DE69120181T2 - Mesomorphverbindung, flüssigkristalline Zusammensetzung, flüssigkristalline Vorrichtung, Display-Apparat und Display-Verfahren - Google Patents

Mesomorphverbindung, flüssigkristalline Zusammensetzung, flüssigkristalline Vorrichtung, Display-Apparat und Display-Verfahren

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Description

    FACHGEBIET DER ERFINDUNG UND VERWANDTER STAND DER TECHNIK
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue mesomorphe Verbindung, eine Flüssigkristallmischung, eine Flüssigkristallvorrichtung, ein Anzeigegerät und ein Anzeigeverfahren und insbesondere eine neue mesomorphe Verbindung und eine Flüssigkristallmischung mit verbessertem Ansprechverhalten gegenüber einem elektrischen Feld, eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Flüssigkristallmischung verwendet wird, für die Anwendung bei einer Anzeigevorrichtung, einem optischen Flüssigkristall-Verschluß usw., ein Anzeigegerät, bei dem die Vorrichtung angewandt wird, und ein Anzeigeverfahren, bei dem die Mischung und die Vorrichtung angewendet werden.
  • Flüssigkristallvorrichtungen sind bisher auf verschiedenen Gebieten als elektrooptische Vorrichtung angewandt worden. Bei den meisten Flüssigkristallvorrichtungen, die in der Praxis angewandt worden sind, werden verdrillte nematische Flüssigkristalle (TN-Flüssigkristalle; TN = "twisted nematic") verwendet, wie sie in "Voltage-Dependent Optical Activity of a Twisted Nematic Liquid Crystal" von M. Schadt und W. Helfrich, "Applied Physics Letters", Bd. 18, Nr. 4 (15. Febr. 1971), S. 127-128, gezeigt sind.
  • Diese Vorrichtungen basieren auf der dielektrischen Ausrichtungswirkung eines Flüssigkristalls und nutzen die Wirkung aus, daß die mittlere Molekülachsenrichtung wegen der dielektrischen Anisotropie der Flüssigkristallmoleküle als Reaktion auf ein angelegtes elektrisches Feld in eine bestimmte Richtung gerichtet wird. Man sagt, daß der Grenzwert der Ansprechgeschwindigkeit in der Größenordnung von Millisekunden liegt, was für viele Anwendungen zu langsam ist. Andererseits ist ein Einfachmatrixsystem der Ansteuerung für die Anwendung auf eine flache Anzeige mit großer Fläche im Hinblick auf Kosten, Produktivität usw. in Kombination in hohem Maße erfolgversprechend. Bei dem Einfachmatrixsystem ist eine Elektrodenanordnung vorhanden, bei der Abtastelektroden und Signalelektroden in einer Matrix angeordnet sind, und wird zur Ansteuerung ein Zeitmultiplex-Ansteuerungssystem angewandt, bei dem ein Adressensignal aufeinanderfolgend, periodisch und selektiv an die Abtastelektroden angelegt wird und vorgeschriebene Datensignale unter Synchronisierung mit dem Adressensignal parallel selektiv an die Signalelektroden angelegt werden.
  • Wenn der vorstehend erwähnte TN-Flüssigkristall in einer Vorrichtung mit einem solchen Ansteuerungssystem verwendet wird, wird an Bereiche, wo eine Abtastelektrode angewählt wird und keine Signalelektroden angewählt werden (oder an Bereiche, wo keine Abtastelektrode angewählt wird und eine Signalelektrode angewählt wird), wobei diese Bereiche sogenannte "halbangewählte Stellen" sind, ein bestimmtes elektrisches Feld angelegt.
  • 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 dazwischenliegenden Wert eingestellt wird, arbeiten Anzeigevorrichtungen normal. Tatsächlich nimmt jedoch im Fall einer Erhöhung der Zahl (N) der Abtastzeilen die Zeit (Tastverhältnis), während der bei der Abtastung einer ganzen Bildfläche (entsprechend einem Vollbild) an eine angewählte Stelle ein wirksames elektrisches Feld angelegt wird, proportional zu 1/N ab. Infolgedessen ist bei wiederholter Durchführung der Abtastung die Spannungsdifferenz eines Effektivwertes, der an eine angewählte Stelle und nicht angewählte Stellen angelegt wird, um so geringer, je größer die Zahl der Abtastzeilen ist. Dies führt als Ergebnis zu den unvermeidbaren Nachteilen, daß der Bildkontrast vermindert wird oder Überlagerung (Störung, Interferenz) oder Übersprechen auftritt. Diese Erscheinungen werden als im wesentlichen unvermeidbare Probleme angesehen, die auftreten, wenn ein Flüssigkristall, der keine Bistabilität hat (d.h., Flüssigkristallmoleküle sind als stabiler Zustand horizontal bzw. parallel zu der Elektrodenoberfläche orientiert und sind nur in dem Fall senkrecht zu der Elektrodenoberfläche orientiert, daß tatsächlich ein elektrisches Feld angelegt wird), unter Ausnutzung eines Zeitspeicherungseffekts angesteuert (d.h. wiederholt abgetastet) wird. Zur Überwindung dieser Nachteile sind schon das Spannungsmittelungsverfahren, das Zweifrequenzen-Ansteuerungsverfahren, das Mehrfachmatrixverfahren usw. vorgeschlagen worden. Kein Verfahren reicht jedoch aus, um die vorstehend erwähnten Nachteile zu überwinden. Als Folge ist die Entwicklung einer großen Bildfläche oder einer hohen Packungsdichte in bezug auf Anzeigeelemente verzögert, weil es schwierig ist, die Zahl der Abtastzeilen ausreichend zu erhöhen.
  • Zur Überwindung der Nachteile bei solchen bekannten Flüssigkristallvorrichtungen ist von Clark und Lagerwall (z.B. Japanische Ausgelegte Patentanmeldung Nr. 56-107216, US-Patentschrift Nr. 4367924 usw.) die Anwendung von Flüssigkristallvorrichtungen mit Bistabilität vorgeschlagen worden. In diesem Fall werden als Flüssigkristalle mit Bistabilität im allgemeinen ferroelektrische Flüssigkristalle mit einer chiralen smektischen C-Phase (SmC*) oder H-Phase (SmH*) verwendet. Diese Flüssigkristalle haben bistabile Zustände, d.h., sie haben bezüglich eines daran angelegten elektrischen Feldes einen ersten und einen zweiten stabilen Zustand. Infolgedessen sind die bistabilen Flüssigkristallmoleküle im Unterschied zu optischen Modulationsvorrichtungen, bei denen die vorstehend erwähnten TN-Flüssigkristalle verwendet werden, bezüglich eines bzw. des anderen elektrischen Feldvektors zu einem ersten und einem zweiten optisch aktiven Zustand orientiert. Ferner hat diese Flüssigkristallart die Eigenschaft (Bistabilität), daß sie als Reaktion auf ein angelegtes elektrisches Feld einen der zwei 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 beschriebenen Eigenschaft, daß er Bistabilität zeigt, eine ausgezeichnete Eigenschaft, d.h. eine hohe Ansprechgeschwindigkeit. Dies liegt daran, daß die spontane Polarisation des ferroelektrischen Flüssigkristalls und ein angelegtes elektrisches Feld in direkter Wechselwirkung miteinander stehen, so daß sie einen Übergang der Orientierungszustände hervorrufen. Die resultierende Ansprechgeschwindigkeit ist um 3 bis 4 Dezimalstellen höher als die Ansprechgeschwindigkeit, die auf die Wechselwirkung zwischen der dielektrischen Anisotropie und einem elektrischen Feld zurückzuführen ist.
  • Ein ferroelektrischer Flüssigkristall hat somit möglicherweise ganz hervorragende Eigenschaften, und es ist durch Ausnutzung dieser Eigenschaften möglich, bei vielen der vorstehend erwähnten Probleme der herkömmlichen TN-Vorrichtungen wesentliche Verbesserungen zu erzielen. Vor allem wird die Anwendung auf einen mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden optischen Verschluß und auf eine Anzeigevorrichtung mit einer hohen Dichte und einem großen Bild erwartet. Aus diesem Grund sind ausgedehnte Untersuchungen über Flüssigkristallsubstanzen, die Ferroelektrizität zeigen, durchgeführt worden. Frühere ferroelektrische Flüssigkristallsubstanzen genügen jedoch den Eigenschaften, die für eine Flüssigkristallvorrichtung erforderlich sind, einschließlich Tieftemperatur-Betriebsverhalten, hohe Ansprechgeschwindigkeit usw. nicht in ausreichendem Maße. Zwischen der Ansprechzeit τ, dem Betrag der spontanen Polarisation Ps und der Viskosität η besteht die folgende Beziehung: τ = η/(Ps E), worin E die angelegte Spannung ist. Eine hohe Ansprechgeschwindigkeit kann folglich erhalten werden, indem (a) die spontane Polarisation Ps erhöht wird, (b) die Viskosität η vermindert wird oder (c) die angelegte Spannung E vergrößert wird. Die Steuerspannung hat jedoch im Hinblick auf die Ansteuerung mit einer integrierten Schaltung usw. eine bestimmte Obergrenze und sollte erwünschtermaßen möglichst niedrig sein. Infolgedessen ist es tatsächlich notwendig, 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 eine Erhöhung der Viskosität begleitet, so daß als Ergebnis keine beachtliche Vergrößerung der Ansprechgeschwindigkeit erzielt werden kann.
  • Ferner ändert sich die Ansprechgeschwindigkeit unter der Annahme, daß die Betriebstemperatur einer wirklichen Anzeigevorrichtung 5 bis 40 ºC beträgt, um einen Faktor von etwa 20, so daß sie tatsächlich den Bereich überschreitet, der durch Steuerspannung und Frequenz steuerbar ist.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, erfordert somit die Kommerzialisierung einer ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung eine Flüssigkristallmischung, die eine chirale smektische Phase annimmt und die nicht nur eine große spontane Polarisation, sondern auch eine niedrige Viskosität, eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine geringe Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit zeigt.
  • Organosilylalkyl- oder Organosilylalkenylverbindungen, Verfahren zur Herstellung dieser Verbindungen und ihre Verwendung in Flüssigkristallmischungen sind in EP-A 355 008 offenbart. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieses Dokuments zeigt die Flüssigkristallmischung ferroelektrische Eigenschaften.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine mesomorphe Verbindung, eine Flüssigkristallmischung, insbesondere eine chirale smektische Flüssigkristallmischung, die die mesomorphe Verbindung enthält, für die Bereitstellung einer praktisch anwendbaren ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtung, eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Flüssigkristallmischung verwendet wird und die eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine niedrigere Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit zeigt, ein Anzeigegerät, bei dem die Vorichtung angewandt wird, und ein Anzeigeverfahren, bei dem die Mischung und die Vorrichtung angewendet werden, bereitzustellen.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine mesomorphe Verbindung bereitgestellt, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird:
  • worin R&sub1; eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 2 bis 16 Kohlenstoffatomen bezeichnet, die eine Methylengruppe oder zwei nicht benachbarte Methylengruppen, die durch -O-, -S-, -CO-, -COO- oder -OCO- ersetzt sein können, enthalten kann und ein Wasserstoffatom enthalten kann, das durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; A -A&sub1;- oder -A&sub1;-A&sub2;- bezeichnet; B&sub2; -B&sub3;- oder -B&sub3;-B&sub4;- bezeichnet; A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; unabhängig
  • bezeichnen, worin Y&sub1; und Y&sub2; unabhängig ein Wasserstoffatom, F, Cl, Br, -CH&sub3;, -CN oder -CF&sub3; bezeichnen, unter der Bedingung, daß B&sub1; eine Einfachbindung sein kann; Z&sub1; und Z&sub2; unabhängig eine Einfachbindung, -COO-, -OCO-, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;- bezeichnen; Z&sub3; -O-, -CO-, -COO- oder -OCO- bezeichnet; R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit l bis 16 Kohlenstoffatomen bezeichnen, die eine Methylengruppe oder zwei Methylengruppen enthalten kann, die von denen, die direkt an Si gebunden sind, verschieden sind und durch -O-, -COO- oder -OCO- ersetzt sein können, unter der Bedingung, daß -O- nicht direkt an -O- gebunden sein kann; 1 und in unabhängig 0 oder 1 bezeichnen, unter der Bedingung, daß 1 + m ≠ 0; n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und X und Q unabhängig CH oder N bezeichnen, unter der Bedingung, daß X und Q nicht gleichzeitig N sein können.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Flüssigkristallmischung bereitgestellt, die mindestens eine Spezies der mesomorphen Verbindung, die vorstehend beschrieben wurde, enthält.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird eine Flüssigkristallvorrichtung bereitgestellt, die ein Paar Elektrodenplatten und die vorstehend beschriebene Flüssigkristallmischung, die zwischen den Elektrodenplatten angeordnet ist, umfaßt.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ferner ein Anzeigegerät bereitgestellt, das die Flüssigkristallvorrichtung und eine Einrichtung zum Anlegen einer Spannung für die Ansteuerung der Flüssigkristallvorrichtung umfaßt.
