具有光反應(yīng)性基團(tuán)的環(huán)烯烴化合物及光反應(yīng)性聚合物的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種具有光反應(yīng)性基團(tuán)的新型環(huán)烯烴化合物及光反應(yīng)性聚合物。
[0002] 更具體地，本發(fā)明涉及一種具有光反應(yīng)性基團(tuán)的新型環(huán)烯烴化合物及由所述環(huán)烯 烴化合物制備的光反應(yīng)性聚合物，所述環(huán)烯烴化合物及所述光反應(yīng)性聚合物可被應(yīng)用于各 種光反應(yīng)，例如液晶配向?qū)拥墓夥磻?yīng)等，而且優(yōu)選還可以被用作不同有機(jī)化合物或聚合物 的前體。
[0003] 本申請(qǐng)要求享有于2013年9月30日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出的韓國(guó)專利申請(qǐng)第 2013-0116650號(hào)及于2014年9月25日向韓國(guó)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提出的韓國(guó)專利申請(qǐng)第2014-0128567號(hào)的權(quán)益，其公開的內(nèi)容以引用方式并入本文中。
【背景技術(shù)】
[0004] 近來，已在大范圍的光學(xué)應(yīng)用，例如薄膜晶體管液晶顯示器(TFT-IXD)、光致抗蝕 劑等中應(yīng)用多種光反應(yīng)性化合物或聚合物。
[0005] 例如，TFT-LCD在液晶層下方具有配向?qū)右员闶褂靡壕ё鳛楣忾_關(guān)。近來，將光反 應(yīng)性聚合物等用于配向?qū)右圆捎没赨V的光配向。
[0006] 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"光配向"是指如下的機(jī)制:所限定的光反應(yīng)性聚合物的官能團(tuán) (光反應(yīng)性基團(tuán)）通過線性偏振的UV光照射引發(fā)光反應(yīng)，在所述光照射期間，在限定的方向 使聚合物主鏈配向，從而引發(fā)液晶配向。
[0007] 為了發(fā)生更有效的光配向，需要配向?qū)又兴墓夥磻?yīng)性聚合物引發(fā)與液晶層中 分子的良好的相互作用，并進(jìn)一步具有良好的光反應(yīng)性。
[0008] 隨著光反應(yīng)性化合物或聚合物在更廣泛的各種應(yīng)用中的使用逐漸增加，需要對(duì)更 多不同類型的光(例如，全向偏振UV光、各種波長(zhǎng)的UV光等等)具有優(yōu)異的光反應(yīng)性的各種 光反應(yīng)性化合物或聚合物。
[0009] 然而，大多數(shù)現(xiàn)有的光反應(yīng)性聚合物不具有良好的光反應(yīng)性或不會(huì)引發(fā)足夠的與 液晶分子的相互作用。此外，尚未充分地進(jìn)行對(duì)各種類型的光具有良好的光反應(yīng)性的光反 應(yīng)性聚合物的開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 【技術(shù)問題】
[0011] 本發(fā)明致力于提供一種具有光反應(yīng)性基團(tuán)的新型環(huán)烯烴化合物，所述環(huán)烯烴化合 物可應(yīng)用于諸如液晶配向?qū)拥母鞣N光反應(yīng)，而且優(yōu)選還可以被用作不同有機(jī)化合物或聚合 物的前體。
[0012] 另外，本發(fā)明致力于提供一種能夠容易調(diào)整對(duì)各種類型的光的光反應(yīng)性及被用于 配向?qū)拥鹊墓夥磻?yīng)性聚合物，以表現(xiàn)出改良的與液晶分子的相互作用及優(yōu)異的光反應(yīng)性。
[0013] 此外，本發(fā)明致力于提供一種包含所述光反應(yīng)性聚合物的配向?qū)印?br>[0014] 【技術(shù)方案】
