JPH0867879A

JPH0867879A - 液晶組成物および液晶素子

Info

Publication number: JPH0867879A
Application number: JP6206994A
Authority: JP
Inventors: Hiroshige Muramatsu; 広重村松; Masaki Matsui; 正樹松居; Masaharu Kaneko; 雅晴金子
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 1994-08-31
Filing date: 1994-08-31
Publication date: 1996-03-12

Abstract

(57)【要約】【構成】液晶化合物と下記一般式〔Ｉ〕【化１】（式中、Ｒｆは３個以上のフッ素原子で置換された炭素
数１〜１２のアルキル基を示し、Ｘは【化２】を示す。）で表わされるアゾ系二色性色素を含むことを
特徴とする液晶組成物。【効果】本発明の高い二色性と高い着色力をもつ色性
色素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】本発明はアゾ系二色性色素を含む
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）モードなどの外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〜青色系の二色性色素
などについては、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色素などが知られていた。フッ
素原子を含む置換基としては、トリフルオロメチル基を
含む色素は一部検討されているが未だ充分ではない。し
かしながら従来の二色性色素は耐光性や溶解性に大きな
難点があり、特に、ＴＦＴ液晶素子などに用いられてい
るフッ素系液晶化合物に対する溶解性などの親和性が充
分ではないという問題点があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の難点の
少ない二色性色素を含む液晶組成物および液晶素子を提
供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らはフッ素置換
アルキル基を有するアゾ系色素がフッ素系液晶化合物に
対する溶解性に優れ、優れた二色性を示すことを見い出
し本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は、下記
一般式[Ｉ]

【０００７】

【化３】

【０００８】（式中、Ｒ¹、Ｒ²は水素原子、アルキル
基、アルコキシアルキル基、フルオロアルキル置換アル
キル基、非イオン性置換基を有していてもよいアラルキ
ル基または非イオン性置換基を有していてもよいシクロ
ヘキシルアルキル基を示し、また、Ｒ¹とＲ²は互いに
連結して含窒素脂肪族環を形成してもよい。Ｒｆは３個
以上のフッ素原子で置換された炭素数１〜１２のアルキ
ル基を示す。Ｘは

【０００９】

【化４】

【００１０】を示す。Ｚ¹〜Ｚ⁹はそれぞれ水素原子、
ハロゲン原子、メチル基、ヒドロキシ基またはメトキシ
基を示し、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族
環の一部を形成してもよい。また、Ｒ¹とＺ⁹またはＲ²
とＺ⁸は互いに連結して含窒素脂肪族環の一部を形成し
てもよい。ｍは０〜２、ｎは０または１の数を示す。）
で表わされるアゾ系二色性色素を含むことを特徴とする
液晶組成物に存する。

【００１１】本発明に用いるフッ素置換アルキル基を有
するアゾ色素は下記一般式［II］

【００１２】

【化５】

【００１３】（式中、Ｒｆ、Ｘ、ｎは前示一般式［Ｉ］
におけると同一の意義を有する）で示されるカルボン酸
類と下記一般式［III］

【００１４】

【化６】

【００１５】（式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｚ¹〜Ｚ⁸およびｍは前
示一般式［Ｉ］におけると同一の意義を有する）で示さ
れるアゾ化合物を公知の反応によりエステル結合を形成
させるか、あるいは、下記一般式［IV］

