佳為H或甲基。
烷基或烷氧基(即，其中端基CH2 基團可經-O-代替)可為直鏈或具支鏈。其較佳係直鏈，具有2、3、4、5、6、7或8個碳原子，且因此較佳係乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、戊氧基、己氧基、庚氧基、或辛氧基，其亦可為(例如)甲基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、壬氧基、癸氧基、十一烷氧基、十二烷氧基、十三烷氧基或十四烷氧基。
氧雜烷基(即，其中一個CH2 基團經-O-代替)較佳係(例如)直鏈2-氧雜丙基(=甲氧基甲基)、2-氧雜丁基(=乙氧基甲基)或3-氧雜丁基(=2-甲氧基乙基)、2-、3-或4-氧雜戊基、2-、3-、4-或5-氧雜己基、2-、3-、4-、5-或6-氧雜庚基、2-、3-、4-、5-、6-或7-氧雜辛基、2-、3-、4-、5-、6-、7-或8-氧雜壬基或2-、3-、4-、5-、6-、7-、8-或9-氧雜癸基。
其中一個或多個CH2 基團經-CH=CH-代替之烷基可為直鏈或具支鏈。其較佳係直鏈，具有2至10個C原子且因此較佳係乙烯基、丙-1-烯基或丙-2-烯基、丁-1-烯基、丁-2-烯基或丁-3-烯基、戊-1-烯基、戊-2-烯基、戊-3-烯基或戊-4-烯基、己-1-烯基、己-2-烯基、己-3-烯基、己-4-烯基或己-5-烯基、庚-1-烯基、庚-2-烯基、庚-3-烯基、庚-4-烯基、庚-5-烯基或庚-6-烯基、辛-1-烯基、辛-2-烯基、辛-3-烯基、辛-4-烯基、辛-5-烯基、辛-6-烯基或辛-7-烯基、壬-1-烯基、壬-2-烯基、壬-3-烯基、壬-4-烯基、壬-5-烯基、壬-6-烯基、壬-7-烯基或壬-8-烯基、癸-1-烯基、癸-2-烯基、癸-3-烯基、癸-4-烯基、癸-5-烯基、癸-6-烯基、癸-7-烯基、癸-8-烯基或癸-9-烯基。
尤其佳的烯基係C2 -C7 -1E-烯基、C4 -C7 -3E-烯基、C5 -C7 -4-烯基、C6 -C7 -5-烯基及C7 -6-烯基，尤其為C2 -C7 -1E-烯基、C4 -C7 -3E-烯基及C5 -C7 -4-烯基。特別佳之烯基實例係乙烯基、1E-丙烯基、1E-丁烯基、1E-戊烯基、1E-己烯基、1E-庚烯基、3-丁烯基、3E-戊烯基、3E-己烯基、3E-庚烯基、4-戊烯基、4Z-己烯基、4E-己烯基、4Z-庚烯基、5-己烯基及6-庚烯基及諸如此類。具有至多5個C原子之基團通常為較佳。
在其中一個CH2 基團經-O-代替且一個CH2 基團經-CO-代替之烷基中，此等基團較佳相鄰。因此，此等基團可一起形成羰基氧基-CO-O-或氧基羰基-O-CO-。較佳地，此基團係直鏈並具有2-6個C原子。因此，其較佳為乙醯氧基、丙醯氧基、丁醯氧基、戊醯氧基、己醯氧基、乙醯氧基甲基、丙醯氧基甲基、丁醯氧基甲基、戊醯氧基甲基、2-乙醯氧基乙基、2-丙醯氧基乙基、2-丁醯氧基乙基、3-乙醯氧基丙基、3-丙醯氧基丙基、4-乙醯氧基丁基、甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、丁氧基羰基、戊氧基羰基、甲氧基羰基甲基、乙氧基羰基甲基、丙氧基羰基甲基、丁氧基羰基甲基、2-(甲氧基羰基)乙基、2-(乙氧基羰基)乙基、2-(丙氧基羰基)乙基、3-(甲氧基羰基)丙基、3-(乙氧基羰基)丙基、4-(甲氧基羰基)丁基。
其中兩個或更多個CH2 基團經-O-及/或-COO-代替之烷基可為直鏈或具支鏈。其較佳係直鏈並具有3-12個C原子。因此，其較佳係雙-羧基-甲基、2,2-雙-羧基-乙基、3,3-雙-羧基-丙基、4,4-雙-羧基-丁基、5,5-雙-羧基-戊基、6,6-雙-羧基-己基、7,7-雙-羧基-庚基、8,8-雙-羧基-辛基、9,9-雙-羧基-壬基、10,10-雙-羧基-癸基、雙-(甲氧基羰基)-甲基、2,2-雙-(甲氧基羰基)-乙基、3,3-雙-(甲氧基羰基)-丙基、4,4-雙-(甲氧基羰基)-丁基、5,5-雙-(甲氧基羰基)-戊基、6,6-雙-(甲氧基羰基)-己基、7,7-雙-(甲氧基羰基)-庚基、8,8-雙-(甲氧基羰基)-辛基、雙-(乙氧基羰基)-甲基、2,2-雙-(乙氧基羰基)-乙基、3,3-雙-(乙氧基羰基)-丙基、4,4-雙-(乙氧基羰基)-丁基、5,5-雙-(乙氧基羰基)-己基。
經CN或CF3 單次取代之烷基或烯基較佳係直鏈。CN或CF3 之取代可位於任一期望位置。
經鹵素取代至少一次之烷基或烯基較佳係直鏈。鹵素較佳係F或Cl，在多次取代之情形中，較佳為F。所得基團亦包括經全氟化基團。在單次取代之情形中，F或Cl取代基可位於任一期望位置，但較佳位於ω-位。具有末端F取代基之尤佳直鏈基團之實例係氟甲基、2-氟乙基、3-氟丙基、4-氟丁基、5-氟戊基、6-氟己基及7-氟庚基。然而，不包含其他位置之F。
R0 及R00 較佳選自H、具有1個至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基。
-CY1 =CY2 -較佳為-CH=CH-、-CF=CF-或-CH=C(CN)-。
鹵素係F、Cl、Br或I，較佳為F或Cl。
R1-3 可為非對掌性或對掌性基團。尤佳對掌性基團係(例如)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-乙基己氧基、1-甲基己氧基、2-辛基氧基、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-甲基辛醯基氧基、5-甲基庚基氧基羰基、2-甲基丁炔基氧基、3-甲基戊醯基氧基、4-甲基己醯基氧基、2-氯丙醯基氧基、2-氯-3-甲基丁炔基氧基、2-氯-4-甲基戊醯基氧基、2-氯-3-甲基戊醯基氧基、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-氟辛基氧基、2-氟癸基氧基、1,1,1-三氟-2-辛基氧基、1,1,1-三氟-2-辛基、2-氟甲基辛基氧基。極佳為2-己基、2-辛基、2-辛基氧基、1,1,1-三氟-2-己基、1,1,1-三氟-2-辛基及1,1,1-三氟-2-辛基氧基。
