JP4125040B2 - Liquid crystal composition, liquid crystal element, and liquid crystal display device - Google Patents

Description

【０００７】
式中、Ｘは酸素原子、硫黄原子またはＮＲを表し、Ｒは水素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。Ａｒ¹およびＡｒ²は各々独立して、アリール環またはヘテロアリール環を形成するのに必要な原子群を表す。但し、一般式（１）で表される化合物は下記一般式（ａ）で表される基を少なくとも一つ有する。
【０００８】
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、アリール基またはヘテロアリール基を表す。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し、（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は各々同一でも異なっていてもよく、ｎが２以上の時、２以上の｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝は同一でも異なっていてもよい。
【０００９】
［２］ 前記一般式（１）中、Ｘが酸素原子を表す［１］に記載の液晶組成物。［３］ 前記一般式（１）で表される化合物が、下記一般式（１−１）〜（１−５）のいずれかで表される化合物である［１］または［２］に記載の液晶組成物。
【００１０】
【化３】

【００１１】
式（１−１）中、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁸は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す。式（１−２）中、Ｒ²¹〜Ｒ²⁸は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す。式（１−３）中、Ｒ³¹〜Ｒ³⁸は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す。式（１−４）中、Ｒ⁴¹〜Ｒ⁴⁶は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す。式（１−５）中、Ｒ⁵¹〜Ｒ⁵⁶は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す。
【００１２】
［４］ 前記一般式（１）で表される化合物が、前記一般式（１−１）〜（１−３）のいずれかで表される化合物である［３］に記載の液晶組成物。
［５］ 前記一般式（１−１）中、Ｒ¹¹、Ｒ¹⁴およびＲ¹⁶の少なくとも一つが前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す［３］または［４］に記載の液晶組成物。
［６］ 前記一般式（１−２）中、Ｒ²³および／またはＲ²⁶が前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す［３］または［４］に記載の液晶組成物。
［７］ 前記一般式（１−３）中、Ｒ³²および／またはＲ³⁶が前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表す［３］または［４］に記載の液晶組成物。
【００１３】
［８］ 前記一般式（ａ）において、Ｈｅｔが硫黄原子を、ｐが２を、ｑが０を、ｒが１を、およびｎが１を表す［１］〜［７］のいずれかに記載の液晶組成物。
［９］ 前記一般式（ａ）で表される基が、下記一般式（ａ−１）および下記一般式（ａ−２）のいずれかで表される基である［１］〜［８］のいずれかに記載の液晶組成物。
【００１４】
【化４】

【００１５】
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し、Ｃ^a1およびＣ^a2は各々独立してアルキル基を表す。
【００１６】
［１０］ ［１］〜［９］のいずれかに記載の液晶組成物を含む液晶層を有する液晶素子。
［１１］ ［１］〜［９］のいずれかに記載の液晶組成物を含む液晶層を有するゲスト−ホスト方式の液晶表示装置。
【００１７】
【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）で表される化合物を含有する。
【００１８】
一般式（１）
【化５】

