DE3587601T2

DE3587601T2 - Ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristallzusammensetzung.

Info

Publication number: DE3587601T2
Application number: DE85113125T
Authority: DE
Inventors: Kenji Furukawa; Kanetsugu Terashima
Original assignee: Hitachi Ltd; Chisso Corp
Current assignee: JNC Corp; Hitachi Ltd
Priority date: 1984-10-18
Filing date: 1985-10-16
Publication date: 1994-03-10
Anticipated expiration: 2005-10-17
Also published as: EP0178647A3; EP0178647A2; US4780241A; US4931208A; EP0178647B1; DE3587601D1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine ferroelektrische Flüssigkristall-Zusammensetzung und einen Lichtschalter, der die ferroelektrische Flüssigkristall-Zusammensetzung verwendet. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung, die eine große Ganghöhe (helikalen Abstand) hat, sowie einen Lichtschalter mit schnellen Reaktionseigenschaften.

STAND DER TECHNIK

Flüssigkristall-Verbindungen werden in großem Umfang als Anzeigematerialien verwendet; allerdings weisen die meisten derartigen Flüssigkristall-Anzeigeelemente einen TN-Anzeigemodus auf, bei welchem ein Flüssigkristall- Material, das zu einer nematischen Phase gehört, verwendet wird. Da der TN-Anzeigemodus ein nicht-emittierender Typ ist, hat er charakteristische Merkmale, nämlich die, daß er die Augen nicht ermüdet und daß er mit extrem geringen Energieverbrauch arbeitet. Andererseits weist er Schwächen auf, nämlich die, daß die Reaktion langsam ist, und daß die Anzeige in Abhängigkeit vom Winkel, aus dem sie betrachtet wird, nicht gesehen werden kann. Kürzlich wurden Versuche zur Verbesserung des Flüssigkristall- Materials durch Beseitigung dieser Mängel durchgeführt, insbesondere um die Forderung nach einer schnellen Reaktion des Anzeigegerätes zu erfüllen. Allerdings beinhaltet der TN-Anzeigemodus immer noch das Problem der im Vergleich zu anderen Anzeigen des Emissionstyps [z. B. EL (Elektrolumineszens)-Anzeige, Plasmaanzeige, usw.] langen Reaktionszeiten, das noch zu lösen bleibt.
Um viele charakteristischen Merkmale des Flüssigkristall- Anzeigeelementes wie z. B. den passiven Typ, und geringen Energieverbrauch zu erreichen sowie Reaktionseigenschaften zu sichern, die denen der emittierenden Anzeige vergleichbar sind, ist es unerläßlich, einen neuen Flüssigkristall-Anzeigemodus zu entwickeln, der den Anzeigemodus des TN-Typs ersetzen kann.
Bei Versuchen zu einer derartigen Entwicklung wurde von N.A. Clark und S.T. Lagerwall ein Anzeigegerät vorgeschlagen, welches das Lichtschalt-Phänomen eines ferroelektrischen Flüssigkristalls verwendet [siehe N.A. Clark, S.T. Lagerwall; Appl. Phys. Lett., 36, 899 (1980)]. Die Existenz eines ferroelektrischen Flüssigkristalls war erstmals von R.B. Meyer et al. 1975 offenbart worden [siehe R.B. Meyer et al; J. de Physique, 36, L-69 (1975)]. Hinsichtlich der Flüssigkristallstruktur gehören ferroelektrische Flüssigkristalle zu der chiralen smektrischen C-Phase, der chiralen smektischen F-Phase, der chiralen smektischen G-Phase und der chiralen smektischen H-Phase (welche im folgenden als die Sc*- Phase, die SI*-Phase, die SF*-Phase, die SG*-Phase bzw. die SH*-Phase abgekürzt werden).
Die Anwendung des Lichtschalt-Effektes der Sc*-Phase bei Anzeigeelementen liefert drei charakteristische Vorteil gegenüber dem TN-Anzeigemodus. Der erste Vorteil ist eine sehr schnelle Reaktion. Die Reaktionszeit beträgt 1/100 oder weniger jener eines üblichen TN-Anzeigemodus. Der zweite Vorteil ist die Bereitstellung eines Memory- Effektes, der zusammen mit der oben genannten Eigenschaft der schnellen Reaktion einen Multiplex-Betrieb einfach macht. Der dritte Vorteil ist die Leichtigkeit, mit der der Graubereich oder eine Abstufung der Helligkeit erreicht werden kann. Da im Fall des TN-Modus der Graubereich durch Steuerung der angelegten Spannung erreicht wird, treten schwierige Probleme auf, die die Abhängigkeit des Schwellenspannung von der Temperatur und die Abhängigkeit der Reaktionszeit von der Spannung beinhalten. Im Gegensatz dazu kann im Fall der Anwendung des Lichtschalt-Effektes des Sc*-Phase der Graubereich leicht durch Steuerung der Polaritäts-Inversions-Zeit erreicht werden. Demnach ist das letztgenannte Verfahren für eine graphische Anzeige oder dergleichen sehr geeignet.
Zwei Verfahren können als Anzeige-Verfahren in Betracht gezogen werden. Ein Verfahren ist ein Doppelbrechungstyp, der zwei Polarisator-Platten verwendet und das andere ist ein guest-host-Typ, der einen dichroitischen Farbstoff verwendet. Da die Sc*-Phase spontane elektrische Polarisation aufweist, drehen sich die Moleküle durch eine u-Rotation um die helikalen Achsen als Rotationsachsen, indem die Polarität der angelegten Spannung umgekehrt wird. Dadurch daß eine Flüssigkristall-Zusammensetzung, die eine Sc*-Phase aufweist, in eine Flüssigkristall- Anzeigezelle gefüllt wird, welche einer Oberflächenbehandlung zur Ausrichtung der Flüssigkristallmoleküle parallel zur Elektrodenoberfläche unterworfen worden ist, daß die Flüssigkristallzelle zwischen zwei Polarisatoren, die im voraus so angeordnet sind, daß die Polarisationsebene eines Polarisators zur Richtung der Flüssigkristallmoleküle parallel ist, gebracht wird und daß die Polarität der angelegten Spannung umgekehrt wird, können ein heller Bildbereich und ein dunkler Bildbereich (welche durch den Winkel zwischen den Polarisationsebenen bestimmt werden) untereinander ausgetauscht werden. Wenn andererseits die Anzeige nach dem guest-host-Modus betrieben wird, können ein farbiger Bildbereich und ein farbloser Bildbereich, welche durch Anordnung der Polarisationsplatten bestimmt werden, untereinander vertauscht werden, indem die Polarität der angelegten Spannung umgekehrt wird.
