JP2003113377A - 液晶組成物および液晶素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高いオーダーパラメーターを示す液晶組成物
および液晶素子を提供する。 【解決手段】 下記一般式で表されるアントラキノン化
合物を含むことを特徴とする液晶組成物およびそれを用
いた液晶表示素子である。式中、Ｒ¹〜Ｒ⁸は各々水素原
子または置換基を表すが、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁶およびＲ⁷の少
なくとも１つは−（Ｈｅｔ）_m−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q
−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基である。Ｈｅｔは
酸素原子、硫黄原子またはＮＲを表し、Ｒは水素原子ま
たはアルキル基等を表す。Ｂ¹およびＢ²は各々２価の環
状基を表し、Ｑ¹は２価の連結基を表し、Ｃ¹はアルキル
基等を表す。ｍは０または１を表し、ｐ、ｑおよびｒは
各々０〜５のいずれかの整数を表し、ｎは１〜３のいず
れかの整数を表すが、（ｐ＋ｒ）×ｎは３〜１０であ
る。 【化１】

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶ディスプレ
イ、特にゲストホスト方式の液晶ディスプレイに好まし
く用いられる液晶組成物、ならびにこれらを利用した液
晶素子の技術分野に属する。

【０００２】

【従来の技術】液晶素子として多くの方式が提案されて
いる（例えば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶
デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９
年）。例えば、ゲストホスト方式の液晶素子では、液晶
中に２色性色素を溶解させた液晶組成物をセル中に封入
し、これに電場を与え、電場による液晶の動きに合わせ
て、２色性色素の配向を変化させ、セルの吸光状態を変
化させることによって表示する方式である。このゲスト
ホスト方式は、明るい表示が可能である点で、反射型液
晶素子として期待されている。ここで、ゲストホスト方
式については、例えば、「Ｈａｎｄｂｏｏｋ ｏｆ Ｌ
ｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌｓ」（Ｂ． Ｂａｈａｄｕ
ｒ著、Ｄ． Ｄｅｍｕｓ， Ｊ． Ｇｏｏｄｂｙ，
Ｇ． Ｗ． Ｇｒａｙ， Ｈ． Ｗ． Ｓｐｉｅｓｓ，
Ｖ． Ｖｉｌｌ編、Ｖｏｌ． ２Ａ，Ｗｉｌｅｙ−Ｖ
ＣＨ社、１９９８年）の第３．４章、第２５７〜３０２
頁に詳細な記載がある。また、液晶素子に利用される２
色性色素に関しては、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙｅｓ
ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ」（Ａ． Ｖ． Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ著、ＣＲＣ
社、１９９４年）に詳細な記載がある。

【０００３】ところで、液晶素子に用いられる２色性色
素には、適切な吸収特性、高いオーダーパラメーター、
ホスト液晶に対する高い溶解性および耐久性などの性能
が要求される。ここで、オーダーパラメーターＳは、熱
的に揺らぎを受ける分子の分子長軸が、ダイレクターに
対して時間平均でずれ角θ傾いているとき、Ｓ＝（３ｃ
ｏｓ²θ−１）／２ で定義される。Ｓ＝０．０の場
合、分子は全く秩序がない状態であることを示し、Ｓ＝
１．０の場合、分子は分子長軸がダイレクターの方向に
一致して配列している状態にあることを示す。正のオー
ダーパラメーターを有する２色性色素に関しては、「Ｄ
ｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙｅｓ ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃ
ｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ」（Ａ． Ｖ． Ｉｖａ
ｓｈｃｈｅｎｋｏ著、ＣＲＣ社、１９９４年）に詳細な
記載がある。従来、大きな正のオーダーパラメーターを
与える２色性色素としては、アントラキノン色素、アゾ
色素などが知られており、中でも、アントラキノン色素
は光堅牢性が高い点で広く研究されてきた。しかしなが
ら、そのオーダーパラメーターは実際の液晶表示素子に
おいては、充分な高い値ではなく、その結果、ゲストホ
スト方式の液晶表示素子における表示コントラストの低
下を招いていた。よって、大きな正のオーダーパラメー
ターを与える２色性色素の開発が望まれていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記諸問題に
鑑みなされたものであって、高い２色比および高いオー
ダーパラメーター、特に、高い正のオーダーパラメータ
ーを持ち、表示素子に利用した場合に、表示のコントラ
ストを向上することができる液晶組成物および液晶素子
を提供することを課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の液晶組成物は下記一般式（１）で表される
アントラキノン化合物を含有することを特徴とする。

