有机硅烷化合物、其制备方法及其用途的制作方法

专利名称：有机硅烷化合物、其制备方法及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机硅烷化合物、其制备方法及其用途。更具体涉及作为电气材料有用的具备导电性和半导电性的新的有机硅烷化合物、其制备方法及其用途。
背景技术：
近年，由于能够合成相对于无机材料的半导体来讲，制造简单、易加工、可实现装置的大型化、且因量产可使成本下降、具备多于无机材料的功能的有机化合物，所以着眼有机化合物的半导体(有机半导体)。为此，进行了有机半导体材料及使用了该材料的电子设备(例如，有机薄膜晶体管(有机TFT)、有机场致发光元件(有机EL元件))的研究开发。以往，电子设备的半导体层主要通过蒸镀法形成，因此材料开发主要着眼于具有π电子共轭系的骨架的化合物，其代表例为并五苯。另一方面，由于通过蒸镀法形成半导体层存在工序繁杂或膜强度小等问题，所以希望开发可形成与基板具有较强互相作用的薄膜的有机材料。
作为该有机薄膜的形成方法，近年来着眼于利用自我组织化的方法，对应于此也进行了具有自我组织化能力的材料的开发。其中，因为耐久性高，所以硅系化合物受到注目，作为其代表开发例，提出了斥水效果高的具有烷基或氟化烷基作为官能团的硅烷偶联剂，或者在分子末端具有1个作为官能团的噻吩环、噻吩环通过直链烃基与硅原子结合的化合物(例如，专利文献1)。
专利文献1日本专利第2889768号公报发明的揭示但是，上述有机化合物无法形成具备充分的有序性和导电性的有机薄膜。
具体来讲，电子设备为有机TFT时存在以下问题。即，上述有机化合物通过形成Si-O-Si的二维网络与基板化学吸附，且通过特定的长链烷基间的分子间互相作用可获得有序性。但是，由于有助于提高导电性的π电子共轭系分子只有噻吩环1个，所以对于导电性不可或缺的π电子共轭系的扩展非常小。因此，存在上述有机化合物即使作为半导体层用于有机薄膜晶体管也无法获得足够的载流子迁移率的问题。
此外，为有机EL时，存在以下的问题。即，有助于空穴或电子的注入效率的提高的π电子共轭系分子只有噻吩环1个，所以空穴或电子的迁移率小。因此，即使上述有机化合物作为有机层用于有机EL元件，也存在很难以足够低的驱动电压引起发光的问题。
为了实现上述目的进行认真探讨后发现，制作可适用于有机TFT或有机EL元件这样的电子设备的薄膜时，形成Si-O-Si二维网络，可与基板牢固地化学结合的同时，该薄膜的有序性(结晶性)可通过来自形成于Si-O-Si二维网络上的稠合多环烃化合物的有机基团(π电子共轭系分子)的互相作用，即分子间力得到控制，从而找到了新的含有机基团的有机硅烷化合物。
因此，本发明提供通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物，式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
本发明还提供有机硅烷化合物的制备方法，该方法是使通式(b)(T)k-MgL1(b)表示的化合物(式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，L1为卤素原子)与通式(c)L2-SiX1X2X3(c)表示的化合物(式中，L2表示氢原子、卤素原子或碳原子数1～4的烷氧基，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团)进行格利雅反应，获得通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物(式中，T、k、X1～X3如上所述)。
此外，本发明还提供功能性有机薄膜，该薄膜是来自通式(a)
(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物，通过硅氧烷键与基板结合的薄膜，式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
此外，本发明还提供功能性有机薄膜的制造方法，该方法是利用化学结合法将通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物通过硅氧烷键与基板结合，式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
此外，本发明还提供有机薄膜晶体管，该晶体管具备基板，来自通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物、通过硅氧烷键与基板结合的功能性有机薄膜，隔着栅绝缘膜形成于该功能性有机薄膜的一个表面的栅极，在前述栅极的两侧与前述功能性有机薄膜的一个表面或另一表面接触而形成的源-漏极；式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
此外，本发明还提供有机薄膜晶体管的制造方法，该方法包括直接或间接地在基板上形成来自通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物、通过硅氧烷键与基板结合的功能性有机薄膜的工序(A)，在前述基板上间接或直接地形成栅极的工序(B)，在前述功能性有机薄膜的一个表面侧或另一表面侧形成源极·漏极的工序(C)，在前述栅极和前述源极·漏极之间形成栅绝缘膜的工序(D)；式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
此外，本发明还提供有机场致发光元件，该元件在阳极和阴极间具备1层或1层以上的有机薄膜，至少1层有机薄膜是来自通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物、通过硅氧烷键与阳极、阴极或其它的有机薄膜结合的功能性有机薄膜；式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
本发明的有机硅烷化合物由于具备来自硅烷基的自我组织化能力，所以能够通过溶液法形成具备非常高的稳定性的有机薄膜。
此外，本发明的有机硅烷化合物能够在有机硅烷化合物间形成Si-O-Si的二维网络。另外，通过该网络可将有机硅烷化合物与基板化学结合，所以获得了具备非常高的稳定性及耐久性的有机薄膜。因此，所得的有机薄膜能够比利用物理吸附形成于基板的膜更牢固地吸附于基板表面，可防止物理剥离。
有机硅烷化合物具有疏水性官能团时，在非水系溶剂中具备较高的溶解性。因此，例如形成有机薄膜时，可采用比较简单的溶液法。疏水基团为直链烃基时，能够进一步增加在非水系溶剂中的溶解性。
另外，由于本发明的有机硅烷化合物含有来自稠合多环烃化合物的有机基团(π电子共轭系分子)，所以形成有机薄膜时可赋予高导电性。因此，不仅是有机TFT材料或有机EL元件材料，在太阳能电池、燃料电池、传感器等有机设备中本发明的有机硅烷化合物也非常有用。
本发明的有机EL元件中的构成该元件的至少1层有机薄膜具备来自上述有机硅烷化合物的通过化学键与阳极、阴极或其它的有机薄膜结合的构成。因此，可提高由有机硅烷化合物形成的有机薄膜的耐久性。此外，能够有效地进行由有机硅烷化合物形成的有机薄膜和与该层邻接的其它层的界面中的空穴或电子的注入。另外，由于有机薄膜包含来自稠合多环烃化合物的有机基团，所以空穴或电子的迁移率大。因此，本发明的有机EL元件能够以较小的驱动电压引起发光。
本发明的有机EL元件的发光层来自具有并苯骨架的有机硅烷化合物时，有机EL元件可形成为由该发光层和夹住发光层的一对电极形成的单层型元件。另外，通过在具有并苯骨架的有机硅烷化合物中导入吸电性基团或供电性基团，由前者可获得空穴输送层，由后者可获得电子输送层。用一对电极夹住这些空穴输送层及电子输送层和上述发光层，能够获得多层型有机EL元件。即使是来自并苯骨架以外的稠合多环烃化合物的有机基团，也可获得同样的有机EL元件。
另外，由于本发明的有机硅烷化合物具有来自稠合多环烃化合物的有机基团和硅原子，它们直接结合，所以化合物本身具备吸电效果。因此，有机硅烷化合物特别作为电子输送层使用时，其电子迁移特性特佳，能够以更低的驱动电压获得高发光效率的有机EL元件。
为了赋予有机薄膜以更高的发光性、电子输送性或空穴输送性，该膜最好为非晶质。考虑到这点，最好将本发明的有机硅烷化合物中的在来自稠合多环烃化合物的有机基团的长轴方向以外的位置也具有官能团的有机硅烷化合物用于有机EL元件。这是因为官能团的空间位阻导致邻接分子间的距离增加，所以可减弱邻接分子间的分子间互相作用。
这种空穴或电子输送性良好的有机薄膜不仅可用于有机EL元件，还可广泛地应用于太阳能电池或传感器等设备。
本发明可提供具有来自上述有机硅烷化合物的半导体层的有机薄膜晶体管。本发明的有机薄膜晶体管由于具有来自有机硅烷化合物的半导体层，所以具备高电荷迁移率。另外，由于邻接的来自稠合多环烃化合物的有机基团间未直接结合，所以可抑制漏电流。
另外，为了赋予半导体层以更高的导电性，半导体层最好具有结晶性。本发明中，通过使用在沿来自稠合多环烃化合物的有机基团的长轴的方向具有官能团的有机硅烷化合物，可提高半导体层的结晶性，其结果是，能够赋予半导体层以更高的导电性。此外，向垂直于来自构成有机基团的稠合多环烃化合物的有机基团的分子平面的方向的电子跳动传导也提高，该方向的载流子的迁移可顺利进行。
该结晶性提高的半导体层不仅可用于有机TFT，还可广泛地应用于太阳能电池、燃料电池、传感器等设备。
附图的简单说明

图1为表示本发明的有机EL元件的一例的简单构成图。
图2为被用于本发明的有机EL元件的含有机硅烷化合物的层的分子水平的示意图。
图3为被用于本发明的有机EL元件的含有机硅烷化合物的层的分子水平的示意图。
图4为本发明的使用了有机硅烷化合物的薄膜的分子水平的示意图。
图5为本发明的另一使用了有机硅烷化合物的薄膜的分子水平的示意图。
图6为从另一角度看图5时的分子水平的示意图。
图7为本发明的使用了有机硅烷化合物的有机TFT的分子水平的示意图。
图8为实施例15-3中的有机TFT的特性图。
图9为实施例15-4中的有机TFT的特性图。
图10为实施例15-5中的有机TFT的特性图。
图11为实施例15-6中的有机TFT的特性图。
符号的说明1为阳极，2为空穴输送层，3为发光层，4为电子输送层，5为阴极，6、21、24为基板，10、20为有机薄膜，11、14为被形成层，12、15、23、31为有机基团，13、16为官能团，22、30为网络，25为栅极，26为栅绝缘膜，27为源极，28为漏极，29为有机半导体层，32为直链烃基。
实施发明的最佳方式(有机硅烷化合物)本发明的有机硅烷化合物由通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示，式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
式(a)中，T为来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合多环烃化合物的π电子共轭系有机基团，即，从该稠合多环烃化合物的任一成环原子除去1个或2个以上的氢原子而形成的残基。π电子共轭是指基于化合物所具有的σ键及π键而控制π键的π电子的非局部化。
构成该稠合多环烃化合物的5元环及6元环的单环烃如下例示。
构成稠合多环烃的稠环(单环烃)的合计数为2～12，较好为2～10，考虑到收率，更好为2～5。
稠合多环烃化合物只要是形成π电子共轭系分子的化合物即可，无特别限定，从导电性的角度考虑，特好是具有线对称性的化合物。作为该优选化合物的具体例，包括例如具有单直线稠环系的并苯(-acene)骨架、翼状稠环系的芬(-aphene)骨架、2个相同的环并列的稠环系的并环二烯(-alene)骨架、以1个环为中心集中了苯环的稠环系的亚苯(-phenylene)骨架、在5元环的两侧稠合了6元环的芴骨架的化合物。
作为并苯骨架的优选具体例，可例举萘、蒽、并四苯(萘并萘)、并五苯、并六苯、并七苯、并八苯等。作为芬骨架的优选具体例，可例举菲、、丁芬、戊芬、己芬、庚芬、辛芬等。作为亚苯骨架的优选具体例，可例举1H-苯并[i，j]萘(phenalene)、苝、荧蒽、晕苯、卵苯等。作为芴骨架的优选具体例，可例举芴、二苯并呋喃、二苯并噻吩、咔唑等。
上述骨架中，考虑到载流子迁移率，特好的是苯环以直线状结合而成的并苯骨架或亚苯骨架。作为并苯骨架的具体例，可例举萘、蒽、并四苯(萘并萘)、并五苯、并六苯、并七苯、并八苯等。此外，作为亚苯骨架，例如可例举1H-苯并[i，j]萘、苝、晕苯、卵苯等。
作为可诱导出有机基团T的稠合多环烃化合物，可例举以下的通式(I)～(IX)表示的化合物。即，有机基团T可以是分别独立的来自从上述化合物中选择的稠合多环烃化合物的有机基团。
式(I)中，n1为0～10的整数，较好为0～8的整数，更好为0～4的整数。
式(II)中，n2及n3分别为0以上的整数，其和为1～9，较好为2～6。n2及n3分别表示上式中向左下方及右下方延伸的稠合苯环的数目。
式(III)中，n4及n5分别为1以上的整数，其和为2～9，较好为2～6。n4及n5分别表示上式中向左下方及右下方延伸的稠合苯环的数目。
式(IV)中，n6为0～7的整数，较好为2～6的整数。n6表示上式中向右延伸的稠合苯环的数目。
式(X)中，Y较好为选自碳、氮、氧和硫原子的原子，或者含这些原子的任一种的有机残基。
作为通式(I)表示的稠合多环烃化合物的具体例，可例举以下所示的化合物。
作为通式(II)表示的稠合多环烃化合物的具体例，例如可例举以下所示的化合物。

作为通式(III)表示的稠合多环烃化合物的具体例，例如可例举以下所示的化合物。

作为通式(IV)表示的稠合多环烃化合物的具体例，例如可例举以下所示的化合物。
式(a)中，k为2以上时，表示通过单键被结合的有机基团T的数目。k如果为1以上的整数，则无特别限定，考虑到收率，一般为1～10的整数，特好为1～5的整数。
k为2以上时，对稠合多环烃化合物的衍生为2价的有机基团而被除去的2个氢原子的位置，即有机基团T中的与其它基团结合的位置无特别限定，例如，化合物分子近似线状时，较好为该分子的两端。此外，例如化合物分子具有线对称性时，较好为连接2个结合位置的线通过成为线对称性的基准的中心线的中点的结合位置。另外，例如化合物分子具有点对称性时，较好为连接2个结合位置的线通过成为点对称性的基准的中心点的结合位置。
所有的有机基团T可以相同也可以部分或全部不同。
本发明中，有机基团T优选来自通式(I)～(V)表示的化合物的基团。
式(a)中，硅烷基所具有的X1～X3的基团中的至少1个基团是通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。由于硅烷基具有1个以上的通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，所以获得了化合物和形成含该化合物的层的层的牢固的结合(化学结合)，可提高所得层的耐久性。
作为通过水解而给予羟基的基团，例如可例举碳原子数1～4，较好为1～3，特好为1～2的烷氧基，优选直链烷氧基。作为具体例，例如可例举甲氧基、乙氧基、正丙氧基、2-丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。烷氧基的部分氢还可被其它的取代基，例如三烷基甲硅烷基(烷基的碳原子数为1～4)、烷氧基(碳原子数1～4)等取代。
作为卤素原子，例如可例举氟原子、氯原子、碘原子、溴原子等，但考虑到反应性，较好为氯原子。
硅烷基具有2个以上的通过水解而给予羟基的基团时，这些基团的部分或全部可以相同也可以不同。
作为硅烷基所具有的与邻接分子不发生反应的基团，例如可例举取代或无取代的烷基、环烷基、芳基、二芳基氨基或二或三芳基烷基等。优选取代或无取代的烷基。用于有机EL元件时，从减弱分子间互相作用的角度考虑，在不影响上述通过水解而给予羟基的基团和在表面形成含有机硅烷的层的层的结合的前提下，与邻接分子不发生反应的基团的分子体积最好比较大，更好的是呈放射状扩散的基团。这是因为如果减弱邻接分子间的分子间互相作用，则形成有机薄膜时为非晶质，有机EL元件的发光效率进一步提高的缘故。
烷基的碳原子数为1～10，特好为1～4，最好是支链烷基。具体可例举甲基、乙基、正丙基及仲丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基等。作为碳原子数1～4的烷基，可例举甲基、乙基、正丙基及仲丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基。
环烷基的碳原子数为4～8，特好为5～7，作为具体例，可例举环戊基、环己基、环庚基。
芳基为由1～3个碳原子数5～18、特好为碳原子数6的芳环构成的基团。作为杂原子，可包含硫原子。此外，芳基在邻位、间位或对位的任一位置可具有至少1个碳原子数1～4的烷基。作为碳原子数1～4的烷基，可例举甲基、乙基、丙基、仲丙基、丁基、仲丁基、叔丁基。作为芳基的具体例，例如可例举苯基、联苯基、萘基、三联苯基(terphenylyl)、对(叔丁基)苯基、间二乙基苯基、对丙基联苯基等。三联苯基是由三联苯除去了1个氢原子后的残基。
二芳基氨基是2个氢原子被芳基取代而形成的氨基，所含的芳基与上述同样。作为二芳基氨基的具体例，例如可例举N，N-二苯基氨基、N，N-二(联苯基)氨基、N，N-二(三联苯基)氨基、N-苯基N-联苯基氨基、N-苯基N-三联苯基氨基、N-联苯基N-三联苯基氨基、N，N-二萘基氨基、N-苯基N-萘基氨基、N-联苯基N-萘基氨基、N-三联苯基N-萘基氨基、N-甲基苯基-N-联苯基氨基、N-甲基苯基-N-萘基氨基、N-甲基苯基-N-苯基氨基、N，N-二(甲基苯基)氨基等。
