JPS6381195A - 液晶組成物 - Google Patents

液晶組成物

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JPS6381195A
JPS6381195A JP61223518A JP22351886A JPS6381195A JP S6381195 A JPS6381195 A JP S6381195A JP 61223518 A JP61223518 A JP 61223518A JP 22351886 A JP22351886 A JP 22351886A JP S6381195 A JPS6381195 A JP S6381195A
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JP
Japan
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liquid crystal
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guest
viscosity
crystal composition
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JP61223518A
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English (en)
Inventor
Shuji Imazeki
周治 今関
Tadao Nakada
中田 忠夫
Hidetoshi Abe
英俊 阿部
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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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に係り、特に室温
及び防電以下の温度における粘度が従来のものに比べて
低いげスト・ホスト型液晶組成物に関する。
〔従来の技術〕
ゲスト・ホスト型液晶組成物は、液晶をホスト物質とし
、その中に二色性色素をゲスト物質として溶解させた液
晶組成物である。このようなゲスト・ホスト型液晶組成
物を用いることにより、着色と非着色の2つの状態を利
用して表示を行うことができる。この方式に基づく液晶
表示は、ゲスト・ホスト型液晶表示と呼ばれる。
ゲスト・ホスト型液晶表示を用いられる二色性色素には
、■着色状態非着色状態との間で大きなコントラストを
実現させるために、ホスト液晶中で配向秩序性が高いこ
と、■用途に応じた色相を示すこと、■光、熱、水分及
び酸素等に対する安定性が優れていること、■ホスト液
晶に対する溶解度が高いこと、■イオン解離等により素
子の電気特性に悪い影響を与えないこと等の条件が要求
される。
さらにこれらの諸条件に加えて、添加によりホスト液晶
の粘度を高めないことが、二色性色素の特性として要求
される。すなわち、液晶表示素子の、電界印加時及び消
去時における表示の応答速度は、それぞれ近似的に次式
で表わされる。
上記式中、 ’rONt TOFFはそれぞれ電界印加
時の立ち上がり時間と電界消去時の立ち下がり時間を表
わす、またηは液晶粘度を、には液晶の弾性定数を、Δ
Eは液晶の誘電異方性を、dは液晶層の厚みを、■は印
加電圧を、それぞれ表わす1式(1)及び(2)から明
らかなように、液晶素子の立ち上がり時間と立ち下がり
時間はそれぞれ液晶の粘度及び粘度の2乗に比例する。
すなわち液晶の粘度の増大は、素子の応答速度を低下さ
せる。
従って応答速度の早い液晶表示を実現するには粘   
′度の低い液晶の使用が必須となる。ゲスト・ホスト型
液晶組成物の場合も、ホスト液晶それ自体の粘度が低い
ことはもちろんのこと、ゲストである二色性色素の添加
による粘度増加もできる限り軽微であることが望ましい
また、一般に液晶の粘度は温度の逆数に対して指数関数
的に変化する丸め、温度の低下に伴って著しく増加する
。特にホスト液晶として現在広く用いられている市販の
ネマチツシ液晶の多くは、室温(20℃)以下の温度に
なると粘度が増大するものが多い、従って、二色性色素
の添加に伴う粘度の増大は、室温以下の温度において特
に軽微であることが望ましい。
〔発明が解決しようとする問題点〕
アントラキノン系色素等公知の二色性色素は通常1wt
%以下の濃度で使用されているが、添加濃度増大につれ
てホスト液晶の粘度をかなり増大させてしまうものがほ
とんどであり、この傾向は室温以下の温度において特に
著しい、結果的に、ゲスト・ホスト型液晶表示素子の応
答速度は、二色性色素を含まない型の表示素子に比べて
遅いものとなってしまい、このことがゲスト・ホスト型
