可聚合液晶化合物、用于光学元件的液晶组合物、聚合物、光学各向异性体和用于显示装置的光学元件
技术领域
本申请要求于2018年5月3日向韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2018-0051165号的优先权和权益，其全部内容通过引用并入本文。
本说明书涉及可聚合液晶化合物、用于光学元件的液晶组合物、聚合物、光学各向异性体和用于显示装置的光学元件。
背景技术
相位延迟器(phase%20retarder)是一种改变通过相位延迟器的光的偏振状态的光学元件，并且也被称为波片。当电磁波通过相位延迟器时，偏振方向(电场矢量方向)变为与光轴平行或垂直的两个分量(正常射线和异常射线)之和，并且所述两个分量的矢量和根据相位延迟器的双折射和厚度而变化，因此，偏振方向在通过之后改变。在此，使光的偏振方向改变90度被称为四分之一波片(λ/4)，以及使光的偏振方向改变180度被称为半波片(λ/2)。
在此，相位延迟器的延迟值取决于波长，并且延迟值的波长色散分为正常波长色散、平坦波长色散、反向波长色散等。
用于液晶显示器中的诸如延迟膜或偏光板的光学各向异性体可以通过如下制备：将包含可聚合液晶化合物的溶液涂覆在基底上，干燥所得物，并通过紫外线或热使所得物聚合。由于光学各向异性体所需的光学特性根据目的而不同，因此需要具有适于目的的特性的化合物。
发明内容
技术问题
本公开内容涉及提供可聚合液晶化合物、用于光学元件的液晶组合物、聚合物、光学各向异性体和用于显示装置的光学元件。
技术方案
本说明书的一个实施方案提供了由以下化学式1表示的可聚合液晶化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
A1至A3各自为O或S；
B1至B3各自为直接键、或者经取代或未经取代的亚烷基；
R1至R3各自为经取代或未经取代的亚烷基、或者经取代或未经取代的亚芳基；
P1和P2各自为可聚合官能团；
P3为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基、或者可聚合官能团；
所述可聚合官能团为环氧基、氧杂环丁烷基、吖丙啶基、马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基或(甲基)丙烯酰氧基；
R4至R8各自为氢、或者经取代或未经取代的烷基，以及R4和R5可以彼此键合以形成环；
l、m、n、p、q和r各自为0至3的整数，并且当l、m、n、p、q或r为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同；
k为1或2，并且当k为2时，括号中的结构彼此相同或不同；以及
L1至L3各自为直接键或由以下化学式2表示，
[化学式2]
在化学式2中，
Ar为经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚环烷基；
X为直接键、-O-、-(CH2)aCOO-、-OOC(CH2)b-、-(CH2)c-、-O(CH2)dO-、-(CH2)eO-、-O(CH2)f-、-CH＝CH-、-NHNH-、-CH＝N-、-N＝CH-或-C≡C-；
a和b各自为0至10的整数；
c至f各自为1至10的整数；以及
t为1至3的整数，并且当t为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同。
本说明书的另一个实施方案提供了用于光学元件的液晶组合物，其包含可聚合液晶化合物。
本说明书的另一个实施方案提供了聚合物，其包含由化学式1表示的可聚合液晶化合物。
本说明书的另一个实施方案提供了光学各向异性体，其包含用于光学元件的液晶组合物的固化材料或聚合反应物。
本说明书的另一个实施方案提供了光学各向异性体，其包含聚合物。
本说明书的另一个实施方案提供了用于显示装置的光学元件，其包括光学各向异性体。
有益效果
根据本说明书的一个实施方案的可聚合液晶化合物在具有适当的溶解性的同时具有优异的高温耐久性，并因此，当在用于显示器的光学元件中使用时，可以获得优异的稳定性。
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述本说明书。
本说明书的一个实施方案提供了由以下化学式1表示的可聚合液晶化合物。
[化学式1]
在化学式1中，
A1至A3各自为O或S；
B1至B3各自为直接键、或者经取代或未经取代的亚烷基；
R1至R3各自为经取代或未经取代的亚烷基、或者经取代或未经取代的亚芳基；
P1和P2各自为可聚合官能团；
P3为氢、经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烷氧基、或者可聚合官能团；
所述可聚合官能团为环氧基、氧杂环丁烷基、吖丙啶基、马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基或(甲基)丙烯酰氧基；
R4至R8各自为氢、或者经取代或未经取代的烷基，以及R4和R5可以彼此键合以形成环；
l、m、n、p、q和r各自为0至3的整数，并且当l、m、n、p、q或r为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同；
