JPS63110279A - Dichroic dyestuff for liquid crystal display - Google Patents
Dichroic dyestuff for liquid crystal displayInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
窪fff[υ上止t!
本発明は、液晶に使用する青色系の新規二色性色素、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
を用いる表示装置に関するものである。[Detailed description of the invention] Kubo fff [υ upper end t! The present invention relates to a novel blue dichroic dye used in liquid crystals, a liquid crystal composition containing the dye, and a display device using this composition.
来の1′ネ1 び ■が解決しようとする。1」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枚の偏光板と組み合
わせることを必須条件として表示がなされ、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素をネマチ、り液晶に溶
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。Next 1'N1 and ■ will try to solve the problem. 1” In recent years,
Liquid crystal display elements have become widely used from the viewpoint of energy saving and miniaturization. Most of the liquid crystal display elements currently in use utilize the electro-optic effect of twisted nematic liquid crystals, and display requires a combination of two polarizing plates, which imposes many restrictions on use. The reality is what we are receiving. As an alternative liquid crystal display method, a so-called guest-host type liquid crystal display that utilizes the electro-optical effect of a colored liquid crystal composition in which a dichroic dye is nematically dissolved in liquid crystal is being considered, and some of these have already been used for watches, watches, etc. It is beginning to be used as a display element in home appliances, industrial meters, etc.
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
「オフ」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色素分子も配向方向を変化する結
果、両状態における色素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。The principle of this guest-host type liquid crystal display system is that dichroic dye molecules, which are guests, are aligned and arranged according to the arrangement of liquid crystal molecules, which are hosts; that is, by applying an external stimulus, usually an electric field. As a result, the liquid crystal molecules change their orientation from the "off" state to the "on" state, but at the same time, the dichroic dye molecules also change their orientation, resulting in a change in the degree of light absorption by the dye molecules in both states. It is based on the principle that the information is displayed.
ここで使用される二色性色素は、(I)少量で十分な着
色能力があること、(2)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。The dichroic dye used here must (I) have sufficient coloring ability in a small amount, (2) exhibit large contrast, (3) have sufficient compatibility with liquid crystals, and (4)
) The minimum requirements are that the device has excellent durability, is stable, and does not deteriorate the performance of the device even after long periods of use.
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。Various dichroic dyes have been proposed as meeting the above conditions, and some have already begun to be used in digital clocks, meters, etc., but those that exhibit a large dichroic ratio lack durability, Although they have excellent durability, they currently have many drawbacks that still need to be improved, such as not having enough dichroism to provide clear display for practical use.
問題点を7決するための千−
本発明者らは、このような状況を踏まえ鋭意検討した結
果、大きな二色比を有し、かつ耐久性に優れた青色の新
規二色性色素を見出すに到った。As a result of intensive studies based on these circumstances, the present inventors have discovered a new blue dichroic dye that has a large dichroic ratio and is excellent in durability. It has arrived.
即ち、本発明は液晶用色素として、式(I)(式中、R
,は枝分かれしていてもよいアルキル基、ハロゲン原子
で置換されているアルキル基、アルコキシアルキル基、
アルキル基またはアルコキシ基で置換されていてもよい
シクロヘキシル基、あるいはアルキル基またはアルコキ
シ基で置換されていてもよいベンジル基であり、R2は
水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基、アリールオキ
ジアルコキシ基、アルコキシアルコキシ基を示す)で表
される青色系の新規のアントラキノン骨格を有する二色
性色素を提供するものである。That is, the present invention provides a liquid crystal dye having the formula (I) (wherein R
, is an optionally branched alkyl group, an alkyl group substituted with a halogen atom, an alkoxyalkyl group,
A cyclohexyl group which may be substituted with an alkyl group or an alkoxy group, or a benzyl group which may be substituted with an alkyl group or an alkoxy group, and R2 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkoxy group, an aryloxydialkoxy group, The present invention provides a dichroic dye having a novel blue-colored anthraquinone skeleton represented by an alkoxyalkoxy group.