【００１９】
Ｘは、酸素原子、硫黄原子またはＮＲを表し、Ｒは水素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。前記アルキル基、アリール基およびヘテロアリール基は置換基を有していてもよい。Ｒは、好ましくは、炭素原子数１〜１８、より好ましくは１〜７、さらに好ましくは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、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、オクタデシル基）；炭素原子数１〜１８、より好ましくは１〜７、さらに好ましくは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−フェノキシエチル基、２−（１−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−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−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−アセチルオキシエチル基）、アシルアルキル基（例えば、２−アセチルエチル基）、カルバモイルアルキル基（例えば、２−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−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−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）｝；
【００２０】
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−ナフチル基）；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）；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）；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、３−クロロ−２−フリル基、４−メトキシ−２−ピリジル基）；が挙げられる。これらの置換基で環を有するものは、さらに縮環した構造をとることができる。
Ｒとして好ましくは水素原子である。
Ｘとして好ましくは、酸素原子である。
【００２１】
Ａｒ¹およびＡｒ²は各々独立して、炭素原子のみから構成されたアリール環、または炭素原子と、酸素原子、窒素原子および硫黄原子等から選ばれるヘテロ原子とから構成されたヘテロアリール環を形成するのに必要な原子群を表す。前記アリール環およびヘテロアリール環には、単環構造のものおよび縮環構造のものの双方が含まれる。前記アリール環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環が挙げられる。前記ヘテロアリール環としては、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、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、またはこれらのヘテロ芳香族環を２種以上あるいはこれらヘテロ芳香族環の１種以上と前述のアリール環とが縮合して形成される縮環が挙げられる。
【００２２】
Ａｒ¹およびＡｒ²が形成するアリール環およびヘテロアリール環は、ベンゼン環、ナフタレン環、ピリジン環、チオフェン環、フラン環、ピロール環、ベンゾチオフェン環、ベンゾフラン環、ベンゾピロール環であるのが好ましく、ベンゼン環、チオフェン環、フラン環、ベンゾチオフェン環またはベンゾフラン環であるのがより好ましい。
【００２３】
但し、前記一般式（１）で表される化合物は、下記一般式（ａ）で表される基を少なくとも１つ有する。下記一般式（ａ）で表される基は、Ａｒ¹およびＡｒ²で各々表される環に直接または連結基を介して（好ましくは直接）結合している。
一般式（ａ）
−（Ｈｅｔ）_j−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹
【００２４】
前記一般式（ａ）において、Ｈｅｔは酸素原子、ＮＲ^aまたは硫黄原子を表す。Ｒ^aは水素原子、アルキル基、アリール基またはヘテロアリール基を表す。Ｒ^aは好ましくは、炭素原子１〜１８、より好ましくは１〜７、さらに好ましくは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、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ドデシル基、オクタデシル基）；炭素原子１〜１８、より好ましくは１〜７、さらに好ましくは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−フェノキシエチル基、２−（１−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−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−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−アセチルオキシエチル基）、アシルアルキル基（例えば、２−アセチルエチル基）、カルバモイルアルキル基（例えば、２−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−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−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）｝；
【００２５】
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−ナフチル基）；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）；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）；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）；が挙げられる。
中でも、Ｒ^aは水素原子であるのが好ましい。
【００２６】
前記一般式（ａ）において、Ｂ¹およびＢ²は各々独立して、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す。前記２価のアリール基としては、炭素数２〜２０のアリール基が好ましい。具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環の２価基であり、さらに好ましくは、１、４−フェニレン基である。Ｂ¹およびＢ²が各々表す２価のヘテロアリール基としては、炭素数１〜２０のヘテロアリール基が好ましい。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ヘテロアリール基が好ましい。Ｂ¹およびＢ²が各々表す２価の環状炭化水素基の好ましい具体例としては、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−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。
【００２７】
Ｂ¹およびＢ²は各々置換基を有していてもよく、該置換基としては以下の置換基群Ｖから選ばれるいずれかが挙げられる。
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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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；アミド基；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数１〜８のアルキルアミド基（例えば、Ｎ−メチルアミド基、Ｎ−エチルアミド基、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミド基）；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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）；
【００２８】
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）；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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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）；アミノ基；炭素数１〜２０、好ましくは炭素数１〜１２、より好ましくは炭素数１〜８の置換アミノ基（例えば、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）；炭素数０〜１５、好ましくは炭素数３〜１０、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数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、ブチルチオ基）；
【００２９】
炭素数０〜２０、好ましくは炭素数１〜１２、より好ましくは炭素数５〜１０のアリールチオ基（アリールチオ基にはヘテロアリールチオ基も含まれる。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、２−ピリジルチオ基、ナフチルチオ基）；炭素数２〜２０、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、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数１〜５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、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基）；炭素数１〜１８、好ましくは炭素数１〜１０、より好ましくは炭素数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、より好ましくは炭素数３〜５の不飽和炭化水素基（例えばビニル基、エチニル基、１−シクロヘキセニル基、ベンジリジン基、ベンジリデン基）も置換アルキル基に含まれることにする｝；炭素数６〜２０、好ましくは炭素数６〜１５、より好ましくは炭素数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、１−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、より好ましくは炭素数４〜６の置換もしくは無置換のヘテロアリール基（例えば、ピリジル基、５−メチルピリジル基、２−チエニル基、２−フリル基、モルホリノ基、テトラヒドロフルフリル基）。
これら置換基群Ｖの置換基の中で環構造を有するものについては、該環にベンゼン環やナフタレン環が縮合した構造を有していてもよい。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。
【００３０】
置換基群Ｖの中でも、上述のアルキル基、アリール基、アルコキシ基およびハロゲン原子が好ましく、メチル基、トリフルオロメチル基、メトキシ基、トリフルオロメトキシ基およびフッ素原子がさらに好ましい。
【００３１】
前記一般式（ａ）において、Ｑ¹は２価の連結基を表す。好ましくは、炭素原子、窒素原子、硫黄原子および酸素原子から選ばれる１種以上の原子から構成される原子団からなる２価の連結基を表す。前記２価の連結基としては、炭素数１〜２０のアルキレン基（例えば、メチレン、エチレン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、シクロヘキシル−１，４−ジイル）、炭素数２〜２０のアルケニレン基（例えば、エテニレン）、炭素数２〜２０のアルキニレン基（例えば、エチニレン）、アミド基、エーテル基、エルテル基、スルホアミド基、スルホン酸エステル基、ウレイド基、スルホニル基、スルフィニル基、チオエーテル基、カルボニル基、−ＮＲ−基（ここで、Ｒは水素原子、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−１，４−ジイル基）、またはこれらを２種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、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、エーテル基、チオエーテル基、アミド基、エルテル基、カルボニル基、およびそれらの組合せからなる２価の連結基を表すのが好ましい。
Ｑ¹はさらに置換基を有していてもよく、該置換基としては前述の置換基群Ｖから選ばれるいずれかの置換基が挙げられる。
【００３２】
前記一般式（ａ）において、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またはアシルオキシ基を表す。Ｃ¹は好ましくは、炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数１〜１２、さら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）；炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数１〜１０、さら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、より好ましくは炭素数２〜１２、さら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２〜２０、より好ましくは炭素数２〜１２、さら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として特に好ましくはアルキル基またはアルコキシ基であり、さらに好ましくは、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基またはトリフルオロメトキシ基である。
Ｃ¹はさらに置換基を有していてもよく、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の置換基が挙げられる。
【００３３】
前記一般式（ａ）において、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およびｎが各々２以上の場合、その繰り返し単位は同一であっても異なっていてもよい。好ましいｐ、ｑ、ｒおよびｎの組合せを以下に記す。
（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＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１
（６） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝２、ｎ＝１
（７） ｐ＝３、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１
（８） ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝２、ｎ＝１
（９） ｐ＝１、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２
（10） ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝２
【００３４】
特に好ましくは、（１）ｐ＝３、ｑ＝０、ｒ＝０、ｎ＝１；（４）ｐ＝２、ｑ＝０、ｒ＝１、ｎ＝１；（５）ｐ＝２、ｑ＝１、ｒ＝１、ｎ＝１；の組合せである。
【００３５】
なお、−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹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。
【００３６】
−｛（Ｂ¹）_p−（Ｑ¹）_q−（Ｂ²）_r｝_n−Ｃ¹の具体例を以下に示すが、本発明はこれに限定されるものではない（図中、波線は連結位置を表す）。
【００３７】
【化６】

【００３８】
【化７】

【００３９】
【化８】

【００４０】
【化９】

【００４１】
前記色素中の前記一般式（ａ）で表される置換基の個数は、１〜６であるのが好ましくは、１〜４であるのがより好ましく、１または２であるのが特に好ましい。
【００４２】
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−シクロヘキシル基を表し、Ｃ¹がアルキル基（好ましくはメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基またはヘキシル基）を表し、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。
【００４３】
【化１０】