k为1或2，并且当k为2时，括号中的结构彼此相同或不同；以及
L1至L3各自为直接键或由以下化学式2表示，
[化学式2]
在化学式2中，
Ar为经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚环烷基，
X为直接键、-O-、-(CH2)aCOO-、-OOC(CH2)b-、-(CH2)c-、-O(CH2)dO-、-(CH2)eO-、-O(CH2)f-、-CH＝CH-、-NHNH-、-CH＝N-、-N＝CH-或-C≡C-，
a和b各自为0至10的整数，
c至f各自为1至10的整数，以及
t为1至3的整数，并且当t为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同。
现有的用于四分之一波片(λ/4)的反向色散液晶材料包含具有T形或H形分子结构的化合物，以便具有反向色散性。在T型的情况下，通常使用苯并噻唑或苯并二硫醇具体地(亚苄基肼基)苯并噻唑的结构作为核以形成分子骨架，并且具有这样的骨架结构的分子由于在核部分处低的刚性和稳定性而具有在高温下耐热性弱的特性，并且具有不适合用于暴露于高温的设备(例如汽车用显示器)中的问题。
此外，在H型的情况下，两个线性液晶原(mesogen)基团通过间隔基连接以形成骨架，并且虽然反向色散性特性优异，但是这具有溶解性低使得难以制备膜的问题。
另一方面，根据本说明书的一个实施方案的可聚合液晶化合物通过包含二苯基喹喔啉或二苯并吩嗪作为核而具有高的核刚性和结构稳定性，从而在具有优异的高温耐久性的同时具有优异的溶解性。因此，可以获得具有优异的性能并且易于制备成膜的用于四分之一波片的反向色散液晶材料。
在本说明书中，除非特别相反地说明，否则某部分“包括”某些构成要素的描述意指还能够包括另外的构成要素，并且不排除另外的构成要素。
在本说明书中，一个构件置于另一构件“上”的描述不仅包括一个构件邻接另一构件的情况，而且还包括在这两个构件之间存在又一构件的情况。
在本说明书中，
在本说明书中，术语“取代”意指与化合物的碳原子键合的氢原子变成另外的代基，并且取代的位置没有限制，只要其是氢原子被取代的位置(即，取代基可以取代的位置)即可，并且当两个或更多个取代基取代时，两个或更多个取代基可以彼此相同或不同。
在本说明书中，术语“经取代或未经取代的”意指经选自以下的一个或更多个取代基取代：氘；卤素基团；羟基；烷基；环烷基；烷氧基；芳氧基；烯基；芳基；和杂环基，或者经以上所例示的取代基中的两个或更多个取代基相连接的取代基取代，或者不具有取代基。
在本说明书中，烷基可以为线性或支化的，并且虽然不特别限于此，但碳原子数优选为1至50。其具体实例可以包括甲基、乙基、丙基、正丙基、异丙基、丁基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基丁基、1-乙基丁基、戊基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、己基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、庚基、正庚基、1-甲基己基、环戊基甲基、环己基甲基、辛基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基己基、4-甲基己基和5-甲基己基等，但不限于此。
在本说明书中，烷氧基可以为线性、支化或环状的。烷氧基的碳原子数没有特别限制，但优选为1至20。其具体实例可以包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基(isopropoxy)、异丙基氧基(i-propyloxy)、正丁氧基、异丁氧基、叔丁氧基、仲丁氧基、正戊氧基、新戊氧基、异戊氧基、正己氧基、3,3-二甲基丁氧基、2-乙基丁氧基、正辛氧基、正壬氧基、正癸氧基、苄氧基、对甲基苄氧基等，但不限于此。
在本说明书中，环烷基没有特别限制，但优选具有3至60个碳原子，并且根据一个实施方案，环烷基的碳原子数为3至40。根据另一个实施方案，环烷基的碳原子数为3至20。根据另一个实施方案，环烷基的碳原子数为3至6。其具体实例可以包括环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但不限于此。
烷基可以经芳基或杂芳基取代以用作芳基烷基或杂芳基烷基。芳基和杂芳基可以各自选自稍后描述的芳基和杂芳基的实例。
在本说明书中，芳基没有特别限制，但优选具有6至60个碳原子，并且可以为单环或多环的。
单环芳基的实例可以包括苯基、联苯基、三联苯基等，但不限于此。多环芳基的实例可以包括萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、
在本说明书中，杂环基包含一个或更多个非碳的原子，即杂原子，并且具体地，杂原子可以包括选自O、N、Se、S等中的一个或更多个原子。杂环基的碳原子数没有特别限制，但优选为2至60。杂环基的实例可以包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、
