DE4021811A1

DE4021811A1 - Mesomorphe verbindung, fluessigkristallmischung, die diese enthaelt, und fluessigkristallvorrichtung, bei der diese verwendet wird

Info

Publication number: DE4021811A1
Application number: DE4021811A
Authority: DE
Inventors: Shinichi Nakamura; Takao Takiguchi; Takashi Iwaki; Takeshi Togano; Yoko Yamada; Shosei Mori
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1990-07-09
Publication date: 1991-01-17
Also published as: JP2801269B2; JPH0343488A; US5076961A

Description

Die Erfindung betrifft eine neue mesomorphe Verbindung, eine Flüssigkristallmischung, die die Verbindung enthält, und eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Mischung verwendet wird. Sie betrifft insbesondere eine neue Flüssigkristallmischung mit verbesserter Ansprechempfindlichkeit gegenüber einem elektri schen Feld und eine Flüssigkristallvorrichtung für die Anwen dung in z. B. einer Flüssigkristall-Sichtanzeigevorrichtung oder einem optischen Flüssigkristall-Verschluß, bei der die Flüssig kristallmischung verwendet wird.

Flüssigkristallvorrichtungen sind bisher auf verschiedenen Ge bieten als elektrooptische Vorrichtung verwendet worden. Bei den meisten Flüssigkristallvorrichtungen, die in der Praxis an gewandt worden, sind, werden verdrillte nematische Flüssigkristalle (TN-Flüssigkristalle; TN="twisted nematic") verwendet, wie sie in der Abhandlung "Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Crystal" von M. Schadt und W. Helfrich in "Applied Physics Letters", Bd. 18, Nr. 4 (15. Februar 1971), Seiten 127 und 128, gezeigt sind.

Diese Vorrichtungen basieren auf der dielektrischen Ausrich tungswirkung eines Flüssigkristalls und nutzen die Wirkung aus, daß die mittlere Molekülachsenrichtung wegen der dielektrischen Anisotropie der Flüssigkristallmoleküle als Reaktion auf ein erzeugtes elektrisches Feld in eine bestimmte Richtung gerich tet wird. Man sagt, daß der Grenzwert der Ansprechgeschwindig keit in der Größenordnung von Millisekunden liegt, was für viele Anwendungen zu langsam ist. Andererseits ist für die Ansteu erung ein Einfachmatrixsystem für die Anwendung auf eine flache Sichtanzeigevorrichtung mit großer Fläche im Hinblick auf eine Kombination von Vorteilen z. B. bezüglich der Kosten und der Pro duktivität in hohem Maße erfolgversprechend. Das Einfachmatrix system weist eine Elektrodenanordnung auf, bei der Abtastelek troden und Signalelektroden in einer Matrix angeordnet sind. Zur Ansteuerung wird ein Zeitmultiplex-Ansteuerungssystem ange wandt, bei dem ein Adressensignal aufeinanderfolgend, periodisch und selektiv an die Abtastelektroden angelegt wird und vorgegebene Datensignale unter Synchronisierung mit dem Adres sensignal parallel selektiv an die Signalelektroden angelegt werden.

Wenn der vorstehend erwähnte TN-Flüssigkristall in einer Vor richtung mit einem solchen Ansteuerungssystem verwendet wird, wird an Bereichen, wo eine Abtastelektrode angewählt wird und keine Signalelektroden angewählt werden, oder an Bereichen, wo keine Abtastelektrode angewählt wird und eine Signalelektrode angewählt wird, (wobei solche Bereiche als "halbangewählte Stellen" bezeichnet werden) ein bestimmtes elektrisches Feld er zeugt. Wenn die Differenz zwischen einer an die angewählten Stellen angelegten Spannung und einer an die halbangewählten Stellen angelegten Spannung ausreichend groß ist und ein Schwellenwert der Spannung, der erforderlich ist, um zu ermöglichen, daß Flüssigkristallmoleküle senkrecht zu einem elektrischen Feld ausgerichtet oder orientiert werden, auf einen dazwischen liegenden Wert eingestellt wird, arbeiten die Sichtanzeigevor richtungen normal. Tatsächlich nimmt jedoch im Fall einer Erhö hung der Zahl (N) der Abtastzeilen die Zeitdauer (das Tastver hältnis), während der bei der Abtastung einer ganzen Bildfläche (entsprechend einem Vollbild) an einer angewählten Stelle ein wirksames elektrisches Feld erzeugt ist, proportional zu 1/N ab. Aus diesem Grund ist bei der wiederholten Abtastung der Ef fektivwert der Spannung, der gleich der Spannungsdifferenz zwischen der an eine angewählte Stellen angelegten Spannung und der an nicht angewählte Stellen angelegten Spannung ist, um so ge ringer, je größer die Zahl der Abtastzeilen ist. Dies führt zu den unvermeidbaren Nachteilen, daß der Bildkontrast vermindert wird oder Überlagerung (Störung, Interferenz) oder "Übersprechen" auftritt. Diese Phänomene werden als im wesentlichen un vermeidbare Probleme angesehen, die auftreten, wenn ein Flüssig kristall, der keine Bistabilität hat (d. h., ein Flüssigkristall, der einen stabilen Zustand zeigt, in dem Flüssigkristallmoleküle horizontal bzw. parallel zu der Elektrodenoberfläche orien tiert sind, und bei dem die Flüssigkristallmoleküle nur in dem Fall senkrecht zu der Elektrodenoberfläche orientiert sind, daß tatsächlich ein elektrisches Feld erzeugt ist), unter Ausnutzung eines Zeitspeicherungseffekts angesteuert (d. h., wiederholt abgetastet) wird. Zur Überwindung dieser Nachteile sind z. B. bereits ein Spannungsmittelungsverfahren, ein Zweifrequenzen- Ansteuerungsverfahren und ein Mehrfachmatrixverfahren vor geschlagen worden, jedoch reicht kein Verfahren aus, um die vor stehend erwähnten Nachteile zu überwinden. Als Folge besteht gegenwärtig der Zustand, daß die Entwicklung einer großen Bild fläche oder einer hohen Packungsdichte bei Sichtanzeigeelementen verzögert ist, weil es schwierig ist, die Zahl der Abtast zeilen in ausreichendem Maße zu erhöhen.

