(57)【要約】【課題】本発明の課題は、液晶材料における電荷の効率的な輸送を可能とする、液晶性化合物の中間相（メソフェーズ）における分子配向制御方法を提供することにある。【解決手段】剛直平板状の中心骨格の周辺に屈曲性の置換基を有する液晶性化合物において、該置換基がフルオロカーボン部分を有することを特徴とする、中間相（メソフェーズ）における分子配向制御方法。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
剛直平板状の中心骨格の周辺に屈曲性の置換基を有する液晶性化合物において、該置換基がフルオロカーボン部分を有することを特徴とする、中間相（メソフェーズ）における分子配向制御方法。
【請求項２】
中心骨格が共役パイ電子系からなることを特徴とする、請求項１の方法。
【請求項３】
共役パイ電子系が、トリフェニレン、コロネン、ベンゾコロネン、フタロシアニン、ポルフィリン、トルキセン、ピラン、トリシクロキナゾリン、フェニルアセチレン、カリックスアレーン、ピレン、ペリレン、オリゴチオフェン、デカサイクレン及びルフィガロール骨格からなる群から選択される請求項２の方法。
【請求項４】
液晶性化合物が一般式（Ｉ）：
【化１】
2004035617.tif 000007
（ここで、Ａは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−又は−ＮＨ−であり、Ｂは単結合、フッ素を含まないアルキレン基又はフッ素を含むことのアルアリーレン基であり、Ｒはフッ素を含有するアルキル基、アルケニル基又はシクロアルキル基である）
の化合物である請求項１〜３のいずれかに記載の方法。
【請求項５】
液晶性化合物が化合物（ＩＩ）である請求項４に記載の方法。
【化２】
2004035617.tif 000008
【請求項６】
中間相（メソフェーズ）が液晶相であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの方法。
【請求項７】
該液晶相をホメオトロピック配向させることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶性化合物の中間相（メソフェーズ）における分子配向制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これまでの棒状液晶に関する分野では、ディスプレイ技術として、基板上での液晶配向が極めて重要であり、多くの研究開発が行われてきた。典型的にはホモジニアス配向するにはポリイミド、ホメオトロピック配向するにはセチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）が代表的な配向材料として知られている。また透明電極としてＩＴＯ（インジウム−スズオキサイド）が利用されてきており、ＩＴＯ上での配向も重要である。ディスプレイの電極応答速度を向上させるため、低粘性化を目指して液晶の長鎖フルオロメチレン基が導入された。しかし、含フッ素液晶の各種基板上での配向に関して、系統だった知見は得られていない。
【０００３】
一方、新しい円盤状分子の液晶（ディスコチック液晶）では、トリフェニレンをコアに持つ化合物において１０−１　ｃｍ２／Ｖ　ｓｅｃ　という非常に大きな電荷移動度を与えることが報告され、新しい有機半導体として興味が持たれている。しかし、ホメオトロピック配向に関しては、電荷の効率的を輸送するための有効な方法はなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、液晶材料における電荷の効率的な輸送を可能とする、液晶性化合物の中間相（メソフェーズ）における分子配向制御方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、下記に示す通りの分子配向制御方法に関する。
項１．　剛直平板状の中心骨格の周辺に屈曲性の置換基を有する液晶性化合物において、該置換基がフルオロカーボン部分を有することを特徴とする、中間相（メソフェーズ）における分子配向制御方法。
