DE60226355T2

DE60226355T2 - Flüssigkristallzusammensetzung, welche eine optisch aktive Verbindung enthält, und elektrooptisches Flüssigkristallelement

Info

Publication number: DE60226355T2
Application number: DE60226355T
Authority: DE
Inventors: Osamu Yokokouji; Tamon Tachibana; Masaki Oiwa; Kanetaka Shimizu; Takeshi Koike
Original assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Current assignee: Seimi Chemical Co Ltd
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2002-02-08
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2022-02-09
Also published as: EP1650286A3; EP1371712B1; DE60226356D1; EP1650285A3; EP1371712A1; DE60226356T2; DE60226357D1; DE60226357T2; EP1650285B1; DE60219448T2; EP1650284A2; WO2002062921A1; US20040079922A1; DE60219448D1; EP1650284B1; EP1650285A2; EP1371712A4; EP1650286B1; US7108895B2; ATE359341T1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Flüssigkristallzusammensetzung, welche eine neue optisch aktive Verbindung enthält, und auf ein elektrooptisches Flüssigkristallelement, welches die Flüssigkristallzusammensetzung verwendet.
Technischer Hintergrund
Elektrooptische Flüssigkristallelemente werden für verschiedene Anwendungen, zu denen nicht nur Anzeigeeinrichtungen für Büroautomatisierungsausrüstungen, sondern auch Meßeinrichtungen, Kraftfahrzeuginstrumente, Anzeigeeinrichtungen für elektrische Haushaltsgeräte, Uhren und Schreibtischrechner gehören, verwendet.
Ein elektrooptisches Flüssigkristallelement weist eine solche Struktur auf, daß ein Paar von Substraten, wobei mindestens eines der Substrate eine durchlässige Elektrode, einen Zwischenschutzfilm und einen auf dessen Oberfläche gebildeten Flüssigkristallausrichtungsfilm ausweist, in gewissem Abstand angeordnet ist und ein Flüssigkristallmaterial zwischen die Substrate eingeführt wird, wobei das Flüssigkristallelement als ein optisches Schalterelement dient, indem eine Spannung von der Elektrode an das Flüssigkristallmaterial zum Verändern des Ausrichtungszustandes des Flüssigkristallmaterials angelegt wird, wodurch auch seine optischen Eigenschaften verändert werden.
Für elektrooptische Twisted Nematic-(TN-) und Super Twisted Nematic-(STN-)-Flüssigkristallelemente wird eine Flüssigkristallzusammensetzung mit einer dazu gegebenen geringen Menge an optisch aktiver Verbindung (chirales Mittel) zum Erreichen einer einheitlichen Drehungsausrichtung verwendet.
Derzeit weit verbreitete optisch aktive Verbindungen können beispielsweise eine Verbindung der folgenden Formel (CN), eine Verbindung der folgenden Formel (CB-15) und eine Verbindung der folgenden Formel (R-811) sein. Außerdem wird eine Flüssigkristallzusammensetzung, zu welcher eine optisch aktive Verbindung zugegeben worden ist, ebenfalls für ein reflektierendes cholesterisches (chiral nematisches) Flüssigkristallelement verwendet.
Jedoch weist eine cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung (chiral nematische Flüssigkristallzusammensetzung) eine hohe Viskosität auf, weshalb solche Probleme wie eine langsame Reaktion und eine hohe Speisespannung auftreten, da eine große Menge der optisch aktiven Verbindung dazu gegeben worden ist. Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Speisespannung eines Flüssigkristallelements und der dielektrischen Anisotropie (Δε) einer Flüssigkristallzusammensetzung, und eine Flüssigkristallzusammensetzung mit hoher dielektrischer Anisotropie kann bei niedriger Speisespannung betrieben werden. Damit ein reflektierendes cholesterisches (chiral nematisches) Flüssigkristallelement bei niedriger Spannung betrieben werden kann, war bisher eine optisch aktive Verbindung mit einer hohen dielektrischen Anisotropie sowie eine nematische Flüssigkristallzusammensetzung mit einer hohen dielektrischen Anisotropie erforderlich.
Der Anmelder hat in JP-A-11-255675 eine optisch aktive Verbindung mit niedriger Viskosität und hoher helikaler Verdrehkraft vorgeschlagen. Die hohe helikale Verdrehkraft der optisch aktiven Verbindungen, wie ausführlich in JP-A-11-255675 offenbart, ist jedoch insbesondere für ein reflektierendes cholesterisches (chiral nematisches) Flüssigkristallelement ungenügend, und somit ist eine höhere helikale Verdrehkraft erforderlich, und außerdem sind optisch aktive Verbindungen mit einer hohen dielektrischen Anisotropie, wie sie in JP-A-11-255675 nicht erreicht wurde, erforderlich.
Die helikale Abstandslänge, die bei Zugabe einer optisch aktiven Verbindung zu einer Flüssigkristallzusammensetzung induziert wird, wird durch die Merkmale der helikalen Verdrehkraft der Verbindung bestimmt. Je geringer die helikale Verdrehkraft einer optisch aktiven Verbindung ist, desto länger ist die induzierte helikale Abstandslänge, und die Zugabemenge ist zum Verkürzen der helikalen Abstandslänge erhöht worden. Im allgemeinen nehmen dann, wenn die Zugabemenge der optisch aktiven Verbindung erhöht wird, die Leistungen als ein Flüssigkristallmaterial im Vergleich zu denen vor der Zugabe gewöhnlich ab, und es werden Probleme wie eine Erhöhung der Viskosität, eine Abnahme der Reaktionsgeschwindigkeit, eine Erhöhung der Speisespannung, eine Abnahme der Temperatur beim isotropen Phasenübergang und eine Verringerung des Temperaturbereichs, in welchem sich eine bestimmte Phase wie eine nematische Phase oder eine cholesterische Phase zeigt, verursacht. Somit ist eine optisch aktive Verbindung mit einer hohen helikalen Verdrehkraft erforderlich gewesen.
Um solche Probleme zu überwinden, schlägt JP-A-10-251185 optisch aktive Verbindungen mit niedriger Viskosität und einer hohen helikalen Verdrehkraft vor.