較佳非對掌性具支鏈基團係異丙基、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。
可聚合基團P係能夠參與聚合反應(如自由基或離子鏈聚合、加成聚合或縮聚反應)之基團或者係能夠在聚合物相似反應中接枝(例如，藉由縮合或加成)至聚合物主鏈之基團。尤佳者係用於鏈式聚合反應(如自由基、陽離子或陰離子聚合)之可聚合基團。極佳係包含C-C雙鍵或三鍵之可聚合基團及能夠藉由開環反應聚合的可聚合基團，如環氧丙烷或環氧化物。
適宜且較佳可聚合基團包括(但不限於)CH2 =CW1 -COO-、CH2 =CW1 -CO-、、、CH2 =CW2 -(O)k1 -、CH3 -CH=CH-O-、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、HO-CW2 W3 -、HS-CW2 W3 -、HW2 N-、HO-CW2 W3 -NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-、及W4 W5 W6 Si-，其中W1 係H、F、Cl、CN、CF3 、苯基或具有1個至5個C原子之烷基，尤其為H、Cl或CH3 ，W2 及W3 彼此獨立地為H或具有1個至5個C原子之烷基，尤其為H、甲基、乙基或正丙基，W4 、W5 及W6 彼此獨立地為Cl、具有1個至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W7 及W8 彼此獨立地為H、Cl或具有1個至5個C原子之烷基，Phe係視情況較佳經一個或多個上文所定義基團L(除P-Sp-之含義以外)取代之1,4-伸苯基，且k1 及k2 彼此獨立地為0或1。
極佳可聚合基團係選自CH2 =CW1 -COO-、CH2 =CW1 -CO-、、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH-CH2 )2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-、(CH2 =CH-CH2 )2 N-CO-、HO-CW2 W3 -、HS-CW2 W3 -、HW2 N-、HO-CW2 W3 -NH-、CH2 =CW1 -CO-NH-、CH2 =CH-(COO)k1 -Phe-(O)k2 -、CH2 =CH-(CO)k1 -Phe-(O)k2 -、Phe-CH=CH-、HOOC-、OCN-、及W4 W5 W6 Si-，其中W1 係H、F、Cl、CN、CF3 、苯基或具有1個至5個C原子之烷基，尤其為H、F、Cl或CH3 ，W2 及W3 彼此獨立地為H或具有1個至5個C原子之烷基，尤其為H、甲基、乙基及或正丙基，W4 、W5 及W6 彼此獨立地為C1、具有1個至5個C原子之氧雜烷基或氧雜羰基烷基，W7 及W8 彼此獨立地為H、C1或具有1個至5個C原子之烷基，Phe係視情況較佳經一個或多個上文所定義基團L(除P-Sp-之含義以外)取代之1,4-伸苯基，且k1 及k2 彼此獨立地為0或1。
最佳可聚合基團係選自CH2 =CH-COO-、CH2 =C(CH3 )-COO-、CH2 =CF-COO-、(CH2 =CH)2 CH-OCO-、(CH2 =CH)2 CH-O-、。
可按照普通專業人士已知及闡述於文獻(例如)D. J. Broer;G. Challa;G. N. Mol,Macromol. Chem ,1991,192,59中之方法來實施聚合。
較佳選擇式Sp'-X'之間隔基團Sp以使P-Sp-為P-Sp'-X'-，其中Sp'　係具有1至20個C原子且較佳具有1個至12個C原子之伸烷基，其視情況經F、Cl、Br、I或CN單次或多次取代，且其中一個或多個不相鄰CH2 基團在每一情形中彼此獨立地以使O及/或S原子不會彼此直接連接之方式視情況由-O-、-S-、-NH-、-NR0 -、-SiR0 R00 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-OCO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR0 -CO-O-、-O-CO-NR0 -、-NR0 -CO-NR0 -、-CH=CH-或-C≡C-代替，X'　係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR0 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0 -、-CY1 =CY2 -、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵，R0 及R00 彼此獨立地為H或具有1個至12個C原子之烷基，且Y1 及Y2 彼此獨立地為H、F、Cl或CN。
X'較佳係-O-、-S-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR0 -或單鍵。
典型基團Sp'係(例如)-(CH2 )p1 -、-(CH2 CH2 O)q1 -CH2 CH2 -、-CH2 CH2 -S-CH2 CH2 -或-CH2 CH2 -NH-CH2 CH2 -或-(SiR0 R00 -O)p1 -，其中p1係自2至12之整數，q1係自1至3之整數且R0 及R00 具有上文所給出含義。
