JP4484559B2 - 液晶組成物および液晶素子 - Google Patents
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Description
本発明は、液晶組成物、および該液晶組成物を含有する液晶層を有する液晶素子、特にゲストホスト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。ゲストホスト方式の液晶素子では、ネマチック液晶中に二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、二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。
ところで、液晶素子に用いられる二色性色素には、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。特に、高いオーダーパラメーターと高い溶解性を有することは、高いコントラスト比を与える表示素子にとっては重要な性能であるが、従来の二色性色素では、高いオーダーパラメーターを与えるものは溶解性が低い場合が多く、高いオーダーパラメーターと高い溶解性が両立した二色性色素の開発が望まれている。
最近、本発明者は、高いオーダーパラメーターと高い溶解性が両立した二色性色素として、特定の置換基を有するアントラキノン色素を見出している（特願２００１−２３４４６５号）。
本発明は、表示コントラストの高い液晶素子の作製に有用な液晶組成物、および表示コントラストの高い液晶素子を提供することを課題とする。
本発明は、表示コントラストの高い液晶素子の作製に有用な液晶組成物、および表示コントラストの高い液晶素子を提供することを課題とする。
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および溶解性によって左右されることが知られていた。本発明者らが、鋭意検討した結果、アントラキノン骨格に対して特定の置換基を有する二色性色素が、高いオーダーパラメーターと溶解性を両立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を重ね、本発明を完成するに至った。
前記課題を解決するための手段は以下の通りである。
［１］ 少なくとも一種の下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
［１］ 少なくとも一種の下記一般式（１）で表される化合物を含有することを特徴とする液晶組成物。
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6およびＲ7は各々水素原子または置換基を表すが、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ5およびＲ6のうち少なくとも１つは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。Ｓは硫黄原子を表す。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し、ｐ、ｑおよびｒは各々０〜５の数を表し、ｎは１〜３の数を表し、（ｐ＋ｒ）×ｎは３以上１０以下の数であり、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］ 少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、該一対の電極間に液晶層とを有する液晶素子であって、前記液晶層が[１]に記載の液晶組成物を含有する液晶素子。
［２］ 少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、該一対の電極間に液晶層とを有する液晶素子であって、前記液晶層が[１]に記載の液晶組成物を含有する液晶素子。
本発明の液晶組成物を含有する液晶素子は、高い表示コントラストを示す。
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。
本発明は、液晶と、下記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種とを含有する組成物に関する。まず、下記一般式（１）で表される化合物について説明する。
式中、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ3、Ｒ4、Ｒ5、Ｒ6およびＲ7は各々水素原子または置換基を表すが、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ5およびＲ6のうち少なくとも１つは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基を表す。
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の置換また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、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）、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１〜２８、好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数１〜１５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１〜２８、好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数１〜１０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の置換また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の置換また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よい。
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の置換また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、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）、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１〜２８、好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数１〜１５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１〜２８、好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数１〜１０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の置換また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の置換また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よい。
