JPH04360885A - ベンゾフラノキノン系化合物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、新規なベンゾフラノキ
ノン系化合物に関する。

【０００２】

【従来技術】近年、省エネルギー及び、小型化の観点か
ら液晶表示素子が広く使用されるようになった。現在使
用されている液晶表示素子の大部分はツイステッド・ネ
マチック型液晶の電気光学効果を利用したもので、２枚
の偏光板と組み合わせることを必須条件として表示がな
されるものであり、使用に際して多くの制限を受けてい
るのが実情である。これに替わる液晶表示方式として二
色性色素を液晶に溶解した着色液晶組成物の電気光学効
果を利用する、いわゆるゲスト−ホスト方式の液晶表示
が検討され、すでにその一部は、時計、家電製品、産業
用計器における表示素子として利用され始めている。

【０００３】このような二色性色素を含むネマチック液
晶、コレステリック液晶、もしくはスメクチック液晶を
対向する二枚の電極板間に介在させ、これに電圧を印加
すれば液晶の誘電特性、流動特性に基づいて、液晶分子
は擾乱運動を起こしたり、あるいは電場方向に揃った分
子配列をしたりする。このとき二色性色素分子も液晶分
子と共働的に動するので、二色性色素分子の吸収遷移モ
ーメントと入射光との相対的な方向に変化が引き起こさ
れることになり、結果的に液晶表示装置の光吸収特性に
変化が生じることになる。このような現象は「ゲスト・
ホスト効果」として広く知られており、この効果を利用
して、電気的制御による表示装置を構成することができ
る。

【０００４】従来、液晶二色性色素を添加するゲストホ
スト効果を利用した液晶表示素子は高コントラスト、高
遮光性、長い寿命、および低温での安定性を同時に満足
させることは困難であった。この原因の一つは二色性、
耐光性および溶解性の共に優れた二色性色素が少ないこ
とである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の問題
点を解決するため、二色比が高く、かつ耐光性、溶解性
に優れた色素化合物を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、下記化
１

【化１】 （式中、Ｒ１及びＲ２は低級アルキル基を表わし、Ｒ１
とＲ２は互いに結合して環を形成しても良い。）で表わ
されるベンゾフラノキノン系化合物、及び下記化２

【化
２】 （式中、Ｒ１及びＲ２は低級アルキル基を表わし、Ｒ１
及びＲ２は互いに連結して環を形成しても良い。）で表
わされるナフトキノン系化合物が提供される。

【０００７】本発明者等は、前記課題を解決すべく、従
来より研究を重ねてきた結果、特定の色素化合物が優れ
た二色性、耐光性及び溶解性を合わせ持つことを見い出
し、本発明に致った。

【０００８】前記化１及び化２で表わされる化合物にお
いて、Ｒ１，Ｒ２の低級アルキル基の具体例としては、
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル
基、ヘキシル基等の炭素数１〜６程度のアルキル基が挙
げられる。

【０００９】本発明の化１で表わされるベンゾフラノキ
ノン系化合物、及び化２で表わされるナフトキノン系化
合物は、例えば化３

【化３】 で表わされるキノン化合物と化４

【化４】 （Ｒ１およびＲ２は低級アルキル基を表し、Ｒ１及びＲ
２は互いに連結して環を形成しても良い。）で表わされ
るｍ−（ジアルキルアミノ）フェノール類を反応させる
ことにより、化２で表わされるナフトキノン系化合物を
得、ついでこれを塩基性溶媒中で加熱し、分子内で閉環
させることによって製造することができる。

【００１０】本発明の化１で表わされるベンゾフラノキ
ノン系化合物の製造における中間体である化２で表わさ
れるナフトキノン系化合物も、新規化合物であり、優れ
た二色性色素である。本発明の好ましい具体例を前記化
１及び化２との関連で表１、表２、表３及び表４に示す
。

【００１１】

【表１】

【００１２】

【表２】

【００１３】

【表３】

【００１４】

【表４】

【００１５】本発明のベンゾフラノキノン系化合物は前
記の液晶物質に溶解させることにより、容易に液晶組成
物を調整することができる。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
させことによりゲストホスト効果を応用した液晶表示素
子を構成することができる。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）、Ｊ
．Ｌ．Ｆｅｒｇａｓｏｎ、ＳＩＤ８５Ｄｉｇｅｒｓｔ，
６８（１９８５）等に示される方法により行うことがで
きる。また本発明のベンゾフラノキノン系化合物を表示
用としてばかりでなく、メモリー、光変調器、空間変調
器、光シャッター、光電変換、油性インクなどの種々の
電子工学デバイスとして好適に使用することができる。

【００１６】

【実施例】以下に、本発明を実施例により具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例に制約されるものでは
ない。なお、以下の実施例において二色性の良否は次式
１から求められる色素化合物のオーダー・パラメーター
（ｓ）により評価した。

【式１】 　　Ａ‖及びＡ⊥は、それぞれ液晶の配向方向にたいし
て並行及び垂直に偏向した光に対する色素の吸光度であ
る。オーダー・パラメーター（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表す値
であり、この値が理論上１に近づく程、白抜け部分の残
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。