本発明の二色性色素の特徴は、アントラキノン骨格の2
位、3位にそれぞれp−置換フェニル基およびシアノ基
を導入したところにあり、これにより類似の公知アント
ラキノン系二色性色素に比べ、長波長領域の吸収強度が
増加し、耐久性が著しく向上するものである。The dichroic dye of the present invention is characterized by its anthraquinone skeleton.
A p-substituted phenyl group and a cyano group are introduced at the 3- and 3-positions, respectively, which increases absorption intensity in the long wavelength region and significantly improves durability compared to similar known anthraquinone dichroic dyes. It is something to do.
−S式(+)におけるR3の具体例としてはメチル、エ
チル、n−ペンチル、n−ヘプチル、n−オクチル、n
−ノニル、3,5.5− トリメチルヘキシル、4−ク
ロロ−n−ブチル、2−フルオロエチル、プロピルオキ
シエチル、エトキシエチル、4−エチルートランスンク
ロヘキシル、シクロヘキシル、4−エトキシ−トランス
シクロヘキシル、4−エチルベンジル、4−n−ブチル
ベンジル、4−エトキシベンジル、4−(3,5,5−
)リメチルへキシルオキシ)ベンジル等で示される基が
挙げられ、また、−C式(I)におけるR2としては水
素原子、塩素原子、臭素原子、エトキシ、ブトキシ、フ
ェノキシエトキシ、4−エチルフェノキシエトキシ、n
−ブチルオキシエトキシ、エトキシエトキン等の基が挙
げられる本発明の二色性色素の一般式(I)は、常法を
用いれば容易に合成することができる。Specific examples of R3 in -S formula (+) are methyl, ethyl, n-pentyl, n-heptyl, n-octyl, n
-nonyl, 3,5.5-trimethylhexyl, 4-chloro-n-butyl, 2-fluoroethyl, propyloxyethyl, ethoxyethyl, 4-ethyl-transcyclohexyl, cyclohexyl, 4-ethoxy-transcyclohexyl, 4 -ethylbenzyl, 4-n-butylbenzyl, 4-ethoxybenzyl, 4-(3,5,5-
)trimethylhexyloxy)benzyl, etc., and R2 in the -C formula (I) is a hydrogen atom, a chlorine atom, a bromine atom, ethoxy, butoxy, phenoxyethoxy, 4-ethylphenoxyethoxy, n
The general formula (I) of the dichroic dye of the present invention, which includes groups such as -butyloxyethoxy and ethoxyethyne, can be easily synthesized using conventional methods.
すなわち、一般式(I)の化合物は、一般式(■)の1
,5−ジアミノ−4,8−ジヒドロキシ−2−(4−R
じオキシフェニル)アントラキノン化合物(特開昭55
−155054号公報および特開昭59−68371号
公報等で公知)をジメチルスルホキシド中で、触媒に重
炭酸アンモニウムを用いて、青酸ソーダによってシアノ
化することによって得ることができる。That is, the compound of general formula (I) has 1 of general formula (■)
,5-diamino-4,8-dihydroxy-2-(4-R
(dioxyphenyl) anthraquinone compound (Japanese Patent Application Laid-open No. 1983
-155054 and JP-A-59-68371, etc.) in dimethyl sulfoxide, using ammonium bicarbonate as a catalyst, and cyanating with sodium cyanide.
(式中、RいおよびR2は一般式(+)中のR2、R,
と同し置換基を示す)。(In the formula, R and R2 are R2, R, in the general formula (+),
).
こうして得られた一般式(I)の粗製色素は、再結晶、
カラムクロマトグラフィー等により精製して、高純度の
色素を得ることができる。The crude dye of general formula (I) thus obtained can be recrystallized,
A highly pure dye can be obtained by purification by column chromatography or the like.
本発明の二色性色素の具体的代表例を表−1に示す。Specific representative examples of the dichroic dye of the present invention are shown in Table-1.
