JP2561710B2 - 液晶組成物 - Google Patents

液晶組成物

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JP2561710B2 JP63211156A JP21115688A JP2561710B2 JP 2561710 B2 JP2561710 B2 JP 2561710B2 JP 63211156 A JP63211156 A JP 63211156A JP 21115688 A JP21115688 A JP 21115688A JP 2561710 B2 JP2561710 B2 JP 2561710B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、アゾ系化合物を含有する液晶組成物に関す
る。
(従来の技術) 従来から、液晶に色素化合物を溶解してなる液晶組成
物を対向する2枚の電極間に介在させ、色素化合物と液
晶とのゲストホスト効果を利用してカラー表示を行うこ
とは知られている。
ところで、かかる液晶組成物に使用される好ましい色
素化合物としては、二色性比が高く、分子吸光係数が大
きく液晶に対する溶解性も高い等の性質を有する色素化
合物が有用である。
しかしながら、本発明者らの検討によれば、従来公知
のアゾ系化合物は、液晶組成物で使用される好ましい色
素化合物に特に必要なものとして要求される上記のよう
な性質に関して必ずしも満足できる程度のものではな
い。
(発明が解決しようとする課題) 本発明は、上記の従来の問題点を解決しうるアゾ系化
合物を含有する液晶組成物の提供を目的とする。
(課題を解決するための手段) 本発明者らは、かかる目的を達成すべく更に検討を重
ねた結果、一般式〔I〕 〔式中、R1は水素原子、アルコキシ基もしくはアリール
基で置換されていてもよいアルキル基、アルコキシ基も
しくはアリール基で置換されていてもよいアルコキシ
基、アルキル基で置換されていてもよいシクロヘキシル
基または−COOR3(R3は、アルコキシ基で置換されてい
てもよいアルキル基、アルキル基で置換されていてもよ
いシクロヘキシル基またはアルコキシ基もしくはアルキ
ル基で置換されていてもよいアリール基を示す。)を示
し、R2(R4およびR5はアルコキシ基またはアリール基で置換さ
れていてもよいアルキル基を示し、互いに連結して環を
形成してもよい。)を示し、Z1およびZ2は水素原子、ハ
ロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基を示し、Z1
とZ2は互いに連結して炭化水素環もしくは窒素原子を介
して含窒素複素環を形成してもよい。nは1又は2を示
す。〕で表わされるアゾ系化合物が鮮明な色調を呈し、
高い二色性比を示し、分子吸光係数が大きく液晶に対す
る良好な溶解性を示すので、かかる化合物を使用すれば
良好なカラー表示を行いうる液晶組成物が得られる、と
の知見を得て本発明に到達した。すなわち、本発明は、
前記一般式〔I〕で表わされるアゾ系化合物を含有する
ことを特徴とする液晶組成物を要旨とするものである。
本発明の一般式〔I〕で表わされるアゾ系化合物にお
いてR1は水素原子、直鎖又は分岐鎖状のアルキル基(好
ましくは炭素数1〜8のアルキル基);直鎖又は分岐鎖
状のアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜8のアルコキ
シ基);アルコキシ基(好ましくは炭素数1〜8のアル
コキシ基)で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数
1〜8のアルキル基)又はアルコキシ基(好ましくは炭
素数1〜8のアルコキシ基);炭素数1〜8のアルキル
基、炭素数1〜8のアルコキシ基もしくは塩素原子等の
ハロゲン原子で置換されていてもよいフェニル基等のア
リール基で置換されたアルキル基(好ましくは炭素数1
〜3のアルキル基)又はアルコキシ基(好ましくは炭素
数1〜3のアルコキシ基);炭素数1〜8のアルキル基
で置換されていてもよいシクロヘキシル基:−COOR3〔R
3はアルコキシ基(好ましくは炭素数1〜8のアルコキ
シ基)で置換されていてもよいアルキル基(好ましくは
炭素数1〜8のアルキル基)、アルキル基(好ましくは
炭素数1〜8のアルキル基)で置換されていてもよいシ
