JP2000351973A - バインダー添加型電荷輸送液晶材料 - Google Patents

バインダー添加型電荷輸送液晶材料

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 液晶性物質およびバインダーを含有するバイ
ンダー添加型電荷輸送液晶材料であって、液晶性物質の
特性を保持してなるバインダー添加型電荷輸送液晶材料
を提供する 【解決手段】 液晶性物質とバインダーとを含有してな
り、前記液晶性物質の特性を実質的に保持してなるバイ
ンダー添加型電荷輸送液晶材料。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はバインダーを含有し
ながらも液晶性物質の特性を保持してなるバインダー添
加型電荷輸送液晶材料およびそれを用いた素子に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】液晶性物質は、液晶を形成する本来の特
徴の他、各種の有用な特性を有しており様々な素子への
利用が期待されている。このような特性の利用の１つと
して、例えば電荷輸送性の高さを利用した有機半導体と
しての利用が近年注目されている。しかしながら、この
ような液晶性物質の多くの特性はｐｐｍオーダーの不純
物の混入によって低下してしまうため、液晶性物質と他
物質を組み合わせて、多機能の液晶含有組成物を形成す
ることはほとんど行われていない。例えば液晶性電荷輸
送材料を固形化しようとする試みにおいては、液晶性物
質にバインダーなどの不純物を混入すると電荷移動度が
急激に低下するため、液晶性物質を固形化することがで
きず、液晶性物質をセルに閉じこめる必要があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の課題
を解決しようとするものであって、本発明の目的は、液
晶性物質およびバインダーを含有する組成物であって、
液晶性物質の特性を保持してなるバインダー添加型電荷
輸送液晶材料およびそれを用いた素子を提供することで
ある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、液晶性物
質に特定のバインダーを組み合わせることにより液晶性
物質の特性を保持しかつバインダーの効果を発現できる
ことを見出し本発明を完成させた。
【０００５】したがって本発明のバインダー添加型電荷
輸送液晶材料は、液晶性物質とバインダーとを含有して
なり、前記液晶性物質の特性を実質的に保持してなるこ
とを特徴とするものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】液晶性物質 液晶性物質には、その特性として例えば電荷輸送性を有
するものがあり、各種素子への応用が期待されている。
【０００７】このような電荷輸送特性を有する液晶性物
質としては、特に限定されないが、例えば芳香環を含む
液晶性物質等が挙げられる。さらに具体的には、例えば
２−（４’−ペンチルオキシフェニル）−６−デシル−
オキシナフタレン、２−（４’−ペンチルオキシフェニ
ル）−６−オクチル−オキシナフタレン、２−（４’−
ペンチルオキシフェニル）−６−ヘキシル−オキシナフ
タレン、２−（４’−オクチルオキシフェニル）−６−
ドデシル−オキシナフタレン、などが挙げられる。ま
た、本発明の液晶性物質は、典型的にはスメクチック相
を示す液晶性物質であるがこれに限定されるものではな
い。
【０００８】液晶性物質の特性として、例えば電荷移動
度に注目した場合、液晶性分子はその分子構造により自
己配向性を有するため、これをホッピングサイトとする
電荷輸送は、分子分散系材料とは異なり、ホッピングサ
イトの空間的且つエネルギー的な分散が抑制され、分子
性結晶にみられるバンドライクな輸送特性が実現する。
このために従来の分子分散系材料にくらべて大きな移動
度が実現でき、さらにその電界依存性がみられないとい
う特徴があらわれる。好ましい電荷移動度としては、電
子移動度が、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上である液晶
性物質、正孔移動度が、１×１０−５ｃｍ２／Ｖｓ以上
である液晶性物質が挙げられ、これ以上の移動度であれ
ば各種素子を製造した時に高速な応答が期待できる。
【０００９】バインダー 本発明においてバインダーとは、液晶性物質に混入する
