DE10026131A1 - Unsymmetrische Dioxazinverbindung, dichromatischer Farbstoff, Flüssigkristallzusammensetzung und Flüssigkristallanzeigeelement - Google Patents
Unsymmetrische Dioxazinverbindung, dichromatischer Farbstoff, Flüssigkristallzusammensetzung und FlüssigkristallanzeigeelementInfo
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Abstract
Eine unsymmetrische Dioxazinverbindung der nachstehenden Formel (1-1) oder 1-2), ein dichromatischer Farbstoff, eine dieselbe enthaltende Flüssigkristallzusammensetzung und ein mit derselben hergestelltes Flüssigkristall-Anzeigeelement: DOLLAR F1 (In der Formel bedeuten Y·1· bis Y·3· einen Rest der Formel (2) oder (3); bedeutet X z. B. H; ist h eine ganze Zahl von 0 bis 2; bedeutet A z. B. eine Phenylengruppe; bedeutet E z. B. eine Phenylengruppe; bedeutet G z. B. H oder F; ist i eine ganze Zahl von 1 bis 2; ist j eine ganze Zahl von 0 bis 2; bedeutet jeder der Reste J und M z. B. eine Phenylengruppe; und bedeutet Q z. B. H oder F). DOLLAR F2
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue unsymmetrische Dioxazinverbin
dung, die auf dem Fachgebiet der Flüssigkristall-Anzeigeelemente als geeigneter dichro
matischer Farbstoff verwendet werden kann, einen dichromatischen Farbstoff, eine Flüs
sigkristallzusammensetzung und ein mit der Flüssigkristallzusammensetzung hergestell
tes Flüssigkristall-Anzeigeelement.
Ein flüssigkristallines Material und eine kleine Menge eines dichromatischen
Farbstoffs enthaltende Zusammensetzungen werden zur Herstellung von Flüssigkristall-
Anzeigeelementen des Gast-Wirt-Typs (nachstehend als GH abgekürzt) verwendet. Das
GH-System ist ein wichtiges System der Flüssigkristall-Anzeigeelemente. Das System,
das die Farben von dichromatischen Farbstoffen zur Realisierung einer gefärbten An
zeige verwendet, zog kürzlich Aufmerksamkeit als Mittel zur Verbesserung der Effizi
enz der Lichtausnützung in Farbflüssigkristall-Anzeigeelementen, ohne dass Farbfilter
erforderlich sind, auf sich. Eine Reihe von GH-Flüssigkristall-Anzeigeelementen zog
Interesse auf sich, wie jene, die aus einem Laminat der GH-Zellen des Heilmeier-Typs
bestehen, jene, die aus einem Laminat von Flüssigkristall-Anzeigeelementen des
Doppelschicht-GH-Typs (DGH) bestehen, und jene, die aus einem Laminat von
Flüssigkristall-Anzeigeelementen des Phasenänderungs-GH-Typs cholesterische
nematische Phase (PCGH) bestehen. Seit kurzem sind Flüssigkristall-Anzeigeelemente
des Reflexionstyps von besonderem Interesse in Bezug auf Energieeinsparung oder
Sicherstellung der Batterielebensdauer in tragbaren Vorrichtungen. Den Flüssigkristall-
Anzeigeelementen des Reflexionstyps fehlen Hilfslichtquellen, wie Rücklichte, so dass
angenommen wird, dass die Verwendung solcher GH-Flüssigkristall-Anzeigeelemente in
den Elementen des Reflexionstyps durch ihre hohe Effizienz der Lichtverwendung von
Vorteil ist.
Als dichromatische Farbstoffe für die GH-Flüssigkristallanzeigen wurden ausge
zeichnete Materialien mit hohen dichromatischen Verhältnissen entwickelt, wie Azofarb
stoffe, Anthrachinonfarbstoffe und Chinophthalonfarbstoffe. Solche Materialien zeigen
hohe dichromatische Verhältnisse in vielen flüssigkristallinen Materialien (Alexander V.
Ivashchenko, Dichroic Dyes for Liquid Crystal Displays, S. 165-337, (CRC-Press),
1994).
Im allgemeinen weisen die Absorptionsspektren von dichromatischen Farbstoffen
beträchtlichen Einfluß auf die gefärbte Anzeige von GH-Flüssigkristallanzeigen auf. So
ist zur Verbreiterung des Bereichs der anzeigbaren Farbtöne und zur Sicherstellung der
farbgebenden Eigenschaften erforderlich, jeden der Elementarbausteine einzeln zu kon
trollieren und Farbstoffe zu kombinieren, die in der absorbierbaren Wellenlänge wenig
überlappen.
Die Überlappung der absorbierbaren Wellenlängen verhindert die unabhängige
Einstellung der Elementarbausteine und führt zur Verengung des Bereichs der anzeig
baren Farben und ist ferner von zusätzlicher Lichtabsorption begleitet war zu Ver
ringerung der Effizienz der Lichtverwendung führt. Um die Überlappung der
absorbierbaren Wellenlängen zu vermeiden, ist die Wahl der Peakabsorptionswellen
länge für jede Farbe wichtig. Außerdem ermöglicht die Wahl der Peakabsorptions
wellenlängen allein noch eine gewisse Überlappung der absorbierbaren Wellenlängen,
da die Absorptionsspektren der Farbstoffe allgemein breit sind. So ist für dichromatische
Farbstoffe besonders vorteilhaft, dass sie so enge Lichtabsorptionsbanden wie möglich
aufweisen, um die Überlappung zu verringern.
Dioxazinfarbstoffe wurden ursprünglich als Art von Pigmenten entwickelt, und
von ihnen ist jetzt allgemein bekannt, dass sie eine enge Lichtabsorptionsbande aufwei
sen und intensive Farbtöne zeigen.
Jedoch sind die dichromatischen Verhältnisse von herkömmlichen dichromati
schen Farbstoffen mit einem Dioxazingerüst in einem Flüssigkristall relativ niedrig, d. h.
etwa 6 bis 7, verglichen mit denen von Azofarbstoffen und Anthrachinonfarbstoffen
(Alexander V. Ivashchenko, Dichroic Dyes for Liquid Crystal Displays, S. 173, (CRC-
Press), 1994). Folglich ist die Entwicklung von Dioxazinfarbstoffen mit höheren dichro
matischen Verhältnissen erwünscht.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, neue unsymmetrische Dioxazin
verbindungen mit enger Lichtabsorptionsbande und hohem dichromatischen Verhältnis,
dichromatische Farbstoffe, Flüssigkristallzusammensetzungen und damit hergestellte
Flüssigkristall-Anzeigeelemente bereitzustellen.
