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DISCOTIC LIQUID CRYSTAL MEMBRANE

Patent code P07A010587
File No. NI0400109
Posted date Oct 4, 2007
Application number P2005-062783
Publication number P2006-241124A
Patent number P4852739
Date of filing Mar 7, 2005
Date of publication of application Sep 14, 2006
Date of registration Nov 4, 2011
Inventor
  • (In Japanese)太田 和親
Applicant
  • (In Japanese)国立大学法人信州大学
Title DISCOTIC LIQUID CRYSTAL MEMBRANE
Abstract PROBLEM TO BE SOLVED: To provide discotic liquid crystal membrane exhibiting spontaneously uniform homeotropic orientation with wide area in the temperature region ranging from low temperatures near room temperature to high temperatures near the melting or decomposition point and developing no orientation defects or the like.
SOLUTION: The discotic liquid crystal membrane contains a porphyrazin-based homeotropic orientation compound of chemical formula(1)( wherein, R- is a straight-chain, branched or cyclic hydrocarbon group or poly(oxyethylene) group; and -M- is a bivalent metal group ), spontaneously exhibiting homeotropic orientation in a filmy form.
Outline of related art and contending technology (In Japanese)


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)

Field of industrial application (In Japanese)


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。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
下記化学式(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C8H17-、C10H21-、C12H25-及びC14H29-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8に記載の電子デバイス。
IPC(International Patent Classification)
F-term
State of application right Registered
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