液晶表示素子の使用上の制約の1つになっている。
本発明の目的は、室温(20℃)から0℃までの温度に
おいて、二色性色素の添加濃度が増大しても、粘度の増
大が従来のものに比べてきわめて軽微であるか、あるい
は全く見られないような新規なゲスト・ホスト型液晶組
成物の供給にある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者等は鋭意検討を重ねた結果、上記目的が、ある
種の分子構造を有する二色性色素をゲスト物質として用
いることにより達成されることを見出し、本発明を完成
させることができた。すなわち、上記目的は、二色性色
素分子の大半に含まれる芳香族環がすべて六員環である
ことを特徴とする二色性色素をゲスト物質に用いたゲス
ト・ホスト型液晶組成物により達成される。二色性色素
としてはアゾ系、マゾメチン系等が多事されている。特
にゲスト物質が一般式〔!〕で表わされるアゾ色素であ
るとき、添加濃度増大に伴う粘度の増大が著しく軽微で
ある。
(式中、R,Xはそれぞれ−Hg  Cm H2m+ 
1 +−OC11H211+1.− CH2OCmHz
a+z。
いずれかの基を表わす、RとXが同一の基であってもか
まわない、また、m、Qは1から18までの整数のうち
のいずれかを表わし、nは1または2を表わす。) 一般式(IlにおけるRとXの具体例としては。
水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基
、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基。
デシル基、ドデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル
基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、メトキシ基、エ
トキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペントキシ基、
オクトキシ基、ドブシロキシ基、エトキシメチル基、ブ
トキシメチル基、オクトキシメチル基、ドデシロシメチ
ル基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチル
アミノ基。
エチルペンチルアミノ基、ヘプチルメチルアミノ基、エ
チルウンデシルアミノ基、ブチルアミノ基。
ノニルアミノ基、オクタデシルアミノ基などがあげられ
る。
〔実施例〕
以下、本発明の効果を比較例と実施例を用いて説明する
が、これらの実施例は、なんら本発明の範囲を限定する
ものではない。
左笠且よ メルク社からZLI−1132という商品名で阪売され
ているネマチック液晶中に、〔■〕式で表わされる公知
の色素を溶解して調製した液晶組成物の粘度測定した。
OHONHz ZLI−1132は以下に示す化合物からなるネマチッ
ク液晶組成物であり、強い正の誘電異方性をもった市販
液晶の中ではもつとも低粘度なものとして知られている
色素の溶解は室温で行い、ホスト液晶と色素との混合物
を1時間以上撹拌することによった。このように調製し
た液晶組成物の粘度を、各濃度ごとに温度可変の回転粘
度計を用いて測定した。1回の測定に要する試料量は約
2gであった。測定に用いた色素濃度範囲0.5  か
ら8wt%である。
ただし、色素のホスト液晶に対する溶解度が3wt%に
満たない場合は、溶解する最大濃度までとした。
第3図に本試料の粘度の測定結果を示す。図中黒丸は1
0℃での、白丸は20℃での測定結果を示す。第3図よ
り、(II)の色素は室温(20℃)でもホスト液晶粘
度を増大させるが、10℃に温度が下がるとこの効果は
きねめで著しくなることがわかる。
共遺目生影 比較例1で用いたものと同じホスト液晶中に、〔■〕式
で表わされる公知の色素を溶解して、比較例1と全く同
様の方法で粘度を測定した。
第4図に本試料の粘度測定結果を示す。図中黒丸は10
℃での、白丸は20℃での測定結果を示す。第4図より
、[III)の色素は10℃では顕著にホスト液晶の粘
度を増大させることがわかる。
迄笠叢ユ 比較例1で用いたものと同じホスト液晶中に、(IV)
で表わされる公知の色素を溶解して、比較例1と全く同
様の方法で粘度を測定した。
第5図に本試料の粘度の決定結果を示す。図中黒丸は1
0℃での、白丸は20℃での測定結果を示す、第5図よ
り、(IV)の色素は20℃、10℃のいずれの温度に
おいても、ホスト液晶の粘度を増大させることがわかる
ル」幻剋A− 比較例1で用いたものと同じホスト液晶中に、(V)で
表わされる公知の色素を溶解して、比較例1と全く同様
の方法で粘度を測定した。
第4図に本試料の粘度測定結果を示す0図中黒丸は10
℃での、白丸は20℃での測定結果を示す、第4図より
、(V)の色素は20℃、10℃のいずれの温度におい