Umfassende Untersuchungen zum Lösen der vorstehenden Aufgabe ergaben, dass
neue Verbindungen mit unsymmetrischem Dioxazingerüst mit speziellen darin einge
bauten Substituenten hohes dichromatisches Verhältnis in einem Flüssigkristall zeigt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine unsymmetrische Dioxazinverbin
dung der Formel (1-1) oder (1-2) bereitgestellt:
in denen jeder der Reste Y1 bis Y3 einen Rest der Formel (2) oder (3) bedeutet, wobei
mindestens einer der Reste Y1 bis Y3 ein Rest der Formel (2) ist; X ein Wasserstoff-,
Halogenatom, eine Cyanogruppe, einen Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Acylamino- oder Car
boxylatrest bedeutet:
wobei h eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist, i eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist und j eine
ganze Zahl von 0 bis 2 ist; A einen Rest bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe (I), beste
hend aus:
wobei k eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer
Phenylengruppe durch einen Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen
Alkoxyrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Perfluoralkylrest mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom ersetzt sein können; wenn A ein Rest mit den
Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an E oder G gebunden ist und das Ende (b) an die
Estergruppe in der Formel (2) gebunden ist;
jeder der Reste E, J und M einen Rest bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe (II), beste hend aus:
jeder der Reste E, J und M einen Rest bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe (II), beste hend aus:
wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und jeder der Indizes q und r eine ganze Zahl
von 1 bis 8 ist; ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer Phenylengruppe durch einen
Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffato
men, einen Perfluoralkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom er
setzt sein können; wenn E in der Formel (2) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das
Ende (a) an G oder E gebunden ist und das Ende (b) an A oder E gebunden ist; wenn J
in der Formel (3) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an M, J oder Q
gebunden ist und das Ende (b) an J oder ein Triphendioxazingerüst gebunden ist; wenn
M in der Formel (3) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an M oder Q
gebunden ist und das Ende (b) an M oder J gebunden ist;
G und Q jeweils einen Rest bedeuten, ausgewählt aus der Gruppe (III), bestehend aus:
G und Q jeweils einen Rest bedeuten, ausgewählt aus der Gruppe (III), bestehend aus:
wobei n eine Zahl von 1 bis 12 ist und jeder der Indices q, r, und s eine ganze
Zahl von 1 bis 8 ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein dichromatischer Farbstoff be
reitgestellt, bestehend aus einer unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (1-1)
oder (1-2).
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch eine Flüssigkristallzusammenset
zung bereitgestellt, die mindestens einen vorstehend erwähnten dichromatischen Farb
stoff und ein flüssigkristallines Material umfasst.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird auch ein Flüssigkristall-Anzeigeelement
bereitgestellt, das mindestens eine vorstehend erwähnte Flüssigkristallzusammensetzung
als flüssigkristallines Material umfasst.
Fig. 1 ist ein Diagramm, das die Absorptionsspektren von polarisiertem Licht
einer Zelle, gemessen in Beispiel 1, veranschaulicht. In Fig. 1 bezieht sich 1 auf das
Absorptionsspektrum des parallel zur Reibrichtung der Zelle polarisierten Lichts; 2 auf
das Absorptionsspektrum des senkrecht zur Reibrichtung der Zelle polarisierten Lichts;
3 auf die Wellenlänge W1; 4 auf die Wellenlänge W2; 5 auf die halbe Breite der Absorp
tion und 6 auf den Peak des Absorptionsspektrums.
Die erfindungsgemäßen unsymmetrischen Dioxazinverbindungen, die durch die
vorstehende Formel (1-1) oder (1-2) wiedergegeben werden, sind dichromatisch und
können so als dichromatischer Farbstoff, der zum Beispiel in einer Flüssigkristallzu
sammensetzung für GH-Flüssigkristalle enthalten ist, verwendet werden.
Von den unsymmetrischen Dioxazinverbindungen der Formel (1-1) oder (1-2)
sind die Verbindungen der Formel (1-1) wegen ihrer Löslichkeit in flüssigkristallinen
Materialien bevorzugt.
In den Formeln (1-1) und (1-2) bedeutet X ein Wasserstoff-, Halogenatom, eine
Cyanogruppe, einen Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Acylamino- oder Carboxylatrest. X kann
geeigneterweise, abhängig vom Typ des flüssigkristallinen Materials, in dem die Ver
bindung zu lösen ist, der erforderlichen Löslichkeit im flüssigkristallinen Material oder
ähnlichen Faktoren, aus den vorstehenden Resten gewählt werden. Zur Verbesserung
des dichromatischen Verhältnisses der Verbindung in einer üblichen Flüssigkristall
zusammensetzung ist X vorzugsweise ein Wasserstoff-, Halogenatom, eine Cyano
gruppe, ein Acylamino- oder Carboxylatrest, stärker bevorzugt ein Wasserstoff-, Chlor-
, Brom- oder Fluoratom und am stärksten bevorzugt ein Wasserstoff- oder Chloratom.
In den Formeln (1-1) und (1-2) bedeutet jeder der Reste Y1 bis Y3 einen Rest der
vorstehenden Formel (2) oder (3), wobei mindestens einer oder zwei der Reste Y1 bis Y3
eine Estergruppe der Formel (2) sind.
A in der Formel (2) wird aus den in der vorstehend erwähnten Gruppe (I) aufge
führten Resten ausgewählt. In den in der Gruppe (I) aufgeführten Resten können ein
oder mehrere Wasserstoffatome in einer Phenylengruppe durch einen Alkylrest mit 1 bis
12 Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Per
fluoralkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom ersetzt sein. Die
Zahl solcher Substituenten in einer Phenylengruppe beträgt vorzugsweise 0 bis 2 für ein
höheres dichromatisches Verhältnis der erhaltenen unsymmetrischen Dioxazinver
bindung in einem flüssigkristallinen Material. Die Substituenten sind vorzugsweise
Alkylreste mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen oder Alkoxyreste mit 1 bis 12 Kohlenstoff
atomen, und stärker bevorzugt Alkylreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen oder Alkoxy
reste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, für die leichte Synthese der Verbindung.
A kann geeigneterweise, abhängig vom Typ des flüssigkristallinen Materials, in
dem die Verbindung zu lösen ist, der erforderlichen Löslichkeit in dem flüssig
kristallinen Material oder ähnlichen Faktoren, aus der Gruppe (I) gewählt werden. Im
allgemeinen ist A vorzugsweise ein Rest mit einer Phenylengruppe und insbesondere
bevorzugt eine Phenylengruppe zur leichten Synthese der Verbindung.
In der Formel (2) bindet, wenn A ein Rest mit den Enden (a) und (b), ausgewählt
aus der Gruppe (I), ist, das Ende (a) an E oder G und das Ende (b) an die Estergruppe
in der Formel (2). In der Formel des Rests mit k in der Gruppe (I) für A ist k eine
ganze Zahl von 1 bis 6.