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、ヘテロアリール基、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であり、更に好ましくは、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基またはアリールチオ基である。
Ｒ1、Ｒ2、Ｒ5およびＲ6のうち少なくとも１つは、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基の好ましい例としては、上述のものが挙げられる。Ｒ1、Ｒ2、Ｒ5およびＲ6のうち少なくとも１つは、炭素数１〜２８、好ましくは炭素数１〜２０、更に好ましくは炭素数１〜１５の置換または無置換アルキル基（例えば、ブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル）、または炭素数６〜２０、好ましくは炭素数６〜１５、更に好ましくは炭素数６〜１０の置換また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）を表すのがより好ましい。
以下に、Ｒ1、Ｒ2、Ｒ5およびＲ6の好ましい置換様式を以下に示す。
（１） Ｒ2およびＲ5が水素原子で、且つＲ1およびＲ6が各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（２） Ｒ2およびＲ6が水素原子で、且つＲ1およびＲ5が各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（３） Ｒ2が水素原子で且つ、Ｒ1、Ｒ5およびＲ6がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（４） Ｒ2、Ｒ5およびＲ6が水素原子で、且つＲ1がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（５） Ｒ2、Ｒ1およびＲ6が水素原子で、且つＲ5がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（６） Ｒ2、Ｒ1およびＲ5が水素原子で、且つＲ6がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基。
（１） Ｒ2およびＲ5が水素原子で、且つＲ1およびＲ6が各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（２） Ｒ2およびＲ6が水素原子で、且つＲ1およびＲ5が各々アルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（３） Ｒ2が水素原子で且つ、Ｒ1、Ｒ5およびＲ6がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（４） Ｒ2、Ｒ5およびＲ6が水素原子で、且つＲ1がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（５） Ｒ2、Ｒ1およびＲ6が水素原子で、且つＲ5がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基；
（６） Ｒ2、Ｒ1およびＲ5が水素原子で、且つＲ6がアルキル基、シクロアルキル基、アリール基またはヘテロアリール基。
前記式中、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。Ｂ1およびＢ2が表す２価のアリール基、ヘテロアリール基および環状脂肪族炭化水素基には、置換基を有する２価のアリール基、ヘテロアリール基および環状脂肪族炭化水素基も含むものとする。
２価のアリール基としては、好ましくは炭素数６〜２０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、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および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、チアジアゾール環およびトリアゾール環の基、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である。Ｂ1および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、シクロペンタンー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およびＢ2の表す２価のアリール基、ヘテロアリール基および環状炭化水素基は、さらに置換基を有していてもよく、
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少なくとも１種の原子から構成される原子団からな連結基である。Ｑ1が表す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は水素原子またはアルキル基、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つまた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、エルテル基、カルボニル基、およ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、アシル基またはアシルオキシ基を表す。Ｃ1が表すアルキル基、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には、置換基を有するそれぞれの基も含むものとする。Ｃ1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のアルキルおよ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、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、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、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、ベンゾイルオキシ）、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）、または炭素数２〜２０、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）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。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。
ｐ、ｑおよびｒは各々０〜５の数を表し、ｎは１〜３の数を表し、（ｐ＋ｒ）×ｎは３以上１０以下の数である。なお、ｐ、ｑ、ｒおよび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。好ましいｐ、ｑ、ｒおよび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。