【０００６】一般式（１）

【化２】

【０００７】式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ
⁷およびＲ⁸は各々水素原子または置換基を表すが、
Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁶およびＲ⁷の少なくとも１つは−（Ｈｅ
ｔ）_m−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表
される置換基を表す。Ｈｅｔは酸素原子、硫黄原子また
はＮＲを表し、Ｒは水素原子、アルキル基、アリール基
またはヘテロアリール基を表す。Ｂ¹およびＢ²は各々２
価のアリール基、ヘテロアリール基または環状脂肪族炭
化水素基を表し、Ｑ¹は２価の連結基を表し、Ｃ¹はアル
キル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アシル基、
アルコキシカルボニル基またはアシルオキシ基を表す。
ｍは０または１を表し、ｐ、ｑおよびｒは各々０〜５の
いずれかの整数を表し、ｎは１〜３のいずれかの整数を
表すが、（ｐ＋ｒ）×ｎは３〜１０である。ｐ、ｑおよ
びｒが各々２以上の時、２以上のＢ¹、Ｑ¹およびＢ²は
それぞれ同一でも異なっていてもよく、ｎが２以上の
時、２以上の｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝は同一
でも異なっていてもよい。

【０００８】本発明の好ましい態様として、前記一般式
（１）中、ｍ＝０、ｐ＝３、ｑ＝０、ｒ＝０且つｎ＝１
であることを特徴とする上記液晶組成物；前記一般式
（１）中、ｍ＝１、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１、ｎ＝１で
あり、且つＨｅｔが酸素原子、Ｂ¹がアリール基および
Ｂ²が１，４−シクロヘキサンジイル基を各々表すこと
を特徴とする上記液晶組成物；が提供される。

【０００９】前記課題を解決するため、本発明の液晶素
子は、本発明の液晶組成物を含有する液晶層を有するこ
とを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。なお、本明細書において「〜」はその前後に記載
される数値をそれぞれ最小値および最大値として含む範
囲を示す。まず、前記一般式（１）で表されるアントラ
キノン化合物について詳細に説明する。

【００１１】一般式（１）

【化３】

【００１２】前記一般式（１）において、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ
³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷およびＲ⁸は各々水素原子または
置換基を表す。Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷お
よびＲ⁸がそれぞれ表す置換基としてはいかなるもので
あってもよいが、以下に述べる置換基群Ｖから選ばれる
置換基が挙げられる。 置換基群Ｖ：ハロゲン原子（例えば塩素、臭素、沃素、
フッ素）；メルカプト基；シアノ基；カルボキシル基；
リン酸基；スルホ基；ヒドロキシ基；炭素数１〜１０、
好ましくは炭素数２〜８、更に好ましくは炭素数２〜５
のカルバモイル基（例えばメチルカルバモイル基、エチ
ルカルバモイル基、モルホリノカルバモイル基）；炭素
数０〜１０、好ましくは炭素数２〜８、更に好ましくは
炭素数２〜５のスルファモイル基（例えばメチルスルフ
ァモイル基、エチルスルファモイル基、ピペリジノスル
ファモイル基）；ニトロ基；炭素数１〜２０、好ましく
は炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜８のアル
コキシ基（例えばメトキシ基、エトキシ基、２−メトキ
シエトキシ基、２−フェニルエトキシ基）；炭素数６〜
２０、好ましくは炭素数６〜１２、更に好ましくは炭素
数６〜１０のアリールオキシ基（例えばフェノキシ基、
ｐ−メチルフェノキシ基、ｐ−クロロフェノキシ基、ナ
フトキシ基）；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜
１２、更に好ましくは炭素数２〜８のアシル基（例えば
アセチル基、ベンゾイル基、トリクロロアセチル基）；
炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１２、更に好ま
しくは炭素数２〜８のアシルオキシ基（例えばアセチル
オキシ基、ベンゾイルオキシ基）；炭素数１〜２０、好
ましくは炭素数２〜１２、更に好ましくは炭素数２〜８
のアシルアミノ基（例えばアセチルアミノ基）；炭素数
１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは
炭素数１〜８のスルホニル基（例えばメタンスルホニル
基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基）；炭
素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、更に好まし
くは炭素数１〜８のスルフィニル基（例えばメタンスル
フィニル基、エタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィ
ニル基）；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１
０、更に好ましくは炭素数１〜８のスルホニルアミノ基
（例えばメタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニル
アミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基）；

