WO1989005338A1 - Compose a base de cristaux liquides et element d'affichage l'utilisant - Google Patents

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dye
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Masaharu Kaneko
Takanori Nakajima
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Kasei Corp
Mitsubishi Chemical Industries Ltd
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    • C09K19/52Liquid crystal materials characterised by components which are not liquid crystals, e.g. additives with special physical aspect: solvents, solid particles
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C09B1/56Mercapto-anthraquinones
    • C09B1/62Mercapto-anthraquinones with mercapto groups substituted by a heterocyclic ring

Definitions

  • the present invention relates to a liquid crystal composition excellent in stability at low temperatures, contrast and light resistance, and a display device using the composition.
  • the contrast ratio is the power expressed by the ratio of the amount of light between when transmitting and when blocking light.To achieve a high contrast ratio, the contrast between the dichroic ratio of the dye and the contrast is important. Reduce the amount of transmitted light at the time of shading corresponding to the denominator of the last ratio, that is, It is necessary to increase the solubility.
  • inconsistencies may often be found between the solubility of each dye component in the blending system and the solubility of each dye alone.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-064887 discloses a liquid crystal composition containing a dichroic dye of a specific trigun and a display element using the same. .
  • the present invention solves the above-mentioned problems of solubility and photodegradation of dyes, and is excellent in stability at low temperatures, contrast and light resistance.
  • An object of the present invention is to provide a color liquid crystal composition and a display element which are more excellent in contrast and light shielding properties than the composition.
  • the present invention provides a liquid crystal composition
  • a liquid crystal composition comprising a liquid crystal composition and at least one dichroic dye represented by the following general formulas [I], [II] and [III] in a liquid crystal composition.
  • the composition and a display device using the composition are required.o
  • Rl to R 3 represent a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group, a halogen atom, and A is
  • R 4 and R 5 represent a hydrogen atom, an alkyl group, an optionally substituted cycloalkyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
  • R 6 represents a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group which may have a substituent, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group, or a halogen atom
  • R 7 represents a hydrogen atom or RS. Hydrogen atom, alk
  • R1 to R6 and R8 are each a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, an octyl group, a nonyl group or a dodecyl group.
  • a cycloalkyl group which may have a substituent such as a branched alkyl group; a linear or branched alkoxyalkyl group such as a methoxymethyl group, a butoxymethyl group, an ethoxyxyl group, and a butoxyshethyl group; Linear or branched alkoxy groups such as methoxy, ethoxy, propoxy, butoxy, pentoxy, and ethoxy groups; fluorine atom, chlorine And halogen atoms such as bromine atom.
  • R1 is an alkyl group having from 1 several hydrogen or C 8 in the formula among them
  • R 3 is laid preferable that represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
  • most preferred properly R1 and R 2 are hydrogen
  • R 3 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms
  • A represents
  • R 4 and R 5 are selected from dyes each representing a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R 4 and R 5 each represent an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms.
  • Preferred dyes represented by the general formula [III] are those in which R 6 represents a hydrogen atom or an alkyl group, and R 7 represents a hydrogen atom or
  • R8 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • R6 represents an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms
  • R 7 represents a hydrogen atom or / ⁇ > ⁇ RS
  • RS is selected from a dye showing an alkyl group having 2 to 8 carbon atoms. Examples of dyes that can be used in the present invention are summarized in Table 1 below, but needless to say, the present invention is not limited to these.
  • Honkiaki requires the use of at least one of the dyes represented by the general formulas [I], [II], and [III]. These three dyes must be used first. It is more preferable that the combination be selected from the preferred dyes described in detail.
  • the cyclohexyl group in the general formulas [I], [II] and [III] is a trans cyclohexyl group.
  • the liquid crystal material used in the present invention has the following general formula
  • R9 and R10 are an alkyl group, an alkoxyalkyl group, an alkoxy group, an alkylphenyl group, an alkoxyalkylphenyl group, an alkoxyphenyl group, an alkylhexyl group, an alkoxyalkylhexyl group, and an alkyl group.
  • a nematic liquid crystal mixture containing a phenylcyclohexane-based liquid crystal compound as a main component is used.
  • the liquid crystal mixture may contain additives such as an optically active substance such as cholesteryl nonane, an ultraviolet absorber, and an antioxidant.
  • the liquid crystal composition of the present invention can be easily adjusted by dissolving the dyes represented by the structural formulas [I] to [III] in the liquid crystal substance.
