(57)【要約】【課題】高いオーダーパラメーター（コントラスト向上）を示す液晶組成物および液晶素子が提供する。【解決手段】液晶と、少なくとも一種の非共鳴２光子吸収化合物とを含む液晶組成物、および前記液晶組成物を含む液晶層を有する液晶素子である。【選択図】　　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶と、少なくとも一種の非共鳴２光子吸収化合物とを含む液晶組成物。
【請求項２】
前記非共鳴２光子吸収化合物が下記一般式（１）で表される化合物である請求項１に記載の液晶組成物。
一般式（１）
Ｘ２−（−ＣＲ４＝ＣＲ３−）ｍ−Ｃ（＝Ｏ）−（−ＣＲ１＝ＣＲ２−）ｎ−Ｘ１
（式中、Ｘ１およびＸ２は各々独立して、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロ環基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立に、水素原子または置換基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうちのいくつかが互いに結合して環を形成してもよい。ｎおよびｍはそれぞれ独立に１〜４の整数を表し、ｎおよびｍが２以上の場合、複数個のＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は同一でもそれぞれ異なってもよい。いずれかの置換基が電荷を有する場合は、電荷を中和するためにカウンターアニオンまたはカウンターカチオンを有していてもよい。）
【請求項３】
請求項１または２に記載の液晶組成物を含む液晶層を有する液晶素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶素子（液晶表示素子）および液晶組成物に関し、特にゲスト−ホスト方式に好適に利用できる液晶素子および液晶組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶素子として多くの方式が提案されているが、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２色性色素の配向変化に基づく吸光状態変化による表示方法（いわゆる、ゲストホスト方式）は、明るい表示が可能である点で反射型液晶素子として期待されている。ゲストホスト方式は、例えば、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頁などに詳しい。その液晶素子に用いられる２色性色素に要求される性能としては、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、耐久性などが挙げられる。２色性色素に関しては、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ　Ｄｙｅｓ　ｆｏｒ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ」（　Ａ．　Ｖ．　Ｉｖａｓｈｃｈｅｎｋｏ著、ＣＲＣ社、１９９４年）に詳しい。
【０００３】
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は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。
以上の状況を踏まえ、液晶素子に用いる２色性色素として、新規な機能を付与する技術の開発が望まれている。
【０００４】
一方、近年、有機化合物の非線形光学特性の中でも３次の非線形光学効果が注目されており、その中でも特に、非共鳴２光子吸収および非共鳴２光子発光が注目を集めている。２光子吸収とは、化合物が２つの光子を同時に吸収して励起される現象であり、化合物の（線形）吸収帯が存在しないエネルギー領域で２光子の吸収が起こる場合を非共鳴２光子吸収という（例えば、非特許文献１および２参照）。
【０００５】
【非特許文献１】
Ｍ．Ａｌｂｏｔａ　ｅｔ　ａｌ．，　Ｓｃｉｅｎｃｅ，　１９９８，　Ｖｏｌ．２８１，　ｐ．１６５３
【非特許文献２】
Ｂ．　Ａ．　Ｒｅｉｎｈａｒｄｔ　ｅｔ　ａｌ．，　Ｃｈｅｍ．　Ｍａｔｅｒ．，　１９９８，　Ｖｏｌ．　１０，　ｐ．１８６３
【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、液晶と、非共鳴２光子吸収化合物とを組み合わせて用いることにより、高いオーダーパラメーターを有し、液晶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、前記課題は、下記の液晶組成物ならびに液晶素子により達成されることを見出した。
