JPH0717850B2 - Anthraquinone compound and liquid crystal composition containing the same - Google Patents

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。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a novel anthraquinone compound and a liquid crystal composition containing the compound.

（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２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、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57-730
67号公報、特開昭57-158262号公報）。(Prior Art) Conventionally, a liquid crystal composition in which a dye compound is dissolved in liquid crystal is interposed between two electrodes facing each other, and color display is performed by utilizing the guest-host effect of the dye compound and the liquid crystal. Is known. As this pigment compound, for example, yellow to
It is also known that an anthraquinone compound exhibiting a yellow-orange hue is used in a liquid crystal composition (JP-A-57-730).
67, JP-A-57-158262).

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、特に二色性比が高く、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。By the way, a preferable dye compound used in such a liquid crystal composition is required to have properties such as a particularly high dichroic ratio and a high solubility in liquid crystals.

しかしながら、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。However, according to the studies conducted by the present inventors, the conventionally known anthraquinone-based compound is not necessarily satisfactory in terms of the above-mentioned properties required as a particularly required dye compound used in the liquid crystal composition. It turned out that it was not a thing.

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記の従来の問題点を解決しうる新規なアン
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。(Problems to be Solved by the Invention) An object of the present invention is to provide a novel anthraquinone compound capable of solving the above conventional problems and a liquid crystal composition containing the compound.

（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く更に検討を重ね
た結果、一般式〔Ｉ〕 （式中R¹は、水素原子、アルキル基またはアルコキシ基
を示し、R²は置換基を有していてもよいアリール基、置
換基を有していてもよいシクロアルキル基または複素環
基を示す。）で表わされるアントラキノン系化合物が高
い二色性比及び液晶に対する良好な溶解性を示し、更に
かかる化合物を使用すれば良好なカラー表示を行いうる
液晶組成物が得られる、との知見を得て本発明に到達し
た。すなわち、本発明は、一般式〔Ｉ〕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。前記
一般式〔Ｉ〕で表わされる本発明のアントラキノン系化
合物において 置換基R¹で表わされるアルキル基としては、炭素数１〜
８のアルキル基などが挙げられ、R¹で表わされるアルコ
キシ基としては、炭素数１〜８のアルコキシ基が挙げら
れる。(Means for Solving Problems) As a result of further studies to achieve such an object, the present inventors have found that the compound represented by the general formula [I] (In the formula, R ¹ represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, and R ² represents an aryl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent or a heterocyclic group. The anthraquinone compound represented by the formula (1) has a high dichroic ratio and a good solubility in liquid crystals, and further, the use of such a compound provides a liquid crystal composition capable of good color display. Thus, the present invention has been reached. That is, the gist of the present invention is an anthraquinone compound represented by the general formula [I] and a liquid crystal composition containing the compound. In the anthraquinone compound of the present invention represented by the general formula [I], the alkyl group represented by the substituent R ¹ has 1 to 10 carbon atoms.
Examples of the alkoxy group represented by R ¹ include an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms.

置換基R²で表わされる置換基を有していてもよいアリー
ル基としては炭素数１〜８のアルキル基またはアルコキ
シ基を有していてもよい炭素数１〜８のアルコキシ基で
置換されていてもよいフエニル基、またはナフチル基等
が挙げられ、R²で表わされる置換基を有していてもよい
シクロアルキル基としては、炭素数１〜８のアルキル基
で置換されていてもよいシクロヘキシル基、シクロペン
チル基、またはシクロヘプチル基等が挙げられ、またR²
で表わされる複素環基としてはピリジル基、フリル基、
テトラヒドロフリル基、またはチオニル基等が挙げられ
る。The aryl group which may have a substituent and is represented by the substituent R ² is substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 8 carbon atoms which may have an alkoxy group. Phenyl group or naphthyl group which may be present, and the cycloalkyl group which may have a substituent represented by R ² is cyclohexyl which may be substituted with an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Group, a cyclopentyl group, a cycloheptyl group or the like, and R ²
The heterocyclic group represented by is a pyridyl group, a furyl group,
Examples thereof include a tetrahydrofuryl group and a thionyl group.

