[发明专利]胆甾醇型液晶显示器用四氧联苯酯手性掺杂剂

说明书

背景技术

手性向列型液晶材料，也公知为胆甾醇型液晶材料，可用于胆甾醇型液晶显示器包括各种液晶(例如：LC)显示元件、反射膜、光学滤镜、偏光镜、漆和墨等的各种应用中。制备这种材料的方法已很好地制定。参见例如：G.Gottarelli和G.Spada的Mol.Cryst.Liq.Crys.，123，377(1985)；G.Spada和G.Proni的Enantiomer，3，301(1998)。然而，仍然需要改进。虽然手性向列型组合物的早期使用依靠主要由手性成分组成的混合物，最近这种材料却由向列型液晶(LC)混合物结合少量手性掺杂剂组成。在这种新型组合物中，向列型主体材料的性能，其中例如粘度、双折射、电各向异性和磁各向异性，通过改变向列型混合物的化学组分而按预期用途定制，然后掺入手性掺杂剂以诱发螺旋扭转，从而提供期望的手性向列型螺距。因此，显然这种手性向列型组合物的性能就是向列型主体的性能加上掺杂剂性能的结合。

可将手性向列型液晶配制成反射各种波长的入射电磁辐射，而且很好理解，根据螺旋螺距的手性的意义，反射光可以是圆偏振的。因此，显示出右旋螺旋中介结构(meso-structure)的手性向列型液晶将反射右旋入射光。能够在例如垂直分层的结构中既反射右旋也反射左旋的圆偏振光对于许多应用都是有用的。进一步公知的是，手性掺杂剂结构的对映体诱导螺旋旋转的相反极化，因此能提供相反极化的光反射。因此，制备掺杂剂的对映体对用于单独的光调制层特别有用。

对于许多应用来说，希望具有显示强螺旋形扭转性能和因此具有短螺距长度的液晶混合物。短螺距可通过使用高用量的掺杂剂或通过使用高螺旋扭转力的掺杂剂来获得。然而，以高用量使用手性掺杂剂可以负面影响液晶主体混合物的性能，其中例如介电的各向异性、粘度、驱动电压或转换时间。在用于选择性反射胆甾醇型显示器的液晶混合物中，所选择的螺距必须使得由胆甾醇型螺旋形反射的波长的最大值在可见光范围之内。另一可能的应用是用于光学元件的具有手性液晶相的聚合物膜，诸如胆甾醇型宽带偏光镜或手性液晶迟滞膜。

此类液晶材料可用于制备具有手性液晶相的聚合物膜、有源和无源光学元件或滤色器以及液晶显示器，例如STN、TN、AMD-TN、温度补偿器、宾-主型或相变型显示器、或者不含聚合物或聚合物稳定的胆甾醇型构造(texture)(PFCT、PSCT)显示器等方面的用途。此类液晶显示器可包含液晶介质中的手性掺杂剂和通过将包括手性掺杂剂和可聚合的液晶化合物的液晶材料进行(共)聚合反应所获得的具有手性液晶相的聚合物膜。

4，4’取代的联苯手性掺杂剂是早已知道的并很好地研究，据报道当将它们在向列型液晶中用作掺杂剂时，其一般显示出小的螺旋扭转力。例如参见综述：R.Eelkema和B.L.Feringa的Org.Biomol.Chem.，2006，4，3729-3745。然而，关于2，2’取代的联苯手性掺杂剂的研究少得多。由R.Holzwarth，R.Bartsch，Z.Cherkaoui和G.Solladie在Eur.J.Org.Chem.2005，3536-3541和Chem.Eur.J.2004，10，3931-3935中以及M.R.Wilson和D.J.Earl在J.Mater.Chem.，2001，11，2672-2677中描述的2，2’-二甲基联苯衍生物被报道呈现出小到中度的螺旋扭转力。在液晶聚合物的研究中已报道了具有多个氧连接的取代基的联苯液晶材料。参见由T.-H.-Tong，等在Polymer(2000)，41(11)，4127-4135，Macromolecules(1998)，31(11)，3537-3541和Polymer Preprints(1998)，39(1)，252-253中描述的聚合物。另外，在G.Bernatz和A.Taugerbeck的欧洲专利申请EP1911828A120080416中，具有多个氧连接的取代基的联二萘材料已报道用于聚合物的制备。

因此，存在对具有高螺旋扭转力的新的手性掺杂剂的需求，所述新的手性掺杂剂可以很容易地合成单独的对映体，可以以低量使用，显示出胆甾醇型螺距的改善的温度稳定性以利用温度稳定的反射波长并且不影响液晶主体混合物的性能。

我们已经发现新的本发明的四氧联苯酯手性掺杂剂，其提供如上面所讨论的这些性能，可以容易地制备，具有高螺旋扭转力并且不具备现有技术领域的掺杂剂的缺点。

发明内容

本发明的第一个方面提供了包含由下式表示的手性掺杂剂化合物的液晶组合物：