DE3627443A1

DE3627443A1 - Aromatische carbonsaeureester und aromatische aetherderivate, diese enthaltende fluessigkristallmischung und fluessigkristallvorrichtung

Info

Publication number: DE3627443A1
Application number: DE19863627443
Authority: DE
Inventors: Kazuo Yoshinaga; Kazuharu Katagiri; Akira Tsuboyama; Hiroyuki Kitayama; Kenji Shinjo; Chieko Hioki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-08-13
Filing date: 1986-08-13
Publication date: 1987-04-02
Also published as: US5114613A; GB2181429B; GB8619693D0; GB2181429A; DE3627443C2; US4882085A

Description

Die Erfindung betrifft ein Milchsäurederivat, das hinsichtlich seiner Molekülstruktur leicht modifiziert werden kann und optische Aktivität zeigt, und eine Mischung, die das Milchsäurederivat enthält. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Zwischenprodukt einer mesomorphen Verbindung, das ein optisch aktives Milchsäurederivat ist, eine daraus erhaltene mesomorphe Verbindung und eine Flüssigkristallmischung, die dieselbe enthält, und ferner eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Flüssigkristallmischung verwendet wird.

Eine bekannte Art von Flüssigkristallvorrichtungen, bei der TN-Flüssigkristalle (TN = twisted nematic; Flüssigkristalle mit verdrehter nematischer Phase bzw. mit Drall) verwendet werden, ist beispielsweise in dem Aufsatz "Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal" von M. Schadt und W. Helfrich, Applied Physics Letters, Bd. 18, Nr. 4 (15. Februar 1971), Seiten 127 und 128, beschrieben. Bei dieser Art von Flüssigkristallvorrichtungen war die Zahl der Bildelemente eingeschränkt, weil das Problem besteht, daß die Erscheinung des "Übersprechens" auftritt, wenn eine Vorrichtung, die eine Matrixelektrodenstruktur mit einer hohen Dichte der Bildelemente hat, nach einem Zeitmultiplex-Ansteuerungsverfahren angesteuert wird. Ferner waren ihre Anwendungen für die Anzeige wegen des langsamen Ansprechens auf ein elektrisches Feld und wegen der schlechten Sichtwinkeleigenschaften eingeschränkt.

Eine andere bekannte Art einer Flüssigkristallvorrichtung enthält eine Vielzahl von Bildelementen, die alle an einen als Schaltelement dienenden Dünnfilmtransistor angeschlossen sind und durch diesen geschaltet werden. Diese Art einer Flüssigkristallvorrichtung bringt jedoch beispielsweise die Probleme mit sich, daß die Fertigung von Dünnfilmtransistoren auf einem Substrat sehr kompliziert ist und daß die Herstellung einer Anzeigevorrichtung mit einer großen Bildfläche oder einem großen Bildschirm schwierig ist.

Zur Vermeidung der vorstehend erwähnten Nachteile der gebräuchlichen Art von Flüssigkristallvorrichtungen haben Clark und Lagerwall die Anwendung einer Flüssigkristallvorrichtung vorgeschlagen, in der ein ferroelektrischer Flüssigkristall in Form einer dünnen Schicht mit einer Dicke, die weniger als das Fünffache der Ganghöhe des Flüssigkristalls beträgt, angeordnet ist, so daß seine Helix- bzw. Schraubenstruktur unter Entwicklung von Bistabilität abgewickelt wird (z. B. US-PS 43 67 924).

Als bistabiler Flüssigkristall wird im allgemeinen ein ferroelektrischer Flüssigkristall verwendet, der eine chirale smektische Phase C (SmC^*) oder eine chirale smektische Phase H (SmH^*) zeigt.

Ein solcher ferroelektrischer Flüssigkristall hat eine sehr hohe Ansprechgeschwindigkeit, weil er spontane Polarisation zeigt, und kann auch einen speicherbaren bistabilen Zustand zeigen und ferner ausgezeichnete Sichtwinkeleigenschaften haben und ist infolgedessen für eine Anzeige mit hoher Leistungsfähigkeit und großer Bildfläche geeignet.

Die mesomorphe Verbindung, die als ferroelektrischer Flüssigkristall verwendet wird, hat ein asymmetrisches Kohlenstoffatom und kann infolgedessen nicht nur als ferroelektrischer Flüssigkristall, bei dem ihre chirale smektische Phase angewandt wird, sondern auch für optische Vorrichtungen, wie sie nachstehend gezeigt sind, verwendet werden:

1) für eine Vorrichtung, bei der der Effekt der Umwandlung der cholesterischen in die nematische Phase im mesomorphen Zustand ausgenutzt wird [J. J. Wysoki, A. Adams und W. Haas; Phys. Rev. Lett., 20, 1024 (1968)];

2) für eine Vorrichtung bei der der White-Taylorsche Guest- Host-Effekt ausgenutzt wird [D. L. White und G. N. Taylor; J. Appl. Phys., 45, 4718 (1974)];

3) für eine Vorrichtung, bei der eine Verbindung mit einer cholesterischen Phase im mesomorphen Zustand in einer Matrix festgehalten und unter Ausnutzung ihrer selektiven Streueigenschaften als Kerbfilter oder Bandpaßfilter angewandt wird [F. J. Kahn; Appl. Phys. Lett., 18, 231 (1971)], oder für eine Vorrichtung, bei der die Verbindung unter Ausnutzung der Zirkularpolarisationseigenschaften als zirkular polarisierender Strahlenteiler angewandt wird [S. D. Jacobs, SPIE, 37, 98 (1981)], usw.

Eine eingehende Beschreibung der einzelnen Systeme wird hier unterlassen, jedoch ist zu erwähnen, daß sie alle als Anzeigevorrichtung oder Modulationsvorrichtungen wichtig sind.

Als optisch aktive Zwischenprodukte für die Synthese funktioneller Materialien, die für optische Vorrichtungen benötigt werden und dadurch gekennzeichnet sind, daß sie optische Aktivitäten zeigen, sind 2-Methylbutanol, s-Octylalkohol, s-Butylalkohol, p-(2-Methylbutyl)-benzoylchlorid, s-Phenetylalkohol, Aminosäurederivate, Kampferderivate und Cholesterinderivate bekannt.

Diese Verbindungen haben jedoch die folgenden Nachteile. Es ist schwierig, die Struktur von Kohlenwasserstoffderivaten mit optisch aktiver Kette zu modifizieren, und sie sind - mit Ausnahme einer bestimmten Gruppe davon - im allgemeinen sehr teuer. Aminosäurederivate sind relativ billig, und es ist ferner einfach, ihre Struktur zu modifizieren, jedoch hat das Amin-Wasserstoffatom eine starke chemische Aktivität, um eine Wasserstoffbindung zu bilden oder leicht eine chemische Reaktion zu verursachen, weshalb die Neigung besteht, daß die Eigenschaften des funktionellen Materials eingeschränkt werden. Es ist schwierig, die Struktur von Kampferderivaten und Cholesterinderivaten zu modifizieren, und sie beeinträchtigen ferner wegen ihrer sterischen Hinderung die Eigenschaften der funktionellen Materialien.

Die vorstehend erwähnten Nachteile stellen große Einschränkungen für die Entwicklung verschiedener Materialien dar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optisch aktive Verbindung, die nicht nur als geeignetes optisch aktives Zwischenprodukt brauchbar ist, sondern sich auch zur Steuerung des mesomorphen Zustands eignet, und ferner eine Flüssigkristallmischung, die dieselbe enthält, bereitzustellen.

Im einzelnen soll durch die Erfindung eine Verbindung bereitgestellt werden, die mit einem Zwischenprodukt für ein funktionelles Material, das eine geeignete zwischenmolekulare Kraft und Gestalt für die Bildung eines Flüssigkristalls, eines LB-Films (Langmuir-Blodgett-Films), bimolekularer Filme usw. hat, kombiniert werden kann, ohne die optische Aktivität zu beeinträchtigen, und infolgedessen für eine beliebige Molekülgestaltung geeignet ist. Ferner soll durch die Erfindung eine Verbindung zur Verfügung gestellt werden, die wegen des Vorhandenseins eines einem asymmetrischen Kohlenstoffatom benachbarten Sauerstoffatoms eine große spontane Polarisation erfährt, wenn sie als ferroelektrischer Flüssigkristall verwendet wird.

Des weiteren sollen durch die Erfindung eine mesomorphe Verbindung, die ohne weiteres eine Veränderung der Länge der Alkylkette ermöglicht und infolgedessen dazu befähigt ist, die Art der im Flüssigkristallzustand zu entwickelnden Flüssigkristallphase und einen Temperaturbereich dafür zu steuern, wie es durch H. Arnold in Z. Phys. Chem., 226, 146 (1964), gezeigt wird, und eine Flüssigkristallmischung, die mindestens eine solche mesomorphe Verbindung enthält, bereitgestellt werden.

Durch die Erfindung soll auch eine Verbindung zur Verfügung gestellt werden, die ohne weiteres eine Steuerung der hydrophoben Gruppe ermöglicht und aus der im Fall der Anwendung des LB-(Langmuir-Blodgett-)Filmverfahrens zur Herstellung aufgebauter monomolekularer Filme in stabiler Weise ein Film gebildet werden kann.

Gegenstand der Erfindung sind ein optisch aktives Milchsäurederivat, das durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatome bedeutet; l 0 oder 1 ist; m 1 oder 2 ist und A eine Gruppe bedeutet, die aus den folgenden Gruppen (a) und (b) ausgewählt ist:
(a) Hydroxylgruppe, Halogen, Benzyloxygruppe, Phenoxygruppe, Toluolsulfonsäuregruppe, Acetyloxygruppe, Trifluoractyloxygruppe; (worin R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; n 0 oder 1 ist und bedeutet),unter der Bedingung, daß, wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (a) ausgewählt ist, l 1 ist und m 1 oder 2 ist oder daß, wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (b) ausgewählt ist, m = n = 1, wenn l 0 ist, oder m und n 0, 1 oder 2 bedeuten und m+n 1 oder 2 ist, wenn l 1 ist und ist, und eine Flüssigkristallmischung, die mindestens eine solche Verbindung enthält.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 und 2 sind perspektivische Ansichten, in denen die im Rahmen der Erfindung anzuwendende Flüssigkristallvorrichtung für Zeitmultiplex- Ansteuerung schematisch dargestellt ist;

Fig. 3 ist eine Draufsicht der im Rahmen der Erfindung anzuwendenden Matrixelektrodenstruktur;

Fig. 4(a) bis 4(d) erläutern Signale, die an die Matrixelektrode anzulegen sind;

Fig. 5(a) bis 5(d) erläutern Kurvenformen der zwischen den Matrixelektroden angelegten Spannung;

Fig. 6 erläutert einen Zeitplan, in dem Signale dargestellt sind, die an die erfindungsgemäße Flüssigkristallvorrichtung anzulegen sind;

Fig. 7 ist ein Phasendiagramm, das die Änderung der Phasenumwandlungstemperatur in Abhängigkeit von der Zusammensetzung einer durch Vermischen der mesomorphen Verbindung X-(1) und der mesomorphen Verbindung X-(2) von Beispiel 53 erhaltenen Flüssigkristallmischung zeigt, und

Fig. 8 ist eine graphische Darstellung der Beziehung zwischen der spontanen Polarisation und der Zusammensetzung einer Flüssigkristallmischung.

In der Formel (I), die die vorstehend erwähnte optisch aktive Substanz wiedergibt, ist R eine lineare, verzweigte oder cyclisch gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen. Eine Gruppe mit 19 oder mehr Kohlenstoffatomen wird nicht bevorzugt, weil in diesem Fall die Viskosität oder das Molvolumen des schließlich hergestellten funktionellen Materials erhöht ist. Ferner wird eine Gruppe R mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen besonders bevorzugt. Zu typischen Beispielen für R gehören eine lineare Alkylgruppe, eine verzweigte Alkylgruppe, eine Cycloalkylgruppe, eine lineare Alkenylgruppe, eine verzweigte Alkenylgruppe, eine Cycloalkenylgruppe, eine lineare Alkadienylgruppe, eine verzweigte Alkadienylgruppe, eine Cycloalkadienylgruppe, eine lineare Alkatrienylgruppe, eine verzweigte Alkatrienylgruppe, eine lineare Alkinylgruppe, eine verzweigte Alkinylgruppe und eine Aralkylgruppe. Für die Bereitstellung von mesomorphen Verbindungen, wie sie nachstehend beschrieben werden, werden als R Alkylgruppen besonders bevorzugt. C^* bedeutet ein asymmetrisches Kohlenstoffatom.

Zu bevorzugten Beispielen für die erfindungsgemäßen Milchsäurederivate können die Milchsäurederivate gehören, die durch die folgende Formel (III) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; l 0 oder 1 ist; m 1 oder 2 ist; n 0 oder 1 ist und bedeutet,
unter der Bedingung, daß m = n = 1, wenn l 0 ist; oder daß m und n 0, 1 oder 2 bedeuten und m+n 1 oder 2 ist, wenn l 1 ist.

