JPH0362752B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は液晶組成物に関し、特に特定の色素を
含む液晶組成物を対向する二枚の電極板間に介在
させ、液晶のゲスト・ホスト効果を利用して良好
なカラー表示を可能にした電気光学素子に用いる
液晶組成物に関する。 一般に液晶を用いた表示方式には液晶物質自体
の電気光学的効果を用いる方式と、他の混入物と
の相互作用の結果生ずる電気光学的効果を利用す
る方式とがある。後者の代表的なものとしては、
ネマチツク液晶、コレステリツク液晶あるいはス
メクチツク液晶のいずれの液晶に多色性色素と呼
ばれる色素を溶解した液晶組成物を用いた表示方
式がある。 本発明はこのうち後者の方式に用いる液晶組成
物に関する。 多色性色素と呼ばれる色素は大きく２つの種類
に分けることができる。第一の種類は、可視光の
吸収遷移モーメントの方向が分子の長軸方向と殆
ど平行であり、ゲスト分子として、ホストである
液晶中に溶解したとき色素分子長軸が液晶分子軸
の配列方向と同方向に配列する性質をもつた色素
である。このような色素は平行二色性を有する多
色性色素と呼ばれる。第二の種類は、可視光の吸
収遷移モーメントの方向は平行二色性色素の場合
とは異なり分子の長軸方向に対して殆ど垂直であ
るが、ゲスト分子として液晶中に溶解したときに
は平行二色性色素の場合と同様に、色素分子長軸
が液晶分子軸の配列方向と同方向に配列する性質
を持つた色素である。このような色素は垂直二色
性を有する多色性色素と呼ばれる。本発明はこの
うち第２のもの、すなわち垂直二色性を有する多
色性色素を含有する液晶組成物に関する。 平行二色性もしくは垂直二色性を有する多色性
色素の特徴は、色素分子の吸収遷移モーメントと
光の電気ベクトルとの相対的な方向に応じて光の
吸収強度が決まるという点にある。すなわち、吸
収遷移モーメントの方向が光の電気ベクトルに対
して平行になつたときが最も吸収強度が大きく、
垂直になつたときが最も吸収強度が小さい。 従つて、平行二色性を有する多色性色素の場合
には、第１図に示すように、矢印１で示す方向に
偏光した光２に対して３のような方向に色素分子
が向いているときに吸収強度が大きく、それに対
して４及び５のような方向を向いているときに吸
収強度が小さい。逆に垂直二色性を有する多色性
色素の場合には色素分子が光に対して第１図中の
４及び５のような方向を向いているときに吸収強
度が大きく、３のような方向を向いているときに
吸収強度が小さい。 このような多色性色素を含むネマチツク液晶、
コレステリツク液晶またはスメチツク液晶を対向
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や流動特性等に基づい
て、液晶分子は撹乱運動を起こしたり、あるいは
電場方向に揃つた分子配列をしたりする。このと
き多色性色素分子も液晶分子とともに運動を起す
ので、多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ひき起こされるこ
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、電気的制御によるカラー表示
装置を構成することができる。（“Guest−Host
Interaction in Nematic Liquid Crystals：Ａ
New Electro−Optic Effects”G.H.Heilmeier
and L.A.Zanoni、Applied Physics Letters、第
13巻、91ページ（1968年）参照。） 例えば、平行二色性を有する多色色素を含み、
かつ、誘電異方性が正であるネマチツク液晶を、
液晶と接する面をホモジニアス配向処理を施し、
互いに平行に対向させた二枚の透明電極板間に介
在させると、液晶分子はその分子長軸が電極面に
平行かつ一定方向に配列するホモジニアス配向を
形成する（第２図参照）。このとき液晶中に溶解
している多色性色素分子１０も、その長軸が電極
面に平行かつ一定方向に配列する。このような配
列状態をとつているゲスト・ホスト物質中を、電
極面に垂直な方向に進行し、かつ、偏光板１３に
よつて液晶の配向方向と同方向に偏光させた白色
光１１が伝播すると、その電気ベクトルは多色性
色素分子長軸と平行になるので、特定の波長領域
が多色性色素分子によつて特に強く吸収され、結
果としてゲスト・ホスト物質は強い着色状態をと
る。次にこのような配列をとつている液晶物質
に、前記透明電極板を通じて電界を加えると、ホ
スト液晶の誘電異方性が正であるので、ホスト液
晶分子９およびゲストの多色性色素分子はその長
軸が電極面に垂直に配列したホメオトロピツク配
向をとる（第３図参照。）。このとき多色性色素分
子の長軸は入射白色偏光１１の電気ベクトルに垂
直になるので、入射光は多色性色素分子によつて
殆ど吸収されず、ゲスト・ホスト物質は弱く着色
した状態に見える。このような強い着色状態およ
び弱い着色状態の差を利用して、電気的な駆動に
よる表示が可能になる。 上記例は色素として平行二色性色素を用いた場
合であるが、垂直二色性色素を用いると上記例と
は全く逆の効果が得られる。すなわちゲスト・ホ
スト物質が第２図のような配向状態では弱く着色
