JPS62138584A - 液晶組成物 - Google Patents

液晶組成物

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JPS62138584A
JPS62138584A JP27953085A JP27953085A JPS62138584A JP S62138584 A JPS62138584 A JP S62138584A JP 27953085 A JP27953085 A JP 27953085A JP 27953085 A JP27953085 A JP 27953085A JP S62138584 A JPS62138584 A JP S62138584A
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JP
Japan
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group
liquid crystal
carbon atoms
crystal composition
substituted
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Pending
Application number
JP27953085A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirobumi Wakemoto
博文 分元
Ichi Ishihara
石原 市
Yoshihiro Matsuo
松尾 喜浩
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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】 産業上の利用分野 本発明は、ゲスト・ホスト型液晶組成物、特にゲスト色
素としてインジゴ系色素を含む液晶組成物に関する。
従来の技術 ゲスト・ホスト型(以下GH型と称する)液晶表示素子
は、母体となるホスト液晶にゲスト色素として二色性色
素を添加したGH型液晶組成物を用いるものである。ホ
スト液晶としてはネマチック液晶、カイラルネマテ・ツ
ク液晶、コレステリック液晶、スメクテックム液晶、カ
イラルスメクテ、ツクC液晶等が用いられている。
GH型液晶表示のコントラストは S=(ムl −五よ  )/(ム〃  +2 ムJ−)
により実験的束められる二色性色素のホスト液晶中での
オーダーパラメータSにより支配される。
ここでA//  +ム工はそれぞれホスト液晶の配向力
向(ディレクタ方向)に平行、垂直な直線偏光を入射し
た場合の色素の吸光度を表す。平行二色性を有する色素
(P型色素)を用いた5H型液晶表示素子においては、
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0 また、GH型液晶表示に用いられる多色性色素に要求さ
れる特性として、オーダーパラメータS以外に、ホスト
液晶に対する溶解性が大きいこと、表示素子として使用
する場合の耐久性がすぐれていること等が挙げられる。
従来、GH型液晶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ており、種々の
構造をもつものが発表されている01−≠)!、−イン
・ジゴ系色宏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GH型液晶表示に使用で
きるものは知られていない0 発明が解決しようとする問題点 インジゴ系色素をGH型液晶表示用の二色性色素として
使用する場合、最大の問題点はホスト液晶に対する溶解
性が非常に低いことである。そのためにインジゴ系色素
を溶解したGH型液晶組成物はほとんど着色しておらず
、GH型液晶表示に使用することができなかった。
本発明は、インジゴ系色素のホスト液晶に対する溶解性
を向上させることにより、GH型液晶表示に十分な着色
状態を得、またホスト液晶中でのオーダーパラメータS
も高めることによりコントラストの高いGH型液晶表示
が可能なGH型液晶組成物を得ることを目的とするもの
である。
問題点を解決するための手段 ホスト液晶に溶解させるゲスト色素として、下記一般式
(1)で示した構造のインジゴ系色素を用いる。
(式中、AおよびA′ はそれぞれ独立に水素、炭素数