Zur Überwindung der Nachteile solcher bekannten Flüssigkristall vorrichtungen ist von Clark und Lagerwall (z. B. JP-OS 56-1 07 216 und US-PS 43 67 924) die Anwendung von Flüssigkristallvorrichtungen mit Bistabilität vorgeschlagen worden. In diesem Fall werden als Flüssigkristalle mit Bistabilität im allgemeinen ferro elektrische Flüssigkristalle mit einer chiralen smektischen C- Phase (SmC*) oder H-Phase (SmH*) verwendet. Diese Flüssigkri stalle haben bistabile Zustände, d. h. , sie haben bezüglich eines an den Flüssigkristallen erzeugten elektrischen Feldes einen ersten und einen zweiten stabilen Zustand. Aus diesem Grund sind die bistabilen Flüssigkristallmoleküle im Unterschied zu optischen Modulationsvorrichtungen, bei denen die vorstehend er wähnten TN-Flüssigkristalle verwendet werden, bezüglich eines elektrischen Feldvektors und des anderen elektrischen Feldvektors zu einem ersten bzw. zu einem zweiten optisch stabilen Zu stand orientiert. Ferner hat diese Flüssigkristallart die Eigen schaft (Bistabilität), daß sie als Reaktion auf ein erzeugtes elektrisches Feld einen der beiden stabilen Zustände annimmt und den resultierenden Zustand in Abwesenheit eines elektrischen Feldes beibehält.

Solch ein ferroelektrischer Flüssigkristall (nachstehend manchmal als "FLC" abgekürzt) hat zusätzlich zu der vorstehend be schriebenen Eigenschaft, daß er Bistabilität zeigt, die aus gezeichnete Eigenschaft, daß er mit hoher Geschwindigkeit an spricht. Dies liegt daran, daß die spontane Polarisation des ferroelektrischen Flüssigkristalls und ein erzeugtes elektri sches Feld in direkter Wechselwirkung miteinander stehen und eine Umwandlung bzw. einen Übergang der Orientierungszustände hervorrufen. Die resultierende Ansprechgeschwindigkeit ist um 3 bis 4 Dezimalstellen schneller als die Ansprechgeschwindig keit, die auf die Wechselwirkung zwischen der dielektrischen An isotropie und einem elektrischen Feld zurückzuführen ist.

Folglich hat ein ferroelektrischer Flüssigkristall möglicherweise ganz hervorragende Eigenschaften, und es ist durch Ausnutzung dieser Eigenschaften möglich, bei vielen der vorstehend er wähnten Probleme bekannter TN-Flüssigkristallvorrichtungen we sentliche Verbesserungen zu erzielen, wobei insbesondere die Anwendung auf einen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden opti schen Verschluß und auf eine Sichtanzeigevorrichtung mit einer hohen Dichte und einem großen Bild zu erwarten ist. Aus diesem Grund sind ausgedehnte Untersuchungen über Flüssigkristallsub stanzen, die Ferroelektrizität zeigen, durchgeführt worden. Es kann jedoch nicht behauptet werden, daß ferroelektrische Flüs sigkristallsubstanzen, die bisher entwickelt worden sind, den Eigenschaften einschließlich z. B. Tieftemperatur-Betriebsverhalten und schnelles Ansprechen, die für eine Flüssigkristallvor richtung erforderlich sind, in ausreichendem Maße genügen. Zwischen der Ansprechzeit τ, dem Betrag Ps der spontanen Polarisa tion und der Viskosität η besteht die folgende Beziehung: τ=η/ (Ps · E), worin E die angelegte Spannung ist. Eine hohe An sprechgeschwindigkeit kann folglich dadurch erhalten werden, daß (a) die spontane Polarisation Ps erhöht wird, (b) die Vis kosität η vermindert wird oder (c) die angelegte Spannung E ver größert wird. Die Steuerspannung hat jedoch z. B. im Hinblick auf die Ansteuerung mit einer integrierten Schaltung eine be stimmte Obergrenze und sollte geeigneterweise möglichst niedrig sein. Deshalb ist es tatsächlich erforderlich, die Viskosität zu vermindern oder die spontane Polarisation zu erhöhen.

Ein ferroelektrischer chiraler smektischer Flüssigkristall mit einer großen spontanen Polarisation liefert in einer Zelle im allgemeinen ein großes inneres elektrisches Feld, das durch die spontane Polarisation gegeben ist, und neigt dazu, dem Aufbau der Vorrichtung, durch den Bistabilität erzielt wird, viele Zwangsbedingungen aufzuerlegen. Ferner besteht die Neigung, daß eine übermäßig große spontane Polarisation von einer Erhöhung der Viskosität begleitet ist, was dazu führt, daß keine beacht liche Vergrößerung der Ansprechgeschwindigkeit erzielt werden kann.

Ferner ändert sich die Ansprechgeschwindigkeit unter der Annahme, daß die Betriebstemperatur einer wirklichen Sichtanzeigevor richtung 5 bis 40°C beträgt, um einen Faktor von etwa 20, so daß sie tatsächlich den Bereich überschreitet, der durch die Steuerspannung und die Frequenz steuerbar ist.

Wie vorstehend beschrieben wurde, erfordert die Kommerziali sierung einer ferrorelektrischen Flüssigkristallvorrichtung eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristallmischung mit einer niedrigen Viskosität, einer hohen Ansprechgeschwindigkeit und einer geringen Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwin digkeit.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mesomorphe Ver bindung, eine Flüssigkristallmischung, insbesondere eine ferro elektrische chirale smektische Flüssigkristallmischung, die die mesomorphe Verbindung enthält, um eine praktisch anwendbare fer roelektrische Flüssigkristallvorrichtung zu liefern, und eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Flüssigkristallmischung verwendet wird und die eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine geringere Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit zeigt, bereitzustellen.