Ferner können im Rahmen der Erfindung von den Milchsäurederivaten der vorstehenden Formel (III) diejenigen Milchsäurederivate, bei denen l 1 ist, aus den Milchsäurederivaten erhalten werden, die durch die folgende Formel (II) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; m 1 oder 2 ist und A₁ einen abtrennbaren Substituenten bedeutet, der aus der Hydroxylgruppe, einem Halogen, der Benzyloxygruppe, der Phenoxygruppe, der Toluolsulfonsäuregruppe, der Acetyloxygruppe und der Trifluoracetyloxygruppe ausgewählt ist und durch Reaktion mit einem Reaktionsreagens unter geeigneten Bedingungen gegen andere Gruppen ausgetauscht werden kann. In diesem Fall können durch verschiedenartige Veränderungen der Reaktionsreagenzien mesomorphe Verbindungen und andere funktionelle Verbindungen erhalten werden.

Beispiele für solche mesomorphe Verbindungen sind Verbindungen, bei denen A ist (worin R′ eine Alkylgruppe oder eine Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen ist und n 0 oder 1 ist), [durch die Formel (V) wiedergegeben]. In diesem Fall ist 6 bis 16 eine besonders bevorzugte Zahl der Kohlenstoffatome in R′.

Formel (V): worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; m 1 oder 2 ist und n 0 oder 1 ist.

Um funktionelle Materialien zu synthetisieren, die für die Verwendung in optischen Vorrichtungen, Modulationsvorrichtungen usw. geeignet sind, ist es effektiv, das optisch aktive Milchsäurederivat ohne Beeinträchtigung der optischen Aktivität mit einem Zwischenprodukt für ein funktionelles Material, das eine geeignete zwischenmolekulare Kraft und Gestalt hat und zur Steuerung des Moleküls bzw. der Molekülgestalt geeignet ist, zu kombinieren. Zu Beispielen solcher Zwischenprodukte für ein funktionelles Material, die für die Kombination mit dem erfindungsgemäßen Milchsäurederivat wirksam sind, gehören Azoderivate, Azoxyderivate, Ringsequenz-Kohlenwasserstoffderivate, kondensierte polycyclische Kohlenwasserstoffderivate, heterocyclische Derivate, kondensierte heterocyclische Derivate und heterocyclische Ringsequenz-Derivate. Im einzelnen gehören zu solchen Zwischenprodukten Azobenzolderivate, Azoxybenzolderivate, Biphenylderivate, Terphenylderivate, Phenylcyclohexanderivate, Benzoesäurederivate, Pyrimidinderivate, Pyrazidinderivate, Pyridinderivate, Stilbenderivate, Tolanderivate, Chalconderivate, Bicyclohexanderivate und Zimtsäurederivate.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Synthetisieren einer Verbindung mit einer abtrennbaren chemisch aktiven Gruppe A₁ als Beispiel für die durch die Formel (I) wiedergegebenen erfindungsgemäßen Milchsäurederivate erläutert:

Das Reagens RI in dem vorstehenden Reaktionsschema kann aus einer großen Gruppe von Jodiden ausgewählt werden. Zu Beispielen dafür gehören lineare gesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. Jodbutan, Jodpentan, Jodhexan, Jodheptan, Jodoctan, Jodnonan, Joddecan, Jodundecan, Joddodecan, Jodtridecan, Jodtetradecan, Jodpentadecan, Jodhexadecan, Jodheptadecan, Jodoctadecan, Jodnonadecan und Jodeicosan; verzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. 2-Jodbutan, 2- Jod-2-methylpropan und 1-Jod-3-methylbutan; cyclische ungesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. Jodbenzyl, Jodphenacyl und 3-Jod-1-cyclohexen und cyclische gesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. Jodcyclopentan, Jodcyclohexan, 1- Jod-3-methylcyclohexan, Jodcycloheptan und Jodcyclooctan.

Aus den vorstehend beschriebenen Jodiden kann ein geeignetes Reagens RI ausgewählt werden, um ein erfindungsgemäßes optisch aktives Milchsäurederivat zu erhalten. Meßwerte der optischen Drehung von einigen Beispielen der aus den linearen gesättigten Kohlenwasserstoffjodiden erhaltenen optisch aktiven Milchsäurederivate sind in der folgenden Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Unter Verwendung verschiedener Milchsäurederivate, die in der vorstehend beschriebenen Weise erhalten wurden, wurden entsprechend dem folgenden Reaktionsschema die nachstehend gezeigten mesomorphen Verbindungen erhalten. (in den vorstehenden Formeln haben R, R′, m und n die vorstehend definierte Bedeutung).

Tabelle 2 zeigt Beispiele für die auf diese Weise erhaltenen mesomorphen Milchsäurederivate.

Tabelle 2

In Tabelle 2 und in der nachstehenden Beschreibung haben die Abkürzungen, die angewandt werden, um die Phasenumwandlungseigenschaften zu beschreiben, die folgende Bedeutung:
Krist.: kristalline Phase
Ch.: cholesterische Phase
Iso.: isotrope Phase
SmC^*: chirale smektische Phase
SmA: smektische Phase A
SmB: smektische Phase B
SmC: smektische Phase C
N: nematische Phase
Sm1, Sm2, Sm3: smektische Phase (unidentifiziert).

Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischung enthält als mindestens einen Bestandteil eine optisch aktive Substanz oder ein mesomorphes Milchsäurederivat, das durch die vorstehende Formel (V) wiedergegeben wird.

Von den vorstehend erwähnten Flüssigkristallmischungen können diejenigen, die ferroelektrische Flüssigkristalle enthalten, wie sie durch die folgenden Formeln A-(1) bis A-(13) wiedergegeben werden, zusammen mit der Wirkung der Verminderung der Viskosität die spontane Polarisation steigern und ferner die Ansprechgeschwindigkeit verbessern und werden infolgedessen bevorzugt. In einem solchen Fall wird eine optisch aktive Substanz, bei der es sich um das durch die Formel (II) bzw. (V) wiedergegebene erfindungsgemäße Milchsäurederivat handelt, vorzugsweise in einem Anteil von 0,1 bis 30 Masse-% verwendet, und ferner sollte ein erfindungsgemäßes mesomorphes Milchsäurederivat, das durch die Formel (V) wiedergegeben wird, vorzugsweise in einem Anteil von 0,1 bis 99 Masse-% und insbesondere 1 bis 90 Masse-% verwendet werden.

4′-(2-Methylbutyloxy)-phenyl-4-octyloxy- benzoat

A-(2) 4′-(2-Methylbutyloxy)-phenyl-4-nonyloxy- benzoat

A-(3) 4′-(2-Methylbutyloxy)-phenyl-4-decyloxybenzoat

A-(4) 4′-(2-Methylbutyloxy)-phenyl-4-undecyloxybenzoat

A-(5) 4′-(2-Methylbutyloxy)-phenyl-4-dodecyloxybenzoat

A-(6) 4′-(2-Methoxypropyloxy)-phenyl-4-decyloxybenzoat

A-(7) 4,4′-Azoxyzimtsäurebis(2-methylbutyl)- ester

A-(8) 4-o-(2-Methyl)-butylresorcyliden-4′- octylanilin

A-(9) 4-(2′-Methylbutyl)-phenyl-4′-octyloxybiphenyl- 4-carboxylat

A-(10) 4-Hexyloxyphenyl-4-(2″-methylbutyl)-biphenyl- 4-carboxylat

A-(11) 4-Octyloxyphenyl-4-(2″-methylbutyl)-biphenyl- 4′-carboxylat

A-(12) 4-Heptylphenyl-4-(4″-methylhexyl)-carboxylat

A-(13) 4-(2″-Methylbutyl)-phenyl-4-(4″-methylhexyl)- biphenyl-4′-carboxylat

Ferner kann durch Vermischen mit einem smektischen Flüssigkristall, der selbst nicht chiral ist, wie er durch die folgenden Formeln B-(1) bis B-(5) wiedergegeben wird, eine Flüssigkristallmischung erhalten werden, die als ferroelektrischer Flüssigkristall anwendbar ist.

In einem solchen Fall kann die optisch aktive Substanz, bei bei der es sich um das durch die Formel (II) bzw. (V) wiedergegebene Milchsäurederivat handelt, in einem Anteil von 0,1 bis 90 Masse-% verwendet werden. Ferner kann das erfindungsgemäße mesomorphe Milchsäurederivat, das durch die Formel (V) wiedergegeben wird, in einem Anteil von 0,1 bis 99 Masse-% verwendet werden.

B-(1) (4-Nonyloxyphenyl)-4′-octyloxybiphenyl-4- carboxylat

B-(2) 4,4′-Decyloxyazoxybenzol

B-(3) 2-(4′-Hexyloxyphenyl)-5-(4′-hexyloxyphenyl)- pyrimidin

B-(4) 2-(4′-Octyloxyphenyl)-5-nonylpyrimidin

B-(5) 4′-Pentyloxyphenyl-4-octyloxybenzoat

Ferner kann der nematische Flüssigkristall, der das erfindungsgemäße Milchsäurederivat als mindestens einen Mischungsbestandteil enthält, vorzugsweise in Form einer Zelle mit verdrehter nematischer Phase bzw. einer Zelle mit Drall (TN- Zelle) verwendet werden, wodurch die Erzeugung einer umgekehrten Domäne verhindert werden kann.

Andererseits können von den Milchsäurederivaten, die durch die vorstehende Formel (III) wiedergegeben werden, diejenigen Milchsäurederivate, bei denen l 0 ist, aus den Milchsäurederivaten der folgenden Formel (VI) erhalten werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet und A₂ einen chemisch aktiven Substituenten bedeutet.

A₂ bedeutet einen abtrennbaren chemisch aktiven Substituenten wie z. B. Halogenatom, eine Alkoxygruppe, eine Phenoxygruppe, eine Toluolsulfonsäuregruppe, eine Thiolgruppe usw. D. h., A₂ kann durch Reaktion mit einem Reaktionsreagens unter geeigneten Reaktionsbedingungen leicht gegen eine andere Gruppe ausgetauscht werden. In diesem Fall können durch verschiedenartige Veränderung des Reaktionsreagens mesomorphe Verbindungen und andere funktionelle Verbindungen erhalten werden. Zu Beispielen von Zwischenprodukten für ein funktionelles Material, die für die Kombination mit dem Milchsäurederivat wirksam sind, gehören Azoderivate, Azoxyderivate, Ringsequenz-Kohlenwasserstoffderivate, kondensierte polycyclische Kohlenwasserstoffderivate, heterocyclische Derivate, kondensierte heterocyclische Derivate und heterocyclische Ringsequenz-Derivate. Im einzelnen gehören zu solchen Zwischenprodukten Azobenzolderivate, Azoxybenzolderivate, Biphenylderivate, Terphenylderivate, Phenylcyclohexanderivate, Benzoesäurederivate, Pyrimidinderivate, Pyrazinderivate, Pyridinderivate, Stilbenderivate, Tolanderivate, Chalconderivate, Bicyclohexanderivate und Zimtsäurederivate.

Nachstehend wird ein Verfahren zum Synthetisieren einer Verbindung mit einer abtrennbaren chemisch aktiven Gruppe A₂ als Beispiel für das durch die Formel (I) wiedergegebene erfindungsgemäße Milchsäurederivat erläutert:

Das Reagens RI in dem vorstehenden Reaktionsschema kann aus einer großen Gruppe von Jodiden ausgewählt werden. Zu Beispielen dafür gehören lineare gesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. Jodbutan, Jodhexan, Jodheptan, Jodoctan, Jodnonan, Joddecan, Jodundecan, Joddodecan, Jodtridecan, Jodtetradecan, Jodpentadecan, Jodheptadecan, Jodoctadecan, Jodnonadecan und Jodeicosan; verzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. 2-Jodbutan, 2- Jod-2-methylpropan und 1-Jod-3-methylbutan; cyclische ungesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. Jodbenzyl, Jodphenacyl und 3-Jod-1-cyclohexen und cyclische gesättigte Kohlenwasserstoffjodide wie z. B. Jodcyclopentan, Jodcyclohexan, 1- Jod-3-methylcyclohexan, Jodcycloheptan und Jodcyclooctan.

Aus den vorstehend beschriebenen Jodiden kann ein geeignetes Reagens RI ausgewählt werden, um ein erfindungsgemäßes optisch aktives Milchsäurederivat zu erhalten. Meßwerte der optischen Drehung von einigen Beispielen der aus den linearen gesättigten Kohlenwasserstoffjodiden erhaltenen optisch aktiven Milchsäurederivate sind in der folgenden Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Tabelle 3 (Fortsetzung)

Aus den verschiedenen Milchsäurederivaten, die nach einem solchen Verfahren erhalten wurden, wurden auf dem nachstehend gezeigten Syntheseweg mesomorphe Verbindungen, die durch die folgende Formel (IV) wiedergegeben werden, erhalten.

In der vorstehenden Formel (IV) bedeutet R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen; bedeutet C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom; bedeutet R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen und bedeutet

Tabelle 4 zeigt die Phasenumwandlungstemperaturen der mesomorphen Verbindungen (IV)-(1), bei denen ist.

Tabelle 4

Ferner können die Verbindungen der Formel (IV), bei denen ist, gemäß den folgenden Schritten erhalten werden. worin R und R′ die vorstehend definierte Bedeutung haben.

