用于形成光学元件的包含可固化二色性染料的组合物及使用该组合物制备的光学元件

IPC分类号 : C09K19/00

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CN200880001573.9

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专利摘要

本发明涉及用于形成光学元件的包含可固化二色性染料和可固化液晶化合物的组合物，该组合物用于制备垂直定向以具有窄视角的光学元件，本发明也涉及包含使用所述组合物制备的光学元件层的光学元件。本发明提供了用于形成光学元件的组合物，该组合物包含0.1－90重量份的二色性染料和10－98.85重量份的可固化液晶化合物，也提供包含在其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层的光学元件。包含在其中可固化二色性染料和可固化液晶化合物垂直定向的光学元件层、并由用于形成光学元件的包含可固化二色性染料和可固化液晶化合物的组合物制得的光学元件具有优异的物理性质，例如，耐热性、对高温高湿的耐久性、垂直定向性和二色性比，也可以调节窄视角。在高温高湿下的耐久性取决于光学元件层的交联形状。

权利要求

1、一种用于形成光学元件的组合物，其包含0.1-90重量份的可固化二色性染料和10-98.85重量份的可固化液晶化合物。

2、如权利要求1所述的组合物，其中，所述可固化二色性染料吸收所有可见光以呈现黑色。

3、如权利要求2所述的组合物，其中，所述可固化二色性染料包含红色、蓝色和绿色染料的混合物；具有呈现红色、蓝色和绿色部分的二色性染料；或具有黑色的二色性染料。

4、如权利要求1所述的组合物，其进一步包含用于颜色校正的二色性染料。

5、如权利要求1所述的组合物，其中，所述可固化二色性染料包含可固化官能团。

6、如权利要求1所述的组合物，其中，所述可固化二色性染料包含至少一种具有结合到其至少一个末端的可固化官能团的可固化二色性染料，并且其选自双亚芳基氨基蒽醌、4-甲氧基亚苄基-4′-丁基苯胺、4-烷基氨基偶氮苯、4-氨基偶氮苯、4-烷基氨基-4′-硝基偶氮苯、4-二烷基氨基-4′-硝基偶氮苯、2，5-二氯-4-二甲氨基-4′-硝基偶氮苯、4-二烷基氨基-4′-(4-烷基亚苄基氨基)偶氮苯、4-二甲氨基-4′-羧基芳基偶氮苯、4-二烷基氨基-2′-甲基甲氧基-4′-(4-氰基亚苄基氨基)偶氮苯、4′-(吗啉-1-基)偶氮苯、4′-(N-甲基-N-己基氨基)偶氮苯、4′-(N-甲基-N-苄基氨基)偶氮苯、4-(N-烷基氨基)-3′，4′-二氰基偶氮苯、1-氨基-4-芳基偶氮萘、1-二甲氨基-4-芳基偶氮萘、1-氧-4-[4-(反-4-丁基环己基)苯偶氮基]萘、1-亚芳基氨基-4-(4-亚芳基氨基苯偶氮基)萘、2-[4-(4-氰基苯基)苯偶氮基]-1-羟基萘、2-(氨基苯偶氮基)-4-硝基噻唑、2-芳基偶氮基-5-硝基噻唑、5-[(4-戊基哌嗪-1-基)苯偶氮基]-2-芳基嘧啶、2-(4-二烷基氨基苯偶氮基)苯并噻唑、4-二烷基氨基苯偶氮基杂环、4-芳基偶氮基-4′-二甲氨基偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-二烷基氨基偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-(N-甲基-N-己基氨基)偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-(N-苄基-N-甲氨基)偶氮苯、4，4″-双-(反-4-烷基环己基羧基)双偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-苄氧基偶氮苯、4，4″-双-(己基苯甲酰氧基)双偶氮苯、4，4″-双-[4-(反-4-烷基环己基)苯甲酰氧基]-2-甲基-5-异丙基双偶氮苯、4，4″-双-(4-辛基二苯基-4′-羧基)双偶氮苯、4，4′-双(芳基偶氮基)-2，3，2′，3′-四氯二苯基、1-(4-二甲氨基苯偶氮基)-4-(4-二苯偶氮基)萘、1-芳基偶氮基-4-(4-二烷基氨基苯偶氮基)萘、1-芳基偶氮基-4-[4-(吡咯-1-基)苯偶氮基]萘、1-烷氧基-4-芳基偶氮萘、1-芳基偶氮基-4-(4-丁氧基苯偶氮基)萘、1-芳基偶氮基-4-(4-丁氧基苯偶氮基)萘、1-(4-芳基偶氮基苯偶氮基)萘、4，4′-双(4-二甲氨基苯偶氮基)偶氮苯、4，4′-双(4-二苄基氨基苯偶氮基)偶氮苯、1-(4-二烷基氨基苯偶氮基)-4-(4-芳基偶氮基苯偶氮基)萘、1-(4-二酰氧基苯偶氮基)-4-[(4-酰氧基苯偶氮基)苯偶氮基]萘、1-芳基偶氮基-4-[4-(5-烷基噻吩并[2，3-b]噻唑-2-基偶氮基)苯偶氮基]萘和2-烷基-1，5-二-(芳基硫代)蒽醌中。

7、如权利要求6所述的组合物，其中，所述可固化官能团选自

和中。

8、如权利要求1所述的组合物，其中，所述可固化二色性染料包含具有如下结构式的可固化二色性染料：

在所述二色性染料的结构式中，D表示二色性结构，M表示液晶结构，R1表示末端反应性官能团，L1和L表示使R1、M和D彼此连接的连接结构，以及单元包含一个液晶结构M和1-3个二色性结构D1、D2和D3，

