JPS5974159A - アントラキノン系化合物およびそれを用いる液晶表示素子 - 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】 本発明は新規なアントラキノン系化合物およびそれを含
有する液晶組成物を用いることを特徴とする液晶表示素
子゛に関する。

現在、ねじれネマティック型液晶表示素子を用いた電卓
、時計等が商品化されているが、ねじれネマティック型
液晶表示素子を用いたものは、■偏光板を使用する為、
周囲光を利用する反射型でカラー偏光板を用いるカラー
表示の場合は表示が暗い、■視野角が狭いといった欠点
を持っている。

又、液晶中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■偏光板を必ずしも必要としない
為、明るい反射型カラー表示が可能、■添加する色素の
選択により表示色が多彩、■視野角が広い、といった特
徴を持っており、又、偏光板を用い内部照明型（透過型
）とすれは型番こ高輝度、高コントラストの表示も可能
である等、近年の市場の多様性に適応できる表示素子で
ある。しかし、従来のゲスト−ホスト型液晶表示素子は
、コントラストおよび寿命を共（こ充分満足させること
はできない。この原因は、従来の二色性色素が、二色性
と耐光性共蚤こ優れた特性を持っていなかった事にある
。従来の二色性色素としては、主にアゾ系及びアントラ
キノン系色素が知られている。アゾ系は一般に二色比８
〜ＩＯ１耐光寿命散光寿命数千概して二色比は高いが射
光寿命は短かい。一方アントラキノン系は一般に二色比
は６〜９、耐光寿命数万時間と射光寿命は充分な特性が
得られているが二色比が低い特性しか得られていない。

本発明者らは上記ゲスト−ホスト効果を利用した表示素
子用の色素について検討した結果、二色比、耐光性とも
に優れた色素を見い出し本発明を完成した。

すなわち、本発明は下記一般式（Ｉｌ ｏ　　０Ｉ−１ 〔式中、Ａは酸素１宗子またはイオウ原子、基、アリー
ルオキシ基、アリールチオ基、アラルキルオキシ基、ア
ラルキルチオ シクロヘキシル基、）入ロゲン原子、ピペリに１　、Ｒ
−２は水素原子、アルキル基、アリール基またはアラル
キル基を表わす。ｋ。

Ｒ１　、に２の置換基においてアルキル鎖、アリール環
は更に置換されていてもよい。〕で示されるアントラキ
ノン系化合物、および少なくとも一方が透明な一対の電
極基板間に液晶組成物を充てんしてなる液晶表示素子に
おいて、前記液晶組成物として一般式ｆＩ）で示される
アントラキノン系化合物を一種または二種以上含有する
液晶組成物を用いることを特徴とする液晶表示素子であ
る。

一般式（Ｉ）の艮としては、具体的（こは、水素原子、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、アミル基
、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、ドデシル基、メ
トキシプロピル基、エトキシエチル基、プロポキシエチ
ル基、ヘキシルオキシエチル基、エトキシエトキシエチ
ル基などの直鎖もしくは分岐状のアルキル基、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、アミルオ
キシ基、ヘキシルオキシ基なとの直鎖もしくは分岐状の
アルコキシノ、（、エチルチオ基、プロピルチオ基、ブ
チルチオ基、ヘキシルチオ基などのアルキルチオ基、フ
エ、−ル基、ｌ）−プロピルフェニル基、１）−フチル
フ□ニル７Ａ、Ｐ−へキシルフ□ニル基、Ｐ−エトキシ
フェニル基、Ｐ−ブトキシフェニル基などのアリール基
、ベンシル基、ｐ　−ブチルベンジル基なとのアラルキ
ル基、フェノキシ基　１）−ブチルフェノキシ基、Ｐ−
フトギシフェノキシ基などのアリールオキシ斌、フェニ
ルチオ基、ｐ−ブチルフェニルチオ基ｔＡとのアリール
チオ基、ペンジルオキン基、ｌ’−ブチルベンジルオキ
シ基、ｐ−ブヂルフェネチルオギシ基などのアラルキル
オキシ基、Ｐ−ヘキシルペンシルチオ基、ｐ−プロピル
フェネチルチオなどのアラルキルチオ基、シクロヘキシ
ル基、クロル原子、ブロム１県子などのハロゲン原子、
ジエチルアミノ基、ヒスエトキシエチルアミノ基、Ｐ−
ブチルアニリノ基、アニリノ基、Ｎ−メチル−Ｐ−へキ
シルベンジルアミノ基なとのアミンジ（（、ヒヘリジノ
ハ、ピペラジ７基、モルホＩＪ　／　）＋ｋ、ピロリジ
ノ基などか代表的な置換基としてあけられる。Ｘで示さ
れるハロゲン原子としては、塩素原子、臭素原子または
ヨード１県子があげられる。