[0015]本發(fā)明的示例性實(shí)施方式提供一種具有光反應(yīng)性基團(tuán)的環(huán)烯烴化合物，所述環(huán)烯 烴化合物由以下化學(xué)式1表示：
[0016][化學(xué)式1]
[0017]
[0018] 在化學(xué)式1中，
[0019] q為0至4的整數(shù)；
[0020] R1、R2、R3及R4中的至少一個(gè)為由以下化學(xué)式la表示的基團(tuán)，
[0021]在R1至R4中，除了化學(xué)式la的基團(tuán)之外的其余基團(tuán)彼此相同或不同，并且各自獨(dú) 立地選自氫；鹵素;取代或未取代的具有1至20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烷基;取代或未取代 的具有2至20個(gè)碳原子的直鏈或支鏈烯基;取代或未取代的具有2至20個(gè)碳原子的直鏈或支 鏈炔基;取代或未取代的具有3至12個(gè)碳原子的環(huán)烷基;取代或未取代的具有6至40個(gè)碳原 子的芳基;取代或未取代的具有5至12個(gè)碳原子的芳烷基;及包括選自氧、氮、磷、硫、硅及硼 中的至少一個(gè)的極性官能團(tuán)，
[0022]當(dāng)R1至R4不為氫、鹵素或極性官能團(tuán)時(shí)，R1和R2或R3和R4中的至少一個(gè)組合彼此 鍵合，以形成具有1至10個(gè)碳原子的烷叉基(alkylidene group)，或者R1或R2與R3或1?4鍵 合，以形成具有4至12個(gè)碳原子的飽和或不飽和脂族環(huán)或具有6至24個(gè)碳原子的芳香環(huán)，
[0023] 「仆舉忒lal
[0024]
^
[0025] 在化學(xué)式la中，
[0026] A選自單鍵、取代或未取代的具有1至20個(gè)碳原子的亞烷基(alkylene)、取代或未 取代的具有2至20個(gè)碳原子的亞烯基(alkenylene)、取代或未取代的具有3至12個(gè)碳原子的 亞環(huán)烷基(cycloalkylene)、取代或未取代的具有6至40個(gè)碳原子的亞芳基(arylene)、取代 或未取代的具有7至15個(gè)碳原子的亞芳烷基(arylalkylene)、及取代或未取代的具有2至2 個(gè)碳原子的亞炔基(alkynylene)，
[0027] B為單鍵、氧、硫、-NH-或1,4-亞苯基，
[0028] R9選自單鍵、取代或未取代的具有1至20個(gè)碳原子的亞烷基、取代或未取代的具有 2至20個(gè)碳原子的亞烯基、取代或未取代的具有3至12個(gè)碳原子的亞環(huán)烷基、取代或未取代 的具有6至40個(gè)碳原子的亞芳基、取代或未取代的具有7至15個(gè)碳原子的亞芳烷基、及取代 或未取代的具有2至20個(gè)碳原子的亞炔基，
[0029] C1為未取代的或被選自鹵素、氰基及硝基中的至少一種官能團(tuán)取代的具有6至40 個(gè)碳原子的亞芳基;未取代的或被選自鹵素、氰基及硝基中的至少一種官能團(tuán)取代的具有7 至15個(gè)碳原子的亞芳烷基；或包括第14、15或16族雜元素的具有4至40個(gè)碳原子的雜亞芳 基，
[0030] C2為未取代的或被選自鹵素、氰基及硝基中的至少一種官能團(tuán)取代的具有6至40 個(gè)碳原子的亞芳基;包括第14、15或16族雜元素的具有4至40個(gè)碳原子的雜亞芳基;具有5至 10個(gè)碳原子的亞環(huán)烷基；或包括第14、15或16族雜元素的具有4至40個(gè)碳原子的雜亞環(huán)燒 基，
[0031] C3為未取代的或被選自鹵素、氰基及硝基中的至少一種官能團(tuán)取代的具有5至10 個(gè)碳原子的亞環(huán)烷基，或包括第14、15或16族雜元素的具有4至40個(gè)碳原子的雜亞環(huán)烷基， [0032] D選自單鍵、取代或未取代的具有1至20個(gè)碳原子的亞烷基、取代或未取代的具有2 至20個(gè)碳原子的亞烯基、取代或未取代的具有3至12個(gè)碳原子的亞環(huán)烷基、取代或未取代的 具有6至40個(gè)碳原子的亞芳基、取代或未取代的具有7至15個(gè)碳原子的亞芳烷基、及取代或 未取代的具有2至20個(gè)碳原子的亞炔基，以及
