JP4038053B2 - Anthraquinone compound, liquid crystal composition and liquid crystal element - Google Patents

Description

【０００５】
ところで、二色性色素の分子構造とその諸特性との関係については、まだ十分に解明されていない。二色性色素を特徴づける最も重要な物性値は、オーダーパラメーター（Ｓ値）であるが、高いＳ値と、二色性色素に要求される他の諸特性とを併せ持つ色素は少なく、実用上要求される諸特性を有する色素によって、高いＳ値を実現することは困難である。二色性色素に実用上要求されるＳ値以外の特性としては、ホスト液晶に対する高い溶解性が特に重要である。一方、ホスト液晶として、ＴＦＴなどのアクテイブマトリクス駆動向けに、電圧保持率の良好なフッ素系の新規な液晶が開発されているが、従来の二色性色素は、フッ素系液晶に対する溶解性が低く、深色化が困難である。色素の溶解性を改善するために、液晶分子にニトロ基、シアノ基などの電子吸引性基を導入することもできるが、これらの電子吸引性置換基は電圧保持率の低下を生じやすいという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は前記諸問題に鑑みなされたものであって、高い２色比およびオーダーパラメーターを有し、表示素子に利用した場合に、表示のコントラストを向上することができる液晶組成物およびゲスト−ホスト型液晶素子を提供することを課題とする。また、本発明は、溶解性に優れるとともに、高い２色比およびオーダーパラメーターを与える、新規な色素を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく検討を重ねた結果、特定の置換基を有する色素を含有する液晶組成物およびこれを用いた液晶素子が、上記課題を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
上記課題を解決するため、本発明は、下記一般式（１）で表される化合物と、液晶性化合物とを含有することを特徴とする。
【０００８】
一般式（１）
【化４】

【０００９】
式中、Ｒ¹はアルキル基またはシクロアルキル基を表し、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷およびＲ⁸は各々水素原子または置換基を表す。
【００１０】
本発明の一態様として、前記一般式（１）中、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、^R7およびＲ⁸のうち、少なくとも１つが、下記一般式（ａ）で表される置換基であることを特徴とする液晶組成物が提供される。
一般式（ａ）
−（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹
式中、Ｈｅｔは酸素原子、ＮＲ^a−または硫黄原子を表し、Ｒ^aは水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基またはアシル基を表す。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、アシル基、アルコキシカルボニル基またはアシルオキシ基を表す。ｊは０または１を表す。ｐ、ｑおよびｒは各々０〜５のいずれかの整数を表し、ｎは１〜３のいずれかの整数を表すが、（ｐ＋ｒ）×ｎは３〜１０である。ｐ、ｑおよびｒが各々２以上の時、２以上のＢ¹、Ｑ¹およびＢ²はそれぞれ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｝はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様として、前記一般式（ａ）中、Ｈｅｔが硫黄原子を表し、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、ｊ＝１、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１およびｎ＝１を表す上記液晶組成物；Ｈｅｔが硫黄原子を表し、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、ｊ＝１、ｐ＝１、ｑ＝０、ｒ＝２およびｎ＝１を表す上記組成物；前記一般式（ａ）で表される基が、下記一般式（ａ−１）または下記一般式（ａ−２）で表される上記液晶組成物；が提供される。
【００１２】
【化５】

【００１３】
式中、Ｒ^a1〜Ｒ^a12は各々独立して、水素原子または置換基を表し、Ｃ^a1およびＣ^a2は各々独立してアルキル基を表す。
【００１４】
本発明の一態様として、前記一般式（１）で表される化合物が下記一般式（２）で表されることを特徴とする上記液晶組成物が提供される。
【００１５】
一般式（２）
【化６】

【００１６】
式中、Ｒ⁹はアルキル基を表す。Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴およびＲ¹⁵は各々水素原子または置換基を表す。Ｂ³は２価の、アリール基、ヘテロアリール基または環状炭化水素基を表し、Ｃ²はアルキル基を表す。ｎ¹は３または４を表し、Ｂ³はそれぞれ同一でも異なっていてもよい。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明のゲスト−ホスト型液晶素子は、前記一般式（１）で表される化合物を二色性色素として含有することを特徴とする。また、上記課題を解決するため、本発明は、前記一般式（２）で表されるアントラキノン化合物を提供する。
【００１８】
【発明の実施の形態】
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。
本発明の液晶組成物は下記一般式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含有する。
【００１９】
一般式（１）
【化７】