【００４４】
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はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子（特にフッ素原子）、アルキル基、アリール基、アルコキシ基であるのが好ましい。
前記一般式（ａ−１）および（ａ−２）中、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。
【００４５】
前記一般式（１）で表される化合物の好ましい態様は、下記一般式（１−１）〜（１−５）のいずれかで表される化合物である。
【００４６】
【化１１】

【００４７】
式（１−１）中、Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁸は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表し、好ましくは、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基である。
式（１−２）中、Ｒ²¹〜Ｒ²⁸は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表し、好ましくは、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基である。
式（１−３）中、Ｒ³¹〜Ｒ³⁸は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表し、好ましくは、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基である。
式（１−４）中、Ｒ⁴¹〜Ｒ⁴⁶は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表し、好ましくは、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基である。
式（１−５）中、Ｒ⁵¹〜Ｒ⁵⁶は各々、水素原子または置換基を表すが、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基を表し、好ましくは、少なくとも一つは前記一般式（ａ）で表される基である。
【００４８】
Ｒ¹¹〜Ｒ¹⁸、Ｒ²¹〜Ｒ²⁸、Ｒ³¹〜Ｒ³⁸、Ｒ⁴¹〜Ｒ⁴⁶およびＲ⁵¹〜Ｒ⁵⁶が各々表す置換基としては、前述の置換基群Ｖから選ばれるいずれかの置換基が挙げられる。
【００４９】
前記一般式（１−１）〜（１−５）で表される化合物の中でも、前記一般式（１−１）〜（１−３）で表される化合物がより好ましい。
前記一般式（１−１）〜（１−５）で表される化合物中、前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基の位置については特に制限はないが、前記一般式（１−１）で表される化合物では、Ｒ¹¹、Ｒ¹⁴およびＲ¹⁶の少なくとも一つが前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基であるのが好ましく、前記一般式（１−２）で表される化合物では、Ｒ²³および／またはＲ²⁶が前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基であるのが好ましく、前記一般式（１−３）で表される化合物では、Ｒ³²および／またはＲ³⁶が前記一般式（ａ）で表される基を含む置換基であるのが好ましい。
【００５０】
以下に前記一般式（１）で表される化合物の具体例を示すが、以下の具体例によって本発明はなんら制限されるものではない。
【００５１】
【化１２】

【００５２】
【化１３】

【００５３】
【化１４】

【００５４】
【化１５】

【００５５】
前記一般式（１）で表される化合物は、「Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display」（ A. V. Ivashchenko著、CRC社、１９９４年）に記載の方法に準じて合成することができる。
【００５６】
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、本発明の化合物は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色性色素として機能させた場合に、表示コントラストの向上に寄与する。
【００５７】
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、例えば、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が好ましい。例えば、Ｍｅｒｃｋ社の液晶（ＺＬＩ−４６９２、ＭＬＣ−６２６７、６２８４、６２８７、６２８８、６４０６、６４２２、６４２３、６４２５、６４３５、６４３７、７７００、７８００、９０００、９１００、９２００、９３００、１００００など）、チッソ社の液晶（ＬＩＸＯＮ５０３６ｘｘ、５０３７ｘｘ、５０３９ｘｘ、５０４０ｘｘ、５０４１ｘｘなど）が挙げられる。
また、本発明に用いる液晶の誘電率異方性は正であっても負であってもよい。誘電率異方性が正の場合には水平配向方式が、誘電率異方性が負の場合には垂直配向方式の表示方法が好ましく適用される。誘電率異方性が負の液晶としては、Ｍｅｒｃｋ社の液晶（ＭＬＣ−６６０８、６６０９、６６１０など）が挙げられる。
【００５８】
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。
【００５９】
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化合物の含有量については特に制限はないが、本発明の化合物の含有量はホスト液晶に対して０．１〜１５質量％であるのが好ましく、０．５〜６質量％であるのがより好ましい。また、本発明の液晶組成物を封入した液晶セルの吸収スペクトルを測定することで、所望の光学濃度に必要な色素濃度を決定することが望ましい。
【００６０】
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。
【００６１】
本発明の液晶素子は、本発明の液晶組成物を含有する液晶層を備えた液晶素子である。本発明の液晶素子は、例えば、一対の電極基板間と、一対の電極基板に挟持される本発明の液晶組成物を含有する液晶層とから構成することができる。前記電極基板は、通常ガラスあるいはプラスチックからなる基板上に、電極層を形成したものを用いることができる。プラスチック基板としては、アクリル樹脂、ポリカーボネート樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。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。
【００６２】
本発明の液晶素子は、例えば、一対の基板をスペーサーなどを介して、１〜５０μｍ間隔で対向させ、基板間に形成された空間に本発明の液晶組成物を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。
【００６３】
本発明の液晶素子は、単純マトリックス駆動方式あるいは薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などを用いたアクテイブマトリックス駆動方式を用いて駆動することができる。駆動方式については、例えば、「液晶デバイスハンドブック」（日本学術振興会第１４２委員会編、日刊工業新聞社、１９８９年）の第３８７〜４６０頁に詳細が記載され、本発明の液晶素子の駆動方法として利用できる。
【００６４】
本発明の液晶素子が利用できる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、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。
【００６５】
さらに、本発明の液晶素子は特開平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号公報など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号などの各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号などの各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。
【００６６】
本発明の液晶素子は、コンピューター、時計、電卓などの表示素子、電子光学シャッター、電子光学絞り、光通信光路切り替えスイッチ、光変調器などの種種の電子光学デバイスとして好適に利用することができる。
【００６７】
【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、割合、操作等は、本発明の精神から逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例に制限されるものではない。
［実施例１］
下記表１に示す化合物１．０ｍｇを、商品名ＺＬＩ−５０８１（Ｅ． Ｍｅｒｃｋ社製）１００ｍｇに溶解させ、液晶組成物を各々調製した。この液晶組成物を、市販の液晶セル用基板に注入し、ゲストホスト型液晶セルおよび比較用液晶素子をそれぞれ作製した。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（ラビング処理によるパラレル配列付き）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。
【００６８】
本発明の素子１〜３および比較用素子４の各々に、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Ｓｈｉｍａｄｚｕ ＵＶ３１００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に従い求めた。結果を下記表１に示す。
式１
Ｓ ＝ （Ａ‖−Ａ⊥）／（Ａ‖＋２・Ａ⊥）
【００６９】
【表１】