【００１３】炭素数０〜２０、好ましくは炭素数０〜１
２、更に好ましくは炭素数０〜８の置換もしくは無置換
のアミノ基（例えば、無置換のアミノ基、メチルアミノ
基、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、アニリノ
基、ジフェニルアミノ基）；炭素数０〜１５、好ましく
は炭素数３〜１０、更に好ましくは炭素数３〜６のアン
モニウム基（例えばトリメチルアンモニウム基、トリエ
チルアンモニウム基）；炭素数０〜１５、好ましくは炭
素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜６のヒドラジ
ノ基（例えばトリメチルヒドラジノ基）；炭素数１〜１
５、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数
１〜６のウレイド基（例えばウレイド基、Ｎ，Ｎ−ジメ
チルウレイド基）；炭素数１〜１５、好ましくは炭素数
１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜６のイミド基（例
えばスクシンイミド基）；炭素数１〜２０、好ましくは
炭素数１〜１２、更に好ましくは炭素数１〜８のアルキ
ルチオ基（例えばメチルチオ基、エチルチオ基、プロピ
ルチオ基）；炭素数６〜８０、好ましくは炭素数６〜４
０、更に好ましくは炭素数６〜３０のアリールチオ基
（例えばフェニルチオ基、ｐ−メチルフェニルチオ基、
ｐ−クロロフェニルチオ基、２−ピリジルチオ基、１−
ナフチルチオ基、２−ナフチルチオ基、４−プロピルシ
クロヘキシル−４’−ビフェニルチオ基、４−ブチルシ
クロヘキシル−４’−ビフェニルチオ基、４−ペンチル
シクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ基、４−プロピ
ルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニルチオ
基）；炭素数１〜８０、好ましくは炭素数１〜４０、更
に好ましくは炭素数１〜３０のヘテロアリールチオ基
（例えば２−ピリジルチオ基、３−ピリジルチオ基、４
−ピリジルチオ基、２−キノリルチオ基、２−フリルチ
オ基、２−ピロリルチオ基）；

【００１４】炭素数２〜２０、好ましくは炭素数２〜１
２、更に好ましくは炭素数２〜８のアルコキシカルボニ
ル基（例えばメトキシカルボニル基、エトキシカルボニ
ル基、２−ベンジルオキシカルボニル基）；炭素数６〜
２０、好ましくは炭素数６〜１２、更に好ましくは炭素
数６〜１０のアリーロキシカルボニル基（例えばフェノ
キシカルボニル基）；炭素数１〜１８、好ましくは炭素
数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜５の無置換のア
ルキル基（例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブ
チル基）；炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜１
０、更に好ましくは炭素数１〜５の置換アルキル基｛例
えばヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベン
ジル基、カルボキシエチル基、エトキシカルボニルメチ
ル基、アセチルアミノメチル基、またここでは炭素数２
〜１８、好ましくは炭素数３〜１０、更に好ましくは炭
素数３〜５の不飽和炭化水素基（例えばビニル基、エチ
ニル基１−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベン
ジリデン基）も置換アルキル基に含まれることにす
る｝；炭素数６〜２０、好ましくは炭素数６〜１５、更
に好ましくは炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のア
リール基（例えばフェニル基、ナフチル基、ｐ−カルボ
キシフェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、３，５−ジク
ロロフェニル基、ｐ−シアノフェニル基、ｍ−フルオロ
フェニル基、ｐ−トリル基、４−プロピルシクロヘキシ
ル−４’−ビフェニル、４−ブチルシクロヘキシル−
４’−ビフェニル、４−ペンチルシクロヘキシル−４’
−ビフェニル、４−プロピルフェニル−２−エチニル−
４’−ビフェニル）；炭素数１〜２０、好ましくは炭素
数２〜１０、更に好ましくは炭素数４〜６の置換もしく
は無置換のヘテロ環基（例えばピリジル基、５−メチル
ピリジル基、チエニル基、フリル基、モルホリノ基、テ
トラヒドロフルフリル基）；が挙げられる。これら置換
基群Ｖはベンゼン環やナフタレン環が縮合した構造もと
ることができる。さらに、これらの置換基上にさらに置
換基群Ｖから選ばれるいずれかの置換基が置換していて
もよい。