【００２０】
前記一般式（１）中、Ｒ¹は、アルキル基またはシクロアルキル基を表す。Ｒ¹が表すアルキル基またはシクロアルキル基は、炭素数１〜３０が好ましく、炭素数１〜１２がより好ましく、炭素数１〜８がさらに好ましい。例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−エチルシクロヘキシル基、４−プロピルシクロヘキシル基、４−ブチルシクロヘキシル基、４−ペンチルシクロヘキシル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基が挙げられる。
【００２１】
Ｒ¹はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては、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基、エチルカルバモイル基、モルホリノカルバモイル基）；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基、エチルスルファモイル基、ピペリジノスルファモイル基）；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（例えばメトキシ基、エトキシ基、２−メトキシエトキシ基、２−フェニルエトキシ基）；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（例えばフェノキシ基、ｐ−メチルフェノキシ基、ｐ−クロロフェノキシ基、ナフトキシ基）；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（例えばアセチル基、ベンゾイル基、トリクロロアセチル基）；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基、ベンゾイルオキシ基）；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のスルホニル基（例えばメタンスルホニル基、エタンスルホニル基、ベンゼンスルホニル基）；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のスルフィニル基（例えばメタンスルフィニル基、エタンスルフィニル基、ベンゼンスルフィニル基）；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のスルホニルアミノ基（例えばメタンスルホニルアミノ基、エタンスルホニルアミノ基、ベンゼンスルホニルアミノ基）；
【００２２】
炭素数０〜２０、好ましくは炭素数０〜１２、更に好ましくは炭素数０〜８の置換もしくは無置換のアミノ基（例えば無置換のアミノ基、メチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ベンジルアミノ基、アニリノ基、ジフェニルアミノ基、４−メチルフェニルアミノ基、４−エチルフェニルアミノ基、３−ｎ−プロピルフェニルアミノ基、４−ｎ−プロピルフェニルアミノ基、３−ｎ−ブチルフェニルアミノ基、４−ｎ−ブチルフェニルアミノ基、３−ｎ−ペンチルフェニルアミノ基、４−ｎ−ペンチルフェニルアミノ基、３−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、４−トリフルオロメチルフェニルアミノ基、２−ピリジルアミノ基、３−ピリジルアミノ基、２−チアゾリルアミノ基、２−オキサゾリルアミノ基、Ｎ，Ｎ−メチルフェニルアミノ基、Ｎ，Ｎ−エチルフェニルアミノ基）；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基、トリエチルアンモニウム基）；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（例えばメチルチオ基、エチルチオ基、プロピルチオ基）；好ましくは炭素数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基、ｐ−メチルフェニルチオ基、ｐ−クロロフェニルチオ基、１−ナフチルチオ基、２−ナフチルチオ基、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ基、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ基、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ基、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニルチオ基）；
【００２３】
好ましくは炭素数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−ピリジルチオ基、３−ピリジルチオ基、４−ピリジルチオ基、２−キノリルチオ基、２−フリルチオ基、２−ピロリルチオ基）；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基、エトキシカルボニル基、２−ベンジルオキシカルボニル基）；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基）；炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜５の無置換のアルキル基（例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基）；炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜１０、更に好ましくは炭素数１〜５の置換アルキル基｛例えばヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基、カルボキシエチル基、エトキシカルボニルメチル基、アセチルアミノメチル基、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｝；好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１５、更に好ましくは炭素数６〜１０の置換もしくは無置換のアリール基（例えばフェニル基、ナフチル基、ｐ−カルボキシフェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、３，５−ジクロロフェニル基、ｐ−シアノフェニル基、ｍ−フルオロフェニル基、ｐ−トリル基、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニル基、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニル基、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニル基、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニル基）；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の置換もしくは無置換のアリール基（例えばフェニル基、ナフチル基、ｐ−カルボキシフェニル基、ｐ−ニトロフェニル基、３，５−ジクロロフェニル基、ｐ−シアノフェニル基、ｍ−フルオロフェニル基、ｐ−トリル基）；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の置換もしくは無置換のヘテロ環基（例えばピリジル基、５−メチルピリジル基、チエニル基、フリル基、モルホリノ基、テトラヒドロフルフリル基）；が挙げられる。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置換基群Ｖから選ばれるいずれかの置換基が置換していてもよい。
【００２４】
置換基群Ｖの中でも、上述のアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子が好ましく、更に好ましくは、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子である。
【００２５】
Ｒ¹は、好ましくは無置換のアルキル基またはアルキル基で置換されたシクロアルキル基を表し、特に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、４−プロピルシクロヘキシル基、４−ブチルシクロヘキシル基または４−ペンチルシクロヘキシル基を表す。
【００２６】
前記一般式（１）中、Ｒ²、Ｒ³、Ｒ⁴、Ｒ⁵、Ｒ⁶、Ｒ⁷およびＲ⁸は各々、水素原子または置換基を表し、該置換基としては上述置換基群Ｖに記載されたものが挙げられる。Ｒ²〜Ｒ¹⁵が各々表す置換基としては、好ましくは、上述のアルキル基、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、アルキルチオ基、アリールチオ基、アミノ基、ヒドロキシ基またはアリールアミノ基であり、更に好ましくは、アリールチオ基、アミノ基、ヒドロキシ基またはアリールオキシ基である。
【００２７】
Ｒ²〜Ｒ⁸は各々、好ましくは、水素原子、アリールチオ基、アリールアミノ基またはアリールオキシ基を表す。
【００２８】
前記一般式（１）中、Ｒ²〜Ｒ⁸の少なくとも１つが、下記一般式（ａ）で表される基であるのが好ましい。
一般式（ａ）
−（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹
前記一般式（ａ）中、Ｈｅｔは酸素原子、ＮＲ^a−または硫黄原子を表す。ここで、Ｒａは水素原子、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基またはアシル基を表す。これらはさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては、前述の置換基群Ｖから選ばれるいずれかが挙げられる。
【００２９】
Ｒ^aとしては、好ましくは炭素原子１〜１８、より好ましくは１〜７、特に好ましくは１〜４の無置換アルキル基（例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、オクタデシル基）；好ましくは炭素原子１〜１８、より好ましくは１〜７、特に好ましくは１〜４の置換アルキル基｛好ましくはアラルキル基（例えばベンジル基、２−フェニルエチル基）、不飽和炭化水素基（例えばアリル基）、ヒドロキシアルキル基（例えば、２−ヒドロキシエチル基、３−ヒドロキシプロピル基）、カルボキシアルキル基（例えば、２−カルボキシエチル基、３−カルボキシプロピル基、４−カルボキシブチル基、カルボキシメチル基）、アルコキシアルキル基（例えば、２−メトキシエチル基、２−（２−メトキシエトキシ）エチル基）、アリーロキシアルキル基（例えば２ーフェノキシエチル基、２ー（１ーナフトキシ）エチル基）、アルコキシカルボニルアルキル基（例えばエトキシカルボニルメチル基、２ーベンジルオキシカルボニルエチル基）、アリーロキシカルボニルアルキル基（例えば３ーフェノキシカルボニルプロピル基）、アシルオキシアルキル基（例えば２ーアセチルオキシエチル基）、アシルアルキル基（例えば２ーアセチルエチル基）、カルバモイルアルキル基（例えば２ーモルホリノカルボニルエチル基）、スルファモイルアルキル基（例えばＮ，Ｎージメチルカルバモイルメチル基）、スルホアルキル基（例えば、２−スルホエチル基、３−スルホプロピル基、３−スルホブチル基、４−スルホブチル基、２−［３−スルホプロポキシ］エチル基、２−ヒドロキシ−３−スルホプロピル基、３−スルホプロポキシエトキシエチル基）、スルホアルケニル基、スルファトアルキル基（例えば、２ースルファトエチル基、３−スルファトプロピル基、４−スルファトブチル基）、複素環置換アルキル基（例えば２−（ピロリジン−２−オン−１−イル）エチル基、テトラヒドロフルフリル基）、アルキルスルホニルカルバモイルアルキル基（例えばメタンスルホニルカルバモイルメチル基）｝；好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０、さらに好ましくは炭素数６〜８の無置換アリール基（例えばフェニル基、１ーナフチル基）；好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０、さらに好ましくは炭素数６〜８の置換アリール基（例えば、ｐ−メトキシフェニル基、ｐ−メチルフェニル基、ｐ−クロロフェニル基）；好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数３〜１０、さらに好ましくは炭素数４〜８の無置換ヘテロアリール基（例えば、２−フリル基、２−チエニル基、２−ピリジル基、３−ピラゾリル基、３−イソオキサゾリル基、３−イソチアゾリル基、２−イミダゾリル基、２−オキサゾリル基、２−チアゾリル基、２−ピリダジル基、２−ピリミジル基、３−ピラジル基、２−（1,3,5-トリアゾリル）基、３−（1,2,4-トリアゾリル）基、５−テトラゾリル基）；好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数３〜１０、さらに好ましくは炭素数４〜８の置換ヘテロアリール基（例えば、５−メチル−２−チエニル基、４−メトキシ−２−ピリジル基）；好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２のアシル基（例えば、アセチル基、ベンゾイル基）；が挙げられる。
Ｒ^aとして好ましくは水素原子である。
【００３０】
前記一般式（ａ）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。
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、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環からなるアリール基が好ましい。特に好ましくは、ベンゼン環、置換ベンゼン環からなるアリール基であり、さらに好ましくは１、４−フェニレン基である。Ｂ¹、Ｂ²およびＢ³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、具体的には、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、トリアゾール環、およびこれらが縮環して形成される縮環からなるヘテロアリール基である。Ｂ¹、Ｂ²およびＢ³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。
【００３１】
前記一般式（ａ）中、Ｑ¹は２価の連結基を表し、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なる原子団から選ばれる少なくとも１種の原子を含む連結基である。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、シクロヘキシルー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、エステル基、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、アルキル基またはアリール基を表す）、アゾ基、アゾキシ基、複素環２価基（例えば、ピペラジンー１，４−ジイル基）、またはこれらの基を２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は、さらに置換基を有していてもよく、該置換基としては上記置換基群Ｖが挙げられる。
【００３２】
Ｑ¹は、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、エステル基、カルボニル基、またはそれらを組み合わせてなる２価の連結基を表す。
【００３３】
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。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（例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、シクロヘキシル基、４−メチルシクロヘキシル基、４−エチルシクロヘキシル基、４−プロピルシクロヘキシル基、４−ブチルシクロヘキシル基、４−ペンチルシクロヘキシル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基）；好ましくは炭素数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（例えばメトキシ基、エトキシ基、２−メトキシエトキシ基、２−フェニルエトキシ基）；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数２〜１２、より好ましくは炭素数２〜８のアシルオキシ基（例えばアセチルオキシ基、ベンゾイルオキシ基）；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のアシル基（例えばアセチル基、ホルミル基、ピバロイル基、２−クロロアセチル基、ステアロイル基、ベンゾイル基、ｐ−ｎ−オクチルオキシフェニルカルボニル基）；好ましくは炭素数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基、エトキシカルボニル基、２−ベンジルオキシカルボニル基）が挙げられる。
Ｃ¹はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては上記置換基群Ｖが挙げられる。
【００３４】
Ｃ¹は、好ましくは、アルキル基またはアルコキシ基を表し、より好ましくは、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を表す。
【００３５】
前記一般式（ａ）中、ｊは０または１を表し、好ましくは１である。ｐ、ｑおよびｒは各々０〜５のいずれかの整数を表し、ｎは１〜３のいずれかの整数を表すが、（ｐ＋ｒ）×ｎは３〜１０を満足する。なお、ｐ、ｑ、ｒ、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。
【００３６】
好ましいｐ、ｑ、ｒおよびｎの組合せを以下に記す。
（１） ｐ＝３、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１
（２） ｐ＝４、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１
（３） ｐ＝５、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１
（４） ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１、ｎ＝１
（５） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝１
（６） ｐ＝３、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１
（７） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝３、ｎ＝１
（８） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝１
（９） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝３
（１０）ｐ＝０、ｑ＝１、ｒ＝３、ｎ＝１
（１１）ｐ＝０、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝２
（１２）ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝２
（１３）ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２
【００３７】
特に好ましくは、（１） ｐ＝３、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１、（２） ｐ＝４、 ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１、（４） ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１、ｎ＝１の組合せである。
【００３８】
前記一般式（１）中の前記一般式（ａ）で表される置換基の個数については、特に制限はなく、１〜８のいかなる個数であってもよいが、好ましくは１〜４、特に好ましくは１または２である。Ｒ²〜Ｒ⁸のうち、前記一般式（ａ）で表される基は、Ｒ⁴、Ｒ⁵またはＲ⁸であるのが好ましく、Ｒ⁵であるのが特に好ましい。
【００３９】
前記一般式（ａ）で表される置換基の好ましい構造は、Ｈｅｔが硫黄原子を表し、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、ｊ＝１、ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１およびｎ＝１を表す構造；およびＨｅｔが硫黄原子を表し、Ｂ¹がアリール基またはヘテロアリール基を表し、Ｂ²がシクロへキサン−１，４−ジイル基を表し、Ｃ¹がアルキル基を表し、ｊ＝１、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、Ｈｅｔが硫黄原子を表し、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、ｊ＝１、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Ｈｅｔが硫黄原子を表し、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、ｊ＝１、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。
【００４０】
【化８】

