JP2006083338A - 液晶組成物及び液晶素子 - Google Patents

Abstract

【課題】 高い表示コントラスト比と速い応答速度を示す液晶素子を提供する。
【解決手段】 −（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基を有する二色性色素と、及びネマチック液晶とカイラル剤とを含む液晶を含有する液晶組成物を含有する液晶層を有する液晶素子である。Ｈｅｔは酸素原子又は硫黄原子；Ｂ¹及びＢ²は各々２価のアリール基、ヘテロアリール基又は環状脂肪族炭化水素基；Ｑ¹は２価の連結基；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、アシル基又はアシルオキシ基；ｊは０又は１を、ｐ、ｑ及びｒは各々０〜５の数を表し、ｎは１〜３の数を表すが、一般式（１）中に含まれるＢ¹及びＢ²で表される基の総数は３以上１０以下である。
【選択図】なし

Description

本発明は、液晶組成物及び該液晶組成物を含有する液晶層を有する液晶素子に関し、特にゲストホスト（「ＧＨ」という場合がある）方式の液晶素子に好適に利用できる液晶素子に関する。

デジタル情報の普及に伴い、デジタル情報を表示するためのディスプレイ（以下、電子ペーパーと呼ぶ）の重要性が増している。電子ペーパーに要求される性能としては、高い視認性と低消費電力が挙げられる。高い視認性とは、紙に近い白地を意味しており、そのためには、紙と同様の散乱白地に基づく表示方式が適している。低消費電力に関しては、反射型表示方式が、自発光型表示方式よりも低消費電力である。これまで、電子ペーパーとして、多くの方式が提案されている。例えば、反射型液晶表示方式、電気泳動表示方式、磁気泳動表示方式、二色球回転方式、エレクトロクロミック表示方式、ロイコサーマル表示方式などである。いずれの方式についても、高い視認性という観点からは、満足できるレベルにはなく、その改善が求められていた。

液晶素子（液晶表示素子）については、すでに多くの方式が提案されており、中でもゲストホスト方式の液晶素子は、明るい表示が可能であって、反射型に適した液晶素子として期待されている。ゲストホスト方式は、ホストであるネマチック液晶中にゲストとして二色性色素を溶解させた液晶組成物を用いる表示方式である。二色性色素は、１軸の光吸収軸を有し、光吸収軸方向に振動する光のみを吸収することから、電場による液晶の動きに合わせて、二色性色素の配向を変化させ、光吸収軸の向きを制御することにより、セルの吸光状態を変化させることができる。

ゲストホスト方式液晶素子の表示コントラストは、液晶層を構成する液晶組成物中の二色性色素のオーダーパラメーターもしくはホスト液晶、又はセル構造によって左右されることが知られている。一般に、ネマチック液晶と二色性色素を組み合わせた液晶組成物は、配向処理した基板間に存在した場合には、ネマチック液晶が一軸配向状態をとるため片側の直線偏光しか吸収できず、半分の光が透過するため、表示コントラスト比が上がらない。また、配向処理をしていない基板間に、ネマチック液晶と二色性色素を組み合わせた液晶組成物を注入した場合にも、マルチドメイン状態をとるため、片側の直線偏光しか吸収できず、半分の光が透過するため、表示コントラスト比が上がらない。そのため、全方位の光を吸収させる方式として、カイラル剤との組み合わせによるカイラルネマチック相を利用した相転移型ゲストホスト方式が提案された（非特許文献１参照）。この方式では、偏光板を使用しない明るい表示が可能となる。

しかしながら、相転移型ゲストホスト方式には、カイラルネマチック相の安定性に起因するヒステリシス及び応答速度の低下の問題があり、また、用いられる二色性色素のオーダーパラメーター、ホスト液晶に対する溶解性及び耐久性が不十分であり、多くの研究者により鋭意検討されてきたが、依然として、表示性能は満足できるレベルにはなく、その改善が求められていた。
よって、より高いコントラスト比を有するとともに、応答速度が速い液晶素子の提供が望まれている。

Ｄ．Ｌ．Ｗｈｉｔｅ；Ｇ．Ｎ．Ｔａｙｌｏｒ；Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．，Ｖｏｌ．４５，４７１８（１９７４）

本発明は、表示コントラストが高く、且つ応答速度が速い液晶素子、及びかかる液晶素子の作製に有用な液晶組成物を提供することを課題とする。

相転移型ゲストホスト方式においては、液晶に入射した光は液晶の屈折率異方性の影響により、らせん構造にそって旋光してしまうため、コントラスト比を上げるためには、らせんピッチを短くする必要がある。また、用いられる二色性色素のオーダーパラメーターを高くし、ホスト液晶中の濃度をあげることも必要である。ところが、らせんピッチを短くしたり、二色性色素の濃度をあげると、応答速度が低下してしまう。
本発明者は鋭意検討した結果、ホスト液晶類似構造である３環性置換基を有する二色性色素を用いることにより、高い表示コントラストを実現でき、かつ応答速度が向上するという予期せぬ効果が得られるとの知見を得、この知見に基づいてさらに検討して本発明を完成するに至った。