して見え、第３図のような配向状態では強く着色
して見える。 このように垂直二色性色素を用いることにより
従来の平行二色性色素を用いたゲスト・ホスト型
液晶表示素子の場合と全く同じ素子構成、液晶配
向状態、ホスト液晶を用いて、平行二色性色素の
場合と濃淡が全く逆になつた表示が可能になる。 さらに互いに色相の異なる垂直二色性色素と平
行二色性色素とをゲストとして併用することによ
りカラースイツチング表示が可能になる。すなわ
ち、ゲスト・ホスト物質が第２図のような配向状
態をとつている場合には、平行二色性色素の色
が、また第３図のような配向状態をとつている場
合には垂直二色性色素の色が、それぞれ観察され
ることになる。このような効果を利用してカラー
スイツチング表示を行つた例は“Field−induced
color switching in Iiquid crystal displays”
M.Scnadt、Journal of Chemical Physics、第
71巻、2336ページ（1980年発行）などに見られ
る。 以上はホスト液晶としてネマチツク液晶を使用
した例であつたが、ホスト液晶としてコレステリ
ツク液晶またはスメクチツク液晶を用いた場合で
も、適当な素子構成と駆動方法を用いれば、ネマ
チツク液晶およびコレステリツク液晶の場合と同
様に強い着色状態と弱い着色状態との差を利用し
て表示が可能になる。 上記のようなゲスト・ホスト効果を利用した液
晶表示素子において、優れた表示のコントラスト
を得るためには、ゲストである多色性色素が一方
の配列状態で強い着色を示し、他方の配列状態で
透明に近い非着色状態となるような性質をもつて
いなければならない。強い着色状態を与えるため
には、多色性色素分子の吸収遷移モーメントが入
射白色光の電気ベクトルにできるだけ平行、すな
わち光の伝播方向にできるだけ垂直に配列される
必要があり、他方、透明に近い非着色な状態を与
えるためには、多色性色素分子の吸収遷移モーメ
ントが入射白色光の電気ベクトルにできるだけ垂
直、すなわち光の伝播方向にできるだけ平行に配
列される必要がある。 多色性色素分子の、液晶中での特定な方向に対
する配列の秩序正しさが、素子のコントラストを
左右することになる。 液晶媒体中における色素分子の配列の秩序正し
さは、通常、オーダー・パラメーター（配向秩序
度）と呼ばれる数値か、あるいは二色比と呼ばれ
る数値で表わされる。オーダー・パラメーター
（通常、記号Ｓで表わす）は色素分子の吸収遷移
モーメントの、液晶分子の配向方向（通常、デイ
レクターと呼ばれるベクトルで表わされる）に対
す平行度を表わし、次のように定義される。 Ｓ＝１／２（３²−１） 式中、cos²θの項は時間平均されており、θは
多色性色素の吸収遷移モーメント・ベクトルと液
晶の配向方向（デイレクター）とのなす角度であ
る。 液晶中に溶解された多色性色素のオーダー・パ
ラメーターＳは次式を用いて求めることができ
る。 Ｓ＝Ａ−Ａ⊥／2A⊥＋Ａ 式中、Ａ、Ａ⊥はそれぞれホスト液晶の配向
方向（デイレクター）に対して平行および垂直に
偏光した光に対する色素分子の吸光度を表わす。
また、二色比（通常、記号Ｒで表わす。）は、Ａ
およびＡ⊥から、次式により求めることができ
る。 Ｒ＝Ａ／Ａ⊥ 従つて、吸収スペクトルの測定により、Ａ、
Ａ⊥を求めれば、色素の、ホスト液晶中における
オーダー・パラメーターＳおよび二色比Ｒが得ら
れ、色素の配向性を評価することができる。 ホスト液晶中に溶解された多色性色素のオーダ
ー・パラメーターＳの値は、平行二色性を有する
多色性色素の場合には０から１の間の値をとり、
一方本発明で取扱う垂直二色性色素の場合には０
から−0.5の間の値をとる。また、二色比Ｒの値
は平行二色性色素の場合は１以上に、垂直二色性
色素の場合には１以下になる。 多色性色素は一般に細長い形状をしており、こ
のような分子構造上、その二色性は一般に平行二
色性となる。現在までに開発されてきたメロシア
ニン系、アゾ系、アントラキノン系等の多色性色
素は殆どすべてが平行二色性を有する色素であ
る。このような平行二色性色素の例は、特開昭50
−56386号公報、特開昭52−2885号公報、特開昭
53−126033号公報、特開昭54−71088号公報、特
開昭55−123673号公報等に見られる。 これに対して垂直二色性色素の方は、吸収遷移
モーメントの方向づけと配向性の両立が分子構造
的に難しく、現在のところあまり研究されていな
い。垂直二色性色素で実用的特性を有するものと
しては特開昭54−110185号公報に見られるテトラ
ジン系の色素 （R′，R″はハロゲン原子、アルキル基、アルコ
キシ基等を表わす） が知られているのみである。 本発明者等はかかる従来技術に鑑み、様々な色
相を実現できる垂直二色性色素の分子構造を鋭意
検討した結果、黄、赤、紫、青等の色相で垂直二
色性を示すアントラキノン系多色性色素を得た。 本発明の特徴は、下記一般式〔〕〜〔〕式
で示されるアントラキノン系色素で、かつ、垂直
二色性を示す色素を少なくとも一種含有すること
を特徴とする液晶組成物にある。 〔式中、R³，R⁴は、アルコキシ基、アルコキシ
カルボニル基もしくはアルキルカルボニルオキシ
基で置換されていてもよいアルキル基、アルケニ
ル基、フエネチル基

