JP2011187868A - Intermediate phase composition and organic semiconductor element using the same - Google Patents

Intermediate phase composition and organic semiconductor element using the same Download PDF

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洋 清水
Hirotatsu Monobe
浩達 物部
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康幸 笹田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a material that is used for an organic semiconductor material, and so on, and exhibits a high-speed carrier mobility. <P>SOLUTION: An organic semiconductor element uses an intermediate phase composition that is obtained by mixing a discotic liquid crystal compound having an aryl moiety and a discotic liquid crystal compound having a fluorinated aryl moiety. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、中間相組成物およびこれを用いた有機半導体薄膜、有機半導体素子および有機半導体接合部に関する。   The present invention relates to an intermediate phase composition and an organic semiconductor thin film, an organic semiconductor element and an organic semiconductor junction using the same.

新しい剛直平板状の円盤状液晶(ディスコチック液晶)化合物としては、トリフェニレンを中心骨格に有する化合物が開発されている。前記化合物の半導体特性を測定したところ、10−1cm/V・sという非常に高い電荷移動度を示すことが報告され(例えば、非特許文献1参照。)、新しい有機半導体材料として興味が持たれている。 As a new rigid flat disk-like liquid crystal (discotic liquid crystal) compound, a compound having triphenylene as a central skeleton has been developed. When the semiconductor properties of the compound were measured, it was reported that the compound showed a very high charge mobility of 10 −1 cm 2 / V · s (see, for example, Non-Patent Document 1), and was of interest as a new organic semiconductor material. Is held.

ディスコチック液晶性化合物を有機半導体として用いる場合、カラムナー相、特にヘキサゴナルカラムナー相(Col)の液晶状態を示すことが好ましい。ヘキサゴナルカラムナー相(Col)とは、ディスコチック液晶性化合物の分子が六方晶柱状に積み重ってカラムを形成し、前記カラムが、二次元に配列をした液晶相である。 When a discotic liquid crystalline compound is used as an organic semiconductor, it preferably exhibits a liquid crystal state of a columnar phase, particularly a hexagonal columnar phase (Col h ). The hexagonal columnar phase (Col h ) is a liquid crystal phase in which molecules of a discotic liquid crystal compound are stacked in a hexagonal column to form a column, and the column is arranged in two dimensions.

一方、棒状液晶性化合物に関する分野においては、フッ素で置き換えられたフェニレン環を有する化合物は、フッ素原子の電気陰性度が大きく且つファンデルワールス半径が小さいという特徴から、液晶性を損なうことなく大きな誘電率異方性値を発現することが数多く報告されている。   On the other hand, in the field of rod-like liquid crystal compounds, compounds having a phenylene ring replaced with fluorine have a large dielectric property without impairing liquid crystallinity due to the characteristics that the fluorine atom has a large electronegativity and a small van der Waals radius. It has been reported many that the value of rate anisotropy is expressed.

一方、ディスコチック液晶では2種以上の液晶性化合物を混合した組成物を使用することは少なく、2種以上の液晶性化合物を混合することで高秩序のカラムナー相を発現することは、これまで知られていなかった。   On the other hand, in a discotic liquid crystal, a composition in which two or more liquid crystal compounds are mixed is rarely used, and a highly ordered columnar phase has been developed by mixing two or more liquid crystal compounds. It was not known.

ディスコチック液晶性化合物としては、フッ素で置き換えられたフェニレン環を有する化合物が報告されている(例えば、特許文献1,2および非特許文献2参照。)。特許文献1には、フッ素で置き換えられたフェニレン環を有する化合物が、ヘキサゴナルカラムナー相のみならず、カラムナー相を発現するとの記載は全くなく、またそれらを有機半導体材料として用いることを示唆する記載さえない。   As the discotic liquid crystalline compound, a compound having a phenylene ring substituted with fluorine has been reported (for example, see Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 2). In Patent Document 1, there is no description that a compound having a phenylene ring replaced with fluorine develops not only a hexagonal columnar phase but also a columnar phase, and even a description suggesting that they are used as an organic semiconductor material. Absent.

非特許文献2には、フッ素で置き換えられたフェニレン環を有する化合物が、カラムナー相を発現することは記載されていたが、Colを発現することは記載されてはおらず、さらにそれらの詳細なデータ(カラムナー相の種別、液晶相の温度範囲など)はほとんど示されていない。また、それらを有機半導体材料として用いることは、示唆されていない。 Non-Patent Document 2 describes that a compound having a phenylene ring replaced by fluorine expresses a columnar phase, but does not describe that Col h is expressed, and further details thereof. Data (columnar phase type, liquid crystal phase temperature range, etc.) are hardly shown. Moreover, it is not suggested to use them as an organic semiconductor material.

特許文献2には、フッ素で置き換えられたフェニレン環を有する化合物が、Colを発現することが記載されている。 Patent Document 2 describes that a compound having a phenylene ring replaced with fluorine expresses Col h .

しかしながら、有機半導体材料の観点からみると、Colは高次の液晶相であるため、特許文献2に記載のフッ素で置き換えられたフェニレン環を有する化合物は、高い温度領域であると液晶状態から等方性液体(Iso)に状態が変化してしまうことから、高速な電荷輸送ができなくなる問題がある。なお、PN接合を持つ高性能の有機半導体素子(例えばトランジスタ、サイリスタ、ダイオード)の実現には、複数の半導体材料接合部分の制御が重要である。 However, from the viewpoint of the organic semiconductor material, Col h is a high-order liquid crystal phase. Therefore, the compound having a phenylene ring replaced by fluorine described in Patent Document 2 is in a liquid crystal state in a high temperature range. Since the state changes to an isotropic liquid (Iso), there is a problem that high-speed charge transport cannot be performed. In order to realize a high-performance organic semiconductor element having a PN junction (for example, a transistor, a thyristor, or a diode), it is important to control a plurality of semiconductor material junctions.

国際公開94/29263号パンフレットInternational Publication No. 94/29263 Pamphlet 特開2008−85289号公報JP 2008-85289 A

D.Haarer et al, Nature, 371, 141(1994)D. Haarer et al, Nature, 371, 141 (1994) Mol.Cryst.Liq.Cryat.,1998,66,103-114Mol.Cryst.Liq.Cryat., 1998,66,103-114

本発明は、有機半導体材料等に用いられる、高速なキャリヤ移動度を示す材料を提供することを課題の1つとする。また、本発明は、有機半導体材料を用いた有機半導体を提供することを課題の1つとする。   An object of the present invention is to provide a material exhibiting high-speed carrier mobility, which is used for an organic semiconductor material or the like. Another object of the present invention is to provide an organic semiconductor using an organic semiconductor material.

本発明者らは、上記課題を解決するために創意研究した。その結果、アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とを混合して組成物とすることにより、粘度が高くなり、単独物質では形成されない新たな高粘性の中間相が特定の温度範囲で形成されることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The inventors of the present invention have conducted original research in order to solve the above problems. As a result, by mixing a discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and a discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety into a composition, the viscosity increases, and a new high viscosity that cannot be formed by a single substance. The present inventors have found that the intermediate phase is formed in a specific temperature range and completed the present invention.

すなわち、本発明は下記に示す中間相組成物およびこれを用いた有機半導体薄膜、有機半導体素子および有機半導体接合部を提供するものである。
[1] アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とを混合して得られる中間相組成物。
[2] 前記中間相組成物は、アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物およびフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物がそれぞれ単独で示す液晶相の粘度を越える粘度を有することを特徴とする前記[1]項に記載の中間相組成物。
[3] アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物およびフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物の中心骨格が、共役π電子系化合物からなることを特徴とする前記[1]項に記載の中間相組成物。
[4] 10−3(cm−1−1)以上のキャリヤ移動度を示すことを特徴とする前記[1]〜[3]のいずれかに記載の中間相組成物。
[5] アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(1)で表される化合物の少なくとも1種であり、フッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(2)で表される化合物の少なくとも1種である前記[1]〜[4]のいずれかに記載の中間相組成物。
That is, the present invention provides an intermediate phase composition shown below, an organic semiconductor thin film, an organic semiconductor element, and an organic semiconductor junction using the same.
[1] A mesophase composition obtained by mixing a discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and a discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety.
[2] The mesophase composition is characterized in that each of the discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety has a viscosity that exceeds the viscosity of the liquid crystal phase independently shown. The mesophase composition according to item [1].
[3] The intermediate according to item [1], wherein the central skeletons of the discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety are composed of a conjugated π-electron compound. Phase composition.
[4] The mesophase composition according to any one of [1] to [3], which exhibits a carrier mobility of 10 −3 (cm 2 V −1 s −1 ) or more.
[5] The discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety is at least one compound represented by formula (1), and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety is represented by formula (2). The intermediate phase composition according to any one of [1] to [4], which is at least one of the following compounds.

