可聚合液晶混合物及其應用
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種聚合性液晶組合物及其在光學領域中的應用。
【背景技術】
[0002] 液晶分子的均勻取向排列是液晶顯示器件化CD)的先決條件。LCD的取向材料應 該滿足W下要求：（1)對液晶有良好的取向效果；（2)加工性能好，在基片表面形成均勻的 薄膜；（3)與液晶分子不發生化學反應；(4)與基材附著力大，不易產生針孔；(5)具有疏水 性。
[0003] 工業上采用的取向技術有兩大類，一類是傳統的摩擦取向技術，因為工藝簡單，被 廣泛采用。一類是今年發展起來的非摩擦取向技術，尤其是光控取向技術，W克服摩擦取向 技術容易產生碎屑劃痕、只能單一和平面取向的缺點。
[0004] 光控取向技術，根據處理過程不同可分為兩類：一類是復合體系，不需要表面預處 理，直接用光取向滲有感光高分子的液晶層；另一類是非復合體系，用偏振光預處理聚合物 襯底，再使液晶分子在襯底上定向排列，運是目前采用較多的方法。
[0005] 光控取向技術，根據取向材料的不同，又分為：
[0006] (1)光異構型：含偶氮基團或二苯乙締等光致順反異構基團的聚合物。運類聚合 物在紫外光作用下，可W發生構型變化，從而產生各向異性，引發液晶分子在其表面取向排 列。
[0007]W偶氮聚合物為例。又分為滲雜偶氮化合物、含偶氮側鏈和偶氮主鏈的聚合物。 滲雜偶氮化合物和含偶氮側鏈的聚合物膜取向序參數較大，效果較好，但是因為偶氮的光 異構化為可逆的變化，熱穩定性和光穩定性差。偶氮主鏈的聚合物，熱穩定性和光穩定性較 好，但是取向序參數較小，使用范圍受到了限制。
[0008] (2)光降解型：感光性聚酷亞胺。聚酷亞胺具有優良的熱穩定性和加工性能，感光 性聚酷亞胺，可W通過選擇性的光降解和光降解再交聯反應，引發表面各向異性，引起液晶 的取向排列。
[0009] 然而，無論是光降解還是光降解再交聯后的聚酷亞胺，或者分解產生了聚酷亞胺 小分子單體，或者形成了具有活潑氨的徑基，對液晶顯示器件的穩定性造成了極大的干擾， 影響了器件壽命。
[0010] 做光交聯型：肉桂酸衍生物、香豆素衍生物、查爾酬衍生物。在線性偏振光照射 下，運些衍生物側鏈上會發生生成環下燒的軸選擇性光交聯反應，因而在表面產生各向異 性，使得液晶分子沿面單軸取向。控制不同的光照強度和光照時間，可W獲得不同預傾角的 液晶取向排列。
[0011] 雖然，光交聯型衍生物具有很好的取向性能，對液晶性能不產生影響，但是運些衍 生物的穩定性仍有待提升。運主要是光交聯型衍生物使用時多為高分子衍生物，衍生物的 單體多為丙締酸醋類的單體。W肉桂酸衍生物為例，單體中同時含有丙締酸醋基團中的雙 鍵和肉桂酸基團中的雙鍵，為了獲得光配向膜，第一步選擇性引發丙締酸醋基團中的雙鍵， 然后再選擇性引發肉桂酸醋基團中的雙鍵。為了盡可能減少兩步反應的干擾，因為第二步 必須采用偏振光引發，所W第一步多采用熱引發。
[0012] 為了提高引發效率，常加入熱引發劑（如過氧化苯甲酯，偶氮二異下臘），W及光 引發劑（如1-徑基環己基苯基甲酬，2-甲基-1-(4-甲硫基苯基）-2-嗎嘟-1-丙酬）。但 運些引發劑在完成引發之后，并沒有從產品中除去，殘留的引發劑和引發后的降解產物，降 低了材料的穩定性。
[0013] 因此，仍然需要開發具有穩定性好的光控取向材料和光控取向膜。
【發明內容】
[0014] 發明目的：本發明的目的是克服現有技術的不足，提供一種用于光配向領域的可 聚合液晶組合物，該可聚合液晶組合物具有良好的穩定性，不需要額外添加熱引發劑。本發 明提供的可聚合液晶組合物利用雙鍵兩端官能團對雙鍵反應活性的影響，創造性的在組合 物中加入一種可見光吸收響應的可聚合液晶，在不加引發劑下原位逐步聚合，得到穩定性 好的光控取向膜。
[0015] 技術方案，為了完成上述發明目的，本發明提供了一種可聚合液晶組合物，它包 括：
[0016] 至少一種通式I所示的具有肉桂酸結構的可聚合液晶化合物
W及 I;
[0018] 至少一種通式II所示的可聚合液晶化合物
打，
[0020] 其中，
[0021] 所述Ri表示-H或者-CH3;
[0022] 所述Rz表示1-6個碳原子的烷基、苯基、甲苯基，甲氧基苯基；
[0023] 所述L表示單鍵、1-11個碳原子的亞烷基；
[0024] 所述Al和A湘同和不同，各自獨立表示 [00巧]所述Ar表示
[0027]所述Xi、Xz、Xs、X4、Xs、Xe、Xy和X河W相同和不同，各自獨立表示-H或-F;