【００７０】
【化１６】

【００７１】
表１に示す結果より、色素Ｍ−１を使用した液晶素子よりも、本発明の化合物を利用した素子のほうが高いオーダーパラメーターを与えることがわかる。
【００７２】
［実施例２］
本発明の化合物１−１３を、商品名ＭＬＣ−６６０８（フッ素系液晶、 誘電率異方性が負、Ｅ． Ｍｅｒｃｋ社製）に溶解させて調製した液晶組成物を用いて、実施例１と同様にして素子を作製した。実施例１と同様の操作により、この素子のオーダーパラメーターＳを測定したところ、Ｓ＝０．８４であった。
この結果より、本発明の化合物は誘電率異方性が負のホスト液晶を用いても高いオーダーパラメーターを与えることがわかる。
【００７３】
【発明の効果】
前記一般式（１）で表される化合物は、液晶に対する溶解性に優れ、高いオーダーパラメーターを示す。またこのような物性を有することから、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−ホスト液晶組成物を提供することが可能となる。即ち、本発明によれば、特定の構造のキノン色素を利用することにより、高い２色比および高い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し得る液晶組成物および液晶素子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 liquid crystal element using the same, particularly a guest-host liquid crystal element and a liquid crystal display device.
[0002]
[Prior art]
Many types of liquid crystal elements have been proposed (for example, the Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Liquid Crystal Device Handbook, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). Among them, a dichroic dye is dissolved in the liquid crystal. The display method (so-called guest-host method) based on the change in the light absorption state based on the change in the orientation of the dichroic dye in accordance with the movement of the liquid crystal due to the electric field is expected to be applied to the reflective liquid crystal device because it can display bright images Has been. The guest host system is, for example, B. Bahadur, D. Demus, J. Goodby, GW Gray, HW Spiess, V. Vill, Handbook of Liquid Crystals, Vol. 2A, Wiley-VCH, 1998, 3rd. , Chapter 4, pages 257-302.
[0003]
The dichroic dye used in the liquid crystal element is required to have performance such as appropriate absorption characteristics, high order parameters, high solubility in the host liquid crystal, and durability. The dichroic dye is described in detail in “Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display” (A. V. Ivashchenko, CRC, 1994).
Azo dyes are known to be useful as dichroic dyes, but many have insufficient durability, and development of dichroic dyes with high durability is desired. As a dichroic dye having high durability, a quinone dye condensed with a 5-membered heterocyclic ring has been studied. For example, Chemistry Letters, pp. 2049-2052, 1990 reports an example in which a quinone dye fused with a 5-membered heterocycle is used as a dichroic dye for a guest host system. However, the reported quinone dyes condensed with 5-membered heterocycles have low order parameters and low solubility in host liquid crystals, and dichroic dyes having high order parameters and high solubility in host liquid crystals are desired. ing.
[0004]
[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 dye and a high order parameter by using a quinone dye having a specific structure. It is an object of the present invention to provide a liquid crystal composition and a liquid crystal element that can improve contrast. Another object of the present invention is to provide a liquid crystal display device capable of improving display contrast.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventors have found that the above problems can be achieved by the following liquid crystal composition and liquid crystal element.
[1] A liquid crystal composition comprising at least one compound represented by the following general formula (1) and a host liquid crystal.
[0006]
General formula (1)
[Chemical 2]

[0007]
In the formula, X represents an oxygen atom, a sulfur atom or NR, and R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. Ar¹And Ar²Each independently represents a group of atoms necessary to form an aryl ring or a heteroaryl ring. However, the compound represented by the general formula (1) has at least one group represented by the following general formula (a).
[0008]
Formula (a)
-(Het)_j-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹
In the formula, Het is an oxygen atom, NR^aOr represents a sulfur atom, R^aRepresents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl 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 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, and (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, and when n is 2 or more, 2 or more {(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r} May be the same or different.
[0009]
[2] The liquid crystal composition according to [1], wherein in the general formula (1), X represents an oxygen atom. [3] The compound represented by the general formula (1) is a compound represented by any one of the following general formulas (1-1) to (1-5) according to [1] or [2]. Liquid crystal composition.
[0010]
[Chemical 3]

[0011]
In formula (1-1), R¹¹~ R¹⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent, at least one of which represents a substituent including the group represented by the general formula (a). In formula (1-2), R^{twenty one}~ R²⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent, at least one of which represents a substituent including the group represented by the general formula (a). In formula (1-3), R³¹~ R³⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent, at least one of which represents a substituent including the group represented by the general formula (a). In formula (1-4), R⁴¹~ R⁴⁶Each represents a hydrogen atom or a substituent, at least one of which represents a substituent including the group represented by the general formula (a). In formula (1-5), R⁵¹~ R⁵⁶Each represents a hydrogen atom or a substituent, at least one of which represents a substituent including the group represented by the general formula (a).
[0012]
[4] The liquid crystal composition according to [3], wherein the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by any one of the general formulas (1-1) to (1-3).
[5] In the general formula (1-1), R¹¹, R¹⁴And R¹⁶The liquid crystal composition according to [3] or [4], wherein at least one of represents a substituent containing a group represented by the general formula (a).
[6] In the general formula (1-2), R^{twenty three}And / or R²⁶The liquid crystal composition according to [3] or [4], wherein represents a substituent containing a group represented by the general formula (a).
[7] In the general formula (1-3), R³²And / or R³⁶The liquid crystal composition according to [3] or [4], wherein represents a substituent containing a group represented by the general formula (a).
[0013]
[8] In any one of [1] to [7], in the general formula (a), Het represents a sulfur atom, p represents 2, q represents 0, r represents 1, and n represents 1. Liquid crystal composition.
[9] The group represented by the general formula (a) is a group represented by any one of the following general formula (a-1) and the following general formula (a-2) [1] to [8]. The liquid crystal composition according to any one of the above.
[0014]
[Formula 4]