  • Durch die vorliegende Erfindung wird ferner auch ein Anzeigeverfahren bereitgestellt, bei dem die Flüssigkristallmischung oder die Flüssigkristallvorrichtung, die vorstehend beschrieben wurde, angewandt wird und die Ausrichtungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen durch Anlegen von Spannungen an die Flüssigkristallmischung umgeschaltet wird, um eine Anzeige zu bewirken.
  • Wir haben die vorliegende Erfindung auf der Grundlage der Ermittlung der Verbindungen der Formel (I), die einen Thiophen- oder Thiazolring enthalten und eine endständige Trialkylsilylalkylgruppe enthalten, gemacht.
  • Wir haben mehr im einzelnen gefunden, daß die Verbindung, die durch die Formel (I) gemäß der vorliegenden Erfindung wiedergegeben wird, im Vergleich zu den herkömmlichen mesomorphen Verbindungen einen niedrigeren Schmelzpunkt und einen weiteren Temperaturbereich einer mesomorphen Phase hatte. Wir haben auch gefunden, daß eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der eine Flüssigkristallmischung verwendet wird, die die vorstehend erwähnte Verbindung der Erfindung enthält, ein gutes Ausrichtungsverhalten, eine verbesserte Ansprechgeschwindigkeit, eine verminderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit und ein gutes Anzeigeverhalten zeigte.
  • Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei einer Berücksichtigung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen klarer werden.
    • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Figur 1 ist eine schematische Schnittzeichnung einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung, bei der eine Flüssigkristallmischung verwendet wird, die eine chirale smektische Phase annimmt;
  • Figuren 2 und 3 sind schematische perspektivische Zeichnungen der Ausführungsform einer Vorrichtungszelle zur Erläuterung des Betriebsprinzips einer Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Ferroelektrizität einer Flüssigkristallmischung ausgenutzt wird;
  • Figur 4 ist ein Blockdiagramm, das ein Anzeigegerät zeigt, das eine Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Ferroelektrizität einer Flüssigkristallmischung ausgenutzt wird, und eine Graphik- Steuereinrichtung umfaßt; und
  • Figur 5 ist ein Zeitdiagramm der Bilddatenübertragung, das die zeitliche Korrelation zwischen Signalübertragung und Ansteuerung in bezug auf ein Flüssigkristall-Anzeigegerät und eine Graphik-Steuereinrichtung zeigt.
    • NÄHERE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • In der vorstehend beschriebenen Formel (I) können bevorzugte Beispiele für R&sub1; Alkyl-, Alkoxy-, Alkanoyloxy- und Alkoxycarbonylgruppen einschließen.
  • Bevorzugte Beispiele für A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub2; und B&sub4; können jeweils und und vor allem und einschließen.
  • Ferner können R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; jeweils eine Alkylgruppe mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen und vorzugsweise eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen einschließen. Vor allem können vorzugsweise mindestens zwei Gruppen von R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; Methylgruppen sein.
  • Die mesomorphen Verbindungen, die durch die allgemeine Formel (T) wiedergegeben werden, können durch die folgenden Reaktionsschemas (A) und (B) synthetisiert werden. Schema (A) (Fall, wo m = 1) Schema (B) (Fall, wo m = 0)
  • In den Schemas (A) und (B) bezeichnet G Halogen oder die Struktur
  • Ferner kann schließlich eine Gruppe
  • in der folgenden Weise eingefuhrt werden.
  • In Vorstehendem sind R&sub1;, R&sub2;, R&sub3;, R&sub4;, A, B&sub1;, B&sub2;, A&sub1;, Z&sub2;, Z&sub3;, l, m, n, X und Q dieselben wie in der Formel (I) definiert.
  • Besondere Beispiele für die mesomorphen Verbindungen, die durch die vorstehend erwähnte allgemeine Formel (I) wiedergegeben werden, können die einschließen, die durch die folgenden Strukturformeln gezeigt sind.
  • Die Flüssigkristallmischung gemäß der vorliegenden Erfindung kann erhalten werden, indem mindestens eine Spezies der Verbindung, die durch die Formel (I) wiedergegeben wird, und eine andere mesomorphe Verbindung in geeigneten Anteilen vermischt werden. Die Flüssigkristallmischung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise als Flüssigkristallmischung, die zum Ausnutzen der Ferroelektrizität befähig ist, und vor allem als Flüssigkristallmischung, die eine chirale smektische Phase zeigt, formuliert werden.
  • Besondere Beispiele für eine andere mesomorphe Verbindung, wie sie vorstehend beschrieben wurde, können die einschließen, die durch die folgenden Formeln (III) bis (XI) bezeichnet werden.
  • worin 0 oder 1 bezeichnet und 0 oder 1 bezeichnet, wobei vorausgesetzt ist, daß + = 0 oder 1; Y' H, Halogen, CH&sub3; oder CF&sub3; bezeichnet; X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -O- oder -O O- bezeichnen und X&sub3;' und X&sub4;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -OCH&sub2;- oder -CH&sub2;O- bezeichnen.
  • Bei der Formel (III) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (IIIa) bis (IIId) wiedergegeben werden:
  • worin und jeweils 0 oder 1 bezeichnen, wobei vorausgesetzt ist, daß + = 1; i 0 oder 1 bezeichnet; X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -O- oder -O O- bezeichnen und X&sub3;', X&sub4;' und X&sub5;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -CH&sub2;O oder -OCH&sub2;- bezeichnen.
  • Bei der Formel (IV) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (IVa) bis (IVc) wiedergegeben werden:
  • worin 0 oder 1 bezeichnet; Y&sub1;', Y&sub2;' und Y&sub3;' jeweils H, Halogen, CH&sub3; oder CF&sub3; bezeichnen; X&sub1; und X&sub2;, jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -O- und -O O- bezeichnen und X&sub3;' und X&sub4;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -CH&sub2;O-, -OCH&sub2;O-, -CH&sub2;CH&sub2;-, - S-, -S -, (CH&sub2;)&sub2;- S-, (CH&sub2;)&sub2; O-, -CH=CH- O- oder -O- bezeichnen.
  • Bei der Formel (V) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (Va) und (Vb) wiedergegeben werden:
  • worin , und jeweils 0 oder 1 bezeichnen, wobei vorausgesetzt ist, daß + + = 0, 1 oder 2; X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -O- oder -O O- bezeichnen und X&sub3;, und X&sub4;¹ jeweils eine Einfachbindung, - O-, CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;- bezeichnen.
  • Bei der Formel (VI) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (VIa) bis (VIf) wiedergegeben werden:
  • Hierin bezeichnen R&sub1;' und R&sub2;' jeweils eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, die eine oder zwei oder mehr nicht benachbarte Methylengruppen enthalten kann, die durch -CH-Halogen- ersetzt sein können, und ferner eine oder zwei oder mehr nicht benachbarte Methylengruppen enthalten kann, die von denen, die direkt an X&sub1;' oder X&sub2;' gebunden sind, verschieden sind und durch mindestens eine Spezies von -O-, - -, -O -, - O-,
  • ersetzt sein können, wobei vorausgesetzt ist, daß R&sub1;' und R&sub2;' jeweils nicht durch eine Einfachbindung an eine Ringstruktur gebunden sind, wenn R&sub1;' und R&sub2;' jeweils eine halogenierte Alkylgruppe bezeichnen, die einedurch -CH-Halogen- ersetzte Methylengruppe enthält.
  • Ferner können bevorzugte Beispiele für R&sub1;' und R&sub2;' jeweils die einschließen, die durch die folgenden Gruppen (i) bis (vii) wiedergegeben werden:
  • i) eine lineare Alkylgruppe mit l bis 15 Kohlenstoffatomen;
  • worin p eine ganze Zahl von 0 bis 5 bezeichnet und q eine ganze Zahl von 1 bis 11 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • worin r eine ganze Zahl von 0 bis 6 bezeichnet 0 oder 1 bezeichnet und eine ganze Zahl von 1 bis 14 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • iv) (CH&sub2;)u H-CvH2v+1
  • worin 0 oder 1 bezeichnet und v eine ganze Zahl von 1 bis 16 bezeichnet;
  • worin eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • worin eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnet und B eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv); und
  • worin eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnet und D eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv).
  • Bei der vorstehend erwähnten Formel (III) können mehr bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die Formeln (IIIaa) bis (IIIdc) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehend erwähnten Formel (IV) können mehr bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die Formeln (IVaa) bis (IVcb) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehend erwähnten Formel (V) können mehr bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die Formeln (Vaa) bis (Vbf) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehend erwähnten Formel (VI) können mehr bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die Formeln (VIaa) bis (VIfa) wiedergegeben werden:
  • worin 0 oder 1 bezeichnet; X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, -O- ODER -O O- bezeichnen und X&sub3;' eine Einfachbindung, -CO-, -O -, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;bezeichnet.
  • worin und jeweils 0 oder 1 bezeichnen; X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O - oder -O- bezeichnen und X&sub3;' und X&sub4;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, CH&sub2;O oder -OCH&sub2;- bezeichnen.
  • Bei der vorstehenden Formel (VII) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (VIIa) und (VIIb) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehenden Formel (VIII) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (VIIIa) und (VIIIb) wiedergegeben werden:
  • Mehr bevorzugte Verbindungen der Formel (VIII) können die einschließen, die durch die Formeln (VIIIaa) bis (VIIIbb) wiedergegeben werden:
  • Hierin bezeichnen R&sub3;' und R&sub4;' jeweils eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, die eine oder zwei oder mehr nicht benachbarte Methylengruppen enthalten kann, die durch -CH-Halogen- ersetzt sein können, und ferner eine oder zwei oder mehr nicht benachbarte Methylengruppen enthalten kann, die von denen, die direkt an X&sub1;' oder X&sub2;' gebunden sind, verschieden sind und durch mindestens eine Spezies von -O-, -CO-, -O -, - O-,
  • ersetzt
  • sein können, wobei vorausgesetzt ist, daß R&sub3;' und R&sub4;' jeweils nicht durch eine Einfachbindung an eine Ringstruktur gebunden sind, wenn R&sub3;' und R&sub4;' jeweils eine halogenierte Alkylgruppe bezeichnen, die eine durch -CH-Halogen- ersetzte Methylengruppe enthält.