較佳基團Sp'係(例如)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、伸十八烷基、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。其他較佳者係對掌性間隔基團。
其他較佳者係其中可聚合基團直接連接至不具有間隔基團Sp之液晶原基團的化合物。
倘若化合物具有兩個或更多個基團P-Sp-，則該等可聚合基團P與該等間隔基團Sp可為相同或不同。
在另一較佳實施例中，該等桿條狀化合物包含一個或多個端基R1,2 或取代基L或R3 ，其可經兩個或更多個可聚合基團P或P-Sp-(多官能團可聚合基團)取代。此類型之適宜多官能團可聚合基團揭示於(例如)美國專利US 7,060,200 B1及美國專利US 2006/0172090 A1中。極佳者係包含一個或多個選自下列各式之多官能團可聚合基團的化合物：
-X-烷基-CHP1 -CH2 -CH2 P2 　P1
-X'-烷基-C(CH2 P1 )(CH2 P2 )-CH2 P3 　P2
-X'-烷基-CHP1 CHP2 -CH2 P3 　P3
-X'-烷基-C(CH2 P1 )(CH2 P2 )-Caa H2aa+1 　P4
-X'-烷基-CHP1 -CH2 P2 　P5
-X'-烷基-CHP1 P2 　P5
-X'-烷基-CP1 P2 -Caa H2aa+1 　R6
-X'-烷基-C(CH2 P1 )(CH2 P2 )-CH2 OCH2 -C(CH2 P3 )(CH2 P4 )CH2 P5 　P7
-X'-烷基-CH((CH2 )aa P1 )((CH2 )bb P2 )　P8
-X'-烷基-CHP1 CHP2 -Caa H2aa+1 　P9
其中烷基　係具有1個至12個C原子之直鏈或具支鏈伸烷基，其未經取代、經F、Cl、Br、I或CN單次或多次取代，且其中一個或多個不相鄰CH2 基團在每一情形中彼此獨立地以使O及/或S原子不會彼此直接連接之方式視情況經-O-、-S-、-NH-、-NR0 -、-SiR0 R00 -、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-SO2 -、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR00 -、-CY1 =CY2 -或-C≡C-代替，其中R0 及R00 具有上文所給出含義；或表示單鍵，aa及bb　彼此獨立地為0、1、2、3、4、5或6，X'　係如上文所定義，且P1-5 　彼此獨立地具有上文針對P所給出若干含義中的一種含義。
較佳式I化合物係選自由下列子式組成之群：
其中M係如上文及下文所定義且伸苯基環視情況經一個或多個如上文所定義基團L取代。
基團M較佳選自由下列子式組成之群：
其中R"及R"'彼此獨立地具有上文所給出各R1 含義中的一種含義且Z在每次出現時彼此獨立地具有上文所給出各Z1 含義中的一種含義。較佳地，一個或多個R"及R'"，極佳地，兩個基團R"及/或兩個基團R"'表示P-或P-Sp-。Z較佳為-COO-、-OCO-或單鍵。苯基環視情況經一個或多個(較佳地，一個或兩個)如上文所定義基團L取代。
在此等較佳化合物中P-Sp-較佳為P-Sp'-X'，其中X'較佳為-0-、-COO-或-OCOO-。Z較佳為-COO-、-OCO-或單鍵。
式I化合物可按照原本已知且闡述於參考文獻及有機化學標準著作中之方法或以類似於該等方法之方式合成，例如，闡述於Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie,Thieme-Verlag,Stuttgart中之方法。尤為適宜的方法揭示於美國專利US 6,203,724中。其他適宜合成方法亦闡述於下文及各實例中。
式I化合物通常可藉由最初使經適宜取代之乙炔(例如，(三甲基甲矽烷基)乙炔)與適宜環己酮於丁基鋰存在時反應來獲得，如在(例如)ACS Symposium Series(2001),798(Anisotropic Organic Materials),195-205中所述。所得三級醇與適宜羧酸之酯化反應產生酯產物。軸向乙炔系取代基隨後與式D(B-G)z 之反應性盤狀衍生物偶合，其中D、B及Z具有式I之含義且G係適宜反應性基團或離去基團，例如，溴或碘，該偶合係藉由鈀催化之偶合反應以類似於如在(例如)J Org. Chem. 1997,62,7471或Tetrahedron Lett. 1993,6403中所述方法之方式來實現。
製造關鍵中間體之方法例示性地顯示於下文反應圖1中。
中間體1係按照在上文反應圖1中所示來製備。化合物1.3係藉由使酮1.1與三甲基乙炔於丁基鋰存在時反應且隨後使用氫氧化鉀移除TMS基團來分兩步製備。化合物1.3隨後與適宜羧酸於DCC及催化量之DMAP存在時反應。
中間體1之典型實例示於下文中：
中間體1(例如，化合物1.4或1.5)隨後與鹵化盤狀基團較佳於Sonogashira反應中偶合。舉例而言，中間體1可與如下文所述1,3,5-三碘苯或1,3,5-三溴苯或其他盤狀基團於適宜觸媒(例如，Pd(II)觸媒，如Pd(PPh3 )2 Cl2 )及鹼(例如，三乙胺)存在時偶合。
製備如上文及下文所述式I化合物之方法係本發明之另一態樣。尤佳者係包含下列步驟之方法：
a)使經適宜取代之乙炔與視情況經取代之環己酮於丁基鋰存在時反應，
b)分離藉此所形成的同分異構體，
c)使步驟b)之三級醇的經分離同分異構體與適宜芳香族或脂肪族羧酸進行酯化反應，
d)使所得化合物經由其軸向乙炔系取代基偶合至芳香族環。
盤狀基團D1-D6在先前技術中熟知。可依據在下文所述參考文獻中所述方法或以與該等方法相類似的方式製備盤狀基團D7-D11：D7：參見美國專利US 2008/087879 A1，其闡述諸如1,4,7,10-四溴蔻等四溴蔻之合成。
