JPH10183121A - 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Info
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- JPH10183121A JPH10183121A JP9077234A JP7723497A JPH10183121A JP H10183121 A JPH10183121 A JP H10183121A JP 9077234 A JP9077234 A JP 9077234A JP 7723497 A JP7723497 A JP 7723497A JP H10183121 A JPH10183121 A JP H10183121A
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Abstract
素、(B)群で示されるジスアゾ系またはトリスアゾ系
二色性色素、(C)群で示されるアントラキノン系二色
性色素の各群から、少なくとも1種ずつ選ばれた二色性
色素を含有する、ゲストホスト型液晶組成物、および該
液晶組成物を用いた液晶表示素子。
Description
られる液晶組成物、およびこれを用いた液晶表示素子に
関する。
たゲストホスト型液晶組成物を用いた液晶素子は、視野
角あるいは明るさなどに優れているため、携帯情報機器
に用いられる反射型表示用液晶素子などとして注目され
ている。このゲストホスト型液晶素子のコントラスト等
の表示品質は、使用するゲストホスト型液晶組成物の二
色性ないしはオーダーパラメーターと直接的に相関する
ために、高いオーダーパラメーターを示すゲストホスト
型液晶組成物が従来から要求されている。特に最近では
アクティブ駆動用LCDなどに使用できる、フッ素系な
どの新しいホスト液晶組成物を用いた高いオーダーパラ
メーターを示すゲストホスト型液晶組成物が求められて
いる。
慮されたディスプレイには、特に直射日光等の光に対す
る耐久性について高い電圧保持率等の電気的特性が求め
られている。しかし、通常用いられるアゾ系色素は、一
般的に高いオーダーパラメーターを示すが、アントラキ
ノン系二色性色素と比較して光に対する安定性に劣るた
め、光暴露による電圧保持率の低下等に問題があった。
また、アントラキノン系色素は光に対する電気特性等は
アゾ系色素より優れるものの、色素単独のオーダーパラ
メーターがアゾ系色素より劣る傾向にあること。さら
に、アゾ系およびアントラキノン系等の複数の色素を配
合したブラック、ブラウンおよびダークブルー等の色相
を有する組成物を調合する場合は、個々の色素のオーダ
ーパラメーターが、主吸収波長(λmax)から離れた光
吸収波長域では低下するために、各種構造の二色性色素
を配合した上記ブラック等の組成物では、それぞれの二
色性色素の光吸収スペクトルが重なり合う波長域でオー
ダーパラメーターが低下し、ゲストホスト型液晶組成物
全体のコントラストが充分に得られない原因となってい
た。
ターと高い光安定性を示すゲストホスト型液晶組成物の
実現が市場より望まれている。
性の良好なモノカラー表示や、マイクロカラーフィルタ
ー等の併用によりマルチカラーやフルカラー等の多色表
示を行う目的にブラック、ブラウンおよびダークブルー
等の色相を有するゲストホスト型液晶組成物を用いる場
合、高いオーダーパラメーターおよび高い光安定性を示
すゲストホスト型液晶組成物を提供することにある。
色性色素の配合により得られるゲストホスト液晶組成物
において、上記のコントラスト低下および光安定性の問
題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の二色性色素の
組み合わせにおいて得られるゲストホスト型液晶組成物
が、光吸収領域全体で良好なオーダーパラメーターを有
し、かつ耐光性等の安定性が優れているという知見を見
いだし本発明を完成したものである。
トホスト型液晶において、下記(A)群、(B)群およ
び(C)群の各群から選ばれる二色性色素を、各群から
少なくとも1種以上含むことを特徴するゲストホスト型
液晶組成物、および該液晶組成物を用いた液晶表示素子
に存する。 (A)群 下記一般式[I]で表されるアゾ系二色性色素
素原子;炭素数1〜10の直鎖状または分枝状のアルキ
ル基あるいはアルコキシ基;炭素数2〜12の直鎖状ま
たは分枝状のアルコキシアルキル基;ハロゲン原子;も
しくは、これらのアルキル基、アルコキシ基、アルコキ
シアルキル基又はハロゲン原子を置換基として有してい
てもよい、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基