  • the order parameter ( s) is, specifically, a value indicating the display contrast of the guest-host type liquid crystal display element. As this value approaches 1 theoretically, the remaining white portion remains. The chromaticity is reduced, and a clear display with a bright, large contrast is made possible.
  • the following dichroic dye is dissolved in a liquid crystal mixture lOOg containing a phenylcyclohexane-based compound as a main component and sold under the trade name ZLI-1565 (manufactured by E. MERCK) to obtain a liquid crystal composition-1.
  • ZLI-1565 manufactured by E. MERCK
  • a liquid crystal display device was created.
  • S the order (parameter) of this liquid crystal display element, it is 0,74, 0.76, 0.75, and 0.78 at 637 nm, 575 nm, 535imi, and 469 nm, respectively, and is a straight line parallel to the alignment direction.
  • the absorbances A ⁇ for polarized light were 1.470, 1.912, 1.590, and 1.770, respectively.
  • the liquid crystal composition-1 and the cell containing the liquid crystal composition-1 were allowed to stand at -20 ° C for 1000 hours. As a result, no abnormality such as precipitation of a dye was observed.
  • a liquid crystal composition was prepared, and a display element was prepared using the liquid crystal composition.
  • the order-parameter-to-parameter (S) values were 0.74, 0.76, 0.75, and 0.78 at 637 nm, 575 nm, 535 nm, and 469 nm, respectively.
  • the absorbance A // for linearly polarized light parallel to the orientation direction was 1.470, 1.912, 1.590, and 1.770, respectively.
  • the liquid crystal composition and the display device were left at -20 ° C for 1000 hours.
  • the AE (L * a * b * method) was 1.5 or less and the current value increase rate I / Io was 5.5 times in the same light fastness test as in Example 1.
  • a liquid crystal composition-II was prepared in the same manner as in Example 1 except that the following dichroic dye was used, and a liquid crystal display device was prepared.
  • the values were 0.74, 0.76, 0.75, and 0.79 at 636 nm, 575 nm, 533 nni, and 468 nm, respectively, and the absorbance A ⁇ for linearly polarized light parallel to the alignment direction.
  • the liquid crystal composition-II and the cell containing the liquid crystal composition were allowed to stand at -20 ° C for 1000 hours. As a result, no abnormality such as deposition of a dye was observed.
  • the following dichroic dye was dissolved in 100 g of a liquid crystal mixture containing a phenyl-sulfone hexane-based compound as a main component and sold under the trade name ZLI-1840 (manufactured by E. MERCK) to prepare a liquid crystal composition III.
  • ZLI-1840 manufactured by E. MERCK
  • This is coated with a polyimide resin, cured, rubbed, and sealed in a 9 ⁇ cell made of a glass plate with transparent electrodes that has been subjected to homogenous orientation treatment, with the orientation-treated surfaces facing each other. And a liquid crystal display device.
  • the absorbance at 635 nm, 580 nm, 535 nm, and 470 nm was 0.74, 0.76, 0.75, and 0.77, respectively, for linearly polarized light parallel to the alignment direction A // Were 2.230, 2.860, 2.400, and 2.670, respectively.
  • Liquid crystal composition-III and cells containing the same were -20. As a result of being left at C for 1000 hours, no abnormality such as precipitation of the dye was observed.
  • the following dichroic dye was dissolved in 100 g of a liquid crystal mixture containing a phenylcyclohexane-based compound as a main component and sold under the trade name 9160 (manufactured by Chisso Corporation) to prepare a liquid crystal composition-! ⁇ .
  • a liquid crystal display device was prepared by enclosing in a 9 ⁇ cell formed in such a way as to make it fit.
  • the Oguo parameter (S) of this liquid crystal display element As a result of calculating the Oguo parameter (S) of this liquid crystal display element, it was 0.75, 0.76, 0.75 and 0.79 at 635 nm, 577 nm, 535 nm and 466 nm, respectively, and the absorbances A ⁇ for linearly polarized light parallel to the alignment direction were 1.520 and 1.970, respectively. , 1.615 and 1.820.
  • the liquid crystal composition-IV and the cell containing the liquid crystal composition were allowed to stand at -20 ° C for 1000 hours. As a result, no abnormality such as deposition of a dye was observed.
  • the present invention relates to a liquid crystal composition obtained by including a specific combination of dichroic dyes in a liquid crystal composition utilizing the guest-host effect, and a display element using the composition.
  • a liquid crystal composition obtained by including a specific combination of dichroic dyes in a liquid crystal composition utilizing the guest-host effect, and a display element using the composition.