Zu den erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischungen gehören die Flüssigkristallmischungen, die mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate der Formel (VI) enthalten, und auch diejenigen, die mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate der Formel (IV) enthalten.

Ein nematischer Flüssigkristall, der die erfindungsgemäßen Milchsäurederivate als mindestens einen Bestandteil enthält, kann vorzugsweise in Form einer Zelle mit verdrehter nematischer Phase bzw. einer Zelle mit Drall (TN-Zelle) verwendet werden, wodurch die Erzeugung einer umgekehrten Domäne verhindert werden kann.

Ferner stellt eine Flüssigkristallmischung, die mindestens eines der erfindungsgemäßen Milchsäurederivate und eine ferroelektrische mesomorphe Verbindung enthält, vom Standpunkt der Verbesserung der Eigenschaften des ferroelektrischen Flüssigkristalls eine besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dar. Typische Beispiele für ferroelektrische mesomorphe Verbindungen, die in dieser Flüssigkristallmischung zu verwenden sind, sind in Tabelle 5 aufgeführt. Es wird in der Praxis auch bevorzugt, die Ganghöhe in der smektischen Phase oder cholesterischen Phase der Mischung dadurch zu steuern, daß eine cholesterische mesomorphe Verbindung oder eine mesomorphe Verbindung, die eine optisch aktive Gruppe enthält, zu einer Flüssigkristallmischung, die als mindestens einen Bestandteil die erfindungsgemäße mesomorphe Verbindung mit einer optisch aktiven Gruppe enthält, hinzugegeben wird.

In einer Flüssigkristallmischung, die die Verbindung der Formel (IV) und die Verbindung der Formel (VI) als mindestens einen Bestandteil enthält, sollte die Verbindung der Formel (VI) oder (IV) vorzugsweise in einer Menge von 0,1 bis 99 Masse-% enthalten sein.

Tabelle 5

Beispiele für Flüssigkristalle, die eine chirale smektische Phase zeigen (Verbindungsname, Strukturformel und Phasenumwandlungstemperaturen in °C) 2-Methylbutyl-p-decyloxybenzyliden-p′-amino- cinnamat (DOBAMBC) 2-Chlorpropyl-p-hexyloxybenzyliden-p′-amino- cinnamat (HOBACPC) 2-Methylbutyl-p-decyloxybenzyliden-p′-amino- α-cyanocinnamat (DOBAMBCC) 2-Methylbutyl-p-tetradecyloxybenzyliden-p′-amino- α-cyanocinnamat (TDOBAMBCC) 2-Methylbutyl-p-octyloxybenzyliden-p′-amino- α-chlorcinnamat (OOBAMBCC) 2-Methylbutyl-p-octyloxybenzyliden-p′-amino- α-methylcinnamat 4,4′-Azoxyzimtsäurebis(2-methylbutyl)ester 4-o-(2-Methyl)-butylresorcyliden-4′-octylanilin (MBRA 8) 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-(2″-methylhexyl)- biphenyl-4′-carboxylat

Tabelle 6

Beispiele für Flüssigkristalle, die eine cholesterische Phase zeigen (Verbindungsname, Strukturformel und Phasenumwandlungstemperaturen in °C) 4-(2″-Methylbutyl)-4′-cyanobiphenyl 4-(2″-Methylbutyloxy)-4′-cyanobiphenyl 4-Octylphenyl-4′-(4-β-methylbutylbenzoyloxy)- benzoat 4-Cyanobenzyliden-4′-(2-methylbutyl)-anilin 4-(2-Methylbutyl)-4′-hexyloxyazobenzol 4-(2-Methylbutyl)-phenyl-4′-decyloxybenzoat

Ferner können in bevorzugten Beispielen der Erfindung Flüssigkristallmischungen verwendet werden, die mindestens eines der durch die vorstehende Formel (IV) wiedergegebenen Milchsäurederivate und mindestens eines der durch die vorstehende Formel (V) wiedergegebenen Milchsäurederivate enthalten.

Durch Untersuchungen der Erfinder ist festgestellt worden, daß durch Vermischen der mesomorphen Verbindungen der vorstehenden Formel (IV) und der vorstehenden Formel (V) der Temperaturbereich für die Erzielung der smektischen Phase C^* insbesondere an der Seite der niedrigeren Temperaturen erweitert werden kann und zur Verbesserung der Anzeigeeigenschaften auch die Ansprechgeschwindigkeit im Vergleich zu dem Fall der alleinigen Verwendung der jeweiligen mesomorphen Verbindungen verbessert werden kann.

Insbesondere können im Fall der Kombinationen aus mindestens einer Art der durch die folgende Formel (V)-(1): in der R und R′ dieselbe Bedeutung wie in Formel (V) haben und bei der es sich um die vorstehende Formel (V) handelt, in der m = 1 und n = 1, wiedergegebenen mesomorphen Verbindungen und mindestens einer der optisch aktiven mesomorphen Verbindungen, die durch die folgende Formel (IV)-(1): in der R und R′ dieselbe Bedeutung wie in Formel (IV) haben und bei der es sich um die vorstehende Formel (IV) handelt, in der ist, wiedergegeben werden, Flüssigkristallmischungen mit besonders hervorragenden Eigenschaften erhalten werden. Im einzelnen kann eine solche Flüssigkristallmischung eine SmC^*-Phase bilden, die in einem niedrigen Temperaturbereich, wie er nachstehend beschrieben wird, Ferroelektrizität zeigt, und ferner kann während der Sm^*-Phase ein ausgezeichnetes Ansprechen mit hoher Geschwindigkeit gezeigt werden.

Die erwähnte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmischung sollte vorzugsweise durch Vermischen von 1 bis 99% von mindestens einer der mesomorphen Verbindungen der vorstehenden Formel (IV) mit 99 bis 1% von mindestens einer der mesomorphen Verbindungen der vorstehenden Formel (V) gebildet werden.

Ferner kann die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung den Temperaturbereich durch Herabsetzung der Temperatur für die SmC^*-Phase erweitern, wenn die mesomorphen Verbindungen der vorstehenden Formel (IV) und der vorstehenden Formel (V) mit ferroelektrischen Flüssigkristallen, die durch die vorstehend erwähnten Formeln A-(1) bis A-(13) gezeigt werden, kombiniert werden.

In einem solchen Fall werden die mesomorphe Verbindung der vorstehenden Formel (IV) und die mesomorphe Verbindung der vorstehenden Formel (V) vorzugsweise in einer auf die erhaltene Flüssigkristallmischung bezogene Gesamtmenge von 1 bis 99% und insbesondere 5 bis 99% verwendet.

Ferner kann durch Vermischen mit einem smektischen Flüssigkristall, der selbst nicht chiral ist, wie er durch die vorstehenden Formeln B-(1) bis B-(5) wiedergegeben wird, eine Flüssigkristallmischung erhalten werden, die als ferroelektrischer Flüssigkristall anwendbar ist.

In diesem Fall wird die durch die Formel (IV) wiedergegebene erfindungsgemäße mesomorphe Verbindung vorzugsweise in einem Anteil von 1 bis 99 Masse-% und insbesondere 5 bis 95 Masse-% der erhaltenen Flüssigkristallmischung verwendet.

Wenn unter Verwendung dieser Materialien eine Vorrichtung gebildet wird, kann diese Vorrichtung mit einem Block aus z. B. Kupfer, in den eine Heizeinrichtung eingebettet ist, gehalten werden, um Temperaturbedingungen zu schaffen, bei denen die Flüssigkristallmischung z. B. die SmC^*-Phase oder die SmH^*- Phase annimmt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 wird schematisch ein Beispiel einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle zur Erläuterung ihres Betriebs gezeigt. Auf Grundplatten (Glasplatten) 11 a und 11 b ist eine lichtdurchlässige Elektrode aus z. B. In₂O₃, SnO₂ oder ITO (Indiumzinnoxid) angeordnet. Ein Flüssigkristall mit einer chiralen smektischen Phase wie z. B. SmC^* oder SmH^*, in dem Flüssigkristall-Molekülschichten 12 senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten orientiert sind, ist dazwischen angeordnet und hermetisch abgeschlossen. Flüssigkristallmoleküle 13 sind durch ausgezogene Linien dargestellt. Jedes Flüssigkristallmolekül 13 hat ein Dipolmoment (P _⟂) 14 in einer zu seiner Achse senkrechten Richtung. Wenn zwischen auf den Grundplatten 11 a und 11 b gebildeten Elektroden eine Spannung ausgelegt wird, die höher ist als ein bestimmter Schwellenwert, wird eine Schrauben- bzw. Helixstruktur des Flüssigkristallmoleküls 13 gelockert oder abgewickelt, wodurch die Richtung, in der die einzelnen Flüssigkristallmoleküle 13 ausgerichtet sind, derart verändert wird, daß alle Dipolmomente (P _⟂) 14 in die Richtung des elektrischen Feldes gerichtet werden. Die Flüssigkristallmoleküle 13 haben eine längliche Gestalt und zeigen Brechungsanisotropie zwischen ihrer langen und ihrer kurzen Achse. Infolgedessen ist es leicht verständlich, daß beispielsweise dann, wenn auf der oberen und der unteren Oberfläche der Glasplatten Polarisatoren in der Art gekreuzter Nicolscher Prismen, d. h., derart, daß ihre Polarisationsrichtungen einander kreuzen, angeordnet werden, die auf diese Weise angeordnete Flüssigkristallzelle als Flüssigkristallvorrichtung zum optischen Modulieren wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung ändern.

Die Flüssigkristallschicht in der erfindungsgemäßen Flüssigkristallvorrichtung kann mit einer ausreichend geringen Dicke (z. B. weniger als 10 µm) gestaltet werden. Wenn die Dicke der Flüssigkristallschicht vermindert wird, wird die Schraubenstruktur der Flüssigkristallmoleküle selbst in Abwesenheit eines elektrischen Feldes gelockert bzw. abgewickelt, was dazu führt, daß das Dipolmoment einen von zwei Zuständen annimmt, d. h., einen Zustand Pa in einer Richtung 24 a nach oben oder einen Zustand Pb in einer Richtung 24 b nach unten, wie es in Fig. 2 gezeigt wird. Wenn an einer Zelle mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften ein elektrisches Feld Ea oder Eb errichtet wird, dessen Feldstärke höher ist als ein bestimmter Schwellenwert, wobei Ea und Eb hinsichtlich ihrer Polarität verschieden sind, wie es in Fig. 2 gezeigt wird, wird das Dipolmoment in Abhängigkeit von dem Vektor des elektrischen Feldes Ea oder Eb entweder in die obere Richtung 24 a oder in die untere Richtung 24 b ausgerichtet. Dementsprechend werden die Flüssigkristallmoleküle entweder zu einem ersten stabilen Zustand 23 a oder zu einem zweiten stabilen Zustand 23 b orientiert.

Wenn der vorstehend erwähnte ferroelektrische Flüssigkristall als Element zur optischen Modulation verwendet wird, können zwei Vorteile, wie sie vorstehend kurz berührt wurden, erzielt werden. Der erste Vorteil besteht darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit sehr hoch ist, während der zweite Vorteil darin besteht, daß die Orientierung des Flüssigkristalls Bistabilität zeigt. Der zweite Vorteil wird z. B. unter Bezugnahme auf Fig. 2 näher erläutert. Wenn an die Flüssigkristallmoleküle das elektrische Feld Ea angelegt wird, werden sie zu dem ersten stabilen Zustand 23 a orientiert. Dieser Zustand bleibt auch dann stabil, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Andererseits werden die Flüssigkristallmoleküle zu dem zweiten stabilen Zustand 23 b orientiert, wenn das elektrische Feld Eb, dessen Richtung der Richtung des elektrischen Feldes Ea entgegengesetzt ist, an die Flüssigkristalle angelegt wird, wodurch die Richtungen der Moleküle verändert werden. Dieser Zustand bleibt in ähnlicher Weise auch dann stabil, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Ferner bleiben die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Orientierungszuständen, solange die Stärke des angelegten elektrischen Feldes Ea oder Eb nicht über einem bestimmten Schwellenwert liegt. Für eine wirksame Erzielung von hoher Ansprechgeschwindigkeit und Bistabilität ist die Dicke der Zelle vorzugsweise so gering wie möglich und beträgt im allgemeinen 0,5 bis 20 µm und insbesondere 1 bis 5 µm.

Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 bis 5 ein Beispiel des Verfahrens zur Ansteuerung eines ferroelektrischen Flüssigkristalls erläutert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird schematisch ein Beispiel einer Zelle 31 mit einer Matrixelektrodenanordnung gezeigt, in der ein (nicht gezeigtes) ferroelektrisches Flüssigkristallmaterial zwischen ein Paar von Gruppen von Elektroden, die einander mit Abstand gegenüberstehen, eingefügt ist. An eine Gruppe von Abtastelektroden 32 werden Abtastsignale angelegt, und an eine Gruppe von Signalelektroden 33 werden Informationssignale angelegt. Unter Bezugnahme auf Fig. 4(a) und 4(b) werden elektrische Signale, die an eine angewählte Abtastelektrode S ₁ angelegt werden, bzw. elektrische Signale, die an die anderen Abtastelektroden (an nicht angewählte Abtastelektroden) S ₂, S ₃, S ₄, . . . angelegt werden, gezeigt. Andererseits zeigen Fig. 4(c) und 4(d) elektrische Signale, die an die angewählten Signalelektroden I ₁, I ₃, I ₅ angelegt werden, bzw. elektrische Signale, die an die nicht angewählten Signalelektroden I ₂, I ₄ angelegt werden. In Fig. 4(a) bis 4(d) und 5(a) bis 5(d) stellen die Abszisse und die Ordinate die Zeit bzw. die Spannung dar. Wenn beispielsweise ein Laufbild angezeigt wird, wird die Gruppe von Abtastelektroden 32 aufeinanderfolgend und periodisch angewählt. Wenn eine Schwellenspannung für die Erzielung eines ersten stabilen Zustands des Bistabilität zeigenden Flüssigkristalls als -V _th1 und eine Schwellenspannung für die Erzielung eines zweiten stabilen Zustands des Bistabilität zeigenden Flüssigkristalls als +V _th2 bezeichnet wird, ist ein elektrisches Signal, das an die angewählte Abtastelektrode 32 (S ₁) angelegt wird, eine Wechselspannung, die während einer Phase (Zeit) t ₁ 2 V beträgt und während einer Phase (Zeit) t ₂ -2 V beträgt, wie es in Fig. 4(a) gezeigt wird. Wenn ein solches elektrisches Signal mit mehreren Phasen, deren Spannungen voneinander verschieden sind, an eine angewählte Abtastelektrode angelegt wird, kann die wichtige Wirkung erzielt werden, daß die Umwandlung zwischen dem ersten stabilen Zustand und dem zweiten stabilen Zustand, die einem optisch "hellen" bzw. einem optisch "dunklen" Zustand entsprechen, schnell hervorgerufen werden kann.

Andererseits sind die anderen Abtastelektroden S ₂ bis S ₅ . . . geerdet, wie es in Fig. 4(b) gezeigt wird. Infolgedessen zeigen die an diesen Abtastelektroden erscheinenden elektrischen Signale Null Volt. Andererseits zeigt ein elektrisches Signal, das an die angewählten Signalelektroden I ₁, I ₃, I ₅ angelegt wird, den Wert V, wie es in Fig. 4(c) gezeigt wird, während ein elektrisches Signal, das an die nicht angewählten Signalelektroden I ₂, I ₄ angelegt wird, den Wert -V zeigt, wie es in Fig. 4(d) gezeigt wird. In diesem Fall wird die Spannung V auf einen gewünschten Wert eingestellt, der die folgenden Ungleichungen erfüllt:

V≦ωτV _th2≦ωτ3V und -3V≦ωτ-V _th1≦ωτ-V.

Die Kurvenformen der Spannung, die z. B. an die Bildelemente A und B der in Fig. 3 gezeigten Bildelemente angelegt werden, wenn solche elektrischen Signale gegeben werden, werden in Fig. 5(a) bzw. 5(b) gezeigt. Wie aus Fig. 5(a) hervorgeht, wird nämlich an den ferroelektrischen Flüssigkristall an die Bildelemente A auf der angewählten Abtastzeile während einer Phase t ₂ eine Spannung von 3V, die oberhalb des Schwellenwertes V _th2 liegt, angelegt. Ferner wird an den ferroelektrischen Flüssigkristall an die Bildelemente B auf derselben Abtastzeile während einer Phase t ₁ eine Spannung von -3V, die den Schwellenwert -V _th1 überschreitet, angelegt. Folglich ändert sich die Orientierung der Flüssigkristallmoleküle in Abhängigkeit davon, ob auf einer angewählten Abtastelektrodenzeile eine Signalelektrode angewählt wird oder nicht. Wenn eine bestimmte Signalelektrode angewählt wird, werden folglich die Flüssigkristallmoleküle zu dem ersten stabilen Zustand orientiert, während sie zu dem zweiten stabilen Zustand orientiert werden, wenn diese Signalelektrode nicht angewählt wird.

Andererseits hat, wie es in Fig. 5(c) und 5(d) gezeigt wird, die Spannung, die an alle Bildelemente auf den nicht angewählten Abtastzeilen angelegt wird, den Wert +V oder -V, der jeweils nicht den Schwellenwert überschreitet. Folglich befinden sich die ferroelektrischen Flüssigkristallmoleküle die mit den einzelnen Bildelementen auf den nicht angewählten Abtastzeilen elektrisch leitend verbunden sind, in den Orientierungen, die den Signalzuständen entsprechen, die erzeugt wurden, als sie zuletzt abgetastet wurden, ohne daß die Orientierung verändert ist. Wenn nämlich eine bestimmte Abtastelektrode angewählt wird, werden Signale, die einer Zeile entsprechen, geschrieben, und auf diese Weise wird das Schreiben der einem Vorbild entsprechenden Signale vollendet. Der Signalzustand jedes Bildelements kann aufrechterhalten werden, bis die Zeile später angewählt wird. Infolgedessen ändert sich das Tastverhältnis auch dann nicht wesentlich, wenn die Zahl der Abtastzeilen ansteigt, was dazu führt, daß eine Verminderung des Kontrastes nicht möglich ist.

Nachstehend wird ein mögliches Problem betrachtet, das auftreten kann, wenn eine Vorrichtung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, tatsächlich als Anzeigevorrichtung angesteuert wird. Unter Bezugnahme auf Fig. 3 wird angenommen, daß sich unter den Bildelementen, die an Kreuzungen der Abtastelektroden S ₁ bis S ₅ und der Signalelektroden I ₁ bis I ₅ gebildet werden, die schraffierten Bildelemente im "hellen" Zustand und die weiß dargestellten Bildelemente im "dunklen" Zustand befinden. Wenn Anzeigezustände an einer Signalelektrode I ₁ in Fig. 3 betrachtet werden, befindet sich ein Bildelement (A) an einer Abtastelektrode S ₁ im "hellen" Zustand, und die anderen Bildelemente (B) befinden sich alle im "dunklen" Zustand. Als Ansteuerungsbetriebsart für die Erzielung einer solchen Anzeigetafel zeigt Fig. 6 ein Beispiel für die Abtastsignale, für ein an eine Signalelektrode I ₁ angelegtes Informationssignal und für eine an das Bildelement A im zeitseriellen Betrieb angelegte Spannung.

Wenn bei der in Fig. 6 gezeigten Ansteuerungs-Betriebsart eine Abtastelektrode S ₁ abgetastet wird, wird an das Bildelement A während einer Zeit t ₂ eine Spannung von 3V, die die Schwellenspannung V _th2 überschreitet, angelegt, so daß das Bildelement A unabhängig von seinem vorangehenden Zustand zu einem stabilen Zustand, d. h., zu dem hellen Zustand, orientiert und geschaltet wird. Danach wird während des Zeitraums, in dem Abtastelektroden S ₂ bis S ₅ abgetastet werden, kontinuierlich eine Spannung von -V angelegt, und es wird erwartet, daß das Bildelement A seinen "hellen" Zustand beibehält, wenn die Spannung -V die Schwellenspannung -V _th1 nicht überschreitet. Tatsächlich kann jedoch das Problem einer Umkehrung von Anzeigezuständen auftreten, wenn ein Signal mit einer Richtung (in dem betrachteten Fall ein Signal für die Erzielung des "dunklen" Zustands) kontinuierlich an eine Signalelektrode angelegt wird, und zwar insbesondere in dem Fall, daß eine sehr große Zahl von Abtastzeilen verwendet und eine Ansteuerung mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird. Socl eine Umkehrerscheinung kann dadurch wirksam verhindert werden, daß die vorstehend erwähnte besonders mesomorphe oder Flüssigkristallverbindung oder eine dieselbe enthaltende Flüssigkristallmischung verwendet wird.

Ferner wird im Rahmen der Erfindung zur Verhinderung der vorstehend erwähnten Umkehrerscheinung vorzugsweise auf mindestens einer einander gegenüberliegenden Elektroden, die am Aufbau der Flüssigkristallzelle beteiligt sind, ein isolierender Film aus einer isolierenden Substanz gebildet.

Für die in diesem Fall zu verwendende isolierende Substanz gibt es keine besondere Einschränkung, jedoch ist es möglich, als isolierenden Film anorganische isolierende Substanzen, wie z. B: Siliciumnitride, wasserstoffhaltige Siliciumnitride, Siliciumcarbide, wasserstoffhaltige Siliciumcarbide, Siliciumoxide, Bornitride, wasserstoffhaltige Bornitride, Ceroxide, Aluminiumoxide, Zirkoniumoxide, Titanoxide oder Magnesiumfluorid oder organische isolierende Substanzen wie z. B. Polyvinylalkohol, Polyimid, Polyamidimid, Polyesterimid, Poly- p-xylylen, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz, Melaminharz, Harnstoffharz, Acrylharz oder Photoresistharz zu verwenden. Diese isolierenden Filme können eine Dicke von 500,0 nm oder weniger, vorzugsweise von 10,0 nm bis 100,0 nm und insbesondere von 50,0 nm bis 300,0 nm haben.

Das erfindungsgemäße optisch aktive Milchsäurederivat kann mit einem Zwischenprodukt für ein funktionelles Material mit einer geeigneten zwischenmolekularen Kraft und Gestalt kombiniert werden, ohne die optische Aktivität zu beeinträchtigen, und ermöglicht eine beliebige Molekülgestaltung. Insbesondere ist es durch die Wahl der Länge der Alkylgruppe möglich, die Art und den Temperaturbereich einer Flüssigkristallphase im mesomorphen Zustand zu steuern. Ferner kann die Flüssigkristallmischung, die mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate und optisch aktiven mesomorphen Milchsäurederivate der Erfindung enthält, als chiraler nematischer Flüssigkristall oder als chiraler smektischer Flüssigkristall verwendet werden, um das Betriebsverhalten wirksam zu verbessern und z. B. eine Verbesserung der Ansprechgeschwindigkeit zu erzielen, durch Steigerung der spontanen Polarisation die Erzeugung einer umgekehrten Domäne zu verhindern und die Viskosität zu steuern usw.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele unter Bezugnahme auf optisch aktive Substanzen in Form von erfindungsgemäßen Milchsäurederivaten und mesomorphen Milchsäurederivaten, Flüssigkristallmischungen und Flüssigkristallvorrichtungen näher erläutert.

Beispiel 1

p-Hydroxybenzoesäure-(2-ethoxy)-propylester:

50 g p-Acetyloxybenzoesäure wurden zu 165 g SOCl₂ zugegeben, und die Mischung wurde 40 min lang bei 60°C erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Lösungsmittel abgedampft, wobei 64,5 g erhalten wurden.

10 g 2-Ethoxypropanol (C₂H₅OC^*H(CH₃)CH₂OH) und 11,6 g N,N- Dimethylanilin wurden in 20 ml Ether gelöst, und zu der Lösung wurden unter Rühren 22,3 g des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten zugetropft. Die Mischung wurde dann unter Rühren 1 h 30 min lang unter Rückfluß erhitzt.

Wasser wurde zugegeben, und die Etherschicht wurde abgetrennt und gereinigt, wobei p-Acetyloxybenzoesäure-(2-ethoxy)-propylester erhalten wurde. Nachdem in das Produkt Methanol hineingegeben worden war, wurde eine Mischung von Methanol : 28%igem Ammoniakwasser (1 : 1) dazugegeben, und durch Rühren der Mischung wurde eine Hydrolyse durchgeführt.

Die Reaktionsmischung wurde mit 400 ml Ether extrahiert, mit Wasser gewaschen und getrocknet (mit Na₂SO₄), und das Lösungsmittel wurde abgedampft, wobei 11,5 g eines rohen Produkts erhalten wurden. Die Reinigung durch eine Säule mit 1 kg Kieselsäuregel (bewegliche Phase: Isopropylether:n-Hexan = 1 : 1) lieferte 6,4 g Hydroxybenzoesäure-(2-ethoxy)-propylester.

Mit diesem Produkt wurden die folgenden IR-Meßwerte erhalten.
IR (cm^-1): p-Acetyloxybenzoesäure-(2-ethoxy)-propylester: 2980, 2880, 1770, 1720, 1610, 1505, 1375, 1275, 1200, 1160, 1120, 1100.
IR (cm^-1): p-Hydroxybenzoesäure-(2-ethoxy)-propylester: 3310, 2990, 2900, 1720, 1700, 1620, 1600, 1520, 1450, 1390, 1280, 1170, 1100.

Beispiel 2

p-Hydroxybenzoesäure-(2-propoxy)-propylester:

Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurden aus 10 g (2-Propoxy)-propanol 14,6 g p-Hydroxybenzoesäure(2-propoxy)- propylester erhalten.

Mit dem Produkt wurden die folgenden IR- und NMR-Meßwerte erhalten.

IR (cm^-1): 3370, 3000, 2900, 1720, 1700, 1625, 1610, 1525. 1460, 1395, 1280, 1250, 1180, 1120.

¹H-NMR: 0,9-1,8 ppm (8H), 2,3 ppm (1H), 3,4-4,3 ppm (5H), 6,7-8,0 ppm (4H).