1〜3個のアルキル基または炭素数2〜4個のアシル基
を表し、R2は分枝状アルキル基またはZ−R5(R5
は環状アルキル基、環状アルケニル基またはアリール基
を表し、2は結合手、炭素数1〜4個の飽和もしくは不
飽和のアルキル鎖。
N=N、O,S、NH,NHCO,CooまたはC0N
Hを表す0)を弄す(ただし、R2が2−R5の場合は
ム、A′の少なくとも一方は水素でない。)。R+ +
  R5+ R4+は水素、 Cjl 。
OR6,GOOR6,CoR6,NHCOR6,CON
H2゜基を表し、R7は水素または炭素数1〜3個のア
ルキル基を表す。)のいずれか、またはこれらの2種以
上の組合せを表す。) 作用 本発明に用いるインジゴ系色素は一般式〔1〕で示した
分子構造を有しており、ホスト液晶に対する溶解性が大
きく、オーダーパラメータSも高い。
即ち、無置換のインジゴは非常に溶解性が低いが、イン
ジゴ骨格のアミノ基の水素をアルキル基またはアシル基
で置換するか、インジゴ骨格ベンゼン環に分枝状アルキ
ルを導入することによって溶解性を高めることができる
。また、光吸収の遷移モーメント方向にほぼ一値する5
位および5′ 位に置換基を導入して、この方向に分子
長軸を延長することによって、オーダーパラメータSを
高めることができる。このようなインジゴ系色素を用い
ることによシ、着色性にすぐれ、コントラストの高いG
H型液晶表示が可能なGH型液晶組成物が得られる。
ここで、前記一般式(1)におけるR2の好ましい例を
以下に挙げる。
(1)炭素数3〜10個の分枝状アルキル基またはZ−
R8(R8は置換シクロヘキシル基、置換シクロへキセ
ニル基または置換フェニル基を表し、2は結合手、炭素
数1〜4個の飽和もしくは不飽和アルキル鎖、N=N、
O,S、NH。
NHCO,CooまたはC0NHを表す。)(2)色素
骨格ベンゼン環に直接結合した炭素で枝分れした炭素数
3〜10個の分枝状アルキル基(3)  Z   R9
(R9は少なくとも4位に炭素数1〜8個のアルキル基
、アルコキシ基、アルキルチオ基、置換シクロヘキシル
基、置換シクロヘキセニル基またはアリール基が置換し
たシクロヘキシル基、シクロへキセニル基またフェニル
基を表し、Zは結合手、炭素数1〜4個の飽和もしくは
不飽和アルキル鎖、N=N、O,S。
NH,NHCO,(joo tたはC0NHを表す。)
(4)色素骨格ベンゼン環に直接結合した炭素で枝分れ
した炭素数4〜10個の三級アルキル基(5)  Z 
 R10(Rhoは4位に炭素数1〜8個のア75;置
換シたシクロヘキシル基、シクロヘキセニル基またはフ
ェニル基を表し、2は結合手、炭素数1〜4個の飽和も
しくは不飽和アルキル鎖。
N=N 、O、S 、NH、NHCO,CooまたはG
ONHを表す。) (6)Y  R11(Ra1は4位に炭素数1〜8個の
アルキル基、アルコキシ基またはアルキルチオ基が置換
したトランス−シクロヘキシル基、シクロへキセニル基
またはフェニル基を表し、Yは結合手を表す。) 実施例 本発明に用いる一般式(1)で示したインジゴ系色素の
うち、インジゴ骨格アミノ基がアルキル基またはアシル
基で置換されていない色素(一般式(1)においてA二
人′ =水素)は、例えば下記に示す経路により合成で
きる。
(以 下 余 白) CID              [1)i4 〔■〕 (式中のR1・ R2・ R5+  R4は前記の意味
を表し、ムおよびA′ は水素である。)このようにし
て得られた一般式〔I〕で示すインジゴ系色素において
は色素骨格アミノ基の置換基AおよびA′ は水素であ
るが、適当なアルキル化剤またはアシル化剤と反応させ
ることによって、たとえば下記に示すようにアルキル化
またはアシル化を行うことができる。
(式中のRはアルキル基を表し、Xは)・ロゲンを表す
0 ) また、(1)において骨格ベンゼン環が水素をもってい
る場合、ハロゲン化、ニトロ化等による修飾が可能であ
る。
一般式(II、l 、 〔HI、)で示した化合物は、
例えば以下%に示す経路で公知の方法により得ることが
できる。
(以 下 余 白) このようにして得られた本発明に用いるインジゴ系色素
は、ホスト液晶に対する溶解性にすぐれ、高いオーダー
パラメータSを有している。以下に本発明の具体的な実
施例を挙げて説明する。
実施例1 (以 下 余 白) (6−t−アミル−2−アミノフェニル)グリオキサル
−ジメチルアセタール5,309を氷酢酸100mJに
溶解し、濃硫酸20m1を加えて30分間加熱した。冷