【００４１】
前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）中、Ｒ^a1〜Ｒ^a12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。Ｒ^a1〜Ｒ^a12は各々独立して、好ましくは、水素原子、ハロゲン原子（特にフッ素原子）、アルキル基、アリール基またはアルコキシ基を表す。
【００４２】
前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）中、Ｃ^a1およびＣ^a2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。
【００４３】
前記一般式（１）で表される化合物には、下記一般式（２）で表される化合物が含まれる。
【００４４】
一般式（２）
【化９】

【００４５】
前記一般式（２）中、Ｒ⁹はアルキル基を表す。Ｒ⁹で表されるアルキル基の具体例については、前記一般式（１）中のＲ¹と同様であり、好ましい範囲も同様である。前記一般式（２）中、Ｒ¹⁰、Ｒ¹¹、Ｒ¹²、Ｒ¹³、Ｒ¹⁴およびＲ¹⁵は各々水素原子または置換基を表し、該置換基としては上述置換基群Ｖに記載されたものが挙げられる。Ｒ¹⁰〜Ｒ¹⁵がそれぞれ表す置換基の具体例については、前記一般式（１）中のＲ²〜Ｒ⁸がそれぞれ表す置換基の具体例と同様であり、好ましい範囲も同様である。
【００４６】
前記一般式（２）中、Ｂ³は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、その具体例については、前記一般式（ａ）中、Ｂ¹およびＢ²がそれぞれ表す、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の具体例と同様であり、好ましい範囲も同様である。前記一般式（２）における、−Ｓ−（Ｂ³）_n1−Ｃ²の好ましい基としては、前記一般式（ａ−１）または（ａ−２）である。
前記一般式（２）中、ｎ¹は３または４であり、好ましくは３である。
なお、複数のＢ³は同一であっても異なっていてもよい。
【００４７】
前記一般式（２）中、Ｃ²はアルキル基を表す。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のアルキル基（例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ｉ−ブチル基、ｓ−ブチル基、ペンチル基、ｔ−ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ヒドロキシメチル基、トリフルオロメチル基、ベンジル基）である。Ｃ²はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては上記置換基群Ｖが挙げられる。
【００４８】
Ｃ²は好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、プロピル基、ペンチル基、ヘキシル基を表し、特に好ましくは、プロピル基、ブチル基、プロピル基またはペンチル基である。
【００４９】
ここで、−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹および−（Ｂ³）ｎ¹−Ｃ²としては、液晶性を示す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、デイスコテイック液晶であり、特に好ましくは、ネマチック液晶である。
液晶化合物の具体例としては、液晶便覧編集委員会編、液晶便覧、丸善、２０００年の第３章「分子構造と液晶性」に記載されているものなどが挙げられる。
【００５０】
以下に、−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹および−（Ｂ³）_n1−Ｃ²の具体例を示すが、本発明はこれらの具体例によってなんら限定されるものではない（図中、波線は連結位置を表す）。
【００５１】
【化１０】

【００５２】
【化１１】

【００５３】
【化１２】

【００５４】
以下に、前記一般式（１）および（２）で表されるアントラキノン化合物の具体例を示すが、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。
【００５５】
【化１３】

【００５６】
【化１４】

【００５７】
【化１５】

【００５８】
【化１６】

【００５９】
【化１７】

【００６０】
本発明の化合物は、「Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display」(A. Ｖ. IＶashchenko著、CRC社、1994年)、「総説合成染料」(堀口博著、三共出版、1968年)およびこれらに引用されている文献に記載の方法を参考にして合成することができる。
【００６１】
次に、本発明の液晶素子に用いられる液晶について説明する。前記一般式（１）で表される化合物（以下、「本発明の化合物」という場合がある）はホスト液晶に対する溶解度が高く、かつ液晶組成物のオーダーパラメーターの向上に寄与する。特に、ＴＦＴ駆動に適しているフッ素系ホスト液晶に対する溶解度が高いという特徴を有している。また、ゲストホスト型液晶表示素子の２色性色素とし機能させた場合に、表示コントラストの向上に寄与する。
【００６２】
本発明の液晶組成物に使用可能なホスト液晶は、本発明の化合物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。その具体例としては、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。
【００６３】
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、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１９９〜２０２頁に記載のＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤が挙げられる。
【００６４】
本発明の液晶組成物において、ホスト液晶および本発明の前記一般式（１）で表される化合物（以下、単に「本発明の化合物」という場合がある）の含有量については制限はないが、本発明の化合物の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、本発明の液晶組成物を封入した液晶素子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。
【００６５】
本発明の液晶組成物は、ホスト液晶へ本発明の化合物を溶解することによって調製することができる。溶解は、機械的攪拌、加熱、超音波、あるいはその組合せなどを利用して行うことができる。
【００６６】
本発明の液晶組成物はゲスト−ホスト型液晶素子に適用することができる。本発明の液晶素子の一実施形態は、一対の電極基板と、該電極基板間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される液晶素子である。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、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２３２〜２３９頁に記載のものが用いられる。
【００６７】
前記液晶素子は、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注入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。
【００６８】
前記液晶素子は、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、前記液晶素子の駆動方法として利用できる。
【００６９】
本発明の液晶素子を適用可能な液晶ディスプレイは、特にその方式については制限されないが、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３０９頁に記載のゲストホスト方式に記載されている▲１▼ホモジニアス配向、▲２▼ホメオトロピック配向、Ｗｈｉｔｅ−Ｔａｙｌｏｒ型（相転移型）として▲３▼フォーカルコニック配向および▲４▼ホメオトロピック配向、▲５▼Ｓｕｐｅｒ Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ（ＳＴＮ）方式との組合せ、▲６▼強誘電性液晶（ＦＬＣ）との組合せが挙げられる。また、「反射型カラーＬＣＤ総合技術」（内田龍男監修、シーエムシー社、１９９９年）の第２−１章（ＧＨモード反射型カラーＬＣＤ）、第１５〜１６頁に記載されている、▲１▼Ｈｅｉｌｍｅｉｅｒ型ＧＨモード、▲２▼１／４波長板型ＧＨモード、▲３▼２層型ＧＨモード、▲４▼相転移型ＧＨモード、▲５▼高分子分散液晶（ＰＤＬＣ）型ＧＨモードなどが挙げられる。
【００７０】
さらに、前記液晶素子は特開平１０−６７９９０号、同１０−２３９７０２号、同１０−１３３２２６号、同１０−３３９８８１号、同１１−５２４１１号、同１１−６４８８０号、特開２０００−２２１５３８号などの各公報に記載されている積層型ＧＨモード、特開平１１−２４０９０号などの公報に記載されているマイクロカプセルを利用したＧＨモードの液晶ディスプレイに用いることができる。さらに、特開平６−２３５９３１号、同６−２３５９４０号、同６−２６５８５９号、同７−５６１７４号、同９−１４６１２４号、同９−１９７３８８号、同１０−２３３４６号、同１０−３１２０７号、同１０−３１２１６号、同１０−３１２３１号、同１０−３１２３２号、同１０−３１２３３号、同１０−３１２３４号、同１０−８２９８６号、同１０−９０６７４号、同１０−１１１５１３号、同１０−１１１５２３号、同１０−１２３５０９号、同１０−１２３５１０号、同１０−２０６８５１号、同１０−２５３９９３号、同１０−２６８３００号、同１１−１４９２５２号、特開２０００−２８７４号などの公報に記載されている反射型液晶ディスプレイに用いることができる。また、特開平５−６１０２５号、同５−２６５０５３号、同６−３６９１号、同６−２３０６１号、同５−２０３９４０号、同６−２４２４２３号、同６−２８９３７６号、同８−２７８４９０号、同９−８１３１７４号などの公報に記載されている高分子分散液晶型ＧＨモードに用いることができる。
【００７１】
本発明の液晶組成物を利用した液晶素子は、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、光変調器などの種々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。
【００７２】
【実施例】
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。
【００７３】
［実施例１：本発明の化合物１−１の合成］
（化合物Ｉ−３の合成）
【化１８】

【００７４】
化合物（Ｉ−１）３１．６ｇ、化合物（Ｉ−２）５７．３ｇ、トリフェニルホスフィン ９．７ｇ、酢酸パラジウム ４．１５ｇ、および炭酸カリウム ２４０．５ｇを、トルエン １．２Ｌと水０．６Ｌとの溶液中に添加し、内温８０度で２時間攪拌した。反応液を冷却後、有機層を食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥後、減圧下有機溶媒を留去し、得られた残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにて精製することにより化合物Ｉ−３を３９．８ｇ得た（収率７０％；白色結晶）。
【００７５】
（化合物Ｌ−２の合成）
【化１９】