  • Ferner können bevorzugte Beispiele für R&sub3;' und R&sub4;' jeweils die einschließen, die durch die folgenden Gruppen (i) bis (vii) wiedergegeben werden:
  • i) eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen;
  • worin p eine ganze Zahl von 0 bis 5 bezeichnet und q eine ganze Zahl von 1 bis 11 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • worin r eine ganze Zahl von 0 bis 6 bezeichnet, s 0 oder 1 bezeichnet und t eine ganze Zahl von 1 bis 14 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • iv) (CH&sub2;)u H-CvH2v+1
  • worin u 0 oder 1 bezeichnet und v eine ganze Zahl von 1 bis 16 bezeichnet;
  • worin w eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • worin eine ganze Zahi von 0 bis 2 bezeichnet und eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv); und
  • worin eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnet und eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv).
  • worin und jeweils 0 oder 1 bezeichnen, wobei vorausgesetzt ist, daß + = 0 oder 1; X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -, oder -O- bezeichnen; A&sub1;'
  • bezeichnet und X&sub3;' und X&sub4;' jeweils eine Einfachbindung, -CO-, -OC-, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;bezeichnen.
  • worin X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -oder -O- bezeichnen; A&sub2;'
  • bezeichnet und X&sub3;' und X&sub4;, jeweils eine Einfachbindung, -CO-, -O -, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;- bezeichnen.
  • worin X&sub1;' und X&sub2;' jeweils eine Einfachbindung, - O-, -O -oder -O- bezeichnen; A&sub3;'
  • bezeichnet und X&sub3;' eine Einfachbindung, - O-, -O -, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;- bezeichnet.
  • Bei der vorstehenden Formel (IX) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (IXa) bis (IXc) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehenden Formel (X) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (Xa) und (Xb) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehend erwähnten Formel (IX) können mehr bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die Formeln (IXaa) bis (IXcc) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehend erwähnten Formel (X) können mehr bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die Formeln (Xaa) bis (Xbb) wiedergegeben werden:
  • Bei der vorstehenden Formel (XI) können bevorzugte Verbindungen davon die einschließen, die durch die folgenden Formeln (XIa) bis (XIg) wiedergegeben werden:
  • Hierin bezeichnen R&sub5;' und R&sub6;' jeweils eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 18 Kohlenstoffatomen, die eine oder zwei oder mehr nicht benachbarte Methylengruppen enthalten kann, die von denen, die direkt an X&sub1;' oder X&sub2;' gebunden sind, verschieden sind und durch mindestens eine Spezies von -O-, - -, -O -, - O-,
  • ersetzt sein können.
  • Ferner können bevorzugte Beispiele für R&sub5;' und R&sub6;' jeweils die einschließen, die durch die folgenden Gruppen (i) bis (vi) wiedergegeben werden:
  • i) eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 15 Kohlenstoffatomen;
  • worin eine ganze Zahl von 0 bis 5 bezeichnet und eine ganze Zahl von 1 bis 11 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • worin eine ganze Zahl von 0 bis 6 bezeichnet 0 oder 1 bezeichnet und eine ganze Zahl von 1 bis 14 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • worin eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv);
  • worin eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnet und eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv); und
  • worin eine ganze Zahl von 0 bis 2 bezeichnet und eine ganze Zahl von 1 bis 15 bezeichnet (optisch aktiv oder inaktiv).
  • Bei der Formulierung der Flüssigkristallmischung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Flüssigkristallmischung erwünschtermaßen 1 bis 80 Masse%, vorzugsweise 1 bis 60 Masse% und insbesondere 1 bis 40 Masse% einer mesomorphen Verbindung enthalten, die durch die Formel (I) wiedergegeben wird.
  • Ferner kann die Flüssigkristallmischung im Fall der Verwendung von zwei oder mehr Spezies der Verbindungen, die durch die Formel (I) wiedergegeben werden, erwünschtermaßen 1 bis 80 Masse%, vorzugsweise 1 bis 60 Masse% und insbesondere 1 bis 40 Masse% der zwei oder mehr Spezies der Verbindungen, die durch die Formel (I) wiedergegeben werden, enthalten.
  • Die Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise hergestellt werden, indem die in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellte Flüssigkristallmischung, die eine chirale smektische Phase annimmt, unter Vakuum zu einer isotropen Flüssigkeit erhitzt wird, eine Leerzelle, die ein Paar Elektrodenplatten, die mit Abstand gegenüberliegend angeordnet sind, umfaßt, mit der Mischung gefüllt wird, die Zelle nach und nach abgekühlt wird, um eine Flüssigkristallschicht zu bilden, und der Normaldruck wiederhergestellt wird.
  • Figur 1 ist eine schematische Schnittzeichnung einer Ausführungsform der wie vorstehend beschrieben hergestellten Flüssigkristallvorrichtung, bei der die Ferroelektrizität ausgenutzt wird, zur Erläuterung ihrer Struktur.
  • Unter Bezugnahme auf Figur 1 umfaßt die Flüssigkristallvorrichtung eine Flüssigkristallschicht 1, die eine chirale smektische Phase annimmt und die zwischen einem Paar Glassubstraten 2 angeordnet ist, auf denen sich je eine lichtdurchlässige Elektrode 3 und eine isolierende Ausrichtungseinstellungsschicht 4 befinden. Mit den Elektroden sind Anschlußleitungen 6 verbunden, um an die Flüssigkristallschicht 1 von einer Stromquelle 7 eine Steuerspannung anzulegen. Außerhalb der Substrate 2 ist ein Paar Polarisatoren 8 angeordnet, um Licht 10, das von einer Lichtquelle 9 her einfällt, unter Zusammenwirkung mit dem Flüssigkristall 1 zu modulieren und moduliertes Licht 1 zu erzeugen.
  • Jedes der zwei Glassubstrate 2 wird mit einer lichtdurchlässigen Elektrode 3, die aus einem Film aus Tn&sub2;O&sub3;, SnO&sub2; oder ITO (Indiumzinnoxid) besteht, beschichtet, um eine Elektrodenplatte zu bilden. Ferner wird darauf eine isolierende Ausrichtungseinstellungsschicht 4 gebildet, indem ein Film aus einem Polymer wie z.B. Polyimid mit Mull bzw. Gaze oder mit einem acetatfaserbesetzten Tuch gerieben wird, um die Flüssigkristallmoleküle in der Reibrichtung auszurichten. Ferner ist es auch möglich, die Ausrichtungseinstellungsschicht aus zwei Schichten zu bilden, indem z.B. zunächst eine isolierende Schicht aus einer anorganischen Substanz wie z.B. Siliciumnitrid, wasserstoffhaltigem Siliciumnitrid, Siliciumcarbid, wasserstoffhaltigem Siliciumcarbid, Siliciumoxid, Bornitrid, wasserstoffhaltigem Bornitrid, Ceroxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid, Titanoxid oder Magnesiumfluorid gebildet wird und darauf eine Ausrichtungseinstellungsschicht aus einer organischen isolierenden Substanz wie z.B. Polyvinylalkohol, Polyimid, Polyamidimid, Polyesterimid, Polyparaxylylen, Polyester, Polycarbonat, Polyvinylacetal, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat, Polyamid, Polystyrol, Celluloseharz, Melaminharz, Harnstoffharz, Acrylharz oder Photoresistharz gebildet wird. Es ist alternativ auch möglich, eine einzige Schicht in Form einer anorganischen isolierenden Ausrichtungseinstellungsschicht oder einer organischen isolierenden Ausrichtungseinstellungsschicht zu verwenden. Eine anorganische isolierende Ausrichtungseinstellungsschicht kann durch Aufdampfung gebildet werden, während eine organische isolierende Ausrichtungseinstellungsschicht gebildet werden kann, indem eine Lösung einer organischen isolierenden Substanz oder einer Vorstufe davon in einer Konzentration von 0,1 bis 20 Masse% und vorzugsweise 0,2 bis 10 Masse% mittels Schleuderbeschichtung, Tauchbeschichtung, Siebdruck, Spritzauftrag oder Walzenauftrag aufgetragen wird, wonach unter vorgeschriebenen Härtungsbedingungen (z.B. durch Erhitzen) vernetzt oder gehärtet wird. Die isolierende Ausrichtungseinstellungsschicht kann eine Dicke von im allgemeinen 30 Å bis 1 Mikrometer, vorzugsweise 30 bis 3000 Å und insbesondere 50 bis 1000 Å haben. Die zwei Glassubstrate 2 mit lichtdurchlässigen Elektroden 3 (die hierin zusammen als "Elektrodenplatten" bezeichnet werden können) und ferner mit ihren isolierenden Ausrichtungseinstellungsschichten 4 werden durch einen Abstandshalter 5 derart gehalten, daß sie einen vorgeschriebenen (jedoch beliebigen) Zwischenraum haben. Solch ein Zellenaufbau mit einem vorgeschriebenen Zwischenraum kann beispielsweise gebildet werden, indem Abstandshalter aus Siliciumdioxidperlen oder Aluminiumoxidperlen mit einem vorgeschriebenen Durchmesser zwischen zwei Glasplatten angeordnet werden und ihr Rand bzw. Umfang dann z.B. mit einem Epoxidharzklebstoff abgedichtet wird. Alternativ kann als Abstandshalter auch ein Polymerfilm oder ein Glasfaserstoff verwendet werden. Zwischen den zwei Glasplatten wird ein Flüssigkristall, der eine chirale smektische Phase annimmt, eingeschlossen, um eine Flüssigkristallschicht 1 mit einer Dicke von im allgemeinen 0,5 bis 20 Mikrometern und vorzugsweise 1 bis 5 Mikrometern zu bilden.
  • Der ferroelektrische Flüssigkristall, der durch die Mischung der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird, kann erwünschtermaßen in einem weiten Temperaturbereich, der Raumtemperatur einschließt (und vor allem an der Seite mit niedrigeren Temperaturen weit ist), eine SmC*-Phase (chirale smektische C-Phase) annehmen und zeigt auch eine hohe Ansprechgeschwindigkeit, eine geringere Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit und eine weite Steuerspannungstoleranz, wenn er in einer Vorrichtung enthalten ist.
  • Um ein gutes Ausrichtungsverhalten für die Bildung einer gleichmäßigen bzw. homogenen Monodomäne zu zeigen, kann der ferroelektrische Flüssigkristall vor allem eine Phasenübergangsreihe zeigen, die bei Abnahme der Temperatur folgende Phasen umfaßt: isotrope Phase - Ch-Phase (cholesterische Phase) - SmA-Phase (smektische A-Phase) - SmC*-Phase (chirale smektische C-Phase).
  • Die lichtdurchlässigen Elektroden 3 sind durch die Anschlußleitungen 6 mit der äußeren Stromquelle 7 verbunden. Ferner sind außerhalb der Glassubstrate 2 Polarisatoren 8 angebracht. Die in Figur 1 gezeigte Vorrichtung ist von durchlässiger Bauart und ist mit einer Lichtquelle 9 versehen.
