JP2002327176A - ゲスト−ホスト液晶組成物および液晶表示素子 - Google Patents

ゲスト−ホスト液晶組成物および液晶表示素子

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JP2002327176A JP2001388326A JP2001388326A JP2002327176A JP 2002327176 A JP2002327176 A JP 2002327176A JP 2001388326 A JP2001388326 A JP 2001388326A JP 2001388326 A JP2001388326 A JP 2001388326A JP 2002327176 A JP2002327176 A JP 2002327176A
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condensed ring
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branched alkyl
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寛規 岩永
Yutaka Nakai
豊 中井
Katsuyuki Naito
勝之 内藤
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 低温においても高色素濃度を保つことができ
る高二色性比のゲスト−ホスト液晶組成物を提供する。 【解決手段】 ホストとしての液晶材料と、この液晶材
料にゲストとして配合された二色性色素とを含有するゲ
スト−ホスト液晶組成物である。前記液晶材料は分子構
造に縮合環を含み、前記二色性色素は、基本骨格に結合
した置換基として縮合環を有する化合物であることを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゲスト−ホスト液
晶組成物およびゲスト−ホスト方式液晶表示素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】二色性色素を液晶に溶解させてなるゲス
ト−ホスト（ＧＨ）方式液晶表示素子ＬＣＤは、視野角
が大きく、明るく鮮明な表示が可能なことから注目を集
めている。ＧＨ−ＬＣＤにおいて、より鮮明な色を実現
するとともに低電圧駆動を可能にするためには、液晶に
溶解する二色性色素の濃度が大きいことが必要とされ
る。高色素濃度のＧＨ液晶は吸収係数が大きく、所定の
光吸収強度を実現するのに必要とされるセルの厚さを低
減することができるためである。また、高色素濃度のＧ
Ｈ液晶を用いることにより、同一のセルの厚さにおいて
は色表示範囲、コントラストを拡大できる。
【０００３】なお、二色性色素の溶解性については、低
温領域における大きさが重要となる。低温になると溶解
度が急激に低下する二色性色素を用いた場合には、表示
素子が低温に曝されると色素の析出をきたして、表示が
困難になるからである。さらにはアモルファス性が大き
く、過飽和状態が安定な色素を用いることも手段の一つ
である。しかしながら、一般にＴＦＴ表示素子において
は、基板面に凹凸が生じ、これが色素の析出を促すため
過飽和状態は安定ではない。
【０００４】一度色素の析出が生じると、表示素子を再
度常温に戻したところで、回復するのは困難である。セ
ルギャップが小さいセル中に、液体よりは一般に高粘度
である液晶が満たされている環境においては、分子の拡
散速度が小さく、色素析出部と他の領域とにおける色素
濃度の差が容易には解消されないからである。
【０００５】二色性色素としては、堅牢であり信頼性に
優れるアントラキノン類色素が適切であるとして従来用
いられてきた。さらにアントラキノン類色素は、吸収ス
ペクトルの半値幅が比較的小さく、積層型表示素子（減
法混色）においては、これが鮮明な色表示を得るうえで
の利点になる。
【０００６】しかしながら、平面に近い形状のアントラ
キノン類二色性色素を、棒状である液晶分子に高濃度溶
解させることは困難である。この課題に対し、本発明者
らは、特定の分子構造的特徴を有するアントラキノン類
二色性色素が棒状構造のフッ素系液晶に対し、優れた溶
解性を示すことを見出している（Ｈ．Ｉｗａｎａｇａａ
ｎｄ Ｋ．Ｎａｉｔｏ，Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙ
ｓ，３７，Ｌ３５６（１９９８））。
【０００７】ＧＨ−ＬＣＤにおいては、二色性色素の溶
解性に加えて、二色性比が表示性能を大きく左右する。
一般に棒状のアゾ類色素は、二色性比が大きいことが知
られている。アゾ類色素の場合には、これを溶解するこ
とによって液晶の配向秩序度が増加することが報告され
ている。これに対して、平面状構造のアントラキノン類
色素を液晶に溶解させた場合には、液晶の配向秩序度が
低下してしまう。特に、高色素濃度状態においては、こ
の傾向が顕著に現われる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、低温
においても高色素濃度を保つことができる高二色性比の
ゲスト−ホスト液晶組成物を提供することを目的とす
る。
【０００９】また本発明は、表示特性および信頼性に優
れた液晶表示素子を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は、ホストとしての液晶材料と、この液晶材
料にゲストとして配合された二色性色素とを含有し、前
記液晶材料は分子構造に縮合環を含み、前記二色性色素
は、基本骨格に結合した置換基として縮合環を有する基
であることを特徴とするゲスト−ホスト液晶組成物を提
供する。
【００１１】また本発明は、電極が設けられた基板と、
前記電極上に配置された液晶層と、前記液晶層上に配置
された透明電極とを具備し、前記液晶層は、前述のゲス
ト−ホスト液晶組成物を含むことを特徴とする液晶表示
素子を提供する。
【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。
【００１３】本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、Ｇ
Ｈ液晶組成物を構成する液晶分子および色素分子の双方
の分子構造に縮合環部を導入することによって、色素の
液晶に対する高溶解性（低温領域を含む）と高二色性比
を実現できることを見出し、本発明をなすに至ったもの
である。
【００１４】なお、本発明において縮合環とは、アント
ラセン、ナフタレン、テトラヒドロナフタレン、および
デカヒドロナフタレン骨格等、同一分子中に２環以上の
環が存在し、これらの環の中で少なくとも２つの環が一
辺を共有する構造をさす。
【００１５】液晶分子と色素分子との双方に縮合環が存
在する場合、液晶と色素との間の分子間相互作用が大き
くなる。相互作用が大きいことは、溶媒と溶質との相互
作用が大きいことを意味し、液晶材料に対する二色性色
素の溶解性向上に寄与することになる。また、この相互
作用が大きいことは、色素分子が液晶中でより安定に溶
媒和されることを意味し、この効果は二色性比の向上に
寄与する。
【００１６】縮合環を有する基同士の相互作用は、一般
の平面分子（アントラキノン類色素）と棒状分子（液晶
分子）との場合に比較して著しく大きいので、上述した
ような効果が得られた。
【００１７】本発明に用いる二色性色素は、例えば下記
式（１）に示すように、基本骨格としてのアントラキノ
ン骨格に結合した置換基中に縮合環が導入されてなるも
のである。
【００１８】
【化１１】 （上記一般式（１）中、Ｘ，Ｙは同一でも異なっていて
もよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよびエステルか
ら選択される二価の基である。ＡおよびＢは同一でも異
なっていてもよく、少なくとも１種はその構造中に縮合
環を有する基であり、他方は置換または非置換の環状構
造、直鎖状アルキル基、または枝分かれアルキル基であ
る。Ｒ1およびＲ2は同一でも異なっていてもよく、水素
原子または炭素数３０以下の直鎖または分枝したアルキ
ル基またはハロゲン原子である。ｓ，ｔは整数であり、
ｍ，ｎは０から４までの整数である。ただし、ｍおよび
ｎは同時に０ではない。） 上記一般式（１）においては、ＡおよびＢの少なくとも
一方に縮合環が導入されていれば、本発明の効果を得る