項２．　中心骨格が共役パイ電子系からなることを特徴とする、項１の方法。
項３．　共役パイ電子系が、トリフェニレン、コロネン、ベンゾコロネン、フタロシアニン、ポルフィリン、トルキセン、ピラン、トリシクロキナゾリン、フェニルアセチレン、カリックスアレーン、ピレン、ペリレン、オリゴチオフェン、デカサイクレン及びルフィガロール及びルフィガロール骨格からなる群から選択される項２の方法。
項４．　液晶性化合物が一般式（Ｉ）：
【０００６】
【化３】
2004035617.tif 000002
【０００７】
（ここで、Ａは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−又は−ＮＨ−であり、Ｂは単結合、フッ素を含まないアルキレン基又はフッ素を含むことのアルアリーレン基であり、Ｒはフッ素を含有するアルキル基、アルケニル基又はシクロアルキル基である）
の化合物である項１〜３のいずれかに記載の方法。
項５．　液晶性化合物が化合物（ＩＩ）である項４に記載の方法。
【０００８】
【化４】
2004035617.tif 000003
【０００９】
項６．　中間相（メソフェーズ）が液晶相であることを特徴とする項１〜５のいずれかの方法。
項７．　該液晶相をホメオトロピック配向させることを特徴とする項１〜６のいずれかの方法。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明による中間相（メソフェーズ）における分子配向制御方法は、剛直平板状の中心骨格の周辺に屈曲性の置換基を有する液晶性化合物において、該置換基がフルオロカーボン部分を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明における液晶性化合物の中心骨格は、平板状であればよく、共役パイ電子系からなるものがより好ましい。例として、トリフェニレン骨格、コロネン骨格、ベンゾコロネン骨格、フタロシアニン骨格、ポルフィリン骨格、トルキセン骨格、ピラン骨格、トリシクロキナゾリン骨格、フェニルアセチレン骨格、カリックスアレーン骨格、ピレン骨格、ペリレン骨格、オリゴチオフェン骨格、デカサイクレン骨格及びルフィガロール骨格が挙げられる。共役π電子系以外の例として、イノシトール、アザクラウン環、フェニルシクロファンなどが挙げられる。
【００１２】
本発明におけるフルオロカーボン部分は、フッ素を含有するアルキル基（直鎖状又は分枝状のＣ１〜１８、好ましくはＣ４〜１２、より好ましくはＣ４〜８、例えばＣ１〜１８パーフルオロアルキル基（直鎖又は分枝）、フッ素を含有するアルケニル基（Ｃ１〜１０直鎖または分枝）、フッ素を含有するシクロアルキル基などが挙げられる。このフルオロカーボン部分の炭素数は１〜１８、好ましくは１〜１５、より好ましくは２〜１０、更に好ましくは２〜６である。また、側鎖部分全体のフッ素と水素のバランスは、０に近い方が良く、好ましくは、０＜Ｈ数／Ｆ数＜０．７、好ましくは０＜Ｈ数／Ｆ数＜０．５、より好ましくは０＜Ｈ数／Ｆ数＜０．３、さらに好ましくは０＜Ｈ数／Ｆ数＜０．１である。
【００１３】
トリフェニレン骨格の液晶性化合物として、例えば上記一般式（Ｉ）の化合物が挙げられる。
【００１４】
一般式（Ｉ）において、Ａは−Ｏ−、−Ｓ−、−ＣＯ−、−ＣＯＯ−、−ＯＣＯ−、−ＣＯＮＨ−、−ＮＨＣＯ−又は−ＮＨ−であり、Ｂは単結合、フッ素を含まないアルキレン基（直鎖又は分枝のＣ１〜１８、好ましくはＣ４〜１２、より好ましくはＣ４〜８）又はフッ素を含むことのあるアリーレン基（例えばフェニレン基、ビフェニレン基）であり、Ｒはフッ素を含有するアルキル基、アルケニル基又はシクロアルキル基である。Ｒは上記のフルオロカーボン部分と同じである。
【００１５】
一般式（Ｉ）における屈曲性の置換基−Ａ−Ｂ−Ｒは、トリフェニレン骨格に限らず、他の中心骨格、特に共役π電子系のものでも適用できる。例えば、−Ａ−Ｂ−Ｒのような置換基は、ポルフィリンでは５位、１０位、１５位、２０位、フタロシアニンでは２位、３位、９位、１０位、１６位、１７位、２３位、２４位に位置するものがよい。
【００１６】
上記化合物（Ｉ）の一例として、上記一般式（ＩＩ）の化合物が挙げらる。
