JP2003176338A - モノ、オリゴおよびポリ−3−(1,1−ジフルオロアルキル)チオフェンおよびこれらの電荷移動物質としての使用 - Google Patents
モノ、オリゴおよびポリ−3−(1,1−ジフルオロアルキル)チオフェンおよびこれらの電荷移動物質としての使用Info
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- H01B1/127—Intrinsically conductive polymers comprising five-membered aromatic rings in the main chain, e.g. polypyrroles, polythiophenes
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
- H10K85/10—Organic polymers or oligomers
- H10K85/111—Organic polymers or oligomers comprising aromatic, heteroaromatic, or aryl chains, e.g. polyaniline, polyphenylene or polyphenylene vinylene
- H10K85/113—Heteroaromatic compounds comprising sulfur or selene, e.g. polythiophene
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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Abstract
好な加工性、特に良好な可溶性および良好な酸化安定性
を有する、半導体または電荷移動物質として用いるため
の新たな材料および、本発明の酸化的または還元的にド
ープされた形態を含む、モノマー、オリゴマーおよびポ
リマーの有利な使用を提供する。 【解決手段】本発明は、式I −[(Y)a−(D)b−(Z)c]− I 式中、Dは、式II 【化1】 で表される3−(1,1−ジフルオロアルキル)チオフ
ェン基であり、ここで、Y、Z、R1、R2、a、bお
よびcは、請求項1に示した意味を有する、で表される
1つまたは2つ以上の同一のまたは異なる繰り返し単位
を含む新規なモノマー、オリゴマーおよびポリマーに関
する。さらに、本発明は、これらの化合物の、半導体ま
たは電荷移動物質およびこれらの種々のアプリケーショ
ンとしての使用に関する。
Description
的にドーピングされた形態を含む、新規なモノ、オリゴ
およびポリ−3−(1,1−ジフルオロアルキル)チオ
フェン、重合可能な液晶物質および異方性ポリマーフィ
ルムに関する。本発明はさらに、これらの製造方法、電
界効果トランジスタ、エレクトロルミネセント、光起電
およびセンサー装置を含む、光学的、電気光学的または
電子装置における、半導体または電荷移動物質として
の、これらの使用に関する。本発明はさらに、新規なモ
ノ、オリゴおよびポリ−3−(1,1−ジフルオロ−ア
ルキル)チオフェンを含む電界効果トランジスタおよび
半導電性部品に関する。さらに、本発明は、セキュリテ
ィーマーキングまたは装置および電荷注入層、フラット
化層、帯電防止フィルムまたは導電性基板またはパター
ンに関する。
ンジスタおよび有機電界効果トランジスタ(OFET)
における活性層として有望であると示されている[参考
文献1参照]。このような装置は、スマートカード、セ
キュリティータグおよびフラットパネルディスプレイに
おける切り換え素子における潜在的アプリケーションを
有する。有機材料は、これらを溶液から蒸着させること
ができる場合には、これが、迅速な広範囲の製作経路を
可能にするため、これらのシリコン類似物にまさる実質
的な費用上の利点を有すると考えられる。
料の電荷担体可動性および電流オン/オフ比に基づいて
おり、従って理想的な半導体は、オフ状態における低い
導電性およびこれと組み合わせて、高い電荷担体可動性
(>1×10−3cm2V− 1s−1)を有しなければ
ならない。さらに、酸化により、低下した装置性能に至
るため、半導電性材料が、酸化に対して比較的安定であ
る、即ち、これが、高いイオン化ポテンシャルを有する
ことが重要である。
が示されている既知の化合物は、ペンタセンである[参
考文献2参照]。真空蒸着により薄膜として蒸着させた
際には、これは、1cm2V−1s−1を超える担体可
動性および106より大きい、極めて高い電流オン/オ
フ比を有することが示された。しかし、真空蒸着は、大
面積フィルムの製作には適さない高価な加工技術であ
る。
(3−ヘキシルチオフェン)は、1×10−5〜4.5
×10−2cm2V−1s−1の電荷担体可動性を有す
るが、むしろ低い電流オン/オフ比(10〜103)を
有することが報告されている[参考文献3参照]。一般
的に、ポリ(3−アルキルチオフェン)は、良好な可溶
性を示し、大面積フィルムを製作するために加工された
溶液であることができる。しかし、ポリ(3−アルキル
チオフェン)は、比較的低いイオン化ポテンシャルを有
し、空気中でドーピングされやすい[参考文献4参
照]。
ン)は、L. RobitailleおよびM. Leclercにより研究さ
れた[参考文献5参照]。しかし、ポリ(3’−ペルフ
ルオロヘキシルターチオフェン)は、大規模溶液加工に
は適さない溶媒であるオクタフルオロトルエンに不溶で
あり、ポリ[3−(トリデカフルオロノニル)チオフェ
ン]は、可溶であることが見出された。しかし、このア
ルキル類似体と比較して、これは、劣った電子的特性を
示し、これは、一層低いレジオレギュラリティーに寄与
した。さらに、嵩高いフルオロアルキル基は、分子の共
役π電子成分から生じる巨視的電荷移動可動性を希釈す
る。この大きい基はまた、密に密集した薄片状形態を潜
在的に破壊し、再び可動性を低下させる。
びα,ω−ジペルフルオロヘキシルセキシチオフェン
は、有効なn型半導体として記載されている[参考文献
6、7参照]。実際、α,ω−置換セキシチオフェン
は、電荷移動について2×10− 2cm2V−1s−1
までの担体可動性を示す(n型半導電性)。しかし、両
方のフッ素化セキシチオフェンは、共通の溶媒への低い
可溶性を有し、従って溶液加工することができない。
またはOであり、nは、1〜9である、で表され、5〜
5000の重合度を有するペルフルオロアルキル化複素
芳香族ポリマーは、EP 0 414 906 A1[参考文献8]に
提案されている。ポリマーは、撥水剤および撥油剤とし
て、および電気伝導性材料として用いることができる。
しかし、再び、ペルフルオロアルキル化チオフェンは、
一般的に、特に、大規模生産手法において共通して用い
られる有機溶媒への、低い、ないし極めて低い可溶性を
示す。
するのが容易であり、高い電荷可動性、良好な加工性、
特に良好な可溶性および良好な酸化安定性を有する、半
導体または電荷移動物質として用いるための新たな材料
を提供することにある。本発明の他の目的は、本発明の
酸化的または還元的にドープされた形態を含む、モノマ
ー、オリゴマーおよびポリマーの有利な使用に関する。
本発明の他の目的は、以下の記載から、当業者に直ちに
明らかである。
目的は、特に頭尾配向を有する、レジオレギュラーな3
−(1,1−ジフルオロ−アルキル)チオフェンに基づ
く新規なオリゴマーおよびポリマーを提供することによ
り、達成することができることを見出した。これらのオ
リゴマーおよびポリマーは、主鎖における高い程度のフ
ラット性および強力な鎖間π−π積み重ね相互作用を示
して、これらが、高い電荷担体可動性を有する有効な電
荷移動物質となる。チオフェン環に隣接する電子求引性
1,1−ジフルオロ基は、フッ素化されていないポリ
(3−アルキル)チオフェンと比較して、HOMOを低
下させる。本発明のオリゴマーおよびポリマーは、十分
高いイオン化ポテンシャルを有し、酸化に対して十分安
