(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶溶解性が高く、高いオーダーパラメーターを示す二色性色素の提供。【解決手段】２個以上の環構造を含む置換基を有し、該置換基は、シス体とトランス体が混合したシクロヘキサン環を少なくとも１つ含む二色性色素である。該色素は、例えば、１，５−ジヒドロキシアントラキノン誘導体で、２及び６−位にそれぞれＰ−フェニレン基を介して４−オクチルシクロヘキサン基を置換基として有し、このシクロヘキサンジイル基がシス体とトランス体構造をとる混合物であり、液晶化合物として液晶素子に用いられる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
２個以上の環構造を含む置換基を有し、該置換基は、シス体とトランス体が混合したシクロヘキサン環を少なくとも１つ含むことを特徴とする二色性色素。
【請求項２】
前記シクロヘキサン環における前記シス体とトランス体の混合比率が、２０：８０〜５０：５０の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の二色性色素。
【請求項３】
前記置換基が、下記一般式（１）で表される置換基であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二色性色素。
一般式（１）：−（Ｈｅｔ）ｓ−（（Ｄ１）ｅ−（Ｌ１）ｆ）ｍ−（Ｄ２）ｋ−Ｔ１
〔一般式（１）中、Ｈｅｔは、酸素原子または硫黄原子を表し、Ｄ１及びＤ２は各々独立に、２価のアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表す。但し、Ｄ１及びＤ２の少なくとも一方は、シス体とトランス体が混合したシクロヘキサンジイル基である。Ｌ１は２価の連結基を表し、Ｔ１はアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。ｓは０又は１を表し、ｅは１〜３の整数を表す。ｅが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。ｍは１〜３の整数を表し、ｍが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、複数のＬ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。ｋは１又は２であり、ｋが２の場合、複数のＤ２はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。ｆは０〜３の整数を表し、ｆが２の場合、複数のＬ１はそれぞれ異なった連結基を表す。Ｄ１とＤ２で表される基の総数（ｅ×ｍ＋ｋ）は２〜５の整数であり、ｅ及びｋがそれぞれ２以上の時、２以上のＤ１及びＤ２はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｍが２以上の時、２以上の（（Ｄ１）ｅ−（Ｌ１）ｆ）は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。〕
【請求項４】
前記置換基中、Ｄ２がシス体とトランス体が混合したシクロヘキサンジイル基であり、Ｔ１はアルキル基であることを特徴とする請求項３に記載の二色性色素。
【請求項５】
前記置換基中、Ｔ１が炭素数３〜１０のアルキル基であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の二色性色素。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の二色性色素と、液晶化合物と、を含むことを特徴とする液晶組成物。
【請求項７】
少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層に請求項６に記載の液晶組成物を含有することを特徴とする液晶素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二色性色素及びその用途に関し、特に液晶組成物、及びそれを用いた液晶素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶素子（液晶表示素子）については、既に多くの方式が提案されており、ゲスト−ホスト方式の液晶素子は、明るい表示が可能な液晶素子として期待されている。ゲスト−ホスト方式の液晶素子では、二色性色素を液晶中に溶解させ、電場による液晶の動きに合わせた二色性色素の配向変化に基づき、吸光状態を変化させて画像を表示する。
ゲストホスト方式については、各種文献（例えば、非特許文献１参照。）に記載がある。ゲスト−ホスト方式の液晶素子に用いられる二色性色素には、適切な吸収特性、高いオーダーパラメーター、高いホスト液晶に対する溶解性、耐久性などが要求されており、これらを改善するために、シクロヘキサン環を含み、ホスト液晶と類似構造の置換基を二色性色素に持たせる方法が報告されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。
該特許文献において、シクロヘキサン環はトランス体が高いオーダーパラメーターを示し、シス体は著しくオーダーパラメーターを低下させることが報告されている。しかしながら、トランス体は液晶に対する溶解性が不十分なため、高いコントラスト表示ができず、改善が求められていた。
【特許文献１】特開昭５８−５７４８８号公報
【特許文献２】特開２００３−１１３３７８号公報
【非特許文献１】B. Bahadur著、D. Demus, J. Goodby, G. W. Gray, H. W. Spiess, V. Vill編、Handbook of Liquid Crystals, Vol. 2A, Wiley-VCH社、１９９８年、第３．４章、第２５７〜３０２頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、液晶溶解性が高く、高いオーダーパラメーターを示す二色性色素の提供、及び該二色性色素を用いた液晶組成物と液晶素子の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するための手段は以下の通りである。
【０００５】
＜１＞  ２個以上の環構造を含む置換基を有し、該置換基は、シス体とトランス体が混合したシクロヘキサン環を少なくとも１つ含むことを特徴とする二色性色素である。
【０００６】
＜２＞  前記シクロヘキサン環における前記シス体とトランス体の混合比率が、２０：８０〜５０：５０の範囲であることを特徴とする前記＜１＞に記載の二色性色素である。
