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JPH0517276B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0517276B2
JPH0517276B2 JP57022837A JP2283782A JPH0517276B2 JP H0517276 B2 JPH0517276 B2 JP H0517276B2 JP 57022837 A JP57022837 A JP 57022837A JP 2283782 A JP2283782 A JP 2283782A JP H0517276 B2 JPH0517276 B2 JP H0517276B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
liquid crystal
group
dye
formula
guest
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP57022837A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS58141278A (ja
Inventor
Masaharu Kaneko
Hitoshi Ono
Shuji Imazeki
Akio Kobi
Mikio Sato
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Hitachi Ltd
Mitsubishi Kasei Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Mitsubishi Kasei Corp filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP2283782A priority Critical patent/JPS58141278A/ja
Publication of JPS58141278A publication Critical patent/JPS58141278A/ja
Publication of JPH0517276B2 publication Critical patent/JPH0517276B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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  • Liquid Crystal (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明はカラー表示可能な液晶表示素子に用い
るゲスト−ホスト型液晶組成物に関する。 ゲスト−ホスト型液晶組成物は母体となるホス
ト液晶中に、ゲスト物質である多色性色素を溶解
させた液晶組成物である。そしてこの多色性色素
にはホスト液晶中での優れたオーダー・パラメー
タと最適な溶解度が要求される。平行二色性を有
する多色性色素の場合には、その値が理論上の最
大値である1に近づく程、白ぬけの部分の残色度
が減少する。つまりオーダー・パラメータは液晶
表示素子の表示コントラストを支配する値であ
る。 多色性色素はイエロー、マゼンタ、シアンブル
ーの3原色を得ればこれらの減法混色によつて全
ての色相が実現できる。しかし現在までに提案さ
れているイエローは純粋な色相のものが少なく、
多くのものが山吹色である。 イエローを色相とする染料にキノフタロン系の
ものがあり、染料業界では良く知られている。し
かし液晶組成物の組成成分としてはそのほとんど
が特にオーダー・パラメータの点で不適当であ
り、最適な構造を究明しなければならない。 本発明の目的は液晶中で高いオーダー・パラメ
ータを示すキノフタロン系色素を含有せしめて優
れた表示コントラストを得るゲスト−ホスト型液
晶組成物を提供するにある。 本発明は、母体となるホスト液晶中にゲスト物
質である多色性色素を溶解させたゲスト−ホスト
型液晶組成物において、前記多色性色素として一
般式 〔式中、Xは水素原子またはハロゲン原子、R1
はアルキル基またはアルキルフエノキシメチレン
基を表し、Yは
【式】または
【式】(R2は、Xがハロゲン原子のとき
【式】を表し、Xが水素原子で R1がアルキル基のとき
【式】ま たは
【式】を表し、Xが 水素原子でR1がアルキルフエノキシメチレン基
のとき
【式】を表す。R3はアル キル基を表す。)を表す。〕で示されるキノフタロ
ン系色素を含むことを特徴とするゲスト−ホスト
