DE3881425T2

DE3881425T2 - Mesomorphe Verbindung und diese enthaltende Flüssigkristallzusammensetzung.

Info

Publication number: DE3881425T2
Application number: DE19883881425
Authority: DE
Inventors: Takashi Kanagawa-Ken Iwaki; Masanao Annaka-Shi Gunma-Ken Kamei; Kazuharu Tama-Shi Tokyo Katagiri; Shinichi Urawa-Shi Saitama-Ken Nakamura; Hiroyuki Urawa-Shi Saitama-Ken Nohira; Yoko Atsugi-Shi Kanagawa-Ken Yamada
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1988-03-30
Publication date: 1994-01-13
Anticipated expiration: 2008-03-31
Also published as: EP0285141B1; EP0285141A1; DE3881425D1; JPH0629259B2; JPS6438077A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine optisch aktive mesomorphe Verbindung, eine Flüssigkristallmischung, die eine solche mesomorphe Verbindung enthält, und eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der eine solche Flüssigkristallmischung verwendet wird.
Es gibt eine bekannte Art von Flüssigkristallvorrichtungen, bei denen verdrillt nematische Flüssigkristalle (TN-Flüssigkristalle; TN = "twisted nematic") verwendet werden, wie sie beispielsweise in "Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal" von M. Schadt und W. Helfrich, Applied Physics Letters, Bd. 18, Nr. 4 (15. Febr. 1971), Seiten 127 und 128, gezeigt sind. Bei dieser Art von Flüssigkristallvorrichtungen ist die Zahl der Bildelemente eingeschränkt, weil das Problem vorhanden ist, daß eine Überlagerungs- bzw. Übersprecherscheinung auftritt, wenn eine Vorrichtung mit einer Matrixelektrodenstruktur, die eine hohe Bildelementdichte hat, gemäß einem Zeitmultiplex-Ansteuerungssystem angesteuert wird. Ferner sind ihre Anwendungen für die Anzeige wegen eines langsamen Ansprechens auf ein elektrisches Feld und wegen schlechter Sichtwinkeleigenschaften eingeschränkt.
Als andere Art einer Flüssigkristallvorrichtung ist eine bekannt, die eine Vielzahl von Bildelementen enthält, die jeweils mit einem Dünnfilmtransistor verbunden sind und durch diesen als Schaltelement umgeschaltet werden. Diese Art einer Flüssigkristallvorrichtung ist jedoch von Problemen begleitet, die z. B. darin bestehen, daß die Fertigung von Dünnfilmtransistoren auf einem Substrat sehr kompliziert und die Herstellung einer Anzeigevorrichtung mit einer großen Bildfläche oder einem großen Bildschirm schwierig ist.
Zur Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile der herkömmlichen Arten von Flüssigkristallvorrichtungen haben Clark und Lagerwall die Anwendung einer Flüssigkristallvorrichtung vorgeschlagen, in der ein ferroelektrischer Flüssigkristall in einer dünnen Schicht angeordnet ist, deren Dicke weniger als 5mal so groß ist wie die Ganghöhe des Flüssigkristalls, so daß seine schraubenförmige Struktur abgewickelt wird und eine Bistabilität entwickelt (z. B. US-Patentschrift Nr. 4367924).
Als bistabiler Flüssigkristall wird im allgemeinen ein ferroelektrischer Kristall verwendet, der eine chirale smektische C Phase (SmC*-Phase) oder H-Phase (SmH*-Phase) zeigt.
Solch ein ferroelektrischer Flüssigkristall hat eine sehr hohe Ansprechgeschwindigkeit, weil er spontane Polarisation zeigt, kann auch einen speicherbaren bistabilen Zustand zeigen und kann ferner ausgezeichnete Sichtwinkeleigenschaften haben, so daß er für eine Anzeige mit großer Leistungsfähigkeit bzw. Kapazität und großen Bildflächen geeignet ist.
Da eine Substanz, die als ferroelektrischer Flüssigkristall verwendet wird, eine Asymmetrie hat, kann sie ferner zusätzlich zu der Anwendung als ferroelektrische Flüssigkristallsubstanz als funktionelle Substanz verwendet werden, die bei den folgenden Arten von optischen Vorrichtungen zu verwenden ist:
1) bei den Vorrichtungen, bei denen ein cholesterisch-nematischer Phasenübergang in einem Flüssigkristallzustand ausgenutzt wird [J.J. Wysoki, A. Adams und W. Haas: Phys. Rev. Lett., 20, 10204 (1968)]; und
2) bei den Vorrichtungen, bei denen in einem Flüssigkristallzustand ein Gast-Wirt-Effekt des White-Taylor-Typs ausgenutzt wird [D.L. White und G.N. Taylor: J. Appl. Phys. 45, 4718 (1974)].
Diese optischen Vorrichtungen sind als Anzeigevorrichtungen und Modulationsvorrichtungen wichtig, jedoch bleibt die Erläuterung der einzelnen Systeme den jeweiligen Schrifttumsstellen überlassen und wird unterlassen.
Es versteht sich, daß es bei einem Verfahren, bei dem ein optischer Effekt eines Flüssigkristalls, der auf ein elektrisches Feld anspricht, ausgenutzt wird, erwünscht ist, in eine Verbindung, die den Flüssigkristall bildet, eine polare Gruppe oder eine Gruppe, die eine polare Bindung bereitstellt, einzuführen, damit das Ansprechverhalten des Flüssigkristalls verbessert wird.
In der EP-A 0 225 195 sind Verbindungen auf Phenylpyrimidinbasis und Flüssigkristallmischungen, die dieselben enthalten, offenbart, wobei die Verbindungen auf Phenylpyrimidinbasis durch die folgende allgemeine Formel dargestellt werden:
R¹-A-(X)a-B-(Y)b-C-(Z)c-D-R²
worin R¹ eine geradkettige oder verzweigte C&sub1;&submin;&sub1;&sub8;-Alkylgruppe, Halogenalkylgruppe, Aralkylgruppe oder Halogenaralkylgruppe mit einem chiralen Kohlenstoffatom oder ohne chirales Kohlenstoffatom bedeutet, R² eine geradkettige oder verzweigte Alkylgruppe, Halogenalkylgruppe, Aralkylgruppe oder Halogenaralkylgruppe mit mindestens einem chiralen Kohlenstoffatom oder ohne chirales Kohlenstoffatom bedeutet, a, b oder c eins oder mehr als eins bedeuten und die Summe von a, b und c zwei oder mehr als zwei beträgt, A eine Einfachbindung, -O-, -COO-, -OCOO oder OCO bedeutet, B und C gleich oder verschieden sein können und aus einer Einfachbindung, -COO-, -OCO-, -N=CH-, -CH=N-, -CH&sub2;O-, -OCH&sub2;- oder -CH=CH- ausgewählt sind, D eine Einfachbindung, -COOCH&sub2;-, -OCOO- oder -OCO bedeutet, X, Y und Z 1,4-Phenylen, 1,4-Phenylen, das mit einem oder mehr als einem von Halogenatom, Cyangruppe oder Nitrogruppe substituiert ist, 2,5- Pyrimidin
bedeuten, wobei in diesem Fall mindestens eines von X, Y oder Z 2,5-Pyrimidin
ist. Als besondere Lehre zur technischen Wirkung ist in dieser Druckschrift die Verwendung von (2S, 3S)-2-Chlor-3-methylpentansäure als chiraler optisch aktiver Carbonsäure offenbart.
In der EP-A 0 191 860 ist eine optisch aktive Flüssigkristallverbindung offenbart, wie sie in der folgenden Formel gezeigt ist:
worin A und B jeweils -,
bedeuten (- bedeutet eine direkte Bindung), eine von R¹ und R² Alkylgruppen mit direkt gebundener Kette zeigt und die andere entweder eine- - Alkylgruppe mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom oder eine Alkoxyalkylgruppe mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom und einer Etherbindung zeigt, wobei an das asymmetrische Kohlenstoffatom eine der Gruppen -CH&sub3;, -CN und -Cl angefügt ist.
Die vorstehend erwähnten mesomorphen Verbindungen haben ferroelektrische Eigenschaften und zeigen als ferroelektrische Flüssigkristalle wegen ihrer spontanen Polarisation eine ziemlich hohe Ansprechgeschwindigkeit. Es ist jedoch erwünscht, die Ansprechgeschwindigkeit noch weiter zu verbessern. Da bekannt ist, daß die Ansprechgeschwindigkeit der spontanen Polarisation des chiralen Flüssigkristalls proportional ist, ist es ferner erwünscht, die spontane Polarisation zu erhöhen, damit eine verbesserte Ansprechgeschwindigkeit realisiert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine mesomorphe Verbindung bereitzustellen, die eine verbesserte Ansprechgeschwindigkeit und eine erhöhte spontane Polarisation zeigt, so daß sie in einem Flüssigkristallzustand in bezug auf ein elektrisches Feld ein verbessertes Ansprechverhalten zeigt.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch eine optisch aktive mesomorphe Verbindung nach Anspruch 1, eine Flüssigkristallmischung nach Anspruch 14 und eine Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 18 gelöst. Die Erfindung wird durch die in den Unteransprüchen erwähnten Maßnahmen bzw. Merkmale vorteilhaft ausgestaltet.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine optisch aktive mesomorphe Verbindung bereitgestellt, die durch die folgende Formel (I) dargestellt wird:
worin R&sub1; und R&sub2; jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen bedeuten und C* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bezeichnet. Der Ausdruck "mesomorphe Verbindung" wird hierin angewendet, um auszudrücken, daß die mesomorphe Verbindung nicht unbedingt von selbst einen Flüssigkristallzustand zeigen muß, sondern daß es genügt, daß die mesomorphe Verbindung in verträglicher Weise mit einer anderen mesomorphen Verbindung vermischt wird, um eine Flüssigkristallmischung zu erhalten, die einen Flüssigkristallzustand zeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ferner eine Flüssigkristallmischung, die als Bestandteil mindestens eine Art der vorstehend erwähnten mesomorphen Verbindung enthält, und eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Flüssigkristallmischung verwendet wird, bereitgestellt.
Die mesomorphe Verbindung, die durch die vorstehende Formel (I) dargestellt wird, kann aus einer optisch aktiven Zwischenverbindung wie z. B. einer 2-Fluoralkansäure der folgenden Formel (II) synthetisiert werden:
die ihrerseits gemäß dem folgenden Schema synthetisiert werden kann:
Die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, kann aus der 2-Fluoralkansäure beispielsweise gemäß dem folgenden Schema hergestellt werden:
worin R&sub1; und R&sub2; dieselben wie vorstehend definiert sind.
Bei der optisch aktiven mesomorphen Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, kann R&sub1; aus vielen verschiedenen Gruppen ausgewählt werden, indem die Zahl der Kohlenstoffatome in dem Alkananteil der als Ausgangsmaterial dienenden 2-Fluoralkansäure verändert wird, jedoch werden durch die vorliegende Erfindung diejenigen bereitgestellt, bei denen R&sub1; eine Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen ist.
Nachstehend werden besondere Beispiele für die mesomorphe Verbindung (I) gemäß der vorliegenden Erfindung aufgezählt
Die Flüssigkristallmischung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält mindestens eine Art der mesomorphen Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird. Die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt- wird, kann beispielsweise mit einem ferroelektrischen Flüssigkristall, der aus denen mit den nachstehend gezeigten Formeln < 1> bis < 13> ausgewählt ist, vermischt werden, um die spontane Polarisation und die Ansprechgeschwindigkeit zu erhöhen. Es wird in diesem Fall bevorzugt, die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, in einer Menge zum verwenden, die 0,1 bis 99 Masse% und insbesondere 1 bis 90 Masse% der resultierenden Flüssigkristallmischung bildet.
p-Decyloxybenzyliden-p'-amino-2-methylbutylcinnamat (DOBAMBC)
p-Hexyloxybenzyliden-p'-amino-2-chlorpropylcinnamat (HOBACPC)
p-Decyloxybenzyliden-p'-amino-2-methylbutyl-α-cyancinnamat (DOBAMBCC)
p-Tetradecyloxybenzyliden-p'-amino-2-methylbutyl-α-cyancinnamat (TDOBAMBCC)
p-Octyloxybenzyliden-p'-amino-2-methylbutyl-α-chlorcinnamat (OOBAMBCC)
p-Octyloxybenzyliden-p'-amino-2-methylbutyl-α-methylcinnamat
4,4'-Azoxyzimtsäurebis(2-methylbutyl)ester
4-O-(2-Methylbutyl)-resorcyliden-4'-octylanilin
4-(2'-Methylbutyl)-phenyl-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylat
4-Hexyloxyphenyl-4-(2''-methylbutyl)-biphenyl-4'-carboxylat
4-Octyloxyphenyl-4-(2''-methylbutyl)-biphenyl-4'-carboxylat
4-Heptylphenyl-4-(4''-methylhexyl)-biphenyl-4'-carboxylat
4-(2''-Methylbutyl)-phenyl-4-(4''-methylhexyl)-biphenyl-4'-carboxylat
Die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, kann auch mit einem smektischen Flüssigkristall wie z. B. denen mit den nachstehenden Formeln < 14> bis < 18> , die an sich nicht chiral sind, vermischt werden, um eine Mischung zu erhalten, die als ferroelektrischer Flüssigkristall verwendet werden kann. Die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, kann in diesem Fall vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 99 Masse% und insbesondere 1 bis 90 Masse% verwendet werden. Die resultierende Mischung kann entsprechende dem Gehalt der mesomorphen Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung mit einer erhöhten spontanen Polarisation versehen sein.
(4-Nonyloxyphenyl)-4'-octyloxybiphenyl-4-carboxylat
4,4'Decyloxyazobenzol
2-(4'-Hexyloxyphenyl)-5-(4-hexyloxyphenyl)-pyrimidin
2-(4'-Octyloxyphenyl)-5-nonylpyrimidin
4'-Pentyloxyphenyl-4-octylazoxybenzoat
Hierbei bezeichnen die Symbole jeweils die folgenden Phasen:
Krist.: Kristallphase
SmA : smektische A-Phase
SmB : smektische B-Phase
SmC : smektische C-Phase
N : nematische Phase
Iso. : isotrope Phase
Die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, ist ferner wirksam, um das Auftreten einer umgekehrten Domäne in einer TN-Zelle zu vermeiden, wenn sie einem nematischen Flüssigkristall zugesetzt wird. Die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, kann in diesem Fall vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 50 Masse% der resultierenden Flüssigkristallmischung verwendet werden.
Die mesomorphe Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung kann ferner einem nematischen Flüssigkristall oder einem chiralen nematischen Flüssigkristall zugesetzt werden, um eine chirale nematische Flüssigkristallmischung herzustellen, die in einer Flüssigkristallvorrichtung des Phasenübergangstyps oder in einer Gast-Wirt-Flüssigkristallvorrichtung des White-Taylor-Typs wirksam verwendet werden kann. Die mesomorphe Verbindung, die durch die Formel (I) dargestellt wird, kann in diesem Fall vorzugsweise in einer Menge von 0,01 bis 80 Masse% der resultierenden Flüssigkristallmischung verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Beispiele näher erläutert. Beispiel 1
5-n-Decyl-2-[4-(2-fluoroctanoyloxy)-phenyl)-pyrimidin, das durch die vorstehende Formel dargestellt wird, wurde gemäß dem folgenden Schema hergestellt: Triethylendiamin
Im einzelnen wurden 0,24 mg (1,5 mmol) 2-Fluoroctansäure zu 2 ml Thionylchlorid hinzugegeben, und die Mischung wurde 2 Stunden lang bei 90ºC unter Rückfluß erhitzt. Dann wurde das überschüssige Thionylchlorid abdestilliert, und eine im voraus hergestellte Lösung von 0,34 g (3,0 mmol) Triethylendiamin und 0,47 g (1,5 mmol) 5-n-Decyl-2-(p-hydroxyphenyl]-pyrimidin in 5 ml trockenem Benzol wurde schnell dazugegeben, worauf 2 Stunden lang bei 50ºC gerührt wurde. Danach wurden 0,06 g (1,5 mmol) Natriumhydrid (60%ig) zugesetzt, und die Mischung wurde weiter 2 Stunden lang bei 90ºC unter Rückfluß erhitzt. Nach der Reaktion wurde dem System 2 n Salzsäure zugesetzt, worauf das System mit Benzol extrahiert wurde. Der Extrakt wurde getrocknet; das Lösungsmittel wurde abdestilliert, und es wurde eine Reinigung durch Säulenchromatographie mit Benzol durchgeführt, wobei 0,44 g (0,96 mmol) 5-n-Decyl-2-[4-(2-fluoroctanoyloxy)-phenyl]pyrimidin erhalten wurden. Ausbeute: 64%.
[α]26,0/D +3,14º (c=1,018, CH&sub2;Cl&sub2;)
[α]24,8/435 +12,6º (c=1,018, CH&sub2;Cl&sub2;),
worin eine durch g/cm³ ausgedrückte Konzentration bezeichnet.