E in der Formel (2) ist ausgewählt aus den in der vorstehend erwähnten Gruppe
(II) aufgeführten Resten. E kann geeigneterweise, abhängig vom Typ des flüssig
kristallinen Materials, in dem die Verbindung zu lösen ist, der erforderlichen Löslich
keit im flüssigkristallinen Material oder ähnlichen Faktoren, aus der Gruppe (II) ausge
wählt werden. Wenn E ein Rest mit den Enden (a) und (b), ausgewählt aus der Gruppe
(II) ist, wenn h in der Formel (2) 1 ist, bindet das Ende (a) an G und das Ende (b) an A;
während, wenn h 2 ist, das Ende (a) von einem Rest E an den anderen Rest E bindet,
von dem das Ende (a) wiederum an G bindet und das Ende (b) des einen Rests E an den
anderen Rest E bindet, von dem das Ende (b) wiederum an A bindet. In der Formel (2)
ist h eine ganze Zahl von 0 bis 2, aber für die leichte Synthese der Verbindung ist h
vorzugsweise 0 oder 1 und am stärksten bevorzugt 0.
G in der Formel (2) ist ausgewählt aus den in der vorstehend erwähnten Gruppe
(III) aufgeführten Resten. G kann geeigneterweise aus der Gruppe (III), abhängig vom
Typ des flüssigkristallinen Materials, in dem die Verbindung zu lösen ist, der erforderli
chen Löslichkeit im flüssigkristallinen Material oder ähnlichen Faktoren, gewählt wer
den. Im allgemeinen ist G vorzugsweise ein Alkyl-, Alkylcycloalkyl- oder Alkoxyrest
zur leichten Synthese der Verbindung, und ein Alkyl- oder Alkoxyrest ist insbesondere
bevorzugt. In den Formeln der Reste für G ist n eine ganze Zahl von 1 bis 12 und jeder
der Indices q, r und s ist eine ganze Zahl von 1 bis 8.
In der Formel (3) ist jeder der Reste J und M ausgewählt aus den in der vorste
hend erwähnten Gruppe (II) aufgeführten Resten. J und M können geeigneterweise aus
der Gruppe (II), abhängig vom Typ des flüssigkristallinen Materials, in dem die Verbin
dung zu lösen ist, der erforderlichen Löslichkeit im flüssigkristallinen Material oder
ähnlichen Faktoren, gewählt werden. Im allgemeinen ist J vorzugsweise ein Rest mit ei
nem Sauerstoffatom am Ende (b), das zur Bindung am Dioxazinring dient, und stärker
bevorzugt ein Alkoxyrest mit einem Sauerstoffatom am Ende (b). M ist auch vorzugs
weise ein Rest mit einem Sauerstoffatom am Ende (b). Wenn J in der Formel (3) ein
Rest mit den Enden (a) und (b), ausgewählt aus der Gruppe (II) ist, bindet sich das Ende
(a) an M, J oder Q, abhängig von der durch i und j angegebenen Zahl, während sich das
Ende (b) an J oder das Dioxangerüst, abhängig von der durch i und j angegebenen Zahl,
bindet. Wenn M in der Formel (3) ein aus der Gruppe (II) ausgewählter Rest mit den
Enden (a) und (b) ist, bindet sich das Ende (a) an M oder Q, abhängig von der durch j
angegebenen Zahl, während sich das Ende (b) an M oder J bindet. In der Formel (3) ist
i eine ganze Zahl von 1 bis 2 und j eine ganze Zahl von 0 bis 2. Zur leichten Synthese
der Verbindung ist die Summe von i und j vorzugsweise nicht mehr als 3 und stärker
bevorzugt nicht mehr als 2.
Q in der Formel (3) ist ausgewählt aus den in der vorstehend erwähnten Gruppe
(III) aufgeführten Resten. Q kann geeignet aus der Gruppe (III), abhängig vom Typ des
flüssigkristallinen Materials, in dem die Verbindung zu lösen ist, der erforderlichen
Löslichkeit im flüssigkristallinen Material oder ähnlichen Faktoren, gewählt werden. Im
allgemeinen ist Q vorzugsweise ein Alkyl-, Alkylcycloalkyl- oder Alkoxyrest zur leich
ten Synthese der Verbindung und ein Alkyl- oder Alkoxyrest ist insbesondere bevorzugt.
In den Formeln der Reste in der Gruppe (III) für Q ist n eine ganze Zahl von 1 bis 12
und jeder der Indices q, r und s eine ganze Zahl von 1 bis 8.
In den in der Gruppe (II) für E, J und M in den Formeln (2) und (3) auf
geführten Resten können ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer Phenylengruppe
durch einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit 1 bis 6
Kohlenstoffatomen, einen Perfluoralkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein
Halogenatom ersetzt sein.
Beispiele der erfindungsgemäßen unsymmetrischen Dioxazinverbindung schließen
die Verbindungen der folgenden Formeln ein:
Die erfindungsgemäße unsymmetrische Dioxazinverbindung kann mit einem all
gemein bekannten Verfahren oder einer Kombination davon synthetisiert werden. Die
Einzelheiten des Verfahrens können abhängig von der Molekülstruktur der zu syntheti
sierenden Verbindung variieren, aber im allgemeinen kann eine erfindungsgemäße un
symmetrische Dioxazinverbindung durch folgendes Verfahren aus einer entsprechenden
unsymmetrischen 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung der Formel (4) synthetisiert
werden:
wobei jeder der Reste Y1 bis Y3 einen Rest der Formel (2) oder (3) bedeutet, wobei
mindestens einer der Reste Y1 bis Y3 ein Rest der Formel (2) ist; X ein Wasserstoff-,
Halogenatom, eine Cyanogruppe, einen Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Acylamino- oder Carb
oxylatrest bedeutet.
Die 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung kann gemäß einem Verfahren, wie
zum Beispiel im U.S.-Patent Nr. 2,267,741 offenbart, synthetisiert werden. Insbeson
dere kann die Verbindung durch Zusammenmischen und Umsetzen einer 3-Alkoxy-
2,5,6-trichlor-1,4-benzochinonverbindung, einer Anilinverbindung der Formel (4A) und
einer Aminonaphthalinverbindung der Formel (4B); oder durch Umsetzung einer 3-Al
koxy-2,5,6-trichlor-1,4-benzochinonverbindung mit einer von Anilinverbindung der
Formel (4A) und Aminonaphthalinverbindung der Formel (4B) und anschließend mit der
anderen der zwei Verbindungen synthetisiert werden.
In den Formeln weisen X und Y1 bis Y3 die gleiche Bedeutung wie X und Y1 bis Y3 in
der vorstehenden Formel (4) auf.