【０００７】
＜３＞  前記置換基が、下記一般式（１）で表される置換基であることを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載の二色性色素である。
【０００８】
一般式（１）：−（Ｈｅｔ）ｓ−（（Ｄ１）ｅ−（Ｌ１）ｆ）ｍ−（Ｄ２）ｋ−Ｔ１
【０００９】
一般式（１）中、Ｈｅｔは、酸素原子、硫黄原子、又はＮＨを表し、Ｄ１及びＤ２は各々独立に、２価のアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表す。但し、Ｄ１及びＤ２の少なくとも一方は、シス体とトランス体が混合したシクロヘキサンジイル基である。Ｌ１は２価の連結基を表し、Ｔ１はアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。ｓは０又は１を表し、ｅは１〜３の整数を表す。ｅが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。ｍは１〜３の整数を表し、ｍが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、複数のＬ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。ｋは１又は２であり、ｋが２の場合、複数のＤ２はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。ｆは０〜３の整数を表し、ｆが２の場合、複数のＬ１はそれぞれ異なった連結基を表す。Ｄ１とＤ２で表される基の総数（ｅ×ｍ＋ｋ）は２〜５の整数であり、ｅ及びｋがそれぞれ２以上の時、２以上のＤ１及びＤ２はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｍが２以上の時、２以上の（（Ｄ１）ｅ−（Ｌ１）ｆ）は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。
【００１０】
＜４＞  前記置換基中、Ｄ２がシス体とトランス体が混合したシクロヘキサンジイル基であり、Ｔ１はアルキル基であることを特徴とする前記＜３＞に記載の二色性色素である。
【００１１】
＜５＞  前記置換基中、Ｔ１が炭素数３〜１０のアルキル基であることを特徴とする前記＜３＞又は＜４＞に記載の二色性色素である。
【００１２】
＜６＞  前記＜１＞乃至＜５＞のいずれか１項に記載の二色性色素と、液晶化合物と、を含むことを特徴とする液晶組成物である。
【００１３】
＜７＞  少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層に前記＜６＞に記載の液晶組成物を含有することを特徴とする液晶素子である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、液晶溶解性が高く、高いオーダーパラメーターを示す二色性色素を提供することができ、また、この二色性色素を用いることにより、高コントラスト表示が可能な液晶組成物及び液晶素子を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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及び最大値として含む範囲を示す。
【００１６】
＜二色性色素＞
本発明の二色性色素は、２個以上の環構造を含む置換基を有する。この置換基は、シス体とトランス体が混合したシクロヘキサン環を少なくとも１つ含む。
シクロヘキサン環を有する置換基は、シス体とトランス体の混合物であるため、液晶溶解性が高くなるが、一般にシス体の割合が増えすぎるとオーダーパラメーターが低下することが知られている。
しかし、本発明者は鋭意検討した結果、シス体とトランス体とが混ざったシクロヘキサン環を含み、かつ２個以上の環構造からなる置換基を色素母核に連結することで、溶解性とオーダーパラメーターが両立することができるという予期せぬ効果が得られるとの知見を得た。
つまり、シクロヘキサン環はトランス体では、高いオーダーパラメーターを示すが、液晶に対する溶解性が不十分であり、一方、シス体は著しくオーダーパラメーターを低下させる。しかし、シクロヘキサン環がシス体とトランス体とが混ざり合っている場合、オーダーパラメーターに関しては、トランス体の利点が発揮されて高い値を示し、溶解性に関しては、シス体の利点が発揮されて高くなることを明らかにしたのである。
この知見に基づいてさらに検討して本発明を完成するに至った。
【００１７】
以下、シス体とトランス体が混合したシクロヘキサン環を、「特定のシクロヘキサン環」と称する場合があり、特定のシクロヘキサン環を含む２個以上の環構造を有する置換基を、「本発明に係る置換基」と称する場合がある。
本発明に係る置換基は、特定のシクロヘキサン環を少なくとも１つ有し、且つ環構造を２個以上有すれば、連結させる色素母核の構成や、色素母核に結合する上記本発明に係る置換基の個数、更には、色素母核における本発明に係る置換基の結合位置については特に制限されない。
【００１８】
前記特定のシクロヘキサン環において、シス体とトランス体の比率は、１：９９〜９９：１であり、オーダーパラメーターと液晶に対する溶解性の両立の観点から好ましくは、５：９５〜７５：２５であり、更に好ましくは、１０：９０〜６０：４０であり、特に好ましくは、２０：８０〜５０：５０である。
【００１９】
本発明に係る置換基では、色素の棒状性を高め、オーダーパラメーターを高くする観点から、環構造を２個以上有する。
この環構造としては、少なくとも１個の前記特定のシクロヘキサン環を含む。２個以上の環構造が全て前記特定のシクロヘキサン環であってもよいし、前記特定のシクロヘキサン環のほかに、他の環構造を含んでもよい。他の環構造としては、芳香族環、複素環、脂肪族環などを挙げることができるが、好ましくは、６員環状構造を含む場合である。これらの環構造は置換基を有していてもよい。該置換基としては、後述する置換基群Ｖに記載の置換基を挙げることができる。
【００２０】
本発明において、本発明に係る置換基としては、下記一般式（１）で表される置換基であることが好ましい。
【００２１】
一般式（１）：−（Ｈｅｔ）ｓ−（（Ｄ１）ｅ−（Ｌ１）ｆ）ｍ−（Ｄ２）ｋ−Ｔ１
【００２２】
Ｈｅｔは酸素原子、硫黄原子又はＮＨを表す。
【００２３】
Ｄ１及びＤ２は各々２価のアリーレン基、ヘテロアリーレン基又は２価の環状脂肪族炭化水素基を表し、Ｄ１及びＤ２の少なくとも一方は前記特定のシクロヘキサン環（シス体とトランス体が混合したシクロヘキサンジイル基）であり、好ましくは、Ｄ２がシクロヘキサン環である。
【００２４】