  • Figur 2 ist eine schematische Abbildung einer Flüssigkristallzelle (Flüssigkristallvorrichtung), bei der die Ferroelektriziität ausgenutzt wird, zur Erläuterung ihres Betriebs. Die Bezugszahlen 21a und 21b bezeichnen Substrate (Glasplatten), auf denen jeweils eine lichtdurchlässige Elektrode aus z.B. In&sub2;O&sub3;, SnO&sub2;, ITO (Indiumzinnoxid) usw. angeordnet ist. Ein Flüssigkristall in einer SmC*-Phase (chiralen smektischen C-Phase) oder 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. Ausgezogene Linien 23 zeigen Flüssigkristallmoleküle. Jedes Flüssigkristallmolekül 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, kontinuierlich eine schraubenförmige Struktur (Helixstruktur). Wenn zwischen den auf den Substraten 21a und 21b gebildeten Elektroden eine Spannung angelegt wird, die höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, wird eine schraubenförmige Struktur des Flüssigkristallmoleküls 23 gelockert oder abgewickelt, 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 Flüssigkristallmoleküle 23 haben eine längliche Gestalt und zeigen Brechungsanisotropie zwischen ihrer langen und ihrer kurzen Achse. Es ist deshalb leicht zu verstehen, daß zum Beispiel dann, wenn auf der oberen und der unteren Oberfläche der Glasplatten Polarisatoren in der Art von gekreuzten Nicols, d.h., derart, daß sich ihre Polarisationsrichtungen kreuzen, angeordnet sind, die auf diese Weise angeordnete Flüssigkristallzelle als optische Flüssigkristall-Modulationsvorrichtung wirkt, deren optische Eigenschaften sich in Abhängigkeit von der Polarität einer angelegten Spannung ändern.
  • Wenn die Flüssigkristallzelle ferner in einer ausreichend geringen Dicke (z.B. weniger als etwa 10 Mikrometer) hergestellt wird, ist die schraubenförmige Struktur der Flüssigkristallmoleküle abgewickelt, so daß sogar in Abwesenheit eines elektrischen Feldes eine nicht schraubenförmige Struktur bereitgestellt wird, wodurch das Dipolmoment einen der zwei Zustände 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 Figur 3 gezeigt ist, so daß ein bistabiler Zustand erhalten wird. Wenn an eine Zelle mit den vorstehend erwähnten Eigenschaften durch Anwendung einer Einrichtung 31a und 31b zum Anlegen einer Spannung ein elektrisches Feld Ea oder Eb angelegt wird, das höher als ein bestimmter Schwellenwert ist, wobei sich Ea und Eb hinsichtlich ihrer Polarität unterscheiden, wie es in Figur 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 die Richtung 34b nach unten ausgerichtet. Dementsprechend werden die Flüssigkristallmoleküle entweder in einem ersten stabilen Zustand 33a oder in einem zweiten stabilen Zustand 33b orientiert.
  • Wenn der vorstehend erwähnte ferroelektrische Flüssigkristall als optisches Modulationselement verwendet wird, können zwei Vorteile erzielt werden. Der erste besteht darin, daß die Ansprechgeschwindigkeit sehr hoch ist. Der zweite Vorteil ist, daß die Orientierung des Flüssigkristalls Bistabilität zeigt. Der zweite Vorteil wird z.B. unter Bezugnahme auf Figur 3 näher erläutert. Wenn das elektrische Feld Ea an die Flüssigkristallmoleküle angelegt wird, werden sie in den ersten stabilen Zustand 33a ausgerichtet. Dieser Zustand wird selbst dann in stabiler Weise beibehalten, wenn das elektrische Feld beseitigt wird. Andererseits werden die Flüssigkristallmoleküle in den zweiten stabilen Zustand 33b ausgerichtet, wodurch die Richtungen der Moleküle verändert werden, wenn das elektrische Feld Eb, dessen Richtung der Richtung des elektrischen Felds Ea entgegengesetzt ist, an die Moleküle angelegt wird. Dieser Zustand wird gleichermaßen selbst dann in stabiler Weise beibehalten, wenn das elektrische Feld beseitigt wird. Ferner befinden sich die Flüssigkristallmoleküle in den jeweiligen Ausrichtungszuständen, solange die Feldstärke des angelegten elektrischen Feldes Ea oder Eb einen bestimmten Schwellenwert nicht überschreitet.
  • Auf Basis des Anordnungs- und Datenformats, das Bilddaten umfaßt, die von Abtastzeilen-Adressendaten begleitet sind, und durch Befolgung der Übertragungssynchronisation unter Anwendung eines Synchronisationssignals (SYNC) wie in Figuren 4 und 5 gezeigt wird ein Flüssigkristall-Anzeigegerät der vorliegenden Erfindung bereitgestellt, bei dem als Anzeigefeldabschnitt die Flüssigkristallvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird.
  • Unter Bezugnahme auf Figur 4 schließt das ferroelektrische Flüssigkristall-Anzeigegerät 101 eine Graphik-Steuereinrichtung 102, ein Anzeigefeld 103, eine Abtastzeilen-Ansteuerungsschaltung 104 eine Datenzeilen- bzw. Datenleitungs-Ansteuerungsschaltung 105, einen Decodierer 106, einen Abtastsignalgenerator 107, ein Schieberegister 108, einen Zeilenspeicher 109, einen Datensignalgenerator 110, eine Ansteuerungsschaltung 111, eine Graphik- Zentralverarbeitungseinheit (GZVE) 112, eine Datenanbiete-Zentralverarbeitungseinheit (Datenanbiete-ZVE) 113 und einen Bilddatenspeicher (VRAM) 114 ein.
  • Bilddaten werden in der Graphik-Steuereinrichtung 102 in einem Gerätekörper erzeugt und durch eine in Figuren 4 und 5 gezeigte Signalübertragungseinrichtung zu einem Anzeigefeld 103 übertragen. Die Graphik-Steuereinrichtung 102 umfaßt hauptsächlich eine ZVA (Zentralverarbeitungseinheit, nachstehend als "GZVE" bezeichnet) 112 und einen VRAM (Video-RAM, Schnellzugriffsspeicher für Bilddaten) 114 und ist für Verwaltung und Übertragung von Bilddaten zwischen einer Datenanbiete-ZVA 113 und dem Flüssigkristall-Anzeigegerät (FLCD) 101 zuständig. Die Steuerung des Anzeigegeräts wird hauptsächlich in der Graphik-Steuereinrichtung 102 realisiert. An der Rückseite des Anzeigefeldes 103 ist eine Lichtquelle angeordnet.
  • Die vorliegende Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf Beispiele näher erläutert. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegende Erfindung nicht auf diese Beispiele eingeschränkt ist.
    • Beispiel 1
  • 4-[3-(Butyldimethylsilyl)-propoxy]-phenyl-5-octylthiophen-2- carboxylat (Beispielverbindung Nr. I-4) wurde durch die folgenden Schritte i) bis iii) synthetisiert.
    • Schritt i) Herstellung von 3-(Butyldimethylsilyl)-propyl-p-toluolsulfonat
  • 5,0 g (28,68 mmol) Butyldimethyl-3-hydroxypropylsilan wurden 50 ml Pyridin zugesetzt, worauf Rühren folgte. Der Mischung wurden unter Kühlung auf einem Eisbad 5,4 g (28,32 mmol) p-Toluolsulfonylchlorid zugesetzt, worauf 0,Sstündiges Rühren und ferner 4stündiges Rühren bei Raumtemperatur folgten. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen, mit Salzsäure angesäuert (pH 2) und mit Ethylacetat extrahiert, worauf Waschen mit Wasser und Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat folgten. Das in der resultierenden Mischung enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu einem Feststoff eingeengt, wobei 3-(Butyldimethylsilyl)-propyl-p-toluolsulfonat erhalten wurde (Ausbeute: 81,7 %).
    • Schritt ii) Herstellung von 4-t3-(Butyldimethylsilyl)-propoxy]phenol
  • Das vorstehend erhaltene 3-(Butyldimethylsilyl)-propyl-p-toluolsulfonat wurde unter Rühren bei 65 ºC in 45 min tropfenweise zu einer Mischung von 2,32 g (21,1 mmol) Hydrochinon, 1,13 g 10 (17,1 mmol) 85%igem Kaliumhydroxid, 6 ml Methanol und 30 ml Ethanol hinzugegeben, worauf 0,5stündiges Rühren und ferner 6stündiges Rühren bei 80 ºC folgten. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in kaltes Wasser gegossen, mit Salzsäure angesäuert (pH = 2) und mit Ethylacetat extrahiert, worauf Waschen mit Wasser und Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat folgten. Das in der resultierenden Mischung enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) folgte, wobei 2,05 g 4-[3-(Butyldimethylsilyl)-propoxy]-phenol erhalten wurden (Ausbeute: 50,6 %).
    • Schritt iii) Herstellung von 4-[3-(Butyldimethylsilyl)-propoxy]-phenyl-5-octylthiophen-2-carboxylat
  • 15 ml Dichlormethan wurden zu 0,38 g (1,58 mmol) 5-Octylthiophen-2-carbonsäure und 0,42 g (1,58 mmol) 4-[3-(Butyldimethylsilyl)-propoxy]-phenol hinzugegeben, worauf Rühren bei Raumtemperatur folgte. Der Mischung wurden 0,31 g (1,50 mmol) N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) und 0,02 g 4-Pyrrolidinopyridin zugesetzt, worauf 5stündiges Rühren bei Raumtemperatur folgte. Der erhaltene Dicyclohexylharnstoff wurde durch Filtrieren gewonnen, worauf Waschen mit Dichlormethan folgte, das dann dem Filtrat zugesetzt wurde. Die erhaltene Dichlormethanlösung wurde unter vermindertem Druck zu einem Feststoff eingeeiigt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus Ethanol folgten,
  • wobei 0,45 g 4-[3-(Butyldimethylsilyl)-propoxy]-phenyl-5-octyl thiophen-2-carboxylat erhalten wurden (Ausbeute: 61,4 %). Phasenübergangstemperatur (ºC)
  • Hierin bezeichnen die jeweiligen Symbole die folgenden Phasen: Iso.: isotrope Phase; Sm: smektische Phase (nicht identifiziert) und Krist.: Kristall.
    • Beispiel 2
  • 4-[3-(Butyldimethylsilyl)-propoxycarbonyl]-biphenyl-5-hexylthiophen-2-carboxylat (Beispielverbindung I-10) wurde durch die folgenden Schritte i) und ii) synthetisiert.
    • Schritt i) Herstellung von 3-Butyldimethylsilylpropyl-4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylat
  • 2,27 g (10,6 mmol) 4-Hydroxybiphenyl-4'-carbonsäure, 3,71 g (21,3 mmol) Butyldimethyl-3-hydroxypropylsilan, 0,25 g (1,31 mmol) p-Toluolsulfonsäure und 30 ml Xylol wurden vermischt und 8 Stunden lang unter Rückfluß erhitzt, wobei gerührt wurde.
  • Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung abgekühlt, worauf Abdestillieren von Xylol unter vermindertem Druck folgte. Der erhaltene Rückstand wurde in Ethylacetat gelöst und mit Wasser gewaschen, worauf Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat folgte. Das in der resultierenden Mischung enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde unter vermindertem Druck zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) folgte, wobei 1,87 g 3-Butyldimethylsilylpropyl-4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylat erhalten wurden (Ausbeute: 47,6 %).
    • Schritt ii) Herstellung von 4-[3-Butyldimethylsilyl)-propoxycarbonyl]-biphenyl-5-hexylthiophen-2-carboxylat
  • 20 ml Dichlormethan wurden zu 0,58 g (2,73 mmol) 5-Hexylthiophen-2-carbonsäure und 1,0 g (2,70 mmol) 3-Butyldimethylsilylpropyl-4'-hydroxybiphenyl-4-carboxylat hinzugegeben, worauf Rühren bei Raumtemperatur folgte. Der Mischung wurden 0,55 g (2,67 mmol) DCC und 0,05 g 4-Pyrrolidinopyridin zugesetzt, worauf 5stündiges Rühren bei Raumtemperatur folgte. Der erhaltene Dicyclohexylharnstoff wurde durch Filtrieren gewonnen, worauf Waschen mit Dichlormethan folgte, das dann dem Filtrat zugesetzt wurde. Die erhaltene Dichlormethanlösung wurde unter vermindertem Druck zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus Ethanol folgten, wobei 0,25 g 4-[3-(Butyldimethylsilyl)-propoxycarbonyl]-biphenyl-5-hexylthiophen-2-carboxylat erhalten wurden (Ausbeute: 17 %). Phasenübergangstemperatur (ºC)
  • SmA: smektische A-Phase,
  • SmC: smektische C-Phase und
  • Sm3: smektische Phase (nicht identifiziert)
    • Beispiel 3
  • 2-Decyl-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropyl)-phenyl]-thiophen (Beispielverbindung Nr. I-22) wurde durch die folgenden Schritte i) bis v) synthetisiert. Lawesson-Reagenz
    • Schritt i) Herstellung von β-(p-Methoxybenzoyl)-acrylsäure
  • In einen 10-Liter-Reaktionsbehälter wurden 500 g (4,63 mol) Anisol, 500 g (5,10 mol) Maleinsäureanhydrid und 3 Liter Nitrobenzol eingebracht und unter 0 ºC abgekühlt. Der Mischung wurden in 90 min unterhalb von 5 ºC unter Rühren nach und nach 1375 g wasserfreies Aluminiumchlorid zugesetzt, worauf weiteres 24stündiges Rühren unterhalb von 5 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde der Reaktionsmischung eine Mischungslösung aus 700 ml konzentrierter Salzsäure und 2,1 Liter Wasser zugesetzt, worauf Extraktion mit Ethylacetat folgte. Die organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet, worauf Abdestillieren von Ethylacetat unter vermindertem Druck folgte. Die erhaltene Flüssigkeit wurde in 6 Liter Hexan gegossen, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und aus Benzol umkristallisiert, wobei 450 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 47,2 %).
    • Schritt ii) Herstellung von 1-(4-Methoxyphenyl)-1,4-tetradecandion
  • In einen 1-Liter-Reaktionsbehälter wurden 95,0 g (4,61 × 10&supmin;¹ mol) β-(p-Methoxybenzoyl)-acrylsäure, 48,9 g (4,61 × 10&supmin;¹ mol) Natriumcarbonat und 460 ml Ethanol eingebracht und 50 min lang bei Raumtemperatur gerührt. Der Mischung wurden 78,4 g (4,16 × 10&supmin;¹ mol) n-Undecylaldehyd, 12,4 g 3-Benzyl-5-(2-hydroxyethyl)-4- methyl-1,3-thiazoliumbromid und 46,6 g Triethylamin zugesetzt, worauf 8stündiges Erhitzen unter Rückfluß und Abdestillieren des Lösungsmittels folgten. Der erhaltene Rückstand wurde durch Zusatz von 500 ml Wasser und 1 Liter Chloroform gewonnen. Die erhaltene organische Schicht wurde nacheinander mit 10%iger Schwefelsäure (2 × 200 ml), 5%iger wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung (2 × 200 ml) und Wasser (2 × 200 ml) gewaschen, worauf Trocknen und Abdestillieren des Lösungsmittels folgten, wobei 154 g eines rohen Produkts erhalten wurden. Das rohe Produkt wurde aus Ethanol umkristallisiert, wobei 94,7 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 61,9 %).
    • Schritt iii) Herstellung von 2-Decyl-5-(p-methoxyphenyl)-thiophen
  • In einen 1-Liter-Reaktionsbehälter wurden 63,0 g (1,90 × 10&supmin;¹ mol) 1-(4-Methoxyphenyl)-1,4-tetradecandion, 76,9 g (1,90 × 10&supmin;¹ mol) Lawesson-Reagenz und 450 ml Toluol eingebracht und 15 min lang unter Rückfluß erhitzt, worauf Abdestillieren des Lösungsmittels folgte. Der erhaltene Rückstand wurde durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: n-Hexan/Ethylacetat = 20/1) gereinigt, wobei 62,8 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden.
    • Schritt iv) Herstellung von 2-Decyl-5-(4-hydroxyphenyl)-thiophen
  • In einen 1-Liter-Reaktionsbehälter wurden 50,0 g (1,52 × 10&supmin;¹ mol) 2-Decyl-5-p-methoxyphenyl)-thiophen, 500 ml einer 25%igen Lösung von Bromwasserstoff in Essigsäure und 24 ml 57%ige Iodwasserstoffsäure eingebracht, worauf 2stündiges Rühren bei 100 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in 3 Liter Wasser gegossen, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und mit Wasser gewaschen, worauf Trocknen und Umkristallisieren aus n-Hexan folgten, wobei 14,7 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 30,6 %).
    • Schritt v) Herstellung von 2-Decyl-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropoxy)-phenyl]-thiophen
  • 0,32 g (1,0 mmol) 2-Decyl-5-(4-hydroxyphenyl)-thiophen, 0,07 g 85%iges KOH und 12 ml n-Butanol wurden vermischt. Der Mischung wurden tropfenweise 0,33 g (1,0 mmol) 3-(Butyldimethylsilyl)propyl-p-toluolsulfonat zugesetzt, worauf 7stündiges Rühren bei 100 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen und mit Ethylacetat extrahiert, worauf Waschen mit Wasser und Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat folgten. Das in der resultierenden Mischung enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus einem Mischungslösungsmittel (Ethanol/Ethylacetat) folgten, wobei 0,28 g 2-Decyl-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropyl)-phenyl]thiophen erhalten wurden (Ausbeute: 59,2 %). Phasenübergangstemperatur (ºC)
    • Beispiel 4
  • 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropoxy)-phenyl]thiophen (Beispielverbindung Nr. I-29) wurde durch die folgenden Schritte i) bis iv) synthetisiert. Lawesson-Reagenz
    • Schritt i) Herstellung von 1-(4-Methoxyphenyl)-4-(4-hexylphenyl)-1,4-butandion
  • In einen 1-Liter-Reaktionsbehälter wurden 90,0 g (4,37 × 10&supmin;¹ mol) β-(p-Methoxybenzoyl)-acrylsäure, 46,3 g (4,37 × 10&supmin;¹ mol) Natriumcarbonat und 440 ml Ethanol eingebracht und 30 min lang bei Raumtemperatur gerührt. Der Mischung wurden 83,0 g (4,37 × 10&supmin;¹ mol) p-n-Hexylbenzaldehyd, 13,6 g 3-Ethyl-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-1,3-thiazoliumbromid und 44,1 g Triethylamin zugesetzt, worauf 8,5stündiges Erhitzen unter Rückfluß und Abdestillieren des Lösungsmittels folgten. Der erhaltene Rückstand wurde durch Zusatz von 500 ml Wasser und 1 Liter Chloroform gewonnen. Die erhaltene organische Schicht wurde nacheinander mit 10%iger Schwefelsäure (2 × 200 ml), 5%iger wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung (2 × 200 m1) und Wasser (2 × 200 ml) gewaschen, worauf Trocknen und Abdestillieren des Lösungsmittels folgten, wobei 142 g eines rohen Produkts erhalten wurden. Das rohe Produkt wurde aus Ethanol umkristallisiert, wobei 114,0 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 74,1 %).
    • Schritt ii) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-methoxyphenyl)-thiophen
  • In einen 1-Liter-Reaktionsbehälter wurden 68,0 g (1,93 × 10&supmin;¹ 15 mol) 1-(4-Methoxyphenyl)-4-(4-hexylphenyl)-1,4-butandion, 78,2 g (1,94 × 10&supmin;¹ mol) Lawesson-Reagenz und 340 ml Toluol eingebracht und 20 min lang unter Rückfluß erhitzt, worauf Abdestillieren des Lösungsmittels folgte. Der erhaltene Rückstand wurde durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Hexan/Ethylacetat = 20/1) gereinigt, wobei 63,1 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 93,4 %).
    • Schritt iii) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-hydroxyphenyl)-thiophen
  • In einen 1-Liter-Reaktionsbehälter wurden 50,0 g (1,43 × 10&supmin;¹ mol) 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-methoxyphenyl)-thiophen, 500 ml einer 25%igen Lösung von Bromwasserstoff in Essigsäure und 24 ml 57%ige Iodwasserstoffsäure eingebracht, worauf 20stündiges Rühren bei 100 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in 3 Liter Wasser gegossen, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und mit Wasser gewaschen, worauf Trocknen und aufeinanderfolgendes Umkristallisieren aus Ethanol und Chloroform folgten, wobei 24,6 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 51,2 %).
    • Schritt iv) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropoxy)-phenyl]-thiophen
  • 0,67 g (2,0 mmol) 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-hydroxyphenyl)-thiophen, 0,19 g 85%iges KOH und 2 ml n-Butanol wurden vermischt. Der Mischung wurde eine Lösung von 0,73 g (2,2 mmol) 3-(Butyldimethylsilyl)-propyl-p-toluolsulfonat in 1 ml n-Butanol zugesetzt, worauf 7stündiges Erhitzen unter Rückfluß folgte, wobei gerührt wurde. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen und mit Ethylacetat extrahiert, worauf Waschen mit Wasser und Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat folgten. Das in der resultierenden Mischung enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus einem Mischungslösungsmittel (Toluol/Methanol) folgten, wobei 0,69 g 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropoxy)phenyl]-thiophen erhalten wurden (Ausbeute: 70,1 %). Phasenübergangstemneratur (ºC)
    • Beispiel 5
  • 2-(4-Hexylphenyl)-5-[3-fluor-4-(3-butyldimethylsilylpropoxy)phenyl]-thiophen (Beispielverbindung Nr. I-34) wurde durch die folgenden Schritte i) bis iv) synthetisiert. Lawesson-Reagenz
    • Schritt i) Herstellung von 1l-(4-Hexylphenyl)-4-(3-fluor-4-methoxyphenyl)-1,4-butandion
  • In einen 200-ml-Reaktionsbehälter wurden 16,0 g (6,15 × 10&supmin;² mol) β-(p-Hexylbenzoyl)-acrylsäure, 6,53 g (6,16 × 10&supmin;² mol) Natriumcarbonat und 65 ml Ethanol eingebracht und 40 min lang bei Raumtemperatur gerührt. Der Mischung wurden 9,48 g (6,16 × 10&supmin;² mol) 3-Fluor-p-anisaldehyd, 1,92 g 3-Ethyl-5-(2-hydroxyethyl)-4-methyl-1,3-thiazoliumbromid und 6,24 g (6,18 × 10&supmin;² mol) Triethylamin zugesetzt, worauf 7stündiges Erhitzen unter Rückfluß und Abdestillieren des Lösungsmittels folgten. Der erhaltene Rückstand wurde durch Zusatz von 100 ml Wasser und 200 ml Chloroform gewonnen. Die erhaltene organische Schicht wurde nacheinander mit 10%iger Schwefelsäure (2 × 40 ml), 5%iger wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung (2 × 40 m1) und Wasser (2 × 40 ml) gewaschen, worauf Trocknen und Abdestillieren des Lösungsmittels folgten, wobei 22,5 g eines rohen Produkts erhalten wurden. Das rohe Produkt wurde aus Ethanol umkristallisiert, wobei 15,0 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 65,9 %).
    • Schritt ii) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-(3-fluor-4- methoxyphenyl)-thiophen
  • In einen 200-ml-Reaktionsbehälter wurden 15,0 g (4,05 × 10&supmin;² mol) 1-(4-Hexylphenyl)-4-(3-fluor-4-methoxyphenyl)-1,4-butandion, 16,4 g (4,05 × 10&supmin;² mol) Lawesson-Reagenz und 80 ml Toluol eingebracht und 3 min lang unter Rückfluß erhitzt, worauf Abdestillieren des Lösungsmittels folgte. Der erhaltene Rückstand wurde durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: n-Hexan/Ethylacetat = 6/1) gereinigt, wobei 15,0 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden.
