JP2003277755A - 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与える液晶組成
物を提供する。 【手段】 下記一般式（ａ）で表される置換基を有す
る、ベンゾキノン色素またはナフトキノン色素を少なく
とも１種含む液晶組成物である。式中、Ｈｅｔは酸素原
子、ＮＲ^a−または硫黄原子を表し、Ｒ^a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、アルコキシカルボニル基またはアシルオキシ基を
表す。ｊは０または１を、ｐ、ｑおよびｒは各々０〜５
のいずれかの整数を、ｎは１〜３のいずれかの数を表す
が、（ｐ＋ｒ）×ｎは３〜１０である。 一般式（ａ） −（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−
Ｃ¹

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は液晶素子、特にゲス
ト−ホスト方式の液晶素子、およびそれに用いられる液
晶組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶素子として多くの方式が提案されて
いるが（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）、なかでも、２色性色素を液晶中に溶解させ、電場
による液晶の動きに合わせた２色性色素の配向変化に基
づく吸光状態変化による表示方法（いわゆる、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。ゲストホスト方式は、例え
ば、B. Bahadur著、D. Demus, J. Goodby, G. W. Gray,
H. W. Spiess, V. Vill編、Handbook of Liquid Crystal
s, Vol. 2A, Wiley-VCH社、1998年、第3.4章、第257〜302
頁に詳しい。その液晶素子に用いられる２色性色素に要
求される性能としては、適切な吸収特性、高いオーダー
パラメーター、高いホスト液晶に対する溶解性、耐久性
などが挙げられる。２色性色素に関しては、「Dichroic
Dyes for Liquid Crystal Display」( A. V. Ivashchenk
o著、CRC社、1994年)に詳しい。特に、耐久性に関して
は、アゾ色素は不十分なものが多く、耐久性の高い２色
性色素の開発が望まれていた。そのような観点から、ベ
ンゾキノン色素およびナフトキノン色素は高い耐久性を
有する発色団として検討されてきた。ベンゾキノン色素
をゲストホスト方式用２色性色素として検討した例とし
ては、例えば、英国特許第２，０４１，９６２号明細書
が挙げられる。ナフトキノン色素をゲストホスト方式用
２色性色素として検討した例としては、例えば、米国特
許第４，４７２，２９２号明細書、欧州特許公開ＥＰ８
５，３３５Ａ号公報が挙げられる。しかしながら、ベン
ゾキノン色素およびナフトキノン色素は、オーダーパラ
メーターの低いものが多く、オーダーパラメーターの向
上が望まれていた。

【０００３】ところで、二色性色素の分子構造とその諸
特性との関係については、まだ十分に解明されていな
い。二色性色素を特徴づける最も重要な物性値は、オー
ダーパラメーター（Ｓ値）であるが、高いＳ値と、二色
性色素に要求される他の諸特性とを併せ持つ色素は少な
く、実用上要求される諸特性を有する色素によって、高
いＳ値を実現することは困難である。二色性色素に実用
上要求されるＳ値以外の特性としては、ホスト液晶に対
する高い溶解性が特に重要である。一方、ホスト液晶と
して、ＴＦＴなどのアクテイブマトリクス駆動向けに、
電圧保持率の良好なフッ素系の新規な液晶が開発されて
いるが、従来の二色性色素は、フッ素系液晶に対する溶
解性が低く、深色化が困難である。色素の溶解性を改善
するために、液晶分子にニトロ基、シアノ基などの電子
吸引性基を導入することもできるが、これらの電子吸引
性置換基は電圧保持率の低下を生じやすいという問題が
ある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記諸問題
に鑑みてなされたものであって、特定の置換基を有する
ベンゾキノン色素またはナフトキノン色素を利用するこ
とにより、高い２色比および高いオーダーパラメーター
を有し、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】本発明者は、上記課題を
解決すべく検討を重ねた結果、特定の置換基を有する色
素を含有する液晶組成物およびこれを用いた液晶素子
が、上記課題を達成し得ることを見出し、本発明を完成
するに至った。［１］ 下記一般式（ａ）で表される置
換基を有する、ベンゾキノン色素またはナフトキノン色
素を少なくとも１種含む液晶組成物。 一般式（ａ） −（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−
Ｃ¹ （式中、Ｈｅｔは酸素原子、ＮＲ^a−または硫黄原子を
表し、Ｒ^a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、アルコキシカルボニル基
またはアシルオキシ基を表す。ｊ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は各々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。）