型液晶組成物にある。 キノフタロン色素骨格は次のように置換位置の
番号付を行なうが、どの位置に、どのような置換
基を幾つ導入するかが最終的な多色性色素の特性
に重大な影響を与える。 すなわち、優れた特性をゲスト・ホスト型の液
晶表示体を実現する上で必要なキノフタロン系多
色性色素の開発は、2,4,5,6,7,3′,
4′,5′,6′,7′,8′のうちのいずれの位置に、ど

ような種類の置換基を幾つ導入するかということ
にかかつているといえる。通常、特定の目的に対
してこのような選択の幅は、必ずしも広くないこ
とが多い。 本発明者等は、上記のような考え方に立つて検
討を進め、キノフタロン色素骨格上の特定の位置
に特定の置換基を導入したときに、下記〔〕式
で表わされる従来タイプのキノフタロン系多色性
色素(特開昭56−41288号公報参照)よりも、オ
ーダー・パラメーターや溶解度の点で優れた多色
性色素が得られることを見出し、本発明を完成さ
せることができた。 (式中、X′は水素原子、塩素原子または臭素原
子を表わし、Y′は酸素原子またはイオウ原子を
表わし、R′はアルキル基、シクロアルキル基、
アルコキシアルキル基、フエニル基、p−ヒドロ
キシフエニル基、p−シクロアルキルフエニル
基、p−アルキルフエニル基、p−アルコキシフ
エニル基またはアラルキル基を表わす。) 本発明で用いられるキノフタロン系色素が
〔〕式のキノフタロン系色素と、分子構造上最
も異なる点は6′の位置に置換基R1を有しているこ
とである。この位置に適当な置換基を導入するこ
とによりオーダー・パラメーターや溶解度が向上
するということを見出すことにより本発明は完成
されたといつてよい。 例えば、特開昭56−41288号公報記載の色素 に対して、下記の色素 はオーダー・パラメーター、溶解度とも向上して
いる。すなわち、オーダー・パラメーターは、前
者の0.61に対して後者は0.64であり、後述するフ
エニルシクロヘキサン系の混合液晶ZLI−1132に
対する室温での溶解度は前者の約2重量パーセン
トに対して後者は約4重量パーセントである。な
お、この2つの色素の間で、色相のちがいは認め
られない。 特開昭56−41288号公報記載の色素 に対して、下記の色素 ではオーダー・パラメーター、溶解度とも向上し
ている。すなわち、オーダー・パラメーターは前
者の0.66に対して後者は0.69であり、ZLI−1132
に対する室温での溶解度は前者の約2重量パーセ
ントに対して後者は約3重量パーセントである。
この場合も、これら2つの色素の間で、色相のち
がいは認められない。 特開昭56−41288号公報記載の色素 と、本発明の6′位にn−ブチル基の入つた色素 では、ZLI−1132に対する室温での溶解度は、両
者とも約0.5重量パーセントと大差ないが、オー
ダー・パラメーターは、前者の0.63に対して、後
者は0.69と大きい。この場合も、これら2つの色
素の間で、色相のちがいは認められない。 同様にして特開昭56−41288号公報には記載さ
れていないが、次のような構造の色素 と、本発明の6′にn−ブチル基の入つた色素 では、ZLI−1132に対する室温での溶解度は両者
とも約0.5重量パーセントと大差ないが、オーダ
ー・パラメーターは、前者の0.59に対して後者は
0.70と大巾に向上している。これは6′位に導入し
た置換基の効果が顕著に現われた例である。この
場合もこれら2つの色素の間で、色相のちがいは
認められない。 一般式〔〕において、Xで表わされる置換基
としては水素原子または塩素原子、臭素原子等の
ハロゲン原子が挙げられる。一般式〔〕中、
R1の具体例としては、メチル基、エチル基、n
−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基、
n−ヘキシル基等のアルキル基、p−メチルフエ
ノキシメチレン基等のp−アルキルフエノキシメ
チレン基が挙げられる。また、R3はメチル基、
エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、
n−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、
n−ペンチル基、n−ヘキシル基、2−エチルヘ
キシル基、n−ヘプチル基、n−オクチル基、n
−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、
n−ドデシル基、n−トリデシル基、n−テトラ
デシル基、n−ペンタデシル基、n−ヘキサデシ
ル基、n−ヘプタデシル基、n−オクタデシル基
等のアルキル基が挙げられる。 一般式〔〕で示されるキノフタロン系色素は