Die vorstehend erwähnten Umsetzungen können falls erforderlich in einem ge
eigneten Reaktionsmedium durchgeführt werden. Beispiele eines solchen Reaktionsme
diums schließen Wasser; Alkohole, wie Methanol, Ethanol und Isopropanol; aromati
sche Kohlenwasserstoffe, wie Toluol und Xylol; Ketone, wie Aceton und Methyliso
butylketon; Ether, wie Tetrahydrofuran und Dioxan; und Gemische davon ein.
Die Umsetzung zwischen der 3-Alkoxy-2,5,6-trichlor-1,4-benzochinonverbin
dung und einer von Anilinverbindung der Formel (4A) und Aminonaphthalinverbindung
der Formel (4B) kann in einem Reaktionsmedium durchgeführt werden, das unterschied
lich zu dem für die Umsetzung zwischen der 3-Alkoxy-2,5,6-trichlor-1,4-benzochinon
verbindung und der anderen der zwei Verbindungen verwendeten ist.
Die Anilinverbindung der Formel (4A) und die Aminonaphthalinverbindung der
Formel (4B) können gemäß allgemein bekannten Verfahren hergestellt werden. Zum
Beispiel können die Verbindungen mit einem Verfahren, wie katalytische Reduktion,
einschließlich Behandlung einer entsprechenden Nitroverbindung mit einem üblichen
Reduktionsmittel, hergestellt werden.
Eine solche Nitroverbindung kann gemäß einem allgemein bekannten Verfahren,
zum Beispiel durch Behandlung einer entsprechenden aromatischen Verbindung mit ei
nem üblichen Nitrierungsmittel, wie Salpetersäure, hergestellt werden.
Die erhaltene 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung läßt man einen Ring
schluß eingehen, wobei eine gewünschte unsymmetrische Dioxazinverbindung erhalten
wird, wobei der Ringschluß durch Erwärmen der 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbin
dung in Gegenwart eines sauren Kondensationsmittels durchgeführt werden kann.
Beispiele des sauren Kondensationsmittels schließen Chloride von Carbon- oder
Sulfonsäure, wie Benzoylchlorid, Butylbenzoylchlorid und para-Toluolsulfonylchlorid;
Bromide von Carbon- oder Sulfonsäure; Thionylchlorid; Phosphorpentachlorid; Salz
säure; Bromwasserstoffsäure; Essigsäureanhydrid; rauchende Schwefelsäure; para-To
luolsulfonsäure; und Metallchloride, wie Aluminiumchlorid und Zinkchlorid, ein. Unter
diesen sind Chloride von Carbonsäure, wie Benzoylchlorid und para-Butylbenzoylchlo
rid in Bezug auf ihre Reaktionsausbeute und Handhabung bevorzugt. Wenn die 2,5-
Diamino-1,4-benzochinonverbindung eine Methoxygruppe aufweist, ergibt die Verwen
dung eines Chlorids oder Bromids von Carbonsäure ein Ersetzen des Methoxygruppen
teils zur Bildung einer dem Chlorid oder Bromid der Carbonsäure entsprechenden Ester
gruppe.
Die Bedingungen der Umsetzung können abhängig vom Typ des sauren Konden
sationsmittels und dem Typ der 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung variieren.
Zum Beispiel kann, wenn das saure Kondensationsmittel ein Chlorid von Carbonsäure
ist, die Reaktion üblicherweise durch Erwärmen der 2,5-Diamino-1,4-benzochinonver
bindung in einem Lösungsmittel in Gegenwart eines Chlorids von Carbonsäure durchge
führt werden, damit die Verbindung einen Ringschluß eingeht, wobei die gewünschte
unsymmetrische Dioxazinverbindung erhalten wird. Die Reaktionstemperatur kann übli
cherweise im Bereich von 100°C bis 220°C, vorzugsweise 130°C bis 180°C, liegen.
Die Reaktion kann in einem Lösungsmittel, zum Beispiel in einem polaren orga
nischen Lösungsmittel, wie Nitrobenzol, ortho-Dichlorbenzol, Dimethylformamid oder
Dimethylsulfoxid, durchgeführt werden. Von diesen sind Nitrobenzol und ortho-Di
chlorbenzol bevorzugt und ist Nitrobenzol am stärksten bevorzugt.
Die erfindungsgemäße unsymmetrische Dioxazinverbindung kann mit anderen
Verfahren synthetisiert werden, wie durch zuerst Synthese einer unsymmetrischen Diox
azinverbindung der Formel (1-1) oder (1-2), wobei X ein Halogenatom ist, und dann
Behandeln der erhaltenen Verbindung mit einer Reihe von Reagenzien zur Umwandlung
von X in der Formel (1-1) oder (1-2) in einen anderen Rest als das Halogenatom. Insbe
sondere schließt das Verfahren die Synthese einer Dioxazinverbindung der Formel (1-1)
oder (1-2), wobei X ein Chlor- oder Bromatom ist, und dann Behandeln der erhaltenen
Verbindung mit Metall (z. B. Zinn oder Eisen) und Säure (z. B. Polyphosphorsäure) zum
Umwandeln von X in der Formel (1-1) oder (1-2) in ein Wasserstoffatom ein; oder
schließt die Synthese einer unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (1-1) oder
(1-2), wobei X ein Bromatom ist, und dann Behandeln der erhaltenen Verbindung mit
einem Metallcyanid (z. B. Kupfercyanid) zum Umwandeln von X in eine Cyanogruppe
ein.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallzusammensetzung enthält mindestens einen
dichromatischen Farbstoff, der aus der vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen un
symmetrischen Dioxazinverbindung besteht, und ein flüssigkristallines Material.
Die Art und Menge des flüssigkristallinen Materials für die erfindungsgemäße
Flüssigkristallzusammensetzung kann geeigneterweise abhängig von der gewünschten
Flüssigkristallphase gewählt werden. Die Flüssigkristallphase kann eine herkömmlich
bekannte Phase, wie eine nematische, cholesterische, smektische oder discotische Phase
sein.
Wenn die Flüssigkristallzusammensetzung als GH-Flüssigkristall verwendet
wird, werden flüssigkristalline Materialien, die eine nematische, cholesterische oder
smektische Phase annehmen, vorzugsweise verwendet, und jene, die eine cholesterische
oder nematische Phase annehmen, sind insbesondere bevorzugt. Der Typ der Flüssigkri
stallphase hängt üblicherweise von der Art eines flüssigkristallinen Materials ab, aber in
einigen Fällen kann eine kleine Menge an Zusatz eine Änderung in der Flüssigkristall
phase bewirken. Zum Beispiel kann die Zugabe einer kleinen Menge eines optisch akti
ven Materials manchmal eine cholesterische Phase bewirken. Nebenbei bemerkt kann
die dielektrische Anisotropie der erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzung
entweder positiv oder negativ, abhängig vom Typ des gewünschten Flüssigkristall-An
zeigeelements, sein.