一般式（１）における特定のシクロヘキサン環において、シス体とトランス体の比率は、１：９９〜９９：１であり、オーダーパラメーターと液晶に対する溶解性の両立の観点から好ましくは、５：９５〜７５：２５であり、更に好ましくは、１０：９０〜６０：４０であり、特に好ましくは、２０：８０〜５０：５０である。
【００２５】
Ｄ１及びＤ２で表されるアリーレン基としては、各々独立に、好ましくは炭素数６〜２０、より好ましくは炭素数６〜１０のアリーレン基である。好ましいアリーレン基の具体例を挙げると、フェニレン基及びナフタレン基であり、例えば、１，４−フェニレン基、ナフタレン−２，６−ジイル基、テトラヒドロナフタレン−２，６−ジイル基が挙げられる。
【００２６】
Ｄ１及びＤ２で表されるヘテロアリーレン基としては、各々独立に、好ましくは炭素数１〜２０、より好ましくは炭素数２〜９のヘテロアリーレン基である。好ましいヘテロアリーレン基の具体例には、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、チアジアゾール環及びトリアゾール環からなる基、及びこれらが縮環して形成される縮環の２個の炭素原子から水素をそれぞれ１個ずつ除いて得られるヘテロアリーレン基が含まれる。特に好ましくは、６員環状構造である。
【００２７】
Ｄ１及びＤ２で表される２価の環状脂肪族炭化水素基としては、各々独立に、好ましくは炭素数３〜２０、より好ましくは炭素数４〜１２の２価の環状脂肪族炭化水素基である。好ましい２価の環状脂肪族炭化水素基の具体例は、シクロヘキサンジイル、デカヒドロナフタレンジイルであり、より好ましくはシクロヘキサン−１，４−ジイル基、デカヒドロナフタレン−２，６−ジイル基である。
【００２８】
Ｄ１及びＤ２で表される２価のアリーレン基、２価のヘテロアリーレン基及び２価の環状脂肪族炭化水素基は、置換基を有していても、無置換であってもよい。また、式（１）中、ｅ、ｍ又はｋが、２以上の場合、複数のＤ１、Ｄ２は、各々独立に置換基を有していてもよく、同一の置換基を有していても、異なる置換基を有していても、或いは、無置換であってもよい。
【００２９】
これらの置換基としては、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、エチルカルバモイル、モルホリノカルボニル）、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、エチルスルファモイル、ピペリジノスルホニル）、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、エトキシ、２−メトキシエトキシ、２−フェニルエトキシ）、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、ｐ−メチルフェノキシ、ｐ−クロロフェノキシ、ナフトキシ）、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、ベンゾイル、トリクロロアセチル）、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、ベンゾイルオキシ）、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）、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、エタンスルホニル、ベンゼンスルホニル）、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、エタンスルフィニル、ベンゼンスルフィニル）、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の置換又は無置換のアミノ基（例えばアミノ、メチルアミノ、ジメチルアミノ、ベンジルアミノ、アニリノ、ジフェニルアミノ、４−メチルフェニルアミノ、４−エチルフェニルアミノ、３−ｎ−プロピルフェニルアミノ、４−ｎ−プロピルフェニルアミノ、３−ｎ−ブチルフェニルアミノ、４−ｎ−ブチルフェニルアミノ、３−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、４−ｎ−ペンチルフェニルアミノ、３−トリフルオロメチルフェニルアミノ、４−トリフルオロメチルフェニルアミノ、２−ピリジルアミノ、３−ピリジルアミノ、２−チアゾリルアミノ、２−オキサゾリルアミノ、Ｎ，Ｎ−メチルフェニルアミノ、Ｎ，Ｎ−エチルフェニルアミノ）、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、トリエチルアンモニウム）、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、エチルチオ、プロピルチオ）、炭素数６〜８０、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、ｐ−メチルフェニルチオ、ｐ−クロロフェニルチオ、２−ピリジルチオ、１−ナフチルチオ、２−ナフチルチオ、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニルチオ、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニルチオ）、炭素数１〜８０、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、３−ピリジルチオ、４−ピリジルチオ、２−キノリルチオ、２−フリルチオ、２−ピロリルチオ）、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、エトキシカルボニル、２−ベンジルオキシカルボニル）、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）、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の無置換アルキル基（例えばメチル、エチル、プロピル、ブチル）、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、トリフルオロメチル、ベンジル、カルボキシエチル、エトキシカルボニルメチル、アセチルアミノメチル、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｝、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の置換又は無置換のアリール基（例えばフェニル、ナフチル、ｐ−カルボキシフェニル、ｐ−ニトロフェニル、３，５−ジクロロフェニル、ｐ−シアノフェニル、ｍ−フルオロフェニル、ｐ−トリル、４−プロピルシクロヘキシル−４’−ビフェニル、４−ブチルシクロヘキシル−４’−ビフェニル、４−ペンチルシクロヘキシル−４’−ビフェニル、４−プロピルフェニル−２−エチニル−４’−ビフェニル）、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の置換又は無置換のヘテロアリール基（例えばピリジル、５−メチルピリジル、チエニル、フリル、モルホリノ、テトラヒドロフルフリル）。
