[发明专利]手性化合物、包含该手性化合物的液晶组合物、光学各向异性体及液晶显示器件

说明书

本发明公开了一种手性化合物、包含该手性化合物的液晶组合物、光学各向异性体及液晶显示器件。所述手性化合物的结构式如下式I所示：该手性化合物具有高的HTP值，良好的溶解性，通过添加少量的该手性化合物，即可制备出高螺旋状扭曲的液晶组合物，降低手性化合物的添加量，能够降低手性化合物对液晶组合物参数产生的消极影响，在相同添加比例、相同螺距的条件下，该手性化合物能够降低液晶组合物的响应时间，并且该手性化合物结构简单、大大降低了合成成本。

技术领域

本发明涉及液晶材料技术领域。更具体地，涉及手性化合物、包含该手性化合物的液晶组合物、光学各向异性体及液晶显示器件。

背景技术

液晶有多种相态，如层状排列的近晶相、向列相、螺旋结构的胆甾相，其中向列相液晶可以按照分子的相对取向做进一步的分类，层列相是最常见的排列方式，分子是一层层的排列。另一种常见的相是胆甾醇相，或叫做手性向列相，每层分子的排列方向与相邻层有轻微的扭曲，从而形成自然状态下的螺旋状扭曲结构。当给这种液晶加电压后，将以所加电压的大小方向扭曲相应的角度。因此可以用来控制光的通过。

手性化合物可以用作掺杂剂以诱导或增强用于液晶显示器的液晶组合物的螺旋扭曲。在特定的温度下，对于使用纯对映体手性添加剂引起向列相液晶组合物螺旋状扭曲的手性添加剂的螺旋扭曲能力HTP值与引起向列相液晶组合物螺旋螺距p和在向列相液晶组合物中手性添加剂的浓度c有下列关系：其中螺旋螺距p的单位是μm；手性添加剂的浓度c可以用无单位的摩尔分数、重量分数、重量百分数表示，通常使用0-1的重量分数(例如重量分数为1wt％，以0.01表示)，手性添加剂的光学纯度(对映体过量)一般是很接近纯的。通过上述公式可以看出，HTP值大，或大的添加量都可以实现短的螺距。

现有已经公开的手性添加剂如专利WO2002006195，WO9800428，WO2007039104，WO2007039105，WO2005023742中所述，然而已有技术的手性添加剂通常HTP值低、溶解度低或合成工艺复杂。

对于某些场合，需要液晶组合物具有强的螺旋扭曲能力，即螺距p较小。手性添加剂HTP值低，则需要高量添加才能调节到所需要的较小的螺距p，高量添加会给向列相液晶组合物的介电各向异性(△ε)、光学各向异性(△n)、清亮点(Cp)、粘度(γ1)、驱动电压、响应时间等电光学性能带来较多的消极影响。

在液晶组合物中低的溶解度会导致在低温下出现不愿意看到的结晶，这时就需要添加两种或更多种不同的手性添加剂来避免结晶，而且添加两种或更多种不同的手性添加剂必须要实现不同的手性添加剂的扭曲温度系数相互补偿。

因此，提供一种易于合成的、在液晶组合物中具有良好的溶解性的高HTP值的手性添加剂是十分必要的。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种手性化合物，该手性化合物具有高的HTP值，其不仅可以降低手性化合物使用量，有利于降低成本，还可以实现对液晶组合物产生较小的性能改变。

为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：

一种手性化合物，所述手性化合物的结构式如下式I所示：

所述式I中，A和B各自独立地选自环己烷基、苯基、至少一个-CH-被N取代的苯基、至少一个-CH₂-被S或O取代的环己烷基中的任意一种；

X₁、X₂、Y₁和Y₂各自独立地选自H、F、CN、碳原子数为1-12的烷基、碳原子数为1-12的烷氧基和可聚合基团的至少一种；

n1、n2、n3和n4均为0或1；