却後、水1oomlを加えて生成した沈殿をろ過し、水
洗後乾燥した。クロロホルム−シリカゲルカラムクロマ
トグラフィーにより精製し、ヘキサン−クロロホルムよ
り再結晶してインジゴ色素(1)の結晶1.17gを得
た。構造確認はNMR,IR,元素分析、質量分析を用
いて行なった0 (6−1−アミル−2−アミノフェニル)グリオキサル
ジメチルアセタールは4−t−アミルアニリンより前述
の合成経路で得ることができる。
(以 下金 白) 実施例2 C5−(4−1−ランス−プロピルシクロヘキシル)−
2−アミノフェニル〕グリオキサルージメチルアセター
ル3.20gを氷酢酸−romlに溶解し、濃硫酸1o
rniを加えて30分間加熱した。冷却後、水100m
gを加えて生成した沈殿をろ別し、水洗後乾燥した。ジ
クロロエタン−シリカゲルカラムクロマトグラフィーで
精製後、トルエンより再結晶し、0.67gの(2)を
得た。構造確認は実施例1と同様に行なった。
(s−(4−トランス−プロピルシクロヘキシル)−2
−アミノフェニル〕グリオキサルージメチルアセタール
は、前記合成経路に従って4−(4−トランス−プロピ
ルシクロヘキシル)アニリンより得ることができる。
本実施例と同様にして次の化合物を得たつ実施例3 実施例1.実施例2で得たインジゴ色素(10)のts
 ts 4 mg を無水N、N−ジメチルホルムアミ
ド50m1に溶解し、少過剰の水素化ナトリウムを加え
て約3時間室温で攪拌し、アミン基の水素を引き抜いて
ナトリウム塩とした。過剰のヨウ化メチルと室温で約3
時間室温させた後、反応混合物を塩化アンモニウム水溶
液に注ぎ、沈殿をろ別水洗した。シリカゲルカラムクロ
マトグラフィーで精製後、ベンゼン−ヘキサンより再結
晶して色素ζ15)208m、j7を得た。構造の確認
は実施例1と同様に行なった。
同様にして(2)、(3)とヨウ化メチルとの反応でθ
e)、(17)が、(5)、(,9)とヨウ化エチルの
反応で18.19を得た0 実施例4 (2o) 実施例1.実施例2で得たインジゴ色素C3)374 
mg  を酢酸n−ブチル10mj中でプロピオニルク
ロライドo 、 s mlと2.6−ルチジン0.5r
nlを加え、攪拌しなから100’Cで15時間反応さ
せる。酢酸n−ブチルを減圧留去し、残置をベンゼンに
溶かしてろ過し、不溶性のルチジン塩酸塩を除く。ろ液
を濃縮し、ベンゼン−シリカゲルカラムクロマトグラフ
ィーで精製後、クロロホルム−エタノールより再結晶し
て色素120)  183mlを得た。構造確認は実施
例1と同様に行なった。
同様にして(2>、(4)とアセチルクロライドとの反
応で(21) 、(22>が得られ、(8)、(11)
とプロピオニルクロライドとの反応で(2a) 、 (
243を得た〇実施例6 実施例1.2の色素ζ6)をメルク社より市販されてい
る液晶混合物ZLI−1586にO,a重量パーセント
溶解し、この液晶組成物を基板間ギヤツブ約10μmの
ホモジニアス配向セルに封入した。
液晶の配向方向に平行、垂直な直線偏光に対する極大吸
収波長61onmにおける吸光度A// 、 AJLを
測定して前述の関係式 %式%) よりオーダーパラメータSを算出した。
極大吸収波長におけるA// は1.021 、 Am
は0.157であった。したがって色素(5)のオーダ
ーパラメータSは0.66である。
no様に色素(1)OZ L I −1s e s中テ
ノオーダーパラメータSを測定したところS=0.66
であった0 実施例6 実施例3の色素L16)をメルク社より市販されている
液晶混合物ZLI−2444中で実施例5と同様に吸大
吸収波長643nmでの吸光度を測定しオーダーパラメ
ータSを求めた0色素濃度は1.2重量パーセント、A
〃は1.103、A上は0.112であり、オーダーパ
ラメータSは0.75であった。
同様に実施例30色素(15)、 (18)についてZ
LI−2444中でオーダーパラメータSを求めたとこ
ろ、それぞれ0.74 、0.62であった。
実施例7 実施例4の色素(2o)をZLI−1565に0.9重
量パーセント溶解させ実施例5と同様にして、極大吸収
波長572nmでの吸光度を測定しオーダーパラメータ
Sを算出した。この波長でのA//は0,731.A上
は0.132であり、オーダーパラメータSは0.60
であった。
同様に実施例4の色素(21)についてZLI−156
6中でのオーダマパラメータSを求めると3 = 0.
