JPS6198768A - 液晶表示用ベンゾオキサゾ−ル環を有するアゾ系二色性色素 - Google Patents

液晶表示用ベンゾオキサゾ−ル環を有するアゾ系二色性色素

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JPS6198768A
JPS6198768A JP21863584A JP21863584A JPS6198768A JP S6198768 A JPS6198768 A JP S6198768A JP 21863584 A JP21863584 A JP 21863584A JP 21863584 A JP21863584 A JP 21863584A JP S6198768 A JPS6198768 A JP S6198768A
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康之 山田
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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】 二色性色素、及び該色素を含有゛させた液晶組成物、さ
らにはこの組成物を用いる表示装ぼに関するものである
ぶ迷n羞jL1急肌だ立色巨と1ζ(虹M酊り近年、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色声をネマチック液晶
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、家覗製品、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
ある二色色素分子がホストである液晶分子の2列にした
がって配向して配置することしこよる0すなわち、通常
は電界である外部III 徹を印71Qすることをこよ
り、液晶分子は′オフl状態力)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色素分子も配向
方向を変化する結果、両伏態)こおける色拳分子による
光の吸収程度力f変化し、表示がなされるという原理(
二基づ′v)て(3る。
ここで使用される二色性色素は、(1)少量で十分すこ
と、(3)液晶に対し十分な相宕性を有すること、(4
)耐久性に優れ、安定であり、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、種々の二色性色素が
提案され、既に一部は、デジタルクロ゛ツク、メーター
等纂使用され始めては0る力f、大きな二色比を示すも
の1!耐久性に乏しかったり、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
色性色素を見出すに至った。
即ち、本発明は、液晶用色素として、一般式〔式中、X
は水素原子、ハロゲン原子、水酸基、シアン基、シアン
基で置換され℃いてもよい低。)また、これらのベンゼ
ン環の代りにシクロヘキサン環であってもよい。
Y1〜Y1は、水素原子、低級アルキル基、低級アルコ
キシ基、水酸基、ハロゲン原子、またはシアノ基を示す
21〜z2は、低級アルキル基、または低級アルコキシ
基を示し、またこれらの基とは関係なくである。(ここ
でY4、Y5は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基
またはアルコキシ基であるわWは=N−または=CH−
である。
サゾール環を有するアゾ系二色性色素を提供するもので
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の具体例としては、−H,−Br、 −C1、−F、
 −4,−0)L  −CN、 N(CH3)2、−+
J(C2Hs ) z、−N(C3H7)2、−N(C
4H9)2、−N(C2H4CN) 2、−0CH3、
−0C2H5,0(CHz)3cH3、・−0(CH2
)?CH本−0C2H40C2H5,−oC2HsCH
(CHz)CHzC(CHsh、などの構造式を有する
基があげられる。
Y1〜3の具体例としては、−Hl−CH3、−C2H
5、−QC)13、−0 C2f(5、−Br、  −
C1,−F、  −I、 −0)L。
−CN  とどがあり、またY】とY2、またはY4と
Y5が互いに連結したベンゼン環またはシクロヘキサン
環を形成していてもよい。
zI%z2ノ具体例トt、テl;i、 CH3,−C2
H5、−(CH2)zcHz、  −C)I(CHs 
)2、 −(CHz)  フCH3゜−CH2C(CI
(3) 3、−(C3(2) 1OcH3、などのアル
キル基、−0−CH3、−0−C2H5、−0−(CH
2) 7 CH3、−0−C2H4CH(CH3)CH
2C(CI(3) 3、−0−(CH2) 12 G(
3、などのアルコキシ基である。またはZlとZ−f連
結とができる。例えば一般式(I)においてm=iの化
合物は、一般式(n) 〔式中、zl、 z2およびnは一般式CI)と同じ意
味を表わす。〕 で表わされるP−アミノフェニルベンゾオキサゾール化
合物を常法に従いジアゾ化し、一般式(In)あるいは
(IV) 〔式中、Y4およびY5は一般式(I)中のY4および
Y5と同じ意味を表わす。〕 で表わされる化合物−カップリングし、次いで加水分解
して一般式(■)あるいは(11〕を得るか、またはジ
アゾ化した一般式(II)の化合物を一般式〔式中、Y
4およびY5は一般式(I)と同じ意味を表わす。〕 で表わされる化合物にカップリングして、直接一般式(
110あるいは(tie) エ5 C式中Y4、Y5、n及ヒZ、、z2は、一般式CI)