二或三芳基烷基较好为2或3个氢原子被芳基取代而形成的碳原子数1～4的直链烷基，所含芳基与上述同样。作为碳原子数1～4的直链烷基，例如可例举甲基、乙基、正丙基、正丁基，这些基团的任一部位可具有芳基，但从立体效果考虑，最好在末端具有芳基。作为二芳基烷基的具体例，例如可例举二苯基甲基、二(联苯基)甲基、二(三联苯基)甲基、苯基联苯基甲基、苯基三联苯基甲基、联苯基三联苯基甲基、二萘基甲基、苯基萘基甲基、联苯基萘基甲基、三联苯基萘基甲基、甲基苯基-联苯基甲基、甲基苯基-萘基甲基、甲基苯基-苯基甲基、二(甲基苯基)甲基、二苯基乙基、二(联苯基)乙基、二(三联苯基)乙基、苯基联苯基乙基、苯基三联苯基乙基、联苯基三联苯基乙基、二萘基乙基、苯基萘基乙基、联苯基萘基乙基、三联苯基萘基乙基、甲基苯基-联苯基乙基、甲基苯基-萘基乙基、甲基苯基-苯基乙基、二(甲基苯基)乙基、二苯基丙基、二(联苯基)丙基、二(三联苯基)丙基、苯基联苯基苯基、苯基三联苯基丙基、联苯基三联苯基丙基、二萘基丙基、苯基萘基丙基、联苯基萘基丙基、三联苯基萘基丙基、甲基苯基-联苯基丙基、甲基苯基-萘基丙基、甲基苯基-苯基丙基、二(甲基苯基)丙基、二苯基丁基、二(联苯基)丁基、二(三联苯基)丁基、苯基联苯基丁基、苯基三联苯基丁基、联苯基三联苯基丁基、二萘基丁基、苯基萘基丁基、联苯基萘基丁基、三联苯基萘基丁基、甲基苯基-联苯基丁基、甲基苯基-萘基丁基、甲基苯基-苯基丁基、二(甲基苯基)丁基等。
作为三芳基烷基的具体例，例如可例举三甲基甲基、三苯基甲基、三(联苯基)甲基、三(三联苯基)甲基、苯基二(联苯基)甲基、二(苯基)三联苯基甲基、苯基二(三联苯基)甲基、三萘基甲基、苯基二(萘基)甲基、二(苯基)萘基甲基、二(三联苯基)萘基甲基、甲基苯基-二(苯基)甲基、甲基苯基-二(萘基)甲基、甲基苯基-二(联苯基)甲基、三(甲基苯基)甲基、三苯基乙基、三(联苯基)乙基、三(三联苯基)乙基、苯基-二(联苯基)乙基、二(苯基)三联苯基乙基、苯基二(三联苯基)乙基、三萘基乙基、苯基二(萘基)乙基、二(苯基)萘基乙基、二(三联苯基)萘基乙基、甲基苯基-二(苯基)乙基、甲基苯基-二(萘基)乙基、甲基苯基-二(联苯基)乙基、三(甲基苯基)乙基等。
硅烷基具有2个上述与邻接分子不发生反应的基团时，这些基团可以相同也可以不同。
k为2以上时的化合物的具体例如下所示。
本发明的有机硅烷化合物可具有官能团。官能团可起到提高在有机溶剂中的溶解性的作用，形成有机薄膜时减弱分子间互相作用以形成非晶质膜的作用，实现化合物的HOMO水平的不稳定化或LUMO水平的稳定化的作用，以及形成有机薄膜时使分子间互相作用提高以形成结晶质膜的作用。
此时，从反应控制的角度考虑，官能团较好为与邻接分子不发生反应的基团。
(1)从提高在有机溶剂中的溶解性的角度考虑，官能团最好具有疏水性。
(2)从形成非晶质膜的角度考虑，官能团的分子体积最好较大，并结合于π电子共轭系分子的长轴方向以外的位置。
(3)从实现化合物的HOMO水平的不稳定化或LUMO水平的稳定化的角度考虑，官能团最好为具有供电子性或吸电子性的基团。
(4)从形成结晶质膜的角度考虑，官能团最好结合于有机基团的长轴方向的位置。
(2)及(3)是有机EL元件的官能团最好具备的条件，(1)是有机TFT最好具备的条件。
官能团最好满足(1)～(3)或(1)和(4)的条件，但官能团并不限定于具有疏水性的基团。因为官能团具有吸电子性时，该吸电子性基团大多数具备亲水性，但即使是将该具有亲水性的吸电子性基团作为官能团的本发明的化合物(电子输送物质)，也能够充分确保在有机溶剂中的溶解性。
(1)的角度作为用于提高在非水系溶剂中的溶解性及提高分子的表面活性而被导入的官能团(疏水基团)，例如可例举烷基、烷氧基、氟烷基、氟基等。它们可以是多个以支链状结合。特好是碳原子数1～30的直链烃基。此外，碳原子数的范围较好为1～30，碳原子数特好为1～8。碳原子数在1～5的范围内时，可以是支链烃基。作为具体的直链烃基，可例举甲基、乙基、(直链或支链状)丙基、(直链或支链状)丁基、(直链或支链状)戊基、己基、庚基、辛基等。
从该角度考虑，对官能团与有机基团的结合位置无特别限定。此外，对上述提高溶解性用官能团的数目无特别限定，可考虑在非水系溶剂中的溶解性进行适当决定。具体来讲，可存在1个或2个以上。
(2)及(3)的角度作为官能团，例如可例举取代或无取代的烷基、不饱和非环烃基、环烷基、芳基、氨基、烷氧基、硝酰基(nitryl group)、硝基、酯基、芳氧基。这些基团可通过醚键、酯键等再与取代或无取代的烷基、环烷基结合。作为官能团的取代基，例如可例举卤素原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、烷基和芳基。
作为优选的官能团，例如可例举无取代的烷基、卤代烷基、二或三芳基烷基、烷氧基、环烷基、芳基、二芳基氨基、烷氧基、硝酰基、硝基、酯基等。具有这些官能团中的烷基、二或三芳基烷基、烷氧基、环烷基、芳基、烷氧基等供电子基团的有机硅烷化合物例如可有效地作为有机EL元件的电子输送物质使用。此外，具有卤代烷基、硝酰基、硝基、酯基等吸电子基团的有机硅烷化合物例如可有效地作为有机EL元件的空穴输送物质使用。有机硅烷化合物具有2个以上的官能团时，从导电性的角度考虑，全部的官能团最好从供电子基团或吸电子基团的一方选择。从分子体积大的角度考虑，优选的官能团为烷基、二芳基氨基或二或三芳基烷基。另外，从官能团的稳定性考虑，更好的是硝酰基或硝基。
作为无取代的烷基，例如可例举甲基、乙基、正或仲丙基、正、仲或叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基及三十烷基。
作为取代的烷基，可例举结合了卤素原子的卤代烷基、结合了2个芳基的二芳基烷基及结合了3个芳基的三芳基烷基。
卤代烷基的碳原子数为1～10，特好为1～4，作为具体例，可例举一氯乙基、三氟乙基、三氯乙基等。
作为二芳基烷基的具体例，例如可例举二苯基甲基、二(联苯基)甲基、二(三联苯基)甲基、苯基联苯基甲基、苯基三联苯基甲基、联苯基三联苯基甲基、二萘基甲基、苯基萘基甲基、联苯基萘基甲基、三联苯基萘基甲基、甲基苯基-联苯基甲基、甲基苯基-萘基甲基、甲基苯基-苯基甲基、二(甲基苯基)甲基、二苯基乙基、二(联苯基)乙基、二(三联苯基)乙基、苯基联苯基乙基、苯基三联苯基乙基、联苯基三联苯基乙基、二萘基乙基、苯基萘基乙基、联苯基萘基乙基、三联苯基萘基乙基、甲基苯基-联苯基乙基、甲基苯基-萘基乙基、甲基苯基-苯基乙基、二(甲基苯基)乙基、二苯基丙基、二(联苯基)丙基、二(三联苯基)丙基、苯基联苯基丙基、苯基三联苯基丙基、联苯基三联苯基丙基、二萘基丙基、苯基萘基丙基、联苯基萘基丙基、三联苯基萘基丙基、甲基苯基-联苯基丙基、甲基苯基-萘基丙基、甲基苯基-苯基丙基、二(甲基苯基)丙基、二苯基丁基、二(联苯基)丁基、二(三联苯基)丁基、苯基联苯基丁基、苯基三联苯基丁基、联苯基三联苯基丁基、二萘基丁基、苯基萘基丁基、联苯基萘基丁基、三联苯基萘基丁基、甲基苯基-联苯基丁基、甲基苯基-萘基丁基、甲基苯基-苯基丁基、二(甲基苯基)丁基等。
作为三芳基烷基的具体例，例如可例举三甲基甲基、三苯基甲基、三(联苯基)甲基、三(三联苯基)甲基、苯基-二(联苯基)甲基、二(苯基)三联苯基甲基、苯基二(三联苯基)甲基、三萘基甲基、苯基二(萘基)甲基、二(苯基)萘基甲基、二(三联苯基)萘基甲基、甲基苯基-二(苯基)甲基、甲基苯基-二(萘基)甲基、甲基苯基-二(联苯基)甲基、三(甲基苯基)甲基、三苯基乙基、三(联苯基)乙基、三(三联苯基)乙基、苯基-二(联苯基)乙基、二(苯基)三联苯基乙基、苯基二(三联苯基)乙基、三萘基乙基、苯基二(萘基)乙基、二(苯基)萘基乙基、二(三联苯基)萘基乙基、甲基苯基-二(苯基)乙基、甲基苯基-二(萘基)乙基、甲基苯基-二(联苯基)乙基、三(甲基苯基)乙基等。
作为不饱和非环式烃基，可例举上述取代或无取代的烷基的碳-碳键的任一个为不饱和的化合物。
无取代的环烷基的碳原子数为4～8，特好为5～7，作为具体例，可例举环戊基、环己基、环庚基。作为取代的环烷基，可例举在无取代的环烷基的任意位置上结合了卤素原子、烷基、芳基等的基团。
无取代的芳基较好是1个至3个碳原子数5～18的、特好是碳原子数6的芳环构成的基团。作为杂原子，可含有硫原子。此外，取代的芳基可在邻位、间位或对位的任一位置上具有至少1个碳原子数1～4的烷基。作为碳原子数1～4的烷基，可例举甲基、乙基、丙基、仲丙基、丁基、仲丁基、叔丁基。作为芳基的具体例，例如可例举苯基、联苯基、萘基、三联苯基等无取代芳基，对(叔丁基)苯基、间二乙基苯基、对丙基联苯基等取代的芳基。
作为氨基，除了无取代的氨基以外，例如可例举N，N-二苯基氨基、N，N-二(联苯基)氨基、N，N-二(三联苯基)氨基、N-苯基N-联苯基氨基、N-苯基N-三联苯基氨基、N-联苯基N-三联苯基氨基、N，N-二萘基氨基、N-苯基N-萘基氨基、N-联苯基N-萘基氨基、N-三联苯基N-萘基氨基、N-甲基苯基-N-联苯基氨基、N-甲基苯基-N-萘基氨基、N-甲基苯基-N-苯基氨基、N，N-二(甲基苯基)氨基等取代的氨基。
烷氧基的碳原子数为1～6，特好为3～4，可以是直链状也可以是支链状，更好的是支链状烷氧基。作为优选具体例，可例举2-丙氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。
酯基是以-COOR’或-OCOR’(R’为烷基或芳基，它们分别与作为“与邻接分子不发生反应的基团”的烷基或芳基相同)表示的基团。作为具体例，例如可例举-COOCH3、-COOCH2CH3、-COO(CH2)2CH3、-COOCH(CH3)2、-COO(CH2)3CH3、-COOCH(CH3)CH2CH3、-COOC(CH3)3、-COOPh、-COO(Ph)2、-COO(Ph)3、-OCOCH3、-OCOCH2CH3、-OCO(CH2)2CH3、-OCOCH(CH3)2、-OCO(CH2)3CH3、-OCOCH(CH3)CH2CH3、-OCOC(CH3)3、-OCOPh、-OCO(Ph)2、-OCO(Ph)3(Ph为苯基)等。
芳氧基是羟基的氢原子被芳基取代而形成的基团，所含的芳基与上述相同。作为芳氧基的具体例，例如可例举苯氧基、联苯氧基、萘氧基等。
作为具体的被官能团取代了的稠合多环烃化合物，例如可例举烷基、环烷基、芳基或氨基萘，烷基、环烷基、芳基或氨基蒽，烷基、环烷基、芳基或氨基并四苯，烷基、环烷基、芳基或氨基并五苯，烷基、环烷基、芳基或氨基并六苯，烷基、环烷基、芳基或氨基并七苯，烷基、环烷基、芳基或氨基并八苯，烷基、环烷基、芳基或氨基苊，烷基、环烷基、芳基或氨基1H-苯并[i，j]萘，烷基、环烷基、芳基或氨基苝，烷基、环烷基、芳基或氨基荧蒽，烷基、环烷基、芳基或氨基晕苯，烷基、环烷基、芳基或氨基卵苯，烷基、环烷基、芳基或氨基芴，烷基、环烷基、芳基或氨基二苯并呋喃，烷基、环烷基、芳基或氨基二苯并噻吩，烷基、环烷基、芳基或氨基咔唑，烷基、环烷基、芳基或氨基菲，烷基、环烷基、芳基或氨基、烷基、环烷基、芳基或氨基丁芬，烷基、环烷基、芳基或氨基戊芬，烷基、环烷基、芳基或氨基己芬，烷基、环烷基、芳基或氨基庚芬，烷基、环烷基、芳基或氨基辛芬等。
从该角度考虑，官能团与稠合多环烃化合物的结合位置最好为该化合物的长轴方向以外的位置。此外，官能团只要在长轴方向以外的位置结合，即使结合于长轴方向也可以。从该角度考虑，对官能团的数目无特别限定，可考虑官能团的分子体积适当决定。具体来讲，可存在1个或2个以上。
(4)的角度用于有机TFT时，官能团较好为取代或无取代的直链烷基，其中，更好的是碳原子数1～30的烷基，最好是碳原子数1～4或12～30的烷基。碳原子数1～4的疏水性基团作为官能团本身无结晶性，但对所得膜的定向性的下降的影响较小，所以比较理想。碳原子数12～30的官能团本身具有分子间的定向性，能够将所得的膜更牢固地固定，所以比较理想。
作为特好的有机TFT用官能团，例如可例举甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基、二十一烷基、二十二烷基、二十三烷基、二十四烷基、二十五烷基、二十六烷基、二十七烷基、二十八烷基、二十九烷基及三十烷基，这些疏水性基团的1个或1个以上的氢原子可被卤素原子取代。
从该角度考虑，官能团和稠合多环烃化合物的结合位置优选该化合物的长轴方向的位置。此外，官能团最好不在长轴方向的位置以外结合。从该角度考虑，对官能团的数目无特别限定，可考虑官能团的定向性进行适当决定。具体来讲，可存在1个或2个以上。
(制备方法)本发明的有机化合物(a)可通过使通式(b)(T)k-MgL1(b)表示的化合物(式中，T和k分别与通式(a)相同，L1为卤素原子)与通式(c)L2-SiX1X2X3(c)表示的化合物(式中，L2表示氢原子、卤素原子或碳原子数1～4的烷氧基，X1～X3分别与通式(a)相同)进行格利雅反应而制得。
反应温度例如较好为-100～150℃，更好为-20～100℃。反应时间例如为0.1～48小时左右。反应通常在对反应无影响的有机溶剂中进行。作为对反应无不良影响的有机溶剂，例如可例举己烷、戊烷、苯、甲苯等脂肪族或芳香族烃，乙醚、丙醚、二烷、四氢呋喃(THF)等醚系溶剂，四氯化碳、二氯甲烷等卤代烃等，这些溶剂可单独使用也可作为混合液使用。其中，较好的是乙醚、THF及四氯化碳。反应可任意地使用催化剂。作为催化剂，可使用作为公知催化剂的铂催化剂、钯催化剂、镍催化剂等。
以上获得的有机硅烷化合物(a)可通过公知的方法，例如转溶、浓缩、溶剂萃取、分馏、结晶化、重结晶、色谱法等从反应溶液分离、精制。
上述通式(b)表示的化合物(以下称为化合物(b)，格利雅试剂)可通过在与前述同样的有机溶剂中，使通式(b-1)(T)k-L1(b-1)表示的化合物(式中，T、k及L1分别与通式(b)同样)与金属镁反应而获得。
化合物(b-1)可通过在四氯化碳等溶剂中，采用N-氯琥珀酰亚胺(NCS)、N-溴琥珀酰亚胺(NBS)等，在规定位置将通式(b-2)(T)k-H(b-2)表示的化合物(式中，T及k分别与通式(b)同样)卤化而制得。
化合物(b-2)可通过使诱导T的稠合多环烃化合物利用格利雅反应连接而制得。例如，通式(b-3)
Ta-Tb-H(b-3)表示的化合物(式中，Ta和Tb与通式(b)中的T同样，且Ta和Tb可以相同也可以不同)可通过调制使用了通式(b-4)表示的化合物或通式(b-5)表示的化合物的一方的化合物的格利雅试剂，使该格利雅试剂和另一方的化合物的卤化物进行反应而制得。
Ta-H (b-4)式中，Ta与通式(b-3)同样。
Tb-H (b-5)式中，Tb与通式(b-3)同样。
例如，使用化合物(b-4)调制格利雅试剂时，一般将该化合物的规定部位卤化，使镁等金属作用于该卤素原子，调制出格利雅试剂。然后，可使该格利雅试剂与化合物(b-5)的卤化物反应。这种情况下，将化合物(b-4)两端二卤化，使镁等金属作用于两边的卤素原子，调制出格利雅试剂，然后使化合物(b-5)的一卤化物与该格利雅试剂反应，可制得与化合物(b)对应的化合物。
重新采用所希望的稠合多环烃化合物，适当地反复进行上述的格利雅反应，可获得k在3以上的化合物(b-2)。
与化合物(b-4)及化合物(b-5)对应的稠合多环烃化合物及其卤化物可作为市售品获得，也可合成。
例如，2-溴萘是作为CAS.No.90-11-9被注册的公知物质，可作为市售品获得。
例如，2，7-二溴芴是作为CAS.No.16433-88-8被注册的公知物质，可作为市售品获得。
例如，2-溴芴是作为CAS.No.1133-80-8被注册的公知物质，可作为市售品获得。
例如，苯并[k]荧蒽是作为CAS.No.207-08-9被注册的公知物质，可作为市售品获得。
例如，1-溴芘是作为CAS.No.1714-29-0被注册的公知物质，可作为市售品获得。
例如，苝是作为CAS.No.198-55-0被注册的公知物质，可由キシダ化学以99％的纯度作为市售品获得。
例如，1-苯并蒽是作为CAS.No.56-55-3被注册的公知物质，可作为市售品获得。
例如，菲是作为CAS.No.85-01-8被注册的公知物质，可作为市售品获得。
例如，并四苯可由东京化成以97％以上的纯度获得。
更具体的制备方法如下所述。
稠合多环烃化合物可作为市售品获得，但也可以通过例如以下的方法合成。例如，在(A)原料的规定位置插入三氟甲磺酸酯基(トリフラ-ト基)后，使其与呋喃衍生物反应，然后使其氧化的方法(参照路径A1～A5)；以及在(B)原料的规定位置给予乙炔衍生物后，使各乙炔基间进行闭环反应的方法(参照路径B1～B5)。特别是采用上述方法(A)时，通过预先在呋喃衍生物或原料中导入官能团，能够在合成稠合多环烃化合物的同时将官能团导入该化合物(参照路径A1～A5)。此外，采用上述方法(B)时，通过预先在原料中导入官能团，能够在合成稠合多环烃化合物的同时将官能团导入该化合物(参照路径B1)。使用了上述方法的稠合多环烃化合物的合成路径的一例如下所示。
路径A1 上述方法(1)是并苯骨架的苯环一个一个增加的方法，所以即使例如在原料化合物的规定部位包含了反应性小的官能团或保护基，也可同样地合成有机硅烷化合物。这种情况的例子如下所示。
路径A2 Ra、Rb较好为烃基或醚键等反应性小的官能团或保护基。
此外，上述方法(2)的反应式中，可将具有2个乙腈基及三甲基甲硅烷基的起始化合物转化为这些基团全部为三甲基甲硅烷基的化合物。此外，上述反应式中，使用了呋喃衍生物的反应后，在碘化锂及DBU(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7)下使反应物回流，可获得苯环数比起始化合物多1个、且有2个羟基进行了取代的化合物。然后，如果再采用公知方法将该化合物的羟基溴化，使溴基进行格利雅反应，则可在溴基的位置导入官能团。
路径A3
路径A4 路径A5
路径B1 路径B2 路径B3 路径B4 路径B5 (式中，Ra及Rb分别独立，与前述官能团相同。)按照要求通过使稠合多环烃化合物的规定部位卤化，再使其与含官能团的化合物进行反应可导入官能团。官能团已被导入的情况下，无需进行上述工序。
含官能团的化合物是通过与稠合多环烃化合物的卤化部位进行反应而在该部位导入了官能团的化合物。
具体来讲，官能团例如为烷基、环烷基、芳基、二或三芳基烷基时，可使用具有该官能团的格利雅试剂。此外，官能团例如为二芳基氨基时，可使用二芳胺。官能团例如为烷氧基、芳氧基时，可使用具有这些基团的醇。官能团例如为卤代烷基时，可使用具有该官能团的格利雅试剂。官能团例如为硝酰基、硝基、酯基时，可采用在从原料化合物开始的合成过程中赋予且使其后的反应路径平稳的方法。如果不能选择平稳的反应路径，则在该反应前后可使用保护/脱保护反应。用于保护/脱保护反应的保护基例如可例举三甲氧基硅烷基。
