JPS6264865A - 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 - 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および該化合物
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
対向する一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なうこ
とが知られている。

かかる液晶組成物に使用される色素化合物は、特に、二
色性比が高いこと、液晶に対して高い溶解性を有するこ
と等の性質を有することが必要である。

本発明者らは、上記性質を有し、黄色〜黄橙色の色相を
示す色素化合物を提供すべく、アントラキノン系化合物
に着目して検討を行なった。

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は知られている（特開
昭５７−りＪ（７４７号公報、特開昭Ｓクーｔｒｔｒコ
６コ号公報等）。

しかしながら、本発明者らの検討によれば従来のアント
ラキノン系化合物が必ずしも前述の様な液晶組成物で使
用する色素化合物に要求されるような性質を満足するも
のではないことが分った。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明は、高い二色性比及び液晶に対して良好
な溶解性を示すアントラキノン系化金物を提供すること
及び良好なカラー表示が行なえる液晶組成物を提供する
ことを目的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、一般式〔Ｉ〕 〔式中、Ｒ１は−ｃｏｏ％ｉ”で表わされる基または−
ＣＨ−ＣＨ−ＣＯＯＲ’で表わされる基を示し、Ｒ２は
水素原子、＋ＣＨ−ＣＭ音Ｃ０ＯＲ’　　で表わされる
基、アルキル基、アルコキシ基、−ｏ＋ｃＨ，ｃＨ，ｏ
＋−ｕ？で表わされる基、ハロゲン原子、アリール基、
シクロアルキル基マたハトランス−＋−フルキルシクロ
ヘキシル基を示し、Ｂｊは、水素原子またはアルキル基
を示し　Ｒ４は、アルキル基、％　ＯＨ，ＣＨ，ＯＶ−
Ｒ’　テ表わされる基、アリール基、シクロアルキル基
マたハトランスーダーアルキルシクロヘキシル基を示し
　ＲＩおよびＲ７はアルキル基を示し、Ｒ６はアルキル
基、＋ＣＨ，ＣＨ２Ｏ）Ｊ　Ｒ’で表わされる基、アリ
ール基、シクロアルキル基−１たけ）ランスーダーアル
キルシクロヘキシル基を示し、１およびｎはｉｙｓの整
数を示し、ｍはＯまたはｌを示す。〕で表わされるアン
トラキノン系化合物および該化合物を含有する液晶組成
物をその要旨とするものである。

本発明のアントラキノン系化合物は、前記一般式〔Ｉ〕
で表わされるものである。

式中、Ｂｔ、　ＨＡ、　Ｈ４、Ｒ３、Ｒ６オヨヒＲ７テ
表わされるアルキル基としては炭素数ｌ〜ｉｔ等のアル
キル基が挙げられる。ＲζＲ４およびＲ６で表わされる
アリール基としては、ダーアルキル（例えば、炭素数ｌ
〜１３のアルキル）フェニル基、ダーアルコキシ（例え
ば、炭素数／−／Ｊのアルコキシ）フェニル基、ビフェ
ニル基、シクロヘキシルフェニル基、トランスーダーア
ルキル（例えば、炭素数／　−／　、？のアルキル）シ
クロヘキシルフェニル基等が挙げられ、ククロアルキル
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−７−アルキル
シクロヘキシル基トシテは、トランスーダーアルキル（
例えば、炭素数ｌ〜／３のアルキル）シクロヘキシル基
が挙げられる。

また、Ｒ２で表わされるアルコキシ基としては、炭素数
／−／ｇ等のアルコキシ基が挙げられ、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
。

尚、上記の炭素数３以上のアルキル基またはアルコキシ
基は直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。

更に好ましくは、Ｒ２、Ｒ１、Ｒ４，Ｒ５、Ｒ６および
Ｒ？で表わされるアルキル基としては、炭素数ｌ〜ｇの
アルキル基が挙げられ、Ｒ１、Ｒ４およびＲ６で表わさ
れるアリール基としては、炭素数ｌ〜ｇのアルキルフェ
ニル基、アルボキシフェニル基、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（例えば
炭素ａｚ　ｘＪのアルキル）シクロヘキシルフェニル基
等が挙げられ、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、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−７−アルキル（例えば炭素
数ｌ〜ｇのアルキル）シクロヘキシル基が挙げられる。

