JPS636056A - アントラキノン染料およびこれを含む液晶組成物 - 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 本発明は新規アントラキノン染料およびこれらの染料を
含みゲスト−ホスト効果を利用するカラー液晶デイスプ
レィに用いられて好適な液晶組成物に関し、更に詳しく
は可視長波長域に吸収帯を有し、赤色域光線を効率よく
吸収することの出来るアントラキノン染料および液晶組
成物に関する。

従来技術 カラー液晶デイスプレィには種々の方式が提案され、検
討されているが、なかでもゲスト−ホスト効果を利用す
る方式は視覚が極めて広いこと、明るい表示が得られる
こと、染料を液晶に溶かすだけで容易に所望のカラー表
示をすることが出来るなど優れた特徴を有し１年々その
研究開発が活発となっている。その結実現在では色表示
機能に加えて光シヤツター機能を付与する方式が注目さ
れ、自動車ダツシュボード、複写機、オーディオ、超大
型平面デイスプレィ等に実用されるに至っている。

これらの応用製品はネガ表示にあっては電圧オフ時には
入射光は液晶層に含まれる色素に吸収されその色素色を
表し、電圧オン時には液晶層の配向が変化し、入射光は
液晶層を透過しガラス基盤の内部、或は、外部に設けら
れたカラーフィルターの色を表す。また電圧をコントロ
ールすることにより中間色を出すことも可能で階調がと
れる利点もある。この方式では液晶層は主に黒色に調色
され、黒表示、ブラックシャッターとして機能する。こ
の場合デイスプレィの表示品位は基調となる黒色により
左右されると言っても過言ではなく。

優れた特性を有する黒色染料、黒色液晶組成物の開発が
要望されている。ところが液晶に好適に用いられる一種
類の黒色染料は皆無であり１通常イエロー、マゼンタ、
シアンの三原色を中心に約３〜５種類程度を配合して黒
色液晶を調製している。

ところでこの黒色は光源によってしばしば異なった色に
見える。たとえば入射光が白色蛍光燈では真の黒色に見
えるものでも白熱ランプでは赤味黒色に見えたり、太陽
光下では日中は真の黒色に見えるものでも夕日の下では
あづき色黒色に見える。

これでは表示品位の優れたデイスプレィということはで
きない。その結果商品価値が下がる。通常黒色液晶では
長波長光を吸収する材料としてアントラキノン系のシア
ン色素が混合されるが、この染料の吸収極大波長は約６
３０〜６５０　ｎｍであり、その吸収端は約６８０〜７
００　ｎｍ付近である。種々の入射光によっても常に黒
らしく見える為には液晶層は約７５０ｎｍ付近までの近
赤外域まで吸収する必要があることが判り、新しい長波
長吸収染料の混合が検討されている。

本発明者らは特開昭５６−６２８７３号において、キノ
ンイミド系の染料を提案したが、このものはオーダーパ
ラメーターが良好であったが溶解性に劣る欠点があり、
十分満足に実用に供しえない。また特開昭５８−２５３
８１号記載のアントラキノン染料は溶解性は良好である
がオーダーパラメーターが小さ過ぎるという欠点がある
。これらでもわかるように長波長吸収用染料として実用
上満足して使用されるものはいまだ開発されていないの
が実状である。

発明が解決しようとする問題点 本発明はかかる従来技術に鑑みなされたもので、液晶に
配合されて約７５０　ｎｍ付近までの長波長域迄吸収を
有し、赤色光を効率よく吸収することができ、しかも液
晶との相溶性に優れたアントラキノン染料を提供するに
あり、またかかる染料を配合することにより入射光の種
類の違いによっても色合の均質な黒色液晶組成物を提供
することを目的とする。

問題点を解決するための手段 本発明者らはこれらの目的を達成する為に鋭意検討した
結果優れた特性を有する一群のアントラキノン染料を見
い出し、本発明を完成したものでアントラキノン染料お
よびこれらの染料の１種または２種以上を含む液晶組成
物に関する。

