JPH05320652A - 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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JPH05320652A
JPH05320652A JP4130862A JP13086292A JPH05320652A JP H05320652 A JPH05320652 A JP H05320652A JP 4130862 A JP4130862 A JP 4130862A JP 13086292 A JP13086292 A JP 13086292A JP H05320652 A JPH05320652 A JP H05320652A
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alkyl
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Masaharu Kaneko
雅晴 金子
Masami Kadowaki
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 Nn型液晶材料並びに下記(A)群、(B)
群、式〔III〕等の(C)群及び式〔V〕等の(D)群
で示される二色性色素を含む液晶組成物及びそれを用い
た表示素子。 (R1、R2、R6〜R10、R16はアルキル基、アルコキ
シアルキル基等;R3〜R5、R11〜R13はH、メチル、
メトキシ基等を示す。) 【効果】 表示コントラスト、耐光性、低温での安定
性、表示濃度に優れる。

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の液晶組
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。特に誘電率異方性(Δε)
が負のネマチック液晶化合物や液晶混合物(Nn型液晶
材料)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、特にコントラスト、耐光性や低温での安定
性、更にはNn型液晶材料に対する充分な溶解性の点で
良好な色素の組合せを見出す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があり、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
に顕著であった。
【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並
びに高い表示濃度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
誘電率異方性が負であり、かつ、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。すなわち本発明は、Nn型液晶材料並びに前記
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。
【0007】本発明の液晶組成物及び液晶素子はホスト
液晶に4−シアノ−4,4′−ジアルキル−1,1′−
ビシクロヘキサンや1,4−ビス(4−アルキル−1−
シクロヘキシル)−1−シクロヘキサンカルボニトリル
などを主成分とする、誘電率異方性が負のホスト液晶混
合物を用いた場合に特に有効である。本発明を更に詳細
に説明すれば、前示一般式[I]〜[III ]におけるR
1 およびR6 〜R8 としては、水素原子;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又
は分枝状のアルキル基;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
状又は分枝状のアルコキシアルキル基;メトキシ基、エ
トキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、
オクトキシ基等の直鎖状又は分枝状のアルコキシ基;塩
素原子、フッ素原子、臭素原子等のハロゲン原子;これ
らのアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子又はアル
キル基で置換されていてもよいシクロヘキシル基もしく
はフェニル基が挙げられ、一般式[I]におけるR2
しては、メチル基、エチル基、プロピル、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
ル基などの直鎖状又は分枝状のアルキル基;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又は分枝状のアルコキシアルキル
基;シクロヘキシルメチル基、ブチルシクロヘキシルメ
チル基、クロロシクロヘキシルメチル基、フェニルメチ
ル基、ブチルフェニルメチル基、オクチルフェニルメチ
ル基、クロロフェニルメチル基、ヘプチルオキシフェニ
ルメチル基等のアルキル基、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もしくはベンジル基が挙げら
れ、R4 とR5 が互いに連結して形成する芳香環として
はナフタレン環が挙げられる。一般式[III ]における
9 、R10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又は分枝状のアルキ
ル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキ
シ基、ペントキシ基、オクトキシ基等の直鎖状又は分枝
状のアルコキシ基;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又
は分枝状のアルコキシアルキル基;塩素原子、フッ素原
子、臭素原子等のハロゲン原子;シクロヘキシルメチル
基、ブチルシクロヘキシルメチル基、クロロシクロヘキ
シルメチル基、フェニルメチル基、ブチルフェニルメチ
ル基、オクチルフェニルメチル基、クロロフェニルメチ
ル基等のアルキル基、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もしくはベンジル基が挙げられ、R
12とR13が連結して形成する環はナフタレン環が挙げら
れ、前示一般式[IV]〜[VI]におけるR14〜R18とし
ては、水素原子;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又は分枝状のアルキル基;
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又は分枝状のアルコキ
シアルキル基;メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基、ペントキシ基、オクトキシ基等の直鎖
状又は分枝状のアルコキシ基;フッ素原子、塩素原子、
臭素原子等のハロゲン原子であり、さらにこれらの基で
置換されていてもよい置換シクロヘキシル基、又は置換
フェニル基が挙げられる。
【0008】また本発明に用いるNn型液晶化合物とし
ては、下記構造式で示されるようなそれ自体負の誘電異
方性を有する各種液晶化合物単独およびこれらを含む負
の誘電異方性を有するこれらの混合物が挙げられる。
【0009】
【化7】
【0010】(式中、R′、R″はそれぞれ単独にアル
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、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。X
