CN101223650A - 液晶性有机半导体材料及使用其的半导体元件或信息记录介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可作为有机半导体实用化的液晶性有机半导体材料。液晶性有机半导体材料，其特征在于，其为具有近晶相作为液晶相的液晶组合物，其中，具有右述通式(1)所示的二苯乙烯基苯结构，并且通过加热至成为近晶相液晶状态的温度范围后降温，显现由近晶相的相变产生的固体状态。式中，R1、R2表示烷基、烷氧基或上述通式(2)所示的基团的任意一种。此外，R1、R2可为相同的基团，也可为不同的基团。式中，R3表示氢原子或甲基，B表示－(CH2)m－、－(CH2)m－O－、－CO－O－(CH2)m、－CO－O－(CH2)m－O－、－C6H4－CH2－O－或－CO－。
Description
技术领域
本发明涉及液晶性有机半导体材料。特别是涉及由具有近晶相作为液晶相的液晶组合物形成的液晶性有机半导体材料及使用其的半导体元件或信息记录介质。
背景技术
液晶化合物为作为电视机、电脑、钟表等的显示材料而被广泛使用的物质，随着近年来的研究，表明液晶相具有近晶相的液晶性化合物具有电荷输送性，提出了用作有机EL元件的电荷输送材料、发光材料。液晶化合物根据相变方式分为热致型液晶和溶致型液晶，根据分子取向分为近晶相液晶、向列相液晶、胆甾相液晶三种。
发明人根据以往的研究提出了将具有近晶相作为液晶相的液晶化合物用作电荷输送材料的电荷输送方法(专利文献1)、具有优异的电荷输送性而无需光致激发的液晶性化合物(专利文献2)、具有高的载流子迁移率的液晶性有机EL元件(专利文献3)等。
此外，在最近的研究中，着眼于有机EL材料的分子取向对电子/空穴输送的影响，提出了一种导电性液晶材料，该材料使具有长度不同的烷基的2种二苯乙烯基苯系化合物同时蒸镀，并通过加热处理使分子取向变为近晶相液晶状态，从而发挥高的电荷输送性。(非专利文献1)
专利文献1：日本特开2001-351786公报
专利文献2：日本特开2004-6271公报
专利文献3：日本特开2004-311182公报
非专利文献1：日本特愿2004-354744(日本特愿2005-140800)
发明内容
发明要解决的问题
但是，前述导电性液晶材料由于承担电荷输送的二苯乙烯基苯结构为刚性，因而与多数低分子系有机EL材料同样，对各种溶剂的溶解性低，必须通过真空蒸镀在基板上形成有机薄膜，并不容易应用于制成复杂的IC电路、有机半导体。
本发明是基于前述现状而完成的，其课题为提供可用作有机半导体的液晶性有机半导体材料及使用其的半导体元件。此外，课题还为提供使用前述液晶性有机半导体材料的信息记录介质以及对前述信息记录介质的数据记录方法。
用于解决问题的方法
(1)本发明的液晶性有机半导体材料，其特征在于，其为具有近晶相作为液晶相的液晶组合物，其中，具有下述通式(1)所示的二苯乙烯基苯结构，并且通过加热至成为近晶相液晶状态的温度范围后降温，显现由近晶相的相变产生的固体状态，
式中，R1、R2表示烷基、烷氧基或下述通式(2)所示的基团的任意一种。此外，R1、R2可为相同的基团，也可为不同的基团，
式中，R3表示氢原子或甲基，B表示-(CH2)m-、-(CH2)m-O-、-CO-O-(CH2)m、-CO-O-(CH2)m-O-、-C6H4-CH2-O-或-CO-。
(2)此外，本发明的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中至少一个表示碳原子数为3～18的直链状或支链状烷基。
(3)此外，本发明的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中至少一个表示碳原子数为3～18的直链状烷基。
