JPH051286A - 液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

液晶組成物および液晶表示素子

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JPH051286A
JPH051286A JP15492091A JP15492091A JPH051286A JP H051286 A JPH051286 A JP H051286A JP 15492091 A JP15492091 A JP 15492091A JP 15492091 A JP15492091 A JP 15492091A JP H051286 A JPH051286 A JP H051286A
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JP
Japan
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liquid crystal
halogen atom
alkoxyalkyl
alkyl
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Application number
JP15492091A
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English (en)
Inventor
Masaharu Kaneko
雅晴 金子
Masami Kadowaki
雅美 門脇
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Mitsubishi Kasei Corp
Original Assignee
Mitsubishi Kasei Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 液晶組成物中に下記の構造式よりなる(A)
群、(B)群、(C)群及び(D)群で示されるアゾ系
及びアントラキノン系の二色性色素を各々の群から少な
くとも一種ずつ含むことを特徴とする液晶組成物及び液
晶表示素子。 〔例えば、R′:n−オクチル、RとRが連結:
1,4−ナフチレン、R:n−ヘプチルオキシベンジ
ル、R:H〕 〔例えば、R:n−ブチル、R:n−ブトキシ〕 〔例えばR:n−ブチル、R12とR13が連結:
1,4−ナフチレン、RとR10:エチル、R11
H〕 〔例えば、R14:n−ブチル、R15:メチル〕 〔例えば、R16:n−オクチル〕 〔例えば、R17:n−ブチル、R18:n−ブトキ
シ〕 【効果】 本発明の液晶組成物はアゾ系とアントラキノ
ン系の色素を配合するにもかかわらず耐光性が良好で屈
折率異方性が低い場合でも高コントラストで380〜4
00nmの紫外線に対しても従来のものより安定である
ので液晶表示素子に好適である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、表示素子等に用いられ
る液晶表示素子に使用する液晶組成物およびこれら液晶
組成物を用いた液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】液晶に二色性色素を添加するゲストホス
ト効果を利用した液晶表示素子は1)視野角が広い2)
色素の選択により多彩な表示色が容易に実現できる3)
偏光板を必ずしも必要としないため明るい表示が可能な
どの特徴を有するため、特に中〜大型表示に適した表示
素子として注目されている。
【0003】従来、液晶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高いコントラスト、長
い寿命、低温での安定性および多彩な色相を同時に満足
させることは困難であった。特に屈折率異方性(△n)
が0.1以下の液晶混合物をホストとして用いたゲスト
ホスト液晶組成物においては、上記問題点を解決するこ
とは非常に困難であった。これらの原因の一つは単独で
二色性、耐光性および溶解性の共に優れた二色性色素が
少ない一方、複数の色素を配合した場合には、いずれか
の色素の光劣化、特に紫外線による劣化がしばしば促進
され、色素を単独で用いた場合よりも耐光性が低下して
しまうことにあり、この現象はアゾ色素とアントラキノ
ン色素を配合した場合に顕著である。
【0004】しかしながら、現在の二色性色素は概して
イエロー系、レッド系はアゾ色素が優れ、ブルー系色素
はアントラキノン系色素が優れているためブラック、ブ
ラウン、ダークブルーなどイエロー系、レッド系および
ブルー系の色素を配合することが必要な色相について
は、特にコントラストと長寿命および低温での安定性を
実現させることが難しいという問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の従来
の問題点を解決し得るカラー液晶組成物および液晶表示