上記課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］ 下記一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素、及びネマチック液晶とカイラル剤とを含有する液晶を含む液晶組成物；
一般式（１）
−（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹
式中、Ｈｅｔは酸素原子又は硫黄原子であり、Ｂ¹及びＢ²は各々２価のアリール基、ヘテロアリール基又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、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。ｊは０又は１を表し、ｐ、ｑ及びｒは各々０〜５の数を表し、ｎは１〜３の数を表すが、一般式（１）中に含まれるＢ¹及びＢ²で表される基の総数は３以上１０以下である。ｐ、ｑ及びｒが各々２以上の時、２以上のＢ¹、Ｑ¹及び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］ 前記二色性色素の少なくとも一種が、下記一般式（２）で表される化合物である［１］の液晶組成物；

式中、Ｒ¹は−Ｓ−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基であり、Ｓは硫黄原子であり、Ｂ¹、Ｂ²、Ｑ¹、ｐ、ｑ、ｒ及びｎは、請求項１中に記載の一般式（１）中のそれぞれと同定義である。Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は各々水素原子又は置換基である。

［３］ 前記二色性色素の少なくとも一種が、下記一般式（３）で表される化合物である［１］の液晶組成物；

式中、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶及びＲ¹⁷は各々水素原子又は置換基であるが、少なくとも１つは、−Ｓ−｛（Ｂ¹）ｐ−（Ｑ¹）ｑ−（Ｂ²）ｒ｝ｎ−Ｃ¹で表される置換基である。Ｓは硫黄原子であり、Ｂ¹、Ｂ²、Ｑ¹、ｐ、ｑ、ｒ及びｎは、請求項１中に記載の一般式（１）中のそれぞれと同定義である。

［４］ 少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層が、［１］〜［３］のいずれかの液晶組成物を含有する液晶素子。
［５］ 少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に高分子媒体層を有し、高分子媒体層が、高分子と高分子中に分散された［１］〜［３］のいずれかの液晶組成物とを含む液晶素子。
［６］ 少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層が、［１］〜［３］のいずれかの液晶組成物を含むマイクロカプセルを含有する液晶素子。

本発明によれば、特定の置換基を有する二色性色素、及びネマチック液晶とカイラル剤とを含有する液晶を含有する液晶組成物を用いることにより、高い表示コントラスト、及び速い応答速度を示す液晶表素子を提供することができる。

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及び最大値として含む範囲を示す。

本発明の液晶組成物は、特定の置換基を有する二色性色素の少なくとも１種、及びネマチック液晶とカイラル剤とを含有する液晶を含むことを特徴とする。以下、本発明に用いられる種々の材料について説明する。
本発明において、二色性色素は、ホスト液晶中に溶解し、光を吸収する機能を有する化合物と定義される。本発明では、二色性色素として、後述する一般式（１）で表される置換基を有する化合物を用いる。該二色性色素は、二色比（Ｒ）及びオーダーパラメーター（Ｓ）が大きいのみならず、ホスト液晶として用いるカイラルネマチック液晶に対して良好な相溶性を示す。その結果、本発明の液晶組成物を用いた液晶素子は、高い表示コントラストを示すとともに、速い応答速度を示す。

本発明の二色性色素としては、吸収極大ならびに吸収帯に関しては、いかなるものであってもよいが、イエロー域（Ｙ）、マゼンタ域（Ｍ）、あるいはシアン域（Ｃ）に吸収極大を有する場合が好ましい。また、本発明の液晶素子に用いられる二色性色素は、単独で使用してもよいが、複数を混合したものであってもよい。複数の色素を混合する場合には、本発明の色素同士を混合してもよいし、本発明の色素と公知の二色性色素を混合してもよく、Ｙ、Ｍ、Ｃに吸収極大を有する二色性色素の混合物を用いるのが好ましい。公知の二色性色素としては、たとえば Ａ．Ｖ．Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ著、Ｄｉａｃｈｒｏｎｉｃ Ｄｙｅｓ ｆｏｒ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ、ＣＲＣ社、１９９４年に記載のものが挙げられる。イエロー色素、マゼンタ色素ならびにシアン色素を混合することによるフルカラー化表示を行う方法については、「カラーケミストリー」（時田澄男著、丸善、１９８２年）に詳しい。ここでいう、イエロー域とは、４３０〜４９０ｎｍの範囲、マゼンタ域とは、５００〜５８０ｎｍの範囲、シアン域とは６００〜７００ｎｍの範囲である。

前記二色性色素の発色団はいかなるものであってもよいが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素、フェノキサジン色素などが挙げられる。好ましくはアゾ色素、アントラキノン色素、フェノキサジン色素であり、特に好ましくはアントラキノン色素、フェノキサゾン色素（フェノキサジン−３−オン）である。

アゾ色素はモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、ペンタキスアゾ色素などいかなるものであってもよいが、好ましくはモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素である。
アゾ色素に含まれる環構造としては芳香族基（ベンゼン環、ナフタレン環など）のほかにも複素環（キノリン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリミジン環など）であってもよい。

アントラキノン色素の置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ、アリーロキシ、アルキルチオ、アリールチオ、アルキルアミノ、アリールアミノ基である。該置換基の置換数はいかなる数であってもよいが、ジ置換、トリ置換、テトラキス置換が好ましく、特に好ましくはジ置換、トリ置換である。該置換基の置換位置はいかなる場所であってもよいが、好ましくは１，４位ジ置換、１，５位ジ置換、１，４，５位トリ置換、１，２，４位トリ置換、１，２，５位トリ置換、１，２，４，５位テトラ置換、１，２，５，６位テトラ置換構造である。