Beispiele für heute bekannte ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Verbindungen sind in Tabelle 1 angegeben [siehe J. Physique, 37, C3-129 (1976)]. Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, haben die meisten ferroelektrischen Flüssigkristall-Verbindungen einen Temperaturbereich, der Ferroelektrizität zeigt, nämlich einen Temperaturbereich oberhalb Raumtemperatur, der die Sc*-, SJ*-, SF*-, SG*- oder SH*-Phase zeigt. Demnach können sie nicht so wie sie sind, als Anzeigeelemente verwendet werden. Ferner haben chirale smektische Flüssigkristall-Verbindungen die Möglichkeit, daß sie in der smektischen B-Phase oder der smektischen E-Phase (welche im folgenden als "SB-Phase" bzw. "SE-Phase" abgekürzt werden) vorliegen können, die keine Ferroelektrizität zeigen. Daher kann eine chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, die in einem praktischen Temperaturbereich Ferroelektrizität aufweist, nicht leicht erhalten werden. Bisher konnten noch keine chiralen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzungen erhalten werden, die (a) in einem praktischen Temperaturbereich, einschließlich Raumtemperatur Ferroelektrizität zeigen, (b) eine große spontane elektrische Polarisation haben und (c) eine große helikale Ganghöhe haben. Tabelle 1 Verbindung Phasenübergangstemperatur Anmerkung: In der Spalte "Phasenübertragungstemperatur", stehen C, SA und I für Kristall-, smektische A bzw. isotropische Flüssigphase, die anderen Abkürzungen stehen für die entsprechenden vorstehend genannten Phasen.
Wie aus der vorhergehenden Beschreibung offensichtlich wird, besteht die erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer chiralen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzung, die (a) in einem weiten Temperaturbereich ausgehend von etwa Raumtemperatur Ferroelektrizität aufweist (b) eine große spontane elektrische Polarisation hat und (c) eine große helikale Ganghöhe aufweist. Die zweite Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines Lichtschalt- Elementes, das zu einer schnellen Reaktion fähig ist.
Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben Untersuchungen an flüssigen Zusammensetzungen durchgeführt, die hauptsächlich eine chirale smektische Flüssigkristall-Verbindung enthielten, und als Ergebnis fanden sie überraschenderweise heraus, daß ein Zusatz einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine nematische Phase und/oder eine smektische Phase hat, zu einer chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung eine chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung liefern kann, die ausgehend von Raumtemperatur in einem weiten Temperaturbereich Ferroelektrizität zeigt. Auf diesen Tatsachen aufbauend wurde die vorliegende Erfindung vervollständigt.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird insbesondere bereitgestellt:
(1) eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, umfassend:
(i) mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine smektische C-Phase und keine helikale Struktur aufweist, und einer Flüssigkristall-Verbindung, die nur eine nematische Phase als Flüssigkristall-Phase und keine helikale Struktur aufweist, besteht, wobei das Element mindestens eine Verbindung ist, die aus denen der folgenden allgemeinen Formeln (II)-(XIV) ausgewählt ist:
worin
jedes R&sub2; und R&sub3; eine Alkylgruppe mit 1-18 Kohlenstoffatomen ist;
jedes R&sub4; und R&sub5; eine Alkylgruppe mit 1-18 Kohlenstoffatomen ist;
jedes R&sub6; und R&sub7; eine Alkylgruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub8; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub9; eine Alkylgruppe mit 6-9 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit 8-9 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub1;&sub0; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 6-10 Kohlenstoffatomen ist;
jedes R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub2; eine Alkoxygruppe mit 7-10 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub1;&sub3; eine Alkyl- oder Alkyloxygruppe mit 7 bis 9 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub1;&sub4; eine Alkoxygruppe mit 7-9 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub1;&sub5; eine Alkyloxygruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub1;&sub6; eine Alkylgruppe mit 4-8 Kohlenstoffatomen ist;
jedes R&sub1;&sub7;, R&sub1;&sub8; und R&sub2;&sub0; eine Alkylgruppe mit 7-18 Kohlenstoffatomen ist;
jedes R&sub1;&sub9; und R&sub2;&sub2; eine Alkylgruppe mit 6-18 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub2;&sub1; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist;
R&sub2;&sub3; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 6-18 Kohlenstoffatomen ist; und
R&sub2;&sub4; eine Alkylgruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist; und
(ii) mindestens eine optisch aktive chirale smektische Flüssigkristall-Verbindung, die durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird
in welcher und jeweils unabhängig einen Benzol- oder einen Cyclohexanring darstellen; in und n jeweils unabhängig eine ganze Zahl 1 oder 2 darstellen; x
oder eine Einfachbindung ist;
R&sub1; eine Alkylgruppe aus 1-18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe aus 1-18 Kohlenstoffatomen ist; Y eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Alkanoylgruppe oder eine Alkanoyloxygruppe mit einem asymetrischen Kohlenstoffatom ist,
unter der Voraussetzung, daß die Flüssigkristall- Verbindung, die eine smektische C-Phase und keine helikale Struktur hat, nicht
ist.
Bevorzugte Ausführungsformen werden unter (2) bis (6) unten beschrieben.
(2) Eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, wie sie in (1) oben beschrieben ist, welche mindestens eine Verbindung, die einen linkshändigen Helix-Drehsinn aufweist, und mindestens eine Verbindung, die einen rechtshändigen Helix-Drehsinn aufweist als chirale smektische Flüssigkristall-Verbindung enthält.
(3) Eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, wie sie in (1) oder (2) oben beschrieben wurde, welche 1 bis 30 Gew.% der Flüssigkristall-Verbindung, die nur eine nematische Phase als Flüssigkristall-Phase und keine helikale Struktur aufweist, sowie 99 bis 70 Gew.% der chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung enthält.
(4) Eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, wie sie in (3) oben beschrieben ist, in welcher die Flüssigkristall- Verbindung, die nur eine nematische Phase als Flüssigkristall-Phase und keine helikale Struktur aufweist, eine Verbindung mit einem Klärpunkt von über 70ºC und unter 250ºC ist.
(5) Chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, wie sie in (1) oder (2) oben beschrieben ist, welche 5 bis 95 Gew.% der Flüssigkristall-Verbindung, die eine smektische C-Phase und keine helikale Struktur aufweist, sowie 95 bis 5 Gew.% der chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung enthält.