あるいはシクロヘキシルメチル基、を表わす。) (B)群 下記一般式[IIで表されるアゾ系二色性色素
素原子;炭素数1〜10の直鎖状または分枝状の、アル
キル基あるいはアルコキシ基;炭素数2〜12の直鎖状
または分枝状のアルコキシアルキル基;ハロゲン原子;
もしくはこれらのアルキル基、アルコキシ基、アルコキ
シアルキル基またはハロゲン原子を置換基として有して
いてもよい、シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル
基あるいはシクロヘキシルメチル基、を表わし、R4お
よびR5はそれぞれ独立に水素原子;炭素数1〜10の
アルキル基、アルコキシ基あるいはハロゲン化アルキル
基;炭素数2〜12のアルコキシアルキル基;ハロゲン
原子;もしくはアルキル基、アルコキシ基、アルコキシ
アルキル基またはハロゲン原子で置換されていてもよ
い、ベンジル基あるいはシクロヘキシルメチル基を表わ
す。) (C)群 下記一般式[III]で表されるアントラキノン系二色性
色素
ゲン原子;炭素数1〜10の直鎖状または分枝状のアル
キル基あるいはアルコキシ基;炭素数2〜12の直鎖状
または分枝状のアルコキシアルキル基;もしくは、これ
らのハロゲン原子、アルキル基、アルコキシ基またはア
ルコキシアルキル基を置換基として有していてもよい、
シクロヘキシル基あるいはフェニル基を示す。)
る。本発明で用いられる前記一般式[I]、一般式[I
I]および一般式[III]に記載の二色性色素におけるア
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、ヘプチル基、オク
チル基又はノニル基等の炭素数1〜10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、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等の上記ア
ルキル基に対応した炭素数1〜10の直鎖状または分枝
状のアルコキシ基;アルコキシアルキル基としては、メ
トキシメチル基、メトキシエチル基、メトキシブチル
基、エトキシメチル基、エトキシエチル基またはエトキ
シブチル基等の炭素数2〜10のアルコキシアルキル
基;ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭
素原子;ハロゲン化アルキル基としてはノナフルオロエ
チル基、ペンタフルオロペンチル基等の炭素数1〜10
のアルキル基にフッ素原子等のハロゲン原子が置換され
た基等が挙げられる。
置換ベンジル基および置換シクロヘキシルメチル基にお
ける置換基としては、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、ヘプチル基、
オクチル基またはノニル基等の炭素数1〜10の直鎖状
もしくは分枝状のアルキル基;アルコキシ基としては、
メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基またはブトキシ
基などのアルキル基に対応した炭素数1〜10の直鎖状
もしくは分枝状のアルコキシ基;アルコキシアルキル基
としては、メトキシメチル基、メトキシエチル基、メト
キシブチル基、エトキシメチル基、エトキシエチル基ま
たはエトキシブチル基などの炭素数2〜10のアルコキ
シアルキル基;ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩
素原子、臭素原子等が挙げられる。
性色素の具体例としては以下に示す表−1のものが挙げ
られる。
(A)群、(B)群および(C)群のそれぞれの群から
少なくとも1種以上の色素を用いるが、(B)群の色素
から前記一般式[II]のnが0である色素を少なくとも
1種以上用いることが好ましい。特に、一般式[II]の
nが0である色素およびnが1である色素をそれぞれ少
なくとも1種以上用いることは色調の点から、またR5
の置換基がハロゲン化アルキル基であることが耐光性等
の安定性の点から更に望ましい。また、(C)群の色素
からは少なくとも2種の色素を用いることが好ましい。
れる各群色素の使用量は、得ようとする色相によって適
宜選択されるが、例えばブラック、ブラウン、ダークブ
ルー等の色相を有する液晶組成物を得るためには、ホス
ト液晶材料に対して(A)群色素02〜2.7重量%、
(B)群色素0.02〜2.7重量%、(C)群色素
0.06〜9.6重量%使用することが好ましく、二色
性色素の総含有量は、ホスト液晶材料に対して0.1〜
15重量%、好ましくは0.5〜5重量%である。
以下に示す表−2の構造式[IV]で表される液晶化合物
を主成分とするフッ素系液晶材料、又は構造式[V]お