【００３０】
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であってもよい。さらに、これらの置換基上にさらに此処までに説明したＶの説明で示した置換基が置換していても良い。
【００３１】
置換基群Ｖの中でも、Ｄ１及びＤ２の表す２価のアリーレン基、２価のヘテロアリーレン基及び２価の環状脂肪族炭化水素基の置換基として、好ましい置換基は、アルキル基、アルコキシ基、ハロゲン原子、シアノ基である。
【００３２】
一般式（１）中、Ｌ１は２価の連結基を表す。好ましくは、アルカンジイル基、アルケニレン基、アルキニレン基、エーテル基、エステル基、カルボニル基、アゾ基、アゾキシ基、アルキレンオキシ基であり、より好ましくは、アルカンジイル基（例えば、エチレン基）、アルキニレン基（例えば、エチニレン基）、エステル基である。
【００３３】
一般式（１）中、Ｔ１はアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基、ハロゲン原子又はシアノ基を表す。
【００３４】
Ｔ１として好ましくは、炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、更に好ましくは炭素数３〜１０のアルキル基（例えば、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基などをあげることができる）；炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、更に好ましくは炭素数３〜１０のアルコキシ基（例えば、ｎ−プロピルオキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｎ−ペンチルオキシ基、ｎ−ヘキシロキシ基をあげることができる）；炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、更に好ましくは炭素数３〜１０のアルコキシカルボニル基（例えば、ｎ−プロピルオキシカルボニル基、ｎ−ブトキシカルボニル基、ｎ−ペンチルオキシカルボニル基、ｎ−ヘキシロキシカルボニル基をあげることができる）；炭素数１〜３０、より好ましくは炭素数３〜２０、更に好ましくは炭素数３〜１０のアシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基、ヘキサノイルオキシ基などをあげることができる）；ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子）である。
【００３５】
一般式（１）中のＴ１表される上記アルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基は、置換基を有していてもいなくてもよく、置換基としては、上記置換基群Ｖが挙げられる。
Ｔ１で表されるアルキル基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基の置換基としては、置換基群Ｖのうち、ハロゲン原子（特に塩素原子、フッ素原子）、シアノ基、ヒドロキシ基、アルコキシ基又はアシル基であることが好ましい。
【００３６】
一般式（１）中、ｓは０又は１を表す。
一般式（１）中、ｅは１〜３の整数を表し、好ましくは１又は２である。ｅが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式（１）中、ｍは１〜３の整数を表し、好ましくは１又は２である。ｍが２又は３を表す場合、複数のＤ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよく、複数のＬ１はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式（１）中、ｋは１又は２である。ｋが２の場合、複数のＤ２はそれぞれ同一であっても、異なっていてもよい。
一般式（１）中、ｆは０〜３の整数を表し、好ましくは０〜２である。ｆが２の場合、複数のＬ１はそれぞれ異なった連結基を表す。
【００３７】
一般式（１）中、Ｄ１とＤ２で表される基の総数、すなわちｅ×ｍ＋ｋが２〜５の整数であり、より好ましくは２〜３の整数である。ｅ及びｋがそれぞれ２以上の時、２以上のＤ１及びＤ２はそれぞれ同一でも異なっていてもよく、ｍが２以上の時、２以上の（（Ｄ１）ｅ−（Ｌ１）ｆ）は、それぞれ、同一でも異なっていてもよい。
【００３８】
特に好ましいｅ、ｆ、ｍ、ｋの組み合わせを以下に記す。
（ｉ）ｅ＝１、ｆ＝１、ｍ＝２、ｋ＝１
（ｉｉ）ｅ＝２、ｆ＝１、ｍ＝１、ｋ＝１
（ｉｉｉ）ｅ＝１、ｆ＝１、ｍ＝１、ｋ＝２
（ｉＶ）ｅ＝１、ｆ＝０、ｍ＝２、ｋ＝１
（Ｖ）ｅ＝１、ｆ＝０、ｍ＝１、ｋ＝１
【００３９】
また、Ｔ１に連結するＤ２が前記特定のシクロヘキサン環の場合、Ｔ１としては、アルキル基であることが好ましく、炭素数１〜２０のアルキル基であることがより好ましく、炭素数３〜１２のアルキル基であることが更に好ましく、炭素数３〜１０のアルキル基であることが特に好ましい。更に、Ｔ１に連結するＤ２が前記特定のシクロヘキサン環の場合、Ｔ１は１位あるいは４位に結合することが好ましい。
つまり、Ｔ１に連結するＤ２が前記特定のシクロヘキサン環の場合、前記一般式（１）で表される置換基は、下記構造式であることが好ましい。
【００４０】
【化１】
2008106200.tif 000002
【００４１】
上記構造式におけるＨｅｔ、Ｄ１、Ｄ２、Ｌ１、Ｔ１、ｓ、ｅ、ｍ、及びｆは、前記般式（１）におけるＨｅｔ、Ｄ１、Ｄ２、Ｌ１、Ｔ１、ｓ、ｅ、ｍ及びｆと同義であり、好ましい範囲も同様である。ｋ−１は、０または１を表す。ｎは１〜２０を表し、好ましくは３〜１２を表し、より好ましくは３〜１０を表す。
【００４２】
以下に、一般式（１）で表す置換基の具体例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。下記において、＊は色素母核との連結部位を表す。
【００４３】
【化２】
2008106200.tif 000003
【００４４】
【化３】