は水素原子、シアノ基、フッ素原子、塩素原子などのハ
ロゲン原子を示し、又、R′、R″中のフェニル残基
は、シアノ基、フッ素原子、塩素原子などのハロゲン原
子でさらに置換されていても良い。又各式中のフェニル
基は1個または2個のシアノ基、フッ素原子、塩素原子
等のハロゲン原子でさらに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。
【0011】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Nn型液晶材料に溶
解させることにより、容易に調整することができる。色
素の使用量は液晶材料に対して0.1〜15重量%、好
ましくは0.5〜5重量%である。
【0012】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ホメオトロピッ
ク配向型Nn液晶ゲストホスト、傾斜配向型Nn液晶ゲ
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】
【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限定されるもの
ではない。 〔実施例1〕前記一般式[I]においてR1 がn−オク
チル、R3 が水素原子、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]1.22g 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]0.38g 前記一般式[III ]においてR8 がn−ブチル、R11
水素原子、R12とR13は互に連結して全体として1,4
−ナフチレン、R9 及びR10がそれぞれエチルを表わす
色素[III −1]0.40g 前記一般式[V]においてR16がn−オクチルを表す色
素[V−1]1.18g 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]2.10g を1,4−ビス(4−ペンチル−1−シクロヘキシル)
−1−シクロヘキサンカルボニトリル;トランス、トラ
ンス−4,4′−ジペンチル−トランス−1,1′−ビ
シクロヘキサン−4−カルボニトリルのNn型液晶化合
物を主成分とし、商品名ZLI−2806(E.MER
CK社製)として市販されている液晶混合物100gに
溶解させて液晶組成物−Iを調製した。
【0014】この液晶組成物を垂直配向ポリイミド系樹
脂を塗布硬化してホメオトロピック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
表示素子を作成した。このセルを−40℃の恒温下で4
00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、カーボンアーク光源を有するサンシ
ャインフェードメーターを用いてセルに300時間照射
を行った後も目立った変退色は認められなかった。
【0015】〔実施例2〕前記[I−1]の色素1.3
6g、前記[II−1]の色素0.72g、前記一般式
[IV]においてR14がn−ブチル、R15がメチルを表わ
す色素[IV−1]0.74g、前記[V−1]の色素
1.56g、前記[VI−1]の色素2.32gを1,4
−ビス(4−ペンチル−1−シクロヘキシル)−1−シ
クロヘキサンカルボニトリル;トランス、トランス−
4,4′−ジペンチル−トランス−1,1′−ビシクロ
ヘキサン−4−カルボニトリルなどNn型液晶化合物を
主成分とし、商品名ZLI−2806(E.MERCK
社製)として市販されている液晶混合物100gに溶解
させて液晶組成物−IIを調製した。
【0016】この液晶組成物を実施例1と同様な方法に
より液晶表示素子を作成した。このセルを−40℃の恒
温下で400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。このセルに実施例1と同様にサン
シャインフェードメーターで300時間照射後の目立っ
た変退色は認められなかった。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように本発明によって、Nn
型ゲストホスト組成物による液晶表示素子が可能とな
り、耐光性、安定性、コントラスト、視野角および色調
の再現性の改善された表示を得ることができるという効
果を有する。
【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表示素子の
電圧無印加状態の略図的断面図を示す。
【図2】本発明に係わるゲストホスト型液晶表示素子の
電圧印加状態の略図的断面図を示す。
【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】 Nn型液晶材料並びに下記(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、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もしくはフ
    ェニル基を表わし、R2 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もしく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 が隣接する炭素に置換してい
    る場合は互に連結して芳香環を形成しても良い。) (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もし
    く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、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良いシクロヘキシル基もしくはフ
    ェニル基を表わし、R9 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良いベンジル基もしく
    はシクロヘキシルメチル基を示し、R11〜R13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R 12とR13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もし
    く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もしくはフ
    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もし
    く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対の電極付基板間に挟持したことを特
    徴とする液晶表示素子。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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
US5866033A (en) * 1996-10-21 1999-02-02 Mitsubishi Chemical Corporation Liquid crystal composition and liquid crystal display device
JPH1180735A (ja) * 1997-02-12 1999-03-26 Mitsubishi Chem Corp 液晶組成物および液晶表示素子

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