双折射RM透镜

双折射RM透镜

发明领域

本发明涉及可由可聚合液晶介质获得的双折射RM透镜，该可聚 合液晶介质由以下组成：

-可聚合液晶组分A，其由一种或多种可聚合介晶化合物组成， 和

-不可聚合组分B，其由一种或多种不可聚合化合物组成。

此外，本发明涉及这种双折射RM透镜在电光器件例如液晶显示 器(LCD)或其它光学或电光学器件中用于装饰或安全应用的用途。

背景和现有技术

广泛已知称为反应性介晶(RM)的可聚合液晶，其在液晶显示器 (LCD)应用中应用于视角补偿膜和薄膜延迟剂。

最近，已经提出这种RM在市售的3D LCD显示器中用于图案化 的延迟剂。在这些应用中，使用RM的双折射性质来交替由LCD的 前部发出的光的极化。

例如在US2009073559(A1)或WO2011078989 A1中，也已经报道 可通过组合作为极性开关的活性LC面板和在LCD前面上制得的极化 敏感性透镜实现不含玻璃的自动立体显示器。

这种器件包含例如有源矩阵类型的LCD面板，其用作空间光调 制器以产生显示图像。该显示器面板具有设置成行和列的正交显示像 素阵列。在实践中，该显示器面板包含约一千行和数千列的显示像素。

LCD面板的结构是完全常规的。具体地，所述面板包括一对间隔 的透明玻璃基板，在该玻璃基板之间例如提供了配向扭转向列型液晶 介质或另一液晶介质。所述基板在它们相对表面上带有透明氧化铟锡 (ITO)电极的图案。在基板的外表面上还提供了极化层。

每一显示像素在基板上包含相对电极，其间具有介入的液晶介质。 显示像素的形状和布局通过电极的形状和布局决定。显示像素通过间 隙彼此规律间隔。每一显示像素与切换元件，例如薄膜晶体管(TFT) 或薄膜二极管(TFD)相关。通过向切换元件提供寻址信号操作显示 像素来产生显示图像，并且本领域技术人员将知晓合适的寻址方案。

显示器面板由光源照射发光，在此情况下，光源包含在显示像素 阵列的区域上延伸的平面背光。来自光源的光经引导通过显示器面板， 其中个别显示像素经驱动以调制光并且产生显示图像。

现有技术的显示器器件包括设置于显示器面板前侧上的透镜薄 片，透镜薄片实施视图形成功能。所述透镜薄片包括一排彼此平行延 伸的透镜元件。所述透镜元件以平凸透镜的形式并且它们用作光输出 引导构件以提供与显示器面板不同的图像或视图至位于显示器器件前 方的用户的眼睛中。

就此而言，US 2007/109400A1公开了一种双折射透镜结构，包括 能够将给定的极化光引导至取向分布的双折射透镜阵列，所述双折射 透镜包括具有含有折射结构的界面的固体双折射材料和各向同性材 料。将能够旋转从中穿过的光的极化的可切换的液晶层邻近第一双折 射材料布置。双折射材料和液晶层之间的界面具有配向微结构，其提 供了双折射材料和液晶层的配向。在一对用于施加电场以切换液晶的 电极间布置透镜阵列和可切换的液晶层两者，并且将导电材料并入透 镜阵列中以减小透镜阵列的电压降。为了降低反射，在双折射材料和 各向同性材料之间的界面具有含有配向微结构的界面，所述微结构提 供了双折射材料的配向，和各向同性材料的折射率基本等于双折射材 料的非寻常的折射率。

JP2012-137616 A1公开了用于立体图像显示器的双折射透镜材 料，其含有具有一个或多个可聚合官能团的反应性介晶化合物，和具 有至少一个或多个可聚合官能团的非液晶化合物，和使用用于立体图 像显示器的双折射透镜材料制造用于立体图像显示器的双折射透镜的 方法。

然而，在透镜材料中使用非介晶化合物或非液晶材料除了在光学 特性中不利的变化以外还导致了双折射率的下降。

如果合适的RM混合物的双折射率增加，则更高的双折射率允许 对于给定的焦距使用更大的曲率半径(更薄的透镜)。该现象对技术 人员是众所周知的，并且例如描述在Hecht,E.(2002)Optics,第4版, “Geometrical optics”第5章,第158页et seqq中。

实际上，现代应用需要合适高的双折射率值以降低透镜厚度并且 因此降低制造该透镜所需材料的量和相关成本。此外，混合物和/或所 得透镜除了合适的双折射率值之外必须满足众多其它要求，该要求尤 其是：

-在聚合前抵抗结晶的良好的室温稳定性，

-遍及整个透镜均一的平面配向，

-高清亮点，

-合适低的黄化指数，

-抵抗热应力(例如热或冷)的良好稳定性，

-抵抗UV-光的良好的稳定性，

-在外部暴露环境中良好的耐久度，

-VIS-光良好的透射率，和

-其制备方法必须成本有效并且适于大规模生产方法。

鉴于现有技术和以上提及的对于这种材料的要求，对新型或替代 的材料具有相当大的需求，其优选不显示现有技术RM材料或混合物 的缺点，或即使显示，仅以较小的程度显示。

令人惊奇地，本发明人已经发现以下描述和要求保护的双折射 RM透镜代表了已知双折射RM透镜的优异的代替，其优选改进了以 上提及要求的一个或多个或甚至优选同时满足了所有以上提及的要 求。

发明概述

本发明涉及由可聚合液晶介质获得的RM透镜，所述可聚合液晶 介质由以下组成：

-可聚合液晶组分A，由一种或多种可聚合介晶化合物组成，

-和不可聚合组分B，由一种或多种不可聚合化合物组成。

本发明进一步涉及制造如上下文所述的双折射RM透镜的方法。

本发明进一步涉及如上下文所述的双折射RM透镜在液晶显示器 (LCD)或其它光学或电光学器件中的用途。

本发明进一步涉及电光器件例如LCD，其包括至少一种如上下文 所述的双折射RM透镜。

术语和定义

如本文所使用的术语“聚合物”将被理解为是指包含一种或多种不 同类型的重复单元(分子的最小结构单元)的骨架的分子并且包括通 常已知的术语“低聚物”、“共聚物”、“均聚物”等。此外，应当理解术 语聚合物除聚合物本身以外还包括引发剂、催化剂和其它伴随该聚合 物合成的元素的残余物，其中这些残余物应当被理解为不以共价方式 纳入其中。此外，这些残余物和其它元素，虽然通常在聚合后纯化过 程期间去除，但通常与聚合物混合或共混以致当将其在容器之间或在 溶剂或分散介质之间转移时，它们通常与聚合物保留在一起。

术语“聚合”是指通过将多个可聚合基团或含有这种可聚合基团的 聚合物前体(可聚合化合物)链接在一起形成聚合物的化学过程。

术语"膜"和"层"包括刚性或柔性，具有机械稳定性的自支撑或独 立性的膜，以及在支撑基板上或两个基板之间的涂层或层。

术语“液晶(LC)”涉及在某些温度范围(热致LC)或在某些溶液 浓度范围中(溶致LC)具有液晶中间相的材料。它们必须含有介晶 化合物。

术语"介晶化合物"和"液晶化合物"是指包含一个或多个棒状 (棒状或板/板条状形)或盘状(圆盘状)介晶基团的化合物。术语“介 晶基团”是指具有诱导液晶相(或中间相)行为的能力的基团。

包含介晶基团的化合物不必须它们本身展示出液晶中间相。它们 也可以仅在与其它化合物的混合物中或当介晶化合物或材料或其混合 物聚合时显示出液晶中间相。这包括低分子量非反应性液晶化合物， 反应性或可聚合液晶化合物，和液晶聚合物。

棒状介晶基团通常包含由一个或多个直接或通过连接基团彼此相 连的芳族或非芳族环状基团组成的介晶核，任选地包含连接至介晶核 的末端的端基，和任选地包含一个或多个连接介晶核的长侧的侧基， 其中这些端基和侧基通常选自例如碳基或烃基、极性基团如卤素、硝 基、羟基等，或可聚合基团。

术语"反应性介晶"是指可聚合介晶或液晶化合物，优选单体化合 物。这些化合物可以作为纯的化合物或作为反应介晶与充当光引发剂、 抑制剂、表面活性剂、稳定剂、链转移剂、不可聚合化合物等的其它 化合物的混合物使用。

具有一个可聚合基团的可聚合化合物也可称为“单反应性”化合 物，具有两个可聚合基团的化合物称为“双反应性”化合物，和具有超 过两个可聚合基团的化合物称为“多反应性”化合物。不含可聚合基团 的化合物也可称为“非反应性或不可聚合”化合物。

当曝光于正确的波长时“光引发剂”分裂，并且形成的基团将引发 单体的聚合。

可见光是具有约400nm至约800nm范围波长的电磁辐射。紫外 (UV)光为具有约200nm至400nm范围的波长的电磁辐射。

辐照度(E_e)或辐射功率被定义为在表面上每单位面积(dA)入射 光的电磁辐射功率(dθ)：

E_e＝dθ/dA.