2008106200.tif 000004
【００４５】
【化４】
2008106200.tif 000005
【００４６】
【化５】
2008106200.tif 000006
【００４７】
シス体とトランス体が混ざったシクロヘキサン環を含む置換基の合成方法は、種々の方法があるが、本発明では、シクロヘキサノンにＧｒｉｇｎａｒｄ試薬を反応させて得られるシクロヘキシルアルコールを脱水することにより、シクロヘキセンを合成し、これを水素添加法にて還元することで目的物を得ている。この反応により得られる目的物を、再結晶等による精製をおこなわず、カラム精製することで、シス体が混合した置換基中間体および置換基前駆体が得られる。
【００４８】
前記本発明に係る置換基において、シクロヘキサン環のシス体とトランス体の比率を変えるには、シス体・トランス体混合物に、単独のトランス体を添加すればよい。
【００４９】
シクロヘキサン環のシス体とトランス体の比率は、１Ｈ−ＮＭＲおよびＨＰＬＣによって確認することができる。
【００５０】
次に、本発明のシス体とトランス体が混ざったシクロヘキサン環を含む置換基を有する二色性色素について説明する。
二色性色素は、ホスト液晶中に溶解し、光を吸収する機能を有する化合物と定義される。本発明の二色性色素としては、吸収極大ならびに吸収帯に関しては、いかなるものであってもよいが、イエロー域（Ｙ）、マゼンタ域（Ｍ）、あるいはシアン域（Ｃ）に吸収極大を有する場合が好ましい。また、本発明の液晶素子に用いられる二色性色素は、単独で使用してもよいが、複数を混合したものであってもよい。複数の色素を混合する場合には、本発明の色素同士を混合してもよいし、本発明の色素と公知の二色性色素を混合してもよく、Ｙ、Ｍ、Ｃに吸収極大を有する二色性色素の混合物を用いるのが好ましい。公知の二色性色素としては、たとえば、A. V. Ivashchenko著、Diachronic Dyes for Liquid Crystal Display、CRC社、１９９４年に記載のものが挙げられる。イエロー色素、マゼンタ色素ならびにシアン色素を混合することによるフルカラー化表示を行う方法については、「カラーケミストリー」（時田澄男著、丸善、１９８２年）に詳しい。ここでいう、イエロー域とは、４３０〜４９０ｎｍの範囲、マゼンタ域とは、５００〜５８０ｎｍの範囲、シアン域とは６００〜７００ｎｍの範囲である。
【００５１】
次に、本発明の二色性色素に用いられる発色団について説明する。
前記二色性色素の発色団はいかなるものであってもよいが、例えば、アゾ色素、アントラキノン色素、ペリレン色素、メロシアニン色素、アゾメチン色素、フタロペリレン色素、インジゴ色素、アズレン色素、ジオキサジン色素、ポリチオフェン色素、フェノキサジン色素などが挙げられる。好ましくはアゾ色素、アントラキノン色素、フェノキサジン色素であり、特に好ましくはアントラキノン色素、フェノキサゾン色素（フェノキサジン−３−オン）である。
【００５２】
アゾ色素はモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素、テトラキスアゾ色素、ペンタキスアゾ色素などいかなるものであってもよいが、好ましくはモノアゾ色素、ビスアゾ色素、トリスアゾ色素である。
アゾ色素に含まれる環構造としては芳香族基（ベンゼン環、ナフタレン環など）のほかにも複素環（キノリン環、ピリジン環、チアゾール環、ベンゾチアゾール環、オキサゾール環、ベンゾオキサゾール環、イミダゾール環、ベンゾイミダゾール環、ピリミジン環など）であってもよい。
【００５３】
アントラキノン色素において、本発明に係る置換基の個数は特に制限されず、本発明に係る置換基を１〜６個有することが好ましく、１〜４個有することがより好ましく、１〜２個有することが更に好ましい。
アントラキノン色素において、本発明に係る置換基以外に有し得る置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ基、アリーロキシ基、アルキルチオ基、アリールチオ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基である。
アントラキノン色素における置換基（本発明に係る置換基を含む）の置換数はいかなる数であってもよいが、ジ置換、トリ置換、テトラキス置換が好ましい。該置換基の置換位置はいかなる場所であってもよいが、好ましくは１，４位ジ置換、１，５位ジ置換、１，８ジ置換、２，６ジ置換、２，７ジ置換、１，４，５位トリ置換、１，２，４位トリ置換、１，２，５位トリ置換、１，４，５，８位テトラ置換、１，２，５，６位テトラ置換構造である。
【００５４】
フェノキサゾン色素（フェノキサジン−３−オン）において、本発明に係る置換基の個数は特に制限されず、本発明に係る置換基を１〜４個有することが好ましく、１〜３個有することがより好ましく、１〜２個有することが更に好ましい。
フェノキサゾン色素において、本発明に係る置換基以外に有し得る置換基としては、酸素原子、硫黄原子又は窒素原子を含むものが好ましく、例えば、アルコキシ、アリールオキシ、アルキルチオ、アリールチオ、アルキルアミノ、アリールアミノ基である。
フェノキサゾン色素における置換基（本発明に係る置換基を含む）の置換数はいかなる数であってもよいが、ジ置換、トリ置換、テトラキス置換が好ましい。該置換基の置換位置はいかなる場所であってもよいが、好ましくは２，７位ジ置換、１，２，７位トリ置換、２，７，８位トリ置換、２，７，９位トリ置換、１，２，７，８位テトラ置換、１，２，７，９位テトラ置換構造である。
【００５５】
＜液晶組成物＞
本発明の液晶組成物は、少なくとも、前記二色性色素と液晶化合物とを含む。ホスト液晶の物性を変化させる目的で、これら以外の添加物を添加することができる。
【００５６】
（ホスト液晶）
ホスト液晶への二色性色素の溶解は、機械的攪拌、加熱、超音波、あるいはその組合せなどを利用することができる。その他、本発明の液晶組成物の調製については、公知の方法を採用することができる。
【００５７】
本発明の液晶組成物に用いられるホスト液晶は、前述の二色性色素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。日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第１５４〜１９２頁ならびに第７１５〜７２２頁に詳しい。
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。更に、ホスト液晶として、二周波駆動液晶を用いることもできる。
【００５８】
