JPS62265355A - 液晶組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、新規なアントラキノン系化合物及び該化合物
を含有する液晶組成物に関する。

（従来の技術） 従来から、液晶に色素化合物を溶解してなる液晶組成物
を対向する二枚の電極間に介在させ。

色素化合物と液晶とのゲストホスト効果を利用してカラ
ー表示を行うことは知られている。この色素化合物とし
て１例えば黄色〜黄橙色の色相を示すアントラキノン系
化合物が液晶組成物に使用されていることも知られてい
る（特開昭３ク一ク３０６７号公報、４？開昭、ｔ７−
／オｔコ６コ号公報）。

ところで、かかる液晶組成物に使用される好ましい色素
化合物としては、特に二色性比が高（、液晶に対する溶
解性も高い等の性質を有することが必要である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら１本発明者らの検討によれば。

従来公知のアントラキノン系化合物は、液晶組成物で使
用される好ましい色素化合物には特に必要なものとして
要求される上記のような性質に関しても必ずしも満足で
きる程度のものではない、という問題点のあることが判
明した。

本発明は、上記の従来の問題点を解決し５る新規なアン
トラキノン系化合物及び該化合物を含有する液晶組成物
の提供を目的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明者らは、かかる目的を達成すべ（更に検討を重ね
た結果、アントラキノン系色素のアントラキノン核の／
、Ｊ、！ｒおよび７位にフェニルチオ基を導入すること
により高い二色性比及び液晶に対する良好な溶解性を示
し、さらにかかる色素化合物を使用した液晶組成物によ
れば艮好なカラー表示を行うことができる、との知見を
得て本発明に到達した。すなわち１本発明は、一般式Ｃ
ＩＩ （式中、　Ｒ”　、Ｒ”　、　Ｒ”　オヨヒＲ’　ハ、
Ｒ換Ｔｓヲ有していてもよい了り−ル基または複素環基
を示す。）で表わされるアントラキノン系化合物並びに
。

該化合物を含有することを特徴とする液晶組成物を要旨
とするものである。

次に、前足一般式〔Ｉ〕で表わされる本発明のアントラ
キノン系化合物の構造を詳細に説明する。

前足一般式においてＨｔ、　Ｈｚ、　ＨｓおよびＲ４は
置換基を有していてもよいアリール基または複素環基を
示すが、アリール基としては、フェニル基、ナフチル基
等を示し、複素環基としては。

窒素原子や硫黄原子をｌ−一個１中に有する３〜６員の
複素環基を示す。Ｒ１、Ｒ２、ＨｓおよびＲ４で示され
るアリール基に置換しうる置換基としては、アルキル基
；アルコキシ基；ハロゲン原子；　−０４０Ｈ２（Ｈ２
０Ａｇ−Ｒ５（ｍは１〜！の整数を示し　Ｒ５はアルキ
ル基を示す。）で表される基；＋（Ｊｉ＝ＯＨ４ＣＯＯ
Ｒａ　（ｎはＯ又はｌを示し　Ｒ６はア／Ｌ／　キＡ／
　ｇ、÷Ｃ１１，Ｃ馬０　セＲ５で表される基、了り−
ル基、シクロアルキル基又はトランスーダーアルキルシ
クロヘキシル基を示す。〕で表される基；アリール基；
シクロアルキル基：トランスーダーアルキルシクロヘキ
シル基等が挙げられろ。又、Ｒ１，Ｒ２、Ｒ３およびＲ
４で示される上記複素環基に置換しうる置換基としては
、アルキル基、アルコキシ基等が挙げられる。

上記のＲｓ、Ｈｇで表わされるアルキル基及びフェニル
基、ナフチル基並びに複素環基の置換基であるアルキル
基としては、炭素数／〜ｉｔ等のアルキル基が挙げられ
１例えばカルボン酸エステル基等の置換基を有していて
もよい。上記のフェニル基、ナフチル基及び複素環基の
置換基であるアルコキシ基としては炭素数／〜／ざ等の
アルコキシ基が挙げられる。

更に、上記のｌ’ｊ１．　Ｒ２，Ｒ３およびＲ４で示さ
れるアリール基のｔ換基であるハロゲン原子としては、
フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。

