JPS6121274B2 - - Google Patents

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JPS6121274B2
JPS6121274B2 JP13144578A JP13144578A JPS6121274B2 JP S6121274 B2 JPS6121274 B2 JP S6121274B2 JP 13144578 A JP13144578 A JP 13144578A JP 13144578 A JP13144578 A JP 13144578A JP S6121274 B2 JPS6121274 B2 JP S6121274B2
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JP
Japan
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liquid crystal
nematic liquid
crystal material
layer
electrodes
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JP13144578A
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JPS54110185A (en
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Shuuberuto Heruman
Demusu Deiitoritsuhi
Tsuashuke Horusuto
Kuusheru Furanku
Berutsuru Geruharuto
Ururitsuhi Nootonikutsu Hansu
Shuriiman Uiribaruto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BEBU UERUKU FUYUURU FUERUNZE EREKUTORONIKU IMU BEBU KOMUBINAATO MIKUROEREKUTORONIKU
Original Assignee
BEBU UERUKU FUYUURU FUERUNZE EREKUTORONIKU IMU BEBU KOMUBINAATO MIKUROEREKUTORONIKU
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07DHETEROCYCLIC COMPOUNDS
    • C07D257/00Heterocyclic compounds containing rings having four nitrogen atoms as the only ring hetero atoms
    • C07D257/02Heterocyclic compounds containing rings having four nitrogen atoms as the only ring hetero atoms not condensed with other rings
    • C07D257/08Six-membered rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K19/00Liquid crystal materials
    • C09K19/04Liquid crystal materials characterised by the chemical structure of the liquid crystal components, e.g. by a specific unit
    • C09K19/06Non-steroidal liquid crystal compounds
    • C09K19/34Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring
    • C09K19/3441Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom
    • C09K19/3475Non-steroidal liquid crystal compounds containing at least one heterocyclic ring having nitrogen as hetero atom the heterocyclic ring being a six-membered aromatic ring containing at least three nitrogen atoms

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal Substances (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Plural Heterocyclic Compounds (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
本発明は透過又は入射する光の変調のためとく
に数字・記号及び図形の着色再現のための電気、
光学装置へのネマチツク液晶物質の応用に関す
る。 電場によつてネマチツク液晶の優先配向が変更
できることは公知である。この配向変化はさまざ
まなしかたで光変調のためとくに着色の数字又は
記号表示及び図形再現のために利用できる。公知
の一方法は誘電率の異方性が負のネマチツク液晶
を透明な導電性被膜を施こした2枚のガラス板の
間で等方に配向させる(N−層)ことに基いてい
る。この装置を2個の交叉させた偏光子の間にも
たらすと、電圧をかけた后に透過又は入射して来
る光は着色して見える(DAP−効果)/M.F.
Schiekel,K.Fahrenschen:Applied Physics
Letters 19巻391頁(1971年)。 別の公知の方法は誘電率の異方性が正のネマチ
ツク液晶を分子の長軸が平均して、閉じこめてい
る電極に平行な方向に配置されているように配向
させる(P−層)ことに基いている。 このP−層を交叉させた偏光子の間に斜の姿勢
にもたらし電極に電圧をかけると、透過又は反射
して来る光の色を電圧によつて制御することがで
きる(DP−効果)/H.Zasehke,H.Schubert,
F.Kuschel,F.Dinger,D.Demus.東独汎用特許
第95892号。 両方法とも2個の偏光子を用いるので入射光の
一部は吸収によつて失なわれる。特別な製造技術
上の困難は両方法とも層の厚さを極めて狭い範囲
(約±1μ)内で一定に保たなくてはならないこ
とから来る。更に、観察される干渉色はかけてあ
る電圧及び温度の変動に対して極めて敏感であ
る。 これらの欠点は部分的には同じくすでに公知の
方法によつて回避できる。その場合捻れ
(Verdrillung)の弱い捻れネマチツク乃至コレス
テリン層を有する電子光学的電池が光の着色変調
に役立つ。正符号誘電率異方性のできるだけ高い
液晶物質には非液晶の又はネマチツク、スメクチ
ツク又はコレステリン化合物の形の適宜の色素を
更に添加する。交叉させた偏光子の間ではこれら
電池が透過−又は入射光のもとで着色光を与えそ
して電場がかけられた後に減光を示す(F.
Kuschel,D.Demus,G.Pelzl、東独汎用特許第
116116号)。この方法では得られた色の層厚−及
び電圧依存性は大幅に低減できるが2個の偏光フ
イルタ使用から来る欠点はそのまま残つている。 さらに偏光子1個のみを用い液晶表示管による
着色光変調を可能にする方法も公知である。この
方法はゲスト−ホスト効果に基くもので(G.H.