定である。他方、これらのオリゴマーおよびポリマー
は、特に共通の有機溶媒への良好な、ないし極めて良好
な可溶性を有する。従って、本発明のオリゴマーおよび
ポリマーは、迅速なおよび経済的に好ましい溶液加工に
対して従順性である。
の3−(1,1−ジフルオロアルキル)チオフェン単位
を含む中心核からなり、任意に、3−(1,1−ジフル
オロ−アルキル)チオフェン単位と共に延長された共役
系を形成する、他の共役部分を含み、前述の核が、任意
にスペーサー基を介して、1つまたは2つの重合可能な
基に結合している、反応性メソゲンに関する。反応性メ
ソゲンは、液晶相を誘発または増強することができる
か、または、それら自体液晶性である。これらは、これ
らの中間相において秩序づけられ、整列することがで
き、および重合可能な基は、インサイチュ(in situ)で
重合または架橋して、高い程度の長い範囲の秩序または
単一ドメインを有する干渉性ポリマーフィルムを形成
し、従って高い安定性および高い電荷担体可動性を有す
る改善された半導体材料を得ることができる。
ゲンから得られ、これを次に、半導体装置において用い
るための薄層として例えば溶液からさらに加工する、液
晶ポリマー、特に液晶側鎖ポリマーに関する。
的にドープされて導電性イオン種を形成する、本発明の
モノマー、オリゴマーおよびポリマー、材料またはポリ
マーフィルムに関する。本発明の他の観点は、本発明の
モノマー、オリゴマーまたはポリマー、材料またはポリ
マーフィルムを含む、電荷注入層、フラット化層、帯電
防止フィルムあるいは電子的アプリケーションまたはフ
ラットパネルディスプレイ用の導電性基板またはパター
ンである。
たはメソゲン性化合物」は、1つまたは2つ以上の棒
型、薄い木片型またはディスク型のメソゲン性基、即ち
液晶相挙動を誘発する能力を有する基を含む材料または
化合物を意味する。メソゲン性基を含む化合物または材
料は、必ずしもそれら自体液晶相を示す必要はない。ま
た、これらが、他の化合物との混合物においてのみ、あ
るいはメソゲン性化合物または材料またはこれらの混合
物を重合させた際に、液晶相挙動を示すことが可能であ
る。
ラジカル性またはイオン性連鎖重合、重付加または重縮
合に関与することができる化合物または基、および例え
ば、重合類似反応においてポリマー主鎖に縮合または付
加によりグラフトされることができる反応性化合物また
は反応性基を含む。用語「フィルム」は、いくらか顕著
な機械的安定性および可撓性を示す自立性、即ち独立し
て立つフィルム、並びに支持基板上または2つの基板の
間の被膜または層を含む。
−アルキル)チオフェン基を含むモノマー、オリゴマー
およびポリマーに関する。
ゴマーおよびポリマーの、半導体または電荷移動物質と
して、特に光学的、電気光学的または電子装置におい
て、例えば集積回路の部品としての電界効果トランジス
タ(FET)、フラットパネルディスプレイアプリケー
ションにおける薄膜トランジスタとして、または電波方
式認識(RFID)タグ、または有機発光ダイオード
(OLED)アプリケーション、例えばエレクトロルミ
ネセントディスプレイまたは例えば液晶ディスプレイの
バックライト、光起電またはセンサー装置、電池におけ
る電極材料、光伝導体および電子写真式アプリケーショ
ン、例えば電子写真式記録のための半導電性部品におけ
る使用に関する。
以上のモノマー、オリゴマーまたはポリマーを含む、例
えば集積回路の部品として、フラットパネルディスプレ
イアプリケーション、あるいは電波方式認識(RFI
D)タグにおける薄膜トランジスタとしての電界効果ト
ランジスタに関する。
は2種以上のモノマー、オリゴマーまたはポリマーを含
む、エレクトロルミネセントディスプレイまたは例えば
液晶ディスプレイのバックライトのようなOLEDアプ
リケーションにおける、光起電またはセンサー装置にお
いて、電池における電極材料として、光伝導体として、
および電子写真式アプリケーションのための半導電性部
品に関する。本発明はさらに、本発明のRFIDまたは
IDタグまたはFETを含むセキュリティーマーキング
または装置に関する。
フルオロアルキル)チオフェン]は、好ましくは、式I −[(Y)a−(D)b−(Z)c]− I 式中、Dは、式II
ェン基であり、
Br、I、−CNまたは−OHにより一置換または部分
的に置換されていることができる、1〜20個のC原子
を有する直鎖状、分枝状または環状アルキルであり、ま
た、1つまたは2つ以上の隣接していないCH2基が、
各々の場合において、互いに独立して、Oおよび/また
はS原子が互いに直接結合しないように、−O−、−S
−、−NH−、−NR0−、−SiR0R00−、−C
O−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S
−CO−、−CO−S−、−CH=CH−または−C≡
C−により置換されていることができ、あるいは任意に
置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、
l、Br、I、−CNまたは−OHにより一置換または
多置換されていることができる、1〜20個のC原子を
有する直鎖状、分枝状または環状アルキルであり、ま
た、1つまたは2つ以上の隣接していないCH2基が、
各々の場合において、互いに独立して、Oおよび/また
はS原子が互いに直接結合しないように、−O−、−S
−、−NH−、−NR0−、−SiR0R00−、−C
O−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−S
−CO−、−CO−S−、−CH=CH−または−C≡
C−により置換されていることができ、あるいは任意に
置換されたアリールまたはヘテロアリールであり、
または1〜12個のC原子を有するアルキルであり、Y
およびZは、互いに独立して、−CX1=CX2−、−
C≡C−または任意に置換されたアリーレンまたはヘテ
ロアリーレンであり、X1およびX2は、互いに独立し
て、H、F、ClまたはCNであり、a、bおよびc
は、互いに独立して、0または1であり、a+b+c>
0であり、ここで、少なくとも1つの繰り返し単位にお
いて、bは1である、で表される1つまたは2つ以上の
同一のまたは異なる繰り返し単位を含む。
た」は、すべてのH原子が、所定の置換基により置換さ
れているとは限らない、特にR1が、過フッ素化または
過塩素化されていないことを意味する。本発明のモノ、
オリゴおよびポリ−3−(1,1−ジフルオロ−アルキ
ル)チオフェンは、特に、これらが高い担体可動性を有
するため、電荷移動半導体として有用である。
れていない、CF2またはCF3基を含むことができ
る、1〜20個のC原子、特に2〜15個のC原子を有
するアルキル基である、モノマー、オリゴマーおよびポ
リマーである。さらに、R2がH、Fまたは1〜20個
のC原子を有する任意に置換されたアルキル基である、
本発明のモノマー、オリゴマーおよびポリマーが好まし
い。
(1,1−ジフルオロ−アルキル)チオフェン基および
重合または架橋反応が可能な少なくとも1つの反応性基
を含む、モノマー、オリゴマーおよびポリマーである。
さらに好ましいのは、メソゲン性または液晶性である、
少なくとも1つの3−(1,1−ジフルオロ−アルキ
ル)チオフェン基を含むモノマー、オリゴマーおよびポ
リマーである。さらに好ましいのは、少なくとも2つの
繰り返し単位を含み、この少なくとも1つが、本発明の
繰り返し単位である、オリゴマーおよびポリマーであ
る。
義した通りであり、nは、1〜5000の整数であり、
R5およびR6は、互いに独立して、H、ハロゲン、S
n(R0)3または、非置換であるか、F、Cl、B
r、IまたはCNにより一置換または多置換されている
ことができる、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分
枝状または環状アルキルであり、また、1つまたは2つ
以上の隣接していないCH2基が、各々の場合におい