【００１５】置換基群Ｖとして好ましいものは上述のア
ルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ
基、ハロゲン原子、無置換アミノ基、置換アミノ基、ヒ
ドロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基であり、
更に好ましくは、無置換アミノ基、置換アミノ基、ヒド
ロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基である。

【００１６】Ｒ¹、Ｒ⁴、Ｒ⁵およびＲ⁸は各々独立して、
水素原子、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、ア
リールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、置換アミノ
基、ヒドロキシ基、アルキルチオ基またはアリールチオ
基を表すのが好ましく、水素原子、アミノ基、置換アミ
ノ基、ヒドロキシ基、アリールチオ基またはアリール基
を表すのがより好ましい。

【００１７】前記一般式（１）中、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁶およ
びＲ⁷の少なくとも１つは、−（Ｈｅｔ）_m−｛（Ｂ¹）_p
−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基を表
す。Ｈｅｔは酸素原子、硫黄原子またはＮＲを表し、Ｒ
は水素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリ
ール基を表す。Ｈｅｔとして好ましくは、酸素原子また
は硫黄原子であり、特に好ましくは硫黄原子である。Ｒ
で表されるアルキル基、アリール基またはヘテロアリー
ル基としては、上記置換基群Ｖで例示したものが挙げら
れる。Ｒは、水素原子またはアルキル基を表すのが好ま
しく、水素原子であるのがより好ましい。

【００１８】Ｂ¹およびＢ²は各々２価のアリール基、ヘ
テロアリール基または環状脂肪族炭化水素基を表す。前
記２価のアリール基としては、炭素数２〜２０のアリー
ル基が好ましい。具体的には、ベンゼン環、ナフタレン
環、アントラセン環の２価基が好ましい。特に好ましく
は、ベンゼン環、置換ベンゼン環の２価基であり、さら
に好ましくは１、４−フェニレン基である。Ｂ¹および
Ｂ²が各々表す２価のヘテロアリール基としては、炭素
数１〜２０のヘテロアリール基が好ましい。具体的に
は、ピリジン環、キノリン環、イソキノリン環、ピリミ
ジン環、ピラジン環、チオフェン環、フラン環、オキサ
ゾール環、チアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール
環、オキサジアゾール環、チアジアゾール環、トリアゾ
ール環、およびこれらが縮環して形成される縮環の２価
のヘテロアリール基が好ましい。Ｂ¹およびＢ²が各々表
す２価の環状脂肪族炭化水素基の好ましい具体例として
は、シクロヘキサン−１，２−ジイル基、シクロヘキサ
ン−１，３−ジイル基、シクロヘキサン−１，４−ジイ
ル基、シクロペンタン−１，３−ジイル基であり、特に
好ましくは、（Ｅ）−シクロヘキサン−１、４−ジイル
基である。

【００１９】Ｑ¹は２価の連結基を表す。好ましくは、
炭素原子、窒素原子、硫黄原子および酸素原子から選ば
れる原子から構成される原子団からなる２価の連結基を
表す。前記２価の連結基としては、炭素数１〜２０のア
ルキレン基（例えば、メチレン基、エチレン基、プロピ
レン基、ブチレン基、ペンチレン基、シクロヘキシル−
１，４−ジイル基）、炭素数２〜２０のアルケニレン基
（例えば、エテニレン基）、炭素数２〜２０のアルキニ
レン基（例えば、エチニレン基）、アミド基、エーテル
基、エステル基、スルホアミド基、スルホン酸エステル
基、ウレイド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオ
エーテル基、カルボニル基、−ＮＲ−基（ここで、Ｒは
水素原子、アルキル基またはアリール基を表す）、アゾ
基、アゾキシ基、複素環２価基（例えば、ピペラジン−
１，４−ジイル基）、またはこれらを２以上組合せて構
成される炭素数０〜６０の２価の連結基が挙げられる。
Ｑ ¹はアルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン
基、エーテル基、チオエーテル基、アミド基、エステル
基、カルボニル基、またはこれらの組合せからなる２価
の連結基を表すのが好ましい。