Figure 2011187868
Figure 2011187868

式(1)および(2)において、R、R’は独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数1〜23のアルコキシ、炭素数2〜24のアルケニル、炭素数2〜24のアルキニル、炭素数2〜23のアルコキシアルキル、炭素数2〜23のアルケニルオキシ、炭素数1〜20のチオアルキル、または炭素数2〜23のチオアルケニルであり;前記アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシルアルキル、アルケニルオキシ、チオアルキルおよびチオアルケニルにおいて、任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられていてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく;
Aは独立して、アリーレンであり;
A’は独立して、少なくとも1個の水素がフッ素で置き換えられているアリーレンであり;
Z、Z’は独立して、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−C≡C−、−CF=CF−、−CHCO−、−COCH−、−(CH−、−(CH−O−、−O−(CH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−、−(CHCH=CH−、−(CHCFO−、または−OCF(CH−である。
[6] アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(1A)で表される化合物の少なくとも1種であり、フッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(2A)で表される化合物の少なくとも1種である前記[5]項記載の中間相組成物:
In the formulas (1) and (2), R and R ′ are independently hydrogen, alkyl having 1 to 24 carbons, alkoxy having 1 to 23 carbons, alkenyl having 2 to 24 carbons, or 2 to 24 carbons. An alkynyl having 2 to 23 carbon atoms, an alkenyloxy having 2 to 23 carbon atoms, a thioalkyl having 1 to 20 carbon atoms, or a thioalkenyl having 2 to 23 carbon atoms; the alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxylalkyl; In the formula, alkenyloxy, thioalkyl and thioalkenyl, any —CH 2 — may be replaced by —O—, —S—, —CO—, or —SiH 2 —, and any — (CH 2 ) 2- may be replaced with —CH═CH— or —C≡C— and any hydrogen may be replaced with a halogen;
A is independently arylene;
A ′ is independently arylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine;
Z and Z ′ are independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2. O—, —OCF 2 —, —CH═CH—, —C≡C—, —CF═CF—, —CH 2 CO—, —COCH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 3— O—, —O— (CH 2 ) 3 —, — (CH 2 ) 2 COO—, —OCO (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 CONH—, —NHCO (CH 2 ) 2 , -CH = CH (CH 2) 2 -, - (CH 2) 2 CH = CH -, - (CH 2) 2 CF 2 O-, or -OCF 2 (CH 2) 2 - is.
[6] The discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety is at least one compound represented by formula (1A), and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety is represented by formula (2A). The mesophase composition according to item [5], which is at least one of the following compounds:

Figure 2011187868
Figure 2011187868

式(1A)および式(2A)において、Z、Z’は独立して、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CF=CF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−、または−(CHCH=CH−である。
[7] 前記[1]〜[6]のいずれかに記載の中間相組成物で構成される有機半導体薄膜。
[8] 前記[7]に記載の有機半導体薄膜および複数の電極で構成される有機半導体素子。
[9] 前記[1]〜[6]のいずれかに記載の中間相組成物で構成される有機半導体接合部。
[10] 前記[9]に記載の有機半導体接合部を有する有機半導体素子。
In Formula (1A) and Formula (2A), Z and Z ′ are independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2. O—, —OCH 2 —, —CH═CH—, —C≡C—, —CF═CF—, — (CH 2 ) 2 COO—, —OCO (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 CONH -, - NHCO (CH 2 ) 2 -, - CH = CH (CH 2) 2 -, or - (CH 2) a 2 CH = CH-.
[7] An organic semiconductor thin film comprising the intermediate phase composition according to any one of [1] to [6].
[8] An organic semiconductor element comprising the organic semiconductor thin film according to [7] and a plurality of electrodes.
[9] An organic semiconductor junction comprising the intermediate phase composition according to any one of [1] to [6].
[10] An organic semiconductor element having the organic semiconductor junction according to [9].

本発明の中間相組成物は、フッ素置換されたアリール部分とフッ素置換されていないアリール部分とが強い相互作用を生じ、この相互作用により、高い粘度の中間相に相転移すると考えられる。この新たな中間相では分子中央のπ電子共役系部分の強い相互作用をもたらし、その結果としてより高速なキャリヤ移動度を示す半導体材料となる。これにより液晶性化合物の混合による新たな高性能有機半導体材料の提供および有機半導体接合部における効率的な電荷輸送層の形成を可能にする。   In the mesophase composition of the present invention, it is considered that a fluorine-substituted aryl moiety and a non-fluorine-substituted aryl moiety cause a strong interaction, and this interaction causes a phase transition to a high-viscosity mesophase. In this new intermediate phase, a strong interaction of the π-electron conjugated part at the center of the molecule is brought about, resulting in a semiconductor material exhibiting a higher carrier mobility. This makes it possible to provide a new high-performance organic semiconductor material by mixing liquid crystal compounds and to form an efficient charge transport layer at the organic semiconductor junction.

左図は、混合物のDSC測定結果(昇温、降温速度:1℃/min)を示す。右図は、127℃における光学組織(モザイク組織)を示す。The left figure shows the DSC measurement results (temperature increase, temperature decrease rate: 1 ° C./min) of the mixture. The right figure shows the optical texture (mosaic texture) at 127 ° C.

本発明の中間相組成物は、アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とを混合して得られる中間相組成物である。本発明の中間相組成物は、フッ素化アリール部分とフッ素化されていないアリール部分とが強い相互作用を生じることにより、粘度が上昇すると考えられる。   The mesophase composition of the present invention is an mesophase composition obtained by mixing a discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and a discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety. The mesophase composition of the present invention is believed to increase in viscosity due to the strong interaction between the fluorinated aryl moiety and the non-fluorinated aryl moiety.

本発明において、アリール部分を有するとは、ディスコチック液晶性化合物の中心骨格と直接または連結基を介して結合するアリーレンを有していることをいう。相互作用の観点から、本発明では、例えば、式(1)で表される化合物と、式(2)で表される化合物において、各A,A’で表されるアリーレン骨格部分が同じであることが好ましい。   In the present invention, having an aryl moiety means having an arylene bonded directly or via a linking group to the central skeleton of a discotic liquid crystalline compound. From the viewpoint of interaction, in the present invention, for example, in the compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (2), the arylene skeleton portions represented by A and A ′ are the same. It is preferable.

前記中間相組成物は、アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物およびフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物がそれぞれ単独で示す液晶相の粘度を越える粘度を有する。   The mesophase composition has a viscosity that exceeds the viscosity of the liquid crystal phase that each of the discotic liquid crystal compound having an aryl moiety and the discotic liquid crystal compound having a fluorinated aryl moiety independently exhibits.

アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物との混合比率は、アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物1モルに対して、フッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、0.1〜10モルであり、好ましくは、0.5〜5モルである。この範囲の混合比率とすることで、高粘度の中間相組成物が得られる。また、必要に応じて、溶媒に溶解させて調製することもできる。   The mixing ratio of the discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety is such that the discotic liquid crystal having a fluorinated aryl moiety is one mole of the discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety. A liquid crystalline compound is 0.1-10 mol, Preferably, it is 0.5-5 mol. By setting the mixing ratio within this range, a high-viscosity intermediate phase composition can be obtained. Moreover, it can also prepare by dissolving in a solvent as needed.

また、アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物およびフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物の中心骨格が、共役π電子系化合物であることが好ましい。共役π電子系化合物としては、平面上に広がりを持つ化合物であり、環状構造を有する中心骨格に数本の側鎖が結合した構造を採るのが一般的である。中心骨格としては、例えば、ベンゼン、トリフェニレン、ポルフィリン、フタロシアニンおよびシクロヘキサンが挙げられ、トリフェニレンが好ましい。   The central skeleton of the discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety is preferably a conjugated π-electron compound. The conjugated π-electron compound is a compound having a spread on a plane, and generally has a structure in which several side chains are bonded to a central skeleton having a cyclic structure. Examples of the central skeleton include benzene, triphenylene, porphyrin, phthalocyanine, and cyclohexane, and triphenylene is preferable.

Figure 2011187868
Figure 2011187868

式(1)および式(2)において、R、R’は独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数1〜23のアルコキシ、炭素数2〜24のアルケニル、炭素数2〜24のアルキニル、炭素数2〜23のアルコキシアルキル、炭素数2〜23のアルケニルオキシ、炭素数1〜20のチオアルキル、または炭素数2〜23のチオアルケニルであり;前記アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシルアルキル、アルケニルオキシ、チオアルキルおよびチオアルケニルにおいて、任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−または−SiH−で置き換えられていてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよい。また、前記アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシルアルキル、アルケニルオキシ、チオアルキルおよびチオアルケニルは、直鎖であっても、分岐鎖であってもよい。また、Aは独立して、アリーレンであり、A’は独立して、少なくとも1個の水素がフッ素で置き換えられているアリーレンである。A’としては、2−フルオロ−1,4−フェニレン、2,3−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,6−ジフルオロ−1,4−フェニレン、2,3,5−トリフルオロ−1,4−フェニレン、および2,3,5,6−テトラフルオロ−1,4−フェニレン等が例示できる。 In formula (1) and formula (2), R and R ′ are independently hydrogen, alkyl having 1 to 24 carbons, alkoxy having 1 to 23 carbons, alkenyl having 2 to 24 carbons, and 2 to 2 carbons. 24 alkynyl, alkoxyalkyl having 2 to 23 carbons, alkenyloxy having 2 to 23 carbons, thioalkyl having 1 to 20 carbons, or thioalkenyl having 2 to 23 carbons; the alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxyl In alkyl, alkenyloxy, thioalkyl and thioalkenyl, arbitrary —CH 2 — may be replaced by —O—, —S—, —CO— or —SiH 2 —, and any — (CH 2 ) 2- may be replaced by —CH═CH— or —C≡C—, and any hydrogen may be replaced with a halogen. The alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxylalkyl, alkenyloxy, thioalkyl and thioalkenyl may be linear or branched. A is independently arylene, and A ′ is independently arylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine. As A ′, 2-fluoro-1,4-phenylene, 2,3-difluoro-1,4-phenylene, 2,6-difluoro-1,4-phenylene, 2,3,5-trifluoro-1, Examples include 4-phenylene and 2,3,5,6-tetrafluoro-1,4-phenylene.

