JPH07224282A - 二色性色素、該色素を含む液晶組成物および液晶素子 - Google Patents

二色性色素、該色素を含む液晶組成物および液晶素子

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JPH07224282A
JPH07224282A JP1543194A JP1543194A JPH07224282A JP H07224282 A JPH07224282 A JP H07224282A JP 1543194 A JP1543194 A JP 1543194A JP 1543194 A JP1543194 A JP 1543194A JP H07224282 A JPH07224282 A JP H07224282A
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JP
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liquid crystal
liquid
dye
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JP1543194A
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English (en)
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Masaharu Kaneko
雅晴 金子
Hisayo Hosogai
尚代 細貝
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【構成】 一般式 具体的には、例えば で表されるフッ素含有アゾ系二色性色素。 【効果】 これらの高い二色性と高い着色性をもつ赤色
系のアゾ系二色性色素およびこれを含む液晶組成物によ
り、コントラストおよび耐久性に優れた表示素子などの
液晶素子を構成することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は新規な黄色から青色のア
ゾ系二色性色素およびこれを含む液晶組成物ならびに液
晶素子に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、液晶表示としてはツイストネマチ
ック(TN)型表示モード、スーパーツイスト(ST
N)モードなどの他に各種の表示モードが提案されてい
る。このうち液晶に色素を溶解して用いるゲストホスト
(GH)型表示方式が、広い視野角などの特徴のため
に、自動車などの表示パネルとして広く用いられてい
る。
【0003】このGHモードに用いられる二色性色素の
特性としては下記の項目 1)二色性 2)溶解性 3)耐光性 4)着色力 が優れていることが要求される。
【0004】他方、市場のニーズが大きいブラックの液
晶組成物を構成する上で必要な赤色系の二色性色素につ
いては、従来、末端にアルキル基、ニトロ基あるいはシ
アノ基を有する構造の色素などが知られている。しかし
ながら従来のニトロ基やシアノ基を有する色素は耐光性
や溶解性に大きな難点があり、またアルキル基を有する
色素は黄味の赤色などの浅色の色相になりやすく、青味
赤色などの深色の色相にはなりにくいという難点を有し
ていた。
【0005】また、従来の色素は最近のTFT液晶素子
などに用いられているフッ素系液晶に対する溶解性等の
親和性が充分ではないという問題点があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の難点の
少ない赤色系の二色性色素およびこれを含む液晶組成物
ならびに液晶素子を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、特定の構
造を有するアゾ系色素が高い着色性と優れた二色性を示
すことを見い出し、本願発明に到達した。すなわち、本
発明の要旨は、下記一般式
【0008】
【化3】
【0009】(式中、Rfは3個以上のフッ素原子で置
換されたアルキル基を示し、これらはパーフルオロアル
コキシ基、塩素原子で置換されたパーフルオロアルコキ
シ基、または、塩素原子で置換されていてもよい。Yは
ハロゲン原子で置換されていてもよい
【0010】
【化4】
【0011】あるいは−CH2 CH=CH−を示す。R
1 およびR2 はそれぞれアルキル基、アルコキシアルキ
ル基、置換基を有していても良いアラルキル基、また
は、フルオロアルキル基を示すが、R1 とR2 は互いに
結合して含窒素脂肪族環を形成していてもよい。Z1
9 は、それぞれ、水素原子、ハロゲン原子、メチル
基、メトキシ基を示し、Z1 とZ2 、Z4 とZ5 または
7 とZ8 は互いに連結して脂肪族環、芳香族環または
含窒素芳香環を形成してもよい。mは1〜8、nは0ま
たは1の数を表す。)で表されるフッ素含有アゾ系二色
性色素に存する。
【0012】本発明に用いるアゾ系二色性色素は例え