【式】〔但し、R⁵ は、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシル
基、

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】

【式】（R″はアルキル基を示 す）、ジアルキルアミノ基、塩素原子、ニトロ基、
シアノ基を表す〕または

【式】（但 し、R⁶は、アルキル基またはアルコキシ基を示
す）を表す。〕 〔式中、R³，R⁴はアルキル基、

【式】 （但し、R⁵はアルキル基、アルコキシ基を示す）
または

【式】（但し、R⁶はアルキル 基、アルコキシ基を示す）を表す。〕 〔式中、R³，R⁴は

【式】（但し、R⁵ はアルキル基、アルコキシ基を示す）を表す。〕 〔式中、R³，R⁴は、アルコキシ基、アルコキシ
カルボニル基もしくはアルキルカルボニルオキシ
基で置換されていてもよいアルキル基、アルケニ
ル基、フエネチル基を表す。〕 〔式中、R⁷はアルキル基またはアルコキシ基を、
R⁸はアルコキシカルボニル基もしくはアルキル
カルボニルオキシ基で置換されたアルキル基、ア
ルコキシ基で置換されたフエネチル基、アルケニ
ル基、

【式】または

【式】（R⁹は、アルキル基また はアルコキシ基を示す）を表す。〕 〔式中、R¹⁰およびR¹¹はアルキル基またはアル
コキシ基を表す。〕 〔式中、R¹⁰およびR¹¹はアルキル基またはアル
コキシ基を表す。〕 〔式中、R¹⁰およびR¹¹はアルキル基を表す。〕 一般式〔〕におけるR³及びR⁴の具体例とし
ては、メチル基、エチル基、直鎖状もしくは分岐
鎖状のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキ
シル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デ
シル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデ
シル基等のアルキル基；エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基等のアルコキシ基、エトキシカル
ボニル基、プロポキシカルボニル基、ブトキシカ
ルボニル基のアルコキシカルボニル基またはアセ
トキシ基、プロピオニルオキシ基等のアルキルカ
ルボニルオキシ基で置換されたアルキル基；アリ
ル基、プロペニル基、ブテニル基等のアルケニル
基；フエネチル基；４位がメチル基、エチル基、
プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基
等のアルキル基またはメトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、
ヘキシルオキシ基等のアルコキシ基で置換されて
もよいシクロヘキシル基；あるいはＰ位の置換基
を有するフエニル基があげられる。この置換基と
して、アルキル基、アルコキシ基、４−アルキル
置換シクロヘキシル基、Ｐ−アルキルフエニル
基、ヒドロキシル基、４−アルキルシクロヘキシ
ルカルボニルオキシ基、Ｐ−アルキルベンゾイル
アミノ基、４−アルキルシクロヘキシルカルボニ
ルアミノ基、Ｐ−アルキルフエニルスルホニルオ
キシ基、Ｐ−アルキルフエニルスルホニルアミノ
基、Ｐ−アルキルフエノキシカルボニル基、ジア
ルキルアミノ基、塩素原子、ニトロ基またはシア
ノ基があげられる。このフエニル基の置換基とし
ての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、ヘプチル基、オクチル基等があげられ
る。アルコキシ基の具体例としては、メトキシ
基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペ
ンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ペプチルオ
キシ基、オクチルオキシ基等があげられる。４−
アルキル置換シクロアルキル基の具体例としては
４−プロピルシクロヘキシル基、４−ペンチルシ
クロヘキシル基等があげられる。Ｐ−アルキルフ
エニル基の具体例としては、Ｐ−トリル基、Ｐ−
ブチルフエニル基、Ｐ−ペンチルフエニル基等が
あげられる。４−アルキルシクロヘキシルカルボ
ニルオキシ基の具体例としては、４−ブチルシク
ロヘキシルカルボニルオキシ基、４−ペンチルシ
クロヘキシルカルボニルオキシ基等があげられ
る。Ｐ−アルキルシクロヘキシルカルボニルアミ
ノ基の具体例としては、４−ブチルシクロヘキシ
ルカルボニルアミノ基、４−ペンチルシクロヘキ
シルカルボニルアミノ基等が挙げられ、Ｐ−アル
キルベンゾイルアミノ基の具体例としては、Ｐ−
トルオイルアミノ基、Ｐ−ブチルベンゾイルアミ
