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ディスコティック液晶膜 コモンズ

国内特許コード P07A010587
整理番号 NI0400109
掲載日 2007年10月4日
出願番号 特願2005-062783
公開番号 特開2006-241124
登録番号 特許第4852739号
出願日 平成17年3月7日(2005.3.7)
公開日 平成18年9月14日(2006.9.14)
登録日 平成23年11月4日(2011.11.4)
発明者
  • 太田 和親
出願人
  • 学校法人信州大学
発明の名称 ディスコティック液晶膜 コモンズ
発明の概要

【課題】
室温付近の低温から、融点または分解点付近の高温までの温度域において、自発的に、広い面積で均一なホメオトロピック配向を示し、配向欠陥等を発現しないディスコティック液晶膜を提供する。
【解決手段】
ディスコティック液晶膜は、化学式(1)
【化1】

(式(1)中、R-は直鎖、分岐鎖もしくは環状の炭化水素基、またはポリ(オキシエチレン)基、-M-は2価の金属)
で表されるポルフィラジン系のホメオトロピック配向化合物を含有しており、膜状に形成されて自発的にホメオトロピック配向を示している。
【選択図】 なし。

従来技術、競合技術の概要


液晶には、ディスプレイに汎用されている棒状分子のネマティック液晶のほか、円盤状分子のディスコティック液晶が知られている。



ディスコティック液晶は、導電性または半導電性を示すものである。図1で示す模式図のように、π電子を有しあたかも円盤のような平面分子(a)が、それのπ軌道をオーバーラップさせつつ積み重なって分子配向した一次元カラム(b)を形成し、それの多数が、カラム軸を垂直方向に向いたまま水平方向へ集まって膜状になり、ディスコティックカラムナー液晶(c)が、形成される。



ディスコティック液晶は、分子配向した一次元カラム(b)内でオーバーラップしているπ軌道により、電荷移動が可能なワイヤーを形成しているので、電荷輸送等に有利である。そのため、ディスコティック液晶は、可撓性有機電子デバイスの原材として有望である。



しかし、一般にディスコティック液晶は極めて粘性が高い。そのため、比較的高温でなければ基板上に薄膜を作製できない。さらに、同図(e)のように平面分子が基板面に対して垂直に積み重なった完璧なホメオトロピック配向を、自発的に示し難い。そのため同図(d)のように、配向欠陥を発現したり、分割されたポリドメインを生じたりして、電荷輸送等を妨げてしまうという問題がある。



例えば非特許文献1に記載のヘキサベンゾコロネン系のディスコティック液晶は、自発的にホメオトロピック配向を示さない。非特許文献2にオクタキス(3,4-ジアルコキシフェノキシ)フタロシアニナート銅(II)錯体が記載され、非特許文献3にアルキルチオエーテル基含有トリフェニレン誘導体が記載されており、いずれも、高温域においてのみ、自発的にホメオトロピック配向を示すディスコティック液晶となるものである。



室温程度の低温域でも、自発的にホメオトロピック配向を示すディスコティック液晶が望まれていた。




【非特許文献1】S.Ito, M.Wehmeier, J.D.Brand, C.Kubel, R.Epsch, J.P.Rabe, K.Mullen, Chem.Eur.J., 6, 23, 4327-4342(2000)

【非特許文献2】K.Hatsusaka, K.Ohta, I.Yamamoto and H.Shirai, J. Mater Chem., 11, 423-433(2001)

【非特許文献3】D.Adam, P.Schuhmacher, J.Simmere, L.Haussling, K.Siemensmeyer, K.H.Etzbach, H.Ringsdorf and D.Haarer, Nature, 371, 141-143(1994)

産業上の利用分野


本発明は、有機電子デバイスに組み込まれる電導体や半導体の原材として用いられるディスコティック液晶膜に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
下記化学式(1)
【化学式1】


(式(1)中、R-は直鎖、分岐鎖もしくは環状の炭化水素基、またはポリ(オキシエチレン)基、-M-は2価の金属)で表されるポルフィラジン化合物を含有しており、製膜により均一に膜状へ形成されていることによって前記ポルフィラジン化合物が自発的にホメオトロピック配向を示しつつ、導電性または半導電性を示しているディスコテック液晶膜

【請求項2】
前記化学式(1)中、R-は、炭素数4~30の直鎖アルキル基であることを特徴とする請求項1に記載のディスコテック液晶膜

【請求項3】
記化学式(1)中、R-がC17-、C1021-、C1225-及びC1429-から選ばれる前記炭化水素基-M-が銅である前記2価の金属であることを特徴とする請求項1~2の何れかに記載のディスコティック液晶膜。

【請求項4】
前記製膜が、前記ポルフィラジン化合物、またはそれを有機溶媒に溶解させた組成物で、室温である低温域から、前記ポルフィラジン化合物の融点または分解点未満である高温の温度域までにおいて、製膜したものであることを特徴とする請求項1~3の何れかに記載のディスコティック液晶膜。

【請求項5】
下記化学式(1)
【化学式2】


(式(1)中、R-は直鎖、分岐鎖もしくは環状の炭化水素基、またはポリ(オキシエチレン)基、-M-は2価の金属)で表されるポルフィラジン化合物、またはそれを有機溶媒に溶解させた組成物で、室温である低温域から、前記ポルフィラジン化合物の融点または分解点未満である高温の温度域までにおいて、均一に製膜する工程を含むことにより、ポルフィラジン化合物を含有し膜状に形成されて、自発的にポルフィラジン化合物がホメオトロピック配向を示しつつ導電性または半導電性を示しているディスコテック液晶膜を、製造する方法。

【請求項6】
下記化学式(1)
【化学式3】


(式(1)中、R-は直鎖、分岐鎖もしくは環状の炭化水素基、またはポリ(オキシエチレン)基、-M-は2価の金属)
で表されるポルフィラジン化合物を含有し製膜により均一に膜状形成されていることによって自発的に前記ポルフィラジン化合物がホメオトロピック配向を示しつつ導電性または半導電性を示しているディスコティック液晶膜が、基板上に付されていることを特徴とする導電体。

【請求項7】
下記化学式(1)
【化学式4】


(式(1)中、R-は直鎖、分岐鎖もしくは環状の炭化水素基、またはポリ(オキシエチレン)基、-M-は2価の金属)
で表されるポルフィラジン化合物を含有し製膜により均一に膜状形成されていることによって自発的に前記ポルフィラジン化合物がホメオトロピック配向を示しつつ導電性または半導電性を示しているディスコティック液晶膜が、基板上に付されていることを特徴とする半導体。

【請求項8】
下記化学式(1)
【化学式5】


(式(1)中、R-は直鎖、分岐鎖もしくは環状の炭化水素基、またはポリ(オキシエチレン)基、-M-は2価の金属)
で表されるポルフィラジン化合物を含有し製膜により均一に膜状形成されていることによって自発的に前記ポルフィラジン化合物がホメオトロピック配向を示しつつ導電性または半導電性を示しているディスコティック液晶膜が、基板上で電導体または半導体を形成しており、前記電導体または半導体が、組み込まれていることを特徴とする電子デバイス。

【請求項9】
太陽電池、有機エレクトロルミネッセンス用電荷輸送層、有機レーザー発光用電荷注入層、商品タグ、気体センサー、光学的記憶媒体、撮像素子用光伝導材のいずれかであることを特徴とする請求項に記載の電子デバイス。
産業区分
  • 有機化合物
  • 太陽熱利用
  • 固体素子
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 権利存続中
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