具有光反应性官能团的化合物、光反应性聚合物以及包含该聚合物的取向膜制造技术

本发明专利技术涉及一种特定的光反应性聚合物，所述光反应性聚合物具有良好的取向稳定性和热稳定性以及良好的液晶取向，因此被理想地用在液晶显示器的取向膜中。本发明专利技术还涉及一种取向层和一种具有光反应性官能团的化合物，所述化合物被用作制备所述光反应性聚合物的单体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种具有光反应性官能团的新型化合物、光反应性聚合物以及包含该聚合物的取向膜。更具体地，本专利技术涉及这样的光反应性聚合物、具有光反应性官能团的化合物和取向膜，所述光反应性聚合物显示出优异的取向稳定性和热稳定性以及优异的液晶取向，因此被合意地用于液晶显示器件的取向膜中，所述具有光反应性官能团的化合物被用作制备所述光反应性聚合物的单体。
技术介绍
近年来，随着液晶显示器变得越来越大，其应用已经从个人的手机或笔记本电脑扩展至挂墙式电视，因此对液晶显示器而言需要确保其高清晰度、高质量和宽视角。特别是，因为由薄膜晶体管驱动的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)独立地驱动各个像素，液晶的响应速度非常快，所以能够实现高质量的动态图像。因此，其应用范围得到扩展。为了将液晶用作TFT-LCD中的光学开关，需要将液晶在设置在显示单元最内部的薄膜晶体管上按预定的方向初始定向。为此目的，使用液晶取向膜。为实现液晶取向，施用摩擦工艺，在该工艺中，将如聚酰亚胺的耐热聚合物施用在透明玻璃上以形成聚合物取向膜，并且通过高速旋转用由尼龙、人造丝等制成的摩擦布缠绕的旋转辊来摩擦该取向膜。但是，在摩擦过程中，由于摩擦工艺会引起机械划痕或者在液晶取向材料表面上引起高静电，因此会破坏薄膜晶体管。此外，由摩擦布产生的细纤维带来了缺陷，这样的缺陷阻碍了生产率的提高。为了克服摩擦工艺的问题以提高生产率，设计了一种新的液晶取向工艺，其为使用UV（即，光）的液晶取向（下文中被称作“光学取向”）。所述光学取向是指这样的机理，其中，与光反应性聚合物连接的光敏基团由于线性偏振的UV产生光反应，并且在这样的过程中，聚合物的主链单向取向，从而形成其中液晶被取向的可光聚合的液晶取向膜。其代表性实例为由M.Schadt等人(Jpn.J.Appl.Phys.,Vol.31.,1992,2155)、Dae S.Kang等人(美国专利No.5,464,669)和Yuriy Reznikov(Jpn.J.Appl.Phys.Vol.34,1995,L1000)宣布的通过光聚合反应的光学取向。在这些专利文件和论文中，如PVCN(聚(乙烯基肉桂酸酯))和PVMC(聚(乙烯基甲氧基肉桂酸酯))的基于聚肉桂酸酯的聚合物通常被用作光学取向聚合物。在进行光学取向的情况下，通过UV肉桂酸酯的双键[2+2]的环加成反应[2+2]形成环丁烷，并且因此形成各向异性的性能以单向地取向液晶分子，这引起液晶的取向。此外，公开号为11-181127的日本未决专利申请公开了具有如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯的主链以及含有如肉桂酸酯基团的光敏基团的侧链的聚合物，并公开了含有该聚合物的取向膜。公开号为2002-0006819的韩国专利也公开了通过使用基于聚甲基丙烯酰基的聚合物来制备的取向膜的用途。但是，上述光学取向聚合物的缺点在于：聚合物主链的热稳定性降低从而使取向膜的取向稳定性或热稳定性劣化或者使液晶取向变得不充分。例如，具有基于丙烯酰基主链的聚合物由于低的热稳定性而大大降低了取向膜的稳定性，并且当光敏基团受到主链限制时，该基团难以迅速地与辐射到取向膜的偏振光反应，因此劣化了液晶取向或取向的速度。液晶取向或取向速度的劣化降低了加工效率。此外，在生产的液晶显示器中液晶的取向不足，因此可能会出现二向色性比变小和对比度降低的问题。
技术实现思路
因此，本专利技术提供了一种光反应性聚合物和具有光反应性官能团的化合物，所述光反应性聚合物显示出优异的取向和热稳定性，因此被合意地用于液晶显示器件的取向膜中，所述具有光反应性官能团的化合物被用作用于制备所述光反应性聚合物的单体。此外，本专利技术提供一种取向膜，其包含作为光学取向聚合物的所述光反应性聚合物以显示优异的液晶取向和稳定性。本专利技术提供了由下式1表示的具有光反应性官能团的化合物：[式1]A-R其中，A为基于环烯烃的环，以及R为在A上取代的一个或多个官能团，其中，至少一个官能团为下列化学式1a的基团，并且其余的官能团各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链烷基；具有2-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链链烯基；具有2-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链炔基；具有3-12个碳原子的取代或未取代的环烷基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基，[化学式1a]其中，I为0或1，D和D’各自独立地选自：单键；氮；氧；硫；具有1-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链亚烷基；具有3-12个碳原子的取代或未取代的亚环烷基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链亚烷基氧基；和具有3-12个碳原子的取代或未取代的亚环烷基氧基，E为X和Y各自独立地选自：氢；卤素；氰基；和具有1-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链烷基，并且R10、R11、R12、R13和R14各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷氧基；具有6-30个碳原子的取代或未取代的芳氧基；具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基；具有6-40个碳原子的包含第14、15或16族杂元素的杂芳基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的烷氧基芳基；并且R15为一个或两个取代基，并且各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷氧基；具有6-30个碳原子的取代或未取代的芳氧基；具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基；具有6-40个碳原子的包含第14、15或16族杂元素的杂芳基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的烷氧基芳基。此外，本专利技术提供了包含下列化学式1的重复单元的光反应性聚合物：[化学式1]其中，m为50-5000，A’为基于环烯烃的重复单元，并且R的定义与式1中相同。所述光反应性聚合物可进一步包含选自下列化学式2和3的一种或多种重复单元：[化学式2]    [化学式3]其中，n和o各自独立地为50-5000，A”为基于环烯烃的重复单元，B为基于烯烃的重复单元，R’为在A”上取代的一个或多个官能团，其中，至少一个官能团为下列化学式2a的基团，并且其他官能团各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链烷基；具有2-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链链烯基；具有2-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链炔基；具有3-12个碳原子的取代或...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.07.07 KR 10-2010-0065570;2011.03.25 KR 10-2011.一种具有光反应性官能团的化合物，其由下式1表示：