ノ基等があげられる。Ｐ−アルキルフエニルスル
ホニルオキシ基の具体例としては、トシルオキシ
基、Ｐ−ブチルフエニルスルホニルオキシ基等が
あげられる。Ｐ−アルキルフエニルスルホニルア
ミノ基の具体例としては、トシルアミノ基、Ｐ−
ブチルフエニルスルホニルアミノ基等があげられ
る。Ｐ−アルキルフエニルオキシカルボニル基の
具体例としては、Ｐ−トリルオキシカルボニル
基、Ｐ−ブチルフエニルオキシカルボニル基等が
あげられる。ジアルキルアミノ基の具体例として
は、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプ
ロピルアミノ基、ジブチルアミノ基等があげられ
る。 一般式〔〕におけるR³及びR⁴において、ア
ルキル基の具体例としては、メチル基、エチル
基、直鎖状もしくは分岐鎖状のプロピル基、ブチ
ル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オ
クチル基、ノニル基、デシル基、ドデシル基、ペ
ンタデシル基、オクタデシル基等が挙げられ、ア
ルコキシ基の具体例としてはエトキシ基、プロポ
キシ基、ブトキシ基等があげられ、

【式】におけるR⁵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、ヘプチル基、オクチル基等
のアルキル基；及びメトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘ
キシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオ
キシ基等のアルコキシ基が挙げられ、

【式】におけるR⁶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、ヘキシル基等のアルキル基またはメト
キシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ
基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基等のア
ルコキシ基が挙げられる。 一般式〔〕におけるR³及びR⁴において

【式】におけるR⁵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、ヘプチル基、オクチル基
等のアルキル基；及びメトキシ基、エトキシ基、
プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、
ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチル
オキシ基等のアルコキシ基が挙げられる。 一般式〔〕におけるR³及びR⁴の具体例とし
ては、メチル基、エチル基、直鎖状もしくは分岐
鎖状のプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキ
シル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デ
シル基、ドデシル基、ペンタデシル基、オクタデ
シル基等のアルキル基が挙げられ、これらはエト
キシ基、プロポキシ基、ブトキシ基等のアルコキ
シ基、エトキシカルボニル基、プロポキシカルボ
ニル基、ブトキシカルボニル基等のアルコキシカ
ルボニル基またはアセトキシ基、プロピオニルオ
キシ基等のアルキルカルボニルオキシ基で置換さ
れていてもよい。 この他、アリル基、プロペニル基、ブテニル基
等のアルケニル基；フエネチル基も挙げられる。 一般式〔〕においてR⁷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、ヘプチル基、オクチル基等のアルキ
ル基及びメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ
基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオ
キシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等
のアルコキシ基が挙げられる。 R⁸としては、エトキシカルボニルエチル基、
ブトキシカルボニルエチル基等のアルコキシカル
ボニル基で置換されたアルキル基；アセトキシエ
チル基、プロピオニルオキシエチル基等のアルコ
キシカルボニルオキシ基で置換されたアルキル
基；アルコキシ基で置換されたフエネチル基；ア
リル基又はブテニル基等のアルケニル基；Ｐ−ト
リル基、Ｐ−プロピルフエニル基、Ｐ−ブチルフ
エニル基、Ｐ−ヘキシルフエニル基、Ｐ−メトキ
シフエニル基、Ｐ−プロポキシフエニル基、Ｐ−
ペンチルオキシフエニル基等の