【０００６】［２］ 前記ナフトキノン色素が、下記一
般式（１）または（２）で表される化合物であることを
特徴とする［１］に記載の液晶組成物。

【０００７】一般式（１）

【化１】

【０００８】式中、Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴およびＲ⁵は、
それぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Ｈｅｔ、
Ｂ¹、Ｂ²、Ｃ¹、Ｑ¹、ｊ、ｐ、ｑ、ｒおよびｎは上記一
般式（ａ）中の各々と同定義である。

【０００９】一般式（２）

【化２】

【００１０】式中、Ｒ⁶、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹およびＲ¹⁰は、
それぞれ独立に水素原子または置換基を表す。Ｈｅｔ、
Ｂ¹、Ｂ²、Ｃ¹、Ｑ¹、ｊ、ｐ、ｑ、ｒおよびｎは上記一
般式（ａ）中の各々と同定義である。

【００１１】［３］ 前記一般式（１）または（２）で
表されるナフトキノン色素を少なくとも１種含む液晶組
成物。 ［４］ 前記一般式（１）中、Ｒ³は水素原子または前
記一般式（ａ）で表される置換基を表す［２］または
［３］に記載の液晶組成物。 ［５］ 前記一般式（２）中、Ｒ⁸は水素原子または前
記一般式（ａ）で表される置換基を表す［２］〜［４］
のいずれかに記載の液晶組成物。 ［６］ 前記一般式（ａ）、（１）および（２）におい
て、Ｈｅｔが硫黄原子を表し、Ｂ¹がアリール基または
ヘテロアリール基を表し、Ｂ²がシクロヘキサンー１，
４−ジイル基を表し、Ｃ¹がアルキル基を表し、ｐ＝
２、ｑ＝０、ｒ＝１およびｎ＝１である［１］〜［５］
のいずれかに記載の液晶組成物。 ［７］ 前記一般式（ａ）、（１）および（２）におい
て、Ｈｅｔが硫黄原子を表し、Ｂ¹が１，４−フェニレ
ン基を表し、Ｂ²がトランス−シクロヘキサン−１，４
−ジイル基を表し、Ｃ¹がアルキル基（好ましくはメチ
ル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基ま
たはヘキシル基）を表し、ｊ＝１、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ
＝１およびｎ＝１である［１］〜［５］のいずれかに記
載の液晶組成物。

【００１２】［８］ ［１］〜［７］のいずれかに記載
の液晶組成物を含む液晶層を有する液晶素子。 ［９］ 少なくとも一方が透明な一対の電極基板と、該
一対の電極基板間に挟持された［１］〜［７］のいずれ
かに記載の液晶組成物を含む液晶層とを有する液晶素
子。

【００１３】

【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。本発明の液晶組成物には、下記一般式（ａ）
で表される置換基を有する、ベンゾキノン色素またはナ
フトキノン色素を用いる。本明細書において、「ベンゾ
キノン色素」および「ナフトキノン色素」の用語は、各
々「Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display」（ A.
V. Ivashchenko著、CRC社、1994年）の第６０頁に定義さ
れている意味で用いる。

【００１４】本発明の液晶組成物は、下記一般式（ａ）
で表される置換基を有する、ベンゾキノン色素またはナ
フトキノン色素の少なくとも１種を含有する。 一般式（ａ） −（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−
Ｃ¹