Gegenstand der Erfindung ist eine mesomorphe Verbindung, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird:

worin R¹ und R² jeweils eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, bei der eine Methy lengruppe oder zwei oder mehr nicht benachbarte Methylengruppen durch wenigstens eine Art von

ersetzt sein können, worin

Z -O- oder -S-

bedeutet und R³ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet;

bedeutet.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer ferroelektrischen chiralen smektischen Flüssigkristallmischung, die wenigstens eine mesomorphe Verbindung der vorstehend be schriebenen Art enthält.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung besteht in einer Flüs sigkristallvorrichtung, die ein Paar Substrate und eine ferro elektrische Flüssigkristallmischung der vorstehend beschriebenen Art, die zwischen den Elektrodenplatten angeordnet ist, auf weist.

Die bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung werden nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher er läutert.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittzeichnung einer Flüssig kristall-Sichtanzeigevorrichtung, bei der ein ferroelektrischer Flüssigkristall verwendet wird.

Fig. 2 und 3 sind schematische perspektivische Zeichnungen einer Ausführungsform einer Zelle einer Vorrichtung, die zur Er läuterung des Funktionsprinzips einer ferroelektrischen Flüssig kristallvorrichtung dienen.

Als bevorzugte Beispiele für R¹ und R² in der vorstehend be schriebenen Formel (I) können jeweils die folgenden Gruppen (i) bis (iii) erwähnt werden:

(i) eine n-Alkylgruppe, die 1 bis 18 Kohlenstoffatome und ins besondere 4 bis 14 Kohlenstoffatome hat;

worin m 1 bis 7 und n 2 bis 9 ist (optisch aktiv oder inaktiv) und

worin r 0 bis 7, s 0 oder 1 und t 1 bis 14 ist (optisch aktiv oder inaktiv).

Flüssigkristalle, die einen Thiadiazolring enthalten, sind bis her in dem Buch von D. Demus und H. Zaschke mit dem Titel "Flüs sige Kristalle in Tabellen II", 1984 (VEB Deutscher Verlag für Grundstoffindustrie) gezeigt worden. Bei allen diesen Flüssig kristallen handelt es sich jedoch nur um Flüssigkristalle, die einen Thiadiazolring und einen Benzolring oder einen Cyclohexan ring enthalten. Flüssigkristalle, die einen Thiadiaziolring und einen Pyridinring enthalten, sind folglich weder gezeigt noch in irgendeiner Weise nahegelegt worden.

Die mesomorphen Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (I) wiedergegeben werden, können nach den folgenden Reaktions schemata synthetisiert werden:

In den vorstehenden Reaktionsschemata haben R¹, R², A¹ und A² dieselbe Bedeutung wie in der allgemeinen Formel (I).

Als Ausgangsmaterialien dienende Pyridincarbonsäuren

können z. B. unter Anwendung von Verfahren syntheti siert werden, die in Abhandlungen von Hardegger und Nikles in "Helv. Chim. Acta" 39 (1956), 505, und 40 (1957), 2428; in einer Abhandlung von R. Tschesche und W. Führer in "Ber." 111 (1978), 3502, und in der JP-OS (Kokai) 45258/1988 gezeigt sind.

Ferner kann eine Ringschlußreaktion, bei der Lawessons Reagens verwendet wird, unter Anwendung von Verfahren durchgeführt werden, die in einer Abhandlung von P. B. Rasmussen u. a. in "Bull. Soc. Chim. Fr." (1985), Nr. 1, 62 bis 65, gezeigt sind.

In dem Fall, daß eine Methylengruppe in R¹ oder R², die A¹ oder A² benachbart ist, durch

ersetzt ist, worin Z -O- oder -S- bedeutet und R³ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoff atomen bedeutet, ist es möglich, eine Gruppe R¹-A¹- oder R²-A²- durch die folgenden Schritte (a) bis (c) zu bilden:

(a) Die vorstehend erwähnte Gruppe, die eine Methylengruppe er setzt und mit A¹ oder A² verbunden wird, wird durch Zusatz einer Schutzgruppe unter Bildung einer nicht oder weniger reak tionsfähigen, zu einer Eliminierungsreaktion befähigten Gruppe wie z. B. modifiziert.
(b) Ein Ringschluß wird durchgeführt, um einen Thiadiazolring zu bilden.
(c) Die Schutzgruppe wird eliminiert, und dann wird die Struk tur R¹-A¹- oder R²-A²- gebildet.

Als besondere Beispiele für die mesomorphen Verbindungen, die durch die vorstehend erwähnte allgemeine Formel (I) wiedergegeben werden, können die Verbindungen mit den folgenden Struktur formeln erwähnt werden:

Die erfindungsgemäße Flüssigkristallmischung kann erhalten werden, indem wenigstens eine Art der durch die Formel (I) wieder gegebenen Verbindung und eine andere mesomorphe Verbindung in geeigneten Anteilen vermischt werden. Die erfindungsgemäße Flüs sigkristallmischung kann vorzugsweise als eine ferroelektrische Flüssigkristallmischung und insbesondere als eine ferroelektrische chirale smektische Flüssigkristallmischung formuliert werden.

Als besondere Beispiele für die vorstehend beschriebenen anderen mesomorphen Verbindungen können die Verbindungen mit den folgenden Strukturformeln erwähnt werden:

Bei der Formulierung der erfindungsgemäßen Flüssigkristallmi schung kann die Flüssigkristallmischung geeigneterweise 1 bis 80 Masse% und vorzugsweise 1 bis 65 Masse% einer durch die Formel (I) wiedergegebenen mesomorphen Verbindung enthalten.

Wenn zwei oder mehr als zwei Arten der Verbindungen, die durch die Formel (I) wiedergegeben werden, verwendet werden, kann die Flüssigkristallmischung geeigneterweise 1 bis 80 Masse% und vorzugsweise 1 bis 65 Masse% der zwei oder mehr als zwei Arten der durch die Formel (I) wiedergegebenen Verbindungen enthalten.

