DE69019703T2

DE69019703T2 - Flüssigkristalline Verbindung.

Info

Publication number: DE69019703T2
Application number: DE69019703T
Authority: DE
Inventors: Shigenori Sakuma; Yoshiichi Suzuki; Noriko Yamakawa
Original assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Current assignee: Showa Shell Sekiyu KK
Priority date: 1989-12-27
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 1995-11-16
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: DE69019703D1; JPH03197444A; EP0435240B1; EP0435240A3; EP0435240A2; US5110498A; JP2822355B2

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine neue halogenhaltige Flüssigkristallverbindung, umfassend ein Ester oder Ether eines optischaktiven, halogenenthaltenden Alkohols.
Alle Flüssigkristallverbindungen der vorliegenden Erfindung sind ferroelektrische Flüssigkristallverbindungen, die einen bistabilen Zustand aufweisen, und weiterhin sind die Flüssigkristallverbindungen dieser Erfindung (solche, bei denen die Maloalkylgruppen CF&sub3; oder C&sub2;F&sub5; sind) ferroelektrische Flüssigkristallverbindungen eines neuen Typs, der drei stabile (tristabil) Zustände aufweist.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Elektrooptische Vorrichtungen unter Verwendung von Flüssigkristallen, wie sie bisher entwickelt und für den praktischen Gebrauch verwendet werden, schließen solche ein, bei denen nematische Flüssigkristalle verwendet werden, wie eine DSM-Methode, eine TN-Methode, eine G-H-Methode oder eine STN-Methode. Jedoch haben solche Vorrichtungen, die nematische Flüssigkristalle verwenden, eine sehr langsame elektrooptische Ansprechung und erfordern eine Schaltzeit von mehreren Millisekunden bis zu einigen zehn Millisekunden und sind deswegen in ihrem Anwendungsbereich begrenzt. Die langsame Ansprechung dieser nematische Flüssigkristalle verwendenden Elemente beruht auf der Tatsache, daß die Verdrehung der bewegenden Moleküle, die hauptsächlich auf der Anisotropie der Elektrizitätskonstante beruht, nicht sehr hoch ist.
Infolgedessen haben Meyer et al ferroelektrische Flüssigkristalle entwickelt, die eine spontane Polarisation (Ps) haben ,und die eine starke Verdrehung aufweisen, wobei der Verdrehung auf Ps x E beruht (das angelegte elektrische Feld) ,und die eine hohe Ansprechungsgeschwindigkeit in der Größenordnung von Mikrosekunden haben, gemäß der Offenbarung in Le Journal de Physique, Band 36, L-69 (1975). Weiterhin werden in JP-A-63-307837 (der Ausdruck "Jp-A" bedeutet hier eine "ungeprüfte veröffentlichte japanische Patentanmeldung") neue ferroelektrische Flüssigkristalle, jedoch wird dort nicht das "Drei-Zustands-"Konzept, das nachfolgend diskutiert wird, offenbart.
Verschiedene elektrooptische Vorrichtungen mit hoher Geschwindigkeit, welche ferroelektrische Flüssigkristalle verwenden, sind bisher vorgeschlagen worden. Typischerweise schließen solche Vorrichtungen ein Element ein, bei welchem eine verdrallte (twisted) Struktur durch die Kraft der Wandoberfläche entdrallt wird, und zwei Richtungen der molekularen Orientierung parallel zur Wandoberfläche verändert werden durch Veränderung der Polarität des angewendeten elektrischen Feldes, wie dies z.B. in JP-A-56- 107216 beschrieben wird.
Die Verwendung einer Verbindung, die ideal zwei Zustände zeigt mit einer Wellenform als Ansprechung auf ein elektrisches Feld, wird in Fig. 1 gezeigt und ist eine Voraussetzung für die vorerwähnten Vorrichtungen.
Jedoch ist eine derartige Verbindungen, die ideal zwei (bistabil) Zustände aufweist, bisher nicht verfügbar. Die bisher synthetisierten bistabilen Flüssigkristalle haben eine Ansprechungswellenform, wie dies in Fig. 2 gezeigt wird, jedoch nicht wie in Fig. 1 gezeigt wird. Wenn die Flüssigkristalle des Standes der Technik mit einer Ansprechungswellenform, wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, verwendet werden, z.B. in Lichtschalt-Schaltungen, dann kann man die gewünschten Ergebnisse nicht in gewünschter Weise einfach dadurch erzielen, daß man die angelegte Spannung zwischen "An" und "Aus" verändert, weil die Durchlässigkeit sich allmählich in dem Maße verändert, wie sich die angelegte Spannung von negativ zu positiv verändert. Darüber hinaus bestehen Schwierigkeiten bei den derzeit verfügbaren bistabilen Flüssigkristallen, einen monodomänen Zustand in ihrer Sc*-Phase zu erreichen ohne eine angelegte Spannung, d.h. beim Erreichen eines idealen molekularen Orientierungszustandes, und sie erleiden leicht ein Defekt oder eine Störung der Molekularorientierung, die man als "Twist" bezeichnet. Es ist somit schwierig, die oben erwähnten idealen zwei Zustände der Molekularorientierung über einen weiten Bereich zu erzielen.