【００１５】前記一般式（ａ）において、Ｈｅｔは酸素
原子、ＮＲ^a−または硫黄原子を表す。ここで、Ｒ^aは水
素原子、アルキル基、アリール基、アシル基またはヘテ
ロアリール基を表す。これらはさらに置換基を有してい
てもよく、該置換基としては、後述の置換基群Ｖから選
ばれる各置換基が挙げられる。Ｒ^aは好ましくは、水素
原子；炭素原子１〜１８、より好ましくは１〜７、さら
に好ましくは１〜４の無置換アルキル基（例えば、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、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル
基、ドデシル基、オクタデシル基）；炭素原子１〜１
８、より好ましくは１〜７、さらに好ましくは１〜４の
置換アルキル基｛アラルキル基（例えばベンジル基、２
−フェニルエチル基）、不飽和炭化水素基（例えばアリ
ル基）、ヒドロキシアルキル基（例えば、２−ヒドロキ
シエチル基、３−ヒドロキシプロピル基）、カルボキシ
アルキル基（例えば、２−カルボキシエチル基、３−カ
ルボキシプロピル基、４−カルボキシブチル基、カルボ
キシメチル基）、アルコキシアルキル基（例えば、２−
メトキシエチル基、２−（２−メトキシエトキシ）エチ
ル基）、アリーロキシアルキル基（例えば２−フェノキ
シエチル基、２−（１−ナフトキシ）エチル基）、アル
コキシカルボニルアルキル基（例えばエトキシカルボニ
ルメチル基、２−ベンジルオキシカルボニルエチル
基）、アリーロキシカルボニルアルキル基（例えば３−
フェノキシカルボニルプロピル基）、アシルオキシアル
キル基（例えば２−アセチルオキシエチル基）、アシル
アルキル基（例えば２−アセチルエチル基）、カルバモ
イルアルキル基（例えば２−モルホリノカルボニルエチ
ル基）、スルファモイルアルキル基（例えばＮ，Ｎ−ジ
メチルカルバモイルメチル基）、スルホアルキル基（例
えば、２−スルホエチル基、３−スルホプロピル基、３
−スルホブチル基、４−スルホブチル基、２−［３−ス
ルホプロポキシ］エチル基、２−ヒドロキシ−３−スル
ホプロピル基、３−スルホプロポキシエトキシエチル
基）、スルホアルケニル基、スルファトアルキル基（例
えば、２−スルファトエチル基、３−スルファトプロピ
ル基、４−スルファトブチル基）、複素環置換アルキル
基（例えば２−（ピロリジン−２−オン−１−イル）エ
チル基、テトラヒドロフルフリル基）、アルキルスルホ
ニルカルバモイルアルキル基（例えばメタンスルホニル
カルバモイルメチル基）｝；炭素数６〜２０、より好ま
しくは炭素数６〜１０、さらに好ましくは炭素数６〜８
の無置換アリール基（例えばフェニル基、１−ナフチル
基）；炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１
０、さらに好ましくは炭素数６〜８の置換アリール基
（例えば、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−メチルフェニ
ル基、ｐ−クロロフェニル基）；炭素数１〜２０、より
好ましくは炭素数３〜１０、さらに好ましくは炭素数４
〜８の無置換ヘテロアリール基（例えば、２−フリル
基、２−チエニル基、２−ピリジル基、３−ピラゾリル
基、３−イソオキサゾリル基、３−イソチアゾリル基、
２−イミダゾリル基、２−オキサゾリル基、２−チアゾ
リル基、２−ピリダジル基、２−ピリミジル基、３−ピ
ラジル基、２−（１，３，５−トリアゾリル）基、３−
（１，２，４−トリアゾリル）基、５−テトラゾリル
基）；炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数３〜１
０、さらに好ましくは炭素数４〜８の置換ヘテロアリー
ル基（例えば、５−メチル−２−チエニル基、４−メト
キシ−２−ピリジル基）；を表す。Ｒ^aが水素原子を表
すのが特に好ましい。

【００１６】前記一般式（ａ）において、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
炭化水素基を表す。Ｂ¹およびＢ²が各々表す２価のアリ
ール基としては、炭素数６〜２０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ヘテロアリール基が好ましい。Ｂ
¹およびＢ²が各々表す２価の環状炭化水素基としては、
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、シクロペンタンー１，３−ジイル基が好ましく、
（Ｅ）−シクロヘキサン−１、４−ジイル基が特に好ま
しい。

