JPS61162581A - チオインジゴ系色素を含む液晶組成物 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ゲスト−ホスト型液晶組成物、特に、チオイ
ンジゴ系色素を含む液晶組成物に関するものである。

従来の技術 ゲスト−ホスト型液晶表示素子は、母体となるホスト液
晶に、ゲスト物質として多色性色素を加えた液晶組成物
を用いるものである。そして、その表示コントラストは
、５＝（ＡノーＡ±）／（Ａ／／＋　２　Ａ±）により
実験的に求められる多色性色素のホスト液晶中でのオー
ダーパラメータＳによって支配される。ここで、Ａ／／
、Ａ土はそれぞれホスト液晶の配向方向に平行、垂直な
直線偏光を入射した場合の吸光度である。平行二色性を
有する色素（Ｐ型色素）では、オーダーパラメータＳが
１に近づくほどコントラストの高い表示が可能となる。

また、ゲスト−ホスト型表示に用いられる多色性色素に
は、オーダーパラメータＳが大きいことの他に、ホスト
液晶に対する溶解性が高いことや、あるいけ、張水素子
として使用する場合の耐久性にすぐれていることなどの
特性が要求される。

従来、ゲスト−ホスト型表示用の多色性色素としては、
アゾ系、アントラキノン系の色素が大半を占め、様々な
構造のものが発表されている。

しかし、チオインジゴ系色素は一般に、耐久性にすぐれ
ているにもかかわらず、多色性色素として実際の表示に
使用可能なものは知られていない。

発明が解決しようとする問題点 チオインジゴ系色素がゲスト−ホスト型液晶表示用の多
色性色素として使用できなかった最大の問題点は、ホス
トａ晶に対する溶解性が非常に低いことにあった。

つまり、このホストａ晶に対する低溶解性のだめに、チ
オインジゴ系色素を溶解した液晶組成物が、十分な着色
状態を得られず、表示用として使用に耐えなかったので
ある。また、この低溶解性のために、液晶中でオーダー
パラメータの測定されたチオインジゴ系色素の例は、知
られていなかった。

本発明は、チオインジゴ系色素のホスト液晶に対する溶
解性を飛躍的に向上させることによって、十分な着色状
態が得られ、耐久性の優れたゲスト−ホスト型液晶組成
物を得ることを目的とする。

問題点を解決するだめの手段 ホスト液晶に対する溶解性を向上させ、ゲスト−ホスト
表示用として十分な着色状態を得るために、下記一般式
〔１〕で表される構造のチオインジゴ系色素を用いる。

にＨ１，Ｒ２は・・ロゲン等で置換されていてもよい分
枝状アルキル基を示す。） 作　　　　用 本発明に用いられるチオインジゴ系色素は、一般式〔１
〕に示すように、チオインジゴ骨格の５位と６′位へ分
枝状アルキル基を導入したものである。

５位と６′位のかさ高い置換基によって、チオインジゴ
分子どうしの接近が妨げられ、分子間力が弱められるた
めに、ホスト液晶への溶解性が向上すると考えられる。

まだ、対称的な５位と６′位に置換基が存在するだめに
、分子長軸方向の長さが増大し、オーバーパラメータも
大きくなると考えられる。

実施例 本発明に用いられる一般式〔１〕で示されるチオインジ
ゴ系色素は、たとえば下記に示すような方法で得ること
ができる。

一般式〔１〕において、Ｒ＝Ｈの対称構造をもつ色素は
、Ａ法に示すように６−置換チオインドキシル〔２〕を
、アルカリ性でフェリ７アン化カリウムによって酸化し
て得られる。

〇 一般式〔１〕において、Ｒ１キＲ２の非対称構造をもつ
色素は、下記のＢ法に示すように、５−置換チオインド
キシル〔２〕とそのイミノ誘導体〔３〕の反応によって
得られる。

（Ｒ１，Ｒ２は前記の意味を表す） Ｂ法において、一般式〔２〕と〔３〕で示される化合物
の５位の置換基Ｒ１とＲ２が互いに入れかわった場合も
、同様に〔１〕が得られる。

なお、一般式〔３〕で示されるイミノ誘導体は、チオイ
ンドキシル〔２〕とＮ、Ｎ−ジメチル−４−二トロノア
ニリンとの反応で得ることができる。

第１表は、本発明に用いられるいくつかの色素について
、可視領域の極大吸収波長λｍａｘ’オーダーパラメー
タＳ、液晶に対する溶解度を示したものである。これら
は、いずれもホスト液晶としてメルク社より市販されて
いるフェニルシクロヘキサン系混合液晶ＺＬＩ−２４４
４を用いて測定しだ値である。

オーダーパラメータＳは、それぞれの色素をＺＬＩ−２
４４４に約１重量パーセント溶かした液晶組成物を、基
板間ギヤツブ約１・０μｍ・のホモジニアス配向セルに
封入し、液晶の配向方向に平行。