(6) Ein Lichtschalt-Element, das eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung gemäß einem der oben genannten Abschnitte (1)-(5) verwendet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 und Fig. 2 sind Diagramme, die die Werte der spontanen elektrischen Polarisation bzw. der reziproken Ganghöhe in einem binären System einer Verbindung A und einer Verbindung B, wie es in der nachfolgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung angeführt ist, darstellen.
Fig. 3 und Fig. 4 sind Diagramme der gleichen oben beschriebenen Art von einem binären System einer Verbindung C und einer Verbindung D, das in der folgenden detaillierten Beschreibung der Erfindung angeführt ist.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Beispiele für eine chirale smektische Flüssigkristall- Verbindung, die in der vorliegenden Erfindung zu verwenden ist, und die eine helikale Struktur aufweist und durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird, umfassen die folgenden Verbindungen, d. h. viele Verbindungen, die einen Substituenten, der von (S)-2-Methylbutanol, (S)-1- Methylheptanol oder (R)-1-Methylheptanol abgeleitet ist, als Gruppe mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom, die durch Y in der Formel (I) dargestellt ist, enthalten. Die spontane elektrische Polarisation ist 3-5 nC/cm², was für Verbindungen, die einen Substituenten aufweisen, der von (S)-2-Methylbutanol abgeleitet ist, nicht so groß ist; und 50 bis 100 nC/cm², was sehr groß ist, für Verbindungen mit einem Substituenten, der von (S)- oder (R)-1- Methylheptanol abgeleitet ist.
In den oben angeführten Strukturformeln sollen die Sternchen angeben, daß Kohlenstoffatome, an denen sie stehen, asymmetrische Kohlenstoffatome sind. Demnach sind die oben angeführten Flüssigkristall-Verbindungen mit helikaler Struktur selbstverständlich optisch aktive Verbindungen.
Beispiele für Flüssigkristall-Verbindungen, die nur eine nematische Phase als flüssige Phase und keine helikale Struktur aufweisen und die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen die folgenden Verbindungen.
Beispiele für in der vorliegenden Erfindung verwendbare Flüssigkristall-Verbindungen, die zwei Phasen, nematische Phase und eine smektische C-Phase, und keine helikale Struktur aufweisen, umfassen die folgenden Verbindungen:
Beispiele einer optisch inaktiven Verbindung (Racemat), die keine helikale Struktur hat und die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, umfassen die folgenden Verbindungen.
Wenn eine Flüssigkristall-Verbindung, die nur eine nematische Phase hat, in der vorliegenden Erfindung als flüssige Phase einer chiralen smektischen Flüssigkristallverbindung zugesetzt wird, ist die gegenseitige Verträglichkeit dieser zwei Verbindungen gut; ein Bereich, in dem die erhaltene Zusammensetzung eine cholesterische Phase zeigt, tritt auf der Hochtemperaturseite eines Bereiches, in dem die Zusammensetzung eine smektische Phase zeigt, auf. Entsprechend wird der Bereich der smektischen Phase gedrängt, sich zur Niedrigtemperaturseite zu bewegen. Somit wird die untere Grenze der Sc*-Phase gesenkt. Es wird angenommen, daß sich der Temperaturbereich der Sc*-Phase in diesem Fall ausdehnt, obwohl die Senkung der unteren Grenze der Sc*- Phase im Vergleich zu jener der unteren Grenze mäßig ist. In dem später angeführten Beispiel 2, wo 10 Gew.% einer Flüssigkristall-Verbindung mit einer nematischen Phase, zu einer chiralen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzung gegeben wurden, wurde beispielsweise die untere Grenze der Sc*-Phase von 27ºC auf 19ºC gesenkt, wohingegen die obere Grenze der Sc*-Phase von 59ºC auf 56ºC verschoben wurde, was keine wesentliche Änderung darstellt. So dehnt sich die Sc*-Phase aus. In vielen Fällen kann ein Gehalt einer nematischen Flüssigkristall-Verbindung, die zugesetzt werden soll, gefunden werden, bei dem die untere Grenze der Sc*-Phase stark gesenkt wird, während die obere Grenze kaum gesenkt wird oder eher erhöht wird.
Ein vorteilhafter Gehalt einer nematischen Verbindung ist 1 bis 30 Gew.% der resultierenden chiralen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzung. Die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase verändert sich bei Zugabe von weniger als 1% einer nematischen Verbindung kaum. Ein Gehalt der nematischen Verbindung von mehr als 30 Gew.% der Verbindung liefert nicht nur eine extreme Erniedrigung der oberen Grenze der Sc*-Phase in der Größenordnung von 10ºC oder mehr, sondern senkt auch eine spontane elektrische Polarisation der Zusammensetzung durch den Zusatz der nematischen Verbindung, die keine Ferroelektrizität zeigt. Demnach ist ein Zusatz von mehr als 30% einer nematischen Flüssigkristall-Verbindung nicht bevorzugt.
Wenn die zugesetzte Menge an nematischer Flüssigkristall- Verbindung 30% oder weniger beträgt, wird der Wert der spontanen elektrischen Polarisation der erhaltenen Zusammensetzung nicht wesentlich beeinträchtigt. Die helikale Ganghöhe wird durch Zugabe einer nematischen Flüssigkristall-Verbindung leicht vergrößert. Der Klärpunkt einer zugesetzten nematischen Flüssigkristall- Verbindung sollte zwischen 70 und 250ºC liegen. Wenn eine nematische Flüssigkristall-Verbindung mit einem niedrigen Klärpunkt wie z. B.
(Klärpunkt: 57ºC) oder
(Klärpunkt: 38ºC)
verwendet wird, wird die obere Grenze der Sc*-Phase erniedrigt. Dies ist nicht vorteilhaft.
Das Auftreten einer cholesterischen Phase in der Zusammensetzung ist für den Erhalt einer monodomänen Zelle, wo Flüssigkristall-Moleküle gleichförmig ausgerichtet sind, günstig. Schrittweises Abkühlen der Zusammensetzung unter einem angelegten elektrischen Feld liefert eine Monodomäne. In der cholestrischen Phase ist eine größere helikale Ganghöhe bevorzugt, da sie eine bessere Ausrichtung liefert. Diese kann vervollständigt werden, indem eine chirale Flüssigkristall-Verbindung mit einem rechtshändigen Helix-Drehsinn und einer chiralen Flüssigkristall-Verbindung mit einem linkshändigen Helix- Drehsinn vermischt wird.
Der Effekt der Verwendung einer Flüssigkristallverbindung, die eine smektische C-Phase (welche im folgenden "Sc-Phase" abgekürzt wird) und keine helikale Struktur hat, wird nun unter Bezugnahme auf Beispiele erläutert. Fig. 1 und Fig. 2 zeigen die Konzentrations- Abhängigkeiten für den Wert der spontanen elektrischen Polarisation (Ps) und die reziproke Ganghöhe (1/P) einer binären Mischung bei einer Meßtemperatur (T), die 15ºC unter der Sc*-SA-Phasenübergangstemperatur (Tc) (im folgenden abgekürzt als T-Tc=-15ºC) liegt, und zwar in einem binären System der Mischung einer Verbindung A, die der Formel (I) entspricht, wobei m = 1, n = 2, X = ,