［１］　液晶と、少なくとも一種の非共鳴２光子吸収化合物とを含む液晶組成物。
［２］　前記非共鳴２光子吸収化合物が、下記一般式（１）で表される化合物である［１］に記載の液晶組成物。
一般式（１）
Ｘ２−（−ＣＲ４＝ＣＲ３−）ｍ−Ｃ（＝Ｏ）−（−ＣＲ１＝ＣＲ２−）ｎ−Ｘ１
（Ｘ１およびＸ２は各々独立して、置換もしくは無置換のアリール基、または置換もしくは無置換のヘテロ環基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立に、水素原子または置換基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうちのいくつかが互いに結合して環を形成してもよい。ｎおよびｍはそれぞれ独立に１〜４の整数を表し、ｎおよびｍが２以上の場合、複数個のＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は同一でもそれぞれ異なってもよい。また、いずれかの置換基が電荷を有する場合は、電荷を中和するためにカウンターアニオンまたはカウンターカチオンを有していてもよい。）
【０００８】
［３］　［１］または［２］に記載の液晶組成物を含む液晶層を有する液晶素子。
【０００９】
【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。
【００１０】
本発明の液晶組成物は、液晶と、少なくとも一種の非共鳴２光子吸収化合物とを含む液晶組成物である。
まず、非共鳴２光子吸収化合物について説明する。化合物によっては、本来吸収するはずのない波長でも、非常に強いレーザーを照射すると非線形光学効果（３次的効果など）で２光子吸収することがある。非線形光学効果とは、印加する光電場の２乗、３乗あるいはそれ以上に比例する非線型な光学応答のことであり、印加する光電場の２乗に比例する２次の非線形光学効果としては、第二高調波発生（ＳＨＧ）、光整流、フォトリフラクティブ効果、ポッケルス効果、パラメトリック増幅、パラメトリック発振、光和周波混合、光差周波混合などが知られている。また印加する光電場の３乗に比例する３次の非線形光学効果としては第三高調波発生（ＴＨＧ）、光カー効果、自己誘起屈折率変化、２光子吸収などが挙げられる。
【００１１】
「２光子吸収」とは、化合物が２つの光子を同時に吸収して励起する現象であり、化合物の（線形）吸収帯が存在しないエネルギー領域で２光子の吸収が起こる場合を「非共鳴２光子吸収」という。また、「非共鳴２光子発光」とは、非共鳴２光子吸収により生成した励起分子が、その励起状態の輻射失活過程において発する発光を意味する。なお、以下の記述において特に明記しなくても２光子吸収および２光子発光とは非共鳴２光子吸収および非共鳴２光子発光を指す。
【００１２】
ところで、非共鳴２光子吸収の効率は印加する光電場の２乗に比例する（２光子吸収の２乗特性）。このため、２次元平面にレーザーを照射した場合においては、レーザースポットの中心部の電界強度の高い位置のみで２光子の吸収が起こり、周辺部の電界強度の弱い部分では２光子の吸収は全く起こらない。一方、３次元空間においては、レーザー光をレンズで集光した焦点の電界強度の大きな領域でのみ２光子吸収が起こり、焦点から外れた領域では電界強度が弱いために２光子吸収が全く起こらない。印加された光電場の強度に比例してすべての位置で励起が起こる線形吸収に比べて、非共鳴２光子吸収では、この２乗特性に由来して空間内部の１点のみで励起が起こるため、空間分解能が著しく向上する。通常、非共鳴２光子吸収を誘起する場合には、化合物の（線形）吸収帯が存在する波長領域よりも長波でかつ吸収の存在しない、近赤外領域の短パルスレーザーを用いることが多く、本発明においても好ましく用いることができる。化合物の（線形）吸収帯が存在しない、いわゆる透明領域の近赤外光を用いるため、励起光が吸収や散乱を受けずに試料内部まで到達でき、非共鳴２光子吸収の２乗特性のために試料内部の１点を極めて高い空間分解能で励起できるため、非共鳴２光子吸収および非共鳴２光子発光は生体組織の２光子造影や２光子フォトダイナミックセラピー（ＰＤＴ）などの応用面で期待されている。また、非共鳴２光子吸収、２光子発光を用いると、入射した光子のエネルギーよりも高いエネルギーの光子を取り出せるため、波長変換デバイスという観点からアップコンバージョンレージングに関する研究も報告されている。
【００１３】