Beispiele 2 bis 7

Die in der folgenden Tabelle 1 gezeigten mesomorphen Verbindungen der Beispiele 2 bis 7 wurden ähnlich wie in Beispiel l hergestellt.
Die optischen Drehungen und die Phasenübergangstemperaturen der auf diese Weise hergestellten mesomorphen Verbindungen der Beispiele 1 bis 7 sind ebenfalls in der folgenden Tabelle 1 gezeigt. In der Tabelle bedeutet "Krist." einen kristallinen Zustand; "Iso." eine isotrope Flüssigkeit; "Ch." eine cholesterische Phase; "SmA" eine smektische A-Phase; "SmC*" eine chirale smektische C-Phase; "SC*" eine chirale smektische Phase (nicht identifiziert) und "S&sub3;" eine smektische Phase (nicht identifiziert). Tabelle 1 Beispiel Optische Drehung Phasenübergangstemperatur Krist. Iso. Tabelle 1 (Forts.) Krist. Iso.

Beispiel 8

Eine nachstehend gezeigte Flüssigkristallmischung A wurde unter Verwendung der mesomorphen Verbindung des vorstehenden Beispiels 1 hergestellt. Die Phasenübergangstemperaturen und die spontanen Polarisationen der Flüssigkristallmischung A sind nachstehend gezeigt. < Flüssigkristallmischung A> Masse
Phasenübergangstemperatur (ºC)
Spontane Polarisation (nC/cm²)
Temp. (ºC) Flüssigkristallmischung A 40 4,3
30 7,7
Separat wurden zwei 0,7 mm dicke Glasplatten bereitgestellt und jeweils mit einem ITO-Film (Indiumzinnoxid) beschichtet, um eine Elektrode zum Anlegen von Spannung zu bilden, die ferner mit einer isolierenden Schicht aus aufgedampftem SiO&sub2; beschichtet wurde. Auf die isolierende Schicht wurde durch 15sekündige Schleuderbeschichtung mit einer Drehzahl von 2000 U/min eine 0,2%ige Lösung eines Silan-Haftmittels in Isopropylalkohol aufgebracht und 20 Minuten lang einer Heißhärtungsbehandlung bei 120ºC unterzogen.
Ferner wurde jede Glasplatte, die mit einem ITO-Film versehen und in der vorstehend beschriebenen Weise behandelt worden war, durch eine Schleuderbeschichtungsvorrichtung, die 15 s lang mit 2000 U/min rotierte, mit einer 2%igen Lösung einer Polyimidharzvorstufe in Dimethylacetamid beschichtet. Danach wurde der Beschichtungsfilm 60 min lang einer Heißhärtung bei 300ºC unterzogen, wobei ein etwa 70 nm (700 Å) dicker Film erhalten wurde. Der Beschichtungsfilm wurde mit einem acetatfaserbesetzten Tuch gerieben. Die zwei auf diese Weise behandelten Glasplatten wurden mit Isopropylalkohol gewaschen. Nachdem Aluminiumoxidperlen mit einer mittleren Teilchengröße von 1,5 um auf einer der Glasplatten verteilt worden waren, wurden die zwei Glasplatten mit einem Kleb- und Abdichtungsmittel derart aufeinandergebracht, daß ihre Reibrichtungen zueinander parallel waren, und zur Bildung einer Leerzelle 60 Minuten lang bei 100ºC erhitzt. Durch Messung mit einem Berek-Kompensator wurde gefunden, daß der Zellenzwischenraum etwa 2 um betrug.