【式】 で示される基；トシルスルホニル基、Ｐ−エチル
フエニルスルホニル基、Ｐ−ブチルフエニルスル
ホニル基、Ｐ−メトキシフエニルスルホニル基、
Ｐ−ブトキシフエニルスルホニル基等の

【式】で示される基が挙げられ る。 一般式〔〕において、R¹⁰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、ヘプチル基、オク
チル基等のアルキル基；及びメトキシ基、エトキ
シ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキ
シ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オ
クチルオキシ基等のアルコキシ基が挙げられる。 また

【式】で表わされる基の具体 例としては、Ｐ−トリル基、Ｐ−プロピル基、Ｐ
−プロピルフエニル基、Ｐ−ブチルフエニル基、
Ｐ−ヘキシルフエニル基等のＰ−アルキルフエニ
ル基及びＰ−メトキシフエニル基、Ｐ−プロポキ
シフエニル基、Ｐ−ペンチルオキシフエニル基等
のＰ−アルコキシフエニル基が挙げられる。 一般式〔〕において、R¹⁰及びR¹¹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、ヘプチル基、
オクチル基等のアルキル基；及びメトキシ基、エ
トキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチル
オキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ
基、オクチルオキシ基等のアルコキシ基が挙げら
れる。 一般式〔〕において、R¹⁰及びR¹¹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、ヘプチル基、
オクチル基等のアルキル基が挙げられる。 本発明で用いるネマチツク液晶としては、動作
温度範囲でネマチツ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
のようなネマチツク液晶に旋光物質を加えること
により、コレステリツク状態をとらせることがで
きる。ネマチツク液晶の例としては第１表に示さ
れる物質、あるいはこれらの誘導体があげられ
る。

【表】

【表】

【表】 上記表中、R′はアルキル基またはアルコキシ
基を、Ｘはニトロ基、シアノ基、またはハロゲン
原子を表わす。 第１表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、シツフ系、ピリミジン系、ジエス
テル系あるいはビフエ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、適当な素子構成および駆動
法を用いればそのまま使用できることは勿論であ
る。 本発明で用いるホスト液晶物質は第１表に示し
た液晶化合物またはそれらの混合物のいずれでも
よいが、次の４種類の液晶化合物 の混合物として、メルク社からZLI−1132という
商品名で販売されている液晶物質および、次の４
種類の液晶化合物 の混合物として、British Drug House社からＥ
−７という商品名で販売されている液晶物質が本
発明においては特に有用であることがわかつた。 本発明に使用する素子としては公知の液晶表示
用素子を使用できる。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３〜100μ
ｍ、特に５〜50μｍが実用的見地から好ましい。 以下に、本発明の液晶組成物に使用される垂直
二色性多色性アントラキノン系色素の例およびこ
れらの色素を用いた液晶組成物について実施例に
より具体的に説明する。 実施例 １ 本発明に使用される多色性アントラキノン系色
素の例を、その色相とともに下記第２表〜第９表
に示す。