て、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに
直接結合しないように、−O−、−S−、−NH−、−
NR0−、−SiR0R00−、−CO−、−COO
−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−C
O−S−、−CH=CH−または−C≡C−により置換
されていることができ、あるいは任意に置換されたアリ
ールまたはヘテロアリールであるか、またはP−Sp−
Xを示し、
り、Spは、スペーサー基または単結合であり、および
Xは、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、
−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、
−CO−NR0−、−NR0−CO−、−OCH 2−、
−CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CH=
CH−COO−、−OOC−CH=CH−または単結合
であり、ここで、R0およびR00は、前に定義した通
りであり、ここで、繰り返し単位[(Y)a−(D)b
−(Z)c]は、同一であるかまたは異なることができ
る、で表されるモノマー、オリゴマーおよびポリマーで
ある。
る、繰り返し単位(Y)a−(D) b−(Z)cは、複
数生じる場合には互いに独立して、オリゴマーまたはポ
リマーが、同一のまたは異なる繰り返し単位(Y)a−
(D)b−(Z)cを含むことができるように式Iから
選択することができる。従って、オリゴマーおよびポリ
マーは、例えば、 −例えば−Y−D−Z−Z−D−Y−D−のようなモノ
マー配列を有する、統計学的にランダムなコポリマー、 −例えば−Y−D−Z−Y−D−Z−のようなモノマー
配列を有する交互コポリマー、および −例えば−Y−Y−D−D−D−Z−Z−Z−Z−のよ
うなモノマー配列を有するブロックコポリマー であるホモポリマーおよびコポリマーを含み、ここで、
基YおよびZは、3−(1,1−ジフルオロ−アルキ
ル)チオフェン単位Dと共に、共役系を形成する。
さらなる好ましいものは、1つまたは2つ以上の繰り返
し単位(Y)a−(D)b−(Z)c(式中、a=c=
0およびb=1である)を含み、極めて好ましくは専ら
このような繰り返し単位からなるモノマー、オリゴマー
およびポリマーである。さらなる好ましいものは、1つ
または2つ以上の繰り返し単位(Y)a−(D)b−
(Z)c(式中、b=c=1およびa=0である)を含
み、極めて好ましくは専らこのような繰り返し単位から
なるモノマー、オリゴマーおよびポリマーである。さら
なる好ましいものは、1つまたは2つ以上の繰り返し単
位(Y)a−(D)b−(Z)c(式中、a=b=c=
1である)を含み、極めて好ましくは専らこのような繰
り返し単位からなるモノマー、オリゴマーおよびポリマ
ーである。
る、 −nが、2〜5の整数である、 −nが、1〜15の整数であり、R5およびR6の一方
または両方がP−Sp−Xを示す、 −nが、2〜5000の整数であり、R5およびR
6が、R2の意味の1つを有する、 −分子量が30000〜300000である、
ッ素原子で置換されているが、過フッ素化されていない
C1〜C20アルキル、C1〜C20アルケニル、C1
〜C2 0アルキニル、C1〜C20アルコキシ、C1〜
C20チオエーテル、C1〜C 20シリル、C1〜C
20エステル、C1〜C20アミノおよび任意に置換さ
れたアリールまたはヘテロアリールから選択されてい
る、 −R1が、C1〜C20アルキル基である、 −R2が、H、F、極めて好ましくは過フッ素化されて
いない、任意に1個または2個以上のフッ素原子で置換
されたC1〜C20アルキル、C1〜C20アルケニ
ル、C1〜C20アルキニル、C1〜C20アルコキ
シ、C1〜C20チオエーテル、C1〜C20シリル、
C1〜C20エステル、C1〜C20アミノおよび任意
に置換されたアリールまたはヘテロアリールから選択さ
れている、
は過フッ素化されていない、任意に1個または2個以上
のフッ素原子で置換された、1〜20個のC原子を有す
るアルキルから選択されている、 −R5およびR6が、H、ハロゲン、任意に1個または
2個以上のフッ素原子で置換されたC1〜C20アルキ
ル、C1〜C20アルケニル、C1〜C20アルキニ
ル、C1〜C20アルコキシ、C1〜C20チオエーテ
ル、C1〜C20シリル、C1〜C20エステル、C1
〜C20アミノ、C1〜C20フルオロアルキルおよび
任意に置換されたアリールまたはヘテロアリール、特に
H、ハロゲン、C1〜C20アルキルおよびC1〜C
20アルコキシから選択されている、
たはヘテロアリーレンである、 −YおよびZが、−CX1=CX2−または−C≡C−
である、 −少なくとも1つのモノマー単位(Y)a−(D)b−
(Z)cにおいて、a、bおよびcが1であり、Yおよ
びZの一方が、アリーレンまたはヘテロアリーレンであ
り、他方が−CX1=CX2−または−C≡C−であ
る、 −−CX1=CX2−が、−CH=CH−、−CH=C
F−、−CF=CH−、−CF=CF−、−CH=C
(CN)−または−C(CN)=CH−である、−n=
b=1およびa=c=0の場合において、R5およびR
6の少なくとも一方が、Hとは異なる、モノマー、オリ
ゴマーおよびポリマーである。
または液晶性であるモノマー、オリゴマーおよびポリマ
ー、特に1つまたは2つ以上の重合可能な基を含むもの
に関する。このタイプの極めて好ましい材料は、式I1
(式中、nは、1〜15の整数であり、R5および/ま
たはR6は、P−Sp−Xを示す)で表されるモノマー
およびオリゴマーである。
よりこれらの液晶相において均一な高度に秩序づけられ
た配向に整列し、従って特に高い電荷担体可動性をもた
らす一層高い程度の秩序を示すことができるため、特
に、半導体または電荷移動物質として有用である。高度
に秩序づけられた液晶状態を、基Pを介してのインサイ
チュ重合または架橋により固定して、高い電荷担体可動
性並びに高い熱的、機械的および化学的安定性を有する
ポリマーフィルムを得ることができる。
ゴマーおよびポリマーを、従来技術から知られている他
の重合可能なメソゲン性または液晶モノマーと共重合さ
せて、液晶相挙動を誘発するかまたは増強することが可
能である。
1つの重合可能な基および任意に、1種または2種以上
の他の重合可能な化合物を含み、ここで、少なくとも1
種の重合可能なモノ、オリゴおよびポリ−3−(1,1
−ジフルオロアルキル)チオフェンおよび/または他の
重合可能な化合物が、メソゲン性または液晶性である、
1種または2種以上の本発明のモノマー、オリゴマーま
たはポリマーを含む重合可能な液晶物質に関する。
またはスメクティック相を有する液晶物質である。FE
Tアプリケーションのために、スメクティック材料が特
に好ましい。OLEDアプリケーションのために、ネマ
ティックまたはスメクティック材料が、特に好ましい。
的に均一な配向に整列し、重合または架橋して、配向し
た状態を固定する、前に定義した重合可能な液晶物質か
ら得られる電荷移動特性を有する異方性ポリマーフィル
ムに関する。
反応により、前に定義した重合可能な液晶物質から得ら
れた液晶側鎖ポリマー(SCLCP)に関する。特に好
ましいのは、R5およびR6の一方または両方が重合可
能なまたは反応性基である、式I1で表される1種また
は2種以上のモノマーあるいは式I1で表される1種ま
たは2種以上のこのようなモノマーを含む重合可能な混
合物から得られるSCLCPである。
方または両方が重合可能な基である、式I1で表される
1種または2種以上のモノマー、あるいは前に定義した
重合可能な液晶混合物から、1種または2種以上の追加
のメソゲン性または非メソゲン性コモノマーとの共重合
または重合類似反応により得られるSCLCPに関す
る。
り可撓性主鎖から分離されたペンダント基として位置さ
れている、側鎖液晶ポリマーまたはコポリマー(SCL
