JPS5896673A - 液晶組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、可視光領域ＩＣ＠収を持たない正の誘電異方
性を示すネマチック液晶組成物に関する。

さらに詳しくは、構造式■、■、■、■で示される様な
シアノ基を有する液晶化合物と、構造式■で示されるア
ルコキシ基を有する液晶化合物、及び構造式■、■で示
される様なアルキル基を有する液晶化合物とを共存させ
たネマチック液晶混合物で、ゲストホスト型液晶表示素
子のホスト液晶として適した液晶組成物に関する。

ゲストホスト効果を利用した液晶表示体、つまり誘電的
に異方性を有するネマチック液晶に少なくとも二色性染
料ｔ−溶解させて、電圧のスイッチングにより表示色を
変化きせる電界効果型液晶表示体は、次のような％徴を
持っている。すなわち、使用する二色性染料の種類によ
って任意の有色表示が可能であり、視角依存性の少ない
表示を低電圧かつ低消費電力で実現できる。又、ゲスト
ホスト型液晶表示体を構成するために必要な偏光板は１
枚以下であるので、一般に表示が明るい。

このような％Ｗ１．を有するゲストホスト型液晶表示素
子のホスト液晶としては、従来、ツイステツドネマデツ
ク型液晶表示素子に用いられている液晶をそのまま転用
する傾向が強かったと１える。

しかし、ゲストホストモードにおいては、その表示品質
に大きな影響を与える二色性染料の特性を充分生かしき
れる様な液晶を、そのホスト液晶として使用すべきであ
る。具体的には、（１）二色性染料の溶解度が高い事。

（２）二色注染ｒＰ＋九対するオーダー性が良い事。（
３）可視光領域に吸収を袴次ない事。（４）耐環境性に
優れ、安定し文化合物である事。

（５）値温會含む広温度範囲にわたってネマチック液晶
相を有する事。（６）ｎ電異方性が大きく、低電圧駆動
が可能な事。（７）低粘性である事。等が挙げられる。

本発明の目的は、上述し７ｔ（１）〜（７）のような特
性を有し、ゲストホスト型液晶表示素子のホスト液晶と
して適した液晶組成物を提供する事にある。

本発明者は、上記目的に鑑み、種々研究、検討を重ねた
結果、上述の特性（１）〜（７ンを全て満足する液晶組
成物を見出し次ものである。すなわち、本発明は一般式 ％式％ （３） （１） 皮だし、Ｒ１は辰素数２〜８０直鎖アルキル蔦Ｒ１＃　
　　　２〜７ Ｒ１＃　　　３〜６ Ｒ４５ Ｒ５＃　　　　５ Ｒ藝　　　１　　２又は４ Ｒ？　　　＃　　　　５ Ｒ１２ ｉｔ＠５ Ｒ，・　　１３ で表わされる各群の化合物■〜■を各々少なくとも１成
分以上含有して得られる液晶組成物に関するものである
。

不発明の液晶組成物は、アゾ系あるいはアントラキノン
系等の二色性染料を良く浴触し、かつそのオーダー性も
高い。父、可視光領域ｐｃ吸収金持たないために、添加
きれた二色性染料自身の色が鮮明に現われる。本発明に
用いられる化合物■〜■は、光エネルギーや熱エネルギ
ーに対して安定であり、空気中の水分によっても分％Ｓ
を受けない７’５ｈ、本発明の液晶組成物は耐環境性に
優れている。さらに、本発明の液晶組成物は、−３０℃
〜９０℃程度の温度範囲においてネマチック相を示すた
めに、車載用等の広温度範囲にわたって動作が要求され
る分野にも適用できる。セして誘電異方性が大きく、低
粘性である尺め、低電圧駆動で応答性の良いゲストホス
ト型液晶表示素子がＭ成できる。

以上述べ文様に、本発明による液晶組成物は、ゲストホ
スト型液晶表示素子のホスト液晶とじて総合的に優れｆ
ｃ％性を有するものである。

本発明において、化合物■、■は二色性染料の酊震度と
オーダー性が高く、又、誘１異方性が大きいｆ（めに低
電圧駆動化に効果がある。さらに化合物■は比較的低粘
性である几めに、高速応答化にも役立つ。従って化合物
■、■の濃度範囲１０〜５０ｗｔ％が望ましい。化合物
■、■は液晶の使用温度範囲の上限を拡大させる目的か
ら添加するが、あまり多すぎると、使用温度範囲の下限
が上昇してしまうし、粘度も増加してしまうため、その
濃度範囲は５〜２０ｗｔチが適当である。化合物■は誘
電異方性が負であるた杓、低電圧駆動化という観点から
は好ましくないが、非常に低粘性であるため応答速度の
高速化には効果があり、１０−３０ｗｔ％の濃度範囲が
好ましい。化合物Φ）、■は比較的低粘性かつ高融点で
ある次め、粘度を増加させずに液晶の使用温度範囲の上
限を拡大きせる事ができる。しかし、二色性染料の＃震
度が低いために、ｉｌｌ［範囲はそれぞれ１０〜３０ａ
ｔ％、５〜２０ｗｔ％が望ましい、なふミ、化合物■、
■には、ゲストホスト型液晶表示素子の光エネルギーに
対する安定性を増す効果もある。