杂环基可以为单环或多环的，并且可以为芳族的、脂族的或芳族和脂族的稠环。
在本说明书中，以上提供的关于杂环基的描述可以应用于杂芳基，不同之处在于杂芳基是芳族的。
在本说明书中，亚烷基可以选自上述烷基的实例，不同之处在于亚烷基是二价的。
在本说明书中，以上提供的关于环烷基的描述可以应用于亚环烷基，不同之处在于亚环烷基是二价的。
在本说明书中，亚芳基意指具有两个键合位点的芳基，即二价基团。以上提供的关于芳基的描述可以应用于亚芳基，不同之处在于亚芳基各自为二价基团。
在本说明书中，亚杂芳基意指具有两个键合位点的杂芳基，即二价基团。以上提供的关于杂芳基的描述可以应用于亚杂芳基，不同之处在于亚杂芳基各自为二价基团。
在本说明书中，可聚合官能团意指能够在通过光或热引发反应时产生聚合反应的官能团。具体地，可以包括包含环氧基
在本说明书的一个实施方案中，R4至R8各自为氢。
在本说明书的一个实施方案中，R4和R5各自为甲基并且彼此键合以形成环，以及R6至R8各自为氢。
在本说明书的一个实施方案中，化学式1可以由以下化学式1-1或1-2表示。
[化学式1-1]
[化学式1-2]
在化学式1-1和1-2中，
A1至A3、B1至B3、R1至R3、P1至P3、L1至L3、l、m和n具有与化学式1中相同的限定。
在本说明书的一个实施方案中，L1和L2各自由化学式2表示，并且L3为直接键。
在本说明书的一个实施方案中，A1至A3各自为O。
在本说明书的一个实施方案中，R1至R3各自为具有1至10个碳原子的线性亚烷基。
在本说明书的一个实施方案中，R1至R3各自为具有1至5个碳原子的线性亚烷基。
在本说明书的一个实施方案中，R1至R3各自为亚乙基。
在本说明书的一个实施方案中，l、m和n各自为1或2。
在本说明书的一个实施方案中，l为2，并且m和n各自为1。
在本说明书的一个实施方案中，B1和B2各自为经取代或未经取代的亚烷基，并且B3为直接键。
在本说明书的一个实施方案中，B1和B2各自为具有1至10个碳原子的线性亚烷基。
在本说明书的一个实施方案中，B1和B2各自为具有2至8个碳原子的线性亚烷基。
在本说明书的一个实施方案中，B1和B2各自为亚丁基。
在本说明书的一个实施方案中，P1至P3各自为(甲基)丙烯酰基或(甲基)丙烯酰氧基。
在本说明书的一个实施方案中，P1至P3各自为(甲基)丙烯酰氧基。
在本说明书的一个实施方案中，P1至P3各自为甲基丙烯酰氧基。
在本说明书的一个实施方案中，P1和P2各自为可聚合官能团，并且P3为甲基、甲氧基或氢。
在本说明书的一个实施方案中，Ar为具有6至30个碳原子的亚芳基；或具有3至30个碳原子的亚环烷基。
在本说明书的一个实施方案中，Ar为苯环基团或环己烷基团。
在本说明书的一个实施方案中，X为-O-、-COO-、-OCH2O-、-CH2CH2-、-CH2O-或-OCH2-。
在本说明书的一个实施方案中，X为COO。
在本说明书的一个实施方案中，a和b为0至2的整数。
在本说明书的一个实施方案中，c至f各自为1或2。
在本说明书的一个实施方案中，化学式2由以下化学式2-1或2-2表示。
[化学式2-1]
[化学式2-2]
在化学式2-1和2-2中，t为1至3的整数，并且当t为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同。
在本说明书的一个实施方案中，t为1。
在本说明书的一个实施方案中，L1和L2各自由化学式2-1或2-2表示，并且L3为直接键。
在本说明书的一个实施方案中，可聚合液晶化合物由选自以下化学式1-3至1-113中的任一者表示。
[化学式1-3]
[化学式1-4]
[化学式1-5]
[化学式1-6]
[化学式1-7]
[化学式1-8]
[化学式1-9]
[化学式1-10]
[化学式1-11]
[化学式1-12]
[化学式1-13]
[化学式1-14]
[化学式1-15]
[化学式1-16]
[化学式1-17]
[化学式1-18]
[化学式1-19]
[化学式1-20]
[化学式1-21]
[化学式1-22]
[化学式1-23]
[化学式1-24]
[化学式1-25]
[化学式1-26]
[化学式1-27]
[化学式1-28]
[化学式1-29]
[化学式1-30]
[化学式1-31]
[化学式1-32]
[化学式1-33]
[化学式1-34]
[化学式1-35]
[化学式1-36]
[化学式1-37]
[化学式1-38]
[化学式1-39]
[化学式1-40]
[化学式1-41]
[化学式1-42]
[化学式1-43]
[化学式1-44]
[化学式1-45]
[化学式1-46]
[化学式1-47]
[化学式1-48]
[化学式1-49]
[化学式1-50]
[化学式1-51]
[化学式1-52]
[化学式1-53]
[化学式1-54]
[化学式1-55]
[化学式1-56]
[化学式1-57]
[化学式1-58]
[化学式1-59]
[化学式1-60]
[化学式1-61]
[化学式1-62]
[化学式1-63]
[化学式1-64]
[化学式1-65]
[化学式1-66]
[化学式1-67]
[化学式1-68]
[化学式1-69]
[化学式1-70]
[化学式1-71]
[化学式1-72]