よび構造式[VI]で表される液晶化合物を主成分とする
Nn型液晶材料、又は構造式[VII]および構造式[VII
I]で表される液晶化合物を主成分とするシアノ系液晶
材料が挙げられる。
シクロヘキサン環、ジオキサン環またはピリミジン環を
表し、nは1〜3の整数を表す。−Z−は、単結合,−
COO−,− CH2CH2−,−CH=CH−または−
C≡C−を示す。Y1、Y3はそれぞれ独立に水素原子;
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子を表し、Y2は
フッ素原子、塩素原子等のハロゲン原子;フッ素原子、
塩素原子等のハロゲン原子を置換基として有する炭素数
1〜7の置換アルキル基、置換アルコキシ基、置換アル
ケニル基;置換アルキル基、置換アルコキシ基、置換ア
ルケニル基を置換基として有する置換シクロヘキシル基
又は置換フェニル基を表す。ここでY1〜Y3のうち、少
なくとも1つはフッ素原子( Y2の場合はフッ素原子、
またはフッ素原子を置換基として有するアルキル基また
はアルコキシ基)である。Y7およびY8の少なくとも一
方はフッ素原子であり、他方は水素原子またはフッ素原
子、塩素原子等のハロゲン原子を示す。
0のアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル
基、アルケニル基を表す。Y4〜Y6、Y9〜Y10、Y12
およびY14はそれぞれ独立に炭素数1〜10のアルキル
基、アルコキシ基またはアルケニル基;炭素数2〜11
のアルコキシアルキル基;もしくはフッ素原子、塩素原
子等のハロゲン原子を置換基として有する炭素数1〜7
の置換アルキル基、置換アルコキシ基または置換アルケ
ニル基を表す。)本発明のゲストホスト型液晶組成物に
は、各種の紫外線吸収剤や酸化防止剤、およびカイラル
ドーパントとしてコレステリックナノエートなどのステ
ロイド系液晶、およびホスト液晶材料として前述した液
晶性化合物などの末端置換基に光学活性アルキル基や光
学活性アルコキシ基等を導入したカイラルネマティック
液晶を0.1〜10%程度まで添加してもよい。
スト液晶材料と二色性色素および各種添加剤を振とう等
の操作により混合、溶解させることによって容易に得る
ことができる。このように調製されたゲストホスト型液
晶組成物は、TNモードやSTNモードさらには日本学
術振興会第142委員会編;「液晶デバイスハンドブッ
ク」日本工業新聞社(1989)、p315〜329お
よびp367〜370などに記載のHeilmeier
型ゲストホスト等の各種ゲストホストモード等の電気光
学効果が得られるように処理を施した少なくとも一方が
透明な電極基板間に挟持させ、日本学術振興会第142
委員会編;「液晶デバイスハンドブック」日本工業新聞
社(1989)、p387〜434などに記載されてい
る各種直接駆動方式や薄膜トランジスタやMIMなどの
能動素子によるアクティブ駆動方式を組み合わせること
により各種表示素子を得ることができる。
射型液晶表示素子を示す。図中、1は入射光、2はガラ
ス基板、3は透明電極、4は配向膜、5は二色性色素、
6は液晶化合物、7は反射層、8は反射光である。
るが、本発明はその要旨を越えない限り以下の実施例に
制約されるのではない。 [実施例1]前記表−1に記載の下記構造式の二色性色
素を商品名ZLI−4792(E.MERCK社製)と
して市販されているフッ素系化合物を主成分とする液晶
混合物100gに混合、溶解させて液晶組成物−Iを調
製した。
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、その配向処理面がアンチパラレ
ルとなるよう対向させたセルに注入した。このセルに、
ラビング方向と平行な偏光および垂直な偏光をそれぞれ
照射し、透過光スペクトル(A平行およびA垂直)を測
定した。これらの値を用い下式によりオーダーパラメー
ターを算出した。 オーダーパラメーター(S値)=(A平行−A垂直)/
(A平行+2×A垂直) 表−3に各波長におけるオーダーパラメーターを示す。
示す。
リアセチルセルロース製シャープカットフィルターをセ
ル表面に配し、ゲストホスト型液晶素子−Iを作製し
た。この液晶素子−Iのキセノンフェードメーターによ
る光照射120時間(積算放射照度138MJ/m2)
前後での電圧保持率を下記条件で測定した結果、 暴露前:99% 暴露後:98% と良好な耐光性を示した。 (電圧保持率測定条件) フレーム周波数:33Hz 印加電圧:5V ON時間:60μsec 測定温度:25℃ [実施例2]前記表―1に記載の下記構造式の二色性色
素を商品名ZLI−4792(E.MERCK社製)と
して市販されているフッ素系化合物を主成分とする液晶