さらに、染料溶解度と誘電異方性が大きく、比較的低融
点である化合物■と■を合わせて２０〜７０ｗｔチの濃
度範囲で使用し、染料酊解叢は低いが比較的高融点であ
り、又、ゲストホスト型液晶表示素子の光エネルギーに
対する安定性な増す効果がある化合物■、■を合わせて
１０〜４０ｗｔ％の濃度範囲で使用するのが好ましい。

次に、本発明に用いられる化合物■〜■の具体例を第１
表に示す。なお、第１表中のＴＭ、ＴＯはそれぞれ化合
物ｑ）融点、透明点を表わす。

次ページへつづく 第　　１　　表 第１図は、本発明による液晶組成物の分光特性を表わす
が、可視領域において吸収がない事がわかる。

以下に本発明による実族例を第２表に示す。

ｌｌＡ２　　表 第２！！において、Ｏ印は、本発明による液晶組成物を
封入したセルを一３０℃に５日間放置しに後も異常が認
められなかった事を示し、Ｘ印は、結晶の析出が認めら
れ＊＊を示す。又、ηは５℃における液晶の粘度を示す
。溶解度については、アントラキノン系染料としてＢ、
Ｄ、Ｈケミカルス社製のＤ　−１６（青）、Ｄ−５５（
赤紫）及びアゾ系染料として日本感光色素研究新製のＧ
Ｒ−８（橙）、ＧＹ−１（黄）の４つの二色性染料に対
して、０〜３０ｗｔ％の範囲で（Ｌ５ｗｔ僑きざみで調
べた。二色比についても、これらの染料に対して調べた
。さらに、ホスト液晶中における二色性染料の、光エネ
ルギーに対する安定性を確かめるために屋外暴算針先試
験を行ない、その電流値変化を調べた。表中のｉｏは初
期電流値を、Ｉｔは１０日後の電流値を示す。

なお、電流値は６ｖ−６４Ｈｍの方形波を印加して測定
した。

実施例１〜５は、本発明に用いられる各化合物の上述し
た各二色性染料に対する溶解度ならびに屋外暴露針先試
験による安定性を調べる目的で調合したものである。二
色性染料に対する溶解度は実施例２が高く、屋外暴露針
先試験による電流値の増加率は実施例５が低い事がわか
る。これらの実施例１〜５、さらには実施例６〜８の結
果全比較検討した結果、以下の事がわかった。つまり、
二色性染料の溶解ＷＬ′６Ｘ高い化合物は、特許請求の
範囲第１項に記載し文化合物■、■であり、化合物■、
■は屋外爆轟針先試験による電流値増加を抑制する効果
がある。又、二色性染料のオーダー性については化合物
■が効果がある。

実！Ｊ例９〜１２は、以上の事実を考慮して調合した液
晶組成物であるが、使用温度範囲も広く、二色性染料に
対する溶解度やオーダー性も良い事がわかる。

第５ｆｉは、市販のネマチック液晶であるメルク社製の
ＦＸ７．に８の粘度や各染料に対する溶解度。

二色比、屋外暴菖針先試験による電流値変化等を示しｋ
ものである。

第　　３　　表 第３表の各種データーと、第２表中の本発明による実施
例９〜１２の各種データーを比較する事により、本発明
による液晶組成物はゲストホスト型液晶表示素子のホス
ト液晶として優れている事がわかる。

第２図は、本発明による液晶組成物を利用して作製し次
、透過型黒色ゲストホストパネルの病氏図の一例である
。第２図において、水平配向処理を施し友上基板１と下
基ｆｉ２ｔスペーサー３によって挾持し、その間に黒色
の二色性染料４を溶解させた本発明によるネマチック液
晶組成物５ｔ−封入する。６は閾値以上の電圧を透明電
極７に印加するための交流電源である。さらに二色性染
料の配向方向と偏光軸が平行になるように、外部に偏光
金８を１枚付加する。非選択部分９は、二色性染料分子
が光＄１１を出て、偏光型によって偏光され九光を吸収
するために黒色を呈している。それに対し選択部分１０
では、二色性染料分子が基金に対して垂直になっている
丸めに、入射光をほとんど゛吸収しない、従って、非選
択部分は黒色を呈しているのに対し、選択部分は無色と
いうネガ表示が実現できる。黒色の二色性染料としては
、Ｄ−１６：Ｄ−５５：ＧＲ−８：ＧＹ−１＝Ｑ、６　
：　（Ｌｌ：α１：α２　の重量比で混合し、本発明の
実施例１０の液晶組成物に濃度４ｗｔ％で溶解さすた。