ても、ホスト液晶粘度を増大させることがわかる。
凰笠涯l 比較例1で用いたものと同じホスト液晶中に、(VII
で表わされる公知の色素を溶解して、比較例1と全く同
様の方法で粘度を測定した。
第7図に本試料の粘度の測定結果を示す0図中黒丸は1
0℃での、白丸は20℃での測定結果を示す、第7図よ
り、(VI)の色素は20℃、10℃のいずれの温度に
おいても、ホスト液晶の粘度増大させることがわかる。
ヌ1j12 比較例で1で用いたものと同じホスト液晶中に、〔■〕
で表わされる色素を溶解して、比較例1と全く同様の方
法で粘度を測定した。
第1図に本試料の粘度の測定結果を辞す0図中黒丸は1
0℃での、白丸は20℃での測定結果を示す、第1図よ
り、〔■〕の色素は、20℃および10℃のいずれの温
度においても、添加濃度が増大してもホスト液晶の粘度
をほとんど増大させないことがわかる。
失立盤l 比較例1で用いたものと同じホスト液晶中に。
〔■〕で表わされる色素を溶解して、比較例1と全同様
の方法で粘度を測定した。
第2図に本試料の粘度測定結果を示す0図中黒丸は10
℃での、白丸は20℃での測定結果を示す、第2図より
、〔■〕の色素ま、20℃および10℃のいずれの温度
においても、添加濃度増大してもホスト液晶の粘度が増
大しないことがわかる。むしろ、色素濃度の増大に伴い
、粘度が低下する傾向が見られる。
実施例3 表1に本発明のゲスト・ホスト型液晶組成物の例と、そ
れらの10℃と20℃における粘度を示す。ホスト液晶
と測定法は、比較例1と全く同様である。いずれの例も
色素濃度は1.5重量パーセントである。
色素を添加しない時のホスト液晶の粘度は、10℃で4
9co、20℃で27coであった。
〔発明の効果〕
本発明によれば、室温及び室温以下の温度において、二
色性素の添加濃度が増大しても粘度の増大が従来のもの
に比べてきわめて軽微であるか、あるいは全く見られな
いゲスト・ホスト型液晶組成物の調整が可能になる。こ
れにより温度の低い屋外においても応答速度が室内と変
わらないゲスト・ホスト型液晶表示素子を作成すること
ができる。この表示素子は、自動車用表示パネルとして
、また駅・通路での案内表示器として、あるいは屋外用
大型ディスプレイとしての使用などが考えられ、これま
で以上に使用範囲を拡大することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図、第2図、第3図、第4図、第5図、第6図、第
7図までは、ゲスト・ホスト型液晶組成物の粘度と、ゲ
スト色素濃度の関係を示図である。 図中、黒丸は10℃における値を、白丸は20℃篤  
1  図 t 東 漠 j (土量ハ・−ヒエI−)憲 2 図 色1濃濱  (支量ハ・−シリ 猪 3 図 色素 製産 C1量バーt−二h) ¥34 図 戸、t 虜万  (車量ハ9−ヒ;l−)茅5図 を−紮濃2寝  (車量バーセード) 茅 2 図 色 壽 シ震 ノ替   (重11)\−を坏ジ■7図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、液晶をホスト物質とし、二色性色素をゲスト物質と
    してホスト液晶中に溶解させたゲスト・ホスト型液晶組
    成物において、前記二色性色素の分子に含まれる芳香族
    環がすべて六員環であることを特徴とするゲスト・ホス
    ト型の液晶組成物。 2、前記ホスト液晶がネマチック液晶であり、かつゲス
    ト物質が芳香族環として六員環のみを含むアゾ系の二色
    性色素であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載のゲスト・ホスト型の液晶組成物。 3、前記ゲスト物質が一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 (式中、R、Xはそれぞれ−H、−C_mH_2_m+
    _1、−OC_mH_2_m+_1、−CH_2OC_
    mH_2_m+_1、▲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▼のうち のいずれかの基を表わし、また、m、lは1から18ま
    での整数のうちのいずれかを表わし、nは1または2を
    表わす)で表わされる二色性色素であるところの特許請
    求の範囲第1項または第2項記載のゲスト・ホスト型の
    液晶組成物。 4、ホスト液晶が室温でネマチック相を示すフェニルシ
    クロヘキサン系化合物であり、ゲスト物質が一般式〔
    I 〕で表わされるアゾ系色素であるところの特許請求の
    範囲第1項または第2項または第3項記載のゲスト・ホ
    スト型の液晶組成物。
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