Seit einigen Jahren wird einem reflektierenden cholesterischen Flüssigkristallelement Beachtung geschenkt, welches eine cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung mit einer großen Menge (von 10 bis 30 Gew.-%) einer zu einer nematischen Flüssigkristallzusammensetzung zugegebenen optisch aktiven Verbindung verwendet, und welches von einem solchen Phänomen Gebrauch macht, daß das cholesterische Flüssigkristall selektiv Licht mit einer Wellenlänge reflektiert, die gleich dem Produkt aus dem durchschnittliche Reflexionsindex des Flüssigkristallmaterials und der helikalen Abstandslänge ist. Das reflektierende cholesterische Flüssigkristallelement weist eine hohe Lichtausbeute auf, da keine Ablenkplatte und kein Farbfilter erforderlich sind, und somit kann eine stärkere Helligkeit erhalten werden, wenn eine Flüssigkristallzusammensetzung mit einer höheren Reflexionsindex-Anisotropie (Δn) verwendet wird. Außerdem muß eine Spannung nur beim Umschalten der Anzeige (der Schrift) angelegt werden, da der Anzeigezustand erhalten bleibt (Gedächtniseigenschaften), wodurch das Element nur eine geringe elektrische Energie verbraucht. Aufgrund der Zugabe einer großen Menge an optisch aktiver Verbindung weist die cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung jedoch eine hohe Viskosität auf, wodurch Probleme wie eine langsame Reaktionsgeschwindigkeit und eine hohe Speisespannung auftreten. Um solche Probleme zu überwinden, war bisher eine optisch aktive Verbindung, welche eine höhere helikale Verdrehkraft als die der optisch aktiven Verbindungen aufweist, wie in JP-A-10-251185 offenbart, und welche die beabsichtige helikale Abstandslänge auch bei Zugabe in einer kleinen Menge bereitstellt, erforderlich.
Außerdem werden viele der verwendbaren Flüssigkristallzusammensetzungen durch Mischen mindestens einer Verbindung mit einer nematischen Phase von etwa der Raumtemperatur und mindestens einer Verbindung mit einer nematischen Phase in einem höheren Temperaturbereich als der Raumtemperatur hergestellt. Außerdem ist seit einigen Jahren in Verbindung mit der Diversifikation von Produkten, auf welche elektrooptische Flüssigkristallelemente aufgebracht werden, eine Flüssigkristallzusammensetzung mit einem erhöhten Betriebstemperaturbereich bis hin zu Hochtemperaturen erforderlich, und folglich ist insbesondere eine Flüssigkristallzusammensetzung mit einer hohen Übergangstemperatur von der Flüssigkristallphase zu der isotropen Phase [hierin nachstehend als Klarpunkt (Tc) bezeichnet] erforderlich.
Folglich ist eine optisch aktive Verbindung, welche bei Zugabe zu einer Flüssigkristallzusammensetzung nicht den Klarpunkt (Tc) der Flüssigkristallzusammensetzung senkt, erforderlich gewesen.
EP-A-0 311 329 beschreibt optisch aktive 1-(2-Halogen-substituierte Phenyl)-ethanole und Derivate davon zur Verwendung in Flüssigkristallzusammensetzungen.
EP-A-0 315 193 beschreibt eine optisch aktive Verbindung und eine chirale Flüssigkristallzusammensetzung, die diese enthält.
US-Patent 5,209,867 beschreibt neue Derivate von aromatischen Carbonsäureestern, welche als ein Dotierstoff für Flüssigkristallzusammensetzungen nützlich sind, und smektische Flüssigkristallzusammensetzungen, enthaltend mindestens eines der Derivate.
EP-A-0 217 354 beschreibt ein optisch aktives Tolanderivat, welches als ein elektrooptisches Anzeigematerial nützlich ist.
JP-A-08-245960 beschreibt eine Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend ein spezielles monofunktionelles polymerisierbares chirales Monomer und eine nicht-polymerisierbare nematische Flüssigkristallverbindung, wobei die Flüssigkristallzusammensetzung in der Lage ist, ihren intrinsischen Abstand innerhalb eines breiten Temperaturbereichs zu regulieren.
WO-A-95/14067 beschreibt eine chiral nematische Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend eine glasartige chiral nematische Verbindung mit niedriger Molmasse, die einen cycloaliphatischen Rest, eine nematogene Komponente und eine chirale Komponente umfaßt, oder ein Gemisch aus einer nematischen Flüssigkristallverbindung mit niedriger Molmasse, das einen cycloaliphatischen Rest und eine nematogene Komponente umfaßt, und eine chirale Verbindung mit niedriger Molmasse, die eine chirale Komponente umfaßt.
JP-05-170679 beschreibt ein Monofluoralkanderivat und eine Flüssigkristallzusammensetzung.
Ein Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Flüssigkristallzusammensetzung, welche eine neue optisch aktive Verbindung enthält, die eine hohe helikale Verdrehkraft und eine hohe dielektrische Anisotropie (Δε) aufweist und auch als ein chirales Mittel ausgezeichnete Leistungen bereitstellt, und außerdem bei niedriger Spannung betrieben werden kann, und eines Flüssigkristallelements, welches die Flüssigkristallzusammensetzung verwendet, insbesondere eines STN- oder cholesterischen (chiral nematischen) Flüssigkristallelements.
Offenbarung der Erfindung
Unter diesen Umständen ist zum Überwinden der obigen Probleme die vorliegende Erfindung gemacht worden, wobei sie eine Flüssigkristallzusammensetzung bereitstellt, welche mindestens eine optisch aktive Verbindung der folgenden Formel (1) (C* ist ein asymmetrisches Kohlenstoffatom) enthält: R¹-A¹-C*HX¹-Y¹-A²-(Z¹-A³)_m-C≡C-A⁴-(Z²-A⁵)_n-R² (1)worin A¹ eine nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe, eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine nicht-substituierte 2,6-Naphthylengruppe ist,
jedes von A², A³, A⁴ und A⁵, welche voneinander unabhängig sind, eine nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe, eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine nicht-substituierte trans-1,4-Cyclohexylengruppe ist,
jedes von R¹ und R², welche voneinander unabhängig sind, eine C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, ein Wasseratom, ein Halogenatom oder eine Cyanogruppe ist, mit der Maßgabe, daß in einem Fall einer C_1-10-aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe oder einer mit mindestens einem Halogenatom substituierten C_1- ₁₀-aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe ein etherisches Sauerstoffatom (-O-) in die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung in der Gruppe oder in der Kohlen stoff-Kohlenstoff-Verknüpfung, welche die Gruppe und den Ring verbindet, insertiert sein kann,
X¹ -F, -CH₃, -CH₂F, -CHF₂ oder -CF₃ ist,
Y¹ -CH₂- oder -CO- ist,
jedes von Z¹ und Z², welche voneinander unabhängig sind, -COO-, -OCO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂-, -C≡C-, -CF=CF
oder eine Einfachbindung ist und
jedes von m und n, welche voneinander unabhängig sind, 0 oder 1 ist.