[002引所述Yi、Yz和Y3相同和不同，各自獨立表示-H、-F、-Cl或-CH3;
[002引所述a、b和C相同和不同，各自獨立表示0或1 ;
[0030] 所述m、n及k相同和不同，各自獨立表示0、1或2。
[0031] 在本發明的一些實施方式中，所述通式I的化合物選自如下結構中的一種或多 種：
[004引其中，
[004引所述R康示-H或者-CH 3;
[0044] 所述Rz表示1-6個碳原子的烷基、苯基、甲苯基，甲氧基苯基；
[0045] 所述L表示1-11個碳原子的亞烷基；
[004引所述Xi、X2、X3、X4、Xs、Xe、X郝XS可W相同和不同，各自獨立表示-H或-F;所述b表示0或1。
[0047] 在本發明的一些實施方式中，所述通式I的化合物選自如下結構中的一種或多 種：
[0056] 在本發明的一些實施方式中，所述通式I的化合物選自如下結構中的一種或多 種：
[0065] 在本發明的一些實施方式中，所述通式I的化合物選自如下結構中的一種或多 種：
[0069] 在本發明的一些實施方式中，所述通式I的化合物選自如下結構中的一種或多 種：
[0077] 在本發明的一些實施方式中，所述通式II的化合物選自如下結構中的一種或多 種：
[0082] 在本發明的一些實施方式中，通式II所示化合物占所述可聚合液晶組合物重量百 分比為0.01% -2%。
[0083] 作為優選方案，在本發明的一些實施方式中，通式II所示化合物占所述可聚合液 晶組合物重量百分比為0.Ol%-I%。
[0084]在本發明的一些實施方式中，通式I所示化合物占所述可聚合液晶組合物重量百 分比為98-99. 9%。
[0085]作為優選方案，在本發明的一些實施方式中，通式I所示化合物占所述可聚合液 晶組合物重量百分比為99-99. 9%。
[0086]在本發明的一些實施方式中，通式I-2所示化合物占所述可聚合液晶組合物重 量百分比為0-70 %，優選為30-70 %。
[0087]在本發明的一些實施方式中，通式I -5所示化合物占所述可聚合液晶組合物重 量百分比為0-40 %，優選為20-40 %。
[0088]在本發明的一些實施方式中，通式I -7所示化合物占所述可聚合液晶組合物重 量百分比為0-99. 9 %，優選為30-99. 9 %。
[0089]本發明還提供了一種所述可聚合液晶組合物在光配向領域中的應用。
[0090]現有技術中，應用于光控取向技術中的材料，采用已經熱引發后的高分子材料進 行旋涂成膜，取向層粘附力不夠；第一步熱引發過程殘留的引發劑和引發后的降解產物，與 光配向材料相容性差，降低了材料的穩定性，影響了器件壽命。本發明所述的可聚合液晶組 合物與現有技術相比，具有更加優越的穩定性。利用雙鍵兩端官能團對雙鍵反應活性的影 響，創造性的在組合物中加入一種可見光吸收響應的通式II所示可聚合液晶（其中化合物 II-2的紫外吸收光譜圖如圖1所示），在不需要額外添加引發劑下進行聚合反應，是一種非 常好的可用于光配向領域的組合物。可見光響應的可聚合液晶自身也參與到聚合反應中， 不會出現與光配向材料相容性差的問題。因可見光響應的可聚合液晶添加量很少，雙官能 團的存在不會對鏈狀高分子的形成產生影響，因而不影響光控取向膜的穩定性。并且丙締 酸醋官能團在膠黏劑中大量應用，引發后的成膜速度快，對各種基底都有很好的粘附效果， 涂布后原位聚合，具有很好的粘附力。
[0091]本發明所述可聚合液晶組合物的制備方法，稱量一種或多種通式I化合物和相應 比例的通式II化合物，遮光條件下進行充分的物理攬拌共混，即得到本發明所述的可用于 光配向的液晶組合物。
[0092]可見光固化性能測試：在紅光環境下，將組合物溶解在相應的溶劑中，用旋涂方式 成膜，除掉溶劑后，置于可見光下30分鐘。用丙酬溶解上述固化后的薄膜，出現膠狀或絮狀 不溶物，說明組合物可W在可見光下固化。
[0093]線性交聯性能測試：在紅光環境下，將組合物溶解在相應的溶劑中，用旋涂方式成 膜，除掉溶劑后，置于可見光下30分鐘。用二氯甲燒丙酬溶解上述固化后的薄膜，為澄清透 明狀液體，說明組合物未形成交聯網狀結構，為線性高分子。
[0094] 取向性能測試：在紅光條件下，將組合物溶于相應的溶劑中，制成質量濃度為1% 的溶液，在玻璃基板表面，W100轉每分鐘的轉速旋涂30秒，形成所需的薄膜。置于室溫可 見光下30分鐘。采用一定角度的線偏振光，照射30秒。將完成照射的涂覆薄膜的基板，采 用液晶測試盒通用