DE69405619T2

DE69405619T2 - Flüssigkristallmaterial, Flüssigkristallzusammensetzung und Flüssigkristallelement

Info

Publication number: DE69405619T2
Application number: DE69405619T
Authority: DE
Inventors: Junichi Kawabata; Shinichi Nishiyama
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Chemicals Inc
Priority date: 1993-03-25
Filing date: 1994-03-24
Publication date: 1998-02-26
Anticipated expiration: 2014-03-25
Also published as: DE69405619D1; KR0146021B1; KR940021701A; US5422039A; EP0617109A1; EP0617109B1; CA2119828C; CA2119828A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Flüssigkristallmaterial mit mindestens zwei optisch aktiven Kohlenstoffatomen in einem Tetralinring und einer Kohlenwasserstoffkettenstruktur, eine das Flüssigkristallmaterial enthaltende Flüssigkristallmasse, ein Flüssigkristallelement, in dem das Flüssigkristallmaterial verwendet wird, und eine Carbonsäureesterverbindung.
Derzeit in breiten Umfang verwendete Anzeigevorrichtungen, in denen Flüssigkristallverbindungen eingebracht sind, werden für gewöhnlich im TN (verdreht nematisch)-Modus betrieben.
Wenn die Ansteuerung mittels des TN-Modus gewählt wird, müssen gleichwohl die Positionen der Flüssigkristallverbindungsmoleküle in einem Element der Vorrichtung verändert werden, um das angezeigte Bild zu verändern. Im Ergebnis sind Probleme verwickelt, wie, daß sich die Ansteuerzeit der Vorrichtung verlängert und die Spannung, welche zur Veränderung der Positionen der Flüssigkristallverbindungsmoleküle, d.h. der Stromverbrauch, groß wird.
Schaltelemente, in denen ferroelektrische Flüssigkristallverbindungen eingebracht sind, die sich von denen unterscheiden, in welchen der TN-Modus oder STN-Modus zur Anwendung kommt, können nur durch die Veränderung der molekularen Orientierungsrichtung der Flüssigkristallverbindungen funktionieren, und dadurch wird die Schaltzeit beträchtlich verkürzt. Ferner ist der Wert Ps x E, erhalten aus der spontanen Polarisation (Ps) der ferroelektrischen Flüssigkristallverbindung und der Intensität des angelegten elektrischen Feldes (E), der effektive Stromverbrauch zur Änderung der molekularen Orientierungsrichtung der Flüssigkristallverbindung, und demzufolge wird der Energieverbrauch ebenfalls beträchtlich verringert. Solche ferroelektrischen Flüssigkristallverbindungen wie oben erwähnt besitzen zwei stabile Zustände, nämlich Bistabilität, entsprechend der Richtung des angelegten elektrischen Feldes, und deshalb weisen sie ausgezeichnete Schalt-Schwellenwertcharakteristika auf. Demzufolge sind die ferroelektrischen Flüssigkristallverbindugnen besonders für Anzeigevorrichtungen für Animationen besonders geeignet.
Wenn diese ferroelektrischen Flüssigkristallverbindungen z.B. in optischen Schaltelementen verwendet werden, müssen sie Charakteristika aufweisen, wie eine Betriebstemperatur in der Nähe von oder nicht höher als Raumtemperatur, einen breiten Betriebstemperaturbereich, einer hohe (schnelle) Schaltgeschwindigkeit und eine Schalt-Schwellenwert-Spannung in einem geeigneten Bereich. Von diesen Charakteristika ist der Betriebstemperaturbereich eine besonders wichtige Eigenschaft, wenn die ferroelektrischen Flüssigkristallverbindungen in der Praxis zur Anwendung kommen sollen.
Bekannte ferroelektrische Flüssigkristallverbindungen weisen Nachteile auf, wie einen allgemein engen Betriebstemperaturbereich und einen Betriebstemperaturbereich in einer Raumtemperatur nicht einschließenden Hochtemperaturregion, selbst wenn ihr Betriebstemperaturbereich breit ist, wie z.B. in "J. de Phys", R.B. Meyer at al., Band 36, S. 69 (1975) und in einem Artikel von Masaaki Taguchi und Takamasa Harada, "Proceedings of Eleventh Conference on Liquid Crystal", S. 168 (1985) beschrieben. Somit gibt es keine ferroelektrische Flüssikristallverbindung, welche vom Standpunkt der praktischen Anwendbarkeit befriedigend ist.
Die vorliegende Erfindugn betrifft ein Flüssigkristallmaterial, das eine Tetralinverbindung mit optisch aktiven Kohlenstoffatomen im Tetralinring und eine Kohlenwasserstoffkettenstruktur beinhaltet, eine das Flüssigkristallmaterial enthaltende Flüssigkristallmasse und ein Flüssigkristallelement, in dem das Flüssigkristallmaterial zur Anwendung kommt. Genauer strebt die Erfindugen danach, ein Flüssigkristallmaterial bereitzustellen, welches ein Flüssigkristallelement mit ausgezeichtneten Flüssigkristallcharakteristika, wie einem breiten Betriebstemperaturbereich, einer hohen Schaltgeschwindigkeit, einem extrem geringen Stromverbrauch und einem stabilen Kontrast, bilden kann.
Die vorliegende Erfindung besteht aus einem Flüssigkristallmaterial der Formel [I]:
R-X-A¹-Y¹-A²-(Y²-A³)n-Z-R* [I]
worin R eine Alkyl- oder Polyfluoralkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- oder Gruppe - CF&sub2;- substituiert sein kann gegen eine Gruppe -O-, wobei die Gruppen -CH&sub2;- oder -Gruppen -CF&sub2;- nicht direkt an X gebunden sind und nicht benachbart sind;
X -COO-, -O-CO-, -CO- oder -O- oder eine Einfachbindung ist,
n 0 oder 1 ist,
mindestens eine Gruppe A¹, A² und A³ eine optisch aktive Gruppe ist, ausgewählt aus
wobei * ein chirales Zentrum der optisch aktiven Struktur in dem Tetralinring bedeutet, die restlichen Gruppen A¹, A² und A³ jeweils unabhängig
sind,
Y¹ und Y² jeweils unabhängig -COO-, -O-CO-, -CH&sub2;CH&sub2;-, -CH&sub2;O-, -O-CH&sub2;-, -CO-CH&sub2;- oder -CH&sub2;-CO- sind,
Z -O-, -CO-, -COO- oder -O-CO- oder eine Einfachbindung ist,
und
R* eine optisch aktive Gruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen mit mindestens einem asymmetrischen Kohlenstoffatom ist, bei der ein Wasserstoffatom, das an ein Kohlenstoffatom der optisch aktiven Gruppe gebunden ist, gegen ein Halogenatom ausgetauscht werden kann.
Die vorliegende Erfindung sieht ebenfalls eine Flüssigkristallmasse vor, die ein Flüssigkristallmaterial der Formel [I] beinhaltet.
Die vorliegende Erfindung sieht zusätzlich ein Flüssigkristallelement vor, umfassend:
eine Zelle, welche zwei einander gegenüber stehende Substrate mit einem dazwischen liegendem Zwischenraum einschließt, und
ein Flüssigkristallmaterial der Formel (I), das in den Zwischenraum eingefüllt ist.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner eine Carbonsäureesterverbindung vor, welche durch die folgende Formel angegeben wird:
wobei R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, bei der mindestens eine der Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O- oder Gruppe -COO- und die einen negativen (-) Drehwinkel aufweist, hervorgerufen durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner eine Carbonsäureesterverbindung vor, welche durch die folgende Formel angegeben wird;
worin R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O- oder Gruppe -COO- und die einen positiven (+) Drehwinkel aufweist, hervorgerufen durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist, oder der Formel (M'):
worin R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O- oder Gruppe -COO-, und die einen positiven (+) Drehwinkel aufweist, hervorgerufen durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist.
Das Flüssigkristallmaterial der Erfindung weist optisch aktive Kohlenstoffatome an mindestens zwei Stellen des Tetalinringes und der Kohlenwasserstoffkettenstruktur auf, und deshalb ist es als Flüssigkristallmaterial sehr nützlich. Die die Tetralinverbindung beinhaltende Flüssigkristallmasse und das Flüssigkristallelement, wleches mit dem Flüssigkristallmaterial gefüllt ist, besitzen ausgezeichnete Flüssigkristallcharakteristika.
Durch die Verwendung eines solchen Flüssigkristallmaterials können verschiedene Vorrichtungen mit ausgezeichneten Charakteristika, wie einem breiten Betriebstemperaturbereich, einer hohen Schaltgeschwindigkeit, einem extrem niedrigen Stromverbrauch und einem stabilen Kontrast, erhalten werden.
Die Figuren 1 bis 13 zeigen ein ¹H-NMR-Spektrum der Verbindungen, welche in jedem der Beispiele 1 bis 12 und 14 hergestellt wurden.
Die Figur 14 ist eine schematische Querschnittsansicht einer Ausführungsform eines Flüssigkristallelementes gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die Figur 15 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Flüssigkristallelementes gemäß der vorliegenden Erfindung, in welchem Fasern als ein Abstandhalter verwendet werden.
Die Figur 16 ist eine Querschnittsansicht einer anderen Ausführungsform eines Flüssigkristallelementes der vorliegenden Erfindung, in der eine Zelle zwischen zwei Polarisationsplatten angeordnet ist.
Die Figur 17 (a) ist eine schematische Ansicht, die eine Ausführungsform eines nichtlinearen Elementes zeigt, und die Figur 17 (b) ist eine schematische Ansicht, welche eine Ausführungsform eines Dreiterminal-Elementes zeigt.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend genauer beschrieben.
Zuerst wird das Flüssigkristallmaterial der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Das Flüssigkristallmaterial der vorliegenden Erfindung umfaßt eine Tetralinverbindung [I]:
R-X-A¹-Y¹-A²-(Y²-A³)n-Z-R* [I]
worin R im Grunde genommen eine Alkyl- oder Polyfluoralkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist.
Die Alkylgruppe kann geradkettig, verzweigt oder alicyclisch sein. Gleichwohl zeigt ein Carbonsäureestermolekül, bei dem R eine geradkettige Alkylgruppe ist, ausgezeichnete Flüssigkristallcharakteristika aufgrund der linear gestreckten, starren, geraden Struktur des Moleküls. Beispiele solcher geradkettiger Alkylgruppen schließen Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl, Decyl, Undecyl, Dodecyl, Tetradecyl, Hexydecyl und Octadecyl ein.
Beispiele der Polyfluoraklylgruppe schließen Gruppen ein, die erhalten werden, durch substituieren von Wasserstoffatomen in den oben erwähnten Alkylgruppen durch Fluor.
In der Erfindung kann eine Teil der Gruppen -CH&sub2;- oder der Gruppen -CF&sub2;-, welche R bilden und welche nicht direkt an X gebunden sind und nicht benachbart sind, durch eine Gruppe -O- substituiert sein. Beispiele der Alkylgruppe, in der die Gruppe -CH&sub2;- durch die Gruppe -O- substituiert ist, schließen 2-Hexyloxyethoxy, 3,6-Dioxa-1-decyloxy und Nonyloxymethyl ein.
In dem Flüssigkristallmaterial der Erfindung ist X vorzugsweise -O- oder eine Einfachbindung.
In der Formel [I] ist n 0 oder 1. Deshalb gilt, wenn n 0 ist, daß weder Y² noch A³ in der obigen Formel vorliegt.
Mindestens eine von A¹, A², und A³ ist eine optisch aktive Gruppe, gewählt aus
D.h., der Tetralinring der Tetralinverbindung zur Bildung der Flüssigkristallmasse der Erfindung weist ein asymmetrisches Kohlenstoffatom auf, angegeben durch das Symbol * in den obigen Formeln.
Wenn n 0 in der Formel [I] ist, ist mindestens eine von A¹ undA² eine Gruppe von irgendeiner der obigen Formeln. Wenn n 1 ist, ist mindestens eine von A¹, A² und A³ eine Gruppe irgendeiner der obigen Fomeln; zwei oder drei der Gruppen können jene der obigen Formeln sein.
Beispiele der 1,2,3,4-Tetrahydronaphthylgruppe, welche optische Aktivität besitzt und durch die obigen Formeln angegeben wird, schließen folgende ein: R-1,2,3,4-Tetrahydro-1,5- naphthyl, S-1,2,3,4-Tetrahydro-1,5-naphthyl, R-1,2,3,4-Tetrahydro-1,6-naphthyl, S-1,2,3,4- Tetrahydro-1,6-naphthyl, R-1,2,3,4-Tetrahydro-2,6-naphthyl, S-1,2,3,4-Tetrahydro-2,6- naphthyl, R-1,2,3,4-Tetrahydro-1,7-naphthyl und S-1,2,3,4-Tetrahydro-1,7-naphthyl.