  • it is excellent in low-temperature stability, contrast, and light resistance, and is particularly useful as a display element suitable for medium to large-sized display and a liquid crystal composition used therefor.

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Description

明 細 書
発明の名称
液晶組成物及び該組成物を用いた表示素子
[技術分野]
本発明は低温での安定性、 コン トラス ト及び耐光性に優れた力ラー 液晶組成物及び該組成物を用いた表示素子に関する。
[背景技術]
液晶に二色性色素を添加するゲス トホス ト効杲を利用した表示素子 は、
(1)視野角が広い
(2)色素の選択によ り多彩な表示色が容易に実現できる
(3)偏光板を必ずしも必要としないため明るい表示が可能
などの特徴を有するため、 特に中〜大型表示に適した表示素子と して 注目されている。
従来、 液晶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 示素子は低温での安定性、 高コ ン ト ラス ト、 高遮光性、 長い寿命及び 多彩な色相を同時に満足させることは困難であった。 コ ン ト ラス ト比 は透過時と遮光時との光量の比で表わされる力 、 高コン ト ラ ス ト比を 実現させるには、 色素の二色性比が高い事のほかにコ ン ト ラ ス ト比の 分母に当たる遮光時の透過光量を小さくする、 すなわち二色性色素の 溶解性を高めることが必要となる。 ところが異種の色素を配合した場 合に、 配合系における各色素成分の溶解度と単独の場合の各色素の溶 解度との間にしばしば不整合性が見られることがある。 すなわち配合 系の溶解度においてはしばしば加成性が成立しない。 又、 異種の色素 を配合した場合に、 いずれかの色素の光劣化がしばしば促進されるた め、 特に、 ブラック、 ダークブルーなどの実用上重要な配合色の場合 に、 低温での安定性、 高コ ン ト ラ ス ト、 高遮光性、 及び長い寿命を同 時に満足させることは困難であるという問題点があつた。
これらの問題点を解決するために、 特開昭 62-064887号では、 特定 の三系銃の二色性色素を含有してなる液晶組成物及びそれを用いた表 示素子が開示されている。
本発明は、 上記の溶解性、 色素の光劣化の問題を解決し、 低温での 安定性、 コ ン ト ラ ス ト及び耐光性に優れ、 特に従来技術の特開昭 62- 064887号の液晶組成物に比べコ ン ト ラ ス ト及び遮光性にさらに優れた カラ一液晶組成物及び表示素子の提供を目的とする。
[癸明の開示]
本発明は液晶組成物中に液晶物質と下記一般式 [ I ]、 一般式 [ II ]お よび一般式 [III]で示される二色性色素をそれぞれ少なく とも一種ずつ 含むことを特徴とする液晶組成物及ぴ該組成物を用いた表示素子を要 曰 άする o 一般式 [ I ]
Figure imgf000005_0001
(式中、 Rl~R3は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシク 口アルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基、 ハロゲン原子 を示し、 Aは
Figure imgf000005_0002
を示す。 )
一般式 [II ]
Figure imgf000005_0003
(式中、 R4、 R5は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシク 口アルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基、 ハロゲン原子 を示す。 ) -般式 [III]
Figure imgf000006_0001
(式中、 R6は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシクロア ルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基、 ハロゲン原子を示 し、 R7は、 水素原子又は RSを示す。 RSは水素原子、 アルキ
Figure imgf000006_0002
ル基、 置換基を有しても良いシクロアルキル基、 アルコキシアルキル 基、 アルコキシ基、 ハロゲン原子を示す。 )
