JPH0554508B2 - - Google Patents

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JPH0554508B2
JPH0554508B2 JP59218635A JP21863584A JPH0554508B2 JP H0554508 B2 JPH0554508 B2 JP H0554508B2 JP 59218635 A JP59218635 A JP 59218635A JP 21863584 A JP21863584 A JP 21863584A JP H0554508 B2 JPH0554508 B2 JP H0554508B2
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JP
Japan
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Hirosuke Takuma
Kimitoshi Kato
Hiroshi Aiga
Yasuyuki Yamada
Isao Nishizawa
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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Mitsui Toatsu Chemicals Inc
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【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野) 本発明は、液晶に使用する黄色〜紫色系の新規
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。 (従来の技術及び発明が解決しようとする問題
点) 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つた。現在
使用されている液晶表示素子の大部分はツイステ
ツド・ネマチツク型液晶の電気光学効果を利用し
たもので、2枚の偏光板と組合せることを必須条
件として表示がなされるものであり、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
ツク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。 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
子の配列にしたがつ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もとづいてい
る。 ここで使用される二色性色素は、(1)少量で十分
な着色能力があること、(2)大きな二色性比を有
し、電圧印加−無印加により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抵限必要である。 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、デジタルクロツ
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つたり、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。 (問題点を解決するための手段) 本発明者らは、このような状況を踏え、鋭意検
討した結果、大きな二色性比を有し、かつ耐久性
に優れた新規二色性色素を見出すに至つた。 即ち、本発明は、液晶用色素として、一般式
() 〔式中、Xは水素原子、ハロゲン原子、水酸
基、シアノ基、シアノ基で置換されていてもよい
低級ジアルキルアミノ基、低級アルキル基、アル
コキシ基、アルコキシアルコキシ基、または
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】−N= CH−R、
【式】
【式】
【式】である。(ここでRは水 素原子またはアルキル基である。)また、これら
のベンゼン環の代わりにシクロヘキサン環であつ
てもよい。 Y1〜Y3は、水素原子、低級アルキル基、低級
アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、またはシ
アノ基を示す。 Z1〜Z2は、水素原子、アルキル基、低級アルコ
キシ基、シクロアルキル基、アルコキシアルコキ
シ基、シクロアルキルオキシアルコキシ基、アリ
ールオキシアルコキシ基、アリール基、ハロゲン
原子、シアノ基、またはジアルキルアミノ基を示
す。 Arは
【式】または
【式】 である。(ここでY4、Y5は、水素原子、ハロゲン
原子、アルキル基またはアルコキシ基である) Wは、=N−または=CH−である。 mは、1または2の整数を示す。〕 で示される黄色系〜紫色系の新規のベンゾオキサ
ゾール環を有するアゾ系二色性色素を提供するも
のである。 本発明二色性色素の特徴は、ジスアゾもしくは
トリスアゾのポリアゾ系化合物、またはアゾメチ
ン基を有するアゾ系化合物の分子長軸の末端に、
2−フエニルベンゾオキサゾール環または2−ビ
フエニルベンゾオキサゾール環骨格を導入したと
ころにあり、これにより類似の公知アゾ系二色性
色素にくらべ二色性が著しく向上する。 前記、本発明に係わる液晶用色素一般式()
におけるXの具体例としては、−H、−Br、−Cl、
−F、−I、−OH、−N(CH32、−CH3、−C2H5
N(C2H52、−N(CH3H72、−N(C4H92、−N
(C2H4CN)2、−OCH3、−OC2H5、O(CH23CH3
−O(CH27CH3、−OC2H4OC2H5、−OC2H5CH
(CH3)CH2C(CH33、−O(CH211CH3 などの構造式を有する基があげられる。 Y1〜Y3の具体例としては、−H、−CH3、−
C2H5、−OCH3、−OC2H5、−Br、−Cl、−F、−I、
−OH、−CNなどがあり、またY1とY2、または
Y4Y5が互いに連結したベンゼン環またはシクロ
ヘキサン環を形成していてもよい。 Z1、Z2の具体例としては、−H、−CH3、−
C2H5、−(CH22CH3、−CH(CH32、−
(CH27CH3、−CH2C(CH33、−(CH210CH3、な
どのアルキル基、−O−CH3、−O−C2H5、−O−
(CH27CH3、−O−C2H4CH(CH3)CH2(CH33
−O−(CH212CH3、などのアルコキシ基、−
OCH2CH2OC2H5、−OCH2CH2OCH2CH2CH
(CH32、などのアルコキシアルコキシ基、 などのシクロアルキルオキシアルコキシ基、 などのアリールオキシアルコキシ基、
【式】
【式】などのシ クロアルキル基、
【式】
【式】などのアリール基、−F、− Cl、−Brなどのハロゲン原子、シアノ基、
【式】
【式】などのジアルキル アミノ基である。 Arの具体例としては、
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】
【式】などの構造式を有する基があげ られる。 これらの一般式()におけるY1〜Y3、Z1
Z2及びY4〜Y5は、共に水素原子である場合が特
に二色性効果が大きく、また反応物の純度や原料
などの製造コストからの有利であるので好まし
い。 本発明のベンゾオキサゾール環を有するアゾ色
素の一般式()化合物は、常法により合成する
ことができる。例えば一般式()においてm=
1の化合物は、一般式() 〔式中、Z1及びZ2は一般式()と同じ意味を
表す。〕 で表わされるP−アミノフエニルベンゾオキサゾ
ール化合物を常法に従いジアゾ化し、一般式
()、あるいは() 〔式中、Y4およびY5は一般式()中のY4
よびY5と同じ意味を表わす。〕 で表わされる化合物にカツプリングし、次いで加
水分解して一般式()あるいは()を得る
か、またはジアゾ化した一般式()の化合物を
一般式()あるいは() 〔式中、Y4およびY5は一般式()と同じ意
味を表わす。〕 で表わされる化合物にカツプリングして、直接一
般式()あるいは() 〔式中Y4、Y5及びZ1、Z2は、一般式()と
同じ意味を表す。〕 で表わされるモノアゾ色素を得る。次にこのモノ
アゾ化合物をジアゾ化し、一般式() 〔式中、Xはヒドロキシ基、アミノ基、または
シアノ基で置換されていてもよい低級ジアルキル
アミノ基を表わす。〕 で示される化合物にカツプリングすればジスアゾ
色素を得ることができる。 また、一般式()のXがヒドロキシ基の場合
は、カツプリング終了後、引き続き所望のアルキ
ル化剤、またはアシル化剤などと反応させること
により、一般式()化合物のXの相応する置換
基に変換できる。 また一般式()または()の化合物に、一
般式() 〔式中Xは、一般式()と同じ意味を表わ
す。〕 で示される化合物でアゾメチン化すれば、一般式
()化合物のWが=CH−基であるものを得る
ことができる。 さらに一般式()化合物のXがH、ハロゲン
原子、シアノ基である化合物を得たい場合は、一
般式()のXが−NH2基である化合物のジア
ゾ化分解反応を行なえばよい。 こうして得られた一般式()の粗製色素は、
再結晶、カラムクロマトグラフイー等により精製
して、高純度の色素を得ることができる。 本発明の二色性色素の具体的代表例を表−1に
示す。 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
ZLI−1565)に溶解し、あらかじめホモジニアス
配向すべく処理した厚さ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(A
=)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⊥)を測定し、次式 二色比=A=/A⊥ より算出したものである。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。 本発明の二色性色素は液晶に含有されてカラー
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。 使用する液晶としては、例えば4−シアノ−
4′−n−ペンチルビフエニル、4−シアノ4′−n
−プロポキシビフエニル、4−シアノ4′−n−ペ
ントキシビフエニル、4−シアノ−4′−n−オク
トキシビフエニル、4−シアノ−4−′n−ペン
チルタ−フエニルなどのシアノ−ビフエニル系液
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
ノフエニル)−シクロヘキサン、トランス−4−
n−ペンチル−(4−シアノフエニル)−シクロヘ
キサン、トランス−4−n−ヘプチル−(4−シ
アノフエニル)−シクロヘキサン、トランス−4
−n−ペンチル−(4′−シアノビフエニル)−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−1565)などあげ
ることができる。 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−4′−イソペンチルビフエ
ニルなどの光学活性物質を加えた、電界無印加状
態では、コレステリツク相状態であり、電界印加
状態でネマチツク相状態に相転換する、いわゆる
カイラルネマチツ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
のではなく、その他のビフエニル系液晶、フエニ
ルシクロヘキサン系液晶、シツフベース系液晶、
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
用出来る。 本発明に係わ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
であつて、且つ、色素分子が液晶分子の配向によ
つて充分配向統制され得る範囲内であればよい
が、一般には液晶に対し0.01〜10重量%の濃度、
好ましくは0.01〜5重量%の濃度で使用するのが
良い。 また本発明に係わる二色性色素と他の二色性色
素、また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
ぜることによつて行なわれ、所望のカラー表示用
液晶組成物とすることが出来る。 実施例 以下に本発明のジスアゾ系二色性色素の合成例
を示し、次いで表−1に代表的な色素の構造、液
晶(メルク社商品記号ZLI−1565)中での二色比
および溶解色を示す。 実施例中の「部」は「重量部」を示す。 実施例 1 式 で表わされる化合物10部を、水150部に添加した
後、35%塩酸12部を加え、5℃以下に冷却し、10
%亜硝酸ソーダ水溶液40部を滴下、同温度で2時
間撹拌した後、スルフアミン酸を加え、ジアゾ化
液を得た。このジアゾ化液をPH=4にした後、α
−ナフチルアミノメタンスルホン酸ソーダ6.2部
を溶解した水溶液50部を滴下し、0〜5℃で2時
間撹拌した。反応液を過して得られた固体を水
洗し、ついで希薄苛性ソーダ水溶液1000部に加
え、80℃で1時間撹拌した。反応後、35%塩酸で
中和した後、過水洗、乾燥し、式 で表されるモノアゾ色素の粗生成物16部を得た。 得られたモノアゾ化合物4.0部をN,N−ジメ
チルホルムアミド100部に溶解し、35%塩酸水溶
液20部を加え、5℃以下に冷却し、10%亜硝酸ソ
ーダ水溶液10部を滴下し、同温度で2時間撹拌し
た後、スルフアミン酸を加え、ジアゾ化液を得
た。 このジアゾ化液に、N,N−ジメチルアニリン
4.0部をN,N−ジメチルホルムアミド10部に溶
解したものを滴下し、0〜5℃で2時間撹拌し
た。PH=4にした後、氷水100部を加え、過水
洗乾燥し、 式 で表されるジスアゾ色素5.1部を得た。これをト
ルエンに溶解し、シリカゲルを詰めたカラムによ
るカラムクロマトグラフイーにより分離精製し
て、後記の表−1 No.1のジスアゾ色素を得た。 次に小ビーカーにメルク社製液晶ZLI−1565と
上記のジスアゾ色素0.1部を加えて、約80℃に加
熱して、完全に清澄な溶液とした。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
晶溶液を封入した。 この表示装置は、電圧無印加時に紫色を示し、
電圧印加時には電極部分のみが無色となり、良好
なコントラストを示した。また二色比は極大吸収
波長545nmにおいて14.3を示した。 実施例 2 実施例1と同様にして、式 で表される化合物をジアゾ化して、PH=8〜9で
フエノールとカツプリングさせ、式 で表される化合物を得た。この化合物0.5部をN,
N−ジメチルホルムアミド50部に熱溶解し、ピリ
ジン2.0部、プロピオニルクロライド0.8部を加
え、80℃にて3時間撹拌した。室温まで冷却した
後、水100部を加え、ろ過水洗、乾燥し、式 で表される化合物ジスアゾ色素0.5部を得た。(表
−1のNo.7の色素) この精製色素の二色比は極大吸収波長448nmに
おいて、11.2を示した。 以下、これらの方法に準じて合成、精製して得
られた色素の色及び二色比を、実施例1,2の色
素を含めて表−1に示す。 比較例 ベンゾオキサゾール環で置換されたビフエニル
基を有しない20種の色素を合成、精製し、その二
色比を測定した。その構造、液晶中での二色比及
び溶解色を表−2に示す。
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】
【表】

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一般式() 〔式中、Xは水素原子、ハロゲン原子、水酸
    基、シアノ基、シアノ基で置換されていてもよい
    低級ジアルキルアミノ基、低級アルキル基、アル
    コキシ基、アルコキシアルコキシ基、または
    【式】【式】 【式】 【式】【式】−N= CH−R、【式】 【式】 【式】 である。(ここでRは水素原子またはアルキル基
    である。)また、これらのベンゼン環の代わりに
    シクロヘキサン環であつてもよい。 Y1〜Y3は、水素原子、低級アルキル基、低級
    アルコキシ基、水酸基、ハロゲン原子、またはシ
    アノ基を示す。 Z1〜Z2は、水素原子、アルキル基、低級アルコ
    キシ基、シクロアルキル基、アルコキシアルコキ
    シ基、シクロアルキルオキシアルコキシ基、アリ
    ールオキシアルコキシ基、アリール基、ハロゲン
    原子、シアノ基、またはジアルキルアミノ基を示
    す。 Arは【式】または【式】 である。(ここでY4、Y5は水素原子、ハロゲン原
    子、アルキル基またはアルコキシ基である。) Wは、=N−または=CH−である。 mは1または2の整数を示す。〕 で示される液晶表示用ベンゾオキサゾール環を有
    するアゾ系二色性色素。
JP59218635A 1984-10-19 1984-10-19 液晶表示用ベンゾオキサゾ−ル環を有するアゾ系二色性色素 Granted JPS6198768A (ja)

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DE3245751A1 (de) * 1982-12-10 1984-06-14 Bayer Ag, 5090 Leverkusen Azofarbstoffe und fluessigkristallines material enthaltend azofarbstoffe

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