nämlich
(Verbindung A),
und einer Verbindung B, die der Formel (III) entspricht, wobei R&sub2; = C&sub8;H&sub1;&sub7;O- und R&sub3; = C&sub8;H&sub1;&sub7;O- ist und die eine helikale Struktur hat, nämlich
(Verbindung B).
Wie aus den Fig. 1 und 2 erkennbar ist, kann eine Zunahme in Übereinstimmung mit der Zusammensetzung (% der Komponenten) entweder beim Wert der spontanen elektrischen Polarisation oder beim Kehrwert der Ganghöhe beobachtet werden. Wenn die Konzentration der Verbindung A 20 Gew.% beträgt, ist die spontane elektrische Polarisation 8,5 nC/cm² groß, und die helikale Ganghöhe ist mit 33 um sehr groß. Dies zeigt, daß eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung mit einer großen helikalen Ganghöhe leicht erhalten werden kann.
Fig. 3 und Fig. 4 zeigen die Abhängigkeiten von Ps und 1/P von der Konzentration bei T-Tc = -15ºC in einem binären System einer Mischung aus einer Verbindung C, die der Formel (I) entspricht, wobei m = 1, n = 1, X = ,
und R&sub1; = C&sub8;H&sub1;&sub7;O- ist, nämlich
(Verbindung C),
und einer Verbindung D, die der Formel (IV) entspricht, wobei R&sub4; = C&sub8;H&sub1;&sub7;O- und R&sub5; = C&sub1;&sub0;H&sub2;&sub1;O- ist und die keine helikale Struktur hat, nämlich
(Verbindung D).
Wie aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, ist bei einer Konzentration der Verbindung C von 30 Gew.% der Wert der spontanen elektrischen Polarisation 1,2 nC/cm² und die helikale Ganghöhe ist mit 7,1 um sehr groß. Wie in dem oben genannten Beispiel liegt dies nahe, daß eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung mit großer Ganghöhe einfach erhalten werden kann. Der Gehalt an einer Flüssigkristall- Verbindung, die eine Sc-Phase und keine helikale Struktur hat, beträgt in der Flüssigkristall-Zusammensetzung dieser Erfindung vorzugsweise 5 bis 95 Gew.%, noch bevorzugter 10 bis 90 Gew.%. Wenn der Gehalt einer Flüssigkristall- Verbindung, die eine Sc-Phase und keine helikale Struktur hat, 95 Gew.% übersteigt, kann die spontane elektrische Polarisation der erhaltenen Zusammensetzung auf unbrauchbare Werte absinken, selbst wenn eine chirale smektische Flüssigkristall-Verbindung mit sehr großer spontaner elektrischer Polarisation als die andere Komponente verwendet wird. Wenn andererseits der Gehalt einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine Sc-Phase und keine helikale Struktur aufweist, weniger als 5 Gew.% beträgt, kann die Senkung der unteren Temperaturgrenze in der Sc*-Phase der erhaltenen Zusammensetzung unbrauchbar klein sein.
Wenn eine Verbindung, die eine nicht so große spontane elektrische Polarisation hat, wie z. B. ein Derivat von 2- Methylbutanol, als chirale smektische Flüssigkristall- Verbindung verwendet wird, ist der Gehalt einer Verbindung, die keine helikale Struktur hat, als die andere Komponente im Hinblick auf den Wert der spontanen Polarisation der Zusammensetzung vorzugsweise 80 Gew.% oder weniger.
In der vorliegenden Erfindung kann durch Zugabe einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine Sc-Phase und keine helikale Struktur hat, zu einer chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung, die eine sehr große spontane elektrische Polarisation aufweist, eine Flüssigkristall- Zusammensetzung mit einer großen helikalen Ganghöhe und einem ausgedehnten Bereich der Sc*-Phase erhalten werden.
Im allgemeinen sind viele der Flüssigkristall- Verbindungen, die eine Sc-Phase und keine helikale Struktur haben, solche, die eine nematische Phase auf der Hochtemperaturseite der Sc-Phase haben. Demnach kann der Zusatz einer Verbindung der Art wie sie oben genannt wurde, die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase der erhaltenen Zusammensetzung erniedrigen.
Außer den oben genannten Vorteilen bei Verwendung einer chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung, die eine sehr große spontane elektrische Polarisation hat, als Komponente wird folgendes angemerkt:
(a) es kann eine Auswahl der Komponenten-Verbindung vorzugsweise aus einem weiten Bereich erfolgen, da die chirale smektische Flüssigkristall-Verbindung, die als Komponente gewählt wird, hinsichtlich des Drehsinns der Helix nicht beschränkt ist;
(b) da der Gehalt an chiralem smektischen Flüssigkristall verkleinert werden kann, kann eine ferroelektrische Flüssigkristall-Zusammensetzung und daher ein Lichtschalt- Element, das zu schneller Reaktion fähig ist, vorteilhaft bei relativ niedrigen Kosten erhalten werden.
Viele Verbindungen, in denen Y
oder
in der Formel (I) ist, haben eine große spontane elektrische Polarisation, wie z. B. 80 bis 100 nC/m². So kann die Zugabe selbst einer geringen Menge einer ferroelektrischen Flüssigkristall-Verbindung der oben genannten Art eine Zusammensetzung mit ausreichend großer spontaner elektrischer Polarisation liefern.
Wenn eine chirale smektische Flüssigkristall-Verbindung mit einer nicht so großen spontanen elektrischen Polarisation als Komponente verwendet wird, ist es notwendig, ihren Gehalt in gewissem Ausmaß zu erhöhen. In diesem Fall ist es zur Vergrößerung der helikalen Ganghöhe der Zusammensetzung effektiv, eine Verbindung mit einem rechtshändigen Helix-Drehsinn und eine Verbindung mit einem linkshändigen Helix-Drehsinn zu mischen. In diesem Zusammensetzungstyp kann eine genaue Einstellung der Ganghöhe relativ leicht erfolgen.
Wie bereits oben beschrieben wurde, kann gemäß der vorliegenden Erfindung eine chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung erhalten werden, die einen Bereich der Sc*-Phase, die sich in einem weiten Temperaturbereich ausgehend von etwa Raumtemperatur ausdehnt, eine große spontane elektrische Polarisation und eine große helikale Ganghöhe hat, erhalten werden.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Flüssigkristall- Zusammensetzung als Flüssigkristall-Material kann ein Flüssigkristall-Anzeigeelement erhalten werden, welches zu einer sehr schnellen Reaktion fähig ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand von Beispielen näher beschrieben, die diese jedoch nicht beschränken sollen. Die Werte für spontane elektrische Polarisationen wurden nach der Sawyer-Tower-Methode gemessen und die helikalen Ganghöhen wurden durch direkte Messung des Abstandes von gestrippten Mustern, der der vollen Ganghöhe entspricht, mit einem Polarisationsmikroskop unter Verwendung einer homogen ausgerichteten Zelle erhalten.