D8：下文所示同分異構體2,8,15-三碘-5,6,11,12,17,18-六氮雜伸三聯萘與2,8,14-三碘-5,6,11,12,17,18-六氮雜伸三聯萘之合成闡述於WO 2005/123737 A2中。
D9：2,7,12-三溴三茚并苯之合成闡述於A. W. Amick等人,J. Org. Chem. 2007,72(9),3412-3418及B. Gomez-Lor等人，Eur. J. Org. Chem. 2001,11,2107-2114中。
2,8,14-三碘-5,6,11,12,17,18-六氮雜伸三聯萘：
2,8,15-三碘-5,6,11,12,17,18-六氮雜-伸三聯萘：
D10：參見美國專利US 2005/048313 A1，其闡述3,6,9,12-四鹵化蒽嵌蒽之合成。
D11：參見「Columnar mesophase formation of cyclohexa-m-phenylene-based macrocycles」，W. Pisula等人「Chemistry-An Asian Journal」(2007),2(1),51-56.出版者：Wiley-VCH Verlag GmbH ＆ Co. KGaA,CODEN:CAAJBI,ISSN:1861-4728;CAN 147:395541,AN 2007:94977，其闡述5,5',5",5''',5'''',5'''''-六碘六-間-伸苯基之合成。
製備如上文及下文所述式I化合物之方法、其中所用及藉此所獲得新穎中間體及其製備式I化合物之用途係本發明之其他態樣。
較佳地，本發明之雙折射聚合物膜可藉由聚合LC調配物來製備，該LC調配物包含一種或多種下文稱作「客體組份」或「客體化合物」之式I化合物且進一步包含可為單一化合物或為若干化合物之混合物的LC材料(下文稱作「主體組份」或「主體混合物」)，較佳為具有向列相之可聚合LC主體混合物。術語「客體」及「主體」並不排除如下可能性：客體組份在最終LC混合物中之量係>50重量%且主體組份在最終LC混合物中之量係<50重量%。
本發明之雙折射聚合物膜較佳具有正雙折射及負(或「逆」)色散。
該主體組份較佳具有正雙折射及正(或「正常」)色散。
該客體組份較佳具有：
(1)在550nm下之負雙折射率及正常(正)雙折射率色散或
(2)在550nm下之正雙折射及逆(負)雙折射色散。在此情形中，倘若客體組份在450nm下具有負雙折射，則Δn(450)/Δn(550)可為負。
本發明之另一態樣係一種包含一種或多種如上文及下文所述客體化合物及一種或多種額外化合物(其較佳為液晶原性或液晶及/或可聚合)之可聚合調配物，較佳為可聚合LC調配物。極佳地，該LC調配物包含一種或多種選自反應性液晶原(RM)之額外化合物，最佳地，包含一種或多種選自單-及二反應性RM之額外化合物。此等額外化合物構成可聚合LC主體組份。
較佳地，本發明之聚合物膜係經交聯且可聚合客體化合物及/或可聚合主體組份包含至少一種具有兩個或更多個可聚合基團(二-或多反應性)之化合物。
本發明之客體化合物在可聚合LC調配物(包括客體及主體組份)中之濃度較佳為自5-90wt.%，極佳地，自30-70wt.%。
可聚合LC主體調配物之額外RM可藉由原本已知及陳述於有機化學標準著作中之方法來製備，例如，Houben-Weyl,Methoden der organischen Chemie,Thieme-Verlag,Stuttgart。適宜RM揭示於(例如)WO 93/22397、歐洲專利EP 0 261 712、德國專利DE 195 04 224、WO 95/22586、WO 97/00600、美國專利US 5,518,652、美國專利US 5,750,051、美國專利US 5,770,107及美國專利US 6,514,578中。特別適宜且較佳RM之實例示於以下列表中。
其中P0 　在彼此獨立地多次出現之情形中係可聚合基團，較佳為丙烯酸基、甲基丙烯酸基、環氧丙烷、環氧基、乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基醚或苯乙烯基，A0 及B0 　在彼此獨立地多次出現之情形中係視情況經1、2、3或4個基團L取代之1,4-伸苯基、或反式-1,4-伸環己基，Z0 　在彼此獨立地多次出現之情形中係-COO-、-OCO-、-CH2 CH2 -、-C≡C-、-CH=CH-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵，R0 　係具有1或多個、較佳1個至15個C原子且視情況經氟化之烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，或為Y0 或P-(CH2 )y -(O)z -，X0 　係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01 -、-NR01 -CO-、-NR01 -CO-NR01 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵，Y0 　係F、Cl、CN、NO2 、OCH3 、OCN、SCN、SF5 、具有1個至4個C原子之視情況經氟化之烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基、或具有1個至4個C原子之經單、寡或多氟化之烷基或烷氧基，R01,02 　彼此獨立地為H、R0 或Y0 ，R*　係具有4個或多個(較佳為4個至12個)C原子之對掌性烷基或烷氧基，如2-甲基丁基、2-甲基辛基、2-甲基丁氧基或2-甲基辛氧基，Ch　係選自膽固醇基、雌-二醇或類萜基(如薄荷基或香茅基)之對掌性基團，L　在彼此獨立地多次出現之情形中係H、F、Cl、CN或具有1個至5個C原子之視情況經鹵化烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，r　係0、1、2、3或4，t　在彼此獨立地多次出現之情形中係0、1、2或3，u及v　各自彼此獨立地為0、1或2，w　係0或1，x及y　彼此獨立地為0或為1至12之相同或不同整數，z　係0或1，其中若相鄰x或y係0，則z為0，且其中該等苯環及萘環可另外經一個或多個相同或不同基團L取代。
