JPS6121163A - 二色性ジスアゾ染料 - 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、液晶に使用する黄色〜赤色系の新規二色性染
料、及び該染料を含有させた液晶組成物、さらにはこの
組成物を用いる表示装置に関するものである。

近年、省エネルギーおよび小型化の観点から液晶表示素
子が広く使用されるようになった。現在使用されている
液晶表示素子の大部分はツィステッド・ネマチック型液
晶の電気光学効果を利用したもので、２枚の偏光板と組
合せることを必須条件として表示がなされるものであり
、使用に際して多くの制限を受けているのが実情である
。これに替わる液晶表示方式として二色性染料をネマチ
ック液晶に溶解した着色液晶組成物の電気光学効果を利
用する、いわゆるゲスト−ホスト方式の液晶表示が検討
され、すでにその一部は、時計、家電製品、産業用計器
等における表示素子として利用され始めている。

このゲスト−ホスト型液晶表示方式の原理は、ゲストで
ある二色染料分子がホストである液晶分子の配列にした
がって配向して配置することによる。すなわち、通常は
電界である外部刺激を印加することにより、液晶分子は
′オン′状態から′オン′状態に配向方向を変化するが
、これと同時に二色性染料分子も配向方向を変化する結
果、両状態における染料分子による光の吸収程度が変化
し、表示がなされるという原理に基づいている。

ここで使用される二色性染料は、（１）少量で十分な着
色能力があること、（２）大きな二色性比を有し、電圧
印加−無印加により大きなコントラストを示すこと、（
３）液晶に対し十分な相溶性を有すること、（４）耐久
性に優れ、安定であシ、長時間使用しても装置の性能を
劣化させないこと等の条件を基本的に備えていることが
最低限必要である。

上記の条件を具備するものとして、種々の二色性染料が
提案され、既に一部は、デジタルクロック、メーター等
に使用され始めてはいるが、大きな二色比を示すものは
耐久性に乏しかったシ、耐久性は優れているが実用的に
鮮明な表示が可能な程の二色性を有していないなど、ま
だ改良されるべき欠点を有しているものが多いのが現状
である。

問題点を解決するための手段 本発明者らは、このような状況を踏え、鋭意検討した結
果、大きな二色性比を有し、かつ耐久性に優れた新規二
色性染料を見出すに至った。

即ち、本発明は、液晶用染料として、一般式（Ｉ）（式
中、Ｘはアルキル基、アルコキシアルキル基、または置
換されていてもよい、フェニル、シクロヘキシル、アラ
ルキル基を表わし、Ｙｌ、Ｙ２およびＹ３はそれぞれ同
じか、異なっていてもよく水素原子、・・ロゲン原子、
シアノ基、水酸基、メチル基またはメトキシ基を表わす
。またＹｌとＹ２はこれらの水素原子または置換基とは
関係なく互いに連結してベンゼン環を形成しでもよい。

２は低級ジアルキルアミノ基、水酸基、アルコキシ基ま
たは　−０ＣＲを表わしＲはアルキル基、置換されてい
てもよいフェニル基、シクロヘキシル基である。） で示される新規のジスアゾ染料を提供するものである。

前記、本発明に係わる液晶用染料一般式（Ｉ）における
Ｘの具体例とシテは、−ＣＨ３、−ｃ２Ｈ５、−（ＣＨ
２）３　ＣＨ３５−（ＣＨ２）ｖ　ＣＨｓ、−Ｃ２Ｈａ
　ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２−包沖ＣＨｓ、Ｃ２Ｈ４０Ｃ２
Ｈ５４ＣｚＨ４０（ＣＨ２）ｓＣＨ３などの構造式を有
する基があげられる。ここでＸの末端にアルキル基を有
する場合は、その炭素数は１５個以下が好ましい。

Ｙｌ、Ｙ２およびＹ３の具体例としては、−Ｈ，−ｃｔ
。

−Ｂｒ、　　Ｉ、　−Ｆ、−ＣＮ１−ＯＨ，−０ＣＨ３
、−ＣＨ３などがあシ、ＹｌとＹ２はこれらの水素原子
または置換基とは関係なく互いに連結してベンゼン環を
形成してもよい。

またｚの具体例としては、−Ｎ（ＣＨ３）２、−Ｎ（Ｃ
２Ｈ５）２　＠　−ＯＲ，−０ＣＨ３、−０（ＣＨ２）
ａ　ＣＨｓ、−０（ＣＨ２）ｓなどの構造式を有する基
があげられる。