Beispiel 3 bis 5

Nach demselben Verfahren wie in Beispiel 1 wurden erfindungsgemäße Milchsäurederivate erhalten. Die Produkte sind in der vorstehenden Tabelle 1 zusammen mit ihrer spezifischen optischen Drehung aufgeführt.

Beispiel 6

p-Hydroxybiphenylcarbonsäure-(2-pentyloxy)-propylester:

9,42 g (1,68 × 10^-1 mol) KOH wurden in 30 ml Wasser gelöst, und 15 g (7,02 × 10^-2 mol) p-Hydroxybiphenylcarbonsäure wurden im Verlauf von 10 min bei Raumtemperatur zugetropft. Nach dem Zutropfen wurden die ausgefällten Kristalle filtriert und aus Wasser umkristallisiert, wobei 5,9 g p- Acetyloxybiphenylcarbonsäure erhalten wurden (Ausbeute: 32,9%).

5,7 g (2,23 × 10^-2 mol) p-Acetyloxybiphenylcarbonsäure wurden zu 20 g (1,68 × 10^-1 mol) SOCl₂ zugegeben, und die Mischung wurde 3,5 h lang unter Rückfluß erhitzt. Nach dem Abkühlen wurde das Lösungsmittel abgedampft, wobei 7,0 g p- Acetyloxybiphenylcarbonsäurechlorid erhalten wurden.

3,25 g (2,23 × 10^-2 mol) 2-Pentyloxyheptanol und 2,69 g (2,23 × 10^-2 mol) N,N-Dimethylanilin wurden in 10 ml Ether gelöst, und unter Rühren der Lösung wurden 20 ml einer Lösung des in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten p- Acvetyloxybiphenylcarbonsäurechlorids in Toluol bei Raumtemperatur im Verlauf von 20 min zugetropft. Nach dem Zutropfen wurde die Mischung stundenlang unter Rückfluß erhitzt.

Nach der Beendigung der Reaktion wurden 50 ml Wasser zugegeben, um die Kristalle aufzulösen, worauf mit Ether (3mal 30 ml) extrahiert wurde. Die Etherschicht wurde mit 50 ml 10%iger wäßriger H₂SO₄ (4mal) und mit Wasser (3mal) gewaschen und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Dann wurden die Lösungsmittel abgedampft, wobei 20,3 g eines ölartigen Produkts erhalten wurden. Das Produkt wurde durch Kieselsäuregel- Säulenchromatographie gereinigt, wobei 8,6 g p- Acetyloxybiphenylcarbonsäure-(2-pentyloxy)-propylester erhalten wurden.

Nach dem Verdünnen des p-Acetyloxybiphenylcarbonsäure-(2-pentyloxy)- propylesters mit 50 ml Methanol wurde unter Rühren eine Mischung von Methanol : 28%igem NH₄OH (1 : 1) zugegeben, um eine Hydrolyse durchzuführen. Dann wurde die Reaktionsmischung mit Ether extrahiert (3mal); die Etherschicht wurde mit 50 ml Wasser gewaschen (3mal) und über wasserfreiem Natriumsulfat getrocknet. Dann wurde das Lösungsmittel abgedampft, wobei ein ölartiges Produkt erhalten wurde. Das Produkt wurde durch Kieselsäuregel-Chromatographie gereinigt, wobei 2,6 g p-Hydroxybiphenylcarbonsäure-(2-pentyloxy)-propylester erhalten wurden.

Mit dem Produkt wurden die folgenden IR-Meßwerte erhalten.

IR (cm^-1): 3400, 2950, 2875, 1720, 1700, 1615, 1600, 1450, 1380, 1290, 1260, 1110.

Beispiel 9

p′-Decyloxybiphenylcarbonsäure-p″-(2-ethoxypropyloxycarbonyl)- phenylester:

20 ml SOCl₂ wurden zu 4 g (1,13 × 10^-2 mol) Decyloxybiphenylcarbonsäure zugegeben, und die Mischung wurde 3,5 h lang unter Rückfluß erhitzt. Überschüssiges SOCl₂ wurde abgedampft, wobei Decyloxybiphenylcarbonsäurechlorid erhalten wurde.

Das erhaltene Säurechlorid wurde in 10 ml Toluol gelöst, und die erhaltene Lösung wurde tropfenweise in eine Lösung von 2,35 g (1,13 × 10^-2 mol) optisch aktivem p-Hydroxybenzoesäure- 2-ethoxypropylester, der in 16 ml Pyridin gelöst war, hineingegeben. Die Mischung wurde 55 min lang bei Raumtemperatur stehengelassen und danach 3 h 50 min lang gerührt.

Die Reaktionsmischung wurde in kaltes Wasser gegossen, mit 6 n HCl-Lösung und Wasser gewaschen und getrocknet. Dann wurde das Lösungsmittel abgedampft, wobei 4,4 g p′- Decyloxybiphenylcarbonsäure-p″-(2-ethoxypropyloxycarbonyl)-phenylester erhalten wurden. Ferner lieferte das Umkristallisieren nach einer Reinigung durch Kieselsäuregel-Chromatographie 1,8 g eines gereinigten Produkts.

Mit dem Produkt wurden die folgenden IR- und NMR-Meßwerte erhalten.

IR (cm^-1): 2940, 2870, 1740, 1610, 1515, 1480, 1395, 1295, 1135, 1090.

¹H-NMR: 6,8-8,2 ppm (12H), 3,3-4,3 ppm (7H), 0,8-1,8 ppm (25H).

Beispiele 7, 8, 10 bis 15, 19 und 20

Mesomorphe Verbindungen wurden ähnlich wie in Beispiel 9 erhalten.

Die Produkte sind in der vorstehenden Tabelle 2 zusammen mit ihren Phasenumwandlungstemperaturen aufgeführt.

Beispiel 16

Unter Verwendung einer Flüssigkristallmischung mit 2 Masseteilen der optisch aktiven Substanz des vorstehenden Beispiels 5, die zu 98 Masseteilen p,p′-Pentylazoxybenzol zugegeben worden waren, wurde eine TN-Zelle (Zelle mit verdrehter nematischer Phase bzw. Zelle mit Drall) hergestellt, wobei eine nematische Phase mit (im Vergleich zu der ohne Zugabe dieser optisch aktiven Verbindung hergestellten TN-Zelle) in hohem Maße verminderter umgekehrter Domäne erhalten wurde.

Beispiel 17

Flüssigkristallvorrichtung unter Verwendung der in Beispiel 9 hergestellten mesomorphen Verbindung:

Auf einem Substrat in Form einer Glasplatte (10 mm × 20 mm), die mit hoher Präzision poliert worden war, wurden als Elektroden ITO-Filme mit einer Dicke von etwa 100,0 nm gebildet, und auf diese wurde ferner durch das Ionenstrahlverfahren SiO₂ mit einer Dicke von etwa 100,0 nm aufgedampft. Die in Beispiel 9 hergestellte mesomorphe Verbindung wurde auf ein Glassubstrat getropft, das in derselben Weise bearbeitet worden war, und das vorstehend erwähnte Glassubstrat wurde derart daraufgelegt, daß es ihm gegenüberlag. Während unter einem Polarisationsmikroskop das Substrat bei 160°C gedrückt und der Zwischenraum zwischen dem oberen und dem unteren Substrat aufrechterhalten wurde, wurden die beiden Substrate parallel bewegt, um gegeneinander verschoben zu werden, wodurch eine horizontal ausgerichtete Monodomäne erhalten wurde. Es wurde festgestellt, daß die Flüssigkristallschicht zu dieser Zeit eine Dicke von 1,4 µm hatte, und als bei 80°C ein Impuls von ±10 V angelegt wurde, wurde innerhalb von etwa 100 µs ein Umschaltvorgang durchgeführt.

Beispiel 18

Eigenschaften einer Flüssigkristallmischung, die in Beispiel 10 hergestellte mesomorphe Verbindung als Bestandteil enthält:

Eine Masse aus 21 Masse-% und 79 Masse-% der in Beispiel 10 hergestellten mesomorphen Verbindung bestehende Flüssigkristallmischung zeigte im Verlauf der Abkühlung bei 20 bis 90°C die SmC^*-Phase.

Beispiel 21

Auf den jeweiligen einander gegenüberliegenden ITO-Matrixelektroden in Form von sich kreuzenden Streifen wurden Polyimidfilme mit einer Filmdicke von 100,0 nm gebildet. [Die Bildung der Polyimidfilme erfolgte, indem eine 5%ige (Masse-%) Lösung eines aus einem Kondensationsprodukt von Pyromellitsäureanhydrid und 4,4′-Diaminodiphenylether bestehenden Polyamidharzes in N-Methylpyrrolidon aufgetragen und das Polyamidharz einer Ringschlußreaktion durch Erhitzen bei 250°C unterzogen wurde.] Die Oberflächen der Polyimidfilme wurden einer Reibbehandlung unterzogen, so daß sie parallel zueinander waren, um eine Zelle mit einer Zellendicke von 1 µm herzustellen.

In die vorstehend erwähnte Zelle wurde dann durch das Vakuumeinspritzverfahren die folgende Mischung A eingespritzt, und die Zelle wurde abgedichtet. Dann wurde die Zelle allmählich abgekühlt (1°C/h) um eine Flüssigkristallzelle mit SmC^*- Phase herzustellen.

Flüssigkristallmischung A

An den beiden Seiten der Flüssigkristallzelle wurden ein Polarisator und ein Analysator mit gekreuzten Nicolschen Prismen angeordnet, und zwischen den einander gegenüberliegenden Matrixelektroden wurden die Signale mit den in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigten Kurvenformen angelegt. Während dieses Vorganges war das Abtastsignal ein Signal mit einer alternierenden Kurvenform mit +8 Volt und -8 Volt, wie es in Fig. 4(a) gezeigt ist, während die Schreibsignale Signale mit 4 Volt bzw. -4 Volt waren. Ferner betrug eine Vollbildperiode 30 ms.

Als Ergebnis konnte auch in dem Fall, daß diese Flüssigkristallvorrichtung der vorstehend beschriebenen Zeitmultiplex- Speicheransteuerung unterzogen wurde, eine normale Laufbildanzeige ohne irgendeine Umkehrung des Schreibzustandes durchgeführt werden.

Vergleichsbeispiel 1

Eine Flüssigkristallvorrichtung wurde hergestellt, indem zu Vergleichszwecken eine Flüssigkristallmischung B, die nachstehend gezeigt ist, hergestellt wurde, bei der die mesomorphe Verbindung, die durch die vorstehende Formel (I) wiedergegeben wird, aus der bei der Herstellung der Flüssigkristallvorrichtung von Beispiel 21 verwendeten Flüssigkristallmischung A weggelassen wurde. Als die Flüssigkristallvorrichtung in derselben Weise wie vorstehend beschrieben angesteuert wurde, konnte wegen des Auftretens der Umkehrerscheinung keine normale Laufbildanzeige durchgeführt werden.

Flüssigkristallmischung B (zum Vergleich) Beispiel 22

p-Hydroxymono-(butoxypropyl)-ether:

(Schritt 1) 2-Butoxypropanol:

31,5 g Ethyl-L-(+)-lactat und 107,3 g 1-Jodbutan wurden in einem Vierhalskolben vermischt, und frisch synthetisiertes Ag₂O wurde im Verlauf von 2 h zugegeben. Nach 15 h dauerndem Stehenlassen bei Raumtemperatur wurde die Mischung mit 200 ml Ether verdünnt und filtriert, und dann wurde der Ether abgedampft. Der Rückstand wurde mit 100 ml 5%igem wäßrigem KOH gewaschen, über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet und einer Vakuumdestillation unterzogen. Die Fraktionen bei 110°C/54 mm Hg wurden gesammelt, wobei 23 g (-)-Ethyl-2-butoxypropionat erhalten wurden. Optische Drehung [α] = -73°.

2,0 g LiAlH₄ wurden zu 100 ml Ether zugegeben. Die Mischung wurde 3 h lang gerührt, und 12,7 g (-)-Ethyl-2-butoxypropionat wurden dazugetropft. Nach der Beendigung des Zutropfens wurde das Rühren 15 min lang fortgesetzt. Dann wurden 50 ml Wasser und 50 ml 10%ige wäßrige H₂SO₄ zugegeben. Die Etherschicht wurde abgetrennt und über MgSO₄ getrocknet. Der Ether wurde nach dem Filtrieren abgedampft. Ausbeute: 7,4 g, optische Drehung [α] = +24,4°.

(Schritt 2) 2′-Butoxypropyl-p-toluolsulfonat:

40 g trockenes Pyridin und 15,3 g 2-Butoxypropanol wurden in einen Vierhalskolben hineingegeben und unter Rühren eisgekühlt, und 35 g p-Toluolsulfonsäurechlorid wurden nach und nach zugegeben, um die Reaktion 2 h lang durchzuführen. Dann wurde die Reaktionsmischung wieder auf Raumtemperatur gebracht, und die Reaktion wurde 16 h lang weiter durchgeführt. Das Reaktionsprodukt wurde in eisgekühlte 6%ige wäßrige HCl hineingegeben, und die Mischung wurde gerührt. Die Mischung wurde dann mit Benzol extrahiert und über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet. Das Abdampfen des Benzols lieferte (2′-Butoxypropyl)- p-toluolsulfonat als ölartiges Produkt. Ausbeute: 33,2 g. Die NMR-Meßwerte dieser Verbindung sind nachstehend gezeigt.