(4)此外，本发明的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中的一个表示直链状或支链状烷氧基，另一个表示碳原子数为3～18的直链状烷基。
(5)此外，本发明的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中的一个表示下述通式(3)所示的基团，另一个表示碳原子数为3～18的直链状烷基，
式中，R4表示氢原子或甲基，Z表示-CO-O-(CH2)n、-C6H4-CH2-、-CH2-或-CO-。
(6)此外，本发明的半导体元件，其特征在于，混合2种以上权利要求1～5任一项所述的液晶性有机半导体材料。
(7)本发明的半导体元件，其特征在于，使用权利要求1～6任一项所述的液晶性有机半导体材料制成。
(8)此外，其特征在于，所述制成为：使所述液晶性有机半导体材料溶解于溶剂中，通过印刷、浸涂法、旋涂法等涂布方法使其在基板上形成有机薄膜，然后将所述有机薄膜加热处理至所述液晶性有机半导体材料成为近晶相液晶状态的温度范围内。
(9)本发明的信息记录介质，其特征在于，该信息记录介质使用权利要求1～6任一项所述的液晶性有机半导体材料，其中，通过将液晶性有机半导体材料加热至成为近晶相液晶状态的温度范围内之后降温得到的导电性部分、与不进行加热处理的非导电性部分之间的导电性或光学各向异性的差异来进行数据记录。
(10)本发明的信息记录介质，其特征在于，该信息记录介质使用权利要求1～6任一项所述的液晶性有机半导体材料，其中，使所述液晶性有机半导体材料溶解于溶剂中，通过印刷、浸涂法、旋涂法等涂布方法使其在基板上形成有机薄膜后，通过将所述有机薄膜加热至成为近晶相液晶状态的温度范围内之后降温得到的导电性部分、与不进行加热处理的非导电性部分之间的导电性或光学各向异性的差异来进行数据记录。
(11)此外，本发明的信息记录装置，其特征在于，所述加热装置为激光等点加热装置。
发明效果
本发明的液晶性有机半导体材料虽然在非加热状态下为绝缘状态，但通过在特定的温度范围内加热处理，可发挥可用作有机半导体的电荷输送性。此外，二苯乙烯基苯结构的至少一侧的侧链为烷基时，具有对各种溶剂显示高的溶解性、可通过印刷、涂布等简便方法在基板上形成有机薄膜的特性。由此，由于可简单地将有机薄膜形成于基板上，因而可容易且廉价制造有机半导体元件和有机半导体。
此外，通过对形成于基板上的有机薄膜选择性地加热处理，可制造通过导电性或光学各向异性的差异来进行数据记录的信息记录介质，因而，可应用于IC标签、各种卡类等信息记录介质及其数据记录方法。
附图说明
图1是显示本发明的半导体元件的结构的示意图。
图2是显示使用本发明的液晶性有机半导体材料的导电性膜对外加电压的电流量的图。
图3是本发明的实施例4的信息记录介质的示意图。
图4是显示信息记录介质的制造方法的说明图。
符号说明
(1)卡基板
(2)有机薄膜
(3)导电性点
(4)非导电性点
(5)保护膜
(6)激光
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明。
本发明的液晶性有机半导体材料的特征在于，其为具有近晶相作为液晶相的液晶组合物，其中，具有下述通式(1)所示的二苯乙烯基苯结构，并且，通过加热至成为近晶相液晶状态的温度范围后降温，显现由近晶相的相变产生的固体状态，该材料具有可用作有机半导体的特性，即，在非加热状态下只具有接近于绝缘体的导电性，但在通过加热和降温得到的具有近晶相的固定状态下，以4～5V左右作为阈值电压而表现高的导电性，并且相应于外加电压的增加而电流量也增加。
