JPH0153714B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二色性色素を含有する液晶組成物を用
いることを特徴とする液晶表示素子に関する。

現在、ねじれネマテイツク型液晶表示素子を用
いた電卓、時計等が商品化されているが、ねじれ
マテイツク型液晶表示素子を用いたものは、偏
光板を使用する為、周囲光を利用する反射型でカ
ラー偏光板を用いるカラー表示の場合は表示が暗
い、視野角が狭いといつた欠点を持つている。

又、液晶中に二色性色素を添加するゲスト―ホ
スト効果を利用した表示素子は偏光板を必ずし
も必要としない為、明るい反射型カラー表示が可
能、添加する色素の選択により表示色が多彩、
視野角が広い、といつた特徴を持つており、
又、偏光板を用い内部照明型（透過型）とすれば
更に高輝度、高コントラストの表示も可能である
等、近年の市場の多様性に適応できる表示素子で
ある。しかし、従来のゲスト―ホスト型液晶表示
素子は、コントラストおよび寿命を共に充分満足
させることはできない。この原因は、従来の二色
性色素が、二色性と耐光性共に優れた特性をもつ
ていなかつた事にある。従来の二色性色素として
は、主にアゾ系及びアントラキノン系色素が知ら
れている。アゾ系は一般に二色比８〜10、耐光寿
命数千時間と、概して二色比は高いが耐光寿命は
短かい。一方アントラキノン系は一般に二色比は
６〜９、耐光寿命数万時間と耐光寿命は充分な特
性が得られているが二色比が低い特性しか得られ
ていない。

本発明者らは上記ゲスト―ホスト効果を利用し
た表示素子用の色素について検討した結果、二色
比、耐光性ともに優れた色素を見い出し本発明を
完成した。

すなわち、本発明の目的は二色性、耐光性共に
優れた二色性色素を用いた高コントラスト、長寿
命のゲスト―ホスト型液晶表示素子を提供するこ
とにある。

すなわち、本発明は、少なくとも一方が透明な
一対の電極基板間に液晶組成物を充てんしてなる
液晶表示素子において、前記液晶組成物として下
記一般式（） 〔式中、Ｒは炭素数１〜10のアルキル基を表わ
す。

で示される黄色色素を一種または二種以上含有す
る液晶組成物を用いることを特徴とする液晶表示
素子である。

本発明に用いられる色素は、一般に下記の様に
して合成される。すなわち、下記反応式で示す様
に、一般式（）で示される化合物に一般式
（）で示されるアルキル化剤またはアシル化剤
を脱酸剤の存在下に作用させると一般式（）で
示される黄色色素が得られる。

〔式中、Ｒは前記の意味を有する。Ｘはハロゲ
ン原子、アリールスルホン酸エステル残基、硫酸
エステル残基、酸無水物残基を表わす。〕 ここで一般式（）のＲとしては、メチル基、
エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基、ヘ
キシル基、オクチル基、ノニル基などの直鎖また
は分岐状のアルキル基、シクロヘキシルカルボニ
ル基などが代表的な置換基としてあげられる。

次に、本発明を図面を用いて更に詳細に説明す
る。第１図は本発明の液晶表示素子を収めた透過
型液晶表示装置の一例を示す断面図であり、第２
図は本発明の他の実施例の反射型液晶表示素子の
断面略図である。第１，２図において、１は透明
ガラス基板、２は透明ガラス基板の内側に設けら
れた酸化インジウムの様な透明電極、３は例えば
テフロンフイルムによるスペーサーであり、これ
によりセルの厚さが10〜20μｍに調整されてい
る。４は二色性色素を含むネマチツク液晶組成物
であり、５はこの素子に印加する電源であり、直
流又は交流が用いられる。６は入射光であり、７
は観視者の目であり、８は偏光板であり、９は光
散乱板である。本装置において、透明電極表面は
綿布等で一方向に摩擦する方法、または、酸化珪
素等を斜蒸着する方法等により液晶および二色性
色素が透明電極表面に平行配向するように表面処
理がされている。

本発明に使用される正の誘電異方性を示すネマ
テイツク液晶としては、一般式 〔式中、R₃，R₄の一方がシアノ基、他方がア
ルキル基、アルコキシ基、アルキルフエニル基ま
たはアルコキシフエニル基を表わす。〕 で示される物質等の単体またはこれらの混合物が
あげられる。

第１図には透過型の表示装置を示してあるが第
２図の如き反射型の表示装置でもよい。この場
合、パネル背後に光散乱板９を設ける。

以上、電圧を印加すると色が消える型の表示装
置を示したが、これとは逆に電圧を印加すると色
を呈するようになる表示装置を構成することがで
きる。

すなわち液晶として負の電極異方性を示すネマ
テイツク液晶を用い透明電極表面をＮ，Ｎ―ジメ
チル―Ｎ―オクタデシル―３―アミノプロピルト
リメトキシシリルクロライド、ジメチルジクロロ
シラン、またはメチルトリクロロシラン等の表面
活性剤で処理するか、または液晶中にセチルトリ
メチルアンモニウムフロライド等の配向剤を混入
して、液晶および二色性色素を透明電極表面に垂
直に配向するようにして表示装置を構成すること
ができる。