Die erfindungsgemäße ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung kann vorzugsweise hergestellt werden, indem die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Flüssigkristallmi schung unter Vakuum erhitzt wird, um eine isotrope Flüssigkeit zu bilden, eine leere Zeile, die ein Paar Elektrodenplatten auf weist, die mit Abstand gegenüberliegend angeordnet sind, mit der Mischung gefüllt wird, die Zelle allmählich abgekühlt wird, um eine Flüssigkristallschicht zu bilden, und der Normaldruck wiederhergestellt wird.

Fig. 1 ist eine schematische Schnittzeichnung einer Ausfüh rungsform der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung, die zur Er läuterung ihres Aufbaus dient.

Die in Fig. 1 gezeigte ferroelektrische Flüssigkristallvorrich tung weist eine ferroelektrische Flüssigkristallschicht 1 auf, die zwischen einem Paar Glassubstraten 2 angeordnet ist. Auf je dem Glassubstrat 2 befinden sich eine lichtdurchlässige Elektrode 3 und eine isolierende Ausrichtungssteuerungsschicht 4. Mit den Elektroden sind Anschlußleitungen 6 verbunden, damit an die Flüssigkristallschicht 1 von einer Stromquelle 7 eine Steuer spannung angelegt werden kann. Außerhalb der Substrate 2 ist ein Paar Polarisatoren 8 angeordnet, um Licht I_O, das von einer Lichtquelle 9 her einfällt, unter Zusammenwirkung mit dem Flüssigkristall 1 zu modulieren und moduliertes Licht I zu erzeugen.

Jedes der zwei Glassubstrate 2 wird mit einer lichtdurchlässigen Elektrode 3, die aus einem Film aus In₂O₃, SnO₂ oder ITO (Indiumzinnoxid) besteht, beschichtet, um eine Elektrodenplatte zu bilden. Ferner wird darauf eine isolierende Ausrichtungssteu erungsschicht 4 gebildet, indem ein Film aus einem Polymer wie z. B. Polyimid mit Mull bzw. Gaze oder mit einem acetatfaserbe setzten Tuch gerieben wird, um die Flüssigkristallmoleküle in der Reibrichtung auszurichten. Es ist auch möglich, die Aus richtungssteuerungsschicht aus zwei Schichten zu bilden, indem z. B. zuerst eine isolierende Schicht aus einer anorganischen Substanz wie z. B. Siliciumnitrid, wasserstoffhaltigem Silicium nitrid, Siliciumcarbid, wasserstoffhaltigem Siliciumcarbid, Si liciumoxid, Bornitrid, wasserstoffhaltigem Bornitrid, Ceroxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid oder Magnesiumfluorid gebildet wird und darauf eine Ausrichtungssteuerungsschicht aus einer organischen isolierenden Substanz wie z. B. Polyvinylalko hol, Polyimid, Polyamidimid, Polyesterimid, Polyparaxylylen, Po lyester, Polycarbonat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid, Poly vinylacetat, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz, Melaminharz, Harnstoffharz, Acrylharz oder Photoresistharz gebildet wird. Es ist alternativ auch möglich, eine einzige Schicht in Form einer anorganischen isolierenden Ausrichtungssteuerungsschicht oder einer organischen isolierenden Ausrichtungssteuerungsschicht zu verwenden. Eine anorganische isolierende Ausrichtungssteuerungs schicht kann durch Aufdampfung gebildet werden, während eine or ganische isolierende Ausrichtungssteuerungsschicht gebildet werden kann, indem eine Lösung einer organischen isolierenden Sub stanz oder eines Vorläufers davon mit einem Gehalt von 0,1 bis 20 Masse% und vorzugsweise 0,2 bis 10 Masse% durch Schleuder beschichtung, Tauschbeschichtung, Siebdruck, Spritzauftrag oder Walzenauftrag aufgetragen wird, worauf unter vorgeschriebenen Härtungsbedingungen (z. B. durch Erhitzen) vernetzt oder gehärtet wird. Die isolierende Ausrichtungssteuerungsschicht kann eine Dicke von im allgemeinen 3,0 nm bis 1 µm, vorzugsweise 3,0 bis 300,0 nm und insbesondere 5,0 bis 100,0 nm haben. Die zwei Glassubstrate 2 mit den lichtdurchlässigen Elektroden 3 (die zu sammen als "Elektrodenplatten" bezeichnet werden können) werden mit ihren isolierenden Ausrichtungssteuerungsschichten 4 durch einen Abstandshalter 5 derart gehalten, daß sie einen vorge schriebenen (jedoch willkürlichen) Zwischenraum haben. Solch ein Zellenaufbau mit einem vorgeschriebenen Zwischenraum kann z. B. gebildet werden, indem Abstandshalter in Form von Silicium dioxidperlen oder Aluminiumoxidperlen mit einem vorgeschriebenen Durchmesser zwischen zwei Glasplatten angeordnet werden und dann der Rand bzw. Umfang der Glasplatten z. B. mit einem Epoxid kleber abgedichtet wird. Alternativ können auch eine Polymerfolie oder Glasfasern als Abstandshalter verwendet werden. Zwi schen den zwei Glasplatten wird ein ferroelektrischer Flüssig kristall eingeschlossen, um eine ferroelektrische Flüssigkri stallschicht 1 mit einer Dicke von im allgemeinen 0,5 bis 20 µm und vorzugsweise 1 bis 5 µm zu bilden.

Der ferroelektrische Flüssigkristall, der durch die erfindungs gemäße Mischung gebildet wird, kann geeigneterweise in einem weiten Temperaturbereich einschließlich Raumtemperatur (der ins besondere an der Seite der niedrigeren Temperaturen breit ist) eine SmC*-Phase (chirale smektische C-Phase) annehmen und zeigt auch einen weiten Steuerspannungsspielraum und Steuertemperatur spielraum, wenn er in einer Vorrichtung enthalten ist.

Um ein gutes Ausrichtungsverhalten zur Bildung einer gleichmäßigen Monodomäne zu zeigen, kann der ferroelektrische Flüssigkristall insbesondere eine Phasenumwandlungsreihe zeigen, die bei Verminderung der Temperatur nacheinander eine isotrope Phase, eine Ch-Phase (cholesterische Phase), eine SmA-Phase (smektische A-Phase) und eine SmC*-Phase (chirale smektische C-Phase) umfaßt.