如果所述单元包含至少两个二色性结构，则所述二色性结构彼此连接，或通过连接结构L连接到另一二色性结构或液晶结构上，

M通过所述连接结构L连接到相邻的二色性结构D1、D2和/或D3上，其中，对液晶结构M和二色性结构D的连接顺序没有限制，且所述二色性结构D1、D2和D3互不相同。

9、如权利要求8所述的组合物，其中，所述二色性结构D包含选自偶氮、蒽醌、偶氮甲碱、靛蓝、硫靛蓝、花青、二氢化茚、甘菊环、苝、酞吡呤和吖嗪染料中的至少一种染料。

10、如权利要求9所述的组合物，其中，所述偶氮染料选自

中，

其中，R1-R16为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和二酰亚胺基中的取代基；或者R5和R6或R7和R8彼此连接形成苯基；

所述蒽醌染料选自下述基团和二酰亚胺基中，

其中，R1-R6为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和中的取代基，其中，R7的定义与取代基R1-R6的定义相同；

所述偶氮甲碱染料选自

中，

其中，R1-R12为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和二酰亚胺基中的取代基；

所述靛蓝和硫靛蓝染料选自

中，

其中，R1-R14为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和二酰亚胺基中的取代基；

所述花青染料选自

中；

所述二氢化茚染料表示如下基团：

其中，R1-R2为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和二酰亚胺基中的取代基；

所述甘菊环染料选自

中，

其中，R1-R10为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和二酰亚胺基中的取代基；

所述苝染料选自

中

其中，R1-R8为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和二酰亚胺基中的取代基；

所述酞吡呤染料选自

中，

所述吖嗪染料选自

中，

11、如权利要求1所述的组合物，其中，所述二色性结构D具有另外的液晶性质。

12、如权利要求8所述的组合物，其中，所述液晶结构M选自

中，

其中，Z为-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-或单键，R1-R12为选自氢；具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基；卤素，如氟、氯、溴和碘；C1-C20的烷氧基；C1-C20的脂族基；C1-C20的脂肪族氨基；C1-C20的脂肪族亚氨基；C1-C20的脂肪族烷基亚氨基；C6-C20的芳基；C5-C20的杂环基；氰基；C1-C20的羧基；氨基甲酰基；C1-C20的脂肪族氧基羰基；C6-C20的芳基氧基羰基；C1-C20的酰基；羟基；C1-C20的脂肪族氧基；C6-C20的芳氧基；C1-C20的酰氧基；氨基甲酰氧基；C5-C20的杂环氧基；C1-C20的脂肪族氧基羰氧基；N-C1-C20的烷基酰氨基；氨基甲酰氨基；氨磺酰氨基；C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基；C6-C20的芳氧基羰基氨基；C1-C20的脂肪族磺酰氨基；C5-C20的芳基磺酰氨基；C1-C20的脂肪族硫基；C6-C20的芳硫基；C1-C20的脂肪族磺酰基；C6-C20的芳基磺酰基；氨磺酰基；磺基和二酰亚胺基中的取代基。

13、如权利要求8所述的组合物，其中，所述末端反应性官能团R1选自

中。

14、如权利要求8所述的组合物，其中，所述二色性染料具有如下结构：

其进一步包含连接到不与末端反应性官能团R1和连接结构L1连接的单元的另一端的末端官能团R2和连接结构L3。

15、如权利要求14所述的组合物，其中，所述末端官能团R2包含选自和中的反应性官能团或选自C1-C20烷基、C1-C20烷氧基和环己基中的非反应性官能团。

16、如权利要求8所述的组合物，其中，所述连接结构彼此相同或不同，并且各自独立地选自和中，其中，n为1-12的整数。

17、如权利要求1所述的组合物，其中，所述可固化二色性染料进一步包含用于颜色校正的二色性结构。

18、如权利要求1所述的组合物，其中，所述可固化液晶化合物为选自下式(a)-(d)中的至少一种：

在式(a)-(d)中，P-P4可固化官能团彼此相同或不同，并且各自独立地选自和中，

连接结构S-S4彼此相同或不同，并且各自独立地选自和中，其中，n为1-12的整数，

液晶结构M选自

中，

端基R选自H、F，Cl，Br，I，CN，SCN，SF₅H，NO₂，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基，C1-C20烷氧基和C1-C20脂族基中。

19、如权利要求1所述的组合物，其中，所述可固化液晶化合物为选自下式(1)-(4)表示的化合物中的至少一种：

20、如权利要求1所述的组合物，其进一步包含至多5重量份的其他添加剂。

21、如权利要求1所述的组合物，其进一步包含固化剂。

22、如权利要求21所述的组合物，其中，所述固化剂为选自卤代甲基噁二唑化合物、卤代甲基-S-三嗪化合物、3-芳基-取代香豆素化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物及其衍生物、环戊二烯-苯-铁配合物及其盐、肟化合物和偶氮异丁腈化合物中的至少一种。

23、如权利要求21所述的组合物，其中，所述固化剂以1-10重量份的量混合。

24、一种光学元件，其包括其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层，使用如权利要求1所定义的用于形成光学元件的组合物制备所述光学元件。

25、如权利要求24所述的光学元件，其中，通过选自如下方式中的至少一种赋予垂直定向性：(1)在权利要求1所定义的用于形成光学元件的组合物中包含的可固化液晶化合物，(2)向权利要求1所定义的用于形成光学元件的组合物中加入的垂直定向添加剂，(3)赋予基板本身的定向性，以及(4)在基板上形成的单独的取向层。