フェノキサゾン色素（フェノキサジン−３−オン）の置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオ、アリールチオ、アルキルアミノ、アリールアミノ基である。

本発明の二色性色素は、下記一般式（１）で表される置換基を有する。
一般式（１）
−（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹
式中、Ｈｅｔは酸素原子又は硫黄原子であり、Ｂ¹及びＢ²は各々２価のアリール基、ヘテロアリール基又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、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。ｊは０又は１を表し、ｐ、ｑ及びｒは各々０〜５の数を表し、ｎは１〜３の数を表すが、一般式（１）中に含まれるＢ¹及びＢ²で表される基の総数は３以上１０以下である。ｐ、ｑ及びｒが各々２以上の時、２以上のＢ¹、Ｑ¹及び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。

Ｈｅｔは酸素原子又は硫黄原子であり、特に好ましくは硫黄原子である。
Ｂ¹及びＢ²は各々２価のアリール基、ヘテロアリール基又は環状脂肪族炭化水素基を表す。
２価のアリール基としては、好ましくは炭素数２〜２０のアリール基であり、好ましいアリール基の具体例を挙げると、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環の基である。特に好ましくは、ベンゼン環又は置換ベンゼン環の基であり、さらに好ましくは１、４−フェニレン基である。Ｂ¹及びＢ²の表す２価のヘテロアリール基としては、好ましくは炭素数１〜２０のヘテロアリール基であり、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、及びこれらが縮環して作る縮環ヘテロアリール基である。
Ｂ¹及びＢ²の表す２価の環状炭化水素基としては、好ましくは、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。
Ｂ¹及びＢ²の表す２価の環状炭化水素基は、さらに置換基を有していてもよく、置換基としては、下記の置換基群Ｖ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、エチルカルバモイル、モルホリノカロボニル）、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、エチルスルファモイル、ピペリジノスルフォニル）、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、エトキシ、２−メトキシエトキシ、２−フェニルエトキシ）、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、ｐ−メチルフェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ、ナフトキシ）、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、ベンゾイル、トリクロロアセチル）、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、ベンゾイルオキシ）、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）、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、エタンスルホニル、ベンゼンスルホニル）、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、エタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル）、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の置換又は無置換のアミノ基（例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ベンジルアミノ、アニリノ、ジフェニルアミノ、４−メチルフェニルアミノ、４−エチルフェニルアミノ、３−ｎ−プロピルフェニルアミノ、４−ｎ−プロピルフェニルアミノ、３−ｎ−ブチルフェニルアミノ、４−ｎ−ブチルフェニルアミノ、３−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、４−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、３−トリフルオロメチルフェニルアミノ、４−トリフルオロメチルフェニルアミノ、２−ピリジルアミノ、３−ピリジルアミノ、２−チアゾリルアミノ、２−オキサゾリルアミノ、Ｎ，Ｎ−メチルフェニルアミノ、Ｎ，Ｎ−エチルフェニルアミノ）、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、トリエチルアンモニウム）、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１〜１５、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、エチルチオ、プロピルチオ）、炭素数６〜８０、好ましくは炭素数６〜４０、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、ｐ−メチルフェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、２−ピリジルチオ、１−ナフチルチオ、２−ナフチルチオ、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニルチオ）、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、３−ピリジルチオ、４−ピリジルチオ、２−キノリルチオ、２−フリルチオ、２−ピロリルチオ）、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、エトキシカルボニル、２−ベンジルオキシカルボニル）、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）、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、エチル、プロピル、ブチル）、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、トリフルオロメチル、ベンジル、カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチル、アセチルアミノメチル、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｝、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の置換又は無置換のアリール基（例えばフェニル、ナフチル、ｐ−カルボキシフェニル、ｐ−ニトロフェニル、３，５−ジクロロフェニル、ｐ−シアノフェニル、ｍ−フルオロフェニル、ｐ−トリル、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の置換又は無置換のヘテロアリール基（例えばピリジル、５−メチルピリジル、チエニル、フリル、モルホリノ、テトラヒドロフルフリル）。
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此処までに説明したＶの説明で示した置換基が置換していても良い。

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、アミノ基、置換アミノ基、ヒドロキシ基、アルキルチオ基又はアリールチオ基であり、更に好ましくは、アルキル基、アリール基又はハロゲン原子である。

Ｑ¹は２価の連結基を表す。好ましくは、Ｑ¹は、炭素原子、窒素原子、硫黄原子、及び酸素原子から構成される原子団からなる。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、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、シクロヘキシル−１，４−ジイル）、炭素数２〜２０のアルケニレン基（例えば、エテニレン）、炭素数２〜２０のアルキニレン基（例えば、エチニレン）、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は水素原子又はアルキル基、アリール基をあらわす）、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）を１つ又はそれ以上組み合わせて構成される炭素数０〜６０の２価の連結基が挙げられる。Ｑ¹の表す２価の連結基として、好ましくは、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、及びそれらを組み合わせた基である。Ｑ¹はさらに置換基を有していてもよく、置換基としては上記置換基群Ｖが挙げられる。