本発明の好ましい化合物は、式(1)および式(2)において、R、R’は独立して、水素、炭素数1〜20のアルキル、炭素数1〜20のアルコキシ、炭素数2〜20のアルケニル、炭素数2〜20のアルキニル、炭素数2〜20のアルコキシアルキル、炭素数1〜20のアルケニルオキシ、炭素数1〜20のチオアルキル、または炭素数2〜20のチオアルケニルであり、前記アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシルアルキル、アルケニルオキシ、チオアルキルおよびチオアルケニルにおいて、任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−または−SiH−で置き換えられていてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよい。また、前記アルキル、アルコキシ、アルケニル、アルキニル、アルコキシアルキル、アルケニルオキシ、チオアルキルおよびチオアルケニルは、直鎖であっても、分岐鎖であってもよく、任意の水素はフッ素で置き換えられてもよい。Zは独立して、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CF=CF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−、または−(CHCH=CH−である化合物である。 In the compounds of the present invention, in the formula (1) and the formula (2), R and R ′ are independently hydrogen, alkyl having 1 to 20 carbons, alkoxy having 1 to 20 carbons, or 2 to 20 carbons. Alkenyl, alkynyl having 2 to 20 carbons, alkoxyalkyl having 2 to 20 carbons, alkenyloxy having 1 to 20 carbons, thioalkyl having 1 to 20 carbons, or thioalkenyl having 2 to 20 carbons, In alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxylalkyl, alkenyloxy, thioalkyl and thioalkenyl, optional —CH 2 — may be replaced by —O—, —S—, —CO— or —SiH 2 —, any - (CH 2) 2 - may optionally be replaced by -CH = CH- or -C≡C-, and any hydrogen place by halogen It may be gills. The alkyl, alkoxy, alkenyl, alkynyl, alkoxyalkyl, alkenyloxy, thioalkyl and thioalkenyl may be linear or branched, and arbitrary hydrogen may be replaced by fluorine. Z is independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CH═CH—, -C≡C -, - CF = CF - , - (CH 2) 2 COO -, - OCO (CH 2) 2 -, - (CH 2) 2 CONH -, - NHCO (CH 2) 2 -, - CH A compound in which ═CH (CH 2 ) 2 — or — (CH 2 ) 2 CH═CH—.

本発明の好ましい式(1)で表される化合物は、下記の式(1A)表される化合物である。また、本発明の好ましい式(2)で表される化合物は、下記の式(2A)表される化合物である。   The compound represented by the preferable formula (1) of the present invention is a compound represented by the following formula (1A). Moreover, the compound represented by preferable Formula (2) of this invention is a compound represented by following formula (2A).

Figure 2011187868
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式(1A)および式(2A)において、R、R’は、前記の式(1)および式(2)の定義と同様である。また、Z、Z’は独立して、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CF=CF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−、または−(CHCH=CH−である。 In the formula (1A) and the formula (2A), R and R ′ are the same as defined in the formula (1) and the formula (2). Z and Z ′ are independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, — CH = CH -, - C≡C - , - CF = CF -, - (CH 2) 2 COO -, - OCO (CH 2) 2 -, - (CH 2) 2 CONH -, - NHCO (CH 2) 2 -, - CH = CH ( CH 2) 2 -, or - (CH 2) a 2 CH = CH-.

式(2A)表される化合物は、1個のフェニレンに4個のフッ素原子を有しているが、フッ素原子が1個、2個又は3個の化合物をさらに組み合わせることにより、高粘度かつ安定な新たな構造の中間相組成物を得ることもできる。   The compound represented by the formula (2A) has four fluorine atoms in one phenylene, but is highly viscous and stable by further combining compounds having one, two or three fluorine atoms. It is also possible to obtain a mesophase composition having a new structure.

別の好ましい実施形態において、本発明の好ましい式(2)で表される化合物は、下記の式(2B)表される化合物である。   In another preferred embodiment, the preferred compound represented by the formula (2) of the present invention is a compound represented by the following formula (2B).

Figure 2011187868
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式(2B)中、R、R’は前記に定義される通りであり、Xは水素又はフッ素であり、1つのフェニレンに1〜4個のフッ素原子を有するように選択される。   In formula (2B), R and R 'are as defined above, X is hydrogen or fluorine, and is selected so as to have 1 to 4 fluorine atoms in one phenylene.

「アルキルにおいて、任意の−CH−は、−O−などで置き換えられていてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−などで置き換えられていてもよく」の句の意味を一例で示す。CH(CH−において任意の−CH−を−O−で、また任意の−(CH−を−CH=CH−で置き換えた基の例は、CH(CH)O−、CH−O−(CH−、CH−O−CH−O−、HC=CH−(CH−、CH−CH=CH−CH−、CH−CH=CH−O−などである。このように「任意の」語は、「区別なく選択された少なくとも一つの」を意味する。化合物の安定性を考慮して、酸素と酸素とが隣接した−CH−O−O−CH−よりも、酸素と酸素が隣接しないCH−O−CH−O−の方が好ましい。 The phrase “in the alkyl, arbitrary —CH 2 — may be replaced by —O— and the like, and arbitrary — (CH 2 ) 2 — may be replaced by —CH═CH—, etc.” The meaning of is shown as an example. Examples of groups in which any —CH 2 — in —CH 3 (CH 2 ) 3 — is replaced with —O— and any — (CH 2 ) 2 — to —CH═CH— are CH 3 (CH 2 ) O-, CH 3 -O- (CH 2) 2 -, CH 3 -O-CH 2 -O-, H 2 C = CH- (CH 2) 2 -, CH 3 -CH = CH-CH 2 - , CH 3 —CH═CH—O—, and the like. Thus, the term “arbitrary” means “at least one selected without distinction”. Considering the stability of the compound, CH 3 —O—CH 2 —O— in which oxygen and oxygen are not adjacent to each other is preferable to —CH 3 —O—O—CH 2 — in which oxygen and oxygen are adjacent. .

RおよびR’の例は、水素、フッ素、塩素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルコキシアルコキシ、アルキルチオ、アルキルチオアルキル、アルキルチオアルコキシ、アシル、アシルアルキル、アシルオキシ、アシルオキシアルキル、アルコキシカルボニル、アルコキシカルボニルアルキル、アルケニル、アルケニルオキシ、アルケニルオキシアルキル、アルコキシアルケニル、アルキニル、アルキニルオキシ、シラアルキル、およびジシラアルキルである。少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたこれらの基も好ましい。好ましいハロゲンはフッ素および塩素である。さらに好ましいハロゲンはフッ素である。これらの基において、RおよびR’は、分岐鎖であっても直鎖であってもよいが、RおよびR’が光学活性であるとき以外は、分岐鎖よりも直鎖の方が好ましい。   Examples of R and R ′ are hydrogen, fluorine, chlorine, alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkoxyalkoxy, alkylthio, alkylthioalkyl, alkylthioalkoxy, acyl, acylalkyl, acyloxy, acyloxyalkyl, alkoxycarbonyl, alkoxycarbonylalkyl, alkenyl Alkenyloxy, alkenyloxyalkyl, alkoxyalkenyl, alkynyl, alkynyloxy, silaalkyl, and disilaalkyl. Also preferred are those groups in which at least one hydrogen has been replaced by a halogen. Preferred halogens are fluorine and chlorine. A more preferred halogen is fluorine. In these groups, R and R ′ may be branched or linear, but are preferably straight rather than branched except when R and R ′ are optically active.

好ましいRおよびR’は、フッ素、アルキル、アルコキシ、アルコキシアルキル、アルキニル、アルキルチオ、アルキルチオアルキル、ポリフルオロアルキル、およびポリフルオロアルコキシである。さらに好ましいRは、アルキル、アルコキシ、アルキルチオ、ポリフルオロアルキル、およびポリフルオロアルコキシである。もっとも好ましいRおよびR’は、アルキル、アルコキシ、およびアルキルチオである。   Preferred R and R 'are fluorine, alkyl, alkoxy, alkoxyalkyl, alkynyl, alkylthio, alkylthioalkyl, polyfluoroalkyl, and polyfluoroalkoxy. More preferred R is alkyl, alkoxy, alkylthio, polyfluoroalkyl, and polyfluoroalkoxy. Most preferred R and R 'are alkyl, alkoxy, and alkylthio.

アルキルの具体的な例は、−C、−C11、−C13、−C15、−C17、−C19、−C1021、−C1123、−C1224、−C1327、−C1429、および−C1531である。 Specific examples of alkyl, -C 4 H 9, -C 5 H 11, -C 6 H 13, -C 7 H 15, -C 8 H 17, -C 9 H 19, -C 10 H 21, -C 11 H 23, -C 12 H 24, -C 13 H 27, -C 14 H 29, and -C are 15 H 31.

アルコキシの具体的な例は、−OC、−OC11、−OCH(CH)C、−OC13、−OCH(CH)C、−OC15、−OCH(CH)C11、−OC17、−OCH(CH)C13−OC19、−OCH(CH)C15、−OC1021、−OCH(CH)C17、−OC1123、−OCH(CH)C19、−OC1224、−OCH(CH)C1021、−OC1327、−OC1429および−OC1531である。 Specific examples of the alkoxy, -OC 4 H 9, -OC 5 H 11, -OCH (CH 3) C 3 H 7, -OC 6 H 13, -OCH (CH 3) C 4 H 9, -OC 7 H 15, -OCH (CH 3 ) C 5 H 11, -OC 8 H 17, -OCH (CH 3) C 6 H 13 -OC 9 H 19, -OCH (CH 3) C 7 H 15, -OC 10 H 21, -OCH (CH 3 ) C 8 H 17, -OC 11 H 23, -OCH (CH 3) C 9 H 19, -OC 12 H 24, -OCH (CH 3) C 10 H 21, - OC 13 H 27 , —OC 14 H 29 and —OC 15 H 31 .

アルコキシアルキルの具体的な例は、−(CH−O−CH、−(CH−O−C、−(CH−O−CH、−(CH−O−(CHCH、−(CH−O−C、−(CH−O−(CHCH、−(CH−O−(CHCH、−(CH−O−C、−(CH−O−(CHCH、−(CH−O−(CHCH、−(CH−O−(CHCH、−(CH−O−C、および−(CH−O−CHである。 Specific examples of alkoxyalkyl include — (CH 2 ) 2 —O—CH 3 , — (CH 2 ) 2 —O—C 2 H 5 , — (CH 2 ) 3 —O—CH 3 , — (CH 2) 2 -O- (CH 2) 2 CH 3, - (CH 2) 3 -O-C 2 H 5, - (CH 2) 2 -O- (CH 2) 3 CH 3, - (CH 2) 3— O— (CH 2 ) 2 CH 3 , — (CH 2 ) 4 —O—C 2 H 5 , — (CH 2 ) 2 —O— (CH 2 ) 4 CH 3 , — (CH 2 ) 3 — O— (CH 2 ) 3 CH 3 , — (CH 2 ) 4 —O— (CH 2 ) 2 CH 3 , — (CH 2 ) 5 —O—C 2 H 5 , and — (CH 2 ) 6 —O it is a -CH 3.