一般式ｔＴ、）で示されるアントラキノン系化合物は、
一般式ｆ［）で示されるアントラキノン系化合物と一般
式（叩で示されるフェノールまたはチオフェノール誘導
体をＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド、スルホラン、Ｎ−
メチルピロリドンまたはジメチルスルホキシド等の溶媒
の存在下に、昌度８０〜２００℃、好ましくは１１０〜
１６０℃で反応させること（こより合成される。

〔式中、Ａ、艮は）】ｊ１記の意味を表わし、Ｙｌ。

Ｙ２はハロゲン原子を表わす。〕 一般式（１１）で示されるアントラキノン系化合物（」
、たとえ（４ｆ　　下記反応ルートにより合成さｌしる
。

〔式中、Ｙはハロゲン原子を表わす。〕（Ｃ）（ｂ）の
方法において１．５−ジアミノアントラキノンの代りに
１．８−ジアミノアントラキノンを使用し同様の反応を
行うこと番こより下記アントラキノン系化合物が得られ
る。

このようにして得られる化合物を下表１と示す。

　　０Ｈ Ａ　　　　　ＲＡ　　　　　　　Ｘ ■−０５鳩、−ｎ０６−１３ｒ ３、　　０５”Ｉ＋　”　　　　　０　　６　Ｃｅ４−
０５鳩、−ｎＣ７−１３ｒ ６、　　　ｃ５ｎ、、　ｎ　　　　　Ｃ７”Ｃ７、（−
ＪＬ＋　ｎ　　　　　（）　　　６Ｂｒ９、　−Ｃ４１
−１９−ｔ　　　　　Ｃ６−Ｂｒ魚　　　　　ＲＡ　　
　　　　　　　　　Ｘ１０、　　　　　−Ｃ，Ｆ（、−
Ｌ　　　　　　　　　　　　　０　　　　　　　６　０
ｕ　６４ト１９−１１１、　　ＯＣ４Ｈ９ｒ＋　　　０
　７０４ン０−Ｃ４１］９−ｎ１２、　　−Ｃ２１（４
０Ｃ，Ｈ，−ｎ　　　、、　　　６−Ｃｅ１３、　　　
　−Ｃ２）ξ　　　　　　　　　　　　　　　ｅ　　　
　　　６−ｓ＋　ｃ、、ｎ５１４、　　ＲＤＯ７−ｃ（
４ １５、−ＣＨ２−Ｃｌ＞　　　０　６−Ｂｒ１６、　−
ＮＨ−Ｊつ　　０　６ｑ）＠−Ｎｌ−１−ｅＪ）１７−
０−Ｃ２Ｈ５Ｓ　　７−５分ＱＣ２ＩＩ５２１、　　Ｈ
０６−ｎＣ ２２、ＨＯ６−ｃ（＜ ２３、−５Ｃ２Ｈ６０７−Ｃｅ ２４÷ｏｃ２Ｆ＋５ｏ　　６−’Ｂｒ ２５、　　Ｃ３Ｈ７ｊ　　　０　６−０＝ＣＩ＞−Ｃｑ
”’７’馬　　　　　　；ζ　　　　　　　　Ａ　　　
　　　　　Ｘ２６、　　−Ｃ，２１−１２，、−ｎ　　
　　　　０　　６−Ｂｒ次（こ、本発明を図面を用いて
更に詳細に説明する。第１図は不発明の液晶表示素子を
収めた透過型液晶表示装置の一例を示す断面略図−（あ
り、第２図は本発明の他の実施例の反射型液晶表示素子
の断面略図である。第１゜２図において、１は透明ガラ
ス基板、２は透明カラス１に板の内側（こ設けられた酸
化インジウムの様な透明電極、３は例えはテフロンフィ
ルム（こよるスペーサーであり、これ（こよりセルの厚
さか１０〜２０μｍ　（こ調整されている、４は二色性
色素を含むネマティック液晶組成物であり、５はこの索
子ｔこ印加する電源であり、直流又は交流が用いられる
。６は入射光であり、７は観視者の目であり、８は偏光
板であり、９は光散乱板である。本装置において、透明
′小極表面は綿布等で一方向に摩弊するノブ法、または
、酸化珪素等を斜蒸着する方法等により液晶および二色
性色素か透明電極表面に平行配向するように表面処理か
されている。

本発明に使用される正のａ％　’ｉｔｉ異方性を示すネ
マティック液晶としては、一般式 〔式中、艮３　、に４の一方かシアン基、他方かアルキ
ル基、アルコキシ基、アルキルフェニル基ままたはアル
コキシフェニル基を表わす。〕 て示される物質等の単体またはこれらの混合物かあげら
れる。