垂直な直線偏光に対する吸収スペクトルを測定して、前
述の関係式５＝（Ａ７−、Ａ±）／（Ａ７＋２Ａ±）よ
り算出した。

ＺＬＩ−２４４４に対する溶解度の測定は、以下のよう
にして行なった。

第１表 それぞれの色素をＺＬＩ−２４４４に約３０重量パーセ
ント添加し、１００℃以上に加熱して等方性液体状態で
攪拌し、完全に溶解させた。この溶液を約２０℃の室温
で２週間放置し、色素の結晶が析出した場合は、結晶を
ろ別して飽和溶液を得た。この飽和溶液をベンゼンで希
釈して吸収スペクトルを測定し、あらかじめ測定してお
いたベンゼン中でのモル吸光係数との関係より溶解度を
算出した。色素の結晶の析出が認められない場合は、溶
解度は３．０重量パーセント以上としだ。

以下に本発明に用いられるチオインジゴ系色素の合成と
、オーダーパラメータＳ、液晶への溶解度の測定につい
て、具体的に例をあげて説明する。

実施例１（第１表５１の色素の合成） ５−（１，１−ジメチルプロピル）−２，３−ジヒドロ
ベンゾ〔ｂ〕チオフェン−３−オン３２を水配化カリウ
ム１２２を溶かした水−エタノール混合溶液に溶解させ
、フェリシアン化カリウム１６２を１５０ｍ／の水に溶
かした水溶液を加えた。室温で２時間攪拌した後、ベン
ゼンで抽出し、ベンゼン中を数回水洗し、無水硫酸ナト
リウムで乾燥した。ベンゼン溶液を濃縮し、カラムクロ
マトグラフィーで精製した後、ヘキサン−ベンゼン混合
′　った。

実施例２（第１表爲４の色素の合成） ５−（１，１−ジメチルブチル）−２，３−ジヒドロベ
ンゾ（ｂ）チオフェン−３−オン２．３Ｐ　と５−（１
，１−ジメチルプロピル〜）−２−（４−ジメチルアミ
ノフェニルイミノ）−２，３−ジヒドロベンゾ（ｂ〕チ
オフェン−３−オン３．６ｆをクロロベンゼン１００ａ
／中でピペリジン０．１７ｆと１２０℃で２時間加熱し
た。クロロベンゼンをエバボレートし、残った固体をベ
ンゼンで抽出し、カラムクロマトグラフィーで精製後、
ヘキサン−ベンゼンよシ再結晶し、第１表万１の色素３
．８２を得だ。構造確認は、実施例１と同様に行なった
。

その他の色素も、実施例に準じて合成できる。

実施例３（第１表惠１の色素のオーダーパラメータの測
定） 実施例１で得た第１表ｆ。、１の色素をＺＬＩ−２４４
４に１．０２ｆ量パーセント溶かした液晶組成物を調製
し、前述の方法に従ってオーダーパラメータを算出した
。

上記液晶組成物を基板間ギヤツブ約１０μｍのセルに封
入し、配向方向に平行、垂直な直線偏光を入射したとき
の吸収スペクトルを第１図に示す。

図中の曲ｌ＠１は配向方向に平行な直線偏光を入射した
ときの吸収スペクトル、曲線２は配向方向に垂直な直線
偏光を入射したときの吸収スペクトルである。

この色素のＺＬＩ−２４４４中でのλｍａ！は５６０ｎ
ｍであり、λｍａ！におけるＡｌは１．１３６．Ａ上は
０．１６３であった。しだがって、本実施例の色素のオ
ーダーパラメータＳは０．６８である。

実施例４（第１表５１の色素の溶解度の測定）ＺＬＩ−
２４４４に第１表ｔｆＧ、　１　ノ色素を３．０重量パ
ーセント添加し、１００℃以上に加熱して等方性液体状
態で攪拌し、完全に溶解させた。この溶液を前述のよう
に２週間、約２０℃の室温で放置しておくと、一部結晶
が析出していた。この結晶をろ別して得た飽和溶液６１
．１７Ｑをベンゼンで希釈して５０　ｍｌの溶液とした
。

このベンゼン溶液の吸収スペクトルを測定したところ、
λｍａ工は５５６　ｎｍで吸光度は１．１３２であった
。あらかじめ測定しておいた第１表爲１の色素のモル吸
光係数εは、ε＝１５９００であり、分子量は４３４．
６であるから、ＺＬＩ−２４４４に対する溶解度は２゜
６重量パーセントとなる。

本発明に用いられるチオインジゴ系色素は、いずれも６
６０　ｎｍ付近にλｍａ工を有しているが、赤色ケイ光
をもっているため、かなり赤味の強い紫色の色相を示す
。

発明の効果 以上述べたように、本発明に用いられるチオインジゴ系
色素は、ホスト液晶に対する溶解性を大きく向上させた
ものであり、ゲスト−ホスト型表示に実用できる多色性
色素として有用なものである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の一実施例におけるチオインジゴ系色素を
含む液晶組成物を封入したホモジニアス配向セルの吸収
スペクトルを示すグラフである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ゲスト−ホスト型液晶組成物であって、ゲスト色素とし
   て、下記一般式 ▲数式、化学式、表等があります▼ （Ｒ＾１、Ｒ＾２は、ハロゲン等で置換されていてもよ
   い分枝状アルキル基を表す。） で表されるチオインジゴ系色素を少なくとも一種類以上
   含むことを特徴とするチオインジゴ系色素を含む液晶組
   成物。