辐射曝量或辐射剂量(H_e)为每时间(t)的辐照度或辐射功率(E_e)：

H_e＝E_e·t.

所有温度，例如熔点T(C,N)或T(C,S)，由近晶相(S)至向列相 (N)的转变T(S,N)，和液晶的清亮点T(N,I)，以摄氏度表示。所有 的温度差以度数差表示。术语“清亮点”是指具有最高温度范围的中间 相和各向同性相之间的转变发生的温度。

术语“配向”或“取向”涉及材料的各向异性单元(例如小分子或大 分子的片段)在称为“配向方向”的共同方向上的配向(取向排序)。 在液晶或RM材料的一个配向层中，液晶指向矢与配向方向一致使得 配向方向对应于材料的各向异性轴的方向。

术语"均一取向"或"均一配向"液晶或RM材料在例如材料的层 中是指液晶或RM分子的长分子轴(在棒状化合物的情况下)或短分 子轴(在盘状化合物的情况下)基本上以相同的方向取向。换句话说， 液晶指向矢线是平行的。

在该整个申请中，除非另有说明，液晶或RM层的配向是均一配 向。

术语"平面取向/配向"在例如液晶或RM材料的层中是指液晶或 RM分子的长分子轴(在棒状化合物的情况下)或短分子轴(在盘状 化合物的情况下)基本平行于层的平面取向。

术语"倾斜取向/配向"在例如液晶或RM材料的层中是指液晶或 RM分子的长分子轴(在棒状化合物的情况下)或短分子轴(在盘状 化合物的情况下)相对于层的平面以0-90度之间的角θ("倾斜角")取 向。

在疑惑的情况下，应以C.Tschierske,G.Pelzl and S.Diele, Angew.Chem.2004,116,6340-6368给出的定义为准。

详述

如以上所提及的，可聚合液晶组分A仅由至少一种可聚合介晶化 合物组成并且因此在可聚合液晶介质中仅存在可聚合化合物。因此排 除了存在其他，例如非介晶化合物，除了其它有利的效果，其还导致 例如双折射率的显著增加。

所述可聚合液晶组分A由至少一种可聚合介晶化合物，优选两种 或更多种可聚合介晶化合物例如2-30种可聚合介晶化合物的混合物 组成。

可聚合液晶组分A的可聚合介晶化合物优选选自展示出热致液晶 或溶致液晶性的棒状或盘状化合物，非常优选棒状化合物，或一种或 多种类型的在某一温度范围中具有液晶中间相的这些化合物的混合 物。这些材料通常具有良好的光学性能如降低的度，并且可以容易 和快速地配向至所需的取向。液晶可以是小分子(即单体化合物)或 液晶低聚物。

在一个实施方案中，可聚合液晶组分A的可聚合介晶化合物优选 选自一种或多种式I的可聚合单-、二-或多反应性介晶化合物，

P-Sp-MG-R⁰  I

其中

P 为可聚合基团，优选丙烯酰基、甲基丙烯酰基、 乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基或苯乙烯基

Sp 为间隔基团或单键，

MG 为棒状介晶基团，其优选选自式M，

-(A²¹-Z²¹)_k-A²²-(Z²²-A²³)_l-  M

A²¹至A²³ 在每次出现时彼此独立地为芳基、杂芳基、杂环 或脂环基，其任选地被一个或多个相同或不同的基团L取代，优选1,4- 亚环己基或1,4-亚苯基、1,4-吡啶、1,4-嘧啶、2,5-噻吩、2,6-二噻吩并 [3,2-b:2',3'-d]噻吩、2,7-芴、2,6-萘、2,7-菲，其任选地被一个或多个 相同或不同的基团L取代，

Z²¹和Z²² 在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、 -NR⁰¹-CO-NR⁰²、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、 -SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、 -CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-CH＝CR⁰¹-、 -CY⁰¹＝CY⁰²-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-或单键，优 选-COO-、-OCO-、-CO-O-、-O-CO-、-OCH₂-、-CH₂O-、-CH₂CH₂-、 -(CH₂)₄-、-CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、 -OCO-CH＝CH-或单键，

L 在多次出现的情况下彼此独立地为H、卤素、CN 或具有1-5个C原子的任选卤代的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基 羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，优选H、卤素或CN、具有 1-5个C原子的烷基或烷氧基，

R⁰ 为H、具有1-20个C原子、优选1-15个C原子 的任选氟代的烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷 基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，或为Y⁰或P-Sp-，

Y⁰ 为F、Cl、CN、NO₂、OCH₃、OCN、SCN，具 有1-4个C原子的任选氟代的烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基 或烷氧基羰基氧基、或具有1-4个C原子的单-、寡-或多氟代的烷基 或烷氧基，优选F、Cl、CN、NO₂、OCH₃或具有1-4个C原子的单-、 寡-或多氟代的烷基或烷氧基，

Y⁰¹和Y⁰² 各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN，

R⁰¹和R⁰² 彼此独立地为H或具有1-20个C原子，优选1-6 个C原子的直链或支链的烷基，和

k和l 各自和独立地为0、1、2、3或4，优选0、1或2， 最优选1。

上下文中，"碳基"表示含有至少一个碳原子的单价或多价有机基 团，其或者不含有其它原子(例如-C≡C-)，或者任选地含有一个或 多个其它原子，例如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge(例如羰 基等)。

"烃基"表示额外含有一个或多个H原子并且任选地一个或多个 杂原子例如N、O、S、P、Si、Se、As、Te或Ge的碳基。

"卤素"表示F、Cl、Br或I。

碳基或烃基可为饱和或不饱和基团。不饱和基团为例如芳基、烯 基或炔基。具有多于3个C原子的碳基或烃基可为直链、支链和/或环 状的，并且也可含有螺连接或稠环。

上下文中，术语“烷基”、“芳基”、“杂芳基”等也包含多价基团， 例如亚烷基、亚芳基、亚杂芳基等。术语“芳基”表示芳香族碳基或由 其衍生的基团。术语“杂芳基”表示含有一个或多个杂原子的如上所定 义的“芳基”。

优选的碳基和烃基为任选取代的具有1-40个、优选1-25个、非 常优选1-18个C原子的烷基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧 基羰基、烷基羰氧基和烷氧基羰氧基、任选取代的具有6-40个、优选 6-25个C原子的芳基或芳氧基、或者任选取代的具有6-40个、优选 6-25个C原子的烷基芳基、芳基烷基、烷基芳氧基、芳基烷氧基、芳 基羰基、芳氧基羰基、芳基羰氧基和芳氧基羰氧基。

进一步优选的碳基和烃基为C₁-C₄₀烷基、C₂-C₄₀烯基、C₂-C₄₀炔 基、C₃-C₄₀烯丙基、C₄-C₄₀烷二烯基、C₄-C₄₀多烯基、C₆-C₄₀芳基、 C₆-C₄₀烷基芳基、C₆-C₄₀芳基烷基、C₆-C₄₀烷基芳氧基、C₆-C₄₀芳基 烷氧基、C₂-C₄₀杂芳基、C₄-C₄₀环烷基、C₄-C₄₀环烯基等。特别优选 的是C₁-C₂₂烷基、C₂-C₂₂烯基、C₂-C₂₂炔基、C₃-C₂₂烯丙基、C₄-C₂₂烷二烯基、C₆-C₁₂芳基、C₆-C₂₀芳基烷基和C₂-C₂₀杂芳基。