作为官能团导入时的反应条件，只要可导入官能团即可，无特别限定。通常可在对反应无影响的有机溶剂中进行1～48小时的回流而导入。作为对反应无影响的有机溶剂，可使用与后述同样的有机溶剂。
硅烷基可通过使稠合多环烃化合物的规定部位根据需要卤化，再使其与通式X4-SiX1X2X3表示的硅烷衍生物反应而导入。规定部位如果已被卤化，则无需进行卤化。式中，X1～X3与前述相同，X4为氧原子或卤素原子，例如氟原子、氯原子、溴原子、碘原子，较好为氢原子或氯原子。
作为优选的硅烷衍生物的具体例，例如可例举三乙氧基硅烷、二(叔丁基)单甲氧基硅烷、四氯硅烷。
作为硅烷基导入时的反应条件，只要可导入硅烷基即可，无特别限定。具体来讲，反应温度例如为-100～150℃，较好为-20～100℃。反应时间例如为0.1～48小时左右。反应通常在对反应无影响的有机溶剂中进行。作为对反应无影响的有机溶剂，例如可例举己烷、戊烷等脂肪族烃类，乙醚、丙醚、二烷、四氢呋喃(THF)等醚类，苯、甲苯、硝基苯等芳香族烃基，二氯甲烷、氯仿、四氯化碳等氯系烃类等。这些溶剂可单独使用或作为混合液使用。其中，较好的是醚类、氯系烃类、芳香族烃类，特好为THF、乙醚、氯仿、硝基苯、甲苯。反应可任意地使用催化剂。作为催化剂，可使用公知的催化剂，例如可例举铜催化剂、铂催化剂、钯催化剂、镍催化剂等。
例如，具有2个作为官能团的疏水性基团的有机硅烷化合物可通过以下的方法合成。
与下式(I)’ 对应的有机硅烷化合物可通过以下的4个工序合成。即，首先是使式(1-1) 表示的萘衍生物和R3-Br进行格利雅反应，形成式(1-2) 表示的中间体的工序1；然后是使前述中间体的R3的α碳溴化后，使其与R4-Br进行格利雅反应，形成式(1-3) 表示的中间体的工序2；接着是使式(1-3)表示的中间体溴化，获得式(1-4) 或式(1-5) 表示的中间体的工序3；最后是使式(1-4)及(1-5)表示的中间体和H-SiX1X2X3表示的硅化合物反应的工序4。上述各式中，n为0～10，R1、R2与前述相同，R3和R4为疏水性基团，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3(m＝0～9)表示的烷氧基或卤素原子。
在稠合多环烃化合物的规定部位存在三甲基甲硅烷基等残基，难以发生卤化时，可按照以下所示的反应导入硅烷基。下述反应的起始物质是由路径A1合成的稠合多环烃化合物。
路径C1 路径C2 路径C3 官能团及甲硅烷基的导入路径的一例如下所示。
路径D1
路径D2 此外，作为在苝骨架中以侧链的形式插入氮原子被2个芳环基取代的仲氨基的方法，可例举使侧链的插入部分预先卤化后，在金属催化剂存在下使上述仲氨基偶联的方法。例如，可按照以下方法在上述苝骨架中插入仲氨基。
按照上述方法获得的本发明的有机硅烷化合物可通过公知的方法，例如，转溶、浓缩、溶剂萃取、分馏、结晶化、重结晶、色谱法等从反应溶液分离、精制。
(有机EL元件用材料)上述通式(a)的有机硅烷化合物中，适用于有机EL元件用材料的具有并苯骨架的有机硅烷化合物如下所示。
具有并苯骨架的本发明的有机硅烷化合物由通式(1)
表示。以下，将该化合物称为有机硅烷化合物(1)。
式(1)中，m为0～10的整数，从收率的角度看，m为2～8的整数，特好为2～4的整数。
R1～R10中的至少1个基团，较好是1个或2个，特好是2个基团为通式(i)-SiX1X2X3(i)表示的硅烷基(以下简称为硅烷基)，至少1个基团为官能团，其它基团为氢原子。m为2以上时，所有的R7及R8可以相同或各不相同。
只要有机硅烷化合物(1)的R1～R10中的至少1个基团为硅烷基，可以是任一基团为硅烷基，但从导电性考虑，较好的是R1～R4中的至少1个基团为硅烷基。
本发明的有机硅烷化合物(1)具有2个以上的上述硅烷基时，这些基团可以部分或全部相同或不同。
只要有机硅烷化合物(1)的R1～R10中的至少1个基团为官能团，可以是任一基团为官能团，但从化合物的合成方法及收率考虑，较好是R3～R10中的1～6个基团为官能团，特好的是1～4个基团为官能团。即，如果不具有官能团，则该化合物在有机溶剂中的溶解度明显低。另一方面，如果官能团的数目多于6个，则很难利用官能团的立体效果将该数目的官能团导入稠合多环烃化合物。
本发明的有机硅烷化合物(1)具有2个以上的上述官能团时，这些基团的一部分或全部可以相同也可以不同。
例如，使发光层中含有有机硅烷化合物(1)时，只要有机硅烷化合物(1)是上述范围内的化合物即可，无特别限定，最好使用官能团为上述基团中的取代或无取代的烷基、二芳基氨基或二或三芳基烷基的化合物。此时，对硅烷基无特别限定，可以与前述相同。例如，将通式(1)中的m在上述范围内的有机硅烷化合物与Alq3混合，形成有机薄膜，可分别在下述波长下发光，即，m＝4(575nm)、m＝5(620nm)、m＝6(625nm)、m＝7(630nm)、m＝8(635nm)。
此外，例如电子输送层中含有有机硅烷化合物(1)时，作为有机硅烷化合物(1)，可使用功能性基团为上述中的具有供电子性的基团(基于Hammett方程的取代基常数s在0以上的基团)，例如为烷基、环烷基、芳基、二芳基氨基、二或三芳基烷基、烷氧基、芳氧基等的化合物。此时，对硅烷基无特别限定，可以与前述同样。
此外，例如空穴输送层中含有有机硅烷化合物(1)时，作为有机硅烷化合物(1)，可使用官能团为上述中的具有吸电子性的基团(基于Hammett方程的取代基常数s在0以下的基团)，例如为卤代烷基、硝酰基、硝基、酯基等的化合物。此时，对硅烷基无特别限定，可以与前述同样。
在发光层、电子输送层或空穴输送层的任一层中含有有机硅烷化合物(1)时，考虑到发光效率及结晶性的控制，该化合物的构造最好是对称性的，特好是线对称性的。即，通式(1)中，R1和R2、R3和R4、R5和R6、R7和R8、R9和R10最好都是分别相同的取代基。特好的是R3和R4、R5和R6、R7和R8、R9和R10都是分别相同的取代基。
本发明的有机硅烷化合物(1)的具体例如下所示。

具有与上述不同的并苯骨架的本发明的有机硅烷化合物由通式(2) 以及通式(3)
表示。以下，将通式(2)的化合物称为有机硅烷化合物(2)，将通式(3)的化合物称为有机硅烷化合物(3)。有机硅烷化合物(2)及(3)所具备的骨架都是苯环以锯齿形结合而成的并苯骨架。为了方便起见，苯环的单元数按照上述通式中所示的形态指定。此外，取代基的结合位置及种类以Rn-m指定。本发明的有机硅烷化合物(2)及(3)中的苯环的总单元数n都优选为3～7。
作为通式(2)的并苯骨架的优选具体例，例如可例举菲骨架、骨架、二萘品苯骨架等。
作为通式(3)的并苯骨架的优选具体例，例如可例举芘骨架、二苯并[cd，jk]芘骨架等。
式(2)及式(3)中，Rn-m所示的全部基团中，至少1个基团为硅烷基，至少1个，较好是1～4个基团为官能团，其它的基团全部为氢原子。硅烷基及官能团分别与式(1)中的硅烷基及官能团相同。
具有苝骨架的本发明的有机硅烷化合物由通式(4) 表示。以下，将该化合物称为有机硅烷化合物(4)。
式(4)中，R11～R22中的至少1个基团，较好是1～2个基团为硅烷基，至少1个基团，较好是1～4个基团为官能团，其它的基团为氢原子。式(4)中的硅烷基及官能团分别与式(1)中的硅烷基及官能团相同。
本发明的有机硅烷化合物(4)具有2个以上的硅烷基时，这些基团的一部分或全部可以相同也可以不同。
本发明的有机硅烷化合物(4)具有2个以上的官能团时，这些基团的一部分或全部可以相同也可以不同。
此外，将有机硅烷化合物(4)作为有机EL元件用材料使用时，从发光效率考虑，该化合物的构造最好具有对称性，特好是具有点对称性。即，通式(4)中，R11和R17、R12和R18、R13和R19、R14和R20、R15和R21、R16和R22最好是分别相同的取代基。
本发明的有机硅烷化合物(4)的具体例如下所示。
由在来自稠合多环烃化合物的有机基团上具有官能团的有机硅烷化合物可获得导电性良好的膜。而且，在有机溶剂的溶解性中得到提高，能够适用于使用了有机溶剂的涂布法。此外，官能团为疏水性高的有机残基时，在有机溶剂中的溶解性得到进一步地提高。因此，能够在更广的范围内使用。另外，由于本发明的有机硅烷化合物具有硅烷基，所以可通过化学键与基板牢固地结合。此外，由于硅烷基具有亲水性，且有机残基为疏水性，所以本发明的有机硅烷化合物的表面活性有所提高。因此，成膜时硅烷基与基板互相作用，该化合物分子沿相同方向有规律地有效地排列。此外，由于存在分子体积大的官能团，所以邻接分子间的互相作用被减弱，可形成为非晶质。其结果是，该化合物的导电性进一步提高，还缩短成膜时间。
如果不具有硅烷基，则与基板的结合变弱，所得膜的耐久性下降。作为官能团如果仅具有分子体积小的基团，则由于结晶性得到提高，所以无法形成非晶质膜。
(有机EL元件的构成)本发明的有机EL元件是在阳极和阴极间具有包含1层或1层以上的来自通式(a)的有机薄膜的有机薄膜的元件。
阳极和阴极可采用在有机EL元件的领域一直被使用的所有电极。具体来讲，阳极通常使用透光率高、且空穴注入特性高的薄膜，例如可使用铟锡氧化物(ITO)、SnO2、铟锡氧化物、锌氧化物、铟锌氧化物等金属氧化物或混合金属的氧化物，可例举像金这样的具有高功函数的金属或在PEDOT(聚[3，4-(亚乙基-1，2-二氧基)噻吩])、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等高分子中添加了电解质等掺杂物的传导性高分子等。阴极通常使用电子注入特性高的薄膜，例如可例举锂-铝合金、镁-银合金这样的合金，或镁、钙等或氟化锂(LiF)/铝、氧化锂(Li2O)/铝等具有双层结构的电极等。
有机薄膜例如可组合使用选自电子输送层、空穴输送层、发光层的1层或1层以上的有机薄膜。作为使用了该有机薄膜的本发明的有机EL元件的构成，例如可例举以下所示的具体例。
构成(1)阳极-发光层-阴极，构成(2)阳极-空穴输送层-发光层-阴极，构成(3)阳极-发光层-电子输送层-阴极，以及构成(4)阳极-空穴输送层-发光层-电子输送层-阴极。
本发明的有机EL元件不论具有何种构成，至少1层有机薄膜，例如选自电子输送层、空穴输送层、发光层的至少1层有机薄膜中含有有机硅烷化合物。如果含有有机硅烷化合物，则有机硅烷化合物和形成含有机硅烷化合物的层的层，例如阳极、阴极或其它的有机薄膜发生反应被化学结合，其结果是，含有机硅烷化合物的层和形成该层的层通过化学键牢固地被结合。因此，在这些层间的界面中，有效地引发了空穴或电子等载流子的注入·迁移，整体的发光效率提高，可有效地减小驱动电压。因此，从载流子注入的角度考虑，最好所有的有机薄膜中含有有机硅烷化合物，在有机EL元件的所有界面形成有利用化学键的结合，但从在发光层使用量子收率更高的材料而提高发光层本身的发光特性的角度考虑，更好的是仅电极和输送层通过化学键结合。进一步从有机EL元件的制造效率考虑，最好的情况是仅与基板更接近的输送层和电极通过化学键结合，该构成中，可提高空穴/电子输送效率。即，考虑到在透明基板上依次层叠阳极、所希望的有机薄膜及阴极而制造有机EL元件，通常更好的是通过化学键使空穴输送层和阳极结合。
例如，有机EL元件具有上述构成(1)时，有机薄膜仅为发光层，该发光层中含有有机硅烷化合物。这种情况下，发光层通过化学键至少和下部的电极(例如，阳极)结合。该发光层可单独由有机硅烷化合物构成，也可由有机硅烷化合物和其它的发光物质的混合物构成。作为其它的发光物质，只要是以往作为有机EL元件的发光物质使用的物质即可，无特别限定，例如可例举三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)，苯乙烯基化合物(二聚苯乙烯基化合物)，苯并唑衍生物及其金属络合物，苯并咪唑衍生物及其金属络合物，聚对苯乙炔这样的高分子及其衍生物或共聚物形态的衍生物，聚芴及其衍生物等。
此外，例如有机EL元件具有上述构成(2)时，有机硅烷化合物被包含于空穴输送层或发光层的至少1层，较好的是仅包含于空穴输送层。空穴输送层包含有机硅烷化合物时，空穴输送层和阳极通过化学键结合。该空穴输送层可单独由有机硅烷化合物形成，也可由有机硅烷化合物和其它的空穴输送物质的混合物形成。作为其它的空穴输送物质，只要是以往作为有机EL元件的空穴输送物质使用的物质即可，无特别限定，例如可例举N，N’二苯基-N，N’-双(4-甲基苯基)-4，4’-二胺(TPD)等三苯基二胺化合物，N，N，N’，N’-四-(间甲苯基)-间苯二胺等苯二胺化合物，3，5-二甲基-3’，5’-二叔丁基-4，4’-二吩醌等二吩醌化合物，2-(4-联苯)-5-(4-叔丁基苯基)-1，3，4-二唑等二唑化合物等。上述有机硅烷化合物及其它的空穴输送物质的混合比是有机硅烷化合物的比例为1重量％～100重量％进行混合，由于被注入的空穴的量随混合比例发生变化，所以最好调整混合量以获得合适的注入量。特别是有机硅烷化合物和其它的空穴输送物质具有互不相同的能级及对应于空穴的迁移率时，最好通过选择化合物找到最适的混合比例来调节最适合有机EL元件的结构的空穴浓度。空穴输送层不含有有机硅烷化合物时的空穴输送层可由上述其它空穴输送物质构成。
发光层含有有机硅烷化合物时，发光层和空穴输送层通过化学键被结合。这种情况下的发光层构成材料与上述构成(1)的发光层同样。发光层不含有机硅烷化合物时的发光层可由上述构成(1)的其它的发光物质构成。
此外，例如有机EL元件具有上述构成(3)时，有机硅烷化合物被包含于电子输送层或发光层的至少1层，较好是仅包含于电子输送层。电子输送层含有有机硅烷化合物时，电子输送层与发光层通过化学键被结合。该电子输送层可单独由有机硅烷化合物构成，也可以由有机硅烷化合物和其它的电子输送物质的混合物构成。作为其它的电子输送物质，只要是以往作为有机EL元件的电子输送物质使用的物质即可，无特别限定。发光层如果象Alq3那样同时具备发光性质和移送电子的性质，则无需形成电子输送层。作为代表性的电子输送物质的例子，可例举Alq3，但也可使用酞菁铜络合物。上述有机硅烷化合物及其它的电子输送物质的混合比是有机硅烷化合物的比例为1重量％～100重量％进行混合，由于被注入的电子的量随混合比例发生变化，所以最好调整混合量以获得合适的注入量。特别是有机硅烷化合物和其它的电子输送物质具有互不相同的能级及对应于电子的迁移率时，最好通过选择化合物找到最适的混合比例来调节最适合发光元件的结构的电子浓度。电子输送层不含有有机硅烷化合物时的电子输送层可由上述其它电子输送物质构成。
发光层含有有机硅烷化合物时，发光层和阳极通过化学键被结合。这种情况下的发光层构成材料与上述构成(1)的发光层同样。发光层不含有机硅烷化合物时的发光层可由上述构成(1)的其它的发光物质构成。
此外，例如有机EL元件具有上述构成(4)时，如图1所示，在阳极1上依次层叠空穴输送层2、发光层3、电子输送层4及阴极5而构成。从制造效率的角度考虑，阳极1通常预先形成于基板6上。这种情况下，有机硅烷化合物包含于空穴输送层、电子输送层或发光层中的至少1层，较好的是包含于空穴输送层或电子输送层中的1层，特好的是仅包含于电子输送层。
电子输送层包含了有机硅烷化合物时，电子输送层和发光层通过化学键被结合。这种情况下的电子输送层构成材料与上述构成(3)的电子输送层同样。电子输送层不含有有机硅烷化合物时的电子输送层可由上述构成(3)的其它电子输送物质构成。
空穴输送层包含了有机硅烷化合物时，空穴输送层和阳极通过化学键被结合。这种情况下的空穴输送层构成材料与上述构成(2)的空穴输送层同样。空穴输送层不含有有机硅烷化合物时的空穴输送层可由上述构成(2)的其它空穴输送物质构成。
发光层包含了有机硅烷化合物时，发光层和空穴输送层通过化学键被结合。这种情况下的发光层与上述构成(1)的发光层同样。发光层不含有有机硅烷化合物时的发光层可由上述构成(1)的其它发光物质构成。
(有机EL元件的制造方法)本发明的有机EL元件通常在基板上依次层叠阳极、各有机薄膜及阴极而形成。
对基板材料无特别限定，考虑到从基板侧获得发出的光，较好的是透明或半透明的材料。因此，例如优选使用具有非晶质的性质的玻璃或塑料，根据用途可使用金属或晶片那样的具有合适的机械强度和表面平坦度的基板。
阳极和阴极可采用真空蒸镀法、分子束蒸镀法等蒸镀法或RF溅射法等气相法形成。对阳极和阴极的厚度无特别限定，通常可分别独立地为50～500nm。
不含有机硅烷化合物的有机薄膜无论是发光层、电子输送层或空穴输送层的哪1层，都可采用规定的物质，按照与阳极及阴极的形成方法同样的方法形成。
不论是否含有有机硅烷化合物，对发光层、电子输送层及空穴输送层的厚度都无特别限定，通常可分别独立地为1～500nm。
含有有机硅烷化合物的有机薄膜可采用规定的物质按照以下所示的方法形成。
(含有机硅烷化合物的有机薄膜及其形成方法)含有机硅烷化合物的有机薄膜无论是发光层、电子输送层或空穴输送层的哪1层，都可通过含溶液处理的方法，在被形成层上利用化学键结合的同时形成非晶质膜。被形成层是指待形成含有机硅烷化合物的层的层。例如，前述构成(1)中，使发光层含有有机硅烷化合物的情况下，被形成层是指阳极。此外，例如前述构成(2)中，使空穴输送层含有有机硅烷化合物的情况下，被形成层是指阳极。例如前述构成(3)及(4)中，使电子输送层含有有机硅烷化合物时，被形成层是指发光层。
作为含溶液处理的薄膜形成方法，例如可采用化学吸附法、LB法(LangmuirBlodget法)、浸涂法、旋涂法、流延法等公知方法。以下，对使用有机硅烷化合物形成了有机薄膜时的薄膜构成及其形成方法进行阐述。
图2所示为使用有机硅烷化合物形成的有机薄膜的简单构成图的一例。如图2所示，例如使用前述通式(1)中的R1～R2的一方为硅烷基，且R3～R4及R9～R10中的至少1个基团为官能团13的有机硅烷化合物，则在有机基团12通过硅烷醇键(-Si-O-)被结合于被形成层11上的同时形成非晶质的有机薄膜10。即，硅烷基所具有的烷氧基或卤素原子最终被转变为醚键(-O-)，利用该醚键，有机硅烷化合物或含该化合物的有机薄膜10被结合于被形成层11上。此外，由于官能团13的空间位阻的关系邻接分子间的分子间距离增加，所以邻接分子间的分子间互相作用(范德瓦耳斯互相作用)变小。因此，化合物分子如图2所示，未规则地排列并结晶化，而是适度地无规定向，可获得导电性良好的有机薄膜10。