Weil weiterhin der Schwellenwert (Spannung, bei welcher sich die Luminanz um einen vorgeschriebenen Wert verändert) niedrig ist, neigt der dynamische Antrieb dazu, eine Verringerung des Kontrastes oder eine Verringerung des Blickwinkels zu erleiden.
Weiterhin zeigen diese üblichen bistabilen Flüssigkristalle keine Hysteresis-Schleife, wie sie in Fig. 1 gezeigt wird, sondern entwickeln eine Mysteresis, wie sie in Fig. 2 gezeigt wird, so daß sie keinen Memory-Effekt aufweisen. Infolgedessen ist es erforderlich, weiterhin eine Spannung v&sub3; anzulegen, wie dies in Fig. 2 gezeigt wird, oder eine höhere Frequenz für das Flüssigkristall anzuwenden, um eine stabile Ansprechung in der Sc*-Phase aufrecht zu erhalten, wodurch in jedem Fall ein erhelblicher Energieverbrauch eintritt.
Das heißt somit, daß die üblichen elektrooptischen Vorrichtungen zahlreiche Fehler aufweisen, die überwunden werden müssen, unabhängig davon, daß ein starker Bedarf für Vorrichtungen vorliegt, die man wirksam für elektrooptische Einrichtungen verwenden kann unter Verwendung eines angelegten elektrischen Feldes zum Erzielen einer Molekularorienterung der ferroelektrischen Flüssigkristalle.
EP-A-0 332 392 offenbart Dioxan-Flüssigkristallverbindungen mit einer tristabilen Flüssigkristallphase. Diese Verbindungen haben an jedem der beiden Enden Alkylgruppen.
EP-A-0 330 491 offenbart Flüssigkristallverbindungen, die Alkylgruppen an jedem der beiden Enden haben können. Eines der Enden kann alternativ eine Alkoxygruppe darstellen. Diese Verbindungen zeigen eine tristabile Flüssigkristallphase. Jedoch ist der Temperaturbereich der tristabilen Flüssigkristallphas, der in den beiden den Stand der Technik bildenden Druckschriften immer noch nicht befriedigend.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, nicht nur neue Flüssigkristallverbindungen zur Verfügung zu stellen, die zwei Zustände aufweisen, sondern auch neue Flüssigkristallverbindungen, die stabil drei Molekularorientierungszustände (tristabil) sind mit einem hohen Licht/Schattenkontrast in Abwesenheit eines elektrischen Feldes, und die gut definierte Schwellcharakteristika haben, und eine gut definierte Hystersis-Kurve oder -Schleife zeigen, wie dies in Fig. 3 gezeigt wird, und die leicht einem dynamischen Antrieb unterliegen, und die man als elektrooptische Flüssigkristallvorrichtungen unter Verwendung der drei Zustände verwenden kann, wodurch es ermöglicht wird, eine sehr schnelle Ansprechung zu erzielen.
Genauer gesagt ist eine Aufgabe der Erfindung, neue bistabile Flüssigkristallverbindungen zur Verfügung zu stellen.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht darin, neue ferroelektrische chirale smektische
Flüssigkristallverbindungen zur Verfügung zu stellen, die drei stabile Molekularorientierungszustände entwickeln, die vollständig verschieden sind von einer chiralen smektischen C-Phase (Sc*-Phase), wie sie bei üblichen bistabilen Zustandsphasen vorliegt.
Der Ausdruck "drei Zustände", wie er hier verwendet wird, bedeutet stabile drei molekulare Orientierungszustände, wie nachfolgend erläutert wird. In einer elektrooptischen Flüssigkristallvorrichtung, umfassend ein Paar Elektrodensubstrate mit einem vorbestimmten Spalt dazwischen und einem zwischen einem Paar der Substrate Sandwich-artig eingebrachten ferroelektrischen Flüssigkristall, sind die Elektroden mit einer elektrischen Stromquelle verbunden, so daß eine Spannung mit einer Dreieckswelle, wie dies in Fig. 4(A) gezeigt wird, angelegt werden kann, wobei das ferroelektrische Flüssigkristall einen ersten stabilen Molekularorientierungszustand zeigt, wie dies durch die Ziffer 2 in Fig. 4(D) gezeigt wird, wenn kein elektrisches Feld angelegt wird, einen zweiten stabilen Molekularorientierungszustand zeigt, wie das durch die Ziffer 1 in Fig. 4(D) gezeigt wird, der sich von dem ersten stabilen Zustand, bei dem ein elektrisches Feld in eine Richtung angelegt wird, unterscheidet, und einen dritten stabilen Molekularorientierungszustand zeigt, wie dies durch die Ziffer 3 in Fig. 4(D) gezeigt wird, die sich von sowohl dem ersten als auch dem zweiten stabilen Zustand unterscheidet, wenn ein elektrisches Feld in eine Richtung entgegengesetzt der ersten Richtung angelegt wird. Im Hinblick auf elektrooptische Flüssigkristallvorrichtungen, bei denen diese drei stabilen Zustände angewendet werden, haben die Erfinder bereits die JP-A-2-153322 eingereicht.