ことができる。他方は、フェニル基、置換フェニル基、
シクロヘキシル基、置換シクロヘキシル基等の単独の環
状構造、直鎖状アルキル基、または枝分かれアルキル基
とすることができる。特に、色素と液晶との分子間相互
作用を強め、かつ色素のアモルファス性を高めて高溶解
性を実現することを考慮すると、Ａとしてナフタレン骨
格を導入した場合には、Ｂとしてシクロヘキシル基また
は置換シクロヘキシル基を導入することが好ましい。
【００１９】また、Ｒ1およびＲ2として導入される置換
基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプ
ロピル基、ブチル基、イソブチル基、およびｔ−ブチル
基等の直鎖または枝分かれアルキル基またはハロゲン原
子が挙げられる。非対称性向上と局所的な極性基の導入
の点から、枝分かれアルキル基およびフルオロアルキル
基が、Ｒ1およびＲ2として特に好ましい。
【００２０】上記一般式（１）においては、基本骨格で
あるアントラキノン骨格自体も縮合環の１種であるが、
基本骨格に縮合環を有する二色性色素の場合には、本発
明の効果は得られない。すなわち本発明においては、基
本骨格に結合した置換基中に縮合環が存在するときに、
二色性色素や溶解性の向上に効果が発揮される。ＧＨ液
晶中において色素分子は、液晶分子に溶媒和され、この
とき色素分子と液晶分子との相互作用が最大になるよう
な位置関係をとろうとする。分子間相互作用の中心であ
る縮合環がフレキシブル部位にあるほど、上述した最適
な位置関係を取りやすい。
【００２１】また、本発明に用いる二色性色素として
は、下記式（２）に示すように、１，４，５，８位に置
換基を有するものが挙げられる。
【００２２】
【化１２】 （上記一般式（２）中、Ｘ，Ｙ，ＺおよびＷは同一でも
異なっていてもよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよ
びエステルから選択される二価の基である。Ａ，Ｂ，Ｃ
およびＤは同一でも異なっていてもよく、少なくとも１
種はその構造中に縮合環を有する基であり、残りは置換
または非置換の環状構造、直鎖状アルキル基、または枝
分かれアルキル基である。Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3およびＲ4は同
一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数３
０以下の直鎖または分岐したアルキル基またはハロゲン
原子である。また、ｓ，ｔ，ｏ，ｐは整数である。） 上記一般式（２）においては、色素のアモルファス性向
上を考慮すると、Ａとしてナフタレン骨格、Ｂとしてベ
ンゼン環、Ｃとしてベンゼン環、Ｄとしてナフタレン骨
格が導入されていることが好ましい。Ｒ1およびＲ2とし
ては枝分かれアルキル基が最も好ましい。
【００２３】またさらに、本発明において用いられる二
色性色素は、下記一般式（３）で表わされる化合物とす
ることができる。
【００２４】
【化１３】 （上記一般式（３）中、Ｘ1はＮＨ2、ＮＨＲ11、および
ＮＨ（Ｒ12）2から選択されるアミノ基であり、ここ
で、Ｒ11およびＲ12は、炭素数３０以下の直鎖または分
枝したアルキル基またはハロゲン原子である。Ｙは、
Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよびエステルから選択さ
れる二価の基である。ＡおよびＢは同一でも異なってい
てもよく、少なくとも１種はその構造中に縮合環を有す
る基であり、他方は置換または非置換の環状構造、直鎖
状アルキル基、または枝分かれアルキル基である。Ｒお
よびＲ’は、同一でも異なっていてもよく、水素原子、
または炭素数３０以下の直鎖または分岐したアルキル基
またはハロゲン原子である。） 上記一般式（３）においては、分子構造の非対称性を考
慮すると、Ａとしてナフタレン骨格、Ｂとしてベンゼン
環またはシクロヘキシル環が導入されていることが好ま
しい。この場合、ＲおよびＲ’として、それぞれｔｅｒ
ｔ−ブチル基およびＣＦ3等のフルオロアルキル基を導
入することによって、液晶に対する溶解性を向上させる
ことができる。あるいは、Ａとしてベンゼン環、Ｂとし
てナフタレン環を導入し、ＲおよびＲ’として、それぞ
れｓｅｃ−ブチル基および水素原子を導入してもよい。
この場合には、縮合環を有しない液晶材料に対しても、
溶解性を向上させることができる。
【００２５】上述した一般式（１）ないし（３）で表わ
される化合物のうち、特に高溶解性の点で、一般式
（３）で表わされる化合物が好ましい。
【００２６】また、上記一般式（１）で表わされる二色
性色素において、分子が非対称形状のものは、特にＦ系
液晶に対する溶解性が優れている。こうした二色性色素
としては、下記一般式（３１）で表わされるものが挙げ
られる。
【００２７】
【化１４】 （上記一般式（３１）中、ＸはＯ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、
ＮＨおよびエステルから選択される二価の基である。Ｂ
1は構造中に縮合環を有する基である。Ｒ1およびＲ2は
同一でも異なっていてもよく、水素原子または炭素数３
０以下の直鎖または分枝したアルキル基またはハロゲン
原子である。ｓ１は０〜５の整数であり、ｔ１は１〜７
の整数である。） 一般式（３１）で表わされる二色性色素において、置換
基に接続される縮合環Ａ1は次の２種類の効果を有す
る。いずれも、二色性色素の溶解性、二色性比向上に寄
与する。
【００２８】（１）置換基のフレキシブルな部位に存在
する縮合環は、溶媒である液晶分子と強く相互作用す
る。かつ、フレキシブルな部位にあるため、液晶分子と
の強い相互作用を実現するのに有利な配座を取り易い。
【００２９】（２）縮合環が置換基の一部に接続される
分子構造は、分子構造の非対称性が大きい。このため、
アモルファス性が大きく液晶中で結晶化し難い。また、
このような分子は、特に低温における飽和溶解度に優れ
るという傾向を有する。
【００３０】下記一般式（３２）、（３３）で表わされ
る二色性色素もまた、このような効果を有している。
【００３１】
【化１５】 （上記一般式（３２）中、ＸはＯ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、
ＮＨおよびエステルから選択される二価の基である。Ａ
1は構造中に縮合環を有する基である。Ｒ1は、水素原子
または炭素数３０以下の直鎖または分枝したアルキル基
またはハロゲン原子である。ｓ１は０〜５の整数であ
る。）
【化１６】 （上記一般式（３３）中、Ｘ，ＹおよびＺは同一でも異
なっていてもよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよび
エステルから選択される二価の基である。Ａ，Ｂおよび
Ｃは同一でも異なっていてもよく、少なくとも１種はそ
の構造中に縮合環を有する基であり、残りは置換または
非置換の環状構造、直鎖状アルキル基、または枝分かれ
アルキル基である。Ｒ1，Ｒ2，およびＲ3は同一でも異
なっていてもよく、水素原子、または炭素数３０以下の
直鎖または分岐したアルキル基またはハロゲン原子であ
る。また、ｓ，ｔ，ｏは整数である。） 一般式（１）で表わされる二色性色素においては、分子
構造に部分的に大きな双極子を与える置換基を導入する
ことによって、溶解性がさらに高められる。こうした置
換基が導入された二色性色素の例を、下記一般式（３
４）、および（３５）に示す。
【００３２】
【化１７】 （上記一般式中、ＸおよびＹは同一でも異なっていても
よく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよびエステルから
選択される二価の基である。Ａ1は構造中に縮合環を有
する基である。Ｒ1およびＲ2は、水素原子または炭素数
３０以下の直鎖または分枝したアルキル基またはハロゲ
ン原子であり、ＲFは、構造中にフッ素原子を有する直
鎖または分枝したアルキル基である。ｓ，ｔは整数であ
る。） ＲFとして上記一般式（３４）および（３５）に導入さ
れるフッ素原子を有する直鎖または分枝したアルキル基
としては、例えば、ＣＦ3、Ｃ2Ｆ5、Ｃ3Ｆ7、Ｃ4Ｆ9、
ｔ−Ｃ4Ｆ9、およびｉ−Ｃ4Ｆ9等が挙げられる。これら
のうちでも、二色性比を低下させずに高溶解性を実現で
きる点から、ＣＦ3が特に好ましい。
【００３３】こうした分子構造の二色性色素は、常温に
おいて高溶解性であるのみならず、溶解性の温度依存性