Heilmeier,L.A.Zanoni,Applied Physics
Letters 13巻91頁(1968年))、ネマチツク液体中
に溶かした二色性が正の色素を利用する。この液
晶物質混合物が正符号誘電率異方性を示すときは
これからP層が作られる。このP層は取込まれた
色素分子の遷移モーメントの方向が光の振動方向
と一致するとき偏光内で着色して見える。そのと
き電圧をかけた后に着色から弱い着色又は無色へ
の変化が観察される。視覚上の理由からは液晶混
合物が誘電率異方性が負であつてN−層から出発
した方が有利である。その場合はこの層が電圧な
しの状態で無色又は弱く着色しているが逆に電場
により統一的に配向替される時には着色する。電
気的に制御される域(数字、文字など)は強く着
色していてその周囲の無電場の域に対して強いコ
ントラストで目立つ電気光学的装置を作る目的は
この方法によつても満足には達成できない。この
ことは公知の・構成部品として適している・異方
性が負のネマチツク液晶が過大の運転電圧(10V
以上)を要することに帰すべきである。公知の光
の着色変調法の別の欠点は用いられる色素がしば
しばネマチツク液晶物質に溶解し難いことにあ
る。これらの場合には弱い色のコントラストしか
得られない。そのほか使用温度が低くなると色素
が析出する倶がある。さらにまた従来用いられて
いる色素の耐光性が不十分で使用時間が長くなる
と色のコントラストが低減する。 本発明の目的は透過又は入射する光の変調のた
めならびに数字、記号表示及び図形の再現のため
の電気光学装置で使用電圧及び使用温度が低い場
合に強い色コントラストを示すものである。 本発明の課題は化学的及び熱的安定性が高く、
固有色採が強く可視スペクトル範囲内での二色性
が顕著で、融点が十分低くて清澄化点は十分に高
いまた耐光性のよい新規のネマチツク液晶物質の
使用にある。 一般式 及び ただしR1はCo2o+1−,Co2o+1O−(nは1
−10)、R2はCo2o+1−(nは2−10)、R3はCo
2o+1−,Co2o+1O−(nは1−10))、R4はCo
2o+1−,Co2o+1O−(nは1−10)を意味す
るもののネマチツク液晶物質が透過又は入射する
光の変調のためのならびに数字、記号及び図形の
再現のための電気光学的装置に使用できることが
見出だされた。これらの液晶物質は化学的及び熱
安定性が高く、固有色彩が強く可視スペクトル範
囲内での負の二色性が顕著で、融点が低くて清澄
化点は十分に高くまた耐光性が良い。 これら液晶物質数種の乃至これらの物質と他の
液晶化合物との混合物の製造によつて融点をなお
著しく低下させ使用温度をなおかなりに広げるこ
とができる。本発明の液晶物質の遷移温度は下記
第1表及び第2表に示してある。これらの表でK
は結晶質固体状態、Sはスメクチツク状態、Nは
ネマチツク状態、Iは等方性液体状態を表わす。
これらの記号の下の点は該当の状態の存在を示
し、線はその状態の欠除を示す。括弧内の表示は
不安定域内での遷移を表わす。遷移温度の単位は
℃である。 本発明の液晶物質の合成は下記反応式に従つて
行なうことができる: A 3−(4−置換フエニル)−6−n−アルキル
−1,2,4,5−テトラジン B 3.6−ビス−(4−置換フエニル)−1.2.4.5−
テトラジン C 3−(4−n−アルキルオキシフエニル)−6
−(4−置換フエニル)−1.2.4.5−テトラジン
【表】
【表】
【表】 実施例 1 3−(4−ブトキシフエニル)−6−n−ヘキシ
ル−1.2.4.5−テトラジン(1/3) (変形 2) 温度計、撹拌機及び蒸留設備を備えた三口フラ
スコ内でN−ヘキサノイル−N′−〔4−ブトキシ
ベンゾイル〕ヒドラジン0.03モルをPCl520g
(0.09モル)と混合し、真空下で撹拌しながら140
℃に加熱する。反応混合物は液状となりPOCl3
PCl5とは溜出し去る。POCl3がもはや生じなけれ
ば反応は終つている。冷却后にフラスコ内容をエ
ーテルにとり、慎重に冷却しながら氷を加える。
次にエーテル抽出物を水と重炭塩溶液とで洗い
Na2SO4上で乾かし回転蒸発器で溶媒を除く。1.4
−ジクロル−1−〔4−ブトキシフエニル〕−4−
ヘキシルアジンが黄褐色の油として生じ、祖生成
物としてさらに処理される。 その油を無水エタノール50〜80mlに懸濁させ−
5℃に冷す。次に清澄な溶液が生じるまでエーテ
ル(約20ml)を加える。エタノール20mlに80%ヒ
ドラジン水和物4gを溶かしたものを撹拌を行な
いながら温度が0℃を超えないように滴下する。
次になお2時間室温において撹拌する。生じたジ
ヒドロテトラジンを吸引過し、NaNO2及び酢
酸で酸化してテトラジンとする。生成物の精製は
再結晶又はカラムクロマトグラフイによつて行な
う。収率は理論値の20%である。 第1表に記載の他の化合物も同様にして製造し