BEISPIEL 1

Eine Flüssigkristall-Zusammensetzung bestehend aus den folgenden drei Arten von Verbindungen als Verbindungen der allgemeinen Formel (I), d. h. aus 40 Gewichtsteilen
30 Gewichtsteilen
20 Gewichtsteilen
(welche nachfolgend als Zusammensetzung A abgekürzt wird) zeigte eine Phasenübergangstemperatur (SB-Sc*) und eine Phasenübergangstemperatur (Sc*-SA) von 27ºC bzw. 59ºC und ging in eine isotropische Flüssigkeit (welche nachfolgend als I-Phase abgekürzt wird) über. Der Temperaturbereich der Sc*-Phase, in welchem die Zusammensetzung A ferroelektrische Eigenschaften zeigte, war von 27ºC bis 59ºC.
Wenn 10 Gewichtsteile einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine nematische Phase hat und eine Formel
hat, d. h. eine Verbindung der Formel (II), in der sowohl R&sub2; wie auch R&sub3; eine Pentylgruppe ist, zu 90 Gewichtsteilen der Zusammensetzung A gegeben wurde, änderte sich der Temperaturbereich der Sc-Phase von 0 bis 65ºC und der Wert der spontanen elektrischen Polarisation war 3,8 nC/cm² bei 30ºC, die helikale Ganghöhe betrug 25 um. Demnach wurde eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, in welcher sich der Temperaturbereich der Sc*-Phase von 32ºC bis 65ºC erstreckte und die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase extrem erniedrigt war durch Zusatz einer Verbindung mit einer nematischen Phase erhalten.

BEISPIEL 2

10 Gewichtsteile einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine nematische Phase aufweist und eine Formel (III) hat, in welcher R&sub2; und auch R&sub3; eine Octylgruppe ist, d. h.
zu 90 Gewichtsteilen der in Beispiel 1 angegeben Zusammensetzung A gegeben wurden, wurde eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung erhalten, in der der Temperaturbereich der Sc*-Phase sich von 19 bis 56ºC erstreckte (d. h. über einen Temperaturbereich von 37ºC), die untere Temperaturgrenze von Sc* erniedrigt war und der Wert der spontanen elektrischen Polarisation 3,5 nC/cm² bei 25ºC betrug.