効率良く２光子発光やアップコンバージョンレージングを示す有機化合物として、いわゆるスチルバゾリウム誘導体が知られている（Ｈｅ，　Ｇ．　Ｓ．　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．　１９９５，　６７，　３７０３；　Ｈｅ，　Ｇ．　Ｓ．　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．　１９９５，　６７，　２４３３；　Ｈｅ，　Ｇ．　Ｓ．　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　Ｌｅｔｔ．　１９９６，　６８，　３５４９；　Ｈｅ，　Ｇ．　Ｓ．　ｅｔ　ａｌ．，　Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　１９９７，　８１，　２５２９；　Ｐｒａｓａｄ，　Ｐ．　Ｎ．　ｅｔ　ａｌ．，　Ｎｏｎｌｉｎｅａｒ　Ｏｐｔｉｃｓ　１９９９，　２１，　３９；　Ｒｅｎ，　Ｙ．　ｅｔ　ａｌ．，　Ｊ．　Ｍａｔｅｒ．　Ｃｈｅｍ．　２０００，　１０，　２０２５；　Ｚｈｏｕ，　Ｇ．　ｅｔ　ａｌ．，　Ｊｐｎ．　Ｊ．　Ａｐｐｌ．　Ｐｈｙｓ．　２００１，　４０，　１２５０）。また、ある特定の構造を有するスチルバゾリウム化合物の２光子発光を用いた種々の応用例はＷＯ９７０９０４３号公報に記載されている。前記文献に記載の化合物は、非共鳴２光子吸収化合物として、本発明に用いることができる。
【００１４】
非共鳴２光子発光の利用により、生体組織の造影、フォトダイナミックセラピー、アップコンバージョンレージング等の産業上への応用が考えられる。例えば、ＭＥＭＳ９７（Ｍｉｃｒｏ　Ｅｌｅｃｔｒｏ　Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　Ｓｙｓｔｅｍ　９７，　Ａｂｓｔ．　ｐａｇｅ　１６９−１７４；題名Ｔｗｏ−Ｐｈｏｔｏｎ−Ａｂｓｏｒｂｅｄ　Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍｅｒｉｚａｔｉｏｎ　ｆｏｒ　Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｔｉｏｎａｌ　Ｍｉｃｒｏｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ；研究者　Ｓ．　Ｍａｒｕｏ　ａｎｄ　Ｓ．　Ｋａｗａｔａには、２光子吸収による立体マイクロ光造形が記載されている。
【００１５】
本発明の液晶組成物は、２光子吸収化合物と液晶とを含有するので、液晶とともに２光子吸収化合物を配列させることができ、２つのレーザーが交差した狭い領域での２光子吸収をする。従って、本発明は、光の波長以下での光造形または光記録などに利用することができ、例えば、偏光レーザーによる書き込みなどに好適に用いることができる。さらに本発明の優れた効果として、高いオーダーパラメータおよび高い２光子吸収断面積の双方を満たすことで、コントラスト以外に、偏光を用いた微細加工または光記録が可能となる。液晶の配列は、電気的に変化させることができる。
【００１６】
本発明において、２光子吸収化合物の２光子吸収断面積は、１０００ＧＭ（ＧＭ＝１０−５０ｃｍ４・Ｓ・ｐｈｏｔｏｎ−１）以上が好ましく、１００００ＧＭ以上がより好ましい。
【００１７】
本発明において非共鳴２光子吸収化合物としては、下記一般式（１）で表される化合物が好ましい。
一般式（１）
Ｘ２−（−ＣＲ４＝ＣＲ３−）ｍ−Ｃ（＝Ｏ）−（−ＣＲ１＝ＣＲ２−）ｎ−Ｘ１
【００１８】
式中、Ｘ１およびＸ２は各々独立して、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロ環基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立に、水素原子または置換基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうちのいくつかが互いに結合して環を形成してもよい。ｎおよびｍはそれぞれ独立に１〜４の整数を表し、ｎおよびｍが２以上の場合、複数個のＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は同一でもそれぞれ異なってもよい。いずれかの置換基が電荷を有する場合は、電荷を中和するためにカウンターアニオンまたはカウンターカチオンを有していてもよい。
【００１９】
一般式（１）において、Ｘ１およびＸ２は、置換もしくは無置換のアリール基または置換もしくは無置換のヘテロ環基を表す。
Ｘ１およびＸ２で表されるアリール基としては、フェニル、ナフチル、アントラセニル、またはフェナンスレニル等を挙げることができ、フェニルまたはナフチルが好ましく、特にフェニルが好ましい。