アルケニルの具体的な例は、−CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CHCH=CHC、−(CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CHC、−(CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CHC、−(CHCH=CHCH、−(CHCH=CH、−CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CH(CHCH、−(CHCH=CHC、−(CHCH=CHCHおよび−(CHCH=CHである。 Specific examples of alkenyl include, -CH 2 CH = CHCH 3, - (CH 2) 2 CH = CH 2, -CH 2 CH = CHC 2 H 5, - (CH 2) 2 CH = CHCH 3, - ( CH 2) 3 CH = CH 2 , -CH 2 CH = CH (CH 2) 2 CH 3, - (CH 2) 2 CH = CHC 2 H 5, - (CH 2) 3 CH = CHCH 3, - (CH 2) 4 CH = CH 2, -CH 2 CH = CH (CH 2) 3 CH 3, - (CH 2) 2 CH = CH (CH 2) 2 CH 3, - (CH 2) 3 CH = CHC 2 H 5, - (CH 2) 4 CH = CHCH 3, - (CH 2) 5 CH = CH 2, -CH 2 CH = CH (CH 2) 5 CH 3, - (CH 2) 2 CH = CH (CH 2 ) 4 CH 3, - (CH 2) 3 CH = CH (CH ) 3 CH 3, - (CH 2) 4 CH = CH (CH 2) 2 CH 3, - (CH 2) 5 CH = CHC 2 H 5, - (CH 2) 6 CH = CHCH 3 and - (CH 2 ) is a 7 CH = CH 2.

アルケニルオキシの具体的な例は、−OCHCH=CHCH、−O(CHCH=CH、−OCHCH=CHC、−O(CHCH=CHCH、−O(CHCH=CH、−OCHCH=CH(CHCH、−O(CHCH=CHC、−O(CHCH=CHCH、−O(CHCH=CH、−OCHCH=CH(CHCH、−O(CHCH=CH(CHCH、−O(CHCH=CHC、−O(CHCH=CHCH、−O(CHCH=CH、−OCHCH=CH(CHCH、−O(CHCH=CH(CHCH、−O(CHCH=CH(CHCH、−O(CHCH=CH(CHCH、−O(CHCH=CHC、−O(CHCH=CHCHおよび−O(CHCH=CHである。 Specific examples of alkenyloxy, -OCH 2 CH = CHCH 3, -O (CH 2) 2 CH = CH 2, -OCH 2 CH = CHC 2 H 5, -O (CH 2) 2 CH = CHCH 3 , -O (CH 2) 3 CH = CH 2, -OCH 2 CH = CH (CH 2) 2 CH 3, -O (CH 2) 2 CH = CHC 2 H 5, -O (CH 2) 3 CH = CHCH 3, -O (CH 2) 4 CH = CH 2, -OCH 2 CH = CH (CH 2) 3 CH 3, -O (CH 2) 2 CH = CH (CH 2) 2 CH 3, -O ( CH 2) 3 CH = CHC 2 H 5, -O (CH 2) 4 CH = CHCH 3, -O (CH 2) 5 CH = CH 2, -OCH 2 CH = CH (CH 2) 5 CH 3, - O (CH 2) 2 CH = CH (CH 2) 4 CH , -O (CH 2) 3 CH = CH (CH 2) 3 CH 3, -O (CH 2) 4 CH = CH (CH 2) 2 CH 3, -O (CH 2) 5 CH = CHC 2 H 5 a -O (CH 2) 6 CH = CHCH 3 and -O (CH 2) 7 CH = CH 2.

アルキニルの具体的な例は、−C≡CC、−C≡C(CHCH、−C≡C(CHCH、−C≡C(CHCH、−C≡C(CHCH、−C≡C(CHCHおよび−C≡C(CHCHである。 Specific examples of alkynyl include —C≡CC 2 H 5 , —C≡C (CH 2 ) 2 CH 3 , —C≡C (CH 2 ) 3 CH 3 , —C≡C (CH 2 ) 4 CH 3 , —C≡C (CH 2 ) 5 CH 3 , —C≡C (CH 2 ) 6 CH 3 and —C≡C (CH 2 ) 7 CH 3 .

チオアルキルの具体的な例は、−SC、−SC11、−SCH(CH)C、−SC13、−SCH(CH)C、−SC15、−SCH(CH)C11、−SC17、−SCH(CH)C13、−SC19、−SCH(CH)C15、−SC1021、−SCH(CH)C17、−SC1123、−SCH(CH)C19、−SC1224、−SCH(CH)C1021、−SC1327、−SC1429および−SC1531である。 Specific examples of thioalkyl, -SC 4 H 9, -SC 5 H 11, -SCH (CH 3) C 3 H 7, -SC 6 H 13, -SCH (CH 3) C 4 H 9, -SC 7 H 15, -SCH (CH 3 ) C 5 H 11, -SC 8 H 17, -SCH (CH 3) C 6 H 13, -SC 9 H 19, -SCH (CH 3) C 7 H 15, - SC 10 H 21, -SCH (CH 3) C 8 H 17, -SC 11 H 23, -SCH (CH 3) C 9 H 19, -SC 12 H 24, -SCH (CH 3) C 10 H 21, -SC 13 H 27, a -SC 14 H 29 and -SC 15 H 31.

アルキルチオアルキルの具体的な例は、−(CH−S−CH、−(CH−S−C、−(CH−S−CH、−(CH−S−(CHCH、−(CH−S−C、−(CH−S−(CHCH、−(CH−S−(CHCH、−(CH−S−C、−(CH−S−(CHCH、−(CH−S−(CHCH、−(CH−S−(CHCH、−(CH−S−Cおよび−(CH−S−CHである。 Specific examples of alkylthioalkyl include — (CH 2 ) 2 —S—CH 3 , — (CH 2 ) 2 —S—C 2 H 5 , — (CH 2 ) 3 —S—CH 3 , — (CH 2 ) 2 -S- (CH 2 ) 2 CH 3 ,-(CH 2 ) 3 -S-C 2 H 5 ,-(CH 2 ) 2 -S- (CH 2 ) 3 CH 3 ,-(CH 2 ) 3 -S- (CH 2) 2 CH 3, - (CH 2) 4 -S-C 2 H 5, - (CH 2) 2 -S- (CH 2) 4 CH 3, - (CH 2) 3 - S— (CH 2 ) 3 CH 3 , — (CH 2 ) 4 —S— (CH 2 ) 2 CH 3 , — (CH 2 ) 5 —S—C 2 H 5 and — (CH 2 ) 6 —S— CH 3.

少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたアルキルの具体的な例は、−(CHCF、−(CHCHF、−(CH2)CFCF、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCFおよび−CHCHF(CHCHである。 Specific examples of the at least alkyl in which one hydrogen is replaced by halogen, - (CH 2) 3 CF 3, - (CH 2) 3 CH 2 F, - (CH2) 3 CF 2 CF 3, - (CH 2 ) 3 (CF 2 ) 2 CF 3 , —CH 2 CHF (CH 2 ) 3 CH 3 , — (CH 2 ) 3 (CF 2 ) 3 CF 3 , —CH 2 CHF (CH 2 ) 4 CH 3 , — (CH 2) 3 (CF 2 ) 4 CF 3, -CH 2 CHF (CH 2) 5 CH 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 5 CF 3, -CH 2 CHF (CH 2) 6 CH 3 is - (CH 2) 3 (CF 2 ) 6 CF 3 and -CH 2 CHF (CH 2) 7 CH 3.

少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられたアルコキシの具体的な例は、−OCHCF、−O(CHCHF、−O(CH2)CFCF、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCFおよび−OCHCHF(CHCHである。 Specific examples of alkoxy in which at least one hydrogen is replaced by halogen include —OCH 2 ) 3 CF 3 , —O (CH 2 ) 3 CH 2 F, —O (CH 2 ) 3 CF 2 CF 3 , —O (CH 2) 3 (CF 2 ) 2 CF 3, -OCH 2 CHF (CH 2) 3 CH 3, -O (CH 2) 3 (CF 2) 3 CF 3, -OCH 2 CHF (CH 2) 4 CH 3 , —O (CH 2 ) 3 (CF 2 ) 4 CF 3 , —OCH 2 CHF (CH 2 ) 5 CH 3 , —O (CH 2 ) 3 (CF 2 ) 5 CF 3 , —OCH 2 CHF (CH 2) 6 CH 3, is -O (CH 2) 3 (CF 2) 6 CF 3 and -OCH 2 CHF (CH 2) 7 CH 3.