【００１６】

【化７】

【００１７】で示されるフッ素置換アルキル基を含むア
ニリン類を用いて、公知のジアゾ化カップリング反応を
適用することにより合成することができる。前示一般式
[Ｉ]に於けるＲ¹、Ｒ²はそれぞれ独立に水素原子；メ
チル、エチル、直鎖状または分枝状のプロピル、ブチ
ル、ヘキシル、オクチルなどの炭素数１〜１８のアルキ
ル基；エトキシメチル、ブトキシメチル、エトキシエチ
ル、ブトキシエチルなどの総炭素数１〜１８のアルコキ
シアルキル基；パーフルオロエチルメチル、パーフルオ
ロブチルエチル、パーフルオロヘキシルエチルなどの総
炭素数１〜１８のフルオロアルキル置換アルキル基；ベ
ンジル、フェネチル、４−ブチルベンジル、４−ブトキ
シエチルベンジル、４−ペントキシベンジル、４−クロ
ルベンジルなどの非イオン性置換基（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；ブチルシクロヘキシルメチル、オクチル
シクロヘキシルメチルなどのアルキルシクロヘキシルア
ルキル基など非イオン性置換基（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シクロ
ヘキシルアルキル基が挙げられ、またＲ¹、Ｒ²は互に
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】Ｒｆ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１〜１２のパーフルオ
ロアルキル基もしくは３Ｈ−パーフルオロプロピル基、
４Ｈ−パーフルオロブチル基、６Ｈ−パーフルオロヘキ
シル基、８Ｈ−パーフルオロオクチル基など末端に水素
原子を１個含有する炭素数１〜１２のω−Ｈ−パーフル
オロアルキル基、その他トリフルオロメチルメチル基、
パーフルオロブチルエチル基、パーフルオロオクチルエ
チル基などのような３個以上のフッ素原子で置換された
炭素数１〜１２のアルキル基を示す。

【００１９】Ｚ¹〜Ｚ⁹は、それぞれ、水素原子、塩素
原子、臭素原子、フッ素原子などのハロゲン原子、メチ
ル基、ヒドロキシ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が互いに連結した場合
はテトラリン環の脂肪族環部分、ナフタリン環の芳香族
環部分またはキノリン環の含窒素芳香環部分を形成して
もよく、Ｒ¹とＺ⁹またはＲ²とＺ⁸は互に連結してジ
ュロリジン環、テトラヒドロキノリン環などの含窒素脂
肪族環部分を形成してもよい。

【００２０】また、ｍは０〜２のいずれか、ｎは１また
は２の数を示す。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（１９８
９）；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。このような液晶化合
物の例としては、特開平３−１４８９２号公報等に記載
の化合物が挙げられる。この他、ＴＦＴ液晶素子に用い
られるフッ素系液晶も好適に使用できる。

【００２１】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
学活性化合物を含有してもよく、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．Ｆ
ｅｒｇａｓｏｎ，ＳＩＤ８５Ｄｉｇｅｓｔ，６８（１９
８５）等〕などを構成することができる。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
蒸着して平行配向にする方法等が適宜用いられる。

【００２２】通常、基体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１〜５
０μｍ、好ましくは１〜１５μｍ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り液
晶素子が作成される。

【００２３】

【発明の効果】本発明の高い二色性と高い着色力をもつ
二色性色素を含むフッ素系液晶組成物などにより、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。

【００２４】

【実施例】次に、本発明を実施例により、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［Ｖ］で表されるフッ素置換アルキル基を有
するカルボン酸と、

【００２５】

【化８】

【００２６】下記構造式［VI］で表されるアゾ化合物を

【００２７】

【化９】

【００２８】公知の方法によりエステル結合を形成させ
て、下記構造式［VII］で表されるアゾ色素を得た。

【００２９】

【化１０】

【００３０】この色素の物性値を以下に示す融点：１６１〜１６３℃；¹ ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）δ１．２５（ｔ，Ｊ＝７．２Ｈ
ｚ，６Ｈ），３．４８（ｑ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，４Ｈ），
６．７５（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，２Ｈ），７．４１
（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，２Ｈ），７．７９（ｄ，Ｊ＝
８．９Ｈｚ，２Ｈ），７．９０（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，
２Ｈ），７．９８（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，２Ｈ），８．
０５（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈｚ，２Ｈ），８．０６（ｄ，Ｊ
＝８．９Ｈｚ，２Ｈ），８．３８（ｄ，Ｊ＝８．９Ｈ
ｚ，２Ｈ）；ＥＩＭＳ（７０ｅＶ）ｍ／ｚ（相対強度）６９５
（Ｍ⁺，５），３２３（６９），１４８（１００）．このアゾ系色素を商品名ＺＬＩ−４７９２（Ｅ，ＭＥＲ
ＣＫ社製）として市販されているフッ素系液晶混合物に
１ｗｔ％の濃度で溶解させ赤色のゲストホスト型液晶組
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
ｍ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：４９４ｎｍ）におけるオーダーパ
ラメーター（Ｓ）を下記の式