进一步优选的碳基和烃基为具有1-40个、优选1-25个C原子的 直链、支链或环状烷基，其为未取代的或者被F、Cl、Br、I或CN单 或多取代和其中一个或多个不相邻的CH₂基团可各自彼此独立地被 -C(R^x)＝C(R^x)-、-C≡C-、-N(R^x)-、-O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、 -O-CO-O-以O和/或S原子不直接相互连接的方式代替。

R^x优选表示H、卤素、具有1-25个碳原子的直链、支链或环状烷 基链，另外，其中一个或多个不相邻的C原子可被-O-、-S-、-CO-、 -CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-代替，且其中一个或多个H原子可被氟 代替，任选取代的具有6-40个C原子的芳基或芳氧基，或任选取代的 具有2-40个C原子的杂芳基或杂芳氧基。

优选的烷基为例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁 基、仲丁基、叔丁基、2-甲基丁基、正戊基、仲戊基、环戊基、正己 基、环己基、2-乙基己基、正庚基、环庚基、正辛基、环辛基、正壬 基、正癸基、正十一烷基、正十二烷基、十二烷基(dodecanyl)、三 氟甲基、全氟正丁基、2,2,2-三氟乙基、全氟辛基、全氟己基等。

优选的烯基为例如，乙烯基、丙烯基、丁烯基、戊烯基、环戊烯 基、己烯基、环己烯基、庚烯基、环庚烯基、辛烯基、环辛烯基等。

优选的炔基为例如乙炔基、丙炔基、丁炔基、戊炔基、己炔基、 辛炔基等。

优选的烷氧基为例如甲氧基、乙氧基、2-甲氧基乙氧基、正丙氧 基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、2-甲基 丁氧基、正戊氧基、正己氧基、正庚氧基、正辛氧基、正壬氧基、正 癸氧基、正十一烷氧基、正十二烷氧基等。

优选的氨基为例如二甲基氨基、甲基氨基、甲基苯基氨基、苯基 氨基等。

芳基和杂芳基可为单环的或多环的，即它们可以具有一个环(例 如苯基)或两个或更多个环，其也可以是稠合的(例如萘基)或共价 键合(例如联苯基)，或含有稠合和连接环的组合。杂芳基含有一个 或多个杂原子，优选选自O、N、S和Se。

特别优选的是具有6-25个C原子的单-、二-或三环芳基以及具有 2-25个环原子的单-、二-或三环杂芳基，其任选含有稠合环并且为任 选取代的。进一步优选的是5-、6-或7-元芳基和杂芳基，另外，其中 一个或多个CH基团可被N、S或O以O原子和/或S原子不直接相 互连接的方式代替。

优选的芳基为例如苯基、二联苯基、三联苯基、[1,1':3',1”]三联 苯基-2′-基、萘基、蒽基、二联萘基、菲基、芘、二氢芘、、二萘嵌 苯、并四苯、并五苯、苯并芘、芴、茚满、茚并芴、螺联芴等。

优选的杂芳基为，例如5-元环，例如吡咯、吡唑、咪唑、1,2,3- 三唑、1,2,4-三唑、四唑、呋喃、噻吩、硒吩、噁唑、异噁唑、1,2-噻 唑、1,3-噻唑、1,2,3-噁二唑、1,2,4-噁二唑、1,2,5-噁二唑、1,3,4-噁二 唑、1,2,3-噻二唑、1,2,4-噻二唑、1,2,5-噻二唑、1,3,4-噻二唑；6-元环， 例如吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、1,3,5-三嗪、1,2,4-三嗪、1,2,3-三嗪、 1,2,4,5-四嗪、1,2,3,4-四嗪、1,2,3,5-四嗪；或稠合基团，例如吲哚、异 吲哚、吲嗪、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、嘌呤、萘并咪唑、菲并咪 唑、吡啶并咪唑、吡嗪并咪唑、喹喔啉并咪唑、苯并噁唑、萘并噁唑、 蒽并噁唑、菲并噁唑、异噁唑、苯并噻唑、苯并呋喃、异苯并呋喃、 二苯并呋喃、喹啉、异喹啉、蝶啶、苯并-5,6-喹啉、苯并-6,7-喹啉、 苯并-7,8-喹啉、苯并异喹啉、吖啶、苯并噻嗪、苯并噁嗪、苯并哒嗪、 苯并嘧啶、喹喔啉、吩嗪、萘啶、氮杂咔唑、苯并咔啉、菲啶、菲咯 啉、噻吩并[2,3b]噻吩、噻吩并[3,2b]噻吩、二噻吩并噻吩、异苯并噻 吩、二苯并噻吩、苯并噻二唑噻吩，或者这些基团的组合。杂芳基也 可被烷基、烷氧基、硫代烷基、氟、氟代烷基或其它芳基或杂芳基取 代。

(非芳族)脂环基和杂环基既包含饱和的环，即仅含有单键的那 些环，又包含部分不饱和的环，即也可以包含多重键的那些环。杂环 含有一个或多个杂原子，优选选自Si、O、N、S和Se。

(非芳族)脂环基和杂环基团可为单环的，即仅含一个环(例如 环己基)，或者是多环的，即含有多个环(例如十氢化萘或者双环辛 烷)。特别优选的是饱和的基团。此外优选具有3-25个环原子的单-、 双-或三环状基团，其任选含有稠合环且为任选取代的。进一步优选的 是5-、6-、7-或8-元碳环基团，另外，其中一个或多个C原子可被Si 代替和/或一个或多个CH基团可被N代替和/或一个或多个不相邻的 CH₂基团可被-O-和/或-S-代替。

优选的脂环和杂环基团为例如5-元基团，例如环戊烷、四氢呋喃、 四氢噻吩、吡咯烷；6-元基团例如环己烷、硅杂环己烷(silinane)、 环己烯、四氢吡喃、四氢噻喃、1,3-二噁烷、1,3-二噻烷、；7-元 基团例如环庚烷；和稠合基团例如四氢化萘、十氢化萘、茚满、双环 [1.1.1]戊烷-1,3-二基、双环[2.2.2]辛烷-1,4-二基、螺[3.3]庚烷-2,6-二基、 八氢-4,7-桥亚甲基茚满-2,5-二基。

芳基、杂芳基、碳基和烃基任选具有一个或多个取代基，其优选 选自甲硅烷基、磺基、磺酰基、甲酰基、胺基、亚胺基、腈基、巯基、 硝基、卤素、C_1-12烷基、C_6-12芳基、C_1-12烷氧基、羟基或这些基团 的组合。

优选的取代基为例如溶解促进性基团，例如烷基或烷氧基；吸电 子基团例如氟、硝基或腈基；或者是用于提高聚合物玻璃化转变温度 (Tg)的取代基，特别是大体积基团，例如叔丁基或任选取代的芳基。

优选的取代基，上下文中也被称为“L”，例如为F、Cl、Br、I、 OH、-CN、-NO₂、-NCO、-NCS、-OCN、-SCN、-C(＝O)N(R^x)₂、-C(＝ O)Y¹、-C(＝O)R^x、-C(＝O)OR^x、-N(R^x)₂，其中R^x具有以上所述含义， 和Y¹表示卤素，任选取代的甲硅烷基，具有4-40个、优选4-20个环 原子任选取代的芳基或杂芳基，和具有1-25个C原子的直链或支链烷 基、烯基、炔基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰氧基或烷 氧基羰氧基，其中一个或多个H原子可任选被F或Cl代替。

“取代的甲硅烷基或芳基”优选表示被卤素、-CN、-R⁰、-OR⁰、 -CO-R⁰、-CO-O-R⁰、-O-CO-R⁰或-O-CO-O-R⁰取代，其中R⁰具有以 上所述含义。

特别优选的取代基L为例如，F、Cl、CN、NO₂、CH₃、C₂H₅、 OCH₃、OC₂H₅、COCH₃、COC₂H₅、COOCH₃、COOC₂H₅、CF₃、 OCF₃、OCHF₂、OC₂F₅，此外还有苯基。