前述通式(1)中的R1、R2表示烷基、烷氧基或下述通式(2)所示的基团，前述R1、R2可为相同的基团，也可为不同的基团。此外，下述通式(2)中的R3表示氢原子或甲基，B表示-(CH2)m-、-(CH2)m-O-、-CO-O-(CH2)m、-CO-O-(CH2)m-O-、-C6H4-CH2-O-或-CO-。
这里，前述固体状态是指以特定温度对前述液晶性有机半导体材料进行加热处理而成为近晶相液晶状态后降温至室温区域(5℃～40℃)所产生的结晶层、玻璃状态、不定形固体。此外，成为近晶相液晶状态的温度范围优选为90℃～300℃，特别适合为130℃～250℃。
在前述通式(1)中的R1、R2中至少一个表示碳原子数为3～18的直链状或支链状烷基的结构的物质，可显示以4～5V作为阈值电压的高导电性，并对各种溶剂显示高的溶解性。
作为前述烷基，碳原子数为1～18，具体地说，可列举甲基、乙基、丁基、戊基、己基、辛基、十二烷基、十五烷基、十八烷基等，优选碳原子数为3～18的烷基，特别适合的是碳原子数为7～18的烷基。
此外，前述通式(2)中的B优选为m＝1～18的基团，特别适合的是m＝6～18的基团。如前述通式(2)所示，在前述通式(1)中的R1、R2中至少一个配置具有不饱和键的基团，从而可通过其均聚物、共聚物而实现液晶性有机半导体材料的高分子化。前述共聚物可以为混合2种以上通式(1)中的R1、R2的结构不同的化合物得到的共聚物。
这里，作为溶解前述液晶性有机半导体材料的溶剂，可列举以二噁烷、四氢呋喃、二丁基醚等醚类；乙腈等腈类；甲醇、乙醇、异丙醇、丁醇等醇类；甲苯、二甲苯、氯仿、二甲基甲酰胺、丙酮等有机溶剂等为首的被用作轮转印刷机、喷墨打印机的印刷墨的各种溶剂。此外，前述溶剂可由一种组成，也可为将2种以上溶剂混合的混合溶剂。
前述通式(1)所示的液晶性有机半导体材料可通过下述反应式(1)或反应式(2)、反应式(3)的反应来制造。
下述反应式(1)(2)(3)中的X表示卤素原子。作为前述卤素原子，可列举氯、溴、碘等，从反应性方面出发，特别适合为溴。
反应式(1)
前述反应式(1)可有利地制造前述通式(1)的R1和R2具有相同基团的化合物，具体地说，使相对于苯甲醛衍生物(化合物(3))2～4倍摩尔的三苯基卤代膦化合物(化合物(4))、和相对于三苯基卤化膦化合物(化合物(4))1～5倍摩尔的醇盐等碱在醇等有机溶剂中0～100℃下反应0.5～50小时，从而可得到液晶性有机半导体材料(化合物(5))。前述反应式(1)中的R表示通式(1)的R1和R2，前述反应式(1)中表示出R1＝R2的情况。
反应式(2)
前述反应式(2)可有利地制造前述通式(1)的R1和R2具有不同基团的化合物，具体地说，使相对于苯甲醛衍生物(化合物(6))1～3倍摩尔的鏻盐(化合物(7))、和1～4倍摩尔的醇盐等碱在醇等有机溶剂中-20～50℃下反应1～50小时，从而可得到液晶性有机半导体材料(化合物(8))。
反应式(3)
前述反应式(3)与反应式(2)同样可有利地制造前述通式(1)的R1和R2具有不同基团的化合物，具体地说，使相对于苯甲醛衍生物(化合物(9))1～3倍摩尔的鏻盐(化合物(10))、和1～4倍摩尔的醇盐等碱在醇等有机溶剂中-20～50℃下反应1～50小时，从而可得到液晶性有机半导体材料(化合物(11))。
前述通式(1)中的R1、R2如下述通式(12)和通式(13)所表示的那样，优选一个为直链状的烷基。前述烷基优选碳原子数为3～18，特别适合碳原子数为7～18(m＝6～17)。
前述通式(12)中的前述烷氧基优选碳原子数为2～18(n＝2～18)的基团。此外，前述通式(13)中的R4表示氢原子或甲基，Z表示-CO-O-(CH2)n、-C6H4-CH2-、-CH2-或-CO-。