[式1]
A-R
其中，A为基于环烯烃的环，
R为在A上取代的一个或多个官能团，其中，至少一个官能团为下列化学式1a的基
团，并且
其余的官能团各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子的取代或未取代
的直链或支链烷基；具有2-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链链烯基；具有2-20
个碳原子的取代或未取代的直链或支链炔基；具有3-12个碳原子的取代或未取代的环烷
基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基，
[化学式1a]
其中，I为0或1，
D和D’各自独立地选自：单键；氮；氧；硫；具有1-20个碳原子的取代或未取代的
直链或支链亚烷基；具有3-12个碳原子的取代或未取代的亚环烷基；具有1-20个碳原子
的取代或未取代的直链或支链亚烷基氧基；和具有3-12个碳原子的取代或未取代的亚环烷
基氧基，
E为X和Y各自独立地选自：氢；卤素；氰基；和具有1-20个碳原子的取代或未取代的
直链或支链烷基，
R10、R11、R12、R13和R14各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子
的取代或未取代的烷基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷氧基；具有6-30个碳原
子的取代或未取代的芳氧基；具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基；具有6-40个碳
原子的包含第14、15或16族杂元素的杂芳基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的烷
氧基芳基；并且
R15为一个或两个取代基，并且各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原
子的取代或未取代的烷基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷氧基；具有6-30个碳
原子的取代或未取代的芳氧基；具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基；具有6-40个
碳原子的包含第14、15或16族杂元素的杂芳基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的
烷氧基芳基。
2.根据权利要求1所述的化合物，其由下式1b表示：
[式1b]
其中，q为0-4的整数，
R1、R2、R3和R4中的至少一个为化学式1a的基团，并且
其他的各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的直链
或支链烷基；具有2-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链链烯基；具有2-20个碳原
子的取代或未取代的直链或支链炔基；具有3-12个碳原子的取代或未取代的环烷基；和具
有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基。
3.一种光反应性聚合物，其包含下面的化学式1的重复单元：
[化学式1]
其中，m为50-5000，
A’为基于环烯烃的重复单元，
R为在A’上取代的一个或多个官能团，其中，至少一个官能团为下列化学式1a的基
团，并且
其余的官能团各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子的取代或未取代
的直链或支链烷基；具有2-20个碳原子的取代或未取代的直链或支链链烯基；具有2-20
个碳原子的取代或未取代的直链或支链炔基；具有3-12个碳原子的取代或未取代的环烷
基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基，
[化学式1a]
其中，I为0或1，
D和D’各自独立地选自：单键；氮；氧；硫；具有1-20个碳原子的取代或未取代的
直链或支链亚烷基；具有3-12个碳原子的取代或未取代的亚环烷基；具有1-20个碳原子
的取代或未取代的直链或支链亚烷基氧基；和具有3-12个碳原子的取代或未取代的亚环烷
基氧基，
E为X和Y各自独立地选自：氢；卤素；氰基；和具有1-20个碳原子的取代或未取代的
直链或支链烷基，
R10、R11、R12、R13和R14各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原子
的取代或未取代的烷基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷氧基；具有6-30个碳原
子的取代或未取代的芳氧基；具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基；具有6-40个碳
原子的包含第14、15或16族杂元素的杂芳基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的烷
氧基芳基；并且
R15为一个或两个取代基，并且各自独立地选自：氢；卤素；氰基；具有1-20个碳原
子的取代或未取代的烷基；具有1-20个碳原子的取代或未取代的烷氧基；具有6-30个碳
原子的取代或未取代的芳氧基；具有6-40个碳原子的取代或未取代的芳基；具有6-40个
碳原子的包含第14、15或16族杂元素的杂芳基；和具有6-40个碳原子的取代或未取代的
烷氧基芳基。
4.根据权利要求3所述的光反应性聚合物，其进一步包含选自下面的化学式2和3
的一种或多种重复单元：
[化学式...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔大胜，全成浩，元永喆，柳东雨，
申请(专利权)人：LG化学株式会社，
类型：
国别省市：