上式においてＲ１およびＲ２は−ＮＨＱＲｓ、　−ＮＮ
＠−Ｒｇ。

−ＮＨ（閃）Ｒｓ、　−ＮＨＩＲｓ　、４または−ＮＨ
（）（ΣＲ５からなる群より選ばれる同−又は異種のア
ミノ基を表す。ここでＲ９はアルキル基、アルコキシ基
、アルコキシアルキル基、アルコキシアルコキシ基、ア
ルキルオキシカルボニルオキシ基、アルキルカルボニル
オキシ基、アルキルオキシカルボニル基、トリフルオロ
メチル基、シアノ基、またはフッソ、クロルなどのハロ
ゲンを表し、ＲＧはアルキル基、アルコキシ基、アルコ
キシアルキル基またはアルコキシアルコキシ基を表し。

これらの置換基において炭素総数は１２以下が望ましい
。Ｒ１はアルキルオキシ基または４−アルキル−トラン
スシクロヘキシルメチルオキシ基を表し、アルキル炭素
総数は１２以下が望ましい。Ｒ４は水素、フッ素、クロ
ルまたはメチル基を表す。

作用 本発明になるアントラキノン染料はビフェニル系実用液
晶ＧＲ−４１（チッソ株式会社製）中で極大吸収波長（
λｍａｘ）約７００〜７１０　ｎｍ　　を示し。

その吸収端は約７８０〜８００　ｎｍにある。またこれ
らの染料はフェニルシクロヘキサン系実用液晶ＺＬＩ−
１９５７１５（Ｅ、Ｍｅｒｋ社製）中でλｍａｘ約６９
５−７０５ｎｍを示し、その吸収端は約７８０〜８００
　ｎｍにある。従ってイエロー、マゼンタ、シアンから
なる三原色色素に本発明染料を混合した液晶は、光源に
よって入射光分布が違っても可視全域にわたり入射光を
効率よく吸収することができるために常に同じような黒
色を呈する。またコントラストの因子とオーダーパラメ
ータは約０．７を示し実用レベルにある。本発明染料は
上述のような吸収特性を有し。

配合量も他の三原色色素に比較して少なくてよいために
、液晶中では薄い青緑色を呈する。この波長領域におけ
る入射光の強度、視感度はそれ程大きくないので色残り
が多少あっても気にならず。

表示品質には影響を及ぼさない。更にはこれらの染料の
液晶に対する溶解性は使用に共し得る範囲にあり、従っ
て使用途中で溶解性が小さい為に染料の結晶が析出して
デイスプレィの表示特性、動作特性を低下させるという
ような事故もない。

次に実施例により本発明を詳述する。

実施例　１ １．５−ジヒドロキシ−２−（４−ｎ−ブトキシフェニ
ル）−４，８−ジー（４−ｎ−ブチルアニリノ）アント
ラキノン（染料　１）の合成１．５−ジヒドロキシ−２
−（４−ｎ−ブトキシフェニル）−４，８−ジニトロア
ントラキノン１．５ｇ、、ｎ−ブチルアニリン１．６　
ｇ　、ニトロベンゼン３０耐とを混合し、内温約２００
℃で撹拌しながら６時間加熱反応せしめ１反応後溶媒を
水蒸気蒸留で除き、メタノールを加えてよく洗浄し、粗
製し、染料を得る。このものをシリカゲルカラムでＴＬ
Ｃでシングルスポットになるまで精製し、目的染料ｏ、
ｓ　ｇ　　を得る。このものは、クロロホルム中でλｗ
ａｘ　６９０　ｎｍ　（日立製作所製分光光度計Ｕ−３
４００）融点１２４℃（ヤマト科学株式会社製ＭＰ−２
１）を示す。

またＧＲ−４１中でλ１１ａｘ　７０７　ｎｍ　　オー
ダーパラメータ（Ｓで表される）　０．７１　　を示し
、　ＺＬＩ−１９５７１５中ではλｍａｘ　７００　ｎ
ｍ、Ｓ　Ｏ，６７を示す。