表−1に示す二色比は、本発明の新規二色性色素の有用
性を最も特徴付ける特性値である。表−1に示す二色比
は、各色素1.0重量%を代表的ネマチツク液晶である
Merck社製液晶(商品番号ZL[−1840)に溶
解し、あらかじめホモジニアス配向tべく処理した厚さ
10μm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(Au)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
より算出したものである0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。The dichroic ratio shown in Table 1 is the characteristic value that most characterizes the usefulness of the novel dichroic dye of the present invention. The dichroic ratio shown in Table 1 is calculated by dissolving 1.0% by weight of each dye in Merck's liquid crystal (product number ZL [-1840), which is a typical nematic liquid crystal, and preparing a 10 μm thick sample that has been pretreated to achieve homogeneous orientation. The absorbance (Au) was measured by applying linearly polarized light parallel to the liquid crystal alignment, and the absorbance (A) was measured by applying linearly polarized light perpendicular to the liquid crystal alignment. ) and calculated from the following formula. All of the dichroic dyes of the present invention exhibit extremely high dichroic ratios.
本発明の二色性色素は、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置で使用で
きる。The dichroic dye of the present invention can be incorporated into a liquid crystal and used as a liquid crystal composition for color display in a commonly used display device.
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−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−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ZLI−1132、ZLI−1840)などあ
げることができる。The liquid crystal used is, for example, 4-cyano-4'-n-
Pentylbiphenyl, 4-cyano-4'-n-propoxybiphenyl, 4-cyano-4'-n-pentoxybiphenyl, 4-cyano-4'-n-octoxybiphenyl, 4-cyano-4°-n- Cyano-biphenyl liquid crystal mixtures such as pentylterphenyl (for example, Merck & Co., Ltd. product code E-8), or trans-4-n-propyl-(4-cyanophenyl)-cyclohexane, trans-4-n-hentyl-(4 -cyanophenyl)-cyclohexane, trans-4-n-hebutyl-(4-cyanophenyl)-cyclohexane, trans-4-n-
Examples include cyclohexane-based liquid crystal mixtures such as pentyl-(4'-cyanobiphenyl)-cyclohexane (for example, Merck & Co. product symbols ZLI-1132 and ZLI-1840).
さらに液晶混合体にコレステリルノナノエート又は旋光
性4−シアノー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できる。Furthermore, when an optically active substance such as cholesteryl nonanoate or optically active 4-cyano-4°-isopentylbiphenyl is added to the liquid crystal mixture and no electric field is applied, it is in a cholesteric phase state, and when an electric field is applied, the phase changes to a nematic phase state. It is also possible to use so-called chiral nematic liquid crystal mixtures. The liquid crystals are not limited to the above examples, and may include other biphenyl liquid crystals, phenylcyclohexane liquid crystals, Schiff base liquid crystals, ester liquid crystals, pyrimidine liquid crystals, tetrazine liquid crystals, and other liquid crystals alone or as a mixture. Can be used.
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。使用する色素濃度は
、色素が液晶に溶解する限度内であって、且つ色素分子
が液晶分子の配向によって充分配回統制され得る範囲内
であればよいが、−般には液晶に対し0.01〜10重
世%の濃度、好ましくは0.01〜5重四%の4度で使
用するのが良い。The dyes according to the present invention may be used alone or in combination of two or more. The concentration of the dye to be used may be within the range where the dye can be dissolved in the liquid crystal and within the range where the distribution of the dye molecules can be sufficiently controlled by the orientation of the liquid crystal molecules, but - generally, the concentration is 0.0000% with respect to the liquid crystal. It is preferable to use it at a concentration of 0.01 to 10%, preferably 0.01 to 5%.
また、本発明にかかる二色性色素と他の二色性色素、あ
るい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り、何ら限定されない。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われ、所望のカ
ラー表示用液晶組成物とすることができる。Further, it is also possible to mix the dichroic dye according to the present invention with other dichroic dyes or with a dye without dichroism and use the mixture to obtain a desired hue, and there are no limitations at all. The dichroic dye is dissolved in the liquid crystal by mixing a predetermined amount of the dye with the liquid crystal and stirring for a long time or by heating and stirring the liquid crystal to a temperature above which the liquid crystal becomes an isotropic liquid. It can be a liquid crystal composition.