【００７６】
窒素雰囲気下、化合物Ｉ−３ １８．４ｇの塩化メチレン溶液８０ｍＬ中に、クロロスルホン酸５．４ｍＬを内温１０〜１５℃となるように添加し、該温度で４５分間攪拌した。その後、反応系にクロロホルム１０ｍＬとジメチルアセトアミド３０ｍＬを添加した後、オキシ塩化リン １１．２ｍＬを滴下した。この時、内温４０℃まで上昇した。その後、内温４０℃で１時間攪拌した後、反応液を氷４８ｇに注ぎ込み、内温５℃で濃硫酸９ｍＬを滴下した。内温２０℃まで加温した後、亜鉛１４．４ｇを徐々に添加し、内温８０℃で３時間攪拌させた。室温まで冷却した後、酢酸エチルエステルを加え、無機物をろ別した後、有機物を酢酸エチルエステルにて抽出し、乾燥後、減圧下溶媒を留去した。得られた残さをシリカゲルクロマトグラフィー（溶離液：クロロホルム）にて精製することにより目的の化合物Ｌ−２を得た（収率５９％）。
得られた化合物は白色結晶で、融点１３３℃であった。
【００７７】
（化合物Ｍ−１の合成）
【化２０】

【００７８】
化合物Ｌ−１（米国特許第２，４１７，０２７号明細書に記載の方法に従って合成した試料）を２．３２ｇと、化合物（Ｌ−２）を３．００ｇと、ｔ−ＢｕＯＫを４．０ｇとをジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）２０ｍＬ中に混合し、エタノール８０ｍＬを加え、５０℃にて７時間攪拌した。反応液を冷却後、塩酸水溶液を添加し、析出した粗結晶をろ別し、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで、目的とする化合物Ｍ−１を１．５ｇ得た。
【００７９】
（化合物１−１の合成）
【化２１】

【００８０】
化合物（Ｍ−１）１．０ｇ、化合物（Ｍ−２）０．５２ｇ、水酸化カリウム ０．４ｇとをエタノール１００ｍＬ中に混合し、攪拌下で、還流を６時間行った。反応液を冷却後、析出した粗結晶をろ別し、シリカゲルクロマトグラフィーにて精製することで、目的とする本発明の化合物（１−１）を０．２ｇ得た。以下に、得られた化合物の特性を示す。
色および形状等：黄色結晶
極大吸収波長：４４５ｎｍ（クロロホルム）
融点：２０５〜２１０℃（分解）
【００８１】
［実施例２］
（１） 液晶組成物の調製と溶解度測定
下記表1に示す化合物(本発明の化合物および公知の比較化合物（欧州特許第１２０，４６３号明細書に記載の化合物）)の各々２ｍｇを、市販のフッ素系液晶（商品名「ＺＬＩ−５０８１」、Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）１００ｍｇと混合し、８０℃に加熱撹拌した。室温まで冷却して液晶素子作製に用いる液晶組成物として使用した。
【００８２】
（２） 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。
【００８３】
（３） 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。測定結果を表１に示す。
式１
Ｓ ＝ （ Ａ‖−Ａ⊥）／（ Ａ‖＋２・Ａ⊥）
【００８４】
【表１】

【００８５】
【化２２】

【００８６】
表１より本発明の化合物は、従来知られていた公知の化合物Ｃ−１と比較して、オーダーパラメーター及び極大吸収波長におけるＡ||が大きな値を示している。すなわち、本発明の化合物は、より大きなオーダーパラメーターとホスト液晶へのより高い溶解性を示すことがわかる。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、高い２色比およびオーダーパラメーターを有し、表示素子に利用した場合に、表示のコントラストを向上することができる液晶組成物および液晶素子を提供することができる。特に、電界に対する応答性が速く、配向性、成膜性、メモリー性に優れ、耐光性、溶解性に優れ、大面積化可能な低粘性のゲスト−ホスト液晶組成物および液晶素子が提供可能となる。また、本発明によれば、溶解性に優れ、高い２色比およびオーダーパラメーターを与える、新規な色素を提供することができる。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal composition and a dye containing a compound having a specific structure useful for a liquid crystal display element, particularly a guest-host liquid crystal element, and a guest-host liquid crystal element using them.
[0002]
[Prior art]
Many methods have already been proposed for liquid crystal elements. Each method is described in various documents (for example, edited by Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Liquid Crystal Device Handbook, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989).
A guest-host liquid crystal element is capable of bright display and is expected as a liquid crystal element suitable for a reflective type. In a guest-host type liquid crystal device, a dichroic dye is dissolved in the liquid crystal, and an image is displayed by changing the light absorption state based on a change in the orientation of the dichroic dye in accordance with the movement of the liquid crystal by an electric field. Regarding the guest host system, various documents (for example, B. Bahadur, D. Demus, J. Goodby, GW Gray, HW Spiess, V. Vill, Handbook of Liquid Crystals, Vol. 2A, Wiley-VCH, 1998). Year, Chapter 3.4, pages 257-302). Dichroic dyes used in guest-host liquid crystal elements are required to have appropriate absorption characteristics, high order parameters, high solubility in host liquid crystals, durability, and the like. Dichroic dyes are also described in various documents (eg, A. V. I. Vashchenko, Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display, CRC, 1994).
[0003]
As dichroic dyes, anthraquinone dyes have been extensively studied (for example, A. V. I. Vashchenko, Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display, CRC, 1994). However, many anthraquinone dyes have low solubility in the host liquid crystal, which often causes problems.
On the other hand, examples of the anthraquinone dye having an alkylthio group include the following compounds described in European Patent No. 120,463. However, the order parameter is still low, and improvement thereof has been desired.
[0004]
[Chemical Formula 3]

[0005]
By the way, the relationship between the molecular structure of dichroic dyes and their properties has not been fully elucidated. The most important physical property value that characterizes dichroic dyes is the order parameter (S value), but there are few dyes that have both high S values and other properties required for dichroic dyes, and they are practically used. It is difficult to achieve a high S value with a pigment having various properties required. As characteristics other than the S value required for dichroic dyes in practice, high solubility in the host liquid crystal is particularly important. On the other hand, as a host liquid crystal, a new fluorine-based liquid crystal with a good voltage holding ratio has been developed for active matrix driving such as TFT, but conventional dichroic dyes have low solubility in fluorine-based liquid crystals. Deep color is difficult. In order to improve the solubility of the dye, electron-withdrawing groups such as nitro groups and cyano groups can be introduced into the liquid crystal molecules, but these electron-withdrawing substituents tend to cause a decrease in voltage holding ratio. There is.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has a high dichroic ratio and order parameters, and when used in a display element, a liquid crystal composition and a guest-host that can improve display contrast It is an object to provide a liquid crystal element. Another object of the present invention is to provide a novel dye that has excellent solubility and gives a high dichroic ratio and order parameters.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor has found that a liquid crystal composition containing a dye having a specific substituent and a liquid crystal element using the same can achieve the above problems. The invention has been completed.
In order to solve the above problems, the present invention is characterized by containing a compound represented by the following general formula (1) and a liquid crystal compound.
[0008]
General formula (1)
[Formula 4]

[0009]
Where R¹Represents an alkyl group or a cycloalkyl group, R², R^Three, R^Four, R^Five, R⁶, R⁷And R⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent.
[0010]
In one embodiment of the present invention, in the general formula (1), R², R^Three, R^Four, R^Five, R⁶,^R7And R⁸Among them, at least one is a substituent represented by the following general formula (a). A liquid crystal composition is provided.
Formula (a)
-(Het)_j-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹
In the formula, Het is an oxygen atom, NR^a-Represents a sulfur atom, R^aRepresents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group or an acyl group. B¹And B²Each represents a divalent aryl group, heteroaryl group or cyclic hydrocarbon group;¹Represents a divalent linking group and C¹Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or an acyloxy group. j represents 0 or 1; p, q, and r each represent an integer of 0 to 5, n represents an integer of 1 to 3, but (p + r) × n is 3 to 10. When p, q and r are each 2 or more, 2 or more B¹, Q¹And B²May be the same or different. When n is 2 or more, {(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r} May be the same or different.
[0011]
In a preferred embodiment of the present invention, in the general formula (a), Het represents a sulfur atom, and B¹Represents an aryl group or a heteroaryl group, B²Represents a cyclohexane-1,4-diyl group, C¹Represents an alkyl group, and j = 1, p = 2, q = 0, r = 1 and n = 1; Het represents a sulfur atom;¹Represents an aryl group or a heteroaryl group, B²Represents a cyclohexane-1,4-diyl group, C¹Represents an alkyl group, and j = 1, p = 1, q = 0, r = 2 and n = 1; the group represented by the general formula (a) is represented by the following general formula (a- 1) or the above liquid crystal composition represented by the following general formula (a-2) is provided.
[0012]
[Chemical formula 5]

[0013]
Where R^a1~ R^a12Each independently represents a hydrogen atom or a substituent;^a1And C^a2Each independently represents an alkyl group.
[0014]
As one embodiment of the present invention, there is provided the liquid crystal composition, wherein the compound represented by the general formula (1) is represented by the following general formula (2).
[0015]
General formula (2)
[Chemical 6]