[0015]
In the general formulas (a-1) and (a-2), R^a1~ R^a12Each independently represents a hydrogen atom or a substituent;^a1And C^a2Each independently represents an alkyl group.
[0016]
[10] A liquid crystal device having a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition according to any one of [1] to [9].
[11] A guest-host liquid crystal display device having a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition according to any one of [1] to [9].
[0017]
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 a compound represented by the following general formula (1).
[0018]
General formula (1)
[Chemical formula 5]

[0019]
X represents an oxygen atom, a sulfur atom or NR, and R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. The alkyl group, aryl group and heteroaryl group may have a substituent. R is preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, still more preferably 1 to 4 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group). Group, pentyl group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, octadecyl group); a substituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 7, more preferably 1 to 4 carbon atoms {preferably an aralkyl group (for example, 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-carboxyl group) Ethyl group, 3-carboxypropyl group, 4-carboxybutyl group, carboxymethyl group), alkoxyalkyl group ( For example, 2-methoxyethyl 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 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 group (for example, 2- (pyrrolidin-2-one-1-yl) ethyl group, tetrahydrofur Furyl group), alkylsulfonylcarbamoylalkyl group (for example, methanesulfonylcarbamoylmethyl group)};
[0020]
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, a phenyl group or 1-naphthyl group); 6 to 20 carbon atoms, more preferably a carbon number. A substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, more preferably 6 to 8 carbon atoms (eg, p-methoxyphenyl group, p-methylphenyl group, p-chlorophenyl group); 1 to 20 carbon atoms, more preferably 3 to 3 carbon atoms 10, more preferably an unsubstituted heteroaryl group having 4 to 8 carbon atoms (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); 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, 5- Methyl-2-thienyl group, 3-chloro-2-furyl group, 4-methoxy-2-pyridyl group). Those having a ring as these substituents can have a further condensed structure.
R is preferably a hydrogen atom.
X is preferably an oxygen atom.
[0021]
Ar¹And Ar²Are each independently required to form an aryl ring composed only of carbon atoms, or a heteroaryl ring composed of carbon atoms and heteroatoms selected from oxygen atoms, nitrogen atoms, sulfur atoms, etc. Represents an atomic group. The aryl ring and heteroaryl ring include both monocyclic and condensed ring structures. Examples of the aryl ring include a benzene ring, a naphthalene ring, and an anthracene ring. Examples of the heteroaryl ring include a pyridine ring, a quinoline ring, an isoquinoline ring, a pyrimidine ring, a pyrazine ring, an oxazole ring, a thiazole ring, an imidazole ring, a pyrazole ring, an oxadiazole ring, a thiadiazole ring, a triazole ring, or a heteroaromatic thereof. Examples thereof include condensed rings formed by condensing two or more aromatic rings or one or more of these heteroaromatic rings and the aforementioned aryl ring.
[0022]
Ar¹And Ar²The aryl ring and heteroaryl ring formed by are preferably a benzene ring, a naphthalene ring, a pyridine ring, a thiophene ring, a furan ring, a pyrrole ring, a benzothiophene ring, a benzofuran ring, a benzopyrrole ring, a benzene ring, a thiophene ring More preferred is a furan ring, a benzothiophene ring or a benzofuran ring.
[0023]
However, the compound represented by the general formula (1) has at least one group represented by the following general formula (a). The group represented by the following general formula (a) is Ar¹And Ar²Are each directly or via a linking group (preferably directly) connected to the ring represented by
Formula (a)
-(Het)_j-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹
[0024]
In the general formula (a), Het is an oxygen atom, NR^aOr represents a sulfur atom. R^aRepresents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. R^aIs preferably an unsubstituted alkyl group having 1 to 18 carbon atoms, more preferably 1 to 7 carbon atoms, still more preferably 1 to 4 carbon atoms (for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, pentyl group). Group, hexyl group, octyl group, dodecyl group, octadecyl group); a substituted alkyl group having 1 to 18, more preferably 1 to 7, more preferably 1 to 4 carbon atoms {preferably an aralkyl group (for example, 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 -Carboxypropyl group, 4-carboxybutyl group, carboxymethyl group), alkoxyalkyl group (for example, -Methoxyethyl group, 2- (2-methoxyethoxy) ethyl group), aryloxyalkyl group (for example, 2-phenoxyethyl group, 2- (1-naphthoxy) ethyl group), alkoxycarbonylalkyl group (for example, ethoxycarbonyl) Methyl 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- Rufobutyl 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), a heterocyclic-substituted alkyl group (for example, 2- (pyrrolidin-2-one-1-yl) ethyl group, tetrahydrofurfuryl group), Alkylsulfonylcarbamoylalkyl group (for example, methanesulfonylcarbamoylmethyl group)};
[0025]
An unsubstituted aryl group having 6 to 20 carbon atoms, more preferably 6 to 10 carbon atoms, still more preferably 6 to 8 carbon atoms (for example, phenyl group, 1-naphthyl group); 6 to 20 carbon atoms, more preferably carbon A substituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms, more preferably 6 to 8 carbon atoms (eg, p-methoxyphenyl group, p-methylphenyl group, p-chlorophenyl group); 1 to 20 carbon atoms, more preferably 3 carbon atoms -10, more preferably an unsubstituted heteroaryl group having 4 to 8 carbon atoms (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, -(1,2,4-triazolyl) group, 5-tetrazolyl group); 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, 5 -Methyl-2-thienyl group, 4-methoxy-2-pyridyl group).
Above all, R^aIs preferably a hydrogen atom.
[0026]
In the general formula (a), B¹And B²Each independently represents a divalent aryl group, heteroaryl group or cyclic hydrocarbon group. The divalent aryl group is preferably an aryl group having 2 to 20 carbon atoms. Specifically, it is a divalent group of a benzene ring, a naphthalene ring or an anthracene ring, and more preferably a 1,4-phenylene group. B¹And B²As a bivalent heteroaryl group which each represents, a C1-C20 heteroaryl group is preferable. Specifically, pyridine ring, quinoline ring, isoquinoline ring, pyrimidine ring, pyrazine ring, thiophene ring, furan ring, oxazole ring, thiazole ring, imidazole ring, pyrazole ring, oxadiazole ring, thiadiazole ring, triazole ring, and A condensed ring heteroaryl group formed by condensation of these is preferable. B¹And B²As preferable specific examples of the divalent cyclic hydrocarbon group represented by each of the above, 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.
[0027]
B¹And B²Each may have a substituent, and examples of the substituent include any one selected from the following substituent group V.
Substituent group V:
Halogen atom (for example, chlorine, bromine, iodine, fluorine); mercapto group; cyano group; carboxyl group; phosphate group; sulfo group; hydroxy group; 1 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms, more preferably carbon A carbamoyl group having 2 to 5 carbon atoms (for example, a methylcarbamoyl group, an ethylcarbamoyl group, a 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, , Methylsulfamoyl group, ethylsulfamoyl group, piperidinosulfamoyl group); nitro group; amide group; carbon number 1-20, preferably carbon number 1-10, more preferably carbon number 1-8 Alkylamide group (for example, N-methylamide group, N-ethylamide group, N, N-dimethylamide group); C 1-20, preferably An alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methoxy group, ethoxy group, 2-methoxyethoxy group, 2-phenylethoxy group); 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to 6 carbon atoms 12, 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, the acyl group having 2 to 8 carbon atoms (for example, acetyl group, benzoyl group, trichloroacetyl group);