第１図には迅、Ｉ、ｌ力量の表示装置を示しであるか第
２図の如き反射型の表示装置ａでもよい。

この場合、パネル背後に光散乱板９を設ける。

以」二、′耐圧を印加すると色が消える型の表示装ｆｉ
′ｆを示したが、これとは逆に電圧を印加すると〔へを
呈するようになる表示装置を構成することかできる。

すなわち液晶として負の誘電異方性を示すネマティック
液晶を用い透明′甑極表面をＮ９Ｎ−ジメチル−Ｎ−オ
クタデシル−３−アミノプロピルトリメトキシシリルク
ロライド、ジメチルジクロロシラン、またはメチルトリ
クロロシラン等の表面活性剤で処理するか、または液晶
中にセチルトリメチルアンモニウムフロライド等の配向
剤を混入して、液晶および二色性色素を透明電極表面に
垂直に配向するようをこして表示装置を構成することが
できる。

また、ネマティック液晶に少量のコレステリック液晶ま
たはカイラルネマティック成品を混合した場合は、いわ
ゆる相転移型（又は、ホワイト・ティラー型とも呼ばれ
る）ゲスト−ホスト効果番こよる表示素子となり、偏光
板は不要で反射型でも制いコントラストが得られる。

次Ｊど、本発明を実施例メこより説明する。

文中、部とあるのは重搦部を表わす。またλｎ１ａＸ　
値はＥ　３　（Ｂｌ）ＨＣｈｅｍｉｃａｌｓ）中での値
である。

実施例１ （化合物１ａ　ｌ　、　、りａ２の合成）■−アミノー
２．６−ジプロムー４−ヒドロキシアントラキノン４．
０部とｐ−ｎ　−アミルフェノール４．９　ｐ、＋ｓお
よび炭酸カリ４．０部をＮ、Ｎ−ジメチルホルム了ミド
ＩＯ部中に入れ、１３０〜１８５℃で８時間保温する。

反応終了後、１％醒性ソーダ水１００訊中に圧入し、析
出した結晶を濾過水洗を行い乾：）ｉψし、粗生成物４
．７部を得た。粗生［戊吻をカラムクロマトグラフィー
により分冊゛：１稍仰を待い、下記化合物を得た。

、４ｔｒ、　　１ λｍａｘ５２９ｎｍ、５１３８ｎｍ ｎ１．Ｐ、　１８５〜１８７℃ ）ｔ＝２ λｍａｘ　５２２ｎｍ、５６０ｎｍ ｍ、Ｐ、　１３９−１４１’Ｃ。

実施例２ （化合物ＩＥ＝　８の合成） ■−アミノー２−ブロム−６−クロル−４−ヒドロキシ
アントラキノン３．５部とＰ−ｎ−アミルフェノール２
．５部および苛性力ＩＪ　０．７　部をスルホラン１０
部中（こ入れ、１１０〜１２０℃で４時間保温する。反
応終了後、１％ｇｆ性ソーダ水１００部中に注入し、析
出した結晶を濾過水洗を行いψ、燥・′７し、粗生成物
８．９部を得た。粗生成牛ソ１をカラムクロマトグラフ
ィー（こより分離精製を行い、下記化合物を得た。

ｉ　３ λ＋ｎａｘ　５２７　ｎｍ、　５６５ｎｍｍ、Ｐ、　１
８２〜１８４℃ ’Ｊ／ＩＮ＃例３ 実施例１１こおいて、Ｐ−ｎ−アミルフェノール４．９
都の代りに、Ｐ−ｎ−プチルフヱノール５．５　ｆｌｌ
（、ｐ　−ｔ−ブチルフェノール４５部またはＰ−ベン
ジルフェノール５．５ｒｆ’ｓを使用ｊして他は実施例
１と同様に行ってド記の化合物を得た。

１ｂ７ ｈ８ λｍａＸ　５２２ｎｍ、５６０ｎｍ １ｔＬ９ λｍａｘ　　５２９ｎｍ、５６８ｎｍ ゐ　ｌΦ 　　０Ｈ λｍａｘ　　５２２ｎｍ、５６０ｎｍ ｌに　１５ λｍａｘ　　５３０ｎｍ、５６８ｎｍ 実施例４ 実施例２Ｉこおいて、Ｐ　　”−ア・ミ・ルフェ７′−
ル２５部の代りをこｐ−ｎ−プロポキシエチルフェノー
ル フヱノール２８柑りまたはフェノ−１１１．４部を使用
すること擾こより下記化合物を得た。