NMR: 7,8-7,3 ppm (q, 4H), 4,0-3,9 ppm (d, 2H), 3,7-3,3 ppm (m, 3H), 2,4 ppm (s, 3H), 1,4-0,8 ppm (m, 10H).

(Schritt 3) p-Hydroxymono-(2-butoxypropyl)-ether:

26 g Hydrochinon und 7,1 g 85%iges KOH wurden zusammen mit 300 ml Ethanol und 2 ml Wasser 7 h lang gerührt. 15,1 g 2′- Butoxypropyl-p-toluolsulfonat wurden zugegeben, und die Mischung wurde 3 h lang unter Rückfluß bei 60°C erhitzt, um die Reaktion 5 h lang durchzuführen, und die Reaktion wurde ferner 11 h lang bei Raumtemperatur durchgeführt. Dann wurde das Ethanol abgedampft. Zu dem Rückstand wurden 500 ml Wasser gegeben, und der Rückstand wurde ferner mit wäßriger HCl angesäuert. Nach dem Extrahieren mit 500 ml Hexan wurde der Extrakt einem Umkristallisieren unterzogen. Ausbeute: 1,9 g (16%), [α] = 14,1°.

NMR: 6,8 ppm (s, 4H), 4,6 ppm (s, 1H), 3,9-3,5 ppm (m, 5H), 1,6-0,8 ppm (m, 10H)

IR: 3310 cm^-1, 2950 cm^-1, 2870 cm^-1, 1520 cm^-1, 1445 cm^-1, 1225 cm^-1, 1075 cm^-1, 830 cm^-1.

Beispiel 23

Hydrochinonmono-(2-pentyloxypropyl)-ether:

(Schritt 1) 2-Pentyloxypropanol:

2-Pentyloxypropanol wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten.

(Schritt 2) (2′-Pentyloxypropyl)-p-toluolsulfonat:

17,6 g 2′-Pentyloxypropanol und 53 g trockenes Pyridin wurden in einem Vierhalskolben hineingegeben und mit NaCl-Eis gekühlt. Zu der gekühlten Mischung wurden allmählich 35,7 g p- Toluolsulfonsäurechlorid zugegeben. Nachdem die Reaktion 3 h lang durchgeführt worden war, wurde die Mischung auf Raumtemperatur zurückgebracht, und die Reaktion wurde 14 h lang weiter fortgesetzt. Das Reaktionsprodukt wurde in 300 ml kaltes Wasser geschüttet, in das eine geringe Salzsäuremenge hineingegeben wurde. Nach dem Extrahieren mit Benzol wurde der Extrakt über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, und Benzol wurde abgedampft, wobei 35,2 g (2′-Pentyloxypropyl)-p-toluolsulfonat als ölartiges Produkt erhalten wurden.

(Schritt 3) Hydrocinonmono-(2′-pentyloxypropyl)-ether:

16,7 g Hydrochinon, 8,6 g 85%iges KOH, 14 g Wasser und 200 ml Ethanol wurden in einem Vierhalskolben hineingegeben, und die Reaktion wurde 13 h lang durchgeführt. Nach der Erhöhung der Temperatur auf 50°C wurde die Reaktion 3 h lang weiter durchgeführt, und zu der Reaktionsmischung wurden 30 g (2′- Pentyloxypropyl)-p-toluolsulfonat zugetropft. Die Reaktion wurde 1 h lang bei einer auf 70°C erhöhten Temperatur und dann 3 h lang durch Erhitzen unter Rückfluß durchgeführt, und die Mischung wurde 22 h lang bei Raumtemperatur stehengelassen. Das Ethanol wurde abgedampft, worauf zu dem Rückstand 500 ml Wasser und eine geringe Salzsäuremenge gegeben wurden. Danach wurde die Mischung mit 500 ml Hexan extrahiert. Das Produkt wurde nach zweimaligem Waschen mit Wasser über Na₂SO₄ getrocknet, und ein Umkristallisieren mit Hexan wurde durchgeführt. Optische Drehung [α] = 13,5°.

Beispiel 24

Hydrochinonmono-(2-octyloxypropyl)-ether:

(Schritt 1) 2-Octyloxypropanol:

2-Octyloxypropanol wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 erhalten. Optische Drehung [α] = 16,8° (in CHCl₃).

(Schritt 2) (2′-Octyloxypropyl)-p-toluolsulfonat:

53 g trockenes Pyridin und 22,2 g 2-Octyloxypropanol wurden in einen Vierhalskolben hineingegeben und mit NaCl-Eis gekühlt. 35,4 g Toluolsulfonsäurechlorid wurden nach und nach zugegeben. Nachdem die Reaktion 4 h lang gerührt worden war, wurde die Mischung 18 h lang bei Raumtemperatur stehengelassen. Das Reaktionsprodukt wurde in 500 g eisgekühlte 6%ige wäßrige HCl hineingegeben. Die Mischung wurde mit 500 ml Benzol extrahiert und über wasserfreiem Na₂SO₄getrocknet. Dann wurde Benzol abgedampft, wobei 40 g (2′-Octyloxypropyl)- p-toluolsulfonat als ölartiges Produkt erhalten wurden.

(Schritt 3) Hydrochinonmono-(2′-octyloxypropyl)-ether:

17,0 g Hydrochinon, 11,4 g 85%iges KOH, 7,5 ml Wasser und 200 ml Ethanol wurden in einen Vierhalskolben hineingegeben. Nach 5 h dauernder Reaktion wurde die Temperatur der Mischung auf 50°C erhöht, und 33 g (2′-Octyloxypropyl)-p-toluolsulfonat wurden dazugetropft. Nach 5 h dauernder Reaktion wurde die Mischung 11 h lang unter Rückfluß erhitzt, wonach Ethanol abgedampft wurde. Der Rückstand wurde in 600 ml Wasser hineingegeben und mit Salzsäure angesäuert. Die Mischung wurde mit 500 ml Hexan extrahiert, und der Extrakt wurde über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, worauf ein Umkristallisieren durchgeführt wurde. Ausbeute: 4,2 g (16%). Optische Drehung [α] = 11,3°.

Beispiel 25

Hydrochinonmono-(2′-dodecyloxypropyl)-ether:

(Schritt 1) 2-Dodecyloxypropanol:

47,0 g Ethyl-L-(+)-lactat mund 88,4 g 1-Joddodecan wurden in einen Kolben hineingegeben und unter einem Stickstoffgasstrom vermischt. 42,1 g frisch synthetisiertes Ag₂O wurden im Verlauf von 3 h zugegeben. Nachdem die Mischung 50 h lang bei Raumtemperatur stehengelassen worden war, wurde sie 4 h lang auf einem Wasserbad bei 60 bis 70°C erhitzt. Die Mischung wurde mit 200 ml Ether verdünnt und filtriert, und dann wurde der Ether abgedampft. Der Rückstand wurde mit 100 ml 5%igem wäßrigem KOH gewaschen und dann über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet und einer Vakuumdestillation unterzogen. Die Fraktionen bei 169°C/9 mm Hg wurden gesammelt, wobei 22 g (-)- Ethyl-2-dodecyloxypropionat erhalten wurden. Optische Drehung [α] = -42°.

1,9 g LiAlH₄ wurden zu 70 ml Ether zugegeben, und die Mischung wurde 4 h lang gerührt. Zu der erhaltenen Mischung wurde eine Lösung von 16,5 g (-)-Ethyl-2-dodecyloxypropionat, die in 10 ml Ether gelöst waren, zugetropft. Nach der Beendigung des Zutropfens wurde das Rühren 15 min lang fortgesetzt. 50 ml entionisiertes Wasser wurde zugegeben, und ferner wurden 50 ml 10%ige wäßrige H₂SO₄ zugegeben. Die Etherschicht wurde abgetrennt und über wasserfreiem MgSO₄ getrocknet. Nach dem Trocknen wurde der Ether abgedampft. Ausbeute: 12,0 g. Optische Drehung [α] = +11,1°.

IR: 3430 cm^-1, 2930 cm^-1, 2850 cm^-1, 1470 cm^-1, 1380 cm^-1, 1100 cm^-1, 1050 cm^-1.

(Schritt 2) (2-Dodecyloxypropyl)-p-toluolsulfonat:

6,6 g 2-Dodecyloxypropanol und 20 ml trockenes Pyridin wurden vermischt und mit NaCl-Eis gekühlt. 8,0 g p-Toluolsulfonsäurechlorid wurden nach und nach zugegeben, und die Reaktion wurde 9 h lang fortgesetzt. Die auf Raumtemperatur zurückgekehrte Reaktionsmischung wurde mit einer durch Zugabe von 30 ml konz. Salzsäure zu 110 g Wasser erhaltenen Mischung vermischt, und die Mischung wurde mit Benzol extrahiert und über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet. Das Abdampfen des Benzols lieferte (2-Dodecyloxypropyl)-p-toluolsulfonat als ölartiges Produkt. Ausbeute: 10,7 g.

(Schritt 3) Hydrochinonmono-(2′-dodecyloxypropyl)-ether:

11,1 g Hydrochinon, 3,1 g 85%iges KOH und 100 ml Ethanol wurden vermischt und die Reaktion wurde 2,5 h lang durchgeführt. 10,7 g (2′-Dodecyloxypropyl)-p-toluolsulfonat wurden zugetropft, und die Reaktion wurde 3 h lang bei 60°C und 7,0 h lang durch Erhitzen unter Rückfluß durchgeführt. Dann wurde das Ethanol abgedampft. Der Rückstand wurde mit 200 ml Wasser verdünnt, mit einer geringen Salzsäuremenge angesäuert und dann mit 500 ml Hexan extrahiert, worauf ein Umkristallisieren durchgeführt wurde. Ausbeute: 1,1 g (12%). Optische Drehung [α] = -8,6°.

Beispiele 26 bis 39

Durch ähnliche Verfahren wie in Beispiel 25 wurden in der vorstehenden Tabelle 3 aufgeführte Verbindungen synthetisiert. Die optischen Drehungen sind ebenfalls in Tabelle 3 gezeigt.

Beispiel 40

4-(2′-Octyloxypropoxy)-phenyl-4′-dodecyloxybiphenyl-4-carboxylat:

85 g 4-Hydroxybiphenyl wurden in 1,5 l 1,5 n NaOH-Lösung gelöst und mit 2 mol Methylsulfat derart zur Reaktion gebracht, daß die Temperatur 60°C nicht überschritt. Dann wurde die Temperatur in 30 min auf 70°C erhöht. Das Umkristallisieren aus Ethanol lieferte bei 80,5°C schmelzende 4- Methoxybiphenyl-Kristalle (Ausbeute 90 bis 95%).

11,5 g 4-Methoxybiphenyl wurden in 75 ml frisch destilliertem Kohlenstoffsulfid gelöst. Dann wurde die Lösung auf 0 bis 2°C gekühlt, und 9,5 g wasserfreies Aluminiumchlorid wurden sofort unter Rühren zugegeben. Dann wurden im Verlauf von 5 bis 10 min 5,8 ml Acetylchlorid zugetropft, worauf die Temperatur allmählich auf 35°C erhöht wurde, um die Reaktion zu beenden. Nach etwa 45 min dauerndem Erhitzen unter Rückfluß wurde die Mischung abgekühlt und unter Zugabe von 60 ml kalter konz. Salzsäure zersetzt. Nach der Entfernung des Lösungsmittels durch Einblasen von Dampf in das Lösungsmittel wurde der Rückstand unter ausreichendem Rühren rasch abgekühlt, wobei rosafarbene Kris 15438 00070 552 001000280000000200012000285911532700040 0002003627443 00004 15319talle mit brauner Farbtönung erhalten wurden. Nach zweimaligem Extrahieren mit 40 ml Ether zur Entfernung des 3-Keton-Isomers wurde das Produkt aus Isopropylalkohol umkristallisiert, wobei 4-Acetyl-4′-methoxybiphenyl mit einem Schmelzpunkt von 156,5°C in einer Ausbeute von 60 bis 77% erhalten wurde.

Eine Lösung von 18 g 4-Acetyl-4′-methoxybiphenyl in 285 ml Dioxan wurde mit verdünntem Natriumhypobromit oxidiert. Das Umkristallisieren aus Ethanol und Essigsäure lieferte bei 285°C schmelzende 4′-Methoxybiphenyl-4-carbonsäure.

25 g 4′-Methoxybiphenyl-4-carbonsäure, 1 l Essigsäure und 200 ml 48%ige Bromwasserstoffsäure wurden 12 bis 14 h lang unter Rückfluß erhitzt, und dann wurde die Mischung in 2,5 l Wasser geschüttet. Nach der Abkühlung wurden die Kristalle gesammelt, wobei 4-Hydroxybiphenylcarbonsäure mit einem Schmelzpunkt von 288 bis 291°C in einer Ausbeute von 90 bis 95% erhalten wurde.