【００２０】Ｃ¹はアルキル基、シクロアルキル基、ア
ルコキシ基、アシル基、アルコキシカルボニル基または
アシルオキシ基を表す。好ましい例としては、炭素数１
〜３０、好ましくは炭素数１〜１２、更に好ましくは炭
素数１〜８のアルキルおよびシクロアルキル基（例えば
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチ
ル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ペンチル基、ｔ−
ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シ
クロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−エ
チルシクロヘキシル基、４−プロピルシクロヘキシル
基、４−ブチルシクロヘキシル基、４−ペンチルシクロ
ヘキシル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル
基、ベンジル基）；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数
１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜８のアルコキシ基
（例えばメトキシ基、エトキシ基、２−メトキシエトキ
シ基、２−フェニルエトキシ基）；炭素数１〜２０、好
ましくは炭素数１〜１２、更に好ましくは炭素数２〜８
のアシル基（例えばアセチル基、ピバロイル基、ホルミ
ル基）；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１２、
更に好ましくは炭素数２〜８のアシルオキシ基（例えば
アセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基）；炭素数２〜
２０、好ましくは炭素数２〜１２、更に好ましくは炭素
数２〜８のアルコキシカルボニル基（例えばメトキシカ
ルボニル基、エトキシカルボニル基、２−ベンジルオキ
シカルボニル基）；が挙げられる。Ｃ¹として特に好ま
しくはアルキル基またはアルコキシ基であり、さらに好
ましくは、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基またはトリフルオロメトキシ基である。

【００２１】ｍは０または１を表し、ｐ、ｑおよびｒは
各々０〜５のいずれかの整数を表し、ｎは１〜３のいず
れかの整数を表すが、（ｐ＋ｒ）×ｎは３〜１０を満足
する。なお、ｐ、ｑ、ｒおよびｎがそれぞれ２以上の場
合、その繰り返し単位は同一であっても異なっていても
よい。好ましいｐ、ｑ、ｒおよびｎの組合せを以下に記
す。 （１） ｐ＝３、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１ （２） ｐ＝４、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１ （３） ｐ＝５、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１ （４） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１ （５） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝１ （６） ｐ＝３、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１ （７） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝３、ｎ＝１ （８） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝１ （９） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝３ （１０） ｐ＝０、ｑ＝１、ｒ＝３、ｎ＝１ （１１） ｐ＝０、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝２ （１２） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝２ （１３） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２

【００２２】特に好ましくは、（１）ｐ＝３、ｑ＝０、
ｒ＝０、ｎ＝１；（２）ｐ＝４、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝
１；（４）ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１；の組合せ
である。

【００２３】なお、−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−
（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹としては、液晶性を示す構造を含むこ
とが好ましい。ここでいう液晶とは、いかなるフェーズ
であってもよいが、好ましくはネマチック液晶、スメク
チック液晶またはデイスコテイック液晶であり、特に好
ましくは、ネマチック液晶である。液晶化合物の具体例
としては、液晶便覧編集委員会編、液晶便覧、丸善、２
０００年の第３章「分子構造と液晶性」に記載されてい
るものなどが挙げられる。

【００２４】−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−
Ｃ¹の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定され
るものではない（図中、波線は連結位置を表す）。

【００２５】

【化４】

【００２６】

【化５】

【００２７】

【化６】

【００２８】

【化７】

【００２９】

【化８】

【００３０】前記一般式（１）に含まれる置換基−
｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹の個数につい
ては特に制限はないが、好ましくは１〜４、より好まし
くは１〜２、特に好ましくは１である。

【００３１】以下に前記一般式（１）で表されるアント
ラキノン化合物の具体例を示すが、本発明は以下の具体
例によってなんら限定されるものではない。以下の具体
例において「Ｐｈ」はフェニル基を表す。

【００３２】

【化９】

【００３３】

【化１０】

【００３４】

【化１１】

【００３５】

【化１２】

【００３６】

【化１３】

【００３７】前記一般式（１）で表される化合物は、
「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙｅｓ ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ」（Ａ． Ｖ． Ｉ
ｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ著、ＣＲＣ社、１９９４年）、
「総説合成染料」（堀口博著、三共出版、１９６８年）
およびこれらに引用されている文献に記載の方法を参考
にして合成することができる。