馬　１２ λｍａｘ　５２７ｎｍ，５６５ｎｍ 〕＃ａ．１８ λｍａｘ　５２６ｎｍ，５６５ｎｍ 、６　２２ λｍａｘ　５２６ｎｍ，　５５５ｎｍ 実施例５ 液晶および二色性色素が透明′ｔ１１極に平行になる線
番こ処理した成品セルｆこ４−シアノ＋＋’　４　ｆ　
　Ｈ−ペンチルビフェニル４３％、４−シアノ−４′−
ｎ−プロポキシビフェニル１７％、４−シアノ−４′−
〇ーペントキシビフェニル１３％、４−シア／−４′−
ｎ−オクトキシヒフェニル１７％、４−ジアツー４′−
ｎ−ペンチルビフェニルｌＯ％の液晶重合４Ｍ　（　Ｅ
　８、１３１）ｌ−］　Ｃｈｅｍｉ　ｃａ　Ｉ　ｓ）に
前記のｔｌｈ　１の色素を１％ｌ′１：ｇ　’ｉ１１シ
た液晶の組成物を入れた。

液晶表示素子に約６ボルト電圧をかけると赤色の液晶セ
ルがほぼＩＩＩ色１こ変化する。

本液晶表示素子中での．五１の色素のλｍａｘは５　２
　９　ｎｍと５６８ｎｍ　テあり、本Ｒ４１　晶Ｓ　示
素子の耐光性は非常１こ良好であった。

実施例６ 垂直配向又は、平行配向処理した液晶セル）こ、誘′咽
異方性が正のネマティック、罹晶１ｉ　８　ｔこコレス
テリック液晶材コレステリールクロライド１０％（市−
１比）を添加した由１合液晶に＋ｌｉＪ記の流ｌの色素
を１％溶解させた液晶組成物を注入した。第２図の構成
ｌこおいて、この液晶表示素子は゛屯圧無印加時は黄色
１こ着色し、１５Ｖ程度以上の電圧を印加すると無色に
なり、偏光板を使用しなくても明るい商コントラストの
反射型表軍か胃られた。なお、混合液晶に用いるコレス
テリック液晶材は上記コレステリールクロライドの他（
こコレステリル誘導体や、ビフェニールあるいはエステ
ル系等のカイラルネマティック材も同様（こ利用できる
。

【図面の簡単な説明】

弔１図は本発明の一実施例の液晶表示素子を用いた透過
型成品表示装置の断面略図であり、第２図は、本発明の
他の実施例の反射型１１セ晶表示装置の断面略図である
。 第１．２〕（（こおいて ■・・・・・・）Ｊラス板、２・・・・・・透明電極、
３・・・・・・スペーサー、４・・・・液晶組成物、５
・・・・・・電源、６・・・・・・入射光、？・・・・
・　観視者、８・・・・り局光板、９・・・・・・光散
乱板である。 図面の？了＋３（内容に変更なし） 第１図 第２図 手　続　補　正　書（方式） ％式％（ １、事件の表示 昭和５７年特許願第１８４８３９号 ２、発明の名称 アント″うＡ−ノン系化合物およびそれを用いる液晶表
示素子 ：３．Ｔｈ１ｉ正をする者 事イイ１との関係　　特許１七願人 大阪市東区北浜５丁目１５番地 （２（）９　）　　住友（に学工業株式会社代表者　上
方　武 （他１名） ・′１６代理人 大阪市東区北７８【５丁１ゴ１５番地 ５、浦１１：命令の［１（＝１ ６、補正の７・」象 図　　　面 ７　袖ｉＹ：、の回答 別紙のとおり。（印刷により作成した図面）以　　」− ４１８−

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）下記一般式（Ｉ） 　　ＯＨ （式中、Ａは酸素原子またはイオウ原子、Ｘはハロゲン
   原子または−Ａ＋Ｒ基、 技は水素原子、アルキル基、アルコキシ基、アルキルチ
   オ基、アリール基、アラルキル基、アリールオキシ基、
   アリールチオ基、アラルキルオキシ基、アラルキルチオ
   基、シクロヘキシル基、）１０ゲン原子、ピペリＲＩ　
   　ｒ　ｋ２は水素原子、アルキル基、アリール繭または
   アラルキル基を表わす。 艮，Ｒ，、Ｒ，の置換基ｆこおいてアルキル鎖、アリー
   ル環は史に置換されていてもよい。） で示されるアントラキノン化合物。
2. （２）少なくとも一方が透明な一対の電極基板間に液晶
   組成物を充てんしてなる液晶表示素子において、前記液
   晶組成物として下記一般式（Ｉ）で示されるアントラキ
   ノン系化合物を一種又は二種以上含有する液晶組成物を
   用いることを特徴とする液晶表示素子。 （式中、Ａは酸素原子またはイオウ原子、Ｘはハロゲン
   原子またはーＡ−（Ｄ←に基、Ｒは水素原子、アルキル
   基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アリール基、アラ
   ルキル基、アリールオキシ基、アリールチオ基、アラル
   キルオキシ基、アラルキルチオ基、シクロヘキシル基、
   ハロゲン原子、ピペリール基またはアラルキル基を表わ
   す。ｋ。 Ｒ，、Ｒ，の置換基においてアルキル鎖、アリール環は
   更に置換されていてもよい。）