Dagegen haben die "im Handel erhältlichen nematischen Flüssigkristalle" und die bisher synthetisierten bistabilen Flüssigkristalle nicht solche drei stabilen Zustände, sondern zeigen Zustände, wie dies in Figuren 4(B) bzw. (C) gezeigt wird.
Die obigen ferroelektrischen Flüssigkristalle mit drei Zuständen (nachtolgend manchmal auch als tristabile Flüssigkristalle bezeichnet) gemäß der vorliegenden Erfindung ergeben starke Effekte, wenn man sie in Flüssigkristallanzeigen verwendet im Vergleich zu den üblichen nematischen Flüssigkristallen.
Während übliche Flüssigkristalle unter Verwendung eines sehr komplizierten Systems, das man als ein aktives Matrixsystem bezeichnet, angetrieben werden, können die tristabilen ferroelektrischen Flüssigkristalle der vorliegenden Erfindung unter Verwendung eines einfachen Matrix-Displays angetrieben werden. Infolgedessen kann ein Anzeigeelement, welches das tristabile ferroelektrische Flüssigkristall anwendet, in einfacher Weise hergestellt werden, und dadurch wird die Anzeigefläche erweitert, und die Herstellungskosten werden verringert, während die üblichen Anzeigeelement komplizierte Herstellungsstufen erfordern, Probleme aufweisen, wenn man die Anzeigefläche erweitern will, und hohe Produktionskosten aufweisen.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Flüssigkristallverbindung der allgemeinen Formel (I) zur Verfügung:
worin R&sub1; eine Alkylgruppe mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Aralkylgruppe mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; R&sub2; eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 (vorzugsweise 3 bis 14) Kohlenstoffatomen und mit einer Doppelbindung an der Endgruppe bedeutet; R&sub3; CF&sub3; oder C&sub2;F&sub5; bedeutet; X eine Einf achbindung -O-, -COO- oder -OCO- bedeutet; Y -COO-, OCO-, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2; bedeutet; A und B jeweils eine cyclische Gruppe mit 1 bis 2 sechsgliedrigen Ringen oder Naphthalin bedeutet und * ein optisch aktives Zentrum bedeutet.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Figuren 1, 2 und 3 zeigen jeweils die Hysteresis-Kurven oder -Schleifen eines idealen bistabilen Flüssigkristalls (das tatsächlich bisher nicht erhältlich ist) eines herkömmlichen synthetisierten bistabilen Flüssigkristalls bzw. eines tristabilen Flüssigkristalls gemäß der vorliegenden Erfindung, bei dem die angelegte Spannung als Abzisse und die Durchlässigkeit (%) als Ordinate angegeben sind.
Figur 4(A) zeigt eine angelegte Dreieckswelle.
Figuren 4(B), (C) und (D) zeigen jeweils die elektrooptische Ansprechung eines im Handel erhältlichen nematischen Flüssigkristalls, eines herkömmlichen synthetisierten bistabilen Flüssigkristalls bzw. eines tristabilen Flüssigkristalls gemäß der vorliegenden Erfindung, wenn die Dreieckswelle von Fig. 4(A) angelegt wird.
Figur 5 beschreibt das Schalten zwischen den drei Zuständen einer Verbindung gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei (a) die angelegte Dreiecksspannung an das elektrooptische Flüssigkristallelement ist, (b) der Polarisations- Inversionsstrom ist und (c) die Durchlässigkeitsveränderung mit der Spannung (a) ist.
Figur 6 zeigt einen elektroklinischen Effekt, bei dem (a) eine alternierende Spannung ist, die an ein elektrooptisches Flüssigkristallelernent angelegt ist, und (b) die veränderung der Durchlässigkeit mit der alternierenden Spannung (a) zeigt.
Figur 7 zeigt die tristabile Ansprechungswellenform der neuen Flüssigkristallverbindung gemäß Beispiel 1. In Fig. 7 ist die Dreieckswelle der geraden Linie die angelegte Spannung. Die Abzisse gibt die Zeit an, und die Ordinate zeigt die Spannung für die Dreieckswelle oder die Durchlässigkeit (durchgelassene Lichtintensität) (A.U.) für die Kurve an.
Figur 8 zeigt das Infrarot-Absorptionsspektrum der in Beispiel 1 erhaltenen Verbindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