【００３８】本発明の液晶組成物は、前記一般式（１）
で表されるアントラキノン化合物（以下、単に「アント
ラキノン化合物」という場合がある）の少なくとも１種
を含有することを特徴とする。前記アントラキノン化合
物はホスト液晶に対する溶解度が高く、かつ液晶組成物
のオーダーパラメーターの向上に寄与する。特に、ＴＦ
Ｔ駆動に適しているフッ素系ホスト液晶に対する溶解度
が高い特徴を有している。また、ゲストホスト型液晶表
示素子の２色性色素とし機能させた場合に、表示コント
ラストの向上に寄与する。

【００３９】本発明の液晶組成物において前記アントラ
キノン化合物は、１種を単独で使用してもよいが、複数
種を混合して用いてもよい。複数種の色素を混合する場
合には、前記アントラキノン化合物を２種以上混合して
用いてもよいし、前記アントラキノン化合物と公知の２
色性色素を混合して用いてもよい。併用可能な２色性色
素としては、例えば、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ Ｄｙｅｓ
ｆｏｒ ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａ
ｙ」（Ａ． Ｖ． Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ著、ＣＲＣ
社、１９９４年）に記載のものを用いることができる。
例えば本発明の液晶組成物を、黒色表示のために用いる
場合には、可視域全体の光を吸収することが必要であ
り、複数の２色性色素を混合して用いるのが好ましい。

【００４０】本発明の液晶組成物に使用可能なホスト液
晶は、前記アントラキノン化合物と共存しうるものであ
れば特に制限はないが、例えば、ネマチック相あるいは
スメクチック相を示す液晶化合物が利用できる。その具
体例としては、アゾメチン化合物、シアノビフェニル化
合物、シアノフェニルエステル、フッ素置換フェニルエ
ステル、シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステル、
フッ素置換シクロヘキサンカルボン酸フェニルエステ
ル、シアノフェニルシクロヘキサン、フッ素置換フェニ
ルシクロヘキサン、シアノ置換フェニルピリミジン、フ
ッ素置換フェニルピリミジン、アルコキシ置換フェニル
ピリミジン、フッ素置換アルコキシ置換フェニルピリミ
ジン、フェニルジオキサン、トラン系化合物、フッ素置
換トラン系化合物、アルケニルシクロヘキシルベンゾニ
トリルなどが挙げられる。「液晶デバイスハンドブッ
ク」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞
社、１９８９年）の第１５４〜１９２頁および第７１５
〜７２２頁に記載の液晶化合物を用いることができる。
ＴＦＴ駆動に適したフッ素置換されたホスト液晶を使用
することもできる。

【００４１】本発明の液晶組成物には、ホスト液晶の物
性を所望の範囲に変化させることを目的として（例え
ば、液晶相の温度範囲を所望の範囲にすることを目的と
して）、液晶性を示さない化合物を添加してもよい。ま
た、カイラル化合物、紫外線吸収剤、酸化防止剤などの
化合物を含有させてもよい。そのような添加剤は、例え
ば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第
１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第１
９９〜２０２頁に記載のＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤が挙
げられる。

【００４２】本発明の液晶組成物において、ホスト液晶
および前記一般式（１）で表される化合物の含有量につ
いては制限はないが、前記一般式（１）で表される化合
物の含有量はホスト液晶の含有量に対して０．１〜１５
質量％であることが好ましく、０．５〜６質量％である
ことが特に好ましい。

【００４３】本発明の液晶組成物は、ホスト液晶へ前記
アントラキノン化合物を溶解することによって調製する
ことができる。溶解は、機械的攪拌、加熱、超音波、あ
るいはその組合せなどを利用して行うことができる。

【００４４】本発明の液晶素子は、本発明の液晶組成物
を含有する液晶層を備えた液晶素子である。本発明の液
晶素子は、例えば、一対の電極基板間と、一対の電極基
板に挟持される本発明の液晶組成物を含有する液晶層と
から構成することができる。前記電極基板は、通常ガラ
スあるいはプラスチックからなる基板上に、電極層を形
成したものを用いることができる。プラスチック基板と
しては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキ
シ樹脂などが挙げられる。基板については、例えば、
「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４
２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第２１８
〜２３１頁に記載のものを用いることができる。基板上
に形成される電極層は、好ましくは透明電極層である。
例えば、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴ
Ｏ）、酸化スズ等から形成することができる。透明電極
については、例えば、「液晶デバイスハンドブック」
（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、
１９８９年）の第２３２〜２３９頁に記載のものが用い
られる。