In dem Flüssigkristallmaterial der vorliegenden Erfindung ist die gesamte Struktur der Moleküle vorzugsweise linear, so daß besonders bevorzugte 1,2,3,4-Tetrahydronaphthylgruppen mit optischer Aktivität R-1,2,3,4-Tetrahydro-2,6-naphthyl und S-1,2,3,4-Tetrahydro-2,6-naphthyl sind.
In gleicher Weise sind als 5,6,7,8-Tetrahydronaphthylgruppe mit optischer Aktivität R-5,6,7,8- Tetrahydro-2,6-naphthyl und S-5,6,7,8-Tetrahydro-2,6-naphthyl besonders bevorzugt.
Die obigen Beispiele sind jene, in denen ein Tetralinring optische Aktivität besitzt. Wenn gleichwohl zwei oder mehrere Tetralinringe in der Verbindung vorliegen, weist mindestens einer von ihnen optische Aktivität auf, oder alle von diesen besitzen optische Aktivität.
Die Gruppen A¹, A² und A³, welche nicht durch die obige Bedingung spezifiziert sind, und welche in der Formel [I] verbleiben, sind jeweils unabhängig:
In dem Flüssigkristallmaterial der vorliegenden Erfindung weisen die obigen Gruppen keine optische Aktivität auf.
Bei dem Flüssigkristallmaterial der Erfindung ist sowohl Y¹ als auch Y² vorzugsweise -COO- oder -O-CO-. Insbesondere wenn die Linearität des Moleküls in Betracht gezogen wird, ist es bevorzugt, daß mindestens eins von Y¹ und Y² -O-CO- oder -COO- ist, und es ist stärker bevorzugt, daß beide von diesen -O-CO- oder -COO- sind.
Bei dem Flüssigkristallmaterial der vorliegenden Erfindung ist Z vorzugsweise -O- oder -COO-.
Ein Wasserstoffatom, welches an den die optische aktive Gruppe R* aufbauende Kohlenstoffatom gebunden ist, kann durch ein Halogenatom wie F, Cl, Br oder I substituiert werden.
R* ist vorzugsweise eine Gruppe der Formel [II]:
-Q¹-C*H(Q²)-Q³ [II]
worin Q¹ -(CH&sub2;)q- ist, wobei q eine ganze Zahl von 0 bis 6 ist und eine Gruppe -CH&sub2;- druch eine Gruppe -O- substituiert sein kann; Q² und Q³ unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffaktomen, eine Fluoralkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom bedeuten und voneinander verschieden sind. Beispiele der Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen schließen Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl, Pentyl, Hexyl, Heptyl, Octyl, Nonyl und Decyl ein. Beispiele der Fluoralkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen schließen Gruppen ein, die durch Substituieren mindestens eines Teils der Wasserstoffatome, welche an den Kohlenstoffatomen in den obigen Beispielen der Alkylgruppen gebunden sind, durch ein Fluoratom erhalten werden. Beispiele für das Halogenatom schließen F, Cl, Br und I ein. Q² und Q³ sind Gruppen oder Atome, die sich voneinander unterscheiden, d.h., sie sind niemals untereinander gleich. Ferner, wenn eines von Q² und Q³ ein Halogenatom ist, ist das andere für gewöhnlich eine Alkylgruppe oder eine Fluoralkylgruppe.
Wenn Q¹, Q² und Q³ in der Formel [II] eine CH&sub2;-Gruppe (-CH&sub2;-Struktur) oder eine CF&sub2;- Gruppe (-CF&sub2;-Struktur) in ihren Strukturen besitzen, kann mindestens ein Teil der CH&sub2;- Gruppen oder der CF&sub2;-Gruppen durch mindestens eine von -O-, -S-, -CO-, -CHX-, (worin X ein Halogenatom ist), -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH- substituiert sein. In diesem Fall sind zwei Heteroatome (z. B. N oder O) zur Bildung dieser Gruppen nicht direkt miteinander verbunden. Somit bildet die Substitution durch diese Gruppen niemals eine neue Bindung, wie -O-O- oder -N-O-.
R* ist bevorzugt -C*H(CF&sub3;)-C&sub6;H&sub1;&sub3;, -C*H(CF&sub3;)-C&sub5;H&sub1;&sub1;, -C*H(CF&sub3;)-C&sub4;H&sub9;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub8;H&sub1;&sub7;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub7;H&sub1;&sub5;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub6;H&sub1;&sub3;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub5;H&sub1;&sub1;, -C*H(C&sub2;H&sub5;)-C&sub5;H&sub1;&sub1;, -C*H(C&sub2;H&sub5;)-C&sub6;H&sub1;&sub3;, -CH&sub2;-C*H(CH&sub3;)-C&sub2;H&sub5;, -(CH&sub2;)&sub3;-C*H(CH&sub3;)-C&sub2;H&sub5;, -C*H(CF&sub3;)-C&sub2;H&sub5;, -C*H(CF&sub3;)-CH&sub2;-COO-C&sub2;H&sub5;, -C*H(CF&sub3;)-(CH&sub2;)&sub2;OCH&sub3;, -C*H(CF&sub3;)-(CH&sub2;)&sub3;OC&sub2;H&sub5;, -C*H(CF&sub3;)-(CH&sub2;)&sub4;OCH&sub3; oder -C*H(CF&sub3;)- (CH&sub2;)&sub5;OC&sub2;H&sub5;. Das heißt, R* ist eine optisch aktive Gruppe mit mindestens einem asymmetrischen C-Atom. Wie oben beschrieben, kann das Wasserstoffatom, das an dem die optisch akitve Gruppe aufbauenden Kohlenstoffatom gebunden ist, durch ein Halogenatom, wie Fluor, substituiert sein.
Von den obigen Gruppen ist C*H(CF&sub3;)-C&sub6;H&sub1;&sub3; und -C*H(CH&sub3;)-C&sub6;H&sub1;&sub3; besonders bevorzugt, wenn die für Flüssigkristallmaterialien erforderlichen Charakteristika in Betracht gezogen werden.
Beispiele der Tetralinverbindung der Formel [I] schließen die in den Tabellen 1 bis 15 aufgeführten Verbindungen ein.
In den Tabellen 1 bis 15 bedeutet der Tetralinring der folgenden Formel
der ohne Bindungsstriche gezeigt wird, einen Tetralinring, welcher optische Aktivität besitzt und durch die folgende Struktur gekennzeichnet ist:
Jedes der in der Verbindung der Formel [I] vorliegenden asymmetrischen Kohlenstoffatome weist eine R-Form und eine S-Form auf, und deshalb schließt die Verbindung Nr. 1 in den Tabellen 1 bis 15 insgesamt 16 Verbindungen ein.
Spezifisch schließen die Beispiele der Verbindung der Formel [I], worin n 1 ist, namentlich die Verbindung der Formel [I-A], Verbindungen ein, die in den Tabellen 1 bis 3 gezeigt sind.
R-X-A¹-Y¹-A²-Y²-A³-Z-R* [I-A] Tabelle 1 Tabelle 2 Tabelle 3
Beispiele der Verbindung der Formel [I], worin n 0 ist, nämlich die Verbindung der Formel [I- B], schließen Verbindungen ein, die in den Tabellen 4 bis 15 gezeigt sind.
R-X-A¹-Y¹-A²-Z-R* [I-B] Tabelle 4 Tabelle 5 Tabelle 6 Tabelle 7 Tabelle 8 Tabelle 9 Tabelle 10 Tabelle 11 Tabelle 12 Tabelle 13 Tabelle 14 Tabelle 15
In dem Flüssigkristallmaterial der vorliegenden Erfindung, wie oben beschrieben, sind eine Verbindung, in der der Tetralinring eine S-Form oder eine R-Form aufweist, und eine Verbindung der Formel [I], in der die Kettengruppe R* eine S-Form oder eine R-Form aufweist, beinhaltet.
Wenn demzufolge das Flüssigkristallmaterial der Verbindung einen optisch aktiven Tetralinring besitzt, schließt das Flüssigkristallmaterial die folgenden vier Typen an Verbindungen im Hinblick auf die optische Aktivität ein.
Typ 1:
Tetralinring: S-Form, Kettengruppe R*: S-Form
Typ 2:
Tetralinring: S-Form, Kettengruppe R*: R-Form
Typ 3:
Tetralinring: R-Form, Kettengruppe R*: S-Form
Typ 4:
Tetralinring: R-Form, Kettengruppe R*: R-Form
Das Flüssigkristallmaterial der Erfindung kann jedwede Verbindung der obigen vier Typen sein, und ferner kann es eine Mischung dieser Verbindungen sein. Von diesen Verbindungen weisen die Verbindungen des Typs 1 und die Verbindungen des Typs 4 (Gruppe A) oder Verbindungen des Typs 2 und die Verbindungen des Typs 3 (Gruppe B) molekulare Konfigurationen auf, welche zueinander enantiomer sind, und sie besitzen ein äquivalentes Leistungsvermögen als Flüssigkristallmaterialien im Vergleich zueinander. Wenn demzufolge Verbindungen der Gruppe A und Verbindungen der Gruppe B, welche Diastereomere bilden, verglichen werden, und eine Verbindung einer Gruppe mit größerer spontaner Polarisation verwendet wird, kann ein Flüssigkristallelement mit höherer Schaltgeschwindigkeit erhalten werden, als jene, die durch die Verwendung von Verbindungen der anderen Gruppe erhalten werden.
Ein Flüssigkristallmaterial mit optischer Aktivität sowohl in der cyclischen Struktur als auch in der Seitenkette z.B. das Flüssigkristallmaterial der Erfindung, ist bisher nicht bekannt gewesen.
Nehme man z. B. eine Verbindung der Formel [A]:
worin das asymmetrische Kohlenstoffatom von R* in der R-Form vorliegt.
Die Verbindung der Formel [A] ist eine Mischung der R-Form der Formel [A-1] und der S- Form der Formel [A-2] zu gleichen Teilen, und deshalb wurde keine optische Aktivität in dem Tetralinring-Teil festgestellt:
Als gleichwohl die Verbindungen der Formel [A] zu einer Verbindung der Formel [A-1] (R- Form) und einer Verbindung der Formel [A-2] (S-Form) aufgelöst worden ist und ihre Charakteristika untersucht worden sind, hat sich herausgestellt, daß sie unterschiedliche chemische Charakteristika besitzen und außerdem unterschiedliche Flüssigkristallcharakteristika zeigen.
Wenn z. B. Flüssigkristallelemente, die unter Verwendung jedes der Flüssigkristallmaterialien (Verbindungen) erhalten wurden, bezüglich der Schaltgeschwindigkeit gemessen wurden, wurde ein deutlicher Unterschied in der Schaltgeschwindigkeit zwischen den unter Verwendung der Verbindung der Formel [A-1] und der Verbindung der Formel [A-2] erhaltenen Elemente festgestellt. Demzufolge wird, wenn die eine niedrige Schaltgeschwindigkeit zeigende Verbindung entfernt wird (racemische Modifikation) und das Diastereomer einzeln verwendet wird, die Schaltgeschwindigkeit deutlich erhöht.
Wenn mit anderen Worten, was zumindest die Schaltgeschwindigkeit betrifft, das Flüssigkristallmaterial zwei oder mehr optisch aktive Kohlenstoffatome besitzt, erhöht die Verbindung, in der Konfiguration jedes optisch aktiven Kohlenstoffatoms das Dipolmoment des ganzen Moleküls erhöht, steigert ebenfalls die spontane Polarisation als Molekülaggregat, und somit besitzt eine solche Verbindung eine Schaltgeschwindigkeit, die höher als die des Diastereomeren davon (d. h. die Verbindung, in der die Konfiguration das Dipolmoment des gesamten Moleküls schwächt) ist.
Die oben beschriebene Verbindung kann durch eine spezifische Kombination von bekannten Synthesetechniken hergestellt werden, bei denen die optische Auflösung des Ausgangsmaterials mit einem Tetralinring durchgeführt wird.
Z. B. kann eine Carbonsäureesterverbindung, die für das Flüssigkristallmaterial der Formel [I] geeignet ist, aus einer optisch aufgelösten Verbindung, gewählt aus 1,2,3,4-Tetrahydro-6-alkoxynaphthalin-2-carbonsäure, 1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2-carbonsäure, 1,2,3,4- Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure und davon abgeleiteten Estern, und einem Monoalkohol mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, hergestellt werden. Bei der optisch aufgelösten Verbindung ist der Rotationswinkel, welcher durch eine optisch aktive Struktur mit einem chiralen Zentrum, welches eines der Kohlenstoffatome in deren Tetralinring ist, verursacht wird, (-) oder (+).
Bei dem obigen Verfahren ist es bevorzugt, wenn der Rotationswinkel (+) ist, daß der Monoalkohol mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen ein 1-Methylalkohol [RCH(CH&sub3;)OH: R = C2-C18] ist. Wenn der obige Rotationswinkel (-) ist, ist es bevorzugt, daß der Monoalkohol mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen ein 1-Trifluormethylalkohol [RCH(CF&sub3;)OH: R=C2-C18) ist.
Das Verfahren zur Herstellung der Carbonsäureesterverbindungen in der vorliegenden Verbindung wird genauer mit Bezug auf die folgende Syntheseroute beschrieben: Essigsäure/Bromwasserstoffsäure Benzylbromid optische Auflösung N,N-Dicyclohexylcarbodiimid/Methylenchlorid Pd-Karbon