がないので、最も好ましい。
【００３４】なお、一般式（３１）〜（３５）で表わさ
れる二色性色素は、縮合環を有しない液晶材料に対して
も高い溶解性を有し、溶解性の温度依存性もないので、
より広範囲の液晶材料に適用することができる。
【００３５】分子構造中に縮合環を有しホストとして用
い得る液晶材料としては、例えば下記一般式（４）に示
すような構造が挙げられる。
【００３６】
【化１８】 （上記一般式（４）中、Ｒ”は炭素数３０以下の直鎖ま
たは分枝したアルキル基またはハロゲン原子であり、Ａ
1は構造中に縮合環を含む基である。Ｒ0は、炭素数３０
以下の直鎖または分枝したアルキル基またはハロゲン原
子またはハロゲン原子を含む有機基、ｋは１〜５の正数
である。） 液晶相を示す温度範囲が大きくなることを考慮すると、
Ｒ”として２以上の炭素数を有するアルキル基、Ｒ0と
してフッ素原子またはフルオロアルキル基またはフルオ
ロアルコキシ基が最も好ましい。また、誘電率異方性を
大きくし、かつ色素の高溶解性を実現するためには、ｋ
は２以上であることが望まれる。
【００３７】一般式（４）においてＡ1で表わされる縮
合環部は、二色性色素の縮合環部と強く相互作用し、か
つその相互作用に好適である分子の位置関係と二色性色
素の置換基の配座が得られる。下記化学式に示す概念図
に表わされるように、液晶材料および二色性色素中の縮
合環同士は、互いに相互作用し、それによって最適な配
座が実現される。
【００３８】
【化１９】 すでに説明したように、本発明の一実施形態にかかるＧ
Ｈ液晶組成物においては、ホストとしての液晶材料、お
よびゲストとしての二色性色素の両方に縮合環が含まれ
ていなければならない。縮合環は、アントラセン、ナフ
タレン、およびテトラヒドロナフタレンからなる群から
選択されることが好ましい。縮合環中に含まれるπ電子
が多い方が、π電子の分子間相互作用が大きくなる点で
有利なためである。
【００３９】あるいは、本発明の一実施形態にかかるＧ
Ｈ液晶組成物中の液晶材料および／または二色性色素に
含まれる縮合環は、デカヒドロナフタレン骨格を有して
もよい。この場合には、縮環構造がトランス配置であ
り、骨格の両端の置換基がいずれもエクアトリアル配置
であることが好ましい。具体的には、下記式（５）で表
わされるような構造である。
【００４０】
【化２０】 縮環構造がトランス配置であることに起因して、分子の
直線性が得られる。しかも、デカヒドロナフタレン骨格
の両端に接続した置換基がともにエクアトリアル配置で
あるので、分子の長さを確保することも可能となる。
【００４１】縮合構造がシス配置であるとともに、骨格
の両端の置換基がともにアキシャル配置であるデカヒド
ロナフタレン骨格の場合には、こうした効果を得ること
ができない。すなわち、下記式（６）に示されるよう
に、分子の直線性も長さも確保されない。
【００４２】
【化２１】 本発明の一実施形態にかかるＧＨ液晶組成物は、液晶層
をポリマー外壁で包囲した、所謂液晶マイクロカプセル
として用いることができる。液晶マイクロカプセル化し
たＧＨ液晶を透明電極付基板に印刷して液晶層を形成す
ることによって、表示素子が得られる。
【００４３】図１には、本発明の一実施形態にかかる液
晶表示素子を表わす断面図を示す。図示する液晶表示素
子においては、ガラス基板１上にはアルミナ等からなる
電極（反射電極）２が形成されている。電極２上には液
晶層３が設けられており、この液晶層３は、マイクロカ
プセル化された本発明のＧＨ液晶組成物を含む。さらに
この上には、ＩＴＯ等からなる透明電極４およびガラス
基板１が配置されている。
【００４４】本発明の一実施形態にかかるＧＨ液晶組成
物をマイクロカプセル化して用いて、印刷により作製す
ることによって、液晶表示素子の製造コストを削減する
ことが可能になる。しかも、本発明のＧＨ液晶組成物
は、低温領域においても高色素濃度を保つことができ高
二色性比が得られることに起因して、本発明の液晶表示
素子は、優れた表示特性および高い信頼性を有する。
【００４５】
【発明の実施の形態】液晶材料としては、大日本インキ
化学工業（株）の縮合環ネマティック液晶（月間ディス
プレイ２０００年８月号、ｐ８５）を用いることがで
き、この文献に記載されている手法にしたがって、本実
施例で用い得る液晶材料を合成することができる。
【００４６】一方、二色性色素は、例えば上記一般式
（１）で表わされる化合物の場合には、下記反応式に示
すような合成経路にしたがって、アントラキノン類色素
の置換反応で合成することができる。
【００４７】
【化２２】
【００４８】Ｘ2，Ｙ2，Ｚ2は、芳香族系の求核置換反
応を起こす官能基の組み合わせであり、具体的には、Ｘ
2およびＹ2は、Ｃｌ、Ｉなどのハロゲン原子、またはト
シル基（−ＯＴｓｌ）などの脱離基の組み合わせが挙げ
られる。ＷはＯ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよびエステ
ル等である。Ａ1は縮合環を含有する部位であり、ｍ
２、ｎ２は１〜４の整数である。
【００４９】こうした二色性色素を、上述したような液
晶材料に溶解することによって、本発明のＧＨ液晶組成
物が得られる。二色性色素は、フッ素系液晶に対して少
なくとも１．５ｗｔ％程度以上の濃度で溶解させること
が望まれ、２０ｗｔ％程度以上がより好ましい。二色性
色素の濃度が１．５ｗｔ％未満の場合には、着色時に充
分な光吸収を得ることができずコントラストが不充分と
なり、目的を達成することが困難となるおそれがある。
【００５０】分子構造に縮合環を有する液晶材料と、置
換基として導入された縮合環を有する化合物からなる二
色性色素とを含有する本発明のＧＨ液晶組成物は、マイ
クロカプセルとして用いることが好ましい。マイクロカ
プセルは、膜乳化法、相分離法、液中乾燥法、界面重合
法、ｉｎ ｓｉｔｕ重合法、液中硬化皮膜法、および噴
霧乾燥法などの従来用いられているマイクロカプセル化
法により作製することができる。
【００５１】マイクロカプセル壁の材質としては、例え
ば、ポリエチレン類、塩素化ポリエチレン類、エチレン
−酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸・無水マ
レイン酸共重合体などのエチレン共重合体、ポリブタジ
エン類、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリエチレンナフタレートなどのポリエ
ステル類、ポリプロピレン類、ポリイソブチレン類、ポ
リ塩化ビニル類、天然ゴム類、ポリ塩化ビニリデン類、
ポリ酢酸ビニル類、ポリビニルアルコール類、ポリビニ
ルアセタール類、ポリビニルブチラール類、四フッ化エ
チレン樹脂、三フッ化エチレン樹脂、フッ化エチレン・
プロピレン樹脂、フッ化ビニリデン樹脂、フッ化ビニル
樹脂、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチ
レン共重合体、四フッ化エチレン・パーフルオロアルキ
ルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六フッ
化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン・エチレン共
重合体などの四フッ化エチレン共重合体、含フッ素ポリ
ベンゾオキサゾールなどのフッ素樹脂類、アクリル樹脂
類、メタクリル樹脂類、フマル酸樹脂類、マレイン酸樹
脂類、ポリアクリロニトリル、アクリロニトリル・ブタ
ジエン・スチレン共重合体などのアクリロニトリル共重
合体、ポリスチレン、スチレン・アクリロニトリル共重
合体、アセタール樹脂、ナイロン６６などのポリアミド
類、ポリカーボネート類、ポリエステルカーボネート
類、セルロース樹脂類、フェノール樹脂類、ユリア樹脂
類、エポキシ樹脂類、不飽和ポリエステル樹脂類、アル
キド樹脂類、メラミン樹脂類、ポリウレタン類、ジアリ
ールフタレート類、ポリフェニレンオキサイド類、ポリ
フェニレンスルフィド類、ポリスルフォン類、ポリフェ
ニルサルフォン類、シリコーン樹脂類、ポリイミド類、
ビスマレイミドトリアジン樹脂類、ポリイミドアミド
類、ポリエーテルイミド類、ポリビニルカルバゾール
類、ノルボルネン系非晶質ポリオレフィン、セルロース
類など、ほとんど全ての高分子の材質を用いることがで
きる。
【００５２】本発明の一実施形態にかかる液晶組成物で
は、インキ化するために液晶マイクロカプセルを適切な
バインダー樹脂中に分散させて用いてもよい。しかしな
