JPH07278551A - 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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JPH07278551A
JPH07278551A JP7763894A JP7763894A JPH07278551A JP H07278551 A JPH07278551 A JP H07278551A JP 7763894 A JP7763894 A JP 7763894A JP 7763894 A JP7763894 A JP 7763894A JP H07278551 A JPH07278551 A JP H07278551A
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JP
Japan
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liquid crystal
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dichromic
alkyl group
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JP7763894A
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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】 【構成】 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、該アルキル基中の水素原子はパーフルオ
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もよい。Y
はハロゲン原子で置換されてもよい−(CH2m−また
は−CH2 CH=CH−で、mは1〜8の数を示す。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。 【効果】 本発明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、該アルキル基中の水素原子
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
てもよい。Yはハロゲン原子で置換されてもよい−(C
2m−または−CH2 CH=CH−で、mは1〜8の
数を示す。R はアルキル基、アルコキシアルキル基、
アルキル基またはアルキル基、アルコキシアルキル基も
しくはアルキル基で置換されたフェニル基もしくはシク
ロヘキシル基を示し、Xは
【0010】
【化4】
【0011】を示し、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 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
してもよく、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。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
【0012】
【化5】 (式中、X、R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、
【0013】
【化6】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。
【0014】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等が挙げられる。X
【0015】
【化7】 で示され、
【0016】
【化8】 はトランスシクロヘキシル基を表す。
【0017】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。R の具体例としてはメチル
基、エチル基、直鎖状または分岐状のプロピル基、ブチ
ル基、ヘプチル基、オクチル基、ドデシル基、オクタデ
シル基などの炭素数1〜18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
シエチル基などの総炭素数2〜18のアルコキシアルキ
ル基;メトキシ基、エトキシ基、直鎖状または分岐状の
プロポキシ基、ブトキシ基、ヘプチルオキシ基などの炭
素数1〜18のアルコキシ基;ブチルフェニル基、ヘキ
シルフェニル基などの炭素数1〜18のアルキル基で置
換されたフェニル基;メトキシメチルフェニル基、ブト
キシエチルフェニル基などの総炭素数2〜18のアルコ
キシアルキル基で置換されたフェニル基;プロポキシフ
ェニル基、ヘキシルオキシフェニル基などの炭素数1〜
18のアルコキシ基で置換されたフェニル基;ブチルシ
クロヘキシル基、オクチルシクロヘキシル基などの炭素
数1〜18のアルキル基で置換されたシクロヘキシル
基;メトキシメチルシクロヘキシル基、ブトキシエチル
シクロヘキシル基などの総炭素数2〜18のアルコキシ
アルキル基で置換されたシクロヘキシル基;プロポキシ
シクロヘキシル基、ペントキシシクロヘキシル基などの
炭素数1〜18のアルコキシ基で置換されたシクロヘキ
シル基が挙げられる。
【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。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〜p72
2〕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。
【0019】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9】
【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。)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。
【0022】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(198
3);J.L.Fergason,SID85Dige
st,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】
【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アゾ化合物
【0026】
【化10】
【0027】5.01g(20.7mmol)をN,N
−ジメチルホルムアミド200mlに溶解し、35%塩
酸10ml添加後、0〜5℃に冷却し、亜硝酸ナトリウ
ム1.51gを含む水溶液を撹拌下に加え、この温度で
2時間反応させた後、スルファミン酸0.10gを加え
てジアゾ液を調製した。他方、下記のカップラー
【0028】
【化11】
【0029】6.27gをN−メチルピロリドン200
mlに溶解して、0〜5℃に冷却し、撹拌下にジアゾ液
を徐々に加え、同温度で2時間反応させた。反応後、析
出物を濾過、水洗、乾燥して、下記構造式で示されるア
ゾ系化合物9.80gを得た。
【0030】
【化12】
【0031】このアゾ系化合物0.56gををジクロロ
メタン10ml、トリエチルアミン0.30gと混合
し、ヨウ化1−メチル−2−クロルピリジニウム0.3
5gを添加し、室温で1時間撹拌した後、2−(パーフ
ルオロオクチル)エタノール1.00gを加えて室温で
9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
下記構造式で示されるアゾ系色素を得た。
【0032】
【化13】 このアゾ系色素を商品名ZLI−1565(E.MER
CK社製)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%の濃度で溶解させ紫色のゲス
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9μのセルに封入した。
【0033】この紫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:542nm)におけるオーダーパ
ラメーター(S)を下記の式
【0034】
【数1】S=(A//−A⊥)/(A//+2A⊥) から求めた結果、S=0.74であった。上記のZLI
−1565の代わりに商品名ZLI−4792(E.M
ERCK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=0.75(λmax527nm)であった。 実施例2 下記構造式で示されるアゾ化合物を実施例1と同様にし
てジアゾ液に調製した。
【0035】
【化14】 他方、下記構造式で示されるキノリン系カップラーを用
い、
【0036】
【化15】
【0037】実施例1と同様に反応、処理して下記構造
式で示されるアゾ系化合物を得た。
【0038】
【化16】
【0039】このアゾ系化合物を実施例1と同様にヨウ
化1−メチルー2−クロルピリジウムの存在下、2,
2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブタノールとエス
テル化反応させ、得られた粗結晶をカラムクロマトによ
り精製して、下記構造式で示されるアゾ系色素を得た。
【0040】
【化17】 この色素を実施例1と同様にしてZLI−1565を用
いて紫色に着色したセルを作製し、オーダーパラメータ
ー(S)を求めた結果、S=0.74(λmax578
nm)であった。上記のZLI−1565の代わりにZ
LI−4792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=0.72(λmax567n
m)であった。 実施例3 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。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】
【表3】
【0044】
【表4】
【0045】
【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。

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、該アルキル基中の水素原子はパーフルオ
    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もよい。Y
    はハロゲン原子で置換されてもよい−(CH2m−また
    は−CH2 CH=CH−で、mは1〜8の数を示す。R
    はアルキル基、アルコキシアルキル基、アルキル基ま
    たはアルキル基、アルコキシアルキル基もしくはアルキ
    ル基で置換されたフェニル基もしくはシクロヘキシル基
    を示し、Xは 【化2】 を示し、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Z
    2 、Z4 とZ5 またはZ7 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く、
    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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* Cited by examiner, † Cited by third party
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FR2849025A1 (fr) * 2002-12-20 2004-06-25 Rhodia Chimie Sa Esters d'allyle substitue par un groupe difluoromethylene, leur procede de synthese et leur utilisation

Cited By (2)

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FR2849025A1 (fr) * 2002-12-20 2004-06-25 Rhodia Chimie Sa Esters d'allyle substitue par un groupe difluoromethylene, leur procede de synthese et leur utilisation
WO2004065347A1 (fr) * 2002-12-20 2004-08-05 Rhodia Chimie Esters d'allyle substitue par un groupe difluoromethylene, leur procede de synthese et leur utilisation

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