[0016]
Where R⁹Represents an alkyl group. R^Ten, R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴And R¹⁵Each represents a hydrogen atom or a substituent. B^ThreeRepresents a divalent aryl group, heteroaryl group or cyclic hydrocarbon group;²Represents an alkyl group. n¹Represents 3 or 4, B^ThreeMay be the same or different.
[0017]
Moreover, in order to solve the said subject, the guest-host type | mold liquid crystal element of this invention contains the compound represented by the said General formula (1) as a dichroic dye. Moreover, in order to solve the said subject, this invention provides the anthraquinone compound represented by the said General formula (2).
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail. In the present specification, “to” indicates a range including numerical values described before and after the values as a minimum value and a maximum value, respectively.
The liquid crystal composition of the present invention contains at least one compound represented by the following general formula (1).
[0019]
General formula (1)
[Chemical 7]

[0020]
In the general formula (1), R¹Represents an alkyl group or a cycloalkyl group. R¹The alkyl group or cycloalkyl group represented by has preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, t-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, pentyl group, t-pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclohexyl group, 4 Examples include -methylcyclohexyl group, 4-ethylcyclohexyl group, 4-propylcyclohexyl group, 4-butylcyclohexyl group, 4-pentylcyclohexyl group, hydroxymethyl group, trifluoromethyl group, and benzyl group.
[0021]
R¹May further have a substituent, and examples of the substituent include the following substituent group V.
Substituent group V:
Halogen atom (eg, chlorine, bromine, iodine, fluorine); mercapto group; cyano group; carboxyl group; phosphate group; sulfo group; hydroxy group; carbon number 1-10, preferably carbon number 2-8, more preferably carbon A carbamoyl group having 2 to 5 carbon atoms (for example, methylcarbamoyl group, ethylcarbamoyl group, morpholinocarbamoyl group); a sulfamoyl group having 0 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, more preferably 2 to 5 carbon atoms (for example, methyl). Sulfamoyl group, ethylsulfamoyl group, piperidinosulfamoyl group); nitro group; C1-C20, preferably C1-C10, more preferably C1-C8 alkoxy group (for example, methoxy) Group, ethoxy group, 2-methoxyethoxy group, 2-phenylethoxy group); 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 1 carbon atoms More preferably an aryloxy group having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenoxy group, p-methylphenoxy group, p-chlorophenoxy group, naphthoxy group); 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably Is an acyl group having 2 to 8 carbon atoms (for example, acetyl group, benzoyl group, trichloroacetyl group); an acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, and more preferably 2 to 8 carbon atoms (for example, acetyl group). An oxy group, a benzoyloxy group); an acylamino group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms (for example, an acetylamino group); 1 to 20 carbon atoms, preferably a carbon number. 1 to 10, more preferably a sulfonyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, methanesulfonyl group, ethanesulfonyl group, benzenesulfonyl group) A sulfinyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methanesulfinyl group, ethanesulfinyl group, benzenesulfinyl group); 1 to 20 carbon atoms, preferably carbon A sulfonylamino group having 1 to 10, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methanesulfonylamino group, ethanesulfonylamino group, benzenesulfonylamino group);
[0022]
A substituted or unsubstituted amino group having 0 to 20 carbon atoms, preferably 0 to 12 carbon atoms, more preferably 0 to 8 carbon atoms (for example, an unsubstituted amino group, a methylamino group, a dimethylamino group, a benzylamino group, Anilino group, diphenylamino group, 4-methylphenylamino group, 4-ethylphenylamino group, 3-n-propylphenylamino group, 4-n-propylphenylamino group, 3-n-butylphenylamino group, 4- n-butylphenylamino group, 3-n-pentylphenylamino group, 4-n-pentylphenylamino group, 3-trifluoromethylphenylamino group, 4-trifluoromethylphenylamino group, 2-pyridylamino group, 3- Pyridylamino group, 2-thiazolylamino group, 2-oxazolylamino group, N, N-methylphenylamino N, N-ethylphenylamino group); an ammonium group having 0 to 15 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 6 carbon atoms (for example, trimethylammonium group or triethylammonium group); -15, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon hydrazino groups (eg trimethylhydrazino group); 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 carbon atom. -6 ureido groups (for example, ureido groups, N, N-dimethylureido groups); 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, and more preferably 1 to 6 carbon atoms imide groups (for example, succinimide groups); An alkylthio group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methylthio group, ethylthio group, propylthio group); Group); preferably an arylthio group having 6 to 80 carbon atoms, more preferably 6 to 40 carbon atoms, still more preferably 6 to 30 carbon atoms (for example, phenylthio group, p-methylphenylthio group, p-chlorophenylthio group, 1 -Naphthylthio group, 2-naphthylthio group, 4-propylcyclohexyl-4'-biphenylthio group, 4-butylcyclohexyl-4'-biphenylthio group, 4-pentylcyclohexyl-4'-biphenylthio group, 4-propylphenyl- 2-ethynyl-4′-biphenylthio group);
[0023]
Preferably it is C1-C80, More preferably, it is C1-C40, More preferably, it is C1-C30 heteroarylthio group (For example, 2-pyridylthio group, 3-pyridylthio group, 4-pyridylthio group, 2-quinolylthio) Group, 2-furylthio group, 2-pyrrolylthio group); an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, and more preferably 2 to 8 carbon atoms (for example, methoxycarbonyl group, ethoxycarbonyl group, 2 -Benzyloxycarbonyl group); an aryloxycarbonyl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 12 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms (for example, phenoxycarbonyl group); 1 to 18 carbon atoms, preferably carbon An unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group) Butyl group); a substituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 5 carbon atoms (for example, hydroxymethyl group, trifluoromethyl group, benzyl group, carboxyethyl group, ethoxy group) A carbonylmethyl group, an acetylaminomethyl group, and an unsaturated hydrocarbon group having 2 to 18 carbon atoms, preferably 3 to 10 carbon atoms, more preferably 3 to 5 carbon atoms (for example, vinyl group, ethynyl group 1-cyclohexane). Hexenyl group, benzylidine group, benzylidene group) are also included in the substituted alkyl group}; preferably 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 15 carbon atoms, and even more preferably 6 to 10 carbon atoms. Substituted aryl groups (eg phenyl, naphthyl, p-carboxyphenyl, p-nitrophenyl, 3,5-dichloro) Phenyl group, p-cyanophenyl group, m-fluorophenyl group, p-tolyl group, 4-propylcyclohexyl-4′-biphenyl group, 4-butylcyclohexyl-4′-biphenyl group, 4-pentylcyclohexyl-4′- Biphenyl group, 4-propylphenyl-2-ethynyl-4′-biphenyl group); a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 15 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms ( For example, phenyl group, naphthyl group, p-carboxyphenyl group, p-nitrophenyl group, 3,5-dichlorophenyl group, p-cyanophenyl group, m-fluorophenyl group, p-tolyl group); Preferably, it is a substituted or unsubstituted heterocyclic group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably 4 to 6 carbon atoms (for example, pyridyl group, 5 -Methylpyridyl group, thienyl group, furyl group, morpholino group, tetrahydrofurfuryl group). These substituent groups V can have a structure in which a benzene ring or a naphthalene ring is condensed. Furthermore, any substituent selected from the substituent group V may be further substituted on these substituents.
[0024]
Among the substituent group V, the above-described alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, and halogen atom are preferable, and an alkyl group, aryl group, and halogen atom are more preferable.
[0025]
R¹Represents an unsubstituted alkyl group or a cycloalkyl group substituted with an alkyl group, and particularly preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a 4-propylcyclohexyl group, or a 4-butylcyclohexyl group. Represents a group or a 4-pentylcyclohexyl group.
[0026]
In the general formula (1), R², R^Three, R^Four, R^Five, R⁶, R⁷And R⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent, and examples of the substituent include those described in Substituent Group V above. R²~ R¹⁵Each of the substituents represented by is preferably the above-mentioned alkyl group, aryl group, alkoxy group, aryloxy group, halogen atom, alkylthio group, arylthio group, amino group, hydroxy group or arylamino group, more preferably , An arylthio group, an amino group, a hydroxy group or an aryloxy group.
[0027]
R²~ R⁸Each preferably represents a hydrogen atom, an arylthio group, an arylamino group or an aryloxy group.
[0028]
In the general formula (1), R²~ R⁸It is preferable that at least one of is a group represented by the following general formula (a).
Formula (a)
-(Het)_j-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹
In the general formula (a), Het is an oxygen atom, NR^a-Or a sulfur atom is represented. Here, Ra represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group, or an acyl group. These may further have a substituent, and examples of the substituent include any one selected from the aforementioned substituent group V.
[0029]
