可光致交联的旋光近晶液晶化合物制造技术

＊＊＊ Ⅰ 本发明专利技术涉及旋光的、铁电的、近晶的可光致交联的式Ⅰ化合物和含有这些化合物的液晶混合物以及它们以交联态在光学元件中的应用， 其中： Ａ↑［１］、Ａ↑［２］各自独立地表示可交联的中间基团。 Ａ↑［３］表示旋光的中间基团。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及旋光的、铁电的、近晶的(smectic)、可光致交联的液晶化合物，含有这些化合物的液晶混合物以及它们以交联态在光学元件中的应用。具有适量光引发剂的可光致交联液晶能在底物上或在晶胞中被合适的定向层定向或在一电埸中定向，然后在这种状态下可用合适波长的光照射进行交联。由此产生的结构甚至在高温下均可被保存。例如这些定向层可以是瑞士专利申请CH 2016/94和CH 2017/94中描述的杂合层的一部分。因此可生产出光学元件如导波器、光筛和过滤器，具有压电性质的元件和具有非线性光学(NLO)性质的元件等。这些光学元件例如可用于倍频(SHG)中。根据使用领域其它性质如双折率、折射率、透明度等必须满足不同的需要。例如倍频(SHG)材料在最大超极化性方向和极性轴之间应具有强偶合以便信号的倍频有效程度达到最高。另外，可光致交联的液晶必须具有良好的化学稳定性和热稳定性，在常用溶剂中具有良好的溶解性以及对电场和电磁辐射具有良好的稳定性。此外，它们在大约25℃至大约100℃特别是大约25℃至大约80℃之间应具有合适的中间相(mesophase)，例如对于上述应用来说它们应具有较宽的手性近晶中间相。因为液晶通常以几种成份的混合物形式使用，所以重要的是成份彼此之间应具有良好的混溶性。混合物中产生倍频或导致旋光的成份通常不是液晶本身，因此它们通常具有导致相转移温度极大降低的缺点，由此它们仅能以较低的浓度使用。这往往导致较低的SHG效率。由可光致交联的液晶和非光致交联的液晶和/或旋光(手性)添加剂组成的混合物容许非交联成份松弛，因此会导致SHG信号减弱。另一方面，在网络中加入活性成份使得这些活性添加剂具有较高浓度。同时可通过在网络中固定化来防止定向松弛。在这些网络中使用能吸收由激光二极管产生的SHG光波长的着色剂可产生蓝光和绿光。这些网络的缺点是一般没有足够的长期稳定性。因此需要生产出可光致交联的结构物，该结构物应满足上述要求，能够被制造，并应具有优越的热稳定性和长期稳定性以及具有较高SHG效率。本专利技术提供了作为单一成份或作为液晶混合物成份的显著稳定的化合物。化合物的通式为 其中A1、A2各自独立地表示可交联的中间基团(mesogenicresidues)，A3表示旋光的中间基团。可交联的中间基团A1和A2可不同或相同。中间基团对于本领域技术人员来说是已知的，例如在Flüssigkristalle in Tabellen，Deutscher Verlag fur Grundstoffindustrie Leipzig，1984，vol.11中所描述。为了使已知的中间基团适合于上述目的，则使它们的端基带上可聚合的基团。由于本专利技术的化合物或其混合物具有倾斜的近晶相，因此它们在交联之前可直接用于电场。由于螺旋线间距是松散的而且均匀，因此可制成铁电层。优选的式I化合物是其中可交联的中间基团A1和A2相同且表示式II基团的式I化合物 其中环C和D各自独立地表示可被卤素、甲基和/或氰基任意取代的1，4-亚苯基、吡啶-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、反式-1，4-亚环己基或反式-1，3-二噁烷-2，5-二基；Z1表示单键，-CH2CH2-、CH2O-、-COO-、-OOC-、-(CH2)4-或-(CH2)3O-；Z2表示单键，-CH2CH2-、CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OOC-、-(CH2)4-、-O(CH2)3-或-(CH2)3O-；Z3表示-(CH2)m-、-(CH2)mO-、-(CH2)mCOO-或-(CH2)mOOC-；n表示0或1；m表示1至16的整数，R1表示可交联的基团如丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、2-氯丙烯酸酯基、2-苯基丙烯酸酯基、丙烯酰亚苯基、丙烯酰胺基、甲基丙烯酰胺基、2-苯基丙烯酰胺基、环氧基、衣康酸酯基、乙烯基醚基、乙烯基酯基、苯乙烯衍生物基、马来酸衍生物基、富马酸衍生物基或肉桂酸衍生物基，该基团可被甲基、甲氧基、氰基和/或卤素任意取代。