本発明の液晶組成物におけるホスト液晶に対する二色性色素の比率は、吸光係数が色素によって異なるため、いかなる割合であってもよいが、０．１〜１５質量％が好ましく、０．５〜８質量％がより好ましく、１〜５質量％が特に好ましい。
【００５９】
（添加物）
本発明の液晶組成物に、ホスト液晶の物性を変化させる目的（例えば，液晶相の温度範囲）で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してもよい。そのような添加剤は、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第１９９〜２０２頁に記載のＴＮ、ＳＴＮ用カイラル剤が挙げられる。
【００６０】
＜液晶素子＞
本発明の液晶素子は、少なくとも一方が透明電極である一対の電極間に液晶層を有し、該液晶層に前記液晶組成物を含有する。
本発明の液晶素子は、１対の電極基板間に挟持させることにより構成することができる。本発明の液晶素子に用いられる電極基板としては、通常ガラスあるいはプラスチック基板が用いられ、プラスチック基板が好ましい。本発明に用いられ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、例えば、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアリレート（ＰＡｒ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、ポリエステルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、環状ポリオレフィン、ポリイミド（ＰＩ）などが挙げられる。好ましくは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）である。
プラスチック基板の厚みには、特に規定されないが３０μｍ〜７００μｍが好ましく、より好ましくは４０μｍ〜２００μｍ、さらに好ましくは５０μｍ〜１５０μｍである。さらにいずれの場合もヘイズは３％以下が好ましく、より好ましくは２％以下、さらに好ましくは１％以下、全光透過率は７０％以上が好ましく、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは９０％以上である。
【００６１】
プラスチック基板には、必要により本発明の効果を損なわない範囲で、可塑剤、染顔料、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、無機微粒子、剥離促進剤、レベリング剤及び潤滑剤などの樹脂改質剤を添加しても良い。
【００６２】
前記プラスチック基板は光透過性及び非光透過性のいずれであってもよい。前記支持体として、非光透過性支持体を用いる場合には、光反射性を有する白色の支持体を用いることができる。白色支持体としては、酸化チタン、酸化亜鉛などの無機顔料を添加したプラスチック基板が挙げられる。なお、前記支持体が表示面を構成する場合は、少なくとも可視域の光に対して光透過性を有することが必要である。
基板については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２１８〜２３１頁に詳しい。
【００６３】
一対の基板のうち少なくとも一方の基板表面に、電極層、好ましくは透明電極層が形成される。その電極層としては、酸化インジウム、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化スズなどが用いられる。透明電極については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２３２〜２３９頁に記載のものが用いられる。透明電極は、スパッタ法、ゾルゲル法、印刷法により形成することができる。
【００６４】
本発明の液晶素子は液晶を配向させる目的で、液晶と基板の接する表面に配向処理を施した層を形成することが好ましい。該配向処理としては、たとえば、４級アンモニウム塩を塗布し配向させる方法、ポリイミドを塗布しラビング処理により配向する方法、ＳｉＯｘを斜め方向から蒸着して配向する方法、さらには、光異性化を利用した光照射による配向方法などが挙げられる。配向膜については、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２４０〜２５６頁に記載のものが用いられる。
【００６５】
本発明の液晶素子は一対の基板同士をスペーサーなどを介して、１〜５０μｍの間隔を設け、その空間に注入することができる。スペーサーについては、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第２５７〜２６２頁に記載のものが用いられる。本発明の液晶組成物は、基板上に塗布あるいは印刷することにより基板間の空間に配置することができる。
【００６６】
本発明の液晶素子は、更に白色反射板、反射防止膜、輝度向上膜などを備えていてもよい。
【００６７】
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、たとえば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、第３８７〜４６０頁に記載のものが用いられる。
【００６８】
本発明の液晶組成物を用いた液晶素子は、いかなる方式であってもよいが、例えば、日本学術振興会第１４２委員会編、液晶デバイスハンドブック、日刊工業新聞社、１９８９年、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）として（３）フォーカルコニック配向及び（４）ホメオトロピック配向、（５）Ｓｕｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ（ＳＴＮ）との組合せ、（６）強誘電性液晶（ＦＬＣ）との組合せ、また、内田龍男監修、反射型カラーＬＣＤ総合技術、シーエムシー社、１９９９年、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。
【００６９】
さらに、本発明の液晶素子は特開平１０−６７９９０号、同１０−２３９７０２号、同１０−１３３２２３号、同１０−３３９８８１号、同１１−５２４１１号、同１１−６４８８０号、特開２０００−２２１５３８号などに記載されている積層型ＧＨモード、特開平１１−２４０９０号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１０−２０３４６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などに記載されている反射型液晶デイ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。