Beste Weise zur Durchführung der Erfindung
Erklärung der optisch aktiven Verbindung der obigen Formel (1) Die optisch aktiven Verbindungen der Formel (1) sind flüssigkristalline Verbindungen vom Acetylenderivattyp und sind gleichzeitig als eine optisch aktive Verbindung zur Zugabe zu einer Flüssigkristallzusammensetzung nützlich. Genauer gesagt, weisen sie eine hohe helikale Verdrehkraft auf und liefern eine kurze helikale Abstandslänge und haben gleichzeitig einen hohen Δn, eine extrem hohe Tc und ferner eine geringe Viskosität. Überdies sind sie chemisch stabil und hervorragend mit einer anderen Verbindung wie einer anderen flüssigkristallinen oder nicht flüssigkristallinen Verbindung kompatibel.
Dementsprechend ist die Zugabemenge der optisch aktiven Acetylenderivatverbindung klein, wenn sie zu einer Flüssigkristallzusammensetzung zugegeben wird, und somit wird im wesentlichen keine Erhöhung der Viskosität, Verringerung der Reaktionsgeschwindigkeit, Erhöhung der Speisespannung oder Verkleinerung des Betriebstemperaturbereichs verursacht. Gleichzeitig wird im wesentlichen keine Erhöhung der Tc der Flüssigkristallzusammensetzung verursacht, und folglich kann ein elektrooptisches Flüssigkristallelement selbst in einem hohen Temperaturbereich betrieben werden. Insbesondere ist eine solche optisch aktive Acetylenderivatverbindung mit den obigen Merkmalen außerordentlich wirksam, wenn sie für eine cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung verwendet wird, welche die Zugabe einer großen Menge einer optisch aktiven Verbindung erfordert, und von welcher gewöhnlich angenommen wird, daß sie eine geringe Reaktionsgeschwindigkeit und eine hohe Betriebsspannung hat, und somit kann ein Flüssigkristallanzeigeelement mit Helligkeit und einem hohen Kontrast erhalten werden.
Von den optisch aktiven Acetylenderivatverbindungen der obigen Formel (1) sind die folgenden Verbindungen bevorzugt. In jeder Formel stellt ein Kohlenstoffatom mit dem Symbol * einen asymmetrischen Kohlenstoff dar, und die absolute Konfiguration kann entweder R oder S sein. R¹, R², X¹, Y¹, Z¹ und Z² sind wie für Formel (1) definiert. Die sterische Konfiguration der 1,4-Cyclohexylengruppe in jeder Formel ist die trans-Form.
Das Symbol (Hal) in jeder Formel bedeutet, daß die Verbindung nicht-substituiert oder mit mindestens einem Halogenatom substituiert ist, und wenn die Verbindung mit mindestens zwei Halogenatomen substituiert ist, können diese Halogenatome die gleichen oder unterschiedlich sein. Zur Darstellung der substituierten Position, wenn die Verbindung mit mindestens einem Halogenatom substituiert ist, wird die substituierte Position günstigerweise wie folgt definiert.
Beispiele für eine tricyclische Verbindung vorliegenden Erfindung mit drei Ringen der sind die folgenden. Hierbei wird eine 2,6-Naphthylengruppe als ein Ring gezählt.
Beispiele für eine tetracyclische Verbindung der vorliegenden Erfindung mit vier Ringen sind die folgenden.
Beispiele für eine pentacyclische Verbindung der vorliegenden Erfindung mit fünf Ringen sind die folgenden.
Diese Verbindungen der vorliegenden Erfindung weisen eine hohe helikale Verdrehkraft und gleichzeitig eine hohe Δn, eine extrem hohe Tc und eine geringe Viskosität auf. Ferner sind sie chemisch stabil und hervorragend mit einer anderen Verbindung wie einer anderen Flüssigkristall- oder Nicht-Flüssigkristallverbindung kompatibel.
Von den optisch aktiven Acetylenderivatverbindungen der vorliegenden Erfindung, haben insbesondere tricyclische eine geringe Viskosität, auch wenn sie eine hohe Tc haben, und können für eine Flüssigkristallzusammensetzung, die die Reaktionsgeschwindigkeit eines elektrooptischen Flüssigkristallelements erhöht, verwendet werden, und tetracyclische und pentacyclische haben eine enorm hohe Tc, und können für eine Flüssigkristallzusammensetzung mit einer sehr hohen oberen Temperaturgrenze, bei der das elektrooptische Flüssigkristallelement verwendet wird, verwendet werden.
Bei der Herstellung einer Flüssigkristallzusammensetzung mit einer besonders hohen positiven dielektrischen Anisotropie zur Verringerung der Speisespannung eines elektrooptischen Flüssigkristallelements wird eine Verbindung mit einer hohen dielektrischen Anisotropie eingesetzt. Ein solches Ziel kann durch die Verbindung der vorliegenden Erfindung, in der eines von R¹ und R² ein Halogenatom oder eine Cyanogruppe ist und/oder A¹, A², A³, A⁴ und/oder A⁵ eine mit einem oder zwei Halogenatomen) substituierte 1,4-Phenylengruppe ist, erreicht werden. In einem solchen Fall sind, falls R¹ ein Halogenatom oder eine Cyanogruppe ist, A¹, A², A³, A⁴ und/oder A⁵ bevorzugt eine mit einem Halogenatom an den 2- und/oder 6-Stellungen substituierte 1,4-Phenylengruppe, und falls R² ein Halogenatom oder eine Cyano gruppe ist, A¹, A², A³, A⁴ und/oder A⁵ bevorzugt eine mit einem Halogenatom an den 3- und/oder 5-Stellungen substituierte 1,4-Phenylengruppe.
Für eine Flüssigkristallzusammensetzung, die als ein optisches Flüssigkristallelement eingesetzt wird, daß durch das Anlegen eines elektrischen Feldes parallel zur Längsachsenrichtung von Molekülen einer flüssigkristallinen Verbindung angetrieben wird, wird eine Flüssigkristallverbindung mit einer negativen dielektrischen Anisotropie eingesetzt. Eine solche Flüssigkristallverbindung mit einer negativen dielektrischen Anisotropie kann mit der Verbindung der vorliegenden Erfindung erreicht werden, worin A¹, A², A³, A⁴ und/oder A⁵ eine mit einem oder zwei Halogenatom(en) an den 2- und/oder 3-Stellungen substituierte 1,4-Phenylengruppe sind.
Für ein elektrooptisches Flüssigkristallelement werden verschiedene Arten von Flüssigkristallverbindungen gemischt und verwendet. Somit muß die flüssigkristalline Verbindung vorteilhafterweise mit einer anderen flüssigkristallinen Verbindung kompatibel sein. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung sind hervorragend mit einer anderen Verbindung wie einer anderen Flüssigkristall- oder Nicht-Flüssigkristallverbindung kompatibel und eine Verbindung, worin A¹, A², A³, A⁴ und/oder A⁵ eine mit einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe ist, ist besonders gut kompatibel. In diesem Fall ist eine Verbindung bevorzugt, in der A² und/oder A³ eine mit mindestens einem Halogenatom an den 3- und/oder 5-Stellungen substituierte 1,4-Phenylengruppe ist oder A⁴ und/oder A⁵ eine mit mindestens einem Halogenatom an den 2- und/oder 6-Stellungen substituierte 1,4-Phenylengruppe ist, die eine geringe Viskosität hat.