がら、バインダー樹脂が多くなると液晶組成物の分量が
減るため、バインダー樹脂の量は液晶組成物に対して５
０％以下とすることが好ましい。バインダー樹脂として
は、ポリエチレン類；塩素化ポリエチレン類；エチレン
・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸・無水マ
レイン酸共重合体等のエチレン共重合体；ポリブタジエ
ン類；ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレ
フタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステ
ル類；ポリピロピレン類；ポリイソブチレン類；ポリ塩
化ビニル類；ポリ塩化ビニリデン類；ポリ酢酸ビニル
類；ポリビニルアルコール類；ポリビニルアセタール
類；ポリビニルブチラール類；四フッ化エチレン樹脂
類；三フッ化塩化エチレン樹脂類；フッ化エチレン・プ
ロピレン樹脂類；フッ化ビニリデン樹脂類；フッ化ビニ
ル樹脂類；四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシ
エチレン共重合体、四フッ化エチレン・パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体、四フッ化エチレン・六
フッ化プロピレン共重合体、四フッ化エチレン・エチレ
ン共重合体等の四フッ化エチレン共重合体；合フッ素ポ
リベンゾオキサゾール等のフッ素系樹脂類；アクリル樹
脂類；ポリメタクリル酸メチル等のメタクリル樹脂類；
ポリアクリロニトリル類；アクリロニトリル・ブタジエ
ン・スチレン共重合体等のアクリロニトリル共重合体；
ポリスチレン類；ハロゲン化ポリスチレン類；スチレン
・メタクリル酸共重合体、スチレン・アクリロニトリル
共重合体等のスチレン共重合体；ポリスチレンスルホン
酸ナトリウム；ポリアクリル酸ナトリウム等のイオン性
ポリマー：アセタール樹脂類；ナイロン６６等のポリア
ミド類；ゼラチン；アラビアゴム；ポリカーボネート
類；ポリエステルカーボネート類；セルロース系樹脂
類；フェノール樹脂類；ユリア樹脂類；エポキシ樹脂
類；不飽和ポリエステル樹脂類；アルキド樹脂類；メラ
ミン樹脂類；ポリウレタン類；ジアリールフタレート樹
脂類；ポリフェニレンオキサイド類；ポリフェニレンス
ルフィド類；ポリスルフォン類；ポリフェニレンサルフ
ォン類；シリコーン樹脂類；ポリイミド類；ビスマレイ
ミドトリアジン樹脂類；ポリイミドアミド類；ポリエー
テルスルフォン類；ポリメチルペンテン類；ポリエーテ
ルエーテルケトン類；ポリエーテルイミド類；ポリビニ
ルカルバゾール類；ノルボルネン系非晶質ポリオレフィ
ン類等の熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００５３】バインダー樹脂が水溶性の場合には、水に
溶解して液晶マイクロカプセルを分散させて用いること
ができる。一方、バインダー樹脂が非水溶性であれば、
エマルジョンにして水に分散させた後、液晶マイクロカ
プセルと混合してインクとすることができる。
【００５４】得られたインクを用いることによって、本
発明の液晶表示素子を、より簡便に低コストで製造する
ことが可能となる。
【００５５】以下、具体例を示して本発明をさらに詳細
に説明するが、本発明はこれに限定されることはない。
【００５６】（実施例Ｉ）実施例Ｉにおいては、イエロ
ー色素の飽和溶解度および二色性比を調べた。
【００５７】（実施例Ｉ−１）縮合環を有する液晶材料
として縮合環ネマティック液晶材料Ｍ−８（大日本化学
工業（株）製）を、また二色性色素としては、ナフタレ
ン骨格が置換基として導入された下記化学式（７）で表
わされる化合物を用意した。この二色性色素は、以下の
ような手法により合成した。すなわち、１，５−ジクロ
ロアントラキノンに対し、ＤＭＦ中でＮ2気流下、１．
５モル当量のチオナフトールと１．５モル当量の４−ｔ
−Ｂｕ−チオフェノールを作用させた。なお、ＤＭＦ中
には、２．５モル当量の炭酸ナトリウムが溶解された。
８０℃で５時間攪拌した後、一昼夜放置し、ろ液側を濃
縮してドライカラムクロマトグラフィーで精製した。得
られた結晶は、対称型の色素である。
【００５８】
【化２３】
【００５９】こうして得られた二色性色素を前述の液晶
材料に溶解して、本実施例のＧＨ液晶組成物を調製し
た。
【００６０】（実施例Ｉ−２）二色性色素として、テト
ラヒドロナフタレン骨格が置換基として導入された下記
化学式（８）で表わされる化合物を用いた。この化合物
は、チオナフトールをテトラヒドロチオナフトールに変
更した以外は、前述の実施例（Ｉ−１）と同様の手法に
より合成した。
【００６１】
【化２４】
【００６２】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【００６３】（実施例Ｉ−３）二色性色素として、デカ
ヒドロナフタレン骨格（ｔｒａｎｓ．ｅｑ，ｅｑ）が導
入された下記化学式（９）で表わされる化合物を用い
た。この化合物は、チオナフトールをデカヒドロチオナ
フトールに変更した以外は、前述の実施例（Ｉ−１）と
同様の手法により合成した。
【００６４】
【化２５】
【００６５】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｔｒａｎｓ，ｅｑ，ｅｑ配置）であるので、前述
の式（５）で説明したように、分子の直線性および長さ
が確保されている。
【００６６】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【００６７】（実施例Ｉ−４）二色性色素として、ナフ
タレン骨格が導入された下記化学式（１０）で表わされ
る化合物を用いた。この化合物は、４−ｔ−Ｂｕ−チオ
フェノールを３−トリフルオロメチルチオフェノールに
変更した以外は、前述の実施例（Ｉ−１）と同様の手法
により合成した。
【００６８】
【化２６】
【００６９】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【００７０】（比較例Ｉ−１）二色性色素として、デカ
ヒドロナフタレン骨格（ｃｉｓ．ａｑ，ａｑ）が導入さ
れた下記化学式（１１）で表わされる化合物を用いた以
外は、前述と同様にして、本比較例のＧＨ液晶組成物を
調製した。
【００７１】
【化２７】
【００７２】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ配置）である。したがって、
前述の式（６）に示されるように、分子の直線性および
長さは確保されていない。
【００７３】（比較例Ｉ−２）液晶材料としてＬＩＸＯ
Ｎ５０５２（チッソ石油化学（株）製）を、二色性色素
としては、下記化学式（１２）で表わされる化合物を用
意した。ここで用いた液晶材料は通常のネマティック液
晶であり、縮合環は含まれていない。また、二色性色素
も従来のものであり、縮合環は含まれていない。この二
色性色素を前述の液晶材料に溶解して、本比較例のＧＨ
液晶組成物を調製した。
【００７４】
【化２８】
【００７５】各実施例および比較例の液晶組成物につい
て、飽和溶解度および二色性比を測定し、得られた結果
を用いた二色性色素とともに下記表１に示す。
【００７６】
【表１】
【００７７】表１に示されるように、縮合環を有する分
子からなる液晶材料と、置換基として結合した縮合環を
含む化合物からなる二色性色素とを含有する実施例のＧ
Ｈ液晶組成物（実施例Ｉ−１、Ｉ−２、Ｉ−３およびＩ
−４）においては、二色性色素は、いずれも高溶解性か
つ高二色性比である。
【００７８】これに対して、縮合環を含まない液晶材料
および二色性色素を含有する比較例Ｉ−２では、溶解性
および二色性比が本発明より劣っている。さらに、デカ
ヒドロナフタレンの配座が（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ）であ
る二色性色素を用いた比較例Ｉ−１においては、溶解性
および二色性比が著しく小さい。これは、デカヒドロナ
フタレンの配座の影響であり、分子の直線性が欠けるこ
とが原因であると推測される。
【００７９】（実施例II）実施例IIでは、マゼンタ色素
の飽和溶解度および二色性比を調べた。
【００８０】（実施例II−１）縮合環を有する液晶材料
として縮合環ネマティック液晶材料Ｍ−８（大日本化学
工業（株）製）を、また二色性色素としては、ナフタレ
ン骨格が置換基として導入された下記化学式（１３）で