本发明的半导体元件的特征在于使用前述液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)制成。
使用前述液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)通过蒸镀、涂布等方法使其在基板上形成有机薄膜后加热处理，从而成为承担电荷输送的二苯乙烯基苯结构相互紧密地互相重叠的近晶相液晶状态，可表现可以以4～5V左右作为阈值电压、以100μA/cm2以上的电流密度输送电荷的高的导电性。这里，前述近晶相的分子取向在被冷却至室温后也可保持。
前述半导体元件优选使用混合有2种以上前述液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)的混合材料制成。
这是因为使用混合材料制成的元件与使用单独材料制成的元件相比，室温冷却后的近晶相的分子取向的保存率高，导电性优异。
此外，适合的为：使具有溶解性的液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)溶解于溶剂中，通过印刷、浸涂法、旋涂法等涂布方法使其在基板上形成有机薄膜，然后将所述有机薄膜加热处理至成为近晶相液晶状态的温度范围内，制成导电性膜。由此，由于不需要像以往一样的大型制造设备，因而可使用通用印刷机等容易且廉价地制造复杂的IC电路、有机半导体。
作为前述溶剂，可列举以醚类、腈类、醇类、甲苯、二甲苯、氯仿、二甲基甲酰胺、丙酮等有机溶剂和可用作印刷墨的各种溶剂等。此外，前述溶剂可由一种组成，也可为将2种以上溶剂混合的混合溶剂。
本发明的信息记录介质，其特征在于，该信息记录介质使用前述液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)，通过将液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)加热至成为近晶相液晶状态的温度范围内之后降温得到的导电性部分、与不进行加热处理的非导电性部分之间的导电性或光学各向异性的差异来进行数据记录。
前述液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)兼具：导电特性，即在近晶相液晶状态下表现高的导电性，但在不进行加热处理的状态下则可维持在与绝缘体接近的状态(无定形状态)；光学特性，即近晶相液晶状态下光透射性、反射性变得比无定形状态时高。利用这些特性，可例如通过将处于近晶相液晶状态的导电性部分设为[1]、处于无定形状态的非导电性部分设为[0]，从而通过前述有机薄膜上导电性部分[1]与非导电性部分[0]的导电性的差异来进行数据记录，或者，通过光学各向异性的差异来进行数据记录。
这里，读取导电性差异的装置、读取光学各向异性差异的装置均可读取前述信息记录介质所记录的数据，因此，可对应于接触型、非接触型的任意一种读取方式。此外，前述有机薄膜可通过真空蒸镀等蒸镀来形成，也可通过后述的印刷等涂布来形成。
此外，适合的为：使液晶性有机半导体材料(1)(5)(8)(11)(12)(13)溶解于溶剂中，通过印刷、浸涂法、旋涂法等涂布方法使其在基板上形成有机薄膜，然后通过将所述有机薄膜加热至成为近晶相液晶状态的温度范围内之后降温得到的导电性部分、与不进行加热处理的非导电性部分之间的导电性或光学各向异性的差异来进行数据记录。由此，可简便地将前述有机薄膜形成于基板上，由于也不需要大型的制造设备，因而可降低各种卡、IC标签等信息记录介质的制造成本。
这里，作为前述印刷方法，可列举丝网印刷法、喷墨印刷法等，但并不限于这些。
