温度补偿手性掺杂剂制造技术

本发明专利技术涉及手性化合物，以及使用所述手性化合物的制品，该手性化合物由下述结构Ⅰ－１、Ⅰ－２、Ⅰ－３或Ⅰ－４表示：［Ⅰ－１］［Ⅰ－２］［Ⅰ－３］［Ⅰ－４］。其中手性化合物显示了热致变色温度不敏感性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用作手性掺杂剂，尤其是液晶显示器中的手性掺杂剂的非外消旋(nonracemic)化合物。
技术介绍
经济的双稳态彩色手性向列型液晶(LC)显示器的研究和制造受到越来越广泛的重视和关注，例如参见Gregory Crawford编辑的Flexible Flat Panel Displays，ISBN：0-470-87048-6。典型地，在其它属性中，用于该应用的手性向列型(胆甾型)液晶配方必须反射宽带宽的可见光，在可及电压(accessible voltages)下在内消旋态(mesogenicstates)之间转换，对降解具有环境稳定性，以及在较宽的温度范围内仍能使用且保持稳定。一般认为手性向列型液晶混合物(具有其必需的许多功能)的研制通过两个阶段完成：第一，设计具有绝大多数所需性质(例如电各向异性、双折射、粘度、中间相温度范围等)的向列型液晶混合物。第二，添加手性掺杂剂以诱导向列型液晶相的螺旋扭转而形成反射的(reflective)手性向列型液晶中间相。最常见的观点是，手性掺杂剂的引入对向列型混合物的性能具有不利的影响，可能会降低双折射，增加粘度，或使中间相的有用温度范围变窄。只使用少量的掺杂剂经常能使该问题最小化。能在低浓度下诱导手性向列型形成的掺杂剂被称作高扭转掺杂剂(high-twist dopants)。关于手性掺杂剂优点的数值是它们的螺旋扭转力(HTP)，其描述了单位重量或摩尔浓度的掺杂剂在特定向列型液晶中诱导的螺旋扭转的量：HTP(或β)＝(cpr)-1，其中c为掺杂剂的浓度，通常为重量或摩尔分数；p为手性向列型液晶螺距(pitch)，通常以微米表示；以及r为掺杂剂对映异构体过量(enantiomeric excess)，一个描述掺杂剂的对映异构体纯度的无因次数。除了这些因素，HTP值依赖于掺杂剂结构性质、主体向列型液晶组合物以及其它因素中的-->温度。为了在手性向列型液晶显示器中的应用，研制新的手性向列型混合物的尝试是以新型手性掺杂剂的鉴别为中心。共同未决申请(co-pending application)WO2005023742A2(A2，A3)(并入此处作为参考)描述了一类新型有用的手性掺杂剂。该类手性掺杂剂通常是有用的，但其显示了显著的缺陷。例如，发现使用一些这类掺杂剂制备的显示器随周围温度的变化，显示出无法接受的颜色变化。以前已经注意到手性向列型显示器的温度敏感性，并且研究了改善该缺陷的新方案：例如，Schadt等人在美国专利5309265中描述了具有正与负热致变色斜率(thermochromic slopes)(S)的手性掺杂剂的结合使用。利用该方法可以获得接近理想温度不敏感性的适当结合。温度补偿的该方法必需使用和制造多种掺杂剂。待解决的问题需要不依赖于温度的手性掺杂剂。
技术实现思路
本专利技术涉及手性化合物以及使用所述手性化合物的制品，所述手性化合物由下述结构I-1、I-2、I-3或I-4所示：-->其中所述手性化合物显示了实际上大为改善的热致变色温度不敏感性。本专利技术的有益效果本专利技术包括几个优点，并不是所有的优点都并入单个实施方案中。更具体地说，本专利技术化合物提供了实际上大为改善的热致变色温度不敏感性。附图说明图1显示了掺杂剂C-1在BL087中的玻璃比色槽热响应(Glass CellThermal Response)。图2显示了掺杂剂C-1在BL087中的最大反射率对温度的曲线。本专利技术的详细描述用于制备手性向列型液晶混合物的掺杂剂能够向这些混合物引入热不稳定性。加热或冷却手性向列型混合物经常引起反射颜色(reflected color)的位移(shift)。这些位移十分无法预料。也就是说，经过加热，特定主体中间相中的给定掺杂剂可引起红移，而结构相似的化合物在类似加热下可能在该主体中产生反射蓝移。在已定的掺杂剂类型中，掺杂剂随温度变化发生颜色位移的程度也显著不同。一些掺杂剂实际上不会造成热致温度变化(thermotropic temperaturechanges)。其它掺杂剂可能会引起非常大的颜色位移。最典型地，特别是对于显示器的应用，希望反射颜色不随温度位移。一种评价这些热致颜色位移的方法是考查颜色随温度的变化速率。这样发现显示器反射的最大波长对显示器温度(在5-50℃之间)的绘图大约为线性。那么该线性响应的斜率(Δ波长/Δ温度)提供了一种液晶衍生的温度敏感性的测量，即热致变色斜率(S)。具有理想温度不敏感性(temperatureinsensitivity)的材料将具有0斜率，而较不理想的材料将显示出正斜率或负斜率。从实践的观点出发，所有材料都显示出与理想行为的偏差。一般认为热致变色斜率的绝对值(|S|)小于或等于0.3nm/℃的手性向列型配方是有用的。