尤佳地，可聚合LC主體組份只含有非對掌性化合物且不含對掌性化合物。
更佳地，可聚合LC主體組份包含一種或多種選自式MR3、MR4、MR7、MR8、MR9、MR10、MR18、MR27、DR6、DR7、DR8、DR9及DR10以及DR1和DR5之化合物。
更佳地，可聚合LC主體組份包含一種或多種選自下列各式之化合物：
其中P0 、R0 、x、y及z均係如上文所定義。
更佳地，可聚合LC主體組份包含一種或多種選自下列各式之化合物：
較佳地，可聚合LC主體組份之可聚合化合物可選自具有低雙折射率之化合物，極佳地，為單-或二反應性RM。
尤佳者係具有自0.01至0.2(極佳地，自0.04至0.16)之雙折射率絕對值的可聚合主體組份。
本發明之聚合物LC膜的一般製備為普通專業人士所知且闡述於文獻中，例如，闡述於D. J. Broer;G. Challa;G. N. Mol,Macromol. Chem ,1991,192,59中。通常，將可聚合LC材料(即，化合物或混合物或調配物)塗佈於或者施用於在其上該可聚合LC材料配向成一致定向之基板上，並較佳藉由光聚合、極佳藉由UV-光聚合在其LC相中於選擇溫度(例如，藉由曝露於熱或光化輻射)下原位聚合以固定LC分子配向。倘若需要，則可藉由額外方式(如剪切或退火該LC材料、對該基板實施表面處理或向該LC材料中加入表面活性劑)促進一致配向。
可使用(例如)玻璃或石英薄板或塑料膜作為基板。亦可能在聚合之前及/或期間及/或之後於該經塗佈材料上方安置第二基板。該等基板可在聚合之後移除或保留。當在藉由光化輻射固化之情形中使用兩個基板時，必須有至少一個基板對於聚合所用光化輻射為可透射的。可使用各向同性或雙折射基板。倘若在聚合後不將該基板自聚合膜移除，則較佳使用各向同性基板。
適宜的較佳塑性基板係(例如)諸如下列等聚酯膜：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)或三乙醯纖維素(TAC)，極佳者為PET或TAC膜。可使用(例如)在單軸向上伸長之塑性膜作為雙折射基板。PET膜可(例如)以商標Melinex自DuPont Teijin Films購得。
該可聚合材料可藉由習知塗佈技術(如，旋塗或刮塗)施用於基板上。其亦可藉由專業人士已知之習用印刷技術(例如，網版印刷、膠版印刷、整捲印刷、凸版印刷、凹版印刷、旋轉凹板印刷、柔性版印刷、凹雕印刷、移動印刷、熱封印刷、噴墨印刷或藉助印模板或印刷版之印刷)施用於基板上。
亦可能將可聚合材料溶於適宜溶劑中。隨後藉由(例如)旋塗或印刷或其他已知技術將該溶液塗佈於或印刷於基板上且在聚合之前蒸發出溶劑。在許多情形中，需適當地加熱該混合物以促進溶劑蒸發。可使用(例如)標準有機溶劑作為溶劑。該等溶劑可選自(例如)酮類，例如，丙酮、甲基乙基酮、甲基丙基酮或環己酮；乙酸酯類，例如，乙酸甲酯、乙酸乙酯或乙酸丁酯或乙醯乙酸甲酯；醇類，例如，甲醇、乙醇或異丙醇；芳香族溶劑，例如，甲苯或二甲苯；鹵化烴類，例如，二氯甲烷或三氯甲烷；二醇類或其酯，例如，PGMEA(丙二醇單甲基醚乙酸酯)、γ-丁內酯、及諸如此類。亦可能使用上述溶劑之二元、三元或更多元混合物。
可藉由(例如)摩擦處理基板、藉由在塗佈期間或之後剪切該材料、藉由在聚合之前退火該材料、藉由施加一配向層、藉由對經塗佈材料施用磁場或電場、或藉由向該材料中加入表面活性化合物來達成可聚合LC材料之初始配向(例如，平面配向)。關於配向技術之綜述，請參見(例如)I. Sage於「Thermotropic Liquid Crystals」(由G. W. Gray編輯，John Wiley ＆ Sons,1987，第75-77頁)中之闡述及T. Uchida和H. Seki於「Lquid Crystals-Applications and Uses第3卷」(由B. Bahadur編輯，World Scientific Publishing,Singapore 1992，第1-63頁)中之闡述。關於配向材料及技術之綜述由J. Cognard於Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78,Supplement 1(1981)，第1-77頁中給出。
尤佳者係包含一種或多種可促進LC分子之特定表面配向之表面活性劑的可聚合材料。適宜表面活性劑闡述於(例如)J. Cognard,Mol. Cryst. Liq. Cryst.78 ,Supplement 1,1-77(1981)中。用於平面配向之較佳配向劑係(例如)非離子型表面活性劑，較佳為氟碳表面活性劑，例如，市售Fluorad FC-171(購自3M公司)或Zonyl FSN(購自DuPont)、如英國專利GB 2 383 040中所述多嵌段表面活性劑或如歐洲專利EP 1 256 617中所述可聚合表面活性劑。
亦可能在基板上施加配向層並在該配向層上提供可聚合材料。適宜配向層為此項技術所知，例如，藉由如美國專利US 5,602,661、美國專利US 5,389,698或美國專利US 6,717,644中所述光配向法製備的經磨平聚醯亞胺層或配向層。
亦可能藉由在聚合之前於高溫(較佳為其聚合溫度)下退火該可聚合LC材料來形成或改良配向。
藉由(例如)使可聚合材料曝露於熱或光化輻射可實現聚合。光化輻射意指用諸如UV光、IR光或可見光等光來輻照，用X-射線或γ射線來輻照或用高能粒子(例如，離子或電子)來輻照。較佳地，藉由UV輻射來實施聚合。可使用(例如)單一UV燈或一組UV燈作為用於光化輻射之輻射源。當採用高燈功率時，可減少固化時間。用於光化輻射之另一可能的輻射源係雷射，例如，UV、IR或可見光雷射。