少なくとも一つの水素がハロゲンで置き換えられていてもよいアルケニルの具体的な例は、−CHCF=CFCF、−(CHCH=CF、−CHCF=CFC、−(CHCF=CFCF、−(CHCH=CF、−CHCF=CF(CFCF、−(CHCF=CFC、−(CHCF=CFCF、−(CHCH=CF、−CHCF=CF(CFCF、−(CHCF=CF(CFCF、−、−(CHCF=CFC、−(CHCF=CFCF、−(CHCH=CF、−CHCF=CF(CFCF、−(CHCF=CF(CFCF、−(CHCF=CF(CFCF、−(CHCF=CF(CFCF、−(CHCF=CFC、−(CHCF=CFCFおよび−(CHCH=CFである。 Specific examples of alkenyl in which at least one hydrogen may be replaced by halogen include —CH 2 CF═CFCF 3 , — (CH 2 ) 2 CH═CF 2 , —CH 2 CF═CFC 2 F 5 , - (CH 2) 2 CF = CFCF 3, - (CH 2) 3 CH = CF 2, -CH 2 CF = CF (CF 2) 2 CF 3, - (CH 2) 2 CF = CFC 2 F 5, - (CH 2) 3 CF = CFCF 3, - (CH 2) 4 CH = CF 2, -CH 2 CF = CF (CF 2) 3 CF 3, - (CH 2) 2 CF = CF (CF 2) 2 CF 3, -, - (CH 2 ) 3 CF = CFC 2 F 5, - (CH 2) 4 CF = CFCF 3, - (CH 2) 5 CH = CF 2, -CH 2 CF = CF (CF 2) 5 CF 3 , — (CH 2 ) 2 CF═C F (CF 2) 4 CF 3 , - (CH 2) 3 CF = CF (CF 2) 3 CF 3, - (CH 2) 4 CF = CF (CF 2) 2 CF 3, - (CH 2) 5 CF = CFC 2 F 5, - ( CH 2) 6 CF = CFCF 3 and - a (CH 2) 7 CH = CF 2.

好ましいRおよびR’の具体的な例は、−C、−C11、−C13、−C15、−C17、−C19、−C1021、−C1123、−C1224、−OC、−OC11、−OCH(CH)C、−OC13、−OCH(CH)C、−OC15、−OCH(CH)C11、−OC17、−OCH(CH)C13−OC19、−OCH(CH)C15、−OC1021、−OCH(CH)C17、−OC1123、−OCH(CH)C19、−OC1224、−OCH(CH)C1021、−(CH−O−CH、−(CH−O−CH、−(CH−O−C、−(CH−O−C、−(CH−O−C、−(CH−O−CH、−(CHCH=CH、−(CHCH=CH、−(CHCH=CH、−(CHCH=CH、−(CHCH=CH、−O(CHCH=CH、−O(CHCH=CH、−O(CHCH=CH、−O(CHCH=CH、−SC、−SC11、−SCH(CH)C、−SC13、−SCH(CH)C、−SC15、−SCH(CH)C11、−SC17、−SCH(CH)C13、−SC19、−SCH(CH)C15、−SC1021、−SCH(CH)C17、−SC1123、−SCH(CH)C19、−SC1224、−SCH(CH)C1021、−(CH−S−CH、−(CH−S−C、−(CH−S−CH、−(CH−S−C、−(CH−S−C、−(CH−S−C、−(CH−S−CH、−(CHCFCF、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−(CH(CFCF、−CHCHF(CHCH、−O(CHCFCF、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCFおよび−OCHCHF(CHCHである。 Specific examples of preferable R and R ′ are —C 4 H 9 , —C 5 H 11 , —C 6 H 13 , —C 7 H 15 , —C 8 H 17 , —C 9 H 19 , —C. 10 H 21, -C 11 H 23 , -C 12 H 24, -OC 4 H 9, -OC 5 H 11, -OCH (CH 3) C 3 H 7, -OC 6 H 13, -OCH (CH 3 ) C 4 H 9, -OC 7 H 15, -OCH (CH 3) C 5 H 11, -OC 8 H 17, -OCH (CH 3) C 6 H 13 -OC 9 H 19, -OCH (CH 3 ) C 7 H 15, -OC 10 H 21, -OCH (CH 3) C 8 H 17, -OC 11 H 23, -OCH (CH 3) C 9 H 19, -OC 12 H 24, -OCH (CH 3) C 10 H 21, - (CH 2) 2 -O-CH 3, - (C H 2 ) 3 —O—CH 3 , — (CH 2 ) 3 —O—C 2 H 5 , — (CH 2 ) 4 —O—C 2 H 5 , — (CH 2 ) 5 —O—C 2 H 5, - (CH 2) 6 -O-CH 3, - (CH 2) 2 CH = CH 2, - (CH 2) 3 CH = CH 2, - (CH 2) 4 CH = CH 2, - (CH 2 ) 5 CH = CH 2 , — (CH 2 ) 7 CH═CH 2 , —O (CH 2 ) 3 CH═CH 2 , —O (CH 2 ) 4 CH═CH 2 , —O (CH 2 ) 5 CH = CH 2, -O (CH 2) 7 CH = CH 2, -SC 4 H 9, -SC 5 H 11, -SCH (CH 3) C 3 H 7, -SC 6 H 13, -SCH (CH 3) C 4 H 9, -SC 7 H 15, -SCH (CH 3) C 5 H 11, -SC 8 H 17, -SCH (CH 3 ) C 6 H 13, -SC 9 H 19, -SCH (CH 3) C 7 H 15, -SC 10 H 21, -SCH (CH 3) C 8 H 17, -SC 11 H 23, -SCH (CH 3) C 9 H 19, -SC 12 H 24, -SCH (CH 3) C 10 H 21, - (CH 2) 2 -S-CH 3, - (CH 2) 2 -S-C 2 H 5, - (CH 2) 3 -S- CH 3, - (CH 2) 3 -S-C 2 H 5, - (CH 2) 4 -S-C 2 H 5, - (CH 2) 5 -S-C 2 H 5, - (CH 2 ) 6 -S-CH 3, - (CH 2) 3 CF 2 CF 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 2 CF 3, -CH 2 CHF (CH 2) 3 CH 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 3 CF 3, -CH 2 CHF (CH 2) 4 CH 3, (CH 2) 3 (CF 2 ) 4 CF 3, -CH 2 CHF (CH 2) 5 CH 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 5 CF 3, -CH 2 CHF (CH 2) 6 CH 3 , - (CH 2) 3 ( CF 2) 6 CF 3, -CH 2 CHF (CH 2) 7 CH 3, -O (CH 2) 3 CF 2 CF 3, -O (CH 2) 3 (CF 2) 2 CF 3 , —OCH 2 CHF (CH 2 ) 3 CH 3 , —O (CH 2 ) 3 (CF 2 ) 3 CF 3 , —OCH 2 CHF (CH 2 ) 4 CH 3 , —O (CH 2 ) 3 (CF 2) 4 CF 3, -OCH 2 CHF (CH 2) 5 CH 3, -O (CH 2) 3 (CF 2) 5 CF 3, -OCH 2 CHF (CH 2) 6 CH 3, -O ( CH 2) 3 (CF 2) 6 CF 3 and -OCH A CHF (CH 2) 7 CH 3 .

さらに好ましいRおよびR’の具体的な例は、−C11、−C13、−C15、−C17、−C19、−C1021、−OC、−OC11、−OCH(CH)C、−OC13、−OCH(CH)C、−OC15、−OCH(CH)C11、−OC17、−OCH(CH)C13、−OC19、−OCH(CH)C15、−OC1021、−SC、−SC11、−SCH(CH)C、−SC13、−SCH(CH)C、−SC15、−SCH(CH)C11、−SC17、−SCH(CH)C13、−SC19、−SCH(CH)C15、−SC1021、−SCH(CH)C17、−(CHCFCF、−(CH(CFCF、−(CH(CFCF、−(CH(CFCF、−(CH(CFCF、−(CH(CFCF、−O(CH2)CFCF、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCF、−OCHCHF(CHCH、−O(CH(CFCFおよび−OCHCHF(CHCHである。 Specific examples of more preferable R and R ′ include —C 5 H 11 , —C 6 H 13 , —C 7 H 15 , —C 8 H 17 , —C 9 H 19 , —C 10 H 21 , — OC 4 H 9, -OC 5 H 11, -OCH (CH 3) C 3 H 7, -OC 6 H 13, -OCH (CH 3) C 4 H 9, -OC 7 H 15, -OCH (CH 3 ) C 5 H 11, -OC 8 H 17, -OCH (CH 3) C 6 H 13, -OC 9 H 19, -OCH (CH 3) C 7 H 15, -OC 10 H 21, -SC 4 H 9 , —SC 5 H 11 , —SCH (CH 3 ) C 3 H 7 , —SC 6 H 13 , —SCH (CH 3 ) C 4 H 9 , —SC 7 H 15 , —SCH (CH 3 ) C 5 H 11, -SC 8 H 17, -SCH (CH 3) C 6 H 13, -S C 9 H 19, -SCH (CH 3) C 7 H 15, -SC 10 H 21, -SCH (CH 3) C 8 H 17, - (CH 2) 3 CF 2 CF 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 2 CF 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 3 CF 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 4 CF 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 5 CF 3, - (CH 2) 3 (CF 2) 6 CF 3, -O (CH2) 3 CF 2 CF 3, -O (CH 2) 3 (CF 2) 2 CF 3, -OCH 2 CHF (CH 2) 3 CH 3 , —O (CH 2 ) 3 (CF 2 ) 3 CF 3 , —OCH 2 CHF (CH 2 ) 4 CH 3 , —O (CH 2 ) 3 (CF 2 ) 4 CF 3 , —OCH 2 CHF (CH 2) 5 CH 3, -O ( CH 2) 3 (CF 2) 5 CF 3 A -OCH 2 CHF (CH 2) 6 CH 3, -O (CH 2) 3 (CF 2) 6 CF 3 and -OCH 2 CHF (CH 2) 7 CH 3.

最も好ましいRおよびR’の具体的な例は、−C11、−C13、−C15、−C17、−C19、−C1021、−OC、−OC11、−OCH(CH)C、−OC13、−OCH(CH)C、−OC15、−OCH(CH)C11、−OC17、−OCH(CH)C13、−OC19、−OC1021、−SC、−SC11、−SCH(CH)C、−SC13、−SCH(CH)C、−SC15、−SCH(CH)C11、−SC17、−SCH(CH)C13、−SC19、−SC1021および−SCH(CH)C17である。 Specific examples of the most preferable R and R ′ include —C 5 H 11 , —C 6 H 13 , —C 7 H 15 , —C 8 H 17 , —C 9 H 19 , —C 10 H 21 , — OC 4 H 9, -OC 5 H 11, -OCH (CH 3) C 3 H 7, -OC 6 H 13, -OCH (CH 3) C 4 H 9, -OC 7 H 15, -OCH (CH 3 ) C 5 H 11, -OC 8 H 17, -OCH (CH 3) C 6 H 13, -OC 9 H 19, -OC 10 H 21, -SC 4 H 9, -SC 5 H 11, -SCH ( CH 3) C 3 H 7, -SC 6 H 13, -SCH (CH 3) C 4 H 9, -SC 7 H 15, -SCH (CH 3) C 5 H 11, -SC 8 H 17, -SCH (CH 3) C 6 H 13 , -SC 9 H 19, -SC 10 H 21 Contact Fine -SCH (CH 3) a C 8 H 17.