[0028]
An acyloxy group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, more preferably 2 to 8 carbon atoms (for example, acetyloxy group, benzoyloxy group); 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms More preferably an acylamino group having 2 to 8 carbon atoms (for example, acetylamino group); a sulfonyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 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). A sulfonylamino group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, Tansulfonylamino group, ethanesulfonylamino group, benzenesulfonylamino group); amino group; substituted amino group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 1 to 8 carbon atoms (for example, methylamino) Group, dimethylamino group, benzylamino group, anilino group, diphenylamino 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, Triethylammonium group); a hydrazino group having 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably 1 to 6 carbon atoms (for example, trimethylhydrazino group); 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 carbon atom -10, more preferably a ureido group having 1 to 6 carbon atoms (for example, ureido group, N, N-dimethylureido group) 1 to 15 carbon atoms, preferably 1 to 10 carbon atoms, more preferably an imide group having 1 to 6 carbon atoms (for example, succinimide group), 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably carbon atoms. 1 to 8 alkylthio groups (for example, methylthio group, ethylthio group, propylthio group, butylthio group);
[0029]
An arylthio group having 0 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 12 carbon atoms, more preferably 5 to 10 carbon atoms (the arylthio group includes a heteroarylthio group. For example, a phenylthio group, a p-methylphenylthio group, p -Chlorophenylthio group, 2-pyridylthio group, naphthylthio group); alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 12 carbon atoms, 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); Preferably it is C1-C10, More preferably, it is C1-C5 unsubstituted alkyl group (for example, methyl group) Ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, hexyl group, heptyl group, octyl 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 , A hydroxymethyl group, a trifluoromethyl group, a benzyl group, a carboxyethyl group, an ethoxycarbonylmethyl group, an acetylaminomethyl group, and a carbon number of 2-18, preferably a carbon number of 3-10, more preferably a carbon number of 3 -5 unsaturated hydrocarbon groups (eg, vinyl, ethynyl, 1-cyclohexenyl, benzylidine, benzylidene) are also included in the substituted alkyl group}; 6 to 20 carbon atoms, preferably carbon atoms 6 to 15 and more preferably a substituted or unsubstituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms (for example, phenyl group, 1-naphthyl group) p-carboxyphenyl group, p-nitrophenyl group, 3,5-dichlorophenyl group, p-cyanophenyl group, m-fluorophenyl group, p-tolyl group); 1 to 20 carbon atoms, preferably 2 to 10 carbon atoms More preferably, it is a substituted or unsubstituted heteroaryl group having 4 to 6 carbon atoms (for example, pyridyl group, 5-methylpyridyl group, 2-thienyl group, 2-furyl group, morpholino group, tetrahydrofurfuryl group).
Among the substituents of the substituent group V, those having a ring structure may have a structure in which a benzene ring or a naphthalene ring is condensed to the ring. Furthermore, any substituent selected from the substituent group V may be further substituted on these substituents.
[0030]
Among the substituent group V, the above-mentioned alkyl group, aryl group, alkoxy group and halogen atom are preferable, and a methyl group, trifluoromethyl group, methoxy group, trifluoromethoxy group and fluorine atom are more preferable.
[0031]
In the general formula (a), Q¹Represents a divalent linking group. Preferably, it represents a divalent linking group comprising an atomic group composed of one or more atoms selected from a carbon atom, a nitrogen atom, a sulfur atom and an oxygen atom. Examples of the divalent linking group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms (for example, methylene, ethylene, propylene, butylene, pentylene, cyclohexyl-1,4-diyl), and an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms (for example, Ethenylene), alkynylene groups having 2 to 20 carbon atoms (for example, ethynylene), amide groups, ether groups, ertel groups, sulfoamide groups, sulfonate groups, ureido groups, sulfonyl groups, sulfinyl groups, thioether groups, carbonyl groups,- NR- group (where 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 of these Examples thereof include a divalent linking group having 0 to 60 carbon atoms configured in combination. Q¹Preferably represents a divalent linking group comprising an alkylene group, alkenylene group, alkynylene group, ether group, thioether group, amide group, ertel group, carbonyl group, and combinations thereof.
Q¹May further have a substituent, and examples of the substituent include any substituent selected from the aforementioned substituent group V.
[0032]
In the general formula (a), C¹Represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group or an acyloxy group. C¹Is preferably an alkyl or cycloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, more preferably 1 to 12 carbon atoms, still more preferably 1 to 8 carbon atoms (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, cyclohexyl group, 4-methylcyclohexyl group, 4-ethylcyclohexyl group, 4-propylcyclohexyl group , 4-butylcyclohexyl group, 4-pentylcyclohexyl group, hydroxymethyl group, trifluoromethyl group, benzyl group); having 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 10 carbon atoms, and still more preferably 1 to 8 carbon atoms. Alkoxy group (for example, methoxy group, ethoxy group, 2-methoxyethoxy group, 2-phenylethoxy group) C1-C20, More preferably C2-C12, More preferably C2-C8 acyloxy group (for example, acetyloxy group, benzoyloxy group), C2-C20, More preferably C2-C2 To 12 and more preferably an alkoxycarbonyl group having 2 to 8 carbon atoms (for example, a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, and a 2-benzyloxycarbonyl group). C¹And particularly preferably an alkyl group or an alkoxy group, and more preferably an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group or a trifluoromethoxy group.
C¹May further have a substituent, and examples of the substituent include any substituent selected from the aforementioned substituent group V.
[0033]
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 each 2 or more, the repeating unit may be the same or different. 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 = 2, q = 1, r = 1, n = 1
(6) p = 1, q = 1, r = 2, n = 1
(7) p = 3, q = 1, r = 1, n = 1
(8) p = 2, q = 0, r = 2, n = 1
(9) p = 1, q = 1, r = 1, n = 2
(10) p = 2, q = 1, r = 1, n = 2
[0034]
Particularly preferably, (1) p = 3, q = 0, r = 0, n = 1; (4) p = 2, q = 0, r = 1, n = 1; (5) p = 2, q = 1, r = 1, n = 1;
[0035]
In addition,-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹As 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.
[0036]
-{(B¹)_p-(Q¹)_q-(B²)_r}_n-C¹Although the specific example of this is shown below, this invention is not limited to this (in the figure, a wavy line represents a connection position).
[0037]
[Chemical 6]