作」」リパL失展
従来のゲスト−ホスト型液晶表示方式に用いられている
二色性色素は種々提案されているが、大きな二色比を示
すものは耐久性に乏しかったり、耐久性は擾れているが
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
等まだ欠点を有うしているが、本発明の二色性色素はア
ントラキノン骨格の2位、3位にそれぞれP−置換フェ
ニル基、およびシアノ基を導入したことを特徴とし、大
きな二色比を存すると同時に長波長領域の吸収強度が増
加し、耐久性が著しく向上した。A variety of dichroic dyes have been proposed for use in conventional guest-host liquid crystal display systems, but those that exhibit large dichroic ratios lack durability or lack durability. Although the dichroic dye of the present invention still has some drawbacks, such as not having enough dichroism to enable clear display for practical purposes, the dichroic dye of the present invention It is characterized by introducing a P-substituted phenyl group and a cyano group, respectively, and has a large dichroic ratio, an increase in absorption intensity in the long wavelength region, and a marked improvement in durability.
このように該色素は実用上極めて価値ある色素である。As described above, this dye is extremely valuable in practice.
大鑑■
以下、本発明のアントラキノン系二色性色素の合成側を
示し、次いで表−1に代表的な色素の溝造、液晶中での
二色比およびMerck社製液晶ZLI−1840中の
最大吸収波長を示す、実施例中の「部」は重量部を示す
。Overview ■ The synthesis side of the anthraquinone dichroic dye of the present invention is shown below, and Table 1 shows the groove structure of typical dyes, the dichroic ratio in liquid crystal, and the maximum in Merck's liquid crystal ZLI-1840. "Parts" in Examples, which indicate absorption wavelengths, indicate parts by weight.
実施例−1
次式
%式%
で示される1、5−ジアミノ−4,8−ジヒドロキシ−
2−[4−(n−ノニルオキシ)フェニル〕アントラキ
ノン24部、青酸ソーダ12部および重炭酸アンモニウ
ム8部をジメチルスルホキシド270部に入れ、窒素雰
囲気下90〜95℃で1時間攪拌し、この反応混合物を
水1300部中に排出した。これに過硫酸アンモニウム
5部を加え室温にて2時間撹拌、濾過、水洗、乾燥して
次式
で示される化合物、1.5−ジアミノ−3−シアノ−4
,8−ジヒドロキシ−2−(4−(n−ノニルオキシ)
フェニル〕アントラキノンの粗生成物を得た。これをト
ルエンに溶解し、シル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−
1のNolの色素を得た。Example-1 1,5-diamino-4,8-dihydroxy- represented by the following formula % formula %
24 parts of 2-[4-(n-nonyloxy)phenyl]anthraquinone, 12 parts of sodium cyanide, and 8 parts of ammonium bicarbonate were added to 270 parts of dimethyl sulfoxide, and the mixture was stirred at 90 to 95°C for 1 hour under a nitrogen atmosphere. was discharged into 1300 parts of water. To this was added 5 parts of ammonium persulfate, stirred at room temperature for 2 hours, filtered, washed with water, and dried to obtain a compound represented by the following formula, 1.5-diamino-3-cyano-4.
,8-dihydroxy-2-(4-(n-nonyloxy)
A crude product of phenyl]anthraquinone was obtained. This was dissolved in toluene and separated and purified by column chromatography using a column packed with silica gel.
A dye No. 1 was obtained.
次に、小ビーカーにメルク社製液晶ZLI−18401
00部に上記の色素1部を加えて、約80℃に加熱して
完全に清澄な溶)夜とした0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を減圧上封入した
。この表示装置は、電圧無印加時に青色を示し、電圧印
加時には電極部分のみが無色となり、良好なコントラス
トをしめした。Next, place Merck's liquid crystal ZLI-18401 in a small beaker.