图2中，薄膜具有单分子层结构，该结构例如可通过化学结合法形成。更具体来讲，将有机硅烷化合物溶于有机溶剂，使含表面具有羟基的被形成层的基体在所得溶液中浸渍一定时间，籍此使有机硅烷化合物和被形成层结合。此时的原理的详细情况一般可认为是以下所示的原理A1和B1的综合作用。
原理A1有机硅烷化合物(硅烷基)所具有的烷氧基或卤素原子被有机溶剂中微量含有的水分子水解，转换为羟基，在该羟基和被形成层的羟基间发生脱水反应。
原理B1有机硅烷化合物(硅烷基)所具有的烷氧基或卤素原子和被形成层的羟基之间分别发生了脱醇反应或脱卤化氢反应。
其结果是，硅烷基的硅原子和被形成层通过醚键(-O-)被化学结合。
基于上述原理的成膜不仅可通过化学结合法实现，也能够容易地通过旋涂法、浸涂法等其它的溶液处理方法实现。
此外，图2中的单分子结构也能够通过LB法容易地形成。具体来讲，将有机硅烷化合物溶于有机溶剂，将所得溶液滴于水面上，在水面上形成薄膜。以此状态在水面上施加压力，将含有表面具有羟基的被形成层的基体向上提拉，使有机硅烷化合物和被形成层结合。此时的原理的详细情况一般可以认为是以下所示的原理C1及上述原理A1和B1的综合作用。
原理C1有机硅烷化合物(硅烷基)所具有的烷氧基或卤素原子被滴加溶液的水水解，转变为羟基，在该羟基和被形成层的羟基间发生脱水反应。
其结果是，硅烷基的硅原子和基板通过醚键(-O-)被化学结合。
作为其它的结合形态，例如被形成层表面具有羧基时，其原理的详细情况一般可以认为是以下所示的原理A2、B2及C2的综合作用。
原理A2有机硅烷化合物(硅烷基)所具有的烷氧基或卤素原子被微量包含于有机溶剂中的水分子水解，转变为羟基，在该羟基和被形成层的羧基间发生脱水反应。
原理B2在有机硅烷化合物(硅烷基)所具有的烷氧基或卤素原子和被形成层的羧基间分别发生脱醇反应或脱卤化氢反应。
原理C2(采用LB法的情况)有机硅烷化合物(硅烷基)所具有的烷氧基或卤素原子被滴加溶液的水水解，转变为羟基，在该羟基和被形成层的羧基间发生脱水反应。
其结果是，硅烷基的硅原子和被形成层通过酯键[硅原子侧-O-C(＝O)-基板侧]被化学结合。酯键由于在结构上包含醚键(-O-)，所以本发明的有机硅烷化合物通过醚键与被形成层的结合也包括通过酯键结合的情况。
被形成层的表面不含有羟基或羧基等含活性氢的基团时，可通过亲水化处理赋予该层的表面以含活性氢的基团。亲水化处理例如可通过将被形成层浸渍于过氧化氢和浓硫酸的混合溶液中而实施。
本发明中，可在含有机硅烷化合物的层和被形成层间复合地实现各种形态的结合。
图3所示为采用有机硅烷化合物形成的有机薄膜的简单构成图的另一例。图3中，例如使用前述通式(1)中的R1～R2的一方为硅烷基，且R3～R4及R9～R10中的至少1个基团为含氮原子或氧原子的官能团16(例如，二芳基氨基、烷氧基或芳氧基等)的有机硅烷化合物，则不仅有机基团15通过硅烷醇键被牢固地结合于被形成层14上，而且利用该官能团16和硅烷醇基的互相作用(氢键)(图3中以虚线表示)可形成多分子层结构的非晶质的有机薄膜20。即，在与被形成层14的界面，硅烷基所具有的烷氧基或卤素原子最终被转变为醚键(-O-)，利用该醚键，有机硅烷化合物进而含该化合物的有机薄膜20被结合于被形成层14上。通过醚键被结合于被形成层14上的有机硅烷化合物的上部的官能团16和另一有机硅烷化合物所具有的硅烷基的羟基互相作用，形成多分子层结构。此时，如果硅烷基中的X1及X2的至少一方为与邻接分子不发生反应的取代基，则硅烷基间的空间位阻的效果会更大，能够获得更佳的非晶质膜，但如果该取代基的分子体积过大，则与被形成层的反应性会下降，考虑到这点，优选分子体积小于有机基团15的取代基。
更进一步地，此时如果硅烷基中的X1或X2的至少一方为烷氧基或卤素原子，结果硅烷基具有2～3个硅烷醇基，则1化合物分子中的与基板的结合部分有2～3处，这样可进一步提高与被形成层的密合性。这种情况下，由于与被形成层的结合部分有2～3处，则有机基团可含有大量垂直于被形成层结构。这样，有机基团由于在适度地无规定向中具备垂直于被形成层的构造，所以邻接分子的π-π互相作用适度加强，能够进一步提高有机薄膜的导电性。因此，有机薄膜的导电性变得更大，其结果是，能够获得具备可有效地输送空穴或电子的有机薄膜的装置特性。
图3所示的具有多分子层结构的有机薄膜例如能够通过浸涂法、旋涂法或流延法等容易地形成。
更具体来讲，将有机硅烷化合物溶于有机溶剂，将包含表面具有羟基或羧基的被形成层的基体浸渍于所得溶液中，并提拉。或者，将所得溶液涂布于被形成层表面后用有机溶剂洗涤，再水洗，通过放置或加热将其干燥，使薄膜固定。还可对该薄膜进行电解聚合等处理。
形成有机薄膜时，作为可溶解有机硅烷化合物的有机溶剂，因该化合物所具有的官能团及硅烷基等而有所不同，例如可例举己烷、正十六烷、甲醇、乙醇、IPA、氯仿、二氯甲烷、四氯化碳、1，1-二氯乙烷、1，2-二氯乙烷、THF、甲醚、乙醚、DMSO、甲苯、二甲苯、苯等非水系有机溶剂。
上述记载并不妨碍本发明采用以往作为含有机硅烷化合物的层的形成方法而使用的真空蒸镀法、分子束蒸镀法、溅射法等方法。
(有机TFT用材料)本发明的有机TFT用材料是选自通式(a)的化合物，使该化合物通过硅氧烷键与基板结合可获得薄膜。
通式(a)表示的化合物中，更好的是在有机基团的长轴方向具有疏水基的以下的有机硅烷化合物。
式中，n为0～10，R1和R2可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子(但不包括R1和R2同时为氢原子的情况)，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3(m＝0～9)表示的烷氧基或卤素原子，R3及R4为疏水基或疏水基和氢原子。
上述式中，硅烷基和疏水基可分别使用以上已经说明的基团。
构成上述式(I)’的有机硅烷化合物的苯环的数目为2～12个。特别是考虑到合成工序和生成物的收率，特好的是苯环数为2～9的萘、蒽、并四苯、并五苯、并六苯、并七苯、并八苯、并九苯。
式中，R5为SiX1X2X3表示的硅烷基，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3(m＝0～9)表示的烷氧基或卤素原子，R6为疏水基。
上述式中，硅烷基及疏水基可分别使用以上已经说明的基团。
式中，R7及R8可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子(但不包括R7及R8同时为氢原子的情况)，Y选自C(R11)2、NR12、O及S(这里，R11、R12为氢原子，可以直接结合其它的官能团)，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3(m＝0～9)表示的烷氧基或卤素原子，R9和R10为疏水基或氢原子(但不包括R9及R10同时为氢原子的情况)。
上述式中，硅烷基及疏水基可分别使用以上已经说明的基团。
式中，R13为SiX1X2X3表示的硅烷基，R14～R16可以相同也可以不同，为疏水基或氢原子(但不包括R14～R16同时为氢原子的情况)，n1’和n2’合计为0～8的整数，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3(m＝0～9)表示的烷氧基或卤素原子。
上述式中，硅烷基及疏水基可分别使用以上已经说明的基团。
式中，R17～R20满足下述的2个条件的任一条件条件1R17及R18可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子(但不包括R17及R18同时为氢原子的情况)，R19及R20可以相同也可以不同，为氢原子或疏水基(但不包括R19及R20同时为氢原子的情况)，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3(m＝0～9)表示的烷氧基或卤素原子。
条件2R19及R20可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子(但不包括R19及R20同时为氢原子的情况)，R17、R18可以相同也可以不同，为氢原子或疏水基(但不包括R17及R18同时为氢原子的情况)，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3(m＝0～9)表示的烷氧基或卤素原子。
上述化合物可被烷基、烷氧基、芳基、氨基等公知的取代基，卤素原子取代。
(有机TFT的构成)本发明的有机TFT具有作为半导体层的由有机硅烷化合物形成的功能性有机薄膜。其中，来自具有并苯骨架的化合物的功能性有机薄膜可由下式(I)”表示。
式中，n为0～10，R1及R2的至少一方形成由下式
表示的硅氧烷键构成的网络，且通过硅氧烷键与基板结合(不包括R1和R2同时为氢原子的情况)，R3和R4为疏水基或疏水基和氢原子。
构成上述式(I)”的并苯骨架的苯环的数目为2～12个。特别是考虑到合成工序和生成物的收率，特好的是苯环数为2～9的萘、蒽、并四苯、并五苯、并六苯、并七苯、并八苯、并九苯。上述式(I)’中，在形式上示出了苯环以直线状稠合的分子，但例如菲、、二萘品苯、戊芬、己芬、庚芬、苯并蒽、二苯并菲、蒽并萘并萘等以非直线状稠合的分子也包含在式(I)’的并苯骨架中。
本发明的功能性有机薄膜中，有机基团通过硅氧烷键(-Si-O-)被结合于基板上。具体地如图4所示，薄膜的由硅原子和氧原子构成的网络22结合于基板21上，并苯骨架(有机基团)23结合于网络22。这样，使用了本发明的有机硅烷化合物的薄膜具有上述的由硅原子和氧原子构成的网络，且在其上部具备具有较高的分子间互相作用(范德瓦耳斯互相作用)的并苯骨架。因此，利用网络和并苯骨架的互相作用，获得具备高定向性的薄膜。此外，由于邻接的并苯骨架间的距离被保持为较短，所以如上所述形成了薄膜时，可实现贯通并苯骨架的高导电性。而且，由于邻接的并苯骨架间未结合，所以将通常状态的导电性控制在较低水平，且能够仅在该薄膜注入了光激发或电场激发载流子时带来高导电性。
上述薄膜为图5所示的1个并苯骨架通过2个硅氧烷键结合于基板上的功能性有机薄膜时，获得了较大效果(高定向性和高导电性)。即，由于功能性有机薄膜在2处与基板结合，所以并苯骨架垂直于基板表面。由于薄膜的导电性由邻接的并苯骨架间的π-π互相作用的大小决定，所以并苯骨架越接近垂直于基板薄膜的导电性越大。因此，该功能性有机薄膜具备特高的导电性。所以，该功能性有机薄膜作为导电性材料除了适用于有机薄膜晶体管以外，还适用于太阳能电池、燃料电池、传感器等装置。
1个并苯骨架通过2个硅氧烷键结合于基板上的功能性有机薄膜的示意图如图5和图6所示。图6是从另一角度看图5的图。如图5及图6所示，由于本发明的功能性有机薄膜与基板的结合部分为2处，所以并苯骨架能够垂直于基板。因此，邻接的有机基团间的π-π互相作用增加，这样能够形成可适用于上述装置的具备高导电性的薄膜。
上述薄膜的说明中使用了具有并苯骨架的功能性有机薄膜，对于具备苊骨架、苝骨架及上述骨架以外的稠合多环烃骨架的功能性有机薄膜也是同样如此。
这里，作为使薄膜形成的基板，例如可例举硅、锗等元素半导体，GaAs、InGaAs、ZnSe等化合物半导体等半导体；所谓的SOI基板、多层SOI基板、SOS基板等；云母；玻璃；石英玻璃；聚酰亚胺；PET、PEN、PES、特氟隆(注册商标)等高分子膜等绝缘体；不锈钢(SUS)；金、铂、银、铜、铝等金属；钛、钽、钨等高熔点金属；与高熔点金属的硅化物、多晶硅-金属硅化物(polycide)等；硅氧化膜(热氧化膜、低温氧化膜LTO膜等、高温氧化膜HTO膜)、硅氮化膜、SOG膜、PSG膜、BSG膜、BPSG膜等绝缘体；PZT、PLZT、铁电体或反铁电体；SiOF系膜、SiOC系膜或CF系膜或通过涂布形成的HSQ(hydrogensilsesquioxane)系膜(无机系)、MSQ(methyl silsesquioxane)系膜、PAE(polyarylene ether)系膜、BCB系膜、多孔系膜或CF系膜或多孔质膜等低介电体等的单层或层叠层。
如果考虑到使更多的有机基团在基板上定向，则这些基板中，特好的是作为可使羟基、羧基等的活性氢突出于表面的基板或可通过亲水化处理使活性氢突出的基板的硅基板或石英基板、云母基板。亲水化处理例如可通过浸渍于过氧化氢和浓硫酸的混合溶液中等而进行。
以下，对具备上述功能性有机薄膜的本发明的有机薄膜晶体管的构成进行更具体的说明。
对本发明的有机TFT的构成进行阐述。本发明的有机TFT使用了上述功能性有机薄膜。即，本发明的有机TFT例如具备直接或间接地在基板上形成的上述功能性有机薄膜，间接或直接地在前述基板上形成的栅极，在前述功能性有机薄膜的一侧表面或另一侧表面形成的源极·漏极，以及形成于前述栅极和前述源极·漏极间的栅绝缘膜。TFT可采用交错(stagger)型、逆交错型或它们的变形形态等各种形态。
例如，为交错型时，可例举在基板上由上述功能性有机薄膜形成有机半导体层，在其上隔着栅绝缘膜配置栅极，在栅极的两侧、与栅极分离、配置与有机半导体层接触的源/漏极的形态。此外，也可以是在基板上形成栅极，在栅极上隔着栅绝缘膜形成有机半导体层，在有机半导体层上配置与有机半导体层接触的源/漏极使栅极不交叠(overlap)的逆交错型的形态。
逆交错型的有机TFT的一例如图7所示。图7是在基板24的上部隔着栅极25由上述功能性有机薄膜形成有机半导体层29，在其两侧配置有源极27和漏极28的形态。图中，30为由硅原子和氧原子构成的网络，31为有机基团，32为直链烃基。
此外，作为栅极、源/漏极，可例举通常被用于TFT等的由导电材料形成的层。例如，可例举金、铂、银、铜、铝等金属，钛、钽、钨等高熔点金属，与高熔点金属的硅化物、多晶硅-金属硅化物等的单层或层叠层等。对此时的膜厚无特别限定，通常可调整为适用于晶体管的膜厚。
作为栅绝缘膜，可例举由通常被用于TFT的绝缘材料形成的膜。例如，硅氧化膜、硅氮化膜等。
本发明的有机TFT有多种用途，例如作为存储器、逻辑单元、逻辑电路等的半导体装置，其应用范围能够向各种电子设备扩展个人计算机、笔记本电脑、便携式电脑、个人辅助/拨号机、超小型计算机、主机、多处理器、计算机或其它所有类型的计算机系统等数据处理系统；CPU、存储器、数据存储装置等构成数据处理系统的电子部件；电话、PHS、调制解调器、路由器等通信设备；显示装置、放映机等图像显示设备；打印机、扫描仪、复印机等办公设备；传感器、摄像机、数码相机等摄像设备；游戏机、音乐播放器等娱乐设备；便携式信息终端、钟表、电子词典等信息设备；车辆导航系统、车辆音响等车载设备；用于记录、再生动画、图片、音乐等信息的AV设备；洗衣机、电灶、冰箱、电饭锅、洗碗机、吸尘器、空调等家电产品；按摩器、体重计、血压计等健康管理设备；IC卡、存储卡等便携式存储装置等。
作为有机TFT的制造方法，例如可例举以下的4个工序。即，在基板上直接或间接地形成功能性有机薄膜的工序(A)，在前述基板上间接或直接地形成栅极的工序(B)，在前述功能性有机薄膜的一侧表面或另一侧表面形成源极·漏极的工序(C)，以及在前述栅极和前述源极·漏极之间形成栅绝缘膜的工序(D)。这里，前述工序(A)是包含通过由硅原子和氧原子形成的网状构造部使含具有疏水基的π电子共轭系分子的有机硅烷化合物结合于基板上的工序2的工序。此外，上述工序(A)(B)(C)(D)的顺序并不限定于上述顺序，可根据希望获得的晶体管构造，自由地组合改变工序顺序。
(构成有机TFT的功能性有机薄膜的制造方法)
接着，对本发明的功能性有机薄膜的制造方法进行阐述。本发明的功能性有机薄膜例如可通过利用了真空蒸镀法、分子束蒸镀法或溶于溶剂的溶液的浸涂法(化学结合法)、LB法、旋涂法、流延法、棒涂法、辊涂法等涂布方法的公知方法形成。作为该制造方法的一例，利用化学结合法及LB法的本发明的功能性有机薄膜的制造方法如下所示。
化学结合法可按照以下工序进行。
首先，将有机硅烷化合物溶于己烷、氯仿、四氯化碳等非水系溶剂。在所得溶液中浸渍待形成薄膜的基板(较好为具有羟基、羧基等活性氢的基板)，提拉。或者可将所得的溶液涂布于基板表面。然后，用非水系溶剂洗涤，水洗，通过放置或加热进行干燥，使薄膜固定。该薄膜可直接用作为电气材料，或进一步实施电解聚合等处理后再使用。使用该材料，获得在Si-O-Si网络化的同时邻接的有机基团间的距离短、高度有序化(结晶化)的薄膜。此外，有机基团为直线状时，由于邻接的有机基团间未结合，所以可进一步缩短邻接的有机基团间的距离。其结果是，能够获得更高度结晶化的薄膜。
本发明的有机硅烷化合物例如也可使用LB法形成薄膜。这里，LB法是指使含材料的非水系溶液在水溶液表面展开，籍此在水溶液表面形成薄膜(L膜)后，将其转移至基板而形成薄膜的方法。
首先，使本发明的有机硅烷化合物溶于己烷、氯仿、四氯化碳等非水系溶剂。有机硅烷化合物中有机基团和疏水基结合时，其在非水系溶剂中的溶解性更高。其结果是，能够比较容易地溶于非水系溶剂。然后，将所得的非水系溶液滴加在水溶液表面。由于该有机硅烷化合物具备亲水基(硅烷基)和疏水基，所以在水面上展开时可使亲水基朝向水面定向。另外，通过邻接化合物间的分子间互相作用，能够使有机硅烷化合物形成的薄膜在水面上的定向性特别得高。然后，一边对水面施加一定的表面压力一边将基板向上提拉，籍此形成薄膜。
这里，上述有机硅烷化合物具有至少1个用于形成硅氧烷键的硅烷基。例如，式(I)’中，在R1及/或R2的位置形成了硅烷基。
通常，大多数含有来自稠合多环烃化合物的有机基团的化合物都难溶于非水系溶剂。对应于此，上述有机硅烷化合物的末端含有疏水基时，可提高其在非水系溶剂中的溶解性，因此可通过溶液处理形成薄膜。此外，由于作为亲水基含有硅烷基，所以化合物整体的表面活性有所提高。因此，例如在亲水性基板由本发明的有机硅烷化合物形成薄膜时，利用硅烷基和基板的互相作用，全部分子可同向排列并有效地吸附于基板。所以，可缩短反应时间并提高薄膜的定向性。
实施例以下，通过实施例对本发明进行详细地说明，但本发明并不仅限于以下的实施例。