Aで表されるアリーレンとしては、フェニレン、ナフチレン、アントラセニレン、フェナンスリレンなどが挙げられる。   Examples of the arylene represented by A include phenylene, naphthylene, anthracenylene, phenanthrylene and the like.

A’で表される、少なくとも1個の水素がフッ素で置き換えられているアリーレンとしては、2−フルオロフェニレン、3−フルオロフェニレン、2,3−ジフルオロフェニレン、2,5−ジフルオロフェニレン、2,6−ジフルオロフェニレン、3,5−ジフルオロフェニレン、2,3,5−トリフルオロフェニレン、2,3,6−トリフルオロフェニレン、2,3,5,6−テトラフルオロフェニレンなどのフッ素置換フェニレン、モノフルオロナフチレン、ジフルオロナフチレン、トリフルオロナフチレン、テトラフルオロナフチレン、ペンタフルオロナフチレン、ヘキサフルオロナフチレンなどのフッ素置換ナフチレン、1〜8個のフッ素原子で置換されたアントラセニレン、1〜8個のフッ素原子で置換されたフェナンスリレンなどが挙げられる。   Examples of arylene represented by A ′ in which at least one hydrogen is replaced by fluorine include 2-fluorophenylene, 3-fluorophenylene, 2,3-difluorophenylene, 2,5-difluorophenylene, 2,6 -Fluorine-substituted phenylene such as difluorophenylene, 3,5-difluorophenylene, 2,3,5-trifluorophenylene, 2,3,6-trifluorophenylene, 2,3,5,6-tetrafluorophenylene, monofluoro Fluorine-substituted naphthylene such as naphthylene, difluoronaphthylene, trifluoronaphthylene, tetrafluoronaphthylene, pentafluoronaphthylene, hexafluoronaphthylene, anthracenylene substituted with 1 to 8 fluorine atoms, 1 to 8 Phenanthrylene substituted with fluorine atom And the like.

「少なくとも1個の水素がフッ素で置き換えられている1,4−フェニレン」の例は、下記の環(5−1)〜(5−9)である。好ましい例は環(5−3)〜(5−9)である。より好ましい例は環(5−4)、(5−5)、(5−7)〜(5−9)である。最も好ましい例は環(5−9)である。   Examples of “1,4-phenylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine” are the following rings (5-1) to (5-9). Preferred examples are rings (5-3) to (5-9). More preferred examples are rings (5-4), (5-5), (5-7) to (5-9). The most preferred example is ring (5-9).

Figure 2011187868
Figure 2011187868

ZおよびZ’は独立して、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−C≡C−、−CF=CF−、−CHCO−、−COCH−、−(CH−、−(CH−O−、−O−(CH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−、−(CHCH=CH−、−(CHCFO−、または−OCF(CH−である。−CH=CH−のような結合基の二重結合に関する立体配置はシスよりもトランスが好ましい。 Z and Z ′ are independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2. O—, —OCF 2 —, —CH═CH—, —C≡C—, —CF═CF—, —CH 2 CO—, —COCH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 3— O—, —O— (CH 2 ) 3 —, — (CH 2 ) 2 COO—, —OCO (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 CONH—, —NHCO (CH 2 ) 2 , -CH = CH (CH 2) 2 -, - (CH 2) 2 CH = CH -, - (CH 2) 2 CF 2 O-, or -OCF 2 (CH 2) 2 - is. Trans is preferable to cis for the configuration of the double bond of the bonding group such as —CH═CH—.

好ましいZおよびZ’の例は、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−(CH−、−(CH−O−、−O−(CH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−および−(CHCH=CH−である。 Preferred examples of Z and Z ′ are a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CH═. CH—, —C≡C—, — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 3 —O—, —O— (CH 2 ) 3 —, — (CH 2 ) 2 COO—, —OCO (CH 2) 2 -, - (CH 2) 2 CONH -, - NHCO (CH 2) 2 -, - CH = CH (CH 2) 2 - and - (CH 2) a 2 CH = CH-.

さらに好ましいZおよびZ’の例は、単結合、−(CH−、−COO−、−CONH−、−CHO−、−CH=CH−、−C≡C−、−(CH−、−(CHO−、−(CHCOO−および−(CHCONH−である。 Further preferred examples of Z and Z ′ are a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —CONH—, —CH 2 O—, —CH═CH—, —C≡C—, — (CH 2) 4 -, - (CH 2) 3 O -, - (CH 2) 2 COO- and - (CH 2) a 2 CONH-.

最も好ましいZの例は、単結合、−(CH−、−COO−、−CHO−、−CH=CH−および−C≡C−である。 The most preferred examples of Z are a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —CH 2 O—, —CH═CH— and —C≡C—.

材料の物性に大きな差異が生じないことから、式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物は、H(重水素)、13Cなどの同位体を天然存在比の量より多く含んでもよい。 Since there is no significant difference in the physical properties of the materials, the compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (2) have isotopes such as 2 H (deuterium) and 13 C in the natural abundance ratio. May contain more than the amount.

なお、本明細書において、「ディスコチック液晶性化合物の分子が六方晶状に積み重なってカラムを形成し、前記カラムが、二次元に配列」するとは、剛直平板状の中心骨格周辺に置換基を有する液晶性化合物の分子が六方晶状に積み重なってカラムを形成し、前記カラムが、二次元に配列することを意味する。   In the present specification, “a discotic liquid crystal compound molecule is stacked in a hexagonal form to form a column and the column is arranged in two dimensions” means that a substituent is present around the central skeleton of a rigid plate. It means that the molecules of the liquid crystal compound possessed are stacked in a hexagonal form to form a column, and the column is arranged in two dimensions.

さらに上記材料以外に必要に応じて各種添加剤として、たとえば酸化防止剤、光安定剤、表面調整剤(レベリング剤)、界面活性剤、保存安定剤、滑剤、溶媒、濡れ性改良材等を必要に応じて配合することができる。   In addition to the above materials, various additives as necessary include, for example, antioxidants, light stabilizers, surface conditioners (leveling agents), surfactants, storage stabilizers, lubricants, solvents, and wettability improvers. It can be blended according to.

本発明の中間相組成物を有機半導体等の材料として利用する場合には、中間相組成物は、1種単独で使用することも、2種以上混合して使用することも可能である。   When the intermediate phase composition of the present invention is used as a material such as an organic semiconductor, the intermediate phase composition can be used alone or in combination of two or more.

本発明の中間相組成物は、式(1)で表される化合物と、式(2)で表される化合物とを溶液中で混合し、高粘性の溶液として調製することができる。式(1)で表される化合物と式(2)で表される化合物との混合は、式(1)で表される化合物1モルに対し、式(2)で表される化合物を0.2〜4.0モル、好ましくは0.3〜3.0モル使用する。   The intermediate phase composition of the present invention can be prepared as a highly viscous solution by mixing the compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (2) in a solution. The mixing of the compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (2) is performed by adding 0. the compound represented by the formula (2) to 1 mol of the compound represented by the formula (1). 2 to 4.0 mol, preferably 0.3 to 3.0 mol is used.

本発明の中間相組成物を加熱融解させ、融解液として、基板上に塗布または印刷することができる。また、この融解液を用いると毛細管現象を利用して狭間隔のセルに材料を封入することができ、ノズルを使ったインクジェット法による印刷方法も利用することができる。他方、この融解液をペーストとして用いることにより、任意の厚さを持つ有機半導体厚膜を作成することができる。   The intermediate phase composition of the present invention can be heated and melted and applied or printed as a melt on a substrate. In addition, when this melt is used, a material can be enclosed in narrowly spaced cells using the capillary phenomenon, and a printing method using an inkjet method using a nozzle can also be used. On the other hand, an organic semiconductor thick film having an arbitrary thickness can be formed by using this melt as a paste.

本発明の中間相組成物を溶かすことができる有機溶媒としては、種々の有機溶媒を挙げることができる。有機溶媒としては、例えば、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、ジエチルエーテル、t−ブチルメチルエーテル、テトラヒドロフラン、メタノール、エタノール、2−プロパノール、酢酸エチル、乳酸エチル、ジオキサン、ベンゼン、トルエン、キシレン、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトニトリル、アセトン、シクロヘキサン、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、γ−ブチロラクトン、ブチルセルソルブ、N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、水およびこれらの混合物が挙げられる。   Examples of the organic solvent that can dissolve the intermediate phase composition of the present invention include various organic solvents. Examples of the organic solvent include pentane, hexane, heptane, diethyl ether, t-butyl methyl ether, tetrahydrofuran, methanol, ethanol, 2-propanol, ethyl acetate, ethyl lactate, dioxane, benzene, toluene, xylene, dichloromethane, chloroform, Acetonitrile, acetone, cyclohexane, cyclopentanone, cyclohexanone, γ-butyrolactone, butyl cellosolve, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, water and mixtures thereof.