表わされる化合物を用意した。この二色性色素は、以下
のような手法により合成した。すなわち、Ｎ2雰囲気
下、ピリジン中、４０℃、４０時間攪拌して、１，５−
ジヒドロキシアントラキノンにトシルクロライドを作用
させた。反応生成物を単離した後、これに対して１．５
モル当量の２−アミノナフタレンと１．５モル当量の４
−ｔ−Ｂｕ−アニリンとを作用させた。この操作は、Ｄ
ＭＦ中、Ｎ2雰囲気で、Ｃｕ触媒、Ｎａ2ＣＯ3存在下、
９０℃で３０時間攪拌することにより行なった。ドライ
カラムクロマトグラフィーで精製し、ろ液として目的化
合物を得た。
【００８１】
【化２９】
【００８２】こうして得られた二色性色素を前述の液晶
材料に溶解して、本実施例のＧＨ液晶組成物を調製し
た。
【００８３】（実施例II−２）二色性色素として、テト
ラヒドロナフタレン骨格が置換基として導入された下記
化学式（１４）で表わされる化合物を用いた。この化合
物は、２−アミノナフタレンを２−アミノテトラヒドロ
ナフタレンに変更した以外は、前述の実施例（II−１）
と同様の手法により合成した。
【００８４】
【化３０】
【００８５】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【００８６】（実施例II−３）二色性色素として、デカ
ヒドロナフタレン骨格（ｔｒａｎｓ．ｅｑ，ｅｑ）が導
入された下記化学式（１５）で表わされる化合物を用い
た。この化合物は、２−アミノナフタレンを２−アミノ
デカヒドロナフタレンに変更した以外は、前述の実施例
（II−１）と同様の手法により合成した。
【００８７】
【化３１】
【００８８】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｔｒａｎｓ，ｅｑ，ｅｑ配置）であるので、前述
の式（５）で説明したように、分子の直線性および長さ
が確保されている。
【００８９】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【００９０】（比較例II−１）二色性色素として、デカ
ヒドロナフタレン骨格（ｃｉｓ．ａｑ，ａｑ）が導入さ
れた下記化学式（１６）で表わされる化合物を用いた以
外は、前述と同様にして、本比較例のＧＨ液晶組成物を
調製した。
【００９１】
【化３２】
【００９２】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ配置）である。したがって、
前述の式（６）に示されるように、分子の直線性および
長さは確保されていない。
【００９３】（比較例II−２）液晶材料としてＬＩＸＯ
Ｎ５０５２（チッソ石油化学（株）製）を、二色性色素
としては、下記化学式（１７）で表わされる化合物を用
意した。ここで用いた液晶材料は通常のネマティック液
晶であり、縮合環は含まれていない。また、二色性色素
も従来のものであり、縮合環は含まれていない。この二
色性色素を前述の液晶材料に溶解して、本比較例のＧＨ
液晶組成物を調製した。
【００９４】
【化３３】
【００９５】各実施例および比較例の液晶組成物につい
て、飽和溶解度および二色性比を測定し、得られた結果
を用いた二色性色素とともに下記表２に示す。
【００９６】
【表２】
【００９７】表２に示されるように、縮合環を有する分
子からなる液晶材料と、置換基として結合した縮合環を
含む化合物からなる二色性色素とを含有する実施例のＧ
Ｈ液晶組成物（実施例II−１、II−２およびII−３）に
おいては、二色性色素は、いずれも高溶解性かつ高二色
性比である。
【００９８】これに対して、縮合環を含まない液晶材料
および二色性色素を含有する比較例II−２では、溶解性
および二色性比が本発明より劣っている。さらに、デカ
ヒドロナフタレンの配座が（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ）であ
る二色性色素を用いた比較例II−１においては、溶解性
および二色性比が著しく小さい。これは、デカヒドロナ
フタレンの配座の影響であり、分子の直線性が欠けるこ
とが原因であると推測される。
【００９９】（実施例III）実施例IIIでは、マゼンタ色
素の飽和溶解度および二色性比を調べた。
【０１００】（実施例III−１）縮合環を有する液晶材
料として縮合環ネマティック液晶材料Ｍ−８（大日本化
学工業（株）製）を、また二色性色素としては、ナフタ
レン骨格が置換基として導入された下記化学式（１８）
で表わされる化合物を用意した。この二色性色素は、以
下のような手法により合成した。すなわち、１，４−ジ
ヒドロキシ−５，８−ジクロロアントラキノンに対し、
２．２モル当量の４−ｔ−Ｂｕ−チオフェノールを作用
させた。この操作は、ＤＭＦ中、Ｎａ2ＣＯ3存在下、Ｎ
2気流中、８０℃で５時間攪拌することにより行なっ
た。さらに、ＤＭＦ中、Ｎａ2ＣＯ3存在下、Ｎ2気流
中、８０℃で５時間攪拌することによって、反応生成物
に対し、２．２モル当量のチオナフトールを作用させ
た。ドライカラムクロマトグラフィーで精製して、目的
化合物を得た。
【０１０１】
【化３４】
【０１０２】こうして得られた二色性色素を前述の液晶
材料に溶解して、本実施例のＧＨ液晶組成物を調製し
た。
【０１０３】（実施例III−２）二色性色素として、テ
トラヒドロナフタレン骨格が置換基として導入された下
記化学式（１９）で表わされる化合物を用いた。この化
合物は、チオナフトールをテトラヒドロチオナフトール
に変更した以外は、前述の実施例（III−１）と同様の
手法により合成した。
【０１０４】
【化３５】
【０１０５】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１０６】（実施例III−３）二色性色素として、デ
カヒドロナフタレン骨格（ｔｒａｎｓ．ｅｑ，ｅｑ）が
導入された下記化学式（２０）で表わされる化合物を用
いた。この化合物は、チオナフトールをデカヒドロチオ
ナフトールに変更した以外は、前述の実施例（III−
１）と同様の手法により合成した。
【０１０７】
【化３６】
【０１０８】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｔｒａｎｓ，ｅｑ，ｅｑ配置）であるので、前述
の式（５）で説明したように、分子の直線性および長さ
が確保されている。
【０１０９】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１１０】（比較例III−１）二色性色素として、デ
カヒドロナフタレン骨格（ｃｉｓ．ａｑ，ａｑ）が導入
された下記化学式（２１）で表わされる化合物を用いた
以外は、前述と同様にして、本比較例のＧＨ液晶組成物
を調製した。
【０１１１】
【化３７】
【０１１２】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ配置）である。したがって、
前述の式（６）に示されるように、分子の直線性および
長さは確保されていない。
【０１１３】（比較例III−２）液晶材料としてＬＩＸ
ＯＮ５０５２（チッソ石油化学（株）製）を、二色性色
素としては、下記化学式（２２）で表わされる化合物を
用意した。ここで用いた液晶材料は通常のネマティック
液晶であり、縮合環は含まれていない。また、二色性色
素も従来のものであり、本発明で規定しているような縮
合環は含まれていない。この二色性色素を前述の液晶材
料に溶解して、本比較例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１１４】
【化３８】
【０１１５】各実施例および比較例の液晶組成物につい
て、飽和溶解度および二色性比を測定し、得られた結果
を用いた二色性色素とともに下記表３に示す。
【０１１６】
【表３】
【０１１７】表３に示されるように、縮合環を有する分
子からなる液晶材料と、置換基として結合した縮合環を
含む化合物からなる二色性色素とを含有する実施例のＧ
Ｈ液晶組成物（実施例III−１、III−２およびIII−
３）においては、二色性色素は、いずれも高溶解性かつ
高二色性比である。
【０１１８】これに対して、縮合環を含まない液晶材料
および二色性色素を含有する比較例III−２では、溶解
性および二色性比が実施例より劣っている。さらに、デ
カヒドロナフタレンの配座が（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ）で
ある二色性色素を用いた比較例III−１においては、溶
解性および二色性比が著しく小さい。これは、デカヒド