素子の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、ホスト液晶の
屈折率異方性が0.1以下と低い場合にも、コントラス
トと寿命及び低温での安定性の優れるゲスト−ホスト型
液晶組成物に関する。また、本発明の液晶組成物及び素
子は、従来のものに比べて、400〜380nm程度の
紫外線に対して安定であるという特徴を有する。
【0007】すなわち本発明は液晶組成物中に前記請求
項1に記載の(A)群、(B)群、(C)群及び(D)
群で示される二色性色素を各々の群から少なくとも一種
ずつ含むことを特徴とする液晶組成物およびこれら液晶
組成物を少なくとも一方が透明な電極基板間に挟持する
ことを特徴とした液晶表示素子に存する。本発明の液晶
組成物及び液晶素子はホスト液晶として低屈折率異方性
のホスト液晶混合物を用いた場合に特に有効である。
【0008】本発明を更に詳細に説明すれば、R1 、R
2 、R6 〜R10、およびR1418におけるアルキル基と
しては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、
ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ドデ
シル基などの直鎖状または分枝状のアルキル基;アルコ
キシ基としてはこれらのアルキル基に対応する基;アル
コキシアルキル基としてはメトキシメチル基、ブトキシ
メチル基、エトキシエチル基、ブトキシエチル基等の直
鎖状または分枝状のアルコキシアルキル基;フッ素原
子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子であり、これ
らの基は置換シクロヘキシル基、置換シクロヘキシルメ
チル基、置換フェニル基または置換ベンジル基の置換基
としてもあげられる。
【0009】また本発明に用いる液晶化合物としては特
に限定されないが、具体的には下記の構造式で示される
ような各種液晶化合物単独およびこれらの混合した組成
物が挙げられる。
【0010】
【化7】
【0011】(式中R′、Xはそれぞれ単独してアルキ
ル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルキル
フェニル基、アルコキシアルキルフェニル基、アルコキ
シフェニル基、アルキルシクロヘキシル基、アルコキシ
アルキルシクロヘキシル基、アルキルシクロヘキシルフ
ェニル基、シアノフェニル基、シアノ基、ハロゲン原
子、フルオロメチル基、フルオロメトキシ基、アルキル
フェニルアルキル基、アルコキシアルキルフェニルアル
キル基、アルキルシクロヘキシルアルキル基、アルコキ
シアルコキシシクロヘキシルアルキル基、アルコキシフ
ェニルアルキル基、アルキルシクロヘキシルフェニルア
ルキル基を示し、さらにアルキル鎖、アルコキシ鎖中に
光学活性中心を有しても良い。Yは水素原子、ハロゲン
原子を示し、又、R′、X中のフェニル基又はフェノキ
シ基は、フッ素原子、塩素原子などのハロゲン原子で置
換されていても良い。又各構造式中のフェニル基は1個
または2個のフッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子で
置換されていても良い。)前記の液晶化合物はコレステ
リルノナノエートのような光学活性物質、紫外線吸収
剤、酸化防止剤などの添加物を含有しても良い。
【0012】本発明の液晶組成物は前記(A)群、
(B)群、(C)群及び(D)群の各々の群から少なく
とも一種ずつ選ばれる色素を前記の液晶物質に溶解させ
ることにより、容易に調整することができる。このよう
に調整された液晶組成物を、少なくとも一方が透明な一
対の電極基板間に挟持させることにより、例えば、「液
晶デバイスハンドブック、日本学術振興会第142委員
会編、日刊工業新聞社発行、第315頁から第329
頁」等に記載されているHeilmeier型ゲストホ
スト、相転移型ゲストホストや「液晶デバイスハンドブ
ック、日本学術振興会第142委員会編、日刊工業新聞
社発行、第367頁から第370頁」等に記載されてい
る高分子分散型ゲストホストなどのゲストホスト効果を
応用した各種表示素子を構成することができる。
【0013】具体的な表示素子の一例として、図1及び
図2に示す。図1は電圧無印加時、図2は印加時の状態
を示し、各図中、1は入射光、2は偏光板、3は素子の
基板としてのガラス板、4は基板に設けられた透明電
極、5は偏光板、6及び7は本発明の液晶組成物であ
り、6は液晶化合物、7は二色性色素を表わす。この素
子においては電圧無印加時には液晶化合物及び二色性色
素の分子長軸が基板と平行であるため、素子は呈色状態
となる。一方、印加時には長軸方向が基板に垂直な状態
となるため無色状態となるものである。
【0014】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明
するが、その要旨を越えない限り以下について限定され
るものではない。なお、以下の実施例においてコントラ