26、一种光学元件，其包括基板和其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层，该光学元件层在所述基板上形成，并且其由权利要求1所定义的用于形成光学元件的组合物制得。

27、如权利要求26所述的光学元件，其中，所述用于形成光学元件的组合物包含垂直定向添加剂。

28、一种光学元件，其包括定向基板和其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层，该光学元件层在所述基板上形成，并且其由权利要求1所定义的用于形成光学元件的组合物制得。

29、一种光学元件，其包括基板、在该基板上形成的取向层和其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层，该光学元件层在所述取向层上形成，并且其由权利要求1所定义的用于形成光学元件的组合物制得。

30、如权利要求26、28和29中任一项所述的光学元件，其中，所述基板选自塑料基板和玻璃基板中，所述塑料基板由丙烯酸树脂、聚碳酸酯树脂、环氧树脂、聚酯树脂等制得。

31、如权利要求26、28和29中任一项所述的光学元件，其中，所述光学元件层的厚度为0.1-10微米。

32、如权利要求26、28和29中任一项所述的光学元件，其中，所述光学元件层经过选自抗静电处理、电晕处理、硬涂层处理、抗反射处理和防眩处理中的至少一种处理。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于形成光学元件的包含可固化二色性染料和可固化液晶化合物的组合物，及使用该组合物制备的光学元件，并且更具体而言，本发明涉及一种包含可固化二色性染料和可固化液晶化合物的组合物及使用该组合物制备的光学元件，所述组合物用于制备垂直定向以具有窄视角的光学元件。

技术背景

背景技术

近来，由于液晶显示器具有重量轻、低功耗下驱动的优点，液晶显示器已经替代布劳恩管(阴极射线管)变为最有力的显示器。尤其是，由薄膜晶体管驱动的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)能独立驱动各个像素，因此，由于液晶的极快响应时间，TFT-LCD能够显示高质量的运动图像，从而TFT-LCD日益广泛地用于多种应用领域中，例如笔记本电脑、壁挂式电视等。

通常，彩色薄膜晶体管-液晶显示器除了通过在两玻璃基板之间的液晶分子的反应外，还通过调节从液晶显示器的后部透射光的容量而用于显示信息，并确保通过各向异性膜的宽视角，所述彩色薄膜晶体管-液晶显示器是通过在液晶显示器的制备过程中将线性极化的组分设置在两个玻璃基板的外表面，并在所述线性极化组分上形成另外的各向异性膜而制备。

但是，当例如笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、显示器、移动电话等的小型便携式电子设备为了个人目的越来越多地用于公共场所时，考虑到使用者的私人生活，需要使视角变窄。另外，当生产更大规模的显示器时，外部光引起的炫目问题变得严重。在这种情况下，需要用于防止外部光进入显示器的视角控制层，以提高显示器的对比度。

美国专利第6,398,370号公开了一种制备通过形成图像而具有调节视角功能的膜的方法，在该方法中，黑色油墨层以百叶窗形式(blind form)垂直排列在所述膜上，以防止在预定视角上透射光。但是，该技术的缺点在于制备过程复杂，并且由于通过堆叠两层膜制备最终产品，因而最终产品较厚。

美国专利第6,337,111号公开了一种薄膜及制备该薄膜的方法，其中，所述薄膜具有光吸收各向异性，其能够容易地实现包括激光和自然光的光的衰减、偏振、散射和折射。在该美国专利中，描述了一种通过如下步骤制备的光学各向异性薄膜：在透明或半透明基板上形成指定模式的定向膜；将溶剂中的二色性染料的溶液涂敷到所述定向膜上；并且通过从所述二色性染料溶液中蒸发掉溶剂而使所述二色性染料定向固定，其中，所述二色性染料为偶氮或蒽醌染料，其具有液晶性质，并具有光或热交联反应基。但是，当仅由二色性染料形成垂直定向膜时，所述垂直定向膜的问题在于其视角非常窄，使得难以调节视角。

韩国专利公开第2005-0032468号公开了一种用吸收可见光的圆盘状液晶涂敷膜而制备的具有窄视角的膜。但是所述二色性染料的吸光率高，因此所述膜难以用于调节视角的目的。

韩国专利公开第2007-0003185号公开了由液晶分子和二色性染料的混合物制得的二色性液晶层插入到液晶显示器件中，并且在窄视角模式下驱动所述液晶显示器件时，所述二色性液晶在0-90的角度范围内倾斜。但是，在该专利的这种情况下，当电信号施加到所述二色性染料上时，通过相对于垂直定向模式倾斜二色性染料，可以形成液晶显示器件的窄视角。

日本专利公开第2005-215435号公开了包含透光基板的视角控制元件，并公开了在所述基板上形成的视角控制层，其用于根据视角控制所观察物体的可视性。在该专利公开中，所述视角控制层包含二色性染料和分子呈棒状的可聚合液晶，并且所述二色性染料和所述可聚合液晶的每一个都具有在垂直排列状态下固定的分子排列。

另外，日本专利公开第2005-215435号公开了所述视角控制元件在正常方向上对要观察的物体具有良好的可视性，因此用于保护使用者的隐私不暴露给他人。但是使用不可聚合的二色性染料使可聚合液晶的固化过程中发生微小的相分离。在这种情况下，当以5％以上的量加入不可聚合的二色性染料时，由于膜在形成和使用时老化效应在膜上扩散，前透射率和窄视角特性会被劣化，膜的整体物理性质也会被劣化。