CP)は、高度に秩序づけられた薄片状形態を得る可能
性を提供する。この構造は、極めて近い(代表的には<
4Å)π−π積み重ねが生じ得る、密に密集した共役芳
香族メソゲンからなる。この積み重ねは、分子間電荷移
動を一層容易に発生させ、高い電荷担体可動性をもたら
す。SCLCPは、これらを、加工前に容易に合成する
ことができ、次に、例えば有機溶媒中で溶液から加工す
ることができるため、特定のアプリケーションに有利で
ある。SCLCPを溶液中で用いる場合には、これら
は、適切な表面上に塗布された際および、大きい領域を
もたらすことができるこれらの中間相温度において、高
度に秩序づけられたドメインの際に、自発的に配向する
ことができる。
し、R5、R6およびnは、式I1において示す意味を
有し、R3、R4は、互いに独立して、式IIにおいて
示すR2の意味の1つを有し、Arは、また縮合環を含
むことができ、任意にF、Clおよび/または式IIに
おいて定義した基R2で一置換または多置換されてい
る、25個までのC原子を有する2価の単環式、二環式
または三環式芳香族または複素芳香族基である、で表さ
れるモノマー、オリゴマーおよびポリマーである、
は、極めて好ましくはH、Fまたは任意にフッ素化され
ている、1〜16個のC原子を有するアルキルであり、
Arは、極めて好ましくは1,4−フェニレン、アルコ
キシフェニレン、アルキルフルオレン、チオフェン−
2,5−ジイル、チエノチオフェン−2,5−ジイルま
たはジチエノチオフェン−2,6−ジイルであり、これ
らすべては、Arについて定義したように置換されてい
ることができる。R1は、好ましくは1〜20個のC原
子、特に2〜15個のC原子を有するアルキルである。
R3、R4は、好ましくは、R2の意味および/または
−CF2−R1を有する。極めて好ましくは、R3は、
R2と同一の意味を有し、R4は、−CF2−R1であ
る。
くは、また縮合環を含むことができ、任意に1つまたは
2つ以上の基R2で置換されている、25個までのC原
子を有する単環式、二環式または三環式芳香族または複
素芳香族基を示す。
ル基は、フェニルであり、ここで、さらに、1つまたは
2つ以上のCH基は、N、ナフタレン、チオフェン、チ
エノチオフェン、ジチエノチオフェン、フルオレンおよ
びオキサゾールにより置換されていることができ、これ
らのすべては、非置換であるか、Lで一置換または多置
換されていることができ、ここで、Lは、ハロゲンある
いは1〜12個のC原子を有するアルキル、アルコキ
シ、アルキルカルボニルまたはアルコキシカルボニル基
であり、ここで、1個または2個以上のH原子は、Fま
たはClにより置換されていることができる。
の1つが、アルキルまたはアルコキシ基である、即ち、
末端CH2基が−O−により置換されている場合には、
これは、直鎖状または分枝状であることができる。これ
は、好ましくは直鎖状であり、2〜8個の炭素原子を有
し、従って好ましくは、例えば、エチル、プロピル、ブ
チル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、オクチル、エト
キシ、プロポキシ、ブトキシ、ペントキシ、ヘキシルオ
キシ、ヘプトキシまたはオクトキシ、さらにメチル、ノ
ニル、デシル、ウンデシル、ドデシル、トリデシル、テ
トラデシル、ペンタデシル、ノノキシ、デコキシ、ウン
デコキシ、ドデコキシ、トリデコキシまたはテトラデコ
キシである。
2q+1(式中、qは、2〜15の整数である)で表さ
れる直鎖状アルキル鎖である。
2基が−O−により置換されている)は、好ましくは、
例えば、直鎖状2−オキサプロピル(=メトキシメチ
ル)、2−(=エトキシメチル)または3−オキサブチ
ル(=2−メトキシエチル)、2−、3−または4−オ
キサペンチル、2−、3−、4−または5−オキサヘキ
シル、2−、3−、4−、5−または6−オキサヘプチ
ル、2−、3−、4−、5−、6−または7−オキサオ
クチル、2−、3−、4−、5−、6−、7−または8
−オキサノニルあるいは2−、3−、4−、5−、6
−、7−、8−または9−オキサデシルである。
2i+1(式中、iは、1〜15の整数である)、特に
CF3、C2F5、C3F7、C4F9、C5F11、
C6F 13、C7F15またはC8F17、極めて好ま
しくはC6F13である。ハロゲンは、好ましくは、F
またはClである。
は、CH2=CW1−COO−、
S−CW2W3−、HW 2N−、HO−CW2W3−N
H−、CH2=CW1−CO−NH−、CH2=CH−
(COO)k1−Phe−(O)k2−、Phe−CH
=CH−、HOOC−、OCN−およびW4W5W6S
i−から選択されており、W1は、H、Cl、CN、フ
ェニルまたは1〜5個のC原子を有するアルキル、特に
H、ClまたはCH3であり、W2およびW3は、互い
に独立して、Hまたは1〜5個のC原子を有するアルキ
ル、特にメチル、エチルまたはn−プロピルであり、W
4、W5およびW6は、互いに独立して、Cl、1〜5
個のC原子を有するオキサアルキルまたはオキサカルボ
ニルアルキルであり、Pheは、1,4−フェニレンで
あり、k1およびk2は、互いに独立して0または1で
ある。
O−、CH2=C(CH3)−COO−、CH2=CH
−、CH2=CH−O−および
セタン基である。オキセタンは、重合(架橋)により比
較的低い収縮を生じ、これにより、フィルム内の比較的
低い応力発生が得られ、秩序づけの一層高い保持および
一層少ない欠陥がもたらされる。オキセタン架橋はま
た、陽イオン性開始剤を必要とし、これは、遊離基開始
剤とは異なり、酸素に対して不活性である。
目的で知られているすべての基を、用いることができ
る。スペーサー基Spは、好ましくは、1〜20個のC
原子、特に1〜12個のC原子を有する直鎖状または分
枝状アルキレン基であり、ここで、さらに、1つまたは
2つ以上の隣接していないCH2基は、−O−、−S
−、−NH−、−N(CH3)−、−CO−、−O−C
O−、−S−CO−、−O−COO−、−CO−S−、
−CO−O−、−CH(ハロゲン)−、−C(ハロゲ
ン)2、−CH(CN)−、−CH=CH−または−C
≡C−あるいはシロキサン基により置換されていること
ができる。
H2)p−、−(CH2CH2O) r−CH2CH
2−、−CH2CH2−S−CH2CH2−または−C
H2CH 2−NH−CH2CH2−または−(SiR0
R00−O)p−であり、pは、2〜12の整数であ
り、rは、1〜3の整数であり、R0およびR00は、
式Iに示す意味を有する。
ン、プロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレン、
ヘプチレン、オクチレン、ノニレン、デシレン、ウンデ
シレン、ドデシレン、オクタデシレン、エチレンオキシ
エチレン、メチレンオキシブチレン、エチレン−チオエ
チレン、エチレン−N−メチルイミノエチレン、1−メ
チルアルキレン、エテニレン、プロペニレンおよびブテ
ニレンである。
P−Sp−Xを有する化合物であり、ここで、Spおよ
び/またはXは、単結合である。2つの基P−Sp−X
を有する化合物の場合において、2つの重合可能な基
P、2つのスペーサー基Spおよび2つの結合基Xの各
々は、同一であるかまたは異なることができる。
たは混合物から得られたSCLCPは、式I1における
重合可能な基Pにより形成された主鎖を有する。本発明
のモノマー、オリゴマーおよびポリマーは、既知の方法
により、またはこれと同様にして合成することができ
る。いくつかの好ましい方法を、以下に記載する。
1−ジフルオロアルキル)チオフェン](4): 商業的に入手できる3−シアノチオフェン(5)から出
発して、ポリ[3−(1,1−ジフルオロアルキル)チ
オフェン](4)への経路を、以下に概説する。図式1:
グリニヤールを用いてアルキル化して、ケトチオフェン
(6)を、中間体イミンの加水分解により得る。ケトチ
オフェン(6)を、チオラン(7)に、三フッ化ホウ素