0,01 mol p-Hydroxybiphenylcarbonsäure und 0,02 mol Kaliumhydroxid wurden in 300 ml Alkohol und 30 ml Wasser gelöst. Dann wurden 1,2 mol n-Dodecylbromid zugegeben, und die Mischung wurde 12 h lang unter Rückfluß erhitzt. Eine 10%ige Lösung, die 1,12 g Kaliumhydroxid enthielt, wurde 2 h lang unter Rückfluß erhitzt, um die Hydrolyse durchzuführen. Das Umkristallisieren wurde aus Ethanol und Eisessig durchgeführt, wobei 4′-Dodecyloxybiphenylcarbonsäure erhalten wurde.

40 ml Thionylchlorid wurden zu 1,23 g 4′-Dodecyloxybiphenylcarbonsäure gegeben, und die Mischung wurde 5 h lang unter Rückfluß erhitzt. Thionylchlorid wurde abgedampft, und ferner wurden 40 ml trockenes Benzol zugegeben, das wieder abgedampft wurde. 40 ml trockenes Pyridin wurden zugegeben, und nach der Abkühlung wurde eine Lösung von 1,37 g Hydrochinonmono- (2′-dodecyloxypropyl)-ether in 36 ml trockenem Benzol zugetropft. Nach 16 h dauerndem Rühren wurde die Mischung 4 h lang unter Rückfluß erhitzt. Nach der Abkühlung wurden 150 ml 10%ige wäßrige HCl zugegeben. Die Mischung wurde mit Benzol extrahiert, worauf über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet wurde. Nach dem Abdampfen von Benzol wurde der Rückstand aus Ethanol umkristallisiert.

IR: 2920 cm^-1, 2840 cm^-1, 1730 cm^-1, 1600 cm^-1, 1520 cm^-1, 1290 cm^-1, 1200 cm^-1, 1085 cm^-1, 765 cm^-1.

NMR: 8,3-6,9 ppm (12H), 4,0-3,5 ppm (7H), 1,6-0,9 ppm (41H).

Beispiel 41

4-(5-Heptylpyrimidin-2-yl)-benzoesäure-(2′-butoxypropyloxy)- phenylester:

25 g 2-Heptylmalondialdehydtetraethylacetal wurden 20 h lang bei 50°C zusammen mit 40 ml Ethanol, 4 ml Wasser und drei Tropfen konz. Schwefelsäure gerührt, und die Mischung wurde mit Ether verdünnt. Nachdem unverändertes 2-Heptylmalondialdehydtetraethylacetal mit verdünntem wäßrigem Na₂CO₃ entfernt worden war, wurde der Ether abgedampft. 15 g des auf diese Weise erhaltenen 2-Heptyl-3-ethoxyacroleins, 17 g 4-Amidobenzoesäuremethylester- Hydrochlorid und 8,0 g Natriummethylat wurden bei Raumtemperatur über Nacht und einem Stickstoffgasstrom in 150 ml Methanol gerührt. Der Niederschlag wurde durch Filtrieren abgetrennt und mit Wasser, Methanol und Ether gewaschen. 3,9 g des erhaltenen Methyl-4-(5-heptylpyrimidin- 2-yl)-benzoats wurden zu 40,6 g 47%igem wäßrigem HBr zugegeben, und die Mischung wurde unter Rühren 5 h lang unter Rückfluß erhitzt und dann 17 h lang bei Raumtemperatur stehengelassen. Wasser wurde zugegeben, und die Kristalle wurden durch Filtrieren abgetrennt, aus Ethanol umkristallisiert und filtriert, worauf getrocknet wurde.

1,28 g der erhaltenen 4-(5-Heptylpyrimidin-2-yl)-benzoesäure wurden zu 40 ml Thionylchlorid zugegeben, und die Mischung wurde unter Rühren 2 h lang unter Rückfluß erhitzt. Thionylchlorid wurde abgedampft; 40 ml trockenes Pyridin wurden zugegeben, und die Mischung wurde unter Eiskühlung gerührt. Zu dieser Mischung wurde eine Lösung von 1,34 g Hydrochinonmono- (2′-butoxypropyl)-ether in 30 ml trockenem Benzol zugetropft.

Nach 2 h dauernder Reaktion wurde die Mischung 2 h lang unter Rückfluß erhitzt, gekühlt und dann mit 100 ml verdünnter Salzsäure versetzt und mit Benzol extrahiert. Der Extrakt wurde zweimal mit Wasser gewaschen und über wasserfreiem Na₂SO₄ getrocknet, und Benzol wurde abgedampft, worauf aus Ethanol umkristallisiert wurde.

IR: 2920 cm^-1, 2850 cm^-1, 1735 cm^-1, 1590 cm^-1, 1480 cm^-1, 1435 cm^-1, 1260 cm^-1, 1190 cm^-1, 1080 cm^-1.

NMR: 8,7 ppm (s, 2H), 8,6-8,3 ppm (q, 4H), 7,2-6,8 ppm (m, 4H), 3,9 ppm (m, 3H), 3,6-3,4 ppm (t, 2H), 2,7-2,6 ppm (t, 2H), 1,5-0,9 ppm (m, 23H).

Beispiel 42

Es wurde beobachtet, daß eine Zelle mit verdrehter nematischer Phase bzw. Zelle mit Drall (TN-Zelle), die unter Verwendung einer Flüssigkristallmischung mit 1 Masseteil des (-)-Hydrochinonmono-(2′-dodecyloxypropyl)-ethers von Beispiel 25 der Erfindung, der zu 99 Masseteilen Rikson GR-63 (Biphenyl-Flüssigkristallmischung, hergestellt durch Chisso K. K.) zugegeben worden war, hergestellt wurde, eine nematische Phase mit (im Vergleich zu einer ohne Zugabe dieser Verbindung hergestellten TN-Zelle) in hohem Maße verminderter umgekehrter Domäne lieferte.

Beispiel 43

Es wurde beobachtet, daß eine Zelle mit verdrehter nematischer Phase bzw. Zelle mit Drall (TN-Zelle), die unter Verwendung einer Flüssigkristallmischung mit 2 Masseteilen des 4-(2′-Octyloxypropoxy)-phenyl-4′-dodecyloxybiphenyl-4-carboxylats von Beispiel 40 der Erfindung, die zu 98 Masseteilen Rikson GR-63 (Biphenyl-Flüssigkristallmischung, hergestellt durch Chisso K.K) zugegeben worden waren, hergestellt wurde, eine nematische Phase mit (im Vergleich zu einer ohne Zugabe dieser Verbindung hergestellten TN-Zelle) in hohem Maße verminderter umgekehrter Domäne lieferte.

Beispiel 44

Während die Flüssigkristallmischung von Tabelle 7 die SmC^*- Phase bei 33 bis 50°C zeigt, zeigte eine Flüssigkristallmischung, die durch Zugabe von 19,1 Masse-% der Verbindung von Beispiel 40 der Erfindung zu der Flüssigkristallmischung von Tabelle 7 erhalten wurde, die SmC^*-Phase bei 18 bis 71°C. Der Temperaturbereich konnte folglich in beträchtlichem Maße erweitert werden.

Tabelle 7

Beispiel 52

Auf den jeweiligen einander gegenüberliegenden ITO-Matrixelektroden in Form von sich kreuzenden Streifen wurden Polyimidfilme mit einer Filmdicke von 100,0 nm gebildet [Die Bildung der Polyimidfilme erfolgte, indem eine 5%ige (Masse-%) Lösung eines aus einem Kondensationsprodukt von Pyromellitsäureanhydrid und 4,4′-Diaminodiphenylether bestehenden Polyamidharzes in N-Methylpyrrolidon aufgetragen und das Polyamidharz einer Ringschlußreaktion durch Erhitzen bei 250°C unterzogen wurde.] Die Oberflächen der Polyimidfilme wurden einer Reibbehandlung unterzogen, so daß sie parallel zueinander waren, um eine Zelle mit einer Zellendicke von 1 µm herzustellen.

In die vorstehend erwähnte Zelle wurde dann durch das Vakuumeinspritzverfahren die folgende Mischung A′ eingespritzt, und die Zelle wurde abgedichtet. Dann wurde die Zelle allmählich abgekühlt (1°C/h), um eine Flüssigkristallzelle mit SmC^*-Phase herzustellen.

Flüssigkristallmischung A′

Als Ergebnis konnte auch in dem Fall, daß diese Flüssigkristallvorrichtung der vorstehend beschriebenen Zeitmultiplex- Speicheransteuerung unterzogen wurde, eine normale Laufbildanzeige ohne irgendeine Umkehrung des Schreibzustandes erhalten werden.

Vergleichsbeispiel 2

Eine Flüssigkristallvorrichtung wurde hergestellt, indem eine Flüssigkristallmischung, wie sie in Tabelle 7 gezeigt ist, hergestellt wurde, bei der die mesomorphen Verbindungen, die durch die vorstehende Formel (IV) wiedergegeben werden, aus der bei der Herstellung der Flüssigkristallvorrichtung von Beispiel 52 verwendeten Flüssigkristallmischung A′ weggelassen wurden. Als die Flüssigkristallvorrichtung in derselben Weise wie vorstehend beschrieben angesteuert wurde, konnte wegen des Auftretens der Umkehrerscheinung keine normale Laufbildanzeige durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße optisch aktive Milchsäurederivat kann mit einem Zwischenprodukt für ein funktionelles Material, das eine geeignete zwischenmolekulare Kraft und Gestalt hat, kombiniert werden, ohne die optische Aktivität zu beeinträchtigen, und erlaubt eine beliebige Molekülgestaltung. Insbesondere ist es durch die Wahl der Länge der Alkylgruppe möglich, die Art und den Temperaturbereich einer Flüssigkristallphase im mesomorphen Zustand zu steuern. Ferner kann die Flüssigkristallmischung, die mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate und optisch aktiven mesomorphen Milchsäurederivate der Erfindung enthält, als chiraler nematischer Flüssigkristall oder als chiraler smektischer Flüssigkristall verwendet werden, um das Betriebsverhalten wirksam zu verbessern.

Beispiel 53

Zwei Arten von mesomorphen Verbindungen, X-(1) und X-(2), die in den vorstehenden Beispielen 9 und 40 erhalten wurden. wurden vermischt. Fig. 7 zeigt die Änderung der Phasenumwandlungstemperatur (Temperaturerhöhungsprozeß) der auf diese Weise erhaltenen Flüssigkristallmischung als Phasendiagramm. Ferner zeigt Fig. 8 die Änderung der spontanen Polarisation der Mischung in Abhängigkeit von der Zusammensetzung.

Die spontane Polarisation wurde gemäß den Ausführungen in dem von K. Miyasato u. a. geschriebenen Aufsatz "Direct Method with Triangular Waves for Measuring Spontaneous Polarization in Ferroelectric Liquid Crystal" [Jap. J. Appl. Phys. 22, Nr. 10, L661 (1983)] gemessen.

Wie aus Fig. 7 ersichtlich ist, kann der Temperaturbereich der SmC^*-Phase durch Vermischen der mesomorphen Verbindungen X-(1) und X-(2) im Verhältnis 1 : 2 in beträchtlichem Maße erweitert werden, wodurch die SmC^*-Phase selbst bei einer unterkühlten Temperatur relativ stabil gehalten werden kann.

Bei der vorstehend beschriebenen Flüssigkristallmischung (1 : 2-Mischung) wurde die Ansprechgeschwindigkeit gemessen. D. h., mit der vorstehend beschriebenen Flüssigkristallmischung, die schichtweise zwischen einem Paar Elektrodensubstraten, die an der die Elektroden bedeckenden Polyimidschicht einer Reibbehandlung unterzogen worden waren, angeordnet war, wobei die Dicke der Flüssigkristallschicht 2 µm betrug, wurde die Ansprechgeschwindigkeit gemessen, indem durch Anlegen einer Spannung mit 10 V als Differenz zwischen Spannungsmaximum und Spannungsminimum das optische Ansprechverhalten unter gekreuzten Nicolschen Prismen ermittelt wurde. Die Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle 8 gezeigt.

Tabelle 8

Wie den vorstehenden Ergebnissen entnommen werden kann, hat die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung [X-(1) : X-(2)= 1 : 2] im Vergleich zu den einzelnen mesomorphen Verbindungen eine verbesserte Ansprechgeschwindigkeit, wobei das Ansprechen sogar bei einer niedrigen Temperatur schneller ist.

Beispiel 54

Durch Vermischen der mesomorphen Verbindung X-(1) und der in Beispiel 47 hergestellten mesomorphen Verbindung X-(3) im Verhältnis 28 : 72 wurde eine Flüssigkristallmischung erhalten. Es wurde festgestellt, daß diese Flüssigkristallmischung in dem Temperaturerhöhungsprozeß bei 70 bis 137°C die SmC^*- Phase zeigte. Unter Verwendung dieser Mischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 53 eine Flüssigkristallvorrichtung hergestellt, und die Ansprechgeschwindigkeit, die bei einer Temperatur von 80°C unter genau denselben Bedingungen gemessen wurde, betrug 210 µs. Folglich waren die Eigenschaften der Flüssigkristallmischung im Vergleich zu dem Fall der Verwendung einer einzelnen mesomorphen Verbindung verbessert. [Die Ansprechgeschwindigkeit der einzelnen mesomorphen Verbindung X-(3) betrug bei 100°C 270 µs].