前示一般式〔Ｉ〕で示されるアントラキノン系化合物
は、以下の方法で製造することができる。The anthraquinone compound represented by the general formula [I] shown above can be produced by the following method.

たとえば一般式〔II〕 （式中、R¹は前記定義に同じ。）で表わされる化合物と
下記式〔III〕 XCH₂R² ……〔III〕 （式中、R²は前記定義に同じで、Ｘは塩素原子または臭
素原子等のハロゲン原子を示す。）で表わされる化合物
とを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中酸結合剤、例えば炭酸カ
リウム、炭酸ナトリ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、50℃〜200℃
好ましくは80℃〜150℃の温度条件で反応させるこによ
り前示一般式〔Ｉ〕で表わされるアントラキノン系化合
物を得ることができる。For example, the general formula [II] (Wherein R ¹ is the same as the above definition) and a compound represented by the following formula [III] XCH ₂ R ² ... [III] (wherein R ² is the same as the above definition, X is a chlorine atom or And a compound represented by a halogen atom such as a bromine atom), N, N-dimethylformamide, acetamide, N-
An amide solvent such as methylpyrrolidone or an acid binder in a solvent such as dimethyl sulfoxide or sulfolane, for example, an alkali metal carbonate such as potassium carbonate or sodium carbonate, an alkali metal hydroxide such as sodium hydroxide or potassium hydroxide, potassium acetate , In the presence of acetate such as sodium acetate or organic acid binder such as triethylamine, 50 ℃ ~ 200 ℃
Preferably, the anthraquinone compound represented by the general formula [I] shown above can be obtained by reacting under a temperature condition of 80 ° C to 150 ° C.

本発明の液晶組成物で用いる液晶としては、様々の液晶
を使用できるが、例えば、ネマチツク液晶、スメクチツ
ク液晶（スメクチツクＡあるいはスメクチツクカイラル
Ｃ等の強誘電性液晶等）、コレステリツク液晶あるいは
高分子液晶等が挙げられる。As the liquid crystal used in the liquid crystal composition of the present invention, various liquid crystals can be used. A liquid crystal etc. are mentioned.

例えば、ネマチツク液晶としては、下記第１表の１〜３
に示される物質、あるいは、これ等の誘導体が挙げられ
る。For example, as nematic liquid crystals, 1 to 3 in Table 1 below are used.
And the derivatives thereof.

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。 In Table 1 above, R ¹ represents an alkyl group or an alkoxy group, X 1
Represents an alkyl group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group or a halogen atom.

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、例えばメルク社からZLI-1132という商品名で販売
されている液晶及びZLI-1565という商品名で販売されて
いる液晶、又はBritish Drug House社からE-7という商
品名で販売されている液晶が使用される。また、このよ
うなネマチツク液晶に後述の旋光性物質を加えることに
より、コレステリツク状態をとらせることができる。As the host liquid crystal substance used in the liquid crystal composition of the present invention,
Any of the liquid crystals shown in Table 1 or a mixture thereof may be used. For example, the liquid crystal sold under the trade name ZLI-1132 by Merck and the liquid crystal sold under the trade name ZLI-1565, or the British Drug The liquid crystal sold by House under the product name E-7 is used. In addition, a cholesteric state can be obtained by adding an optical rotatory substance described later to such nematic liquid crystal.