【００２０】
Ｘ１およびＸ２で表されるヘテロ環基としては、炭素数１〜１５のヘテロ環基であり、更に好ましくは炭素数２〜１２のヘテロ環基であり、ヘテロ原子として好ましいものは、窒素原子、酸素原子または硫黄原子である。ヘテロ環の具体例としては、例えばピロリジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、チオフェン、セレノフェン、フラン、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピラジン、ピリダジン、ピリミジン、トリアゾール、トリアジン、インドール、インダゾール、プリン、チアゾリン、チアゾール、チアジゾール、オキサゾリン、オキサゾール、オキサジアゾール、キノリン、イソキノリン、フタラジン、ナフチリジン、キノキサリン、キナゾリン、シンノリン、プテリジン、アクリジン、フェナントロリン、フェナジン、テトラゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール、テトラザインデン、ベンゾインドレニン、カルバゾール、ジベンゾフラン、フェノチアジン、ジュロリジンおよび窒素原子が環を構成する場合には、その窒素原子が４級化された４級オニウムカチオン等が挙げられる。ヘテロ環として好ましくはピリジン、ピリミジン、ピラジン、インドール、チオフェン、チアゾール、オキサゾール、キノリン、アクリジン、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾインドレニン、カルバゾール、フェノチアジン、ジュロリジンおよび窒素原子が環を構成する場合にその窒素原子が４級化された４級オニウムカチオン等であり、より好ましくは、カルバゾール、フェノチアジン、ジュロリジンである。
【００２１】
Ｘ１およびＸ２は更に置換基を有してもよく、該置換基の例としては、例えば以下に記載のものを挙げることができる。
炭素原子数１〜２０の鎖状または環状アルキル基（例えば、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル）、炭素数６〜１８の置換または無置換のアリール基（例えば、フェニル、クロロフェニル、アニシル、トルイル、１−ナフチル）、炭素数２〜２０のアルケニル基（例えばビニル、２−メチルビニル）、炭素数２〜２０のアルキニル基（例えば、エチニル、２−メチルエチニル、２−フェニルエチニル）、ハロゲン原子（例えば、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）、炭素数２〜２０のアミノ基（例えばジメチルアミノ、ジエチルアミノ、ジブチルアミノ）、シアノ基、ヒドロキシル基、カルボキシル基、炭素数２〜１０のアシル基（例えば、アセチル、ベンゾイル、サリチロイル、ピバロイル）、炭素数２〜２０のアルコキシ基（例えば、メトキシ、ブトキシ、シクロヘキシルオキシ）、炭素数６〜１８のアリールオキシ基（例えば、フェノキシ、１−ナフトキシ）、炭素数１〜２０のアルキルチオ基（例えば、メチルチオ、エチルチオ）、炭素数６〜１８のアリールチオ（例えば、フェニルチオ、４−クロロフェニルチオ）、炭素数１〜２０のアルキルスルホニル基（例えば、メタンスルホニル、ブタンスルホニル）、炭素数６〜１８のアリールスルホニル基（例えば、ベンゼンスルホニル、パラトルエンンスルホニル）、炭素原子数１〜１０のカルバモイル基、炭素原子数１〜１０のアミド基、炭素原子数２〜１２のイミド基、炭素原子数２〜１０のアシルオキシ基、炭素原子数２〜１０のアルコキシカルボニル基、ヘテロ環基（例えばピリジル、チエニル、フリル、チアゾリル、イミダゾリル、ピラゾリルなどの芳香族ヘテロ環、ピロリジン環、ピペリジン環、モルホリン環、ピラン環、チオピラン環、ジオキサン環、ジチオラン環などの脂肪族ヘテロ環）。
【００２２】
Ｘ１およびＸ２の置換基として好ましいものは、炭素数１〜１６の鎖状または環状のアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基、炭素数７〜１５のアラルキル基、炭素数１〜１６のアルコキシ基、炭素数６〜１４のアリールオキシ基、炭素数２〜２０のアミノ基、ハロゲン原子、炭素数２〜１７のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜１０のカルバモイル基、炭素数１〜１０のアミド基、ヘテロ環基であり、中でも好ましいものは、炭素数１〜１０の鎖状または環状のアルキル基、炭素数７〜１３のアラルキル基、炭素数６〜１０のアリール基、炭素数１〜１０のアルコキシ基、炭素数６〜１０のアリールオキシ基、炭素数２〜１０のアミノ基、塩素原子、臭素原子、炭素数２〜１１のアルコキシカルボニル基、炭素数１〜７のカルバモイル基、炭素数１〜８のアミド基である。