Die lichtdurchlässigen Elektroden 3 sind durch die Anschlußlei tungen 6 mit der äußeren Stromquelle 7 verbunden. Ferner sind außerhalb der Glassubstrate 2 Polarisatoren 8 angeordnet. Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung ist von durchlässiger Bauart und ist mit einer Lichtquelle 9 ausgestattet.

Fig. 2 ist eine schematische Zeichnung einer ferroelektrischen Flüssigkristallzelle (Vorrichtung), die zur Erläuterung ihrer Funktion dient. Auf Substraten bzw. Grundplatten (Glasplatten) 21a und 21b ist jeweils eine lichtdurchlässige Elektrode aus z. B. In₂O₃, SnO₂ oder ITO (Indiumzinnoxid) angeordnet. Ein Flüs sigkristall in einer SmC*-Phase (chiralen smektischen C-Phase) oder in einer SmH*-Phase (chiralen smektischen H-Phase), in dem Flüssigkristallmolekülschichten 22 senkrecht zu den Oberflächen der Glasplatten ausgerichtet sind, ist dazwischen angeordnet und hermetisch abgeschlossen. Flüssigkristallmoleküle sind durch ausgezogene Linien 23 dargestellt. Jedes Flüssigkristall molekül 23 hat ein Dipolmoment (P⟂) 24 in einer zu seiner Achse senkrechten Richtung. Die Flüssigkristallmoleküle 23 bilden in der Richtung, in der sich die Substrate erstrecken, kontinuier lich eine schraubenförmige Struktur. Wenn zwischen den auf den Substraten 21a und 21b gebildeten Elektroden eine Spannung an gelegt wird, die höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, wird die schraubenförmige Struktur der Flüssigkristallmoleküle 23 abgewickelt oder gelockert, wodurch die Richtung, in der die einzelnen Flüssigkristallmoleküle 23 ausgerichtet sind, derart verändert wird, daß alle Dipolmomente (P⟂) 24 in die Richtung des elektrischen Feldes gerichtet werden. Die Flüssigkristall moleküle 23 haben eine längliche Gestalt und zeigen Brechungs anisotropie zwischen ihrer langen und ihrer kurzen Achse. Es ist deshalb leicht verständlich, daß beispielsweise dann, wenn auf der oberen und der unteren Oberfläche der Glasplatten Pola risatoren in der Art gekreuzter Nicolscher Prismen, d. h., der art, daß ihre Polarisationsrichtungen einander kreuzen, ange ordnet werden, die auf diese Weise angeordnete Flüssigkristall zelle als optische Flüssigkristall-Modulationsvorrichtung bzw. als Flüssigkristallvorrichtung zum optischen Modulieren wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Pola rität einer angelegten Spannung ändern.

Wenn die Flüssigkristallschicht der Flüssigkristallzelle ausreichend dünn gemacht wird (z. B. eine Dicke von weniger als etwa 10 µm hat), ist die schraubenförmige Struktur der Flüssigkri stallmoleküle sogar in Abwesenheit eines elektrischen Feldes ab gewickelt, so daß eine nicht schraubenförmige Struktur erhalten wird. Dies führt dazu, daß das Dipolmoment einen von zwei Zu ständen annimmt, d. h., einen Zustand Pa in einer Richtung 34a nach oben oder einen Zustand Pb in einer Richtung 34b nach unten, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, so daß ein bistabiler Zu stand erhalten wird. Wenn an einer Zelle mit den vorstehend er wähnten Eigenschaften ein elektrisches Feld Ea oder Eb erzeugt wird, dessen Feldstärke höher ist als ein bestimmter Schwellen wert, wobei sich Ea und Eb hinsichtlich ihrer Polarität unter scheiden, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, wird das Dipolmoment in Abhängigkeit von dem Vektor des elektrischen Feldes Ea oder Eb entweder in die Richtung 34a nach oben oder in Richtung 34b nach unten ausgerichtet. Dementsprechend werden die Flüssig kristallmoleküle entweder in einem ersten stabilen Zustand 33a oder in einem zweiten stabilen Zustand 33b orientiert.

Wenn der vorstehend erwähnte ferroelektrische Flüssigkristall als optische Modulationselement angewandt wird, können zwei Vorteile erzielt werden. Die erste besteht darin, daß die An sprechgeschwindigkeit sehr hoch ist. Der zweite Vorteil ist, daß die Orientierung des Flüssigkristalls Bistabilität zeigt. Der zweite Vorteil wird z. B. unter Bezugnahme auf Fig. 3 näher erläutert. Wenn an den Flüssigkristallmolekülen das elek trische Feld Ea erzeugt wird, werden sie in den ersten stabilen Zustand 33 orientiert. Dieser Zustand wird selbst dann in sta biler Weise beibehalten, wenn das elektrische Feld aufgehoben wird. Andererseits werden die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand 33b orientiert, wodurch die Richtungen der Moleküle verändert werden, wenn an den Molekülen das elek trische Feld Eb erzeugt wird, dessen Richtung der Richtung des elektrischen Feldes Ea entgegengesetzt ist. Auch dieser Zustand wird selbst dann in stabiler Weise beibehalten, wenn das elek trische Feld aufgehoben wird. Ferner bleiben die Flüssigkri stallmoleküle in den jeweiligen Orientierungszuständen, solange die Feldstärke des erzeugten elektrischen Feldes Ea oder Eb nicht über einem bestimmten Schwellenwert liegt.

Wenn eine solche ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, die zwischen einem Paar Elektrodenplatten eine ferroelektrische Flüssigkristallmischung enthält, wie sie vorstehend beschrieben wurde, als Einfachmatrix-Sichtanzeigevorrichtung aufgebaut ist, kann die Vorrichtung durch ein Ansteuerungsverfahren angesteuert werden, wie es beispielsweise aus den JP-OSS (Kokai) 193426/1984, 193427/1984, 156046/1985 und 156047/1985 bekannt ist.

Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher er läutert.