【００１７】
一般式（ＩＩ）において、ｍは０〜１０であり、ｎは０〜１０、好ましくは１〜１０である。好ましくは３＜ｍ＋ｎ＜１５であり、より好ましくは６＜ｍ＋ｎ＜１０である。
【００１８】
本発明の分子配向制御方法は、カラムナー相の液晶材料に対して特に有効である。
【００１９】
本発明により、液晶相を基板に挟んでホメオトロピック配向させることも可能である。この基板の素材はガラス、フッ化バリウム、石英、ポリマー等である。基板を処理する場合もあり、処理方法の一例を下記実施例に記載する。
【００２０】
【実施例】
ポリイミド（ＪＳＲ　Ｃｏ．　Ｌｔｄ．，　ＡＬ１２５４）を基板上にスピンコーターにより１０００　ｒｐｍの速度で１分間塗布し、その後１８０℃で２時間乾燥し、ポリイミド修飾基板を調製した。
【００２１】
飽和セチルトリメチルアンモニウムブロマイド（ＣＴＡＢ）溶液に基板を浸漬し、その後乾燥し、ＣＴＡＢ修飾基板を調製した。
【００２２】
液晶性化合物として下記化合物（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）を調製した。
【００２３】
化合物（ＩＩＩ）及び（ＩＶ）の配向挙動を偏光顕微鏡下のクロスニコル下で、テクスチャー観察をした。その結果を表１に示す。
【００２４】
【化５】
2004035617.tif 000004
【００２５】
【表１】
2004035617.tif 000005
【００２６】
実施例１
上記のそれぞれの修飾基板間に上記液晶化合物（ＩＩＩ）と粒径２μｍのシリカビーズを挟むことにより測定用のセルを３個作成した。修飾基板上のカラムナー相の配向挙動を調べた。その結果を表２に示す。また、それぞれの場合のクロスニコル下での偏光顕微鏡写真を図１〜図３に示す。
【００２７】
化合物（ＩＩＩ）は、界面の状態が化学的にも物理的にも異なるポリイミド、ＣＴＡＢ及びＩＴＯの全ての修飾基板において、カラムナー（柱状）液晶相で一様なホメオトロピック配向を示した。
【００２８】
比較例１
上記のそれぞれの修飾基板間に上記液晶化合物（ＩＶ）と粒径２μｍのシリカビーズを挟むことにより測定用のセルを３個作成した。修飾基板上のカラムナー相の配向挙動を調べた。その結果を表２に示す。また、それぞれの場合のクロスニコル下での偏光顕微鏡写真を図４〜図６に示す。
【００２９】
化合物（ＩＶ）は、全ての修飾基盤において不均一な配向を示した。
【００３０】
【表２】
2004035617.tif 000006
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、一様なホメオトロピック配向膜を得ることが可能になり、その液晶材料における最大効率の電荷輸送能が期待できる膜を得ることが可能となる。
【００３２】
よって、光・電子機能を有する材料を含むデバイスに本発明を応用することが期待される。具体的には、光伝導体として用いられることにより電子写真感光体デバイス、高速電荷移動材料として電界発光素子等に本発明を応用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、実施例１においてポリイミド修飾基板を用いた時の１００℃における偏光顕微鏡写真を示す。
【図２】図２は、実施例１においてＣＴＡＢ修飾基板を用いた時の１３０℃における偏光顕微鏡写真を示す。
【図３】図３は、実施例１においてＩＴＯ修飾基板を用いた時の１３５℃における偏光顕微鏡写真を示す。
【図４】図４は、比較例１においてポリイミド修飾基板を用いた時の８０℃における偏光顕微鏡写真を示す。
【図５】図５は、比較例１においてＣＴＡＢ修飾基板を用いた時の７０℃における偏光顕微鏡写真を示す。
【図６】図６は、比較例１においてＩＴＯ修飾基板を用いた時の８０℃における偏光顕微鏡写真を示す。
【図１】
2004035617.tif 000009
【図２】
2004035617.tif 000010
【図３】
2004035617.tif 000011
【図４】
2004035617.tif 000012
【図５】
2004035617.tif 000013
【図６】
2004035617.tif 000014