本発明の液晶組成物に用いる旋光性物質としては、カイ
ラルネマチツク化合物、例えば、２−メチルブチル基、
３−メチルブトキシ基、３−メチルペンチル基、３−メ
チルペントキシ基、４−メチルヘキシル基、４−メチル
ヘキトキシ基などの光学活性基をネマチツク液晶に導入
した化合物がある。また、特開昭51-45546号に示すｌ−
メントール、ｄ−ボルネオール等のアルコール誘導体、
ｄ−シヨウノウ、３−メチルシクロヘキサン等のケトン
誘導体、ｄ−シトロネラ酸、ｌ−シヨウノウ酸等のカル
ボン酸誘導体、ｄ−シトロネラール等のアルデヒド誘導
体、ｄ−リ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。As the optically active substance used in the liquid crystal composition of the present invention, a chiral nematic compound, for example, a 2-methylbutyl group,
There is a compound in which an optically active group such as a 3-methylbutoxy group, a 3-methylpentyl group, a 3-methylpentoxy group, a 4-methylhexyl group and a 4-methylhexoxy group is introduced into a nematic liquid crystal. In addition, l-shown in JP-A-51-45546
Alcohol derivatives such as menthol and d-borneol,
Ketone derivatives such as d-cynolone, 3-methylcyclohexane, carboxylic acid derivatives such as d-citronellic acid and 1-cynonoic acid, aldehyde derivatives such as d-citronellal, alkene derivatives such as d-linonene, other amines, amides, Optically active substances such as nitrile derivatives can be used.

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、一般に少くとも一方が透明な２枚のガ
ラス基板上に任意のパターンの透明電極を設け、電極面
が対向するように適当なスペーサーを介して、２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ヤツプが
決められる。素子ギヤツプとしては１〜100μｍ、特に
２〜50μｍが実用的見地から好ましい。As a device for displaying a liquid crystal using the liquid crystal composition of the present invention, a known liquid crystal display device can be used. That is, generally, at least one of the two transparent glass substrates is provided with a transparent electrode of an arbitrary pattern on two glass substrates, and the two glass substrates are parallel to each other via an appropriate spacer so that the electrode surfaces face each other. An element is used. In this case, the spacer determines the gear gap of the element. The element gap is preferably 1 to 100 μm, particularly 2 to 50 μm from a practical viewpoint.

（実施例） 以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、
本発明はかかる実施例により限定されるものではない。(Examples) Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
The present invention is not limited to such embodiments.

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、色素化合物のオーダー・パラメーター
（Ｓ）は実験的には次式から求められる。It should be noted that the order parameter (S) of the dye compound can be experimentally obtained from the following formula, if the order parameter showing dichroism is briefly explained.

ここでＡ及びＡ⊥は、それぞれ液晶の配向方向に対し
て平行および垂直に偏光した光に対する色素の吸光度で
ある。 Here, A and A⊥ are the absorbances of the dye with respect to light polarized parallel and perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal, respectively.

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１に近づく程、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。The order parameter (S) is
It is a value indicating the display contrast of the host type liquid crystal element,
As this value theoretically approaches 1, the residual color level of the white areas is reduced, and a clear display with a bright and large contrast becomes possible.

実施例１ Ｎ−メチルピロリドン30ml中に炭酸カリウム63mg、ｐ−
ｎ−ペンチルベンジルクロライド100mg及び下記構造
式： で示される化合物150mgを添加し115〜120℃で３時間攪
拌した。降温後反応液を水100ml中に排出した。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;C-200商品名）を担体としかつクロロホルムを分
離溶媒とするカラムクロマトグラフイーにて不純物を分
離精製し、下記構造式： で示される化合物140mgを得た。本化合物は211〜212℃
の融点を示した。Example 1 63 mg potassium carbonate, p- in 30 ml N-methylpyrrolidone
100 mg of n-pentylbenzyl chloride and the following structural formula: 150 mg of the compound shown in was added and stirred at 115 to 120 ° C. for 3 hours. After cooling, the reaction solution was discharged into 100 ml of water. The precipitated crystals were filtered and dried, impurities were separated and purified by column chromatography using silica gel (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd .; C-200 trade name) as a carrier and chloroform as a separation solvent, and the following structural formula: 140 mg of the compound represented by This compound is 211 ~ 212 ℃
Has a melting point of.