クロヘキシル基、アルキル基(好ましくは炭素数1〜8
のアルキル基)またはアルコキシ基(好ましくは炭素数
1〜8のアルコキシ基)で置換されていてもよいフェニ
ル基またはナフチル基等のアリール基等を示すが挙げら
れる。
置換基R4およびR5はアルコキシ基又はアリール基で置
換されていてもよいアルキル基を示すが、例えば炭素数
1〜8のアルキル基、炭素数1〜8のアルコキシ基で置
換された炭素数1〜3のアルキル基、 (R6は水素原子、炭素数1〜8のアルキル基、アルコキ
シ基、又は塩素原子等のハロゲン原子を示す。)で置換
された炭素数1〜3のアルキル基等が挙げられる。ま
た、R4、R5は互いに連結して、ピペリジン環、ピロリジ
ン環、ピペラジン環、モルホリン環のような含窒素複素
環を形成してもよい。
置換基Z1およびZ2のアルキル基としては、炭素数1〜
3のアルキル基が挙げられ、アルコキシ基としては炭素
数1〜3のアルコキシ基が挙げられ、ハロゲン原子とし
ては、塩素原子等が挙げられ、Z1とZ2が互いに連結して
形成する環としては、ベンゼン環、シクロヘキサン環等
の炭化水素環または窒素原子を介したピリジン環等の含
窒素複素環が挙げられる。
前示、一般式〔I〕で示されるアゾ系化合物は、例え
ば特開昭58−38756の方法に準じて以下の如く製造され
る。即ち、 一般式〔II〕 (式中、R1、Z1、Z2およびnは前示一般式〔I〕におけ
ると同一の意義を有する)で示されるモノアゾ化合物を
ジアゾ化し、下記一般式〔III〕 (式中、R2、Z1およびZ2は前示一般式〔I〕におけると
同一の意義を有する。)で示されるアニリン類とをカッ
プリングさせることによって製造することが出来る。
本発明の液晶組成物で用いる液晶としては、様々の液
晶を使用できるが、例えばネマチック液晶、スメクチッ
ク液晶(スメクチックAあるいはスメクチックカイラル
C等の強誘電性液晶等)、コレステリック液晶あるいは
高分子液晶等が挙げられる。
例えば、ネマチック液晶としては、下記第1表の1〜
3に示される物質、あるいはこれ等の誘導体が挙げられ
る。
上記第1表中、Rはアルキル基又はアルコキシ基を、
R1はアルキル基を、X′はアルキル基、アルコキシ基、
ニトロ基、シアノ基又はハロゲン原子を表わす。
本発明の液晶組成物で用いるホスト液晶物質として
は、第1表に示した液晶又はそれらの混合物のいずれで
もよいが、例えばメルク社からZLI−1132という商品名
で販売されている液晶及びZLI−1565という商品名で販
売されている液晶、又はBritish Drug House社からE−
7という商品名で販売されている液晶が使用される。
また、このようなネマチック液晶に後述の旋光性物質
を加えることにより、コレステリック状態をとらせるこ
とができる。
本発明の液晶組成物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
ヘキトキシ基などの光学活性基をネマチック液晶に導入
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−ショウノウ、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、1−ショウノウ酸等の
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を使
用することができる。
本発明の液晶組成物を使用して液晶表示を行うための
素子としては、公知の液晶表示用素子を使用することが
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ャップ
が決められる。素子ギャップとしては1〜100μm、特
に2〜50μmが実用的見地から好ましい。
(実施例) 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明する
が、本発明はかかる実施例により限定されるものではな
い。
なお、二色性を示すオーダー・パラメーターについて
簡単に説明すれば、色素化合物のオーダー・パラメータ
ー(S)は実験的には次式から求められる。
ここでA及びA⊥は、それぞれ液晶の配向方向に対
して平行および垂直に偏光した光に対する色素の吸光度
である。
オーダー・パラメーター(S)は、具体的にはゲスト
・ホスト型液晶素子の表示コントラストを示す値であ