Beispiel 1

2-(5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-dodecyloxyphenyl)-1,3,4-thiadiazol (Verbindungsbeispiel 1-1) wurde durch die folgende Schritte i) bis v) synthetisiert.

Schritt i) Herstellung von 4-Methoxybenzhydrazid

Einer Lösung von 150 g p-Ethylanissäure in 300 ml Ethanol wurden 303 g Hydrazinhydrat zugesetzt, worauf 20 h lang unter Rück fluß erhitzt wurde. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmi schung in 1,5 l Eiswasser gegossen, wodurch Kristalle ausge fällt wurden. Die Kristalle wurden aus Ethanol umkristallisiert, wodurch 88,2 g 4-Methoxybenzhydrazid erhalten wurden.

Schritt ii) Herstellung von N-(5-Butyl-2-pyridino)-N′-4-methoxy benzodihydrazid

16,4 g 4-Methoxybenzhydrazid wurden in 160 mL Pyridin gelöst und auf 40°C erwärmt. Der erhaltenen Lösung wurde eine Lösung von 9,9 g 5-Butyl-2-pyridincarbonsäurechlorid in 47 mL trockenem Benzol tropfenweise zugesetzt. Die Mischung wurde 16 h lang bei 40°C zur Reaktion gebracht, worauf Benzol allein abdestilliert wurde, wodurch das Zielprodukt als Rohprodukt erhalten wurde. Das erhaltene Zielprodukt wurde dem folgenden Schritt ohne Reinigung unterzogen.

Schritt iii) Herstellung von 2-(5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-methoxy phenyl)-1,3,4-thiadiazol

Der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellten Lösung von N-(5-Butyl-2-pyridino)-N′-4-methoxybenzodihydrazid in Pyridin wurden bei Raumtemperatur 14,5 g Diphosphorpentasulfid zuge setzt, worauf zur Reaktion 5 h lang auf 100°C erhitzt wurde. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in eine Mischungs lösung aus 40 mL Ethanol und 400 mL Wasser gegossen, wodurch Kristalle ausgefällt wurden. Die erhaltenen Kristalle wurden durch Säulenchromatographie (mobile Phase: Chloroform/Ethylace tat=20/1; stationäre Phase: Kieselsäuregel) gerreinigt, wo durch 9,2 g des Zielprodukts erhalten wurden.

Schritt iv) Herstellung von 2-(5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-hydroxy phenyl)-1,3,4-thiadiazol

Zu 9,0 g 2-(5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-methoxyphenyl)-1,3,4-thia diazol wurden 90 g einer Lösung von Bromwasserstoff in Essig säure gegeben, worauf zur Reaktion 95 h lang auf 100°C erhitzt wurde, während gasförmiger Bromwasserstoff hindurchperlen gelassen wurde. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in 1 l Wasser gegossen, wodurch Kristalle ausgefällt wurden. Die Kri stalle wurden mit Wasser gewaschen und aus einer Lösungmittel mischung aus Ethanol/Wasser=9/1 umkristallisiert, wodurch 2,8 g des Zielprodukts erhalten wurden.

Schritt v) Herstellung von 2-(5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-dodecyloxy phenyl)-1,3,4-thiadiazol

0,15 g 85%iges Kaliumhydroxid wurden einer Lösung von 0,6 g 2- (5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-hydroxyphenyl)-1,3,4-thiadiazol in 20 mL N,N-Dimethylformamid zugesetzt, worauf 30 min lang bei 110°C gerührt wurde. Der Mischung wurden 0,69 g Dodecyliodid zuge setzt, worauf 5 h lang bei 110°C gerührt wurde. Nach der Reak tion wurde die Reaktionsmischung filtriert, wodurch Kristalle erhalten wurden. Die erhaltenen Kristalle wurden mit Wasser ge waschen und aus Ethylacetat umkristallisiert, wodurch 0,47 g 2- (5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-dodecyloxyphenyl)-1,3,4-thiadiazol er halten wurden.

Phasenumwandlungstemperatur (°C)

Krist.: Kristall
N: nematische Phase
Iso.: isotrope Phase

Beispiel 2 2-(5-Butyl-2-pyridyl)-5-(4-octyloxyphenyl)-1,3,4-thiadiazol (Verbindungsbeispiel 1-57) wurde folgendermaßen synthetisiert:

Die vorstehend erwähnte Verbindung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, wobei jedoch in Schritt v) von Beispiel 1 Octyliodid anstelle von Dodecyliodid verwendet wurde.

Phasenumwandlungstemperatur (°C)

Beispiel 3

Eine Flüssigkristallmischung A wurde hergestellt, indem die fol genden Verbindungen in den angegebenen Anteilen vermischt wurden

Die Flüssigkristallmischung A wurde ferner mit den folgenden Verbindungsbeispielen in den nachstehend angegebenen Anteilen vermischt, um eine Flüssigkristallmischung B herzustellen.

Dann wurden zwei 0,7 mm dicke Glasplatten bereitgestellt und jeweils mit einem ITO-Film beschichtet, um eine Elektrode zum An legen einer Spannung zu bilden, und jede Elektrode wurde ferner mit einer isolierenden Schicht aus aufgedampftem SiO₂ beschichtet. Auf die isolierende Schicht wurde durch Schleuderbeschich tung mit einer Drehzahl von 2000 min^-1 15 s lang eine 0,2%ige Lösung eines Silan-Haftvermittlers (KBM-602, erhältlich von der Firma Shinetsu Kagaku K. K.) in Isopropylalkohol aufgetragen und 20 min lang einer Hitzehärtungsbehandlung bei 120°C unterzogen.