本発明を更に詳細に説明すれば、 Rl〜R6及び R8としては水素原子、 メチル基、 ェチル基、 プロピル基、 ブチル基、 ペンチル基、 へキシル 基、 ォクチル基、 ノニル基、 ドデシル基などの直鎖状又は分枝状のァ ルキル基;プロ ビルシク ロへキシル基、 ブ'チルシク ロへキシル基、 ぺ ンチルシクロへキシ レ基、 へキシルシクロへキシル基、 ォクチルシク 口へキシル基等の直鎖状又は分枝状のアルキル基等の置換基を有して も良いシク ロアルキル基;メ トキシメ チル基、 ブ ト キシメ チル基、 ェ トキシェチル基、 ブトキシェチル基等の直鎖状又は分枝状のアルコキ シアルキル基;メ トキシ基、 ェ トキシ基、 プロポキシ基、 ブトキシ 基、 ペン トキシ基、 ォク トキシ基等の直鎖状又は分枝状のアルコキシ 基;フ ッ素原子、 塩素原子、 臭素原子等のハロゲン原子が挙げられ o —般式 [ I ]で示される色素において、 好ま しく は式中 R1及び R3が水 素原子又はアルキル基を表わし、 R2が水素原子を表わし、 Aは
Figure imgf000007_0001
一' V- 又は ~i! で示される色素か
N N
ら選ばれる。
その中でも式中の R1が水素原子又は炭素数 1から 8のアルキル基を表 わし、 R3が炭素数 1から 8のアルキル基を表わすものが好ま しく、 最も 好ま しく は R1及び R2が水素原子を表わし、 R3が炭素数 1から 8のアル キル基を表わし、 Aは を表わすものである。
Figure imgf000007_0002
一般式 [II ]で示される色素において、 好ま しく は式中 R4及び R5が水 素原子又はアルキル基を示す色素から選ばれる。
中でも更に好ま しく は、 R4及び R5が炭素数 2から 8アルキル基を示 すものである。
また、 一般式 [III ]で示される色素において好ま しい色素は、 R6が水 素原子又はアルキル基を示し、 R7が水素原子又は を示
Figure imgf000007_0003
し、 R8が水素原子又はアルキル基を示すものである。
更に好ま しく は R6が炭素数 2から 10のアルキル基を示し、 R7が水素 原子又は / \〉~RSを示し、 RSが炭素数 2から 8のアルキル基を示す 色素から選ばれる。 本発明に使用できる色素の例を下記の第 1表にまとめて示すが、 こ れらに限定されないことは言う までもない。
Figure imgf000008_0001
I
Figure imgf000009_0002
Figure imgf000009_0001
00
Figure imgf000010_0001
— — 本癸明は前記一般式 [ I ]、 [II ], [III]で示される色素をそれぞれ少な く とも一種ずつ使用することが必要であるが、 これらの 3種の色素が それぞれ先に詳述した好ま しい色素から選ばれるものの組み合わせで あれば、 更に好ましい。
また、 前記の 3種の色素のうち一般式 [III ]で示される色素から 2種以 上選んで使用するのが好ま しい。
このと き、 一般式 [III]式中、 R7が水素原子であるものと R7が あるものとをそれぞれ 1種以上併用すれば尚好ま しい。
Figure imgf000011_0001
更に、 一般式 [ I ]、 [II ]及び [III ]式中のシクロへキシル基がト ラ ン ス 体のシクロへキシル基であれば、 なお好ま しい。
本発明に用いられる液晶物質としては下記一般式
Figure imgf000011_0002
Figure imgf000011_0003
Figure imgf000012_0001
(式中、 R9、 R10はアルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ 基、 アルキルフエニル基、 アルコキシアルキルフエニル基、 アルコキ シフエ二ル基、 アルキルシク口へキシル基、 アルコキシアルキルシク 口へキシル基、 アルキルシクロへキシルフェニル基、 シァノ フエニル 基、 シァノ基、 ハロゲン原子、 アルコキシカルボニル基、 アルコキシ アルコキシカルボニル基、 アルキルフエノキシカルボニル基、 アルコ キシアルキルフエノ キシカルボ、ニル基、 アルコキシフエノ キシシカル ポ、ニル基、 アルキルシク ロへキシルォキシ力ルポ'ニル基、 アルコキシ シク ロへキシルォキシ力ルポ'ニル基、 アルキルシク ロへキシルフエノ キシカルポ、ニル基、 シァノ フエ ノキシカルボニル基、 ハロゲンフエ ノ キシカルボニル基、 アルキルフエニルアルキル基、 アルコキシアルキ ルフエニルアルキル基、 アルコキシフエニルアルキル基、 アルキルシ ク口へキシルアルキル基、 アルコキシアルコキシシク 口へキシルアル キル基、 アルキルシクロへキシルフェニルアルキル基、 シァノ フエ二 ルアルキル基を示し、 アルキル鎖、 アルコキシ鎖中に光学活性中心を 有しても良い。 又、 R9、 R10中のフヱニル基又はフ ヱ ノキシ基は、 フッ素原子、 塩素原子などのハロゲン原子で置換されていても良い。 又、 Xは水素原子も しくはフッ素原子、 塩素原子等のハロゲン原子を 表す) で表される化合物の単体あるいはこれらの混合物などの液晶物質が挙 げられる。