Die auf diese Weise hergestellte Zelle wurde unter Vakuum mit der vorstehend hergestellten Flüssigkristallmischung A gefüllt, unter Bildung einer isotropen Phase erhitzt und allmählich mit einer Geschwindigkeit von 0,5ºC/h abgekühlt, um eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung zu erhalten.
Dann wurde bei der Vorrichtung die optische Ansprechzeit (Zeit vom Anlegen der Spannung bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Änderung der Durchlässigkeit 90% des Maximalwertes erreicht) unter Anlegen einer Spitze-Spitze-Spannung von 30 V in Verbindung mit im rechten Winkel gekreuzten Nicolschen Polarisatoren gemessen.
Ansprechzeit (ms)
Temp. (ºC) Flüssigkristallmischung A 40 0,06
30 0,13

Beispiel 9

Optisch aktiver 2-Fluorbutansäure-p-(5-dodecyl-2-pyrimidyl)phenylester wurde nach dem folgenden Reaktionsschema hergestellt:
Im einzelnen wurden in eine Lösung von 0,34 g (1,0 mmol) p-(5- Dodecyl-2-pyrimidyl)-phenol und 0,22 g (2,0 mmol) Triethylamin in trockenem Dichlormethan eine Lösung von 0,11 g (1,0 mmol) (+)-2-Fluorbutansäure in trockenem Dichlormethan und 0,31 g (1,2 mmol) 2-Chlor-1-methylpyridiniumiodid hineingegeben, und die resultierende Mischung wurde 1 Stunde lang in einer Stickstoffatmosphäre unter Rückfluß erhitzt. Nachdem die Reaktion beendet war, wurde Dichlormethan abdestilliert, und das Produkt wurde durch Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Dichlormethan) gereinigt und aus Hexan umkristallisiert. Als Ergebnis wurden 0,11 g (0,27 mmol) 2-Fluorbutansäure-p-(5-dodecyl-2-pyrimidyl)-phenylester erhalten. Die Ausbeute betrug 27%.
[α]²&sup7;D -1,22 (c=0,82 Dichlormethan)

Beispiel 10

Optisch aktiver 2-Fluorpropansäure-p-(5-decyl-2-pyrimidyl)-phenylester wurde nach dem folgenden Schema hergestellt: Pyridin
Im einzelnen wurden 1,6 g (174 mmol) 2-Fluorpropansäure in 10 ml Benzol gelöst, und nach und nach wurden unter Rühren in 20 Minuten 177 mmol Phosphorpentoxid dazugegeben. Dann wurde die Temperatur der Mischung erhöht, und die Mischung wurde vier Stunden lang unter Rückfluß erhitzt, um ein Säurechlorid zu erhalten.
5,4 g (173 mmol) p-(5-Decyl-2-pyrimidyl)-phenol und 1,4 g (177 mmol) Pyridin wurden in 30 ml Benzol gelöst, und eine Benzollösung des vorstehenden 2-Fluorpropansäurechlorids wurden in 15 Minuten bei 5ºC dazugetropft. Dann wurde die Mischung über Nacht bei Raumtemperatur gerührt, und nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionslösung in Eiswasser gegossen. Dann wurde das System durch Zusatz von 6 n HCl angesäuert und mit Benzol extrahiert. Die Benzolextraktlösung wurde mit Wasser und wäßriger Kochsalzlösung gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet, und das Lösungsmittel wurde abdestilliert, wobei 3,2 g eines Rohprodukts zurückblieben. Das Produkt wurde durch Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Hexan/Aceton = 10/1) gereinigt, wobei 330 mg 2-Fluorpropansäure-p-(5-decyl- 2-pyrimidyl)-phenylester erhalten wurden. Ausbeute: 5,0%.