ば、公知のジアゾ化カップリング反応により得られる下
記のアゾ化合物
【0013】
【化5】
【0014】(式中、R1 、R2 及びZ1 〜Z9 は前示
一般式〔I〕に於けると同一の意義を有する。)と、 Rf−Y−OH で示される(式中、Rf,Yは前記一般式〔I〕と同一
の意義を有する。)フッ素原子で置換されたアルコール
類を公知のエステル化反応させ、一般式〔I〕に相当す
るアゾ系二色性色素を得ることができる。
【0015】一般式〔I〕におけるRfの具体例として
はトリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、ヘ
プタフルオロプロピル基、ノナフルオロブチル基、ウン
デカフルオロペンチル基、ヘプタデカフルオロオクチル
基などの炭素数1〜18のパーフルオロアルキル基;2
H−パーフルオロプロピル基、4H−パーフルオロブチ
ル基、8H−パーフルオロオクチル基などの水素原子を
部分的に含み3個以上のフッ素原子を有するアルキル
基;2−クロロテトラフルオロエチル基などの塩素原子
で置換された3個以上のフッ素原子を有するアルキル
基;パーフルオロプロピルオキシパーフルオロエチル基
などのパーフルオロアルコキシ基で置換され3個以上の
フッ素原子を有するアルキル基;5−クロロパーフルオ
ロプロピルオキシパーフルオロエチル基などの塩素原子
を有するパーフルオロアルコキシ基で置換され、3個以
上のフッ素原子を有するアルキル基が挙げられる。
【0016】Yの具体例としてはメチレン、エチレン、
トリメチレン、テトラメチレンなどの炭素数1〜8のポ
リメチレン基;2−ヨードトリメチレンなどのハロゲン
原子で置換されたポリメチレン基;あるいは−CH2
H=CH−が挙げられる。
【0017】R1 およびR2 の具体例としてはメチル
基、エチル基、直鎖状または分岐鎖のプロピル基、ブチ
ル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基、オクタデ
シル基などのアルキル基;エトキシメチル基、ブトキシ
メチル基、エトキシエチル基、ブトキシエチル基などの
アルコキシアルキル基;ベンジル基、フェネチル基、4
−ブチルベンジル基、4−ペントキシベンジル基、4−
クロルベンジル基などの置換基(例えばアルキル基、ア
ルコキシ基、ハロゲン原子)を有していてもよいアラル
キル基;パーフルオロブチルエチル基、パーフルオロヘ
キシルエチル基などのパーフルオロアルキル置換アルキ
ル基または、フルオロプロピル基、ジクロロプロピル基
など1個以上のフッ素原子を有するアルキル基がフルオ
ロアルキル基として挙げられ、またR1 とR2 は互いに
連結してピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環な
どの含窒素脂肪族環を形成してもよい。
【0018】Z1 〜Z9 は、それぞれ、水素原子、ハロ
ゲン原子、メチル基またはメトキシ基を示し、Z1 とZ
2 、Z4 とZ5 、または、Z7 とZ8 は互いに連結して
テトラリン環の一部などの脂肪族環、ナフタリン環の一
部などの芳香族環またはキノリン環の一部などの含窒素
芳香環を形成してもよい。
【0019】本発明の液晶組成物は前示一般式〔I〕で
示されるアゾ系二色性色素を、〔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(1989);
p154〜p192,p715〜p722〕記載のネマ
チックあるいはスメクチック相を示すビフェニル系、フ
ェニルシクロヘキサン系、フェニルピリミジン系、シク
ロヘキシルシクロヘキサン系などの各種の液晶化合物ま
たは液晶組成物に公知の方法で混合することにより容易
に調製することができる。本発明において使用される液
晶化合物の例としては、次のようなものが挙げられる。
【0020】
【化6】
【0021】(式中、V及びWは、それぞれアルキル
基、アルコキシ基、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またはア
ルキルシクロヘキシルフェニルアルキル基を表し、Aは
水素原子またはハロゲン原子を表し、これらのアルキル
鎖およびアルコキシ鎖中に、光学活性中心を有していて
もよく、また、VおよびW中のフェニル基またはフェノ
キシ基は、フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子で置
換されていてもよい。また、上記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よい。
【0022】また本発明の液晶組成物はコレステリルノ
ナノエートなどの、液晶相を示しても示さなくても良い
光学活性化合物、あるいは紫外線吸収剤、酸化防止剤な
どの各種の添加剤を含有しても良い。このようにして得
られた液晶組成物を、少なくとも一方が透明な電極付基
板間に挟持することにより、ゲストホスト効果を応用し
た素子〔松本正一、角田市良“液晶の最新技術”工業調
査会、34(1983);J.L.Fergason,