混合物100gに混合、溶解させて液晶組成物−IIを調
製した。
し、オーダーパラメーター(S値)およびスペクトルを
測定し、結果を表―4および図2に示す。
素子―IIを作成し、キセノンフェードメーターによる光
照射120時間前後での電圧保持率を実施例1に記載の
条件下で測定した結果、 暴露前:99% 暴露後:98% と良好な耐光性を示した。 [実施例3]前記表―1に記載の下記構造式の二色性色
素を商品名ZLI−4792(E.MERCK社製)と
して市販されているフッ素系化合物を主成分とする液晶
混合物100gに混合、溶解させて液晶組成物−IIIを
調製した。
し、オーダーパラメーター(S値)およびスペクトルを
測定し、結果を表−5および図3に示す。
ルロース製シャープカットフィルターをセル表面に配
し、ゲストホスト型液晶素子−IIIを作製した。この液
晶素子−IIIのキセノンフェードメーターによる光照射
160時間(積算放射照度184MJ/m2)前後での
電圧保持率を下記条件で測定した結果、 暴露前:98% 暴露後:92% と良好な耐光性を示した。 (電圧保持率測定条件) フレーム周波数:3.3Hz 印加電圧:5V ON時間:60μsec 測定温度:25℃ [実施例4]前記表−1に記載の下記構造式の二色性色
素を商品名ZLI−4792(E.MERCK社製)と
して市販されているフッ素系化合物を主成分とする液晶
混合物100gに混合、溶解させて液晶組成物−IVを調
製した。
し、オーダーパラメーター(S値)およびスペクトルを
測定し、結果を表−6および図4に示す。
素子―IVを作成し、キセノンフェードメーターによる光
照射160時間前後での電圧保持率を実施例3に記載の
条件下で測定した結果、 暴露前:98% 暴露後:94% と良好な耐光性を示した。 [実施例5]前記表―1に記載の下記構造式の二色性色
素を商品名ZLI−4792(E.MERCK社製)と
して市販されているフッ素系化合物を主成分とする液晶
混合物100gに混合、溶解させて液晶組成物−Vを調
製した。
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、その配向処理面がアンチパラレ
ルとなるよう対向させたセルに注入した。このセルに、
ラビング方向と平行な偏光を照射し、透過光スペクトル
を測定した結果を図5に示す。
mであるトリアセチルセルロース製シャープカットフィ
ルターをセル表面に配し、ゲストホスト型液晶素子−V
を作製した。この液晶素子−Vのキセノンフェードメー
ターによる光照射160時間(積算放射照度184MJ
/m2)および光照射320時間(積算放射照度369
MJ/m2)後および光照射前での電圧保持率を下記条
件で測定した結果、 暴露前:96% 160時間暴露後:97% 320時間暴露後:89% と良好な耐光性を示した。 (電圧保持率測定条件) フレーム周波数:3.3Hz 印加電圧:5V ON時間:60μsec 測定温度:25℃ [実施例6]前記表−1に記載の下記構造式の二色性色
素を商品名ZLI−4792(E.MERCK社製)と
して市販されているフッ素系化合物を主成分とする液晶
混合物100gに混合、溶解させて液晶組成物−VIを調
製した。
よりスペクトルを測定した結果を図6に示す。次に実施
例5と同様な方法によりゲストホスト型液晶素子―VIを
作成し、この液晶素子−VIのキセノンフェードメーター
による光照射160時間および光照射320時間後およ
び光照射前での電圧保持率を実施例5に記載の条件下で
測定した結果、 暴露前:98% 160時間暴露後:95% 320時間暴露後:74% と良好な耐光性を示した。 [実施例7]前記実施例3に記載の液晶組成物−VIIを
用いて実施例5と同様な方法によりゲストホスト型液晶
素子−VIIを作成した。この液晶素子−VIIのキセノンフ
ェードメーターによる光照射160時間および光照射3
20時間後および光照射前での電圧保持率を実施例5に
記載の条件下で測定した結果、 暴露前:99% 160時間暴露後:95% 320時間暴露後:71% と良好な耐光性を示した。
ないしはオーダーパラメーターの高いアゾ系二色性色素
を配合したゲストホスト型液晶組成物が可能となり、優
れたコントラスト特性と光安定性を有するゲストホスト
型液晶素子を実現することができる。
の相対吸収スペクトルチャート
の相対吸収スペクトルチャート
行の相対吸収スペクトルチャート
の相対吸収スペクトルチャート
の相対吸収スペクトルチャート
の相対吸収スペクトルチャート
ードの反射型液晶表示素子の略示的断面図。
Claims (5)
- 【請求項1】二色性色素およびホスト液晶を含むゲスト
ホスト型液晶組成物において、下記(A)群、(B)群