捷だ、Ｒ２で表わされるアルコキシ基としては炭素数ｔ
ｙｇのアルコキシ基が挙げられる。

前記一般式［１］で示されるアントラキノン系化合物は
例えば次の方法により合成される。

Ｉ　Ｏ 〔■〕〔鬼〕 ［１１］ （上記一般式〔Ｉ〕〜［ＩＤにおけるＲ１及びＲ２は前
記と同義を示す。） 上記反応は、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またはジ
メチルスルホキシド、スルホラン等の溶媒を用い、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
アルカリ全綱水酸化物、酢酸カリウム、酢酸ナトリウム
等の酢酸基、または、トリエチルアミン等の有機酸結合
剤の存在下、５θ＝２００℃、好ましくは、ｇＯ〜１５
０〔の温度条件下で実施することが出来る。

本発明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。

第　　ｌ　　表 −１２＝ 上記第１表中、Ｒ′はアルキル基またはアルコキシ基を
、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、ジエステル系あるいはビフェ
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、適当な素子構成およ
び駆動法を用いればそのまま使用できる。

本発明で用いるホスト液晶物質は第１表に示した液晶ま
たはそれらの混合物のいずれでもよいが、次のり種類の
液晶 の混合物として、メルク社からＺＬＩ−／／３：１とい
う商品名で販売されている液晶、および、次のグ種類の
液晶 の混合物として、Ｂｒ１ｔｉｓｈ　Ｄｒｕｇ　Ｈｏｕｓ
ｅ　　社からＥ−７という闇品名で販売されている液晶
が本発明においては特に有用である。

本発明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、例えば、−一メチルブチル基、３−メチルブト
キシ基、３−メチルペンチ／１４，３−メチルペントキ
シ基、グーメチルヘキシル基、グ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。また特開昭５７−１１！！；’Ｉｌ−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−ショウノウ、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　−ショウノウ酸等の
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。

本発明の液晶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できる。すなわち、
一般に少くとも一方か透明な二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、二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〜ｉｏ。

μｍ、％に５〜Ｓθμｍが実用的見地から好ましい。

〔発明の効果〕

本発明のアントラキノン系化合物は、１位又は３位に櫨
換するフェニルチオキシ基のダ位に連結基−ＣＨ−ＣＨ
−Ｃｏｏ−またはトランスシクロヘキシルカルボン酸エ
ステルの基を導入することにより液晶に対し良好な溶解
性を示しまた、該化合物を含有する液晶組成物は二色性
比が高いので鮮明なカラー表示が可能である。

〔実施例〕

以下、実施例により本発明を説明するが、本発明はかか
る実施例により限定されるものではない。

なお、以下実施例中（）は、シクロヘキシル基のトラン
ス体を表わす。

また、以下に二色性比を示すオーダー・パラメータにつ
いて説明すれば、色票化合物のオーダー・パラメーター
Ｓは実験的には次式から求められる。

ここでＡ／およびＡ工は、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。

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ｌ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。

実施例１ 水酸化カリウムＳＯ■を溶解したＮ−メチルピロリドン
（ＮＭＰ）溶液−〇−中にｐ　−ｎ−ブチルチオフェノ
ール／！Ｏｍ９及び下記構造式で示される化合物ｑｏｏ
ｍ９を添加しｉｏｓ〜１１Ｑ’Ｑで３時間攪拌した。約
ＳＯＣ前後まで降温後反応液を３Ｑ％食塩水浴液中へ排
出し、析出した結晶をろ過、乾燥した後、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、そしてクロロホルムを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Ｎ與し、下記構造式 で示される本発明のアントラキノン系化合物１５０ｍｙ
を得た。本化合物は／　９９４’〜コＯコ。５℃の融点
を示した。

得られた化合物（色素）を前述のフェニルシクロヘキサ
ン系混合液晶ＺＬＩ−１／３，１に添加し、７０Ｃ以上
に加熱して液晶が等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返し行ない、溶解し、液
晶組成物を調製した。

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ャップ／　Ｏｐｍ　　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ない、
これらの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、ホスト液晶および
ガラス基板による吸収と、素子の反射損失に関して補正
を行なった。