【００４５】前記基板が液晶層と接する表面には、配向
処理を施した層（配向膜）を形成することが好ましい。
前記配向処理としては、例えば、４級アンモニウム塩を
塗布し配向させる方法、ポリイミドを塗布しラビング処
理により配向する方法、ＳｉＯ_xを斜め方向から蒸着し
て配向する方法、さらには、光異性化を利用した光照射
による配向方法などが挙げられる。配向膜については、
例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興
会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の
第２４０〜２５６頁に記載のものが用いられる。

【００４６】本発明の液晶素子は、例えば、一対の基板
をスペーサーなどを介して、１〜５０μｍの間隔で対向
させ、基板間に形成された空間に本発明の液晶組成物を
注入することにより作製することができる。前記スペー
サーについては、例えば、「液晶デバイスハンドブッ
ク」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞
社、１９８９年）の第２５７〜２６２頁に記載のものを
用いることができる。

【００４７】本発明の液晶素子は、単純マトリックス駆
動方式あるいは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用い
たアクテイブマトリックス駆動方式を用いて駆動するこ
とができる。駆動方式については、例えば、「液晶デバ
イスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会
編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第３８７〜４６０
頁に詳細が記載され、本発明の液晶素子の駆動方法とし
て利用できる。

【００４８】本発明の液晶素子は、液晶ディスプレイに
利用することができる。特にその方式については制限さ
れないが、例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日
本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９
８９年）の第３０９頁に記載のゲストホスト方式に記載
されているホモジニアス配向、ホメオトロピック配
向、Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）として
フォーカルコニック配向およびホメオトロピック配
向、Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ
（ＳＴＮ）方式との組合せ、強誘電性液晶（ＦＬＣ）
との組合せ、また、「反射型カラーＬＣＤ総合技術」
（内田龍男監修、シーエムシー社、１９９９年）の第２
−１章（ＧＨモード反射型カラーＬＣＤ）、第１５〜１
６頁に記載されている、Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨモ
ード、１／４波長板型ＧＨモード、２層型ＧＨモー
ド、相転移型ＧＨモード、高分子分散液晶（ＰＤＬ
Ｃ）型ＧＨモードなどが挙げられる。

【００４９】さらに、本発明の液晶素子は特開平１０−
６７９９０号、同１０−２３９７０２号、同１０−１３
３２２６号、同１０−３３９８８１号、同１１−５２４
１１号、同１１−６４８８０号、特開２０００−２２１
５３８号などの各公報に記載されている積層型ＧＨモー
ド、特開平１１−２４０９０号公報などに記載されてい
るマイクロカプセルを利用したＧＨモードの液晶ディス
プレイに用いることができる。さらに、特開平６−２３
５９３１号、同６−２３５９４０号、同６−２６５８５
９号、同７−５６１７４号、同９−１４６１２４号、同
９−１９７３８８号、同１０−２３３４６号、同１０−
３１２０７号、同１０−３１２１６号、同１０−３１２
３１号、同１０−３１２３２号、同１０−３１２３３
号、同１０−３１２３４号、同１０−８２９８６号、同
１０−９０６７４号、同１０−１１１５１３号、同１０
−１１１５２３号、同１０−１２３５０９号、同１０−
１２３５１０号、同１０−２０６８５１号、同１０−２
５３９９３号、同１０−２６８３００号、同１１−１４
９２５２号、特開２０００−２８７４号などの各公報に
記載されている反射型液晶ディスプレイに用いることが
できる。また、特開平５−６１０２５号、同５−２６５
０５３号、同６−３６９１号、同６−２３０６１号、同
５−２０３９４０号、同６−２４２４２３号、同６−２
８９３７６号、同８−２７８４９０号、同９−８１３１
７４号などの各公報に記載されている高分子分散液晶型
ＧＨモードに用いることができる。

【００５０】その他、本発明の液晶素子は、空間変調素
子、光または熱書き込み型液晶ディスプレイなどにも適
用することができる。

【００５１】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。以下の実施例に示す材料、試薬、物質量と
その割合、操作等は本発明の主旨から逸脱しない限り適
宜変更することができる従って本発明の範囲は以下の具
体例に制限されるものではない。