と同じ意味を表わす。〕 で表わされるモノアゾ色素を得る。次にこのモノアゾ化
合物をジアゾ化し、−a式(JX)Yつ χ3 〔式中、Xはヒドロキシ基、アミノ基、またはシアノ基
で置換されていてもよい匹級ジアルキルアミノ基を表わ
す。〕 で示される化合物にカップリングすればジスアゾ色素を
帰ることができる。
また一般式(IX)のXがヒドロキシ基の場合は、カッ
プリング終了後、引き続き所望のアルキルイヒ剤、また
はアシル化剤などと反応させることにより、一般式(I
)化合物のXを、相応する置換基【こ変換できる。
また一般式(■)または(■)の化合物であるものに、
一般式(X)末た1よ(XI) 〔式中R1はアルキル、シクロアルキル、アルコキシ、
シクロアルコキシ、アリール基を表わす。〕で示される
化合物でアゾメチレン化すれば、一般式(1)化合物の
Xを、相応するgt置換基変換でき、解反窓を行なえば
よい。
こうして得られた一般式(I)のfflW色素は、再結
晶、カラムクロ7トグラフイー等により隋製して、高純
度の色素を冴ることができる。
本発明の二色性色素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−1に示す二色比
は、各染料1.0重tS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I Clt
m の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(ワ)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上)を測定し、次式 より算出したものである3本発明の二色性色素はいずれ
も極めて高い二色比を示す。
本発明の二色陣色素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近で使用でき
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−シアン−4′−n−オクトキシビフェニル、4
−シアノ−4’−n−ペンチルターフェニルなどのシア
ノ−ビフェニル系液晶混合物(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−ペンチル−(4−シアノフェニル)−シクロヘキへ
72 サン、トランス−4−n−餐チルー(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−
(4′−シアノビフェニル)−シクロヘキサンなどのシ
クロヘキサン系液晶混合物(例えばメルク社商品記号Z
LI−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は施光
性4−シアノー41−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ヲ四
用することも出来る。液晶としては、上記の労に限定さ
れるものではなく、その他のビフェニル系液晶、フェニ
ルシクロヘキサン系液晶、シッフベース系液晶、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。
本発明にかかる色素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
、色素が液晶に溶解する限度内てあって、且つ、色素分
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0,01〜10
重量%の濃度、好ましくは001〜5重量%の震度で使
用するのが良い。
また本発明にかかる二色性色素と他の二色性色素または
、二色性のない色素とを混合し所望の0相とし【使用す
ることも可能であり河ら限定されない。二色性色素の液
晶への溶解は、所定量の色素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色素の合成例を示し1
次いで表−1に代表的な色素の構造、液晶中での二〇比
およびトルエン中の溶、解色を示す。
実施例1 式 で表わされる化合物10部を、水150部に添加した後
、35チ塩酸12部を加え、5℃以下に冷却し、10チ
亜硝酸ソ一ダ水溶液40部を滴下、同温度で2時間撹拌
した後、スルファミン酸を加え、ジアゾ化液を得た。こ
のジアゾ化液をpH±4にした後、α−ナフチルアミノ
メタンスルホン酸ソーダ62部を溶解した水溶液50部
を滴下し、0〜5°Cで2時間撹拌した。反応液を濾過
して侑られた固体を水洗し、ついで希薄苛性ソーダ水溶
液1000部に7111え、80°Cで1時間撹拌した
反応後、35ヂ塩酸で中和した後、濾過水洗、乾燥し、
式 得られたモノアゾ化合物4.0部をN、N−ジメチルホ
ルムアミド100部に溶解し、35%塩酸水溶液20部
を加え、5℃以下に冷却し、zo%亜・硝酸ソーダ水溶
液10部を滴下し、同温度で2時間撹拌した後、スルフ
ァミン酸を加え、ジアゾ化液を寿だ。
このジアゾ化液にN、N−ジメチルアニリン4.0部を
N、N−ジメチルホルムアミド10部に溶解したものを
滴下し、0〜5°Cで2時間撹拌した。
pH=4にした後、氷水100部を加え、濾過水洗、乾
燥し、式 で表わされるジスアゾ色素5.1部を得た。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汁、1を精製して、後記の表
−1/L61のジスアゾ色素を得た。
次に小ビーカーに、4− n−ペンチル−41−シアノ
ビフェニル43%、4−n−プロポキシ−4′一シアノ
ビフエニル17%、4−n−ペントキシ−41−シアノ
ビフェニル13襲、4− n−オクトキシ−4′−シア
ノビフェニル17%、4−n−ペンチル−4′−シアノ