[化学式1-73]
[化学式1-74]
[化学式1-75]
[化学式1-76]
[化学式1-77]
[化学式1-78]
[化学式1-79]
[化学式1-80]
[化学式1-81]
[化学式1-82]
[化学式1-83]
[化学式1-84]
[化学式1-85]
[化学式1-86]
[化学式1-87]
[化学式1-88]
[化学式1-89]
[化学式1-90]
[化学式1-91]
[化学式1-92]
[化学式1-93]
[化学式1-94]
[化学式1-95]
[化学式1-96]
[化学式1-97]
[化学式1-98]
[化学式1-99]
[化学式1-100]
[化学式1-101]
[化学式1-102]
[化学式1-103]
[化学式1-104]
[化学式1-105]
[化学式1-106]
[化学式1-107]
[化学式1-108]
[化学式1-109]
[化学式1-110]
[化学式1-111]
[化学式1-112]
[化学式1-113]
本说明书的一个实施方案提供了用于光学元件的液晶组合物，其包含上述可聚合液晶化合物。
在本说明书的一个实施方案中，除了可聚合液晶化合物以外，用于光学元件的液晶组合物还可以包含一种或更多种类型的具有与所述可聚合液晶化合物不同的结构的第二可聚合液晶化合物。
在本说明书中，第二可聚合液晶化合物意指具有与由化学式1表示的可聚合液晶化合物不同的结构的化合物，并且术语‘第二’不应解释为意指任何顺序或重要性。此外，术语‘第二’不应解释为仅指一种类型的化合物，并且如上所述，用于具有包括所有一种或更多种类型的具有与化学式1的可聚合液晶化合物不同的结构的可聚合液晶化合物的含义。
在本说明书的一个实施方案中，第二可聚合液晶化合物包含柱状(columatic)液晶原，所述柱状液晶原包含经取代或未经取代的芳基、或者经取代或未经取代的环烷基。然而，一般的线性反应性液晶原(reactive mesogen，RM)化合物都可以使用。
在本说明书的一个实施方案中，第二可聚合液晶化合物可以优选由以下化学式3表示。
[化学式3]
在化学式3中，
p和p′各自为可聚合官能团；
所述可聚合官能团为环氧基、氧杂环丁烷基、吖丙啶基、马来酰亚胺基、(甲基)丙烯酰基或(甲基)丙烯酰氧基；
sp和sp′各自为直接键、或者经取代或未经取代的亚烷基；
X、X′和X"为直接键、-O-、-OCH2O-、-OOC-、-COO-、-OCOO-、-CR＝N-、-N＝N-、-S-、-SCO-、-SOC-或-CSO-；
R为氢或烷基；
A和A′各自为经取代或未经取代的亚芳基、或者经取代或未经取代的亚环烷基；
v为1至3的整数，并且当v为2或更大时，括号中的结构彼此相同或不同；以及
w为0或1。
在本说明书的一个实施方案中，A和A′各自可以经氟、具有1至6个碳原子的烷基、NO2、CN或SCN取代。
在本说明书的一个实施方案中，A和A′各自为亚苯基、亚萘基或亚环己基。
在本说明书的一个实施方案中，第二可聚合液晶化合物可以为由以下结构中的任一者表示的化合物。
在本说明书的一个实施方案中，用于光学元件的液晶组合物还可以包含聚合引发剂和溶剂。
在本说明书的一个实施方案中，聚合引发剂可以为光反应引发剂或热反应引发剂。
作为光反应引发剂，选自以下中的一种或更多种类型：苯甲酰基醚、苯甲酰基异丁基醚、苯甲酰基异丙基醚、二苯甲酮、苯乙酮、4-苯甲酰基-4′-甲基二苯硫醚、苄基甲基缩酮、二甲基氨基甲基苯甲酸酯、3,3′-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、甲基苯甲酰基甲酸酯、2-甲基-1-(4-甲硫基)苯基)-2-吗啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮和基于Irgacure的化合物，然而，光反应引发剂不限于此。
作为热反应引发剂，选自以下中的一种或更多种类型：叔戊基过氧基苯甲酸酯、4,4-偶氮双(4-氰基戊酸)、1,1'-偶氮双(环己烷甲腈)、2,2'-偶氮二异丁腈(AIBN)、苯甲酰基过氧化物、2,2-双(叔丁基过氧基)丁烷、1,1-双(叔丁基过氧基)环己烷、2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基己烷、2,5-双(叔丁基过氧基)-2,5-二甲基-3-己炔、双(1-(叔丁基过氧基)-1-甲基乙基)苯、1,1-双(叔丁基过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、叔丁基氢过氧化物、过乙酸叔丁酯、叔丁基过氧化物、叔丁基过氧基苯甲酸酯、叔丁基过氧基异丙基碳酸酯、枯烯氢过氧化物、环己酮过氧化物、二枯基过氧化物、月桂酰基过氧化物、2,4-戊二酮、过乙酸和过硫酸钾，然而，热反应引发剂不限于此。