此外，通过使用激光等加热范围小的点加热装置进行加热处理，可将大容量的数据记录于极小的芯片、标签中。
以下，使用实施例详细说明，但本发明实施方式并不限于这些实施例。
实施例1
通过下述反应式(4)，合成出在二苯乙烯基苯结构的两端具有碳原子数为15的相同烷氧基的液晶性有机半导体材料(化合物(13))。
反应式(4)
将苯甲醛衍生物(化合物(11))：7.87g(0.0237mol)、对二甲苯双三苯基溴化膦化合物(化合物(12))：8.65g(0.011mol)悬浮于100ml甲醇中，在室温(25℃)下滴加28w％甲醇金属：6.87g(0.0356mol)，然后在回流温度65℃下熟化3小时。反应结束后，除去甲醇，加入200ml水搅拌，然后过滤沉淀物，洗涤产物，使其干燥，得到上述化合物(13)：0.19g。
*化合物(13)的鉴定数据
·1HNMR：δppm(H数，波形)
7.45ppm(4H，s)、7.42ppm(4H，d)、7.06ppm(2H，d)、6.94ppm(2H，d)、6.88ppm(4H，t)、3.96ppm(4H，t)、1.78ppm(4H，m)、1.2～1.5ppm(48H，m)、0.87ppm(6H，t)
除前述反应式(4)的苯甲醛衍生物(化合物(11))由对十五烷氧基苯甲醛换成对溴代癸烷氧基苯甲醛以外，通过相同的条件、步骤进行反应，得到两端具有碳原子数为10的相同烷氧基的下述液晶性有机半导体材料(化合物(14))。
*化合物(14)的鉴定数据
·1HNMR：δppm(H数，波形)
7.45ppm(4H，s)、7.43ppm(4H，d)、7.06ppm(2H，d)、6.94ppm(2H，d)、6.87ppm(4H，t)、3.98ppm(4H，t)、1.77ppm(4H，m)、1.2～1.5ppm(28H，m)、0.88ppm(6H，t)
这里，在偏光显微镜下对所得的液晶性有机半导体材料(化合物(13)(14))的液晶相的组织进行观察，结果可知，显示下述表1的相变。其中表示为Cr：结晶、Sm1：近晶相G、Sm2：近晶相F、Sm3：近晶相C、N：向列、I：各向同性液体。
表1
实施例2
使用混合实施例1中得到的2种液晶性有机半导体材料(化合物(13)(14))的混合材料，在基板上形成有机薄膜，研究其特性。
在室温下，通过真空蒸镀法使以等摩尔比混合前述化合物(13)(14)得到的液晶性有机半导体材料蒸镀于玻璃基板(2mm×2mm、板厚0.7mm)的表面，形成有机薄膜，对前述有机薄膜以150℃进行3分钟加热处理而成为近晶相液晶状态，然后自然冷却以降温至室温区域，制成具有高的导电性的导电性膜。
在偏光显微镜下对前述导电性膜的透射光进行观察，结果，与单独使用实施例1中得到的液晶性有机半导体材料(化合物(13)(14))同样制成的导电性膜相比，观察到强的透射光。由此，可知与单独材料相比，由混合材料制成的导电性膜即便降温至室温后，也可以以高的概率维持近晶相液晶状态的分子取向。
在偏光显微镜下对由前述混合材料(化合物(13)(14)的混合材料)制成的导电性膜的液晶相的组织进行观察，结果可知，显示下述相变式(1)的相变。其中表示为Cr：结晶、Sm1：近晶相G、Sm2：近晶相F、Sm3：近晶相C、N：向列、I：各向同性液体。
相变式(1)
接着，如图1所示，通过溅射法在玻璃基板(2mm×2mm、厚度：0.7mm)上形成作为阳极的ITO膜(160nm)，然后，通过旋涂法使作为缓冲层的PEDOT-PSS(聚(3，4-亚乙二氧基噻吩)-聚苯乙烯磺酸盐)层形成于其上，然后通过真空蒸镀法将以等摩尔比混合前述化合物(13)(14)得到的混合材料蒸镀于其上，形成有机薄膜(300nm)。