BEISPIEL 3

Die chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, die aus 45 Gewichtsteilen
25 Gewichtsteilen
und 30 Gewichtsteilen
bestand (welche im folgenden als Zusammensetzung B abgekürzt wird), hatte einen Schmelzpunkt von 32ºC, zeigte eine Sc*-Phase im Bereich von 32ºC bis 46ºC, ging bei einer Temperatur über 46ºC in die SA-Phase und bei einer Temperatur von 89ºC in die I-Phase über. Der Temperaturbereich der Sc*-Phase hatte eine Ausdehnung von 14ºC. Als eine Flüssigkristall-Verbindung mit einer nematischen Phase der Zusammensetzung B zugegeben wurde, wobei ein Komponentenverhältnis von 20 Gewichtsteilen
und 80 Gewichtsteilen Zusammensetzung B eingehalten wurde, wurde der Schmelzpunkt (C-Sc*-Phasenübergangstemperatur) 23ºC und die Sc*-SA-Phasenübergangstemperatur wurde 57ºC. Die spontane elektrische Polarisation zeigte einen extrem großen Wert wie z. B. 20,0 nC/cm² bei 25ºC. Es war nämlich eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung erhalten worden, in welcher sich der Temperaturbereich der Sc*-Phase von 23 bis 57ºC erstreckte, d. h. über einen Bereich von 34ºC und in welcher die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase erniedrigt war.

BEISPIEL 4

Eine chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, die ein Komponentenverhältnis von 40 Gewichtsteilen
20 Gewichtsteilen
20 Gewichtsteilen
20 Gewichtsteilen
hatte, (diese Zusammensetzung wird nachfolgend als Zusammensetzung C abgekürzt) hatte eine SB-Sc*- Phasenübergangstemperatur von 30ºC, eine Sc*-SA- Phasenübergangstemperatur von 62ºC und eine Übergangstemperatur zur I-Phase von 110ºC. Demnach erstreckte sich der Sc*-Phasenbereich von 30 bis 62ºC, d. h. über einen Temperaturbereich von 32ºC.
Durch Zugabe einer Flüssigkristall-Verbindung mit einer nematischen Phase, welche auch in den Beispielen 2 und 3 verwendet wurde, zu der Zusammensetzung C, wobei ein Komponentenverhältnis von 20 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
und 70 Gewichtsteile Zusammensetzung C eingehalten wurde, wurde eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung erhalten, in welcher die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase stark gesenkt war, z. B. 15ºC, die obere Temperaturgrenze auf 58ºC geändert war, der Bereich der Sc* sich über einen Bereich von 43ºC in der Ausdehnung erstreckt. Der Wert der spontanen elektrischen Polarisation dieser Zusammensetzung betrug 3,0 nC/cm² bei 20ºC.

BEISPIEL 5

Eine chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, die durch Auswahl von drei Arten von Verbindungen, die der allgemeinen Formel (I) entsprechen, hergestellt worden war, und 45 Gewichtstielen die ein Komponentenverhältnis von
35 Gewichtsteilen
20 Gewichtsteilen
aufwies (diese Zusammensetzung wird nachfolgend als "Zusammensetzung D" abgekürzt), zeigte bis 30ºC eine SB- Phase, bei einer Temperatur über dieser Temperatur eine Sc*-Phase, ging in eine SA-Phase bei 50ºC und in eine I- Phase bei 90ºC über. Demnach lag der Temperaturbereich der Sc*-Phase, welche ferroelektrisch Eigenschaften aufwies, zwischen 30 und 50ºC, d. h. hatte eine Ausdehnung über 20ºC. Als eine Flüssigkristall-Verbindung mit einer nematischen Phase unter Erhalt eines Komponentenverhältnisses von 10 Gewichtsteilen
und 90 Gewichtsteilen Zusammensetzung D zu dieser Zusammensetzung D gegeben wurde, wurde eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung erhalten, in der die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase erniedrigt war, wobei die Sc*-Phase im Temperaturbereich von 23 bis 55ºC (32ºC Ausdehnung) lag. Der Wert der spontanen elektrischen Polarisation der resultierenden Zusammensetzung war 4,0 nC/cm² bei 25ºC.

BEISPIEL 6

Eine chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, die aus 40 Gewichtsteilen
40 Gewichtsteilen
und 20 Gewichtsteilen
bestand (diese Zusammensetzung wird im folgenden als "Zusammensetzung E" abgekürzt), hatte einen Schmelzpunkt (eine C-Sc*-Phaseübergangstemperatur) von 32ºC, eine Sc*- SA-Phasenübergangstemperatur von 55ºC und einen Klärpunkt von 87ºC. Demnach hatte die Sc*-Phase einen Temperaturbereich 32 bis 55ºC, d. h. eine Ausdehnung über 23ºC.
Als eine Art einer Verbindung mit einer nematischen Phase zu dieser Zusammensetzung E gegeben wurde, wobei ein Komponentenverhältnis von 5 Gewichtsteilen
und 95 Gewichtsteilen der Zusammensetzung E eingehalten wurde, wurde die C-Sc*-Phasenübergangstemperatur auf 25ºC gesenkt, und die Sc*-SA-Phasenübergangstemperatur änderte sich auf 53ºC. In dieser ferroelektrischen chiralen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzung erstreckte sich der Temperaturbereich der Sc*-Phase von 25 bis 53ºC, d. h. hatte eine Ausdehnung über 28ºC, und die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase war erniedrigt. Der Wert der spontanen elektrischen Polarisation der resultierenden Zusammensetzung betrug 2,0 nC/cm² bei 35ºC.

BEISPIEL 7

Eine chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung, die aus zwei Verbindungsarten der Formel (I) bestand, wobei ein Komponentenverhältnis von 85 Gewichtsteilen
und 15 Gewichtsteilen
bestand (diese Zusammensetzung wird im folgenden als "Zusammensetzung F" abgekürzt), schmolz bei 38ºC, was eine Sc*-Phase anzeigte, ging bei 50ºC in die SA-Phase über, bei 62ºC in die cholestrische Phase und bei 70ºC in eine isotropische Flüssigkeit über. Demnach betrug der Temperaturbereich der Sc*-Phase, welche ferroelektrische Eigenschaften zeigte, 38ºC bis 50ºC, d. h. hatte eine Ausdehnung von 12ºC.
Als 10 Gewichtsteile einer Flüssigkristall-Verbindung mit der gleichen neinatischen Phase wie in Beispiel 2, d. h. mit der Formel
zu 90 Gewichtsteilen dieser Zusammensetzung F gegeben wurden, wurde der Schmelzpunkt der resultierenden Zusammensetzung auf 28ºC gesenkt, die Sc*-Phase war im Temperaturbereich von 28ºC-51ºC und eine SA-Phase im Temperaturbereich über 51ºC. Ferner wurde ein Wert von 2,5 nC/cm² für die spontane elektrische Polarisation bei 31ºC gemessen. Demnach war eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung erhalten worden, in welcher sich der Temperaturbereich der Sc*- Phase über 23ºC erstreckte und bei welcher die untere Temperaturgrenze der Sc*-Phase erniedrigt war.