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ZLI-1565（メルク社商品名）に添
加し、70℃以上に加熱して液晶が等方性液体になつた状
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。The anthraquinone-based compound (dye) of the present invention obtained above was added to the above-mentioned mixed liquid crystal ZLI-1565 (trade name of Merck & Co., Inc.) and heated to 70 ° C. or higher in a state where the liquid crystal became an isotropic liquid. After stirring well, the step of standing and cooling was repeated to dissolve the compound (dye).

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ヤツプ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、色素
分子もホスト液晶に従つて同様の配向をとるものであつ
た。The liquid crystal composition of the present invention thus prepared has a transparent electrode and is coated with a polyamide resin on the surface in contact with the liquid crystal and then rubbed to be subjected to a homogeneous alignment treatment.
It was enclosed in an element with a gap between substrates of 10 μm consisting of a single glass substrate. In the element subjected to the above-mentioned alignment treatment, the liquid crystal was in a homogeneous alignment state when no voltage was applied, and the dye molecules also had the same alignment according to the host liquid crystal.

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つては、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つ
た。The absorption spectrum of the guest-host device prepared in this manner was measured using light polarized parallel to the alignment direction of the liquid crystal molecules and light polarized perpendicular to the alignment direction of the liquid crystal molecules. The absorption wavelength was determined. In determining the absorbance of the dye, the absorption by the host liquid crystal and the glass substrate and the reflection loss of the device were corrected.

また、各偏光に対するＡ及びＡ⊥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。Also, using A and A⊥ for each polarization, The value of the order parameter (S) was calculated from

以上の結果を後記第２表のNo.1に示す。The above results are shown in No. 1 of Table 2 below.

実施例２ 実施例１で準じた方法により、下記第２表におけるNo.2
〜No.17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16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（Ｓ）の測定及び算出を行つた。Example 2 According to the method according to Example 1, No. 2 in Table 2 below was used.
~ Anthraquinone compounds (pigments) of the present invention having the respective structural formulas shown in No. 17 were produced and isolated. The maximum absorption wavelength (λmax) and the order parameter (S) were measured and calculated in the same manner as in Example 1 except that each of the obtained 16 kinds of dye compounds was used.

以上の結果を下記第２表のNo.2〜No.17にまとめて示
す。The above results are summarized in No. 2 to No. 17 in Table 2 below.

（発明の効果） 本発明のアントラキノン系化合物は、液晶に溶解してゲ
ストホスト効果によりカラー表示を行う色素化合物とし
て高い二色性比及び液晶に対する良好な溶解性を示し、
本色素化合物を使用した液晶組成物によれば良好なカラ
ー表示を行うことができる。 (Effect of the Invention) The anthraquinone-based compound of the present invention exhibits a high dichroic ratio and good solubility in liquid crystals as a dye compound that dissolves in liquid crystals and performs color display by the guest-host effect.
A liquid crystal composition using the present dye compound can provide good color display.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】一般式〔Ｉ〕 （式中R¹は水素原子、アルキル基またはアルコキシ基を
示し、R²は、置換基を有していてもよいアリール基、置
換基を有していてもよいシクロアルキル基または複素環
基を示す。）で表わされるアントラキノン系化合物。1. A general formula [I] (In the formula, R ¹ represents a hydrogen atom, an alkyl group or an alkoxy group, R ² represents an aryl group which may have a substituent, a cycloalkyl group which may have a substituent or a heterocyclic group. Anthraquinone compound represented by 【請求項２】一般式〔Ｉ〕 （式中R¹は水素原子アルキル基またはアルコキシ基を示
し、R²は置換基を有していてもよいアリール基、置換基
を有していてもよいシクロアルキ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
ることを特徴とする液晶組成物。2. A general formula [I] (In the formula, R ¹ represents a hydrogen atom alkyl group or an alkoxy group, and R ² represents an optionally substituted aryl group, an optionally substituted cycloalkyl group or a heterocyclic group. ) A liquid crystal composition comprising an anthraquinone compound represented by