【００１７】実施例１ ２−〔２′−ヒドロキシ−４′−（ジブチルアミノ）フ
ェニル〕−５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン（化
合物Ｎｏ．４）と３−〔２′−ヒドロキシ−４′−（ジ
ブチルアミノ）フェニル〕−５−ヒドロキシ−１，４−
ナフトキノン（化合物Ｎｏ．１３）の合成酢酸銅−水和
物１．１４ｇ（５．７４ｍｍｏｌ）を酢酸６０ｍｌに溶
解し、これに５−ヒドロキシ−１，４−ナフトキノン２
．０ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）、ついでｍ−（ジブチルア
ミノ）フェノール２．５４ｇ（１１．５ｍｍｏｌ）を加
え、５０℃で１６時間撹拌した。反応液を室温まで冷却
後、蒸留水１００ｍｌを加えた後、反応混合液から生成
物をクロロホルムで抽出した。クロロホルム抽出液を炭
酸ナトリウム水溶液、続いて水で洗浄後、クロロホルム
を減圧留去した。緑色残留物をベンゼンに溶かし、シリ
カゲルカラムを用いてベンゼンにより展開分離し、目的
の化合物Ｎｏ．４　　０．１２ｇ（収質２．７％）と化
合物Ｎｏ．１３２．０３ｇ（収率４５％）を得た。化合
物Ｎｏ．４およびＮｏ．１３の物性値は以下の通りであ
る。

【００１８】化合物Ｎｏ．４ 融点１４０〜１４１℃ １Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３） ──────────── δ＝０．９６（６Ｈ，ｔ） １．２−１．９（８Ｈ，ｍ） ３．３１（４Ｈ，ｔ） ６．２−６．４（２Ｈ，ｍ） ６．８９（１Ｈ，ｔ） ７．１６−７．８０（４Ｈ，ｍ） ８．８０（１Ｈ，ｂ） １２．１７（１Ｈ，ｓ） 元素分析 ─────────── 実　　測　　値（計算値） Ｃ　　　　７３．３８（７３．２６） Ｈ　　　　６．９３　　（６．９２） Ｎ　　　　３．４８　　（３．５６）

【００１９】化合物Ｎｏ．１３ 融点　　１５９〜１６０℃ １Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３） ──────────── δ＝１．９６（６Ｈ，ｔ） １．１−１．８（８Ｈ，ｍ） ３．３０（４Ｈ，ｔ） ６．２−６．４（２Ｈ，ｍ） ６．９７（１Ｈ，ｓ） ７．１５−７．７（５Ｈ，ｍ） １２．００（１Ｈ，ｓ） 元素分析 ─────────── 実　　測　　値（計算値） Ｃ　　　　７３．３０（７３．２６） Ｈ　　　　６．８７　　（６．９２） Ｎ　　　　３．４５　　（３．５６）

【００２０】実施例２ ３−ジブチルアミノ−１０−ヒドロキシベンゾ［ｂ］ナ
フト［２，３−ｄ］フラン−６，１１−ジオン（化合物
Ｎｏ．２２）の合成 ピリジン２０ｍｌに塩化第二銅の０．１２ｇ（０．８６
ｍｍｏｌ）、ついで、２−〔２′−ヒドロキシ−４′−
（ジブチルアミノ）フェニル〕−５−ヒドロキシ１，４
−ナフトキノン（化合物Ｎｏ．４）０．３４ｇ（０．８
６ｍｍｏｌ）を加え、１２時間加熱還流した。室温まで
冷却後ピリジンに不溶の物を濾過して取り除いた後、反
応液を減圧乾固して褐色の沈殿を得た。これを水洗し乾
燥した後、クロロホルムに溶かし、シリカゲルカラムを
用いてクロロホルムにより展開分離し、目的の紫色結晶
０．１６ｇ（収率４８％）を得た。この化合物の物性値
は以下の通りであった。

【００２１】 １Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３） ──────────── δ＝０．９９（６Ｈ，ｔ） １．１−１．９（８Ｈ，ｍ） ３．３８（４Ｈ，ｔ） ６．７２（１Ｈ，ｄ、Ｊ＝２．２Ｈｚ）６．８５（１Ｈ
，ｄｄ、Ｊ＝９．０、２．２Ｈｚ）７．２１（１Ｈ，ｄ
ｄ、Ｊ＝８．１、１．５Ｈｚ）７．５４（１Ｈ，ｄｄ、
Ｊ＝８．１、８．１Ｈｚ）７．６９（１Ｈ，ｄｄ、Ｊ＝
８．１、１．５Ｈｚ）７．９６（１Ｈ，ｄ、Ｊ＝９．０
Ｈｚ）１２．２４（１Ｈ，ｓ） 元素分析 ─────────── 実　　測　　値（計算値） Ｃ　　　　７３．６６（７３．６３） Ｈ　　　　６．４８　　（６．４４） Ｎ　　　　３．４３　　（３．５８）

