JPH02178391A - 液晶組成物及び該組成物を用いた表示素子 - Google Patents

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） 本発明は液晶組成物及びそれを用いた表示素子に関し、
特に耐光性に優れたカラー液晶組成物及び表示素子に関
するものである。

（従来の技術） 液晶に二色性色素を添加するゲストホスト効果を利用し
た表示素子は、１）視野角が広い。２）色素の選択によ
り多彩な表示色が容易に実現できる。３）偏光板を必ず
しも必要としないため明るい表示が可能、などの特徴を
有するため、特に中〜大型表示に適した表示素子として
注目されている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら従来、液晶に二色性色素を添加するゲスト
ホスト効果を利用した表示素子は高いコントラスト、長
い寿命及び多彩な色相を同時に満足させることは困難で
あった。この原因は、二色性と耐光性の共に優れた二色
性色素が少ないことの他に、異種の色素を配合した場合
に、いずれかの色素の光劣化、特に紫外線による光劣化
がしばしば促進され、色素を単独で用いた場合よりも耐
光性が低下してしまうことにある。かくして起る光によ
る劣化は、変色又は退色となって観察され、消費電流の
増加となって測定される、という問題点があった。した
がって又、従来、例えばグリーン、イエローグリーンな
どのイエロー系及びブルー系の二色性色素を配合するこ
とが必要の多彩な色相については、特にコントラストと
長い寿命を両立させることは難しい、という問題点があ
った。

本発明は、上記の従来の問題点を解決し得るカラー液晶
組成物及び表示素子の提供を目的とする。

（課題を解決するための手段） 本発明は、コントラストと寿命の共に優れた液晶組成物
に関する。すなわち、本発明は、液晶物質と下記一般式
（Ｎ Ｒ−へ−ＳＯ （式中、Ｒ１−Ｒ３は水素原子、ハロゲン原子、アルキ
ル基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基又はアルキ
ル基を有しても良いシクロヘキシル基を示し、Ａは を示す。）で表わされるアントラキノン系二色性色素か
ら少なくとも一種及び、一般式〔■〕（式中、Ｒ４は水
素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシアルキ
ル基、アルコキシ基又はアルキル基を有しても良いシク
ロヘキシル基を示し、Ｒ５は水素原子、ハロゲン原子、
アルキル基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基、ア
ルキル基を有しても良いシクロヘキシル基又はアルキル
基もしくはアルコキシ基を有してもよいフェニル基を示
す。）で表されるアントラキノン系二色性色素から少な
くとも一種含むことを特徴とする液晶組成物、並びに、
該液晶組成物を少なくとも一方が透明な電極基板間に担
持してなる表示素子を要旨とするものである。

本発明を更に詳細に説明すれば、前示一般弐Ｎ）〜（Ｉ
Ｉ）におけるＲ’−Ｒ’としては、水素原子；フッ素原
子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；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、ノニル基、ドデシル基などの直鎖状
又は分枝状のアルキル基；メトキシメチル基、ブトキシ
メチル基、メトキシプロピル基、エトキシエチル基、ブ
トキシエチル基等の直鎖状又は分枝状のアルコキシアル
キル基；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、オクトキシ基等の直鎖状又は分
枝状のアルコキシ基；シクロヘキシル基、プロピルシク
ロヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、ペンチルシク
ロヘキシル基、ヘキシルシクロヘキシル基、オクチルシ
クロヘキシル基等の直鎖状又は分枝状のアルキル基を有
していても良いシクロヘキシル基が挙げられ、前示一般
式（ＩＩ）におけるＲ５としては水素原子；フッ素原子
、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子；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、ノニル基、ドデシル基なとの直鎖状又
は分枝状のアルキル基；メトキシメチル基、ブトキシメ
チル基、メトキシプロピル基、エトキシエチル基、ブト
キシエチル基等の直鎖状又は分枝状のアルコキシアルキ
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、オクトキシ基等の直鎖状又は分枝
状のアルコキシ基；シクロヘキシル基、プロピルシクロ
ヘキシル基、ブチルシクロヘキシル基、ペンチルシクロ
ヘキシル基、ヘキシルシクロヘキシル基、オクチルシク
ロへキシル基等の直鎖状又は分枝状のアルキル基を有し
ても良いシクロヘキシル基；フェニル基、エチルフェニ
ル基、ブチルフェニル基、オクチルフェニル基、ブトキ
シフェニル基、オクチルオキシフェニル基等のアルキル
基もしくはアルコキシ基ををしてもよいフェニル基が挙
げられる。

尚、一般式（１）及び（ＩＩ）で示される各色素におい
て、置換シクロヘキシル基を有する場合は、トランス−
４−置換シクロヘキシル基であるのが好ましい。

本発明に用いられる液晶物質としては下記一般（式中、
Ｒ６、Ｒ’はアルキル基、アルコキシアルキル基、アル
コキシ基、アルキルフェニル基、アルコキシアルキルフ
ェニル基、アルコキシフェニル基、アルキルシクロヘキ
シル基、アルコキシアルキルシクロヘキシル基、アルキ
ルシクロへキシルフェニル基、シアノフェニル基、シア
ノ基、ハロゲン原子、アルコキシカルボニル基、アルコ
キシアルコキシカルボニル基、アルキルフェノキシカル
ボニル基、アルコキシアルキルフェノキシカルボニル基
、アルコキシフェノキシカルボニル基、アルキルシクロ
へキシルオキシカルボニル基、アルコキシシクロへキシ
ルオキシカルボニル基、アルキルシクロへキシルフェノ
キシカルボニル基、シアノフェノキシカルボニル基、ハ
ロゲンフェノキシカルボニル基、アルキルフェニルアル
キル基、アルコキシアルキルフェニルアルキル基、アル
コキシフェニルアルキル基、アルキルシクロへキシルア
ルキル基、アルコキシアルコキシシクロへキシルアルキ
ル基、アルキルシクロへキシルフェニルアルキル基、シ
アノフェニルアルキル基を示し、アルキル鎖、アルコキ
シ鎖中に光学活性中心を有しても良い。又、Ｒ６、Ｒ’
中のフェニル基又はフェノキシ基は、フッ素原子、塩素
原子などのハロゲン原子で置換されていても良い。又、
Ｘは水素原子もしくはフッ素原子、塩素原子等のハロゲ
ン原子を表す。）で表される化合物の単体あるいはこれ
らの混合物などの液晶物質が挙げられる。

また、前記の液晶組成物はコレステリルノナノエートの
ような光学活性物質、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの
添加剤を含有していても良い。

本発明の液晶組成物は前記構造式（１）〜〔■〕で示さ
れる色素を前記の液晶物質に溶解させることにより、容
易に調整することが出来る。

このようにして調整された液晶組成物を、少なくとも一
方が透明な電極基板間に担持させることによりゲストホ
スト効果を応用した表示素子〔松本圧−１角田市良、“
液晶の最新技術”′工業調査会３４（１９８３）　　Ｊ
、Ｌ、Ｆｅｒｇａｓｏｎ、　ＳＩＤ　８５　　Ｄｉｇｅ
ｓｔ　６８（１９８５）等）を構成することが出来る。

〔実施例〕

以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発
明はその要旨を超えない限り以下の実施例に制約される
ものではない。

なお、以下の実施例において二色性の良否は、次式から
求められる色素化合物のオーダー・パラメーター（Ｓ）
により評価した。

Ａ／／＋２Ａ土 ここでＡ／／及びＡ土は、それぞれ液晶の配向方向に対
して平行及び垂直に偏光した光に対する色素の吸光度で
ある。

オーダー・パラメーター（Ｓ）は、具体的にはゲスト・
ホスト型液晶表示素子の表示コントラストを示す値であ
り、この値が理論上１に近づく程、白ぬけ部分の残色度
が減少し、明るくコントラストの大きい鮮明な表示が可
能となる。

また、以下の実施例に使用した色素は、まとめて第１表
に記載した。

なお、４−置換シクロヘキシル基は、トランス−４−置
換シクロヘキシル基を表わす。

実施例１ 下記の二色性色素を商品名ＺＬＩ−１５６５（Ｅ、ＭＥ
ＲＣＫ社製）として市販されているフェニルシクロヘキ
サン系化合物を主成分とする液晶混合物１００ｇに溶解
させて液晶組成物−■を調整した。

色素 （１−１）　　　　２．８０　ｇ （ＩＩ−１３１，６５ｇ （ＩＩ−９）　　　　０．８７ｇ これをポリイミド系樹脂を塗布硬化後、ラビングしてホ
モジニアス配向処理された透明電極付きガラス板からな
り、該配向処理面を対向させるように構成されたギャプ
９μｍのセルに封入して、液晶表示素子を作成した。

この液晶表示素子のオーダー・パラメーター（Ｓ）を算
出した結果、６３８ｎｍ及び４６０ｎｍにおいて、それ
ぞれ０．７４及び０．７０であった。液晶組成物−■を
封入したセルを、フェードメーター（カーボンアーク光
源）にて耐光性テストを実施した結果、２００時間後の
色相変化：ΔＥ１（Ｌ”　ａ“ｂ９法）は３．３以下で
あり、電流値の増加率Ｔ／１．（印加電圧：５■、３２
Ｈｚ）は３．０であり、又各吸収ピーク（６３８ｎｍ及
び４６０ｎｎ＋）の吸光度変化は３．３％以下であった
。

実施例２ 色素として下記の二色性色素を用いた以外は実施例１と
同様にして液晶組成物−「を調整した。

色素 （ｒ−２）　　　　　１．５２ｇ Ｃｌ−３）　　　　　１．５０ｇ （１−４）　　　　　１．５５ｇ （ＩＩ−２）　　　　　１．３５ｇ （ＩＩ−３）　　　　　１．３３ｇ 〔■−１０３０，２０ｇ （ＩＩ−１１）　　　　０．３０ｇ （Ｉｆ−１２）　　　　０．３０ｇ これを用いて、実施例１と同様にして液晶表示素子を作
成した。

この液晶表示素子のオーダー・バラメーター（Ｓ）を算
出した結果、６３６ｎＩ１１．６００ｎｍ及び４６０ｎ
ｍにおいて、それぞれ０．７４．０．７２及び０．７０
であった。液晶組成物−■を封入したセルを、フェード
メーター（カーボンアーク光源）にて耐光性テストを実
施した結果、２００時間後の色相変化：ΔＥ”　　（Ｌ
′″ａ　”ｌ　ｂｍ法）は３゜２以下であり、電流値の
増加率Ｉ／ｒｏ　＜印加電圧：５■、３２Ｈｚ）は２．
７であり、又各吸収ピーク（６３６ｒ＋ｍ、６００ｎｍ
及び４６０ｒ＋ｍ）の吸光度変化は３．３％以下であっ
た。

実施例３ 色素として下記の二色性色素を用いた以外は実施例１と
同様にして液晶組成物−■を調整した。

色素 ［１−６） ［ＩＴ−４） ［−５） ［’１ｌ−６） 、３０ｇ 、３５ｇ 、４０ｇ 、０５ｇ 、１５ｇ 、１５ｇ （ＩＩ−９）　　　　　　　１．５０ｇ（ＩＩ−１０）
　　　　　　１．５７ｇこれを実施例１と同様にして液
晶表示素子を作成した。

この液晶表示素子のオーダー・パラメーター（Ｓ）を算
出した結果、６３８ｎｍ及び４６０ｒ＋ｍにおいて、そ
れぞれ０．７３及び０．６９であった。液晶組成物−■
を封入したセルを、フェードメーター（カーボンアーク
光＃）にて耐光性テストを実施した結果、２００時間後
の色相変化：ΔＥ“（Ｌ″ａ”ｂ１法）は２．８以下で
あり、電流値の増加率１／１．（印加電圧：５■、３２
Ｈｚ）は３．１であり、又各吸収ピーク（６３８ｎｍ及
び４６０ｒ＋ｍ）の吸光度変化は３．２％以下であった
。

実施例４ 下記の二色性色素を商品名ＺＬ＞１８４０（Ｅ、ＭＥＲ
ＣＫ社製）として市販されているフェニルシクロヘキサ
ン系化合物を主成分とする液晶混合物１００ｇに溶解さ
せて液晶組成物−■を調整した。

色素 （１−１）　　　　２．１０　ｇ （１−２）　　　　２．３０　ｇ （１−３）　　　　１．ＯＯｇ （ｎ−７）　　　　１．２０ｇ ［ｌｌ−８〕１．ＯＯｇ これを実施例１と同様に液晶表示素子を作成した。

この液晶表示素子のオーダー・パラメーター（Ｓ）を算
出した結果、６３６ｎｍ、５９７ｎｍ及び４６７ｎｍに
おいて、それぞれ０．７４．０．７３及び０１６９であ
った。液晶組成物−■を封入したセルを、フェードメー
ター（カーボンアーク光源）にて耐光性テストを実施し
た結果、２００時間後の色相変化：ΔＥｅ　　（Ｌｍ　
ａＩＴ　ｂｅ法）は３．５以下であり、電流値の増加率
Ｉ／Ｉｏ　＜印加電圧：５■、３２Ｈｚ）は３．２であ
り、又各吸収ピーク（６３６ｎｍ、５９７ｎｍ及び４６
０ｎｍ）の吸光度変化は３．１％以下であった。

実施例５ 色素として下記の二色性色素を用いた以外は実施例４と
同様に液晶組成物−■を調整した。

色素 （１−８）　　　　　１．３０ｇ （１−９）　　　　　０．８５ｇ （ｒＶ−１３）　　　　０．６０ｇ （ＴＶ−１４）　　　　０．７０ｇ （ＴＶ−１５）　　　　０．７２ｇ これを実施例１と同様にして液晶表示素子を作成した。

この液晶表示素子のオーダー・パラメーター（Ｓ）を算
出した結果、６６４ｎｍ及び４６０ｎ＋ｎにおいて、そ
れぞれ０．７４及び０．６９であった。液晶組成物−Ｖ
を封入したセルを、フェードメーター（カーボンアーク
光源）にて耐光性テストを実施した結果、２００時間後
の色相変化：ΔＥ”（Ｌ”ａ“ｂ９法）は３．５以下で
あり、電流値の増加率１／Ｉｏ　＜印加電圧＝５■、３
２Ｈｚ）は３．８であり、又各吸収ピーク（６６４ｎｍ
及び４６０ｎｍ）の吸光度変化は４％以下であった。

（発明の効果） 以上の結果から明らかなように、本発明の特定の二色性
色素の組合せを含むカラー液晶組成物及び該液晶組成物
を用いた液晶表示素子は、二色性色素を添加するゲスト
ホスト効果を利用したものであって、耐光性に優れ、特
にイエロー系、及びブルー系の二色性色素の配合を必要
とするグリーン、イエローグリーン等の多彩な色相につ
いて、従来は困難とされていたコントラストと長い寿命
の両立を可能とする、という工業的価値ある顕著な効果
を奏するものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）液晶物質と下記一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼−〔 I 〕 （式中、Ｒ＾１〜Ｒ＾３は水素原子、ハロゲン原子、ア
   ルキル基、アルコキシアルキル基、アルコキシ基又はア
   ルキル基を有しても良いシクロヘキシル基を示し、Ａは ▲数式、化学式、表等があります▼又は▲数式、化学式
   、表等があります▼ を示す。）で表わされるアントラキノン系二色性色素か
   ら少なくとも一種及び、一般式〔II〕▲数式、化学式、
   表等があります▼−〔II〕 （式中、Ｒ＾４は水素原子、ハロゲン原子、アルキル基
   、アルコキシアルキル基、アルコキシ基又はアルキル基
   を有しても良いシクロヘキシル基を示し、Ｒ＾５は水素
   原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルコキシアルキル
   基、アルコキシ基、アルキル基を有しても良いシクロヘ
   キシル基又はアルキル基もしくはアルコキシ基を有して
   もよいフェニル基を示す。）で表されるアントラキノン
   系二色性色素から少なくとも一種を含むことを特徴とす
   る液晶組成物。 ２）少なくとも一方が透明な電極基板間に液晶組成物を
   担持してなる液晶表示素子において、液晶組成物として
   前記請求項１に記載の液晶組成物を用いることを特徴と
   する表示素子。