好ま しくは、 フヱニルシクロへキサン系の液晶化合物を主成分とす るネマチック液晶混合物が挙げられる。
また、 前記の液晶混合物はコレステリルノナェ一 トのような光学活 性物質、 紫外線吸収剤、 酸化防止剤などの添加剤を含有していても良 い。
本発明の液晶組成物は前記構造式 [ I ]〜[III ]で示される色素を前記の 液晶物質に溶解させることによ り、 容易に調整することが出来る。
このよう にして調整された液晶組成物を、 少なく とも一方が透明な 電極基板間に担持させることによりゲス トホス ト効果を応用した表示 素子を構成することが出来る。
これは、 松本正一、 角田市良"液晶の最新技術"工業調査会、
34(1983); L.FergasonSID85 Digest, 68(1985)等に記載の方法によ り行 う ことができる。
[発明を実施するための最良の形態]
以下に本発明を実施例によ り具体的に説明するが、 本発明はその要 旨を超えない限り以下の実施例に制約されるものではない。
なお、 以下の実施例に於て、 二色性の良否は次式から求められる色 素化合物のオーダ一.パラメ一ター(S)により評価した。
一 A// 一 A丄
(S) = 2A丄 + A// ここで A〃及び A丄は、 それぞれ液晶の配向方向に対して平行及び垂直 に偏光した光に対する色素の吸光度である。
オーダー.パラメ一ター(s)は、 具体的にはゲス ト.ホス ト型液晶表示 素子の表示コン トラス トを示す値であり、 この値が理論上 1に近づく 程、 白ぬけの部分の残色度が減少し、 明るく コン トラス トの大きい鮮 明な表示が可能となる。
また、 以下の実施例に使用した色素の番号は、 前記第 1表に記載し た色素の番号に対応する。
実施例 1
下記の二色性色素を、 商品名 ZLI-1565(E.MERCK社製)と して市販 されているフヱニルシクロへキサン系化合物を主成分とする液晶混合 物 lOOgに溶解させて液晶組成物- 1を調整した。
色 素
[ 1 -1] 4.13 g
[Π -1] 2.76 g
[III-l] 1.20 g
[III -4] 2.00 g
これを、 ポリイ ミ ド系樹脂を塗布硬化後、 ラビングしてホモジニァ ス配向処理された透明電極付きガラス板からなり、 該配向処理面を対 向させるように搆成されたギヤプ 9μΠ1のセルに封入して、 液晶表示素 子を作成した。 - - この液晶表示素子のォーダ一.パラメ ータ一(S)を算出した結果、 637nm、 575nm、 535imi及び 469nmにおいて、 それぞれ 0,74、 0.76、 0.75及び 0.78であり、 配向方向に平行な直線偏光に対する吸光度 A〃は それぞれ 1.470、 1.912、 1.590、 1.770であった。 液晶組成物- 1及びこ れを封入したセルを- 20°Cで 1000時間放置した結果、 色素の析出など の異常は特に認められなかった。 また、 液晶組成物- 1を封入したセル を用いてフヱ一 ドメ一ター(カーボンアーク光源)にて耐光性テス ト を 実施した結果、 100時間後の色相変化: AE(L* a* b*法)は 1.5以下であ り、 電流値の増加率: 1/10(印加電圧: 5V 32Hz)は 5.5倍であった。
実施例 2
下記の組成の二色性色素を用いた他は実施例 1と同様に
色 素
[ I -3] 4.20 g
[II -1] 2.76 g
[III -1] 1.20 g
[III -4] 2.00 g
して液晶組成物を調製し、 それを用いて表示素子を作成したところ、 オーダ一パラメ一夕一(S)値は 637nm、 575nm、 535nm及び 469nmに おいてそれぞれ 0.74、 0.76、 0.75及び 0.78であり、 配向方向に平行な 直線偏光に対する吸光度 A//はそれぞれ 1.470、 1.912、 1.590、 1.770で あつた。 この液晶組成物及び表示素子は、. -20°Cに 1000時間放置され た場合も安定であり、 実施例 1と同じ耐光性テス トの結果も AE(L* a* b*法)は 1.5以下で電流値の増加率 I/Ioは 5.5倍であった。
実施例 3
下記の二色性色素を用いた以外は実施例 1と同様にして液晶組成物- IIを調整し、 液晶表示素子を作成した。
色 素
[ 1 -4] 2.30 g
[ I -5] 2.15 g
[Π -1] 2.76 g
[ΠΙ -1] 1.20 g
[III -4] 1.00 g
[III -5] 1.20 g