In Formel (I) werden typische Beispiele für die cyclischen Gruppen, welche A oder B darstellen, unten gezeigt. Bei den folgenden Gruppen können ein oder zwei Wasserstoffatome durch ein oder mehrere Halogenatom(e) ersetzt sein.
Von den Flüssigkristallverbindungen der Formel (I) werden solche der Formel
worin R&sub1; die vorher angegebene Bedeutung hat und x eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist, bevorzugt.
Die erfindungsgemäßen Verbindungen kann man synthetisieren, wobei man von einem optisch aktiven Haloalkanol der Formel (II):
worin R&sub1; und R&sub3; die vorher angegebene Bedeutung haben, ausgeht.
Beispiele für optisch aktive, halogenenthaltende Alkohole, die man vorzugsweise bei der vorliegenden Erfindung verwendet, sind
1,1,1-Trifluoro-2-hexanol, 1,1,1-Trifluoro-2-heptanol, 1,1,1-Trifluoro-2-octanol, 1,1,1-Trifluoro-2-nonanol, 1,1,1-Trifluoro-2-decanol, 1,1,1-Trifluoro-2-undecanol, 1,1,1-Trifluoro-2-dodecanol, 1,1,1-Trifluoro-2-tridecanol, 1,1,1-Trifluoro-2-tetradecanol, 1,1,1-Trifluoro-2- pentadecanol, 1,1,1-Trifluoro-2-hexadecanol, 1,1,1-Trifluoro- 2-heptadecanol und 1,1,1-Trifluoro-2-octadecanol. Die vorher aufgezählten halogenenthaltenden Alkohole, bei denen die Trifluoro-Gruppe durch eine Monofluoro-Gruppe, Difluoro Gruppe, eine Pentafluoro-Gruppe oder eine Dichloromonofluoro- Gruppe ersetzt ist, werden ebenfalls bevorzugt.
Den durch die Formel (II) dargestellten Ausgangsalkohol kann man durch eine asymmetrische Synthese, durch optische Trennung oder ähnliche Verfahren herstellen. Wenn insbesondere eine Verbindung mit einer hohen optischen Reinheit gewünscht wird, dann sind Verfahren, bei denen Enyme, Hefen oder Bakterien verwendet werden, wirksam. In einem typischen Beispiel kann der Alkohol gemäß dem nachfolgenden Reaktionsschema synthetisiert werden.
Ethyltrifluoroacetat und ein Grignard-Reagens aus einem Alkylbromid werden umgesetzt unter Erhalt eines Trifluoroalkylketons. Das Keton wird mit Natriumborhydrid unter Erhalt von 1-Trifluoro-2-alkanol reduziert, das dann in einen Acetatester überführt wird. Der Ester wird stereoselektiv in Gegenwart von Hefe oder Bakterien hydrolysiert, wobei man eine optische (R)- oder (S)- Verbindung von 1-Trifluoro-2-alkanol erhält.
Bei der obigen Synthese kann Ethyltrifluoroacetat ersetzt werden durch Ethylmonofluoroacetat, Ethyldifluoroacetat, Ethylpentafluoroacetat oder Ethyltrichloroacetat unter Erhalt des entsprechenden optisch aktiven 1-Haloalkyl-2-alkanols.
Ein Beispiel für die Synthese der Flüssigkristallverbindung der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend gezeigt.
4-Benzyloxybenzoesäure wird mit einem Chlorierungsmittel in das Säurechlorid überführt, z.B. Thionylchlorid, und das Säurechlorid wird dann mit einem (R)-(+)- oder (S)-(-)- Trifluoro-2-alkanol unter Erhalt eines Esters umgesetzt. Der Ester wird debenzyliert, und die erhaltene Phenolverbindung wird mit einem Chlorid der 4-Alkyloxy-4'- biphenylcarboxylsäure unter Erhalt der gewünschten Verbindung umgesetzt.