接着，对前述有机薄膜整体以200℃进行3分钟加热处理(Heat Treatment)形成近晶相液晶状态，然后自然冷却使其相变为固体状态，形成具有高的导电性的导电性膜。通过真空蒸镀法将作为阴极的Al(铝金属)蒸镀于前述导电性膜之上，制成图1的一般结构的半导体元件。
在室温下(25℃)对前述半导体元件(加热处理)施加不同的电压，图1(a)(b)示出测定各外加电压下的电流量的结果。此外，对于除了在形成前述有机薄膜后不进行200℃下3分钟的加热处理(不处理)以外通过同样的步骤制成的半导体元件(不处理)，也同样测定外加电压下的电流量，将该结果一并记载于图1。
由该结果可知，本发明的半导体元件(加热处理)具有如下特征，即，如图1(a)所示，在室温区域(25℃)，以5V左右为阈值电压，电流量急剧增加，且如图1(b)所示，电阻因外加电压而变化，电流量也增加。另一方面，不进行有机薄膜的加热处理的半导体元件(不处理)如图1(a)(b)所示可知，无论外加电压大小而大体上维持在绝缘状态。
此外，对前述进行有机薄膜的加热处理时的半导体元件(加热处理)与不进行加热处理的半导体元件(不处理)的导电性进行比较，可知存在105～106倍以上的大的差异。
实施例3
根据下述反应式(4)，合成出在二苯乙烯基苯结构上具有碳原子数为8的直链状烷基和碳原子数为12的烷氧基的液晶性有机半导体材料(化合物(17))。
反应式4
将苯甲醛衍生物(化合物(15))：0.471g(0.0012mol)、和三苯基溴化膦化合物(化合物(16))：0.63g(0.012mol)溶解于乙醇中，滴加溶解了钠(固体)：0.5g的溶解于乙醇的乙醇钠，在氮气气氛中50℃下搅拌24小时进行反应。反应结束后，过滤反应溶液，洗涤产物、使其干燥，得到黄色固体的化合物(化合物(17))：0.19g。
*化合物(14)的鉴定数据
·1HNMR(CDCl3)：δppm(H数，波形)
6.9～7.8ppm(16H，m)、3.9ppm(2H，t)、2.5～2.6ppm(2H，t)、1.3～1.9ppm(32H，m)、0.8～0.9ppm(6H，m)
·IR(KBr)：(cm-1，归属)
838(C-H面外弯曲)、1024(C-O-C对称伸缩)、1253(C-O-C反对称伸缩)、1560，1604(C＝C环伸缩)、2850～2956(脂肪族C-H伸缩)、3019(芳香族C-H伸缩)
·MASS质谱：578(M+)
这里，在偏光显微镜下对所得化合物(17)的液晶相的组织进行观察，结果可知，显示下述相变式(2)的相变。其中表示为Cr：结晶、Sm1：近晶相G、Sm2：近晶相F、N：向列、I：各向同性液体。
相变式(2)
实施例4
此外，根据下述反应式(5)，合成出在二苯乙烯基苯结构的两端具有碳原子数为7的直链状烷基和碳原子数为9的包含不饱和键的基团的液晶性有机半导体材料(化合物(20))。
反应式(5)
将苯甲醛衍生物(化合物(18))：0.29g(0.001mol)、和三苯基溴化膦化合物(化合物(19))：0.63g(0.001mol)溶解于乙醇中，滴加溶解了钠(固体)：0.5g的溶解于乙醇的乙醇钠，在氮气气氛中50℃下搅拌24小时进行反应。反应结束后，过滤反应溶液，洗涤产物、使其干燥，得到黄色固体的化合物(化合物(20))：0.26g。
*化合物(14)的鉴定数据
·1HNMR(CDCl3)：δppm(H数，波形)6.9～7.8ppm(16H，m)、5.7～6.2(2H，m)、4.0～4.2ppm(4H，m)、2.4～2.5ppm(2H，t)、1.2～1.9ppm(18H，m)、0.8～1.0ppm(6H，m)
·IR(KBr)：(cm-1，归属)
835(C-H面外弯曲)、1016(C-O-C对称伸缩)、1251(C-O-C反对称伸缩)、1515，1604(C＝C环伸缩)、2852～2923(脂肪族C-H伸缩)、3021(芳香族C-H伸缩)