この液晶表示素子のォーダ一パラメ ー タ一(S)を算出した結果、 636nm, 575nm、 533nni及び 468nmにおいて、 それぞれ 0.74、 0.76、 0.75及び 0.79であり、 配向方向に平行な直線偏光に対する吸光度 A〃は それぞれ 1.480、 1.910、 1.595、 1.780であった。 液晶組成物- II及びこ れを封入したセルを -20°Cで 1000時間放置した結果、 色素の析出など の異常は特に認められなかった。 また、 液晶組成物- IIを封入したセ ルを用いてフヱ一 ドメータ一(カーボンアーク光源)にて耐光性テス ト を実施した結果、 100時間後の色相変化: AE(L* a* b*法)は 1.5以下で あり、 電流値の増加率: I/Io(印加電圧: 5V 32Hz)は 5.2倍であつた。 実施例 4
下記の二色性色素を商品名 ZLI-1840(E.MERCK社製)と して市販さ れているフヱニルシク口へキサン系化合物を主成分とする液晶混合物 100gに溶解させて液晶組成物- IIIを調整した。
色 素
[ 1 -6] 3.45 g
[ 1 -7] 3.23 g
[Π -1] 4.10 g
[ΠΙ -1] 0.90 g
[ΠΙ -2] 1.02 g
[ΠΙ -4] 1.65 g
[III -5] 1.88 g
これをポリ ィ ミ ド系樹脂を塗布硬化後、 ラ ビングしてホモジニァス 配向処理された透明電極付きガラス板からなり、 該配向処理面を対向 させるよう に構成されたギヤプ 9μπιのセルに封入して、 液晶表示素子 を作成した。
ォ―ダ 一 ノ ラ メ 一 タ 一(S)を算出 した結果、 635nm、 580nm、 535nm及び 470nmにおいて、 それぞれ 0.74、 0.76、 0.75及び 0.77であ り配向方向に平行な直線偏光に対する吸光度 A//はそれぞれ 2.230、 2.860、 2.400、 2.670であった。 液晶組成物- III及びこれを封入したセ ルを- 20。Cで 1000時間放置した結果、 色素の析出などの異常は特に認 められなかった。 また、 液晶組成物- IIIを封入したセルを用いてフ ヱ一 ドメ 一ター (カーボンアーク光源)にて耐光性テス ト を実施した結果、 100時間後 の色相変化: AE(L* a* b*法)は 1.7以下であり、 電流値の増加率: I/Io(印 加電圧: 5V 32Hz)は 5.9倍であつた。
実施例 5
下記の二色性色素を商品名 9160(チッソ社製)として市販されている フエニルシクロへキサン系化合物を主成分とする液晶混合物 100gに溶 解させて液晶組成物-!^を調整した。
色 素
[ 1 -5] 1.40 g
[ I -8] 1.30 g
[ 1 -9] 1.55 g
[II -1] 1.40 g
[II -2] 1.48 g
[ΠΙ -1] 0.49 g
[III -2] 0.52 g
[III -3] 0.25 g
[III -4] 1.10 g
[III -5] 1.25 g
これをポリイ ミ ド系樹脂を塗布硬化後、 ラビングしてホモジニァス 配向処理された透明電極付きガラス板からなり、 該配向処理面を対向 させるように搆成されたギヤプ 9μπιのセルに封入して、 液晶表示素子 を作成した。
この液晶表示素子のォーグーパラメ ーター (S)を算出した結果、 635nm 577nm, 535nm及び 466nmにおいて、 それぞれ 0.75、 0.76、 0.75及び 0.79であり、 配向方向に平行な直線偏光に対する吸光度 A〃は それぞれ 1.520、 1.970、 1.615、 1.820であった。 液晶組成物- IV及びこ れを封入したセルを -20°Cで 1000時間放置した結果、 色素の析出など の異常は特に認められなかった。
また、 液晶組成物- IVを封入したセルを用いてフヱー ドメ ーター (カーボンアーク光源)にて耐光性テス トを実施した結果、 100時間後 の色相変ィヒ: Z E(L* a* b*法)は 1.3以下であり、 電流値の増加率: 1/1〇(印 加電圧: 5V 32Hz)は、 5.2倍であった。
[産業上の利用可能性]
本発明はゲス ト.ホス ト効果を利用し、 液晶組成物に特定の組み合 わせの二色性色素を含有することによつて得られる液晶組成物及び該 組成物を用いた表示素子であって、 低温での安定性、 コ ン ト ラス ト及 び耐光性に優れ、 特に中〜大型表示に適した表示素子及びそれに用い る液晶組成物として非常に有用である。

Claims

請 求 の 範 囲
(1) 液晶組成物中に、 液晶物質と下記一般式 [ 1 ]、 一般式 [Π ]及び一 般式 [III]で示される二色性色素をそれぞれ少なく とも一種ずつ含む ことを特徴とする液晶組成物。
一般式 [ I ]
Figure imgf000020_0001
(式中、 Ri~R3は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシク 口アルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基又はハロゲン原 子を示し、 Aは
Figure imgf000020_0002
を示す。 )
—般式 [II ]
Figure imgf000020_0003