在上下文所示的式中，取代的亚苯基环

优选为

其中L在每次出现时相同或不同地具有上下文给出的含义之一， 并且优选

F、Cl、CN、NO₂、CH₃、C₂H₅、C(CH₃)₃、CH(CH₃)₂、 CH₂CH(CH₃)C₂H₅、OCH₃、OC₂H₅、COCH₃、COC₂H₅、COOCH₃、 COOC₂H₅、CF₃、OCF₃、OCHF₂、OC₂F₅或P-Sp-，非常优选F、Cl、 CN、CH₃、C₂H₅、OCH₃、COCH₃、OCF₃或P-Sp-，最优选F、Cl、 CH₃、OCH₃、COCH₃或OCF₃。

可聚合基团P优选选自包含C＝C双键或-C≡C-三键的基团，和适 用于开环聚合的基团，例如氧杂环丁基或环氧基。

非常优选地，可聚合基团P选自CH₂＝CW¹-COO-、 CH₂＝CW¹-CO-、CH₂＝CW²-(O)_k3-、CW¹＝CH-CO-(O)_k3-、 CW¹＝CH-CO-NH-、CH₂＝CW¹-CO-NH-、CH₃-CH＝CH-O-、 (CH₂＝CH)₂CH-OCO-、(CH₂＝CH-CH₂)₂CH-OCO-、(CH₂＝CH)₂CH-O-、 (CH₂＝CH-CH₂)₂N-、(CH₂＝CH-CH₂)₂N-CO-、CH₂＝CW¹-CO-NH-、 CH₂＝CH-(COO)_k1-Phe-(O)_k2-、CH₂＝CH-(CO)_k1-Phe-(O)_k2-、 Phe-CH＝CH-，其中W¹表示H、F、Cl、CN、CF₃、苯基或具有1-5 个C原子的烷基，特别是H、F、Cl或CH₃；W²表示H或具有1-5 个C原子的烷基，特别是H、甲基、乙基或正丙基；W³和W⁴各自彼 此独立地表示H、Cl、或具有1-5个C原子的烷基；Phe表示1,4-亚 苯基，其任选被一个或多个如上所定义的不同于P-Sp-的基团L取代； k₁、k₂和k₃各自彼此独立地表示0或1，k₃优选表示1；且k₄表示1-10 的整数。

特别优选的基团P为CH₂＝CH-COO-、CH₂＝C(CH₃)-COO-、 CH₂＝CF-COO-、CH₂＝CH-、CH₂＝CH-O-、(CH₂＝CH)₂CH-OCO-、 (CH₂＝CH)₂CH-O-、特别是乙烯氧 基、丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基、氟丙烯酸酯基、氯丙烯酸酯基、 氧杂环丁基和环氧基，最优选丙烯酸酯基或甲基丙烯酸酯基。

在本发明进一步优选的实施方案中，所有的可聚合化合物和其子 式包含一种或多种含有两个或更多个可聚合基团P的支链基团(多反 应性可聚合基团)，代替一种或多种P-Sp-基团。这种类型的合适基 团，和含有它们的可聚合化合物例如描述于US 7,060,200B1或 US 2006/0172090A1中。特别优选选自下式的多反应性可聚合基团：

-X-alkyl-CHP¹-CH₂-CH₂P²  I*a

-X-alkyl-C(CH₂P¹)(CH₂P²)-CH₂P³  I*b

-X-alkyl-CHP¹CHP²-CH₂P³  I*c

-X-alkyl-C(CH₂P¹)(CH₂P²)-C_aaH_2aa+1  I*d

-X-alkyl-CHP¹-CH₂P²  I*e

-X-alkyl-CHP¹P²  I*f

-X-alkyl-CP¹P²-C_aaH_2aa+1  I*g

-X-alkyl-C(CH₂P¹)(CH₂P²)-CH₂OCH₂-C(CH₂P³)(CH₂P⁴)CH₂P⁵  I*h

-X-alkyl-CH((CH₂)_aaP¹)((CH₂)_bbP²)  I*i

-X-alkyl-CHP¹CHP²-C_aaH_2aa+1  I*k

其中

alkyl表示单键或具有1-12个C原子的直链或支链的亚烷基，其 中一个或多个不相邻的CH₂基团可以各自彼此独立地以O和/或S原 子不直接彼此连接的方式被-C(R^x)＝C(R^x)-、-C≡C-、-N(R^x)-、 -O-、-S-、-CO-、-CO-O-、-O-CO-、-O-CO-O-代替，并且另外其中 一个或多个H原子可以被F、Cl或CN代替，其中R^x具有上述含义 并且优选表示如上所定义的R⁰，

aa和bb 各自彼此独立地表示0、1、2、3、4、5或6，

X 具有X'所示的含义之一，和

P^1-5 各自彼此独立地具有对于P所示的含义之一。

优选的间隔基团Sp选自式Sp'-X'，使得基团"P-Sp-"与式 "P-Sp'-X'-"一致，其中

Sp' 具有1-20个、优选1-12个C原子的亚烷基，其 任选被F、Cl、Br、I或CN单或多取代，并且另外，其中一个或多个 不相邻的CH₂基团可以各自彼此独立地 被-O-、-S-、-NH-、-NR⁰¹-、-SiR⁰¹R⁰²-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O CO-O-、-S-CO-、-CO-S-、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO- NR⁰¹-、-CH＝CH-或-C≡C-以O和/或S原子不直接相互连接的方式代 替，

X' 表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、 -CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、-NR⁰¹-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、-SCH₂-、 -CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-、-CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、 -CF₂CF₂-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-CH＝CR⁰¹-、-CY⁰¹＝CY⁰²-、-C≡C-、 -CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-或单键，

R⁰¹和R⁰² 各自彼此独立地表示H或具有1-12个C原子的 烷基，和

Y⁰¹和Y⁰² 各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。

X' 优选 为-O-、-S-、-CO-、-COO-、-OCO-、-O-COO-、-CO-NR⁰-、-NR⁰¹- CO-、-NR⁰¹-CO-NR⁰¹-或单键。

典型的间隔基团Sp'例如为-(CH₂)_p1-、-(CH₂CH₂O)_q1-CH₂CH₂-、 -CH₂CH₂-S-CH₂CH₂-、-CH₂CH₂-NH-CH₂CH₂-或-(SiR⁰¹R⁰²-O)_p1-，其 中p1是1-12的整数，q1是1-3的整数，和R⁰¹和R⁰²具有以上指出 的含义。

特别优选的基团-X'-Sp'-为-(CH₂)_p1-、-O-(CH₂)_p1-、 -OCO-(CH₂)_p1-、-OCOO-(CH₂)_p1-。

特别优选的基团Sp'在每种情况下例如为直链亚乙基、亚丙基、 亚丁基、亚戊基、亚己基、亚庚基、亚辛基、亚壬基、亚癸基、亚十 一烷基、亚十二烷基、亚十八烷基、亚乙基氧基亚乙基、亚甲基氧基 亚丁基、亚乙基硫代亚乙基、亚乙基-N-甲基亚氨基亚乙基、1-甲基亚 烷基、亚乙烯基、亚丙烯基和亚丁烯基。

在另一个实施方案中，可聚合液晶组分A包含至少一种选自式II 的可聚合单-、双-或多反应性介晶化合物，和至少一种选自式III的可 聚合单-、双-或多反应性介晶化合物，

P-Sp-(A²¹-Z²¹)_k-A²²-(Z²²-A²³)_l-R⁰  II

P-Sp-A³¹-Z³¹-A³²-(Z³²-A³³)_l-R⁰  III

其中

P 为可聚合基团，优选丙烯酰基、甲基丙烯酰基、 乙烯基、乙烯基氧基、丙烯基醚基、环氧基、氧杂环丁基或苯乙烯基，

Sp 为间隔基团或单键，

A²¹至A³³ 在每次出现时彼此独立地为芳基-、杂芳基-、杂 环-或脂环基，其任选地被一个或多个相同或不同的基团L取代，优选 1,4-亚环己基或1,4-亚苯基、1,4-吡啶、1,4-嘧啶、2,5-噻吩、2,6-二噻 吩并[3,2-b:2',3'-d]噻吩、2,7-芴(2,7-fluorine)、2,6-萘、2,7-菲，其 任选地被一个或多个相同或不同的基团L取代，