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、アシル基又はアシルオキシ基を表すが、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のアルキル及びシクロアルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ｉ−ブチル、ｓ−ブチル、ペンチル、ｔ−ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、シクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル、４−エチルシクロヘキシル、４−プロピルシクロヘキシル、４−ブチルシクロヘキシル、４−ペンチルシクロヘキシル、ヒドロキシメチル、トリフルオロメチル、ベンジル）、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、エトキシ、２−メトキシエトキシ、２−フェニルエトキシ）、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、ベンゾイルオキシ）、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のアシル基（例えばアセチル、ホルミル基、ピバロイル、２−クロロアセチル、ステアロイル、ベンゾイル、ｐ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニル）、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、エトキシカルボニル、２−ベンジルオキシカルボニル）が挙げられる。Ｃ¹として特に好ましくはアルキル基、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、トリフルオロメトキシ基である。Ｃ¹はさらに置換基を有していてもよく、置換基としては上記置換基群Ｖが挙げられる。

ｊは０又は１を表し、好ましくは０である。
ｐ、ｑ及びｒは各々０〜５の整数を表し、ｎは１〜３の整数を表し、ｐ、ｑ、ｒ及びｎが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。但し、一般式（１）中に含まれるＢ¹及びＢ²で表される基の総数は３以上１０以下であり、即ち、（ｐ＋ｒ）×ｎは３以上１０以下の数である（但し、ｎが２以上で、ｐ及びｒがそれぞれ異なる場合、例えば、ｎ＝２で、ｐがｐ₁とｐ₂及びｒがｒ₁とｒ₂の場合は、（ｐ₁＋ｒ₁＋ｐ₂＋ｒ₂）は３以上１０以下である）。好ましいｐ、ｑ、ｒ及びｎの組合せを以下に記す。
（ｉ）ｐ＝３、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１
（ｉｉ）ｐ＝４、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１
（ｉｉｉ）ｐ＝５、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１
（ｉｖ）ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１、ｎ＝１
（ｖ）ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１
（ｖｉ）ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝１
（ｖｉｉ）ｐ＝３、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１
（ｖｉｉｉ）ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝２、ｎ＝１
（ｉｘ）ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２
（ｘ）ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２

特に好ましくは、（ｉ）ｐ＝３、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１、（ｉｖ）ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１、ｎ＝１、（ｖ）ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１の組合せである。

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、ディ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、２０００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。

−｛（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）。

本発明に用いられる二色性色素は、−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基を１以上有しているのが好ましく、１〜８有しているのがより好ましく、１〜４有しているのがさらに好ましく、特に好ましくは１又は２である。

前記一般式（１）で表される置換基の好ましい構造は、Ｈｅｔが硫黄原子であり、Ｂ¹がアリール基又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及びｎ＝１を表す構造；及びＨｅｔが硫黄原子であり、Ｂ¹がアリール基又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及び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−シクロヘキシル基を表し、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、ペンチル基又はヘキシル基）を表し、ｊ＝１、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１及びｎ＝１である下記一般式（ａ−１）で表される構造；及び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、ペンチル基又はヘキシル基）を表し、ｊ＝１、ｐ＝１、ｑ＝０、ｒ＝２及びｎ＝１である下記一般式（ａ−２）で表される構造；である。

前記一般式（ａ−１）及び（ａ−２）中、Ｒ^a1〜Ｒ^a12は各々独立して、水素原子又は置換基を表す。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、アルコキシ基であることが好ましい。
前記一般式（ａ−１）及び（ａ−２）中、Ｃ^a1及びＣ^a2は各々独立してアルキル基を表し、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基又はヘキシル基を表す。

なお、本発明に用いられる二色性色素としては、下記一般式（２）又は（３）で表される化合物が好ましい。

式中、Ｒ¹は−Ｓ−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基である。ここで、Ｓは硫黄原子であり、Ｂ¹、Ｂ²、Ｑ¹、ｐ、ｑ、ｒ及びｎは、前記一般式（１）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。Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は各々水素原子又は置換基である。

式中、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶及びＲ¹⁷は各々水素原子又は置換基であるが、少なくとも１つは、−Ｓ−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基である。ここで、Ｓは硫黄原子であり、Ｂ¹、Ｂ²、Ｑ¹、ｐ、ｑ、ｒ及びｎは、前記一般式（１）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。

Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸で表される置換基としては、上記置換基群Ｖが挙げられるが、好ましくは、炭素数６〜８０、より好ましくは炭素数６〜４０、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、ｐ−メチルフェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、４−メチルフェニルチオ、４−エチルフェニルチオ、４−ｎ−プロピルフェニルチオ、２−ｎ−ブチルフェニルチオ、３−ｎ−ブチルフェニルチオ、４−ｎ−ブチルフェニルチオ、２−ｔ−ブチルフェニルチオ、３−ｔ−ブチルフェニルチオ、４−ｔ−ブチルフェニルチオ、３−ｎ−ペンチルフェニルチオ、４−ｎ−ペンチルフェニルチオ、４−アミルペンチルフェニルチオ、４−ヘキシルフェニルチオ、４−ヘプチルフェニルチオ、４−オクチルフェニルチオ、４−トリフルオロメチルフェニルチオ、３−トリフルオロメチルフェニルチオ、２−ピリジルチオ、１−ナフチルチオ、２−ナフチルチオ、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニルチオ）、炭素数１〜８０、より好ましくは炭素数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、３−ピリジルチオ、４−ピリジルチオ、２−キノリルチオ、２−フリルチオ、２−ピロリルチオ）、置換もしくは無置換のアルキルチオ基（例えば、メチルチオ、エチルチオ、ブチルチオ、フェネチルチオ）、置換もしくは無置換のアミノ基（例えば、アミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ベンジルアミノ、アニリノ、ジフェニルアミノ、４−メチルフェニルアミノ、４−エチルフェニルアミノ、３−ｎ−プロピルフェニルアミノ、４−ｎ−プロピルフェニルアミノ、３−ｎ−ブチルフェニルアミノ、４−ｎ−ブチルフェニルアミノ、３−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、４−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、３−トリフルオロメチルフェニルアミノ、４−トリフルオロメチルフェニルアミノ、２−ピリジルアミノ、３−ピリジルアミノ、２−チアゾリルアミノ、２−オキサゾリルアミノ、Ｎ，Ｎ−メチルフェニルアミノ、Ｎ，Ｎ−エチルフェニルアミノ）、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子）、置換もしくは無置換のアルキル基（例えば、メチル、トリフルオロメチル）、置換もしくは無置換のアルコキシ基（例えば、メトキシ、トリフルオロメトキシ）、置換もしくは無置換のアリール基（例えば、フェニル）、置換もしくは無置換のヘテロアリール基（例えば、２−ピリジル）、置換もしくは無置換のアリールオキシ基（例えば、フェノキシ）、置換もしくは無置換のヘテロアリールオキシ基（例えば、３−チエニルオキシ）などである。

Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸として好ましくは、水素原子、フッ素原子、塩素原子、置換もしくは無置換の、アリールチオ基、アルキルチオ基、アミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、アルキル基、アリール基、アルコキシ基又はアリーロキシ基であり、特に好ましくは水素原子、フッ素原子、置換もしくは無置換の、アリールチオ基、アルキルチオ基、アミノ基、アルキルアミノ基又はアリールアミノ基である。

Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶及びＲ¹⁷で表される置換基としては、ハロゲン原子、アルキル基、アリール基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、カルバモイル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基又はアミド基であり、特に好ましくは水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アリールチオ基又はアミド基である。

Ｒ¹⁶として、好ましくはアミノ基（アルキルアミノ、アリールアミノ基を含む）、ヒドロキシル基、メルカプト基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルコキシ基又はアリールオキシ基であり、特に好ましくはアミノ基である。

以下に、本発明に使用可能な二色性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限定されるものではない。

以下に、本発明に使用可能なアゾ系二色性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限定されるものではない。

以下に本発明に使用可能なジオキサジン系二色性色素ならびにメロシアニン系二色性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限定されるものではない。

次に、ホスト液晶について説明する。本発明の液晶組成物及び液晶素子に使用可能なホスト液晶とは、電界の作用により、その配向状態を変化させ、ゲストとして溶解されている二色性色素の配向状態を制御する機能を有する化合物が好ましい。

また、本発明の液晶素子に用いられるホスト液晶は、ネマチック相を示す液晶化合物を少なくとも１種含むものであり、屈折率異方性（Δn）の絶対値が０．２５以下のものが好ましい。より好ましくは、｜Δn｜≦０．１５であり、特に好ましくは、｜Δn｜≦０．１０であり、最も好ましくは、｜Δn｜≦０．０５である。

ネマチック液晶化合物の具体例としては、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。例えば、Ｍｅｒｃｋ社の液晶（ＺＬＩ−４６９２、ＭＬＣ−６２６７、６２８４、６２８７、６２８８、６４０６、６４２２、６４２３、６４２５、６４３５、６４３７、７７００、７８００、９０００、９１００、９２００、９３００、１００００など）、チッソ社の液晶（ＬＩＸＯＮ５０３６ｘｘ、５０３７ｘｘ、５０３９ｘｘ、５０４０ｘｘ、５０４１ｘｘなど）が挙げられる。

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、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。

また、本発明の液晶組成物及び液晶素子に用いられるカイラル剤とは、光学活性物質であって、前記ホスト液晶材料に添加することで、該液晶組成物がカイラルネマチック相を示すようになるもののことをさす。たとえば、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、第１９９〜２０２頁に記載のＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤が挙げられる。

本発明の液晶組成物及び液晶素子において、ホスト液晶および二色性色素の含有量については制限はないが、二色性色素の含有量（混合物の場合には、二色性色素の全含有量）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。

本発明の液晶組成物において、ネマチック液晶およびカイラル剤の含有量については制限はないが、本発明の液晶素子として用いる液晶セルのセルギャップをｄ、液晶のヘリカルピッチをＰとしたときに、０．１≦ｄ／Ｐ≦２０となるように含有されることが好ましい。より好ましくは、０．２５≦ｄ／Ｐ≦５であり、特に好ましくは、０．４≦ｄ／Ｐ≦２であり、最も好ましくは、０．５≦ｄ／Ｐ≦１である。
なおヘリカルピッチとは、液晶分子のらせん構造が３６０°旋回する距離として定義される。