Die erfindungsgemäßen Flüssigkristallverbindungen kann man auch herstellen, indem man eine dehydratisierende Kondensation durchführt zwischen einer 4-Alkyl- oder 4- Alkoxy-4'-biphenylcarboxylsäure und einem Phenolderivat eines optisch aktiven Haloalkanols in Gegenwart eines Kondensationsmittels, z.B. von Dicylcohexylcarbodiimid (DCC). Spezielle Beispiele für die erfindungsgemaßen Flüssigkristallverbindungen werden nachfolgend gezeigt.
1) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-hexyloxycarbonyl)phenylester
2) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-heptyloxycarbonyl)phenylester
3) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-octyloxycarbonyl)phenylester
4) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-nonyloxycarbonyl)phenylester
5) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-decyloxycarbonyl)phenylester
6) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-undecyloxycarbonyl)phenylester
7) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-dodecyloxycarbonyl)phenylester
8) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-tridecyloxycarbonyl)phenylester
9) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-tetradecyloxycarbonyl)phenylester
10) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro- 2-pentadecyloxycarbonyl)phenylester
11) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-hexadecyloxycarbonyl)phenylester
12) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-heptadecyloxycarbonyl)phenylester
13) 4-Alkenyl-4'-biphenylcarboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-octadecyloxycarbonyl)phenylester
Die optisch aktiven Verbindungen und deren Flüssigkristallderivate umfassen (R)-Verbindungen und (S)- Verbindungen. Je größer die optische Reinheit ist, umso besser ist dies, obwohl dies keine Beschränkung darstellt.
Es liegen drei Faktoren für die Bestimmung vor, ob eine Flüssigkristallverbindung der Formel (I) ausreichend drei stabile Zustände zeigt.
(i) Ist X oder Y, insbesondere Y, eine Esterbindung, dann ist es für die Mannifestierung der drei stabilen Zustände wünschenswert, daß die Richtung des Esters die gleiche ist wie die des an die linke Seite des asymmetrischen Kohlenstoffatoms gebundenen Esters.
(ii) Es ist für die Mannifestierung der drei stabilen Zustände wünschenswert, daß eines von (A) und (B) eine Biphenylgruppe ist und das andere eine Phenylengruppe ist.
(iii) Die besten drei stabilen Zustände werden gezeigt, wenn die an das asymmetrische Kohlenstoffatom gebundene Fluoralkylgruppe eine CF&sub3; -Gruppe ist.
Die vorliegende Erfindung wird nun ausführlicher in den Beispielen beschrieben, wobei die Erfindung jedoch nicht durch diese beschränkt wird.