Die helikale Abstandslänge, die bei Zugabe einer optisch aktiven Verbindung zu einer Flüssigkristallzusammensetzung induziert wird, wird durch die für die Verbindung charakteristische helikale Verdrehkraft bestimmt. Somit ist neben der Verringerung der Zugabemenge auch eine hohe helikale Verdrehkraft erforderlich. Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung haben eine hohe helikale Verdrehkraft und die helikale Verdrehkraft wird höher, wenn A¹ und/oder A² eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe ist. In einem solchen Fall ist A¹ bevorzugt eine mit mindestens einem Halogenatom an den 3- und/oder 5-Stellungen substituierte 1,4-Phenylengruppe und A² bevorzugt eine mit mindestens einem Halogenatom an den 2- und/oder 6-Stellungen substituierte 1,4-Phenylengruppe.
Sind A¹, A², A³, A⁴ und/oder A⁵ mit mindestens einem Halogenatom substituiert, ist das Halogenatom bevorzugt ein Chloratom und/oder ein Fluoratom, besonders bevorzugt 1 bis 3 Fluoratom(e).
Das Halogenatom sowohl als R¹ als auch R² ist bevorzugt ein Chloratom, ein Bromatom oder ein Fluoratom, besonders bevorzugt ein Chloratom oder ein Fluoratom.
Die C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe sowohl als R¹ als auch R² kann entweder linear oder verzweigt sein. Die aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe ist bevorzugt eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe oder eine Alkinylgruppe.
Die C_1-10-Alkylgruppe kann beispielsweise eine Methylgruppe, eine Ethylgruppe, eine Propylgruppe, eine Butylgruppe, eine Pentylgruppe, eine Hexylgruppe, eine Heptylgruppe, eine Octylgruppe, eine Nonylgruppe, eine Decylgruppe, eine Isobutylgruppe oder eine 1-Methylheptylgruppe sein. Im Falle einer C_2-10-Alkenylgruppe ist die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung in der Gruppe bevorzugt eine trans-Bindung, und besonders bevorzugt ist eine 3-Butenylgruppe oder eine 3-trans-Pentenylgruppe. Die C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, substituiert mit mindestens einem Halogenatom, ist eine Gruppe mit mindestens einem Wasserstoffatom in der obigen aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe, substituiert mit einem Halogenatom. Das Halogenatom ist bevorzugt ein Chloratom oder ein Fluoratom, besonders bevorzugt ein Fluoratom.
Ist jedes von R¹ und R² eine C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe oder eine C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, substituiert mit mindestens einem Halogenatom, kann ein etherisches Sauerstoffatom (-O-) in die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung in der Gruppe oder in die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung, die die Gruppe und den Ring verbindet, insertiert sein. Die Gruppe mit einem etherischen Sauerstoffatom und/oder einer darin insertierten Esterverknüpfung kann beispielsweise eine Alkoxygruppe, eine Alkoxyalkylgruppe, eine Alkoxyalkoxygruppe, eine Fluoroalkoxygruppe, eine Fluoroalkoxyalkylgruppe, eine Perfluoroalkoxyalkylgruppe, eine Alkoxycarbonylgruppe oder eine Alkylcarbonyloxygruppe sein.
Die Alkoxygruppe kann beispielsweise eine Methoxygruppe, eine Ethoxygruppe, eine Propoxygruppe, eine Butoxygruppe, eine Pentyloxygruppe, eine Hexyloxygruppe, eine Heptyloxygruppe, eine Octyloxygruppe, eine Nonyloxygruppe, eine Decyloxygruppe, eine Isobutoxygruppe oder eine 1-Methylheptyloxygruppe sein. Die Alkoxyalkylgruppe kann beispielsweise eine 2-Methoxyethylgruppe, eine 2-Ethoxyethylgruppe, eine 2-Propoxyethylgruppe, eine 2-Butoxyethylgruppe, eine 2-Pentyloxyethylgruppe, eine 2-Isobutoxyethylgruppe, eine 2-(1-Methylheptyloxy)ethylgruppe, eine 4-Methoxybutylgruppe, eine 4-Ethoxybutylgruppe, eine 4-Propoxybutylgruppe, eine 4-Butoxybutylgruppe oder eine 4-Pentyloxybutylgruppe sein. Die Alkoxyalkoxygruppe kann beispielsweise eine 2-Methoxyethoxygruppe, eine 2-Ethoxyethoxygruppe, eine 2-Propoxyethoxygruppe, eine 2-Butoxyethoxygruppe, eine 2-Pentyloxyethoxygruppe, eine 2-Isobutoxyethoxygruppe, eine 2-(1-Methylheptyloxy)ethoxygruppe, eine 4-Methoxybutoxygruppe, eine 4-Ethoxybutoxygruppe, eine 4-Propoxybutoxygruppe, eine 4-Butoxybutoxygruppe oder eine 4-Pentyloxybutoxygruppe sein.
Ist die C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe oder die C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, substituiert mit mindestens einem Halogenatom, verzweigt, kann ein asymmetrisches Kohlenstoffatom in einer solchen Gruppe enthalten sein, und das asymmetrische Kohlenstoffatom weist bevorzugt z. B. ein daran gebundenes Fluoratom, Chloratom, eine daran gebundene Methylgruppe oder Trifluormethylgruppe auf.
R¹ ist im Hinblick auf die Verfügbarkeit des Materials bevorzugt ein Wasserstoffatom. X¹ ist im Hinblick auf die leichte Herstellung bevorzugt -F, -CH₃ oder -CF₃. Y¹ ist im Hinblick auf eine hohe helikale Verdrehkraft -CH₂- oder -CO-. Jedes von Z¹ und Z², die unabhängig voneinander sind, ist bevorzugt -COO-, -OCO-, -CH₂CH₂-, -C≡C-, -CF=CF- oder eine Einfachbindung.
Wird eine Flüssigkristallzusammensetzung unter Einsatz der optisch aktiven Acetylenderivatverbindung der vorliegenden Erfindung gebildet, ist für gewöhnlich mindestens eine Art davon in einer anderen Flüssigkristallverbindung und/oder Nicht-Flüssigkristallverbindung enthalten (nachstehend wird eine andere Flüssigkristallverbindung und Nicht-Flüssigkristallverbindung generisch manchmal als eine andere Verbindung bezeichnet). In einem solchen Fall variiert die Menge der optisch aktiven Acetylenderivatverbindung der vorliegenden Erfindung in der Flüssigkristallzusammensetzung gegebenenfalls in Abhängigkeit beispielsweise der Anwendung, des Verwendungszweckes und der Art der anderen Verbindung, beträgt im Normalfall bevorzugt aber etwa 0,1 bis etwa 50 Masseteile, besonders bevorzugt 0,1 bis 20 Masseteile in 100 Masseteilen der Flüssigkristallzusammensetzung.