[0038]
[Chemical 7]

[0039]
[Chemical 8]

[0040]
[Chemical 9]

[0041]
The number of the substituents represented by the general formula (a) in the dye is preferably 1 to 6, more preferably 1 to 4, and particularly preferably 1 or 2.
[0042]
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-cyclohexyl group, 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).
[0043]
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[0044]
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^a12Are preferably a hydrogen atom, a halogen atom (particularly a fluorine atom), an alkyl group, an aryl group, or an alkoxy group.
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.
[0045]
A preferred embodiment of the compound represented by the general formula (1) is a compound represented by any one of the following general formulas (1-1) to (1-5).
[0046]
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[0047]
In formula (1-1), R¹¹~ R¹⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituent including a group represented by the general formula (a), and preferably at least one is represented by the general formula (a). It is a group.
In formula (1-2), R^{twenty one}~ R²⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituent including a group represented by the general formula (a), and preferably at least one is represented by the general formula (a). It is a group.
In formula (1-3), R³¹~ R³⁸Each represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituent including a group represented by the general formula (a), and preferably at least one is represented by the general formula (a). It is a group.
In formula (1-4), R⁴¹~ R⁴⁶Each represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituent including a group represented by the general formula (a), and preferably at least one is represented by the general formula (a). It is a group.
In formula (1-5), R⁵¹~ R⁵⁶Each represents a hydrogen atom or a substituent, and at least one represents a substituent including a group represented by the general formula (a), and preferably at least one is represented by the general formula (a). It is a group.
[0048]
R¹¹~ R¹⁸, R^{twenty one}~ R²⁸, R³¹~ R³⁸, R⁴¹~ R⁴⁶And R⁵¹~ R⁵⁶As the substituents each represents, any substituent selected from the aforementioned substituent group V can be mentioned.
[0049]
Among the compounds represented by the general formulas (1-1) to (1-5), the compounds represented by the general formulas (1-1) to (1-3) are more preferable.
In the compounds represented by the general formulas (1-1) to (1-5), the position of the substituent containing the group represented by the general formula (a) is not particularly limited, but the general formula ( In the compound represented by 1-1), R¹¹, R¹⁴And R¹⁶Is preferably a substituent containing a group represented by the general formula (a). In the compound represented by the general formula (1-2), R^{twenty three}And / or R²⁶Is preferably a substituent containing a group represented by the general formula (a). In the compound represented by the general formula (1-3), R³²And / or R³⁶Is preferably a substituent containing a group represented by the general formula (a).
[0050]
Specific examples of the compound represented by the general formula (1) are shown below, but the present invention is not limited to the following specific examples.
[0051]
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[0052]
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[0053]
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[0054]
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[0055]
The compound represented by the general formula (1) can be synthesized according to the method described in “Dichroic Dyes for Liquid Crystal Display” (A. V. Ivashchenko, CRC, 1994).
[0056]
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, the compound of the present invention is characterized by 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.
[0057]
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 preferable to use a fluorine-substituted host liquid crystal suitable for TFT driving. For example, Merck's liquid crystal (ZLI-4692, MLC-6267, 6284, 6287, 6288, 6406, 6422, 6423, 6425, 6435, 6437, 7700, 7800, 9000, 9100, 9200, 9300, 10,000, etc.) Liquid crystal (LIXON 5036xx, 5037xx, 5039xx, 5040xx, 5041xx, etc.).
Further, the dielectric anisotropy of the liquid crystal used in the present invention may be positive or negative. A horizontal alignment method is preferably applied when the dielectric anisotropy is positive, and a vertical alignment method is preferably applied when the dielectric anisotropy is negative. Examples of liquid crystals having negative dielectric anisotropy include Merck liquid crystals (MLC-6608, 6609, 6610, etc.).
[0058]
The liquid crystal composition of the present invention includes 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 TN and STN chiral agents described on pages 199 to 202 of “Liquid Crystal Device Handbook” (edited by Japan Society for the Promotion of Science 142nd Committee, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). It is done.
[0059]
In the liquid crystal composition of the present invention, the content of the host liquid crystal and the compound of the present invention is not particularly limited, but the content of the compound of the present invention is 0.1 to 15% by mass with respect to the host liquid crystal. Preferably, it is 0.5-6 mass%. Moreover, it is desirable to determine the dye density | concentration required for desired optical density | concentration by measuring the absorption spectrum of the liquid crystal cell which enclosed the liquid crystal composition of this invention.
[0060]
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.
[0061]
The liquid crystal element of the present invention is a liquid crystal element provided with a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition of the present invention. The liquid crystal element of the present invention can be composed of, for example, a liquid crystal layer containing the liquid crystal composition of the present invention sandwiched between a pair of electrode substrates and sandwiched between the pair of 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.
[0062]
The liquid crystal element of the present invention 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. it can. 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.