【００１７】Ｂ¹およびＢ²は各々置換基を有していても
よく、該置換基としては以下の置換基群Ｖから選ばれる
いずれかが挙げられる。 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；アミド基；炭素数１〜２
０、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数
１〜８のアルキルアミド基（例えば、Ｎ−メチルアミド
基、Ｎ−エチルアミド基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミド
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）；

【００１８】炭素数１〜２０、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１〜１
０、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１〜１０、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）；アミノ基；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の置換アミノ基
（例えばメチルアミノ基、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１〜１５、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１〜１
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、ブチルチオ基）；

【００１９】炭素数０〜２０、好ましくは炭素数１〜１
２、更に好ましくは炭素数５〜１０のアリールチオ基
（アリールチオ基にはヘテロアリールチオ基も含まれ
る。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、
ナフチルチオ基）；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）；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、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、
オクチル基）；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、１−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）；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、
５−メチルピリジル基、２−チエニル基、２−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。

【００２０】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、ハロゲン原子で
あり、更に好ましくはメチル基、トリフルオロメチル
基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基、フッ素原子
である。

【００２１】前記一般式（ａ）において、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の原子団からなる
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
クロヘキサン−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、エルテル基、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以上組み合わせて構成される炭素数０〜６０の２価の
連結基が好ましい。

【００２２】Ｑ¹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、エルテル基、カルボニル基、およびそれらの組合せ
からなる２価の連結基を表すのが好ましい。Ｑ¹はさら
に置換基を有していてもよく、該置換基としては前述の
置換基群Ｖから選ばれるいずれかの置換基が挙げられ
る。

【００２３】前記一般式（ａ）において、Ｃ¹はアルキ
ル基、シクロアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカ
ルボニル基、アシル基またはアシルオキシ基を表す。Ｃ
¹は好ましくは、炭素数１〜３０、より好ましくは炭素
数１〜１２、更に好ましくは炭素数１〜８のアルキル基
もしくはシクロアルキル基（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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭
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１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１
２、更に好ましくは炭素数１〜８のアシル基（例えば、
アセチル基、ホルミル基、ピバロイル基、２−クロロア
セチル基、ステアロイル基、ベンゾイル基、ｐ−ｎ―オ
クチルオキシフェニルカルボニル基）；炭素数２〜２
０、より好ましくは炭素数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）；を表す。Ｃ¹は特に好ましくは、
アルキル基またはアルコキシ基を表し、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を表す。Ｃ¹は
さらに置換基を有していてもよく、該置換基としては前
述の置換基群Ｖから選ばれるいずれかの置換基が挙げら
れる。

【００２４】前記一般式（ａ）において、ｊは０または
１を表し、好ましくは１である。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以上１０以下を満
足する。なお、ｐ、ｑ、ｒおよびｎが各々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＝０、ｒ＝１、ｎ＝１ （５） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１ （６） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝１ （７） ｐ＝３、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１ （８） ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝２、ｎ＝１ （９） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２ （10） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２

【００２５】特に好ましくは、（１） ｐ＝３、ｑ＝
０、ｒ＝０、ｎ＝１；（４） ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝
１、ｎ＝１；（５） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝
１；の組合せである。

【００２６】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、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、２００
０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。

【００２７】−｛（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）。

【００２８】

【化３】

【００２９】

【化４】

【００３０】

【化５】

【００３１】

【化６】

【００３２】前記ベンゾキノン色素および前記ナフトキ
ノン色素中の前記一般式（ａ）で表される置換基の個数
は、１〜６であるのが好ましくは、１〜４であるのがよ
り好ましく、１または２であるのが特に好ましい。