Eine andere Verbindung zur Bildung der obigen Flüssigkristallzusammensetzung variiert gegebenenfalls in Abhängigkeit der Anwendung oder der erforderlichen Merkmale, ist normalerweise bevorzugt aber eine, die eine Flüssigkristallverbindung und eine Komponente mit einer ähnlichen Struktur wie die Flüssigkristallverbindung als die Hauptkomponenten und nach Bedarf eine Zusatzkomponente umfaßt.
Als eine andere Verbindung, die in der Flüssigkristallzusammensetzung enthalten sein soll, die die optisch aktive Acetylenderivatverbindung der vorliegenden Erfindung enthält, können die folgenden Beispiele genannt werden. In den folgenden Formeln, stellt Ph eine 1,4-Phenylengruppe dar, Cy stellt eine trans-1,4-Cyclohexylengruppe dar, PhF₂CN stellt eine 3,5-Difluor-4-cyanophenylgruppe dar und jedes von R³ und R⁴ stellt eine Gruppe wie eine Alkylgruppe, eine Alkenylgruppe eine Alkinylgruppe eine Alkoxygruppe, ein Halogenatom oder eine Cyanogruppe dar. R³ und R⁴ können gleich oder verschieden sein. X¹ stellt F oder eine Methylgruppe dar.
R³-C y-Cy-R⁴
R³-Cy-Ph-R⁴
R³-Cy-PhF₂CN
R³-Ph-Ph-R⁴
R³-Ph-C≡C-Ph-R⁴
R³-Cy-COO-Ph-R⁴ R³-Cy-COO-PhF₂CN
R³-Ph-COO-Ph-R⁴
R³-Ph-COO-PhF₂CN
R³-Cy-CH=CH-Ph-R⁴
R³-Ph-CH=CH-Ph-R⁴
R³-Ph-CF=CF-Ph-R⁴
R³-Cy-CF=CF-Ph-R⁴
R³-Cy-CF=CF-Cy-R⁴
R³-Cy-Ph-CF=CF-Ph-R⁴
R³-Cy-Ph-CF=CF-Cy-R⁴
R³-Ph-Cy-CF=CF-Cy-R⁴
R³-Cy-Cy-CF=CF-Ph-R⁴
R³-Ph-Ph-CF=CF-Ph-R⁴
R³-Cy-CH₂CH₂-Ph-R⁴
R³-Cy-Ph-CH₂CH₂-Ph-R⁴
R³-Cy-Ph-CH₂CH₂-Cy-R⁴
R³-Cy-Cy-CH₂CH₂-Ph-R⁴
R³-Ph-CH₂CH₂-Ph-R⁴
R³-Ph-Ph-CH₂CH₂-Ph-R⁴
R³-Ph-Ph-CH₂CH₂-Cy-R⁴
R³-Cy-Ph-Ph-R⁴
R³-Cy-Ph-PhF₂CN
R³-Cy-Ph-C≡C-Ph-R⁴
R³-Cy-Ph-C≡C-PhF₂CN
R³-Cy-Ph-C≡C-Ph-Cy-R⁴
R³-Cy-CH₂CH₂-Ph-C≡C-Ph-R⁴
R³-Cy-CH₂CH₂-Ph-C≡C-Ph-Cy-R⁴
R³-Cy-Ph-Ph-Cy-R⁴
R³-Ph-Ph-Ph-R⁴
R³-Ph-Ph-C≡C-Ph-R⁴
R³-Ph-CH₂CH₂-Ph-C≡C-Ph-R⁴
R³-Ph-CH₂CH₂-Ph-C≡C-Ph-Cy-R⁴
R³-Cy-COO-Ph-Ph-R⁴
R³-Cy-COO-Ph-PhF₂CN
R³-Cy-Ph-COO-Ph-R⁴
R³-Cy-Ph-COO-PhF₂CN
R³-Cy-COO-Ph-COO-Ph-R⁴
R³-Cy-COO-Ph-COO-PhF₂CN
R³-Ph-COO-Ph-COO-Ph-R⁴
R³-Ph-COO-Ph-OCO-Ph-R⁴
R³-Cy-CH₂CH₂-PhF₂CN
R³-Ph-CH₂CH₂-PhF₂CN
R³-Ph-Cy-CH₂CH₂-PhF₂CN
R³-Cy-Ph-CH₂CH₂-PhF₂CN
R³-Cy-Cy-CH₂CH₂-PhF₂CN
R³-Ph-C*HX¹-CH₂-Ph-R⁴
R³-Ph-C*HX¹-CH₂-Cy-R⁴
R³-Ph-C*HX¹-CH₂-Ph-Cy-R⁴
R³-Ph-C*HX¹-CH₂-Cy-Ph-R⁴
R³-Ph-C*HX¹-CH₂-Ph-Ph-R⁴
Diese Verbindungen werden als Beispiele genannt, und ein Wasserstoffatom in der Ringstruktur oder der terminalen Gruppe dieser Verbindungen kann beispielsweise durch ein Halogenatom, eine Cyanogruppe oder eine Methylgruppe substituiert sein.
Ferner können der Cyclohexanring oder der Benzolring in einen anderen 6-gliedrigen Ring oder einen 5-gliedrigen Ring wie einen Pyrimidinring oder einen Dioxanring geändert werden und die Bindungsgruppe zwischen den Ringen kann in eine andere zweiwertige Bindungsgruppe geändert werden und in Abhängigkeit der gewünschten Leistungen können verschiedene Verbindungen ausgewählt werden. Ferner kann die Konzentration der optisch aktiven Acetylenderivatverbindungen der vorliegenden Erfindung, da diese Verbindungen eine hervorragende Kompatibilität zu einer anderen Verbindung aufweisen, in der Flüssigkristallzusammensetzung von einer geringen Konzentration bis zu einer hohen Konzentration frei eingestellt werden.
Die Flüssigkristallzusammensetzung, die die optisch aktive Acetylenderivatverbindung der vorliegenden Erfindung enthält, ist zwischen Substraten, die mit einer Elektrode ausgestattet sind, beispielsweise durch Injektion in eine Flüssigkristallzelle, angeordnet und kann als ein elektrooptisches Flüssigkristallelement für verschiedene Modi wie den nematischen Drehmodus, den Gast/Wirt-Modus, dynamische Streuung, den Phasenänderungsmodus, den DAP-Modus, den Zwei-Frequenz-Antriebsmodus, den Ferroelectric-Liquid Crystall-Display-Modus und reflektiven cholesterischen Flüssigkristall-Display-Modus verwendet werden.