ことにより、その粘性、流動性または弾性などを変化さ
せ得る物質を意味し、本発明に用いられるバインダーと
しては、液晶性物質の特定の特性を実質的に変化させな
いものであれば限定されない。
【００１０】このようなバインダーとしては、例えば各
種の有機重合体が挙げられる。具体的には、例えば主鎖
または側鎖に芳香族環および／または縮合芳香族環およ
び／または複素芳香族環を含むものが挙げられる。更に
具体的には例えばポリスチレンであることができる。
【００１１】バインダー添加型電荷輸送液晶材料中のバ
インダー量は、液晶性物質の特性を実質的に保持する範
囲であれば特に限定されず、いかなる比率で混合するこ
ともできる。この場合、バインダーによって固化あるい
は塗膜形成可能となる量に限定されず、粘性向上に満た
ない量であってもよい。しかしながら好ましくは例えば
バインダーを２０重量％以上とするとバインダー添加型
電荷輸送液晶材料が塗膜化しつつ液晶性物質の特性を保
持することができ、好適である。
【００１２】バインダー添加型電荷輸送液晶材料 本発明のバインダー添加型電荷輸送液晶材料は、好まし
くは液晶性物質と前記バインダーが互いに相溶（本明細
書において相溶とは、少なくとも顕微鏡観察では相分離
が観察されない状態を示す）可能な物質である。しかし
ながら、液晶性物質とバインダーは物質としては相溶可
能であっても、実施形態としては必ずしも現実に相溶状
態で混合されなくともよい。このようにすることで例え
ば、液晶性物質の電荷移動度の高さをバインダーの添加
にかかわらず変化させないことができる。
【００１３】特性として、例えば前記の電荷移動度に注
目した場合、バインダー添加型電荷輸送液晶材料の好ま
しい電荷移動度は、前述の液晶性物質と同様の範囲であ
って、電子移動度が、１×１０−５〜１ｃｍ２／Ｖｓ、
正孔移動度が、１×１０−５〜１ｃｍ２／Ｖｓである材
料が挙げられる。また、本発明において特性を「実質的
に保持している」とは、本明細書においては、例えば液
晶性物質とバインダー添加型電荷輸送液晶材料が、同一
の基準に合格する、あるいはその特性を利用した同一用
途に使用できると表すこともできる。
【００１４】バインダー添加型電荷輸送液晶材料の形態 本発明のバインダー添加型電荷輸送液晶材料は、流動性
を有するものであってもよいが、好ましくは、バインダ
ーを例えば多量に加えることにより固形化することがで
きる。固形物としては好ましくは塗膜の形態であること
ができる。
【００１５】素子 本発明のバインダー添加型電荷輸送液晶材料の用途は特
に限定されるものではないが、例えば各種素子の駆動経
路に用いることができる。このような駆動経路として
は、例えばＥＬ素子、光導電体、空間変調素子、薄膜ト
ランジスタおよび光センサーが挙げられる。
【００１６】
【実施例】以下、本発明の実施例を具体例を挙げて説明
する。
【００１７】実施例１ （液晶性物質の調製）本実施例においては、以下の式で
表される２−（４’−ペンチルオキシフェニル）−６−
デシル−オキシナフタレン（以下、本明細書において
は、この液晶性物質を５Ｏ−ＰＮＰ−Ｏ１０と記載す
る）を液晶性物質として用いた。
【００１８】
【化１】 この５Ｏ−ＰＮＰ−Ｏ１０は、例えば以下のような反応
経路で合成することができる。
【００１９】
【化２】 （液晶温度範囲）液晶性物質として５Ｏ−ＰＮＰ−Ｏ１
０を用い、バインダーとしてポリスチレンを用いた電荷
輸送液晶材料を０．１℃／ｍｉｍの速度で等方相から結
晶相まで冷却させて、偏光顕微鏡を用いて液晶相が観察
される温度範囲を測定した。その結果を次の表に示す。
【００２０】 バインダー添加量 結晶相−液晶相の温度 液晶相−等方相の温度 ０重量％ １２２．６℃ １５０．０℃ １０重量％ １２２．２℃ １５０．１℃ ２０重量％ １２１．７℃ １４７．１℃ なお、この液晶はテクスチャの状態からＳｍＣ相を示すと思われる。
【００２１】（移動度特性）移動度特性を見るために過
渡光電流波形を測定した。測定条件としては、一度温度
を１５５℃まで上げて等方相にしてから１４５℃から
２．５℃刻みで１３０℃まで下げて測定した。電圧は、
１００Ｖから１０Ｖ刻みで４０Ｖまで測定した。温度お
よび電界−移動度の特性結果の表を以下に示す。
【００２２】ポリスチレン無添加の場合の結果
【表１】
【表２】 ポリスチレン１０重量％混合の場合の結果
【表３】
【表４】 ポリスチレン２０重量％混合の場合の結果
【表５】
【表６】 以上の結果より、ポリスチレンを２０重量％混合しても