表B中结构I-1、I-2、I-3和I-4所示的某些手性掺杂剂化合-->物已经得到鉴别，其显示了实际上改善的热致变色温度不敏感性。更具体地说，引入到向列型组合物中的所述化合物对映富集的形式(enantiomerically enriched form)(包括基本对映纯的形式(substantiallyenantiomerically pure form))提供了有用的手性向列型混合物。本专利技术的化合物以有效量在非外消旋(non-racemic)混合物中使用，或与对映异构体过量的一种对映异构体一起使用，可作为液晶组合物中的手性掺杂剂。一种或多种手性掺杂剂可以有效量累积使用，或结合其它类型的掺杂剂使用。适当地，以液晶组合物的总重量计，化合物可以0.1-20重量％，优选为0.5-10重量％，更优选为1-6重量％的量使用。以两种对映异构体的重量计，优选地，非外消旋混合物包括至少60重量％，优选至少80重量％，更优选大于90重量％的一种对映异构体。对映异构体过量大于0，优选大于0.6。最优选地，非外-->消旋混合物是基本上或本质上纯的对映异构体。对映异构体越纯，手性掺杂剂获得所需HTP的必要性越小，因此，对液晶组合物所需的各向异性性质的不相容性或不利影响的几率越小。以掺杂剂摩尔分数计，优选地，在特定液晶组合物中使用的HTP大于80，更优选至少100，最优选大于100。本领域技术人员利用标准的化学转变可以容易地制备本专利技术的化合物。使用标准方法可以将这些材料进一步分离成对映纯，这些标准方法包括但不限于：手性HPLC、手性合成、螺酚(spirophenol)手性衍生物(例如通过非对映酯、氨基甲酸乙酯、碳酸酯及类似物)的化学或色谱分离。使用本专利技术的手性化合物或其聚合物的形式，与液晶材料掺加，可以得到广泛的应用，包括显示器、起偏振器、滤色器、非吸收滤色器、用于装饰或安全目的或涂层的液晶颜料、光学开关及光学信息存储器。例如，本专利技术的组合物可以用来制作在印刷油墨和表面涂料中具有视角依赖色彩印象(viewing-angle-dependent color impression)的相干颜料(interference pigment)。本专利技术的化合物也可以在诊断、医疗或化妆品组合物中使用。例如，本专利技术的液晶组合物可以用来测量体温或保护人类的皮肤或毛发免受紫外线的辐射。液晶组合物可包括STN、TN、手性向列型及铁电材料或化合物。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种如下述结构Ⅰ－１所示的手性化合物，　　　　＊＊＊　　Ⅰ－１　　　　其中：　　　　所述手性化合物显示热致变色温度不敏感性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2005-12-8 11/296,9141、一种如下述结构I-1所示的手性化合物，其中：所述手性化合物显示热致变色温度不敏感性。2、根据权利要求1所述的手性化合物，其中，所述手性化合物在与主体中间相结合时具有绝对值小于或等于0.3nm/℃的热致变色斜率(|S|)。3、一种如下述结构I-2所示的手性化合物：其中：所述手性化合物显示热致变色温度不敏感性。4、根据权利要求3所述的手性化合物，其中，所述手性化合物在与主体中间相结合时具有绝对值小于或等于0.3nm/℃的热致变色斜率(|S|)。5、一种如下述结构I-3所示的手性化合物：其中：所述手性化合物显示热致变色温度不敏感性。6、根据权利要求5所述的手性化合物，其中，所述手性化合物在与主体中间相结合时具有绝对值小于或等于0.3nm/℃的热致变色斜率(|S|)。7、一种如下述结构I-4所示的手性化合物：其中：所述手性化合物显示热致变色温度不敏感性。8、根据权利要求7所述的手性化合物，其中，所述手性化合物在与主体中间相结合时具有绝对值小于或等于0.3nm/℃的热致变色斜率(|S|)。9、一种包括基材和涂在其上的液晶层的制品，其中所述液晶层包括向列型主体和下述结构I-1所示的热致变色温度不敏感的手性掺杂剂：10、根据权利要求9所述的制品，其中，所述液晶层进一步包括在其中分散有液晶区域的聚合物粘合剂。11、根据权利要求9所述的制品，其中，所述向列型主体是手性向列型或铁电型。12、根据权利要求9所述的制品，其中，向列型主体是手性向列型。13、根据权利要求9所述的制品，其进一步包括其它类型的掺杂剂。14、根据权利要求9所述的制品，其中，所述基材是透明的。15、根据权利要求9所述的制品，其进一步包括在所述基材和所述液晶层之间的透明的第一导电层。16、根据权利要求15所述的制品，其至少进一步包括第二导电层，其中所述液晶层在所述第一透明导电层和所述第二导电层之间。17、一种包括基材和涂在其上的液晶层的制品，其中所述液晶层包括向列型主体和下述结构I-2所示的热致变色温度不敏感的手性掺杂剂：18、根据权利要求17所述的制品，其中，所述液晶层进一步包括在其中分散有液晶...

【专利技术属性】
技术研发人员：TR韦特，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]