在本说明书的一个实施方案中，可以使用有机溶剂作为溶剂，并且选自以下中的一种或更多种类型：烃，例如环己烷、环戊烷、苯、甲苯、二甲苯或丁基苯；酮，例如丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮或环己酮；酯，例如乙酸乙酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯或γ-丁内酯；酰胺，例如2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；卤素类，例如氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、二氯乙烷、四氯乙烷、四氯乙烯或氯苯；醇，例如叔丁醇、双丙酮醇、甘油、甘油单乙酸酯、乙二醇、三甘醇、己二醇或乙二醇单甲醚；酚，例如苯酚或对氯苯酚；以及醚，例如甲氧基苯、1,2-二甲氧基苯、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二丙二醇二甲醚或二丙二醇二乙醚。
在本说明书的一个实施方案中，基于100重量％的用于光学元件的液晶组合物，可聚合液晶化合物可以以0.1重量％至99.9重量％包含在内。
在本说明书的一个实施方案中，基于100重量％的用于光学元件的液晶组合物，第二可聚合液晶化合物可以以0.01重量％至50重量％包含在内。
在本说明书的一个实施方案中，基于100重量％的用于光学元件的液晶组合物，聚合引发剂可以以0.001重量％至5重量％包含在内。
在本说明书的一个实施方案中，在用于光学元件的液晶组合物中除可聚合液晶化合物、第二可聚合液晶化合物和聚合引发剂之后的剩余部分可以为溶剂。
本说明书的一个实施方案提供了包含由化学式1表示的可聚合液晶化合物的聚合物。关于化学式1的具体描述包括以上提供的关于根据本说明书的一个实施方案的可聚合液晶化合物的描述，并且可以引用所述描述。
在本说明书的一个实施方案中，可以通过使可聚合液晶化合物与一种或更多种类型的具有不同结构的第二可聚合液晶化合物共聚来获得聚合物。换言之，由化学式1表示的可聚合液晶化合物与第二可聚合液晶化合物可以形成共聚物。
在本说明书的一个实施方案中，聚合物经历在膜基底上通过光固化或热固化的聚合，并且由于固化度可以容易地通过控制施加的能量的量和时间来控制，因此可以不需要单独的封端。
在本说明书的一个实施方案中，聚合物的数均分子量为5,000g/mol至1,000,000g/mol。
在本说明书的一个实施方案中，聚合物可以使用如下方法来制备：将通过使由化学式1表示的可聚合液晶化合物、或由化学式1表示的可聚合液晶化合物与第二可聚合液晶化合物的混合物溶解在溶剂中而制备的液晶组合物涂覆在设置有取向层的基底上，通过施加热或将所得物在室温下静置不管来除去溶剂，经由温度的变化使所得物取向，并经由光固化或热固化使所得物聚合。
本说明书的一个实施方案提供了光学各向异性体，其包含上述用于光学元件的液晶组合物的固化材料或聚合反应物。
此外，本说明书的一个实施方案提供了包含上述聚合物的光学各向异性体。
在本说明书中，光学各向异性体意指这样的材料：当光通过该材料时，诸如光速、折射率和/或吸收的光学特性根据通过方向而不同。光学各向异性体的实例可以包括延迟板、延迟膜、偏光板、偏光棱镜、增亮膜、光纤覆盖材料、存储装置等。
通过包含上述用于光学元件的液晶组合物的固化材料或聚合反应物、或者上述聚合物，根据本说明书的一个实施方案的光学各向异性体在具有高的延迟值的同时不具有或具有最小化的光泄漏，此外，与先前的层合体型光学各向异性体相比，所述光学各向异性体在具有更小的厚度的同时可以使用更简化的方法来制备。
在本说明书的一个实施方案中，光学各向异性体可以通过如下制备：将用于光学元件的液晶组合物涂覆在支撑体上，干燥所得物，使用于光学元件的液晶组合物取向，然后通过照射紫外线等使所得物聚合。
在本说明书的一个实施方案中，支撑体没有特别限制，然而，可以优选使用玻璃板、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、基于纤维素的膜等。作为将用于光学元件的液晶组合物涂覆在支撑体上的方法，可以使用已知方法而没有特别限制，例如，可以使用辊涂法、旋涂法、棒涂法、喷涂法等。
此外，作为使用于光学元件的液晶组合物取向的方法，可以使用已知方法，例如摩擦形成的组合物层或者对形成的组合物层施加磁场、电场等。
在本说明书的一个实施方案中，光学各向异性体可以具有根据应用确定的其特定形状，例如，可以为膜型或层合体。此外，光学各向异性体可以具有根据应用调节的其厚度，并且厚度可以优选调节在0.01μm至100μm的范围内。
在本说明书的一个实施方案中，光学各向异性体的R(450)/R(550)可以具有比R(650)/R(550)更小的值。
在本说明书的一个实施方案中，光学各向异性体的R(450)/R(550)可以小于1，优选为0.9或更小，并且更优选为0.8或更小。
在本说明书中，R(N)意指对波长为N nm的光的面内延迟或厚度方向上延迟，并且N为整数。
本说明书的一个实施方案提供了用于显示装置的光学元件，其包括上述光学各向异性体。
在本说明书的一个实施方案中，光学各向异性体可以用作显示装置的光学元件，例如延迟膜、光学补偿板、取向层、偏光板、视角放大板、反射膜、滤色器、全息元件、光学偏光棱镜或光学头，并且显示装置包括各种液晶显示装置或发光装置。
在下文中，将参照实施例详细描述本说明书。然而，根据本说明书的实施例可以被修改成各种其他形式，并且本说明书的范围不应解释为限于以下描述的实施例。提供本说明书的实施例是为了向本领域普通技术人员更充分地描述本说明书。