Beispiele 11 bis 13

Beispiel 9 wurde unter Verwendung von p-(5-Octyl-2-pyrimidyl)phenol, (5-Nonyl-2-pyrimidyl)-phenol und p-(5-Decyl-2-pyrimidyl)-phenol, die jeweils anstelle des p-(5-Dodecyl-2-pyrimidyl)-phenols verwendet wurden, wiederholt, wobei die folgenden Verbindungen erhalten wurden:
Die Phasenübergangstemperatur und die optischen Rotationsdaten für diese Verbindungen sind in der folgenden Tabelle 2 zusammen mit dener für die Verbindungen der Beispiele 9 und 10 gezeigt. Die in Tabelle 2 verwendeten Symbole haben dieselben Bedeutungen wie in Tabelle 1. Tabelle 2 Beispiel Optische Drehung Phasenübergangstemperatur (ºC) Krist. Iso.

Beispiel 14

Eine nachstehend gezeigte Flüssigkristallmischung wurde unter Verwendung der mesomorphen Verbindung von Beispiel 13 in Tabelle 2 hergestellt. Die Zusammensetzung, die Phasenübergangstemperatur und die optische Drehung sind nachstehend zusammen mit denen der Mischung A in Beispiel 8 gezeigt. Die sich von der - Mischung C nur dadurch unterschied, daß anstelle der mesomorphen Verbindung von Beispiel 13 die mesomorphe Verbindung von Beispiel 1, die in ihrer optisch aktiven Gruppe eine längere Kohlenstoffkette hat, verwendet wurde.
Phasenübergangstemperatur (ºC)
Spontane Polarisation (nC/cm²) Temp. (ºC) Flüssigkristallmischung C
Unter Verwendung der vorstehenden Flüssigkristallmischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung hergestellt.
Die optische Ansprechzeit der auf diese Weise hergestellten ferroelektrischen Flüssigkristallzelle wurden in derselben Weise gemessen und ist nachstehend zusammen mit der optischen Ansprechzeit der Vorrichtung, bei der die Mischung A verwendet wurde, gezeigt.
Optische Ansprechzeit (ms) Temp. (ºC) Flüssigkristallmischung C
Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß die Flüssigkristallmischungen C und A in bezug auf die Phasenübergangstemperatur oder die spontane Polarisation keinen wesentlichen Unterschied zeigten, daß jedoch die Mischung C, die eine mesomorphe Verbindung mit einer kürzeren Kohlenstoffkette in der optisch aktiven Gruppe enthält, eine höhere Ansprechgeschwindigkeit zeigte.