の存在下でジチオールで処理することにより転化する。
ピリジニウムポリ(フッ化水素)中のNBSを用いたチ
オラン(7)のフッ素化により、1,1−ジフルオロア
ルキルチオフェン(7)が、モノおよびジブロモチオフ
ェンを含む混合物として得られた(参考文献9参照)。
粗製の混合物を、さらにDMF中のNBSで臭素化し
て、蒸留の後にジブロモジフルオロアルキルチオフェン
(8)を得た。ポリ[3−(1,1−ジフルオロアルキ
ル)チオフェン](4)を、(8)から、リーケ(Riek
e)により記載された経路により合成する[参考文献10
参照]。1当量の活性亜鉛での処理により、アリール亜
鉛試薬が形成する。触媒量のNi(dmpe)Cl
2(ここで、dpppは、1,2−ビス(ジメチルホス
フィノ)エタンである)の添加により、レジオレギュラ
ーな頭尾ポリ[3−(1,1−ジフルオロアルキル)チ
オフェン](4)が得られる。
ェン(7)中間体を形成するための2種の代替の手順の
概略を、図式2に説明する。図式2:
ンに、ロエソン(Lawessons)試薬(2,4−ビス(4−
メトキシフェニル)−1,3,2,4−ジチアジホスフ
ェタン−2,4−ジチオン)との反応により転化する。
チオケトンを、(7)に、三フッ化ビス(2−メトキシ
エチル)アミノ硫黄での処理により転化する[参考文献
11参照]。あるいはまた、中間体(6)を、三フッ化
(ジエチルアミノ)硫黄(DAST)または同等のもの
を用いて、1,1−ジフルオロアルキルチオフェン
(7)に直接転化する[参考文献12参照]。
は、スティレ(Stille)カップリング[参考文献13参
照]、マッククロー(McCullough)カップリング[参考文
献14、15参照]およびスズキ(Suzuki)カップリング
[参考文献16参照]である。3−(1,1−ジフルオ
ロ−アルキル)チオフェンモノマーまたはオリゴマー基
および1つまたは2つの重合可能な基P−Sp−Xを含
む反応性メソゲンを、例えば、以下の合成経路により、
またはこれと同様にして製造することができる。
ロ−アルキル)チオフェン(7)を、2−位において、
酢酸に溶解した1当量のN−ブロモスクシンイミドによ
り臭素化して、(9)を得る。ジハロ3−(1,1−ジ
フルオロ−アルキル)チオフェン(9)の、アルキルグ
リニヤール試薬との、ニッケル触媒の存在下でのクロス
カップリングにより、モノアルキルアルコール(10)
が得られる。(10)の5−位におけるリチウム化、続
いて酸化的カップリングにより、(11)が得られる。
ルーチンの方法論により、保護されたビス−アルコール
(11)が、ビス−アクリレートまたはビス−オキセタ
ンに転化される。図式3:
基である。
−(1,1−ジフルオロ−アルキル)チオフェンポリマ
ー 2,5−ジブロモ−3−(1,1−ジフルオロ−アルキ
ル)チオフェン(8)の、ビス有機スズ試薬(12)と
のスティレカップリングにより、CX1=CX 2基を含
むポリマー(13)が得られる[参考文献17参照]。
オロ−アルキル)チオフェン(8)の、ビスホウ酸(bis
-boronic acid)(14)とのスズキカップリングによ
り、アリール基を含むポリマー(15)が得られる。
び材料の酸化形態および還元形態の両方に関する。電子
の損失または獲得の結果、高い導電性を有する高度に脱
局在化されたイオン性形態が形成する。このことは、一
般的なドーパントに暴露する際に生じ得る。好適なドー
パントおよびドーピング方法は、例えば、EP 0 528 66
2、US 5,198,153またはWO96/21659から、当業者に知ら
れている。
材料を酸化剤または還元剤で酸化還元反応において処理
して、対応する対イオンが用いられるドーパントから由
来する、材料中の脱局在したイオン性中心を形成するこ
とを意味する。好適なドーピング方法は、例えば、大気
圧または減圧においてドーピング蒸気に暴露し、ドーパ
ントを含む溶液中で電気化学的にドーピングし、ドーパ
ントを、熱的に拡散するべき半導体材料と接触させ、ド
ーパントを半導体材料中にイオン注入することを含む。
なドーパントは、例えば、ハロゲン(例えば、I2、C
l2、Br2、ICl、ICl3、IBrおよびI
F)、ルイス酸(例えば、PF5、AsF5、Sb
F5、BF3、BCl3、SbCl5、BBr3および
SO3)、プロトン酸、有機酸またはアミノ酸(例え
ば、HF、HCl、HNO3、H2SO4、HCl
O4、FSO3HおよびClSO3H)、遷移金属化合
物(例えば、FeCl3、FeOCl、Fe(Cl
O4)3、Fe(4−CH3C6H4SO3)3、Ti
Cl4、ZrCl4、HfCl4、NbF5、NbCl
5、TaCl5、MoF5、MoCl5、WF5、WC
l6、UF6およびLnCl3(ここで、Lnは、ラン
タノイドである))、陰イオン(例えば、Cl−、Br
−、I−、I3 −、HSO4 −、SO4 2−、N
O3 −、ClO4 −、BF4 −、PF6 −、As
F6 −、SbF6 −、FeCl4 −、Fe(CN)6
3−および種々のスルホン酸の陰イオン、例えばアリー
ル−SO3 −)である。
パントの例は、陽イオン(例えば、H+、Li+、Na
+、K+、Rb+およびCs+)、アルカリ金属(例え
ば、Li、Na、K、RbおよびCs)、アルカリ土類
金属(例えば、Ca、SrおよびBa)、O2、XeO
F4、(NO2 +)(SbF6 −)、(NO2 +)(S
bCl6 −)、(NO2 +)(BF4 −)、AgClO
4、H2IrCl6、La(NO3)3・6H2O、F
SO2OOSO2F、Eu、アセチルコリン、R
4N+、(Rは、アルキル基である)、R4P+(R
は、アルキル基である)、R6As+(Rは、アルキル
基である)およびR3S+(Rは、アルキル基である)
である。
を、アプリケーション、例えば有機発光ダイオードアプ
リケーションにおける電荷注入層およびITOフラット
化層、フラットパネルディスプレイおよびタッチスクリ
ーン用のフィルム、帯電防止フィルム、印刷された導電
性基板、電子的アプリケーションにおけるパターンまた
はトラクト(tract)、例えば印刷回路板およびコンデン
サ(しかしこれらには限定されない)における有機「金
属」として用いることができる。
む本発明のモノマー、オリゴマーおよびポリマーを、他
の重合可能な化合物と、重合可能な基Pを介して重合ま
たは共重合させることができる。これは、好ましくは、
好ましくは本発明の半導体材料を含む電子的または光学
的装置の製作中の、材料の被覆された層のインサイチュ
重合によって、実施される。液晶物質の場合において、
これらは好ましくは、重合前にこれらの液晶状態におい
て、ホメオトロピック配向中に整列し、ここで共役π電
子系は、電荷移動の方向に直交する。これにより、分子
間距離が最小になり、従って次に、分子間で電荷を移動
させるのに必要なエネルギーが最小になることが確実に
なる。
晶状態の均一な配向が固定される。整列および硬化が、
材料の液晶相または中間相において実施される。この手
法は、当技術分野において知られており、一般的なもの
として、例えば、D.J. Broer,et al., Angew. Makromo
l. Chem. 183, (1990), 45-66に記載されている。
る基板の処理、被覆中または被覆後の材料の剪断、被覆
した材料への磁場または電場の適用、あるいは界面活性
化合物の液晶物質への添加により達成することができ
る。整列手法の概観は、例えば、I. Sageにより、"Ther
motropic Liquid Crystals"、G. W. Gray編、John Wile
y & Sons, 1987, 75-77頁中に、およびT. Uchidaおよび
H. Sekiにより、"LiquidCrystals - Applications and
Uses Vol. 3"、B. Bahadur編、World Scientific Publi
shing, Singapore 1992, 1-63頁中に示されている。整
列材料および手法の概観は、J. Cognard, Mol. Cryst.