本発明の中間相組成物は、有機溶媒などに溶解させた溶液、または融解させた状態で、基板上に塗布または印刷することにより、有機半導体薄膜を作成することができる。有機半導体素子に使用する有機半導体薄膜の厚さは、通常10〜1000ナノメートルが用いられる。この場合、溶液中の中間相組成物の濃度は、0.1〜10重量%が好ましい。また、1,000ナノメートルより厚い有機半導体薄膜を作成するときには、融解した中間相組成物をそのまま使用することが好ましい。   The intermediate phase composition of the present invention can produce an organic semiconductor thin film by coating or printing on a substrate in a solution dissolved in an organic solvent or the like or in a melted state. The thickness of the organic semiconductor thin film used for the organic semiconductor element is usually 10 to 1000 nanometers. In this case, the concentration of the intermediate phase composition in the solution is preferably 0.1 to 10% by weight. Moreover, when producing an organic semiconductor thin film thicker than 1,000 nanometers, it is preferable to use the melted mesophase composition as it is.

本発明の中間相組成物を塗布または印刷できる基板としては種々の基板が挙げられる。使用する基板としては、例えば、ガラス基板、金や銅や銀等の金属基板、結晶性シリコン基板、アモルファスシリコン基板、トリアセチルセルロース基板、ノルボルネン基板、ポリエチレンテレフタレート基板、ポリエステル基板、ポリビニル基板、ポリプロピレン基板およびポリエチレン基板が挙げられる。   Examples of the substrate on which the intermediate phase composition of the present invention can be applied or printed include various substrates. Examples of the substrate to be used include a glass substrate, a metal substrate such as gold, copper and silver, a crystalline silicon substrate, an amorphous silicon substrate, a triacetyl cellulose substrate, a norbornene substrate, a polyethylene terephthalate substrate, a polyester substrate, a polyvinyl substrate, and a polypropylene substrate. And a polyethylene substrate.

本発明の中間相組成物を塗布する方法としては種々の方法が挙げられ、例えばスピンコート法、ディップコート法およびブレード法が挙げられる。   Various methods can be used as a method for applying the intermediate phase composition of the present invention, and examples include a spin coating method, a dip coating method, and a blade method.

本発明の中間相組成物を印刷する方法としては種々の方法が挙げられ、例えば、スクリーン印刷、インクジェット印刷、平版印刷、凹版印刷、凸版印刷が挙げられる。なかでも材料の溶液をそのままインクとして用いたプリンタにより行うインクジェット印刷は、簡易な方法であり好ましい。   Examples of the method for printing the intermediate phase composition of the present invention include various methods such as screen printing, ink jet printing, planographic printing, intaglio printing, and relief printing. In particular, inkjet printing performed by a printer using the solution of the material as ink as it is is a simple method and is preferable.

本発明の中間相組成物は、有機溶媒に対する高い溶解性を有するため、キャスト法または印刷法等の簡便な製膜工程を利用することができる。そのため、中間組成物が有する本来の電荷移動度を損なうことなく、有機半導体薄膜または有機半導体素子を製造することができる。   Since the intermediate phase composition of the present invention has high solubility in an organic solvent, a simple film forming process such as a casting method or a printing method can be used. Therefore, an organic semiconductor thin film or an organic semiconductor element can be manufactured without impairing the original charge mobility of the intermediate composition.

本発明の中間相組成物の構成要素である式(1)で表される化合物、式(2)で表される化合物は、特許文献2に記載されるように公知であり、公知の方法に従い製造することができる。   The compound represented by the formula (1) and the compound represented by the formula (2) which are constituents of the mesophase composition of the present invention are known as described in Patent Document 2, and according to a known method Can be manufactured.

本発明の中間相組成物を用いて製造できる有機半導体薄膜および有機半導体素子について説明する。   The organic semiconductor thin film and organic semiconductor element which can be manufactured using the intermediate phase composition of the present invention will be described.

本発明の中間相組成物は、合成有機高分子を組み合わせて、樹脂組成物(ブレンド樹脂)として使用することができる。ブレンド樹脂における本発明の化合物の含有量は、1重量%〜99重量%、好ましくは10重量%〜99重量%、より好ましくは50重量%〜99重量%である。   The intermediate phase composition of the present invention can be used as a resin composition (blend resin) in combination with a synthetic organic polymer. The content of the compound of the present invention in the blend resin is 1% to 99% by weight, preferably 10% to 99% by weight, more preferably 50% to 99% by weight.

上記合成有機高分子としては、熱可塑性高分子、熱硬化性高分子、エンジニアリングプラスチックス、導電性高分子が挙げられる。具体的にはポリエステル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリシクロオレフィン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、フェノール樹脂、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリアリレンビニレンなどが挙げられる。   Examples of the synthetic organic polymer include thermoplastic polymers, thermosetting polymers, engineering plastics, and conductive polymers. Specifically, polyester, polyimide, polystyrene, polymethacrylic acid, polyacrylic acid, polyethylene, polypropylene, polycycloolefin, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polycarbonate, phenol resin, polyurethane resin, epoxy resin, melamine Resins, polytetrafluoroethylene, polyacetylene, polypyrrole, polyarylene vinylene and the like can be mentioned.

本発明の有機半導体薄膜を構成要素の一つとし、整流機能または信号処理機能を有する素子として用い、他の半導体性を有する有機物または無機物と組み合わせることによって、整流素子または電流駆動型トランジスタ、スイッチング動作を行うサイクリスタ・トライアック・ダイアックなどの素子を構成することができる。また、表示素子としても用いることができ、特にすべての部材を有機化合物で構成した表示素子が有用である。例えば液晶表示素子や電子ペーパーなどに使用することができる。具体的には可とう性を示す高分子体でできた絶縁基板の上に、本発明の有機半導体薄膜と、この薄膜を機能させる構成要素を含む1つ以上の層とを形成し、電子ペーパーやICカードタグなどのフレキシブルなシート状表示装置または固有識別符号応答装置を作成することができる。本発明の組成物は、太陽電池に使用しても好ましい。   The organic semiconductor thin film of the present invention is used as one of the constituent elements and is used as an element having a rectifying function or a signal processing function, and combined with another organic or inorganic substance having a semiconductor property, thereby enabling a rectifying element, a current-driven transistor, or a switching operation An element such as a cyclistor, a triac, a diac, or the like can be configured. Moreover, it can be used also as a display element, and the display element which comprised all the members with the organic compound especially is useful. For example, it can be used for a liquid crystal display element or electronic paper. Specifically, the organic semiconductor thin film of the present invention and one or more layers including components that function the thin film are formed on an insulating substrate made of a polymer that exhibits flexibility. And a flexible sheet-like display device such as an IC card tag or a unique identification code response device. The composition of the present invention is also preferred for use in solar cells.

フレキシブルなシート状表示素子は、本発明の有機半導体薄膜を可とう性のある高分子基板上に形成した表示素子を用いることで提供する。この可とう性の効果により、衣類のポケットや財布などに入れて携帯することができる表示素子が実現される。   A flexible sheet-like display element is provided by using a display element in which the organic semiconductor thin film of the present invention is formed on a flexible polymer substrate. This flexible effect realizes a display element that can be carried in a pocket or a wallet of clothes.

固有識別符号応答装置は、特定周波数または特定符号を持つ電磁波に反応し、固有識別符号を含む電磁波を返答するものである。固有識別符号応答装置は、例えば、再利用可能な乗車券または会員証、代金の決済手段、荷物または商品の識別用シール、荷札または切手の役割、会社または行政サービスなどにおいて、高い確率で書類または個人を識別する手段として用いられる。   The unique identification code response device responds to an electromagnetic wave having a specific frequency or a specific code and returns an electromagnetic wave including the unique identification code. The unique ID code response device is a document or document with a high probability in, for example, a reusable ticket or membership card, a payment means for payment, a package or product identification seal, a tag or stamp role, a company or administrative service, etc. Used as a means to identify individuals.

固有識別符号応答装置は、ガラス基板または可とう性のある高分子基板の上に、信号に同調して受信するための空中線と、受信電力で動作し識別信号を返信する半導体素子とによって構成される。   The unique identification code response device is composed of an antenna for receiving a signal in synchronization with a signal on a glass substrate or a flexible polymer substrate, and a semiconductor element that operates with reception power and returns an identification signal. The

本発明の有機半導体素子は電力増幅素子や信号制御素子として用いられるが、その具体的例として、断面構造を有する電界効果型トランジスタ(FET)がある。FETを作成するには、まずガラス基板やドレイン電極を形成する。必要に応じて絶縁層を積層してもよい。その上に、本発明の中間相組成物の溶液または融解液を印刷、塗布または滴下することによって有機半導体薄膜を形成し、さらに必要に応じて絶縁膜を形成し、その上にゲート電極を形成すればよい。   The organic semiconductor element of the present invention is used as a power amplifying element or a signal control element, and a specific example thereof is a field effect transistor (FET) having a cross-sectional structure. To make an FET, first, a glass substrate and a drain electrode are formed. You may laminate | stack an insulating layer as needed. On top of that, an organic semiconductor thin film is formed by printing, applying or dripping the solution or melt of the mesophase composition of the present invention, and an insulating film is formed as necessary, and a gate electrode is formed thereon. do it.

このFETは、液晶表示素子やEL素子としても用いることができる。また本発明の中間相組成物の薄膜を含むFET測定用セルを作成し、ゲート電極を変化させながらソース・ドレイン電極間の電流/電圧曲線を測定すると、ドレイン電極/ゲート電極曲線から電界効果移動度を求めることができる。さらにゲート電極によるドレイン電極のon/off動作を観測することもできる。   This FET can also be used as a liquid crystal display element or an EL element. In addition, when an FET measurement cell including a thin film of the intermediate phase composition of the present invention is prepared and the current / voltage curve between the source and drain electrodes is measured while changing the gate electrode, the field effect transfer from the drain electrode / gate electrode curve Degree can be obtained. Furthermore, the on / off operation of the drain electrode by the gate electrode can also be observed.

以下、実施例に基づき本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定するものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further more concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.