ターフェニル10%からなる液晶混合物に、上記のジス
アゾ染H0,1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、
液晶表示素電圧印加時には電権部分のみが無色となり、
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554nmにおいて、13.6であった。
実施Iv12 実施例1と同様にして、式 で表わされる化合物をジアゾ化して、pH=8〜9でフ
ェノールとカップリングさせ1式 で表わされる化合物を得た。この化合物0.5部をN、
N−ジメチルホルムアミド50部に熱溶解し。
とリジン2.0部、プロピオニルクロライド08部をD
Illえ、80°Cにて3時間撹拌した。室温まで冷却
した後、水100部を加え、濾過水洗、乾燥し式 この精製色素の二色比は極大吸収波長475nmにおい
て10.4を示した。
実施例3 式 で表わされる化合物がら実施例1と同様にして、式 このN4製色素の二色比は極大吸収波長545nmにお
いて14,3を示した。
実施例4 式 で表わされるモノアゾ色素がら実施例2と同様にして1
式 この精製色素の二色比は撓大吸収波長448nmにおい
て112を示した。
7F 特許出願人 三井東圧化学株式会社 手  続  補  正  書 昭和!!年72月4B 特許庁長官          殿 1、事件の表示 昭和ご年竹許願第2/IΔ3f4j 2・発明の名称 液晶表示用ベンゾオキサゾール環を有するアゾ系二色性
色素3補正をする者 な  し 6、′4正の内容 (1)「特許請求の範囲」 別紙のとおり訂正する。
(2)「発明の詳細な説明」 l)明、1tas、第6頁、10〜12行、「Z、〜4
は、・・・・・・・・・形成し゛てい℃もよい。」を、
 −r z。
〜4は、水素原子、低吸アルキル基または・氏級アルコ
キシ基を示す。」と訂正する。
2)明AI、第6頁、最下行、「黄色系及び紫色系」を
、「黄色〜紫色」と訂正する。
3)明ml、第7頁、2行と3行目の間に以下の文章を
挿入する。
「本発明二色性色素の・特徴は、ジスアゾもしくはトリ
スアゾのポリアゾ系化合物、またはアゾメチン基を有す
るアゾ系化合物の分子長軸の末端に、2−フェニルベン
ゾオキサゾールまたは2−ビフェニルベンゾオキサゾー
ル骨洛を導入したところにあり、これにより類似の公知
アゾ系二色性色素にくらベニ色性が著しく向丘する。」 4)明am、第8頁、5行rzt、ztノm体maして
は、」の後に、「−也」を挿入する。
5)明細逼、第8頁、10−11行、「または・・・・
・・形成して4い℃もよい。」を削除する。
6)明細書、第8頁、下から5行と4行の間−ニル下の
文章を挿入する。
「これらの一般式CI)におけれY14Y3、z、〜k
及びY4〜Y5は、共に水素原子である場合が特に=色
性効果が大きく、また反応物の純1(や原料などの製造
コストからも有利であるので好ましい。」 7)明細1、第12頁、3行、「化合物のXを、相応す
る」を、「化合物Xの相応する」と訂正する。
8)g!逼、第12頁、5行〜下から6行、「また一般
式・・・・・・・・・化合物を得たい場合は、」までを
削除して、以下の文章を加入する。
「また一般式(■)または(鴫の化合物に、一般式(X
) 〔式中又は、一般式(1)ご同じ意味を表わす。〕 で示される化合物でアゾメチン化すれ゛・f。
一般式(X)化合物のWが、=011−基であるものを
得ることができる。
さらに一般式(1)化合物のXがH,Aロゲン原子、シ
アノ基である化合物を得た0場合は、」

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式( I ) ▲数式、化学式、表等があります▼( I ) 〔式中、Xは水素原子、ハロゲン原子、水酸基、シアノ
    基、シアノ基で置換されていてもよい低級ジアルキルア
    ミノ基、アルコキシ基、アルコキシアルコキシ基、また
    は▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式
    、表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります
    ▼、▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学
    式、表等があります▼、−N=CH−R、▲数式、化学
    式、表等があります▼、▲数式、化学式、表等がありま
    す▼、▲数式、化学式、表等があります▼である。(こ
    こでRは水素原子または低級アルキル基である。)また
    、これらのベンゼン環の代りにシクロヘキサン環であっ
    てもよい。 Y_1〜Y_3は、水素原子、低級アルキル基、低級ア
    ルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、またはシアノ基を
    示す。 Z_1〜Z_2は、低級アルキル基、または低級アルコ
    キシ基を示し、またこれらの基とは関係なく互に連結し
    てベンゼン環を形成していてもよい。 Arは、▲数式、化学式、表等があります▼、または▲
    数式、化学式、表等があります▼である。(ここでY_
    4、Y_5は、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基ま
    たはアルコキシ基である。) Wは、=N−または=CH−である。 n、mは、1または2の整数を示す。〕 で示される液晶表示用ベンゾオキサゾール環を有するア
    ゾ系二色性色素
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