[0063]
The liquid crystal element of the present invention can be driven by 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 142th Committee of the Japan Society for the Promotion of Science, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989). Available as a method.
[0064]
The liquid crystal display in which the liquid crystal element of the present invention can be used is not particularly limited in terms of the system, but for example, “Liquid Crystal Device Handbook” (Japan Society for the Promotion of Science 142nd edition, Nikkan Kogyo Shimbun, 1989) (1) Homogeneous alignment, (2) Homeotropic alignment, White-Taylor type (phase transition type) described in the page of guest-host system described in (3) Focal conic alignment and (4) Homeotropic alignment, 5) Combination with Super Twisted Nematic (STN) system, (6) Combination with ferroelectric liquid crystal (FLC), and "Reflective color LCD integrated technology" (supervised by Tatsuo Uchida, CMC, 1999) (1) Heilmeier type GH mode described in Chapter 2-1 (GH mode reflective color LCD), pages 15-16 , ▲ 2 ▼ 1/4-wave plate type GH mode, ▲ 3 ▼ 2-layer type GH mode, ▲ 4 ▼ phase transition type GH mode, ▲ 5 ▼ such as a polymer dispersed liquid crystal (PDLC) type GH mode and the like.
[0065]
Further, the liquid crystal element of the present invention 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. It can be used for a liquid crystal display of a GH mode using a microcapsule described in Japanese Patent Laid-Open No. 11-24090 or the like. 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, 10-111523, 10-123509, 10-123510, 10-206851, 10-253993, 10-268300, 11-149252, JP 2000-2874, etc. It can be used for the reflective liquid crystal display described in the publication. 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 in polymer dispersed liquid crystal type GH modes.
[0066]
The liquid crystal element of the present invention can be suitably used as various types of 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.
[0067]
【Example】
The present invention will be described more specifically with reference to the following examples. The materials, reagents, ratios, operations, and the like shown in the following examples can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention. Therefore, the scope of the present invention is not limited to the specific examples shown below.
[Example 1]
1.0 mg of the compound shown in Table 1 below was dissolved in 100 mg of a trade name ZLI-5081 (manufactured by E. Merck) to prepare liquid crystal compositions. This liquid crystal composition was injected into a commercially available liquid crystal cell substrate to produce a guest-host liquid crystal cell and a comparative liquid crystal element. The liquid crystal cell substrate used is E.I. H. C. A glass plate (thickness 0.7 mm) on which an ITO transparent electrode layer and a polyimide alignment film (with a parallel arrangement by rubbing treatment) are formed, with a cell gap of 8 μm and an epoxy resin seal there were.
[0068]
Each of the elements 1 to 3 and the comparative element 4 of the present invention was irradiated with polarized light parallel to the rubbing direction and polarized light perpendicular to the rubbing direction, and the respective absorption spectra (A‖ and A⊥) were measured with Shimadzu UV3100. From A パ ラ メ ー タ ー and A 求 め at the maximum absorption wavelength, the order parameter S was determined according to the following formula 1. The results are shown in Table 1 below.
Formula 1
S = (A‖−A⊥) / (A‖ + 2 · A⊥)
[0069]
[Table 1]

[0070]
Embedded image

[0071]
From the results shown in Table 1, it can be seen that the device using the compound of the present invention gives higher order parameters than the liquid crystal device using the dye M-1.
[0072]
[Example 2]
Using Example 1 and the liquid crystal composition prepared by dissolving Compound 1-13 of the present invention in the trade name MLC-6608 (fluorine-based liquid crystal, negative dielectric anisotropy, manufactured by E. Merck) A device was fabricated in the same manner. The order parameter S of this device was measured by the same operation as in Example 1, and S = 0.84.
This result shows that the compound of the present invention gives a high order parameter even when a host liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used.
[0073]
【The invention's effect】
The compound represented by the general formula (1) is excellent in solubility in liquid crystals and exhibits high order parameters. In addition, because of these physical properties, the low-viscosity guest-host liquid crystal composition has a fast response to an electric field, excellent orientation, film formability, memory properties, light resistance, solubility, and a large area. Things can be provided. That is, according to the present invention, by using a quinone dye having a specific structure, a liquid crystal composition having a high dichroic ratio and a high order parameter and capable of improving display contrast when used in a display device. In addition, a liquid crystal element can be provided.

Claims (3)

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

(Wherein X represents an oxygen atom, a sulfur atom or NR, R represents a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. Ar ¹ and Ar ² are each independently an aryl ring or a heteroaryl ring. (However, the compound represented by the general formula (1) has at least one 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 sulfur atom, Ra represents ^a hydrogen atom, an alkyl group, an aryl group or a heteroaryl group. B ¹ and B ² are each a divalent aryl group or heteroaryl. Represents a group or a cyclic hydrocarbon group, Q ¹ represents a divalent linking group, C ¹ represents an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkoxy group, an alkoxycarbonyl group, or an acyloxy group, and 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, and (p + r) × n is 3 to 10. p, q and r are each When 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 or different.) A liquid crystal element having a liquid crystal layer comprising the liquid crystal composition according to claim 1. A liquid crystal display device comprising the liquid crystal element according to claim 2.