Liq. Cryst. 78, Supplement 1 (1981), 1-77頁により
示されている。
こる。化学線は、光、例えばUV光、IR光または可視
光線での照射、X線またはガンマ線での照射あるいは高
エネルギー粒子、例えばイオンまたは電子での照射を意
味する。好ましくは、重合は、非吸収性波長においてU
V照射により実施される。化学線のための源として、例
えば単一のUVランプまたはUVランプのセットを用い
ることができる。高いランプ出力を用いれば、硬化時間
を減少させることができる。化学線のための他の可能な
源は、レーザー、例えばUVレーザー、IRレーザーま
たは可視レーザーである。
て吸収を示す開始剤の存在下で実行する。例えば、UV
光線により重合する際には、UV照射下で分解して重合
反応を開始する遊離基またはイオンを生成する光開始剤
を、用いることができる。アクリレートまたはメタクリ
レート基を有する重合可能な材料を硬化させる際には、
好ましくはラジカル光開始剤を用い、ビニル、エポキシ
ドおよびオキセタン基を有する重合可能な材料を硬化さ
せる際には、好ましくは陽イオン系光開始剤を用いる。
また、加熱された際に分解して、重合を開始する遊離基
またはイオンを生成する重合開始剤を用いることが可能
である。ラジカル重合のための光開始剤として、例え
ば、市場で入手できるアーガキュア(Irgacure)651、
アーガキュア184、ダロキュア(Darocure)1173ま
たはダロキュア4205(すべてCiba Geigy AGから)
を用いることができ、一方陽イオン性光重合の場合に
は、市場で入手できるUVI6974(Union Carbid
e)を用いることができる。
種以上の他の好適な成分、例えば触媒、増感剤、安定
剤、阻害剤、連鎖移動剤、同時反応モノマー、界面活性
化合物、潤滑剤、湿潤剤、分散剤、疎水剤(hydrophobin
g agent)、接着剤、流動改善剤、消泡剤、脱気剤、希釈
剤、反応性希釈剤、補助剤、着色剤、染料または顔料を
含むことができる。
むモノマー、オリゴマーおよびポリマーはまた、重合可
能なメソゲン性化合物と共重合して、液晶相挙動を誘発
するか、または、式Iで表されるメソゲン性材料の場合
には、これを増強することができる。コモノマーとして
適する重合可能なメソゲン性化合物は、従来技術におい
て知られており、例えばWO93/22397;EP 0,261,712;DE
195,04,224;WO95/22586およびWO97/00600に開示され
ている。
または混合物から、前記した方法により、または、例え
ば、ラジカル性、陰イオン性または陽イオン性連鎖重
合、重付加または重縮合を含む、当業者に知られている
従来の重合手法により、製造することができる。重合
は、例えば、被覆および予備整列を必要とせずに、溶液
中での重合として、またはインサイチュでの重合として
実行することができる。また、SCLCPを、本発明の
化合物を好適な反応性基またはこれらの混合物で、重合
類似反応において予め合成されたアイソトロピックまた
は異方性ポリマー主鎖にグラフトすることにより形成す
ることが可能である。
方カルボン酸またはエステル基を有するポリマー主鎖に
結合させることができ、末端イソシアネート基を有する
化合物を、遊離の水酸基を有する主鎖に加えることがで
き、末端ビニルまたはビニルオキシ基を有する化合物
を、例えば、Si−H基を有するポリシロキサン主鎖に
加えることができる。また、SCLCPを、従来のメソ
ゲン性または非メソゲン性コモノマーと共に、本発明の
化合物から共重合または重合類似反応により形成するこ
とが可能である。好適なコモノマーは、当業者に知られ
ている。原則的に、所望のポリマー形成反応を受けるこ
とができる反応性または重合可能な基、例えば前に定義
した重合可能なまたは反応性基Pを担持する、業界にお
いて知られているすべての従来のコモノマーを用いるこ
とが可能である。
ば、WO93/22397;EP 0,261,712;DE 195,04,224;WO95/
22586およびWO97/00600に述べられているものである。
代表的な非メソゲン性コモノマーは、例えば、1〜20
個のC原子を有するアルキル基を有するアルキルモノま
たはジアクリレートあるいはアルキルモノまたはジメタ
クリレート、例えばメチルアクリレートまたはメチルメ
タクリレート、トリメチルプロパントリメタクリレート
またはペンタエリスリトールテトラアクリレートであ
る。
は、これらの化合物の溶液を用いた製造方法を可能にす
る、有利な可溶特性を示す。従って、層および被膜を含
むフィルムを、低費用生産手法、例えば回転塗布により
生じさせることができる。好適な溶媒または溶媒混合物
は、アルカンおよび/または芳香族化合物、特にこれら
のフッ素化誘導体を含む。好ましい溶媒は、プロピレン
グリコールモノエチルアセテート、メトキシプロパノー
ル、乳酸エチル、シクロヘキサノンおよびシクロプロパ
ノンおよびこれらの溶媒を1種または2種以上含む混合
物である。
(1,1−ジフルオロ−アルキル)チオフェンは、光学
的、電子的および半導体材料として、特に電界効果トラ
ンジスタ(FET)における電荷移動物質として、光起
電またはセンサー材料として、電子写真アプリケーショ
ンに、および他の半導体アプリケーション用に有用であ
る。有機半導電性材料を、ゲート誘電体とドレインおよ
びソース電極との間にフィルムとして配置した、このよ
うなFETは、一般的に、例えばUS5,892,244、WO00/79
617、US5,998,804から知られる。また、参考文献1、1
8および19参照。本発明のこれらの材料の可溶特性
は、溶液加工に対して従順性とし、従ってリールからリ
ールへの被覆等の手法による、低費用であり、大容量の
製造が可能である。
ケーションは、例えば集積回路、TFTディスプレイお
よびセキュリティーアプリケーションである。セキュリ
ティーアプリケーションにおいて、電界効果トランジス
タおよび半導電性材料を有する他の装置、例えばトラン
ジスタまたはダイオードを、有価証券、例えば銀行手
形、クレジットカードまたはIDカード、国のIDドキ
ュメント、ライセンスまたは金銭的価値を有するすべて
の製品、例えば切手、チケット、株券、小切手等を証明
し、偽造を防止するためのIDタグまたはセキュリティ
ーマーキングに用いることができる。
マーおよびポリマーを、有機発光装置またはダイオード
(OLED)、例えばディスプレイアプリケーションに
おいて、または例えば液晶ディスプレイのバックライト
として用いることができる。一般的なOLEDは、多層
構造を用いて実現される。発光層は、一般的に、1つま
たは2つ以上の電子移動および/または正孔移動層の間
にはさまれる。電圧を印加することにより、電荷担体と
しての電子および正孔は、発光層の方向に移動し、ここ
で、これらの組み替えにより、励起および従って発光層
中に含まれるルモフォア(lumophor)単位のルミネセンス
が得られる。
これらの電気的および/または光学的特性に対応して、
1つまたは2つ以上の電荷移動層および/または発光層
において用いることができる。さらに、発光層内でのこ
れらの使用は、本発明の化合物、材料およびフィルム
が、これら自体エレクトロルミネセント特性を示すか、
あるいはエレクトロルミネセント基または化合物を含む
場合に、特に有利である。OLEDにおいて用いるため
の好適なモノマー、オリゴマーおよびポリマー化合物ま