实施例1由前述结构式(A)表示的有机硅烷化合物的合成首先，在含2-溴萘(CAS No.90-11-9)50mM的四氯化碳溶液中加入100mM的NBS和AIBN，在N2气氛下于60℃进行2小时的反应，合成2，6-二溴萘。然后，使40mM的2-溴萘溶于THF，加入金属镁，在N2气氛下于60℃进行1小时的反应，合成格利雅试剂后，在含20mM的前述2，6-二溴萘的THF溶液中加入前述格利雅试剂，于20℃进行9小时的反应，合成[2，2’；6’，2”]三萘(ternaphthalene)。接着，在含10mM的前述[2，2’；6’，2”]三萘的四氯化碳溶液中加入20mM的NBS及AIBN，在N2气氛下于60℃进行2小时的反应，形成6-溴-[2，2’；6’，2”]三萘后，加入金属镁，在N2气氛下于60℃进行1小时的反应，合成格利雅试剂，然后加入10mM氯三乙氧基硅烷，于60℃反应2小时，以40％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在1090cm-1观测到来自SiC的吸收，确认化合物具有SiC键。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
7.9ppm(m)(4H 芳香族)7.6ppm(m)(8H 芳香族)7.5ppm(m)(4H 芳香族)7.3ppm(m)(3H 芳香族)3.6ppm(m)(6H 乙氧基亚甲基)1.5ppm(m)(9H 乙氧基甲基)从该结果可确认，所得化合物是由前述结构式(A)所示的化合物。
准备例12-溴并五苯的合成利用以下的方法合成在实施例2中使用的2-溴并五苯。首先，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入在50mL四氯化碳中溶有100mM的并五苯和NBS的溶液，在AIBN的存在下进行1.5小时的反应。通过过滤除去未反应物及HBr后，用柱色谱提取仅1处被溴化的贮留物，获得标题化合物2-溴并五苯。
实施例2前述结构式(B)表示的有机硅烷化合物的合成首先，使50mM的2，7-二溴芴(CAS No.16433-88-8)溶于THF溶液，再加入金属镁，于60℃反应8小时，形成下述格利雅试剂1。
然后，在含有25mM的准备例1形成的2-溴并五苯的THF溶液中加入前述格利雅试剂1，于20℃反应2小时，形成下述格利雅试剂2。
接着，加入25mM的2-溴芴(CAS No.1133-80-8)，于20℃反应3小时，合成7-并五苯-2-基-9H，9’H-[2，2’]联芴。然后，加入金属镁，在N2气氛下于60℃进行1小时的反应，合成下述格利雅试剂3，再加入10mM的氯三甲氧基硅烷，于60℃反应2小时，以25％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在1080cm-1观测到来自SiC的吸收，确认化合物具有SiC键。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
8.2ppm(m)(2H 并五苯)8.0ppm(m)(2H 并五苯)7.9ppm(m)(9H 并五苯和芴)7.8ppm(m)(4H 并五苯和芴)7.6ppm(m)(5H 并五苯和芴)
7.4ppm(m)(3H 并五苯和芴)3.9ppm(m)(4H 芴)3.6ppm(m)(9H 甲氧基甲基)从该结果可确认，所得化合物是由前述结构式(B)所示的化合物。
实施例3由前述结构式(C)表示的有机硅烷化合物的合成首先，使50mM作为实施例1的中间体的2，6-二溴萘溶于THF溶液，再加入金属镁，于60℃反应8小时，形成下述格利雅试剂4。
另一方面，在含50mM苯并[k]荧蒽(CAS No.207-08-9)的四氯化碳溶液中加入100mM的NBS和AIBN，在N2气氛下于60℃反应2小时后，通过过滤除去未反应物，再用柱色谱提取仅1处被溴化的贮留物，合成2-溴-苯并[k]荧蒽。然后，在含20mM前述格利雅试剂的THF溶液中加入前述2-溴苯并[k]荧蒽20mM，于20℃反应4小时，合成2-(6-溴-萘-2-基)-苯并[k]荧蒽。接着，在含10mM前述2-(6-溴-萘-2-基)-苯并[k]荧蒽的四氯化碳溶液中加入金属镁，于60℃反应1小时，合成格利雅试剂2后，与实施例2同样，加入氯三甲氧基硅烷10mM，于60℃反应2小时，以30％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在1080cm-1观测到来自SiC的吸收，确认化合物具有SiC键。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
8.1ppm(m)(1H 苯并荧蒽)8.0ppm(m)(1H 苯并荧蒽)7.9ppm(m)(2H 苯并荧蒽和萘)7.8ppm(m)(1H 苯并荧蒽)7.7ppm(m)(7H 苯并荧蒽和萘)7.6ppm(m)(1H 苯并荧蒽)7.5ppm(m)(1H 萘)7.3ppm(m)(3H 苯并荧蒽和萘)
3.6ppm(m)(9H 甲氧基甲基)从该结果可确认，所得化合物是由前述结构式(C)所示的化合物。
实施例4由前述结构式(D)表示的有机硅烷化合物的合成首先，在含1-溴芘(CAS No.1714-29-0)50mM的四氯化碳溶液中加入50mM的NBS和AIBN，在N2气氛下于60℃进行2小时的反应，合成1，6-二溴芘。然后，在含100mM的1-溴萘的THF溶液中加入金属镁，于60℃进行2小时的反应，合成格利雅试剂。接着，在含50mM前述格利雅试剂的THF溶液中加入25mM的前述1，6-二溴芘，于20℃进行4小时的反应，合成1，6-二-萘-2-基-芘。接着，在含20mM的前述1，6-二-萘-2-基-芘的四氯化碳溶液中加入50mM的NBS及AIBN，在N2气氛下于60℃进行2小时的反应，籍此溴化后，在含10mM的前述溴化物的四氯化碳溶液中加入金属镁，于60℃进行1小时的反应，合成格利雅试剂。然后，与实施例1同样，加入10mM氯三乙氧基硅烷，于60℃反应2小时，以25％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在1080cm-1观测到来自SiC的吸收，确认化合物具有SiC键。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
8.2ppm(m)(1H 芘)8.0ppm(m)(2H 芘)7.9ppm(m)(3H 芘和萘)7.7ppm(m)(10H 芘和萘)7.5ppm(m)(2H 萘)7.3ppm(m)(3H 萘)3.6ppm(m)(6H 乙氧基亚甲基)1.5ppm(m)(9H 乙氧基甲基)从该结果可确认，所得化合物是由前述结构式(D)所示的化合物。
实施例5由前述结构式(E)表示的有机硅烷化合物的合成首先，在含20mM作为实施例1的中间体的6-溴-[2，2’；6’，2”]三萘的THF溶液中加入金属镁，在N2气氛下于60℃反应1小时，形成格利雅试剂。然后，在含20mM的6-溴-[2，2’；6’，2”]三萘的THF溶液中加入20mM前述格利雅试剂，于20℃反应3小时，合成下述中间体。
接着，在含10mM前述中间体的四氯化碳溶液中加入20mM的NBS和AIBN，在N2气氛下于60℃反应2小时后，合成末端被溴化的化合物后，加入金属镁，于60℃反应1小时，合成格利雅试剂，再加入10mM的四氯硅烷，于60℃反应2小时，以25％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在1095cm-1观测到来自SiC的吸收，确认化合物具有SiC键。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。因化合物的反应性高，所以无法对所得化合物直接进行NMR测定，因此，使化合物和乙醇反应(确认氯化氢的生成)，将末端的氯转变为乙氧基后再进行测定。
7.9ppm(m)(10H 芳香族)7.7ppm(m)(14H 芳香族)7.5ppm(m)(10H 芳香族)7.3ppm(m)(3H 芳香族)3.7ppm(m)(6H 乙氧基亚甲基)1.4ppm(m)(9H 乙氧基甲基)从该结果可确认，所得化合物是由前述结构式(E)所示的化合物。
实施例6由前述结构式(F)表示的有机硅烷化合物的合成首先，在含1-苯并蒽(CAS No.56-55-3)50mM的四氯化碳溶液中加入100mM的NBS和AIBN，在N2气氛下于60℃进行2小时的反应，合成3-溴-苯并[a]蒽。然后，在含20mM的前述3-溴-苯并[a]蒽的THF溶液中加入金属镁，于65℃进行2小时的反应，合成格利雅试剂。接着，在含50mM菲(CAS No.85-01-8)的四氯化碳溶液中加入100mM的NBS及AIBN，在N2气氛下于60℃进行3小时的反应，合成2，7-二溴-菲。接着，在含5mM的前述2，7-二溴-菲的THF溶液中加入5mM的前述格利雅试剂，于60℃进行2小时的反应，合成3-(7-溴-菲-2-基)-苯并[a]蒽。然后，在含1mM的前述3-(7-溴-菲-2-基)-苯并[a]蒽的四氯化碳中加入10mM的NBS和AIBN，在N2气氛下于60℃进行2小时的反应，再加入金属镁，于60℃反应1小时，合成格利雅试剂，再加入2mM氯三甲氧基硅烷，于60℃反应2小时，以10％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在1075cm-1观测到来自SiC的吸收，确认化合物具有SiC键。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
8.5ppm(m)(3H 芳香族)8.3ppm(m)(4H 芳香族)8.1ppm(m)(3H 芳香族)7.9ppm(m)(4H 芳香族)7.7ppm(m)(2H 芳香族)7.4ppm(m)(3H 芳香族)3.7ppm(m)(9H 甲氧基甲基)从该结果可确认，所得化合物是由前述结构式(F)所示的化合物。
准备例2根据路径A4或路径A5的第1反应式，按照以下的方法合成用于实施例7及实施例9的2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘。
具体情况如下所述。首先，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的200ml玻璃烧瓶中加入0.4M镁、100mL的HMPT(六甲基磷酰三胺)、20mL的THF及I2(催化剂)、0.1M的1，2，4，5-四氯苯(例如，可由キシダ化学以99％的纯度购入)后，于80℃的温度下滴加0.4M的氯三甲基硅烷，搅拌30分钟后，于130℃回流4天，合成1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯。然后，在200mL茄形烧瓶中加入20mM的i-Pr2NH、50mM的PhI(OAc)2[(二乙酰氧基碘)苯]和50mL的二氯甲烷，于0℃滴加50mM的CF3CO2H(TfOH)后搅拌2小时。接着，于0℃滴加含50mM的前述1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯的二氯甲烷溶液10mL，室温下搅拌2小时，合成[2，4，5-三(三甲基甲硅烷基)苯基]碘三氟甲磺酸苯酯。然后，在50mL的茄形烧瓶中装入2.0M的Bu4NF的THF溶液，于0℃滴加含5mM[2，4，5-三(三甲基甲硅烷基)苯基]碘三氟甲磺酸苯酯及10mM的3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃的二氯甲烷溶液10mL，搅拌30分钟使反应进行。反应结束后，用二氯甲烷及水进行萃取，再用柱色谱精制，合成1，4-二氢-1，4-环氧基萘衍生物。接着，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的50mL玻璃烧瓶中装入前述1，4-二氢-1，4-环氧基萘衍生物、1mM碘化锂和含10mM的DBU(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7)的THF溶液10mL，加入1mM前述1，4-二氢-1，4-环氧基萘衍生物后，于氮气氛下回流3小时使反应进行。反应结束后，通过萃取和用MgSO4除去水分，合成标题化合物2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘。
实施例73-三乙氧基甲硅烷基-6，8，9，11-四叔丁基并四苯的合成按照路径A4，合成2，3，7，8-四(三甲基甲硅烷基)-6，9-(叔丁基)-蒽，然后按照前述路径C2，利用季铵使三甲基甲硅烷基脱保护，与硅烷化合物反应，合成3-三乙氧基甲硅烷基-6，8，9，11-四叔丁基并四苯。
更详细的合成工序如下所示。首先，使用前述准备例2合成的2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘作为起始原料，合成方法除了用2，5-(叔丁基)-3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃替代3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃之外，利用与准备例2的由1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯合成2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘的方法同样的方法，合成2，3，7，8-四(三甲基甲硅烷基)-6，9-(叔丁基)-蒽。然后，除了用3，4-(叔丁基)呋喃替代2，5-(叔丁基)-3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃之外，采用与本实施例的由2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘合成2，3，7，8-四(三甲基甲硅烷基)-6，9-(叔丁基)-蒽的方法同样的方法，合成下述结构式表示的2，3-二(三甲基甲硅烷基)-6，8，9，11-四(叔丁基)并四苯。
接着，使1mM前述2，3-二(三甲基甲硅烷基)-6，8，9，11-四(叔丁基)并四苯溶于含少量的水及PhNMe3F的THF溶剂后进行搅拌，合成6，8，9，11-四(叔丁基)并四苯。然后，在氮气氛下，在200ml茄形烧瓶中装入5ml的THF、5mM前述6，8，9，11-四(叔丁基)并四苯和镁，搅拌1小时，形成格利雅试剂后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入5mM氯三乙氧基硅烷和30ml的THF，冰冷后，加入前述格利雅试剂，于30℃进行1小时的熟化。然后，减压下过滤反应液，除去氯化镁后，从滤液中对THF及未反应的氯三乙氧基硅烷进行汽提，以15％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在波长1035cm-1观测到来自Si-O-C的吸收，籍此确认化合物中包含硅烷基。进行含化合物的氯仿溶液的紫外-可见光吸收光谱测定，结果在波长493nm观测到吸收。该吸收由分子中包含的并四苯骨架的π→π*跃迁引起，可确认化合物含并四苯骨架。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
(8.0ppm～7.3ppm)(m)(7H；来自并四苯骨架)(3.9ppm～3.7ppm)(m)(6H；来自硅烷基的乙基)(1.6ppm～1.1ppm)(m)(45H；来自叔丁基及硅烷基的甲基)从该结果可确认，所得化合物是3-三乙氧基硅烷基-6，8，9，11-四叔丁基并四苯。
实施例83-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯的合成和使用了该化合物的有机薄膜的形成利用前述路径D2的方法合成3-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯。即，使氯二苯基甲烷和当量的镁反应，形成格利雅试剂后，在含溴并五苯的硝基苯中慢慢加入前述格利雅试剂，合成9-二苯基甲基并五苯。然后，用NBS形成3-溴-9-二苯基甲基并五苯，再使其与溶于硝基苯中的H-Si(C(CH3)3)2OCH3反应，合成3-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯。
更详细是，首先在含规定量的氯二苯基甲烷的例如氯仿溶液中加入镁，形成格利雅试剂。然后，慢慢加入9-溴并五苯的氯仿溶液，形成9-二苯基甲基并五苯。接着，例如使用NBS，将前述9-二苯基甲基并五苯溴化后，通过萃取除去3位以外被溴化的化合物，获得3-溴-9-二苯基甲基并五苯。然后，使氯二(叔丁基)甲氧基硅烷溶于氯仿中，将该溶液加入到含前述3-溴-9-二苯基甲基并五苯的氯仿溶液中，使它们进行反应，合成标题化合物(收率10％)。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在波长1020cm-1观测到来自Si-O-C的吸收。进行含化合物的氯仿溶液的紫外-可见光吸收光谱测定，结果在波长605nm观测到吸收。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
(8.4ppm～8.2ppm)(m)(2H 来自并五苯骨架)(7.9ppm～7.5ppm)(m)(20H来自并五苯骨架及二芳基烷基的苯环)
(5.4ppm～5.3ppm)(m)(1H来自二苯基乙基的乙基)(3.6ppm～3.5ppm)(m)(3H来自硅烷基的甲基)(1.5ppm～1.2ppm)(m)(18H来自硅烷基的叔丁基)从该结果可确认，所得化合物是3-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯。
然后，对采用LB法的前述化合物的有机薄膜的形成进行阐述。首先，使3-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯溶于氯仿溶剂，制得2mM的试样溶液。接着，在槽中的水面上滴加规定量(100μl)的试样溶液，在水面上形成前述化合物的单分子膜(L膜)。在此状态下向水面上施压，形成规定的表面压(30mN/cm2)后，以一定速度提拉基板，形成LB膜。
