JPS6146515B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は液晶のゲスト−ホスト効果を利用して
良好なカラー表示を行なう液晶表示素子に関する
ものである。 液晶カラー表示に関する研究は近年ますます活
発となつているが、なかでもゲスト−ホスト効果
を利用するカラー表示は二色性色素を液晶に溶解
させて配向せしめるだけで鮮明なカラー表示がで
きること、視角が広くどの方向からでも見えるこ
と等の特徴を有する。この型のカラー表示素子の
実用化には良好な特性を有する二色性色素の開発
が不可欠の要件であり、本発明者等は二色性色
素、セル構造両面より鋭意研究、開発に取り組ん
でいる。本発明者等による二色性色素の開発に関
しては特願昭51−40499号（特開昭52−123391
号）、同51−102109号（特開昭53−26783号）とし
て既に出願されており、特に特願昭51−102109号
において、ベンゾチアゾール核を有するアゾ色素
が二色性、耐久性が良く、優秀な二色性色素であ
ることを明白にしている。これらはベンゾチアゾ
ール核を有するモノアゾ色素であり、多くは二色
性比６〜７を有する。この程度の二色性比を有す
れば十分実用し得るものである。しかし厳密に
は、色抜けが十分とはいえない。これは特に多層
表示を行なう場合、腕時計など高級商品に組み込
む場合、或は偏光板を使用しない型のカラー表示
の場合等には実用上不十分とされる。 本発明者等はこれらの実情に鑑み、ベンゾチア
ゾール核を有する、一層優れた二色性を有する、
アゾ色素を開発すべく鋭意検討した結果本発明を
完成したもので、本発明によれば一層良好なカラ
ー表示を行なうことのできるゲスト−ホスト型液
晶表示素子を提供することが可能となる。 すなわち、本発明は対向する二枚の透明電極を
有する基板間に二色性色素を含む液晶を介在させ
ゲスト−ホスト効果を利用してカラー表示を行な
う液晶表示素子において、二色性色素が 一般式（） で示されるジスアゾ色素であることを特徴とする
液晶表示素子に関する。 式中、R₁は水素、アルキル基、アルキルスル
ホニル基、アルキルオキシ基、カルボン酸のアル
キルエステル基（ここで、これらのアルキルは、
炭素数４以下の直鎖状を表わす。）、ニトロ基、シ
アノ基、またはハロゲンを表わし、R₂は

【式】 （R₃，R₄は炭素数３以下の直鎖状アルキル基を表
わす。）、ピロリジノ基、モルホリノ基、またはＮ
−直鎖状アルキルピペラジニル基を表わす。 更に具体的には、R₁で表わされるアルキル基
としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル
基、ｎ−ブチル基があり、アルキルスルホニル
基、アルキルオキシ基、カルボン酸のアルキルエ
ステル基におけるアルキルも同じ意味を有する。
R₂で表わされる

【式】としてはＮ，Ｎ−ジメチ ルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ基、Ｎ−メ
チル−Ｎ−エチルアミノ基、Ｎ，Ｎ−ジプロピル
アミノ基などがあり、Ｎ−直鎖状アルキルピペラ
ジニル基としては、Ｎ−メチル、Ｎ−エチル、Ｎ
−ｎ−プロピル、Ｎ−ｎ−ブチル、Ｎ−ｎ−アミ
ルなどのピペラジニル基がある。 本発明になるジスアゾ色素は次にような工程で
製造される。 工程１では２−アミノベンゾチアゾール誘導体
が常法により酸性下ジアゾ化され、アニリノメタ
ンスルホン酸ソーダとカツプリングされる。 ２−アミノベンゾチアゾール誘導体は市販品お
よび合成品が使用される。R₁がアルキルスルホ
ニル基の場合には４−クロロスルホニルアセトア
ニリドを出発原料として得られる４−ブチルスル
ホニルアニリンを常法により閉環して合成され
る。同様に他の化合物もアニリン誘導体を閉環し
て合成される。 工程２では保護基であるメタンスルホン酸基が
アルカリ下加水分解によつて脱離され、工程３で
は再び酸性下ジアゾ化、カツプリングが行われ、
粗製色素が得られる。この色素はカラムクロマト
グラフ、再結晶などの手段により精製され、使用
に供される。 次にこのようにして製造された二色性色素を例
示する。 次に本発明になる色素の二色性特性について説
明する。 色素は4′−メトキシベンジリデン−４−ｎ−ブ
チルアニリン50重量％、4′−エトキシベンジリデ
ン−４−ｎ−ブチルアニリン35重量％、4′−エト
キシベンジリデン−４−アミノベンゾニトリル15
重量％の三種からなる混合液晶に0.5重量％の割
合で溶解され、25ミリミクロンのギヤツプを有す
る２枚の透明電極付きのガラス基板間に封入され
る。この基板は予め平行（ホモジニアス）配向処
理を施している為に、色素、液晶はホモジニアス
配向されたセルが得られる。このセルに偏光器を
通して光が入射するようにセルを分光光度計にセ
ツトして、配向方向に平行および垂直方向の電界
を持つ直線偏光をあてた場合の極大吸収波長にお
ける分子長軸方向と短軸方向の吸光度を測定する
と、二色性比は次式より求められる。 Ｄ〓−Ｌ〓／Ｄ〓−Ｌ〓 ここで、Ｄ〓は色素混合液晶の分子長軸方向の
吸光度、Ｄ〓は分子短軸方向の吸光度、Ｌ〓は液
晶のみの分子長軸方向の吸光度、Ｌ〓は分子短軸
方向の吸光度を表わす。 なお、測定は25℃で行なわれた。 本発明になる二色性色素は二色性比８〜9.3を
有し、先に開発した同系モノアゾ色素に比し、約
２大きな値を示す実用上優れた色素である。 これはベンゾチアゾール系モノアゾ色素に更に
フエニルアゾ基を導入することにより、色素分子
長軸方向において比較的かたい骨格と見なされる
部分を拡張したためと思われる。 色素の二色性と構造との関係についてはまだ十
分解明されいないが、上述のように色素が細長い
棒状構造をとることが二色性向上に有利である。
かかる点本発明において一般式（）の置換基
R₁は良い位置にあり、かつ良い置換基であると
見なすことができる。アルキル基部分を有する置
換基においてはそのアルキル基が直鎖状であれば
炭素数が大きい程有利であると思われるが実際に
は柔軟度が増える為にそれ程の効果を期待するこ
とが出来ない。アルキル基が分岐状の場合には分
子幅が大きくなり、二色性の向上には不利とな
る。R₂についても同様のことが言え、