Als Verfahren zur Herstellung des Flüssigkristallelementes können im Grunde die folgenden Verfahren erwähnt werden. Das heißt, auf einem Substrat aus beispielsweise Kunststoff oder Glas wird je nachdem eine Unterschicht aus beispielsweise SiO₂ oder Al₂O₃ oder eine Farbfilterschicht gebildet, eine Elektrode aus beispielsweise In₂O₃-SnO₂ (ITO) oder SnO₂ wird darauf gebildet, gefolgt von Musterung, und je nachdem wird eine Deckschicht aus beispielsweise Polyimid, Polyamid, SiO₂ oder Al₂O₃ gebildet, gefolgt von einer Ausrichtungsbehandlung, und ein Dichtungsmaterial wird darauf gedruckt, und solche Substrate werden so angeordnet, daß sich die Elektrodenseiten gegenüberliegen und die Peripherie abgedichtet ist, und das Dichtungsmittel wird zum Bilden einer leeren Zelle gehärtet.
In diese leere Zelle wird die Flüssigkristallzusammensetzung, welche die optisch aktive Acetylenderivatverbindung der vorliegenden Erfindung enthält, eingespritzt, und der Einlaß wird mit einer Abdichtverbindung unter Bildung einer Flüssigkristallzelle abgedichtet. Auf diese Flüssigkristallzelle wird je nachdem beispielsweise eine Ablenkplatte, eine Farbablenkplatte, eine Lichtquelle, ein Farbfilter, eine halbdurchlässige Prallplatte, eine Prallplatte, ein optischer Lichtwellenleiter oder ein ultravioletter Schnittfilter laminiert, werden beispielsweise Buchstaben oder Zahlen gedruckt oder wird eine Behandlung für Blendfreiheit durchgeführt.
Die optisch aktiven Acetylenderivatverbindungen der vorliegenden Erfindung können ohne weiters industriell hergestellt werden, bevorzugt gemäß dem folgenden Verfahren.
Zuerst kann Verbindung (1), worin, wenn m = 0, jedes von A² und A⁴ einen nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe sind, oder die Verbindung (1), in der, wenn m = 1, jedes von A³ und A⁴, die unabhängig voneinander sind, eine nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe sind, gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt werden.
Genauer gesagt, wird eine Verbindung der Formel (1-2), hergestellt durch ein in JP A-10-251185 oder JP-A-11-255675 offenbartes Verfahren, in Gegenwart von Ethylmagnesiumbromid mit Magnesium zu einem Grignard-Reagens geformt. Dann wirkte Iod darauf ein, wodurch eine Verbindung der Formel (1-3) erhalten wurde. Die erhaltene Verbindung der Formel (1-3) wurde mit der Verbindung der Formel (1-4) in Triethylamin in Gegenwart von Tetrakis(triphenylphosphin)palladium und Kupfer(I)iodid umgesetzt, wodurch die optisch aktive Acetylenderivatverbindung erhalten wurde.
Die Verbindung der Formel (1-4) kann zum Beispiel durch das folgende Verfahren hergestellt werden.
Genauer gesagt, wurde die Verbindung der Formel (1-5) mit 3-Methyl-1-butin-3-ol in Triethylamin in Gegenwart von Tetrakis(triphenylphosphin)palladium und Kupfer(I)iodid umgesetzt, um eine Verbindung der Formel (1-6) zu erhalten. Natriumhydrid konnte auf die erhaltene Verbindung der Formel (1-6) in Triethylamin einwirken, wodurch die Verbindung der Formel (1-4) erhalten wurde.
Die Verbindungen der vorliegenden Erfindung können ohne weiteres gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt werden.
Genauer gesagt, wurde eine Verbindung der Formel (1-2') mit der Verbindung der Formel (4) in Triethylamin in Gegenwart von Tetrakis(triphenylphosphin)palladium und Kupfer(I)-iodid umgesetzt, um die Verbindung der vorliegenden Erfindung zu erhalten.
Die Verbindung (1), in der, wenn m = 0, A² und/oder A⁴ eine trans-1,4-Cyclohexylengruppe sind, oder die Verbindung der Formel (1), in der, wenn m = 1, A³ und/oder A⁴ eine trans-1,4-Cyclohexylengruppe sind, können ohne weiteres bevorzugt gemäß dem folgenden Verfahren hergestellt werden.
Genauer gesagt, wurden das Phosphoniumsalz der Formel (1-7) und ein Aldehyd der Formel (1-8) in einem geeigneten Lösungsmittel in Gegenwart einer Base wie Kalium-t-butoxid umgesetzt, um ein Vinylhalogenidderivat der Formel (1-9) zu erhalten. Die erhaltene Verbindung der Formel (1-8) wurde einer Dehydrohalogenierungsreaktion in einem geeigneten Lösungsmittel in Gegenwart einer Base wie Kalium-t-butoxid unterzogen, um die optisch aktive Acetylenderivatverbindung zu erhalten.
Es muß nicht erwähnt werden, daß diese Herstellungsverfahren als Beispiele genannt wurden und ebenso andere Herstellungsverfahren eingesetzt werden können.
Nunmehr wird die vorliegende Erfindung anhand der Beispiele genauer geläutert. BEISPIEL 1-1 Herstellung von (R)-1-[4-[2-(4-Chlor-2-fluorphenyl)ethinyl]phenyl]-2-phenylpropan
35 ml Tetrahydrofuran (THF) wurden zu 11,6 g (0,48 mol) Magnesium gegeben und eine Lösung mit 23,6 g (0,22 mol) Ethylbromid, gelöst in 70 ml THF, wurde tropfenweise über einen Zeitraum von einer Stunde bei Raumtemperatur unter Rühren zugegeben, gefolgt von Rühren für eine Stunde. Eine Lösung mit 50,0 g (0,22 mol) (R)-2-Phenyl-1-(4-chlorphenyl)propan, gelöst in 50 ml THF, wurde tropfenweise über einen Zeitraum von 30 Minuten bei Raumtemperatur zugegeben, gefolgt von Rühren unter Rückfluß für 5 Stunden. Nachdem das Gemisch auf Raumtemperatur abgekühlt war, wurden 250 ml THF zugegeben und das Gemisch wurde weiter auf –30°C abgekühlt. Eine Lösung mit 112 g (0,44 mol) Iod, gelöst in 300 ml THF, wurde trop fenweise bei –30°C über einen Zeitraum von 30 Minuten zugegeben, gefolgt von Rühren für eine Stunde. Die Temperatur wurde auf 0°C erhöht und 120 ml 4 M Salzsäure wurden tropfenweise zugegeben, gefolgt von Rühren für 10 Minuten. Nach der Extraktion mit Toluol aus der Reaktionsflüssigkeit, wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet, wodurch 69,8 g (R)-2-Penyl-1-(4-iodphenyl)propan (GC-Reinheit: 95,2%, 0,22 mol) erhalten wurden.