In der erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzung beträgt üblicherweise
der Gehalt des flüssigkristallinen Materials vorzugsweise nicht weniger als 80 Gew.-%,
stärker bevorzugt nicht weniger als 90 Gew.-% und am stärksten bevorzugt nicht weni
ger als 95 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung, um eine stabile Flüssigkristallphase
über einen breiten Temperaturbereich zu erhalten. Das flüssigkristalline Material kann
eine einzelne Verbindung oder ein Gemisch von zwei oder mehreren Verbindungen sein,
aber im allgemeinen wird ein Gemisch von zwei oder mehreren Verbindungen vorzugs
weise zum Erhalt einer stabilen Flüssigkristallphase über einen breiten Temperaturbe
reich verwendet.
Beispiele des flüssigkristallinen Materials schließen eine Reihe von Verbindun
gen, wie Biphenyl-, Phenylcyclohexan-, Phenylpyrimidin- oder Cyclohexylcyclohexan
verbindungen, die eine nematische oder smektische Phase bilden, oder Gemische davon
ein, wie in Liquid Crystal Device Handbook, hrsg. von Nihon Gakujutsu Shinkokai,
142. Komitee (1989), S. 152-192, S. 715-722 beschrieben. Bevorzugte Beispiele
eines solchen Materials schließen die Verbindungen der folgenden Formeln oder Ge
mische davon ein:
In den vorstehenden Formeln können ein bis vier Wasserstoffatome in einer
Phenylgruppe durch ein Halogenatom, wie Fluor- oder Chloratom, oder eine Cyano
gruppe ersetzt sein. V und W bedeuten jeweils einen Alkyl-, Alkoxy-, Alkoxyalkyl-,
Alkylphenyl-, Alkoxyalkylphenyl-, Alkoxyphenyl-, Alkylcyclohexyl-, Alkoxyalkylcy
clohexyl-, Alkylcyclohexylphenylrest, eine Cyanophenyl-, Cyanogruppe, ein Halogen
atom, eine Fluormethyl-, Fluormethoxygruppe, einen Alkylphenylalkyl-, Alkoxy
phenylalkyl-, Alkylcyclohexylalkyl-, Alkoxyalkoxyhexylalkyl-, Alkoxyphenylalkyl- oder
Alkylcyclohexylphenylalkylrest. Das Zentrum der optischen Aktivität kann in einer Al
kyl- oder Alkoxykette dieser Reste liegen. Weiter können in den für V und W
aufgeführten Resten ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer Phenyl- oder Phenoxy
gruppe durch ein Halogenatom, wie ein Fluor- oder Chloratom, oder eine Cyanogruppe
ersetzt sein. In den Formeln bedeutet U ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom oder
eine Cyanogruppe.
Das flüssigkristalline Material ist nicht auf die vorstehend erwähnten Verbindun
gen beschränkt. Zum Beispiel können fluorhaltige flüssigkristalline Materialien mit ei
nem oder mehreren Fluoratomen oder fluorhaltige Reste, wie -CF3 oder -OCF3, darin
als Substituenten eingebaut verwendet werden, die vorzugsweise für Dünnschicht
transistor-Flüssigkristallanzeigen (TFT . LCD) verwendet werden.
Die als dichromatischer Farbstoff für die erfindungsgemäße Flüssigkristallzu
sammensetzung verwendete unsymmetrische Dioxazinverbindung der Formel (1-1) oder
(1-2) kann abhängig von der Art des Farbstoffs oder dem Syntheseverfahren in der
Reinheit leicht schwanken. Die unsymmetrische Dioxazinverbindung mit 90 bis
100 Gew.-% Reinheit kann üblicherweise verwendet werden, aber die Reinheit beträgt vor
zugsweise 98 bis 100 Gew.-%, stärker bevorzugt 99 bis 100 Gew.-% und am stärksten
bevorzugt 99,5 bis 100 Gew.-%.
Der Gehalt der unsymmetrischen Dioxazinverbindung als dichromatischer Farb
stoff in der erfindungsgemäßen Flüssigkristallzusammensetzung ist nicht besonders be
schränkt und kann geeigneterweise abhängig von der Art der unsymmetrischen Dioxa
zinverbindung, dem Typ der gewünschten Flüssigkristallphase oder ähnlichen Faktoren
gewählt werden. Der Gehalt der Verbindung beträgt üblicherweise 0,01 bis 10 Gew.-%,
vorzugsweise 0,01 bis 5 Gew.-%, der gesamten Zusammensetzung.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallzusammensetzung kann gegebenenfalls zu
sätzliche Bestandteile zur unsymmetrischen Dioxazinverbindung als dichromatischen
Farbstoff und dem flüssigkristallinen Material abhängig vom Zweck enthalten. Beispiele
solcher zusätzlicher Bestandteile schließen ein optisch aktives Material oder einen Stabi
lisator ein. Der Gehalt solcher zusätzlicher Bestandteile, falls enthalten, muß geeignet
eingestellt werden, damit er den Ausdruck der Flüssigkristallphase nicht stört.
Die erfindungsgemäße Flüssigkristallzusammensetzung kann durch Zusammen
mischen der unsymmetrischen Dioxazinverbindung als dichromatischen Farbstoff, des
flüssigkristallinen Materials und anderer Bestandteile, falls vorhanden, hergestellt wer
den. Das Mischen kann auf übliche Weise durchgeführt werden. Zum Beispiel kann die
vorliegende Flüssigkristallzusammensetzung durch Erwärmen des flüssigkristallinen Ma
terials, um es zu einer isotropen Flüssigkeit zu schmelzen, und Lösen der unsymmetri
schen Dioxazinverbindung als dichromatischen Farbstoff in der Flüssigkeit durch Mi
schen hergestellt werden.
Die die erfindungsgemäße unsymmetrische Dioxazinverbindung enthaltende Flüs
sigkristallzusammensetzung weist hohes dichromatisches Verhältnis und enge Lichtab
sorptionsbande (die halbe Breite der Absorption) auf. Daher sind die aus dieser Zusam
mensetzung hergestellten Flüssigkristall-Anzeigeelemente dazu fähig, eine Reihe von in
tensiven Farbtönen zu zeigen und sind so von hohem industriellen Wert.
Das erfindungsgemäße Flüssigkristall-Anzeigeelement schließt als Flüssigkri
stallmaterial mindestens eine vorstehend erwähnte Flüssigkristallzusammensetzung ein.