【式】に おいてR₃，R₄は三級窒素に結合している為に炭
素数が４以上となると分子幅が大きくなり、二色
性にかなり悪い影響を及ぼす。一方Ｎ−直鎖状ア
ルキルピペラジニル基ではアルキル基は分子軸方
向に存在するので色素の二色性を低下する影響は
なく、分子長を大きくすることができ、しかもア
ルキル基を選択することにより液晶への溶解性を
改良することができる。 本発明になる液晶表示素子は大きな二色性を有
する色素を含んでいる為にコントラストの優れた
カラー表示が得られる。上述のセルは電圧を印加
していない状態では色素のカラーを表示してお
り、これに50Hz、20Vの交流電圧を印加すると無
色となり、電圧を切ると再び元のカラーとなる。
この時の波長（横軸）−透過率（縦軸）特性を示
したものが第１〜３図であり、第１図はNo.３、第
２図はNo.８、第３図はNo.５、の色素を用いた時の
もので、図において実線は電圧無印加時、破線は
電圧印加時の透過特性を示す。この図からこれら
の色素が良好なカラースイツチングを行なうこと
が判る。その他の色素についても同様の特性を示
す。 このセルでは誘電異方性が正のシツフ系混合液
晶を用いたネガ表示が得られる。このシツフの代
りに４−アルキル−4′−シアノビフエニルで代表
されるビフエニル系、或はフエニルエステル系、
アゾ系等の液晶を用いても同様の表示が得られ
る。この場合液晶の相異に基づいて二色性、溶解
性、色調等が多少変化することがある。また誘電
異方性が負の液晶を用いて、ホメオトロピツク配
向セルを用いるとポジ表示が得られる。ゲスト−
ホスト型表示素子は上述のようなネマチツク液晶
のみならず、コレステリツク−ネマチツク相転移
液晶、スメクチツク液晶を用いても構成される。 色素の使用濃度は目的に応じて変化するが普通
0.1〜10重量％の範囲で任意に選択される。 以上説明した如く、本発明になる液晶表示素子
は極めて色抜けよく、残色の少ない素子であり、
ゲスト−ホスト効果を利用する液晶表示技術を向
上させ、高コントラストの表示装置を可能とする
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明−実施例なる透過特性の変
化を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 対向する二枚の透明電極を有する基板間に二
   色性色素を含む液晶を介在させゲスト−ホスト効
   果を利用してカラー表示を行なう液晶表示素子に
   おいて、二色性色素が 一般式（） （式中、R₁は水素、アルキル基、アルキルス
   ルホニル基、アルキルオキシ基、カルボン酸のア
   ルキルエステル基（ここで、これらのアルキル
   は、炭素数４以下の直鎖状を表わす。）、ニトロ
   基、シアノ基、またはハロゲンを表わし、R₂は
   【式】（R₃，R₄は炭素数３以下の直鎖状アルキ ル基を表わす。）、ピロリジノ基、モルホリノ基ま
   たはＮ−直鎖状アルキルピペラジニル基を表わ
   す。）で示されるジスアゾ色素であることを特徴
   とする液晶表示素子。