聚合作用較佳係於可在光化輻射波長處吸收之起始劑存在下實施。出於此目的，可聚合LC材料較佳包含一種或多種起始劑，其濃度較佳為0.01-10%，極佳地，0.05-5%。舉例而言，當藉助UV光聚合時，可使用在UV輻照下分解產生引發該聚合反應之自由基或離子之感光起始劑。在聚合丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基團時，較佳使用自由基感光起始劑。在聚合乙烯基、環氧化物或環氧丙烷基團時，較佳使用陽離子感光起始劑。亦可能使用加熱時可分解產生引發聚合反應之自由基或離子之熱聚合起始劑。典型自由基感光起始劑係(例如)市售Irgacure或Darocure(Ciba Geigy AG,Basel，瑞士)。典型陽離子感光起始劑係(例如)UVI 6974(Union Carbide)。
該可聚合材料亦可包含一種或多種穩定劑或抑製劑(例如，市售Irganox(Ciba Geigy AG,Basel，瑞士))以防止不期望之自發聚合。
固化時間尤其應端視可聚合材料之反應性、塗層之厚度、聚合起始劑之類別及UV燈之功率而定。固化時間較佳係分鐘，極佳為分鐘，最佳為分鐘。對於大量生產而言，秒之較短固化時間為較佳。
較佳地，在惰性氣氛(如，氮氣或氬氣)中實施聚合。
該可聚合材料亦可包含一種或多種具有調整至聚合所用輻射波長的最大吸收之染劑，具體而言係UV染劑，例如，4,4"-氧化偶氮基苯甲醚或Tinuvin染劑(購自Ciba AG,Basel，瑞士)。
在另一較佳實施例中，該可聚合材料包括一種或多種單反應性可聚合非液晶原化合物，其量較佳為0至50%，極佳為0至20%。典型實例係丙烯酸烷基酯或甲基丙烯酸烷基酯。
在另一較佳實施例中，該可聚合材料包含一種或多種二-或多反應性可聚合非液晶原化合物，其量較佳為0至50%，極佳為0至20%或者亦可包含二-或多反應性可聚合液晶原化合物。二反應性非液晶原化合物之典型實例係具有1個至20個C原子之烷基的二丙烯酸烷基酯或二甲基丙烯酸烷基酯。多反應性非液晶原化合物之典型實例係三甲基丙烷三甲基丙烯酸酯或異戊四醇四丙烯酸酯。
亦可能向該可聚合材料中加入一種或多種鏈轉移劑以改變聚合物膜之物理性質。尤其佳者係硫醇化合物，例如，單官能團硫醇(如十二烷硫醇)或多官能團硫醇(如三甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯))。極佳者係液晶原或LC硫醇，如在(例如)WO 96/12209、WO 96/25470或美國專利US 6,420,001中所揭示。藉助鏈轉移劑可控製聚合物膜中游離聚合物鏈的長度及/或兩次交聯間聚合物鏈的長度。當增加鏈轉移劑之量時，聚合物膜中之聚合物鏈長度減小。
該可聚合材料亦可包含聚合黏結劑或者一種或多種能夠形成聚合黏結劑之單體及/或一種或多種分散助劑。適宜黏結劑及分散助劑揭示於(例如)WO 96/02597中。然而，較佳地，該可聚合材料不含黏結劑或分散助劑。
可聚合材料可額外包含一種或多種添加劑，例如，觸媒、敏化劑、穩定劑、抑製劑、鏈轉移劑、共反應單體、表面活性化合物、潤滑劑、潤濕劑、分散劑、疏水劑、黏合劑、流動改良劑、消泡劑、除氣劑、稀釋劑、反應性稀釋劑、助劑、著色劑、染劑、顏料或奈米粒子。
本發明之聚合物膜的厚度較佳係自0.3至5微米，極佳為自0.5至3微米，最佳為自0.7至1.5微米。對於用作配向層而言，具有0.05至1，較佳為0.1至0.4微米之厚度的薄膜為較佳。
本發明之聚合物膜及材料在(例如)LCD中可用作延遲膜或補償膜以改良大視角下之反差比及亮度並降低色度。其可在LCD之可開關LC單元外部使用或者在形成可開關LC單元並含有可開關LC介質之兩個基板(通常為玻璃基板)之間使用(單元內應用)。
本發明之聚合物膜及材料可用於習用LC顯示器，例如，具有垂直配向之顯示器，如DAP(配向相位變形)、ECB(電控雙折射)、CSH(彩色超垂直排列)、VA(垂直配向)、VAN或VAC(垂直配向向列型或膽固醇型)、MVA(多域垂直配向)、PVA(圖案化垂直配向)或PSVA(聚合物穩定之垂直配向)模式；具有彎曲或雜合配向之顯示器，如OCB(光學補償彎曲單元或光學補償雙折射)、R-OCB(反射OCB)、HAN(雜合配向向列型)或π-單元(π-cell)模式；具有扭曲配向之顯示器，如TN(扭曲向列型)、HTN(高度扭曲向列型)、STN(超扭曲向列型)、AMD-TN(主動矩陣驅動TN)模式；IPS(平面內切換)模式之顯示器或可在光學各向同性相中切換之顯示器。
本發明之各層、膜及材料可用於各種光學膜，較佳選自單光軸膜(A-板、C-板、負C-板、O-板)、扭曲光學延遲器(例如，扭曲四分之一波長箔(QWF))、消色差延遲器、消色差QWF或半波長箔(HWF)及光學雙軸膜。該等層及材料中之LC相結構可選自膽固醇相、碟狀相、向列相及藍相。LC材料在層中之配向可選自垂直配向、展開配向(splayed alignment)、傾斜配向、平面配向及藍相配向。該等層可呈一致定向或呈現不同定向圖案。
該等膜可用作光學補償膜以增強LCD之視角或者用作亮度增強膜之組件，以及用作反射或半穿透反射式LCD之消色差元件。其他較佳應用及裝置包括
-　需要在許多波長下具有類似相移之光電子裝置中之延遲組件，例如，組合型CD/DVD/HD-DVD/Blu-Ray，其包括讀出、寫入重寫入數據儲存系統
-　用於諸如相機等光學裝置之消色差延遲器
-　用於包括OLED及LCD在內之顯示器的消色差延遲器。
下列實例意欲闡明本發明，而非限制本發明。下文所闡述方法、結構及性質亦可應用於或轉移至在本發明中所申請但未明確闡述於上述說明書或實例中之材料。