BEISPIEL 1

1) Herstellung von 4-(4-Pentenyloxy)biphenyl-4'-carboxylsäure-4-(1,1,1-trifluoro-2-octyloxycarbonyl)-phenylester:
In 20 ml Methylenchlorid wurden 1,0 g 4- Benzyloxybenzoesäurechlorid gelöst und unter Eiskühlung wurde eine Lösung von 0,67 g von optisch aktiven 1,1,1-Trifluoro-2- octanol, 0,36 g Triethylamin und eine katalytische Menge Dimethylaminopyridin in 10 ml Methylenchlorid langsam zugegeben. Die Reaktionsmischung ließ man auf Raumtemperatur erwärmen, rührte bei dieser Temperatur 12 Stunden, goß sie in Eiswasser und extrahierte mit Methylenchlorid. Die Methylenchloridphase wurden nacheinander mit verdünnter Salzsäure, Wasser, einer wäßrigen 1N Natriumcarbonatlösung und Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck unter Erhalt eines Rohproduktes abdestilliert. Das Rohprodukt wurde säulenchromatographisch unter Verwendung von Kieselgel gereinigt, wobei man 0,65 g 1,1,1-Trifluoro-2-octyl-4- benzyloxybenzoat erhielt.
Die erhaltene Ester-Verbindung und 0,07 g 10 % Palladium-auf- Kohle wurden zu Ethanol gegeben unter Durchführung der Debenzylierung in einer Wasserstoffatmosphäre, wobei man 0,48 g 1,1,1-Trifluoro-2-octyl-4-hydroxybenzoat erhielt.
Zu 10 ml Methylenchlorid wurden 0,48 g 1,1,1-Trifluoro-2- octyl-4-hydroxybenzoat, 0,16 g Triethylamin und eine katalytische Menge Dimethylaminopyridin gegeben, und eine Lösung aus 0,57 g 4-(4-Pentenyloxy)biphenylcarboxylsäurechlorid in 10 ml Methylenchlorid wurde langsam unter Eiskühlung zugegeben. Man ließ die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur erwärmen und rührte anschließend einen Tag. Die Reaktionsmischung wurde in Wasser gegossen und mit Methylenchlorid extrahiert. Die Methylenchloridphase wurde nacheinander mit verdünnter Salzsäure, Wasser, einer wäßrigen 1N Natriumcarbonatlösung und Wasser gewaschen und über wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das Lösungsmittel wurde unter vermindertem Druck abdestilliert und das Rohprodukt wurde säulenchromatographisch unter Verwendung von Kieselgel gereinigt, wobei man 0,33 g der Titelverbindung ([α]20D = +34,3º) erhielt. Die erhaltene Verbindung zeigte Flüssigkristalleigenschaften. Die Phasenübergangstemperaturen der erhaltenen Flüssigkristallverbindungen wurden unter einem Polarisationsmikroskop gewendet, wobei man eine Temperatur überwachte Heißplatte, auf welche das Flüssigkristall gelegt wurde, anwendete.
Phasenübergangstemperatur (ºC):
Das Infrarot-Absorptionsspektrum (KBr) der Verbindung wird in Fig. 8 gezeigt.