[0033] R10選自氫過素;氰基;硝基;-NCS;取代或未取代的具有1至20個(gè)碳原子的直鏈或 支鏈烷基;取代或未取代的具有1至20個(gè)碳原子的烷氧基;及取代或未取代的具有6至30個(gè) 碳原子的芳氧基。
[0034]本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式提供一種光反應(yīng)性聚合物，所述光反應(yīng)性聚合物 包含由以下化學(xué)式2a或2b表示的重復(fù)單元：
[0035] [化學(xué)式 2a]
[0036]
[0037] [化學(xué)式北]
[0038]
[0039] 在化學(xué)式2a及2b中，各自獨(dú)立地，m為50至5000，q、Rl、R2、R3及R4如化學(xué)式1中所定 義。
[0040] 本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式提供一種包含所述光反應(yīng)性聚合物的配向?qū)印?br>[0041] 本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式提供一種液晶延遲膜，所述液晶延遲膜包含所述 配向?qū)蛹霸谒雠湎驅(qū)由系囊壕印?br>[0042] 本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式提供一種包含所述配向?qū)拥娘@示設(shè)備。
[0043] 【有益效果】
[0044]根據(jù)本發(fā)明的環(huán)烯烴化合物可以具有光反應(yīng)性基團(tuán)，例如肉桂酸酯或査耳酮結(jié) 構(gòu)，取決于化學(xué)式la的結(jié)構(gòu)。因此，所述環(huán)烯烴化合物本身表現(xiàn)出優(yōu)異的光反應(yīng)性，使得所 述環(huán)烯烴化合物可被應(yīng)用于各種光反應(yīng)，例如液晶配向?qū)拥墓夥磻?yīng)，而且優(yōu)選地還可以被 用來作為各種有機(jī)化合物或聚合物的前體。
[0045]此外，所述環(huán)烯烴化合物可以具有另外被環(huán)狀取代基(C2和C3)取代的光反應(yīng)性基 團(tuán)，例如肉桂酸酯或査耳酮結(jié)構(gòu)。一般來說，液晶分子具有芳香族或脂族環(huán)，并且所述環(huán)烯 烴化合物或由所述環(huán)烯烴化合物得到的光反應(yīng)性聚合物由于所述環(huán)烯烴化合物中另外取 代的環(huán)狀取代基(C2和C3)而可以具有改良的與液晶分子的相互作用，使得可以更有效地進(jìn) 行光配向。
[0046]此外，可以通過調(diào)整所述環(huán)烯烴化合物的化學(xué)式la的結(jié)構(gòu)來提供對(duì)不同類型的光 具有優(yōu)異光反應(yīng)性的各種光反應(yīng)性化合物或聚合物等。
【附圖說明】
[0047]圖1為顯示根據(jù)本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的配向?qū)咏Y(jié)構(gòu)的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0048]本申請(qǐng)中使用的術(shù)語(yǔ)被用以描述具體的示例性實(shí)施方式，而不是限制本發(fā)明。本 申請(qǐng)中使用的單數(shù)形式也意圖包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文另有明確指明。本申請(qǐng)中使用的 術(shù)語(yǔ)，例如"包含"、"包括"、"具有"等將意味著所陳述的特征、數(shù)量、步驟、結(jié)構(gòu)元件、或其組 合的存在，但不排除一個(gè)或更多個(gè)其它的特征、數(shù)量、步驟、結(jié)構(gòu)元件、或其組合的存在或添 加。