Dann wurden 32,5 g (0,21 mol) 2-Fluor-4-chlorphenylacetylen und 69,8 g des oben hergestellten (R)-2-Phenyl-1-(4-iodphenyl)propans (GC-Reinheit: 95,2%, 0,22 mol) in 380 ml Triethylamin gelöst, und 4,85 g (4,2 mmol) Tetrakis(triphenylphosphin)palladium und 1,2 g (6,3 mmol) Eisen(II)iodid wurden zugegeben, gefolgt von Rühren bei 80°C für 2 Stunden.
Dann wurden 3 l Wasser zu der Reaktionsflüssigkeit gegeben und nach der Extraktion mit Toluol wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet, durch Kieselgelsäulenchromatographie gereinigt und zweimal aus Ethanol umkristallisiert, wodurch 46,8 g (0,13 mol) des angestrebten (R)-1-[4-[2-(4-Chlor-2-fluorphenyl)ethinyl]phenyl]-2-phenylpropans erhalten wurden.
Schmelzpunkt: 62,1°C
¹H-NMR (CDCl₃, TMS): δ 1,19 (d, 3H, J = 6,6 Hz, -CH₃), 2,68–2,95 (m, 3H, benzylisches H), 6,92–7,35 (m, 12H, aromatisches H)
¹⁹F-NMR (CDCl₃, CFCl₃): δ -107,60 bis -107,66 (m)
Die folgenden Verbindungen wurden durch ein ähnliches Verfahren erhalten.

Schmelzpunkt: 86,5°C ¹H-NMR (CDCl₃, TMS): δ 0,89 (d, 6H, J = 6,6 Hz, iBu's-Ch₃ x 2), 1,23 (d, 3H, J = 6,6 Hz, -CH₃), 1,84 (tq, 1H, J = 7,1 Hz, 6,6 Hz, iBu's=Ch-), 2,43 (d, 2H, J = 7,1 Hz,
iBu's-Ch_2-), 2,73–3,00 (m, 3H, benzylisches H), 7,01–7,45 (m, 11H, aromatisches H)
¹⁹F-NMR (CDCl₃, CFCl₃): δ -107,92 bis -107,95 (m)

Schmelzpunkt: 60,6°C
¹H-NMR (CDCl₃, TMS): δ 1,19 (d, 3H, J = 6,2 Hz, -CH₃), 2,69–2,96 (m, 3H, benzylisches H), 6,93–7,29 (m, 12H, aromatisches H)
¹⁹F-NMR (CDCl₃, CFCl₃): δ -136,47 (m, 1F), -137,46 (m, 1F)

Ferner wurden die folgenden Verbindungen durch ein ähnliches Verfahren wie oben erhalten.
BEISPIEL 1-2
Von einer Flüssigkristallzusammensetzung, erhalten durch die Zugabe von 5 Masseteilen (R)-1-[4-[2-(4-Chlor-2-fluorphenyl)ethinyl]phenyl]-2-phenylpropan (nachstehend als Verbindung A bezeichnet) zu 95 Masseteilen einer Flüssigkristallzusammensetzung ZLI-1565, hergestellt von Merck Ltd., wurden der Klarpunkt (Tc, Einheit: °C) und die dynamische Viskosität (η, 25°C, Einheit: cSt) gemessen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1-1 gezeigt.
Von einer Flüssigkristallzusammensetzung, erhalten durch die Zugabe von 20 Masseteilen der Verbindung A zu 80 Masseteilen der Flüssigkristallzusammensetzung ZLI 1565, hergestellt von Merck Ltd., wurden der Brechungsindex (n₀) für gewöhnliche Strahlung und der Brechnungsindex (n_e) für außergewöhnliche Strahlung mit einem Abbe-Refraktometer gemessen, und die Brechungsindexanisotropie (Δn, 589 nm, 25°C) wurde aus der folgenden Formel berechnet. Das Ergebnis ist in Tabelle 1-1 gezeigt. n0 = [(nII 2 + n⊥ 2)/2]1/2 ne = n⊥ Δn = nII – n⊥
Von einer Flüssigkristallzusammensetzung, erhalten durch die Zugabe von 1 Masseteil der Verbindung A zu 100 Masseteilen der Flüssigkristallzusammensetzung ZLI 1565, hergestellt von Merck Ltd., wurde die helikale Abstandslänge (P, 25°C, Einheit: μm) gemessen. Das Ergebnis wird in Table 1-1 gezeigt. Hier hatte die Flüssigkristallzusammensetzung ZLI 1565, hergestellt von Merck Ltd., eine Tc von 86,0°C, einen Δn von 0,124 und eine η von 15,7 cSt.
BEISPIEL 1-3
Es wurde derselbe Arbeitsvorgang wie in Beispiel 1-2 durchgeführt, außer daß (R)-1-[4-[2-(3,4-difluorphenyl)ethinyl)phenyl]-2-phenylpropan anstelle von (R)-1-[4-[2-(4-chlor-2-fluorphenyl)ethinyl]phenyl]]-2-phenylpropan zum Erhalt von Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet wurde, und von den jeweiligen Flüssigkristallzusammensetzungen wurden der Klarpunkt (Tc, Einheit: °C), die dynamische Viskosität (η, 25°C, Einheit: cSt), die Brechungsindexanisotropie (Δn, 589 nm, 25°C) und die helikale Abstandslänge (P, 25°C, Einheit: μm) gemessen. Die Ergebnisse sind Table 1-1 gezeigt.