此外，欧洲专利申请第0 608 924号公开了一种包含至少一种二色性染料并且液晶分子垂直定向的液晶聚合膜。但是，当液晶被定向，同时在聚合膜中被混合或附到聚合膜的侧链上时，所述液晶的完全定向变差，其导致最终产品的物理性质劣化。

因此，常规的方法实际的问题在于，调节窄视角的功能差，或者最终产品的耐久性被劣化，以及生产成本高。

发明内容

技术问题

本发明的一个实施方式的一个技术方案提供了一种用于形成光学元件的包含可固化二色性染料和可固化液晶化合物的组合物，其中，制备方法简单，并且所述可固化二色性染料和光学化合物用于调节视角并提高可视性。

本发明的一个实施方式的另一个技术方案提供了具有窄视角和优异的物理性质(例如可视性、定向性、耐热性和耐久性)的光学元件。

技术方案

根据本发明的一个实施方式，提供一种用于形成光学元件的组合物，该组合物包含0.1-90重量份的可固化二色性染料和10-98.85重量份的可固化液晶化合物。

根据本发明的另一个实施方式，提供一种包含在其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层的光学元件，所述光学元件使用所述用于形成光学元件的组合物制备。

根据本发明的再一个实施方式，提供一种包含基板和在其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层的光学元件，所述光学元件层在所述基板上形成，并且由本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物制备。

根据本发明的再一个实施方式，提供一种包含定向基板和在其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层的光学元件，所述光学元件层在所述基板上形成，并且由本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物制备。

根据本发明的又一个实施方式，提供一种包含基板、在所述基板上形成的取向层和在其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层的光学元件，所述光学元件层在所述取向层上形成，并且由本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物制备。

有益效果

根据本发明的一个实施方式的光学元件包括在其中可固化二色性染料和可固化液晶化合物垂直定向的光学元件层，并且该光学元件层由用于形成光学元件的包含可固化二色性染料和可固化液晶化合物的组合物制备，所述的光学元件具有优异的物理性质(例如耐热性、对高温和高湿的耐久性)、垂直定向性和二色性比，且调节视角，特别是窄视角，并且显示出改进的可视性。

附图说明

图1为说明根据本发明的一个实施方式的包含在基板上形成光学元件层的光学元件的侧面剖视图。

图2为说明根据本发明的另一个实施方式的包含基板、在所述基板上形成的取向层和在所述取向层上形成的光学元件层的光学元件的侧面剖视图。

图3为显示根据本发明的一个实施方式的垂直定向可固化二色性染料和可固化液晶在分子水平的定向性的光学元件的侧面剖视图。

图4为说明实施例1制备的光学元件试样的透射率的图。

图5为说明实施例2制备的光学元件试样的透射率的图。

图6为说明实施例3制备的光学元件试样的透射率的图。

图7为说明实施例4制备的光学元件试样的透射率的图。

图8为说明对比实施例1制备的光学元件试样的透射率的图。

图9为说明对比实施例2制备的光学元件试样的透射率的图。

图10为说明对比实施例3制备的光学元件试样的透射率的图。

图11为说明对比实施例4制备的光学元件试样的透射率的图。

图12为说明对比实施例5制备的光学元件试样的透射率的图。

图13为说明对比实施例6制备的光学元件试样的透射率的图。

具体实施方式

当例如笔记本电脑、个人数字助理(PDA)、显示器、移动电话等的小型便携式电子设备为了个人目的越来越多地用于公共场所时，考虑到使用者的私人生活，需要使视角变窄。本发明的特征在于，使用在其中可固化液晶化合物和可固化二色性染料垂直定向的光学元件层调节视角。另外，由于包含所述光学元件层的光学元件具有优异的外部光控制功能，所述光学元件的可视性得到提高。

根据本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物包含0.1-90重量份的可固化二色性染料和10-98.85重量份的可固化液晶化合物。当所述二色性染料的含量低于0.1重量份时，所述光学元件的视角控制功能在光学元件中被劣化。相反，当所述二色性染料的含量高于90重量份时，所述光学元件的视角控制功能在光学元件中被劣化，并且所述光学元件的固化度和耐久性被劣化。当所述可固化液晶化合物的含量低于10重量份时，所述光学元件的前透射率差，而当所述可固化液晶化合物的含量高于98.85重量份时，所述光学元件的视角控制功能在光学元件中被劣化。

所述可固化液晶化合物用于提高二色性染料的定向性，并且所述可固化液晶化合物的例子包括但不特别限于4-(3-丙烯酰氧基-丙氧基)苯甲酸邻-甲苯酯等。

另外，所述可固化液晶化合物的例子包括但不特别限于下式表示的化合物，并且其可单独或组合使用。

P-S-M-R

(a)

P1-S1-M-S1-P1

(b)

其中，P-P4为选自本领域公知的反应性官能团中的可固化官能团。所述反应性官能团的例子包括但不特别限于

式(c)中的P1-P3和式(d)中的P1-P4彼此相同或不同，各自独立地选自所述反应性官能团中。

在式(a)-(d)中，S-S4为连接结构，所述连接结构选自本领域公知的任何连接结构中。所述连接结构的例子包括但不特别限于 (其中，n为1-12的整数)。式(c)中的S1-S3和式(d)中的S1-S4彼此相同或不同，各自独立地选自所述连接结构中。

液晶结构M可以为本领域公知的具有液晶性质的任何化学结构。

所述液晶结构M的例子包括但不特别限于

其中，Z为-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-或单键；

R1-R12为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基中。

端基R选自H、F，Cl，Br，I，CN，SCN，SF₅H，NO₂，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，C1-C20烷氧基和C1-C20脂族基中。