    • Schritt iii) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-(3-fluor-4-hydroxyphenyl)-thiophen
  • In einen 300-ml-Reaktionsbehälter wurden 15,0 g (4,08 × 10&supmin;² mol) 2-(4-Hexylphenyl)-5-(3-fluor-4-methoxyphenyl)-thiophen, 150 ml einer 25%igen Lösung von Bromwasserstoff in Essigsäure und 7 ml 57%ige Iodwasserstoffsäure eingebracht, worauf 26stündiges Rühren bei 100 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in 1 Liter Wasser gegossen, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und mit Wasser gewaschen, worauf Trocknen und aufeinanderfolgende Reinigungsschritte durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: n-Hexan/Ethylacetat = 6/1 und Benzol/Hexan = 2/1) folgten, wobei 4,4 g eines gewünschten Produkts erhalten wurden (Ausbeute: 30,5 %).
    • Schritt iv) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-[3-fluor-4-(3- butyldimethylsilylpropoxy)-phenyl]-thiophen
  • 0,71 g (2,0 mmol) 2-(4-Hexylphenyl)-5-(3-fluor-4-hydroxyphenyl)-thiophen, 0,19 g 85%iges KOH und 2 ml n-Butanol wurden vermischt. Der Mischung wurde eine Lösung von 0,73 g (2,2 mmol) 3-(Butyldimethylsilyl)-propyl-p-toluolsulfonat in 1 ml n-Butanol zugesetzt, worauf 7stündiges Erhitzen unter Rückfluß bei 100 ºC folgte, wobei gerührt wurde. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen und mit Ethylacetat extrahiert, worauf Waschen mit Wasser und Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat folgten. Das in der resultierenden Mischung enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus einem Mischungslösungsmittel (Toluol/Methanol) folgten, wobei 0,81 g 2-(4-Hexylphenyl)-5-[3-fluor-4-(3- butyldimethylsilylpropoxy)-phenyl]-thiophen erhalten wurden (Ausbeute: 79,4 %). Phasenübergangstemperatur (ºC)
    • Beispiel 6
  • 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-trimethylsilylpropoxy)-phenyl]-1,3- thiazol (Beispielverbindung Nr. I-51) wurde durch die folgenden Schritte i) bis vi) synthetisiert. Lawesson&supmin;Reagenz
    • Schritt i) Herstellung von 4-Methoxyphenacylbromid
  • 150 g (1 mol) 4-Methoxyacetophenon, 600 ml Methanol und 1500 ml Dichlormethan wurden vermischt. Der Mischung wurden unter Rühren 530 g Tetrabutylammoniumtribromid zugesetzt, worauf 4,5stündiges Rühren bei 20 bis 26 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde das in der Reaktionsmischung enthaltene Lösungsmittel unter vermindertem Druck abdestilliert, und der verbleibenden Mischung wurden 1000 ml Benzol zugesetzt, um eine Benzollösung zu bilden, worauf Waschen mit Wasser und Abdestillieren des Benzols folgten, wobei 252 g gelbe Kristalle erhalten wurden. Die Kristalle wurden unter Erhitzen in 170 ml Benzol gelöst. Der erhaltenen Lösung wurden 440 ml Hexan zugesetzt, worauf Abkühlung folgte, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und mit Hexan gewaschen, worauf Trocknen folgte, wobei 178,2 g 4-Methoxyphenacylbromid erhalten wurden (Ausbeute: 77,8 %).
    • Schritt ii) Herstellung von 4-Methoxyphenacylaminhydrochlorid
  • 178,2 g (778 mmol) 4-Methoxyphenacylbromid, 119,6 g Hexamethylentetramin, 17,8 g Natriumiodid und 1070 g Ethanol wurden vermischt und 3 Stunden lang bei 25 bis 29 ºC gerührt, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und mit Ethanol gewaschen, wobei 440 g 4-Methoxyphenacylhexamiumbromid erhalten wurden.
  • Dann wurden den vorstehend hergestellten 440 g 4-Methoxyphenacylhexamiumbromid 2290 ml Ethanol zugesetzt, worauf Rühren folgte. Der Mischung wurden 199,5 ml konzentrierte Salzsäure zugesetzt und 24 Stunden lang bei 20 bis 27 ºC gerührt. Die unlösliche Substanz wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde eingeengt, wobei etwa 500 ml einer Lösung zur Ausfällung von Kristallen erhalten wurden. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen und mit Ethanol gewaschen, wobei 82,2 g 4-Methoxyphenacylaminhydrochlorid erhalten wurden (Ausbeute: 52,4 %).
    • Schritt iii) Herstellung von 4-Hexylbenzoylaminomethyl-4-methoxyphenylketon
  • Einer Lösung von 26,9 g (120 mmol) 4-Hexylbenzoylchlorid in 206 ml Pyridin wurden nach und nach in 30 Minuten unter Kühlung und Rühren bei -10 bis -5 ºC 22,2 g (110 mmol) 4-Methoxyphenacylaminhydrochlorid zugesetzt, worauf 3ominütiges Rühren unterhalb von -5 ºC und lstündiges Erhitzen unter Rückfluß, wobei gerührt wurde, folgten. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung auf Raumtemperatur abgekühlt und in 600 ml kaltes Wasser gegossen, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen, mit Wasser gewaschen und aus Ethanol umkristallisiert, wobei 19,6 g 4-Hexylbenzoylaminomethyl-4-methoxyphenylketon erhalten wurden (Ausbeute: 50,5 %).
    • Schritt iv) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol
  • In einen 300-ml-Rundkolben wurden 19,6 g (55,5 mmol) 4-Hexylbenzoylaminomethyl-4-methoxyphenylketon, 24,3 g (60,1 mmol) Lawesson-Reagenz und 97 ml Tetrahydrofuran eingebracht, worauf 1stündiges Erhitzen unter Rückfluß und Rühren folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung abgekühlt und in eine Lösung von 19 g Natriumhydroxid in 2 Litern Wasser gegossen, um Kristalle auszufällen. Die Kristalle wurden durch Filtrieren gewonnen, nacheinander mit Wasser gewaschen und zweimal aus Ethanol umkristallisiert, wobei 15,9 g 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4- methoxyphenyl)-1,3-thiazol erhalten wurden (Ausbeute: 82,9 %).
    • Schritt v) Herstellung von 2- (4-Hexylphenyl)-5-(4-hydroxyphenyl)-1,3-thiazol
  • In einen 300-ml-Dreihalskolben wurden 13,9 g (39,3 mmol) 2-(4- Hexylphenyl)-5-(4-methoxyphenyl)-1,3-thiazol, 76,5 ml Essigsäure und 69,5 ml 47%ige Bromwasserstoffsäure eingebracht, worauf 16stündiges Erhitzen unter Rühren bei 100 bis 110 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in kaltes Wasser gegossen, worauf Extraktion mit Ethylacetat folgte. Die organische Schicht wurde nacheinander mit Wasser, 5%iger wäßriger Natriumhydrogencarbonatlösung und Wasser gewaschen, worauf Trocknen und Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem Druck folgten. Der Rückstand wurde in einem Mischungslösungsmittel aus Ethanol/Chloroform = 1/1 gelöst, worauf Entfärbung mit Aktivkohle und Abdestillieren des Lösungsmittels unter vermindertem Druck folgten. Der erhaltene Rückstand wurde zweimal aus Toluol umkristallisiert, wobei 10,0 g 2-(4-Hexylphenyl)-5- (4-hydroxyphenyl)-1,3-thiazol erhalten wurden (Ausbeute: 75,8 %).
    • Schritt vi) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-trimethylsilylpropoxy)-phenyl]-1,3-thiazol
  • 0,34 g (1,0 mmol) 2-(4-Hexylphenyl)-s-(4-hydroxyphenyl)-1,3- thiazol, 0,07 g 85%iges KOH und 12 ml n-Butanol wurden vermischt. Der Mischung wurden tropfenweise unter Rühren bei 100 ºC 0,29 g (1,0 mmol) 3-(Trimethylsilyl)-propyl-p-toluolsulfonat zugesetzt, worauf ferner 9stündiges Rühren bei 100 ºC folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen und mit Ethylacetat extrahiert, worauf Waschen mit Wasser und Trocknen mit wasserfreiem Magnesiumsulfat folgten. Das in der resultierenden Mischung enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, und das Filtrat wurde zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus einem Mischungslösungsmittel (Ethanol/Ethylacetat) folgten, wobei 0,32 g 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-trimethylsilylpropoxy)-phenyl]-1,3-thiazol erhalten wurden (Ausbeute: 70,8 %). Phasenübergangstemperatur (ºC)
    • Beispiel 7
  • 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropylcarbonyloxy)phenyl]-1,3-thiazol (Beispielverbindung Nr. I-52) wurde durch die folgenden Schritte i) und ii) synthetisiert.
    • Schritt i) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-allylcarbonyloxyphenyl)-1,3-thiazol
  • 30 ml Dichlormethan wurden zu 2,0 g (5,93 mmol) 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-hydroxyphenyl)-1,3-thiazol und 0,52 g (6,16 mmol) Vinylessigsäure hinzugegeben, worauf Rühren bei Raumtemperatur folgte. Der Mischung wurden 1,21 g (5,86 mmol) N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid (DCC) und 0,02 g 4-Pyrrolidinopyridin zugesetzt, worauf 5stündiges Rühren bei Raumtemperatur folgte. Der erhaltene Dicyclohexylharnstoff wurde durch Filtrieren gewonnen, worauf Waschen mit Dichlormethan folgte, das dann dem Filtrat zugesetzt wurde. Die erhaltene Dichlormethanlösung wurde unter vermindertem Druck zu einem Feststoff eingeengt, worauf Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus einem Mischungslösungsmittel aus Ethanol/Ethylacetat folgten, wobei 1,93 g 2-(4-Hexylphenyl)-5-(4-allylcarbonyloxyphenyl)-1,3-thiazol erhalten wurden (Ausbeute: 81,1 %).
    • Schritt ii) Herstellung von 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropylcarbonyloxy)-phenyl]-1,3-thiazol
  • 2 ml Toluol wurden zu 0,81 g (1,99 mmol) 2-(4-Hexylphenyl)-5- (4-allylcarbonyloxyphenyl)-1,3-thiazol hinzugegeben, worauf Rühren bei Raumtemperatur folgte. Der Mischung wurden nacheinander eine geeignete Menge Hexachloroplatin(IV)-säure, drei Tropfen Isopropylalkohol und 0,24 g (2,06 mmol) Butyldimethylsilan zugesetzt und auf 80 ºC erhitzt, worauf 7stündiges Rühren folgte. Nach der Reaktion wurde die Reaktionsmischung in Wasser gegossen, worauf Extrahieren mit Ethylacetat folgte. Die organische Schicht wurde mit Wasser gewaschen und mit wasserfreiem Magnesiumsulfat getrocknet. Das in der resultierenden organischen Schicht enthaltene Magnesiumsulfat wurde abfiltriert, worauf Abdestillieren des Lösungsmittels, Reinigung durch Kieselsäuregel-Säulenchromatographie (Elutionsmittel: Toluol) und Umkristallisieren aus einem Mischungslösungsmittel (Methanol/ Toluol) folgten, wobei 0,25 g 2-(4-Hexylphenyl)-5-[4-(3-butyldimethylsilylpropylcarbonyloxy)-phenyl]-1,3-thiazol erhalten wurden (Ausbeute: 24,3 %). Phasenübergangstemperatur (ºC)
    • Beispiel 8
  • Eine Flüssigkristallmischung A wurde hergestellt, indem die folgenden Verbindungen in den jeweils angegebenen Anteilen vermischt wurden.