Jede Glasplatte, die in der vorstehend beschriebenen Weise mit einem ITO-Film versehen und behandelt worden war, wurde ferner durch eine mit einer Drehzahl von 2000 min^-1 umlaufende Schleu derbeschichtungsvorrichtung 15 s lang mit einer 1,5%igen Lösung eines Polyimidharzvorläufers (SP-510, erhältlich von Toray K. K.) in Dimethylacetamid beschichtet. Der so aufgetragene Film wurde dann 60 min lang einer Hitzehärtung bei 300°C unterzogen, wo durch ein etwa 25,0 nm dicker Film erhalten wurde. Der erhaltene Film wurde mit einem acetatfaserbesetzten Tuch gerieben. Die zwei auf diese Weise behandelten Glasplatten wurden mit Isopro pylalkohol gewaschen. Nachdem auf einer der Glasplatten Alumi niumoxidperlen mit einer mittleren Teilchengröße von 2,0 µm ver teilt worden waren, wurden die zwei Glasplatten mit einem kle benden Dichtungsmittel (Lixon Bond, erhältlich von Chisso K. K.) derart aufeinander aufgebracht, daß die Richtungen, in denen sie gerieben worden waren, parallel waren, und zur Bildung einer leeren Zelle 60 min lang bei 100°C erhitzt. Durch Messung mit einem Berek-Kompensator wurde festgestellt, daß der Zell zwischenraum etwa 2 µm betrug.

Dann wurde die in Beispiel 3 hergestellte Flüssigkristallmi schung B unter Bildung einer isotropen Flüssigkeit erhitzt, in die leere Zelle, die in der vorstehend beschriebenen Weise her gestellt worden war, unter Vakuum eingespritzt und nach Abdich tung der Zelle allmählich mit einer Geschwindigkeit von 20°C/h auf 25°C abgekühlt, um eine ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung herzustellen.

Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde der Mes sung der optischen Ansprechzeit (d. h., der Zeitdauer vom Anle gen einer Spannung bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Änderung der Durchlässigkeit 90% des Höchstwertes erreichte, und zwar unter Anlegen einer Spitze-zu-Spitze-Spannung Vpp von 20 V in Verbindung mit Polarisatoren, die in der Art Nicolscher Prismen im rechten Winkel gekreuzt waren) unterzogen.

Die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die in Beispiel 3 hergestellte Flüssigkristallmischung A in die leere Zelle eingespritzt wurde. Die Meßwerte der Ansprechzeit der Vor richtung waren wie folgt.

Beispiel 4

Eine Flüssigkristallmischung C wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-1 und 1-2 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung C verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wo bei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 5

Eine Flüssigkristallmischung D wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-1 und 1-2 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung D verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 6

Eine Flüssigkristallmischung E wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-1 und 1-2 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung E verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 7

Eine Flüssigkristallmischung F wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-1 und 1-2 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung F verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wo bei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 8

Eine Flüssigkristallmischung G wurde hergestellt, indem die fol genden Verbindungen in den angegebenen Anteilen vermischt wurden.

Die Flüssigkristallmischung G wurde ferner mit den folgenden Verbindungsbeispielen in den nachstehend angegebenen Anteilen vermischt, um eine Flüssigkristallmischung H herzustellen.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung H verwendet wurde. In der ferroelektrischen Flüssigkri stallvorrichtung wurde eine Monodomäne mit guten und gleichmä ßigen Ausrichtungseigenschaften beobachtet. Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 der Messung der Ansprechzeit und der Beobachtung des Schaltzustands unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel 2

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jeodch die in Beispiel 8 hergestellte Flüssigkristallmischung G in die leere Zelle eingespritzt wurde. Die Meßwerte der Ansprechzeit der Vor richtung waren wie folgt.

Beispiel 9

Eine Flüssigkristallmischung I wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-7, 1-23 und 1-80 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beisiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung I verwendet wurde. In der ferroelektrischen Flüssigkri stallvorrichtung wurde eine Monodomäne mit guten und gleichmäßigen Ausrichtungseigenschaften beobachtet. Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 der Messung der Ansprechzeit und der Beobachtung des Schaltzustands unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Ferner wurde eine deutliche Schaltwirkung beobachtet, als die Vorrichtung angesteuert wurde, und nach der Beendigung des Anle gens der Spannung wurde eine gute Bistabilität gezeigt.

Beispiel 10

Eine Flüssigkristallmischung J wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-7, 1-23 und 1-80 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung J verwendet wurde. In der ferroelektrischen Flüssigkri stallvorrichtung wurde eine Monodomäne mit guten und gleichmä ßigen Ausrichtungseigenschaften beobachtet. Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 der Messung der Ansprechzeit und der Beobachtung des Schaltzustands unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 11

Eine Flüssigkristallmischung K wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-7, 1-23 und 1-80 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung K verwendet wurde. In der ferroelektrischen Flüssigkri stallvorrichtung wurde eine Monodomäne mit guten und gleichmäßigen Ausrichtungseigenschaften beobachtet. Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 der Messung der Ansprechzeit und der Beobachtung des Schaltzustands unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 12

Eine Flüssigkristallmischung L wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-7, 1-23 und 1-80 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung L verwendet wurde. In der ferroelektrischen Flüssigkri stallvorrichtung wurde eine Monodomäne mit guten und gleichmä ßigen Ausrichtungseigenschaften beobachtet. Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 der Messung der Ansprechzeit und der Beobachtung des Schaltzustands unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiele 13 bis 20

Flüssigkristallmischungen M bis T wurden hergestellt, indem die Verbindungsbeispiele und die Flüssigkristallmischungen, die in Beispiel 3 verwendet wurden, durch die in der folgenden Tabelle 1 gezeigten Verbindungsbeispiele und Flüssigkristallmischungen ersetzt wurden. Ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtungen wurden in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jeweils diese Mischungen anstelle der Mischung B verwendet wurden, und die ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtungen wurden der Messung der optischen Ansprechzeit und der Beobachtung der Schaltzustände unterzogen. In den Vorrichtungen wurde eine Monodomäne mit guten und gleichmäßigen Ausrichtungseigenschaften beobachtet. Die Ergebnisse der Messung sind in der folgen den Tabelle 1 gezeigt.

Tabelle 1

Wie aus den Ergebnissen, die in den vorstehenden Beispielen 13 bis 20 gezeigt sind, ersichtlich ist, zeigten die ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtungen, die die Flüssigkristallmi schungen M bis T enthielten, ein verbessertes Tieftemperatur-Be triebsverhalten, eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine ver minderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit.