【００３３】前記一般式（ａ）で表される置換基の好ま
しい構造は、Ｈｅｔが硫黄原子を表し、Ｂ¹がアリール
基またはヘテロアリール基を表し、Ｂ²がシクロヘキサ
ン−１，４−ジイル基を表し、Ｃ¹がアルキル基を表
し、ｊ＝１、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１およびｎ＝１を表
す構造；およびＨｅｔが硫黄原子を表し、Ｂ¹がアリー
ル基またはヘテロアリール基を表し、Ｂ²がシクロヘキ
サン−１，４−ジイル基を表し、Ｃ¹がアルキル基を表
し、ｊ＝１、ｐ＝１、ｑ＝０、ｒ＝２およびｎ＝１を表
す構造；である。特に好ましい構造は、Ｈｅｔが硫黄原
子を表し、Ｂ¹が１，４−フェニレン基を表し、Ｂ²がト
ランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル基を表し、Ｃ
¹がアルキル基（好ましくはメチル基、エチル基、プロ
ピル基、ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基）を表
し、ｊ＝１、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１およびｎ＝１であ
る下記一般式（ａ−１）で表される構造；およびＨｅｔ
が硫黄原子を表し、Ｂ¹が１，４−フェニレン基を表
し、Ｂ²がトランス−シクロヘキサン−１，４−ジイル
基を表し、Ｃ¹がアルキル基（好ましくはメチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基またはヘキ
シル基）を表し、ｊ＝１、ｐ＝１、ｑ＝０、ｒ＝２およ
びｎ＝１である下記一般式（ａ−２）で表される構造；
である。

【００３４】

【化７】

【００３５】前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）
中、Ｒ^a1〜Ｒ^a12は各々独立して、水素原子または置換
基を表す。該置換基としては、前述の置換基群Ｖから選
ばれる置換基が挙げられる。Ｒ^a1〜Ｒ^a12はそれぞれ、
水素原子、ハロゲン原子（特にフッ素原子）、アルキル
基、アリール基またはアルコキシ基を表すのが好まし
い。前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）中、Ｃ^a1お
よびＣ^a2は各々独立してアルキル基を表す。好ましく
は、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペン
チル基またはヘキシル基を表す。

【００３６】本発明に用いられるナフトキノン色素の中
でも、下記一般式（１）または（２）で表される化合物
が好ましい。

【００３７】一般式（１）

【化８】

【００３８】一般式（２）

【化９】

【００３９】前記一般式（１）および（２）において、
Ｒ¹、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹および
Ｒ¹⁰は、それぞれ独立に水素原子または置換基を表す。
置換基としては、上述置換基群Ｖが挙げられる。Ｒ¹、
Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁷、Ｒ⁸、Ｒ⁹、Ｒ¹⁰は各々独立して、
水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、ア
ルコキシ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールア
ミノ基、アルコキシ基、アリーロキシ基、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、フッ素原子、アリールアミノ基、アリーロキシ基ま
たはアリールチオ基を表すのが特に好ましい。

【００４０】前記一般式（１）および（２）において、
Ｈｅｔ、Ｂ¹、Ｂ²、Ｃ¹、Ｑ¹、ｊ、ｐ、ｑ、ｒおよびｎ
は、上記一般式（ａ）中のそれぞれと同定義であり、好
ましい範囲も同様である。

【００４１】前記一般式（１）および（２）で表される
化合物はそれぞれ、さらに前記一般式（ａ）で表される
置換基を有していてもよい。前記一般式（ａ）で表され
る置換基の置換位置としては、前記一般式（１）におい
てはＲ³が好ましく、前記一般式（２）においてはＲ⁸が
好ましい。Ｒ³およびＲ⁸が前記一般式（ａ）で表される
置換基でない場合は、Ｒ³およびＲ⁸はそれぞれ水素原子
であるのが好ましい。

【００４２】以下に本発明に使用可能なベンゾキノン色
素およびナフトキノン色素の具体例を示すが、本発明は
以下の具体例によってなんら制限されるものではない。

【００４３】

【化１０】

【００４４】

【化１１】

【００４５】

【化１２】

【００４６】

【化１３】

【００４７】本発明の化合物は、「Dichroic Dyes for
Liquid Crystal Display」（ A. V.Ivashchenko著、CRC
社、1994年）の第６０〜６１頁に記載の方法に準じて合
成することができる。

【００４８】前記一般式（ａ）で表される置換基を有す
るベンゾキノン色素およびナフトキノン色素（以下、
「本発明の化合物」という場合がある）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、ＴＦＴ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。