另外，由韩国专利公开第2003-0059268号中公开的下式(1)-(4)表示的可固化液晶化合物可用作所述液晶化合物。下式的液晶化合物可单独或组合使用。更具体而言，下式化合物混入到垂直定向液晶分子中的Merck组合物可用于本发明。所述可固化液晶化合物包括但不特别限于反应性mesogen(可从Merck购得)和LC-242(可从BASF购得)。

当可固化二色性染料与可固化液晶化合物(垂直排列的液晶化合物)混合时，所述二色性染料的定向性(垂直定向性)得到改进，因此本发明的一个实施方式的组合物显示出视角控制效果。

用作根据本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物的一个组分的可固化二色性染料具有结合到其至少一个末端的可固化官能团(光反应基团或热反应基团)。因此，当所述可固化二色性染料应用到基板上时，所述可固化二色性染料通过显示出固化性质的光反应基团或热反应官能团迅速固化，这缩短了加工时间，因此降低了生产成本。另外，由于光学元件层的交联形状，形成了具有优异的热稳定性和耐久性的光学元件。

所述可固化二色性染料包括能吸收所有可见光而呈现黑色的二色性染料。因此，所述可固化二色性染料可以为一种具有优异的二色性比的黑色染料，或者被混合以使红色、绿色和蓝色染料呈现黑色的染料。

在根据本发明的一个实施方式中，具有棒型分子结构并包含结合到各染料分子末端的可固化官能团的染料可用作所述二色性染料。可用于本发明的二色性染料包括但不特别限于Ivashchenko撰写的文献″Dichroic dyes forliquid crystal displays″中所列的可固化官能团结合到二色性染料的可固化二色性染料。在Ivashchenko的文献中公开的间隔区(spacer)和可固化官能团结合到各二色性染料的至少一个末端的可固化二色性染料可用作根据本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物中的可固化二色性染料。

可用作具有结合到其上至少一个末端的间隔区和可固化官能团的二色性染料的二色性染料材料包括本领域公知的任何二色性染料，并且所述二色性染料材料的具体例子包括但不特别限于双亚芳基氨基蒽醌、4-甲氧基亚苄基-4′-丁基苯胺、4-烷基氨基偶氮苯、4-氨基偶氮苯、4-烷基氨基-4′-硝基偶氮苯、4-二烷基氨基-4′-硝基偶氮苯、2，5-二氯-4-二甲氨基-4′-硝基偶氮苯、4-二烷基氨基-4′-(4-烷基亚苄基氨基)偶氮苯、4-二甲氨基-4′-羧基芳基偶氮苯、4-二烷基氨基-2′-甲基甲氧基-4′-(4-氰基亚苄基氨基)偶氮苯、4′-(吗啉-1-基)偶氮苯、4′-(N-甲基-N-己基氨基)偶氮苯、4′-(N-甲基-N-苄基氨基)偶氮苯、4-(N-烷基氨基)-3′，4′-二氰基偶氮苯、1-氨基-4-芳基偶氮萘、1-二甲氨基-4-芳基偶氮萘、1-氧-4-[4-(反-4-丁基环己基)苯偶氮基]萘、1-亚芳基氨基-4-(4-亚芳基氨基苯偶氮基)萘、2-[4-(4-氰基苯基)苯偶氮基]-1-羟基萘、2-(氨基苯偶氮基)-4-硝基噻唑、2-芳基偶氮基-5-硝基噻唑、5-[(4-戊基哌嗪-1-基)苯偶氮基]-2-芳基嘧啶、2-(4-二烷基氨基苯偶氮基)苯并噻唑((2-(4-dialkylaminophenylazo)-benzenothiazole)、4-二烷基氨基苯偶氮基杂环、4-芳基偶氮基-4′-二甲氨基偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-二烷基氨基偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-(N-甲基-N-己基氨基)偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-(N-苄基-N-甲氨基)偶氮苯、4，4″-双-(反-4-烷基环己基羧基)双偶氮苯、4-芳基偶氮基-4′-苄氧基偶氮苯、4，4″-双-(己基苯甲酰氧基)双偶氮苯、4，4″-双-[4-(反-4-烷基环己基)苯甲酰氧基]-2-甲基-5-异丙基双偶氮苯、4，4″-双-(4-辛基二苯基-4′-羧基)双偶氮苯、4，4′-双(芳基偶氮基)-2，3，2′，3′-四氯二苯基、1-(4-二甲氨基苯偶氮基)-4-(4-二苯偶氮基)萘、1-芳基偶氮基-4-(4-二烷基氨基苯偶氮基)萘、1-芳基偶氮基-4-[4-(吡咯-1-基)苯偶氮基]萘、1-烷氧基-4-芳基偶氮萘、1-芳基偶氮基-4-(4-丁氧基苯偶氮基)萘、1-芳基偶氮基-4-(4-丁氧基苯偶氮基)萘、1-(4-芳基偶氮基苯偶氮基)萘、4，4′-双(4-二甲氨基苯偶氮基)偶氮苯、4，4′-双(4-二苄基氨基苯偶氮基)偶氮苯、1-(4-二烷基氨基苯偶氮基)-4-(4-芳基偶氮基苯偶氮基)萘、1-(4-二酰氧基苯偶氮基)-4-[(4-酰氧基苯偶氮基)苯偶氮基]萘、1-芳基偶氮基-4-[4-(5-烷基噻吩并[2，3-b]噻唑-2-基偶氮基)苯偶氮基]萘和2-烷基-1，5-二-(芳基硫代)蒽醌等。在本发明的一个实施方式的组合物中，其可单独使用或组合使用。