また、ネマテイツク液晶に少量のコレステリツ
ク液晶またはカイラルネマテイツク液晶を混合し
た場合は、いわゆる相転移型（又は、ホワイト・
テイラー型とも呼ばれる）ゲスト―ホスト効果に
よる表示素子となり、偏光板は不要で反射型でも
高いコントラストが得られる。

次に、本発明に用いる代表的な色素の合成例を
示す。

合成例１ （化合物No.１） １，２，５，６―テトラヒドロキシアントラキ
ノン2.7部、炭酸カリ1.4部およびｎ―ブチルアイ
オダイド3.7部をＮ，Ｎ―ジメチルホルムアミド
20部中に入れ、50〜60℃で４時間保温撹拌後、水
200部中に注入し、析出した結晶を別、水洗を
行い、乾燥する。この粗生成物をアセトンより再
結晶を行い、下記構造式の黄色色素1.4部を得た。

合成例２ （化合物No.２） １，２，５，６―テトラヒドロキシアントラキ
ノン2.7部、炭酸カリ1.4部をＮ，Ｎ―ジメチルホ
ルムアミド20部中に入れ、10〜20℃でｐ―メチル
ベンゾイルクロライド3.1部を滴下し、同温度で
５時間撹拌後、水200部中に注入し、析出した結
晶を別、水洗を行い、乾燥する。この粗生成物
をアセトンより再結晶を行い、下記構造式の黄色
色素0.9部を得た。

合成例 ３ 合成例１においてブチルアイオダイド3.7部の
代りに、硫酸ジエチル3.3部、ｐ―トルエンスル
ホン酸ｎ―オクチルエステル6.1部、ベンジルブ
ロマイド3.7部またはｐ―クロルベンジルブロマ
イド4.5部を用い、他は合成例１と同様にして下
記化合物No.３〜６を得た。

この様にして合成される色素を下記に示す。

次に実施例により本発明を更に詳しく説明す
る。

実施例 １ 液晶および二色性色素が透明電極に平行になる
様に処理した液晶セルに４―シアノ―4′―ｎ―ペ
ンチルビフエニル43％、４―シアノ―4′―ｎ―プ
ロポキシビフエニル17％、４―シアノ―4′―ｎ―
ペントキシビフエニル13％、４―シアノ―4′―ｎ
―オクトキシビフエニル17％、４―シアノ―4′―
ｎ―ペンチルタ―フエニル10％の液晶混合物
（E8，BDH Chemicals）に前記のNo.１の色素を
１％溶解した液晶の組成物を入れた。

液晶表示素子に約６ボルト電圧をかけると黄色
の液晶セルがほぼ無色に変化する。

本液晶表示素子中でのNo.１の色素のλmaxは
467nmであり、本液晶表示素子の耐光性は非常に
良好であつた。

実施例 ２ No.１の色素の代わりに前記No.３の色素を用いた
以外は実施例１と同様にして、液晶表示素子を作
製した。

この液晶表示素子に約６ボルト電圧をかけると
黄色の液晶セルがほぼ無色に変化する。

本液晶表示素子中でのNo.３の色素のλmaxは
467nmであり、本液晶表示素子の耐光性は非常に
良好であつた。

実施例 ３ No.１の色素の代わりに前記No.４の色素を用いた
以外は実施例１と同様にして、液晶表示素子を作
製した。

この液晶表示素子に約６ボルト電圧をかけると
黄色の液晶セルがほぼ無色に変化する。

本液晶表示素子中でのNo.４の色素のλmaxは
466nmであり、本液晶表示素子の耐光性は非常に
良好であつた。

実施例 ４ 垂直配向又は、平行配向処理した液晶セルに、
誘電異方性が正のネマテイツク液晶E8にコレス
テリツク液晶材コレステリールクロライド10％
（重量比）を添加した混合液晶に前記のNo.１の色
素を１％溶解させた液晶組成物を注入した。第２
図の構成において、この液晶表示素子は電圧無印
加時は黄色に着色し、15V程度以上の電圧を印加
すると無色になり、偏光板を使用しなくても明る
い高コントラストの反射型表示が得られた。な
お、混合液晶に用いるコレステリツク液晶材は上
記コレステリールクロライドの他にコレステリル
誘導体や、ビフエニールあるいはエステル系等の
カイラルネマテイツク材も同様に利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液晶表示素子を用
いた透過型液晶表示装置の断面図であり、第２図
は、本発明の他の実施例の反射型液晶表示装置の
断面略図である。 第１，２図において、１…ガラス板、２…透明
電極、３…スペーサー、４…液晶組成物、５…電
源、６…入射光、７…観視者、８…偏光板、９…
光散乱板である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一方が透明な一対の電極基板間に
   液晶組成物を充てんしてなる液晶表示素子におい
   て、前記液晶組成物として下記一般式（）で示
   される黄色色素を一種又は二種以上含有する液晶
   組成物を用いることを特徴とする液晶表示素子。 〔式中、Ｒは炭素数１〜10のアルキル基を表
   す。〕