JPS59182878A - ゲスト― ホスト型液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発１９］の利用分野〕 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。

〔発明の背景〕

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
高いオーダー・パラメーターが要求される。

オーダー・パラメーター（以下、Ｓと記す）は式（Ｉ）
で定義され、実験的には式（Ｈ）を用いて求める。式中
、ＣＯ３２θの項は統計平均されており、θはゲスト色
素分子の吸収軸とホスト液晶分子の配向方向とのなす角
度であ’）　、Ａ／　＋　Ａ□はそれぞれ液晶分子の配
向方向に対して平行及び垂直に偏光した光に対する色素
分子の吸光度である。

５＝（３（ＡＳ２θ−１）／２　　　　−・・・・・・
（１）Ｓ＝（Ａ、−Ａよ）／（２Ａ工＋Ａ、）・・・・
・・　（ＩＩ）Ｓはいわばホスト液晶分子の配向方向に
対する色素分子吸収軸の平行度を表わし、ゲスト−ホス
ト型液晶表示素子においてその表示コントラストを支配
する量である。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
け部分の残色度が減少し明るくコントラストの大きい鮮
明な表示が可能となる。

多色性色素の分子構造とその緒特性との関係については
まだ十分に究明されていない。希望する色相においてよ
シ高いＳ値を有する多色性色素を選択することは困難な
作業であわ、公知の材料から類推することも困難な作業
でちる。

〔発明の目的〕

本発明の主な目的は、既知の多色性色素構造及びそれに
付随する多様な色相をそのまま生かしたＳ飴の大きい新
規な多色性色素を用いたゲスト−ホスト液晶表示用の液
晶組成物を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明者等は、鋭意検討の結果、色素母体にベンゼン環
又はシクロヘギザンＭを　ＮＩＩ　ＣＨ２−結合を介し
て導入することによって多色性色素を特徴づけるＳ値が
著しく向上することを見い出し、本発明が完成した。

本発明で開示される上記のようなＳ値向上のための分子
借造上の知見はこれ壕での多色性色素の分野では全く知
られていなかったものであり、今後もこの知見を生かし
て得られる経済上の利益はきわめて大きいものと予想さ
れる。

次の比較例から明らかなように−Ｎ　ＨＣＨ２−基を含
む本願発明の色素が、高いＳ値を示す事実は従来技術か
らは予想し得ないものである。

醜　　　　　　　　　　　　　　　　　　６軍　　　　
　　　　　　　　　　　　４に 工 以上の７通シの各列において比較されている２つの色素
の色相及び色あいはいずれも場合も殆ど同じであった。

なお、上記７例の各色素のオーダー・パラメーターの値
ハ、後述する市販のフェニルシクロヘキサン系のＺＬＩ
−１１３２という商品名で呼ばれる混合液晶（メルク社
製）をホストａ晶として使用し室温（２５Ｃ）にて測定
した場合の値である。

色素分子のベンゼン環やシクロヘキサン項ヲ−Ｎ　Ｈ−
ＣＨ＊−結合を介して結合すると、オーダー・パラメー
ターが向上するという現象は、上記例に限らず、現在ま
でに知られている多色性色素系の殆どすべてにおいてみ
られることがわかった。

本発明以前には、ゲスト・ホスト型液晶表示の分野にお
いて、本発明で見出されたような４ｆ実が明らかにされ
たことはなかった。

本発明に用い得るホスト成分は少なくとも次式〔Ｉ〕で
示される基を有する色素を含む点に特徴がある。すなわ
ち、 −ＡＯ−Ａ’−Ａ２−ＸＯ［Ｉ］ Ｚ３ 示し、ＡＩは−ＮＨＣＨ２−または−ＣＨ２ＮＨ−を示
し、Ｘｏは水素原子、アルキル基（シクロアルキル基も
含む）、置換基を有するアルキル基（１伺えばアルコキ
シアルキル基、アリールオキシアルキル基、ジアルキル
アミノアルキル基、アリールアミノアルキル基）、アル
コキシ基、置換基を有するアルコキシ基（例えばアルコ
キシアルキル基）、アリール基、ハロゲン原子を示し、
Ｚ１〜Ｚ３は水素原子、ハロゲン原子、アルキルノ、１
ハ　アルコキシ基、ヒドロキシ基、アシルアミノ基、シ
アノ基を示し　ｚｌ及びＡ２は互いに連結して芳香族環
を形成しても良い。） ！Ｉ￥に次の一般式〔■〕〜［Ｍ］で示される色素が侑
寸しい。