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】

【表】 第２表〜第９表に記載した各色素の特性は次の
ようにして調べた。すなわち、前述のフエニルシ
クロヘキサン系混合液晶ZLI−1132に、多色性色
素として、第２表〜第９表に示す色素のいずれか
を添加し、70℃以上に加熱し、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
工程を繰返し行い、色素を溶解した。 このように調製した上記液晶組成物を、透明電
極を有し、液晶と接する面を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10〜100μｍ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
組成物は、第１図に示すようなホモジニアス配無
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。 さらに、液晶分子の配向方向に対して平行に偏
光した光および垂直に偏光した光の各々を用いて
上記ゲスト・ホスト素子の吸収スペクトルの測定
を行い上記各偏光に対する色素の吸光度Ａ、Ａ
⊥を調べたところ、いずれの色素もＡ⊥の方がＡ
よりも大きく、垂直二色性を示すことがわかつ
た。 さらに、本実施例ゲスト色素の実用的安定性に
関して知見を得るために促進劣化試験を実施し
た。上記色素を溶解した上記液晶を、上記素子に
封入したものをサンシヤイン・ウエザーメーター
中に100時間放置し、吸光度の減少率を追跡した。
その結果、本実施例色素のいずれも促進劣化時間
100時間で、吸光度の減少率が10％以下であり安
定性が優れていることがわかつた。なお本実施例
で使用した透明ガラス基板は、300nｍ（３×10^-4
mm）以下の波長で光透過率が殆どゼロであつた。 実施例 ２ 前述のフエニルシクロヘキサン系混合液晶ZLI
−1132を、次の色素（赤味黄） で飽和させた液晶組成物を、実施例１で用いたも
のと全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプは約
100μｍ）に封入した。このような素子内では上
記液晶組成物は第２図のようなホモジニアス配向
をとる。液晶分子の配向方向に対して平行に偏光
した光および垂直に偏光した光の各々を用いて、
上記ゲスト・ホスト素子の吸収スペクトルの測定
を行い上記各偏光に対する色素の吸光度Ａおよ
びＡ⊥と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、ホスト液晶による吸収およ
び素子の反射損失に関して補正を行つた。このよ
うにして求めた上記各偏光に対する色素の吸光度
の値ＡおよびＡ⊥の値を用いて、前述の式 Ｓ＝Ａ−Ａ⊥／2A⊥＋Ａ からオーダー・パラメーターＳの値を、また式 Ｒ＝Ａ−Ａ⊥ から二色比Ｒの値をそれぞれ算出した。 上記のようにして求めた本実施例色素の吸収ス
ペクトルを第４図に示す。図中、曲線１５はＡ
を曲線１６はＡ⊥をそれぞれ示す。吸収ピーク
は471nｍおよび494nｍに見られ、このうち最大
吸収波長は494nｍである。最大吸収波長におけ
るＡは0.794、Ａ⊥は1.294であつた。従つて本
実施例色素のオーダー・パラメーターＳは−
0.15、二色比Ｒは0.61となる。 実施例 ３ 実施例２で用いたものと全く同様の液晶に多色
性色素として次の色素（赤味黄） を0.30重量パーセント添加した液晶組成物を実施
例２と全く同様の素子（但し基板間ギヤツプは約
100μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収スペ
クトルを測定した。そのスペクトルを第５図に示
す。図中、曲線１７はＡを、曲線１８はＡ⊥を
それぞれ示す。吸収ピークは472nｍおよび493n
ｍに見られ、このうち最大吸収波長は493nｍで
ある。最大吸収波長におけるＡは0.439、Ａ⊥
は0.898であつた。従つて本実施例色素のオーダ
ー・パラメーターＳは−0.21、二色比Ｒは0.49と
なる。 実施例 ４ 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（赤味黄） で飽和させた液晶組成物を実施例２と全く同様の
素子（但し基板間ギヤツプは約100μｍ）に封入
し、実施例２と同様に吸収スペクトルを測定し
た。そのスペクトルを第６図に示す。図中、曲線
１９はＡを、曲線２０はＡ⊥をそれぞれ示す。
吸収ピークは464nｍおよび496nｍに見られ、こ
のうち最大吸収波長は496nｍである。最大吸収
波長におけるＡは0.067、Ａ⊥は0.116であつ
た。従つて本実施例色素のオーダー・パラメータ
ーＳは−0.16、二色比Ｒは0.58となる。 実施例 ５ 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（青味赤） で飽和させた液晶組成物を実施例２と全く同様の
素子（但し基板間ギヤツプは約100μｍ）に封入
し、実施例２と同様に吸収スペクトルを測定し
た。そのスペクトルを第７図に示す。図中、曲線
２１はＡを、曲線２２はＡ⊥をそれぞれ示す。
吸収ピークは543nｍおよび584nｍに見られ、こ
のうち最大吸収波長は543nｍである。最大吸収
波長におけるＡは0.056、Ａ⊥は0.214であつ