スト(二色性)の良否は次式から求められる色素化合物
のオーダー・パラメーター(S)により評価した。
【0015】 (S)=(A//−A⊥)/(2A⊥+A//) ここでA//および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表示素子の表示コントラストを示す
値であり、この値が理論上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。
【0016】[実施例1]前記一般式[I]において
R′がn−オクチル、R4 とR5 が連結して全体として
1,4−ナフチレン、R2 がn−ヘプチルオキシベンジ
ルを表す色素〔I−1〕1.23g 前記一般式[II]においてR6 がn−ブチル、R7 がn
−ブトキシを表す色素〔II−1〕0.36g 前記一般式[III ]においてR8 がn−ブチル、R12
13は互いに連結して全体として1,4−ナフチレン、
9 及びR10がエチルを表す色素〔III −1〕0.23
g 前記一般式[IV]においてR14がn−ブチル、R15がメ
チルを表す色素〔IV−1〕0.48g 前記一般式[V]においてR16がn−オクチルを表す色
素〔V−1〕0.73g 及び前記一般式[VI]においてR17がn−ブチル、R18
がn−ブトキシを表す色素〔VI−1〕2.32g を商品名ZLI−3376−000(E.MERCK社
製)として市販されているシクロヘキシルシクロヘキサ
ン系化合物を主成分とする液晶混合物(屈折率異方性:
+0.0874)100gに溶解させて液晶組成物−I
を調製した。
【0017】この液晶組成物−Iをポリイミド系樹脂を
塗布硬化後、ラビングしてホモジニアス配向処理された
透明電極付きガラス板からなり、その配向処理面を対向
させるように構成されたギャップ9μmのセルに封入し
液晶表示素子−Iを作成した。この液晶表示素子−Iの
オーダー・パラメーター(S)を前述の式を用いて算出
した結果、632nm、580nm、535nm及び4
65nmにおいて、それぞれ0.74、0.75、0.
76、0.80であった。
【0018】液晶組成物−I及びこれを封入した液晶表
示素子−Iを−20℃で1000時間放置した結果、色
素の析出などの異常は認められなかった。また、液晶表
示素子−Iを用い、さらに380nm以下の波長の光を
カットする紫外線カットフィルターを使用して、フェー
ドメーター(カーボンアーク光源)にて耐光性テストを
実施した結果、100時間後の色相変化:△E(L*
* * 法)は3.5以下であり、また液晶表示素子の電
流印加時(I)と無印加時(I0 )の電流値の増加率:
I/I0 (印加電圧:5V、32Hz )は5.2倍であ
った。
【0019】[実施例2]前記〔I−1〕の色素1.1
3g、前記〔II−1〕の色素0.44g、前記〔III −
1〕の色素0.25g、前記〔V−1〕の色素0.92
g及び前記〔VI−1〕の色素2.18gを商品名ZLI
−3376−000(E.MERCK社製)として市販
されているシクロヘキシルシクロヘキサン系化合物を主
成分とする液晶混合物(屈折率異方性:+0.087
4)100gに溶解させて液晶組成物−IIを調製した。
【0020】これを実施例1と同様のセルに同様の方法
で封入し液晶表示素子−IIを作成した。この液晶表示素
子−IIのオーダー・パラメーター(S)は、632n
m、580nm、535nm及び465nmにおいて、
それぞれ0.74、0.76、0.77、0.80であ
った。
【0021】液晶組成物−II及びこれを封入した液晶表
示素子−IIを−20℃で1000時間放置した結果、色
素の析出などの異常は認められなかった。また、液晶表
示素子−IIを用い、さらに380nm以下の波長の光を
カットする紫外線カットフィルターを使用して、フェー
ドメーター(カーボンアーク光源)にて耐光性テストを
実施した結果、100時間後の色相変化:△E(L*
* * 法)は3.5以下であり、電流値の増加率:I/
0 (印加電圧:5V、32Hz)は4.0倍であっ
た。
【0022】
【発明の効果】本発明の液晶組成物は、コントラスト、
遮光性、低温での安定性に優れ、その液晶組成物を使用
した液晶表示素子は高コントラスト、高遮光性、長い寿
命、低温での安定性及び多彩な色相を有する、また40
0nmから380nmの波長の光に対する耐光性にも優
れ、カラー液晶表示素子として従来のものに比べ有用で
ある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるゲストホスト型液晶素子の電圧
無印加状態の略示的断面図を表す。
【図2】本発明に係わるゲストホスト型液晶素子の電圧
印加状態の略示的断面図を表す。
【符号の説明】
1 入射光 2 偏光板 3 透明ガラス板 4 透明電極 5 配向膜 6 液晶化合物 7 二色性色素

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 液晶組成物中に下記(A)群、(B)