D. H., daß z. B. eine Mischung aus 6-Alkoxynaphthalin-2-carbonsäure und 1,2-Diethoxyethan unter Rückfluß gekocht wird, während tropfenweise Isoamylalkohol in Gegenwart von metallischem Natrium hinzugetropft wird, wodurch 1,2,3,4-Tetrahydro-6-alkoxynaphthalin-2- carbonsäure erhalten wird. Dieses ist eine racemische Modifikation.
Die derart erhaltene 1,2,3,4-Tetrahydro-6-alkoxynaphthalin-2-carbonsäure wird mit Essigsäure und Bromwasserstoffsäure umgesetzt, wodurch 1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2- carbonsäure erhalten wird.
Die erhaltene 1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2-carbonsäure wird mit Benzylbromid in Gegenwart von Kaliumhydroxid umgesetzt, wodurch man 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure erhält. Die derart erhaltene Verbindung wird unter Rückfluß in Gegenwart eines Säurekatalysators erhitzt, wodurch man 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäuremethylester erhält.
Der derart erhaltene 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäuremethylester, welcher eine racemische Modifikation ist, wird zu 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin- 2-carbonsäuremethylester der optisch aktiven (+)-Form und 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäuremethylester der optisch aktiven (-)-Form mittels Hochgeschwindigkeitsflüssigchromatographie unter Verwendung einer Säule zur optischen Auflösung optisch aufgelöst. Dann wird jeder der optisch aktiven Methylester hydrolysiert, um eine optisch aktive 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure zu erhalten.
Die optische Auflösung kann nach der Synthese des 1,2,3,4-Tetrahydro-6-alkoxynaphthalin-2- carbonsäuremethylesters in gleicher Weise wie oben durchgeführt werden, anstelle der Durchführung in der oben erwähnten Stufe.
Dann wird die optisch aktive 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure mit einem optisch aktiven Alkylalkohol, welcher gesondert synthetisiert wird unter Verwendung von Methylenchlorid als Lösungsmittel in Gegenwart von 4-N,N-Dimethylaminopyridin umgesetzt, während eine Lösung von N,N'-dicyclohexylcarbodiimid tropfenweise hinzugegeben wird, um optisch aktives 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carboxylat zu erhalten.
Das derart erhaltene optisch aktive 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carboxylat wird in ein Lösungsmittel wie Tetrahydrofuran eingeführt und mit Wasserstoffgas in Gegenwart eines reduzierenden Katalysators wie Palladium/Kohlenstoff reduziert, wodurch ein optisch aktives 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carboxylat erhalten wird.
Dann wird das derart erhaltene optisch aktive 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2- carboxylat mit 4-Alkoxybiphenylcarbonsäure unter Verwendung von Methylenchlorid als Lösungsmittel in Gegenwart von 4-N,N-Dimethylaminopyridin umgesetzt, während eine Lösung von N,N-Dicyclohexylcarbodiimid tropfenweise hinzugegeben wird, wodurch man eine Tetralinverbindung erhält, welche ein Flüssigkristallmaterial mit mindestens zwei optisch aktiven Kohlenstoffatomen ist.
Das oben erwähnte Verfahren wird als ein Beispiel der Verfahren zur Herstellung von Flüssigkristallmaterialien der Erfindung angeführt. Die Flüssigkristallmaterialien dieser Erfindung sind auf keinen Fall auf jene beschränkt, die durch dieses Verfahren hergestellt werden.
Um z. B. das optisch Isomer aufzulösen, gibt es andere Verfahren als die oben erwähnte Hochgeschwindigkeitsflüssigchromatographie unter Verwendung einer Säule zur optischen Auflösung, wie ein Verfahren der bevorzugten Kristallisation, umfassend das Zusetzen eines Kristalls (d. h. Keimungskristalls) einer optisch aktiven Substanz zu einer gesättigten Lösung einer racemischen Modifikation, um die Kristallisation zu Beschleunigen, so daß eine optisch aktive Substanz erhalten wird, und ein Verfahren, umfassend das Herstellen eines diastereomeren Salzes aus einer racemischen Modifikation (Säure) und einer optisch aktiven Base, das Auflösen des diastereomeren Salzes zu einem reinen diastereomeren Salz durch Umkristallisation und Zersetzen des Salzes mit einer Säure oder einer Alkalie unter Erhalt einer optisch aktiven Substanz. Jedwedes dieser Verfahren kann bei der vorliegenden Erfindung zur Anwendung kommen.
Die Tetralinverbindung der Formel [I], welche wie oben erhalten wird, kann als ein Flüssigkristallmaterial verwendet werden.
Insbesondere die Tetralinverbindung mit optischer Aktivität kann als eine ferroelektrische Flüssigkristallverbindung oder als eine antiferroelektrische Flüssigkristallverbindung verwendet werden.
Von solchen Tetralinverbindungen, welche durch das obige Verfahren hergestellt werden können, besitzen die folgenden Verbindungen [14] und [15] äußerst ausgezeichnete Flüssigkristallcharakteristika:
Ferner ist ebenfalls ein Aspekt dieser Erfindung die Bereitstellung von Tetralinverbindungen, welche für das Flüssigkristallmaterial der vorlieglenden Erfindung besonders geeignet sind.
Eine Carbonsäureesterverbindung der vorliegenden Erfindung wird durch die Formel (L) angegeben:
worin R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, in der mindestens eine der Gruppen -CH&sub2;- durch die Gruppe -O- oder die Gruppe -COO- substituiert sein kann, und wobei der Rotationswinkel, welcher durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, welches eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist, verursacht wird, (-) ist.
Die andere Carbonsäureesterverbindung der vorliegenden Erfindung wird durch die Formeln (M) und (M'), wie oben definiert, angegeben, worin R¹ und R² die gleiche Bedeutung wie oben beschrieben besitzen und der durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, welches eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist, verursachte Rotationswinkel (+) ist.
Von solchen Carbonsäureesterverbindungen besitzen die folgenden Verbindungen [98-], [104-], [109-], [202+], [164-], [170] und [186-] äußerst ausgezeichnete Kristallcharakteristika.
In den Flüssigkristallmaterialien der Erfindung gibt es viele Verbindungen, die in der Lage sind, innerhalb eines weiten Temperaturbereiches in einer smektischen Phase vorzuliegen. Gleichwohl war ein Flüssigkristallmaterial, welches in der Lage war, innerhalb eines weiten Temperaturbereiches in einer smektischen Phase vorzuliegen, wenn eine Verbindung mit Flüssigkristallcharakteristika einzeln eingesetzt wird, wie im Fall der oben erwähnten Verbindung, bisher kaum bekannt.
Das Flüssigkristallmaterial der Erfindung besitzt einen weiten Temperaturbereich, wo sich das Flüssigkristallmaterial in einer smektischen Phase befindet. Ferner besitzt ein mit einer solchen Flüssigkristallmaterial gefülltes Flüssigkristallelement, z. B. ein optisches Schaltelement, ausgezeichnete Hochgeschwindigkeits-Ansprecheigenschaften.
Das Flüssigkristallmaterial der Erfindung kann einzeln verwendet werden, oder es kann mit einer anderen Flüssigkristallverbindung vermischt werden und als eine Masse verwendet werden. Z. B. kann das Flüssigkristallmaterial der Erfindung entweder als ein Hauptbestandteil einer ferroelektrischen Flüssigkristallmasse oder einer antiferroelektrischen Flüssigkristallmasse verwendet werden, oder es kann als ein Hilfsstoff einer Flüssigkristallmasse, welche als ein Hauptbestandteil eine andere Flüssigkristallverbindung, die in der Lage ist, in einer smektischen Phase vorzuliegen, enthält, verwendet werden. D. h., das Flüssigkristallmaterial der Erfindung, das in der Lage ist, in einer smektischen Phase vorzuliegen, kann als ein Hauptbestandteil einer Flüssigkristallmasse oder als ein Hilfsstoff einer Flüssigkristallmasse, welche eine andere Flüssigkristallverbindung als ein Hauptbestandteil enthält, verwendet werden. Das Flüssigkristallmaterial, welches nicht in der Lage ist, in einer smektischen Phase vorzuliegen, kann als ein Hilfsstoff einer Flüssigkristallmasse verwendet werden, welche ein anderes Flüssigkristallmaterial als ein Hauptbestandteil enthält.
Beispiele der Flüssigkristallverbindung, welche in Kombination mit dem Flüssigkristallmaterial der Erfindung der Formel [I] verwendet werden können, schließen folgende ein:
(+)-4'-(2"-Methylbutyloxy)phenyl-6-octyloxynaphthalin-2-carboxylat,
4-Decyloxyphenyl-6-((+)-2"-methylbutyloxy)naphthalin-2-carboxylat,
Flüssigkristallverbindungen wie
und
solche Verbindungen, mit jeweils einer cyclischen Struktur und optischer Aktivität, wie
Beispiele der Flüssigkristallverbindungen können ebenfalls folgende einschließen:
Flüssigkristallverbindungen in Form von Schiff'schen Basen, wie
Azoxy-Flüssigkristallverbindungen, wie
Benzoesäureester-Flüssigkristallverbindungen, wie
Cyclohexylcarbonsäureester-Flüssigkristallverbindungen, wie
Biphenyl-Flüssigkristallverbindungen, wie
Terphenyl-Flüssigkristallverbindungen, wie
Cyclohexyl-Flüssigkristallverbindungen, wie
und
Pyrimidin-Flüssigkristallverbindungen, wie
Die Flüssigkristallmasse der vorliegenden Erfindung enthält das Flüssigkristallmaterial der vorliegenden Formel [I] und andere Verbindungen, wie die oben beispielhaft angegebenen Verbindungen. Obgleich die Menge des Flüssigkristallmaterials der Formel [I], welche hinzugesetzt ist, z. B. unter Berücksichtigung der Charakteristika der resultierenden Flüssigkristallmasse gegebenenfalls bestimmt werden können, wird das Flüssigkristallmaterial der Formel [I] für gewöhnlich in der Masse der Erfindung in einer Menge von 1 bis 99 Gewichtsteilen, vorzugsweise 5 bis 75 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge der Flüssigkristallkomponenten in der Masse, eingesetzt.
Die Flüssigkristallmasse kann Additive, welche in herkömmliche Flüssigkristallmassen eingebracht werden, wie ein Leitfähigkeit vermittelndes Mittel und ein die Lebensdauer erweiterndes Mittel, in Ergänzung zu dem Flüssigkristallmaterial der Erfindung enthalten.
Die Flüssigkristallmasse der Erfindung kann mit dem Flüssigkristallmaterial der Formel [I] und, falls gewünscht, anderen Flüssigkristallmaterialien und Additiven, welche zusammengemischt werden, hergestellt werden.
Die das oben erwähnte Flüssigkristallmaterial enthaltende Flüssigkristallmasse besitzt ein optisches Schaltphänomen, wenn Spannung angelegt wird, und deshalb können Anzeigevorrichtungen mit guter Response unter Verwendung dieses Phänomens hergestellt werden. Flüssigkristallelemente, in denen dieses Phänomen zur Anwendung kommt, und Verfahren, zum Ansteuern der Elemente unter Verwendung dieses Phänomens sind z. B. in den offengelegten japanischen Patentveröffentlichungen, 107216/1981 und 118744/1981 beschrieben.
Obgleich Verbindungen verwendet werden können, die in der Lage sind, als Flüssigkristallmaterial für solche Anzeigevorrichtungen in smektischen C-, F-, G-, H-, I-, J- und K-Phasen vorzuliegen, zeigen Anzeigevorrichtungen, in denen andere Flüssigkristallverbindungen als jene in smektischer C-Phase eingebracht sind, im allgemeinen eine niedrige (langsame) Ansprechgeschwindigkeit. Aus diesem Grund wurde das Ansteuern von Flüssigkristallelementen, in denen ein Flüssigkristallmaterial in einer smektischen C-Phase eingebracht ist, vom Standpunkt der praktischen Anwendbarkeit als effektiv angesehen.