り、この値が論理上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。
実施例1 下記構造式 で示されるアゾ系化合物(色素)を前述の混合液晶ZLI
−1565(メルク社商品名)に添加し、70℃以上に加熱し
て液晶が等方性液体になった状態でよくかきまぜた後、
放置冷却する工程を繰り返して行い、上記化合物(色
素)を溶解した。
このようにして調製した本発明の液晶組成物を、透明
電極を有し、液晶と接する面に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10μm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
記液晶は、ホモジニアス配向状態をとり、色素分子もホ
スト液晶に従って同様の配向をとるものであった。
このようにして作製したゲスト・ホスト素子の吸収ス
ペクトルの測定は、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、ホスト液晶及びガラ
ス基板による吸収と、素子の反射損失に関して補正を行
った。
また、各偏光に対するA及びA⊥を用い、前述の式 からオーダー・パラメーター(S)の値を算出した。
以上の結果を後記第2表のNo.1に示す。
尚、本実施例で用いたアゾ系化合物は、2−アミノ−
5−〔4″−(4′−n−ペンチル)フェニルアゾ〕フ
ェニルアゾチエノチアゾール4.4gをリン酸200ml、酢酸4
0ml混合溶媒中、0℃で、43%ニトロシル硫酸3.5gにて
ジアゾ化し、次いでN−(p−n−ペンチルベンジル)
−3−メチルアニリン26.5gと0℃でカップリング反応
を行い得ることが出来た。融点は198〜199℃であった。
またクロロホルム中で分子吸光係数を測定した所6.50×
104であった。このことから本発明の化合物は着色力が
非常に大きく、液晶組成物を調整する場合少い添加量で
良いことが判明した。
実施例2 で示されるアゾ系化合物を使用し、他は実施例1と同様
に処理し、最大吸波長及びオーダー・パラメーター
(S)を測定した。後記第2表のNo.2に示す。
本実施例で用いたアゾ系化合物は、実施例1の2−ア
ミノ−5−〔4″−(4′−n−ペンチル)フェニルア
ゾ〕フェニルアゾチェノチアゾールの代りに、2−アミ
ノ−5−(4′−フェニルアゾ)フェニルアゾチェノチ
アゾールを使用して製造した。融点は213〜214℃を示し
た。
本化合物はクロロホルム中で分子吸光係数を測定した
所7.6×104であり、大きな着色力を有することが判かっ
た。
実施例3〜25 実施例1に準じた方法により、下記第2表におけるN
o.3〜No.31に示す各構造式を有する本発明のアゾ系化合
物(色素)を製造し、単離した。得られた29種の各色素
化合物を用い、その他は実施例1と同様にして、最大吸
収波長(λmax)及びオーダー・パラメーター(S)の
測定及び算出を行った。
以上の結果を下記第2表のNo.3〜No.31にまとめて示
す。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一般式〔I〕 〔式中、R1は水素原子、アルコキシ基もしくはアリール
    基で置換されていてもよいアルキル基、アルコキシ基も
    しくはアリール基で置換されていてもよいアルコキシ
    基、アルキル基で置換されていてもよいシクロヘキシル
    基または−COOR3(R3はアルコキシ基で置換されていて
    もよいアルキル基、アルキル基で置換されていてもよい
    シクロヘキシル基またはアルコキシ基もしくはアルキル
    基で置換されていてもよいアリール基を示す。)を示
    し、 R2(R4およびR5はアルコキシ基またはアリール基で置換さ
    れていてもよいアルキル基を示し、また互いに連結して
    環を形成してもよい。)を示し、Z1およびZ2は、水素原
    子、ハロゲン原子、アルキル基またはアルコキシ基を示
    し、Z1とZ2は互いに連結して炭化水素環もしくは窒素原
    子を介して含窒素複素環を形成してもよい。nは1又は
    2を示す。〕で表わされるアゾ系化合物を含有すること
    を特徴とする液晶組成物。
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