ここでＤは二色性比を表し、ホモジニアス配向された厚
さ　８μｍセルに染料　１　ｔｓｔ％溶解したホスト液
晶を封入し、配向方向に平行な直線偏光を入射した場合
と垂直な場合との吸光度を求め、その比により求められ
た。この場合ホスト液晶、ガラスセルの吸収による影響
は補正された。

本発明になるアントラキノン染料の代表例としては次の
ようなものがある。

染料１１〜１４で代表される２位にトランス−シクロヘ
キシルメチルフェニルエーテルを導入した染料はアルキ
ルフェニルエーテルを導入した染料に比して二色性比は
約２向上し、−層好適な染料群である。本発明になるア
ントラキノン染料はその使用目的、方法等により任意の
濃度で使用されるが、通常０６１〜１０重量％の範囲で
、１種または数種が混合使用される。この染料を配合し
た液晶組成物は通常混合されるようなある種の添加物、
たとえば二色性を有しない染料、光学活性物質などが併
用されても良い。ホスト液晶としてはビフェニル系、フ
ェニルシクロヘキサン系、エタン系。

ピリジン系等いずれでもよく、さらに液晶はネマチック
、スメクチック、強誘電性等いずれでも良く、また誘電
異方性の正・負いずれのものも採用される。

発明の効果 本発明になるアントラキノン染料は液晶中で約７００±
１００　ｎｍの範囲に吸収帯を有し、可視長波長域の赤
色光線を効率よく吸収することができる。

またオーダーパラメーター、溶解性も実用レベルにある
。この為この染料を配合した液晶組成物を封入したセル
は長波長域の光の漏れがなく、光源の種類によって黒色
が変わった色に見えることもなく、また電圧のオン−オ
フ時の残色の影響もない。従ってこのセルを用いた場合
には表示品位。

シャッター機能に優れたカラー液晶表示器が可能となる
。またこれらの染料は長波長光吸収剤、光フィルター材
料、偏光膜用二色性染料等として有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例で示された染料１のＧＲ−４１での吸収
特性を示すものである。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿１およびＲ＿２は▲数式、化学式、表等が
   あります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   また は▲数式、化学式、表等があります▼（Ｒ＿５はアルキ
   ル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキ
   シアルコキシ基、アルキルオキシカルボニルオキシ基、
   アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシカルボニ
   ル基、トリフルオロメチル基、シアノ基、またはハロゲ
   ンを表し、Ｒ＿６はアルキル基、アルコキシ基、アルコ
   キシアルキル基、またはアルコキシアルコキシ基を表す
   。）からなる群より選ばれるアミノ基を表し、Ｒ＿３は
   アルキルオキシ基または４−アルキル−トランスシクロ
   ヘキシルメチルオキシ基を表し、Ｒ＿４は水素またはメ
   チル基を表す。〕で表されるアントラキノン染料。 ２）一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼ 〔式中、Ｒ＿１およびＲ＿２は▲数式、化学式、表等が
   あります▼、 ▲数式、化学式、表等があります▼、▲数式、化学式、
   表等があります▼、▲数式、化学式、表等があります▼
   また は▲数式、化学式、表等があります▼（Ｒ＿５はアルキ
   ル基、アルコキシ基、アルコキシアルキル基、アルコキ
   シアルコキシ基、アルキルオキシカルボニルオキシ基、
   アルキルカルボニルオキシ基、アルキルオキシカルボニ
   ル基、トリフルオロメチル基、シアノ基またはハロゲン
   を表し、Ｒ＿６はアルキル基、アルコキシ基、アルコキ
   シアルキル基またはアルコキシアルコキシ基を表す。）
   からなる群より選ばれる同一または異種のアミノ基を表
   し、Ｒ＿２はアルキルオキシ基または４−アルキル−ト
   ランスシクロヘキシルメチルオキシ基を表し、Ｒ＿４は
   水素またはメチル基を表す。〕で表されるアントラキノ
   ン染料を含む液晶組成物。