在偏光显微镜下对所得化合物(17)的液晶相的组织进行观察，结果可知，显示下述相变式(3)的相变。其中表示为Cr：结晶、Sm1：近晶相G、Sm2：近晶相F、I：各向同性液体。
相变式(3)
实施例5
对通过前述反应式(4)(5)合成的液晶性有机半导体材料(化合物(17)(20))研究液晶性、电荷输送性(导电性)、溶解性等特性。
1.液晶性的评价
在偏光显微镜下对前述液晶性有机半导体材料(化合物(17)(20))的液晶相的组织进行观察，结果可确认如前述相变式(2)(3)所示，两个的液晶性有机半导体材料均采取近晶相作为液晶相的分子取向。
2.电荷输送性(导电性)的评价
使用液晶性有机半导体材料(化合物(17)(20))，制成在使具有ITO电极的玻璃基板相对配置的空间内注入前述化合物(17)(20)得到的液晶单元(ITO电极：4mm×4mm、单元厚：15μm)，在5V外加电压的条件下测定流动的电流量。
其结果，可测得前述化合物(17)为134μA/cm2、化合物(20)为147μA/cm2的高电流值。该电流值达到了半导体领域，达到了可作为有机半导体实用化的水准。
此外，虽然没有关于前述化合物(17)(20)的测定数据，但由于承担电荷输送功能的二苯乙烯基苯结构部分是一样的，因而认为前述化合物(17)(20)与前述化合物(13)(14)同样，通过加热和降温得到的近晶相以5V左右为阈值电压，表现高的导电性。
3.对溶剂的溶解性
将液晶性有机半导体材料(化合物(17)(20))10mg投入到10ml氯仿中，40℃下搅拌20分钟，然后过滤溶液以除去不溶物后，对该过滤溶液进行荧光强度(429nm)的测定。实际测定是对将50μl前述过滤溶液稀释至10ml得到的溶液测定荧光强度。
其结果，对于前述化合物(17)，可得到荧光强度：25388(对4倍稀释液的测定)的测定值。该值相当于对二苯乙烯基苯结构的两端具有相同烷氧基(-O-C12H25)的化合物测定的荧光强度：55.77的455倍。此外，与前述化合物(17)同样，二苯乙烯基苯结构的一侧具有直链状烷基的前述化合物(20)也可得到荧光强度：18838(对2倍稀释液的测定)这样的高的测定结果。
由此可知，通过在前述二苯乙烯基苯结构的两端的至少一侧具有烷基，可使对溶剂的溶解性飞跃性提高。
由以上结果可知，前述液晶性有机半导体材料(化合物(17)(20))由于兼具可作为有机半导体实用化的高的电荷输送性(导电性)、和对各种溶剂的高溶解性，因而可使其溶解于各种溶剂、印刷墨中并通过印刷、浸涂法、旋涂法等涂布方法简便地在基板上形成有机薄膜，该方面是优异的。此外，通过将前述有机薄膜加热至成为近晶相液晶状态的温度范围内，可与前述化合物(13)(14)同样表现以5V左右为阈值电压的高的导电性，该方面作为有机半导体材料也是优异的。
实施例6
图3示出将前述液晶性有机半导体材料用于卡内部的IC芯片(信息记录介质)的例子。
如图4所示，通过旋涂法将本发明的液晶性有机半导体材料涂布于现金卡为首的各种卡、IC标签(IC TAB)的基板1的一部分上，以形成有机薄膜2。将用于保护的保护膜5层叠于前述有机薄膜2的上面，然后，从前述保护膜5之上点照射激光6以选择性地进行加热处理，在前述薄膜2上形成具有高的导电性的近晶状态的导电性点3、和无定形状态的非导电性点4，从而进行数据记录。
由此，如图4所示，通过由显示高导电性、高光学各向异性的导电性点3：[1]、和显示低导电性、低光学各向异性的非导电性点4：[0]进行的[1][0]记载而对有机薄膜2记录数据。在前述各点3、4的上下配置有透明电极，但这里未图示。