Gleichwohl kann das Flüssigkristallmaterial dieser Erfindung nicht nur in einer smektischen C- Phase verwendet werden, jedoch auch in einer smektischen A-Phase, und zwar unter Verwendung eines Verfahrens zum Ansteuern einer Anzeigevorrichtung, in der ein Flüssigkristallmaterial in einer smektischen A-Phase eingebracht ist, wie es bereits von den Erfindern der vorliegenden Anmeldung in der offengelegten japanischen Patentveröffentlichung Nr. 918/1990 vorgeschlagen wurde. D. h., die Anwendung der Ansteuermethode macht es möglich, das Flüssigkristallelemente der Erfindung in einem weiten Bereich zu betreiben und die elektrooptische Ansprechgeschwindigkeit des Elements zu erhöhen.
Das Flüssigkristallelement der vorliegenden Erfindung beinhaltet eine mit dem Flüssigkristallmaterial angefüllte Zelle und Polarisationsplatten. Genauer gesagt, besteht das Flüssigkristallelement der Erfindung, wie in Figur 14 gezeigt, aus einer Zelle 13, die aus zwei transparenten Substraten 11a, 11b besteht, welche so angeordnet sind, daß sich dazwischen ein Zwischenraum 14 bildet, der mit einem Flüssigkristallmaterial 12 angefüllt ist, und zwei transparenten Elektroden 15a, 15b, welche jeweils auf jeder der Oberflächen der zwei transparenten Substrate 11a, 11b ausgebildet sind, wobei die Oberflächen dem Flüssigkristallmaterial 12 gegenüberstehen, das Flüssigkristallmaterial 12 in den Zwischenraum 14 der Zelle 13 eingefüllt ist und zwei Polarisationsplatten (nicht gezeigt) auf jeder äußeren Seite der Zelle 13 angeordnet sind.
Bei der vorliegenden Erfindung können Glasplatten oder transparente Polymerplatten als transparente Substrate verwendet werden. Das transparente Subtrat besitzt für gewöhnlich eine Dicke von 0,01 bis 1,0 mm, wenn es eine Glasplatte ist.
Flexible transparente Substrate können ebenfalls als transparente Substrate der Erfindung verwendet werden. In diesem Fall kann mindestens eine der transparenten Substrate flexibel sein, oder beide von diesen können flexibel sein.
Beispiele der flexiblen Substrate sind Polymerfilme.
Eine transparente Elektrode wird auf der Oberfläche des transparenten Substrats vorgesehen. Die transparente Elektrode kann ausgebildet werden, indem die transparente Subtratoberfläche mit z. B. Indiumoxid oder Zinnoxid beschichtet wird. Die Dicke der transparenten Elektrode beträgt für gewöhnlich 100 bis 2.000 Ångström.
Auf der transparenten Elektrode, welche auf dem transparenten Substrat vorgesehen ist, kann ferner eine Orientierungsregelschicht oder eine ferroelektrische Schicht vorgesehen sein. Beispiele für die Orientierungsregelschicht schließen einen organischen Dünnfilm oder einen anorganischen Dünnfilm ein, der durch chemische Adsorption eines Organosilankupplungsmittels oder eines multinuklearen Carbonsäurekomplexes gebildet wird. Beispiele für den organischen Dünnfilm schließen Dünnfilme von Polymeren wie Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyamid, Polyvinylalkohol (Poval) und Polyimid ein.
Beispiele für den anorganischen Dünnfilm schließen Dünnfilme von Oxiden wie Siliciumoxid, Germaniumoxid und Aluminiumoxid, Dünnfilme von Nitriden, wie Siliciumnitrid und andere Halbleiter-Dünnfilme ein.
Um solchen Dünnfilmen Orientierungseigenschaften zu verleihen, kann ein Verfahren zur Verleihung von Anisotropie oder Formspezifität den Filmen während der Bildung der Filme und ein Verfahren zur Verleihung von Orientierungseigenschaften von außen nach Bildung der Dünnfilme angewandt werden. Genauer gesagt, kann ein Verfahren, bei dem die transparente Elektrode mit einem Polymermaterial wie einem Polyimidharz beschichtet wird, um einen Dünnfilm auszubilden, und dann der Dünnfilm in einer Richtung gerieben wird, ein Verfahren, bei dem ein Polymerfilm gestreckt wird, um Orientierungseigenschaften zu vermitteln, und ein Verfahren, bei dem ein Oxid durch rhombische Abscheidung abgeschieden wird, erwähnt werden.
Zwei der transparenten Substrate, wobei jedes die transparente Elektrode aufweist, sind in der Weise angeordnet, daß die zwei transparenten Elektroden sich gegenüber stehen, und ein Zwischenraum wird zwischen den beiden transparenten Substraten ausgebildet, der mit einem Flüssigkristallmaterial angefüllt wird. Die Breite des derart ausgebildeten Zwischenraums beträgt für gewöhnlich 1 bis 10 µm, bevorzugterweise 1 bis 5 µm. Der Zwischenraum kann z.B. ausgebildet werden, in dem die zwei Substrate in der Weise angeordnet sind, daß sie einen Abstandshalter zwischen sich halten. Als Abstandshalter kann z. B. ein Polymermaterial vom Polyimid-Typ, erhalten durch Musterbildung (patterning) eines photoempfindlichen Polyimid- Vorläufers, vewendet werden. Durch die Verwendung des Abstandshalters wird eine Monodomäne durch den Grenzflächeneffekt zwischen dem Abstandshalter und dem Flüssigkristallmaterial gebildet.
Wie in Figur 15 gezeigt, werden Fasern 46 in ein Flüssigkristallmaterial 43 eingebracht und als ein Abstandshalter verwendet, welcher sich von den oben erwähnten Abstandshaltern unterscheidet. Durch die Verwendung der Faser 46 können die transparenten Substrate 47, wobei jedes eine transparente Elektrode 45 aufweist, einen Zwischenraum mit konstanter Breite bilden.
Anstelle von oder zusammen mit den oben erwähnten Fasern kann ebenfalls teilchenförmiges Material zu Anwendung kommen. Beispiele für das teilchenförmige Material sind Teilchen aus Melaminharz, Harnstoffharz und Benzoguanaminharz mit einem Durchmesser von 1 bis 10 µm ein.
Die zwei transparenten Substrate, die so angeordnet sind, daß sie in der oben beschriebenen Weise zwischen sich einen Zwischenraum bilden, werden generell mit einem Versiegelungsmaterial entlang ihres Umfanges versiegelt. Beispiele für das Versiegelungsmaterial schließen Epoxyharz und Silikonharz, gegebenenfalls mit z. B. Acrylkautschuk oder Silikonkautschuk modifiziert, ein.
Der Zwischenraum der Flüssigkristallzelle, welche die oben erwähnte Struktur besitzt, wird mit einem die Verbindung der Formel [I] umfassenden Material angefüllt.
Das in den Zwischenraum der Flüssigkristallzelle eingefüllte Flüssigkristallmaterial kann z. B. durch ein Temperaturgradientenverfahren, bei dem eine Abstandshalterkante verwendet wird, oder durch ein Regulierverfahren zur monoaxialen Orientierung wie einer Oberflächenbehandlung unter Verwendung eines Orientierungsfilms, orientiert werden. Bei der vorliegenden Erfindung kann ebenfalls eine anfängliche Orientierung des Flüssigkristallmaterials vorgenommen werden, indem ein elektrisches Feld angelegt wird, gebildet durch Anlegen einer Gleichstrom-Vorspannung am Flüssigkristallmaterial, während das Material erhitzt wird.
Die Flüssigkristallzelle, die mit dem Flüssigkristallmaterial gefüllt ist und wie oben beschrieben anfänglich orientiert wurde, wird zwischen zwei Polarisationsplatten gebracht. Wie in Figur 16 gezeigt, können zwei oder mehr Zellen 58, welche jeweils zwei transparente Substrate 57, transparente Elektroden 55 und ein Flüssigkristallmaterial 53, wie oben beschrieben aufweisen, ebenfalls zwischen zwei Polarisationsplatten 56 angeordnet werden.
Bei dem Flüssigkristallelement der Erfindung sind die zwei Polarisationsplatten in der Weise angeordnet, daß zwei Polarisationsebenen der Polarisationsplatten einen Winkel von 70 bis 110º bilden. Vorzugsweise werden diese zwei Polarisationsplatten so angeordnet, daß die Polarisationsrichtungen der Polarisationsplatten sich im rechten Winkel treffen, d. h., daß der oben erwähnte Winkel 90º beträgt.
Beispiele für solche Polarisationsplatten schließen Harzfilme bzw. folien wie Polyvinylalkoholfilme und Polyvinylbutyralfilme ein, denen Polarisationseigenschaften vermittelt wurden, indem die Filme in Gegenwart z. B. von Iod gestreckt wurden, um den Filmen zu ermöglichen, daß sie Iod absorbieren. Diese Polarisationsfilme können mit einem anderen Harz unter Bildung einer Mehrschichtstruktur beschichtet werden.
Bei der vorliegenden Erfindung kann zwischen den wie oben angeordneten zwei Polarisationsplatten die Flüssigkristallzelle in der Weise angeordnet werden, daß die Zelle einen Winkel (Rotationswinkel) innerhalb des Bereichs von ±10º von dem Zustand, wo die Menge des durchgehenden Lichtes minimiert ist (d.h. der dunkelste Zustand), liegt. Vorzugsweise erzeugt die Zelle den dunkelsten Zustand. Alternativ dazu kann die Flüssigkristallzelle zwischen den wie oben angeordneten zwei Polarisationsplatten in der Weise gestellt werden, daß die Zelle einen Winkel (Rotationswinkel) innerhalb des Bereiches von ± 10º von dem Zustand bilden, wo die Menge des durchgelassenen Lichtes ein Maximum bildet (d. h. der hellste Zustand). Vorzugsweise erzeugt die Zelle den hellsten Zustand.
Wie in Figur 14 gezeigt, kann das Flüssigkristallelement der Erfindung hergestellt werden, indem der Zwischenraum 14 der Zelle 13 mit dem Flüssigkristallmaterial 15 gefüllt wird und das Flüssigkristallmaterial 15 anfänglich orientiert wird.
Das Flüssigkristallmaterial 15 wird für gewöhnlich erhitzt, bis es schmilzt, und es wird in den Zwischenraum 14 der Zelle 13 eingefüllt (gegossen), wobei die Zelle 13 so lange bei einem reduziertem Druck gehalten wird, bis das Flüssigkristallmaterial 15 im geschmolzenen Zustand vorliegt. Nachdem das Flüssigkristallmaterial eingefüllt worden ist, wird der Einlaß für das Flüssigkristallmaterial, welcher in der Zelle vorgesehen ist, verschlossen.
Dann wird die Zelle, deren Einlaß verschlossen worden ist, auf eine Temperatur von nicht weniger als der Temperatur, bei der das Flüssigkristallmaterial 15, das in die Zelle eingefüllt worden ist, anfängt, eine isotrope Phase zu zeigen, erhitzt, und dann wird auf eine Temperatur abgekühlt, bei der das Flüssigkristallmaterial 15 anfängt, eine Flüssigkristallphase zu zeigen.
Bei der vorliegenden Erfindung wird das Kühlen vorzugsweise bei einer Kühlrate von nicht mehr als 2 ºC/min, weiter bevorzugt von 0,1 bis 2,0 ºC/min, besonders bevorzugt von 0,1 bis 0,5 ºC/min, durchgeführt. Als Ergebnis des Kühlens der Zelle 13 mit einer solchen Kühlrate verbessert sich der anfängliche Orientierungszustand des Flüssigkristallmaterials 15, und so wird ein Flüssigkristallelement mit einer Flüssigkristallphase, welche fast keine Orientierungseffekte zeigt, und welche aus einer Monodomäne besteht, leicht gebildet. Der Ausdruck "anfängliche Orientierung" bezeichnet einen Zustand, wo das Flüssigkristallmaterial angeordnet wird, bevor der Orientierungsvektor des Flüssigkristallmaterials durch z. B. Anlegen einer elektrischen Spannung am Flüssigkristallmaterial verändert wird.
Das derart gebildete Flüssigkristallelement der Erfindung besitzt ausgezeichnete Eigenschaften, wie Kontrast, im Vergleich zu herkömmlichen Flüssigkristallelementen, und deshalb kann es in geeigneter Weise für z. B. ein oberflächenstabilisiertes ferroelektrisches Flüssigkristallelement, ein helikal moduliertes Element, ein übermäßig gestreutes Element, ein Gast-Wirt-Element oder ein vertikal orientiertes Flüssigkristallelement verwendet werden.
Das Flüssigkristallelement der Erfindung kann angesteuert werden z. B. durch Anlegen eines elektrischen Feldes, welches für gewöhnlich so reguliert wird, daß es eine Frequenz von 1 Hz bis 100 kHz, vorzugsweise 10 Hz bis 10 kHz aufweist, und welches für gewöhnlich eine Spannung von 0,01 bis 60 Vp-p/µmt (Spannung pro 1 µm Dicke), vorzugsweise von 0,05 bis 30 Vp-p/µmt, besitzt.