  • Die Flüssigkristallmischung A wurde ferner mit der folgenden Beispielverbindung Nr. I-29 in den nachstehend angegebenen Anteilen vermischt, wobei eine Flüssigkristallmischung B erhalten wurde. Mischung A
  • Die Flüssigkristallmischung B zeigte die folgende Phasenübergangsreihe. Phasenübergangstemperatur (ºC)
  • Ch.: cholesterische Phase und
  • SmC*: chirale smektische C-Phase.
    • Beispiel 9
  • Zwei 0,7 mm dicke Glasplatten wurden bereitgestellt und je mit einem ITO-Film (Indiumzinnoxid) beschichtet, um eine Elektrode zum Anlegen von Spannung zu bilden, die ferner mit einer isolierenden Schicht aus aufgedampftem SiO&sub2; beschichtet wurde. Auf die isolierende Schicht wurde durch 15sekündige Schleuderbeschichtung mit einer Drehzahl von 2000 U/min eine 0,2%ige Lösung eines Silan-Haftmittels (KBM-602, erhältlich von Shinetsu Kagaku K.K.) in Isopropylalkohol aufgebracht und 20 Minuten lang einer Heißhärtungsbehandlung bei 120 ºC unterzogen.
  • Ferner wurde jede Glasplatte, die mit einem ITO-Film versehen und in der vorstehend beschriebenen Weise behandelt worden war, durch eine Schleuderbeschichtungsvorrichtung, die 15 Sekunden lang mit 2000 U/min rotierte, mit einer 1,5%igen Lösung einer Polyimidharzvorstufe (SP-510, erhältlich von Toray K.K.) in Dimethylacetamid beschichtet. Danach wurde der Deckfilm 60 min lang einer Heißhärtung bei 300 ºC unterzogen, wobei ein etwa 250 Å dicker Film erhalten wurde. Der Deckfilm wurde mit einem acetatfaserbesetzten Tuch gerieben. Die zwei auf diese Weise behandelten Glasplatten wurden mit Isopropylalkohol gewaschen. Nachdem Aluminiumoxidperlen mit einer mittleren Teilchengröße von 2,0 Mikrometern auf einer der Glasplatten verteilt worden waren, wurden die zwei Glasplatten mit einem Kleb- und Abdichtungsmittel (Lixon Bond, erhältlich von Chisso K.K.) derart aufeinandergebracht, daß ihre Reibrichtungen zueinander parallel waren, und zur Bildung einer Leerzelle 60 min lang bei 100 ºC erhitzt. Durch Messung mit einem Berek-Kompensator wurde gefunden, daß der Zellenzwischenraum etwa 2 Mikrometer betrug.
  • Dann wurde die in Beispiel 8 hergestellte Flüssigkristallmischung B zu einer isotropen Flüssigkeit erhitzt und unter Vakuum in die vorstehend hergestellte Zelle eingespritzt und nach Abdichtung allmählich mit einer Geschwindigkeit von 20 ºC/Stunde auf 25 ºC abgekühlt, um eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung herzustellen.
  • Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde einer Messung der Größe der spontanen Polarisation Ps und der optischen Ansprechzeit (Zeit vom Anlegen der Spannung bis zu dem Zeitpunkt, in dem die Änderung des Durchlässigkeitsgrades 90 % des Maximalwertes erreicht, unter Anlegen einer Spitze-Spitze-Spannung Vpp von 20 V in Kombination mit im rechten Winkel gekreuzten Nicol-Polarisatoren) unterzogen. Die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt.
    • Beispiel 10
  • Eine Flüssigkristallmischung C wurde hergestellt, indem die folgenden Verbindungen in den jeweils angegebenen Anteilen vermischt wurden.
  • Die Flüssigkristallmischung C wurde ferner mit den folgenden Beispielverbindungen in den nachstehend angegebenen Anteilen vermischt, wobei eine Flüssigkristallmischung D erhalten wurde. Mischung C
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die Mischung D verwendet wurde. Die ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 einer Messung der Ansprechzeit unterzogen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden.
    • Vergleichsbeispiel 1
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die in Beispiel 10 hergestellte Flüssigkristallmischung C in eine Zelle eingespritzt wurde. Die Meßwerte der Ansprechzeit der Vorrichtung waren wie folgt.
    • Beispiel 11
  • Eine Flüssigkristallmischung E wurde hergestellt, indem die folgenden Beispielverbindungen in den angegebenen Anteilen mit der in Beispiel 10 hergestellten Flüssigkristallmischung C vermischt wurden. Mischung C
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung E verwendet wurde, und die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen Ansprechzeit unterzogen. Die Ergebnisse der Messung sind nachstehend gezeigt.
    • Beispiel 12
  • Eine Flüssigkristallmischung F wurde hergestellt, indem die folgenden Beispielverbindungen in den angegebenen Anteilen mit der in Beispiel 10 hergestellten Flüssigkristallmischung C vermischt wurden. Mischung C
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung F verwendet wurde, und die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen Ansprechzeit unterzogen. Die Ergebnisse der Messung sind nachstehend gezeigt.
    • Beispiel 13
  • Eine Flüssigkristallmischung G wurde hergestellt, indem die folgenden Verbindungen in den jeweils angegebenen Anteilen vermischt wurden.
  • Die Flüssigkristallmischung G wurde ferner mit den folgenden Beispielverbingungen in den nachstehend angegebenen Anteilen vermischt, wobei eine Flüssigkristallmischung H erhalten wurde.
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung H verwendet wurde, un die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen ansprechzeit und einer Beobachtung der Umschaltzustände unterzogen. Bei der Vorrichtung wurde eine Monodomäne mit einem guten und gleichmäßigen Ausrichtungsverhalten beobachtet. Die Ergebniss der Messung sind nachstehend gezeigt.
  • Ferner wurde während der Ansteuerung der Vorrichtung eine deutliche Umschaltwirkung beobachtet, und nach Beendigung des Anlegens der Spannung wurde eine gute Bistobilität gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 2
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die in Beispiel 13 hergestellte Flüssigkristallmischung G in eine Zelle eingespritzt wurde. Die Meßwerte der ansprechzeit der Vorrichtung waren wie folgt.
    • Beispiel 14
  • Eine Flüssigkristallmischung I wurde hergestellt, indem die folgenden Beispielverbindungen in den angegebenen Anteilen mit der in Beispiel 13 hergestellten Flüssigkristallmischung G vermischt wurden.
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung I verwendet wurde, und die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen Ansprechzeit und einer Beobachtung der Umschaltzustände unterzogen. Bei der Vorrichtung wurde eine Monodomäne mit einem guten und gleichmäßigen Ausrichtungsverhalten beobachtet. Die Ergebnisse der Messung sind nachstehend gezeigt.
    • Beispiel 15
  • Eine Flüssigkristallmischung J wurde hergestellt, indem die folgenden Beispielverbindungen in den angegebenen Anteilen mit der in Beispiel 13 hergestellten Flüssigkristallmischung G vermischt wurden.
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung J verwendet wurde, und die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen Ansprechzeit und einer Beobachtung der Umschaltzustände unterzogen. Bei der Vorrichtung wurde eine Monodomäne mit einem guten und gleichmäßigen Ausrichtungsverhalten beobachtet. Die Ergebnisse der Messung sind nachstehend gezeigt.
    • Beispiel 16
  • Eine Flüssigkristallmischung K wurde hergestellt, indem die folgenden Verbindungen in den jeweilsk angegebenen Anteilen vermischt wurden.
  • Die Flüssigkristallmischung K wurde ferner mit den folgenden Beispielverbindungen in den nachstehend angegebenen Anteilen vermischt, wobei eine Flüssigkristallmischung L erhalten wurde. Beisp.-verb. Nr. Strukturformel Masseteile Mischung
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Wiese wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung L verwendet wurde, und die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen Ansprechzeit und einer Beobachtung der Umschaltzustände unterzogen. Bei der Vorrichtung wurde eine Monodomäne mit einem guten und gleichmäßigen Ausrichtungsverhalten beobachtet. Die Ergebnisse der Messung sind nachstehend gezeigt.
    • Vergleichsbeispiel 3
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Wiese wie in beispiel 9 hergestellt, außer daß die in Beispiel 16 hergestellte Flüssigkristallmischung K in eine Zelle eingespritzt wurde. Die Meßwerte der Ansprechzeit der Vorrichtung waren wie folgt.
    • Beispiel 17
  • Eine Flüssigkristallmischung M wurde hergeestellt, indem die folgeden Beispielverbindungen in den angegebenen Anteilen mit der in Beispiel 16 hergestellten Flüssigkristallmischung K vermischt wurden.
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung M verwendet wurde, und die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen Ansprechzeit und einer Beobachtung der Umschaltzustände unterzogen. Bei der Vorrichtung wurde eine Monodomäne mit einem guten und gleichmäßigen Ausrichtungsverhalten beobachtet. Die Ergebnisse der Messung sind nachstehend gezeigt.
    • Beispiel 18
  • Eine Flüssigkristallmischung N wurde hergestellt, indem die folgenden Beispielverbindungen in den angegebenen Anteilen mit der in Beispiel 16 hergestellten Flüssigkristallmsichung K vermischt wurden.
  • Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 hergestellt, außer daß die vorstehende Flüssigkristallmischung M verwendet wurde, und die Vorrichtung wurde einer Messung der optischen Ansprechzeit und einer Beobachtung der Umschaltzustände unterzogen. Bei der Vorrichtung wurde eine Monodomäne mit einem guten und gleichmäßigen Ausrichtungsverhalten beobachtet. Die Ergebnisse der Messung sind nachstehend gezeigt.
  • Wie aus den in den vorstehenden Beispielen 10 bis 18 gezeigten Ergebnissen ersichtlich ist, zeigten die ferroelektrischen Flüssigkristallvorrichtungen, die die Flüssigkristallmischungen D, E, F, H, I, J, L, M und N enthielten, ein verbessertes Tieftemperatur-Betriebsverhalten, eine hohe Ansprechgeschwindigkeit und eine verminderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit.
    • Beispiel 19
  • Eine Leerzelle wurde in derselben Wiese wie in Beispiel 9 hergestellt, wobei für jede Elektrodenplatte anstelle der 1,5%igen Lösung einer Polyimidharzvorstufe in Dimethylacetamid eine 2%ige wäßrige Lösung eines Polyvinylalkoholharzes (PVA-117, erhältlich von Kuraray K. K.) verwendet wurde. Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde hergestellt, indem die Leerzelle mit der in Beispiel 10 hergestellten Flüssigkristallmischung D gefüllt wurde. Die Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 einer Messung der optischen Ansprechzeit unterzogen. Die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt.
    • Beispiel 20
  • Eine Leerzelle wurde in derselben Wiese wie in beispiel 9 hergestellt, außer daß die SiO&sub2;-Schicht weggelassen wurde, um auf jeder Elektrodenplatte eine Ausrichtungseinstellungschicht zu bilden, die nur aus der Polyimidharzschicht bestand. Eine ferroelektrische Flüssigkristallvorrichtung wurde hergestelt, indem die Leerzelle mit der in Beispiel 10 hergestellten Flüssigkristallmischung D gefüllt wurde. Die Flüssigkristallvorrichtung wurde in derselben Weise wie in Beispiel 9 einer Messung der optischen Ansprechzeit unterzogen. Die Ergebnisse sind nachstehend gezeigt.
  • Wie aus den vorstehenden Beispielen 19 und 20 ersichtlich ist, lieferten die Vorrichtungen, die die ferroelektrische Flüssigkristallmischung D gemäß der vorliegenden Erfindung enthielten, auch im Fall anderer Vorrichtungsstrukturen jeweils ähnlich wie die in Beispiel 10 ein beträchtlich verbessertes Betriebsverhalten bei einer niedrigeren Temperatur und auch eine verminderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit.