本発明のジスアゾ染料は常法によシ合成することができ
る。

本発明の二色性染料の具体的代表例を表−１に示す。

表−１に示す二色比は、本発明の新規二色性染料の有用
性を最も特徴付ける特性値である。表−６一 ■に示す二色比は、各染料１・０重量％を代表的ネマチ
ック液晶であるＭｅｒｃｋ社製液晶（商品番号Ｅ−８）
に溶解し、あらかじめホモジニアス配向すべく処理した
厚さ１０μｍｆ）液晶セル中に封入したのち、分光光度
計の光路におき、液晶配列と平行な直線偏光をあてて測
定した吸光度（Ａｎ　）および液晶配列と直角な直線偏
光をあてて測定した吸光度（Ａよ）を測定し、次式 よシ算出したものである。本発明の二色性染料はいずれ
も極めて高い二色比を示す。

本発明の二色性染料は液晶に含有させてカラー表示用液
晶組成物として通常用いられている表示装置で使用でき
る。

使用する液晶としては、例えば４−シアノ−４′−ｎ−
ペンチルビフェニル、４−シアノ−４’−ｎ−プロポキ
シビフェニル、　　４−シアノ−４−ｎ−ペントキシビ
フェニル、４−シアノ−４１−ｎ−オクトキシビフェニ
ル、４−シアノ−４’　−ｎ−ぺ／チルターフェニルな
どのシアノ−ビフェニル系液詰混合物（例えばメルク社
商品記号Ｅ−８）、あるいはトランス−４−ｎ−プロピ
ル−（４−シアノフェニル）−シクロヘキサン、トラン
ス−４−ｎ−ヘンチル−（４−シアノフェニル）−シク
ロヘキサン、トランス−４−ｎ−へブチル−（４−シア
ノフェニル）−シクロヘキサン、トランス−４−ｎ−ペ
ンチルー（４′−シアノビフェニル）−シクロヘキサン
彦どのシクロヘキサン系液晶混合物（例えばメルク社商
品記号ＺＬＩ−１１３２）などあげることができる。

さらに液晶混合体にコレステリルノナノエート又ハ施光
性４−シアノ−４′−イソペンチルビフェニルなどの光
学活性物質を加えた、電界無印加状態では、コレステリ
ック相状態であり、電界印加状態でネマチック相状態に
相転換する、いわゆるカイラルネマチック液晶混合物を
使用することも出来る。液晶としては、上記の例に限定
されるものではなく、その他のビフェニル系液晶、フェ
ニノヒシクロヘキサン系液晶、シツフヘース系液晶、エ
ステル系液晶、ピリミジン系液晶、テトラジン系液晶そ
の他の液晶が単体または混合物として使用出来る。

本発明にかかる染料の使用は一種のみでもよく、二種以
上混合して使用することも出来る。使用する染料濃度は
、染料が液晶に溶解する限度内であって、且つ、染料分
子が液晶分子の配向によって充分配向統制され得る範囲
内であればよいが、一般には液晶に対しＯ・１〜１０重
量％の濃度、好ましくは０．０１〜５重量％の濃度で使
用するのが良い。

また本発明にかかる二色性染料と他の二色性染料または
、二色性のない色素とを混合し所望の色相として使用す
ることも可能であ如何ら限定されない。二色性染料の液
晶への溶解は、所定量の染料を液晶と混合し長時間かき
まぜるかもしくは液晶が等方性液体となる温度以上に加
熱しかきまぜることによって行なわれ、所望のカラー表
示用液晶組成物とすることが出来る。

以下に本発明のジスアゾ系二色性染料の合成例ｄ− を示し、次いで表１に代表的な色素の構造、液晶中での
二色比およびアセトン溶解色を示す。

実施例１゜ 式 ＣＨａ　（ＣＨ２町やに州Ｈ２ で表わされる化合物７・２部を、Ｎ、Ｎ−ジメチルホル
ムアミド８０部に溶解後、３５％塩酸２０部を加え、５
℃以下に冷却し、１０％亜硝酸ソーダ水溶液１７部を滴
下、同温度で２時間攪拌した後、スルファミノ酸０．５
部を加え、ジアゾ化液を得た。

このジアゾ化液を氷水５００部に排出し、α−ナフチル
アミン２．９部をＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド５部に
溶解したものを滴下し、０−５℃で２時間攪拌した。４
５％苛性ンーダ溶液でＰＨ＝４にした後、涙過水洗、乾
燥し、式 で表わされるモノアゾ染料の粗生成物８．０部を得た。