[測定方法]
相転移点は、TA−Instrument社製、示差走査熱量計(DSC:2920 MDSC)を用い、5℃/分の速度で測定した。相の同定は温度制御装置(Mettler,FP80HT)付き偏光顕微鏡(Olympus、BH−2)に試料を置き、1℃/分の速度で加熱し、試料の相変化を光学組織観察にて決定した。H−NMRは、日本電子(株)製の500MHz核磁気共鳴装置(JNM−ECA500)を用いて測定した。
[Measuring method]
The phase transition point was measured at a rate of 5 ° C./min using a differential scanning calorimeter (DSC: 2920 MDSC) manufactured by TA-Instrument. The phase was identified by placing the sample on a polarizing microscope (Olympus, BH-2) equipped with a temperature controller (Mettler, FP80HT), heating at a rate of 1 ° C./min, and determining the phase change of the sample by optical structure observation. 1 H-NMR was measured using a 500 MHz nuclear magnetic resonance apparatus (JNM-ECA500) manufactured by JEOL.

[測定方法]
結晶はCryと表した。結晶の区別がつく場合は、それぞれCryまたはCryと表した。ヘキサゴナルカラムナー相(六方晶柱状相)はColと表した。モザイク組織はColと表した。液体(アイソトロピック)はIsoと表した。レクタンギュラーカラムナー相(短形柱状相)Dと表した。ディスコチックネマチック相はNと表した。相転移温度の表記として、「Cry 133 Col 308 Iso」とは、結晶からヘキサゴナルカラムナー相への転移温度が133℃であり、ヘキサゴナルカラムナー相から液体への転移温度が308℃であることを示す。他の表記も同様である。
[Measuring method]
The crystal was expressed as Cry. When the crystal could be distinguished, it was expressed as Cry 1 or Cry 2 respectively. The hexagonal columnar phase (hexagonal columnar phase) was expressed as Col h . Mosaic organization was expressed with the Col r. Liquid (isotropic phase) is denoted I so. Selector emissions Gyula over Columnar Phase (short form columnar phase) was expressed as D r. Discotic nematic phase was expressed as N D. As a notation of the phase transition temperature, “Cry 133 Col h 308 I so ” means that the transition temperature from the crystal to the hexagonal columnar phase is 133 ° C., and the transition temperature from the hexagonal columnar phase to the liquid is 308 ° C. Show. The same applies to other notations.

(実施例)
化合物1(式(2)で表される化合物)および化合物2(式(1)で表される化合物)をそれぞれ6.2mg、9.8mgを秤りとり、瑪瑙の乳鉢上で乳棒を用いて、室温下で、混ぜることにより10.3mgの混合物(モル比で、化合物1:化合物2=1:2)を得た。
(Example)
6.2 mg and 9.8 mg of compound 1 (compound represented by formula (2)) and compound 2 (compound represented by formula (1)), respectively, are weighed and used on a mortar with a pestle. By mixing at room temperature, 10.3 mg of a mixture (molar ratio, compound 1: compound 2 = 1: 2) was obtained.

Figure 2011187868
Figure 2011187868

1:Cry 133 Col 308 等方性液体
2:Cry 152 Col 168 N 244℃ 等方性液体
1: Cry 133 Col h 308 isotropic liquid 2: Cry 152 Col r 168 N D 244 ℃ isotropic liquid

これをDSCおよび偏光顕微鏡による光学組織を観察したところ、図1に示される相転移を示し、新たなモザイク組織を伴う、高粘性の液晶相が形成された。   When the optical structure was observed with a DSC and a polarizing microscope, a high-viscosity liquid crystal phase was formed, which showed the phase transition shown in FIG. 1 and was accompanied by a new mosaic structure.

この新たな相は昇温時210℃付近まで、新たな相を保持することから、混合により全く異なる配向構造でかつモザイク組織を示すような高次配向秩序、高粘性相を新たに形成している。またこの相は降温時は室温まで結晶化することなく維持される。   Since this new phase retains the new phase up to around 210 ° C. at the time of temperature rise, a new higher-order orientation order and high-viscosity phase with a completely different orientation structure and mosaic structure are formed by mixing. Yes. This phase is maintained at room temperature without crystallizing to room temperature.

Claims (8)

アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物とを混合して得られる中間相組成物。   An intermediate phase composition obtained by mixing a discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and a discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety. 前記中間相組成物は、アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物およびフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物がそれぞれ単独で示す液晶相の粘度を越える粘度を有することを特徴とする請求項1に記載の中間相組成物。   2. The mesophase composition has a viscosity that exceeds a viscosity of a liquid crystal phase that each of a discotic liquid crystal compound having an aryl moiety and a discotic liquid crystal compound having a fluorinated aryl moiety independently exhibits. The mesophase composition described in 1. アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物およびフッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物の中心骨格が、共役π電子系化合物からなることを特徴とする請求項1に記載の中間相組成物。
The mesophase composition according to claim 1, wherein the central skeleton of the discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety is composed of a conjugated π-electron compound.
10−3(cm−1−1)以上のキャリヤ移動度を示すことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の中間相組成物。 The intermediate phase composition according to any one of claims 1 to 3, which exhibits a carrier mobility of 10 -3 (cm 2 V -1 s -1 ) or more. アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(1)で表される化合物の少なくとも1種であり、フッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(2)で表される化合物の少なくとも1種である請求項1〜4のいずれかに記載の中間相組成物。
Figure 2011187868
式(1)および式(2)において、R、R’は独立して、水素、炭素数1〜24のアルキル、炭素数1〜23のアルコキシ、炭素数2〜24のアルケニル、炭素数2〜24のアルキニル、炭素数2〜23のアルコキシアルキル、炭素数2〜23のアルケニルオキシ、炭素数1〜20のチオアルキル、または炭素数2〜23のチオアルケニルであり;前記アルキル、アルケニル、アルキニル、アルコキシルアルキル、アルケニルオキシ、チオアルキルおよびチオアルケニルにおいて、任意の−CH−は、−O−、−S−、−CO−、または−SiH−で置き換えられていてもよく、任意の−(CH−は−CH=CH−または−C≡C−で置き換えられていてもよく、そして任意の水素はハロゲンで置き換えられていてもよく;
Aは独立して、アリーレンであり;
A’は独立して、少なくとも1個の水素がフッ素で置き換えられているアリーレンであり;
Z、Z’は独立して、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CFO−、−OCF−、−CH=CH−、−C≡C−、−CF=CF−、−CHCO−、−COCH−、−(CH−、−(CH−O−、−O−(CH−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−、−(CHCH=CH−、−(CHCFO−、または−OCF(CH−である。
The discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety is at least one compound represented by formula (1), and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety is a compound represented by formula (2). The mesophase composition according to claim 1, which is at least one kind.
Figure 2011187868
In formula (1) and formula (2), R and R ′ are independently hydrogen, alkyl having 1 to 24 carbons, alkoxy having 1 to 23 carbons, alkenyl having 2 to 24 carbons, and 2 to 2 carbons. 24 alkynyl, alkoxyalkyl having 2 to 23 carbons, alkenyloxy having 2 to 23 carbons, thioalkyl having 1 to 20 carbons, or thioalkenyl having 2 to 23 carbons; the alkyl, alkenyl, alkynyl, alkoxyl In alkyl, alkenyloxy, thioalkyl and thioalkenyl, any —CH 2 — may be replaced by —O—, —S—, —CO—, or —SiH 2 —, and any — (CH 2 ) 2 -may be replaced by -CH = CH- or -C≡C- and any hydrogen may be replaced by halogen;
A is independently arylene;
A ′ is independently arylene in which at least one hydrogen is replaced by fluorine;
Z and Z ′ are independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2 O—, —OCH 2 —, —CF 2. O—, —OCF 2 —, —CH═CH—, —C≡C—, —CF═CF—, —CH 2 CO—, —COCH 2 —, — (CH 2 ) 4 —, — (CH 2 ) 3— O—, —O— (CH 2 ) 3 —, — (CH 2 ) 2 COO—, —OCO (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 CONH—, —NHCO (CH 2 ) 2 , -CH = CH (CH 2) 2 -, - (CH 2) 2 CH = CH -, - (CH 2) 2 CF 2 O-, or -OCF 2 (CH 2) 2 - is.
アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(1A)で表される化合物の少なくとも1種であり、フッ素化アリール部分を有するディスコチック液晶性化合物が、式(2A)で表される化合物の少なくとも1種である請求項5に記載の中間相組成物:
Figure 2011187868
式(1A)および式(2A)において、Z、Z’は独立して、単結合、−(CH−、−COO−、−OCO−、−CONH−、−NHCO−、−CHO−、−OCH−、−CH=CH−、−C≡C−、−CF=CF−、−(CHCOO−、−OCO(CH−、−(CHCONH−、−NHCO(CH−、−CH=CH(CH−、または−(CHCH=CH−である。
The discotic liquid crystalline compound having an aryl moiety is at least one compound represented by the formula (1A), and the discotic liquid crystalline compound having a fluorinated aryl moiety is a compound represented by the formula (2A) 6. The mesophase composition according to claim 5, which is at least one:
Figure 2011187868
In Formula (1A) and Formula (2A), Z and Z ′ are independently a single bond, — (CH 2 ) 2 —, —COO—, —OCO—, —CONH—, —NHCO—, —CH 2. O—, —OCH 2 —, —CH═CH—, —C≡C—, —CF═CF—, — (CH 2 ) 2 COO—, —OCO (CH 2 ) 2 —, — (CH 2 ) 2 CONH -, - NHCO (CH 2 ) 2 -, - CH = CH (CH 2) 2 -, or - (CH 2) a 2 CH = CH-.
請求項1〜6のいずれかに記載の中間相組成物で構成される有機半導体薄膜。   The organic-semiconductor thin film comprised with the intermediate phase composition in any one of Claims 1-6. 請求項7に記載の有機半導体薄膜および複数の電極で構成される有機半導体素子。   An organic semiconductor element comprising the organic semiconductor thin film according to claim 7 and a plurality of electrodes.
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