Wenn das Flüssigkristallelement der Erfindung, in dem das Flüssigkristallmaterial der Formel [I] eingebracht ist, verwendet wird, zeigt der Betrag des durch das Flüssigkristallelement durchgelassenen Lichts zwei Arten von Hysterese-Kurven, in denen die Breite der Wellenform des zum Ansteuern des Flüssigkristallelementes angelegten elektrischen Feldes (Ansteuerwelle) verändert wird. D. h., es gibt zwei Ansteuermethoden. Die eine ist eine Ansteuermethode, welche die sog. Bistabilität nutzt, und die andere ist eine Ansteuermethode, welche die sog. Tristabilität benutzt.
Wenn das Flüssigkristallelement der Erfindung hergestellt wird, indem die Flüssigkristallzelle, welche mit einem optisch aktiven Flüsssigkristallmaterial gefüllt ist, zwischen zwei Polarisationsplatten, deren Polarisationsebenen sich im rechten Winkel treffen, so angeordnet wird, daß das Element den dunkelsten Zustand ohne Anlegen eines elektrischen Feldes annimmt, kann das Flüssigkristallelement z. B. angesteuert werden, indem eine Rechteckwelle (oder Pulswelle), eine Dreieckwelle, eine sinusförmige Welle oder eine Welle aus einer Kombination aus diesen Wellen mit einer Frequenz von 50 Hz bis 100 kHz, vorzugsweise 70 Hz bis 10 kHz, angelegt wird. Wenn z. B. eine Rechteckwelle (oder Pulswelle oder beide in Kombination) an das Flüssigkristallelement angelegt wird, kann die Geschwindigkeit zum Ansteuern des Flüssigkristallelements erhöht werden, indem die Breite des elektrischen Felds auf nicht mehr als 10 msek, vorzugsweise 0,01 bis 10 msek, eingestellt wird. In diesem Bereich kann das Flüssigkristallelement der Erfindung als ein bistabiles Element verwendet werden. Ferner kann das Flüssigkristallelement der Erfindung als tristabiles Element in dem Bereich verwendet werden, wo die Ansteuergeschwindigkeit nicht so hoch sein muß, indem die Breite des elektrischen Feldes auf mehr als 10 msek, vorzugsweise 33 bis 1.000 msek, eingestellt wird. Die Breite des elektrischen Feldes bedeutet z. B. bei Rechteckwellen die Länge (Periode) des bei einer vorbestimmten Spannung gehaltenen elektrischen Feldes.
Durch die Verwendung der Flüssigkristallelemente der Erfindung können verschiedene Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und elektro-optische Anzeigevorrichtungen hergestellt werden. Ferner können von den Flüssigkristallelementen der Erfindung jene, die mit einem Flüssigkristallmaterial, das in der Lage ist, in einer smektischen Phase vorzuliegen, zur Herstellung von Flüssigkristallanzeigevorrichtungen und elektro-optischen Anzeigevorrichtungen, wie Flüssigkristallanzeigevorrichtungen vom Speicher-Typ, einschließlich Flüssigkristallanzeigeelemente vom Typ des thermischen Schreibens und Flüssigkristallanzeigeelemente vom Laserschreib-Typ, verwendet werden. Ferner können durch die Verwendung der Flüssigkristallmaterialien mit Antiferroelektrizität und optisch aktiven Kohlenstoffatomen im Tetralinring und dem Kohlenwasserstoffkettenstrukturteil optische Schaltelemente wie optische Schalter oder Flüssigkristalldrucker und Flüssigkristallanzeigevorrichtungen oder elektro-optische Anzeigevorrichtungen wie piezoelektrische Elemente und pyroelektrische Elemente hergestellt werden.
D. h., das für das Flüssigkristallelement der Erfindung verwendete Kristallmaterial besitzt Tristabilität oder Bistabilität, und somit kann das Flüssigkristallelement eine optische Schaltfunktion oder eine Displayfunktion besitzen, indem das elektrische Feld umgedreht wird, so daß es Bistabilität erreicht.
Wenn das Flüssigkristallmaterial Bistabilität besitzt, weist es spontane Polarisation auf, und somit, wenn einmal eine Spannung an das Flüssigkristallelement der Erfindung angelegt wird, behält das Element den Speichereffekt bei, selbst nachdem das elektrische Feld nicht mehr angelegt ist. D. h., daß es nicht notwendig ist, das elektrische Feld an dem Flüssigkristallelement kontinuierlich anzulegen, um die Speicherung beizubehalten. Mithin macht es die Verwendung einer Anzeigevorrichtung, in der das Flüssigkristallelement der Erfindung eingebracht ist, möglich, den Stromverbrauch zu verringern. Auch kann ein Flüssigkristallelement, in dem das Flüssigkristallmaterial mit Tristabilität eingebracht ist, ein Speichereffekt aufrechterhalten. Ferner zeigt eine Anzeigenvorrichtung, in der ein solches Flüssigkristallelement verwendet wird, einen stabilen Kontrast, und somit ist ein angezeigtes Bild sehr scharf.
Im Fall der Verwendung des Schaltelements der Erfindung, in das das Flüssigkristallmaterial der Formel [I] eingebracht ist, kann ein Schaltvorgang durchgeführt werden, indem nur die Orientierungsrichtung des Molekuls verändert wird. In diesem Fall wirkt der erste Term einer Intensität des an das Schaltelement angelegten elektrischen Feldes zur Ansteuerung des Elementes, und deshalb kann das Element bei niedriger Spannung angesteuert werden.
Dieses Schaltelement besitzt ein Hochgeschwindigkeitsansprechverhalten von nicht länger als mehreren zig Mikrosekunden. Dieses verkürzt beträchtlich die Operationszeit des Elementes. Demzufolge macht es die Verwendung des Flüssigkristallelementes der Erfindung möglich, eine Anzeigevorrichtung (eine Flüssigkristallanzeigevorrichtung) mit großem Bildschirm mit vielen Abtastzeilen herzustellen. Die Anzeigevorrichtung kann bei Raumtemperatur oder einer Temperatur von nicht mehr als der Raumtemperatur betrieben werden, und deshalb kann die Vorrichtung ohne Hilfsmittel zur Regulierung der Betriebstemperatur betrieben werden.
Die Anzeigevorrichtung, in der das Flüssigkristallelement der Erfindung verwendet wird, kann mittels verschiedener Verfahren angesteuert werden, und Beispiele der Ansteuerverfahren sind untenstehend beschrieben.
Ein erstes Verfahren ist ein Verfahren, bei dem das Flüssigkristallelement der Erfindung zwischen zwei Polarisationsplatten angeordnet wird und eine externe Spannung an das Flüssigkristallelement angelegt wird. Im Ergebnis wird der Orientierungsvektor des Flüssigkristallmaterials verändert und die Veränderung des Orientierungsvektors erzeugt eine Doppelbrechung von Licht in dem Flüssigkristallmaterial. Bei diesem Verfahren wird die Anzeige unter Ausnutzung der Polarisation der beiden Polarisationsplatten und der Doppelbrechung durchgeführt.
Ein zweites Verfahren ist ein Verfahren, bei dem ein Flüssigkristallmaterial, dem ein dichroitischer Farbstoff hinzugesetzt worden ist, verwendet wird, und welches den Dichroismus der Farbstoffe nutzt. Bei diesem Verfahren wird die Anzeige erreicht, indem die Orientierungsrichtung der Flüssigkristallverbindung verändert wird, um die Absorptionswellenlänge von Licht durch denn Farbstoff zu verändern. Beispiele des dichroitischen Farbstoffes schließen Azo-Farbstoff, Naphthochinon-Farbstoff, Cyanin-Farbstoff und Anthrachinon-Farbstoff ein.
Die unter Verwendung des Flüssigkristallelementes der Erfindung hergestellte Anzeigevorrichtung kann mittels einer statischen Ansteuerung, mittels einer einfachen Matrixansteuerung und mittels einer Verbundmatrixansteuerung in einem Anzeigesystem elektrischer Adressierung, Anzeigesystem optischer Adressierung, Anzeigesystem thermischer Adressierung oder einem Anzeigesystem mit optischem Strahl betrieben werden.
Wenn die Anzeigevorrichtung der Erfindung durch Anlegen eines elektrischen Feldes betrieben wird, kann ein nichtlineares Element oder ein aktives Element als ein Element zur Ansteuerung jedes Pixels verwendet werden. Beispiele für zweiterminale nichtlineare Elemente schließen ein Element mit einem Varistor, einem MIM (Metall-Isolator-Metall) oder einer Diode ein, angeordnet auf einem der transparenten Substrate und die Nichtlinearität dieser Teile verwendend, wie in Fig. 17(a) gezeigt. Beispiele für dreiterminale aktive Elemente schließen ein Element ein, in dem ein TFT (Dünnfilmtransistor), ein Si-MOS (Si-Metalloxid-Halbleiter- Feldeffekttransistor) und ein SOS (Silicium auf Saphir) unter Bildung von Pixeln angeordnet sind, wie in Fig. 17(b) gezeigt.
Die Flüssigkristallmaterialien der Erfindung weisen eine Struktur auf, so daß durch zwei Chiralitäten verursachte Dipolmomente einander verstärken, um die Polarisation zu erhöhen. Somit besitzen Flüssigkristallelemente, in denen die Flüssigkristallmaterialien der Erfindung eingebracht sind, eine höhere Ansprechgeschwindigkeit.
Außerdem besitzen die Flüssigkristallmaterialien dieser Erfindung eine gute Linearität, und somit weisen sie ausgezeichnete Flüssigkristallcharakteristika (Kristallisierbarkeit) auf und können in einer Flüssigkristallphase selbst bei hohen Temperaturen vorliegen. Im Ergebnis kann der Betriebstemperaturbereich des Flüssigkristalls verbreitert werden.
Da ferner die Flüssigkristallmaterialien der Erfindung ausgezeichnete Orientierungseigenschaften besitzen und aufgrund der Linearität der Moleküle, weisen die Flüssigkristallmaterialien stark verbesserte Orientierungseigenschaften auf. Demzufolge besitzen unter Verwendung von Flüssigkristallmaterialien der Erfindung hergestellte Flüssigkristallelemente einen hohen Kontrast.
Durch die Verwendung einer Verbindung mit langer helikaler Ganghöhe unter den Flüssigkristallmaterialien der Erfindung können leicht Flüssigkristallelemente hergestellt werden, da eine ausgezeichnete Schaltleistung erreicht werden kann, selbst wenn der Zellenzwischenraum des Elementes verbreitert wird.
Wenn das gleiche und/oder andere Arten von Flüssigkristallmaterialien dem Flüssigkristallmaterial der Erfindung hinzugesetzt werden, kann der Betriebstemperaturbereich des Flüssigkristalls verbreitert werden, ohne die Ferroelektrizität oder Antiferroelektrizität des Flüssigkristallmaterials der Erfindung zu verschlechtern.
Demzufolge macht die Verwendung eines solchen Flüssigkristallmaterials es möglich, ein Flüssigkristallelement mit hoher Ansprechgeschwindigkeit in einem breiten Temperaturbereich zu erhalten.
Wenn ferner ein solches Flüssigkristallelement in einer Flüssigkristallanzeigevorrichtung verwendet wird, kann die Operationszeit der Anzeigevorrichtung beträchtlich verringert werden. Durch die Verwendung einer solche Anzeigevorrichtung kann der Stromverbrauch in starkem Maß verringert werden, ein hoher und stabiler Kontrast erhalten werden und das Ansteuern mit niedriger Spannung ermöglicht werden.
In dem Fall, wo die Flüssigkristallmaterialien der Erfindung mit jeweils einem Tetralinring als antiferroelektrische Flüssigkristallverbindungen verwendet werden, kann eine Realisierung des Speichereffektes leicht erreicht werden, und z. B. die Orientierungseigenschaften können verbessert werden.
Wenn das Flüssigkristallmaterial der Verbindung als eine ferroelektrische Flüssigkristallverbindung verwendet wird, kann eine hohe Ansprechgeschwindigkeit erreicht werden, indem vielmehr ein optisch aktives Material als ein racemisches Material zur Anwendung kommt. Die hohe Ansprechgeschwindigkeit kann aus dem Grund erhalten werden, daß die spezifische optisch aktive Struktur des Moleküls in dem Flüssigkristallmaterial die spontane Polarisation erhöht und deshalb die Ansprecheigenschaften des Moleküls auf eine angelegte Spannung verbessert.
Durch die Verwendung solcher Flüssigkristallmaterialien der Erfindung können verschiedene Vorrichtungen mit ausgezeichneten Charakteristika, wie einem breiten Betriebstemperaturbereich, einer hohen Schaltgeschwindigkeit, einem vermindertem Leistungsverbrauch und einem stabilen Kontrast, erhalten werden.