发明实施方式
＜制备例：可聚合液晶化合物的合成＞
[制备例1]化合物1-4的制备
(1)1-4-1a的合成
在将1,2-双(3-羟基苯基)乙烷-1,2-二酮(20g，82.57mmol))和K2CO3(34.2g，247.70mmol)分散在丙酮(300mL)中之后，向其中引入苄基溴(21.6ml，181.65mmol)，并将所得物回流6小时。将反应材料冷却至室温，向其中倒入水，并将产生的固体过滤然后干燥，以获得1-4-1a(35.1g，产率94.4％，MS:[M+H]+＝451)。
(2)1-4-1b的合成
将1-4-1a(15g，36.54mmol)分散在乙酸(80mL)中。向分散的溶液中引入溶解在丙酮(45mL)中的3,4-二氨基苯酚(6.2g，49.95mmol)，并将所得物回流120分钟。在反应完成之后，将所得物真空蒸馏以除去乙酸，并在将混合物溶解在亚甲基氯(MC)中之后，将所得物用NaHCO3溶液洗涤一次并用水洗涤一次。收集有机层，经由MgSO4干燥并过滤，然后将滤液真空蒸馏并使用柱色谱法(Hx:EA 2:1)纯化，以获得1-4-1b(14.2g，产率79.2％，MS:[M+H]+＝539)。
(3)1-4-1c的合成
在将1-4-1b(13.5g，25.0mmol)溶解在MC(700mL)中之后，向其中引入无水三氯化铁(III)(40g)，并将混合物在室温下搅拌12小时。反应完成之后，将通过真空蒸馏而获得的固体引入EtOH(200mL)中，并将所得物回流，然后过滤以获得黑色固体。将这些使用柱色谱法(Hx:EA3:1)分离并用CHCl3和EA再结晶，以获得1-4-1c(6.6g，产率49.0％，MS:[M+H]+＝537)。
(4)1-4-1d的合成
将1-4-1c(10g，17.74mmol)、K2CO3(7.4g，53.23mmol)和2-(2-(2-氯乙氧基)乙氧基)四氢-2H-吡喃(4.44g，21.29mmol)分散在二甲基甲酰胺(DMF，100mL)中之后，将所得物加热至100℃并搅拌24小时。反应完成之后，将所得物用CHCl3和水萃取，并将有机层用MgSO4干燥，然后过滤并真空蒸馏。用CHCl3和EA使获得的混合物再结晶，以获得1-4-1d(10.1g，产率80.3％，MS:[M+H]+＝709)。
(5)1-4-1e的合成
将1-4-1d(10.1g，14.25mmol)和10重量％Pd/C(0.2g)分散在EtOH(150mL)中，并在充满H2(g)的氢化器中反应8小时。反应完成之后，将所得物过滤，并将滤液真空蒸馏以获得1-4-1e(7.0g，产率98％，MS:[M+H]+＝501)。
(6)1-4-1f的合成
在将1-4-1e(7.0g，13.98mmol)和4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸(9.0g，30.77mmol)溶解在MC(50mL)中之后，将反应材料的温度降至0℃，然后向其中滴加N,N′-二环己基碳二亚胺(6.5g，31.47mmol)和4-(二甲基氨基)吡啶(0.2g，1.4mmol)溶解在MC(15mL)中的溶液。将反应材料的温度升至室温，并将反应材料搅拌12小时。反应完成之后，将产生的固体过滤，并用CHCl3和EA使通过将滤液真空蒸馏而获得的混合物再结晶，以获得1-4-1f(11.8g，产率80.4％，MS:[M+H]+＝1050)。
(7)1-4-1g的合成
在将1-4-1f(10g，9.53mmol)和对甲苯磺酸吡啶
(8)化合物1-4的合成
在将1-4-1g(7g，7.26mmol)溶解在MC中之后，向其中添加三乙胺(1.5mL，10.89mmol)。将反应材料冷却至0℃，并向其中缓慢滴加丙烯酰氯(0.7mL，8.71mmol)。然后，将反应材料的温度升至室温，并在室温下将反应材料搅拌1小时。反应完成之后，向反应材料中缓慢引入水。向其中进一步引入水，并将反应材料用水洗涤一次或两次。收集有机层，用MgSO4干燥，然后过滤并真空蒸馏。用CHCl3和EtOH使获得的固体再结晶，以获得以下化合物1-4(6.3g，产率85％，MS:[M+H]+＝1019)。
[化合物1-4]
[制备例2]化合物1-8的制备
(1)1-4-2d的合成
以与制备例1的(4)中相同的方式获得1-4-2d(10.6g，产率84％，MS:[M+H]+＝711)，不同之处在于使用1-4-1b(9.55g，17.74mmol)代替1-4-1c。
(2)1-4-2e的合成
以与制备例1的(5)中相同的方式获得1-4-2e(7.1g，产率99％，MS:[M+H]+＝503)，不同之处在于使用1-4-2d(10.1g，14.25mmol)代替1-4-1d。
(3)1-4-2f的合成
以与制备例1的(6)中相同的方式获得1-4-2f(13.1g，产率89％，MS:[M+H]+＝1051)，不同之处在于使用1-4-2e(7.0g，13.98mmol)代替1-4-1e。
(4)1-4-2g的合成
以与制备例1的(7)中相同的方式获得1-4-2g(7.4g，产率80％，MS:[M+H]+＝967)，不同之处在于使用1-4-2f(10.0g，9.53mmol)代替1-4-1f。
(5)化合物1-8的合成