R^aIs preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, particularly preferably 1 to 4 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, A hexyl group, an octyl group, a dodecyl group, an octadecyl group); preferably a substituted alkyl group having 1 to 18, more preferably 1 to 7, and particularly preferably 1 to 4 carbon atoms {preferably an aralkyl group (for example, a benzyl group, 2- Phenylethyl group), unsaturated hydrocarbon group (for example, allyl group), hydroxyalkyl group (for example, 2-hydroxyethyl group, 3-hydroxypropyl group), carboxyalkyl group (for example, 2-carboxyethyl group, 3-carboxy group) Propyl group, 4-carboxybutyl group, carboxymethyl group), alkoxyalkyl group (for example, 2- Toxiethyl group, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl group), aryloxyalkyl group (for example, 2-phenoxyethyl group, 2- (1-naphthoxy) ethyl group), alkoxycarbonylalkyl group (for example, ethoxycarbonylmethyl group, 2- Benzyloxycarbonylethyl group), aryloxycarbonylalkyl group (for example, 3-phenoxycarbonylpropyl group), acyloxyalkyl group (for example, 2-acetyloxyethyl group), acylalkyl group (for example, 2-acetylethyl group), carbamoylalkyl group (for example, 2-morpholinocarbonylethyl group), sulfamoylalkyl group (for example, N, N-dimethylcarbamoylmethyl group), sulfoalkyl group (for example, 2-sulfoethyl group, 3-sulfopropyl group, 3-sulfobutyl group, 4 Sulfobutyl group, 2- [3-sulfopropoxy] ethyl group, 2-hydroxy-3-sulfopropyl group, 3-sulfopropoxyethoxyethyl group), sulfoalkenyl group, sulfatoalkyl group (for example, 2-sulfatoethyl group) , 3-sulfatopropyl group, 4-sulfatobutyl group), heterocyclic-substituted alkyl groups (for example, 2- (pyrrolidin-2-one-1-yl) ethyl group, tetrahydrofurfuryl group), alkylsulfonylcarbamoylalkyl groups (For example, methanesulfonylcarbamoylmethyl group); preferably an unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, and still more preferably 6 to 8 carbon atoms (for example, phenyl group, 1-naphthyl group); Preferably it has 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, and even more preferably charcoal. A substituted aryl group having a prime number of 6 to 8 (eg, p-methoxyphenyl group, p-methylphenyl group, p-chlorophenyl group); preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, still more preferably carbon An unsubstituted heteroaryl group of 4 to 8 (for example, 2-furyl group, 2-thienyl group, 2-pyridyl group, 3-pyrazolyl group, 3-isoxazolyl group, 3-isothiazolyl group, 2-imidazolyl group, 2- Oxazolyl group, 2-thiazolyl group, 2-pyridazyl group, 2-pyrimidyl group, 3-pyrazyl group, 2- (1,3,5-triazolyl) group, 3- (1,2,4-triazolyl) group, 5 -Tetrazolyl group); preferably a substituted heteroaryl group having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 10 carbon atoms, and still more preferably 4 to 8 carbon atoms (for example, a 5-methyl-2-thienyl group, - methoxy-2-pyridyl); preferably 1 to 20 carbon atoms, more preferably an acyl group having 2 to 12 carbon atoms (e.g., acetyl group, benzoyl group); and the like.
R^aAnd preferably a hydrogen atom.
[0030]
In the general formula (a), B¹And B²Each represents a divalent aryl group, a heteroaryl group or a cyclic aliphatic hydrocarbon group.
The divalent aryl group is preferably an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and specifically, an aryl group consisting of a benzene ring, a naphthalene ring and an anthracene ring is preferable. Particularly preferred is an aryl group consisting of a benzene ring and a substituted benzene ring, and more preferred is a 1,4-phenylene group. B¹, B²And B^ThreeThe divalent heteroaryl group represented by is preferably a heteroaryl group having 1 to 20 carbon atoms, specifically, a pyridine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, a thiophene ring, or a furan ring. , An oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, an oxadiazole ring, a thiadiazole ring, a triazole ring, and a heteroaryl group formed by condensing these rings. B¹, B²And B^ThreeAs the divalent cyclic hydrocarbon group represented by the formula, preferably, cyclohexane-1,2-diyl group, cyclohexane-1,3-diyl group, cyclohexane-1,4-diyl group, cyclopentane-1,3-diyl Group, particularly preferably (E) -cyclohexane-1,4-diyl group.
[0031]
In the general formula (a), Q¹Represents a divalent linking group, and is preferably a linking group containing at least one atom selected from an atomic group consisting of a carbon atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and an oxygen atom. Examples of the divalent linking group include alkylene groups having 1 to 20 carbon atoms (for example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, cyclohexyl 1,4-diyl), and alkenylene groups having 2 to 20 carbon atoms (for example, ethenylene). ), An alkynylene group having 2 to 20 carbon atoms (for example, ethynylene), an amide group, an ether group, an ester group, a sulfoamide group, a sulfonic acid ester group, a ureido group, a sulfonyl group, a sulfinyl group, a thioether group, a carbonyl group, -NR A group (wherein R represents a hydrogen atom, an alkyl group or an aryl group), an azo group, an azoxy group, a heterocyclic divalent group (for example, piperazine-1,4-diyl group), or two or more of these groups Examples thereof include a divalent linking group having 0 to 60 carbon atoms, which is configured in combination. Q¹May further have a substituent, and examples of the substituent include the substituent group V.
[0032]
Q¹Preferably represents an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an ether group, a thioether group, an amide group, an ester group, a carbonyl group, or a divalent linking group formed by a combination thereof.
[0033]
C¹Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyl group or an acyloxy group. Preferably, the alkyl and cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a t-butyl group, i-butyl group, s-butyl group, pentyl group, t-pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, cyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, 4-ethylcyclohexyl group, 4-propylcyclohexyl group, 4- Butylcyclohexyl group, 4-pentylcyclohexyl group, hydroxymethyl group, trifluoromethyl group, benzyl group); preferably 1-20 carbon atoms, more preferably 1-10 carbon atoms, still more preferably alkoxy having 1-8 carbon atoms. Group (for example, methoxy group, ethoxy group, 2-methoxyethoxy group, 2-phenylethoxy group); An acyloxy group having 1 to 20 prime atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms (for example, acetyloxy group, benzoyloxy group); preferably 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 1 carbon atoms. 12, more preferably an acyl group having 1 to 8 carbon atoms (for example, acetyl group, formyl group, pivaloyl group, 2-chloroacetyl group, stearoyl group, benzoyl group, pn-octyloxyphenylcarbonyl group); preferably carbon An alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably 2 to 12 carbon atoms, still more preferably 2 to 8 carbon atoms (for example, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, or a 2-benzyloxycarbonyl group) can be used.
C¹May further have a substituent, and examples of the substituent include the substituent group V.
[0034]
C¹Represents preferably an alkyl group or an alkoxy group, more preferably an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group or a trifluoromethoxy group.
[0035]
In the general formula (a), j represents 0 or 1, preferably 1. p, q, and r each represent an integer of 0 to 5, and n represents an integer of 1 to 3, but (p + r) × n satisfies 3 to 10. In addition, when p, q, r, and n are 2 or more, the repeating unit may be the same or different.
[0036]
Preferred combinations of p, q, r and n are described below.
(1) p = 3, q = 0, r = 0, n = 1
(2) p = 4, q = 0, r = 0, n = 1
(3) p = 5, q = 0, r = 0, n = 1
(4) p = 2, q = 0, r = 1, n = 1
(5) p = 1, q = 1, r = 2, n = 1
(6) p = 3, q = 1, r = 1, n = 1
(7) p = 1, q = 1, r = 3, n = 1
(8) p = 2, q = 1, r = 2, n = 1
(9) p = 1, q = 1, r = 1, n = 3
(10) p = 0, q = 1, r = 3, n = 1
(11) p = 0, q = 1, r = 2, n = 2
(12) p = 1, q = 1, r = 2, n = 2
(13) p = 2, q = 1, r = 1, n = 2
[0037]
Particularly preferably, (1) p = 3, q = 0, r = 0, n = 1, (2) p = 4, q = 0, r = 0, n = 1, (4) p = 2, q = 0, r = 1, n = 1.
[0038]
The number of substituents represented by the general formula (a) in the general formula (1) is not particularly limited and may be any number from 1 to 8, preferably 1 to 4, particularly Preferably it is 1 or 2. R²~ R⁸Among them, the group represented by the general formula (a) is R^Four, R^FiveOr R⁸Is preferably R^FiveIs particularly preferred.
[0039]
In a preferred structure of the substituent represented by the general formula (a), Het represents a sulfur atom, and B¹Represents an aryl group or a heteroaryl group, B²Represents a cyclohexane-1,4-diyl group, C¹Represents an alkyl group, j = 1, p = 2, q = 0, r = 1 and n = 1; and Het represents a sulfur atom, B¹Represents an aryl group or a heteroaryl group, B²Represents a cyclohexane-1,4-diyl group, C¹Represents an alkyl group, and j = 1, p = 1, q = 0, r = 2 and n = 1. A particularly preferred structure is that Het represents a sulfur atom and B¹Represents a 1,4-phenylene group and B²Represents a trans-cyclohexane-1,4-diyl group and C¹Represents an alkyl group (preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group or a hexyl group), and j = 1, p = 2, q = 0, r = 1 and n = 1 A structure represented by formula (a-1); and Het represents a sulfur atom;¹Represents a 1,4-phenylene group and B²Represents a trans-cyclohexane-1,4-diyl group and C¹Represents an alkyl group (preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group or a hexyl group), and j = 1, p = 1, q = 0, r = 2 and n = 1 It is a structure represented by Formula (a-2).
[0040]
[Chemical 8]