このゲストホストパネルのセル庫を１０μとし、６Ｖ−
６４Ｈｚで駆動させ穴場合の電気光学〜性を第４表に示
す。

第　４　表 第４表において、ｔｒ、ｔｒ　Ｆｉ立上り、立下りの応
答速度を、０はコントラストを示す。

以上述べたように、本発明による液晶組成物はゲストホ
スト型液晶表示素子のホスト液晶として非常に優れた特
性を有している。本発明をゲストホストモードに適用す
る事により、低電圧駆動で高コントラスト、高速応答性
のカラー液晶表示素子が広温度範囲にわたって実現でき
るという効果がある。又、従来の液晶組成物を用いたの
では、光エネルギーに対する電流値増加により実用性に
乏しかった二色性染料も、本発明による液晶組成物を用
いる＠ＶＣよりその信頼性を飛躍的に高める事ができ、
実用可能になるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による液晶組成物の分光特性１ｒ表わ
す。 第２図は、本発明ＩＣよる液晶組成物を利用して作製し
た、透過型黒色ゲストホストパネルのｍｇ図を表わす。 １・・・上基根　　　　　　２・・・下基板５・・・ス
ペーサー　　　　４・・・二色性染料５・・・本発明に
よる液晶組成物 ６・・°父流璽圧源　　　　７・・・透明電極８・・・
偏光昏　　　　　　９・・・非選択部分１０・・・選択
部分　　　　１１・・・光　源手続補正書（自発） 特許庁長官殿 １、事件の表示 昭和５６年特許願第１９５１５２号 ２、発明の名称 液晶組成物 ３、補正をする者 事件との関係　出願人 ５、　補正により増加する発明の数 ６　補正の対象 手続補正書 １、　特許請求の範囲を下記の様に変更します。 Ｒ１＃２〜７ ５１５ Ｒ６＃　　２又は４ Ｆｔ７＃５ Ｒ＠１２ Ｒ，＃５ ２　明細書３頁、下から１行目 「１枚以下」とあるを 「１枚または０枚」と補正します。 Ｓ　明細書６頁、上から１〜３行目 「で表わされる各群の化合物■〜■を各々少なくとも１
成分以上含有して得られる液晶組成物に関するものであ
る。」とめるを ［で表わされる各群の化合物■〜■を適当に組み合わせ
て得られる液晶組成物に関するものである。」と補正し
ます。 ４、明細書９頁、第１表中 と補正します。 氏　明細書９頁、第１表中 とあるを と補正します。 ＆　明細書１２頁、下から３〜２行目の間に下記の文を
挿入します。 ［なお、Ｄ−１６の染料は、分子式が であり Ｄ−５５の染料は、分子式が ＯｍＨｉｔＮ）、’　０ であり、 ＧＲ−８の染料は、分子式が ＜Ｑ＞−Ｎ＝Ｎ−（Ｇ−Ｎ＝Ｎ−Ｇ−Ｎ　／ＣＨ”＼Ｃ
Ｈ。 であり ＧＹ−１の染料は、分子式が ＣＩＨＩＯ−Ｑ−ＣＨ−Ｎ−ｇ−Ｎ＝Ｎ首Ｎ＝ＣＨ昔０
０．Ｈ。 である、」 以上 代理人　　最　上　　　務

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　一般式 ％式％ （３） で表わされる各群の化合物■、■、■、■、■。 ■、■を各々少なくとも１成分以上含有する事をＩＶＰ
   徴とする液晶組成物。 “ただし、Ｒｔｔｉ炭素数２〜８の直鎖アルキル基ＲＩ
   Ｉ２．．＋７ Ｒｓ１５〜６１ Ｒ４５ Ｒ，は炭素数　３　の直鎖アルキル基 Ｒ＠　　　　　＃２又は４ Ｒ？　　　　　　　　　　　５ Ｒ＠　　　　　ｐ’　　２ Ｒ・　　　　　　　　　　５ Ｒｓｏ　　　　　　　　　　　５ （２）化合物■の濃度範囲が１Ω〜５０ｗｔ％ｌ　■　
   　　　　　１０〜５Ｕ＃ ｒ　■　　　　　　　５〜２ｏ　＃ ｌ　■　　　Ｉ　　　　　ｓ〜２０　　ｇ−■　　　　
   　　１０−３０＃ Ｉ　■　　　＃　　　　１０〜３０　　＃Ｉ　■　　　
   　　　　５〜２ｏ　ｚ である事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の液晶
   組成物。 （３）　１、化合物■、■の合計濃度が２０〜７０ｗｔ
   ５の範囲であり、化合物■、■の合＃徴度が１０〜４ｏ
   ｗｔｓの範囲にある事を特徴とする特許請求の範囲第１
   項又は第２項記載の液晶組成物。