一般式 で示されるキナルジン類と無水トリメリツト酸と
を加熱縮合して一般式 で示されるキノフタロンカルボン酸とし、次いで
塩化チオニル、オキシ塩化リン、五塩化リンの如
きハロゲン化剤を用いて酸ハロゲン化物へと誘導
し、所望のアルコール類、チオアルコール類、フ
エノール類、チオフエノール類と反応させるか、
場合によつては更に塩素、臭素の如きハロゲン化
剤との反応により4′位にハロゲンを導入するか、
又は前示一般式〔〕で示されるキナルジン類と
フタル酸無水物、2,3−ナフタレンジカルボン
酸無水物との加熱縮合によつて製造される。 本発明で用いるネマチツク液晶としては、動作
温度範囲でネマチツク状態を示すものであれば、
かなり広い範囲で選択することができる。またこ
のようなネマチツク液晶に後述の旋光性物質を加
えることにより、コレステリツク状態をとらせる
ことができる。ネマチツク液晶の例としては表1
に示される物質、あるいはこれらの誘導体があげ
られる。
【表】
【表】
【表】 上記表中、R4はアルキル基またはアルコキシ
基を、X′はニトロ基、シアノ基、またはハロゲ
ン原子を表わす。 表1の液晶はいずれも誘電異方性が正である
が、誘電異方性が負の公知のエステル系、アゾキ
シ系、アゾ系、シツフ系、ピリミジン系、ジエス
テル系あるいはビフエニルエステル系の液晶も、
誘電異方性が正の液晶と混合して、全体として正
の液晶にして用いることができる。また、誘電異
方性が負の液晶でも、適当な素子構成および駆動
法を用いればそのまま使用できることは勿論であ
る。 本発明で用いるホスト液晶物質は第1表に示し
た液晶化合物またはそれらの混合物のいずれでも
よいが、次の4種類の液晶化合物 の混合物として、メルク社からZLI−1132という
商品名で販売されている液晶物質および、次の4
種類の液晶化合物 の混合物として、British Drug House社からE
−7という商品名で販売されている液晶物質が本
発明においては特に有用であることがわかつた。 本発明に用いる旋光性物質としてはカイラルネ
マチツク化合物、例えば、2−メチルブチル基、
3−メチルブトキシ基、3−メチルペンチル基、
3−メチルペントキシ基、4−メチルヘキシル
基、4−メチルヘキトキシ基などの光学活性基を
ネマチツク液晶化合物に導入した化合物がある。
また特開昭51−45546号に示すl−メントール、
d−ボルネオール等のアルコール誘導体、d−シ
ヨウノウ、3−メチルシクロヘキサン等のケトン
誘導体、d−シトロネラ酸、l−シヨウノウ酸等
のカルボン酸誘導体、d−シトロネラール等のア
ルデヒド誘導体、d−リノネン等のアルゲン誘導
体、その他のアミン、アミド、ニトリル誘導体な
どの光学活性物質は勿論使用できる。 本発明に使用する素子とは公知の液晶表示用素
子を使用できる。すなわち、一般に少くとも一方
が透明な2枚のガラス基板上に任意のパターンの
透明電極を設け、電極面が対向するように適当な
スペーサーを介して、2枚のガラス基板が平行に
なるように素子を構成したものが用いられる。こ
の場合、スペーサーにより素子のギヤツプが決め
られる。素子ギヤツプとしては3〜100μm、特に
5〜50μmが実用的見地から好ましい。 以下に、本発明の表示体に使用される黄色系の
多色性キノフタロン系色素の例およびこれらの色
素を用いた液晶組成物について実施例により具体
的に説明する。 実施例 1 まず、本発明に使用される多色性キノフタロン
系色素の例を、その最大吸収波長およびオーダ
ー・パラメータとともに表2に示す。
【表】
【表】 表2に記載した各色素の特性は次のようにして
調べた。すなわち、前述のフエニルシクロヘキサ
ン系混合液晶ZLI−1132に、多色性色素として、
表2に示す色素のいずれかを添加し、70℃以上に
加熱し、液晶が等方性液体になつた状態でよくか
きまぜた後、放置冷却する工程を繰返し行い、色
素を溶解した。 このようにして調整した上記液晶組成物を、透
明電極を有し、液晶と接する面をポリアミド系樹
脂を塗布硬化後ラビングしてホモジニアス配向処
理を施した上下2枚のガラム基板からなる基板間
ギヤツプ10〜100μmの素子に封入した。上記配向
処理を施した素子内では電圧無印加のとき上記液
晶組成物は、液晶分子及び色素分子が電極面に平
行かつ一定方向に配列するホモジニアス配向状態
をとり、色素分子もホスト液晶に従つて同様の配
向をとる。 このようにして作製したゲスト・ホスト素子の
吸収スペクトルの測定を、液晶分子の配向方向に
対して平行に偏光した光及び垂直に偏光した光の
各々を用いて行い、これら各偏光に対する色素の
吸光度A及びA⊥と最大吸収波長を求めた。色
素の吸光度を求めるにあたつては、ホスト液晶お