所形成的3-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯有机薄膜的吸收测定结果与化合物的吸收测定一致，确认所形成的有机薄膜中包含并五苯骨架。此外，通过椭圆对称法测定及AFM测定，确认膜厚平均约为2.0nm。由于3-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯的分子长为2.3nm，所以确认形成的有机薄膜为单分子层，且具有倾斜的结构。此外，通过AFM测定确认所形成的有机薄膜中未见周期性成分。籍此确认有机薄膜中分子无规定向。
实施例92，3-二(二叔丁基甲氧基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯的合成和使用了该化合物的有机薄膜的形成按照以下的方法合成2，3-二(二叔丁基甲氧基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯。首先，以1，2，4，5-四氯苯为起始原料，按照前述路径A5合成下述中间体。
然后，按照前述路径C3，利用季铵使三甲基甲硅烷基脱保护，使其与硅烷化合物反应，形成2，3-二(二叔丁基甲氧基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯。
更详细的是，与实施例7同样按照以下的方法合成。首先，使用前述准备例2合成的2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘为起始原料，合成方法除了用2，5-(N，N-二苯基氨基)-3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃替代3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃以外，按照与准备例2的由1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯合成2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘的方法同样的方法，合成2，3，7，8-四(三甲基甲硅烷基)-6，9-(N，N-二苯基氨基)蒽。然后，除了用呋喃替代2，5-(N，N-二苯基氨基)-3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃以外，采用与本实施例的由2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘合成2，3，7，8-四(三甲基甲硅烷基)-6，9-(N，N-二苯基氨基)蒽的方法同样的方法，合成2，3-二(三甲基甲硅烷基)-6，11-(N，N-二苯基氨基)并四苯后，再次使用与本实施例的由2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)萘合成2，3，7，8-四(三甲基甲硅烷基)-6，9-(N，N-二苯基氨基)蒽的同样的方法，合成上述结构式表示的2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯。然后，使1mM前述2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯溶于含少量的水及PhNMe3F的THF溶剂，进行搅拌，合成6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯。接着，在氮气氛下，在200ml茄形烧瓶中装入5ml的干燥THF、5mM前述6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯和镁，搅拌1小时，形成格利雅试剂后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入5mM氯二(叔丁基)三甲氧基硅烷和30ml的THF，冰冷后，加入前述格利雅试剂，于30℃进行1小时的熟化。然后，减压下过滤反应液，除去氯化镁后，从滤液中对THF及未反应的氯二(叔丁基)甲氧基硅烷进行汽提，以10％的收率获得标题化合物。
对所得化合物进行红外吸收光谱测定，在波长1025cm-1观测到来自Si-O-C的吸收。进行含化合物的氯仿溶液的紫外-可见光吸收光谱测定，结果在波长615nm观测到吸收。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
(8.2ppm)(s)(2H来自并五苯)(8.0ppm～7.9ppm)(m)(6H来自并五苯)(7.2ppm～7.0ppm)(m)(16H来自二苯基氨基)(6.8ppm～6.3ppm)(m)(24H来自二苯基氨基)(3.6ppm～3.5ppm)(m)(6H来自硅烷基的甲氧基)(1.4ppm～1.3ppm)(m)(36H来自硅烷基的叔丁基)
从该结果可确认，所得化合物是2，3-二(二叔丁基甲氧基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯。
以下所示为使用了前述化合物的有机薄膜的制造例。首先，将石英基板浸渍于过氧化氢和浓硫酸的混合溶液(混合比3∶7)1小时，对石英基板表面进行亲水化处理。然后，在惰性气氛下，使所得基板在2，3-二(二叔丁基甲氧基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯溶于非水系溶剂(正十六烷)而形成的10mM的2，3-(二叔丁基甲氧基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯溶液中浸渍5分钟，慢慢提拉，进行溶剂洗涤，在石英基板上形成膜。
用紫外可见光吸收分光光度计对成膜的石英基板进行测定，测出作为π电子共轭系分子的并五苯骨架的吸收波长610nm。籍此确认所形成的有机薄膜中含并五苯骨架。此外，利用椭圆对称法测定膜厚，测得所形成的有机薄膜的膜厚为21.2nm。其分子长度大于本发明的化合物的分子长度。即，如果使用上述化合物通过化学结合法形成有机薄膜，则由于在二苯基氨基和来自甲氧基的羟基间形成氢键，所以可形成多分子层。此外，通过AFM测定确认所形成的有机薄膜中未见周期性成分。籍此确认有机薄膜中的分子无规定向。
实施例102，8-(N，N-二苯基氨基)-5，11-二-三氯甲硅烷基-苝的合成和使用了该化合物的有机薄膜的形成按照前述路径D4的方法合成2，8-(N，N-二苯基氨基)-5，11-二-三氯甲硅烷基-苝。即，在乙酸溶剂中溶解规定量的苝，利用KI/KIO3使2，5，8，11位碘化。然后，铜存在下，在1，2-二氯苯中与二苯胺反应，再与四氯硅烷反应，完成合成。
更详细的是，首先在100mL茄形烧瓶中装入含KI、KIO3的乙酸溶液50mL，加入50mM苝(例如可以99％的纯度从キシダ化学公司购入)后，搅拌3小时，合成2，5，8，11-四碘苝。然后，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml玻璃烧瓶中装入10mM无水K2CO3、0.5mM铜(催化剂)及18-冠-6(1mM)，加入含10mM前述2，5，8，11-四碘苝和20mM二苯胺的二氯苯溶液20mL后，回流32小时使反应进行。反应后，通过过滤除去催化剂及未反应物，减压下蒸馏，合成2，8-(N，N-二苯基氨基)-5，8-碘苝。接着，在氮气氛下，在200ml茄形烧瓶中装入5ml的干燥THF、5mM前述2，8-(N，N-二苯基氨基)-5，8-碘苝和镁，搅拌1小时，形成格利雅试剂后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入5mM四氯硅烷和30ml的THF，冰冷后，加入前述格利雅试剂，于30℃进行2小时的熟化。然后，减压下过滤反应液，除去氯化镁后，从滤液中对THF及未反应的氯二(叔丁基)三氯硅烷进行汽提，以25％的收率获得标题化合物。
对所形成的2，8-(N，N-二苯基氨基)-5，11-二-三氯甲硅烷基-苝进行红外吸收测定、紫外-可见光吸收光谱测定和NMR测定。因为所得化合物的反应性高，所以不可能对其进行直接测定，因此使化合物与乙醇反应(确认氯化氢的生成)，将末端的氯转换为乙氧基后再进行测定。其结果是，通过红外吸收测定，在波长1030cm-1观测到Si-O-C的吸收。此外，通过紫外-可见光吸收光谱测定，获得波长380nm的π→π*跃迁吸收。NMR测定结果如下所示。
(8.0ppm～7.8ppm)(m)(2H来自苝骨架)(7.5ppm～7.3ppm)(m)(8H来自苝骨架)(7.1ppm～6.9ppm)(m)(8H来自二苯基氨基)(6.7ppm～6.3ppm)(m)(12H来自二苯基氨基)(3.8ppm～3.6ppm)(m)(12H来自硅烷基的乙基)(1.5ppm～1.4ppm)(m)(18H来自硅烷基的甲基)从该结果可确认，所得化合物是2，8-(N，N-二苯基氨基)-5，11-二-三氯甲硅烷基-苝。
以下所示为使用了前述化合物的有机薄膜的制造例。首先，将云母基板浸渍于过氧化氢和浓硫酸的混合溶液(混合比1∶4)15分钟，对云母基板表面进行亲水化处理。然后，在惰性气氛下，使所得基板在2，8-(N，N-二苯基氨基)-5，11-二-三氯甲硅烷基-苝溶于非水系溶剂(正十六烷)而形成的1mM的2，8-(N，N-二苯基氨基)-5，11-二-三氯甲硅烷基-苝溶液中浸渍10分钟，慢慢提拉，进行溶剂洗涤，在云母基板上形成膜。
用紫外可见光吸收分光光度计对成膜的云母基板进行测定，测出作为π电子共轭系分子的苝骨架的吸收波长380nm。籍此确认所形成的有机薄膜中含苝骨架。此外，利用椭圆对称法测得膜厚为10nm。籍此确认有机薄膜具有多分子层结果。另外，通过AFM测定确认所形成的有机薄膜中未见周期性成分。籍此确认有机薄膜中的分子无规定向。
比较例1通过溅射法，用实施例9获得的6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯形成膜厚10nm的有机薄膜。
(溶解性)评价实施例7～10合成的本发明的有机硅烷化合物、比较例1的6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯在有机溶剂中的溶解性。具体来讲是分别在以下的有机溶剂1ml中添加上述各化合物1μmol，混合15分钟。
实施例7～8氯仿实施例9～10及比较例1甲苯实施例7～10的有机硅烷化合物溶于有机溶剂，获得透明溶液。比较例1的化合物在有机溶剂中仅分散但未溶解，获得白浊液。
(与基板的结合)利用以下方法验证实施例8～10及比较例1获得的有机薄膜。
首先，将形成于石英基板上的有机薄膜浸渍于水溶液中，进行10分钟超声波洗涤。然后，进行前述有机薄膜的紫外-可见光吸收光谱测定，确认有无π电子共轭系分子固有的π→π*跃迁吸收波长。
实施例8～10的有机薄膜在超声波洗涤前后，在相同位置可确认有π→π*跃迁吸收。另一方面，比较例1的有机薄膜在超声波洗涤前可确认π→π*跃迁吸收，但在超声波洗涤后确认消失。籍此可确认本发明的有机硅烷化合物的耐久性提高。
由实施例7～10可明确下述情况。由于本发明的有机硅烷化合物具有官能团和硅烷基，所以具有较高的溶解性，在利用溶液系的成膜中，具备使用范围广的特征。此外，由于本发明的有机硅烷化合物具有硅烷基，所以可形成与基板牢固地化学结合且耐久性良好的薄膜。本发明的有机硅烷化合物由于官能团的分子体积较大，所以邻接分子间的分子间互相作用变小，其结果是，不会发生结晶化，形成非晶质膜。因此，例如作为有机EL元件使用时，可伴随高发光效率。
实施例111，4，8，11-四硝基-2-二叔丁基乙氧基甲硅烷基并五苯按照以下方法合成。即，首先由1，2，4，5-四氯苯合成2，3-二(三氯甲硅烷基)-6，7-二硝基萘，例如，使三甲基甲硅烷基这样的保护基与硝基反应后，使并苯骨架数依次增加，然后使保护基脱保护，籍此合成标题化合物。
详细情况是，首先在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的200ml玻璃烧瓶中加入0.4M镁、100mL的HMPT(六甲基磷酰三胺)、20mL的THF及I2(催化剂)、0.1M的1，2，4，5-四氯苯(例如，可由キシダ化学以99％的纯度购入)后，于80℃的温度下滴加0.4M的氯三甲基硅烷，搅拌30分钟后，于130℃回流4天，合成1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯。然后，在200mL茄形烧瓶中加入20mM的i-PrNH、50mM的PhI(OAc)2[(二乙酰氧基碘)苯]和50mL的二氯甲烷，于0℃滴加50mM的CF3CO2H(TfOH)后搅拌2小时。接着，于0℃滴加含50mM的前述1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯的二氯甲烷溶液10mL，室温下搅拌2小时，合成[2，4，5-三(三甲基甲硅烷基)苯基]碘三氟甲磺酸苯酯。然后，在50mL的茄形烧瓶中装入2.0M的Bu4NF的THF溶液，于0℃滴加含5mM前述[2，4，5-三(三甲基甲硅烷基)苯基]碘三氟甲磺酸苯酯及10mM的3，4-二硝基呋喃的二氯甲烷溶液10mL，搅拌30分钟使反应进行。反应结束后，用二氯甲烷及水进行萃取，再用柱色谱精制，合成1，4-二氢-1，4-环氧基萘衍生物。接着，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的50mL玻璃烧瓶中装入前述1，4-二氢-1，4-环氧基萘衍生物、1mM碘化锂和含10mM的DBU(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7)的THF溶液10mL，加入1mM的1，4-二氢-1，4-环氧基萘衍生物后，于氮气氛下回流3小时使反应进行。反应结束后，通过萃取和用MgSO4除去水分，合成2，3-二(三氯甲硅烷基)-6，7-二硝基萘。接着，除了用3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃替代3，4-二硝基呋喃以外，2次采用与上述由1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯合成2，3-二(三甲基甲硅烷基)-6，7-二硝基萘的方法同样的方法，合成2，3-(三甲基甲硅烷基)-7，10-二硝基并四苯。然后，除了用3-(三甲基甲硅烷基)-4-(三甲氧基甲硅烷基)呋喃替代3，4-二硝基呋喃以外，采用1次与上述由1，2，4，5-四(三甲基甲硅烷基)苯合成2，3-二(三甲基甲硅烷基)-6，7-二硝基萘的方法同样的方法，合成2-(三甲氧基甲硅烷基)-3-(三甲基甲硅烷基)-1，4，8，11-四硝基并五苯。接着，使1mM前述2-(三甲氧基甲硅烷基)-3-(三甲基甲硅烷基)-1，4，8，11-四硝基并五苯溶于含少量的水及PhNMe3F的THF溶剂后进行搅拌，合成2-羟基-1，4，8，11-四硝基并五苯。然后，在氮气氛下，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入5ml氢化二(叔丁基)乙氧基硅烷、30ml的THF，冰冷后，加入5mM干燥THF和5mM前述2-羟基-1，4，8，11-四硝基并五苯，于30℃进行1小时的熟化，合成标题化合物1，4，8，11-四硝基-2-二叔丁基乙氧基甲硅烷基并五苯。
对所得化合物进行红外吸收测定，在波长1035cm-1观测到来自Si-O-C的吸收。进行含化合物的氯仿溶液的紫外-可见光吸收光谱测定，结果在波长605nm观测到吸收。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
(8.1ppm～8.0ppm)(s)(1H来自并五苯)(7.9ppm～7.8ppm)(m)(8H；来自并五苯)(3.6ppm～3.5ppm)(m)(6H来自硅烷基的乙基)(1.4ppm～1.3ppm)(m)(27H来自硅烷基的叔丁基及甲基)从该结果可确认，所得化合物是1，4，8，11-四硝基-2-二叔丁基乙氧基甲硅烷基并五苯。
实施例12首先，在有机溶剂(例如，丙酮或异丙醇)中对玻璃基板进行超声波洗涤后，进行100W的5分钟的等离子灰化处理。然后，通过RF溅射法在该基板上形成150nm厚的ITO透明电极薄膜，形成图案。在此状态下，导入真空蒸镀装置，将槽内压力减至5.0×10-6托后，在ITO透明电极上蒸镀厚50nm的作为空穴输送层的TPD，再在空穴输送层上蒸镀50nm厚的作为发光层的Alq3。接着，将前述基板在过氧化氢∶硫酸＝1∶4的溶液中浸渍15分钟，进行表面的亲水化处理。另一方面，使实施例8获得的3-二叔丁基甲氧基甲硅烷基-9-二苯基甲基并五苯溶于氯仿溶剂，制得2mM的试样溶液后，在槽中的水面上滴加规定量(100μl)的试样溶液，在水面上形成前述化合物的单分子膜(L膜)。然后，在此状态下向水面上施压，形成规定的表面压(30mN/cm2)后，以一定速度提拉预先已设置好的层叠至前述发光层的基板，在发光层上形成电子输送层。接着，在电子输送层上蒸镀厚20nm的作为阴极的MgAg，制得有机EL元件。
以上构筑的有机EL元件由于发光层和电子输送层的界面通过化学键特别牢固地被结合，电子输送效率高，所以可减小驱动电压。确认构筑的有机E1元件在外加电压11.5V时达到最大发光亮度3500cd/m2。
实施例13
首先，在有机溶剂(例如，丙酮或异丙醇)中对玻璃基板进行超声波洗涤后，进行100W的5分钟的等离子灰化处理。然后，通过RF溅射法在该基板上形成150nm厚的ITO透明电极薄膜，形成图案。接着，将前述基板在过氧化氢∶硫酸＝7∶3的溶液中浸渍15分钟，进行表面的亲水化处理。另一方面，使实施例11获得的1，4，8，11-四硝基-2--二叔丁基乙氧基甲硅烷基-并五苯溶于氯仿溶剂，制得2mM的试样溶液，通过浸渍层叠至前述阳极的基板，在阳极上形成空穴输送层。在此状态下，导入真空蒸镀装置，将槽内减压至7.0×10-6托后，在空穴输送层上蒸镀厚50nm的作为发光层的Alq3。然后，在空穴输送层上蒸镀厚200nm的作为阴极的MgAg，制得有机EL元件。