マタ、上記のＲ６で表されるアリール基としては、弘−
アルキル（例えば炭素数／〜１３のアルキル）フェニル
基、　ＩＩ−アルコキシ（例えば炭素数ｌ〜／３のアル
コキシ）フェニル基、ビフェニル基、シクａヘキシルフ
ェニル基、）９ンスーｌ−アルキル（例えば炭素数ｌ〜
／３のアルキル）シクロへキシルフェニル基等カ挙ケラ
レ、シクロアルキル基としては、シクロヘキシル基、シ
クロペンチル基、シクロヘプチル基等が挙げられ、トラ
ンスーダーアルキルシクロヘキシル基トシテハ、トラン
ス−’Ｉ　−７ルｄｉ’　／Ｌｔ（例えば炭素数／〜１
３のアルキル）シクロヘキシル基等が挙げられる。尚、
上記の炭素数３更に好ましくは、上記のアルキル基とし
ては炭素数／　−ｆｆのアルキル基が挙げられ、上記の
アルコキシ基としては炭素数／〜ｇのアルコキシ基が挙
げられ、また上記の了り一ル基としては炭素数／〜ｇの
アルキル又はアルコキシフェニル基、ビフェニル基、シ
クロへキシルフェニル基、トランスーダーアルキル（例
えハ炭素数／−１＃）アルキル）シクロへキシルフェニ
ル基等が挙げられ、上記のシクロアルキル基としてはシ
クロヘキシル基が挙げられ、上記のトランスーダーアル
キルシクロヘキシル基としてはトランス−弘−アルキ／
Ｌ／　（例えば炭素数／−１のアルキル）シクロヘキシ
ル基が挙げられる。またＲ１．Ｒ１、’ｆ＜３．Ｒ４の
置換基を有していてもよいアリール基としてテトラリン
、インダン等のシクロアルキル環とベンゼン環の縮合環
である基を挙げることが出来る。

前足一般式ＣＩ）で表されるアントラキノン系化合物は
１例えば下記の反応式： ％式％ （上式中、又は塩素原子、臭素原子等の）−ロゲン原子
を示し、Ｈｔ、　Ｈｚ、　Ｒ１およびＲ４は前記一般式
〔Ｉ〕におけると同意義を示す。）で示されるように一
般式〔■〕で示される／、　、７．　ｒ＋　７テトラハ
ロゲノアントラキノンにＨ８Ｒ１、ＨＢＲ１、ＨＢＲ”
およびＨ８Ｒ４等の了り−ルチオール順を反応させるこ
とにより合成することができる。この場合　Ｈｔ、　Ｂ
ｚ、　ＲｓおよびＲ４のうち一つ以上が同一の基であっ
てもよい。

上記反応式で示されろ合成方法は、Ｎ、Ｎ−ジメチルホ
ルムアミド、アセトアミド、Ｎ−メチルピロリドン等の
アミド系溶媒又はジメチルスルホキシド、スルホラン等
の溶媒を使用し、酸結合剤１例えば炭酸カリウム、炭酸
す）　＋Ｊウム等のアルカリ金属炭酸塩、水酸化ナトリ
ウム。

水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、酢酸カリウ
ム、酢酸ナトリウム等の酢酸塩又はトリエチルアミン等
の有機酸結合剤の存在下。

！θ℃〜２００℃好ましくはざｏ℃〜／Ｊ′θ℃の温度
条件で実施することができる。

本発明の液晶組成物で用いるネマチック液晶としては、
動作温度範囲でネマチック状態を示すものであれば、か
なり広い範囲で選択することができる。また、このよう
なネマチック液晶に後述の旋光性物質を加えることによ
り、コレステリック状態をとらせることができる。ネマ
チック液晶の例としては、下記Ｆ／表の／−，７に示さ
れる物質、あるいはこれらの誘導体が挙げられる。

第１表の３ 上記第１表中　Ｒ１はアルキル基又はアルコキシ基を、
ｘはアルキル基、アルコキシ基、ニトロ基、シアノ基又
はハロゲン原子を表わす。

第１表の／〜Ｊの液晶はいずれも誘電異方性が正である
が、誘電異方性が負の公知のエステル系、アゾキシ系、
アゾ系、シッフ系、ピリミジン系、ジエステル系するい
はビフェニルエステル系の液晶も、誘電異方性が正の液
晶と混合して、全体として正の液晶にして用いることが
できる。また、誘電異方性が負の液晶でも、適当な素子
１７成及び駆動法を用いればそのまま使用できる。

本発明の液晶組成・物で用いるホスト液晶物質としては
、第１表に示した液晶又はそれらの混合物のいずれでも
よいが、メルク社からＺＬニー／／３２とい５商品名で
販売されている液晶及びＺＬニー７３６よという商品名
で販売されている液晶又はＢｒ１ｔｉｓｈ　Ｄｒｕｇ　
Ｈｏｕｓｅ社からＺ−７という商品名で販売されている
液晶が有用である。

本発明の液晶組成物に用いる旋光性物質としては、カイ
ラルネマチック化合物１例えば、２−メチルブチル基、
３−メチルブトキシ基、Ｊ−メチルペンチル基、３−メ
チルペントキシ基。

ダーメチルヘキシル基、ターメチルへキトキシ基などの
光学活性基をネマチック液晶に導入した化合物がある。

また１％開昭！／　−’Ｉ！ｊ’ｌｌ、号Ｋ　示スｌ−
メントール、ａ−ボルネオール等のアルコール誘導体、
ｄ−ショウノウ、３−メチルシクロヘキサン等のケトン
誘導体、ｌｉ−シトロネラ酸、ｌ−ショウノウ酸等のカ
ルボン酸誘４体、ｄ−シトａネラール等のアルデヒド誘
導体　ｄ　　ＩＪノネン等のアルケン誘導体、その他の
アミン、アミド、ニトリル誘導体などの光学活性物質を
使用することができる。