ホスト液晶への前記二色性色素の溶解は、機械的攪拌、加熱、超音波、あるいはその組合せなどを利用することができる。

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（少なくとも一方は透明電極基板であるのが好ましい）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。前記基板としては、通常ガラスあるいはプラスチック基板が用いられ、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、たとえば、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、第２１８〜２３１頁に詳しい。その基板上には、電極層が形成され、好ましくは透明電極である。その電極層としては、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズなどが用いられる。透明電極については、たとえば、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、第２３２〜２３９頁に記載のものが用いられる。

本発明の液晶素子は液晶を配向させる目的で、液晶と基板の接する表面に配向処理を施した層を形成することが好ましい。該配向処理としては、たとえば、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、たとえば、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、第２４０〜２５６頁に記載のものが用いられる。

本発明の液晶素子は基板同士をスペーサーなどを介して、１〜５０μｍの間隔を設け、その空間に本発明の液晶組成物を注入して作製することができる。スペーサーについては、たとえば、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、第２５７〜２６２頁に記載のものが用いられる。本発明の液晶組成物は、基板上に塗布あるいは印刷することにより基板間の空間に配置することができる。

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。

本発明の液晶素子を用いた液晶ディスプレイは、いかなる方式であってもよいが、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、第３０９頁に記載のゲストホスト方式に記載されている（１）ホモジニアス配向、（２）ホメオトロピック配向、Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型（相転移）として（３）フォーカルコニック配向及び（４）ホメオトロピック配向、（５）Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ（ＳＴＮ）との組合せ、（６）強誘電性液晶（ＦＬＣ）との組合せ、また、内田龍男監修、反射型カラーＬＣＤ総合技術、シーエムシー社、１９９９年、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、（１）Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨモード、（２）１／４波長板型ＧＨモード、（３）２層型ＧＨモード、（４）相転移型ＧＨモード、（５）高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）型ＧＨモードなどが挙げられる。

さらに、本発明の液晶素子は特開平１０−６７９９０号、同１０−２３９７０２号、同１０−１３３２２３号、同１０−３３９８８１号、同１１−５２４１１号、同１１−６４８８０号、特開２０００−２２１５３８号などに記載されている積層型ＧＨモードに用いることができる。また、本発明の液晶素子は、特開平１１−２４０９０号などに記載されているマイクロカプセルを利用したＧＨモードに用いることができる。即ち、本発明の液晶素子の一実施形態は、少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層が本発明の液晶組成物を含むマイクロカプセルを含有する、マイクロカプセルを利用したＧＨモードの液晶素子である。さらに、本発明の液晶素子は、特開平５−６１０２５号、同５−２６５０５３号、同６−３６９１号、同６−２３０６１号、同５−２０３９４０号、同６−２４２４２３号、同６−２８９３７６号、同８−２７８４９０号、同９−８１３１７４号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。即ち、本発明の液晶素子の一態様は、少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に高分子媒体層を有し、該高分子媒体層が、高分子と、該高分子中に分散された本発明の液晶組成物とを含む、高分子分散液晶型ＧＨモード液晶素子である。

さらに、本発明の液晶素子は、特開平６−２３５９３１号、同６−２３５９４０号、同６−２６５８５９号、同７−５６１７４号、同９−１４６１２４号、同９−１９７３８８号、同１０−２０３４６号、同１０−３１２０７号、同１０−３１２１６号、同１０−３１２３１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１０−２５３９９３号、同１０−２６８３００号、同１１−１４９２５２号、特開２０００−２８７４など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。

本発明の液晶素子は、複数の二色性色素を含有する液晶組成物を利用したものであってもよい。また、液晶組成物の色についても、いかなるものであってもよい。例えば、複数の二色性色素を混合して用いる等、黒色の液晶組成物を調製した場合には、電圧の印加によって白黒表示用の液晶素子としての利用が挙げられる。また、レッド、グリーン及びブルーに各々着色された液晶組成物を調製し、３種類の組成物を基板上に並置配置することにより、カラー表示用の液晶素子を作製することもできる。また、本発明の液晶素子は、積層構造を有していてもよい。例えば、イエロー、マゼンタ及びシアンに着色した液晶組成物の各々からなる層を３層積層させる構成；及びイエロー、マゼンタ及びシアンに着色した液晶組成物と、補色の関係にあるブルー、グリーン及びレッドに着色した液晶組成物の各々からなる層を並置配置させた層とを２層積層させる構成；及び黒に着色した液晶組成物の層と、レッド、ブルー及びグリーンの液晶組成物の各々からなる層を並置配置させた層とを、２層積層させる構成；などが挙げられる。

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。
＜二色性色素の合成＞
二色性色素（１−１）、（１−２）、（１−７）及び（１−８）は、特開２００３−１９２６６４号記載の方法に従い合成した。二色性色素（１−１２）は、特願２００４−８９７６９号記載の方法に従い、合成した。二色性色素（１−１３）は、特願２００３−３８０６６９号記載の方法に従い、合成した。二色性色素（１−１４）は、特願２００４−５０２６５号記載の方法に従い、合成した。二色性色素（Ｙ−１）、（Ｍ−１）、（Ｃ−１）は、Ｊｐｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．ｖｏｌ３７、第３４２２頁、１９９８年 記載の方法に準じて合成した。

＜液晶組成物の調製１＞
二色性色素（１−１）５ｍｇ、及びホスト液晶として商品名ＺＬＩ−２８０６（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）１００ｍｇを混合し、該混合物を１５０℃のホットプレート上で１時間加熱して、液晶組成物を調製した。該液晶組成物を室温にまで、冷却させ、１晩放置した。