た。収率は理論値の10〜20%であつた。 実施例 2 3−(4−ブトキシフエニル)−6−n−ペンチ
ル−1・2・4・5−テトラジン(1/2) (変形 1) 4−ブトキシベンズイミドエステル−ヒドロク
ロリド0.005モル、ペンチル−アミジン・ヒドロ
クロリド0.015モル及びヒドラジンヒドラド(80
%)10〜30mlを2〜5時間室温において撹拌す
る。次にフラスコ内容を水中に投じ、沈澱物を吸
引別し洗う。 沈澱物をNaNO210%溶液30〜40mlに懸濁さ
せ、エーテル70mlで撹拌しながら10%酢酸を少量
ずつ加えて酸化させテトラジンとする。 エーテル抽出物を洗い、Na2SO4で乾かし、溶
媒を回転蒸発器で除く。残渣はシリカゲルでクロ
マトグラフ式に精製し、メチレンクロリドを溶離
剤として用いる。収率は理論値の40%である。 第1表に記載の他の化合物も同様に精造した。
収率は理論値の20〜50%であつた。 実施例 3 3,6−ビス−(4−オクトキシフエニル)−
1・2・4・5−テトラジン(2/15) 4−オクトキシ−ベンズイミドエステル・ヒド
ロクロリド0.02モルを85%ヒドラジン水和物10g
とともに水浴上で1時間加熱する。冷却后にオク
トキシ−ジヒドロ−S−テトラジンの黄色結晶を
吸引別しエーテルで洗う。 その沈澱物をNaNO210%溶液30〜40mlに懸濁
させエーテル70mlで被い、撹拌しながら10%酢酸
を少しずつ加えて酸化させS−テトラジンとす
る。生じたテトラジンはエーテルに溶ける。 黄色の原料が消失すると酸化は終了している。
エーテル層を分離し水で洗いNa2SO4で乾かした
后、溶媒を回転蒸発器で除く。残渣はジオキサン
又はエタノール/ジオキサン(7:1)から再結
晶させる。収率は理論値の58%である。 第2表の物質第2/15以外の第2/1〜2/17
の化合物も同様にして製造した。収率は理論値の
40〜70%であつた。 実施例 4 3−(4−n−ヘキサオキシ−フエニル)−6−
(4−ノニル−フエニル)−1・2・4・5−テト
ラジン(2/19) 4−n−ヘキサオキシ−ベンズイミドエステル
−ビドロクロリド0.005モル、4−ノニル−ベン
ズアミジンヒドロクロリド0.015モル及び80%ヒ
ドラジンヒドラド8mlを水浴上で80℃において3
時間撹拌し一夜放置する。沈澱物を吸引別し水
及びエーテルで洗う。 酸化にはその沈澱物(ジヒドロ−S−ヒドラジ
ン)をNaNO210%溶液30〜40mlに懸濁させエー
テル70mlで被い撹拌しながら10%酢酸を少量ずつ
回分的に加える。黄色の原料が消滅すると酸化は
終了しておりテトラジンはエーテル中に溶けてい
る。 エーテル層を分離し水で洗いNa2SO4で乾かし
溶媒は回転蒸発器で除去する。残渣はベンゼン/
シクロヘキサン(1:1)を用いシリカゲル(粒
度0.05−0.2mmメルク社製)でクロマトグラフ処
理する。寸法100×3cmの分離塔で、生じた3種
のテトラジンの完全な分離が行なわれる。非対称
のテトラジンの収率は理論値の35%である。 第2表の物質2/19以外の物質第2/18〜2/
23も同様にして製造した。収率は理論値の10〜50
%である。 実施例 5 物質第2/18を用いて透明な導電性電極の間に
厚さ約10μの配向層(P層)を作る。白色偏光を
透過させるとこの層は光の振動方向がP層の優先
方向と一致するとき僅かに黄色に着色して見え
る。163℃で15Vの電圧をかけると層の配向替が
行なわれ、層その後強く赤紫に着色している。切
替は任意に何度も反復できる。 実施例 6 物質第1/4を用いて実施例第5と同様にして
P層を作る。この層は電場なしでは入射する偏光
の振動方向がP層の優先方向と一致するとき無色
に見える。56℃で15Vの電圧をかけると層は配向
替后に赤紫色に着色している。配向時間は
30ms、崩壊時間は90msである。薄い赤から赤紫
への変色及びその逆は偏光してない白色光でも観
察される。光路に緑色フイルタを挿入すると電場
をかけた后に明るい緑から黒への変化かが現われ
る。 実施例 7 下記の組成の混合物を作る: 4−n−プロピルシクロヘキサン・カルボン酸− −4−シアン・フエニルエステル 25.5モル% 4−n−ブチル−シクロヘキサンカルボン酸− −4−シアン−フエニルエステル 24モル% 4−n−ペンチル−シクロヘキサンカルボン酸− −4−シアン−フエニルエステル 25.5モル% 物質第1/4 25モル% この混合物は室温においてネマチツクで赤く着
色している。二色性は負である。この混合物を用
いて透明電極間に約20μの厚さのP層を作る。振
動方向がP層の優先方向と一致する白色線偏光下
では透過又は反射して来る光が褪せたバラ色に着
色して見える。3Vの電圧をかけた后に強い赤の
着色が現われる。 この装置を600時間日光にさらした。その后で
はもとの状態に比べて可視スペクトル範囲内では