〔■〕

ｏ７　　　　　　　　　　　（ＩＸ　］１ （２１） （各式中の符号は次の通シである。

Ｗ；一般式〔■〕で表わされるノｉＬ。

Ｂ　ｉ　　ＣＯＺ’　　、　　Ｚ５ＣＯ、’ＣＨ２Ｚ’
　　、　　Ｚ５Ｃ）１２〜。

から選ばれる基、 Ａ４　、　Ａ５　　、酸素原子、イオウ原子、　　ＣＨ
２−ノ、）２またｌｊ−へＩも一基、 １モ１：水素原子または低級アルキル基、”；］：＋２
ｉ己ン’ｅ　は３、 ｌ；０号たは１、 ｙ　Ｉ　、　ｙ　２　、　ｙ　３　、　ｙ　４　　、水
素原子、アミノ基またはヒドロキシ基で、いずれか１つ
はア ミノ基またはヒドロキシ基、 ￥５　；水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基または
−（−Ｈ＋Ｗの基、 ｙ６　、　ｙ７　　、アミノ基−またはヒドロキシ基、
ｙ８　、　ｙｌｏ　、水素原子、アミノ基またはヒドロ
キシＪ、ｉ；、 Ｘｌ　；７ヒー（ら原子、〕・ロゲン原子捷たはシアノ
基、Ｘ２．水ｐ；　ｌｊ；ｌ’子、ハロゲン原子、アル
コキシ基まゾ辷Ｃ↓＋Ｊ（）Ｗ　のノＪ１ Ｘ’　ＨＸ’　　ｉ水素原子、ノ・ロゲン原子またはア
ルコキシ基、 Ｘ５　；ｒ”ｉｌ素原子（たは−イオウ原子、Ｘ６　；
水素原子またはヒドロキシ基、Ｘ７　；水素原子まだは
）・ロゲン原子、Ｘ８　；水素原子、アルキル基、アル
コキシ基捷たＸ１３；水素原子、アルキル基、アルコキ
シ基またＲ３　；水素原子、ノ・ロゲン原子、アルコキ
シ基または１Ｂ＋Ｗの基） を 本発明で用いるネマチック液晶としては、動作温度範囲
でネマチッ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：なネマチック
液晶に後述の旋光性物質を加えろととにより、コレステ
リック状態をとらせることができる。ネマチック液晶の
例としては第１表に示される物質、あるいはこれらの詩
碑体があげられる。

第１表 上記表中、■ｔ′はアルキル基またはアルコキシ基を、
ＸはニトロＪ１１、シアノスし、またはノ・ロゲン原子
を表わす。

第１表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、
ンツフ系、ピリミジン系、ジエステル系あるいけビフェ
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ととができる。

また、誘導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
棟類の液晶化合物 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、１３ｒｉｔｉｓｈ　、［）ｒｕｇ　）
（ｏｕｓｅ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
った。

本発明に用いる旋光性物質としてはカイラルネマチック
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−メチルへキトキシ基な
どの光学活性基をネマチック液晶化合物に導入した化合
物がある。また特開昭５１−４５５４６号に示すん一メ
ントール、ｄ−ボルネオール等のアルコール誘導体、ｄ
−ショウノウ、３−メチルンクロヘキサン等のケトン誘
導体、（１−シトロネラ酸、ｔ−ショウノウ酸等の耐ル
ボボン耐ン誘勇体、ｄ−シトロネラール等のアルデヒド
誘導体、ｄ−リノネン等のアルケン誘導体、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、一般に少な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Ｎｊ＋：
け、電極面が対向するように適当なスペー′リーを介し
て、２枚のガラス基板が平行になるように素子を本°、
￥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ャップが決めら牙
する。素子ギャップとしては３〜１００μｍ１！１．１
に５〜５０７１ｍが実用的見地から好ましい。

〔発明の実施例〕

以下に、本発明に使用される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。

まず、本発明に使用される多色性色素の例を、その色相
、オーダー・パラメーターとともに第２表に示す。

第２表に記載した各色素のｔｈ性は次のようにして調べ
た。すなわち、前述のフェニルシクロヘキサン系混合液
晶Ｚ、ＬＩ−１１３２に、多色性色素として、第２表に
示す色素のいずれかを添加し、室温中でよくかきまぜ色
素を溶解した。