よびガラス基板による吸収と、素子の反射損失に
関して補正を行つた。このようにして求めた上記
各偏光に対する色素の吸光度の値AおよびA⊥
を用いて、前述の式 S=A−A⊥/2A⊥+A からオーダー・パラメータ(S)の値をそれぞれ
算出した。 実施例 2 実施例1で用いたものと全く同様の液晶に、表
2No.22の色素を0.88重量%添加した液晶組成物を
実施例1と全く同様の素子(但し、素子間ギヤツ
プは約10μm)に封入し、実施例1と同様に吸収
スペクトルを測定した。そのスペクトルを第1図
に示す。図中、曲線はAを、曲線はA⊥を
それぞれ示す。可視領域における最大吸収波長は
450nmであり、最大吸収波長におけるAは
1.092、A⊥は0.142であつた。従つて本実施例色
素のオーダー・パラメータは0.69となる。なお、
本実施例色素の融点は206〜207℃であつた。 実施例 3 実施例1で用いたものと全く同様の液晶を、表
2No.28の色素で飽和させた(0.45重量%加えた)
液晶組成物を実施例1と全く同様の素子(但し、
素子間ギヤツプは約10μm)に封入し、実施例1
と同様に吸収スペクトルを測定した。そのスペク
トルを第2図に示す。図中、曲線はA⊥を、
曲線はAをそれぞれ示す。可視領域におけ
る最大吸収波長は467nmであり、最大吸収波長に
おけるAは1.358、A⊥は0.172であつた。従つ
て本実施例色素のオーダー・パラメータは0.70と
なる。なお、本実施例色素の融点は193〜194℃で
あつた。 実施例 4 本発明の液晶組成物で用いられるゲスト色素の
実用的安定性に関して知見を得るために促進劣化
試験を実施した。すなわち実施例2および実施例
3の各色素を溶解した上記液晶組成物を、上記素
子に封入したものをサンシヤインウエザーメータ
中に約100時間放置し、吸光度の減少率を追跡し
た。また比較のために、従来色素で代表的なもの
を同様に素子化し、促進劣化試験を行つた。本実
施例で用いたサンシヤインウエザーメータの光源
はカーボンアーク灯であり、試料室内の条件は温
度が約50℃、湿度が約90%であつた。また、劣化
試験はすべて紫外線カツトフイルターで素子を保
護して行つた。 上記ウエザーメータによる促進劣化試験の結果
を第3図に示す。第3図のグラフにおいて、縦軸
は初期吸光度A1に対する各時点での吸光度Aの
割合A/A1を、横軸は促進劣化時間を示す。 図中、曲線は実施例2および実施例3の色
素を、曲線はアゾ色素(以下、色素Aと称す
る) を曲線はアゾ色素(以下、色素Bと称する) を、それぞれ含む素子の吸光度の変化を示す。第
3図より、本発明の色素は、色素AおよびBによ
つて代表される従来技術の色素よりもさらに安定
であることが明らかである。 以上、本発明のゲスト−ホスト型液晶組成物に
よれば、表示コントラストに優れたカラー液晶表
示素子が得られるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図は本発明の実施例に係るゲスト
−ホスト型液晶組成物の分光特性図、第3図は本
発明の実施例に係るゲスト−ホスト型液晶組成物
を用いた液晶表示素子と従来の代表的なゲスト−
ホスト型液晶表示素子との吸光度の経時変化を比
較した特性図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 母体となるホスト液晶中にゲスト物質である
    多色性色素を溶解させたゲスト−ホスト型液晶組
    成物において、前記多色性色素として一般式 〔式中、Xは水素原子またはハロゲン原子、
    R1はアルキル基またはアルキルフエノキシメチ
    レン基を表し、Yは【式】または 【式】(R2は、Xがハロゲン原子のとき 【式】を表し、Xが水素原子で R1がアルキル基のとき【式】ま たは【式】を表し、Xが 水素原子でR1がアルキルフエノキシメチレン基
    のとき【式】を表す。R3はアル キル基を表す。)を表す。〕で示されるキノフタロ
    ン系色素を含むことを特徴とするゲスト−ホスト
    型液晶組成物。
JP2283782A 1982-02-17 1982-02-17 ゲスト−ホスト型液晶組成物 Granted JPS58141278A (ja)

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JP6031826B2 (ja) * 2011-08-10 2016-11-24 東洋インキScホールディングス株式会社 カラーフィルタ用着色組成物、およびカラーフィルタ

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