VERGLEICHSBEISPIEL 1-1
Es wurde derselbe Arbeitsvorgang wie in Beispiel 1-2 durchgeführt, außer daß (R)-811 (dessen Struktur bereits beschrieben worden ist) anstelle von (R)-1-[4-[2-(4-chlor-2-fluorphenyl)ethinyl]phenyl]]-2-phenylpropan zum Erhalt von Flüssigkristallzusammensetzungen verwendet wurde, und von den jeweiligen Flüssigkristallzusammensetzungen wurden der Klarpunkt (Tc, Einheit: °C), die dynamische Viskosität (η, 25°C, Einheit: cSt), die Brechungsindexanisotropie (Δn, 589 nm, 25°C) und die helikale Abstandslänge (P, 25°C, Einheit: μm) gemessen. Die Ergebnisse sind Table 1-1 gezeigt. Tabelle 1-1

Flüssigkristallzusammensetzung Tc Δn η P

Beispiel 1-2 81,2 0,139 21,8 7,09

Beispiel 1-3 78,7 0,128 22,2 6,85

Vergleichsbeispiel 79,5 0,115 22,2 10,40
Industrielle Anwendbarkeit
Die Flüssigkristallzusammensetzung, welche die optisch aktive Verbindung der vorliegenden Erfindung enthält, war vor der Anmeldung der vorliegenden Erfindung eine neue Zusammensetzung, und sie ist eine flüssig-kristalline Verbindung, und außerdem ist sie als eine optisch aktive Verbindung für die Zugabe zu der obigen Flüssigkristallzusammensetzung nützlich. Das heißt, sie hat eine hohe helikale Verdrehkraft, stellt eine kleine induzierte helikale Abstandslänge bereit und hat gleichzeitig eine niedrige Viskosität, und ein Flüssigkristallelement, welches die Flüssigkristallzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet, kann eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit haben. Außerdem weist die Flüssigkristallzusammensetzung, welche die Flüssigkristallzusammensetzung der vorliegenden Erfindung verwendet, eine hohe Brechungsindexanisotropie (Δn), eine außerordentlich hohe Übergangstemperatur (Tc) von der Flüssigkristallphase zu der isotropen Phase und eine niedrige Viskosität auf. Außerdem ist sie chemisch stabil und weist eine ausgezeichnete Kompatibilität mit einer anderen Verbindung wie einer anderen Flüssigkristall- oder Nicht-Flüssigkristallverbindung auf. Die Flüssigkristallzusammensetzung, welche die op tisch aktive Verbindung der vorliegenden Erfindung verwendet, weist ferner ein solches Merkmal auf, daß sie eine hohe dielektrische Anisotropie (Δε) aufweist und bei einer niedrigen Spannung betrieben werden kann.
Dementsprechend ist die Zugabemenge einer solchen optisch aktiven Verbindung klein, wenn sie zu einer Flüssigkristallzusammensetzung zugegeben wird, und somit wird im wesentlichen keine Erhöhung der Viskosität, Verringerung der Reaktionsgeschwindigkeit, Erhöhung der Betriebsspannung oder Verkleinerung des Betriebstemperaturbereichs verursacht. Gleichzeitig wird im wesentlichen keine Erhöhung der Tc der Flüssigkristallzusammensetzung verursacht, und folglich kann ein elektrooptisches Flüssigkristallelement selbst bei einem hohen Temperaturbereich betrieben werden.
Insbesondere ist eine solche optisch aktive Verbindung mit den obigen Merkmalen selbst bei Zugabe einer kleinen Menge außerordentlich wirksam, wenn sie für eine cholesterische Flüssigkristallzusammensetzung verwendet wird, welche die Zugabe einer großen Menge einer optisch aktiven Verbindung erfordert, und von welcher gewöhnlich angenommen wird, daß sie eine geringe Reaktionsgeschwindigkeit und eine hohe Betriebsspannung hat, und somit kann ein Flüssigkristallanzeigeelement mit Helligkeit und einem hohen Kontrast erhalten werden.
Außerdem kann, wenn die Flüssigkristallzusammensetzung, welche die optisch aktive Verbindung der vorliegenden Erfindung enthält, verwendet wird, um ein TN- oder STN-Flüssigkristallanzeigeelement zu erhalten, eine einheitliche Drehausrichtung erreicht werden, und wenn sie für ein reflektierendes cholesterisches Flüssigkristallelement verwendet wird, wird eine erwünschte Reflexionswellenlänge erhalten.
Außerdem kann die Flüssigkristallzusammensetzung, welche die optisch aktive Acetylenderivatverbindung der vorliegenden Erfindung enthält, ebenso auf verschiedene Weisen wie für ein aktives Matrixelement, ein Polymerdispersionsflüssigkristallelement, ein GH-Flüssigkristallelement, welches ein polychromatisches Färbemittel verwendet, und ein ferroelektrisches Flüssigkristallelement verwendet werden. Ferner kann sie auch für andere Anwendungen als für Anzeigeanwendungen, wie für ein Abblendelement, ein Abblendfenster, eine optische Blende, ein Polarisationsänderungselement, eine varifokale Linse, einen optischen Farbfilter, einen farbigen Film, ein optisches Aufzeichnungselement und eine Temperaturanzeige verwendet werden.

Claims

Flüssigkristallzusammensetzung, welche mindestens eine optisch aktive Verbindung der folgenden Formel (1) (C^* ist ein asymmetrisches Kohlenstoffatom) enthält: R¹-A¹-C*HX¹-Y¹-A²-(Z¹-A³)_m-C≡C-A⁴-(Z²-A⁵)_n-R² (1)wobei A¹ eine nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe, eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine nicht-substituierte 2,6-Naphthylengruppe ist, jedes von A², A³, A⁴ und A⁵, welche voneinander unabhängig sind, eine nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe, eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine nicht-substituierte trans-1,4-Cyclohexylengruppe ist, jedes von R¹ und R², welche voneinander unabhängig sind, eine C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte C_1-10-aliphatische Kohlenwasserstoffgruppe, ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder eine Cyanogruppe ist, mit der Maßgabe, daß in einem Fall einer C_1-10-aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe oder einer mit mindestens einem Halogenatom substituierten C_1-10-aliphatischen Kohlenwasserstoffgruppe ein etherisches Sauerstoffatom (-O-) in die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung in der Gruppe oder in der Kohlenstoff-Kohlenstoff-Verknüpfung, welche die Gruppe und den Ring verbindet, insertiert sein kann, X¹ -F, -CH₃, -CH₂F, -CHF₂ oder -CF₃ ist, Y¹ -CH₂- oder -CO- ist, jedes von Z¹ und Z², welche voneinander unabhängig sind, -COO-, -OCO-, -CH₂O-, -OCH₂-, -CH₂CH₂-, -C≡C-, -CF=CF- oder eine Einfachbindung ist, und jedes von m und n, welche voneinander unabhängig sind, 0 oder 1 ist.
Flüssigkristallzusammensetzung nach Anspruch 1, welche eine optisch aktive Acetylenderivatverbindung der Formel (1) enthält, wobei X¹ -F, -CH₃ oder -CF₃ ist und Y¹ -CH₂- oder -CO- ist.
Flüssigkristallzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, welche eine optisch aktive Acetylenderivatverbindung der Formel (1) enthält, wobei, wenn m = 1, jedes von A³ und A⁴, welche voneinander unabhängig sind, eine nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe ist, und, wenn m = 0, jedes von A² und A⁴, welche voneinander unabhängig sind, eine nicht-substituierte 1,4-Phenylengruppe oder eine mit mindestens einem Halogenatom substituierte 1,4-Phenylengruppe ist.
Elektrooptisches Flüssigkristallelement, welches die Flüssigkristallzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, angeordnet zwischen Substraten mit einer Elektrode, umfaßt.