JPH02215889A - 液晶組成物 - 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、光学活性基を有する色素を含有する液晶組成
物に関する。

〔従来の技術］ 液晶表示素子は、パソコン、電卓、時計などの種々のデ
ジタル表示に広く用いられている。

従来、これらの液晶表示素子に用いられる液晶物質とし
て色素を含有する液晶物質を使用することが知られてい
る。たとえば光学活性基を有する色素とスメクチック液
晶との混合物を用いた表示装置が提案されている（特開
昭５９−９３７７７号公報）。スメクチック液晶中の光
学活性基を有する色素は、スメクチック液晶により配向
を制御することができ、スメクチック液晶と混合状態に
あるときは、円二色性を示す、このため、この液晶混合
物を用いた表示装置は、補助偏光板を必要とせず、低い
電圧でより早い応答時間で働き、しかも高いコントラス
トを有する。

しかし、この液晶混合物は、大面積化を図る際には、配
向欠陥が生じやすいという欠点がある。

［発明が解決しようとする課題］ 本発明は、このような事情のもとで、電界に対する高速
応答性を有し、配向性、成膜性に優れ、さらにメモリー
性も優れた、色素を含む液晶組成物を提供することを目
的としてなされたものである。

［課題を解決するｔ；めの手段〕 本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究を重
ねた結果、光学活性基を有する色素化合物と液晶重合体
とを混合することにより、その目的を達成しうろことを
見出し、この知見に基づいて本発明を完成するに至った
。

すなわち、本発明は、光学活性基を有する色素化合物と
液晶重合体とを含有する液晶組成物を提供するものであ
る。

以下、本発明の詳細な説明する。

本発明において用いられる光学活性基を有する色素化合
物は、光学活性基が、色素骨格弁に結合されており、円
二色性を示す。

有用な色素骨格には、アゾ系、アゾメチン系、メロシア
ニン系、スチリル系、アントラキノン系、ナフトキノン
系、ベンゾキノン系、テトラジン系などの骨格が掲げら
れる。

適当な光学活性基は、（＋）−２−メチルおよび（＋、
）−３−メチルアルキル基、（＋）−２−メチルおよび
（＋）−３−メチルアルコキシ基、（＋）−シトロネリ
ル基、（＋）−力ンファニル基、（＋）−３−メチルシ
クロヘキシル基、（＋）−ａ−メチルベンジル基などが
掲げられる。

本発明の光学活性基を有する色素の具体的な例は、特開
昭５９−９３７７７号公報、特開昭５９−１３６３７５
号公報に記載されているが、それらのうち、代表的な例
を次に示す。

Ｂ・−Ｃｕｔ−ＣＢ−ＣＪｓ Ｃ！１３ Ｔｉ の不斉炭素を有する液晶重合体や、ネマチック液晶重合
体、スメクチック液晶重合体などの不斉炭素を有しない
液晶重合体などが掲げられる。

強誘電性液晶重合体には、たとえば、アクリレイト主鎖
系液晶重合体、メタクリレイト主鎖系液晶重合体、クロ
ロアクリレイト主鎖系液晶重合体、オキシラン主鎖系液
晶重合体、シロキサンｌ＋、鎖系液晶重合体、エステル
主鎖系液晶重合体などが含まれる。

アクリレイト主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては
、例えば、 本発明に用いられる液晶重合体としては、強誘電性液晶
重合体、コレステリック液晶重合体などなどが揚げられ
る。

メタクリレイト主鎖系液晶重合体の繰り返し単位として
は、 例えば などが揚げられる。

オキシラン主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては、
例えば などが揚げられる。

シロキサン主鎖液晶重合体の繰り返し単位としでは、例
えば などが揚げられる。

クロロアクリレイ ト主鎖系液晶重合体の繰り返 し単位としては、 例えば などが揚げられる。

エステル主鎖系液晶重合体の繰り返し単位としては、例
えば −ＫＯＣＯＣ１１ＣＱ　Ｏ（Ｃｉｆ　ｔ　）　３）−Ｃ
１ｌ。

Ｃ１ｌ。

などが揚げられる。

なお、上記の強誘電性液晶重合体の繰り返し単位は、側
鎖の骨格がビフェニル骨格、フェニルベンゾエイト骨格
、ビフェニルベンゾエイト骨格、フェニル４−フェニル
ベンゾエイト骨格でｆｆ１ｌａえられてもよく、これら
の骨格中のベンゼン環が、ピリミジン環、ピリジン環、
ピリダジン環、ピラジン環、テトラジン環、シクロヘキ
サン環、ジオキサン環、ジオキサボリナン環で置き換え
られてもよく、フッ素、塩素などのハロゲン基あるいは
シアノ基で置換されてもよく、１−メチルアルキル基、
２−フルオロアルキル基、２−クロロアルキル基、２−
クロロ−３−メチルアルキル基、２−トリフルオロメチ
ルアルキル基、ｌ−アルコキシカルボニルエチル基、２
−アルコキシ−１−メチルエチル基、２−アルコキシプ
ロピル基、２−クロロ−１−メチルアルキル基、２−ア
ルコキシカルボニル−１−トリフルオロメチルプロピル
基などの光学活性基で置き換えられてもよく、またスペ
ーサの長さは、メチレン鎖長が１〜３０の範囲で変化し
てもよい。

コレステリック液晶重合体には、例えばアクリレイト系
液晶重合体、メタクリレイト系液晶重合体、シロキサン
系液晶重合体などが含まれる。

メタクリレイト系液晶重合体の繰り返し単位とアクリレ
イト系液晶重合体の繰り返し単位としでは、例えば しては、例えば ＣＨ８ −（Ｃ■ＩＣｆｆ）− ＣＯＯ（ＣＢりｌ。ＣＯＯ−＜コレステリル基）などが
揚げられる。

シロキサン系液晶重合体の繰り返し単位としては、例え
ば Ｃ１ｌ。

などが揚げられる。

（Ｘ＋Ｙ−１） などが揚げられる。

なお、上記のコレステリック液晶重合体の繰す返し単位
は、側鎖の骨格が、フッ素、塩素基などのハロゲン基、
あるいはシアノ基を有していてもよいビフェニル骨格、
フェニルベンゾエイト骨格、ビフェニルベンゾエイト骨
格、フェニル４−フェニルベンゾエイト骨格で置き換え
られてもよく、これらの骨格中のベンゼン環が、ピリミ
ジン環、ピリジン環、ピリダジン環、ピラジン環、テト
ラジン環、シクロヘキサン環、ジオキサン環、ジオキサ
ボリナン環などで置き換えられてもよく、末端基が、直
鎖又は分枝状のアルキル基、ハロアルキル基、シアノ基
などで置き換えられてもよく、またスペーサの長さは、
メチレン鎖長が１〜３０の範囲で変化してもよい。

なお、上記以外の不斉炭素を有する液晶重合体のくり返
し単位として、次のものも１例示できる。

ＣＢ３ −（＋ＣＯ・ｏ　ｃ　ｏ　−＠−ｃ　ｏ　ｏ・ｃｏｏｃ
■、Ｃ１ｌ、♀■（Ｃ１１り３０テ→ｃ　ｏ　−＠−ｏ
　ｃ　ｏ−＠とＯＯ・ｃｏｏ（ｃｏ、）、ｏ→（ｘ＋ｙ
−１％　ａｍ２〜１５） ｌｌ３ −＋（−ＯＤ　ＯＣＯＤ　ＣＯＯＤ　ＯＣＯＣＨｓ　５
Ｈ（ＣＩＩ　ｘ　）ｘ　ＣＯト→ｏ　−＠−ｏ　ｃ　ｏ
　ｏｃ　ｏ　ｏ　＠ｏ　ｃ　ｏ　（ｃ　１１１　）ｂ　
ｃ　Ｏ）Ｔ３−（Ｘ＋Ｙ−１、ｂ−２〜１５） （ｃ−１〜５） ネマチック液晶重合体としては、例えばポリアクリレイ
ト系ネマチック液晶重合体、ポリメタクリレイト系ネマ
チック液晶重合体、ポリシロキサン系ネマチック液晶重
合体などが掲げられる。

ポリアクリレイト系ネマチック液晶重合体のくり返し単
位としては、例えば などが、掲げられる。

ポリメタクリレイト系ネマチック液晶重合体のくり返し
単位としては、例えば などが掲げられる。

ポリシロキサン系ネマチック液晶重合体のくり返し単位
としては、例えば などが掲げられる。

なお、上記のネマチック液晶重合体のくり返し単位は、
メンゲンの骨格が７ツ素、塩素基等のハロゲン基または
シアノ基を有していても良いビフェニル骨格、フェニル
ベンゾエイトｔ　格、ビフェニルベンゾエイト骨格、フ
ェニル−４−フェニルベンゾエイト骨格で置き換えられ
てもよく骨格中のベンゼン環がピリミジン環、ピリジン
環、ピリダジン環、シクロヘキサン環、ジオキソボリナ
ン環等で置き換えられてもよく、末端基が直鎮または分
校状のアルキル基およびハロアルキル基、シアノ基等で
置き換えられてもよく、またスペーサの長さがメチレン
鎖長１〜３０の範囲で変化してもよい。

スメクチック液晶重合体としては、例えばポリアクリレ
イト系スメクチック液晶重合体、ポリメタクリレイト系
スメクチック液晶重合体、ポリオキシラン系スメクチッ
ク液晶重合体、ポリシロキサン系スメクチ７り液晶重合
体、ポリエステル系スメクチック液晶重合体などが掲げ
られる。

ポリアクリレイト系スメクチック液晶重合体のくり返し
単位としては、例えば −（Ｃ■、Ｃｌｌ０）− などが掲げられる。

ポリメタクリレイト系スメクチック液晶重合体のくり返
し単位としては、例えば などが掲げられる。

ポリシロキサン系スメクチック液晶重合体のくり返し単
位としては、例えば、 などが掲げられる。

ポリオキシラン系スメクチック液晶重合体のくり返し単
位としては、例えば、 などが掲げられる。

ポリエステル系スメクチック液晶重合体のくり返し単位
としては、例えば などが掲げられる。

なお上記のスメクチック液晶重合体のくり返し単位はメ
ソゲン部分の骨格が、ビフェニル骨格、フェニルベンゾ
エイト骨格゛、ビフェニルベンゾエイト骨格、フェニル
−４−フェニルベンゾエイト骨格などで置き換えられて
もよく、これらの骨格中のベンゼン環が、ピリミジン環
、ピリジン環、ピリダジン環、シクロヘキサン環、ジオ
キソボリナン環などで置き換えられてもよく、またフッ
素、塩素基などのハロゲン基を有してもよく、末端基が
、直鎖または分校状のアルキル基およびハロアルキル基
、シアノ基などで置き換えられてもよく、まＩ；、スペ
ーサの長さが、メチレン鎖長ｌ〜３０の範囲で変化して
もよい。その他特開昭６３−９９２０４号公報、同６３
−２６４６２９号公報に記載されている強誘電性高分子
液晶のくり返し単位中の光学活性基を不活性基に置き換
えられたものなども掲げられる。これらのくり返し単位
は重合体に含まれておればよく、また重合体に２種以上
のくり返し単位が含まれてもよい。

本発明に用いられる液晶重合体の重合度は、通常２〜２
０００の範囲内である。

これらの液晶重合体は、公知の重合方法で製造すること
ができる。

これらの液晶重合体は、１種単独で用いてもよく、２種
以上を混合して用いてよい。

液晶重合体を２！１以上混合して用いる場合、ら旋のね
じれ方向がそれぞれ反対向きの強誘電性液晶重合体を用
いるとピッチ長さの調整を容易に行うことができる。

前記光学活性基を有する色素化合物と前記液晶重合体と
の混合割合は、通常、前者が、約０．１〜５重量％の範
囲内であり、最適コントラストおよび輝度を達成するた
めに好ましい範囲は１〜２重量％である。なお、混合さ
せる光学活性基を有する色素化合物の最大量は液晶重合
体への該色素化合物の溶解度によって左右される。

前記光学活性基を有する色素化合物と前記液晶重合体の
混合方法は、種々の公知の方法により行うことができる
。たとえば、液晶重合体を溶媒に溶解させ光学活性基を
有する色素化合物を混合し、溶媒を蒸発させる方法、液
晶重合体を等吉相まで加熱し、光学活性基を有する色素
化合物を混合する方法、液晶重合体を液晶相で光学活性
基を有する色素化合物と混合する方法などがある。

本発明の液晶組成物は、さらに減粘剤を添加することに
より、電界応答速度を速くすることができ、また接着剤
を添加することにより強度を増すこともできる。減粘剤
は、ねじれ構造や、自発分極を全く有しない非カイラル
の物質をいい、例えば下式の化合物などが掲げられる。

（ここでＲ，、Ｒ，は、直鎖状または分校した炭素数１
−１２のアルキル基を示し、Ｒ，とＲ８は同じでも異な
ってもよい。） 接着剤としては、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤
、不飽和ポリエステル系接着剤、ポリウレタン系接着剤
、ホットメルト系接着剤、エラストマー系接着剤などが
使用することができる。

なお、本発明の液晶組成物には、必要に応じて、低分子
液晶化合物、他の重合体、安定剤、可塑剤などの物質を
添加することができる。

〔実施例］ つぎに実施例により本発明をさらに具体的に説明するが
、本発明はこれらの例によってなんら限定されるもので
はない。

実施例１〜６ ポリオキシラン主鎖を有する強誘電性液晶重合体（１）
（特開昭６３−２６４６２９号公報）に、先に示した色
素化合物（１）〜（６）を重量百分率で３％添加した場
合、いずれもＳ鳳り″相を有する液晶組成物が得られｔ
；。自発分極は色素を添加しても、液晶重合体単独での
値１２ｎＣ／ｃｍ”と比較して、はとんど変化がなかっ
た。

また、この液晶組成物の電界に対する応答時間を測定し
たところ、液晶重合体単独での場合と比較して、応答速
度の向上が確認された。その結果を第１表に示す。ただ
し、測定には、平均分子量が１９４０の液晶重合体（１
）を用いた。液晶重合体（１）単独での応答速度は２ｍ
５ｅｃ（４０℃）である。

強誘電性液晶重合体（１） 第　　１　　表 冥施例７〜１１ ポリオキシラン主鎖を有する強誘電性液晶重合体（２）
（特開昭６３−２６４６２９号公報）に、先に示した色
素化合物（１）〜（６）を重合百分率で３％添加したと
ころ、いずれもＳａｃ”相を有する液晶組成物が得られ
た。これらの液晶組成物のらせんピッチを、偏光顕微鏡
により測定したところ色素（２）〜（４）を添加した場
合において、らせんピッチがのびていることが確認され
た。その結果を第２表に示す。

ただし、測定には、平均分子量が１５００の液晶重合体
（２）を用いた。液晶重合体（２）単独でのらせんピッ
チは１．４μｍである。

強誘電性液晶重合体（２） 第　　２　　表 製造例１ 式（３）のくり返し単位を有する液晶重合体の製造 ４−（９−デセニルオキシ）安息香酸３０ミリモル（８
，３９）および塩化チオニル６０ミリモルフ、４ｇのト
ルエン５０ｍ１溶液を８０℃で３時間撹拌後、減圧濃縮
し、酸クロライド体を得た。４−ヒドロキシ安息香酸ヘ
キシルエステル２５ミリモル（５，６９）およびトリエ
チルアミン５ｍｌのＴＨＦ５０ｍｌ溶液に酸クロライド
体のＴＨＦ５ｔａｌ溶液を滴下後、室温で５時間撹拌し
た。反応液を濃縮後、水を加えてエーテル抽出し、水で
洗浄した。抽出液を乾燥・濃縮後、残渣をカラムクロマ
トグラフィーにより精製し、七ツマー前駆体１１．３ｇ
（収率９４％）を得た。

七ツマー前駆体ｌＯミリモル（４，８９）およびｍ−ク
ロ口過安息香酸１５ミリモル（２，６ｙ）の塩化メチレ
ン５０ｍ１溶液をアルゴン置換後、室温で５時間撹拌し
た。反応液を炭酸カリウム水溶液および水で洗浄後、乾
燥・濾過した。濾液をアルゴン置換後、塩化第二スズ０
．５ミリモルを加えて室温で４日間反応させた。反応液
を濃縮後、カラムクロマトグラフィーにより精製し、目
的とする液晶重合体３．５９　（収率７１％、Ｍ　ｎ　
−１６００）を得た。

実施例１２〜１７ 製造例１で得られた光学活性ではないスメクチック液晶
重金体（３）に、光学活性基を有する色素（１）〜（６
）を重量百分率で５％添加したところ、いずれの液晶組
成物においてもＳｉ＋Ｃ”相が発現した。その結果を第
３表に示す。

（以下余白） 第　　３ 表 Ｉｓ’：等吉相 Ｓ思Ａ　：スメクチックＡ相 Ｓａｃ”：カイラルスメクチックＣ相 ｇｌａｓｓ　ニガラス状態 実施例１８ 実施例１−１７で用いたのと同じ混合比の液晶組成物を
溶融状態からフィルムを形成し、表面速。

度の異なる２つのローラー間に２枚のＰＥＴフィルムを
介してはさみ、−軸延伸を行い、Ｓ鳳Ａ相から徐冷した
ところ、どの膜も偏光顕微鏡で観察すると良好な配向フ
ィルムが得られていることが確認された。

［発明の効果］ 以上説明した本発明によれば、電界に対する応答性が速
く、配向性、成膜性、メモリー性に優れ、大面積化する
ことができる、色素を含む液晶組成物が得られる。

、本発明の液晶組成物は、時計、電卓などの表示素子、
電子光学シャッター、電子光学絞り、光通信光路切替ス
イッチ、光変調器、液晶プリンターヘッド、メモリー、
焦点距離可変レンズなどの種々の電子光学デバイスなど
のオプトエレクトロニクス分野に利用することができる
。

手続補正書（自制 平成２年４月５　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　光学活性基を有する色素化合物と液晶重合体とを含
   有する液晶組成物。 ２　液晶重合体が、強誘電性液晶重合体である請求項１
   記載の液晶組成物。