  • Wie vorstehend beschrieben wurde, wird gemäß der vorliegenden Erfindung eine mesomorphe Verbindung bereitgestellt, die wirksam auf eine Flüssigkristallvorrichtung angewandt werden kann, bei der die Ferroelektrizität ausgenutzt wird, wen die Verbindung an sich eine chirale smektische Phase annimmt. Ferner wird auch eine Flüssigkristallmischung bereitgestellt, die die Verbindung enthält und eine chirale smektische Phase hat, wodurch eine Flüssigkristallvorrichtung, die die Mischung umfaßt, unter Ausnutzung der Ferroelektrizität der Mischung betrieben werden kann. Durch die vorliegende Erfindung wird eine Flüssigkristallvorrichtung bereitgestellt, bei der solch eine Mischung verwendet wird und die ein gutes Umschaltverhalten, ein verbessertes Tieftemperatur-Betriebsverhalten und eine verminderte Temperaturabhängigkeit der Ansprechgeschwindigkeit zeigt. Durch die vorliegende Erfindung werden ferner ein Anzeigegerät und ein Anzeigeverfahren bereitgestellt, bei denen solch eine Vorrichtung als Anzeigeeinheit angewendet wird, wodurch in Verbindung mit einer Lichtquelle, einer ansteuerungsschaltung usw. ein gutes Anzeigeverhalten erzielt werden kann.

Claims (1)

1. Mesomorphe Verbindung, die durch die folgende Formel (I) wiedergegeben wird:
worin R&sub1; eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 2 bis 16 Kohlenstoffatomen bezeichnet, die eine Methylengruppe oder zwei nicht benachbarte Methylengruppen, die durch -O-, -S-, -CO-, -COO- oder -OCO- ersetzt sein können, enthalten kann und ein Wasserstoffatom enthalten kann, das durch ein Fluoratom ersetzt sein kann; A -A&sub1;- oder -A&sub1;-A&sub2;- bezeichnet; B&sub2; -B&sub3;- oder -B&sub3;-B&sub4;- bezeichnet; A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; unabhängig
bezeichnen, worin Y&sub1; und Y&sub2; unabhängig ein Wasserstoffatom, F, Cl, Br, -CH&sub3;, -CN oder -CF&sub3; bezeichnen, unter der Bedingung, daß B&sub1; eine Einfachbindung sein kann; Z&sub1; und Z&sub2; unabhängig eine Einfachbindung, -COO-, -OCO-, -CH&sub2;O- oder -OCH&sub2;- bezeichnen; Z&sub3; -O-, -CO-, -COO- oder -OCO- bezeichnet; R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; unabhängig eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 16 Kohlenstoffatomen bezeichnen, die eine Methylengruppe oder zwei Methylengruppen enthalten kann, die von denen, die direkt an Si gebunden sind, verschieden sind und durch -O-, -COO- oder -OCO- ersetzt sein können, unter der Bedingung, daß -O- nicht direkt an -O- gebunden sein kann; 1 und in unabhängig 0 oder 1 bezeichnen, unter der Bedingung, daß 1 + m ≠ 0; n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und X und Q unabhängig CH oder N bezeichnen, unter der Bedingung, daß X und Q nicht gleichzeitig N sein können.
2. Mesomorphe Verbindung nach Anspruch 1, bei der R&sub1; irgendeine von Alkyl-, Alkoxy-, Alkanoyloxy- und Alkoxycarbonylgruppen bezeichnet.
3. Mesomorphe Verbindung nach Anspruch 1, bei der A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; unabhängig
bezeichnen.
4. Mesomorphe Verbindung nach Anspruch 1, bei der mindestens zwei Gruppen von R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; Methylgruppen sind.
5. Flüssigkristallmischung, die mindestens zwei mesomorphe Verbindungen umfaßt, von denen mindestens eine eine mesomorphe Verbindung der Formel (I) nach Anspruch 1 ist.
6. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, bei der R&sub1; in der Formel (I) irgendeine von Alkyl-, Alkoxy-, Alkanoyloxy- und Alkoxycarbonylgruppen bezeichnet.
7. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, bei der A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; in der Formel (I) unabhängig
bezeichnen.
8. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, bei der mindestens zwei Gruppen von R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; in der formel (I) Methylgruppen sind.
9. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, die eine chirale smektische Phase hat.
10. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, die 1 bis 80 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
11. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, die 1 bis 60 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
12. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, die 1 bis 40 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
13. Flüssigkristallvorrichtung, die ein Paar Elektrodenplatten und eine Flüssigkristallmischung nach Anspruch 5, die zwischen den Elektrodenplatten angeordnet ist, umfaßt.
14. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13, bei der R&sub1; in der Formel (I) irgendeine von Alkyl-, Akoxy-, Alkanoyloxy- und Alkoxycarbonylgruppen bezeichnet.
15. Flüssigkristallmischung nach Anspruch 13, bei der A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; in der Formel (I) unabhängig
bezeichnen.
16. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13, bei der mindestens zwei Gruppen von R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; in der Formel (I) Methylgruppen sind.
17. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Flüssigkristallmischung eine chirale smektische Phase hat.
18. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Flüssigkristallmischung 1 bis 80 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
19. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Flüssigkristallmischung 1 bis 60 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
20. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13, bei der die Flüssigkristallmischung 1 bis 40 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
21. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13, die ferner eine isolierende Ausrichtungseintellungsschicht umfaßt.
22. Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 21, bei der die isolierende Ausrichtungseinstellungschicht gerieben worden ist.
23. Anzeigegerät, das eine Flüssigkristallvorrichtung nach Anspruch 13 und eine Einrichtung zum Anlgen einr Spannung für die Ansteuerung der Flüssigkristallvorrichtung umfaßt.
24. Anzeigegerät nach Anspruch 23, bei dem R&sub1; in der Formel (I) irgendeine von Alkyl-, Alkoxy-, Alkanoyloxy- und Alkoxycarbonylgruppen bezeichnet.
25. Anzeigegerät nach Anspruch 23, bei dem A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; in der Formel (I) unabhängig
bezeichnen.
26. Anzeigegerät nach Anspruch 23, bei dem mindestens zwei Gruppen von R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; in der Formel (I) Methylgruppen sind.
27. Anzeigegerät nach Anspruch 23, das ferner eine Ansteuerungsschaltung umfaßt
28. Anzeigegerät nach Anspruch 23, das ferner eine Lichtquelle umfaßt.
29. Anzeigeverfahren, bei dem
eine Flüssigkristallmischung bereitgestellt wird, die mindestens zwei mesomorphe Verbindungen umfaßt, von denen mindestens eine eine mesomorphe Verbindung der Formel (I) nach Anspruch 1 ist, die Ausrichtungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen durch Anlegen von Spannungen an die Flüssigkristallmischung umgeschaltet wird, um eine Anzeige zu bewirken.
30. Anzeigeverfahren nach Anspruch 29, bei dem R&sub1; in der Formel (I) irgendeine von Alkyl-, Alkoxy-, Alkanoyloxy- und Alkoxycarbonylgruppen bezeichnet.
31. Anzeigeverfahren nach Anspruch 29, bei dem A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; in der Formel (I) unabhängig
bezeichnen.
32. Anzeigeverfahren nach Anspruch 29, bei dem mindestens zwei Gruppen vonR&sub2;, R&sub3; und R&sub4; in der Formel (I) Methylgruppen sind.
33. Anzeigeverfahren nach Anspruch 29, bei dem die Flüssigkristallmischung eine chirale smektische Phase hat.
34. Anzeigeverfahren nach Anspruch 29, bei dem die Flüssigkristallmischung 1 bis 80 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
35. Anzeigeverfahren nach Anspruch 29, bei dem die Flüssigkristallmischung 1 bis 60 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
36. Anzeigeverfahren nach Anspruch 29, bei dem die Flüssigkristallmischung 1 bis 40 Masse% einer mesomorphen Verbindung der Formel (I) umfaßt.
37. Anzeigeverfahren, bei dem
eine Flüssigkristallvorrichtung bereitgestellt wird, die ein Paar Elektrodenplatten und eine dazwischen angeordnete Flüssigkristallmischung umfaßt, die mindestens zwei mesomorphe Verbindungen, von denen mindestens eine eine mesomorphe Verbindung der Formel (I) nach Anspruch 1 ist, umfaßt, und
die Ausrichtungsrichtung von Flüssigkristallmolekülen durch Anlegen von Spannungen an die zwischen den Elektrodenplatten angeordnete Flüssigkristallmischung umgeschaltet wird, um eine Anzeige zu bewirken.
39. Anzeigeverfahren nach Anspruch 37, bei dem A&sub1;, A&sub2;, B&sub1;, B&sub3; und B&sub4; in der Formel (I) unabkhängig
bezeichnen.
40. Anzeigeverfahren nach Anspruch 37, bei dem mindestens zwei Gruppen von R&sub2;, R&sub3; und R&sub4; in der Formel (I) Methylgruppen sind.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3827600A1 (de) * 1988-08-13 1990-02-15 Hoechst Ag Organosilylalkyl- oder -alkenyl-verbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung in fluessigkristallinen mischungen
JP3093507B2 (ja) * 1993-02-15 2000-10-03 キヤノン株式会社 液晶性化合物、これを含む液晶組成物、それを有する液晶素子、それらを用いた表示方法および表示装置
US5695683A (en) * 1993-09-30 1997-12-09 Hoechst Aktiengesellschaft Ferroelectric liquid crystal mixture
GB2348641A (en) 1999-04-06 2000-10-11 Secr Defence Liquid crystal alkenyl compounds incorporating a heterocyclic five-membered ring
JP2001322229A (ja) 2000-05-17 2001-11-20 Riso Kagaku Corp 感熱孔版製版方法および感熱孔版製版装置および感熱孔版原紙の熱可塑性樹脂フィルム
US20050189514A1 (en) * 2004-02-11 2005-09-01 William Thurmes Liquid crystal materials having silyl tail groups
DE102010006488A1 (de) 2009-02-19 2010-12-09 Merck Patent Gmbh Thiophenderivate und diese enthaltende FK-Medien
JP2010271049A (ja) 2009-05-19 2010-12-02 Sony Corp ２次元固体撮像装置
DE102010027099A1 (de) 2010-07-14 2012-01-19 Merck Patent Gmbh Flüssigkristallines Medium mit Stabilisator
US9957213B2 (en) * 2013-07-30 2018-05-01 Semiconductor Energy Laboratory Co. Organic compound, liquid crystal composition, liquid crystal element, and liquid crystal display device
CN110229678B (zh) * 2018-03-06 2020-10-27 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种自配向添加剂及其制备方法与应用
CN110229679B (zh) * 2018-03-06 2020-11-17 北京八亿时空液晶科技股份有限公司 一种液晶介质的自配向添加剂及其制备方法与应用

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4367924A (en) * 1980-01-08 1983-01-11 Clark Noel A Chiral smectic C or H liquid crystal electro-optical device
DE3331515A1 (de) * 1983-09-01 1985-03-21 Merck Patent Gmbh, 6100 Darmstadt Trialkanoyloxysilane
DE3601742A1 (de) * 1985-06-13 1987-07-23 Merck Patent Gmbh Organosiliciumverbindungen
US5034151A (en) * 1988-03-28 1991-07-23 Canon Kabushiki Kaisha Mesomorphic compound, ferroelectric liquid crystal composition containing same and ferroelectric liquid crystal device
DE3827600A1 (de) * 1988-08-13 1990-02-15 Hoechst Ag Organosilylalkyl- oder -alkenyl-verbindungen, verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung in fluessigkristallinen mischungen
US5344585A (en) * 1990-09-14 1994-09-06 Hoechst Aktiengesellschaft Use of 4-fluoropyrimidine derivatives as component for ferroelectric liquid crystal mixtures

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