在上下文中百分比均係重量百分比。所有溫度均以攝氏度給出。m.p.表示熔點，cl.p.表示澄清點，Tg 表示玻璃化轉變溫度。此外，C=晶態，N=向列相，S=碟狀相且I=各向同性相。此等符號間之數據表示轉變溫度。Δn表示在589nm及20℃下量測的光學各向異性(Δn=ne -no ，其中no 表示平行於分子縱軸之折射率且ne 表示垂直於分子縱軸之折射率)。除非明確說明，否則在20℃下量測光學及電光學數據。
除非另有說明，否則在本說明書之說明及申請專利範圍中，藉由如上文所述方法來測定延遲及色散。
除非另有說明，否則上下文中所給出可聚合混合物之組份百分比係指在混合物可聚合混合物中之固體總量，即不包含溶劑。
實例1
按照下文所述製備其中R係正丙基之化合物1。中間體1.4係藉由在反應圖1中所述方法來製備且隨後在Sonogashira條件下與1,3,5-三碘苯反應以獲得1。
(R=n-C3 H7 )
1.3之合成闡述於文獻中，參見，例如，美國專利US 1999-0452166。反式-4'-丙基-[1,1'-二環己基]-4-酮(1.1)可購得。藉由使1.1與三甲基甲矽烷基乙炔及丁基鋰反應來製備(反式，反式)-4'-丙基-4-[2-(三甲基甲矽烷基)乙炔基]-[1,1'-二環己基]-4-醇(1.2)。該反應產生兩種同分異構體且藉由柱層析分離反式-反式同分異構體。藉由使1.2與氫氧化鉀在甲醇中反應來製備(反式，反式)-4-乙炔基-4'-丙基-[1,1'-二環己基]-4-醇(1.3)。
1.4之合成
向三級醇-化合物3之攪拌二氯甲烷溶液中添加三氟乙酸酐及4-[6-(3-氯丙醯基氧基)己基氧基]苯甲酸存於二氯甲烷中之預混合溶液。在25℃下攪拌過夜後，用水稀釋該反應混合物並分離有機層。在用DCM萃取水性層後，合併有機部分用碳酸氫鈉溶液及水洗滌直至達中性pH。藉助矽膠管柱層析純化該材料，用20% DCM存於汽油(40-60℃)中之混合物洗脫，提供灰白色固體(NMR顯示預期信號，產率為98%)。
1之合成
將酯-化合物1.4、1,3,5-三碘苯、CuI、Pd(PPh4 )2 Cl2 及三乙胺存於四氫呋喃中之混合物填裝至圓底燒瓶中並對其進行超聲波處理，然後在50℃下於氮氣中攪拌加熱72小時。在冷卻後，藉由添加稀HCl來酸化該反應混合物，分離有機層並用水洗滌之。使用硫酸鈉乾燥該有機層並濃縮之以獲得褐色油狀物。藉助矽膠管柱層析純化該油狀物，用乙酸乙酯-汽油40-60℃(1:10)洗脫。收集含有產物之各部分以獲得深褐色固體，將其重新溶於二氯甲烷中並添加至預先冷卻至-20℃之攪拌乙腈中。收集深褐色沉澱並自乙酸乙酯/變性乙醇重結晶以獲得黃色固體(96.1%，藉由HPLC測得，產率為22%)。
實例2
藉由在Nature(1999),398 ,796-799中所述方法來製備1,3,5-叁[(4-碘苯基)乙炔基]苯。使實例1之化合物1.4與1,3,5-叁[(4-碘苯基)乙炔基]苯在Sonogashira條件下反應以獲得下文所示化合物2。
(R=n-C3 H7 )
圖1顯示自先前技術之反應性液晶原製造的聚合膜之雙折射率對波長曲線；
圖2顯示具有低或負延遲色散之模型分子的折射率對波長曲線圖，顯示增加之no 色散及降低之ne 色散；
圖3a及圖3b分別顯示示具有負光色散(3a)及正光學色散(3b)之化合物的雙折射率對波長曲線圖；
圖4例示性及示意性地描繪本發明之化合物的結構；及
圖5例示性及示意性地描繪先前技術之化合物的結構。
(無元件符號說明)

Claims (15)

  1. 一種式I化合物，D[-(B)q -M]z I其中D 係盤狀(discotic)基團或與(B)q 一起形成盤狀基團，z 係自3至10之整數，B 在每次出現時彼此獨立地為選自由-C≡C-、-CY1 =CY2 -及視情況經取代之芳香族或雜芳香族基團組成之群之二價基團，Y1,2 彼此獨立地為H、F、Cl、CN或R0 ，q 在每次出現時彼此獨立地為0或自1至10之整數，M 係式II之基團 其中個別基團在多次出現之情形中彼此獨立地具有下列含義U1 係選自由下列各環組成之群 包括其鏡像，其中環U1 經由軸向鍵鍵結至該基團-(B)q -且在此等環中之一個或兩個不毗鄰CH2 基團視情況經O及/或S代替且該環U1 視情況經取代， Q1,2 彼此獨立地為CH或SiH，Q3 係C或Si，A1,2 彼此獨立地選自視情況經取代之非芳香族碳環基團、非芳香族雜環基團、芳香族碳環基團及芳香族雜環基團，且其中-(A1 -Z1 )m -U1 -(Z2 -A2 )n -所含芳香族基團不比非芳香族基團多且較佳含有不多於一個的芳香族基團，Z1,2 彼此獨立地為-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR0 -、-NR0 -CO-、-NR0 -CO-NR0 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CH2 CH2 -、-(CH2 )3 -、-(CH2 )4 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=CH-、-CY1 =CY2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR0 -、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-、CR0 R00 或單鍵，R0 及R00 彼此獨立地為H或具有1個至12個C原子之烷基，m及n 彼此獨立地為0、1、2、3或4，其中m+n>0，R1-3 彼此獨立地為選自下列之相同或不同基團：H、鹵素、-CN、-NC、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR0 R00 、-C(=O)X0 、-C(=O)R0 、-NH2 、-NR0 R00 、-SH、-SR0 、-SO3 H、-SO2 R0 、-OH、-NO2 、-CF3 、-SF5 