[0041]
In the general formulas (a-1) and (a-2), R^a1~ R^a12Each independently represents a hydrogen atom or a substituent. Examples of the substituent include a substituent selected from the aforementioned substituent group V. R^a1~ R^a12Each independently represents preferably a hydrogen atom, a halogen atom (particularly a fluorine atom), an alkyl group, an aryl group or an alkoxy group.
[0042]
In the general formulas (a-1) and (a-2), C^a1And C^a2Each independently represents an alkyl group, preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group or a hexyl group.
[0043]
The compound represented by the general formula (1) includes a compound represented by the following general formula (2).
[0044]
General formula (2)
[Chemical 9]

[0045]
In the general formula (2), R⁹Represents an alkyl group. R⁹For specific examples of the alkyl group represented by the formula, R in the general formula (1)¹The preferred range is also the same. In the general formula (2), R^Ten, R¹¹, R¹², R¹³, R¹⁴And R¹⁵Each represents a hydrogen atom or a substituent, and examples of the substituent include those described in Substituent Group V above. R^Ten~ R¹⁵For specific examples of the substituents represented by each of R 1 in the general formula (1),²~ R⁸Are the same as the specific examples of the substituents represented by each, and the preferred ranges are also the same.
[0046]
In the general formula (2), B^ThreeRepresents a divalent aryl group, heteroaryl group or cycloaliphatic hydrocarbon group, and specific examples thereof include B in the general formula (a).¹And B²Are the same as the specific examples of the divalent aryl group, heteroaryl group or cyclic aliphatic hydrocarbon group, respectively, and the preferred range is also the same. In the general formula (2), -S- (B^Three)_n1-C²The preferred group is the general formula (a-1) or (a-2).
In the general formula (2), n¹Is 3 or 4, preferably 3.
Multiple B^ThreeMay be the same or different.
[0047]
In the general formula (2), C²Represents an alkyl group. Preferably it is C1-C30, More preferably, it is C1-C12, More preferably, it is C1-C8 alkyl group (For example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, t-butyl group, i-butyl) Group, s-butyl group, pentyl group, t-pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, hydroxymethyl group, trifluoromethyl group, benzyl group). C²May further have a substituent, and examples of the substituent include the substituent group V.
[0048]
C²Represents preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a propyl group, a pentyl group or a hexyl group, and particularly preferably a propyl group, a butyl group, a propyl group or a pentyl group.
[0049]
Where-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹And-(B^Three) N¹-C²As for, it is preferable that the structure which shows liquid crystallinity is included. The liquid crystal here may be in any phase, but is preferably a nematic liquid crystal, a smectic liquid crystal, or a discotic liquid crystal, and particularly preferably a nematic liquid crystal.
Specific examples of the liquid crystal compound include those described in Chapter 3 “Molecular Structure and Liquid Crystallinity” of Chapter 3 of Liquid Crystal Handbook Editorial Committee, Liquid Crystal Handbook, Maruzen, 2000.
[0050]
Below,-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹And-(B^Three)_n1-C²However, the present invention is not limited to these specific examples (in the figure, the wavy line represents the connecting position).
[0051]
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[0052]
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[0053]
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[0054]
Specific examples of the anthraquinone compounds represented by the general formulas (1) and (2) are shown below, but the present invention is not limited to the following specific examples.
[0055]
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[0056]
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[0057]
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[0058]
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[0059]
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[0060]
The compounds of the present invention are cited in “Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display” (A. V. Ivashchenko, CRC, 1994), “Review Synthetic Dyes” (Horiguchi Hiroshi, Sankyo Publishing, 1968) and the like. It can be synthesized with reference to the methods described in the literature.
[0061]
Next, the liquid crystal used in the liquid crystal element of the present invention will be described. The compound represented by the general formula (1) (hereinafter sometimes referred to as “the compound of the present invention”) has high solubility in the host liquid crystal and contributes to the improvement of the order parameter of the liquid crystal composition. In particular, it has a feature of high solubility in a fluorine-based host liquid crystal suitable for TFT driving. In addition, when functioning as a dichroic dye of a guest-host type liquid crystal display element, it contributes to an improvement in display contrast.
[0062]
The host liquid crystal usable in the liquid crystal composition of the present invention is not particularly limited as long as it can coexist with the compound of the present invention. For example, a liquid crystal compound exhibiting a nematic phase or a smectic phase can be used. Specific examples thereof include azomethine compounds, cyanobiphenyl compounds, cyanophenyl esters, fluorine-substituted phenyl esters, cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, fluorine-substituted cyclohexanecarboxylic acid phenyl esters, cyanophenylcyclohexane, fluorine-substituted phenylcyclohexanes, cyano-substituted phenylpyrimidines, Fluorine-substituted phenylpyrimidine, alkoxy-substituted phenylpyrimidine, fluorine-substituted alkoxy-substituted phenylpyrimidine, phenyldioxane, tolan compounds, fluorine-substituted tolane compounds, alkenylcyclohexylbenzonitrile, and the like. The liquid crystal compounds described in pages 154 to 192 and pages 715 to 722 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used. It is also possible to use a fluorine-substituted host liquid crystal suitable for TFT driving.
[0063]
The liquid crystal composition of the present invention contains a compound that does not exhibit liquid crystallinity for the purpose of changing the physical properties of the host liquid crystal to a desired range (for example, for the purpose of setting the temperature range of the liquid crystal phase to a desired range). May be added. Moreover, you may contain compounds, such as a chiral compound, a ultraviolet absorber, and antioxidant. Examples of such additives include chiral agents for TN and STN described in pages 199 to 202 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). It is done.
[0064]
In the liquid crystal composition of the present invention, the content of the host liquid crystal and the compound represented by the general formula (1) of the present invention (hereinafter sometimes simply referred to as “the compound of the present invention”) is not limited, The content of the compound of the present invention is preferably from 0.1 to 15% by mass, particularly preferably from 0.5 to 6% by mass, based on the content of the host liquid crystal. Moreover, it is desirable to determine the dye density | concentration required for desired optical density by measuring the absorption spectrum of the liquid crystal element which enclosed the liquid crystal composition of this invention.
[0065]
The liquid crystal composition of the present invention can be prepared by dissolving the compound of the present invention in a host liquid crystal. The dissolution can be performed using mechanical stirring, heating, ultrasonic waves, or a combination thereof.
[0066]
The liquid crystal composition of the present invention can be applied to a guest-host type liquid crystal element. One embodiment of the liquid crystal element of the present invention is a liquid crystal element comprising a pair of electrode substrates and a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition of the present invention sandwiched between the electrode substrates. As the electrode substrate, a substrate in which an electrode layer is formed on a substrate usually made of glass or plastic can be used. Examples of the plastic substrate include acrylic resin, polycarbonate resin, and epoxy resin. As the substrate, for example, those described in pages 218 to 231 of “Liquid Crystal Device Handbook” (Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used. The electrode layer formed on the substrate is preferably a transparent electrode layer. For example, it can be formed from indium oxide, indium tin oxide (ITO), tin oxide, or the like. As for the transparent electrode, for example, those described in pages 232 to 239 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) are used.
[0067]
The liquid crystal element can be produced, for example, by injecting a liquid crystal composition of the present invention into a space formed between a pair of substrates facing each other at intervals of 1 to 50 μm via a spacer or the like. As the spacer, for example, those described in pages 257 to 262 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) can be used.
[0068]
The liquid crystal element can be driven using a simple matrix driving method or an active matrix driving method using a thin film transistor (TFT). The driving method is described in detail, for example, on pages 387 to 460 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by the Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). Available.
[0069]
The liquid crystal display to which the liquid crystal element of the present invention can be applied is not particularly limited in terms of the system. For example, the “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) (1) Homogeneous alignment, (2) Homeotropic alignment, White-Taylor type (phase transition type) described in page 309, (3) Focal conic alignment and (4) Homeotropic alignment, (5) Combination with Super Twisted Nematic (STN) system, and (6) Combination with ferroelectric liquid crystal (FLC). Also, described in Chapter 2-1 (GH-mode reflective color LCD), pages 15-16 of “Reflective color LCD integrated technology” (supervised by Tatsuo Uchida, CMC, 1999), (1) ▼ Heilmeier type GH mode, (2) 1/4 wavelength plate type GH mode, (3) two-layer type GH mode, (4) phase transition type GH mode, (5) polymer dispersed liquid crystal (PDLC) type GH mode, etc. Is mentioned.
[0070]
Further, the liquid crystal element is disclosed in JP-A-10-67990, JP-A-10-239702, JP-A-10-133226, JP-A-10-339881, JP-A-11-52411, JP-A-11-64880, JP-A-2000-221538, etc. The GH mode liquid crystal display using the microcapsules described in the multilayer GH mode described in each of the above publications and the publications such as JP-A-11-24090. Furthermore, JP-A-6-235931, JP-A-6-235940, JP-A-6-265859, JP-A-7-56174, JP-A-9-146124, JP-A-9-197388, JP-A-10-23346, JP-A-10-31207. 10-31216, 10-31231, 10-31232, 10-31233, 10-31234, 10-82986, 10-90674, 10-111513, Gazettes such as 10-111523, 10-123509, 10-123510, 10-206851, 10-253993, 10-268300, 11-149252, and JP-A-2000-2874 It can be used for the reflective liquid crystal display described in the above. JP-A-5-61025, JP-A-5-265053, JP-A-6-3691, JP-A-6-23061, JP-A-5-203940, JP-A-6-242423, JP-A-6-289376, and JP-A-8-278490. 9-81174, etc., and can be used for polymer dispersed liquid crystal type GH modes.
[0071]
Liquid crystal elements using the liquid crystal composition of the present invention are suitable as various electro-optical devices such as display elements such as computers, watches, and calculators, electro-optical shutters, electro-optical apertures, optical communication optical path switching switches, and optical modulators. Can be used.
[0072]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. The materials, reagents, substance amounts and ratios, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the following specific examples.
[0073]
[Example 1: Synthesis of compound 1-1 of the present invention]
(Synthesis of Compound I-3)
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[0074]
31.6 g of compound (I-1), 57.3 g of compound (I-2), 9.7 g of triphenylphosphine, 4.15 g of palladium acetate, and 240.5 g of potassium carbonate, 1.2 L of toluene and 0.6 L of water And stirred at an internal temperature of 80 ° C. for 2 hours. After cooling the reaction solution, the organic layer was washed with brine, dried over magnesium sulfate, the organic solvent was distilled off under reduced pressure, and the resulting residue was purified by silica gel chromatography to obtain compound 39. 0.8 g was obtained (yield 70%; white crystals).
[0075]
(Synthesis of Compound L-2)
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[0076]
Under a nitrogen atmosphere, 5.4 mL of chlorosulfonic acid was added to 80 mL of a methylene chloride solution of 18.4 g of Compound I-3 so that the internal temperature was 10 to 15 ° C., and the mixture was stirred at the temperature for 45 minutes. Thereafter, 10 mL of chloroform and 30 mL of dimethylacetamide were added to the reaction system, and 11.2 mL of phosphorus oxychloride was added dropwise. At this time, the internal temperature rose to 40 ° C. After stirring for 1 hour at an internal temperature of 40 ° C., the reaction solution was poured into 48 g of ice, and 9 mL of concentrated sulfuric acid was added dropwise at an internal temperature of 5 ° C. After heating to an internal temperature of 20 ° C., 14.4 g of zinc was gradually added and stirred at an internal temperature of 80 ° C. for 3 hours. After cooling to room temperature, ethyl acetate was added and the inorganic matter was filtered off. The organic matter was extracted with ethyl acetate and dried, and the solvent was evaporated under reduced pressure. The obtained residue was purified by silica gel chromatography (eluent: chloroform) to obtain the target compound L-2 (yield 59%).
The obtained compound was white crystals and had a melting point of 133 ° C.
[0077]
(Synthesis of Compound M-1)
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[0078]
2.32 g of compound L-1 (sample synthesized according to the method described in US Pat. No. 2,417,027), 3.00 g of compound (L-2), and 4.0 g of t-BuOK Were mixed in 20 mL of dimethylformamide (DMF), 80 mL of ethanol was added, and the mixture was stirred at 50 ° C. for 7 hours. After cooling the reaction solution, an aqueous hydrochloric acid solution was added, the precipitated crude crystals were filtered off, and purified by silica gel chromatography to obtain 1.5 g of the intended compound M-1.
[0079]
(Synthesis of Compound 1-1)
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[0080]
1.0 g of the compound (M-1), 0.52 g of the compound (M-2) and 0.4 g of potassium hydroxide were mixed in 100 mL of ethanol and refluxed for 6 hours with stirring. After cooling the reaction solution, the precipitated crude crystals were filtered off and purified by silica gel chromatography to obtain 0.2 g of the intended compound (1-1) of the present invention. The characteristics of the obtained compound are shown below.
Color and shape: yellow crystals
Maximum absorption wavelength: 445 nm (chloroform)
Melting point: 205-210 ° C. (decomposition)
[0081]
[Example 2]
(1) Preparation and solubility measurement of liquid crystal composition
2 mg of each of the compounds shown in Table 1 below (compounds of the present invention and known comparative compounds (compounds described in European Patent No. 120,463)) were added to commercially available fluorine-based liquid crystal (trade name “ZLI-5081”). , Manufactured by E. Merck Co.) and heated and stirred at 80 ° C. It cooled to room temperature and used as a liquid-crystal composition used for liquid-crystal element preparation.
[0082]
(2) Production of liquid crystal element
Each of the liquid crystal compositions obtained above was injected into a commercially available liquid crystal cell substrate to prepare liquid crystal elements. The liquid crystal cell substrate used is E.I. H. C. A glass plate (thickness 0.7 mm) on which ITO transparent electrode layer and polyimide alignment film (with parallel alignment treatment) are formed, with a cell gap of 8 μm and an epoxy resin seal Met.
[0083]
(3) Order parameter measurement
Each manufactured liquid crystal element was irradiated with polarized light parallel to the rubbing direction and polarized light perpendicular to the rubbing direction, and each absorption spectrum (A （and A‖) was measured with UV3100 (manufactured by Shimadzu Corporation, visible absorption spectrometer). . From A パ ラ メ ー タ ー and A⊥ at the maximum absorption wavelength, the order parameter S was determined for each according to the following formula 1. The measurement results are shown in Table 1.
Formula 1
S = (A‖−A⊥) / (A‖ + 2 ・ A⊥)
[0084]
[Table 1]