    群、(C)群及び(D)群で示される二色性色素を各々
    の群から少なくとも一種ずつ含むことを特徴とする液晶
    組成物。 (A)群 下記一般式[I]で表わされるアゾ系二色性色素。 【化1】 (式中、R1 は水素原子;アルキル基;アルコキシ基;
    アルコキシアルキル基;ハロゲン原子;アルキル基、ア
    ルコキシ基、ハロゲン原子もしくはアルコキシアルキル
    基で置換されていてもよいシクロヘキシル基又はフェニ
    ル基を表わし、R 2 はアルキル基;アルコキシアルキル
    基;アルキル基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基
    もしくはハロゲン原子で置換されていてもよいシクロヘ
    キシルメチル基またはベンジル基を表わし、R3 〜R5
    は水素原子、メチル基、メトキシ基、ハロゲン原子を示
    し、更にR4 とR5 は互に連結して芳香環を形成しても
    良い。) (B)群 下記一般式[II]で表わされるアゾ系二色性色素。 【化2】 (式中、R6 、R7 は水素原子;アルキル基;アルコキ
    シアルキル基;アルコキシ基;ハロゲン原子;アルキル
    基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基もしくはハロ
    ゲン原子で置換されていてもよいシクロヘキシル基又は
    フェニル基を示す。) (C)群 下記一般式[III ]で表わされるアゾ系二色性色素及び
    一般式[IV]で表わされるアントラキノン系二色性色
    素。 【化3】 (式中、R8 は水素原子;アルキル基;アルコキシ基;
    アルコキシアルキル基;ハロゲン原子;アルキル基、ア
    ルコキシ基、ハロゲン原子もしくはアルコキシアルキル
    基で置換されていてもよいシクロヘキシル基又はフェニ
    ル基を表わし、R 9 およびR10はアルキル基;アルコキ
    シ基;アルコキシアルキル基;ハロゲン原子;アルキル
    基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基もしくはハロ
    ゲン原子で置換されていてもよいベンジル基又はシクロ
    ヘキシルメチル基を示し、R11〜R 13は水素原子、メチ
    ル基、メトキシ基、ハロゲン原子を示すか、又はR12
    13はそれぞれ隣接した炭素原子に置換している場合
    は、互に連結して芳香環を形成しても良い。) 【化4】 (式中、R14、R15は水素原子;アルキル基;アルコキ
    シアルキル基;アルコキシ基;ハロゲン原子;アルキル
    基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子もしくはアル
    コキシ基で置換されていても良いシクロヘキシル基又は
    フェニル基を示す。) (D)群 下記一般式[V]及び一般式[VI]で表わされるアント
    ラキノン系二色性色素。 【化5】 (式中、R16は水素原子;アルキル基;アルコキシアル
    キル基;アルコキシ基;ハロゲン原子;アルキル基、ア
    ルコキシアルキル基、ハロゲン原子もしくはアルコキシ
    基で置換されていても良いシクロヘキシル基又はフェニ
    ル基を示す。) 【化6】 (式中、R17、R18は水素原子;アルキル基;アルコキ
    シアルキル基;アルコキシ基;ハロゲン原子;アルキル
    基、アルコキシアルキル基、ハロゲン原子もしくはアル
    コキシ基で置換されていても良いシクロヘキシル基又は
    フェニル基を示す。)
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の液晶組成物を少なくと
    も一方が透明な1対の電極基板間に挟持したことを特徴
    とする液晶表示素子。
JP15492091A 1991-06-26 1991-06-26 液晶組成物および液晶表示素子 Pending JPH051286A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5755995A (en) * 1996-05-09 1998-05-26 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. Guest host liquid crystal composition
JPH10183121A (ja) * 1996-10-21 1998-07-14 Mitsubishi Chem Corp 液晶組成物および液晶表示素子
US8674540B2 (en) 2010-08-05 2014-03-18 Denso Corporation Electronic system having resistors serially connected

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