以与制备例1的(8)中相同的方式获得以下化合物1-8(5.7g，产率77％，MS:[M+H]+＝1021)，不同之处在于使用1-4-2g(7.0g，7.26mmol)代替1-4-1g。
[化合物1-8]
[制备例3]化合物1-110的制备
(1)1-110-a的合成
以与制备例1的(4)中相同的方式获得1-110-a(9.9g，产率87％，MS:[M+H]+＝641)，不同之处在于使用1-4-1b代替1-4-1c，并使用1-氯-2-(2-甲氧基乙氧基)乙烷(2.95g，21.29mmol)代替2-(2-(2-氯乙氧基)乙氧基)四氢-2H-吡喃。
(1)1-110-b的合成
以与制备例1的(5)中相同的方式获得1-110-b(6.0g，产率97％，MS:[M+H]+＝433)，不同之处在于使用1-110-a(9.1g，14.25mmol)代替1-4-1d。
(3)化合物1-110的合成
以与制备例1的(8)中相同的方式获得以下化合物1-110(4.9g，产率69％，MS:[M+H]+＝981)，不同之处在于使用1-110-b(3.1g，7.26mmol)代替1-4-1g。
[化合物1-110]
[制备例4]化合物1-16的制备
(1)1-16-A的合成
以与日本专利申请特许公开第2008-239873号的实施例1中相同的方式合成1-16-A。
(2)化合物1-16的合成
以与制备例1的(6)至(8)中相同的方式获得以下化合物1-16(12.3g，产率82％，MS:[M+H]+＝1075)，不同之处在于使用1-16-A(9.9g，30.77mmol)代替4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸。
[化合物1-16]
[制备例5]化合物1-24的制备
(1)1-24-A的合成
以与国际专利申请特许公开第WO2016-088749A1号的实施例88中相同的方式合成1-24-A。
(2)1-24-b的合成
将1-4-2e(10g，19.97mmol)、1-24-A(12.3g，41.94mmol)和K2CO3(13.8g，99.85mmol)与DMF(150mL)混合，并在90℃下搅拌24小时。反应完成之后，向混合物中倒入过量的水，并将所得物用CHCl3萃取。将有机层用水进一步洗涤两次，然后收集有机层并用MgSO4干燥。在过滤之后，用CHCl3和EA使通过将滤液真空蒸馏而获得的固体再结晶，以获得1-24-b(12.7g，产率71％，MS:[M+H]+＝895)。
(3)1-24-c的合成
在将1-24-b(12.7g，14.18mmol)溶解在MC(70mL)中之后，向其中引入三氟乙酸(100mL)，并将所得物搅拌1小时。反应完成之后，将所得物真空蒸馏以除去溶剂，并将获得的固体用水洗涤然后干燥，以获得1-24-c(9.1g，产率82％，MS:[M+H]+＝783)。
(4)1-24-D的合成
以与美国专利申请特许公开第US 2017/0260150号中相同的方式合成1-24-D。
(5)化合物1-24的合成
以与制备例1的(6)至(8)中相同的方式获得以下化合物1-24(9.7g，产率67％，MS:[M+H]+＝1245)，不同之处在于使用1-24-c(9.1g，11.63mmol)代替1-4-1e，并使用1-24-D(6.2g，23.26mmol)代替4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸。
[化合物1-24]
[制备例6]化合物1-25的制备
以与制备例5的(2)至(5)中相同的方式获得化合物1-25(13.1g，产率78％，MS:[M+H]+＝1205)，不同之处在于使用1-110-b(6.0g，13.98mmol)代替1-4-2e。
[制备例7]化合物1-33的制备
(1)1-33-A的合成
以与美国专利申请特许公开第US 2017/0008833号中相同的方式合成1-33-A。
(2)化合物1-33的合成
以与制备例1的(6)至(8)中相同的方式获得以下化合物1-33(12.1g，产率65％，MS:[M+H]+＝1329)，不同之处在于使用1-4-2e(7.0g，13.98mmol)代替1-4-1e，并使用1-33-A(13.7g，30.77mmol)代替4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸。
[化合物1-33]
[制备例8]化合物1-45的制备
以与制备例4中相同的方式合成以下化合物1-45(12.8g，产率52％，MS:[M+H]+＝1233)，不同之处在于使用1-45-A(12.0g，41.94mmol)代替1-24-A。
[化合物1-45]
[制备例9]化合物1-62的制备
(1)1-62-a的合成
以与制备例1的(5)中相同的方式合成化合物1-62-a(4.66g，产率99％，MS:[M+H]+＝331)，不同之处在于使用1-4-1b(7.7g，14.25mmol)代替1-4-1d。
(2)1-62的合成