由于存在结合到二色性染料的至少一个末端的可固化官能团，根据本发明的一个实施方式的组合物可以形成为固体涂敷层，因此光学元件的耐久性得到改进。所述结合到二色性染料的至少一个末端的可固化官能团的例子包括但不特别限于

当所述二色性染料的两端都存在可固化官能团时，所述可固化官能团彼此相同或不同，并且各自独立地选自所述式子表示的可固化官能团。

同时，可固化官能团通过连接结构(间隔区)结合到二色性染料的末端。所述连接结构选自中，(其中，n为1-12的整数)。用于相同二色性染料的连接结构彼此相同或不同。

此外，在根据本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物中，包含液晶结构和二色性结构的具有结构式的可固化二色性染料用作可固化二色性染料。在二色性染料的结构式中，D表示具有二向色性的结构(本发明中指“二色性结构”)，M表示具有液晶性质的结构(本发明中指“液晶结构”)，R1表示末端反应性官能团，且L1和L表示R1、M和D彼此连接的连接结构。另外，单元包含一个液晶结构M和1-3个二色性结构D1、D2和D3，如果所述单元包含至少两个二色性结构，则所述二色性结构彼此连接，或通过连接结构L连接到另一二色性结构或液晶结构上，且M通过所述连接结构L连接到相邻的二色性结构D1、D2和/或D3上，其中，对液晶结构M和二色性结构D的连接顺序没有限制，且所述二色性结构D1、D2和D3互不相同。

具有所述结构式的可固化二色性染料是末端反应性官能团R1、液晶结构M和二色性结构D通过连接结构L彼此结合(连接)的化合物，并且使用所述可固化二色性染料可以在使用用于形成光学元件的包含可固化二色性染料的组合物制备光学元件的过程中改进物理性质，例如二色性比、垂直定向性、耐热性和耐久性。

单元可以包含一个液晶结构M和1-3个二色性结构D1、D2和D3。当根据本发明的一个实施方式的二色性染料包含至少两个二色性结构D1、D2和/或D3时，所述二色性结构可以直接彼此连接或通过连接结构L彼此连接。所述液晶结构M通过连接结构L连接到相邻的二色性结构D1、D2和/或D3上。在这种情况下，对液晶结构M和二色性结构D1、D2和D3的连接顺序没有限制。另外，包含在具有单一结构的二色性染料中的二色性结构彼此不相同。此外，所述二色性结构D本身也可以具有另外的液晶性质。

由于存在末端反应性官能团R1，通过涂敷和干燥过程，本发明的一个实施方式的二色性染料可以形成固体涂敷层，其可提高光学元件的耐久性。由于液晶结构M，所述光学元件的定向性得到改进，这导致改进了光学元件的二向色性。通过连接结构L、L1等使末端反应性官能团R1、液晶结构M和二色性结构D结合(连接)，进一步改进了液晶结构与二色性结构的相容性。

根据本发明的一个实施方式的二色性染料可进一步包括结合到不与末端反应性官能团和连接结构连接的单元的另一端的末端官能团R2和连接结构L3。

进一步包含末端官能团R2和连接结构L3的二色性染料的结构为结构式在二色性染料中进一步包含的末端官能团R2可以为反应性官能团或非反应性官能团。

所述二色性结构D可以为本领域通常使用的在染料中显示二向色性的任何结构。所述二色性结构的例子包括但不特别限于选自偶氮、蒽醌、偶氮甲碱、靛蓝、硫靛蓝、花青、二氢化茚、甘菊环、苝、酞吡呤和吖嗪染料等中的一种。

作为二色性结构的偶氮染料的例子包括：

其中，R1-R16为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(例如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基中；或者R5和R6或R7和R8彼此连接形成苯基。

作为二色性结构的蒽醌染料的例子包括：

其中，R1-R6为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(例如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基、 (R7的定义与取代基R1-R6的定义相同)和二酰亚胺基中的取代基。

作为二色性结构的偶氮甲碱染料的例子包括：

其中，R1-R12为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(例如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基。

作为二色性结构的靛蓝和硫靛蓝染料的例子包括：

其中，R1-R14为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(例如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基。

作为二色性结构的花青染料的例子包括：

作为二色性结构的二氢化茚染料的例子包括：

其中，R1-R2为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(例如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基。

作为二色性结构的甘菊环染料的例子包括：

其中，R1-R10为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(例如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基。

作为二色性结构的苝染料的例子包括：

其中，R1-R8为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(例如，甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基)，卤素(例如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基。

作为二色性结构的酞吡呤染料的例子包括：

作为二色性结构的吖嗪染料的例子包括：

所述二色性结构D本身可以具有另外的液晶性质。所述二色性结构D的例子包括但不特别限于下式。

所述液晶结构M可以为本领域公知的具有液晶性质的任何化学结构。由于液晶结构M，二色性结构D的定向性得到改进。

所述液晶结构的例子包括但不特别限于下述化合物：

其中，Z为-COO-、-OCO-、-CH₂CH₂-、-CH＝CH-、-C≡C-或单键；

R1-R12为选自氢，具有1-20个碳原子的直链或支链烷基(如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基、1-金刚烷基)，卤素(如氟、氯、溴或碘)，C1-C20的烷氧基，C1-C20的脂族基，C1-C20的脂肪族氨基，C1-C20的脂肪族亚氨基，C1-C20的脂肪族烷基亚氨基，C6-C20的芳基，C5-C20的杂环基，氰基，C1-C20的羧基，氨基甲酰基，C1-C20的脂肪族氧基羰基，C6-C20的芳基氧基羰基，C1-C20的酰基，羟基，C1-C20的脂肪族氧基，C6-C20的芳氧基，C1-C20的酰氧基，氨基甲酰氧基，C5-C20的杂环氧基，C1-C20的脂肪族氧基羰氧基，N-C1-C20的烷基酰氨基，氨基甲酰氨基，氨磺酰氨基，C1-C20的脂肪族氧基羰基氨基，C6-C20的芳氧基羰基氨基，C1-C20的脂肪族磺酰氨基，C5-C20的芳基磺酰氨基，C1-C20的脂肪族硫基，C6-C20的芳硫基，C1-C20的脂肪族磺酰基，C6-C20的芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基中的取代基。