Z²¹和Z²² 在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、 -NR⁰¹-CO-NR⁰²、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、 -SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-_、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、 -CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-或单键，优选-COO-、-OCO-、-CO-O-、 -O-CO-、-OCH₂-、-CH₂O-、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、-CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、 -CF₂CF₂-或单键，

Z³¹和Z³² 在每次出现时彼此独立地为-CH＝N-、-N＝CH-、 -N＝N-、-CH＝CR⁰¹-、-CY⁰¹＝CY⁰²-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、 -OCO-CH＝CH-，和如果l>0，Z³¹和Z³²之一还可以表示-O-、-S-、 -CO-、-COO-,-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、 -NR⁰¹-CO-、-NR⁰¹-CO-NR⁰²、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、 -CH₂O-、-SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-_、-CH₂CH_2-、 _-(CH₂)₄-、-CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-或单键，

L 在多次出现的情况下彼此独立地为H、卤素、CN 或具有1-5个C原子的任选卤代的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基 羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，优选H、卤素或CN、具有 1-5个C原子的烷基或烷氧基，

R⁰ 为H、具有1-20个C原子、优选1-15个C原子 的任选氟代的烷基、烷氧基、硫代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷 基羰基氧基或烷氧基羰基氧基，或为Y⁰或P-Sp-，

Y⁰ 为F、Cl、CN、NO₂、OCH₃、OCN、SCN，具 有1-4个C原子的任选氟代的烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基 或烷氧基羰基氧基，或具有1-4个C原子的单-、寡-或多氟代的烷基 或烷氧基，优选F、Cl、CN、NO₂、OCH₃或具有1-4个C原子的单-、 寡-或多氟代的烷基或烷氧基，

Y⁰¹和Y⁰² 各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。

R⁰¹和R⁰² 彼此独立地为H或具有1-20个C原子，优选1-6 个C原子的直链或支链的烷基，和

k和l 各自和独立地为0、1、2、3或4，优选0、1或2， 最优选1。

优选地，可聚合液晶组分A包含至少一个选自式II-1至II-27的 可聚合单-、双-或多反应性介晶化合物，

和至少一种选自III-1至III-12可聚合单-、双-或多反应性介晶化 合物，

其中

P⁰ 在多次出现的情况下彼此独立地为可聚合基团， 优选丙烯酰基、甲基丙烯酰基、氧杂环丁基、环氧基、乙烯基、乙烯 基氧基、丙烯基醚基或苯乙烯基，

A⁰ 在多次出现的情况下彼此独立地为任选被1、2、 3或4个L基团取代的1,4-亚苯基，或反式-1,4-亚环己基，

Z⁰ 在多次出现的情况下彼此独立地为-COO-、 -OCO-、-CH₂CH₂-或单键，

Z¹ 在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、 -COO-、-OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、 -NR⁰¹-CO-NR⁰²、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、 -SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-_、-CH₂CH₂-、 -(CH₂)₄-、-CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-、-CH＝N-、-N＝CH-、 -N＝N-、-CH＝CR⁰¹-、-Y⁰¹＝CY⁰²-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、 -OCO-CH＝CH-或单键，

Z² 为-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-CH＝CR⁰¹-、 -CY⁰¹＝CY⁰²-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-，和如果至 少两次存在，Z¹的至少一个还可以表示-O-、-S-、-O-、-COO-、-OCO-、 -S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、-NR⁰¹-CO-NR⁰²、 -NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、-SCH₂-、-CH₂S-、 -CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-、-CH₂CH_2-、_-(CH₂)₄-、-CF₂CH₂-、 -CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-、或者单键,

r    为0、1、2、3或4，优选0、1或2，

u和v 彼此独立地为0、1或2，

w    为0或1，

x和y 彼此独立地为0或相同或不同的1-12的整数，

z为0或1， 如果相邻的x或y为0，那么z为0，和

参数R⁰、Y⁰、R⁰¹、R⁰²和L具有以上在式I中给出的相同含义， 其中

更优选地，可聚合液晶组分A包含至少一种选自式IIa至IIc的 可聚合单-、双-或多反应性介晶化合物，

和至少一种以下式IIIa至IIIh的可聚合介晶化合物，

其中参数R⁰具有以上在式I中给出的相同含义，x和y彼此独立 地为1-12的整数。

尤其优选地，可聚合液晶组分A的可聚合介晶化合物选自至少一 种式IIa至IIc的化合物和至少一种选自式IIIa至IIIe和IIIg的化合 物。

在优选的实施方案中，不可聚合组分B包含至少一种或多种稳定 剂或抑制剂来防止不希望的自发聚合，其量优选为总介质的 0-0.1wt％，非常优选总介质的0-0.2wt％，其选自可商购的系列(Ciba AG)，例如1076。

可聚合液晶介质的聚合优选在聚合引发剂的存在下进行。为了此 目的，不可聚合组分(B)优选包含一种或多种引发剂。例如，当通过 UV光聚合时，可以使用光引发剂，其在UV辐射下分解以产生引起 聚合反应的自由基或离子。为了聚合丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯基团， 优选使用光引发剂。为了聚合乙烯基、环氧基或氧杂环丁基，优选使 用阳离子光引发剂。也可以使用热聚合引发剂，当加热时其分解产生 引发聚合的自由基或离子。用于自由基聚合合适的是例如可商购的光 引发剂或(Ciba AG)。如果采用引发剂，其比例优选为总介质 的0.001-5wt％，特别优选总介质的0.001-1wt％。典型的阳离子光引 发剂为例如UVI 6974(Union Carbide)。

或者，组分B还可以包含如例如在EP1 388 538 A1中公开的二向 或液晶光引发剂。同通常光引发剂一样，当曝光于准确的波长时，“二 向光引发剂”分裂，并且形成的自由基将引发单体聚合。二向光引 发剂具有光吸收取决于分子的分子取向的性质。当以入射光的电场矢 量配向时，二向光引发剂选择性地离解。

非常优选的组分B的二向光引发剂选自下式：

其中L"为H或F，R为具有1-12个C原子的烷基或烷氧基，和 R'和R"选自具有1-6个C原子的烷基或烷氧基，非常优选甲基、乙 基或丙基。

可聚合液晶介质中聚合引发剂的浓度优选为总介质的 0.01-10wt％，非常优选总介质的0.05-6wt％。

进一步优选的是包含一种或多种表面活性剂的组分B，所述表面 活性剂有助于液晶分子的特定表面配向。合适的表面活性剂例如描述 于J.Cognard,Mol.Cryst.Liq.Cryst.78,Supplement 1,1-77(1981)。用 于平面配向优选的配向剂例如为非离子表面活性剂，优选氟碳表面活 性剂，例如可商购的Fluorad(来自3M Co.)或Zonyl(来自DuPont)、如在GB 2 383 040中所述的多嵌段表面活性剂或如在 EP 1 256 617 A1中描述的可聚合表面活性剂。

不可聚合组分还可以包含一种或多种染料，其具有调整至用于聚 合辐射的波长的最大吸收，特别是UV染料，例如4,4"-氧偶氮基苯甲 醚或染料(来自Ciba AG)。

所述不可聚合组分B可以另外地包含一种或多种其它组分，例如 催化剂、敏化剂、稳定剂、抑制剂、链转移剂、润滑剂、湿润剂、分 散剂、疏水剂、粘合剂、流动改性剂、消泡剂、除氧剂、稀释剂、反 应性稀释剂、助剂、着剂或颜料。

如以上所提及的，用于根据本发明的双折射RM透镜的合适的可 聚合液晶介质由多种化合物，优选2-30种，更优选3-20种和最优选 4-10种化合物组成。这些化合物以常规的方式混合。通常，将以较小 量使用的所需量的化合物溶解在以较大量使用的化合物中。在温度高 于以较高浓度使用的化合物的清亮点的情况下，特别容易观察到溶解 过程的完成。然而，也可以通过其它常规的方式制备介质，例如使用 所谓的预混合物(其可以例如是化合物的均质或低共熔混合物)或使 用所谓的多瓶系统(其成分已经使用混合物本身)。