Beispiel 21

Eine Flüssigkristallmischung U wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-1 und 1-2 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung U verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel 3

Eine Flüssigkristallmischung V wurde in derselben Weise wie in Beispiel 21 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-7, 1-87, 247 und 251 die folgenden Verbindungsbei spiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung V verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wo bei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Wie aus Vergleichsbeispiel 3 und Beispiel 21 ersichtlich ist, lieferte die Vorrichtung, bei der die Flüssigkristallmischung U verwendet wurde, die durch Vermischen der bekannten Flüssigkri stallmischung V, die eine andere mesomorphe Verbindung mit einem Thiadiazolring enthielt, mit einer erfindungsgemäßen meso morphen Verbindung, die einen Thiadiazolring und einen Pyridin ring hatte, hergestellt worden war, eine verbesserte Ansprech geschwindigkeit bei eine niedrigeren Temperatur und auch eine verminderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit.

Beispiel 22

Eine Flüssigkristallmischung W wurde in derselben Weise wie in Beispiel 8 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-7, 1-23 und 1-80 die folgenden Verbindungsbeispiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung W verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wo bei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Vergleichsbeispiel 4

Eine Flüssigkristallmischung X wurde in derselben Weise wie in Beispiel 22 hergestellt, wobei jedoch anstelle der Verbindungs beispiele 1-15, 1-91, 246 und 252 die folgenden Verbindungsbei spiele in den angegebenen Anteilen verwendet wurden.

Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in der selben Weise wie in Beispiel 3 hergestellt, wobei jedoch die Mi schung X verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristall vorrichtung wurde der Messung der Ansprechzeit unterzogen, wo bei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Wie aus Vergleichsbeispiel 4 und Beispiel 22 ersichtlich ist, lieferte die Vorrichtung, bei der die Flüssigkristallmischung W verwendet wurde, die durch Vermischen der bekannten Flüssigkri stallmischung X, die eine andere mesomorphe Verbindung mit einem Thiadiazolring enthielt, mit einer erfindungsgemäßen meso morphen Verbindung, die einen Thiadiazolring und einen Pyridin ring hatte, hergestellt worden war, eine verbesserte Ansprech geschwindigkeit bei einer niedrigeren Temperatur und auch eine verminderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit.

Beispiel 23

Eine leere Zelle wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 her gestellt, wobei jedoch auf jeder Elektrodenplatte anstelle der 1,5%igen Lösung eines Polyimidharzvorläufers in Dimethylacetamid eine 2%ige wässerige Lösung eines Polyvinylalkoholharzes (PVA-117, erhältlich von Kuraray K. K.) verwendet wurde. Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde hergestellt, indem die leere Zelle mit der in Beispiel 3 hergestellten Flüs sigkristallmischung B gefüllt wurde. Die Flüssigkristallvorrich tung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 der Messung der optischen Ansprechzeit unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Beispiel 24

Eine leere Zelle wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 her gestellt, wobei jedoch die SiO₂-Schicht weggelassen wurde, so daß auf jeder Elektrodenplatte eine nur aus der Polyimidharz schicht bestehende Ausrichtungssteuerungsschicht gebildet wurde. Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde herge stellt, indem die leere Zelle mit der in Beispiel 3 hergestellten Flüssigkristallmischung B gefüllt wurde. Die Flüssigkri stallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 3 der Messung der optischen Ansprechzeit unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.

Wie aus den vorstehenden Beispielen 23 und 24 ersichtlich ist, lieferten die Vorrichtungen, die die erfindungsgemäße ferroelek trische Flüssigkristallmischung B enthielten, auch im Fall eines anderen Aufbaus der Vorrichtung ein beträchtlich verbessertes Tieftemperatur-Betriebsverhalten und auch eine verminderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit.

Wie vorstehend beschrieben wurde, werden durch die Erfindung eine ferroelektrische Flüssigkristallmischung und eine die Mi schung enthaltende ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung, die ein gutes Schaltungsverhalten, ein verbessertes Tieftempertur-Betriebsverhalten und eine verminderte Temperaturabhängig keit der Ansprechgeschwindigkeit zeigt, bereitgestellt.

Claims

1. Mesomorphe Verbindung, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird: worin R¹ und R² jeweils eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeuten, bei der eine Methy lengruppe oder zwei oder mehr nicht benachbarte Methylengruppen durch wenigstens eine Art von ersetzt sein können, worin
Z -O- oder -S- bedeutet und R³ ein Wasserstoffatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeutet; bedeutet.

2. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

3. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

4. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

5. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

6. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

7. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

8. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

9. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

10. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

11. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

12. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

13. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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15. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

16. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

17. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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20. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

21. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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24. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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28. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

29. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

30. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

31. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

32. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

33. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

34. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

35. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

36. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

37. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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39. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

40. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

41. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

42. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

43. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

44. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

45. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

46. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

47. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

48. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

49. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

50. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

51. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

52. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

53. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

54. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

55. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

56. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

57. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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59. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

60. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

61. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

62. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

63. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

64. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

65. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

66. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

67. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

68. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

69. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

70. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

71. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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73. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

74. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

75. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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79. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

80. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

81. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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83. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

84. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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86. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

87. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

88. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

89. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

90. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

91. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

92. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

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94. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

95. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

96. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

97. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

98. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

99. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

100. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

101. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

102. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

103. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

104. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

105. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

106. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

107. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

108. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

109. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

110. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

111. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

112. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

113. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

114. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

115. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

116. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

117. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

118. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

119. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

120. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

121. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

122. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

123. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

124. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

125. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

126. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

127. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

128. Verbindung nach Anspruch 1 mit der Formel:

129. Flüssigkristallmischung, die wenigstens zwei mesomorphe Verbindungen enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der mesomorphen Verbindungen eine Verbindung nach Anspruch 1 ist.

130. Flüssigkristallvorrichtung mit einem Paar Elektrodenplatten und einer zwischen den Elektrodenplatten angeordneten Flüs sigkristallmischung, gekennzeichnet durch eine Flüssigkristall mischung nach Anspruch 129.