用作根据本发明的一个实施方式的光学元件层中的一个组分的二色性染料具有结合到所述二色性染料一端的末端反应性官能团R1，以形成固体涂敷层，其导致光学元件的耐久性得到提高。另外，必要时所述二色性染料可进一步包含末端官能团R2。当所述二色性染料包含末端官能团R2时，末端官能团R1和R2可以彼此相同或不同。在本发明中，末端官能团R2可以为本领域公知的反应性官能团或非反应性官能团。

所述反应性官能团R1和R2的例子选自中，但不特别限于此。

所述非反应性官能团R2选自C1-C20的烷基、C1-C20的烷氧基和环己基中，但不特别限于此。

二色性结构D、液晶结构M和末端官能团R1和R2通过连接结构L1、L和L3等彼此结合(连接)。当用于连接二色性结构D、液晶结构M和末端官能团R1和R2时，可以使用L1、L和L3连接结构，并且其也可以彼此相同或不同。

另外，当至少两个二色性结构D1、D2和D3连接到一个二色性染料结构上时，所述二色性结构可以直接彼此连接，或通过连接结构D连接到相邻的二色性结构或液晶结构上。

所述连接结构选自中，(其中，n为1-12的整数)，并且用在一个二色性染料结构上的连接结构可以彼此相同或不同。

为更好的理解用于根据本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物中的二色性染料结构，下文列出了二色性染料结构的一些例子。但是，用于本发明的一个实施方式的二色性染料结构的例子包括但不特别限于R1-L1-M-L2-D1、R1-L1-M-L2-D1-L3-R2、R1-L1-M-L2-D1-D2-L3-R2、R1-L1-M-L2-D1-L4-D2-L3-R2、R1-L1-D1-L2-M-L4-D2-L5-D3-L3-R2、R1-L1-D2-L2-D1-L4-M-L5-D3-L3-R2、R1-L1-D3-L2-D1-L4-D2-L5-M-L3-R2、R1-L1-D1-D2-L2-M-L4-D3-L3-R2、R1-L1-D1-D2-D3-L2-M、R1-L1-D1-D2-D3-L2-M-L3-R2、R1-L1-D1-D2-L2-M-L4-D3-L3-R2、R1-L1-M-L2-D2-L3-R2、R1-L1-D3-L2-M-L3-R2、R1-L1-D3-D1-L2-M-L3-R2、和R1-L1-D3-L2-M(其中，M表示如上所定义的液晶结构，如果用于一个二色性染料结构中的二色性结构彼此不同，D1、D2和D3分别表示二色性结构，L1、L2、L3、L4和L5表示如上所定义的连接结构，并且可以彼此相同或不同，R1和R2表示如上所定义的末端官能团，并且可以彼此相同或不同)。

可以使用例如下述方法制备所述结构式的二色性染料，但本发明不特别限于此。

可以使用本领域公知的方法制备构成所述结构式的二色性染料的二色性结构D，例如，文献‘Organic Chemistry in Colour′(Springer-Verlag，1987年出版)或Dichroic Dyes for Liquid Crystal Displays′(CRC Press，1994年出版)中公开的方法，其通过合成具有羟基或氨基的二色性染料(偶氮、蒽醌、偶氮甲碱、靛蓝、硫靛蓝、花青、二氢化茚、甘菊环、苝、酞吡呤或吖嗪染料)并将合成的二色性染料化学连接到构成二色性染料的另一个结构上而制备二色性结构D。

同时，-OH引入到构成具有上述结构的二色性染料的液晶结构M的末端，并且通过将卤素基团引入到连接结构L的两端而合成卤素取代的烷烃(例如二溴烷烃或二氯烷烃)或链烷二酸。然后，具有卤素末端的连接结构或链烷二酸连接结构通过醚键或酯键连接到液晶结构的OH末端。使用常规的烷基化或酯化方法进行液晶结构和连接结构的连接。

另外，使用醚键或酯键(如果是胺的话为酰胺键)使具有羟基或氨基的二色性染料与连接到连接结构的液晶结构彼此化学连接。此外，末端官能团也可以连接到例如具有OH基结合到其一端的连接结构上、具有卤素末端的连接结构上或具有通过醚键或酯键(如果是胺的话为酰胺键)结合到其一端的链烷二酸结构的连接结构上。如上所述，也可以使用本领域公知的烷基化或酯化方法使末端官能团和连接结构彼此化学连接，并且在将末端官能团化学连接到连接结构上之前，可以处理末端官能团，以使其具有例如烷基化、酯化等的化学反应所需的末端。连接了连接结构的末端官能团可以通过连接结构连接到末端官能团和二色性结构或液晶结构上。