ロナフタレンの配座の影響であり、分子の直線性が欠け
ることが原因であると推測される。
【０１１９】（実施例IV）実施例IVでは、シアン色素の
飽和溶解度および二色性比を調べた。
【０１２０】（実施例IV−１）縮合環を有する液晶材料
として縮合環ネマティック液晶材料Ｍ−８（大日本化学
工業（株）製）を、また二色性色素としては、ナフタレ
ン骨格が置換基として導入された下記化学式（２３）で
表わされる化合物を用意した。
【０１２１】
【化３９】
【０１２２】こうして得られた二色性色素を前述の液晶
材料に溶解して、本実施例のＧＨ液晶組成物を調製し
た。
【０１２３】（実施例IV−２）二色性色素として、テト
ラヒドロナフタレン骨格が置換基として導入された下記
化学式（２４）で表わされる化合物を用いた。
【０１２４】
【化４０】
【０１２５】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１２６】（実施例IV−３）二色性色素として、デカ
ヒドロナフタレン骨格（ｔｒａｎｓ．ｅｑ，ｅｑ）が導
入された下記化学式（２５）で表わされる化合物を用い
た。
【０１２７】
【化４１】
【０１２８】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｔｒａｎｓ，ｅｑ，ｅｑ配置）であるので、前述
の式（５）で説明したように、分子の直線性および長さ
が確保されている。
【０１２９】この二色性色素を用いた以外は、前述と同
様にして本実施例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１３０】（比較例IV−１）二色性色素として、デカ
ヒドロナフタレン骨格（ｃｉｓ．ａｑ，ａｑ）が導入さ
れた下記化学式（２６）で表わされる化合物を用いた以
外は、前述と同様にして、本比較例のＧＨ液晶組成物を
調製した。
【０１３１】
【化４２】
【０１３２】この化合物においては、ビシクロヘキシル
部は（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ配置）である。したがって、
前述の式（６）に示されるように、分子の直線性および
長さは確保されていない。
【０１３３】（比較例IV−２）液晶材料としてＬＩＸＯ
Ｎ５０５２（チッソ石油化学（株）製）を、二色性色素
としては、下記化学式（２７）で表わされる化合物を用
意した。ここで用いた液晶材料は通常のネマティック液
晶であり、縮合環は含まれていない。また、二色性色素
も従来のものであり、縮合環は含まれていない。この二
色性色素を前述の液晶材料に溶解して、本比較例のＧＨ
液晶組成物を調製した。
【０１３４】
【化４３】
【０１３５】各実施例および比較例の液晶組成物につい
て、飽和溶解度および二色性比を測定し、得られた結果
を用いた二色性色素とともに下記表４に示す。
【０１３６】
【表４】
【０１３７】表４に示されるように、縮合環を有する分
子からなる液晶材料と、置換基として結合した縮合環を
含む化合物からなる二色性色素とを含有する実施例のＧ
Ｈ液晶組成物（実施例IV−１、IV−２およびIV−３）に
おいては、二色性色素は、いずれも高溶解性かつ高二色
性比である。
【０１３８】これに対して、縮合環を含まない液晶材料
および二色性色素を含有する比較例IV−２では、溶解性
および二色性比が実施例より劣っている。さらに、デカ
ヒドロナフタレンの配座が（ｃｉｓ，ａｑ，ａｑ）であ
る二色性色素を用いた比較例IV−１においては、溶解性
および二色性比が著しく小さい。これは、デカヒドロナ
フタレンの配座の影響であり、分子の直線性が欠けるこ
とが原因であると推測される。
【０１３９】（実施例Ｖ） （実施例Ｖ−１）以下に示す反応により、化学式（３
６）で表わされるイエローの二色性色素を合成した。
【０１４０】
【化４４】
【０１４１】こうして得られた二色性色素を、液晶材料
としての縮合環ネマティック液晶材料Ｍ−８（大日本化
学工業（株）製）に溶解して、本実施例のＧＨ液晶組成
物を調製した。ここで用いた液晶材料は、縮合環を有す
るものである。
【０１４２】（実施例Ｖ−２）以下に示す反応により、
化学式（３７）で表わされる二色性色素を合成した。
【０１４３】
【化４５】
【０１４４】こうして得られた二色性色素を用いた以外
は、前述の実施例（Ｖ−１）と同様の手法により本実施
例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１４５】（実施例Ｖ−３）以下に示す反応により、
化学式（３８）で表わされるシアンの二色性色素を合成
した。
【０１４６】
【化４６】
【０１４７】こうして得られた二色性色素を用いた以外
は、前述の実施例（Ｖ−１）と同様の手法により本実施
例のＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１４８】上述の実施例（Ｖ−１）〜（Ｖ−３）で用
いた二色性色素は、いずれも置換基として縮合環が結合
した化合物であり、縮合環にはＣＦ3基が結合してい
る。
【０１４９】（比較例Ｖ−１）下記化学式（３９）で表
わされる二色性色素を用いた以外は、前述の実施例（Ｖ
−１）と同様にして本比較例のＧＨ液晶組成物を調製し
た。
【０１５０】
【化４７】
【０１５１】（比較例Ｖ−２）下記化学式（４０）で表
わされる二色性色素を用いた以外は、前述の実施例（Ｖ
−１）と同様にして本比較例のＧＨ液晶組成物を調製し
た。
【０１５２】
【化４８】
【０１５３】（比較例Ｖ−３）下記化学式（４１）で表
わされる二色性色素を用いた以外は、前述の実施例（Ｖ
−１）と同様にして本比較例のＧＨ液晶組成物を調製し
た。
【０１５４】
【化４９】
【０１５５】上記化学式（３９）、（４０）および（４
１）に示されるように、比較例において用いた二色性色
素には、縮合環は含まれていない。
【０１５６】各実施例および比較例の液晶組成物につい
て、２４℃および−６℃における飽和溶解度、ならびに
二色性色素を測定し、得られた結果を用いた二色性色素
とともに下記表５に示す。
【０１５７】
【表５】
【０１５８】表５に示されるように、縮合環を有する分
子からなる液晶材料と、ＣＦ3基を有する縮合環が置換
基として結合した化合物からなる二色性色素とを含有す
る実施例のＧＨ液晶組成物（Ｖ−１、Ｖ−２およびＶ−
３）においては、二色性色素は、いずれも高溶解性かつ
高二色性比である。
【０１５９】これに対して、縮合環を含まない二色性色
素を含有する比較例の液晶組成物においては、溶解性お
よび二色性比が実施例のものより劣っている。特に、低
温での溶解度が著しく低下することが確認された。
【０１６０】（参考例Ｖ−１〜Ｖ−３）液晶材料をＬＩ
ＸＯＮ５０５２（チッソ石油化学（株）製）に変更した
以外は、前述の実施例（Ｖ−１）〜（Ｖ−３）と同様に
してＧＨ液晶組成物を調製した。ここで用いた液晶材料
は、通常のネマティック液晶であり、縮合環は含まれて
いない。
【０１６１】各液晶組成物について、２４℃および−６
℃における飽和溶解度、ならびに二色性色素を測定し、
得られた結果を用いた二色性色素とともに下記表６に示
す。
【０１６２】
【表６】
【０１６３】表６に示されるように、ＣＦ3基を有する
縮合環が置換基として結合した化合物からなる二色性色
素を含有する参考例のＧＨ液晶組成物においては、液晶
材料が縮合環を有していない場合であっても、二色性色
素は高溶解性かつ高二色性比である。
【０１６４】（実施例VI）下記化学式（４２）〜（４
８）で表わされる二色性色素を、液晶材料として縮合環
ネマティック液晶材料Ｍ−８（大日本化学工業（株）
製）にそれぞれ溶解して、実施例（VI−１）〜（VI−
７）のＧＨ液晶組成物を調製した。ここで用いた液晶材
料は、縮合環を有するものである。
【０１６５】
【化５０】
【０１６６】
【化５１】
【０１６７】
【化５２】
【０１６８】
【化５３】
【０１６９】
【化５４】
【０１７０】
【化５５】
【０１７１】
【化５６】
【０１７２】各実施例の液晶組成物について、２４℃お
よび−６℃における飽和溶解度、ならびに二色性色素を
測定し、得られた結果を用いた二色性色素とともに下記
表７に示す。
【０１７３】
【表７】
【０１７４】表７に示されるように、縮合環を有する分
子からなる液晶材料と、縮合環を有する化合物からなる
二色性色素を含有する実施例のＧＨ液晶組成物において
は、二色性色素は、いずれも高溶解性かつ高二色性比で
ある。特に、実施例(VI−６)および(VI−７)において