このようにして調製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
ガラス基板からなる基板間ギャップ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
向状態をとシ、色素分子もホスト液晶に従って同様の配
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【７た光の各々を用いて行ない
、これら各偏光に対する色素の吸光度Ａ７及びＡよと最
大吸収波長を求めた。

色素の吸光度を求めるにあたっては、ポスト液晶および
ガラス基板による吸収と、素子の反射損失に１＃−Ｉ　
して補正を行なった。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＠Ａ７およびＡ□を／ｌ’ｌい
て、前述の式 からオーダー・パラメーターＳの値を算出した。

〔イと明の効１毛〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、液晶化合物をホスト物質とし、これにゲスト物Ｊ（
   ７ｊとして多色性色素を添加してなる液晶組成物におい
   て、 前記多色性色素が少なくとも次の一般式％式％［１） ＣＨ２Ｎ　ｌ−１−を示し、Ｘｏは水素原子、アルキ＃
   基、＠換ａをｍするアルキル基、アルコキシ基、′５、
   置換基を有するアルコキシ基、アリール基、ハロゲン原
   子を示し、Ｚ１〜ｚ３は水素原子、ハロケンＪＪ７＜　
   子、アルキルＪ、ｆ、　、アルコキシ基、ヒドロキシノ
   ｄｊ　、アシルアミノ基、シアノ基を示し　Ｚｌ及びＺ
   ｌは互いに連結して芳香１１ｊ、Ｍを形成しても良い。 ）で表わされる基を壱する多色性色素を含有することを
   特徴とする液晶組成物。 ２、特許請求の範囲第１項記載において、前記一般式〔
   ■〕の式中ＸＯはアルコキシアルキル基、アリールオキ
   シアルキル基、ジアルキルアミノアルキル基、アリール
   アミノアルキル基、シクロアルキル基、アルコキシアル
   コキレ与力）’、ｉｔ、ｉ’ｉＬるＳヒ圭ＪＰ！１へい
   う東晶剋へ判。 ３、特許請求の範囲第１項記載において、前記一般式〔
   Ｉ〕で表わされる基を有する色素は次の一般式〔■〕〜
   ［ＸＩ） Ｙ’０Ｙ１ ０　　Ｙ’ リ （各式中の符号は次の通りである。 Ｗ；一般式Ｅｌｌで表わされる基、 Ｔ３　；　ＣＯＺ’　、　Ｚ５ＣＯ、Ｃ）ｈＺ’　、　
   Ｚ５ＣＩＩ２゜−Ｑ　　、　　　Ｓ　　、　　　ＣＨ２
   、ＮＨ。 −０ＣＯＯ−から選ばれる基、 Ｚ’　Ｉ　Ｚ’　　；酸素原子、イオウ原子、　　ＣＨ
   ２−基または−Ｎ　Ｈ，−基、 Ｒ＋’　　；水氷原イまだは低級アルキル基、ｍ　；１
   ，２’ｊ　プマ：Ｎ二　３　、ｔ；ｏ−ｉ／ζは１、 Ｙ’、Ｙ２．Ｙ３．Ｙ’　　、水素原子、アミノ基また
   はヒドロキシ基で、いずれか１つはア ミノ基またはヒドロキシ基、 Ｙ５　；水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基またシ
   、＋４１３−）−Ｗの夫、 ｙ６　、　ｙ７　　、アミ７基またはヒドロキシ基、ｙ
   ８　、　ｙｌｏ　、水素Ｊｉ３ｊ子、アミン基捷たけヒ
   ドロキシ基、 Ｙ９　；水素原子、アミン基、ヒドロキシ基またはＸ五
   　；水素原子、ノ・ロゲン原子丑たはシアノ基、Ｘ２　
   ；水素原子、ノ・ロゲン原子、アルコキシ基または千Ｂ
   すＷの基、 ｘ３．ｘ’　　、水素原子、ノ・ロゲン原子またはア・
   ルコキシ基、 Ｘ５　；酸素原子またはイオウ原子、 Ｘ６　；水素原子またはヒドロキシ基、Ｘ７　　、水素
   源′−Ｆ−または・・ロゲン原子、Ｘ８　：水素原子、
   アルキル基、アルコキシ基また／ 一〇外。 Ｘ１３；水素原子、アルギル基、アルコキシ基またＲ、
   ３．水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基または＋Ｂ
   −）−Ｗの基） で表わされるものから選ばれることを特徴とする液晶組
   成物。