Beispiele

Die vorliegende Erfindung wird weiter in den folgenden Beispielen beschrieben.
In den Beispielen bedeuten R und S die R-Form bzw. die S-Form der optisch aktiven Substanz. Desweiteren bezeichnen die (+)- oder (-)-Angaben, die bei der resultierenden Verbindung angeführt wird, nicht dessen optisches Rotationsvermögen, sondern bezeichnen das optische Rotationsvermögen der Tetralinverbindung, welche zur Herstellung der resultierenden Verbindung verwendet wird.

Beispiel 1

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+ )-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-6-benzyloxy- 2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Erster Schritt

Zu einer Mischung aus 3,86 g (11,8 mMol) 6- Decyloxynaphthalin-2-carbonsäure und 130 ml 1,2-Diethoxyethan wurden 3,0 g (130 mg-Atom) metallisches Natrium in einer Stickstoffatmosphäre bei 120 ºC unter Rühren hinzugegeben, und die resultierende Mischung wurde auf Rückflußtemperatur erhitzt.
Zu der Mischung wurden tropfenweise 10 g (114 mMol) Isoamylalkohol während einer Zeitdauer von 1 h hinzugesetzt, und die resultierende Mischung wurde unter Rückfluß weitere 11 h lang umgesetzt. Nachdem die Reaktionsmischung sich auf Raumtemperatur abgekühlt hatte, wurde Ethanol hinzugegeben, um das verbliebene metallische Natrium in ein inertes Alkoholat umzuwandelt. Dann wurde die Reaktionsmischung mit 20 %iger Salzsäure angesäuert.
Nach Zugabe von 100 ml Wasser zur Reaktionsmischung wurde die resultierende organische Phase abgetrennt und mit Wasser gewaschen.
Die organische Phase wurde unter reduziertem Druck konzentriert, wodurch 4,25 g eines Feststoffes erhalten wurde. Der Feststoff wurde aus Toluol umkristallisiert, wodurch man 2,95 g (8,89 mml) 1,2,3,4-Tetrahydro-6-decyloxynaphthalin-2-carbonsäure erhielt.

Zweiter Schritt

16,6 g (50 mMol) der in dem ersten Schritt erhaltenen 1,2,3,4-Tetrahydro-6-decyloxynaphthalin-2-carbonsäure, 250 ml Essigsäure und 86,5 g (0,5 mol) 47 %ige Bromwasserstoffsäure wurden bei 130 ºC unter Rückfluß 7 h lang erhitzt. Nach Zugabe von destilliertem Wasser zur resultierenden Mischung wurde die Mischung unter reduziertem Druck konzentriert, wodurch 10,60 g (50 mMol) 1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2- carbonsäure erhalten wurde. Diese Carbonsäureverbindung ist eine Mischung der S-Form und der R-Form (racemische Modifikation).

Dritter Schritt

Eine Mischung aus 10,60 g (50 mMol) der in dem zweiten Schritt erhaltenen 1,2,3,4-tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2-carbonsäure, 12,85 g (75 mMol) Benzylbromid, 6,6 g (100 mMol) 85 %iges Kaliumhydroxid, 0,525 g (3,5 mMol) Natriumiodid, 200 ml Ethanol und 25 ml destilliertem Wasser wurden bei 100 ºC unter Rückfluß 12 h lang erhitzt. Zu der Mischung wurden 50 ml 10 %iges Kaliumhydroxid gegeben, und die resultierende Mischung wurde unter Rückfluß weitere 2 h lang erhitzt. Die Mischung wurde zur Abkühlung auf Raumtemperatur stehen gelassen und dann in kaltes Wasser gegeben. Danach wurde die Reaktionsmischung mit einer 3,6 %igen Salzsäure angesäuert.
Das resultierende Präzipitat wurde mittels Filtration abgetrennt und aus Toluol umkristallisiert, wodurch man 13,08 g (46,4 mMol) 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure erhielt.

Vierter Schritt

Zu einer Mischung aus 2,82 g (10 mMol) der in dem dritten Schritt erhaltenen 1,2,3,4- Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure und 50 ml Methanol wurde 1 ml (etwa 10 mMol) Salzsäure gegeben, und die resultierende Mischung wurde 4 h lang refluxiert. Nachdem die Reaktion vervollständigt war, wurde die Mischung konzentriert, und das Konzentrat wurde abgetrennt und mittels Säulenchromatographie gereinigt, wodurch man 2,90 g (9,8 mMol) 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-6-benzyloxy-2-carbonsäuremethylester erhielt.

Fünfter Schritt

Der in dem viertem Schritt erhaltene 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-6-benzyloxy-2-carbonsäuremethylester wurde einer Hochgeschwindigkeitsflüssigchromatographie unter Verwendung von Hexan/Isopropanol (8/2) als Entwicklerlösemittel unterzogen, wodurch man zwei Arten von Verbindungen erhielt, welche fast zueinander gleiche Peakflächen besaßen, jedoch mit unterschiedlichen Retentionszeiten. Als die Rotationswinkel der Verbindungen untersucht wurden, fand man, daß die Rotationswinkel der Verbindungen (+) und (-) waren. Somit wurde gezeigt, daß jede Verbindung eine optisch aktive Substanz war.

Sechster Schritt

Zu 0,86 g (2,9 mMol) des optisch aktiven (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-6-benzyloxy-2- carbonsäuremethylesters oder des optisch aktiven (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-6-benzyloxy-2-carbonsäuremethylesters, erhalten im fünften Schritt, wurden ein gemischtes Lösungsmittel aus Ethanol/Wasser (50 cm³/10 cm³) und 0,3 g Kaliumhydroxid hinzugegeben, und die resultierende Mischung wurde 3 h refluxiert. Nach Zugabe von 300 cm³ Wasser wurde die resultierende Mischung mit konzentrierter Salzsäure angesäuert, wodurch man ein Präzitipat erhielt. Das Präzitipat wurde abfiltriert, um 0,8 g (2,83 mMol) optische aktive (+)-1,2,3,4- Tetrahydronaphthalin-6-benzyloxy-2-carbonsäure oder optisch aktive (-)-1,2,3,4- Tetrahydronaphthalin-6-benzyloxy-2-carbonsäure zu erhalten.

Siebter Schritt

Zu einer Mischung aus 5,64 g (20 mMol) der optisch aktiven Substanz, (+)-1,2,3,4- Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure, erhalten in Schritt 6, 3,68 g (20 mMol) (R)- 1-Trifluormethylheptanol, 0,244 g (0,2 mMol) 4-N,N-dimethylaminopyridin und 70 ml Methylenchlorid wurden tropfenweise 25 mol einer 4,53 g (22 mMol) N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid enthaltenden Methylenchloridlösung während eines Zeitraums von 2 h bei Raumtemperatur unter Rühren hinzugegeben.
Die resultierende Mischung wurde 2 h lang bei Raumtemperatur zur Umsetzung stehen gelassen.
Die Reaktionsmischung wurde filtriert, und das erhaltene Filtrat wurde konzentriert. Das Konzentrat wurde mittels Säulenchromatographie abgetrennt, wodurch man 8,19 g (18,3 mMol) eines Esters von (+)-1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylheptanol als weißen Feststoff erhielt.

Achter Schritt

Wasserstoffgas wurde in eine Mischung aus 8,19 g (18.3 mMol) des Esters von (+)-1,2,3,4- Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylheptanol, erhalten im siebten Schritt, 3,6 g 5 % Palladium/Kohlenstoff und 50 ml Tetrahydrofuran bei Raumtemperatur unter Normaldruck 24 h unter Rühren eingeblasen.
Die Reaktionsmischung wurde unter Verwendung von Celite als Filterzusatzstoff filtriert, und das erhaltene Filtrat wurde konzentriert, wodurch man 6,78 g (18,3 mMol) eines Ester von (+)-1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylheptanol als weißen Feststoff erhielt.

Neunter Schritt

Eine Mischung aus 21,4 g (0,1 mol) 4'-Hydroxybiphenyl-4-carbonsäure, 33,15 g (0,15 mol) n- Decylbromid, 13,20 g (0,2 mol) 85 %iges Kaliumhydroxid, 1,05 g (7 mMol) Natriumiodid, 500 ml Ethanol und 100 ml destilliertes Wasser wurden bei 100 ºC unter Rückfluß 12 h lang erhitzt.
Zu der Mischung wurden 40 ml 25 %iges Kaliumhydroxid hinzugesetzt, und die resultierende Mischung wurde weitere 2 h unter Rückfluß erhitzt.
Nachdem die Reaktionsmischung zur Abkühlung auf Raumtemperatur stehengelassen wurde, wurde die Mischung in kaltes Wasser gegeben. Dann wurde die Reaktionsmischung mit 36 %iger Salzsäure angesäuert, wodurch ein Reaktionsprodukt präzitipierte.
Das Präzitipat wurde mittels Filtration abgetrennt und in Aceton gelöst. Die resultierende Lösung wurde einer heißen Filtration unterzogen, und das Filtrat wurde filtriert, wodurch man 1,97 g (6 mMol) 4'-Decyloxybiphenyl-4-carbonsäure erhielt.