【００２３】
Ｘ１およびＸ２の置換基としてより好ましいものは、ハメットのσｐ値が負であるものである。なお、ハメットのσｐ値は、例えばＣｈｅｍ．　Ｒｅｖ．　１９９１，　９１，　１６５　に記載されている。
【００２４】
前記一般式（１）中、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は各々独立に、水素原子または置換基を表し、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４のうちのいくつかが互いに結合して環を形成してもよい。
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４で表される置換基としては、上述のＸ１およびＸ２で表される基の置換基として挙げた基を挙げることができる。
【００２５】
Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４で挙げた置換基のうちの任意の２つが互いに結合して環を形成してもよい。また、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４で挙げた置換基のうちの任意の２つが互いに結合して環を形成する場合には、一般式（１）に示された中心部分のカルボニル基の炭素原子に結合した炭素の置換基であるＲ１およびＲ３が結合して環を形成することが好ましい。Ｒ１およびＲ３が結合して環を形成する場合には、形成する環が６員環または５員環または４員環であることが好ましく、５員環または４員環であることが更に好ましい。
【００２６】
なお、ｎおよびｍが２以上の場合、複数個のＲ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は同一でもそれぞれ異なってもよい。
【００２７】
前記一般式（１）中、ｎおよびｍはそれぞれ独立に１〜５の整数を表し、その中でも２〜４が好ましい。
【００２８】
以下に、本発明に用いられる２光子吸収化合物の好ましい具体例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２９】
【化１】
2004107502.tif 000002
【００３０】
【化２】
2004107502.tif 000003
【００３１】
【化３】
2004107502.tif 000004
【００３２】
【化４】
2004107502.tif 000005
【００３３】
【化５】
2004107502.tif 000006
【００３４】
【化６】
2004107502.tif 000007
【００３５】
【化７】
2004107502.tif 000008
【００３６】
【化８】
2004107502.tif 000009
【００３７】
【化９】
2004107502.tif 000010
【００３８】
【化１０】
2004107502.tif 000011
【００３９】
【化１１】
2004107502.tif 000012
【００４０】
【化１２】
2004107502.tif 000013
【００４１】
【化１３】
2004107502.tif 000014
【００４２】
【化１４】
2004107502.tif 000015
【００４３】
【化１５】
2004107502.tif 000016
【００４４】
前記一般式（１）で表される非共鳴２光子吸収化合物は、ケトン化合物とアルデヒド化合物とのアルドール縮合反応により合成することができる。
【００４５】
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。
本発明において、非共鳴２光子吸収化合物（以下「本発明の化合物」という場合がある）は液晶とともに用いることにより、液晶組成物のオーダーパラメーターの向上に寄与する。また、ゲストホスト型液晶素子の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。また、公知の二色性色素と併用して用いることができる。公知の二色性色素として、「Ｄｉｃｈｒｏｉｃ　Ｄｙｅｓ　ｆｏｒ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｄｉｓｐｌａｙ」（Ａ．Ｖ．　Ｉｖｏｓｈｃｈｅｎｋｏ著、ＣＲＣ社、１９９４年）に記載のものが挙げられる。