また、各偏光に対するＡ／及びＡ土を用い、前述の式 からオーダー・パラメーターＳのイ直ヲ算出した。

以上の結果を下記第２表に示した。

実施例ユ 水酸化カリウムｓθ〜を溶解したＮＭＰ溶液溶液２０中
ｔ中　−ｔ−ブチルチオフェノールｌＳθ■及び下記構
造式 で示される化合物１ＩｏｏＩｎ９を添加し、１００〜／
　０！；Ｃで１時間攪拌した。約ＳＯ℃前後まで降温後
、反応液を３０％食塩水溶液中へ排出し、析出した結晶
をろ過、乾燥した後、シリカゲルＣ−２θＯを担体とし
、そしてクロロホルムを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 で示される本発明のアントラキノン系化合物３３０１ｎ
９を得た。本化合物はコダＳ、０−２４’６．．を℃の
融点を示した。

本化合物（色素）を実施例１に記載の方法に従って、前
述のフェニルシクロヘキサン系混合液晶ＺＬＩ−／／、
３コに溶解し、溶晶組成物を調製した。

上記液晶組成物中、液晶は実施例／に記載の配向処理を
施した素子内では電圧無印加のとき、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って同様の配向
をとるものであった。

また、実施例１に記載の方法に従って、各偏光に対する
色素の最大吸収波長及びオーダー・パラメーターＳの値
を算出した。

以上の結果を下記第２表に示した。

実施例３ 水酸化カリウムθ、コ１Ｉ９−のＮＭＰ溶液にｌ、ｊ−
ジクロルアントラキノンｏ、ｓ　１ｉｌ−及び下記構造
式 で示される化合物／、３　／　ｆを添加し１２０℃でＳ
時間攪拌した。約ｇｏ℃前後まで降温後反応液を３θ係
食塩水溶液中へ排出し、析出した結晶をろ過、乾燥した
後、シリカゲルＣ−２００を担体とし、そしてクロロホ
ルムを分離溶媒とするカラムクロマトグラフィーにて不
純物を分離梢製し、下記構造式 で示される本発明のアントラキノン系化合物２ｇＯ■を
得た。本化合物はコ！；　／、０−２　！　／、！ｉ℃
の融点を示した。

本化合物（色素）を実施例１に記載の方法に従って、前
述のフェニルシクロヘキサン系混合液晶ＺＬ！−／／３
コに溶解し、液晶組成物′ｆｆ：調製した。

上記液晶組成物中、液晶は、実施例１に記載の配向処理
を施した素子内では電圧無印加のとき、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って同様の配
向をとるものであった。

また、実施例１に記載の方法に従って、各偏光に対する
色素の最大吸収波長及びオーダー・パラメーター８の値
を算出した。

以上の結果を下記第２表に示した。

実施例１Ｉ〜３２ 実施例７〜３と同様な操作によシ下記第−表に示す本発
明のアントラキノン系化合物を製造した。

また、得られた化合物（色素）を用いて、実施例１と同
様な操作により液晶組成物を調製し、得られた液晶組成
物中の色素の最大吸収波長及びオーダー・パラメーター
（Ｓ）を測定し、あわせて第二衣にその結果を示した。

なお、第一表中、舎はトランス−シクロ第　　−表 実施例３３ 水酸化カリウム４Ｌｏ■のＮＭＰ溶液−〇−中で示され
る化合物２コｏｍｙを添加し、１２０〜１３０℃でＳ時
間攪拌した。約ＳＯ℃前後まで降温後、３０弾食塩水溶
液中へ排出し、析出した結晶をろ過乾燥した後、シリカ
ゲルＣ−コＯθを担体とし、そしてクロロホルムを分離
溶媒とするカラムクロマトグラフィーにて不純物を精製
し下記構造式 ｔｓ；ｏｒｒｖ）を得た。本化合物はｌざ３．ｇ　〜Ｉ
ｔダ、Ｏ℃の融点を示した。

得られた化合物（色素）を用いて、実施例１に記載の方
法に従って前述のフェニルシクロヘキサン系混合液晶Ｚ
ＬＩ−／／３コに溶解し、液晶組成物を調製した。

上記液晶組成物中、液晶は、実施例１に記載の配向処理
を施した素子内では電圧無印加のときホモジニアス配向
状態をとり、色素分子もホスト液晶に従って同様の配向
をとるものであった。