【００２２】実施例３ ３−ブチルアミノ−１０−ヒドロキシベンゾ［ｂ］ナフ
ト［２，３−ｄ］フラン−６，１１−ジオン（化合物Ｎ
ｏ．３２）の合成 ピリジン２５ｍｌに塩化第二銅０．１７ｇ（１．２７ｍ
ｍｏｌ）、ついで３−〔２′−ヒドロキシ−４′−（ジ
ブチルアミノ）フェニル〕−５−ヒドロキシ−１，．４
−ナフトキノン（実施例１の化合物Ｎｏ．１３）０．５
ｇ（１．２７ｍｍｏｌ）を加え、１３時間加熱還流した
。室温まで冷却後、ピリジンに不溶の物を濾過して取り
除いた後、反応液を減圧乾固して緑色の沈殿を得た。 これを水洗し乾燥した後、ベンゼンに溶かし、シリカゲ
ルカラムを用いてベンゼンにより展開分離し、目的の緑
色結晶０．４４ｇ（収率８９％）を得た。この化合物の
物性値は以下の通りであった。

【００２３】化合物Ｎｏ．３２ 融点　　１６９〜１７０℃ １Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３） ──────────── δ＝０．９９（６Ｈ，ｔ） １．１−１．３（８Ｈ，ｍ） ３．３７（４Ｈ，ｔ） ６．０１（１Ｈ，ｄ、Ｊ＝２．２Ｈｚ）６．８８（１Ｈ
，ｄｄ、Ｊ＝９．０、２．２Ｈｚ）７．２０（１Ｈ，ｄ
ｄ、Ｊ＝８．１、１．５Ｈｚ）７．５６（１Ｈ，ｄｄ、
Ｊ＝８．１、８．１Ｈｚ）７．７３（１Ｈ，ｄｄ、Ｊ＝
８．１、１．５Ｈｚ）７．９３（１Ｈ，ｄ、Ｊ＝９．０
Ｈｚ）１２．２９（１Ｈ，ｓ） 元素分析 ─────────── 実　　測　　値（計算値） Ｃ　　　　７３．５９（７３．６３） Ｈ　　　　６．３６　　（６．４４） Ｎ　　　　３．４６　　（３．５８）

【００２４】〔応用例〕透明電極付きガラス基板上に、
日本合成ゴム社製の液晶配向剤ＪＩＢ−３１をスピンコ
ートし、１２０℃のオーブンで１時間乾燥した。次に、
配向剤面を布でラビングし、ラビング方向が反平行とな
るようにはりあわせ、液晶用セルを作製した。セルギャ
ップは、プラスチックビーズを散布することにより、８
ミクロンに制御した。このセルに、メルク社製のネマテ
ィック液晶ＺＬＩ−１８４０と本発明の化合物Ｎｏ．４
の混合組成物を封入した。このようにしてできた液晶セ
ルの吸収スペクトルを図６に示す。スペクトルの測定に
は偏光板を一枚用いており（ａ）および（ｂ）は、それ
ぞれ偏光板の透過軸と液晶の配向方向が平行なときと、
垂直なときのものである。可視波長域の吸収ピークは、
４２０ｎｍと６１９ｎｍに二つあり、それぞれのピーク
におけるオーダーパラメータは０．４９と０．３８であ
った。また、ＺＬＩ−１８４０に対する溶解度は２．３
ｗｔ％以上と、非常に優れたものであった。本発明の化
合物の数種を、上と同様にＺＬＩ−１８４０に溶解して
液晶用二色性色素として用いてみた。結果を下表にまと
める。

【００２５】

【表５】

【００２６】

【発明の効果】以上のように、本発明の前記化１で表わ
されるベンゾフラキノン系化合物及び前記化２で表わさ
れるナフトキノン系化合物は液晶に対する溶解性、及び
安定性に優れており、液晶と混合して高い二色性を示し
、液晶表示素子として良好に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の化合物である化合物Ｎｏ．４の赤外線
吸収スペクトル図。

【図２】本発明の化合物である化合物Ｎｏ．１３の赤外
線吸収スペクトル図。

【図３】本発明の化合物である化合物Ｎｏ．２２の赤外
線吸収スペクトル図。

【図４】本発明の化合物である化合物Ｎｏ．３２の赤外
線吸収スペクトル図。

【図５】図５（ａ）は本発明の化合物である化合物Ｎｏ
．４を用いた液晶セルの偏光板の透過軸を液晶の配向方
向が平行なときの可視波長域の吸収スペクトル図。 図５（ｂ）は本発明の化合物である化合物Ｎｏ．４を用
いた液晶セルの偏光板の透過軸と液晶の配向方向が垂直
なときの可視波長域の吸収スペクトル図。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　下記化１ 【化１】 （式中、Ｒ１及びＲ２は低級アルキル基を表わし、Ｒ１
   及びＲ２は互いに連結して環を形成しても良い。）で表
   わされるベンゾフラノキノン系化合物。
2. 【請求項２】　　下記化２ （式中、Ｒ１及びＲ２は低級アルキル基を表わし、Ｒ１
   及びＲ２は互いに連結して環を形成しても良い。）で表
   わされるナフトキノン系化合物。