表１に示す様に、二色性色素（１−８）、（１−１２）、（１−１３）、（Ｙ−１）、（Ｍ−１）及び（Ｃ−１）をそれぞれ用いて、上記と全く同様にして液晶組成物をそれぞれ調製した。また、二色性色素（１−１４）を用いて、且つ二色性色素１ｍｇをホスト液晶１００ｍｇと混合した以外は、上記と同様にして液晶組成物を調整した。

＜液晶素子の作製＞
上記で得られた液晶組成物の各々を、市販の液晶セルに注入し、液晶素子をそれぞれ作製した。用いた液晶セル用基板は、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製のもので、ＩＴＯ透明電極層が形成されたガラス板（厚さ０．７ｍｍ）であり、セルギャップ８μｍで、エポキシ樹脂シール付きであった。また、一対のガラス基板の対向面には、ラビング処理が施されたポリイミド水平配向膜が形成されていて、封入する液晶をパラレル配向させることができるものであった。

＜オーダーパラメーターの評価＞
作製した液晶素子に、ラビング方向と平行な偏光及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‖及びＡ⊥）を（株）島津製作所製の紫外可視分光光度計（ＵＶ２４００ＰＣ）にて測定した。極大吸収波長におけるＡ‖及び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⊥）
測定結果を表１に示す。ここで、吸光度とはラビング方向と平行な偏光を照射したときの吸収Ａ‖を示す。

表１に示した結果から明らかなように、前記一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素とネマチック液晶とを含有する液晶組成物は、前記置換基を有さない二色性色素を含有する液晶組成物と比較して、高い吸光度及び高いオーダーパラメーターを与えることがわかる。

＜液晶組成物の調製２＞
二色性色素として例示化合物（１−１）の２．５ｍｇと例示化合物（１−２）の２．５ｍｇ、ホスト液晶として商品名ＺＬＩ−２８０６（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）１００ｍｇ、及びカイラル剤としてＲ−８１１（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）１．１ｍｇを混合し、該混合物を１３０℃のホットプレート上で１時間加熱して、液晶組成物を調製した。該液晶組成物を室温にまで、冷却させ、１晩放置した。

二色性色素の種類及びその使用量を代えた以外は、二色性色素（１−１）及び（１−２）を用いて調製したのと同様にして、液晶組成物をそれぞれ調製した。使用した二色性色素を表２に示す。なお、それぞれの二色性色素の使用量は、（１−７）と（１−８）を用いた例ではそれぞれ２．５ｍｇであり、（１−１２）を用いた例では５．０ｍｇであり、（１−１３）を用いた例では５．０ｍｇであり、（１−１４）を用いた例では１．０ｍｇであり、（１−１６）を用いた例では１．０ｍｇであり、（Ｙ−１）を用いた例では５．０ｍｇであり、（Ｍ−１）を用いた例では５．０ｍｇであり、（Ｃ−１）を用いた例では５．０ｍｇであった。

＜液晶素子の作製＞
上記で得られた液晶組成物の各々を、ニッポ電機製の液晶セルに注入し、液晶素子を作製した。用いた液晶セル様の基板は、ＩＴＯ透明電極層が形成されたガラス基板（厚み１．１ｍｍ）であり、セルギャップ８μｍで、エポキシ樹脂シール付きであり、一対の基板の対向面には、ＪＳＲ製ポリイミド配向膜ＪＡＬＳ−２０２１（垂直配向）が形成されたものである。

＜コントラスト比の評価＞
作製した液晶素子の画像表示面側において、コントラスト比（白表示の透過率／色表示の透過率）を、分光光度測定器（島津製作所社製、ＵＶ−２４００ＰＣ）を用いて測定した。なお、色表示側（着色時）は、１００Ｈｚ、２０Ｖの電圧を印加した。結果を表２に示す。

表２に示した結果より、前記一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素、及びネマチック液晶とカイラル剤とを含む液晶を含有する液晶組成物を用いて作製された本発明の液晶素子は、前記置換基を有さない二色性色素を含有する液晶組成物を用いて作製された液晶素子と比較して、格段に高いコントラスト比を与えることがわかる。
以上の結果から、一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素は、高いオーダーパラメーターを示し、さらにネマチック液晶に対して高い溶解性を有しているので、その結果、本発明の組成物を用いて作製した液晶素子は、該置換基を有さない二色性色素を用いて作製した液晶素子と比較して、電圧無印加時におけるＤｍａｘが格段大きく、電圧印加時におけるＤｍｉｎが格段に小さくなることが確認された。
また、本発明の液晶素子を散乱白色板上に設置させたところ、電圧印加時に、散乱に基づく白色を示すことが確認された。すなわち、本発明の液晶素子は偏光板が不要であり、紙に近い散乱白地を与える視認性に優れた表示素子となることが確認された。

［実施例２］
ホスト液晶として、商品名ＺＬＩ−５０８１（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）を用いた以外は、液晶組成物の調製２と同様にして液晶組成物を調製した。この液晶組成物を、ニッポ電機製の液晶セルに注入して、上記と同様にして液晶素子を作製した。用いた液晶セル用の基板は、ＩＴＯ透明電極層付きのガラス基板（厚み１．１ｍｍ）であり、セルギャップ８μｍで、エポキシ樹脂シール付きであり、一対の基板の対向面には、日産化学製配向膜ＳＥ−１３０（水平配向膜）が形成されたものであった。
実施例１と同様にして評価を行ったところ、高いコントラスト比が得られた。