优选地，在介质中可聚合液晶组分A的量超过总介质的95wt％， 更优选超过总介质的97wt％，和甚至更优选超过总介质的98wt％。

优选地，不可聚合组分B的量小于总介质的5wt％，更优选小于 总介质的3wt％和甚至更优选小于总介质的2wt％。

可聚合液晶组分A优选包含

-一种或多种式I的化合物，其总浓度超过总介质的95wt％，更 优选超过总介质的97wt％，甚至更优选超过总介质的98wt％，优选这 些化合物选自子式II-1、II-6、II-7、II-27、III-1、III-2、III-3和III-11， 和

不可聚合组分B优选包含

-一种或多种不可聚合化合物，其总浓度小于总介质的5wt％，更 优选小于总介质的3wt％和甚至更优选小于总介质的2wt％，优选这些 化合物选自稳定剂、配向添加剂、表面活性剂和光引发剂。

更优选地，可聚合液晶组分A优选包含

-优选一种、两种、三种或更多种单反应性介晶化合物，优选选 自式II-1、II-6、II-7、III-1、III-2、III-3和III-1，优选其浓度在总 介质的5-50wt％，更优选总介质的10-40wt％，甚至更优选总介质的 15-30wt％的范围，和

-优选一种、两种、三种或更多种二反应性介晶化合物，优选其 浓度在总介质的1-90wt％，更优选总介质的5-80wt％，甚至更优选总 介质的10-70wt％的范围，和

-任选地一种、两种、三种或更多种多反应性介晶化合物，优选 选自式II-27，优选其浓度在总介质的0-25wt％，更优选总介质的 0-20wt％，甚至更优选总介质的0-10wt％的范围，和

所述不可聚合组分B优选包含

-一种或多种不可聚合化合物，其总浓度小于总介质的5wt％，更 优选小于总介质的3wt％和甚至更优选小于总介质的2wt％，优选这些 化合物选自稳定剂、配向添加剂、表面活性剂和光引发剂。

甚至更优选地，可聚合液晶组分A优选包含，

-一种或多种式IIa的化合物，特别是其中R⁰表示烷氧基或CN， 和x为6，优选其浓度为总介质的10-60wt％，特别是总介质的 15-50wt％的范围，和

-一种或多种式IIc的化合物，特别是其中x和y各自表示均为3 或均为6，优选浓度为总介质的5-60wt％，特别是总介质的10-50wt％ 的范围，和

-至少一种选自式IIIa至IIIh的化合物，优选浓度为总介质的 1-60wt％，特别是总介质的1-30wt％的范围，和

不可聚合组分B优选包含

-一种或多种稳定剂，优选选自可商购的系列(Ciba AG) 如Irganox1076，优选量为总介质的0-0.1wt％，非常优选总介质的 0-0.2wt％，和

-一种或多种光引发剂，优选选自可商购的光引发剂 或 (Ciba AG)，优选量为总介质的0.001-5wt％，特别优 选总介质的0.001-1wt％。

制造根据本发明的双折射RM透镜的通用方法是普通技术人员已 知的并且可以例如如在JP2012-137616 A1中描述的实施。

在优选的实施方案中，制造方法包括以下步骤：

-在升高的温度下将可聚合液晶介质的熔体填充至平凸透镜模具 中，

-在升高的温度下将可聚合液晶介质在模具中退火，

-冷却模具,

-固化可聚合液晶介质，和

-任选地移除模具。

在另一个优选的实施方案中，该方法包括以下步骤：

-在室温或升高的温度下，将可聚合液晶介质熔体层提供到基板 上，

-在涂覆的可聚合液晶介质的顶部上提供反向透镜模具，

-在升高的温度下在模具中退火可聚合液晶介质，

-冷却模具,

-固化可聚合液晶介质，和

-任选地移除模具。

用于本发明的双折射RM透镜的基板可以通常用于液晶器件、显 示器、光学部件和光学膜的任何基板。不限于任何特定的基板，只要 其具有足够的耐热性以耐受在涂覆本发明的熔融的双折射RM透镜材 料之后的热量或在液晶器件制造期间的热量。

这样基板的实例(其也可以是透镜模具的选择材料)为玻璃基板、 金属基板、陶瓷基板和塑料基板。特别是当基板是有机材料时，基板 材料的实例为纤维素衍生物、聚烯烃、聚酯、聚烯烃、聚碳酸酯、聚 丙烯酸酯、聚烯丙酯、聚醚砜、聚酰亚胺、聚苯硫、聚亚苯基醚、尼 龙和聚苯乙烯。其中优选聚酯、聚苯乙烯、聚烯烃、纤维素衍生物、 聚烯丙酯和聚碳酸酯。

作为获得本发明的双折射RM透镜的涂覆方法，可以使用众所周 知且通常使用的方法。实例为施用器方法、棒式涂覆方法、旋涂方法、 凹版印刷方法、柔版方法、喷墨方法、模具涂覆方法、盖式涂覆方法 和浸涂方法。

优选的涂覆温度尤其取决于可聚合液晶介质的熔点。

优选地，可聚合液晶介质的涂覆的膜显示抵抗结晶至少1小时， 更优选至少3小时，和最优选至少16小时的适宜的室温稳定性。

可聚合液晶介质的熔体的涂覆层的厚度尤其取决于所使用的透镜 模具的厚度或优选的透镜厚度取决于RM透镜的双折射率值。

可聚合液晶介质的初始配向(例如平面配向)可以通过在聚合之 前退火可聚合液晶介质，或也施加配向层，将磁场或电场施加到涂覆 的可聚合液晶介质或将表面活性化合物添加至可聚合液晶介质实现。 配向技术的综述例如由以下给出：I.Sage的"Thermotropic Liquid  Crystals",G.W.Gray编辑,John Wiley&Sons,1987,第75-77页； 和T.Uchida and H.Seki的"Liquid Crystals-Applications and Uses 第3卷",由B.Bahadur编辑,World Scientific Publishing,Singapore 1992,第1-63页。配向材料和技术的综述由J.Cognard,Mol.Cryst. Liq.Cryst.78,增刊1(1981),第1-77页给出。

也可以将配向层施加到基板上并且在该配向层上提供可聚合液晶 介质。合适的配向层是本领域已知的，如例如在US 5,602,661、US  5,389,698或US 6,717,644中所述的通过光配向制备的摩擦的聚酰亚胺 或配向层。

详细而言，合适的配向处理为例如拉伸处理、摩擦处理、极化UV- 可见光辐照处理，和离子束处理。在使用配向膜的情况下，可以使用 众所周知和通常使用的配向膜。

该配向膜的详细实例是聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚酰胺、聚乙烯醇、 聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚苯醚、聚烯丙酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、 聚醚砜、环氧树脂、环氧丙烯酸酯树脂、丙烯酰基树脂、香豆素化合 物、查尔酮化合物、肉桂酸化合物、俘精酸酐化合物、蒽醌化合物、 偶氮化合物和芳基乙烷化合物。对于通过除了摩擦处理之外的方法配 向处理的化合物，使用光配向材料是合意的。

形成本发明的双折射RM透镜可以通过使用光掩模将可聚合液晶 介质聚合至透镜形状来实施。当使用光掩膜时，以在聚合双折射RM 透镜材料或可聚合液晶介质之后获得的所需的透镜形状的方式设计光 掩膜。

然而，优选使用透镜模具覆盖可聚合液晶介质的涂覆的膜。当使 用模具时，双折射RM透镜材料或可聚合液晶介质的涂覆膜使用优选 具有与本发明可聚合液晶介质的寻常折射率(n_o)相同的折射率的平凸 透镜模具覆盖，且聚合在覆盖时实施。

例如通过将可聚合液晶介质曝光于光化辐射实现聚合。光化辐射 是指用光，如UV光、IR光或可见光辐射，用X-射线或伽马射线辐 射，或用高能粒子，例如粒子或电子辐射。优选进行聚合。作为光化 辐射的来源，可以使用例如单一UV灯或一套UV灯。当使用高灯功 率时，可以缩短固化时间。另一个光化辐射的可能光源是激光，如例 如UV、IR或可见激光。

当通过UV辐射进行聚合时，其通常优选使用具有最多390nm波 长的UV射线，更优选使用(具体而言)具有250-370nm波长的光辐 照。然而，在可聚合液晶组合物的分解由具有最多390nm的UV射线 引起的情况下，优选可以使用具有至少390nm的UV射线进行聚合处 理。该光优选是散射光，然而在存在二向光引发剂的情况下，优选 使用极化光。