−ｊ〇− 、得られた上記モノアゾ染料５．１部をＮ、Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド５０部に溶解し、３５％塩酸６．３部を
加え、５℃以下に冷却した後、１０％亜硝酸ソーダ水溶
液８．０部を滴下し、同温度で２時間攪拌し、スルファ
ミン酸０．２部を加え、ジアゾ化液を得、得られたジア
ゾ化液に５０％アセトン水３００ｍｔを加え、ジアゾ化
液を完溶した。氷５００部を加え、フェノール２．０部
を１０％苛性ソーダ溶液３０部に溶解したものを加え、
０−５℃でＰＨ＝７−９に２時間攪拌した後、ｐ過、水
洗、乾燥し、式 で表わされるジスアゾ染料（２００℃で分解）を得、こ
れをトルエンに溶解し、シリカゲルを詰めたカラムによ
るカラムクロマトグラフィーにより分離精製して後記の
表ＩＡＩのジスアゾ染料を得た。

次に小ビーカーに、４−ｎ−ペンチル−４／−シアノビ
フェニル４３％、４−ｎ−プロポキシ−４′〒シアノピ
フエニル１７％、４−ｎ−ペントキシ。

−４／−シアノビフェニル１３％、４−ｎ−オクトキシ
−４′−シアノビフェニル１７％、４−ｎ−ペンチル−
４１−シアノターフェニル１０％カラなる液晶混合物に
、上記のジスアゾ染料０．１部を加えて、約８０℃に加
熱して、完全に清澄な溶液とした。次いで内容物を放置
冷却した後、液晶表示素子内にこの着色液晶溶液を封入
した。

この表示装置は、電圧無印加時に黄色を示し、電圧印加
時には電極部分のみが無色となシ、良好なコントラスト
を示した。また二色比は極大吸収波長４７２ｍｍにおい
て、９．０であった。

実施例２゜ 実施例１と同様にして合成した、式 の化合物０．５部をトルエン２００部に熱溶解し、ピリ
ジン２．０部、プロピオニルクロライド０．８部を加え
、３時間還流した。

６０℃まで冷却し、メタノール２０部を加えたのち、エ
バポレーターにてトルエンを留去し、結晶をＦ別、メタ
ノール洗浄して、式 で表わされるジスアゾ染料（ｍｐ１４６．０〜１４８．
０℃）を得た。（表１の＆２の染料） この精製染料の二色比は極大吸収波長４６６　ｎｍにお
いて１０．２を示した。

実施例３゜ 式 で表わされる化合物０．５部をＮ、Ｎ−ジメチルホルム
アミド５０部に溶解し、３５％塩酸２．０部を加え、５
℃以下に冷却し、１０％亜硝酸ソーダ水溶液１．５部を
加えＯ−５℃で３時間攪拌した後、スルファミン酸０．
１部を加えた。

Ｎ、　Ｎ−ジメチルホルムアミド２５０部を追加し、ジ
アゾ化液を完溶した後、Ｎ、Ｎ−ジメチルアニリ７１．
０部を加え、冷蔵庫に一夜放置した。減圧にてＮ、Ｎ−
ジメチルホルムアミドを留去し、析出結晶をν別し、メ
タノール洗浄、乾燥し、式で表わされるジスアゾ染料（
ｍｐ、　１９３−０〜１９３−５℃）を得た。（表１の
Ａ３の染料） この精製染料の二色比は極大吸収波長５５０　ｎｍにお
いて１２．４を示した。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）式（ I ） ▲数式、化学式、表等があります▼（ I ） （式中、Ｘはアルキル基、アルコキシアルキル基、また
   は置換されていてもよいフェニル、シクロヘキシル、ア
   ラルキル基を表わし、Ｙ＿１、Ｙ＿２およびＹ＿３はそ
   れぞれ同じか異なつていてもよく水素原子、ハロゲン原
   子、シアノ基、水酸基、メチル基、またはメトキシ基を
   表わす。 またＹ＿１とＹ＿２はこれらの水素原子または置換基と
   は関係なく互いに連結してベンゼン環を形成してもよい
   。Ｚは低級ジアルキルアミノ基、水酸基、アルコキシ基
   または▲数式、化学式、表等があります▼を表わし、Ｒ
   はアルキル基、置換されていてもよいフェニル基、シク
   ロヘキシル基である。） で示され液晶用二色性ジスアゾ染料。