如上所述，当需要时，可以通过本领域公知的化学反应之一连接二色性结构D、液晶结构M、连接结构L1、L2和L3、末端官能团R1和R2等，以制备具有结构的二色性染料。适于化学连接各结构的化学反应、进行这些化学反应的各组分中需要的官能团等是本领域公知的，并且其可适当地选择和调整以合成根据本发明的一个实施方式的二色性染料，这对于本领域技术人员而言是显而易见的。

当二色性染料与垂直定向的可固化液晶化合物一起使用时，所述二色性染料被垂直定向，因此显示出视角控制特性。另外，所述二色性染料具有可固化官能团。因此，当用二色性染料涂敷基板时，由于二色性染料迅速固化，缩短了加工时间，因此也减少了制造成本。另外，由于光学元件层的交联形状可以形成具有优异的热稳定性和耐久性的光学元件。

用于本发明的可固化二色性染料可以为作为单独结构的具有红色、绿色和蓝色的染料的混合物。另外，所述可固化二色性染料可以为具有呈现红色、绿色和蓝色部分的二色性结构。此外，所述可固化二色性染料可以具有其整体吸收所有可见光以呈现黑色的结构。所述可固化二色性染料的颜色取决于二色性染料中的二色性结构。由可固化二色性染料或可固化二色性染料的混合物制得的光学元件吸收所有波长的可见光以用于控制视角。

另外，用于形成光学元件的组合物可以进一步包括作为二色性染料的具有除了红色、绿色和蓝色的其他颜色的二色性染料，以校正颜色。用于校正颜色的二色性染料也可以为单独的可固化二色性染料，或为一种染料结构，其除了单个的可固化二色性染料结构外，还具有呈现除了红色、绿色和蓝色以外的其他颜色以校正颜色的部分。用于校正颜色的二色性染料的颜色也取决于二色性染料中的二色性结构。根据二色性染料的吸收波长，可以以任何混合比混合用于颜色校正的二色性染料，但是对所述混合比没有特别限定。

根据本发明的一个实施方式的用于形成光学元件的组合物中使用的可固化二色性染料也可以用作用于颜色校正的二色性染料。在这种情况下，用于颜色校正的二色性染料具有不同的颜色，因为其具有不同的吸收波长。

当需要时，可以在用于形成光学元件的组合物中混合其他添加剂。可以任选地加入所述添加剂，因此对加入的添加剂的下限值没有特别限制，但是在组合物中以5重量份以下的量混合所述添加剂。但是，当所述添加剂的量低于0.15重量份时，通过加入添加剂而希望得到的涂敷性能的改进不足，而当添加剂的量超过5重量份时，涂敷层与基板之间的粘合性差。

其他添加剂的例子包括但不特别限于催化剂、感光剂、稳定剂、链转移剂、抑制剂、加速剂、表面活性组分、润滑剂、润湿剂、分散剂、疏水剂、粘合剂、流动性改进剂(flow improver)、消泡剂、稀释剂、着色剂、染料或颜料等，所有这些添加剂都是本领域公知的，并且当需要时，可以适当选择和组合使用。

当需要时，用于形成光学元件的组合物可以进一步包含1-10重量份，且优选2-7重量份的固化剂。即，当用于形成光学元件的组合物应用到基板上并使用激光光束固化时，不需要在用于形成光学元件的组合物中混入另外的固化剂。但是，当用于形成光学元件的组合物涂敷到基板上后，所述组合物被光固化或热固化时，应该在用于形成光学元件的组合物中混入另外的固化剂。

使用UV光固化法光聚合(光固化)组合物时使用的固化剂的例子包括但不特别限于光引发剂，例如选自卤代甲基噁二唑化合物和卤代甲基-s-三嗪化合物中的至少一种活性卤素化合物、3-芳基取代的香豆素化合物、二苯甲酮化合物、苯乙酮化合物和其衍生物、环戊二烯-苯-铁配合物和其盐和肟化合物等。在热固化加工的情况下，用于本发明的固化剂包括但不特别限于热固化剂，例如偶氮异丁腈固化剂等。对固化剂的具体材料没有特别限制，但是本领域公知的固化剂的材料可以用于本发明。

为卤代甲基噁二唑化合物的活性卤素化合物的例子包括2-卤代甲基-5-乙烯基-1，3，4-噁二唑、2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1，3，4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-氰基苯乙烯基)-1，3，4-噁二唑、2-三氯甲基-5-(对-甲氧基苯乙烯基)-1，3，4-噁二唑化合物等。

为卤代甲基-s-三嗪化合物的活性卤素化合物的例子包括乙烯基-卤代甲基-s-三嗪、2-(萘-1-基)-4，6-双-卤代甲基-s-三嗪、4-(对-氨基苯基)-2，6-二-卤代甲基-s-三嗪化合物等。

卤代甲基-s-三嗪化合物的更具体例子包括但不特别限于：

2，4-双(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪、

2，6-双(三氯甲基)-4-(3，4-亚甲基二氧苯基)-1，3，5-三嗪、

2，6-双(三氯甲基)-4-(4-甲氧基苯基)-1，3，5-三嗪、

2，4-双(三氯甲基)-6-(1-对-二甲氨基苯基-1，3-丁间二烯基)-s-三嗪、

2-三氯甲基-4-氨基-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三嗪、

2-(萘-1-基)-4，6-双-三氯甲基-s-三嗪、

2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4，6-双-三氯甲基-s-三嗪、

2-(4-乙氧基-萘-1-基)-4，6-双-三氯甲基-s-三嗪、

2-(4-丁氧基-萘-1-基)-4，6-双-三氯甲基-s-三嗪、