固化时间尤其取决于可聚合液晶介质的反应性、涂覆层的厚度、 聚合引发剂的类型和UV灯的功率。固化时间优选≤5分钟、非常优选 ≤3分钟，最优选≤1分钟。

合适的UV辐射功率优选为5-200mWcm^-2，更优选10-175 mWcm^-2，和最优选20-150mWcm^-2。

鉴于所施加的UV辐射和根据时间，合适的UV剂量优选为 25-7200mJcm^-2，更优选500-7200mJcm^-2和最优选1000-7200mJcm^-2。

除了考虑到由可聚合液晶组合物的液晶相至各向同性相的转变温 度以外，固化温度合意地为比通过热诱导的非均一聚合的温度较低的 温度。这里，当由有机材料制成的基板超过玻璃转化点时，基板的热 变形变得严重。

优选的固化温度范围在10-70℃之间，更优选15-50℃之间和甚至 更优选20-30℃之间。

可聚合液晶介质优选具有约50℃至约150℃的清亮点，尤其最多 约100℃或甚至80℃。

作为入射束波长(λ)的函数的RM透镜的光学延迟(δ(λ))由以下 方程式给出：

δ(λ)＝(2πΔn·d)/λ

其中(Δn)是RM透镜的双折射率，(d)是RM透镜的厚度，和λ  是入射束的波长。

根据Snellius定律，作为入射束方向的函数的双折射率被定义为：

Δn＝sinθ/sinψ

其中sinθ是膜中光学轴的入射角或倾斜角，和sinψ是相应的 反射角。

基于这些定律，双折射率和相应地光学延迟取决于RM透镜的厚 度和膜的光学轴的倾斜角(参见Berek补偿器)。因此，技术专家意 识到可通过调整液晶分子在RM透镜中的取向或通过调整透镜厚度诱 导不同的光学延迟或不同的双折射率。

优选地，根据本发明RM透镜的双折射率(Δn)优选为0.10-0.50， 更优选0.15-0.45和甚至更优选0.18-0.40的范围。

使用下式计算双折射率(Δn)，

δn＝δ(λ)/d,

其中

δ(λ)为如以上所解释的延迟，和(d)是如以上所提及的RM透镜 的厚度。上下文中，Δn值在λ＝550nm的波长下给出。

由根据本发明的方法获得的RM透镜的厚度优选为3-200μm，更 优选3-100μm和甚至更优选3-30μm的范围。

RM透镜的厚度通过在聚合膜中制造划痕并使用Alpha step表面 轮廓仪测量划痕的深度测量。

通过根据本发明的方法获得的以同轴延迟的百分数表示的-40°和 +40°视角之间的延迟差优选小于5％，更优选小于1％和甚至更优选 0％。

延迟使用分光椭圆偏光仪测量。

根据本发明的双折射RM透镜可以用于多种电光器件中，例如自 动立体3D显示器、极化光导板、光驱(DVD、蓝光、CD)等。

在550nm处双折射RM透镜的透射率优选大于85％，更优选大 于90％，和甚至更优选大于93％。双折射RM透镜的透射率可以在 Hitachi 3310UV-vis分光计中测量。

双折射RM透镜的黄化指数(b-值)优选低于11，更优选低于9， 和甚至更优选小于7。

根据CIE LAB度表的黄化指数或b-值使用Konica Minolta  CR300彩摄像机以反射模式测量。在该测试中，测得空PI玻璃盒 为4.14的“b-值”作为参考。

因此，在优选的实施方案中，可以将双折射RM透镜用于自动立 体显示器器件中。这种器件包含显示器面板，在其顶部提供了包含至 少一种双折射RM透镜的透镜布置。

根据本发明的合适的显示器面板是液晶(LCD)、等离子体(PDP)、 有机发光二极管(OLED)或阴极射线管(CRT)显示器面板，优选 液晶显示器。然而，对本领域技术人员显而易见的是也可以采用替代 类型的显示器面板。

显示器面板具有产生显示图像的显示像素的阵列，且显示像素布 置成列和行。在优选的实施方案中，优选的显示像素间距在 50μm-1000μm。

在本发明优选的实施方案中，在显示器面板的前侧和所述透镜布 置之间层压了透明的偶合膜，其基本上以斜角将显示器面板的入射光 偶合至透镜布置。优选地，该透明偶合膜具有棱柱形网格结构。

然而，在优选的实施方案中，在显示器面板的前侧和所述透镜布 置之间层压了平面透明间隔薄片。

透镜布置使得能够观察自动立体图像。因此，每一个透镜布置上 覆于每一列或行中一小组显示像素或至少一个显示像素。透镜布置以 不同的方向投影各个显示像素或一组显示像素以形成若干了不同的视 图。当使用者的头部由左移向右时，其眼睛将依次接收数个视图的不 同视图。

在本发明优选的实施方案中，透镜布置是一个透镜荧幕板。透镜 荧幕板通过多个透镜的一维周期布置，优选彼此平行延伸的一列透镜 界定。就此而言，透镜屏幕板可为圆柱形透镜网格圆盘、椭圆透镜网 格圆盘或棱柱形透镜网格圆盘，优选圆柱透镜网格圆盘。

上下文具体参考优选的实施方案描述本发明。应当理解可以作出 许多变化及修改，而不脱离本发明的精神和范围。

上下文所述的许多化合物或其混合物是可商购的。所有这些化合 物是已知的或可以通过本身已知的方法制备，如文献(例如在标准著 作中，例如Houben-Weyl,Methoden der Organischen Chemie [Methods of Organic Chemistry],Georg-Thieme-Verlag,Stuttgart)所 描述的，确切而言在已知和适于所述反应的反应条件下。此处也可以 使用本身已知但并未提及的变体。除非上下文另外明确地指明，否则 本文术语如本文所使用的复数形式应解释为包括单数形式并且反之亦 然。

除非另外明确说明，否则在整个本申请中，所有的浓度以重量百 分比给出并且涉及各个完整介质，所有的温度以摄氏度(Celsius)给 出，和所有的温度差异以摄氏度给出。除非另有明确说明，否则所有 的物理性能已经并且是根据"Merck Liquid Crystals,Physical  Properties of Liquid Crystals",Status Nov.1997,Merck KGaA, Germany且针对20℃的温度给出。

在本说明书的整个说明书和权利要求中，词语“包含”和“含有”和 词语的变体“包含(comprising)”和“包含(comprises)”是指“包括但 不限于”，并且不旨在(和不)排除其它组分。另一方面，词语“包含” 还涵盖术语“由...组成”，但不限于此。

应当理解，可以对本发明之前的实施方案作出变更，但仍然落入 本发明的范围内。除非另有说明，否则服务于相同、等同或相似目的 的替代特征可以替代公开于本说明书中的各个特征。因此，除非另有 说明，公开的各个特征仅是一系列等同或类似特征的一个实例。

所有公开于本说明书中的特征可以任何组合合并，只是至少某些 这些特征和/或步骤相互排斥的组合除外。具体地，本发明的优选的特 征适用于发明的所有方面并且可以任何组合使用。同样地，描述于非 必须组合中的特征可以单独使用(并不组合使用)。

应当理解以上描述的许多特征，特别是优选实施方案自身是发明 性的并且不仅仅作为本发明实施方案的一部分，除了或代替本文所要 求保护的任何发明之外，对于这些特征可以需求独立的保护。

现通过参考以下实施例更详细地描述本发明，所述实施例仅是解 释说明性的并且不显示本发明的范围。

本发明优选的特征以编号列表的形式概述：

1.可由可聚合液晶介质获得的双折射RM透镜，所述可聚合液 晶介质由以下组成：

-可聚合液晶组分(A)，由一种或多种可聚合介晶化合物组成，和

-不可聚合组分(B)，由一种或多种不可聚合化合物组成。

2.根据注释1的双折射RM透镜，其特征在于可聚合液晶组分 (A)包含至少一种选自式I的可聚合介晶化合物

P-Sp-MG-R⁰  I

其中

P为可聚合基团,

Sp 为间隔基团或单键,

MG 为选自式M的棒状介晶基团，

-(A²¹-Z²¹)_k-A²²-(Z²²-A²³)_l-  M

A²¹至A²³在每次出现时彼此独立地为芳基-、杂芳基-、杂环基团 或脂环基团，其任选地被一个或多个相同或不同的基团L取代，

Z²¹和Z²²在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、 -OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、 -NR⁰¹-CO-NR⁰²、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、 -SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-_、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、 -CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-、-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、-CH＝CR⁰¹-、 -CY⁰¹＝CY⁰²-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH-或单键，