本発明の液晶組成物を使用して液晶表示を行うための素
子としては、公知の液晶表示用素子を使用することがで
きる。すなわち、一般に少（とも一方が透明な２枚のガ
ラス基板上に任意のパターンの透明電穫を設け、’ｉｔ
ｗ面が対向するように適当なスペーサーを介して、一枚
のガラス基板が平行になるように素子を構成したものが
用いられる。この場合、スペーサーにより素子のギャッ
プが決められる。素子ギャップとしては３〜１０Ｏμｍ
、Ｉ＃にｓ−！ｒｏｔｔｍが実用的見地から好ましい。

（実施ｆＩり 以下１本発明を実施ｆＱにより更に具体的に説明するが
１本発明はかかる実施例により限定されるものではない
。

なお、二色性を示すオーダー・パラメーターについて簡
単に説明すれば０色素化合物のオーダー・パラメーター
日は実験的には次式から求められる。

ここでＡ／及びＡ上は、それぞれ液晶の配向方向に対し
て平行および昏直に偏光した元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
ト型液晶素子の表示コントラストを示す値であり、この
値が理論上／に近づ（程。

白ぬ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。

実施例／ 炭酸カリウム／、Ｊ９をＮ、Ｎ−ジメチルホルムアミド
２０ｒｒｔｌ中に刃口え、更にこの中にｐ　−ｎ　−ブ
チルチオフェノールｔり０■及び下記構造式：３０％食
塩水溶液中へ排出した。析出した結晶をろ過乾燥し、シ
リカゲル（和光純薬工業株式会社製造：０−２００商品
名）を担体とし、かツクロロホルムヲ分離溶媒とするカ
ラムクロマトグラフィーにて不純物を分離精製し、下記
構造式： で示される化合物７！０ＴＲ９を得た。本化合物は／１
７．０〜／ざざ、０℃の融点を示した。

上記で得られた本発明のアントラキノン系化合物（色素
）を前述の混合液晶ＺＬニー／／Ｊコ（メルク社商品名
）に添謔し、り０℃以上に加熱して液晶が等一方性液体
になった状態でよくかきまぜた後、放置冷却する工程を
繰り返して行い上記化合物（色素）を溶解した。

このようにして調製した本発明の液晶組成物を、透明電
極を有し、液晶と接する面にポリアミド系樹脂を塗布硬
化後ラビングしてホモジニアス配向処理を施した上下２
枚のガラス基板からなる基板間ギャップ１０μｍの素子
に封入した。上記配向処理を施した素子内では、電圧無
印加のとき上記液晶はホモジニアス配向状態をとり１色
素分子もホスト液晶に従って同様の配向をとるものであ
った。

このようにして作製したゲスト・ホスト素子の吸収スペ
クトルの測定を、液晶分子の配向方向に対して平行に偏
光した光及び垂直に偏光した光の各々を用いて行い、こ
れら各偏光に対する色素の最大吸収波長を求めた。色素
の吸光度を求めるにあたっては、ホスト液晶及びガラス
基板による吸収と、素子の反射損失に関して補正を行っ
た。

また、各偏光に対するＡ／汲びＡ上を用い。

前述の式 からオーダー・パラメーター（Ｓ）の値を算出した。

以上の結果を後記第４表の７の＆ｌに示す。

実施例コ 実施ｆＩｌｌのｐ−ｎ−ブチルチオフェノールの代りに
Ｉ）−）ルエンチオールな使用し、他は実施例１と同様
に処理して下記構造式： で示される化合物を得た。本化合物は３１７０℃以上の
融点であった。

上記で得られた本発明のアントラキノン系化合物（色素
）を前述の混合液晶ＺＬエニー／３２（メルク社商品名
）に部器し、実施例１と同様にして溶解した。

このようにして調製した本発明の液晶組成物を用い、実
施例１と同様にして最大吸収波長（λｍａｘ　）及びオ
ーダー・パラメーター（Ｓ）の測実施例Ｊ 実施例／に亀じた方法により、下記第２表における屋３
〜＆λノに示す各構造式を有する本発明のアントラキノ
ン系化合物（色素）を製造し、単離した。得られた７９
種の各色素化合物を用い、その他は実施例１と同様にし
て、最大吸収波長（λｍａｘ）及びオーダー・パラメー
ター（１３）の測定及び算出を行った。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２、Ｒ＾３およびＲ＾４は、置換
   基を有していてもよいアリール基または複素環基を示す
   。）で表わされるアントラキノン系化合物。
2. （２）一般式〔 I 〕 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・〔 I 〕 （式中、Ｒ＾１、Ｒ＾２、Ｒ＾３およびＲ＾４は、置換
   基を有していてもよいアリール基または複素環基を示す
   。）で表わされるアントラキノン系化合物を含有する液
   晶組成物。