74であった。
実施例6,6.7に°示したように本発明に用いるイン
ジゴ系色素はオーダーパラメータs>o、eと良好な二
色性を示し、特に4−置換フェニル基トランス−4−置
換シクロヘキシル基を有する色素ばS〉0.7と非常に
高いオーダーパラメータを示し、コントラストの高いG
H型液晶表示が可能である。
実施例8 比較例として無置換のインジゴ儲6)をZLI−に加熱
溶解させ、室温で2週間放置した後、析出した沈殿をろ
別して調製した飽和溶液を基板間ギヤツブ約60μmの
ホモジニアス配向セルに封入したところ、全く着色が認
められなかった。−力木発明に用いるインジゴ系色素は
実施例5.6゜7に示したように基板間ギャップ10μ
mのセルに封入してもオーダーパラメータ測定に充分な
濃度の液晶組成物が得られる。インジゴ骨格ベンゼソ穏
IF 4 帖4+マル七M−貫小遣1 憂71−訃薦祷
りミノ基へのアルキル基、アシル基の導入によって、大
幅に溶解性が向上し、GH型液晶表示に充分な濃度の液
晶組成物が得られる。
発明の効果 本発明に用いるインジゴ系色素は、ホスト液晶に対する
溶解性が高く、オーダーパラメータも大きいため、コン
トラストの良いゲスト0ホスト型液晶表示に使用できる
二色性色素として、非常に有用である。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ゲスト色素として下記一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼〔 I 〕 (式中、AおよびA′はそれぞれ独立に水素、炭素数1
    〜3個のアルキル基または炭素数2〜4個のアシル基を
    表し、R_2は分枝状アルキル基またはZ−R_5(R
    _5は環状アルキル基、環状アルケニル基またはアリー
    ル基を表し、Zは結合手、炭素数1〜4個の飽和もしく
    は不飽和のアルキル鎖、N=N、O、S、NH、NHC
    O、COOまたはCONHを表す。)を表す(ただし、
    R_2がZ−R_5の場合は、A、A′の少なくとも一
    方は水素でない。)。R_1、R_3、R_4、は水素
    、Cl、Br、R_6、NO_2、NH_2、▲数式、
    化学式、表等があります▼、SR_6、OR_6、CO
    OR_6、COR_6、NHCOR_6、CONH_2
    、▲数式、化学式、表等があります▼(R_6は炭素数
    1〜3個のアルキル基を表し、R_7は水素または炭素
    数1〜3個のアルキル基を表す。)のいずれか、または
    これらの2種以上の組合せを表す。) で表されるインジゴ系色素を少なくとも1種類含有する
    ことを特徴とする液晶組成物。
  2. (2)R_2が炭素数3〜10個の分枝状アルキル基ま
    たはZ−R_8(R_8は置換シクロヘキシル基、置換
    シクロヘキセニル基または置換フェニル基を表し、Zは
    結合手、炭素数1〜4個の飽和もしくは不飽和アルキル
    鎖、N=N、O、S、NH、NHCO、COOまたはC
    ONHを表す。)である特許請求の範囲第1項記載の液
    晶組成物。
  3. (3)R_2が色素骨格ベンゼン環に直接結合した炭素
    で枝分れした炭素数3〜10個の分枝状アルキル基であ
    る特許請求の範囲第2項記載の液晶組成物。
  4. (4)R_2がZ−R_9(R_9は少なくとも4位に
    炭素数1〜8個のアルキル基、アルコキシ基、アルキル
    チオ基、置換シクロヘキシル基、置換シクロヘキセニル
    基またはアリール基が置換したシクロヘキシル基、シク
    ロヘキセニル基またはフェニル基を表し、Zは結合手、
    炭素数1〜4個の飽和もしくは不飽和アルキル鎖、N=
    N、O、S、NH、NHCO、COOまたはCONHを
    表す。)である特許請求の範囲第2項記載の液晶組成物
  5. (5)R_2が色素骨格ベンゼン環に直接結合した炭素
    で枝分れした炭素数4〜10個の三級アルキル基である
    特許請求の範囲第3項記載の液晶組成物。
  6. (6)R_2がZ−R_1_0(R_1_0は4位に炭
    素数1〜8個のアルキル基、アルコキシ基またはアルキ
    ルチオ基が置換したシクロヘキシル基、シクロヘキセニ
    ル基またはフェニル基を表し、Zは結合手、炭素数1〜
    4個の飽和もしくは不飽和アルキル鎖、N=N、O、S
    、NH、NHCO、COOまたはCONHを表す。)で
    ある特許請求の範囲第4項記載の液晶組成物。
  7. (7)R_2がY−R_1_1(R_1_1は4位に炭
    素数1〜8個のアルキル基、アルコキシ基またはアルキ
    ルチオ基が置換したトランス−シクロヘキシル基、シク
    ロヘキセニル基またはフェニル基を表し、Yは結合手を
    表す。)である特許請求の範囲第6項記載の液晶組成物
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020035793A1 (en) * 2018-08-14 2020-02-20 National Research Council Of Canada Indigo-based polymers for use in swcnts electronics

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JPS59140262A (ja) * 1983-01-11 1984-08-11 メルク・パテント・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング 液晶誘電体

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