通过[1][0]记载而记录于前述有机薄膜2上的数据，不仅通过识别导电性差异的接触型的读取装置读取，还可通过识别光学各向异性的差异的非接触型的读取装置读取。
此外，本发明的液晶性有机半导体材料的近晶相液晶状态是可逆的，在从液晶状态冷却时，通过施加超声波等振动来扰乱分子取向，可从近晶相液晶状态变为显示低导电性、低光学各向异性的无定形状态(绝缘状态)。
由以上可知，本发明的液晶性有机半导体材料可通过导电性、光学各向异性中的任意方法读取记录数据，且可作为还可改写记录数据的新的信息记录介质而广泛应用于各种卡、IC标签等各种信息记录介质。
Claims (11)
1.液晶性有机半导体材料，其特征在于，其为具有近晶相作为液晶相的液晶组合物，
其中，具有下述通式(1)所示的二苯乙烯基苯结构，并且通过加热至成为近晶相液晶状态的温度范围后降温，显现由近晶相的相变产生的固体状态。
(式中，R1、R2表示烷基、烷氧基或下述通式(2)所示的基团的任意一种。此外，R1、R2可为相同的基团，也可为不同的基团。)
(式中，R3表示氢原子或甲基，B表示-(CH2)m-、-(CH2)m-O-、-CO-O-(CH2)m、-CO-O-(CH2)m-O-、-C6H4-CH2-O-或-CO-。)
2.根据权利要求1所述的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中至少一个表示碳原子数为3～18的直链状或支链状烷基。
3.根据权利要求1或2所述的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中至少一个表示碳原子数为3～18的直链状烷基。
4.根据权利要求1或2所述的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中的一个表示直链状或支链状烷氧基，另一个表示碳原子数为3～18的直链状烷基。
5.根据权利要求1或2所述的液晶性有机半导体材料，其特征在于，所述通式(1)中，R1、R2中的一个表示下述通式(3)所示的基团，另一个表示碳原子数为3～18的直链状烷基。
(式中，R4表示氢原子或甲基，Z表示-CO-O-(CH2)n、-C6H4-CH2-、-CH2-或-CO-。)
6.液晶性有机半导体材料，其特征在于，混合2种以上权利要求1～5任一项所述的液晶性有机半导体材料。
7.半导体元件，其特征在于，使用权利要求1～6任一项所述的液晶性有机半导体材料制成。
8.根据权利要求7所述的半导体元件，其特征在于，所述制成为：使所述液晶性有机半导体材料溶解于溶剂中，通过印刷、浸涂法、旋涂法等涂布方法使其在基板上形成有机薄膜，然后将所述有机薄膜加热处理至所述液晶性有机半导体材料成为近晶相液晶状态的温度范围内。
9.信息记录介质，其特征在于，该信息记录介质使用权利要求1～6任一项所述的液晶性有机半导体材料，
其中，通过将液晶性有机半导体材料加热处理至成为近晶相液晶状态的温度范围内之后降温得到的导电性部分、与不进行加热处理的非导电性部分之间的导电性或光学各向异性的差异来进行数据记录。
10.信息记录介质，其特征在于，该信息记录介质使用权利要求1～6任一项所述的液晶性有机半导体材料，
其中，使所述液晶性有机半导体材料溶解于溶剂中，通过印刷、浸涂法、旋涂法等涂布方法使其在基板上形成有机薄膜后，通过将所述有机薄膜加热至成为近晶相液晶状态的温度范围内之后降温得到的导电性部分、与不进行加热处理的非导电性部分之间的导电性或光学各向异性的差异来进行数据记录。
11.根据权利要求10所述的信息记录装置，其特征在于，所述加热装置为激光等点加热装置。
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