Add 1 part of the above dye to 0.00 parts and heat to about 80°C to make a completely clear solution).Next, the contents were left to cool, and the colored liquid crystal was sealed in a liquid crystal display element under reduced pressure. did. This display device showed a blue color when no voltage was applied, and only the electrode portions became colorless when a voltage was applied, showing good contrast.
この精製色素の二色比は極大吸収波長657nmにおい
て12.7を示した。また、サンシャインウェザ−メー
ターにより200時間の射光テストでは、何ら性能の低
下は認められず良好な結果を示した。The dichroic ratio of this purified dye was 12.7 at a maximum absorption wavelength of 657 nm. Further, in a 200-hour light exposure test using a sunshine weather meter, no deterioration in performance was observed and good results were shown.
実施例2
で示される1、4−ジアミノ−5,8−ジヒドロキシ−
2〔4−(n−オクチルオキシ)フェニル)−6−(2
−フェノキシエトキシファントラキノンを実施例1と同
様な原作でシアン化し、次式
で示される1、4−ジアミノ−3−シアノ−5,8−ジ
ヒドロキシ−2−(4−(n−オクチルオキシ)フェニ
ル〕−6−(2−フェノキシエトキシファントラキノン
を得た(表−1の隘4色素)。この精製色素の二色比は
極大吸収波長656nlllにおいて13.6を示し、
サンシャインウェザ−メーターにより200時間の射光
テストでは、何ら性能の低下は認められず良好な結果を
示した。1,4-diamino-5,8-dihydroxy- shown in Example 2
2[4-(n-octyloxy)phenyl)-6-(2
- Phenoxyethoxyphanthraquinone was cyanated according to the same original method as in Example 1 to produce 1,4-diamino-3-cyano-5,8-dihydroxy-2-(4-(n-octyloxy) represented by the following formula. Phenyl]-6-(2-phenoxyethoxyphanthraquinone was obtained (4 dyes in Table 1). The dichroic ratio of this purified dye was 13.6 at the maximum absorption wavelength of 656 nllll.
In a 200 hour light test using a sunshine weather meter, no deterioration in performance was observed and good results were shown.
以下、これらの方法に準して合成、精製して得た色素の
二色比を表−1に示す。Table 1 below shows the dichroic ratios of dyes synthesized and purified according to these methods.
(以下、余白) 表−1(Hereafter, margin) Table-1
Claims (1)
ハロゲン原子で置換されているアルキル基、アルコキシ
アルキル基、アルキル基またはアルコキシ基で置換され
ていてもよいシクロヘキシル基、あるいはアルキル基ま
たはアルコキシ基で置換されていてもよいベンジル基で
あり、R_2は水素原子、ハロゲン原子、アルコキシ基
、アリールオキシアルコキシ基、アルコキシアルコキシ
基を示す)で表される液晶表示用二色性色素。[Claims] 1) Formula (I) ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼(I) (In the formula, R_1 is an optionally branched alkyl group,
An alkyl group substituted with a halogen atom, an alkoxyalkyl group, a cyclohexyl group optionally substituted with an alkyl group or an alkoxy group, or a benzyl group optionally substituted with an alkyl group or an alkoxy group, and R_2 is hydrogen. A dichroic dye for liquid crystal display represented by an atom, a halogen atom, an alkoxy group, an aryloxyalkoxy group, or an alkoxyalkoxy group.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25470186A JPS63110279A (en) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | Dichroic dyestuff for liquid crystal display |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP25470186A JPS63110279A (en) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | Dichroic dyestuff for liquid crystal display |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63110279A true JPS63110279A (en) | 1988-05-14 |
Family
ID=17268655
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP25470186A Pending JPS63110279A (en) | 1986-10-28 | 1986-10-28 | Dichroic dyestuff for liquid crystal display |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63110279A (en) |
-
1986
- 1986-10-28 JP JP25470186A patent/JPS63110279A/en active Pending
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