た。従つて、本実施例色素のオーダー・パラメー
ターＳは−0.33、二色比Ｒは0.26となる。 実施例 ６ 実施例２で用いたものと全く同様の液晶に、次
の色素（赤） を0.19重量パーセント添加した液晶組成物を実施
例２と全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプは
約100μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収ス
ペクトルを測定した。そのスペクトルを第８図に
示す。図中、曲線２３はＡを、曲線２４はＡ⊥
をそれぞれ示す。吸収ピークは490nｍ、508nｍ
および544nｍに見られ、このうち最大吸収波長
は508nｍである。最大吸収波長におけるＡは
0.113、Ａ⊥は0.451であつた。従つて、本実施例
色素のオーダー・パラメーターＳは−0.33、二色
比Ｒは0.25となる。 実施例 ７ 実施例２で用いたものと全く同様の液晶に、次
の色素（黄味赤） を0.29重量パーセント添加した液晶組成物を実施
例と全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプは約
100μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収スペ
クトルを測定した。そのスペクトルを第９図に示
す。図中、曲線２５はＡを、曲線２６はＡ⊥を
それぞれ示す。吸収ピークは472nｍ、499nｍお
よび533nｍに見られ、このうち最大吸収波長は
499nｍである。最大吸収波長におけるＡは
0.169、Ａ⊥は0.646であつた。従つて、本実施例
色素のオーダー・パラメーターは−0.33、二色比
Ｒは0.26となる。 実施例 ８ 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（黄味赤） を0.25重量パーセント添加した液晶組成物を実施
例２と全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプは
約100μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収ス
ペクトルを測定した。そのスペクトルを第１０図
に示す。図中、曲線２７はＡを、曲線２８はＡ
⊥をそれぞれ示す。吸収ピークは471nｍ、495n
ｍおよび528nｍに見られ、このうち最大吸収波
長は495nｍである。最大吸収波長におけるＡ
は0.244、Ａ⊥は1.046であつた。従つて本実施
例色素のオーダー・パラメーターＳは−0.34、二
色比Ｒは0.24となる。 実施例 ９ 実施例２で用いたものと全く同様の液晶に、次
の色素（黄） で飽和させた液晶組成物を実施例２と全く同様の
素子（但し、基板間ギヤツプは約100μｍ）に封
入し、実施例２と同様に吸収スペクトルを測定し
た。そのスペクトルを第１１図に示す。図中、曲
線２９はＡを、曲線３０はＡ⊥をそれぞれ示
す。最大吸収波長は450nｍであつた。最大吸収
波長におけるＡは0.195、Ａ⊥は0.275であつ
た。従つて本実施例色素のオーダー・パラメータ
ーＳは−0.11、二色比Ｒは0.71となる。 実施例 10 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（黄） で飽和させた液晶組成物を実施例２と全く同様の
素子（但し、基板間ギヤツプは約100μｍ）に封
入し、実施例２と同様に吸収スペクトルを測定し
た。そのスペクトルを第１２図に示す。図中、曲
線３１はＡを、曲線３２はＡ⊥をそれぞれ示
す。最大吸収波長は460nｍであつた。最大吸収
波長におけるＡは0.040、Ａ⊥は0.046であつ
た。従つて本実施例色素のオーダー・パラメータ
ーＳは−0.05、二色比Ｒは0.87となる。 実施例 11 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（赤味黄） を0.43重量パーセント添加した液晶組成物を、実
施例２と全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプ
は約100μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収
スペクトルを測定した。そのスペクトルを第１３
図に示す。図中、曲線３３はＡを、曲線３４は
Ａ⊥をそれぞれ示す。最大吸収波長は482nｍで
ある。最大吸収波長におけるＡは0.258、Ａ⊥
は0.396であつた。従つて本実施例色素のオーダ
ー・パラメーターＳは−0.13、二色比Ｒは0.65と
なる。 実施例 12 実施例２で用いたものと全く同様の液晶に次の
色素（紫） を0.56重量パーセント添加した液晶組成物を、実
施例２と全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプ
は約10μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収ス
ペクトルを測定した。そのスペクトルを第１４図
に示す。図中、曲線３７はＡを、曲線３８はＡ
⊥をそれぞれ示す。吸収ピークは546nｍおよび
584nｍに見られ、このうち最大吸収波長は546n
ｍである。最大吸収波長におけるＡは0.072、
Ａ⊥は0.122であつた。従つて本実施例色素のオ