(式中、 R4及び R5は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシ クロアルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基、 又はハロゲ ン原子を示す。 ) 一般式 [III ]
Figure imgf000021_0001
(式中、 R6は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシクロア ルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基又はハロゲン原子を 示し、 R7は水素原子又は 》一 RSを示す。 RSは水素原子、 アル キル基、 置換基を有しても良いシクロアルキル基、 アルコキシアルキ ル基、 アルコキシ基、 ハロゲン原子を示す。 )
(2)請求の範囲(1)において、 一般式 [ I ]で示される色素が式中 R1及び
R3は水素原子またはアルキルを示し、
R2は水素原子を示し、
Aは 又は ベ/ V
Figure imgf000021_0002
を示すものから選ばれる少なく とも一種の色素であるこ とを特徴 とする液晶組成物。
(3)請求項 (1)において、 一般式 [ I ]で示される色素が式中、 R1及び R3が水素原子又は炭素数 1から 8のアルキル基を示し、
R2が水素原子を示し、
Aは
Figure imgf000021_0003
を示すものから選ばれる少なく とも一種の色素であることを特徵 とする液晶組成物。
(4)請求項 (1)において、 一般式 [ I ]で示される色素が式中、 R1が水素原 子又は炭素数 1〜8のアルキル基を示し、
R2が水素原子を示し、
R3が炭素数を 1〜8のアルキル基を示し
Aは を示すものから選ばれる少なく とも一種の色素であ ることを特徴とする液晶組成物。
(5)請求項 (1)において、 一般式 [ェ]で示される色素が式中、 R1及び R2が水素原子を表わし、 ら選ばれる少なく とも一種の色素である
R3が炭素数 1〜8のアルキル基を示し、 Aが を示すものか
Figure imgf000022_0001
ことを特徴とする液晶組成物。
(6)請求項 (1)において、 一般式 [II ]で示される色素が、 式中、 R4及び R5が水素原子又はアルキル基を示すものから選ばれる少なく とも
—種の色素であることを特徴とする液晶組成物。
(7)請求項 (1)において、 一般式 [II ]で示される色素が、 式中、 R4及び R5が炭素数 2から 8のアルキル基を示すものから選ばれる少なく と も一種の色素であることを特徴とする液晶組成物。
(8)請求項 (1)において、 一般式 [III]で示される色素が、
式中、 R6が水素原子又はアルキル基を示し、 R7が水素原子又は 》一RSを示し、
R8が水素原子又はアルキル基を示すものから
選ばれる少なく と も一種の色素であることを特徴とする液晶組成 物。
(9)請求項 (1)において、 一般式 [III ]で示される色素が、
式中、 R6が炭素数 2から 10のアルキル基を示し、
R7が水素原子又は R8を示し、
Figure imgf000023_0001
RSが炭素数 2から 8のアルキル基を示すものから 選ばれる少なく と も一種の色素であることを特徴とする液晶組成 物。
(10)請求項(1)において、 一般式 [ I ]で示される色素として
式中、 R1及び R3は水素原子またはアルキル基を示し、
R2は水素原子を示し
Λ N
Figure imgf000023_0002
を示すものから選ばれる少な く と も一種の色素を用い、 一般式 [II ]で示される色素として
式中、 R4及び R5が水素原子又はアルキル基を示すものから選ばれ る少なく とも一種の色素を用い、 及び一般式 [III ]で示される色素と して
式中、 R6が水素原子又はアルキル基を示し、 R7が水素原子又は ~ij 一 RSを示し、
R8が水素原子又はアルキル基を示すものから
選ばれる少なく とも一種の色素を用いることを特徴とする液晶組 成物。
(11)請求項 (1)において、 一般式 [ I ]で示される色素として
式中、 R1及び R3が水素原子又は炭素数 1から 8のアルキル基を示 し、
R2が水素原子を示し、
N J 、 、一 N 、
Figure imgf000024_0001
を示すものから選ばれる少なく とも一種の色素を用い、
一般式 [II ]で示される色素として
式中、 及び R5が炭素数 2から 8のアルキル基を示すものから選ば れる少なく とも一種の色素を用い、 及び一般式 [III]で示される色素 として
式中、 R6が炭素数 2から 10のアルキル基を示し
R?が水素原子又は を示し、
Figure imgf000024_0002
RSが炭素数 2から 8のアルキル基を示す
ものから選ばれる少なく とも一種の色素を用いることを特徴とす る液晶組成物。