減光変化は認められなかつた。 実施例 8 実施例第7記載の混合物に下記化学構造
【式】 で二色性が正の黄色色素“Wolfen 6”を0.9重量
%溶かす。この混合物で作られたP層はその優先
方向が入射する偏光の振動方向と一致するときは
透過又は反射して来る光が黄色に見える。3V
(50Hz)の電圧をかけた后には赤への変色が現わ
れる。第1図はこの混合物を満たした表示管の透
過度と波長との関係を層厚20μの場合について示
す:ただし1は場のない状態・2は1.2Vの、3
は1.5Vの、4は3.0Vの、5は10Vの光流電圧をか
けた后を表わす。 実施例 9 実施例第8記載の混合物に附加的にインドフエ
ノールブラウ0.4重量%を溶かした。インドフエ
ノールブラウンは二色性が正の色素である。こう
して得られた混合物で厚さ20μのP層を作る。こ
の層の優先方向と入射する偏光の振動方向とが一
致すると、透過又は反射して来る光が緑色に見え
る。3Vの交流電圧をかけると層は赤く着色して
いる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施例第8の液晶物質を用いた表
示管の光の透過度と波長との関係を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 透過又は入射する光の変調のための又は数
    字、記号及び図形の再現のための電気、光学装置
    用のネマチツク液晶材料において、一般式 及び/または 〔式中 R1はCo2o+1−,Co2o+1O−
    (nは1−10), R2はCo2o+1− (nは2−10), R3はCo2o+1−,Co2o+1O (nは1−10), R4はCo2o+1−,Co2o+1O−
    (nは1−10)を意味する。〕 で表わされる化合物を含有することによつて負の
    二色性を示す上記ネマチツク液晶材料。 2 一般式 及び/または の化合物に別の液晶又は非液晶物質とくに色素を
    混入することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載のネマチツク液晶材料。 3 二色性が正の色素を混入することを特徴とす
    る特許請求の範囲第1項記載のネマチツク液晶材
    料。 4 透過又は入射する光の変調のための又は数
    字、記号及び図形の再現のための電気、光学装置
    用のネマチツク液晶材料であつて、一般式 及び/または、 〔式中 R1はCo2o+1−,Co2o+1O−
    (nは1−10), R2はCo2o+1− (nは2−10), R3はCo2o+1−,Co2o+1(nは1−10), R4はCo2o+1−,Co2o+1O− (nは1−10) を意味する。〕 で表わされる化合物を含有することによつて負の
    二色性を示す上記ネマチツク液晶材料が各電極周
    辺に於てある優先方向であつて且つ該電極に対し
    て平行に一様に整列され、その際その両電極周辺
    での液晶の整列の優先方向間の交叉角が任意であ
    り、そして両電極を横切つて電場がかけられる域
    に於て該液晶が電極に対して垂直に転じて、液晶
    材料の負の二色性の為に赤色を与えることを特徴
    とする、電気光学的液晶デイスプレー・セル。
JP13144578A 1978-01-23 1978-10-25 Nematic liquid crystal substance Granted JPS54110185A (en)

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CH (1) CH640257A5 (ja)
DD (1) DD137117B1 (ja)
DE (1) DE2841245C2 (ja)
FR (1) FR2422707A1 (ja)
GB (1) GB2014130B (ja)
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SU (1) SU956536A1 (ja)

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DD137117A1 (de) 1979-08-15
JPS59112974A (ja) 1984-06-29
FR2422707B1 (ja) 1984-02-03
SU956536A1 (ru) 1982-09-07
JPS54110185A (en) 1979-08-29
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DE2841245A1 (de) 1979-07-26
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