Zehnter Schritt

Zu einer Mischung aus 0,35 g (1 mMol) der in dem neunten Schritt erhaltenen 4'-Decyloxybiphenyl-4-carbonsäure, 0,36 g (1 mMol) des Esters von (+ )-1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylheptanol, erhalten im achten Schritt, 0,012 g (0,1 mMol) N,N'-Dimethylaminopyridin und 10 ml Methylenchlorid wurden tropfenweise 5 ml einer 0,125 g (1,2 mMol) N,N'-Dicyclohexylcarbodiimid enthaltenden Methylenchloridlösung während eines Zeitraums von 2 h bei Raumtemperatur unter Rühren hinzugegeben. Die resultierende Mischung wurde bei Raumtemperatur 48 h umgesetzt.
Die Reaktionsmischung wurde filtriert, und das Filtrat wurde konzentriert. Das Konzentrat wurde mittels Säulenchromatographie getrennt, wodurch man 0,51 g eines farblosen fließfähigen Feststoffes erhielt.
Das M/e-Verhältnis vom FD-Massensprektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 694.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 1 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analysen wurde die Verbindung als ein Ester von 6-[4'-(4"- Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1- Trifluormethylheptanol (beispielhafte Verbindung [98+]) nachgewiesen. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 16 gezeigt.

Beispiel 2

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß (-)-1,2,3,4-Tetrahydro-6- benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure anstelle der im siebten Schritt verwendeten (+)-1,2,3,4- Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, um einen Ester von 6-[4'- (4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol zu erhalten.
Das M/e-Verhältnis vom FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 694.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 2 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde die Verbindung als ein Ester von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylheptanol (beispielhafte Verbindung [98-]) nachgewiesen. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 16 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 1

Synthese von einem Ester von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure anstelle der Verbindung (+ )-1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, um einen Ester von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol (Vergleichsverbindung [98r]) zu erhalten. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obenstehenden Verbindungen sind in Tabelle 16 gezeigt.
In den Tabellen 15 bis 24 bei den Beispielen bezeichnen Cry, SmCA*, SmC*, SmA und Iso eine Kristallphase, eine antiferroelektrische Phase, eine ferroelektrische Phase, eine smektische A- Phase bzw. eine isotrope Flüssigphase. Ferner bedeutet das Symbol , daß die Verbindung in der Phase vorliegen kann, und das Symbol - bedeutet, daß die Verbindung nicht in der Phase vorliegen kann. Jede der Zahlen ist eine Phasenübergangstemperatur zwischen denen durch das Symbol angegebenen Phasen. Das Symbol + in einer Spalte für Verbindung Nr. bedeutet, daß der durch das chirale Molekül des Tetralinrings verursachte Rotationswinkel + ist, daß Symbol - bedeutet, daß der durch das chirale Molekül des Tetralinrings verursachte Rotationswinkel - ist, und der Buchstabe r bedeutet eine racemische Modifikation. Jede der Zahlen unterhalb der Phasenreihen steht für eine Phasenübergangstemperatur (ºC) zwischen jeder Phase. Tabelle 16

Beispiel 3

Synthese von einem Ester von 6-[4'-(4"-Octyl)biphenylcarbonyloxy]-(+ )-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß Octylbiphenyl-4-carbonsäure (FK-1124-8, verfügbar von Teikoku Kagaku K. K.) anstelle der im zehnten Schritt verwendeten Decyloxybiphenyl-4-carbonsäure verwendet wurde, wodurch man einen farblosen fließfähigen Feststoff erhielt.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 650.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 3 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Octyl)biphenylcarbonyloxy]-(+)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1- Trifluormethylheptanol (beispielhafte Verbindung [104+]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 17 gezeigt.

Beispiel 4

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Octyl)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 3 wurden wiederholt, außer daß (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, um einen farblosen fließfähigen Feststoff zu erhalten.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 650.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 4 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Octyl)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1- Trifluormethylheptanol (beispielhafte Verbindung [104-]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 17 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 2

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Octyl)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1- Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 3 wurden wiederholt, außer daß 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, um 6-[4'-(4"-Octyl)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol (Vergleichsverbindung [104r]) zu erhalten. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 17 gezeigt. Tabelle 17

Beispiel 5

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+ )-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Methylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß (R)-1-Methylheptanol anstelle des im siebten Schritt verwendeten (R)-1-Trifluormethylheptanol verwendet wurde, wodurch ein farbloser fließfähigen Feststoff erhalten wurde.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 640.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 5 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Methylheptanol (beispielhafte Verbindung [202+]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 18 gezeigt.

Beispiel 6

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Methylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 5 wurden wiederholt, außer daß (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, wodurch ein farbloser fließfähigen Feststoff erhalten wurde.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 640.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 6 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Methylheptanol (beispielhafte Verbindung [202-]) war, welche die gewünschte Verbindung war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 18 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 3

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Methylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 5 wurden wiederholt, außer daß 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, wodurch man einen Ester von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Methylheptanol (Vergleichsverbindung [202r]) erhielt. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 18 dargestellt. Tabelle 18

Beispiel 7

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Tetradecyl)biphenylcarbonyloxy]-(+ )-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß Tetradecylbiphenyl-4- carbonsäure anstelle der im zehnten Schritt verwendeten Decyloxybiphenyl-4-carbonsäure verwendet wurde, wodurch man einen farblosen fließfähigen Feststoff erhielt.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 734.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 7 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Tetradecyl)biphenylcarbonyloxy]-(+)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylheptanol (beispielhafte Verbindung [109+]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 19 dargestellt.

Beispiel 8

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Tetradecyl)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 7 wurden wiederholt, außer daß (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) anstelle von (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) verwendet wurde, wodurch man einen farblosen fließfähigen Feststoff erhielt.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 734.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 8 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Tetradecyl)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylheptanol (beispielhafte Verbindung [109-]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 19 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 4

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Tetradecyl)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylheptanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 7 wurden wiederholt, außer daß 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, um einen Ester von 6-[4'-(4"-Tetradecyl)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2- carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1- Trifluormethylheptanol (Vergleichsbeispiel [109r]) zu erhalten. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 19 aufgeführt. Tabelle 19
Anmerkung: Es wird anerkannt, daß die durch ein Symbol links von γ angegebene Phase SmC*γ ist.

Beispiel 9

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Dodecyl)biphenylcarbonyloxy]-(+ )-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylpentanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß Dodecylbiphenyl-4-carbonsäure anstelle der im zehnten Schritt verwendeten Decyloxybiphenyl-4-carbonsäure verwendet wurde und (R)-1-Trifluormethylpentanol anstelle des im siebten Schritt verwendeten (R)-1- Trifluormethylheptanols verwendet wurde, um einen farblosen fließfähigen Feststoff zu erhalten.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 678.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 9 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Dodecyl)biphenylcarbonyloxy]-(+)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethylpentanol (beispielhafte Verbindung [164+]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 20 dargestellt.

Beispiel 10

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Dodecyl)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethylpentanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 9 wurden wiederholt, außer daß (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, um einen farblosen fließfähigen Feststoff zu erhalten.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 678.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 10 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Dodecyl)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)- 1-Trifluormethylpentanol (beispielhafte Verbindung [164-]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 20 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 5

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Dodecyl)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1- Trifluormethylpentanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 9 wurden wiederholt, außer daß 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, um einen Ester von 6-[4'-(4"-Dodecyl)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2- carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1- Trifluormethylpentanol (Vergleichsverbindung [164r]) zu erhalten. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 20 dargestellt. Tabelle 20

Beispiel 11

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+ )-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-5-methoxypentanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß (R)-1-Trifluormethyl-5- methoxypentanol anstelle des im siebten Schritt verwendeten (R)-1-Trifluormethylpentanols verwendet wurde, wodurch man einen farblosen fließfähigen Feststoff erhielt.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 696.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 11 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethyl-5-methoxypentanol (beispielhafte Verbindung [186+]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 21 dargestellt.

Beispiel 12

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-5-methoxypentanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 11 wurden wiederholt, außer daß (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, wodurch man einen farblosen fließfähigen Feststoff erhielt.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 696.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 12 zeigt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethyl-5-methoxypentanol (beispielhafte Verbindung [186-]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 21 dargestellt.

Vergleichsbeispiel 6

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-5-methoxypentanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 11 wurden wiederholt, außer daß 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, wodurch man einen Ester von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]- 1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-5-methoxypentanol (Vergleichsverbindung [186r]) erhielt. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 21 dargestellt. Tabelle 21

Beispiel 13

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+ )-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-2-ethoxycarbonylethanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 1 wurden wiederholt, außer daß (R)-1-Trifluormethyl-2- ethoxycarbonylethanol anstelle des im siebten Schritt verwendeten (R)-1-Trifluormethylheptanols verwendet wurde, wodurch man einen farblosen fließfähigen Feststoff erhielt.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 696.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(+)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethyl-2-ethoxycarbonylethanol (beispielhafte Verbindung [170+]) war.

Beispiel 14

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-2-ethoxycarbonylethanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 13 wurden wiederholt, außer daß (-)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, wodurch man einen farblosen fließfähigen Feststoff erhielt.
Das M/e-Verhältnis aus dem FD-Massenspektrum des fließfähigen Feststoffes betrug 696.
Das ¹H-NMR-Spektrum dieser Verbindung wurde bestimmt.
Die Fig. 13 ziegt das ¹H-NMR-Spektrum der Verbindung.
Aus den Ergebnissen der Analyse wurde nachgewiesen, daß die Verbindung ein Ester von 6- [4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-(-)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure und (R)-1-Trifluormethyl-2-ethoxycarbonylethanol (beispielhafte Verbindung [170-]) war. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 22 gezeigt.

Vergleichsbeispiel 7

Synthese eines Esters von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]-1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-1-ethoxycarbonylethanol

Die Arbeitsschritte von Beispiel 13 wurden wiederholt, außer daß 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure anstelle der (+)-1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure verwendet wurde, wodurch man einen Ester von 6-[4'-(4"-Decyloxy)biphenylcarbonyloxy]- 1,2,3,4-tetrahydronaphthalin-2-carbonsäure (Ausgangsmaterial: 1,2,3,4-Tetrahydronaphthalin- 2-carbonsäure) und (R)-1-Trifluormethyl-2-ethoxycarbonylethanol (Vergleichsverbindung [170r]) erhielt. Die Struktur dieser Verbindung ist unten gezeigt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen sind in Tabelle 22 gezeigt. Tabelle 22

Beispiel 15

Die in Beispiel 1 erhaltene Verbindung wurde in die in Fig. 16 gezeigte Zelle eingefüllt, wodurch man ein Flüssigkristallelement in folgender Weise erhielt.
Die im Beispiel 1 erhaltene Flüssigkristallverbindung [98+] wurde zu einer isotropen Flüssigkeit gebildet und in eine Zelle gegossen, in der zwei Orientierungsregulierfilme (Dicke: 300 Å) auf den Innenflächen von zwei transparenten ITO (Indiumzinnoxid)-Elektroden 55 ausgebildet waren, wie in Fig. 5 gezeigt, wobei die Orientierungsfilme aus Polyimid (PIQ- 5400, verfügbar von Hitachi Kasei Kogyo K. K.) hergestellt waren und in der Weise gerieben waren, daß sie eine Orientierung aufwiesen, die fast parall zueinander waren und in gleicher Richtung lagen. Dann wurde die in die Zelle eingefüllte Flüssigkristallverbindung langsam mit einer Rate von nicht mehr als 1 ºC/min gekühlt.
Die Zelle wurde an einen Polarisator und einem Analysator geklemmt, wobei die Transmissionsachsen des Polarisators und Analysators sich im rechten Winkel trafen, und der Winkel der Zelle gegenüber dem Polarisator war so eingestellt, daß die Menge des durchgelassenen Lichtes minimiert war, wenn die an die Zelle angelegte Spannung 0 V betrug.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 60 ºC verändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 390 µsec, und es wurde festgestellt, daß das Schalten zwischen diesen Zuständen mit hoher Geschwindigkeit durchgführt wurde, entsprechend der Änderung der angelegten Spannung.