たは材料の選択、特徴づけおよび加工は、一般的なもの
として、当業者により知られている。例えばMeerholz,
Synthetic Materials, 111-112, 2000, 31-34, Alcala,
J. Appl. Phys., 88, 2000, 7124-7128およびここに引
用されている文献参照。
またはフィルム、特にフォトルミネセント特性を示すも
のは、例えばEP 0 889 350 A1に、またはC. Weder et a
l.,Science, 279, 1998, 835-837により記載されている
ディスプレイ装置の光源の材料として用いることができ
る。
l)を、無水ジエチルエーテル(100ml)に溶解
し、0℃に冷却した。ペンチルマグネシウムブロミド
(ジエチルエーテル中2M、100ml)の溶液を、滴
下漏斗により滴下した。反応を、放置してRTに加温
し、16時間撹拝した。反応を、5% HCl(150
ml)で反応停止し、1時間撹拝した。有機層を分離
し、水性層を、THF(3×100ml)で抽出した。
混ぜ合わせた有機物質を、食塩水で洗浄し、乾燥し(N
a2SO4)、濾過し、減圧下で濃縮して、暗色の油を
得た(33.14g、99%)。純度(HPLC)=9
7%。MS(EI)M=182(M+)。1H NMR
は、提案された構造と整合した。
g、0.182mol)およびエタンジチオール(32
ml、0.382mol)を、窒素下で撹拝し、三フッ
化ホウ素酢酸複合体(27.8ml、0.2mol)を
滴下した。反応を、16時間RTでかきまぜた。さら
に、ジチオール(5ml)およびBF3.HOAc(5
ml)を加え、反応を、さらに24時間撹拝した。反応
を、ガソリン(200ml)で希釈し、飽和NaHCO
3(100ml)で反応停止した。層を分離し、有機層
を、5%NaOH(3×50ml)、食塩水で洗浄し、
乾燥し(Na2SO4)、濾過し、減圧下で濃縮して、
粗製の油(44g)を得た。これをさらに、カラムクロ
マトグラフィー(溶出液、ガソリン、次にガソリン:D
CM 7:3)により精製して、7を得た(30.9
g、66%)。純度(HPLC)=99%。MS(E
I)M=258(M+)。1H NMRは、提案された
構造と整合した。
シル)チオフェン(8)再結晶したNBS(45.45
g、255mmol)を、PFAフラスコ中で無水DC
M(350ml)に溶解し、−78℃に冷却した。70
%ピリジニウムポリ(フッ化水素)(PPHF、30m
l)を、プラスチックシリンジを介して加え、続いてチ
オラン(7)を滴下した。反応を、1時間−78℃で撹
拝し、次にガソリン(100ml)で希釈し、中性アル
ミナ(100g)を含むプラスチックカラムを通して濾
過した。得られた溶液を、無水KFで撹拝し、HF残留
物を除去し、減圧下で濃縮して、粗製の油(15.02
g)を得た。これを、DMF(200ml)に溶解し、
NBS(45g、255mmol)を分割して加えた。
得られた混合物を、光の不存在下で16時間かきまぜ
た。DMFを、減圧下で蒸留し、粗製の残留物をシリカ
(溶出液:ガソリン)を通して濾過して、粗製の茶色の
油(10.5g)を得た。これをさらに、バルブ−トゥ
−バルブ(bulb-to-bulb)蒸留(100℃、0.4mba
r)により精製して、8を得た(5.71g、27
%)。純度HPLC+。MS(EI)M=362(t,
M+)。1H、13Cおよび19F NMRは、提案さ
れた構造と整合した。
ン](4) 乾燥秤量シュレンク管中に、リーケ亜鉛をTHFに溶解
した溶液(aldrich)を加え、THFを、減圧下で除去し
て、0.21g(3.2mmol)の活性亜鉛を得た。
これを、乾燥THF(15ml)に再び溶解し、−78
℃に冷却した。2,5−ジブロモ−3−(1’,1’−
ジフルオロヘキシル)チオフェン(0.88g、2.4
3mmol)を、シリンジを介して加え、反応を20分
間にわたり放置して、RTに加温した。完全なモノ亜鉛
挿入が、GC(反応停止した試料)により観察されるま
で、2時間RTで撹拝した。撹拝を停止し、過剰の亜鉛
を放置して沈降させた。別のシュレンクフラスコ中で、
Ni(dmpe)Cl2(9.7mg、1mol%)
を、THF(5ml)中で撹拝した。有機亜鉛試薬を、
カニューレを介して触媒の溶液中に0℃で移送した。溶
液を、96時間にわたり60℃に加温し、冷却し、10
%HCl(10ml)を含むメタノール(50ml)中
に注入した。得られた懸濁液を濾過し、メタノール(3
×10ml)、ガソリン(3×10ml)およびアセト
ン(3×10ml)で洗浄して、無機物質および低MW
物質を除去した。得られた固体を、THFに溶解し、メ
タノール中に再沈殿し、濾過し、乾燥して、ポリ[3−
(1,1−ジフルオロアルキル)チオフェン]を、赤色
固体(101mg、18%)として得た。ゲル透過クロ
マトグラフィーにより、Mw7300ダルトン、Mn5
800ダルトンが示される。λmax(THF)438
nm。
Claims (18)
- 【請求項1】モノ、オリゴおよびポリ−[3−(1,1
−ジフルオロアルキル)チオフェン]であって、 式I −[(Y)a−(D)b−(Z)c]− I 式中、Dは、式II 【化1】 で表される3−(1,1−ジフルオロアルキル)チオフ
ェン基であり、R1は、H、非置換であるか、F、C
l、Br、I、−CNまたは−OHにより一置換または
部分的に置換されていることができる、1〜20個のC
原子を有する直鎖状、分枝状または環状アルキルであ
り、また、1つまたは2つ以上の隣接していないCH2
基が、各々の場合において、互いに独立して、Oおよび
/またはS原子が互いに直接結合しないように、−O
−、−S−、−NH−、−NR0−、−SiR0R00
−、−CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O
−、−S−CO−、−CO−S−、−CH=CH−また
は−C≡C−により置換されていることができ、あるい
は任意に置換されたアリールまたはヘテロアリールであ
り、R2は、H、F、非置換であるか、F、Cl、B
r、I、−CNまたは−OHにより一置換または多置換
されていることができる、1〜20個のC原子を有する
直鎖状、分枝状または環状アルキルであり、また、1つ
または2つ以上の隣接していないCH2基が、各々の場
合において、互いに独立して、Oおよび/またはS原子
が互いに直接結合しないように、−O−、−S−、−N
H−、−NR0−、−SiR0R00−、−CO−、−
COO−、−OCO−、−OCO−O−、−CO−、−
CO−S−、−CH=CH−または−C≡C−により置
換されていることができ、あるいは任意に置換されたア
リールまたはヘテロアリールであり、R0およびR00
は、互いに独立して、Hまたは1〜12個のC原子を有
するアルキルであり、YおよびZは、互いに独立して、
−CX1=CX2−、−C≡C−または任意に置換され
たアリーレンまたはヘテロアリーレンであり、X1およ
びX2は、互いに独立して、H、F、ClまたはCNで
あり、a、bおよびcは、互いに独立して、0または1
であり、a+b+c>0であり、ここで、少なくとも1
つの繰り返し単位において、bは1である、で表される
1つまたは2つ以上の同一のまたは異なる繰り返し単位
を含む、前記モノ、オリゴおよびポリ−[3−(1,1
−ジフルオロアルキル)チオフェン]。 - 【請求項2】 重合または架橋反応か可能である少なく