は、二色性色素の飽和溶解度はより高い。これらの二色
性色素は、一般式（３）で表わされる化合物であって、
Ａとしてベンゼン環、Ｂとしてナフタレン環、Ｒおよび
Ｒ’として、それぞれｓｅｃ−ブチル基および水素原子
が導入された化合物である。
【０１７５】（参考例VI）液晶材料を、ＬＩＸＯＮ５０
５２（チッソ石油化学（株）製）に変更した以外は、前
述の実施例VIと同様の手法により、参考例（VI−１）〜
（VI−７）のＧＨ液晶組成物を調製した。ここで用いた
液晶材料は、通常のネマティック液晶であり、縮合環は
含まれていない。
【０１７６】各液晶組成物について、２４℃および−６
℃における飽和溶解度、ならびに二色性色素を測定し、
得られた結果を用いた二色性色素とともに下記表８示
す。
【０１７７】
【表８】
【０１７８】表８に示されるように、縮合環を有する化
合物からなる二色性色素を含有する参考例のＧＨ液晶組
成物においては、液晶材料が縮合環を有していない場合
であっても、二色性色素は高溶解性かつ高二色性比であ
る。実施例(VI−６)および(VI−７)で用いた二色性色素
は、特に優れた結果を示している。
【０１７９】（実施例VII）下記化学式（４９）〜（５
１）で表わされる二色性色素を、液晶材料として縮合環
ネマティック液晶材料Ｍ−８（大日本化学工業（株）
製）にそれぞれ溶解して、実施例（VII−１）〜（VII−
３）のＧＨ液晶組成物を調製した。ここで用いた液晶材
料は、縮合環を有するものである。
【０１８０】
【化５７】
【０１８１】
【化５８】
【０１８２】
【化５９】
【０１８３】各実施例の液晶組成物について、２４℃お
よび−６℃における飽和溶解度、ならびに二色性色素を
測定し、得られた結果を用いた二色性色素とともに下記
表９に示す。
【０１８４】
【表９】
【０１８５】表９に示されるように、縮合環を有する分
子からなる液晶材料と、縮合環を有する化合物からなる
二色性色素を含有する実施例のＧＨ液晶組成物において
は、二色性色素は、いずれも高溶解性かつ高二色性比で
ある。
【０１８６】（実施例VIII）実施例（I−１）のイエロ
ー色素、実施例（III−２）のマゼンタ色素、および実
施例（IV−３）のシアン色素を、それぞれ表１、３およ
び４に示した飽和溶解度まで、液晶材料としてのＭ−８
に溶解させて、ブラックのＧＨ液晶組成物を調製した。
【０１８７】このＧＨ液晶組成物１００重量部に対し、
親水性のメチルメタクリレートモノマー５重量部、疎水
性のイソブチルメタクリレート５重量部、架橋剤として
エチレングリコールジメタクリレート１重量部、および
ベンゾイルパーオキサイド０．２重量部を混合溶解し、
ポリビニルアルコール３重量部、純水３００重量部とと
もにホモジナイザーで乳化した。その後、乳化溶液を８
５℃で重合させた。１時間重合後、１μｍのフィルター
でろ過し、純水で３回洗浄して透明高分子被膜で包含さ
れた平均粒径１０μｍの液晶マイクロカプセルが得られ
た。なお、マイクロカプセルの粒径は、攪拌速度を調整
して制御した。
【０１８８】一方、バインダー樹脂として平均粒径０．
５μｍの酢酸ビニル微粒子の５％水分散液を用意し、こ
の水分散液に前述の液晶マイクロカプセルを濃度が１０
％となるように分散させてＭＣインキを調製した。
【０１８９】得られたＭＣインクを用いて、ＩＴＯ付き
基板上にスクリーン印刷でＭＣ層を形成し、さらに真空
圧着によって対向基板を貼り合わせて、セル厚５μｍの
ＭＣ液晶セルを作製した。
【０１９０】（比較例VIII）比較例（I−１）のイエロ
ー色素、比較例（III−１）のマゼンタ色素、および比
較例（IV−１）のシアン色素を、それぞれ表１、３およ
び４に示した飽和溶解度まで、液晶材料としてのＬＩＸ
ＯＮ５０５２に溶解させて、ブラックのＧＨ液晶組成物
を調製した。
【０１９１】得られたＧＨ液晶組成物を用いた以外は、
前述の実施例VIIIと同様の手法により液晶ＭＣを調製し
て表示素子を作製した。
【０１９２】実施例VIIIおよび比較例VIIIで得られた表
示素子のコントラストを、それぞれ測定した。その結
果、本発明の液晶組成物を用いた実施例VIIIでは１１で
あったのに対し、比較例VIIIの表示素子では大幅に低く
５．５であった。
【０１９３】本実施例の表示素子に用いた液晶組成物に
おいては、液晶材料および二色性色素ともに縮合環が含
まれているので、すでに説明したように二色性色素の溶
解性および二色性比が向上し、それによって著しく高い
コントラストが得られた。
【０１９４】
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、低
温においても高色素濃度を保つことができる高二色性比
のゲスト−ホスト液晶組成物が提供される。また本発明
によれば、表示特性および信頼性に優れた液晶表示素子
が提供される。
【０１９５】本発明により、消費電力が小さく、鮮明な
表示が可能な携帯型液晶表示素子を実現することがで
き、その工業的価値は絶大である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態にかかる液晶表示素子の一例の
構成を表わす断面図。
【符号の説明】
１…基板 ２…電極 ３…液晶層 ４…透明電極
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ Ｇ０２Ｆ 1/13 ５００ 1/137 ５００ 1/137 ５００ (72)発明者 内藤 勝之 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株 式会社東芝研究開発センター内 Ｆターム(参考） 2H088 HA01 HA02 JA05 JA06 MA01 MA02 MA06 MA07 MA20 4H056 AA01 AB03 AB04 AB05 AC01 AD18B AD19B AD24B AD27B AD28B AD33C AD37B

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ホストとしての液晶材料と、この液晶材
    料にゲストとして配合された二色性色素とを含有し、 前記液晶材料は分子構造に縮合環を含み、 前記二色性色素は、基本骨格に結合した置換基として縮
    合環を有する化合物であることを特徴とするゲスト−ホ
    スト液晶組成物。
  2. 【請求項２】 前記二色性色素は、下記一般式（１）で
    表わされる化合物である請求項１に記載のゲスト−ホス
    ト液晶組成物。 【化１】 （上記一般式（１）中、Ｘ，Ｙは同一でも異なっていて
    もよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよびエステルか
    ら選択される二価の基である。ＡおよびＢは同一でも異
    なっていてもよく、少なくとも１種はその構造中に縮合
    環を有する基であり、他方は置換または非置換の環状構
    造、直鎖状アルキル基、または枝分かれアルキル基であ
    る。Ｒ1およびＲ2は同一でも異なっていてもよく、水素
    原子または炭素数３０以下の直鎖または分枝したアルキ
    ル基またはハロゲン原子である。ｓ，ｔは整数であり、
    ｍ，ｎは０から４までの整数である。ただし、ｍおよび
    ｎは同時に０ではない。）
  3. 【請求項３】 前記二色性色素は、下記一般式（２）で
    表わされる化合物である請求項１に記載のゲスト−ホス
    ト液晶組成物。 【化２】 （上記一般式（２）中、Ｘ，Ｙ，ＺおよびＷは同一でも
    異なっていてもよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよ
    びエステルから選択される二価の基である。Ａ，Ｂ，Ｃ
    およびＤは同一でも異なっていてもよく、少なくとも１
    種はその構造中に縮合環を有する基であり、残りは置換
    または非置換の環状構造、直鎖状アルキル基、または枝
    分かれアルキル基である。Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3およびＲ4は同
    一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数３
    ０以下の直鎖または分岐したアルキル基またはハロゲン
    原子である。また、ｓ，ｔ，ｏ，ｐは整数である。）
  4. 【請求項４】 前記二色性色素は、下記一般式（３）で
    表わされる化合物である請求項１に記載のゲスト−ホス