在式I化合物中旋光的中间基团A3优选表示通式III的基团 其中环E和F各自独立地表示可被卤素、甲基和/或氰基任意取代的1，4-亚苯基、吡啶-2，5-二基、嘧啶-2，5-二基、反式-1，4-亚环己基或反式-1，3-二噁烷-2，5-二基；环G表示未取代的或被卤素、甲基、二甲氨基、氨基、硝基和/或氰基单取代或双取代的1，4-亚苯基，Z4表示单键，-(CH2)p-、-(CH2)pO-、-O(CH2)p-、-(CH2)pCOO-、-OOC(CH2)p-、-(CH2)pOOC-、-COO(CH2)p-、-OOC(CH2)pOOC-、-O(CH2)pOOC-、或-COO(CH2)pO-；Z5、Z6表示单键，-CH2CH2-、-CH2O-、-OCH2-、-COO-、-OOC-、-(CH2)4-、-O(CH2)3-或-(CH2)3O-；p表示1至16的整数，r、s表示0或1；R2表示旋光基团如(S)-或(R)-2-丁氧基、(S)-或(R)-2-戊氧基、(S)-或(R)-2-己氧基、(S)-或(R)-2-庚氧基、(S)-或(R)-2-辛氧基或被甲基、甲氧基、氰基和/或卤素取代的具有4至8个碳原子的烷基、烷氧基或链烷酰氧基。在本专利技术范围内，术语“可被卤素、甲基和/或氰基任意取代的1，4-亚苯基”表示1，4-亚苯基、2-氟-1，4-亚苯基、3-氟-1，4-亚苯基、2，3-二氟-1，4-亚苯基、2-氯-1，4-亚苯基、3-氯-1，4-亚苯基、2，3-二氯-1，4-亚苯基、2-氰基-1，4-亚苯基、3-氰基-1，4-亚苯基、2，3-二氰基-1，4-亚苯基、2-甲基-1，4-亚苯基、3-甲基-1，4-亚苯基等。在本专利技术范围内，术语“未取代的或被卤素、甲基、二甲氨基、氨基、硝基和/或氰基单取代或双取代的1，4-亚苯基”表示1，4-亚苯基、2-氨基-5-硝基-1，4-亚苯基、5-氨基-2-硝基-1，4-亚苯基、2-二甲氨基-5-硝基-1，4-亚苯基或5-二甲氨基-2-硝基-1，4-亚苯基等。卤素表示氟、氯、溴和碘，特别是氟或氯。在本专利技术范围内，术语“被甲基、甲氧基、氰基和/或卤素取代的具有4至8个碳原子的烷基、烷氧基或链烷酰氧基”表示旋光的烷基、烷氧基或链烷酰氧基如(S)-或(R)-2-甲基丁基、(S)-或(R)-2-甲基戊基、(S)-或(R)-2-甲基己基、(S)-或(R)-2-甲基庚基、(S)-或(R)-2-甲氧基丁基、(S)-或(R)-2-甲氧基戊基、(S)-或(R)-2-甲氧基己基、(S)-或(R)-2-甲氧基庚基、(S)-或(R)-1-氰基丁基、(S)-或(R)-1-氰基戊基、(S)-或(R)-1-氰基己基(S)-或(R)-1-氰基庚基、(S)-或(R)-2-氰基丁基、(S)-或(R)-2-氰基戊基、(S)-或(R)-2-氰基己基、(S)-或(R)-2-氰基庚基、(S)-或(R)-1-氟丁基、(S)-或(R)-1-氟戊基、(S)-或(R)-1-氟己基、(S)-或(R)-1-氟庚基、(S)-或(R)-2-氟丁基、(S)-或(R)-2-氟戊基、(S)-或(R)-2-氟己基、(S)-或(R)-2-氟庚基、(S)-或(R)-1-氯丁基、(S)-或(R)-1-氯戊基、(S本文档来自技高网...

【技术保护点】
通式Ⅰ化合物：＊＊＊ Ⅰ其中：Ａ↑［１］、Ａ↑［２］各自独立地表示可交联的中间基团，Ａ↑［３］表示旋光的中间基团（ｍｅｓｏｇｅｎｉｃ ｒｅｓｉｄｕｅｓ）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S凯利，K施密特，
申请(专利权)人：罗列克股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]