ーダー・パラメーターＳは−0.16、二色比Ｒは
0.59となる。 実施例 13 実施例２で用いたものと全く同様の液晶に次の
色素（青） を0.35重量パーセント添加した液晶組成物を、実
施例２と全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプ
は約50μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収ス
ペクトルを測定した。そのスペクトルを第１５図
に示す。図中、曲線３９はＡを、曲線４０はＡ
⊥をそれぞれ示す。最大吸収波長は592nｍであ
つた。最大吸収波長におけるＡは0.295、Ａ⊥
は0.358であつた。従つて、オーダー・パラメー
ターＳは−0.06、二色比Ｒは0.82となる。 実施例 14 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（緑味青） で飽和させた液晶組成物を、実施例２と全く同様
の素子（但し、基板間ギヤツプは約100μｍ）に
封入し、実施例２と同様に吸収スペクトルを測定
した。そのスペクトルを第１６図に示す。図中、
曲線４１はＡを、曲線４２はＡ⊥をそれぞれ示
す。吸収ピークは600nｍおよび642nｍに見られ、
そのうち最大吸収波長は642nｍであつた。最大
吸収波長におけるＡは0.360、Ａ⊥は0.418であ
つた。従つて本実施例色素のオーダー・パラメー
ターＳは−0.05、二色比Ｒは0.86となる。 実施例 15 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（青味赤） で飽和させた液晶組成物を、実施例２と全く同様
の素子（但し、基板間ギヤツプは約100μｍ）に
封入し、実施例２と同様に吸収スペクトルを測定
した。そのスペクトルを第１７図に示す。図中、
曲線４３はＡを、曲線４４はＡ⊥をそれぞれ示
す。吸収ピークは518nｍ、555nｍおよび590nｍ
に見られ、そのうち最大吸収波長は555nｍであ
つた。最大吸収波長におけるＡは0.193、Ａ⊥
は0.361であつた。従つて本実施例色素のオーダ
ー・パラメーターＳは−0.18、二色比Ｒは0.53と
なる。 実施例 16 実施例２で用いたものと全く同様の液晶を、次
の色素（紫） を0.30重量パーセント添加した液晶組成物を、実
施例２と全く同様の素子（但し、基板間ギヤツプ
は約50μｍ）に封入し、実施例２と同様に吸収ス
ペクトルを測定した。そのスペクトルを第１８図
に示す。図中、曲線４５はＡを、曲線４６はＡ
⊥を、それぞれ示す。吸収ピークは505nｍ、
544nｍおよび580nｍに見られ、そのうち最大吸
収波長は544nｍであつた。最大吸収波長におけ
るＡは0.236、Ａ⊥は0.386であつた。従つて本
実施例色素のオーダー・パラメーターＳは−
0.15、二色比Ｒは0.61となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多色性色素と光との相対的な方向関係
を示す略図、第２図は本発明の実施例素子の電圧
無印加状態の略示的断面図、第３図は本発明の実
施例素子の電圧印加状態の略示的断面図、第４図
ないし第１８図は本発明の実施例２〜16の表示素
子の分光特性を示すグラフである。 ６……観察者、７……透明ガラス基板、８……
透明電極、９……液晶分子、１０……多色性色素
分子、１１……入射白色光、１３……偏光板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 液晶化合物と、下記一般式〔〕〜〔〕式
   で示されるアントラキノン系色素で、かつ、垂直
   二色性を示す色素を少なくとも一種含有すること
   を特徴とする液晶組成物。 〔式中、R³，R⁴は、アルコキシ基、アルコキシ
   カルボニル基もしくはアルキルカルボニルオキシ
   基で置換されていてもよいアルキル基、アルケニ
   ル基、フエネチル基、【式】〔但し、 R⁵は、アルキル基、アルコキシ基、ヒドロキシ
   ル基、【式】【式】 【式】 【式】 【式】 【式】 【式】 【式】（R″はアルキル基を示 す）、ジアルキルアミノ基、塩素原子、ニトロ基、
   シアノ基を表す〕または【式】（但 し、R⁶は、アルキル基またはアルコキシ基を示
   す）を表す。〕 〔式中、R³，R⁴はアルキル基、【式】 （但し、R⁵はアルキル基、アルコキシ基を示す）
   または【式】（但し、R⁶はアルキル 基、アルコキシ基を示す）を表す。〕 〔式中、R³，R⁴は【式】（但し、R⁵ はアルキル基、アルコキシ基を示す）を表す。〕 〔式中、R³，R⁴は、アルコキシ基、アルコキシ
   カルボニル基もしくはアルキルカルボニルオキシ
   基で置換されていてもよいアルキル基、アルケニ
   ル基、フエネチル基を表す。〕 〔式中、R⁷はアルキル基またはアルコキシ基を、
   R⁸はアルコキシカルボニル基もしくはアルキル
   カルボニルオキシ基で置換されたアルキル基、ア
   ルコキシ基で置換されたフエネチル基、アルケニ
   ル基、【式】または 【式】（R⁹は、アルキル基また はアルコキシ基を示す）を表す。〕 〔式中、R¹⁰およびR¹¹はアルキル基またはアル
   コキシ基を表す。〕 〔式中、R¹⁰およびR¹¹はアルキル基またはアル
   コキシ基を表す。〕 〔式中、R¹⁰およびR¹¹はアルキル基を表す。〕