液晶性物質単独のものと比較して移動度が実質的に低下
していないことが分かる。
【００２３】さらに、表中の温度変化、並びに印加電圧
の変化の範囲で各移動度に実質的な変化がなく、液晶性
物質単独の特性を維持するものであった。
【００２４】実施例２ ２−（４’−オクチルオキシフェニル）−６−ドデシル
−オキシナフタレンを液晶性物質として用いて、実施例
１と同様に試験を行った。ポリスチレンを３０重量％混
合しても移動度が実質的に低下しなかった。また、温度
依存性、印加電圧依存性ともに実施例１と同様に移動度
の実質的な変化が見られなかった。
【００２５】
【発明の効果】本発明によって、液晶性物質およびバイ
ンダーを含有するバインダー添加型電荷輸送液晶材料で
あって、液晶性物質の特性を保持してなるバインダー添
加型電荷輸送液晶材料を提供することができる。特に本
発明の好適態様においては、電荷移動度の高さを保持し
ながら、液晶性物質を塗膜化できる点にも優れた特徴が
ある。
【００２６】このように、本発明において特定のバイン
ダーを添加しても液晶性物質の特性を保持できることに
より、従来は液晶材料を用いるにあたり必須の構成であ
ったセル構造を用いる必要がなくなり、液晶性物質の特
性を低下させることなく膜形成が可能となり、特にＥＬ
素子や電子写真感光体等への用途展開が可能となる。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】液晶性物質とバインダーとを含有してな
    り、前記液晶性物質の特性を実質的に保持してなること
    を特徴とする、バインダー添加型電荷輸送液晶材料。
  2. 【請求項２】前記液晶性物質と前記バインダーが互いに
    相溶可能な物質である、請求項１に記載のバインダー添
    加型電荷輸送液晶材料。
  3. 【請求項３】前記液晶性物質と前記バインダーが相溶し
    てなる、請求項１に記載のバインダー添加型電荷輸送液
    晶材料。
  4. 【請求項４】前記実質的に保持される液晶性物質の特性
    が、スメクチック液晶相における電荷輸送特性である、
    請求項１に記載のバインダー添加型電荷輸送液晶材料。
  5. 【請求項５】前記バインダー添加型電荷輸送液晶材料の
    電荷移動度が、１０−５〜１ｃｍ２／Ｖｓである、請求
    項１に記載のバインダー添加型電荷輸送液晶材料。
  6. 【請求項６】前記バインダーが、主鎖または側鎖に芳香
    族環および／または縮合芳香族環および／または複素芳
    香族環を含むものである、請求項１に記載のバインダー
    添加型電荷輸送液晶材料。
  7. 【請求項７】前記バインダーが、ポリスチレンとその誘
    導体、ポリナフタレンとその誘導体、ポリエステル系樹
    脂とその誘導体、アルキド樹脂とその誘導体、ポリカー
    ボネート樹脂とその誘導体、フェノール樹脂とその誘導
    体、キシレン樹脂とその誘導体、エポキシ樹脂とその誘
    導体、ウレタン樹脂とその誘導体、ポリビニルカルバゾ
    ールとその誘導体、ポリビニルピリジンとその誘導体、
    アミノ樹脂とその誘導体、ポリチオフェンとその誘導体
    および尿素樹脂とその誘導体、ならびにこれらの２種以
    上の共重合体および混合物から選ばれる物質を含むもの
    である、請求項１に記載のバインダー添加型電荷輸送液
    晶材料。
  8. 【請求項８】請求項１に記載のバインダー添加型電荷輸
    送液晶材料を含んでなる、塗膜。
  9. 【請求項９】請求項１に記載のバインダー添加型電荷輸
    送液晶材料を駆動経路に有する、画像表示素子。
  10. 【請求項１０】請求項１に記載のバインダー添加型電荷
    輸送液晶材料を駆動経路に有する、ＥＬ素子。
  11. 【請求項１１】請求項１に記載のバインダー添加型電荷
    輸送液晶材料を駆動経路に有する、光導電体。
  12. 【請求項１２】請求項１に記載のバインダー添加型電荷
    輸送液晶材料を駆動経路に有する、空間変調素子。
  13. 【請求項１３】請求項１に記載のバインダー添加型電荷
    輸送液晶材料を駆動経路に有する、薄膜トランジスタ。
  14. 【請求項１４】請求項１に記載のバインダー添加型電荷
    輸送液晶材料を駆動経路に有する、光センサー。
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