    ト液晶組成物。 【化３】 （上記一般式（３）中、Ｘ1はＮＨ2、ＮＨＲ11、および
    ＮＨ（Ｒ12）2から選択されるアミノ基であり、ここ
    で、Ｒ11およびＲ12は、炭素数３０以下の直鎖または分
    枝したアルキル基である。Ｙは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，Ｃ
    Ｈ2、ＮＨおよびエステルから選択される二価の基であ
    る。ＡおよびＢは同一でも異なっていてもよく、少なく
    とも１種はその構造中に縮合環を有する基であり、他方
    は置換または非置換の環状構造、直鎖状アルキル基、ま
    たは枝分かれアルキル基である。ＲおよびＲ’は、同一
    でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数３０
    以下の直鎖または分岐したアルキル基またはハロゲン原
    子である。）
  5. 【請求項５】 前記二色性色素は、下記一般式（３１）
    で表わされる化合物である請求項２に記載のゲスト−ホ
    スト液晶組成物。 【化４】 （上記一般式（３１）中、ＸおよびＹは同一でも異なっ
    ていてもよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよびエス
    テルから選択される二価の基である。Ｂ1は構造中に縮
    合環を有する基である。Ｒ1およびＲ2は同一でも異なっ
    ていてもよく、水素原子または炭素数３０以下の直鎖ま
    たは分枝したアルキル基またはハロゲン原子である。ｓ
    １は０〜５の整数であり、ｔ１は１〜７の整数であ
    る。）
  6. 【請求項６】 前記二色性色素は、下記一般式（３２）
    で表わされる化合物である請求項２に記載のゲスト−ホ
    スト液晶組成物。 【化５】 （上記一般式（３２）中、ＸはＯ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、
    ＮＨおよびエステルから選択される二価の基である。Ａ
    1は構造中に縮合環を有する基である。Ｒ1は、水素原子
    または炭素数３０以下の直鎖または分枝したアルキル基
    またはハロゲン原子である。ｓ１は０〜５の整数であ
    る。）
  7. 【請求項７】 前記二色性色素は、下記一般式（３３）
    で表わされる化合物である請求項２に記載のゲスト−ホ
    スト液晶組成物。 【化６】 （上記一般式（３３）中、Ｘ，ＹおよびＺは同一でも異
    なっていてもよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよび
    エステルから選択される二価の基である。Ａ，Ｂおよび
    Ｃは同一でも異なっていてもよく、少なくとも１種はそ
    の構造中に縮合環を有する基であり、残りは置換または
    非置換の環状構造、直鎖状アルキル基、または枝分かれ
    アルキル基である。Ｒ1，Ｒ2，およびＲ3は同一でも異
    なっていてもよく、水素原子、または炭素数３０以下の
    直鎖または分岐したアルキル基またはハロゲン原子であ
    る。また、ｓ，ｔ，ｏは整数である。）
  8. 【請求項８】 前記Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ、および
    Ｒ’の少なくとも一つが構造中にフッ素原子を有する直
    鎖または分枝したアルキル基であることを特徴とする請
    求項２ないし７のいずれか１項に記載のゲスト−ホスト
    液晶組成物。
  9. 【請求項９】 前記液晶材料は、下記一般式（４）で表
    わされる分子を含む請求項１ないし８のいずれか１項に
    記載のゲスト−ホスト液晶組成物。 【化７】 （上記一般式（４）中、Ｒ”は炭素数３０以下の直鎖ま
    たは分枝したアルキル基またはハロゲン原子であり、Ａ
    1は構造中に縮合環を含む基である。Ｒ0は、炭素数３０
    以下の直鎖または分枝したアルキル基またはハロゲン原
    子またはハロゲン原子を含む有機基、ｋは１〜５の正数
    である。）
  10. 【請求項１０】 前記縮合環は、アントラセン、ナフタ
    レン、およびテトラヒドロナフタレンからなる群から選
    択される請求項１ないし９のいずれか１項に記載のゲス
    ト−ホスト液晶組成物。
  11. 【請求項１１】 前記縮合環は、トランス配置のデカヒ
    ドロナフタレン骨格を有し、前記デカヒドロナフタレン
    骨格の両端に結合した置換基は、いずれもエクアトリア
    ル配置であることを特徴とする請求項１ないし１０のい
    ずれか１項に記載のゲスト−ホスト液晶組成物。
  12. 【請求項１２】 電極が設けられた基板と、 前記電極上に配置された液晶層と、 前記液晶層上に配置された透明電極とを具備し、 前記液晶層は、分子構造に縮合環を有する液晶材料と、
    下記一般式（１）で表わされる化合物を含む二色性色素
    とを含有する液晶組成物を含むことを特徴とする液晶表
    示素子。 【化８】 （上記一般式（１）中、Ｘ，Ｙは同一でも異なっていて
    もよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよびエステルか
    ら選択される二価の基である。ＡおよびＢは同一でも異
    なっていてもよく、少なくとも１種はその構造中に縮合
    環を有する基であり、他方は置換または非置換の環状構
    造、直鎖状アルキル基、または枝分かれアルキル基であ
    る。Ｒ1およびＲ2は同一でも異なっていてもよく、水素
    原子または炭素数３０以下の直鎖または分枝したアルキ
    ル基またはハロゲン原子である。ｓ，ｔは整数であり、
    ｍ，ｎは０から４までの整数である。ただし、ｍおよび
    ｎは同時に０ではない。）
  13. 【請求項１３】 電極が設けられた基板と、 前記電極上に配置された液晶層と、 前記液晶層上に配置された透明電極とを具備し、 前記液晶層は、分子構造に縮合環を有する液晶材料と、
    下記一般式（２）で表わされる化合物を含む二色性色素
    とを含有する液晶組成物を含むことを特徴とする液晶表
    示素子。 【化９】 （上記一般式（２）中、Ｘ，Ｙ，ＺおよびＷは同一でも
    異なっていてもよく、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，ＣＨ2、ＮＨおよ
    びエステルから選択される二価の基である。Ａ，Ｂ，Ｃ
    およびＤは同一でも異なっていてもよく、少なくとも１
    種はその構造中に縮合環を有する基であり、残りは置換
    または非置換の環状構造、直鎖状アルキル基、または枝
    分かれアルキル基である。Ｒ1，Ｒ2，Ｒ3およびＲ4は同
    一でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数３
    ０以下の直鎖または分岐したアルキル基またはハロゲン
    原子である。また、ｓ，ｔ，ｏ，ｐは整数である。）
  14. 【請求項１４】 電極が設けられた基板と、 前記電極上に配置された液晶層と、 前記液晶層上に配置された透明電極とを具備し、 前記液晶層は、分子構造に縮合環を有する液晶材料と、
    下記一般式（３）で表わされる化合物を含む二色性色素
    とを含有する液晶組成物を含むことを特徴とする液晶表
    示素子。 【化１０】 （上記一般式（３）中、Ｘ1はＮＨ2、ＮＨＲ11、および
    ＮＨ（Ｒ12）2から選択されるアミノ基であり、ここ
    で、Ｒ11およびＲ12は、炭素数３０以下の直鎖または分
    枝したアルキル基である。Ｙは、Ｏ，Ｓ，Ｓｅ，Ｃ
    Ｈ2、ＮＨおよびエステルから選択される二価の基であ
    る。ＡおよびＢは同一でも異なっていてもよく、少なく
    とも１種はその構造中に縮合環を有する基であり、他方
    は置換または非置換の環状構造、直鎖状アルキル基、ま
    たは枝分かれアルキル基である。ＲおよびＲ’は、同一
    でも異なっていてもよく、水素原子、または炭素数３０
    以下の直鎖または分岐したアルキル基またはハロゲン原
    子またはハロゲン原子を含む有機基である。）
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