(12)請求項 (1)において、 一般式 [ I ]で示される色素として 式中、 R1が水素原子又は炭素数 1から 8のアルキル基を示し、
R2が水素原子を示し、
R3が炭素数 1から 8のアルキル基を示し、
Aは を示すものから選ばれる少なく とも一種の
Figure imgf000025_0001
色素を用い、
一般式 [II ]で示される色素と して、
式中、 R4及び R5が炭素数 2から 8のアルキル基を示すものから選ば れる少なく とも一種の色素を用い、 及び一般式 [III ]で示される色素 と して
式中、 R6が炭素数 2から 10のアルキル基を示し、
R7が水素原子又は ~{1 》一 RSを示し、
RSが炭素数 2から 8のアルキル基を示す
ものから選ばれる少なく と も一種の色素を用いることを特徴とす る液晶組成物。
(13)請求項 (1)において、
一般式 [III]で示される色素から選ばれる色素を 2種以上用いること を特徴とする液晶組成物。
(14)請求項(13)において、
一般式 [III]で示される色素が式中 R7で水素原子である色素と R7
>一 RSである色素のそれぞれ少なく とも一種以上併用すること を特徴とする液晶組成物。
(15)請求項 (1)において、
液晶物質と してフニ二ルシク口へキサン系液晶化合物を主成分と するネマチック液晶混合物であることを特徴とする液晶組成物。
(16)少なく とも一方が透明な電極基板間に液晶組成物を担持してなる 表示素子において、 該液晶組成物中に液晶物質と下記一般式 [ I ]、 一般式 [II ]および一般式 [III ]で示される二色性色素をそれぞれ少な く とも一種ずつ含む液晶組成物を用いた表示素子。
一般式 [ I ]
Figure imgf000026_0001
(式中、 Rl〜! 13は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシ クロアルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基、 ノヽロゲ ン原子を示し、 Aは
Figure imgf000026_0002
を示す。 )
—般式 [II ]
Figure imgf000027_0001
(式中、 R4、 R5は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシ ク ロアルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基、 ノヽロゲ ン原子を示す。 )
一般式 [III ]
Figure imgf000027_0002
(式中、 R6は水素原子、 アルキル基、 置換基を有しても良いシク ロ アルキル基、 アルコキシアルキル基、 アルコキシ基、 ハロゲン原 子を示し、
R7は、 水素原子又は ~ \〉一 RSを示す。 RSは水素原子、 アルキル 基、 置換基を有しても良いシクロアルキル基、 アルコキシアルキ ル基、 アルコキシ基、 ハロゲン原子を示す。 )
(17)請求の範囲(16)において、
—般式 [ I ]で示される色素として
式中、 R1及び R3は水素原子またはアルキル基を示し、
R2は水素原子を示し、 Aは
Figure imgf000028_0001
を示すものから選ばれる少なく とも一種の色素を用い、
—般式 [II ]で示される色素として
式中、 及び R5が水素原子又はアルキル基を示すものから選ばれ る少なく とも一種の色素を用い、 及び一般式 [III ]で示される色素と して
式中、 R6が水素原子又はアルキル基を示し、
R7が水素原子又は RSを示し
Figure imgf000028_0002
R8が水素原子又はアルキル基を示すものから
選ばれる少なく とも一種の色素を用いる液晶組成物を使用した表 不 子〇
(18)請求項 (16)において
一般式 [ I ]で示される色素として
式中、 R1が水素原子又は炭素数 1から 8のアルキル基を示し、
R2が水素原子を示し、
R3が炭素数 1から 8のアルキル基を示し、
Αは ~(J 一を示すものから選ばれる少なく とも一種の
N
色素を用い、
—般式 [II ]で示される色素として 式中、 R4及び R5が炭素数 2から 8のアルキル基を示すものから選ば れる少なく とも一種の色素を用い、 及び一般式 [III ]で示される色素 として
式中、 R6が炭素数 2から 10のアルキル基を示し
R7が水素原子又は し、
Figure imgf000029_0001
R8が炭素数 2から 8のアルキル基を示すものから選ばれる少 なく とも一種の色素を用いる液晶組成物を使用した表示素子。
(19)請求項 (16)において
液晶物質がフェニルシク ロへキサン系液晶化合物を主成分とする ネマチック液晶混合物である液晶組成物を使用した表示素子。
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