BEISPIEL 8

Unter Verwendung einer chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung, die eine helikale Struktur hat und die durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird, sowie von Flüssigkristall-Verbindungen, die durch die allgemeinen Formeln (IV) und (XII) dargestellt werden und die keine helikale Struktur haben, wurden chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzungen mit einem nachfolgend aufgeführten Komponenten-Verhältnis hergestellt.
20 Gewichtsteile
20 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
20 Gewichsteile
20 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
Diese Zusammensetzung hatte einen Temperaturbereich für die Sc*-Phase von 8 bis 53ºC. Der Wert der spontanen elektrischen Polarisation bei 38ºC (d. h. T-Tc = -15ºC) betrug 10 nC/cm², die helikale Ganghöhe war 18 um.

BEISPIEL 9

Unter Verwendung einer chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung, die eine helikale Struktur hat und die durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird, sowie einer Flüssigkristall-Verbindung vom Pyrimidintyp, die keine helikale Struktur hat und die durch die allgemeinen Formeln (XII) und (XIII) dargestellt wird, wurde eine chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung mit den folgenden Komponentenverhältnissen hergestellt.
10 Gewichtsteile
10 Gewichtsteile
20 Gewichtsteile
7,2 Gewichtsteile
12, 6 Gewichtsteile
28,2 Gewichtsteile
und 12 Gewichtsteile
Der Temperaturbereich der Sc*-Phase betrug bei dieser Zusammensetzung -12ºC bis 62ºC. Der Wert der spontanen elektrischen Polarisation bei 47ºC (d. h. T-Tc = -15ºC) war 4nC/cm² und die helikale Ganghöhe war 8um.

BEISPIELE 10-19

Verbindungen und deren Gewichtsverhältnisse in ferroelektrischen chiralen smektischen Flüssigkristall- Zusammensetzungen sind in Tabelle 2 dargestellt. Die Temperaturbereiche für die Sc*-Phase der Zusammensetzungen jedes Beispiels, Werte (Ps) für spontane elektrische Polarisationen bei T-Tc = -15ºC und die Längen (P) von helikalen Ganghöhen sind in Tabelle 3 dargestellt. Tabelle 2 Bestandteile von ferroelektrischen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzungen Beispiel Nr. Verbindungen und ihre Gewichtsverhältnisse in den Zusammensetzungen Gew.-% Tabelle 2 (Fortsetzung) Beispiel Nr. Verbindungen und ihre Gewichtsverhältnisse in den Zusammensetzungen (Racemat) Gew.-% Tabelle 2 (Fortsetzung) Beispiel Nr. Verbindungen und ihre Gewichtsverhältnisse in den Zusammensetzungen Gew.-% (Racemat) Tabelle 2 (Fortsetzung) Beispiel Nr. Verbindungen und ihre Gewichtsverhältnisse in den Zusammensetzungen Gew.-% (Racemat) Tabelle 2 (Fortsetzung) Beispiel Nr. Verbindungen und ihre Gewichtsverhältnisse in den Zusammensetzungen Gew.-% Tabelle 3 Charakteristische Eigenschaften von ferroelektrischen chiralen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzungen Beispiel Nr. Sc*Phasen-(ºC) Temperaturbereich
Aus den Tabellen 2 und 3 ist zu entnehmen, daß ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzungen, die große Ganghöhen, große Werte der spontanen elektrischen Polarisation aufweisen, durch Vermischen einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine Sc- Phase und keine helikale Struktur hat, mit einer ferroelektrischen chiralen smektischen Flüssigkristall- Verbindung erhalten werden können.

BEISPIEL 20

Eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung, die nach dem Verfahren von Beispiel 1 hergestellt worden war, wurde in eine Zelle gefüllt, die mit einem Ausrichtmittel aus PVA überzogen wurde und die einer Behandlung zur parallelen Ausrichtung durch Reiben ihrer Oberfläche unterzogen wurde. Der Zellspalt betrug 3 um und die Zelle wurde mit transparenten Elektroden ausgestattet. Als diese Flüssigkristall-Zelle zwischen zwei Polarisatoren, die in gekreuztem Nicol-Zustand angeordnet waren, eingesetzt wurde und ein Niederfrequenz- Wechselstrom mit 0,5 Hz und 15 V angelegt wurde, wurde ein "Clear-Cut-Schaltvorgang" beobachtet; so wurde ein Flüssigkristall-Anzeigeelement erhalten, welches einen sehr guten Kontrast und eine schnelle Reaktion von 2 Millisekunden (m.sec.) bei 20ºC aufweist.

BEISPIEL 21

Eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung, die nach dem Verfahren von Beispiel 9 hergestellt worden war, wurde in eine Zelle gefüllt, die ähnlich wie in Beispiel 20 einer Behandlung zur parallelen Ausrichtung unterworfen worden war, einen Zellspalt von 3 um aufwies und mit transparenten Elektroden ausgestattet war. Als diese flüssige Zelle zwischen zwei Polarisatoren, die im gekreuzten Nicol-Zustand angeordnet waren, eingesetzt wurde und ein Niedrigfrequenz-Wechselstrom mit 0,5 Hz und 15 V angelegt wurde, wurde ein "Clear-Cut"- Schaltvorgang beobachtet. So wurde ein Flüssigkristall- Anzeigeelement, das eine sehr schnelle Reaktion von 0,5 m.sec bei 25ºC hatte, erhalten.