（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；および（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、液晶性を示す部分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、ディスコティック液晶であり、特に好ましくは、ネマチック液晶である。
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個以上有しているのが好ましく、１〜８個有しているのがより好ましく、１〜４個有しているのがさらに好ましく、特に好ましくは１または２個である。
前記−｛（Ｂ1）p−（Ｑ1）q−（Ｂ2）r｝n−Ｃ1で表される置換基の好ましい構造は、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、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１およびｎ＝１を表す構造；および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、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、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、ペンチル基またはヘキシル基）を表し、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、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。
前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）中、Ｒa1〜Ｒa12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。Ｒa1〜Ｒa12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のが好ましい。
前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）中、Ｃa1およびＣa2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、ペンチル基またはヘキシル基を表す。
前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）中、Ｃa1およびＣa2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、ペンチル基またはヘキシル基を表す。
以下に、本発明に使用可能なアントラキノン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。
前記一般式（１）で表される化合物は、公知の方法を組み合わせて合成することができる。例えば、特開２００３−１９２６６４号公報等の記載の方法に従い合成することができる。
本発明の液晶組成物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前記一般式（１）で表され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と定義される。
本発明に使用可能なホスト液晶としては、二色性色素と共存しうるものであれば特に制限はないが、たとえば、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。中でも、ネマチック液晶化合物が好ましい。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。
本発明に使用可能なホスト液晶としては、二色性色素と共存しうるものであれば特に制限はないが、たとえば、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。中でも、ネマチック液晶化合物が好ましい。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。
本発明に使用するホスト液晶の誘電率異方性は、正であっても負であってもよい。
誘電率異方性が正のホスト液晶を水平配向させた場合には、電圧無印加時には液晶は水平に配向しているために二色性色素も水平となり光を吸収する。一方、電圧印加時に液晶分子が垂直に傾いてくるため二色性色素も垂直に傾き、その結果光を透過するようになる。すなわち、電圧印加時には白表示、電圧無印加時には黒表示を行うモードとなる。
誘電率異方性が負のホスト液晶を垂直配向させる場合には、電圧無印加時には液晶は垂直に配向しているために二色性色素も垂直となり光を吸収することなく透過する。一方、電圧印加時に液晶分子が水平に傾いてくるため二色性色素も水平に傾き、その結果光を吸収するようになる。すなわち、電圧無印加時には白表示、電圧印加時には黒表示を行うモードとなる。
誘電率異方性が正のホスト液晶を水平配向させた場合には、電圧無印加時には液晶は水平に配向しているために二色性色素も水平となり光を吸収する。一方、電圧印加時に液晶分子が垂直に傾いてくるため二色性色素も垂直に傾き、その結果光を透過するようになる。すなわち、電圧印加時には白表示、電圧無印加時には黒表示を行うモードとなる。
誘電率異方性が負のホスト液晶を垂直配向させる場合には、電圧無印加時には液晶は垂直に配向しているために二色性色素も垂直となり光を吸収することなく透過する。一方、電圧印加時に液晶分子が水平に傾いてくるため二色性色素も水平に傾き、その結果光を吸収するようになる。すなわち、電圧無印加時には白表示、電圧印加時には黒表示を行うモードとなる。
誘電率異方性が負の液晶となるためには、液晶分子の短軸に誘電率異方性が大きくなる構造にする必要があるが、例えば、「月刊デイスプレイ」（２０００年、４月号）の第４頁〜９頁に記載のもの、Ｓｙｎ Lｅｔｔ．，第４巻、第３８９頁〜３９６頁、１９９９年に記載のものが挙げられる。中でも、電圧保持率の観点から、フッ素系置換基を有する誘電率異方性が負の液晶が好ましい。例えば、Ｍｅｒｃｋ社の液晶（ＭＬＣ−６６０８、６６０９、６６１０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、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、たとえば、「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、ＰＥＳ、PETあるいはＰＥＮ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、たとえば、「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。