BEISPIEL 2

Die in Beispiel 1 erhaltene Flüssigkristallverbindung in der isotropen Phase wurde in eine Flüssigkristallzelle mit einem Polyimid-Orientierungsfilm, der einer Reibbehandlung auf einem ITO (Indiumzinnoxid)-Elektrodensubstrat unterworfen wurde, enthielt (Zelldicke: 2,7/um) gefüllt.
Die erhaltene Zelle wurde langsam mit einer Kühlgeschwindigkeit von 0,1 bis 1,0ºC/min. abgekühlt, um die Flüssigkristallmoleküle in der S(3)* -Phase zu orientieren. Das Kühlen wurde fortgesetzt, und eine Dreieckswellenspannung von ± 30 V und 10 Hz wurde auf die Zelle bei 90ºC einwirken gelassen.
Die Zelle wurde zwischen ein Paar von gekreuzten Polarisationsfolien gelegt, und zwar derart, daß die Richtung der Molekular-Langachse ohne Anlegung einer Spannung parallel zu einer der Polarisationsfolien lag, und die Veränderungen der durchgelassenen Lichtintensität aufgrund der veränderung der Dreieckswellenspannung wurde beobachtet. Wie in Fig. 3 gezeigt wird, ergab sich eine gutdefinierte Schwellspannung und eine doppelte Hysteresis-Schleife.
Wie vorher erwähnt, weisen die neuen erfindungsgemäßen Flüssigkristallverbindungen alle Bistabilität auf. Sie zeigen auch eine elektroklinische Wirkung, wie dies in Fig. 6 gezeigt wird. Die vorliegende Erfindung macht die herkömmlichen verfügbaren Flüssigkristallmaterialien brauchbarer und kompetenter. Insbesondere kann man die erfindungsgemäßen Verbindungen mit einer CF&sub3;-Gruppe oder einer C&sub2;F&sub5;-Gruppe im Molekül, die drei stabile Zustände aufweisen, in einem großen Anwendungsbereich einsetzen, wie Anzeigevorrichtungen und Schaltvorrichtungen.
Die Erfindung wurde unter Bezugnahme auf spezielle Ausführungsformen ausführlich beschrieben, jedoch ist es für den Fachmann ersichtlich, daß zahlreiche Änderungen und Modifizierungen vorgenommen werden können, ohne daß man vom Geist und Umfang der Erfindung abweicht.

Claims

1. Flüssigkristallverbindung der Formel (I):

worin R&sub1; eine Alkylgruppe mit 3 bis 18 Kohlenstoffatomen oder eine Aralkylgruppe mit 7 bis 18 Kohlenstoffatomen bedeutet; R&sub2; eine Alkenylgruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen und mit einer Doppelbindung an der Endgruppe bedeutet; R&sub3; CF&sub3; oder C&sub2;F&sub5; bedeutet; X eine Einfachbindung -O-, -COO- oder -OCO- bedeutet; Y -COO-, -OCO-, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2; bedeutet; A und B jeweils eine cyclische Gruppe mit 1 bis 2 sechsgliedrigen Ringen oder Naphthalin bedeutet und * ein optisch aktives Zentrum anzeigt.

2. Flüssigkristallverbindung gemäß Anspruch 1, worin A und B ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus homocyclischen und stickstoffenthaltenden heterocyclischen Gruppen.

3. Flüssigkristallverbindung gemäß Anspruch 1, worin R&sub2; eine Alkenylgruppe mit 3 bis 14 Kohlenstoffatomen und eine Doppelbindung an der Endgruppe bedeutet.

4. Flüssigkristallverbindung gemäß Anspruch 1, worin X und X eine Esterbindung sind, die Richtung dieser die gleiche ist wie die Esterbindung an der linken Seite des asymmetrischen Kohlenstoffatoms, welches das optisch aktive Zentrum bildet.

5. Flüssigkristallverbindung gemäß Anspruch 1, worin eine von A und B eine Biphenylgruppe und die andere eine Phenylengruppe ist.

6. Flüssigkristallverbindung gemäß Anspruch 1, worin die an das asymmetrische Kohlenstoffatom des optisch aktiven Zentrums gebundene Fluoralkylgruppe eine CF&sub3;- Gruppe ist.

7. Flüssigkristallverbindung gemäß Anspruch 1, worin die Verbindung die Formel

hat, worin R&sub1; die in Anspruch 1 angegebene Bedeutung hat, und x eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist.

8. Flüssigkristallverbindung gemäß Anspruch 1, welche eine S*(3)-Phase zeigt, in welcher das Flüssigkristall einen tristabilen Zustand der molekularen Orientation zeigt.