BEISPIEL 22

Eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung, die nach dem Verfahren von Beispiel 11 hergestellt worden war, wurde in eine Zelle gefüllt, die einer Behandlung zur Parallelausrichtung ähnlich wie in Beispiel 20 unterworfen worden war und die einen Zellspalt von 2 um hatte und mit transparenten Elektroden ausgestattet war. Als diese Flüssigkristall-Zelle zwischen zwei Polarisatoren, die im gekreuzten Nicol-Zustand angeordnet waren, eingesetzt wurde und ein Niedrigfrequenz-Wechselstrom mit 0,5 Hz und 15 V an dieses sogenannte Anzeigeelement vom Doppelbrechungstyp angelegt wurde, wurde ein "Clear-Cut"-Schaltvorgang beobachtet und so wurde ein Flüssigkristall-Anzeigeelement erhalten, welches sehr guten Kontrast und eine schnelle Reaktion von 2 m.sec. bei 30ºC aufwies.

BEISPIEL 23

Als eine Zusammensetzung, die durch Zugabe von 3 Gewichtsprozenten Anthrachinonfarbstoff D-16 (geliefert von BDH Co.) zu der ferroelektrischen chiralen smektischen Flüssigkristall-Zusammensetzung von Beispiel 18 zur Herstellung eines sogenannten "Guest-Host-Typs" hergestellt worden war, wie in Beispiel 20 in eine Zelle gefüllt wurde und einer der Polarisatoren so angeordnet wurde, daß seine Polarisationsebene parallel zu einer Molekülachse war, und ein Niedrigfrequenzwechselstrom von 0,5 Hz und 15V angelegt wurde, wurde ein "Clear-Cut"- Schaltvorgang beobachtet und es wurde ein Farb- Flüssigkristall-Anzeigeelement erhalten, welches sehr guten Kontrast und eine schnelle Reaktion von 1,2 m.sec bei 30ºC zeigte.

Claims

1. Ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung, umfassend:

(i) mindestens ein Element, ausgewählt aus der Gruppe, die aus einer Flüssigkristall-Verbindung, die eine smektische C-Phase und keine helikale Struktur aufweist, und einer Flüssigkristall- Verbindung, die nur eine nematische Phase als Flüssigkristallphase und keine helikale Struktur aufweist, besteht, wobei das Element mindestens eine Verbindung ist, die aus denen der folgenden allgemeinen Formeln (II)-(XIV) ausgewählt ist:

worin

jedes R&sub2; und R&sub3; eine Alkylgruppe mit 1-18 Kohlenstoffatomen ist;

jedes R&sub4; und R&sub5; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 1-18 Kohlenstoffatomen ist;

jedes R&sub6; und R&sub7; eine Alkylgruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub8; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub9; eine Alkylgruppe mit 6-9 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe mit 8-9 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub1;&sub0; eine Alkyl- oder Alkyloxygruppe mit 6-10 Kohlenstoffatomen ist;

jedes R&sub1;&sub1; und R&sub1;&sub2; eine Alkyloxygruppe mit 7-10 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub1;&sub3; eine Alkyl- oder Alkyloxygruppe mit 7-9 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub1;&sub4; eine Alkyloxygruppe mit 7-9 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub1;&sub5; eine Alkyloxygruppe mit 5-7 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub1;&sub6; eine Alkylgruppe mit 4-8 Kohlenstoffatomen ist;

jedes R&sub1;&sub7;, R&sub1;&sub8; und R&sub2;&sub0; eine Alkylgruppe mit 7-18 Kohlenstoffatomen ist;

jedes R&sub1;&sub9; und R&sub2;&sub2; eine Alkylgruppe mit 6-18 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub2;&sub1; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist;

R&sub2;&sub3; eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 6-18 Kohlenstoffatomen ist; und

R&sub2;&sub4; eine Alkylgruppe mit 5-18 Kohlenstoffatomen ist;

und

(ii) mindestens eine optisch aktive chirale smektische Flüssigkristall-Verbindung, die durch die allgemeine Formel (I) dargestellt wird

in welcher und jeweils unabhängig einen Benzol- oder einen Cyclohexanring darstellen; m und n jeweils unabhängig eine ganze Zahl 1 oder 2 darstellen; X , -CH=N-, -CH&sub2;O-, , -N=CH-, -OCH&sub2;- oder eine Einfachbindung darstellt; R&sub1; eine Alkylgruppe aus 1-18 Kohlenstoffatomen oder eine Alkoxygruppe aus 1-18 Kohlenstoffatomen ist; Y eine Alkylgruppe, eine Alkoxygruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe, eine Alkanoylgruppe oder eine Alkanoyloxygruppe mit einem asymmetrischen Kohlenstoffatom ist;

unter der Voraussetzung, daß die Flüssigkristall- Verbindung, die eine smektische C-Phase und keine helikale Struktur hat nicht

ist.

2. Ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung nach Anspruch 1, in der die mindestens eine chirale smektische Flüssigkristall- Verbindung mindestens eine Verbindung mit linkshändigem Helix-Drehsinn und mindestens eine Verbindung mit rechtshändigem Helix-Drehsinn ist.

3. Ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche 1-30 Gew.% mindestens einer Flüssigkristall-Verbindung, die nur eine nematische Phase als Flüssigkristallphase und keine helikale Struktur aufweist, und 99-70 Gew.% der mindestens einen chiralen smektischen Flüssigkristall-Verbindung enthält.

4. Ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung nach Anspruch 3, in der die Flüssigkristall-Verbindung, die nur eine nematische Phase als Flüssigkristallphase und keine helikale Struktur aufweist, eine Verbindung ist, die einen Klärpunkt von über 70ºC, aber unter 250ºC hat.

5. Ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall- Zusammensetzung nach Anspruch 1, welche 5-95 Gew.% der Flüssigkristall-Verbindung, die eine smektische C-Phase und keine helikale Struktur aufweist, und 99-5 Gew.% der chiralen smektischen Flüssigkristall- Verbindung enthält.

6. Lichtschalter, der eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristall-Zusammensetzung nach einem der vorangehenden Ansprüche verwendet.