[0085]
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[0086]
From Table 1, the compound of the present invention shows a large value of the order parameter and A || at the maximum absorption wavelength as compared with the conventionally known compound C-1. That is, it can be seen that the compound of the present invention exhibits larger order parameters and higher solubility in the host liquid crystal.
[0087]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to provide a liquid crystal composition and a liquid crystal element that have a high dichroic ratio and an order parameter and can improve display contrast when used in a display element. In particular, it is possible to provide a low-viscosity guest-host liquid crystal composition and a liquid crystal element that have a fast response to an electric field, an excellent alignment property, a film forming property, a memory property, an excellent light resistance, a solubility, and a large area Become. In addition, according to the present invention, it is possible to provide a novel dye that has excellent solubility and gives a high dichroic ratio and order parameters.

Claims (4)

A liquid crystal composition comprising a compound represented by the following general formula (1) and a liquid crystal compound.
General formula (1)

(In the formula, R ¹ represents an alkyl group or a cycloalkyl group, represent a ^{R 2, R 3, R 4} , R 5, R 6, R 7 and R ⁸ are each hydrogen atom or a substituent, R ^2, (At least one of R ³ , R ⁴ , R ⁵ , R ⁶ , R ⁷ and R ⁸ is a group represented by the following general formula (a).)
Formula (a)
_{- (Het) j - {(} B 1) p - (Q 1) q - (B 2) r} n -C 1
(In the formula, Het represents an oxygen atom, NR ^a — or a sulfur atom, R ^a represents ^a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group, a heteroaryl group or an acyl group. B ¹ and B ² are each divalent, An aryl group, a heteroaryl group or a cyclic hydrocarbon group, Q ¹ represents a divalent linking group, and C ¹ represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an acyl group, an alkoxycarbonyl group or an acyloxy group. j represents 0 or 1. p, q and r each represents an integer of 0 to 5, n represents an integer of 1 to 3, but (p + r) × n is 3 to 10 When p, q and r are each 2 or more, 2 or more B ¹ , Q ¹ and B ² may be the same or different, and when n is 2 or more, 2 or more {(B ¹ ) _p − (Q ¹ ) _q − (B ² ) _r } may be the same May be different.) The liquid crystal composition according to claim 1, wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by the following general formula (2).
  General formula (2)

(Wherein R ⁹ Represents an alkyl group. R ^Ten , R ¹¹ , R ¹² , R ¹³ , R ¹⁴ And R ¹⁵ Each represents a hydrogen atom or a substituent. B ^Three Represents a divalent aryl group, heteroaryl group or cyclic hydrocarbon group; ² Represents an alkyl group. n ¹ Represents 3 or 4, B ^Three May be the same or different. ) A guest-host type liquid crystal device comprising a liquid crystal layer comprising the liquid crystal composition according to claim 1. An anthraquinone compound represented by the following general formula (2).
General formula (2)

(In the formula, R ⁹ represents an alkyl group. R ¹⁰ , R ¹¹ , R ¹² , R ¹³ , R ¹⁴ and R ¹⁵ each represents a hydrogen atom or a substituent. B ³ represents a divalent aryl group, hetero An aryl group or a cyclic hydrocarbon group, C ² represents an alkyl group, n ¹ represents 3 or 4, and B ³ may be the same or different.