【００７０】
本発明の液晶組成物は、以下に説明する光学要素としても好適に利用できる。本発明における光学要素は、具体的には、円偏光発光フィルム、光学フィルム、位相差板、強誘電性フィルム、反強誘電性フィルム、及び圧電フィルム等の機能性フィルム等、並びに（円）偏光発光素子、（１次のフォトニック結晶効果に基づく）光励起あるいは電界励起によるレーザー発振素子、ＬＣＤ用バックライト、非線形光学素子、電気光学素子、焦電素子、圧電素子、及び光変調素子等の機能性素子等をいう。本発明の光学要素は、例えば、一枚の支持体、又は一対の支持体（セルなど）等に、１）本発明の化合物（又は組成物）を塗布した後架橋する方法、又は２）本発明の化合物（又は組成物）をそのまま注入する方法等により製造できる。
【実施例】
【００７１】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、実施例は本発明を説明するためのものであり、本発明は実施例に限定されるものでない。
【００７２】
＜実施例１＞
（置換基（３）の合成）
以下のスキームにしたがって、置換基（３）を合成した。
【００７３】
【化６】
2008106200.tif 000007
【００７４】
（化合物３ａの合成）
無水塩化セリウム（６２．３ｇ）のＴＨＦ溶液（６００ｍｌ）に、氷冷下、ｎ−オクチルＧｒｉｇｎａｒｄ試薬の１ＭＴＨＦ溶液（２５０ｍｌ）を滴下し、３０分攪拌後、フェニルシクロヘキサノン（２９．４ｇ）（和光純薬製）を添加し、２時間攪拌した。反応液を酢酸１００ｍｌと水１Ｌの混合液に滴下し、攪拌後、酢酸エチルにて抽出をおこなった。有機層を重曹水続いて飽和食塩水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮した。濃縮残さをアルミナカラムクロマト精製することにより化合物３ａ（４６ｇ）を得た。
【００７５】
（化合物３ｂの合成）
化合物３ａ（４６ｇ）およびＡＭＢＥＲＬＩＳＴ（３ｇ、ICN Biomedicals製）のトルエン反応液（４００ｍｌ）をディーンスターク還流管とジムロートを取り付けた反応容器にて、オイルバスで４時間加熱還流した。反応溶液を水冷し、濾過した。得られたトルエン溶液を減圧にて濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルクロマトグラフィーにより精製することにより、化合物３ｂを４２ｇ得た。
【００７６】
（化合物３ｃの合成）
化合物３ｃ（４２ｇ）および５％Ｐｄ／Ｃ（４ｇ）のイソプロピルアルコール反応液を、オートクレーブにて、５０℃、５ＭＰａのＨ２ガス雰囲気下、３時間攪拌した。反応液をセライト濾過し、減圧にて濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（展開液：ｎ−ヘキサン）により精製することにより、シス体およびトランス体の混ざった化合物３ｃを４２ｇ得た（シス／トランス比＝３／７）。ここで、シス比を高めるには、ｎ−ヘキサンを加えて、攪拌後、濾過した濾液を濃縮することでシス／トランス比＝１／１の化合物３ｃが得られる。また、濾取した結晶は、トランス体のみの化合物３ｃである。
【００７７】
（化合物３ｄの合成）
還元鉄（１２ｍｇ）およびｎ−ヘキサン（５ｍｌ）反応液に、臭素（２．７ｍｌ）を加えた。氷冷下、５分間攪拌し、化合物３ｃ（１３ｇ）のｎ−ヘキサン溶液（１０ｍｌ）を滴下し、更に５分間攪拌した。反応液に水を加え、更にチオ硫酸ナトリウム水溶液を加えた。酢酸エチルにて抽出し、減圧にて濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（展開液：ｎ−ヘキサン）により精製することにより、化合物３ｄを１４ｇ得た。
【００７８】
（化合物３ｅの合成）
化合物３ｄ（５ｇ）、フェニルホウ酸（２ｇ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．１９ｇ）および炭酸カリウム（２２ｇ）を含むトルエン５０ｍｌ及び水２５ｍｌの反応液を、窒素雰囲気下、９０℃で３時間攪拌した。水層を除去し、有機層を１Ｎ塩酸水で洗浄し、硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（展開液：ｎ−ヘキサン）により精製することにより、化合物３ｅを４．０ｇ得た。
【００７９】
（置換基（３）の合成）
化合物３ｅ（３．５ｇ）のクロロホルム溶液（３５ｍｌ）に、氷冷下、クロルスルホン酸（１．５ｍｌ）を滴下し、１時間攪拌した。反応液に、ＤＭＡｃ（７ｍｌ）とオキシ塩化リン（２．８ｍｌ）を滴下し、５０℃にて２時間攪拌した。水９ｍｌと硫酸１．７ｍｌを滴下し、反応液を濾過し、水、メタノールで洗浄することで、クロルスルホン化体を得た。ＬＡＨの１ＭＴＨＦ溶液（２０ｍｌ）に、氷冷下、クロルスルホン化体（３．４ｇ）のＴＨＦ溶液（１５ｍｌ）を滴下し、５０℃にて２時間攪拌した。反応液を１Ｎ塩酸水に注加し、酢酸エチルにて抽出をおこなった。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥した後、減圧にて濃縮した。濃縮残渣をシリカゲルクロマトグラフィー（展開液：ｎ−ヘキサン）により精製することにより、置換基（３）を１．９ｇ得た（化合物の同定は元素分析、ＮＭＲおよびＭＡＳＳスペクトルにより行った）。外観は白色ないし薄黄色固体であった。
【００８０】
（本発明色素１の合成）
以下のスキームに従い、Chemische Berichte, 52, 555 (1919)、Bull. Chem. Soc. Japan, 64, 11, 3417-3421 (1991)および特表2004-537639に記載の方法に準じて、置換基（３）を有する本発明色素１の合成をおこなった。
【００８１】
【化７】
2008106200.tif 000008
【００８２】
本発明色素１におけるシクロヘキサン環のシス体とトランス体の比率は、１Ｈ−ＮＭＲによって確認した。
【００８３】
（置換基（６）を有する本発明色素２の合成）
以下のスキームにしたがって、本発明色素２を合成した。
【００８４】
【化８】
2008106200.tif 000009
【００８５】
前記本発明に係る置換基において、本発明色素２（シス体／トランス体＝１／１混合物）に、単独のトランス体を添加することで、シス・トランス比が異なる本発明色素３〜５を合成した。
【００８６】
【表１】
2008106200.tif 000010
【００８７】
＜実施例２＞