[0049] 此外，在本說明書中，將每個(gè)層或元件陳述為被形成在個(gè)別層或元件"上"或"上 方"，這意味著每個(gè)層或元件可以被直接形成在個(gè)別層或元件上，或另一個(gè)層或元件可以被 另外地形成在個(gè)別層之間或在目標(biāo)材料或基板上。
[0050] 本發(fā)明可以進(jìn)行各種修改并具有各種類型，而且將詳細(xì)描述本發(fā)明的特定示例性 實(shí)施方式。然而，本發(fā)明并不限于本文所述的示例性實(shí)施方式，而是在本發(fā)明的精神和范圍 內(nèi)的所有修改、等同物及取代也都被包括在本發(fā)明中。
[0051] 在詳細(xì)描述本發(fā)明之前，本申請(qǐng)中使用的各個(gè)取代基將具體定義如下：
[0052]首先，本文中使用的術(shù)語(yǔ)"烷基"是指具有1至20個(gè)碳原子、優(yōu)選1至10個(gè)碳原子、更 優(yōu)選1至6個(gè)碳原子的單價(jià)直鏈或支鏈飽和烴部分。烷基包括未取代的或被稍后將描述的特 定取代基額外取代的烷基。烷基的實(shí)例可以包括甲基、乙基、丙基、2-丙基、正丁基、異丁基、 叔丁基、戊基、己基、十二烷基、氟甲基、二氟甲基、三氟甲基、氯甲基、二氯甲基、三氯甲基、 碘甲基、溴甲基等。
[0053] 首先，本文中使用的術(shù)語(yǔ)"烯基"是指具有2至20個(gè)碳原子、優(yōu)選2至10個(gè)碳原子、更 優(yōu)選2至6個(gè)碳原子且?guī)в兄辽僖粋€(gè)碳-碳雙鍵的單價(jià)直鏈或支鏈烴部分。烯基可以通過包 括碳-碳雙鍵的碳原子或通過飽和碳原子形成鍵。烯基包括未取代的或被稍后將描述的特 定取代基額外取代的烯基。烯基的實(shí)例可以包括乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、戊烯基、5-己烯基、十二烯基等。
[0054] 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"環(huán)烷基"是指具有3至12個(gè)環(huán)碳原子的單價(jià)飽和或不飽和單 環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)狀非芳香烴部分，并且可以包括被稍后將描述的特定取代基額外取代的環(huán) 烷基。環(huán)烷基的實(shí)例可以包括環(huán)丙基、環(huán)丁基、環(huán)戊基、環(huán)戊烯基、環(huán)己基、環(huán)己烯基、環(huán)庚 基、環(huán)辛基、十氫萘基、金剛烷基、降冰片基(即二環(huán)[2,2，1]庚-5-烯基)等。
[0055] 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"芳基"是指具有6至40個(gè)環(huán)原子、優(yōu)選6至12個(gè)環(huán)原子的單價(jià)單 環(huán)、雙環(huán)或三環(huán)狀芳香烴部分，并且可以包括被稍后將描述的特定取代基額外取代的芳基。 芳基的實(shí)例可以包括苯基、萘基、芴基等。
[0056] 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"烷氧基芳基"是指上述定義的芳基中有至少一個(gè)氫原子被烷 氧基取代。烷氧基芳基的實(shí)例可以包括甲氧基苯基、乙氧基苯基、丙氧基苯基、丁氧基苯基、 戊氧基苯基、己氧基苯基、庚氧基、辛氧基、壬氧基、甲氧基聯(lián)苯基、甲氧基萘基、甲氧基芴 基、甲氧基蒽基等。
[0057] 本文中使用的術(shù)語(yǔ)"芳烷基"是指上述定義的烷基中有至少一個(gè)氫原子被芳基取 代，而且可包括被稍后將描述的特定取代基額外取代的芳烷基。芳烷基的實(shí)例可以包括芐 基、二苯甲基、三苯甲基等。
[0058]本文中使用的術(shù)語(yǔ)"炔基"是指具有2至20個(gè)碳原子、優(yōu)選2至10個(gè)碳原子、更優(yōu)選2 至6個(gè)碳