【００４９】本発明の液晶組成物に使用可能なホスト液
晶は、本発明の化合物と共存し得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［ＺＬＩ−４６９
２、ＭＬＣ−６２６７、６２８４、６２８７、６２８
８、６４０６、６４２２、６４２３、６４２５、６４３
５、６４３７、７７００、７８００、９０００、９１０
０、９２００、９３００、１００００、１２２００（以
上Ｍｅｒｃｋ社製）；ＬＩＸＯＮ ５０３６ＸＸ、５０
３７ＸＸ、５０３９ＸＸ、５０４０ＸＸ、５０４１ＸＸ
（以上チッソ社製）；等］を使用することもできる。

【００５０】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。

【００５１】本発明の液晶組成物において、ホスト液晶
および本発明の化合物の含有量については制限はない
が、本発明の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。 また、本発明
の液晶組成物を封入した液晶セルの吸収スペクトルを測
定することで、所望の光学濃度に必要な色素濃度を決定
することが望ましい。

【００５２】本発明の液晶組成物は、ホスト液晶へ本発
明の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。

【００５３】本発明の液晶素子は、本発明の液晶組成物
を含有する液晶素子である。本発明の液晶素子の一実施
形態は、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を備えた液
晶素子である。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１４２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（ＩＴＯ）、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２
３２〜２３９頁に記載のものが用いられる。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】本発明の液晶素子が利用できる液晶ディス
プレイは、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、１９８９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、Ｗｈｉｔ
ｅ−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、Ｓｕｐｅ
ｒ 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１５〜１６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Ｇ
Ｈモード、高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）型ＧＨモード
などが挙げられる。

【００５７】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。

【００５８】本発明の液晶素子は、コンピューター、時
計、電卓などの表示素子、電子光学シャッター、電子光
学絞り、光通信光路切り替えスイッチ、光変調器などの
種種の電子光学デバイスとして好適に利用することがで
きる。

【００５９】

【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。 ［実施例１］表１に示した化合物１．０ｍｇを、商品名
「ＺＬＩ−５０８１」（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）の液晶１
００ｍｇに溶解させ、液晶組成物を調製した。この液晶
組成物を、市販の液晶セル用基板に注入し、液晶素子を
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０．７ｍｍ）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。

【００６０】作製した素子に、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Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＵＶ３
１００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に従い求め
た。 式１ Ｓ ＝ （Ａ‖−Ａ⊥）／（Ａ‖＋２・Ａ⊥）

【００６１】測定結果を表１に示す。表１より従来知ら
れていた色素Ｃ−１およびＣ−２よりも本発明の化合物
のほうが高いオーダーパラメーターを与えることがわか
った。

【００６２】

【表１】

【００６３】

【化１４】

【００６４】［実施例２］本発明の化合物１−２を用
い、商品名ＭＬＣ−６６０８（フッ素系液晶、 誘電率
異方性が負、Ｅ． Ｍｅｒｃｋ社製）に溶解させ、実施
例１と同様の操作によりオーダーパラメーターＳを測定
したところ、Ｓ＝０．８０であった。本発明の化合物は
誘電率異方性が負のホスト液晶を用いても高いオーダー
パラメーターを与えることがわかる。

【００６５】

【発明の効果】本発明の化合物を含有する液晶素子は、
溶解性に優れ、高いオーダーパラメーターを示す。また
このような物性を有することから、電界に対する応答性
（応答速度）が速く、配向性、成膜性、メモリー性に優
れ、耐光性、溶解性に優れ、大面積化可能な低粘性のゲ
スト−ホスト液晶組成物が提供可能となる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H088 GA13 HA21 HA22 JA06 MA02 4H056 EA07 FA07

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 下記一般式（ａ）で表される置換基を有
   する、ベンゾキノン色素またはナフトキノン色素を少な
   くとも１種含む液晶組成物。 一般式（ａ） −（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−
   Ｃ¹ （式中、Ｈｅｔは酸素原子、ＮＲ^a−または硫黄原子を
   表し、Ｒ^a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、アルコキシカルボニル基
   またはアシルオキシ基を表す。ｊ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は各々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】 請求項１に記載の液晶組成物を含む液晶
   層を有する液晶素子。