以上构筑的有机EL元件由于阳极和空穴输送层的界面通过化学键特别牢固地被结合，空穴输送效率或电子输送效率高，所以可减小驱动电压。确认构筑的有机E1元件在外加电压12.0V时达到最大发光亮度3300cd/m2。
实施例14首先，在有机溶剂(例如，丙酮或异丙醇)中对玻璃基板进行超声波洗涤后，进行100W的5分钟的等离子灰化处理。然后，通过RF溅射法在该基板上形成100nm厚的ITO透明电极薄膜，形成图案。在此状态下，导入真空蒸镀装置，将槽内压力减至5.0×10-6托后，在ITO透明电极上蒸镀厚50nm的作为空穴输送层的TPD，再在空穴输送层上蒸镀50nm厚的作为发光层的Alq3。接着，将前述基板在过氧化氢∶硫酸＝1∶4的溶液中浸渍15分钟，进行表面的亲水化处理。另一方面，使实施例9获得的2，3-二(二叔丁基甲氧基甲硅烷基)-6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯溶于氯仿溶剂，制得2mM的试样溶液后，在槽中的水面上滴加规定量(100μl)的试样溶液，在水面上形成前述化合物的单分子膜(L膜)。然后，在此状态下向水面上施压，形成规定的表面压(25mN/cm2)后，以一定速度提拉预先已设置好的层叠至前述发光层的基板，在发光层上形成电子输送层。接着，在电子输送层上蒸镀厚100nm的作为阴极的MgAg，制得有机EL元件。
以上构筑的有机EL元件由于发光层和电子输送层的界面通过化学键特别牢固地被结合，电子输送效率高，所以可减小驱动电压。确认构筑的有机El元件在外加电压10.5V时达到最大发光亮度4500cd/m2。
比较例2首先，在有机溶剂(例如，丙酮或异丙醇)中对玻璃基板进行超声波洗涤后，进行100W的5分钟的等离子灰化处理。然后，通过RF溅射法在该基板上形成100nm厚的ITO透明电极薄膜，形成图案。在此状态下，导入真空蒸镀装置，将槽内压力减至5.0×10-6托后，在ITO透明电极上蒸镀厚50nm的作为空穴输送层的TPD，再在空穴输送层上蒸镀50nm厚的作为发光层的Alq3。接着，通过真空蒸镀法在发光层上形成10nm厚的作为电子输送层的实施例9的作为中间体的6，8，11，13-四(N，N-二苯基氨基)并五苯。然后，在电子输送层上蒸镀100nm厚的作为阴极的MgAg，制得有机EL元件。
无法确认所构筑的有机EL元件在15.0V为止的外加电压范围内出现1000Cd以上的发光。
这是因为本比较例中，发光层和电子输送层之间是通过物理吸附结合的，电子迁移效率低。也就是说，可以确认如果像本发明的有机EL元件那样，层之间是化学结合，则能够以较低的外加电压获得高发光效率。
实施例15以下的实施例中，直链烷基单元以其碳原子数表示。例如，十八烷基以C18表示。式(1)的化合物以R1[R2]Pn[R3]R4表示。记录中间体的名称时，并五苯的各反应部位的编号如下式所示。因此，例如Si(OCH3)3[H]P5[H]C18表示2-(三甲氧基硅烷基)-14-十八烷基-并五苯。
以下，首先阐述作为实施例15-1～15-5中合成的有机硅烷化合物的前体的溴化物的合成方法。
合成例1 9-溴并四苯、9，10-二溴并五苯的合成按照以下的步骤合成9-溴并四苯。首先，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入溶于50ml四氯化碳的并四苯1mM及NBS，在AIBN存在下使反应进行1.5小时。通过过滤除去未反应物和HBr后，用柱色谱提取仅1处被溴化的贮留物，获得标题化合物9-溴并四苯。
合成例2 9，10-二溴并五苯按照以下的步骤合成9，10-二溴并五苯。首先，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入溶解的并四苯1mM及NCS，在AIBN存在下使反应进行10小时。通过过滤除去未反应物和HBr后，用柱色谱提取4处被氯化的贮留物，获得2，3，9，10-四氯并四苯。
然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的200ml玻璃烧瓶中加入0.4M镁、100mL的HMPT(六甲基磷酰三胺)、20mL的THF及I2(催化剂)、0.1M的2，3，9，10-四氯并四苯，于80℃的温度下滴加0.4M的氯三甲基硅烷，搅拌30分钟后，于130℃回流4天，合成2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)并四苯。
然后，在200mL茄形烧瓶中加入20mM的i-PrNH、50mM的PhI(OAc)2[(二乙酰氧基碘)苯]和50mL的二氯甲烷，于0℃滴加50mM的CF3CO2H(TfOH)后搅拌2小时。接着，于0℃滴加含50mM的前述2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)并四苯的二氯甲烷溶液10mL，室温下搅拌2小时，合成[2，3，9-三(三甲基甲硅烷基)并四苯基]碘三氟甲磺酸苯酯。然后，在50mL的茄形烧瓶中装入2.0M的Bu4NF的THF溶液，于0℃滴加含5mM前述[2，3，9-三(三甲基甲硅烷基)并四苯基]碘三氟甲磺酸苯酯及10mM的3，4-二(三甲氧基甲硅烷基)呋喃的二氯甲烷溶液10mL，搅拌30分钟使反应进行。反应结束后，用二氯甲烷及水进行萃取，再用柱色谱精制，合成1，4-二氢-1，4-环氧基并五苯衍生物。接着，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的50mL玻璃烧瓶中装入前述1，4-二氢-1，4-环氧基并五苯衍生物、1mM碘化锂和含10mM的DBU(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7)的THF溶液10mL，加入1mM前述1，4-二氢-1，4-环氧基并五苯衍生物后于氮气氛下回流3小时使反应进行。反应结束后，通过萃取和用MgSO4除去水分，合成9，10-二羟基并五苯。接着，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的50ml玻璃烧瓶中装入0.1mM前述9，10-二溴并五苯及NBS，再加入AIBN，搅拌2小时合成标题化合物9，10-二溴并五苯。
合成例3 11，12-二溴并七苯的合成以合成例2中的2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)并四苯为起始原料，按照以下步骤合成11，12-二溴并五苯。即，首先除了用3，4-二(三甲基甲硅烷基)呋喃替代3，4-二(三甲氧基甲硅烷基)呋喃以外，2次采用与合成例2中的由2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)并四苯合成9，10-二羟基并五苯的方法同样的方法，合成2，3，10，11-四(三甲基甲硅烷基)并六苯。然后，使用1次与合成例2中的由2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)并四苯合成9，10-二溴并五苯的方法同样的方法，获得11，12-二溴并七苯。
合成例4 13，14-二溴并九苯的合成除了4次而不是合成例3的2次采用与合成例2中的由2，3，9，10-四(三甲基甲硅烷基)并四苯合成9，10-二羟基并五苯的方法同样的方法之外，采用与合成例3同样的方法，合成13，14-二溴并九苯。
实施例15-1 Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18的合成及使用了前述化合物的薄膜的形成Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18按照以下工序合成。
首先，在含规定量的1-溴十八烷的例如氯仿溶液中加入镁，形成格利雅试剂。然后，慢慢加入前述合成例1的9-溴并四苯的氯仿溶液，形成9-十八烷基并四苯。接着，例如使用NBS，将前述中间体溴化后，通过萃取除去3位以外被溴化的化合物，获得3-溴-9-十八烷基并四苯。然后，使H-Si(OC2H5)3溶于氯仿中，将该溶液加入到含前述3-溴-9-十八烷基并四苯的氯仿溶液中，使它们进行反应，合成Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18(收率10％)。
对所得化合物进行红外吸收测定，在波长1050cm-1观测到来自Si-O-C的吸收，籍此确认所得化合物中含硅烷基。进行含化合物的氯仿溶液的紫外-可见光吸收光谱测定，结果在波长481nm观测到吸收。该吸收由分子中包含的并四苯骨架的π→π*跃迁引起，可确认化合物含并四苯骨架。
此外，进行化合物的核磁共振(NMR)测定。
7.80ppm～7.30ppm(m)(20H来自芳香族)2.80ppm～1.30ppm(m)(52H来自亚甲基及甲基(十八烷基和乙基中所含的氢原子))从该结果可确认，所得化合物是Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18。
然后，采用化学结合法，用Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18形成功能性有机薄膜。
首先，将石英基板浸渍于过氧化氢和浓硫酸的混合溶液(混合比3∶7)1小时，对石英基板表面进行亲水化处理。然后，在惰性气氛下，使所得基板在含2mM的Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18的非水系溶剂(例如甲苯)中浸渍10分钟，慢慢提拉，进行溶剂洗涤，在石英基板上形成Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18的功能性有机薄膜。通过所形成的功能性有机薄膜的原子间力显微镜(AFM)测定，确认高低差值约为32.5nm。此外，通过AFM测定及电子射线衍射(ED)测定，观测到薄膜上的上述化合物的周期结构，可确认形成了前述化合物的定向性薄膜。
实施例15-2 Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18的合成及使用了前述化合物的薄膜的形成Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18与实施例15-1同样按照以下工序合成。
首先，与实施例15-1同样，在含规定量的1-溴十八烷的例如氯仿溶液中加入镁，形成格利雅试剂。然后，慢慢加入前述合成例2的9，10-二溴并五苯的氯仿溶液，形成9，10-二(十八烷基)并五苯。接着，例如使用NBS，将前述中间体溴化后，通过萃取除去2，3位以外被溴化的化合物，获得2，3-二溴-9，10-二(十八烷基)并五苯。然后，使H-Si(OC2H5)3溶于氯仿中，将该溶液加入到含前述2，3-二溴-9，10-二(十八烷基)并五苯的氯仿溶液中，使它们进行反应，合成Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18(收率7％)。
此外，与实施例15-1同样进行评价，确认所得化合物为Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18。
然后，对采用LB法的前述化合物的有机薄膜的形成进行阐述。
首先，使前述Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18溶于例如氯仿溶剂，制得2mM的试样溶液。在槽中的水面上滴加规定量(例如100μl)的试样溶液，在水面上形成前述化合物的单分子膜(L膜)。在此状态下向水面上施压，形成规定的表面压(例如30mN/cm2)后，以一定速度提拉浸渍于水中的基板，形成LB膜。
通过所形成的Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18薄膜的AFM测定，确认高低差值约为36.2nm。此外，通过AFM测定及ED测定，观测到薄膜上的上述化合物的周期结构，可确认形成了前述化合物的定向性薄膜。
实施例15-3使用Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18薄膜作为有机半导体层的有机TFT的制作首先，在云母形成的基板24上蒸镀铬，形成栅极25。然后，通过等离子CVD法，堆积由例如氮化硅膜形成的栅绝缘膜26后，依次蒸镀铬和金，利用通常的光刻技术形成源极27和漏极28。然后，与实施例15-3同样，在所得基板上用实施例15-2获得的Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18形成有机半导体层29，获得图7所示的有机TFT。
由于所得有机半导体层29的π电子共轭系分子通过化学键与基板结合，且上部受到烷基的保护，所以具备耐久性高的特征。因此，TFT本身的耐久性也提高。
所得有机TFT的特性示于图8。其结果是，实施例15-3的有机TFT的场效应迁移率为2.1×10-1cm2/Vs，开/关比约为6个数量级，具备良好的性能。
实施例15-4使用了Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P7[C15]C15的有机薄膜晶体管的制作除了使用合成例3的二溴并七苯替代合成例2的二溴并五苯以外，与实施例15-2同样操作，获得Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P7[C15]C15。除了使用上述有机硅烷化合物以外，与实施例15-3同样操作，获得有机TFT。
所得有机TFT的特性示于图9。其结果是，实施例15-4的有机TFT的场效应迁移率为2.3×10-1cm2/Vs，开/关比约为6个数量级，具备良好的性能。
实施例15-5使用了Si(OCH3)3[Si(OCH3)3]P9[C21]C21的有机薄膜晶体管的制作除了使用合成例4的二溴并九苯替代合成例2的二溴并五苯，使用1-溴二十一碳烯替代1-溴十八烷，使用H-Si(OCH3)3替代H-Si(OC2H5)3以外，与实施例15-2同样操作，获得Si(OCH3)3[Si(OCH3)3]P9[C21]C21。除了使用上述有机硅烷化合物以外，与实施例15-3同样操作，获得有机TFT。
所得有机TFT的特性示于图10。其结果是，实施例15-5的有机TFT的场效应迁移率为2.7×10-1cm2/Vs，开/关比约为6个数量级，具备良好的性能。
实施例15-62-(叔丁基)-8-三氯甲硅烷基苝的合成及使用了前述化合物的有机薄膜晶体管的制作按照以下的步骤合成2-(叔丁基)-8-三氯甲硅烷基苝。首先，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入溶于50ml四氯化碳的20mM苝和NBS，加入AIBN后，回流2.5小时，合成2，8-二溴苝。然后，使前述2，8-二溴苝和(CH3)3CMgBr溶于30ml乙醚，加入至具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶后，在氮气氛下回流5小时，合成2-(叔丁基)-8-溴苝。然后，在氮气氛下，在200ml茄形烧瓶中加入5ml干燥THF、5mM前述2-(叔丁基)-8-溴苝和镁，搅拌1小时，形成格利雅试剂后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入5mM四氯硅烷和30ml的THF，冰冷后，加入前述格利雅试剂，于30℃进行2小时熟化。然后，减压下过滤反应液，除去氯化镁后，从滤液中对THF及未反应的氯二(叔丁基)甲氧基硅烷进行汽提，以15％的收率获得标题化合物2-(叔丁基)-8-三氯甲硅烷基苝。
对合成的2-(叔丁基)-8-三氯甲硅烷基苝进行红外吸收测定、紫外-可见光吸收光谱测定和NMR测定。因为所得化合物的反应性高，所以不可能对其进行直接测定，因此使化合物与乙醇反应(确认氯化氢的生成)，将末端的氯转换为乙氧基后再进行测定。其结果是，通过红外吸收测定，在波长1030cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，通过紫外-可见光吸收光谱测定，获得波长380nm的π→π*跃迁吸收。NMR测定结果如下所示。
(8.0ppm～7.8ppm)(m)(2H来自苝骨架)(7.5ppm～7.3ppm)(m)(8H来自苝骨架)(3.8ppm～3.6ppm)(m)(6H来自硅烷基的乙基)(1.5ppm～1.4ppm)(m)(18H来自硅烷基的甲基及叔丁基)从该结果可确认，所得化合物是2-(叔丁基)-8-三氯甲硅烷基苝。
除了使用上述有机硅烷化合物以外，与实施例15-3同样，获得有机TFT。
所得有机TFT的特性示于图11。其结果是，实施例15-6的有机TFT的场效应迁移率为1.1×10-1cm2/Vs，开/关比约为6个数量级，具备良好的性能。
实施例15-1、2及4～6所示的是Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18、Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18、Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P7[C15]C15、Si(OCH3)3[Si(OCH3)3]P9[C21]C21、2-(叔丁基)-8-三氯甲硅烷基苝的合成方法。此外，实施例15-1及2中对使用了Si(OC2H5)3[H]P4[H]C18及Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18的薄膜的形成方法进行了阐述。实施例15-3～6中所示为Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P5[C18]C18、Si(OC2H5)3[Si(OC2H5)3]P7[C15]C15、Si(OCH3)3[Si(OCH3)3]P9[C21]C21、2-(叔丁基)-8-三氯甲硅烷基苝的有机TFT。