【００４６】
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もできる。例えば、Ｍｅｒｃｋ社の液晶（ＺＬＩ−４６９２、５０８１、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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
なお、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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
本発明の液晶素子が、少なくとも一方が透明である一対の電極と、該電極に挟持される本発明の液晶組成物を含む液晶層を有する態様である場合、本発明の液晶素子は、電界制御の手段により画像形成に利用できる。この画像形成方法では、非共鳴２光子吸収化合物は、ゲストホスト型液晶素子での二色性色素と同様に作用する。それは非共鳴２光子吸収化合物は、ゲストホスト型液晶素子での二色性色素と同程度、又はそれ以上のオーダーパラメーターを有するからである。また本発明の液晶素子を用いて、液晶層中に偏光を照射させることで非共鳴２光子吸収が起きて画像形成でき、電界の印加により画像の消去などができる。本液晶素子は、例えば、密度が向上した光記録媒体、光造形での微細加工等に用いることができる。
【００５７】
本発明の液晶素子は、コンピューター、時計、電卓などの液晶素子、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。
【００５８】
【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。
【００５９】
［実施例１］
表１に示した化合物１．０ｍｇを、商品名ＺＬＩ−５０８１（Ｅ．　Ｍｅｒｃｋ社製）１００ｍｇに溶解させ、液晶組成物を調製した。得られた液晶組成物を、市販の液晶セル用基板に注入し、液晶素子を作製した。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。作製した素子に、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。測定結果を表１に示す。
式１
Ｓ　＝　（Ａ‖−Ａ⊥）／（Ａ‖＋２・Ａ⊥）
【００６０】
また用いた非共鳴２光子吸収化合物について、２光子吸収断面積の評価を行った。評価は、Ｍ．　Ａ．　Ａｌｂｏｔａ　ｅｔ　ａｌ．，　Ａｐｐｌ．　Ｏｐｔ．　１９９８，　３７，　７３５２．　に記載の方法を参考に行った。２光子吸収断面積測定用の光源には、Ｔｉ：ｓａｐｐｈｉｒｅパルスレーザー（パルス幅：１００ｆｓ、繰り返し：８０ＭＨｚ、平均出力：１Ｗ、ピークパワー：１００ｋＷ）を用い、７００ｎｍ〜１０００ｎｍの波長範囲で２光子吸収断面積を測定した。また、基準物質としてローダミンＢおよびフルオレセインを測定し、得られた測定値をＣ．　Ｘｕ　ｅｔ　ａｌ．，　Ｊ．　Ｏｐｔ．　Ｓｏｃ．　Ａｍ．　Ｂ　１９９６，　１３，　４８１．　に記載のローダミンＢおよびフルオレセインの２光子吸収断面積の値を用いて補正することで、各化合物の２光子吸収断面積を得た。なお、２光子吸収測定用の試料には、１×１０−３Ｍの濃度で各化合物を溶かしたクロロホルム溶液を用いた。測定結果を表１に示す。
【００６１】
【表１】
2004107502.tif 000017
【００６２】
表１に示した結果より、実施例で用いた一般式（１）の例示化合物（非共鳴２光子吸収化合物）は、高いオーダーパラメーターを与えることがわかる。また、実施例で用いた一般式（１）の例示化合物は、高い２光子吸収断面積を有していることがわかる。
【００６３】
［実施例２］
本発明の化合物１を用い、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、実施例１と同様の操作によりオーダーパラメーターＳを測定したところ、Ｓ＝０．７９であった。
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。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明によれば、高いオーダーパラメーター（コントラスト向上）を示す液晶組成物および液晶素子が提供できる。また、一般式（１）で表される化合物は、高い２光子吸収断面積を有しているので、特に該化合物を用いると、偏光を用いた微細加工または光記録が可能な液晶組成物および液晶素子が提供できる。