【００３２】

【数１】Ｓ＝（Ａ//−Ａ⊥）／（Ａ//＋２Ａ⊥）から求めた結果、Ｓ＝０．７８であった。実施例２下記構造式［VIII］で表されるフッ素置換アルキル基を
有するカルボン酸と、

【００３３】

【化１１】

【００３４】実施例１で使用したと同一の構造式［VI］
で表されるアゾ化合物を公知の方法によりエステル結合
を形成させて、下記構造式［IX］で表されるアゾ色素を
得た。

【００３５】

【化１２】

【００３６】この色素の物性値を以下に示す融点：１７３〜１７５℃；¹ ＨＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃）δ１．２６（ｔ，Ｊ＝７．３Ｈ
ｚ，６Ｈ），３．４８（ｑ，Ｊ＝７．３Ｈｚ，４Ｈ），
６．７６（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，２Ｈ），７．４１
（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，２Ｈ），７．７９（ｄ，Ｊ＝
９．２Ｈｚ，２Ｈ），７．９１（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，
２Ｈ），７．９８（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，２Ｈ），８．
０２（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈｚ，２Ｈ），８．０５（ｄ，Ｊ
＝９．２Ｈｚ，２Ｈ），８．３８（ｄ，Ｊ＝９．２Ｈ
ｚ，２Ｈ）；ＥＩＭＳ（７０ｅＶ）ｍ／ｚ（相対強度）７９５
（Ｍ⁺，８），４２３（６３），１４８（１００）．このアゾ系色素を実施例１と同様に商品名ＺＬＩ−４７
９２（Ｅ．ＭＥＲＣＫ社製）として市販されているフッ
素系液晶混合物に溶解させて液晶組成物を調製し、これ
をセルに封入した。その吸収ピーク（λｍａｘ：４９４
ｎｍ）におけるオーダーパラメーター（Ｓ）は０．８０
であった。実施例３上記の実施例１，２に準じた方法により得られたアゾ系
色素のフッ素系液晶混合物：商品名ＺＬＩ−４７９２
(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。

【００３７】

【表１】

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】

【表４】

【００４１】

【表５】

【００４２】

【表６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０２Ｆ 1/137 ５００

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶化合物と下記一般式〔Ｉ〕【化１】（式中、Ｒ¹、Ｒ²は水素原子、アルキル基、アルコキ
シアルキル基、フルオロアルキル置換アルキル基、非イ
オン性置換基を有していてもよいアラルキル基または非
イオン性置換基を有していてもよいシクロヘキシルアル
キル基を示し、また、Ｒ¹とＲ²は互いに連結して含窒
素脂肪族環を形成してもよい。Ｒｆは３個以上のフッ素
原子で置換された炭素数１〜１２のアルキル基を示す。
Ｘは【化２】を示す。Ｚ¹〜Ｚ⁹はそれぞれ水素原子、ハロゲン原
子、メチル基、ヒドロキシ基またはメトキシ基を示し、
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族環の一部を
形成してもよい。また、Ｒ¹とＺ⁹またはＲ²とＺ⁸は互い
に連結して含窒素脂肪族環の一部を形成してもよい。ｍ
は０〜２、ｎは０または１の数を示す。）で表わされる
アゾ系二色性色素を含むことを特徴とする液晶組成物。
【請求項２】少なくとも一方が透明な二枚の電極付基
板間に請求項１に記載の液晶組成物を挟持してなる液晶
素子。