Das Flüssigkristall-Anzeigeelement kann eine Grundstruktur irgendeines Flüssigkristall-
Anzeigeelements, das als GH-Typ bezeichnet wird, aufweisen. Insbesondere können
eine Reihe von Grundstrukturen, in denen die gefärbte Anzeige ohne Verwendung eines
Farbfilters sondern durch Färbung einer Flüssigkristallschicht realisiert wird, vorzugs
weise auf das vorliegende Flüssigkristall-Anzeigeelement angewandt werden. In diesen
Arten der Grundstruktur ist die die erfindungsgemäße Flüssigkristallzusammensetzung
enthaltende Flüssigkristallschicht intensiv gefärbt, wobei so verglichen mit herkömmli
chen Elementen eine intensiver gefärbte Anzeige bewirkt wird.
Die vorliegende Erfindung wird im einzelnen in Bezug auf die Beispiele und
Vergleichsbeispiele erklärt, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese be
schränkt. Die Messungen in den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden wie folgt
durchgeführt.
- a) Das dichromatische Verhältnis einer unsymmetrischen Dioxazinverbindung
wurde durch Messen der Absorptionsspektren von polarisiertem Licht der Zellen be
stimmt, die wie nachstehend beschrieben hergestellt und mit der Flüssigkristallzusam
mensetzung (1a), die eine unsymmetrische Dioxazinverbindung enthielt, oder mit der
entsprechenden Flüssigkristallzusammensetzung (1b), die keine unsymmetrische Dioxa
zinverbindung enthielt, beschickt worden waren. Genauer wurden die Absorption (a1)
von parallel zur Reibrichtung der Zelle polarisiertem Licht und die Absorption (a2) von
senkrecht zur Reibrichtung der Zelle polarisiertem Licht über eine festgelegte Wellen
bande (300 bis 800 nm) gemessen. Der Unterschied in der Peakabsorption zwischen den
Zusammensetzungen (1a) und (1b) wurde als Absorption der unsymmetrischen
Dioxazinverbindung an sich verwendet, und das dichromatische Verhältnis mit der
nachstehenden Formel bestimmt, wobei der Unterschied in (a1) zwischen den
Zusammensetzungen (1a) und (1b) als (A1) bezeichnet wird, während der Unterschied in
(a2) zwischen den Zusammensetzungen (1a) und (1b) als (A2) bezeichnet wird:
Dichromatisches Verhältnis = (A1)/(A2)
Auf einer Seite einer Quarzplatte wurde ein Polyimid-Legierungsfilmmaterial
(hergestellt von HITACHI CHEMICAL CO., LTD., Handelsname "LX1400") mit
einer Dicke von etwa 20 nm aufgebracht und erwärmt, um ein Substrat mit einem
Polyimidlegierungsfilm zu erhalten. Das erhaltene Substrat wurde mit einem Stoff in
einer Richtung gerieben. Zwei solche Substrate wurden hergestellt und in einem Ab
stand von 17 bis 24 µm angebracht, wobei ihre Legierungsfilme einander gegenüber
lagen und ihre Reibrichtungen ausgerichtet wurden. Ein einen Abstandshalter ent
haltender Klebstoff wurde um den Rand der Substrate angebracht und gehärtet, um die
Substrate aneinander zu fixieren, wobei eine Zelle für die Messung erhalten wurde.
- a) Die halbe Breite der Absorption wurde durch Bestimmen des Absorptionsspek
trums von parallel zur Reibrichtung der Zelle polarisiertem Licht und Einsetzen der
Werte der Wellenlängen W1 und W2 für einen bestimmten Peak in der Hälfte seiner
Höhe (Absorption) in die folgende Formel berechnet:
Halbe Breite der Absorption = |W1 - W2|
Im allgemeinen gemäß dem im U.S.-Patent Nr. 2,267,741 offenbarten Verfahren
wurde die 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung der Formel (5) aus einer 3-Ethoxy-
2,5,6-trichlor-1,4-benzochinonverbindung synthetisiert. Die Struktur der erhaltenen
Verbindung wurde aus dem Massenspektrum (FDMS) bestimmt.
Zu 40 g Nitrobenzol wurden 1,7 g der vorstehend erhaltenen 2,5-Diamino-1,4-
benzochinonverbindung der Formel (5) und 0,4 g 4-(n)-Butylbenzoylchlorid gegeben.
Das erhaltene Gemisch wurde 4 Stunden auf 150-160°C gehalten, dann abgekühlt und
filtriert. Der abgetrennte Niederschlag wurde wiederholt durch Kieselgeldünnschicht
chromatographie gereinigt, wobei eine Verbindung erhalten wurde.
Die Struktur der so erhaltenen Verbindung wurde aus dem Massenspektrum
(FDMS) und kernmagnetischen Resonanzspektrum (1H-NMR) der Verbindung bestimmt.
Das FDMS der erhaltenen Verbindung zeigte die Massenzahl 794. Die Ergebnisse der
1H-NMR (500 MHz)-Messung waren folgende:
8,12-8,16 ppm (H, d, Naphthalinring), 8,01-8,04 ppm
(2H, d, Phenylenring), 7,5-7,53 ppm (H, d, Naphthalinring),
7,39-7,42 ppm (H, d, Naphthalinring),
7,24-7,26 ppm (2H, d, Phenylenring), 7,11-7,15 ppm (H, m,
Naphthalinring), 7,06 ppm (1H, s, Dioxazinring),
6,99 ppm (1H, s, Dioxazinring), 6,95-6,96 ppm (H, d,
Naphthalinring), 3,89-3,93 ppm (2H, t, -O-CH2-)
3,82 ppm (3H, s, -O-CH3), 2,62-2,67 ppm (2H, t, -CH2-),
1,55-1,65 ppm (4H, m, -CH2-), 1,3-1,35 ppm (2H, m, -CH2-),
1,0-1,26 ppm (20H, br, -CH2-), 0,8-0,95 ppm (6H, m, -
CH3).
Die chemische Verschiebung wurde unter Verwendung von Tetramethylsilan als
Referenz berechnet (0 ppm).
Aus den vorstehend erwähnten Ergebnissen wurde bestimmt, dass die erhaltene
unsymmetrische Dioxazinverbindung die Struktur der Formel (6) aufweist:
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-% der
erhaltenen unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (6) mit einer Flüssigkri
stallzusammensetzung E7 (hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die
erhaltene Flüssigkristallzusammensetzung und die Flüssigkristallzusammensetzung E7 an
sich wurden jeweils in einer Zelle versiegelt und die Absorption, das dichromatische
Verhältnis und die halbe Breite der Absorption bestimmt. Weiter wurden die gleichen
Experimente unter Verwendung einer Flüssigkristallzusammensetzung E9 (hergestellt
von MERCK JAPAN LIMITED) oder eine Flüssigkristallzusammensetzung ZLI1132
(hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) statt der Flüssigkristallzusammensetzung
E7 durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Absorptionsspektren von polarisiertem Licht der Flüssigkristallzusammenset
zung, hergestellt durch Mischen von 0,1 Gew.-% der unsymmetrischen Dioxazinverbin
dung der Formel (6) in die Flüssigkristallzusammensetzung E9 (hergestellt von MERCK
JAPAN LIMITED) sind in Fig. 1 gezeigt. In der Figur bezieht sich 1 auf das Absorpti
onsspektrum des parallel zur Reibrichtung der Zelle polarisierten Lichts; 2 auf das Ab
sorptionsspektrum des senkrecht zur Reibrichtung der Zelle polarisierten Lichts; 3 auf
die Wellenlänge W1; 4 auf die Wellenlänge W2; 5 auf die halbe Breite der Absorption
und 6 auf den Peak des Absorptionsspektrums.