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配置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。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。
本発明の液晶素子は、１つの液晶組成物中に複数の二色性色素を混合してもよい。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黒色および透明になる光シャッターとしての利用が挙げられる。また、レッド、グリーンおよ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、マゼンタおよ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；および黒に着色した液晶組成物の層と、レッド、ブルーおよ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。
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。
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。
＜本発明色素１−１４の合成＞
中間体（１−１）は、文献（Bull. Soc. Chim. Fr., 第3巻, 第1545頁, 1936年）の方法に従い、１，８−ジヒドロキシアントラキノン（東京化成製）とイソプロピルアルデヒド（東京化成製）から合成した。中間体（１−３）は、特願２００２−１１４９５５号記載の方法に従い合成した。
（中間体１−２の合成）
ほう酸２．８ｇを発煙硫酸２０ｇと硫酸１５ｍｌ中に添加し、反応液を５０℃まで加熱し、攪拌下、中間体（１−１）５．０ｇを添加した。その後、反応液を２０℃まで冷却し、硝酸２．５ｍＬと硫酸３．４ｍＬの混合液を滴下した。２時間、室温下で攪拌した後、水に反応液を注入し、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶はジオキサンより再結晶することで、目的とする中間体（１−２）４．４ｇ（収率７０％）を得た。ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１２．５（ｓ、２Ｈ）、７．６２（ｓ、２Ｈ）、２．６８（ｄ、４Ｈ）、２．０−２．１（ｍ、２Ｈ）、１．０（ｄ、１２Ｈ）。
（中間体１−２の合成）
ほう酸２．８ｇを発煙硫酸２０ｇと硫酸１５ｍｌ中に添加し、反応液を５０℃まで加熱し、攪拌下、中間体（１−１）５．０ｇを添加した。その後、反応液を２０℃まで冷却し、硝酸２．５ｍＬと硫酸３．４ｍＬの混合液を滴下した。２時間、室温下で攪拌した後、水に反応液を注入し、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶はジオキサンより再結晶することで、目的とする中間体（１−２）４．４ｇ（収率７０％）を得た。ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１２．５（ｓ、２Ｈ）、７．６２（ｓ、２Ｈ）、２．６８（ｄ、４Ｈ）、２．０−２．１（ｍ、２Ｈ）、１．０（ｄ、１２Ｈ）。
（色素１−１４の合成）
中間体（１−２）１．０ｇと中間体(１−３)４．６ｇとを、ジメチルホルムアミド１０ｍｌ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム２．０ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で３時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする色素（１−１４）１．０ｇを得た。
ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１３．１（ｓ、２Ｈ）、７．４−７．７（ｍ、１２Ｈ）、７．２５（ｄ、４Ｈ）、７．０（ｓ、２Ｈ）、２．６（ｍ、２Ｈ）、２．４（ｄ、４Ｈ）、１．６−２．０（ｍ、８Ｈ）、１．１−１．６（ｍ、２８Ｈ）、０．９−１．０（ｍ、１８Ｈ）。
中間体（１−２）１．０ｇと中間体(１−３)４．６ｇとを、ジメチルホルムアミド１０ｍｌ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム２．０ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で３時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする色素（１−１４）１．０ｇを得た。
ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１３．１（ｓ、２Ｈ）、７．４−７．７（ｍ、１２Ｈ）、７．２５（ｄ、４Ｈ）、７．０（ｓ、２Ｈ）、２．６（ｍ、２Ｈ）、２．４（ｄ、４Ｈ）、１．６−２．０（ｍ、８Ｈ）、１．１−１．６（ｍ、２８Ｈ）、０．９−１．０（ｍ、１８Ｈ）。
＜本発明色素１−１３の合成＞
（中間体１−４の合成）
中間体（１−２）１．０ｇと中間体(１−３)２．３ｇとを、ジメチルホルムアミド５ｍＬ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム１．０ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で３時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする中間体（１−４）１．５ｇを得た。
ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１２．９（ｓ、１Ｈ）、１２．８（ｓ、１Ｈ）、７．７１（ｄ、２Ｈ）、７．５５−７．６５（ｍ、４Ｈ）、７．５（ｓ、１Ｈ）、７．３（ｄ、２Ｈ）、７．０（ｓ、１Ｈ）、２．７（ｄ、２Ｈ）、２．５−２．６（ｍ、１Ｈ）、２．４（ｄ、２Ｈ）、２．０−２．１（ｍ、１Ｈ）、１．８−１．９５（ｍ、４Ｈ）、１．７５（ｍ、１Ｈ）、１．２−１．６（ｍ、１１Ｈ）、１．５５（ｍ、２Ｈ）、１．０（ｄ、６Ｈ）、０．９５（ｔ、３Ｈ）、０．８０（ｄ、６Ｈ）。
中間体（１−２）１．０ｇと中間体(１−３)２．３ｇとを、ジメチルホルムアミド５ｍＬ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム１．０ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で３時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする中間体（１−４）１．５ｇを得た。
ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１２．９（ｓ、１Ｈ）、１２．８（ｓ、１Ｈ）、７．７１（ｄ、２Ｈ）、７．５５−７．６５（ｍ、４Ｈ）、７．５（ｓ、１Ｈ）、７．３（ｄ、２Ｈ）、７．０（ｓ、１Ｈ）、２．７（ｄ、２Ｈ）、２．５−２．６（ｍ、１Ｈ）、２．４（ｄ、２Ｈ）、２．０−２．１（ｍ、１Ｈ）、１．８−１．９５（ｍ、４Ｈ）、１．７５（ｍ、１Ｈ）、１．２−１．６（ｍ、１１Ｈ）、１．５５（ｍ、２Ｈ）、１．０（ｄ、６Ｈ）、０．９５（ｔ、３Ｈ）、０．８０（ｄ、６Ｈ）。
（色素１−１３の合成）