Vergleichsbeipsiel 8

Die Arbeitsschritte von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer daß die Flüssigkristallverbindung [98+] durch die Vergleichsverbindung [98r] ersetzt wurde, um ein Flüssigkristallelement herzustellen.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 30 ºC verändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 3.200 µsec.

Beispiel 16

Die Arbeitsschritte von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer daß die Flüssigkristallverbindung [98+] durch die Flüssigkristallverbindung [104-] ersetzt wurde, um ein Flüssigkristallelement herzustellen.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 40 ºC verändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 46 µsec, und es wurde festgestellt, daß das Schalten zwischen diesen Zuständen mit einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt wurde, entsprechend der Änderung der angelegten Spannung.

Vergleichsbeispiel 9

Die Arbeitsschritte von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer daß die Flüssigkristallverbindung [98+] durch die Vergleichsverbindung [104r] ersetzt wurde, um ein Flüssigkristallelement herzustellen.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 40 ºC verändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 53 µsec.

Beispiel 17

Die Arbeitsschritte von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer daß die Flüssigkristallverbindung [98+] durch die Flüssigkristallverbindung [202+] ersetzt wurde, um ein Flüssigkristallelement herzustellen.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 50 ºC verändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 230 µsec, und es wurde festgestellt, daß das Schalten zwischen diesen Zuständen mit einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt wurde, entsprechend der Änderung des angelegten Feldes.

Vergleichsbeispiel 10

Die Arbeitsschritte von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer daß die Flüssigkristallverbindung [98+] durch die Vergleichsverbindung [202r] ersetzt wurde, um ein Flüssigkristallelement herzustellen.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 50 ºC abgeändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 730 µsec.

Beispiel 18

Die Arbeitsschritte von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer daß die Flüssigkristallverbindung [98+] durch die Flüssigkristallverbindung [109-] ersetzt wurde, um ein Flüssigkristallelement herzustellen.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 50 ºC verändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 31 µsec, und es wurde festgestellt, daß das Schalten zwischen diesen Zuständen mit einer hohen Geschwindigkeit durchgeführt wurde, entsprechend der Änderung der angelegten Spannung.

Vergleichsbeispiel 11

Die Arbeitsschritte von Beispiel 15 wurden wiederholt, außer daß die Flüssigkristallverbindung [98+] durch die Vergleichsverbindung [109r] ersetzt wurde, um ein Flüssigkristallelement herzustellen.
Wenn die angelegte Spannung in einem Moment von 0 V auf 30 V bei 50 ºC abgeändert wurde, betrug die Ansprechzeit des Elementes vom dunklen Zustand zum hellen Zustand 140 µsec.

Beispiel 19

Die durch die folgende Formel [98-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (98-) und die durch die folgende Formel [104-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (104-) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50 gemischt. Unter Verwendung der resultierenden Mischung wurde ein Flüssigkristallelement der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen und der Mischung sind in Tabelle 23 aufgeführt. Tabelle 23
In der obigen Tabelle bedeutet [98-] die beispielhafte Verbindung (98-), und [104-] bedeutet die beispielhafte Verbindung (104-).

Beispiel 20

Die durch die folgende Formel [109-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (109-) und die durch die folgende Formel [186-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (186-) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50 gemischt. Unter Verwendung der resultierenden Mischung wurde ein Flüssigkristallelement der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen und der Mischung sind in Tabelle 24 aufgeführt. Tabelle 24
In der obigen Tabelle bedeutet [109-] die beispielhafte Verbindung (109-), und [186-] bedeutet die beispielhafte Verbindung (186-).

Beispiel 21

Die durch die folgende Formel [104-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (104-) und die durch die folgende Formel [202-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (202-) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50 gemischt. Unter Verwendung der resultierenden Mischung wurde ein Flüssigkristallelement der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen und der Mischung sind in Tabelle 25 aufgeführt. Tabelle 25
In der obigen Tabelle bedeutet [104-] die beispielhafte Verbindung (104-), und [202-] bedeutet die beispielhafte Verbindung (202-).

Beispiel 22

Die durch die folgende Formel [186-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (186-) und die durch die folgende Formel [164-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (164-) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50 gemischt. Unter Verwendung der resultierenden Mischung wurde ein Flüssigkristallelement der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen und der Mischung sind in Tabelle 26 aufgeführt. Tabelle 26
In der obigen Tabelle bedeutet [186-] die beispielhafte Verbindung (186-), und [164-] bedeutet die beispielhafte Verbindung (164-).

Beispiel 23

Die durch die folgende Formel [170-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (170-) und die durch die folgende Formel [109-] repräsentierte beispielhafte Verbindung (109-) wurden in einem Gewichtsverhältnis von 50 : 50 gemischt. Unter Verwendung der resultierenden Mischung wurde ein Flüssigkristallelement der vorliegenden Erfindung hergestellt.
Die Phasenübergangstemperaturen der obigen Verbindungen und der Mischung sind in Tabelle 27 aufgeführt. Tabelle 27
In der obigen Tabelle bedeutet [170-] die beispielhafte Verbindung (170-), und [109-] bedeutet die beispielhafte Verbindung (109-).

Claims

1. Flüssigkristallmaterial der Formel [I]:

R-X-A¹-Y¹-A²-(Y²-A³)n-Z-R* [I]

wobei R eine Alkyl- oder Polyfluoralkylgruppe mit 3 bis 20 Kohlenstoffatomen ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- oder Gruppe -CF&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O-, wobei die Gruppen -CH&sub2;- oder Gruppen -CF&sub2;- nicht direkt an X gebunden sind und nicht benachbart sind,

X -COO-, -O-CO-, -CO- oder -O- oder eine Einfachbindung ist,

n 0 oder 1 ist,

mindestens eines von A¹, A² und A³ eine optisch aktive Gruppe ist, ausgewählt aus

wobei * ein chirales Zentrum der optisch aktiven Struktur in dem Tetralinring bedeutet,

die restlichen Gruppen A¹, A² und A³ jeweils unabhängig

sind,

Y¹ und Y² jeweils unabhängig -COO-, -O-CO-, -CH&sub2;CH&sub2;-, -CH&sub2;O-, -O-CH&sub2;-, -CO-CH&sub2;- oder -CH&sub2;-CO- sind,

Z -O-, -CO-, -COO- oder -O-CO- oder eine Einfachbindung ist

und

R* eine optisch aktive Gruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen mit mindestens einem asymmetrischen Kohlenstoffatom ist, bei der ein Wasserstoffatom, das an ein Kohlenstoffatom der optisch aktiven Gruppe gebunden ist, gegen ein Halogenatom ausgetauscht sein kann.

2. Material nach Anspruch 1, wobei R* der Formel [II] entspricht:

-Q¹-C*H(Q²)-Q³ [II]

wobei Q¹ -(CH&sub2;)q- ist, wobei q eine ganze Zahl von 0 bis 6 ist, und eine Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O-, Q² und Q³ jeweils unabhängig eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Fluoralkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom bedeuten und voneinander verschieden sind und mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- oder Gruppe -CF&sub2;- in Q¹, Q² und Q³ ausgetauscht sein kann gegen mindestens eine Gruppe -O-, -S-, -CO-, -CHX-, wobei X ein Halogenatom ist, -CHCN-, -O-CO-, -O-COO-, -CO-O- und -CH=CH-, so daß zwei Heteroatome nicht direkt aneinander gebunden sind.

3. Material nach Anspruch 1 oder 2, wobei Y¹ und Y² jeweils unabhängig -O-CO- oder -COO- sind.

4. Material nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei Z -O- oder -COO- ist.

5. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei R* -C*H(CF&sub3;)-C&sub6;H&sub1;&sub3;, -C*H(CF&sub3;)-C&sub5;H&sub1;&sub1;, -C*H(CF&sub3;)C&sub4;H&sub9;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub8;H&sub1;&sub7;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub7;H&sub1;&sub9;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub6;H&sub1;&sub3;, -C*H(CH&sub3;)-C&sub5;H&sub1;&sub1;, -C*H(C&sub2;H&sub5;)-C&sub5;H&sub1;&sub1;, -C*H(C&sub2;H&sub5;)-C&sub6;H&sub1;&sub3;, -CH&sub2;-C*H(CH&sub3;)-C&sub2;H&sub5;, -(CH&sub2;)&sub3;-C*H(CH&sub3;)-C&sub2;H&sub5;, -C*H(CF&sub3;)-CH&sub2;-COO-C&sub2;H&sub5;, -C*H(CF&sub3;)-(CH&sub2;)&sub2;OCH&sub3;, -C*H(CF&sub3;)-(CH&sub2;)&sub3;OC&sub2;H&sub5;, -C*H(CF&sub3;)-(CH&sub2;)&sub4;OCH&sub3; oder -C*H(CF&sub3;)-(CH&sub2;)&sub5;OC&sub2;H&sub5; ist.

6. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche der Formel (L)

wobei R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O- oder Gruppe -COO- und die einen negativen (-) Drehwinkel aufweist, hervorgerufen durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist.

7. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche der Formel (M)

wobei R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O- oder Gruppe -COO- und die einen positiven (+) Drehwinkel aufweist, hervorgerufen durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist.

8. Material nach einem der vorangehenden Ansprüche, das erhältlich ist durch Umsetzen einer Verbindung mit einem negativen (-) Drehwinkel, hervorgerufen durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist, ausgewählt aus 1,2,3,4-Tetrahydro-6-alkoxynaphthalin-2-carbonsäure, 1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2-carbonsäure und 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure, mit einem Monoalkohol mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen.

9. Material nach Anspruch 8, wobei der Monoalkohol RCH(CF&sub3;)OH ist, wobei R 2 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.

10. Material nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das erhältlich ist durch Umsetzen einer Verbindung mit einem positiven (+) Drehwinkel, hervorgerufen durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist, ausgewählt aus 1,2,3,4-Tetrahydro-6- alkoxynaphthalin-2-carbonsäure, 1,2,3,4-Tetrahydro-6-hydroxynaphthalin-2-carbonsäure und 1,2,3,4-Tetrahydro-6-benzyloxynaphthalin-2-carbonsäure, mit einem Monoalkohol mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen.

11. Material nach Anspruch 10, wobei der Monoalkohol RCH(CH&sub3;)OH ist, wobei R 2 bis 18 Kohlenstoffatome enthält.

12. Flüssigkristallmasse, umfassend ein Material nach einem der vorangehenden Ansprüche.

13. Flüssigkristallelement, umfassend:

eine Zelle, die zwei Substrate umfaßt, die einander gegenüberliegen und einen Zwischenraum dazwischen bilden, und

ein Flüssigkristallmaterial nach einem der Ansprüche 1 bis 11, das in den Zwischenraum gefüllt ist.

14. Carbonsäureesterverbindung, angegeben durch die folgende Formel:

wobei R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O- oder Gruppe -COO- und ein Drehwinkel, der hervorgerufen wird durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist, (-) ist.

15. Carbonsäureesterverbindung, angegeben durch die folgende Formel:

wobei R¹ eine Alkyl- oder Alkoxygruppe mit 8 bis 14 Kohlenstoffatomen ist und R² eine Alkylgruppe ist, bei der mindestens eine Gruppe -CH&sub2;- ausgetauscht sein kann gegen eine Gruppe -O- oder Gruppe -COO- und ein Drehwinkel, der hervorgerufen wird durch eine optisch aktive Struktur mit dem chiralen Zentrum, das eines der Kohlenstoffatome in dem Tetralinring des Materials ist, (+) ist.

16. Carbonsäureesterverbindung, angegeben durch die folgende Formel: