JPH1060446A - 二色性色素、液晶組成物および液晶素子 - Google Patents
二色性色素、液晶組成物および液晶素子Info
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- JPH1060446A JPH1060446A JP8239997A JP23999796A JPH1060446A JP H1060446 A JPH1060446 A JP H1060446A JP 8239997 A JP8239997 A JP 8239997A JP 23999796 A JP23999796 A JP 23999796A JP H1060446 A JPH1060446 A JP H1060446A
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- Japan
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- liquid crystal
- group
- alkyl group
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 フッ素系液晶化合物に対する溶解性に優れ、
高い二色性と着色力をもつ色素を提供すること。 【解決手段】 下記一般式〔I〕 【化1】 (式中、Rfは3個以上のフッ素原子で置換された炭素
数1〜12のアルキル基を示し、Xは 【化2】 を示し、Z1 〜Z9 は水素原子、ハロゲン原子、メチル
基などを示す。)で表わされるアゾ系二色性色素。
高い二色性と着色力をもつ色素を提供すること。 【解決手段】 下記一般式〔I〕 【化1】 (式中、Rfは3個以上のフッ素原子で置換された炭素
数1〜12のアルキル基を示し、Xは 【化2】 を示し、Z1 〜Z9 は水素原子、ハロゲン原子、メチル
基などを示す。)で表わされるアゾ系二色性色素。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はアゾ系二色性色素及
びこれを含む液晶組成物ならびに液晶素子に関する。
びこれを含む液晶組成物ならびに液晶素子に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、液晶表示としてはツイストネマチ
ック(TN)型表示モード、スーパーツイストネマチッ
ク(STN)型表示モードなどの外に各種の表示モード
が提案されている。このうち液晶に色素を溶解して用い
るゲストホスト(GH)型表示方式が、広い視野角など
の特徴のために、自動車などの表示パネルとして広く用
いられている。このGHモードに用いられる二色性色素
の特性としては下記の項目 1)二色性 2)溶解性 3)耐光性 4)着色力 が優れていることが要求される。
ック(TN)型表示モード、スーパーツイストネマチッ
ク(STN)型表示モードなどの外に各種の表示モード
が提案されている。このうち液晶に色素を溶解して用い
るゲストホスト(GH)型表示方式が、広い視野角など
の特徴のために、自動車などの表示パネルとして広く用
いられている。このGHモードに用いられる二色性色素
の特性としては下記の項目 1)二色性 2)溶解性 3)耐光性 4)着色力 が優れていることが要求される。
【0003】他方、市場のニーズが大きいブラックの液
晶組成物を構成する上で必要な赤〜青色系の二色性色素
などについては、従来、末端にアルキル基、ニトロ基あ
るいはシアノ基を有する色素などが知られていた。フッ
素原子を含む置換基を有する色素としては、トリフルオ
ロメチル基を含む色素が一部検討されているが未だ充分
満足のいくものは得られていない。従来の二色性色素は
耐光性や溶解性に大きな難点があり、特に、TFT液晶
素子などに用いられているフッ素系液晶化合物に対する
溶解性などが充分ではないという問題点があった。
晶組成物を構成する上で必要な赤〜青色系の二色性色素
などについては、従来、末端にアルキル基、ニトロ基あ
るいはシアノ基を有する色素などが知られていた。フッ
素原子を含む置換基を有する色素としては、トリフルオ
ロメチル基を含む色素が一部検討されているが未だ充分
満足のいくものは得られていない。従来の二色性色素は
耐光性や溶解性に大きな難点があり、特に、TFT液晶
素子などに用いられているフッ素系液晶化合物に対する
溶解性などが充分ではないという問題点があった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の難点の
少ない二色性色素を含む液晶組成物および液晶素子を提
供することを目的とする。
少ない二色性色素を含む液晶組成物および液晶素子を提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らはフッ素置換
アルキル基を有するアゾ系色素がフッ素系液晶化合物に
対する溶解性に優れ、優れた二色性を示すことを見い出
し、この知見に基いて種々研究を続け、本発明に到達し
た。すなわち、本発明の要旨は、下記一般式〔I〕
アルキル基を有するアゾ系色素がフッ素系液晶化合物に
対する溶解性に優れ、優れた二色性を示すことを見い出
し、この知見に基いて種々研究を続け、本発明に到達し
た。すなわち、本発明の要旨は、下記一般式〔I〕
【0006】
【化3】
【0007】(式中、R1 、R2 は水素原子、アルキル
基、アルコキシアルキル基、フルオロアルキル置換アル
キル基、非イオン性置換基を有していてもよいアラルキ
ル基または非イオン性置換基を有していてもよいシクロ
ヘキシルアルキル基を示し、また、R1 とR2 は互いに
連結して含窒素脂肪族環を形成してもよい。Rfは3個
以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜12のアルキ
ル基を示す。Xは
基、アルコキシアルキル基、フルオロアルキル置換アル
キル基、非イオン性置換基を有していてもよいアラルキ
ル基または非イオン性置換基を有していてもよいシクロ
ヘキシルアルキル基を示し、また、R1 とR2 は互いに
連結して含窒素脂肪族環を形成してもよい。Rfは3個
以上のフッ素原子で置換された炭素数1〜12のアルキ
ル基を示す。Xは
【0008】
【化4】
【0009】を示す。Z1 〜Z9 はそれぞれ水素原子、
ハロゲン原子、メチル基、ヒドロキシ基またはメトキシ
基を示し、Z1 とZ2 、Z4 とZ5 およびZ7 とZ
8 は、更に、互いに連結して脂肪族環、芳香族環または
含窒素芳香族環を形成する基であってもよい。また、R
1 とZ9 およびR2 とZ8 は互いに連結して含窒素脂肪
族環を形成してもよい。mは0〜2、nは0または1の
数を示す。)で表わされるアゾ系二色性色素およびこれ
を含む液晶組成物、更にこの液晶組成物を用いた液晶素
子に存する。
ハロゲン原子、メチル基、ヒドロキシ基またはメトキシ
基を示し、Z1 とZ2 、Z4 とZ5 およびZ7 とZ
8 は、更に、互いに連結して脂肪族環、芳香族環または
含窒素芳香族環を形成する基であってもよい。また、R
1 とZ9 およびR2 とZ8 は互いに連結して含窒素脂肪
族環を形成してもよい。mは0〜2、nは0または1の
数を示す。)で表わされるアゾ系二色性色素およびこれ
を含む液晶組成物、更にこの液晶組成物を用いた液晶素
子に存する。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明に用いる前記一般式〔I〕
で表わされるフッ素置換アルキル基を有するアゾ色素は
下記一般式〔II〕
で表わされるフッ素置換アルキル基を有するアゾ色素は
下記一般式〔II〕
【0011】
【化5】
【0012】(式中、Rf、X、nは前示一般式〔I〕
におけると同一の意義を有する)で示されるフェノール
類と下記一般式〔III 〕
におけると同一の意義を有する)で示されるフェノール
類と下記一般式〔III 〕
【0013】
【化6】
【0014】(式中、R1 、R2 、Z1 〜Z9 およびm
は前示一般式〔I〕におけると同一の意義を有する)で
示されるアゾ化合物を公知の反応によりエステル結合を
形成させるか、あるいは、下記一般式〔IV〕
は前示一般式〔I〕におけると同一の意義を有する)で
示されるアゾ化合物を公知の反応によりエステル結合を
形成させるか、あるいは、下記一般式〔IV〕
【0015】
【化7】
【0016】(式中、Rf、X及びnは前示一般式
〔I〕におけると同一の意義を有する)で示されるフッ
素置換アルキル基を含むアニリン類を用いて、公知のジ
アゾ化カップリング反応を適用することにより合成する
ことができる。前示一般式〔I〕に於けるR1 、R2 は
それぞれ独立に水素原子;メチル、エチル、直鎖状また
は分枝状のプロピル、ブチル、ヘキシル、オクチルなど
の炭素数1〜18のアルキル基;エトキシメチル、ブト
キシメチル、エトキシエチル、ブトキシエチルなどの総
炭素数1〜18のアルコキシアルキル基;パーフルオロ
エチルメチル、パーフルオロブチルエチル、パーフルオ
ロヘキシルエチルなどの総炭素数1〜18のフルオロア
ルキル置換アルキル基;ベンジル、フェネチル、4−ブ
チルベンジル、4−ブトキシエチルベンジル、4−ペン
トキシベンジル、4−クロルベンジルなどの非イオン性
置換基(例えばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原
子)を有していてもよいアラルキル基;ブチルシクロヘ
キシルメチル、オクチルシクロヘキシルメチルなどのア
ルキルシクロヘキシルアルキル基など非イオン性置換基
(例えばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子)を
有していてもよいシクロヘキシルアルキル基が挙げら
れ、またR1 、R2 は互に連結してピロリジン環、ピペ
リジン環、モルホリン環などの含窒素脂肪族環を形成し
てもよい。
〔I〕におけると同一の意義を有する)で示されるフッ
素置換アルキル基を含むアニリン類を用いて、公知のジ
アゾ化カップリング反応を適用することにより合成する
ことができる。前示一般式〔I〕に於けるR1 、R2 は
それぞれ独立に水素原子;メチル、エチル、直鎖状また
は分枝状のプロピル、ブチル、ヘキシル、オクチルなど
の炭素数1〜18のアルキル基;エトキシメチル、ブト
キシメチル、エトキシエチル、ブトキシエチルなどの総
炭素数1〜18のアルコキシアルキル基;パーフルオロ
エチルメチル、パーフルオロブチルエチル、パーフルオ
ロヘキシルエチルなどの総炭素数1〜18のフルオロア
ルキル置換アルキル基;ベンジル、フェネチル、4−ブ
チルベンジル、4−ブトキシエチルベンジル、4−ペン
トキシベンジル、4−クロルベンジルなどの非イオン性
置換基(例えばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原
子)を有していてもよいアラルキル基;ブチルシクロヘ
キシルメチル、オクチルシクロヘキシルメチルなどのア
ルキルシクロヘキシルアルキル基など非イオン性置換基
(例えばアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子)を
有していてもよいシクロヘキシルアルキル基が挙げら
れ、またR1 、R2 は互に連結してピロリジン環、ピペ
リジン環、モルホリン環などの含窒素脂肪族環を形成し
てもよい。
【0017】Rfはトリフルオロメチル基、ペンタフル
オロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオ
ロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、ヘプタデカ
フルオロオクチル基などの炭素数1〜12のパーフルオ
ロアルキル基もしくは3H−パーフルオロプロピル基、
4H−パーフルオロブチル基、6H−パーフルオロヘキ
シル基、8H−パーフルオロオクチル基など末端に水素
原子を1個含有する炭素数1〜12のω−H−パーフル
オロアルキル基、その他トリフルオロメチルメチル基、
パーフルオロブチルエチル基、パーフルオロオクチルエ
チル基などのような3個以上のフッ素原子で置換された
炭素数1〜12のアルキル基を示す。
オロエチル基、ヘプタフルオロプロピル基、ノナフルオ
ロブチル基、ウンデカフルオロペンチル基、ヘプタデカ
フルオロオクチル基などの炭素数1〜12のパーフルオ
ロアルキル基もしくは3H−パーフルオロプロピル基、
4H−パーフルオロブチル基、6H−パーフルオロヘキ
シル基、8H−パーフルオロオクチル基など末端に水素
原子を1個含有する炭素数1〜12のω−H−パーフル
オロアルキル基、その他トリフルオロメチルメチル基、
パーフルオロブチルエチル基、パーフルオロオクチルエ
チル基などのような3個以上のフッ素原子で置換された
炭素数1〜12のアルキル基を示す。
【0018】R1 、R2 またはRfのアルキル基、アル
コキシ基、フッ素置換アルキル基は直鎖状でも分岐状で
もよいが、二色性の点からは直鎖状であることが好まし
い。Z1 〜Z9 は、それぞれ、水素原子、塩素原子、臭
素原子、フッ素原子などのハロゲン原子、メチル基、ヒ
ドロキシ基またはメトキシ基を示し、Z1 とZ2 、Z4
とZ5 またはZ7 とZ8 が互いに連結した場合はテトラ
リン環の脂肪族環部分、ナフタリン環の芳香族環部分ま
たはキノリン環の含窒素芳香環部分を形成してもよく、
R1 とZ9 またはR2 とZ8 は互に連結してジュロリジ
ン環、テトラヒドロキノリン環などの含窒素脂肪族環部
分を形成してもよい。
コキシ基、フッ素置換アルキル基は直鎖状でも分岐状で
もよいが、二色性の点からは直鎖状であることが好まし
い。Z1 〜Z9 は、それぞれ、水素原子、塩素原子、臭
素原子、フッ素原子などのハロゲン原子、メチル基、ヒ
ドロキシ基またはメトキシ基を示し、Z1 とZ2 、Z4
とZ5 またはZ7 とZ8 が互いに連結した場合はテトラ
リン環の脂肪族環部分、ナフタリン環の芳香族環部分ま
たはキノリン環の含窒素芳香環部分を形成してもよく、
R1 とZ9 またはR2 とZ8 は互に連結してジュロリジ
ン環、テトラヒドロキノリン環などの含窒素脂肪族環部
分を形成してもよい。
【0019】また、mは0〜2のいずれか、nは0また
は1の数を示す。本発明の液晶組成物は前示一般式
〔I〕で示されるアゾ系二色性色素を、〔液晶デバイス
ハンドブック;日本学術振興会第142委員会編(19
89);p154〜p192、p715〜p722〕記
載のネマチックあるいはスメクチック相を示すビフェニ
ル系、フェニルシクロヘキサン系、フェニルピリミジン
系、シクロヘキシルシクロヘキサン系などの各種の液晶
化合物または液晶組成物に公知の方法で混合することに
より容易に調製することができる。このような液晶化合
物の例としては、特開平3−14892号公報等に記載
の化合物が挙げられる。この他、TFT液晶素子に用い
られるフッ素系液晶も好適に使用できる。
は1の数を示す。本発明の液晶組成物は前示一般式
〔I〕で示されるアゾ系二色性色素を、〔液晶デバイス
ハンドブック;日本学術振興会第142委員会編(19
89);p154〜p192、p715〜p722〕記
載のネマチックあるいはスメクチック相を示すビフェニ
ル系、フェニルシクロヘキサン系、フェニルピリミジン
系、シクロヘキシルシクロヘキサン系などの各種の液晶
化合物または液晶組成物に公知の方法で混合することに
より容易に調製することができる。このような液晶化合
物の例としては、特開平3−14892号公報等に記載
の化合物が挙げられる。この他、TFT液晶素子に用い
られるフッ素系液晶も好適に使用できる。
【0020】また本発明の液晶組成物はコレステリルノ
ナノエートなどの液晶相を示しても示さなくても良い光
学活性化合物を含有してもよく、あるいは紫外線吸収
剤、酸化防止剤などの各種の添加剤を含有しても良い。
このようにして得られた液晶組成物を、少なくとも一方
が透明な電極付基板間に挟持することにより、ゲストホ
スト効果を応用した素子〔松本正一、角田市良“液晶の
最新技術”工業調査会、34(1983);J.L.F
ergason,SID85Digest,68(19
85)等〕などを構成することができる。該基板として
は通常ガラス板或いはアクリル樹脂、ポリカーボネート
樹脂、エポキシ樹脂等の各種合成樹脂板が挙げられ、そ
の基板上に電極層が形成される。透明電極層としては、
酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化
スズ等の金属酸化物から成るものが通常使用される。透
明電極層の液晶に接する表面は必要に応じて配向処理を
施す。該配向処理の方法としては、例えばポリイミドを
塗布して平行配向にする方法、SiOを斜めの角度から
蒸着して平行配向にする方法等が適宜用いられる。通
常、基体は互に配向処理層面が対向するようにしてスペ
ーサー等を介して一体化し、通常1〜50μm、好まし
くは1〜15μmの素子間隔の素子を構成し、この素子
間隔の中に液晶を封入することにより液晶素子が作成さ
れる。
ナノエートなどの液晶相を示しても示さなくても良い光
学活性化合物を含有してもよく、あるいは紫外線吸収
剤、酸化防止剤などの各種の添加剤を含有しても良い。
このようにして得られた液晶組成物を、少なくとも一方
が透明な電極付基板間に挟持することにより、ゲストホ
スト効果を応用した素子〔松本正一、角田市良“液晶の
最新技術”工業調査会、34(1983);J.L.F
ergason,SID85Digest,68(19
85)等〕などを構成することができる。該基板として
は通常ガラス板或いはアクリル樹脂、ポリカーボネート
樹脂、エポキシ樹脂等の各種合成樹脂板が挙げられ、そ
の基板上に電極層が形成される。透明電極層としては、
酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化
スズ等の金属酸化物から成るものが通常使用される。透
明電極層の液晶に接する表面は必要に応じて配向処理を
施す。該配向処理の方法としては、例えばポリイミドを
塗布して平行配向にする方法、SiOを斜めの角度から
蒸着して平行配向にする方法等が適宜用いられる。通
常、基体は互に配向処理層面が対向するようにしてスペ
ーサー等を介して一体化し、通常1〜50μm、好まし
くは1〜15μmの素子間隔の素子を構成し、この素子
間隔の中に液晶を封入することにより液晶素子が作成さ
れる。
【0021】
【実施例】次に、本発明を実施例により、具体的に説明
するが本発明はこれら実施例により何ら限定されるもの
ではない。 実施例1 下記構造式〔V〕で表わされるフッ素置換アルキル基を
有するフェノールと、
するが本発明はこれら実施例により何ら限定されるもの
ではない。 実施例1 下記構造式〔V〕で表わされるフッ素置換アルキル基を
有するフェノールと、
【0022】
【化8】
【0023】下記構造式〔VI〕で表わされるアゾ化合物
を
を
【0024】
【化9】
【0025】公知の方法によりエステル結合を形成させ
て、融点225〜227℃の下記構造式〔VII 〕で表わ
されるアゾ色素を得た。
て、融点225〜227℃の下記構造式〔VII 〕で表わ
されるアゾ色素を得た。
【0026】
【化10】
【0027】このアゾ系色素を商品名ZLI−4792
(E.MERCK社製)として市販されているフッ素系
液晶混合物に1wt%の濃度で溶解させ赤色のゲストホ
スト型液晶組成物を調製した。これをポリイミド系樹脂
を塗布、硬化、ラビング処理した透明電極付きガラス基
板を対向させ、液晶が平行配向となるように構成したギ
ャップ9μmのセルに封入した。この赤色に着色したセ
ルの配向方向に平行な直線偏光に対する吸光度(A//)
および配合方向に垂直な直線偏光に対する吸光度(A
⊥)を測定し、その吸収ピーク(λmax:516n
m)におけるオーダーパラメーター(S)を下記の式
(E.MERCK社製)として市販されているフッ素系
液晶混合物に1wt%の濃度で溶解させ赤色のゲストホ
スト型液晶組成物を調製した。これをポリイミド系樹脂
を塗布、硬化、ラビング処理した透明電極付きガラス基
板を対向させ、液晶が平行配向となるように構成したギ
ャップ9μmのセルに封入した。この赤色に着色したセ
ルの配向方向に平行な直線偏光に対する吸光度(A//)
および配合方向に垂直な直線偏光に対する吸光度(A
⊥)を測定し、その吸収ピーク(λmax:516n
m)におけるオーダーパラメーター(S)を下記の式
【0028】
【数1】S=(A//−A⊥)/(A//+2A⊥)
【0029】から求めた結果、S=0.78であった。 実施例2 下記構造式〔VIII〕で表わされるフッ素置換アルキル基
を有するカルボン酸と、
を有するカルボン酸と、
【0030】
【化11】
【0031】実施例1で使用したと同一の構造式〔VI〕
で表わされるアゾ化合物を公知の方法によりエステル結
合を形成させて、融点242〜244℃の下記構造式
〔IX〕で表わされるアゾ色素を得た。
で表わされるアゾ化合物を公知の方法によりエステル結
合を形成させて、融点242〜244℃の下記構造式
〔IX〕で表わされるアゾ色素を得た。
【0032】
【化12】
【0033】このアゾ系色素を実施例1と同様に商品名
ZLI−4792(E.MERCK社製)として市販さ
れているフッ素系液晶混合物に溶解させて液晶組成物を
調製し、これをセルに封入した。その吸収ピーク(λm
ax:515nm)におけるオーダーパラメーター
(S)は0.79であった。 実施例3 上記の実施例1、2に準じた方法により得られたアゾ系
色素のフッ素系液晶混合物:商品名ZLI−4792
(E.MARCK社製)中におけるオーダーパラメータ
ー(S)と色相を表−1に示す。
ZLI−4792(E.MERCK社製)として市販さ
れているフッ素系液晶混合物に溶解させて液晶組成物を
調製し、これをセルに封入した。その吸収ピーク(λm
ax:515nm)におけるオーダーパラメーター
(S)は0.79であった。 実施例3 上記の実施例1、2に準じた方法により得られたアゾ系
色素のフッ素系液晶混合物:商品名ZLI−4792
(E.MARCK社製)中におけるオーダーパラメータ
ー(S)と色相を表−1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】
【表3】
【0037】
【表4】
【0038】
【表5】
【0039】
【表6】
【0040】
【発明の効果】本発明の高い二色性と高い着色力をもつ
二色性色素を含むフッ素系液晶組成物などにより、コン
トラストおよび耐久性に優れた表示素子などの液晶素子
を構成することができる。
二色性色素を含むフッ素系液晶組成物などにより、コン
トラストおよび耐久性に優れた表示素子などの液晶素子
を構成することができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 下記一般式〔I〕 【化1】 (式中、R1 、R2 は水素原子、アルキル基、アルコキ
シアルキル基、フルオロアルキル置換アルキル基、非イ
オン性置換基を有していてもよいアラルキル基または非
イオン性置換基を有していてもよいシクロヘキシルアル
キル基を示し、また、R1 とR2 は互いに連結して含窒
素脂肪族環を形成してもよい。Rfは3個以上のフッ素
原子で置換された炭素数1〜12のアルキル基を示す。
Xは 【化2】 を示す。Z1 〜Z9 はそれぞれ水素原子、ハロゲン原
子、メチル基、ヒドロキシ基またはメトキシ基を示し、
Z1 とZ2 、Z4 とZ5 およびZ7 とZ8 は、更に、互
いに連結して脂肪族環、芳香族環または含窒素芳香族環
を形成する基であってもよい。また、R1 とZ9 および
R2 とZ8 は互いに連結して含窒素脂肪族環を形成して
もよい。mは0〜2、nは0または1の数を示す。)で
表わされるアゾ系二色性色素。 - 【請求項2】 液晶化合物と請求項1記載の二色性色素
を含む液晶組成物。 - 【請求項3】 少なくとも一方が透明な二枚の電極付基
板間に請求項2に記載の液晶組成物を挟持してなる液晶
素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8239997A JPH1060446A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 二色性色素、液晶組成物および液晶素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8239997A JPH1060446A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 二色性色素、液晶組成物および液晶素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1060446A true JPH1060446A (ja) | 1998-03-03 |
Family
ID=17052940
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8239997A Pending JPH1060446A (ja) | 1996-08-23 | 1996-08-23 | 二色性色素、液晶組成物および液晶素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1060446A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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1996
- 1996-08-23 JP JP8239997A patent/JPH1060446A/ja active Pending
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