中間体（１−４）０．４ｇと４−ｔ−ブチルベンゼンチオール０．２８ｇとを、ジメチルホルムアミド２０ｍＬ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム０．２３ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で１０時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする色素（１−１３）０．３４ｇを得た。
ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１３．１（ｓ、２Ｈ）、７．７（ｄ、２Ｈ）、７．４５−７．６５（ｍ、８Ｈ）、７．２−３（ｍ、４Ｈ）、７．０（ｓ、１Ｈ）、６．８（ｓ、１Ｈ）、２．５−２．６（ｍ、１Ｈ）、２．４（ｄ、４Ｈ）、２．０（ｍ、４Ｈ）、１．５５（ｓ、９Ｈ）、１．２−１．６（ｍ、１３Ｈ）、１．３（ｍ、２Ｈ）、１．０（ｔ、３Ｈ）、０．８５（ｄ、１２Ｈ）。
中間体（１−４）０．４ｇと４−ｔ−ブチルベンゼンチオール０．２８ｇとを、ジメチルホルムアミド２０ｍＬ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム０．２３ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で１０時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする色素（１−１３）０．３４ｇを得た。
ＮＭＲデータを以下に示す。
Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ3）：１３．１（ｓ、２Ｈ）、７．７（ｄ、２Ｈ）、７．４５−７．６５（ｍ、８Ｈ）、７．２−３（ｍ、４Ｈ）、７．０（ｓ、１Ｈ）、６．８（ｓ、１Ｈ）、２．５−２．６（ｍ、１Ｈ）、２．４（ｄ、４Ｈ）、２．０（ｍ、４Ｈ）、１．５５（ｓ、９Ｈ）、１．２−１．６（ｍ、１３Ｈ）、１．３（ｍ、２Ｈ）、１．０（ｔ、３Ｈ）、０．８５（ｄ、１２Ｈ）。
＜本発明色素１−１５と１−１６の合成＞
中間体１−５は、特許文献（特開昭５６−１００８５５号）記載の方法に準じて合成した。
中間体（１−５）０．６ｇと中間体(１−３)１．２ｇとを、ジメチルホルムアミド３０ｍＬ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム０．５２ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で３時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする色素（１−１５と１−１６の混合物）０．４５ｇを得た。
中間体（１−５）０．６ｇと中間体(１−３)１．２ｇとを、ジメチルホルムアミド３０ｍＬ中に添加し、その後、室温下で、炭酸カリウム０．５２ｇを添加した。反応液を６０℃に加熱し、その温度で３時間攪拌した。反応液を冷却後、希塩酸を反応液に加え、粗結晶をろ別した。得られた粗結晶をシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液、ヘキサン：クロロホルム）により精製し、目的とする色素（１−１５と１−１６の混合物）０．４５ｇを得た。
<実施例１>
本発明の色素（１−１４）２０ｍｇを、ホスト液晶ＺＬＩ−５０８１（メルクジャパン製）１ｇに溶解させ、温度１２０℃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晩放置させることにより、本発明の液晶組成物を得た。
上記の方法に従い、表１に記した色素を用いて各々液晶組成物を調製した。なお、比較用色素として、以下の構造の色素を用いた。
本発明の色素（１−１４）２０ｍｇを、ホスト液晶ＺＬＩ−５０８１（メルクジャパン製）１ｇに溶解させ、温度１２０℃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晩放置させることにより、本発明の液晶組成物を得た。
上記の方法に従い、表１に記した色素を用いて各々液晶組成物を調製した。なお、比較用色素として、以下の構造の色素を用いた。
＜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、およびポリイミド水平配向膜（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。
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、およびポリイミド水平配向膜（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。
＜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。極大吸収波長における吸光度とオーダーパラメーターの測定結果を表１に示す。
式１
Ｓ ＝ （Ａ‖ − Ａ⊥） ／ （Ａ‖ ＋ ２ Ａ⊥）
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。極大吸収波長における吸光度とオーダーパラメーターの測定結果を表１に示す。
式１
Ｓ ＝ （Ａ‖ − Ａ⊥） ／ （Ａ‖ ＋ ２ Ａ⊥）
表１より、本発明の液晶組成物を用いて作製した液晶素子のほうが、比較の色素を用いて作製した液晶素子と比較して、高いオーダーパラメーターと吸光度を与えることがわかった。比較の色素において、アントラキノン２位への置換基導入（Ｍ−１からＭ−２への変更）は吸光度の少しの向上をもたらしている。また、３環性アリールチオ基の導入（Ｍ−１からＭ−３への変更）はオーダーパラメーターと溶解性の向上をもたらすことがわかるが、本発明の色素を用いた液晶素子はさらに高いオーダーパラメーターと溶解性を両立していることがわかる。
（実施例２）
実施例１において、「ＺＬＩ−５０８１」の液晶に代えて、「ＭＬＣ−６６０８」（誘電率異方性が負、メルクジャパン製）の液晶を用いた以外は、実施例１と同様の操作によりオーダーパラメーターおよび吸光度を測定したところ、本発明の色素を用いた液晶組成物は、比較の液晶組成物よりも、高いオーダーパラメーターと吸光度を与え、本発明の液晶組成物は高いオーダーパラメーターと溶解性を両立することが確認された。
実施例１において、「ＺＬＩ−５０８１」の液晶に代えて、「ＭＬＣ−６６０８」（誘電率異方性が負、メルクジャパン製）の液晶を用いた以外は、実施例１と同様の操作によりオーダーパラメーターおよび吸光度を測定したところ、本発明の色素を用いた液晶組成物は、比較の液晶組成物よりも、高いオーダーパラメーターと吸光度を与え、本発明の液晶組成物は高いオーダーパラメーターと溶解性を両立することが確認された。
本発明の液晶組成物は、液晶表示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、高い表示性能を与える。
Claims (2)
- 少なくとも一種の下記一般式（１）で表される化合物を含有する液晶組成物；
- 少なくとも一方が透明電極である一対の電極と、該一対の電極間に液晶層とを有する液晶素子であって、前記液晶層が請求項１に記載の液晶組成物を含有する液晶素子。
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