Beispiel 55

Durch Vermischen der in dem vorstehenden Beispiel 13 hergestellten mesomorphen Verbindung X-(4) und der vorstehend erwähnten mesomorphen Verbindung X-(2) im Verhältnis 30 : 70 wurde eine Flüssigkristallmischung erhalten. Es wurde festgestellt, daß sie bei 55 bis 95°C die SmC^*-Phase zeigte. Unter Verwendung dieser Flüssigkristallmischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 53 eine Flüssigkristallvorrichtung hergestellt, und die Ansprechgeschwindigkeit, die bei 80°C unter genau denselben Bedingungen gemessen wurde, betrug 200 µs. Folglich war die Ansprechgeschwindigkeit der Flüssigkristallmischung verbessert.

Beispiel 56

Durch Vermischen der mesomorphen Verbindung X-(1) und X-(2) und der in dem vorstehenden Beispiel 19 hergestellten mesomorphen Verbindung X-(5) im Verhältnis 31 : 62 : 7 wurde eine Flüssigkristallmischung erhalten. Unter Verwendung dieser Mischung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 53 eine Flüssigkristallvorrichtung hergestellt, und die Ansprechgeschwindigkeit, die bei 70°C unter genau denselben Bedingungen gemessen wurde, betrug 190 µs. Folglich wurde festgestellt, daß die Ansprechgeschwindigkeit der Flüssigkristallmischung im Vergleich zu dem Fall der Verwendung der mesomorphen Verbindung X-(5) verbessert war.

Wie aus den vorstehenden Beispielen ersichtlich ist, können durch Vermischen der durch die Formel (IV) und der durch die Formel (V) wiedergegebenen erfindungsgemäßen mesomorphen Verbindungen Flüssigkristallmischungen mit in Richtung auf die Seite der niedrigeren Temperaturen erweiterter smektischer Phase und mit hervorragenden Eigenschaften, die bei einzelnen mesomorphen Verbindungen nicht gefunden werden, beispielsweise mit einer im Vergleich zu den jeweiligen einzelnen mesomorphen Verbindungen verbesserten Ansprechgeschwindigkeit, erhalten werden.

Claims

1. Optisch aktives Milchsäurederivat, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; l 0 oder 1 ist; m 1 oder 2 ist und A eine Gruppe bedeutet, die aus den folgenden Gruppen (a) und (b) ausgewählt ist:
(a) Hydroxylgruppe, Halogen, Benzyloxygruppe, Phenoxygruppe, Toluolsulfonsäure, Acetyloxygruppe, Trifluoracetyloxygruppe; worin R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; n 0 oder 1 ist und bedeutet),
unter der Bedingung, daß, wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (a) ausgewählt ist, l 1 ist und m 1 oder 2 ist und daß, wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (b) ausgewählt ist, m = n = 1, wenn l 0 ist, oder m und n 0, 1 oder 2 bedeuten und m+n1 oder 2 ist, wenn l 1 ist und ist.

2. Optisch aktives Milchsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die folgende Formel (II) wiedergegeben wird: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; m 1 oder 2 ist und A₁ einen Substituenten bedeutet, der aus der Hydroxylgruppe, einem Halogen, der Benzyloxygruppe, der Phenoxygruppe, der Toluolsulfonsäuregruppe, der Acetyloxygruppe und der Trifluororacetyloxygruppe ausgewählt ist.

3. Optisch aktives Milchsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die folgende Formel (III) wiedergegeben wird: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclisch gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; l 0 oder 1 ist; m 1 oder 2 ist; n 0 oder 1 ist und bedeutet,
unter der Bedingung, daß m = n = 1, wenn l 0 ist; und daß m und n 0, 1 oder 2 bedeuten und m+n 1 oder 2 sind, wenn l 1 ist.

4. Optisch aktives Milchsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die folgende Formel (IV) wiedergegeben wird: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclisch gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet und bedeutet.

5. Optisch aktives Milchsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es durch die folgende Formel (V) wiedergegeben wird: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; m 1 oder 2 ist und n 0 oder 1 ist.

6. Milchsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R 4 bis 16 Kohlenstoffatome hat.

7. Milchsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß R aus einer linearen Alkylgruppe, einer verzweigten Alkylgruppe, einer Cycloalkylgruppe, einer linearen Alkenylgruppe, einer verzweigten Alkenylgruppe, einer Cycloalkenylgruppe, einer linearen Alkadienylgruppe, einer verzweigten Alkadienylgruppe, einer Cycloalkadienylgruppe, einer linearen Alkatrienylgruppe, einer verzweigten Alkatrienylgruppe, einer linearen Alkinylgruppe, einer verzweigten Alkinylgruppe und einer Aralkylgruppe ausgewählt ist.

8. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist, R′ n-C₁₂H₂₅O- ist und R n-C₈H₁₇- ist.

9. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist, R′ n-C₈H₁₇O- ist und R C₂H₅- ist.

10. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist, R′ n-C₈H₁₇O- ist und R n-C₃H₇- ist.

11. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist R′ n-C₁₀H₂₁O- ist und R n-C₃H₇- ist.

12. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist, R′ n-C₈H₁₇O- ist und R n-C₈H₁₇- ist.

13. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist, R′ n-C₁₆H₃₃O- ist und R n-C₁₂H₂₅- ist.

14. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist, R′, n-C₈H₁₇O- ist und R n-C₁₂H₂₅- ist.

15. Milchsäurederivat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (IV) ist, R′ n-C₇H₁₅O- ist und R n-C₈H₁₇- ist.

16. Milchsäurederivat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um 4-(5-Heptylpyrimidin-2-yl)-benzoesäure- (2′-butoxypropyloxy)-phenylester handelt.

17. Milchsäurederivat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (II) A₁ eine Hydroxylgruppe ist, R C₂H₅- ist und m 1 ist.

18. Milchsäurederivat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (II) A₁ eine Hydroxylgruppe ist, R n- C₃H₇- ist und m 1 ist.

19. Milchsäurederivat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (II) A₁ eine Hydroxylgruppe ist R n- C₅H₁₁- ist und m 1 ist.

20. Milchsäurederivat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (II) A₁ eine Hydroxylgruppe ist R n- C₈H₁₇- ist und m 1 ist.

21. Milchsäurederivat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (II) A₁ eine Hydroxylgruppe ist, R n- C₁₂H₂₅- ist und m 1 ist.

22. Milchsäurederivat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (II) A₁ eine Hydroxylgruppe ist, R n- C₅H₁₁- ist und m 2 ist.

23. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R C₂H₅- ist und R′ n-C₈H₁₇O- ist.

24. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R n-C₃H₇- ist und R′ n-C₈H₁₇O- ist.

25. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R C₂H₅- ist und R′ n-C₁₀H₂₁O- ist.

26. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R n-C₃H₇- ist und R′ n-C₁₀H₂₁O- ist.

27. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R n-C₁₂H₂₅- ist und R′ n-C₅H₁₁O- ist.

28. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R n-C₁₂H₂₅- ist und R′ n-C₁₂H₂₅O- ist.

29. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R n-C₈H₁₇- ist und R′ n-C₈H₁₇O- ist.

30. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R n-C₅H₁₁- ist und R′ n-C₁₆H₃₃O- ist.

31. Milcsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 1 ist, R n-C₈H₁₇- ist und R′ n-C₇H₁₅O- ist.

32. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 1 ist, n 0 ist, R n-C₅H₁₁- ist und R′ n-C₁₂H₂₅O- ist.

33. Milchsäurederivat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Formel (V) m 2 ist, n 0 ist, R n-C₅H₁₁- ist und R′ n-C₁₀H₂₁O- ist.

34. Flüssigkeitskristallmischung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate enthält, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; l 0 oder 1 ist, m 1 oder 2 ist und A eine Gruppe bedeutet, die aus den folgenden Gruppen (a) und (b) ausgewählt ist:
(a) Hydroxylgruppe, Halogen, Benzyloxygruppe, Phenoxygruppe, Toluolsulfonsäuregruppe, Acetyloxygruppe, Trifluoracetyloxygruppe; (worin R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; n 0 oder 1 ist und bedeutet),
unter der Bedingung, daß wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (a) ausgewählt ist, l 1 ist und m 1 oder 2 ist und daß, wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (b) ausgewählt ist, m = n = 1, wenn l 0 ist, oder m und n 0, 1 oder 2 bedeuten und m+n 1 oder 2 ist, wenn l 1 ist und ist.

35. Flüssigkeitskristallmischung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate enthält, die durch die folgende Formel (II) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; m 1 oder 2 ist und A₁ einen Substituenten bedeutet, der aus der Hydroxylgruppe, einem Halogen, der Benzyloxygruppe, der Phenoxygruppe, der Toluolsulfonsäuregruppe, der Acetyloxygruppe und der Trifluoracetyloxygruppe ausgewählt ist.

36. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate enthält, die durch die folgende Formel (III) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; l 0 oder 1 ist; m 1 oder 2 ist; n 0 oder 1 ist und bedeutet, unter der Bedingung, daß m = n = 1, wenn l 0 ist; und daß m und n 0, 1 oder 2 bedeuten und m+n 1 oder 2 ist, wenn l 1 ist.

37. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 34, dfadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate enthält, die durch die folgende Formel (IV) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet und bedeutet.

38. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate enthält, die durch die folgende Formel (V) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; m 1 oder 2 ist und n 0 oder 1 ist.

39. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß R 4 bis 16 Kohlenstoffatome hat.

40. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß R aus einer linearen Alkylgruppe, einer verzweigten Alkylgruppe, einer Cycloalkylgruppe, einer linearen Alkenylgruppe, einer verzweigten Alkenylgruppe, einer Cycloalkenylgruppe, einer linearen Alkadienylgruppe, einer verzweigten Alkadienylgruppe, einer Cycloalkadienylgruppe, einer linearen Alkatrienylgruppe, einer verzweigten Alkatrienylgruppe, einer linearen Alkinylgruppe, einer verzweigten Alkinylgruppe und einer Aralkylgruppe ausgewählt ist.

41. Flüssigkristallmischung, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate, die durch die folgende Formel (IV) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet und bedeutet, und mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate, die durch die folgende Formel (V) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; m 1 oder 2 ist und n 0 oder 1 ist, enthält.

42. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß R 4 bis 16 Kohlenstoffatome hat.

43. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 41, dadurch gekennzeichnet, daß R aus einer linearen Alkylgruppe, einer verzweigten Alkylgruppe, einer Cycloalkylgruppe, einer linearen Alkenylgruppe, einer verzweigten Alkenylgruppe, einer Cycloalkenylgruppe, einer linearen Alkadienylgruppe, einer verzweigten Alkadienylgruppe, einer Cycloalkadienylgruppe, einer linearen Alkatrienylgruppe, einer verzweigten Alkatrienylgruppe, einer linearen Alkinylgruppe, einer verzweigten Alkinylgruppe und einer Aralkylgruppe ausgewählt ist.

44. Flüssigkristallvorrichtung mit einem Paar Elektroden, die einander mit Zwischenraum gegenüberliegend angeordnet sind, und einer Flüssigkristallmischung, die zwischen den einander mit Zwischenraum gegenüberliegend angeordneten Elektroden angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkristallmischung mindestens eines der optisch aktiven Milchsäurederivate enthält, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben werden: worin R eine lineare, verzweigte oder cyclische gesättigte oder ungesättigte Kohlenwasserstoffgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; C^* ein asymmetrisches Kohlenstoffatom bedeutet; l 0 oder 1 ist; m 1 oder 2 ist und A eine Gruppe bedeutet, die aus den folgenden Gruppen (a) und (b) ausgewählt ist:
(a) Hydroxylgruppe, Halogen, Benzyloxygruppe, Phenoxygruppe, Toluolsulfonsäuregruppe, Acetyloxygruppe, Trifluoracetyloxygruppe; (worin R′ eine Alkylgruppe oder Alkoxygruppe mit 4 bis 18 Kohlenstoffatomen ist; n 0 oder 1 ist und bedeutet),
unter der Bedingung, daß, wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (a) ausgewählt ist, l 1 ist und m 1 oder 2 ist und daß, wenn A aus den Gruppen in der vorstehenden Gruppe (b) ausgewählt ist, m=n= 1, wenn l 0 ist, oder m und n 0, 1 oder 2 bedeuten und m+n 1 oder 2 ist, wenn l 1 ist und ist.

45. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß R 4 bis 16 Kohlenstoffatome hat.

46. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 44, dadurch gekennzeichnet, daß R aus einer linearen Alkylgruppe, einer verzweigten Alkylgruppe, einer Cycloalkylgruppe, einer linearen Alkenylgruppe, einer verzweigten Alkenylgruppe, einer Cycloalkenylgruppe, einer linearen Alkadienylgruppe, einer verzweigten Alkadienylgruppe, einer Cycloalkadienylgruppe, einer linearen Alkatrienylgruppe, einer verzweigten Alkatrienylgruppe, einer linearen Alkinylgruppe, einer verzweigten Alkinylgruppe und einer Aralkylgruppe ausgewählt ist.