、P-Sp-、視情況經取代之甲矽烷基、或具有1個至40個C原子且視情況經取代及視情況包含一個或多個雜原子之二價碳基 或烴基；或表示P或P-Sp-，或經P或P-Sp-取代，P 係可聚合基團，Sp 係間隔基團或單鍵，X0 係-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR01 -、-NR01 -CO-、-NR01 -CO-NR01 -、-OCH2 -、-CH2 O-、-SCH2 -、-CH2 S-、-CF2 O-、-OCF2 -、-CF2 S-、-SCF2 -、-CF2 CH2 -、-CH2 CF2 -、-CF2 CF2 -、-CH=N-、-N=CH-、-N=N-、-CH=CR01 -、-CF=CF-、-C≡C-、-CH=CH-COO-、-OCO-CH=CH-或單鍵，R01 係H、R0 或Y0 ，及Y0 係F、Cl、CN、NO2 、OCH3 、OCN、SCN、SF5 、具有1個至4個C原子之視情況經氟化之烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基、或具有1個至4個C原子之經單、寡或多氟化之烷基或烷氧基。
  2. 如請求項1之化合物，其特徵在於D係選自由下列子式組成之群：
  3. 如請求項1或2之化合物，其特徵在於-(B)q -係選自由下列組成之群：-C≡C-、-C≡C-C≡C-、-C≡C-C≡C-C≡C-、 -C≡C-C≡C-C≡C-C≡C-、、、 其中r係0、1、2、3或4且L係選自P-Sp-、F、Cl、Br、I、-CN、-NO2 、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(=O)NR0 R00 、-C(=O)X、-C(=O)OR0 、-C(=O)R0 、-NR0 R00 、-OH、-SF5 、視情況經取代之甲矽烷基、具有1個至12個C原子之芳基、及具有1個至12個C原子之直鏈或具支鏈烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，其中一個或多個H原子視情況經F或Cl代替，其中R0 及R00 係如請求項1所定義且X係鹵素。
  4. 如請求項1或2之化合物，其特徵在於該等係選自由下列子式組成之群： 其中M係如請求項1中所定義且各伸苯基環視情況經一個或多個如請求項3中所定義基團L取代。
  5. 如請求項1或2之化合物，其特徵在於該等基團M係選自由下列子式組成之群： 其中R"及R"'彼此獨立地具有如請求項1之R1 含義中的一種含義且Z在每次出現時彼此獨立地具有如請求項1之Z1 含義中的一種含義。
  6. 如請求項1或2之化合物，其特徵在於式II中之該等環U1 係選自： 其中R3 係如式I中所定義。
  7. 一種可聚合LC調配物，其包含一種或多種如請求項1至6中任一項之化合物及一種或多種其他化合物，該一種或多種其他化合物係包含選自單反應性液晶原及雙反應性液晶原之可聚合化合物。
  8. 一種雙折射聚合物膜，其可藉由將如請求項1至7中任一項之化合物或LC調配物聚合以使其LC相呈定向狀態呈薄膜形式來獲得。
  9. 如請求項8之雙折射聚合物膜，其特徵在於其具有R450 /R550 <1，其中R450 係在450nm波長處之光學同軸延遲且R550 係在550nm波長處之光學同軸延遲。
  10. 一種如請求項1至9中任一項之化合物、LC調配物及聚合物膜之用途，其用於光學、電子及電光學組件或裝置中。
  11. 如請求項10之用途，其特徵在於該光學、電子及電光學組件或裝置係選自具有負光色散之光學膜、延遲器及補償器。
  12. 如請求項10或11之用途，其特徵在於該光學、電子及電光學組件或裝置係選自電光學顯示器、LCD、光學膜、偏振器、補償器、分束器、反射膜、配向層、濾色器、全像元件、熱壓印箔、彩色影像、裝飾性或安全性印記、LC顏料、黏合劑、非線性光學(NLO)裝置、光學資訊儲存裝置、電子裝置、有機半導體、有機場效電晶體(OFET)、 積體電路(IC)、薄膜電晶體(TFT)、射頻識別(RFID)標籤、有機發光二極體(OLED)、有機發光電晶體(OLET)、電致發光顯示器、有機光伏打(OPV)裝置、有機太陽能電池(O-SC)、有機雷射二極體(O-雷射)、有機積體電路(O-IC)、照明裝置、感測器裝置、電極材料、光電導體、光檢測器、電子照相記錄裝置、電容器、電荷注入層、蕭特基(Schottky)二極體、平坦化層、抗靜電膜、導電基板、導電圖案、光電導體、電子照相術應用、電子照相記錄、有機記憶裝置、生物感測器、生物晶片、需要在多個波長下具有類似相移之光電子裝置、組合型CD/DVD/HD-DVD/藍光、讀取寫入重寫資料儲存系統及相機。
  13. 如請求項10或11之用途，其特徵在於該光學、電子及電光學組件係選自下列之光學單軸膜：A-板、C-板、負C-板或O-板，扭曲光學延遲器，扭曲四分之一波長箔(QWF)，光學雙軸膜，消色差延遲器，消色差QWF或半波長箔(HWF)，具有膽固醇相、碟狀相、向列相或藍相之膜，及具有垂直配向、展開配向、傾斜配向、平面配向或藍相配向之膜，該單軸膜呈一致定向或展現不同定向之圖案。
  14. 如請求項10或11之用途，其特徵在於該光學、電子及電光學組件係用於增強LCD之視角的光學補償膜、亮度增強膜中之組件或反射或半穿透反射式LCD之消色差元件。
  15. 一種製備如請求項1至6中任一項之化合物的方法，其包 含如下步驟：a)使經適宜取代之乙炔與視情況經取代之環己酮於丁基鋰存在時反應，b)分離藉此所形成的同分異構體，c)使步驟b)之三級醇的經分離同分異構體與適宜芳香族或脂肪族羧酸進行酯化反應，d)使所得化合物經由其軸向乙炔系取代基偶合至芳香族環。
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