Beispiel 15

Zwei Glasplatten, die jeweils mit einem lichtdurchlässigen ITO- Elektrodenfilm versehen waren, wurden durch Schleuderbeschichtung mit einem Film aus einer Polyimidharzvorstufe beschichtet, worauf zur Bildung von Polyimidfilmen 60 Minuten lang bei 300ºC erhitzt wurde. Die Polyimidfilme wurden ferner durch Reiben behandelt, und die zwei auf diese Weise behandelten Glasplatten wurden aufeinandergebracht, um eine Leerzelle mit einem Zellzwischenraum von 8 um zu bilden. Die Zelle wurde zur Bildung einer TN-Zelle mit einer nematischen Flüssigkristallmischung des Biphenyltyps gefüllt. Die Zelle wurde dann durch ein Polarisationsmikroskop beobachtet, wobei eine umgekehrte Domäne (Streifenbild) beobachtet wurde.
Eine TN-Zelle wurde in ähnlicher Weise hergestellt, außer daß eine Flüssigkristallmischung verwendet wurde, die durch Zugabe von 1 Masseteil der mesomorphen Verbindung des vorstehenden Beispiels 2 zu 99 Masseteilen der vorstehend erwähnten nematischen Flüssigkristallmischung des Biphenyltyps erhalten worden war. Als Ergebnis der Beobachtung durch ein Polarisationsmikroskop wurde keine umgekehrte Domäne beobachtet, sondern gefunden, daß sich eine gleichmäßige nematische Phase gebildet hatte. Somit wurde gefunden, daß die mesomorphe Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung wirksam war, um das Auftreten einer umgekehrten Domäne zu verhindern.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wild gemäß der vorliegenden Erfindung eine mesomorphe Verbindung bereitgestellt, die durch die vorstehend erwähnte Formel (I) dargestellt wird und ein Fluoratom hat, das direkt an ihr asymmetrisches Kohlenstoffatom gebunden ist und ein großes Dipolmoment liefert. Ferner ist es möglich, zu erreichen, daß bei einer TN-Flüssigkristallmischung kaum eine umgekehrte Domäne auftritt oder daß eine chirale nematische Flüssigkristallmischung oder eine chirale smektische Flüssigkristallmischung ein verbessertes Ansprechverhalten in bezug auf ein elektrisches Feld zeigt, indem mindestens eine Art der mesomorphen Verbindung als Bestandteil zugesetzt wird.
Ferner ist es möglich, den Flüssigkristallzustand der resultierenden Flüssigkristallmischung zu steuern.

Claims

1. Optisch aktive mesomorphe Verbindung, dies durch die folgende Formel (I) dargestellt wird:

worin R&sub1; und R&sub2; jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen bedeuten und C* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bezeichnet.

2. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

3. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

4. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

5. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

6. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

7. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

8. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

9. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

10. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

11. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

12. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

13. Verbindung nach Anspruch 1, die

ist.

14. Flüssigkristallmischung, die aus mindestens zwei Verbindungen besteht und mindestens eine Verbindung enthält, die durch die folgende Formel (I) dargestellt wird:

15. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 14, die zusätzlich zu der erwähnten mindestens einen Verbindung einen ferroelektrischen Flüssigkristall enthält, wobei der erwähnte ferroelektrische Flüssigkristall aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:

16. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 14, die zusätzlich zu mindestens einer erwähnten Verbindung einen nichtchiralen smektischen Flüssigkristall enthält.

17. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 14, die zusätzlich zu mindestens einer erwähnten Verbindung einen nematischen Flüssigkristall enthält.

18. Flüssigkristallvorrichtung mit einem Paar Elektroden, die mit Abstand gegenüberliegend angeordnet sind, und einer Flüssigkristallmischung, die zwischen den mit Abstand gegenüberliegend angeordneten Elektroden angeordnet ist, wobei die erwähnte Flüssigkristallmischung aus mindestens zwei Verbindungen besteht und mindestens eine Verbindung enthält, die durch die folgende Formel (I) dargestellt wird:

19. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die erwähnte Flüssigkristallmischung zusätzlich zu mindestens einer erwähnten Verbindung einen ferroelektrischen Flüssigkristall enthält, wobei der erwähnte ferroelektrische Flüssigkristall aus der folgenden Gruppe ausgewählt ist:

20. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die erwähnte Flüssigkristallmischung zusätzlich zu mindestens einer erwähnten Verbindung einen nichtchiralen smektischen Flüssigkristall enthält.

21. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 18, bei der die erwähnte Flüssigkristallmischung zusätzlich zu mindestens einer erwähnten Verbindung einen nematischen Flüssigkristall enthält.