［実施例３］
商品名ＺＬＩ−２８０６（Δｎ＝０．０４３７、Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）５０ｍｇに下記の低Δｎ化合物（Ｈ−１）５０ｍｇを混合したものをホスト液晶として用いた以外は、実施例１と同様の液晶素子を作製し、コントラスト比を評価したところ、同様に高いコントラスト比が得られた。

［実施例４］
＜液晶組成物の調製＞
二色性色素（１−１４）１．０ｍｇ、ホスト液晶として商品名ＺＬＩ−２８０６（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）１００ｍｇ、及びカイラル剤としてＲ−８１１（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）１．１ｍｇを混合し、該混合物を１３０℃のホットプレート上で１時間加熱した。該液晶組成物を室温にまで、冷却させ、１晩放置した。
＜液晶素子の作製＞
上記の液晶組成物を、ニッポ電機製の液晶セルに注入し、液晶素子を作製した。用いた液晶セル用の基板は、ＩＴＯ透明電極層付きのガラス基板（１．１ｍｍ）であり、セルギャップ８μｍで、エポキシ樹脂シール付きであり、一対の基板の対向面には、ＪＳＲ製ポリイミド配向膜ＪＡＬＳ−２０２１（垂直配向膜）が形成されたものであった。
＜応答速度測定＞
上記の液晶素子に、１００Ｈｚ、２０Ｖの矩形交流電圧を印加し、透過率の変化をＬＣＤ評価装置（大塚電子製、ＬＣＤ−５２００）を用いて測定した。ここで、透過率が無印加時の透過率の２０％に達するまでに要した時間を応答速度とした。

また、比較実験として、二色性色素をＣ−１に置き換えた以外は、上記と全く同様にして調製した液晶組成物を用いて、上記と同様にして液晶素子を作製した。このようにして得られた液晶素子についても、同様にして応答速度の測定を行った。結果を表３に示す。

表３に示す結果より、前記一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素を含有する液晶組成物を用いて作製した本発明の液晶素子は、前記置換基を有さない二色性色素を含有する液晶組成物を用いて作製した液晶素子と比較して、応答速度が速いことがわかる。これは、一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素は、ホスト液晶に対する相溶性が高く、色素添加による液晶組成物の増粘効果が小さいためであると考えられる。

これらの実施例により、本発明の一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素、及びネマチック液晶とカイラル剤とを含む液晶を含有する液晶組成物を用いて作製された液晶素子は、高いコントラスト比及び速い応答速度を与えることがわかる。

本発明の液晶組成物は、液晶素子の作製に広く用いることができ、特にゲストホスト方式液晶表示素子の作製に用いるのが好ましい。本発明の液晶組成物を用いて作製されたゲストホスト方式液晶表示素子は、高い表示コントラスト比と速い応答速度を与え、視認性にも優れる。

Claims (6)

1. 下記一般式（１）で表される置換基を有する二色性色素、及びネマチック液晶とカイラル剤とを含有する液晶を含む液晶組成物；
   一般式（１）
   −（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹
   式中、Ｈｅｔは酸素原子又は硫黄原子であり、Ｂ¹及びＢ²は各々２価のアリール基、ヘテロアリール基又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、アルコキシカルボニル基、アシル基又はアシルオキシ基を表す。ｊは０又は１を表し、ｐ、ｑ及びｒは各々０〜５の数を表し、ｎは１〜３の数を表すが、一般式（１）中に含まれるＢ¹及びＢ²で表される基の総数は３以上１０以下である。ｐ、ｑ及びｒが各々２以上の時、２以上のＢ¹、Ｑ¹及び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. 前記二色性色素の少なくとも一種が、下記一般式（２）で表される化合物である請求項１に記載の液晶組成物；
   

   

   式中、Ｒ¹は−Ｓ−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹で表される置換基であり、Ｓは硫黄原子であり、Ｂ¹、Ｂ²、Ｑ¹、ｐ、ｑ、ｒ及びｎは、請求項１中に記載の一般式（１）中のそれぞれと同定義である。Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷及びＲ⁸は各々水素原子又は置換基である。
3. 前記二色性色素の少なくとも一種が、下記一般式（３）で表される化合物である請求項１に記載の液晶組成物；
   

   

   式中、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴、Ｒ¹⁵、Ｒ¹⁶及びＲ¹⁷は各々水素原子又は置換基であるが、少なくとも１つは、−Ｓ−｛（Ｂ¹）ｐ−（Ｑ¹）ｑ−（Ｂ²）ｒ｝ｎ−Ｃ¹で表される置換基である。Ｓは硫黄原子であり、Ｂ¹、Ｂ²、Ｑ¹、ｐ、ｑ、ｒ及びｎは、請求項１中に記載の一般式（１）中のそれぞれと同定義である。
4. 少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶組成物を含有する液晶素子。
5. 少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に高分子媒体層を有し、高分子媒体層が、高分子と高分子中に分散された請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶組成物とを含む液晶素子。
6. 少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層が、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液晶組成物を含むマイクロカプセルを含有する液晶素子。