L 在多次出现的情况下彼此独立地为H、卤素、CN或具有1-5 个碳原子的任选卤代的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基 羰基氧基或烷氧基羰基氧基，

R⁰ 为H、具有1-20个C原子的烷基、烷氧基、硫代烷基、烷 基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基或为Y⁰或 P-Sp-，

Y⁰ 为F、Cl、CN、NO₂、OCH₃、OCN、SCN、具有1-4个碳 原子的任选氟代的烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰 基氧基，或具有1-4个C原子的单-、寡-或多氟代的烷基或烷氧基，

Y⁰¹和Y⁰² 各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN，

R⁰¹和R⁰² 彼此独立地为H或具有1-20个C原子，优选1-6 个C原子的直链或支链的烷基，和

K和l 各自和独立地为0、1、2、3或4。

3.根据注释1或2的双折射RM透镜，其特征在于所述可聚合 液晶组分(A)包含至少一种选自式II的可聚合介晶化合物，和至少一 种选自式III的可聚合介晶化合物，

P-Sp-(A²¹-Z²¹)_k-A²²-(Z²²-A²³)_l-R⁰  II

P-Sp-A³¹-Z³¹-A³²-(Z³²-A³³)_l-R⁰  III

其中

P为可聚合基团,

Sp 为间隔基团或单键,

A²¹至A³³ 在每次出现时彼此独立地为芳基-、杂芳基-、杂环-或 脂环基，其任选地被一个或多个相同或不同的基团L取代，

Z²¹和Z²² 在每次出现时彼此独立地为-O-、-S-、-CO-、-COO-、 -OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、 -NR⁰¹-CO-NR⁰²、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、 -SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-_、-CH₂CH₂-、-(CH₂)₄-、 -CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-或单键，

Z³¹和Z³² 在每次出现时彼此独立地为-CH＝N-、-N＝CH-、-N＝N-、 -CH＝CR⁰¹-、-CY⁰¹＝CY⁰²-、-C≡C-、-CH＝CH-COO-、-OCO-CH＝CH- 和如果二者均存在，Z³¹和Z³²之一还可以表示-O-、-S-、-CO-、-COO-、 -OCO-、-S-CO-、-CO-S-、-O-COO-、-CO-NR⁰¹-、-NR⁰¹-CO-、 -NR⁰¹-CO-NR⁰²、-NR⁰¹-CO-O-、-O-CO-NR⁰¹-、-OCH₂-、-CH₂O-、 -SCH₂-、-CH₂S-、-CF₂O-、-OCF₂-、-CF₂S-、-SCF₂-_、-CH₂CH_2-、-(CH₂)₄-、 -CF₂CH₂-、-CH₂CF₂-、-CF₂CF₂-或单键，

L 在多次出现的情况下彼此独立地为H、卤素、CN或具有1-5 个C原子的任选卤代的烷基、烷氧基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基 羰基氧基或烷氧基羰基氧基，

R⁰ 为H、具有1-20个C原子的任选氟代的烷基、烷氧基、硫 代烷基、烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰基氧基或 为Y⁰或P-Sp-，

Y⁰ 为F、Cl、CN、NO₂、OCH₃、OCN、SCN，具有1-4个C 原子的任选氟代的烷基羰基、烷氧基羰基、烷基羰基氧基或烷氧基羰 基氧基，或具有1-4个C原子的单-、寡-或多氟代的烷基或烷氧基， 优选F、Cl、CN、NO₂、OCH₃或具有1-4个C原子的单-、寡-或多氟 代的烷基或烷氧基，

Y⁰¹和Y⁰² 各自彼此独立地表示H、F、Cl或CN。

R⁰¹和R⁰² 彼此独立地为H或具有1-20个C原子，优选1-6 个C原子的直链或支链的烷基，和

K和l 各自和独立地为0、1、2、3或4。

4.根据注释1-3的一项或多项的双折射RM透镜，其特征在于 所述可聚合液晶组分A包含至少一种选自式II-1-II-27的可聚合介晶 化合物，和至少一种选自式III-1-III-12的可聚合介晶化合物，

其中

P⁰ 在多次出现的情况下彼此独立地为可聚合基团，

A⁰ 在多次出现的情况下彼此独立地为任选被1、2、3或4个基 团L取代的1,4-亚苯基或反式-1,4-环己烯基，

Z⁰ 在多次出现的情况下彼此独立地为-COO-、-OCO-、 -CH₂CH₂-或单键，

r为0、1、2、3或4，

u和v彼此独立地为0、1或2，

w 为0或1，

x和y 彼此独立地为0或1-12的相同或不同的整数，

z为0或1，如果相邻的x或y为0则z为0，

苯和萘环可以另外地被一个或多个相同或不同的基团L取代，和

参数R⁰、Y⁰、R⁰¹、R⁰²和L具有如以上在式I中给出的相同含义， 和

5.根据注释1-4的一项或多项的双折射RM透镜，其特征在于 所述可聚合液晶组分A包含至少一种选自式IIa至IIc的可聚合介晶 化合物，和至少一种选自式IIIa至IIIh的可聚合介晶化合物，

其中参数R⁰具有如以上在式I中给出的相同含义，x和y彼此独 立地为1-12的整数。

6.根据注释1-5的一项或多项的双折射RM透镜，其特征在于不 可聚合组分(B)由至少一种不可聚合化合物组成，所述不可聚合化合物 选自催化剂、敏化剂、稳定剂、聚合引发剂、抑制剂、链转移剂、润 滑剂、湿润剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动改性剂、消泡剂、除 氧剂、稀释剂、反应性稀释剂、助剂、着剂或颜料。

7.根据注释1-6的一项或多项的双折射RM透镜，其特征在于可 聚合液晶组分A在液晶介质中的量大于总液晶介质的95wt％。

8.根据注释1-7的一项或多项的双折射RM透镜，其特征在于不 可聚合组分B在液晶介质中的量小于总液晶介质的5wt％。

9.根据注释1-8的一项或多项的双折射RM透镜，其特征在于RM 透镜的双折射率(Δn)在0.10至0.50的范围。

10.制备根据权利要求1-9的一项或多项的双折射RM透镜的方 法，包括以下步骤：

-在室温或升高的温度下将可聚合液晶介质的熔体层提供在基板 上，

-在涂覆的可聚合液晶介质的顶部上提供反向透镜模具，

-在升高的温度下在模具中退火可聚合液晶介质，

-冷却模具，

-固化可聚合液晶介质，和

-任选地移除模具。

11.根据注释1-9的一项或多项的双折射RM透镜在电光器件中 的用途。

12.包括至少一种根据注释1-9的一项或多项的双折射RM透镜 的电光器件。

实施例

一般步骤

测试盒通过以下由表2中总结的且包含表1中总结的给定量的化 合物的可聚合液晶介质制备：熔融介质，将介质流动地填充至具有 20μm厚度的摩擦聚酰亚胺玻璃盒中，在给定的温度下退火介质3分 钟，冷却介质至室温并且使用50mW/cm²之下的紫外光 (250nm-450nm带通过滤器)固化介质60秒(辐照剂量为3000mJ)。

在表3中总结了熔点、退火温度和物理特性，例如对于每一实施 例得到Δn和b-值。

表1：化合物

表2：实施例1-14的组合物

*所有给定量以％w/w计

*所有给定量以％w/w计

*所有给定量以％w/w计

*所有给定量以％w/w计

表3：实施例1-14的物理特性和退火温度

如由表3可以看出，所有的实施例显示了高双折射率值，低黄化 指数值和高透射率值。此外，所有实施例显示了均一的平面配向，其 通过在交叉偏振器之间的暗态测试来确认。