Im allgemeinen gemäß dem im U.S.-Patent Nr. 2,267,741 offenbarten Verfahren
wurde die 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung der Formel (7) aus einer 3-Ethoxy-
2,5,6-trichlor-1,4-benzochinonverbindung synthetisiert. Die Struktur der erhaltenen
Verbindung wurde aus dem Massenspektrum (FDMS) bestimmt.
Zu 40 g Nitrobenzol wurden 1,7 g der vorstehend erhaltenen 2,5-Diamino-1,4-
benzochinonverbindung der Formel (7) und 0,4 g 4-(n)-Butylbenzoylchlorid gegeben.
Das erhaltene Gemisch wurde 4 Stunden auf 150-160°C gehalten, dann abgekühlt und
filtriert. Der abgetrennte Niederschlag wurde wiederholt durch Kieselgeldünnschicht
chromatographie gereinigt, wobei eine Verbindung erhalten wurde.
Die Struktur der so erhaltenen Verbindung wurde aus dem Massenspektrum
(FDMS) und dem kernmagnetischen Resonanzspektrum (1H-NMR) der Verbindung be
stimmt. Das FDMS der erhaltenen Verbindung zeigte die Massenzahl 794. Die Ergeb
nisse des gemessenen 1H-NMR (500 MHz) waren folgende:
8,07-8,09 ppm (2H, d, Benzolring), 7,58-7,60 ppm (1H,
d, Naphthalinring), 7,50-7,51 ppm (1H, d, Naphthalinring),
7,49-7,51 ppm (1H, d, Naphthalinring),
7,44-7,46 ppm (1H, d, Naphthalinring), 7,29-7,31 ppm
(2H, d, Benzolring), 7,11 ppm (1H, s, Dioxazinring),
7,08-7,10 ppm (1H, d, Naphthalinring), 7,06 ppm (1H,
s, Dioxazinring), 3,98 ppm (3H, s, Methoxygruppe),
3,95-3,96 ppm (2H, m, -OCH2-), 2,68-2,71 ppm (2H, t,
-CH2-), 1,61-1,67 ppm (2H, m, -CH2-), 1,36-1,40 ppm (2H,
m, -CH2-), 1,16-1,31 ppm (18H, br, -CH2-), 0,85-0,96 ppm
(6H, m, -CH3).
Die chemische Verschiebung wurde unter Verwendung von Tetramethylsilan als
Referenz (0 ppm) berechnet.
Aus den vorstehend erwähnten Ergebnissen wurde bestimmt, dass die erhaltene
unsymmetrische Dioxazinverbindung die Struktur der Formel (8) aufweist:
Wie in Beispiel 1 wurde eine Flüssigkristallzusammensetzung durch Mischen von
0,1 Gew.-% der erhaltenen unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (8) mit
einer Flüssigkristallzusammensetzung E7 (hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED)
hergestellt. Die erhaltene Flüssigkristallzusammensetzung und die Flüssigkristallzusam
mensetzung E7 an sich wurden jeweils in einer Zelle versiegelt und die Absorption, das
dichromatische Verhältnis und die halbe Breite der. Absorption bestimmt. Die
Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Eine unsymmetrische Dioxazinverbindung der Formel (10) wurde mit einem
ähnlichen Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass eine 2,5-Diamino-1,4-benzo
chinonverbindung der Formel (9) statt der 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung der
Formel (5) verwendet wurde.
Die Struktur der so erhaltenen Verbindung wurde aus dem Massenspektrum
(FDMS) bestimmt.
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-% der
erhaltenen unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (10) mit einer Flüssigkri
stallzusammensetzung E7 (hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die
erhaltene Flüssigkristallzusammensetzung und die Flüssigkristallzusammensetzung E7 an
sich wurden jeweils in einer Zelle versiegelt und die Absorption, das dichromatische
Verhältnis und die halbe Breite der Absorption wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Eine unsymmetrische Dioxazinverbindung der Formel (12) wurde mit einem
ähnlichen Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass eine 2,5-Diamino-1,4-benzo
chinonverbindung der Formel (11) statt der 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung
der Formel (5) verwendet wurde.
Die Struktur der so erhaltenen Dioxazinverbindung wurde aus dem Massenspek
trum (FDMS) bestimmt.
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-% der
erhaltenen unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (12) mit einer Flüssigkri
stallzusammensetzung E7 (hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die
erhaltene Flüssigkristallzusammensetzung und die Flüssigkristallzusammensetzung E7 an
sich wurden jeweils in einer Zelle versiegelt und die Absorption, das dichromatische
Verhältnis und die halbe Breite der Absorption wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Eine unsymmetrische Dioxazinverbindung der Formel (13) wurde mit einem
ähnlichen Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass die 2,5-Diamino-1,4-benzo
chinonverbindung der Formel (9) statt der 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung der
Formel (5) verwendet wurde und para-Methylbenzoylchlorid statt 4-(n)-Butylbenzoyl
chlorid verwendet wurde.
Die Struktur der so erhaltenen Dioxazinverbindung wurde aus dem Massenspek
trum (FDMS) bestimmt.
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-% der
erhaltenen unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (13) mit einer Flüssigkri
stallzusammensetzung E7 (hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die
erhaltene Flüssigkristallzusammensetzung und die Flüssigkristallzusammensetzung E7 an
sich wurden jeweils in einer Zelle versiegelt und die Absorption, das dichromatische
Verhältnis und die halbe Breite der Absorption wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Eine unsymmetrische Dioxazinverbindung der Formel (14) wurde mit einem
ähnlichen Verfahren wie in Beispiel 1 erhalten, außer dass die 2,5-Diamino-1,4-benzo
chinonverbindung der Formel (9) statt der 2,5-Diamino-1,4-benzochinonverbindung der
Formel (5) verwendet wurde und 4-(tert)-Butylbenzoylchlorid statt 4-(n)-Butylbenzoyl
chlorid verwendet wurde.
Die Struktur der so erhaltenen Dioxazinverbindung wurde aus dem Massenspek
trum (FDMS) bestimmt.