以与制备例1的(6)中相同的方式获得以下化合物1-62(13.2g，产率82％，MS:[M+H]+＝1153)，不同之处在于使用1-62-a(4.62g，13.98mmol)代替1-4-1e，并将4-((6-(丙烯酰氧基)己基)氧基)苯甲酸的含量改为13.5g(46.16mmol)，将N,N'-二环己基碳二亚胺的含量改为9.75g，以及将4-(二甲基氨基)吡啶的含量改为0.3g。
[化合物1-62]
[制备例10]比较化合物A的合成
(1)CA-1的合成
以与制备例1的(5)中相同的方式获得化合物CA-1(4.6g，产率98％，MS:[M+H]+＝329)，不同之处在于使用1-4-1c(7.6g，14.25mmol)代替1-4-1d。
(2)化合物A的合成
以与制备例1的(8)中相同的方式获得比较化合物A(3.2g，产率86％，MS:[M+H]+＝519)，不同之处在于使用CA-1(2.4g，7.26mmol)代替1-4-1g。
[制备例11]比较化合物B的合成
在将1-110-b(5g，11.56mmol)、K2CO3(4.8g，34.68mmol)和CB-1(5.4g，23.12mmol)分散在乙腈(100mL)中之后，将所得物回流24小时。反应完成之后，将所得物用CHCl3和水萃取。将有机层用MgSO4干燥，然后过滤，并真空蒸馏。用CHCl3和EtOH使获得的混合物再结晶，以获得比较化合物B(6.0g，产率86％，MS:[M+H]+＝601)。
＜实施例：延迟层的制备＞
[实施例1]
(1)液晶组合物的制备
通过将0.738g使用制备例1的方法合成的可聚合化合物1-4、0.00716g OXE-1(由Ciba Specialty Chemicals Inc.制造)即聚合引发剂、0.00113g对甲氧基苯酚(MEHQ)即聚合抑制剂、0.0150g BYK-3550(由BYK Chemie Japan KK制造)即表面活性剂和2.25g环己酮即溶剂混合来制备液晶组合物。
(2)延迟层的制备
将液晶组合物涂覆在三乙酰纤维素(TAC)基底上使得干燥之后的厚度为约1μm至2μm，并在除去溶剂之后，在xy平面上进行取向的同时以约200mJ/cm2的总剂量照射具有UVB区域内的波长(约300nm)的紫外线以进行固化，并且制备了延迟层。剂量使用UV powerpuck II测量。
[实施例2至实施例7]
以与实施例1中相同的方式制备液晶组合物和延迟层，不同之处在于以下表1中描述的材料和含量使用可聚合化合物、聚合引发剂、聚合抑制剂、表面活性剂和溶剂来制备各液晶组合物。
[表1]
[比较例1]
以与实施例1中相同的方式尝试制备延迟层，不同之处在于使用制备例10中制备的可聚合比较化合物A代替实施例1的可聚合化合物1-4，然而，相应材料不是液晶的，并且在干燥时析出晶体。因此，不能制备没有取向缺陷的延迟层(液晶聚合物膜)。
[比较例2]
以与实施例1中相同的方式尝试制备延迟层，不同之处在于使用制备例11中制备的可聚合比较化合物B代替实施例1的可聚合化合物1-4，然而，相应材料不是液晶的，并且在干燥时析出晶体。因此，不能制备没有取向缺陷的延迟层(液晶聚合物膜)。
[比较例3]
以与实施例1中相同的方式制备延迟层，不同之处在于使用以下可聚合化合物C代替可聚合化合物1-4。
以与韩国专利申请特许公开第10-2017-0074178号中相同的方式合成化合物C。
[比较例4]
以与实施例1中相同的方式制备延迟层，不同之处在于使用以下可聚合化合物D代替可聚合化合物1-4。
以与韩国专利申请特许公开第10-2017-0086047号中相同的方式合成化合物D。
＜实验例：延迟层特性的评估＞
使用如下方法测量实施例1至7和比较例1至4中制备的延迟层的特性，并且结果示于以下[表2]中。
(1)延迟值的评估
使用能够提取米勒矩阵(Mueller matrix)的Axoscan(Axomatrics,Inc.)测量面内延迟或厚度方向上延迟。对波长各自为450nm、550nm和650nm的光进行测量，通过根据制造商手册获得16个米勒矩阵值来提取延迟，并对这些值如下进行评估。
A：R(450)/R(550)<0.80
B：0.80<R(450)/R(550)<0.90
C：0.90<R(450)/R(550)<0.95
D：0.95<R(450)/R(550)<1.05
E：1.05<R(450)/R(550)
(2)延迟层厚度的测量
使用能够测量薄膜水平差的Bruker DektakXT(Bruker Corporation)来测量薄膜的厚度。
(3)高温耐久性评估
在25℃下测量制备的延迟层的初始延迟值(Rein)，并在80℃下加热96小时后测量延迟值(Ref)之后，根据以下[方程式1]计算延迟变化率(ΔRe)。
[方程式1]
ΔRe＝(1-Ref/Rein)×100
此后，根据ΔRe值的大小如下将结果以4级进行评估。
A：ΔRe<0.5
B：0.5<ΔRe<1.0
C：1.0<ΔRe<5.0
D：5.0<ΔRe
[表2]
如根据实验结果确定，当使用本公开内容的可聚合化合物时，可以制备没有缺陷的延迟膜并且可以增强高温耐久性。具体地，确定与比较例3相比，实施例1至7全部具有优异的光学特性和高温耐久性，并且虽然比较例4具有与实施例1至7相似的光学特性，但是与实施例1至7相比，性能在高温耐久性方面是显著低的。确定在本公开内容的可聚合化合物中，用于表现出反向色散性的结构骨架具有热稳定结构，并因此，在高温下延迟值的变化小。