ホスト液晶ＺＬＩ−２８０６の１００ｍｇ又はＭＬＣ−６６０９（Ｅ．Ｍｅｒｃｋ社製）１００ｍｇ中に、本発明色素１〜５及び下記比較色素１〜３のいずれかを１ｍｇおよび５ｍｇ溶解させ、液晶組成物を調製した。
この液晶組成物を、Ｅ．Ｈ．Ｃ．社製の液晶セル（ＩＴＯ透明電極付きのガラス板０．７ｍｍに、ラビング処理により水平配向としたポリイミド配向膜を付設し、セルギャップ８μｍで、エポキシ樹脂シール付きの液晶セル）に注入し、評価セルを作製した。
このセルに、ラビング方向と平行な偏光及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‖及びＡ⊥）を（株）島津製作所製の紫外可視分光光度計（ＵＶ２４００ＰＣ）にて測定した。極大吸収波長におけるＡ‖及びＡ⊥から、オーダーパラメーターＳを下式２に従い求めた。
式２：Ｓ＝（Ａ‖−Ａ⊥）／（Ａ‖＋２・Ａ⊥）
【００８８】
また、前記液晶組成物を１週間経時後、同様にして液晶セルを作製し、ラビング方向と平行な偏光及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‖及びＡ⊥）を（株）島津製作所製の紫外可視分光光度計（ＵＶ２４００ＰＣ）にて測定し、完溶時の色素の極大吸収波長におけるＡ‖及びＡ⊥から、ホスト液晶に溶解している色素濃度を溶解度として算出した。尚、完溶時の色素吸収は、前記色素１ｍｇを溶解させた液晶組成物を用い、完溶していない場合は、完溶するまで色素量を減少させたサンプルにておこなった。
【００８９】
【化９】
2008106200.tif 000011
【００９０】
実施例２の測定結果を表２に示す。ここで、吸光度とはラビング方向と平行な偏光を照射したときの吸収Ａ‖を示す。
【００９１】
【表２】
2008106200.tif 000012
【００９２】
表２から明らかなように本発明のシス体とトランス体の混合物からなる置換基を有する二色性色素は、トランス体のみの比較色素に対して、高いオーダーパラメーターを維持したまま高い溶解性を示すことがわかる。
【００９３】
これらの結果から、本発明の好ましいシス体とトランス体の混合比をオーダーパラメーターおよび液晶に対する溶解度の観点から、下記の様にまとめることができる。尚、◎が最も好ましく、以下、○、○−、△の順に順位付けできる。
【００９４】
【表３】
2008106200.tif 000013
【００９５】
＜実施例４＞
＜液晶素子の作製＞
１．液晶素子の作製
透明電極であるＩＴＯ付きガラス基板上にポリイミド垂直配向膜（日産化学製）をスピンコート、焼成により付設した。ホスト液晶（ＺＬＩ−２８０６）１．０ｇ中に、二色性色素として本発明色素２（３０ｍｇ）と、カイラル剤Ｒ−１０１１（２．９３ｍｇ）とを、加熱して溶解させた後、室温下１日放置させた。
得られた液晶組成物に２０μｍの球状スペーサー（積水化学製）を少量混合し、上記のＩＴＯ付きガラス基板を配向膜側が液晶層に接するようにはさんで、光硬化型シール剤（積水化学製）にて封止した。
【００９６】
２．評価
得られた本発明の液晶素子は、電圧無印加時に無色透明状態であった。信号発生器（テクトロニクス株式会社製）を用いて、電圧（２０Ｖ、６０Ｈｚ）を印加した場合には、液晶層は着色状態となった。また、二色性色素の極大吸収波長における着色状態と無色透明状態におけるＵＶ／ｖｉｓ吸収スペクトル測定（島津製ＵＶ２４００）を行い、着色状態と無色透明状態の透過率を測定したところ、着色状態は５％、無色透明状態は６０％であった。着色状態と透明状態における透過率の比（Ｔ（透明）／Ｔ（着色時））は１２であり、本発明の液晶素子は高いコントラスト比を示し、調光材料や電子ペーパーに好適に用いられることが確認された。
【００９７】
＜実施例５＞
＜液晶素子２の作製＞
１．プラスチック基板の作製
特開２０００−１０５４４５号公報の実施例１の試料１１０の作製と同様にＰＥＮ（Ｄｕｐｏｎｔ−Ｔｅｉｊｉｎ  Ｑ６５Ａ）に対し下塗り層及びバック層を作製した。すなわち、ポリエチレン−２，６−ナフタレートポリマー１００重量部と紫外線吸収剤としてＴｉｎｕｖｉｎ  Ｐ．３２６（チバ・ガイギーＣｉｂａ−Ｇｅｉｇｙ社製）２重量部とを乾燥した後、３００℃にて溶融後、Ｔ型ダイから押し出し、１４０℃で３．３倍の縦延伸を行ない、続いて１３０℃で３．３倍の横延伸を行い、さらに２５０℃で６秒間熱固定して厚さ９０μｍの本発明のプラスチック基板（ＰＥＮ）を得た。
【００９８】
２．透明電極層の作製
上記で得られたプラスチック基板の片面に、導電性のインジウム酸化スズ（ＩＴＯ）をコーティングして、厚さ２００ｎｍの均一な薄膜を積層した。面抵抗約２０Ω／ｃｍ２、光透過率（５００ｎｍ）８５％であった。つぎに、ＩＴＯ表面上に反射防止膜としてＳｉＯ２薄膜（１００ｎｍ）をスパッタにより付設した。光透過率（５００ｎｍ）９０％であった。
【００９９】
（液晶層の調製）
上記支持体を用いて、実施例４の液晶組成物を用い同様の操作にて、液晶層を作製した。
【０１００】
（バリア層の付設）
有機−無機ハイブリッド層の作製ソアノールＤ２９０８（日本合成化学工業（株）製、エチレン−ビニルアルコール共重合体）８ｇを１−プロパノール１１８．８ｇ及び水７３．２ｇの混合溶媒に８０℃で溶解した。この溶液の１０．７２ｇに２Ｎ塩酸を２．４ｍｌ加えて混合した。この溶液を攪拌しながらテトラエトキシシラン１ｇを滴下して３０分間攪拌を続けた。次いで、得られた塗布液を前記液晶素子の支持体上にワイヤバーで塗布した。その後１２０℃で５分間乾燥することにより、液晶素子に膜厚約１μｍの有機−無機ハイブリッド層を形成した。
【０１０１】
（紫外線吸収層の付設）
水４２ｇ、シラノール変性ポリビニルアルコール（クラレ社製：商品名Ｒ２１０５）４０ｇ、紫外線フィルター用カプセル液１３．５ｇを混合した後、５０質量％の２−（３−ｔ−ブチル−５−メチル−２−ヒドロキシフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾールの水溶液１７ｇ、２０質量％のコロイダルシリカ分散液（日産化学社製：商品名スノーテックス０）６５ｇ、ポリオキシエチレンアルキルエーテル燐酸エステル（東邦化学社製  ネオスコアＣＭ５７）２．５ｇとポリエチレングリコールドデシルエーテル（花王社製  エマルゲン１０９Ｐ）２．５ｇを混合し、紫外線フィルター層用塗布液を得た。
【０１０２】
得られた塗布液を前記調光材料のバリア層上にワイヤバーで塗布した。その後１２０℃で５分間乾燥することにより、液晶素子に膜厚約１μｍの紫外線吸収層を形成した。
ついで、実施例４と同様の操作により液晶素子２を調整した。
【０１０３】
（表示性能の評価）
得られた本発明の液晶素子を実施例４と同様に評価したところ、本発明の液晶素子２は高いコントラスト比を示し、調光材料や電子ペーパーに好適に用いられることが確認された。