また、実施例１に記載の方法に従って、各偏光に対する
色素の最大吸収波長及びオーダー・パラメーター８の値
を算出した。

以上の結果を下記第３表に示した。

実施例ｊ４’ 水酸化カリウムｉｏ〜を溶解したＮＭＰ溶液コθ−中に
ｐ　−ｔ−ブチルチオフェノール亭θ〜及び下記構造式 で示される化合物６０■を添加し／Ｊθ℃〜１３０℃で
Ｓ時間攪拌する。約ＳＯ℃前後まで降温後３０％食塩水
溶液中へ排出する。析出した結晶をろ過乾燥し、シリカ
ゲルｃ−ｓ、ｏｏを担体とし、そしてクロロホルムを分
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 で示される本発明のアントラキノン系化合物３０〜を得
た。本化合物は、２コ９．５−コ、？　／、ＯＣの融点
を示した。

本化合物（色素）を用い、実施例３３に記載の方法に従
って、前述のフェニルシクロヘキサン系混合液晶ＺＬＩ
−１１３−に溶解し、液晶組成物を調製した。

上記液晶組成物中、液晶は、実施例１に記載の配向処理
を施した素子内では電圧無印加のとき、ホモジニアス配
向状態をとり、色素分子もポスト液晶に従って同様の配
向全とるものであった。

また、実施例／に記載の方法に従って、各偏光に対する
色素の最大吸収波長及びオーダー・パラメーターＳの値
を算出した。

以上の結果を下記第３表に示した。

実施例３５〜６コ 実施例３３〜３４！と同様な操作により下記第３表に示
す本発明のアントラキノン糸化合物を製造した。

また、得られた化合物（色素）を用いて、実施例１と同
様な操作により液晶組成物を調製し、得られた液晶組成
物中の色素の最大吸収波長及びオーダー・パラメーター
（８）を測定し、あわせて第３表にその結果を示した。

なお、第３表中、（つはトランス−シクロヘキシルを示
す。

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は▲数式、化学式、表等があります▼で
   表わされる基ま たは−ＣＨ＝−ＣＨ−ＣＯＯＲ＾４で表わされる基を示
   し、Ｒ＾２は水素原子、−（ＣＨ＝ＣＨ）−＿ｍＣＯＯ
   Ｒ＾６で表わされる基、アルキル基、アルコキシ基、−
   Ｏ−（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）−＿ｎＲ＾７で表わされる
   基、ハロゲン原子、アリール基、シクロアルキル基また
   はトランス−４−アルキルシクロヘキシル基を示し、Ｒ
   ＾３は、水素原子またはアルキル基を示し、Ｒ＾４は、
   アルキル基、−（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）−＿ｌＲ＾５で
   表わされる基、アリール基、シクロアルキル基またはト
   ランス−４−アルキルシクロヘキシル基を示し、Ｒ＾５
   およびＲ＾７はアルキル基を示し、Ｒ＾６はアルキル基
   、−（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）−＿ｌＲ＾５で表わされる
   基、アリール基、シクロアルキル基またはトランス−４
   −アルキルシクロヘキシル基を示し、ｌおよびｎは１〜
   ５の整数を示し、ｍは０または１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は▲数式、化学式、表等があります▼で
   表わされる基ま たは−ＣＨ＝ＣＨ−ＣＯＯＲ＾４で表わされる基を示し
   、Ｒ＾２は水素原子、−（ＣＨ＝ＣＨ）−＿ｍＣＯＯＲ
   ＾６で表わされる基、アルキル基、アルコキシ基、−Ｏ
   −（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）−＿ｎＲ＾７で表わされる基
   、ハロゲン原子、アリール基、シクロアルキル基または
   トランス−４−アルキルシクロヘキシル基を示し、Ｒ＾
   ３は、水素原子またはアルキル基を示し、Ｒ＾４は、ア
   ルキル基、−（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）−＿ｌＲ＾５で表
   わされる基、アリール基、シクロアルキル基またはトラ
   ンス−４−アルキルシクロヘキシル基を示し、Ｒ＾５お
   よびＲ＾７はアルキル基を示し、Ｒ＾６はアルキル基、
   −（ＣＨ＿２ＣＨ＿２Ｏ）−＿ｌＲ＾５で表わされる基
   、アリール基、シクロアルキル基またはトランス−４−
   アルキルシクロヘキシル基を示し、ｌおよびｎは１〜５
   の整数を示し、ｍは０または１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。