とも1つの反応性基をさらに含む、請求項1に記載のモ
ノマー、オリゴマーおよびポリマー。 - 【請求項3】 メソゲン性または液晶性である、請求項
1または2に記載のモノマー、オリゴマーおよびポリマ
ー。 - 【請求項4】 少なくとも2つの繰り返し単位を含み、
この少なくとも1つが、式Iで表される繰り返し単位で
ある、請求項1〜3のいずれかに記載のオリゴマーおよ
びポリマー。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載のモノマ
ー、オリゴマーおよびポリマーであって、式I1 R5−[(Y)a−(D)b−(Z)c]n−R6 I1 式中、Y、Z、D、a、bおよびcは、式Iにおいて定
義した通りであり、nは、1〜5000の整数であり、
R5およびR6は、互いに独立して、H、ハロゲン、S
n(R0)3または、非置換であるか、F、Cl、B
r、IまたはCNにより一置換または多置換されている
ことができる、1〜20個のC原子を有する直鎖状、分
枝状または環状アルキルであり、また、1つまたは2つ
以上の隣接していないCH2基は、各々の場合におい
て、互いに独立して、Oおよび/またはS原子が互いに
直接結合しないように、−O−、−S−、−NH−、−
NR0−、−SiR0R00−、−CO−、−COO
−、−OCO−、−OCO−O−、−S−CO−、−C
O−S−、−CH=CH−または−C≡C−により置換
されていることができ、あるいは任意に置換されたアリ
ールまたはヘテロアリールであるか、またはP−Sp−
Xを示し、Pは、重合可能な、または反応性基であり、
Spは、スペーサー基または単結合であり、およびX
は、−O−、−S−、−OCH2−、−CH2O−、−
CO−、−COO−、−OCO−、−OCO−O−、−
CO−NR0−、−NR0−CO−、−OCH 2−、−
CH2O−、−SCH2−、−CH2S−、−CH=C
H−COO−、−OOC−CH=CH−または単結合で
あり、ここで、R0およびR00は、請求項1において
定義した通りであり、ここで、繰り返し単位[(Y)a
−(D)b−(Z)c]は、同一であるかまたは異なる
ことができる、から選択された、前記モノマー、オリゴ
マーおよびポリマー。 - 【請求項6】 請求項5に記載のモノマー、オリゴマー
およびポリマーであって、以下の式 【化2】 【化3】 式中、R1およびR2は、式IIにおいて示した意味を
有し、R5、R6およびnは、式I1において示した意
味を有し、R3、R4は、互いに独立して、式IIにお
いて示したR2の意味の1つを有し、Arは、また縮合
環を含むことができ、任意にF、Clおよび/または式
IIにおいて定義した基R2で一置換または多置換され
ている、25個までのC原子を有する2価の単環式、二
環式または三環式芳香族または複素芳香族基である、か
ら選択される、前記モノマー、オリゴマーおよびポリマ
ー。 - 【請求項7】 R5およびR6が、式IIにおいて示し
たR2の意味の1つを有する、請求項5または6に記載
のモノマー、オリゴマーおよびポリマー。 - 【請求項8】 R5およびR6の一方または両方が、P
−Sp−Xを示し、ここで、P、SpおよびXは、式I
1において定義した通りである、請求項5または6に記
載のモノマー、オリゴマーおよびポリマー。 - 【請求項9】 請求項5,6または8に記載のモノマ
ー、オリゴマーおよびポリマーであって、Pが、CH2
=CW1−COO−、 【化4】 、およびW4W5W6Si−から選択されており、W1
は、H、Cl、CN、フェニルまたは1〜5個のC原子
を有するアルキル、特にH、ClまたはCH3であり、
W2およびW3は、互いに独立して、Hまたは1〜5個
のC原子を有するアルキル、特にメチル、エチルまたは
n−プロピルであり、W4、W5およびW 6は、互いに
独立して、Cl、1〜5個のC原子を有するオキサアル
キルまたはオキサカルボニルアルキルであり、Phe
は、1,4−フェニレンであり、k1およびk2は、互
いに独立して0または1である、前記モノマー、オリゴ
マーおよびポリマー。 - 【請求項10】 nが、1〜15の整数である、請求項
5〜9のいずれかに記載のモノマー、オリゴマーおよび
ポリマー。 - 【請求項11】 重合可能な液晶物質であって、少なく
とも1つの重合可能な基を含む、請求項1〜10のいず
れかに記載の1種または2種以上のモノマー、オリゴマ
ーまたはポリマー、および1種または2種以上の他の重
合可能な化合物を任意に含み、ここで、少なくとも1種
のモノマー、オリゴマーおよびポリマーおよび/または
他の重合可能な化合物が、メソゲン性または液晶性であ
る、前記液晶物質。 - 【請求項12】 液晶相において巨視的に均一な配向に
整列し、重合または架橋して、配向した状態を固定す
る、請求項11に記載の重合可能な液晶物質から得られ
る電荷移動特性を有する異方性ポリマーフィルム。 - 【請求項13】 側鎖液晶ポリマーであって、請求項1
〜11に記載の1種または2種以上のモノマーまたはオ
リゴマーまたは重合可能な材料の重合により、または、
請求項1〜11に記載の1種または2種以上のモノマー
またはオリゴマーまたは重合可能な材料を、任意に、1
種または2種以上の追加のメソゲン性または非メソゲン
性コモノマーと共に、重合類似反応において、ポリマー
主鎖にグラフトすることにより得られる、前記側鎖液晶
ポリマー。 - 【請求項14】 請求項1〜10のいずれかに記載のモ
ノマー、オリゴマーおよびポリマー、請求項11に記載
の重合可能な材料または請求項12または13に記載の
ポリマーの使用であって、光学的、電気光学的または電
子装置における、例えば集積回路の部品における、電界
効果トランジスタ(FET)、例えばフラットパネルデ
ィスプレイ用途における薄膜トランジスタとして、また
は電波方式認識(RFID)タグ、および有機発光ダイ
オード(OLED)アプリケーション、エレクトロルミ
ネセントディスプレイ装置、バックライト、光起電、セ
ンサー装置または電子写真式装置用の半導電性部品にお
ける半導体または電荷移動物質としての使用。 - 【請求項15】 請求項1〜10のいずれかに記載の1
種または2種以上のモノマー、オリゴマーまたはポリマ
ー、請求項11に記載の重合可能な材料または請求項1
2または13に記載のポリマーを含む、電界効果トラン
ジスタ(FET)、OLED、エレクトロルミネセント
装置、RFIDタグ、バックライト、光起電またはセン
サー装置、あるいは電子写真式記録装置。 - 【請求項16】 請求項1〜10に記載の1種または2
種以上のモノマー、オリゴマーまたはポリマー、請求項
11に記載の重合可能な材料、請求項12または13に
記載のポリマーあるいは請求項15に記載のFETまた
はRFIDタグを含む、セキュリティーマーキングまた
は装置。 - 【請求項17】 酸化的にまたは還元的にドーピングさ
れて、導電性イオン性種を形成する、請求項1〜13の
いずれかに記載のモノマー、オリゴマーおよびポリマ
ー、材料またはポリマー。 - 【請求項18】 請求項17に記載のモノマー、オリゴ
マーもしくはポリマー、材料またはポリマーを含む、電
荷注入層、フラット化層、帯電防止フィルムもしくは電
子的アプリケーションまたはフラットパネルディスプレ
イ用の導電性基板またはパターン。
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