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-% der
erhaltenen unsymmetrischen Dioxazinverbindung der Formel (14) mit einer Flüssigkri
stallzusammensetzung E7 (hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die
erhaltene Flüssigkristallzusammensetzung und die Flüssigkristallzusammensetzung E7 an
sich wurden jeweils in einer Zelle versiegelt und die Absorption, das dichromatische
Verhältnis und die halbe Breite der Absorption wie in Beispiel 1 bestimmt. Die Ergeb
nisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Zu 50 g Ethanol wurden 1,6 g einer Anilinverbindung der Formel (15), 0,6 g
Chloranyl und 0,6 g Natriumacetat gegeben und das erhaltene Gemisch 7 Stunden unter
Rückfluß erhitzt. Das umgesetzte Gemisch wurde in 100 ml Wasser gegossen und fil
triert. Der auf dem Filter verbliebene Umsetzungsteilnehmer wurde mit Wasser,
warmen Wasser, einer 5%igen wässrigen Salzsäurelösung und wieder Wasser
gewaschen und dann getrocknet, wobei 1,4 g einer Dianilidverbindung der Formel (16)
erhalten wurden:
Zu 40 g Nitrobenzol wurden 1,4 g der erhaltenen Dianilidverbindung und 0,3 g
Benzoylchlorid gegeben. Das erhaltene Gemisch wurde 4 Stunden auf 150-160°C ge
halten und dann abgekühlt. Der erhaltene Niederschlag wurde durch Filtration abge
trennt und wiederholt durch Kieselgelsäulenchromatographie gereinigt, wobei eine Di
oxazinverbindung erhalten wurde. Die Struktur des so erhaltenen Farbstoffs wurde aus
dem FDMS als Verbindung der Formel (17) bestimmt:
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-% des
erhaltenen Dioxazinfarbstoffs mit der Flüssigkristallzusammensetzung E7 (hergestellt
von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die erhaltene Flüssigkristallzusammenset
zung wurde in einer Zelle versiegelt und den gleichen Messungen wie in Beispiel 1 un
terzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-% ei
ner Dioxazinverbindung der Formel (18) mit der Flüssigkristallzusammensetzung E7
(hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die erhaltene Flüssigkristallzu
sammensetzung wurde in einer Zelle versiegelt und den gleichen Messungen wie in Bei
spiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Eine Flüssigkristallzusammensetzung wurde durch Mischen von 0,1 Gew.-%
eines Azofarbstoffs der Formel (19) (hergestellt von NIPPON KANKOH-SHIKISO
KENKYUSHO CO., LTD., Handelsname G205) mit der Flüssigkristallzusammenset
zung E7 (hergestellt von MERCK JAPAN LIMITED) hergestellt. Die erhaltene Flüssig
kristallzusammensetzung wurde in einer Zelle versiegelt und den gleichen Messungen
wie in Beispiel 1 unterzogen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
Claims (4)
1. Unsymmetrische Dioxazinverbindung der Formel (1-1) oder (1-2):
in denen jeder der Reste Y1 bis Y3 einen Rest der Formel (2) oder (3) bedeutet, wobei mindestens einer der Reste Y1 bis Y3 ein Rest der Formel (2) ist; X ein Wasserstoff-, Halogenatom, eine Cyanogruppe, einen Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Acylamino- oder Carboxylatrest bedeutet:
wobei h eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist; i eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist und j eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist; A einen Rest bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe (I), bestehend aus:
wobei k eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer Phenylengruppe durch einen Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, ei nen Alkoxyrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Perfluoralkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom ersetzt sein können; wenn A ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an E oder G gebunden ist und das Ende (b) an die Estergruppe in der Formel (2) gebunden ist;
jeder der Reste E, J und M einen Rest bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe (II),
bestehend aus:
wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und jeder der Indizes q und r eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist; ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer Pheny lengruppe durch einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, einen Perfluoralkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen oder ein Halogenatom ersetzt sein können; wenn E in der Formel (2) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an G oder E gebunden ist und das Ende (b) an A oder E gebunden ist; wenn J in der Formel (3) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an M, J oder Q gebunden ist und das Ende (b) an J oder ein Triphendioxazingerüst gebunden ist; wenn M in der Formel (3) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an M oder Q gebunden ist und das Ende (b) an M oder J gebunden ist;
G und Q jeweils einen Rest bedeuten, ausgewählt aus der Gruppe (III), bestehend aus:
wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und jeder der Indices q, r und s eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.
in denen jeder der Reste Y1 bis Y3 einen Rest der Formel (2) oder (3) bedeutet, wobei mindestens einer der Reste Y1 bis Y3 ein Rest der Formel (2) ist; X ein Wasserstoff-, Halogenatom, eine Cyanogruppe, einen Alkyl-, Aryl-, Alkoxy-, Acylamino- oder Carboxylatrest bedeutet:
wobei h eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist; i eine ganze Zahl von 1 bis 2 ist und j eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist; A einen Rest bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe (I), bestehend aus:
wobei k eine ganze Zahl von 1 bis 6 ist; ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer Phenylengruppe durch einen Alkylrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, ei nen Alkoxyrest mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen, einen Perfluoralkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen oder ein Halogenatom ersetzt sein können; wenn A ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an E oder G gebunden ist und das Ende (b) an die Estergruppe in der Formel (2) gebunden ist;
jeder der Reste E, J und M einen Rest bedeutet, ausgewählt aus der Gruppe (II),
bestehend aus:
wobei m eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und jeder der Indizes q und r eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist; ein oder mehrere Wasserstoffatome in einer Pheny lengruppe durch einen Alkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, einen Alkoxyrest mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, einen Perfluoralkylrest mit 1 bis 6 Kohlenstoff atomen oder ein Halogenatom ersetzt sein können; wenn E in der Formel (2) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an G oder E gebunden ist und das Ende (b) an A oder E gebunden ist; wenn J in der Formel (3) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an M, J oder Q gebunden ist und das Ende (b) an J oder ein Triphendioxazingerüst gebunden ist; wenn M in der Formel (3) ein Rest mit den Enden (a) und (b) ist, das Ende (a) an M oder Q gebunden ist und das Ende (b) an M oder J gebunden ist;
G und Q jeweils einen Rest bedeuten, ausgewählt aus der Gruppe (III), bestehend aus:
wobei n eine ganze Zahl von 1 bis 12 ist und jeder der Indices q, r und s eine ganze Zahl von 1 bis 8 ist.
2. Dichromatischer Farbstoff, bestehend aus einer unsymmetrischen Dioxazinver
bindung nach Anspruch 1.
3. Flüssigkristallzusammensetzung, umfassend mindestens einen dichromatischen
Farbstoff nach Anspruch 2 und ein flüssigkristallines Material.
4. Flüssigkristall-Anzeigeelement, umfassend mindestens eine Flüssigkristallzu
sammensetzung nach Anspruch 3 als flüssigkristallines Material.
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DE10026131B4 (de) | 2009-02-05 |
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