SID85Digest,68(1985)等〕などを
構成することができる。
【0023】該基板としては通常ガラス板或いはアクリ
ル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂等の各種
合成樹脂板が挙げられ、その基板上に電極層が形成され
る。透明電極層としては、酸化インジウム、酸化インジ
ウムスズ(ITO)、酸化スズ等の金属酸化物から成る
ものが通常使用される。透明電極層の液晶に接する表面
は必要に応じて配向処理を施す。該配向処理の方法とし
ては、例えばポリイミドを塗布して平行配向にする方
法、SiOを斜めの角度から蒸着する方法等が適宜用い
られる。
【0024】通常、該基板は互に配向処理層面が対向す
るようにしてスペーサー等を介して一体化し、通常1〜
50μ、好ましくは1〜15μの素子間隔の素子を構成
し、この素子間隔の中に液晶を封入することによって、
液晶表示素子が形成される。
【0025】
【発明の効果】本発明の高い二色性と高い着色力をもつ
赤色系のアゾ系二色性色素およびこれを含む液晶組成物
により、コントラストおよび耐久性に優れた表示素子な
どの液晶素子を構成することができる。
【0026】
【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれら実施例により何ら限定され
るものではない。 実施例1 下記構造式で示される、公知の方法により合成したアゾ
化合物
【0027】
【化7】
【0028】0.80gをジクロロメタン10ml、ト
リエチルアミン0.62gと混合し、ヨウ化1−メチル
−2−クロルピリジニウム0.62gを添加し、室温で
1時間撹拌した後、2−(パーフルオロブチル)エタノ
ール0.53gを加えて室温で2時間反応させた。反応
液にクロロホルムを加えて濾過により不溶分除去後、濃
縮してメタノールを加え結晶化させ、得られた粗結晶を
カラムクロマトにより精製して下記構造式
【0029】
【化8】
【0030】で示されるアゾ系色素を得た。このアゾ色
素を商品名ZLI−1565(E.MERCK社製にと
して市販されているフェニルシクロヘキサン系液晶混合
物に1wt%の濃度で溶解させ赤色のゲストホスト液晶
組成物を調製した。これを、ポリイミド系樹脂を塗布、
硬化、ラビング処理した透明電極付きガラス基板を対向
させ、液晶が平行配向となるように構成したギャップ9
μのセルに封入した。
【0031】この赤色に着色したセルの配向方向に平行
な直線偏光に対する吸光度(A//)および配向方向に垂
直な直線偏光に対する吸光度(A⊥)を測定し、その吸
収ピーク(λmax:515nm)におけるオーダーパ
ラメーター(S)を下記の式
【数1】S=(A//−A⊥)/(A//+2A⊥) から求めた結果、S=0.71であった。
【0032】上記のZLI−1565の代わりに商品名
ZLI−4792(E.MERCK社製)として市販さ
れているフッ素液晶混合物を用いて、同様にしてオーダ
ーパラメーターを求めた結果、S=0.74(λmax
509nm)であった。 実施例2 前記の実施例に準じた方法により得られたアゾ化合物の
フェニルシクロヘキサン系液晶混合物:商品名ZLI−
1565(E.MERCK社製)中におけるオーダーパ
ラメーター(S)と色相を表1に示す。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
【0035】
【表3】
【0036】
【表4】

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 【化1】 (式中、Rfは3個以上のフッ素原子で置換されたアル
    キル基を示し、これらはパーフルオロアルコキシ基、塩
    素原子で置換されたパーフルオロアルコキシ基、また
    は、塩素原子で置換されていてもよい。Yはハロゲン原
    子で置換されていてもよい 【化2】 あるいは−CH2 CH=CH−を示す。R1 およびR2
    はそれぞれアルキル基、アルコキシアルキル基、置換基
    を有していても良いアラルキル基、または、フルオロア
    ルキル基を示すが、R1 とR2 は互いに結合して含窒素
    脂肪族環を形成していてもよい。Z1 〜Z9 は、それぞ
    れ、水素原子、ハロゲン原子、メチル基、またはメトキ
    シ基を示し、またZ1 とZ2 、Z4 とZ5 またはZ7
    8 は互いに連結して脂肪族環、芳香族環または含窒素
    芳香環を形成してもよい。mは1〜8、nは0または1
    の数を表す。)で表されるフッ素含有アゾ系二色性色
    素。
  2. 【請求項2】 液晶化合物と請求項1記載のフッ素含有
    アゾ系二色性色素を含むことを特徴とする液晶組成物。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の液晶組成物を用いた液晶
    素子。
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