【００５２】［実施例１］ （１） 液晶組成物の調製 下記表１に示す化合物（本発明の化合物および公知の比
較化合物）の各々１ｍｇを、市販のフッ素系液晶（商品
名「ＺＬＩ−５０８１」、Ｅ． Ｍｅｒｃｋ社製） １
００ｍｇと混合し、８０℃に加熱撹拌した。室温まで冷
却し、液晶素子作製に用いる液晶組成物として使用し
た。

【００５３】（２） 液晶素子の作製 上記で得られた液晶組成物の各々を、市販の液晶セル用
基板に注入し、液晶素子を各々作製した。用いた液晶セ
ル用基板は、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製のもので、ＩＴＯ透明電
極層およびポリイミド配向膜（ラビング処理によりパラ
レル配向処理付き）が形成されたガラス板（厚さ０．７
ｍｍ）であり、セルギャップ８μｍ、エポキシ樹脂シー
ル付きのものであった。

【００５４】（３） オーダーパラメーターの測定 作製した各々の液晶素子に、ラビング方向と平行な偏光
および垂直な偏光を各々照射し、それぞれの吸収スペク
トル（Ａ‖およびＡ⊥）をＵＶ３１００（島津製作所
製、可視吸収スペクトル計）にて測定した。極大吸収波
長におけるＡ‖およびＡ⊥から、オーダーパラメーター
Ｓを下式１に従いそれぞれについて求めた。求めたオー
ダーパラメーターＳを、λｍａｘ（ｎｍ）とともに下記
表１に示す。 式１ Ｓ ＝ （Ａ‖−Ａ⊥）／（Ａ‖＋２・Ａ⊥）

【００５５】

【表１】

【００５６】

【化１４】

【００５７】表１に示した結果より、本発明の化合物
は、公知の化合物と比較して、より高い正のオーダーパ
ラメーターを示すことがわかる。

【００５８】

【発明の効果】本発明によれば、高い２色比および高い
オーダーパラメーター、特に、高い正のオーダーパラメ
ーターを持ち、表示素子に利用した場合に、表示のコン
トラストを向上することができる液晶組成物および液晶
素子を提供することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4H056 AA01 AB03 AB05 AC02 AD04C AD09B AD13C AD24B FA07

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（１）で表されるアントラキ
   ノン化合物を含むことを特徴とする液晶組成物。一般式
   （１） 【化１】 （式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷およびＲ⁸
   は各―々水素原子または置換基を表すが、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ
   ⁶およびＲ⁷の少なくとも１つは−（Ｈｅｔ）_m−
   ｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置
   換基を表す。Ｈｅｔは酸素原子、硫黄原子またはＮＲを
   表し、Ｒは水素原子、アルキル基、アリール基またはヘ
   テロアリール基を表す。Ｂ¹およびＢ²は各々２価のアリ
   ール基、ヘテロアリール基または環状脂肪族炭化水素基
   を表し、Ｑ¹は２価の連結基を表し、Ｃ¹はアルキル基、
   シクロアルキル基、アルコキシ基、アシル基、アルコキ
   シカルボニル基またはアシルオキシ基を表す。ｍは０ま
   たは１を表し、ｐ、ｑおよびｒは各々０〜５のいずれか
   の整数を表し、ｎは１〜３のいずれかの整数を表すが、
   （ｐ＋ｒ）×ｎは３〜１０である。ｐ、ｑおよびｒが各
   々２以上の時、２以上のＢ¹、Ｑ¹およびＢ²はそれぞれ
   同一でも異なっていてもよく、ｎが２以上の時、２以上
   の｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝は同一でも異なっ
   ていてもよい。）
2. 【請求項２】 前記一般式（１）中、ｍ＝０、ｐ＝３、
   ｑ＝０、ｒ＝０且つｎ＝１であることを特徴とする請求
   項１に記載の液晶組成物。
3. 【請求項３】 前記一般式（１）中、ｍ＝１、ｐ＝２、
   ｑ＝０、ｒ＝１、ｎ＝１であり、且つＨｅｔが酸素原
   子、Ｂ¹がアリール基およびＢ²が１，４−シクロヘキサ
   ンジイル基を各々表すことを特徴とする請求項１に記載
   の液晶組成物。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の液
   晶組成物からなる液晶層を少なくとも１つ有することを
   特徴とする液晶素子。