および(C)群に示される二色性色素を各々の群から少
なくとも1種以上含むことを特徴とするゲストホスト型
液晶組成物。 (A)群 下記一般式[I]で表されるアゾ系二色性色素 【化1】 (式中、R1およびR2はそれぞれ独立に水素原子;炭素
数1〜10の直鎖状または分枝状のアルキル基あるいは
アルコキシ基;炭素数2〜12の直鎖状または分枝状の
アルコキシアルキル基;ハロゲン原子;もしくは、これ
らのアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
又はハロゲン原子を置換基として有していてもよい、シ
クロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基あるいはシク
ロヘキシルメチル基、を表わす。) (B)群 下記一般式[II]で表されるアゾ系二色性色素 【化2】 (式中、nは0または1を示し、R3は水素原子;炭素
数1〜10の直鎖状または分枝状の、アルキル基あるい
はアルコキシ基;炭素数2〜12の直鎖状または分枝状
のアルコキシアルキル基;ハロゲン原子;もしくはこれ
らのアルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基
またはハロゲン原子を置換基として有していてもよい、
シクロヘキシル基、フェニル基、ベンジル基あるいはシ
クロヘキシルメチル基、を表わし、R4およびR5はそれ
ぞれ独立に水素原子;炭素数1〜10のアルキル基、ア
ルコキシ基あるいはハロゲン化アルキル基;炭素数2〜
12のアルコキシアルキル基;ハロゲン原子;もしくは
アルキル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基また
はハロゲン原子で置換されていてもよい、ベンジル基あ
るいはシクロヘキシルメチル基を表わす。) (C)群 下記一般式[III]で表されるアントラキノン系二色性
色素 【化3】 R6とR7はそれぞれ独立に水素原子;ハロゲン原子;炭
素数1〜10の直鎖状または分枝状のアルキル基あるい
はアルコキシ基;炭素数2〜12の直鎖状または分枝状
のアルコキシアルキル基;もしくは、これらのハロゲン
原子、アルキル基、アルコキシ基またはアルコキシアル
キル基を置換基として有していてもよい、シクロヘキシ
ル基あるいはフェニル基を示す。) - 【請求項2】前記一般式[II]において、nが0である
色素を少なくとも1種含むことを特徴とする請求項1記
載のゲストホスト型液晶組成物。 - 【請求項3】前記一般式[II]において、nが1である
色素を少なくとも1種含むことを特徴とする請求項2記
載のゲストホスト型液晶組成物。 - 【請求項4】請求項1ないし請求項3記載のゲストホス
ト型液晶組成物において、フッ素系液晶材料をホスト液
晶として用いることを特徴とするアクティブ駆動用液晶
組成物。 - 【請求項5】請求項1ないし請求項4に記載のゲストホ
スト型液晶組成物を、少なくとも一方が透明電極付き基
板間に挟持して成る液晶表示素子。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9077234A JPH10183121A (ja) | 1996-10-21 | 1997-03-28 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
US08/946,859 US5866033A (en) | 1996-10-21 | 1997-10-08 | Liquid crystal composition and liquid crystal display device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27778996 | 1996-10-21 | ||
JP8-277789 | 1996-10-21 | ||
JP9077234A JPH10183121A (ja) | 1996-10-21 | 1997-03-28 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10183121A true JPH10183121A (ja) | 1998-07-14 |
Family
ID=26418337
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9077234A Pending JPH10183121A (ja) | 1996-10-21 | 1997-03-28 | 液晶組成物および液晶表示素子 |
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