但是，这些实施例并不仅限于上述化合物，按照与实施例15-1、2及4～6同样的方法，可制得本发明的其它的有机硅烷化合物。此外，实施例15-1及2以外的本发明的有机硅烷化合物也可按照与这些实施例相同的方法形成薄膜。实施例15-4～6以外的本发明的有机硅烷也可按照与这些实施例同样的方法形成有机TFT。
另外，如实施例15-2所述，使用了本发明的有机硅烷化合物的薄膜具备高定向性，且显现导电性的并苯骨架间在与基板表面平行的方向未结合。因此，如实施例15-3所述，可作为有机TFT的半导体层使用，这种情况下，可获得具有高迁移率、且漏电流得到控制的具备高性能的有机TFT。
实施例16-1下式(a)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物按照以下步骤合成。
首先，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入含0.1M咔唑(CAS 86-74-8)的四氯化碳溶液，再加入NBS和AIBN，回流5小时，合成6，7-二溴咔唑。然后，使0.05M前述6，7-二溴咔唑和0.1M的CH3(CH2)7MgBr溶于30ml乙醚，加入至具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶后，在氮气氛下回流5小时，合成6，7-二辛基咔唑。然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入前述6，7-二辛基咔唑，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时，形成3-溴-6，7-二辛基咔唑后，再加入0.02M三甲氧基氯硅烷，回流6小时，合成标题化合物2-三甲氧基甲硅烷基-6，7-二辛基咔唑。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1030cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
8.5ppm(1H来自与咔唑的N直接结合的氢)7.4ppm(3H来自咔唑)7.2ppm(1H来自咔唑)7.0ppm(1H来自咔唑)3.6ppm(9H来自硅烷基的甲基)2.6ppm(4H来自辛基)
1.6ppm(4H来自辛基)1.3ppm(16H来自辛基)1.2ppm(6H来自辛基)从该结果可确认，合成的化合物是标题化合物。
实施例16-2下式(b)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物按照以下步骤合成。
首先，以0.1M二苯并呋喃(CAS 132-64-9)为起始原料，除了使用二苯并呋喃替代咔唑，使用CH3(CH2)17MgBr替代(CH3)(CH2)7MgBr以外，采用与实施例16-1同样的方法，合成6，7-二(十八烷基)-二苯并呋喃。然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入前述6，7-二(十八烷基)-二苯并呋喃，再加入NBS和AIBN后，回流7小时，形成2，3-二溴-6，7-二(十八烷基)-二苯并呋喃。再加入0.04M三乙氧基氯硅烷，回流6小时，合成标题化合物2-三乙氧基甲硅烷基-6，7-二(十八烷基)-二苯并呋喃。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1020cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
7.4ppm(2H来自二苯并呋喃)7.2ppm(2H来自二苯并呋喃)3.8ppm(12H来自硅烷基的亚甲基)2.6ppm(4H来自十八烷基)1.6ppm(4H来自十八烷基)1.3ppm(56H来自十八烷基)1.2ppm(24H来自十八烷基及硅烷基的甲基)由以上结果可确认合成的化合物为标题化合物。
实施例16-3下述结构式(c)表示的有机硅烷化合物的合成
上述化合物按照以下步骤合成。
首先，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入含0.1M芴(CAS 86-73-7)的四氯化碳溶液，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时，合成6-溴芴。然后，使0.05M前述6-溴芴和0.05M的CH3(CH2)17MgBr溶于30ml乙醚，加入至具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶后，在氮气氛下回流5小时，合成6-十八烷基芴。然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入前述6-十八烷基芴，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时，形成3-溴-6-十八烷基芴后，再加入0.01M三甲氧基氯硅烷，回流4小时，合成标题化合物2-三甲氧基甲硅烷基-6-十八烷基芴。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1025cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
7.6ppm(4H来自芴)7.4ppm(2H来自芴)3.8ppm(10H来自硅烷基的亚甲基及芴)2.6ppm(2H来自十八烷基)1.6ppm(2H来自十八烷基)1.3ppm(30H来自十八烷基)1.2ppm(3H来自十八烷基)从该结果可确认，合成的化合物是标题化合物。
实施例16-4下述结构式(d)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物按照以下步骤合成。
首先，除了使用二苯并噻吩(CAS 132-65-0)替代芴以外，按照与实施例16-3同样的方法，合成6-溴二苯并噻吩及2-溴-6-十八烷基-二苯并噻吩。
接着，在预先加入了金属镁的100ml茄形烧瓶中装入前述6-溴二苯并噻吩的四氯化碳溶液，回流2小时，形成格利雅试剂后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入2-溴-6-十八烷基-二苯并噻吩的四氯化碳溶液，在氮气氛下回流5小时，合成二聚体。然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入前述二聚体，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时完成溴化，再加入0.01M三甲氧基氯硅烷，回流4小时，合成标题化合物。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1020cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
8.0ppm(2H来自二苯并噻吩基)7.8ppm(5H来自二苯并噻吩基)7.5ppm(3H来自二苯并噻吩基)7.2ppm(2H来自二苯并噻吩基)3.6ppm(9H来自硅烷基的甲基)2.6ppm(2H来自十八烷基)1.6ppm(2H来自十八烷基)1.3ppm(30H来自十八烷基)1.2ppm(3H来自十八烷基)从该结果可确认，合成的化合物是标题化合物。
准备例3戊芬的合成用于实施例16-5的戊芬按照以下步骤合成。
首先，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入溶解的菲(CAS 85-01-8)1mM和NCS，在ATBN存在下使反应进行10小时。通过过滤除去未反应物和HBr后，用柱色谱提取4处被氯化的贮留物，获得2，3，6，7-四氯菲。
接着，在装有搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的200ml玻璃烧瓶中加入0.4M镁、100mL的HMPT(六甲基磷酰三胺)、20mL的THF及I2(催化剂)、0.1M的2，3，9，10-四氯菲，于80℃的温度下滴加0.4M的氯三甲基硅烷，搅拌30分钟后，于130℃回流4天，合成2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)菲。
然后，在200mL茄形烧瓶中加入40mM的i-PrNH、100mM的PhI(OAc)2[(二乙酰氧基碘)苯]和100mL的二氯甲烷，于0℃滴加100mM的CF3CO2H(TfOH)后搅拌2小时。接着，于0℃滴加含50mM的前述2，3，6，7-四(三甲基甲硅烷基)菲的二氯甲烷溶液10mL，室温下搅拌2小时，合成三氟甲磺酸酯体。然后，在50mL的茄形烧瓶中装入2.0M的Bu4NF的THF溶液，于0℃滴加含5mM前述三氟甲磺酸酯体及20mM的3，4-二(三甲氧基甲硅烷基)呋喃的二氯甲烷溶液10mL，搅拌2小时使反应进行。反应结束后，用二氯甲烷及水进行萃取，再用柱色谱精制。然后，在装有1mM碘化锂和含10mM的DBU(1，8-二氮杂双环[5.4.0]十一烯-7)的THF溶液10mL的具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的50ml玻璃烧瓶中导入前述产物1mM，于氮气氛下回流3小时使反应进行。反应结束后，通过萃取和用MgSO4除去水分，合成戊芬。
实施例16-5下述结构式(e)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物采用准备例3合成的戊芬，按照以下步骤合成。
首先，除了用戊芬替代芴以外，其它操作与实施例9相同，合成10-十八烷基戊芬、3-溴-10-十八烷基戊芬。然后，与实施例16-4同样，与三乙氧基氯硅烷反应，合成标题化合物。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1020cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
8.3ppm(4H来自戊芬)7.9ppm(5H来自戊芬)7.4ppm(2H来自戊芬)7.2ppm(1H来自戊芬)3.8ppm(6H来自硅烷基的亚甲基)2.6ppm(2H来自十八烷基)1.6ppm(2H来自十八烷基)
1.3ppm(30H来自十八烷基)1.2ppm(12H来自十八烷基及硅烷基的甲基)从该结果可确认，合成的化合物是标题化合物。
实施例16-6下述结构式(f)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物按照以下步骤合成。在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入含0.1M菲的四氯化碳溶液，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时，合成2-溴菲。然后，使0.05M前述2-溴菲和0.05M的CH3(CH2)11MgBr溶于30ml乙醚，加入至具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶后，在氮气氛下回流5小时，合成2-溴菲。然后，在加入了金属镁的100ml茄形烧瓶中加入前述2-溴菲的四氯化碳溶液，回流2小时，形成格利雅试剂后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入作为实施例15-6的中间体的10-溴戊芬的四氯化碳溶液，在氮气氛下回流5小时，形成二聚体。接着，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入前述二聚体，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时，完成溴化后，再加入0.01M三乙氧基氯硅烷，回流4小时，合成标题化合物。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1020cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
8.5ppm(2H来自菲基)8.3ppm(5H来自菲基及戊芬基)8.1ppm(3H来自戊芬基)7.9ppm(3H来自菲基及戊芬基)7.7ppm(3H来自菲基及戊芬基)7.6ppm(1H来自戊芬基)7.4ppm(2H来自戊芬基)3.8ppm(6H来自硅烷基的亚甲基)
2.6ppm(2H来自十二烷基)1.6ppm(2H来自十二烷基)1.3ppm(18H来自十二烷基)1.2ppm(12H来自十二烷基及硅烷基的甲基)从该结果可确认，合成的化合物是标题化合物。
实施例16-7下述结构式(g)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物按照以下步骤合成。首先，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中装入含0.1M荧蒽(CAS 206-44-0)的四氯化碳溶液，再加入NBS和AIBN，回流5小时，合成8-溴荧蒽。然后，使0.05M前述8-溴荧蒽和0.1M的CH3(CH2)11MgBr溶于30ml乙醚，加入至具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶后，在氮气氛下回流5小时，合成8-二(十二烷基)荧蒽。然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入NBS和AIBN，回流2.5小时，形成5-溴-8-十二烷基荧蒽，再加入0.02M三乙氧基氯硅烷，回流6小时，合成标题化合物3-三乙氧基甲硅烷基-6-十二烷基荧蒽。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1040cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
7.8ppm(3H来自荧蒽)7.6ppm(2H来自荧蒽)7.3ppm(3H来自荧蒽)3.6ppm(6H来自硅烷基的亚甲基)2.5ppm(2H来自十二烷基)1.5ppm(2H来自十二烷基)1.3ppm(24H来自十二烷基)1.2ppm(12H来自十二烷基及硅烷基的甲基)
从该结果可确认，合成的化合物是标题化合物。
实施例16-8下述结构式(h)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物按照以下步骤合成。首先，在含50mM的苯并荧蒽(CAS No.207-08-9)的四氯化碳溶液中加入100mM的NBS和AIBN，在N2气氛下于60℃使反应进行2小时后，通过过滤除去未反应物后，用柱色谱提取仅1处被溴化的贮留物，合成9-溴-苯并荧蒽。然后，在含20mM的CH3(CH2)17MgBr的THF溶液中加入前述9-溴-苯并荧蒽20mM，于20℃反应4小时，合成9-十八烷基苯并荧蒽。然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入前述9-溴-苯并荧蒽，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时，形成5-溴-9-十八烷基苯并荧蒽后，再加入0.02M的三甲氧基氯硅烷，回流6小时，合成标题化合物5-三甲氧基甲硅烷基-9-十八烷基苯并荧蒽。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1045cm-1测得Si-O-C的吸收。此外，NMR测定结果如下所示。
8.1ppm(1H来自苯并荧蒽基)8.0ppm(1H来自苯并荧蒽基)7.9ppm(1H来自苯并荧蒽基)7.8ppm(1H来自苯并荧蒽基)7.7ppm(5H来自苯并荧蒽基)7.6ppm(1H来自苯并荧蒽基)7.3ppm(1H来自苯并荧蒽基)3.6ppm(9H来自甲氧基甲基)2.5ppm(2H来自十八烷基)1.5ppm(2H来自十八烷基)
1.3ppm(30H来自十八烷基)1.2ppm(3H来自十八烷基)从该结果可确认，上述化合物是标题化合物。
实施例16-9下述结构式(i)表示的有机硅烷化合物的合成 上述化合物按照以下步骤合成。
首先，将作为实施例16-8的中间体的9-溴苯并荧蒽的四氯化碳溶液装入加入了金属镁的100ml茄形烧瓶中，回流2小时，形成格利雅试剂后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中导入，再加入作为实施例16-7的中间体的3-溴-6-十二烷基荧蒽的四氯化碳溶液，在氮气氛下回流5小时，合成二聚体。然后，在具备搅拌器、回流冷凝器、温度计和滴液漏斗的100ml茄形烧瓶中加入前述二聚体，再加入NBS和AIBN，回流2.5小时完成溴化后，再加入0.01M三乙氧基氯硅烷，回流4小时，合成标题化合物。
通过标题化合物的红外吸收测定，在波长1045cm-1测得Si-O-C的吸收。
此外，NMR测定结果如下所示。
8.1ppm(1H来自苯并荧蒽基)8.0ppm(1H来自苯并荧蒽基)7.9ppm(1H来自苯并荧蒽基)7.8ppm(4H来自苯并荧蒽基及荧蒽基)7.7ppm(5H来自苯并荧蒽基)7.6ppm(3H来自苯并荧蒽基及荧蒽基)7.3ppm(4H来自苯并荧蒽基及荧蒽基)3.6ppm(6H来自硅烷基的亚甲基)2.5ppm(2H来自十二烷基)1.5ppm(2H来自十二烷基)
1.3ppm(24H来自十二烷基)1.2ppm(12H来自十二烷基及硅烷基的甲基)从该结果可确认，上述化合物是标题化合物。
实施例16-10薄膜及TFT装置的形成按照与实施例3同样的方法，形成以实施例7～15合成的材料为半导体层的有机TFT装置。所形成的有机TFT装置的特性示于表1。
表1

从表1的结果可确认，使用了任一种材料的有机TFT装置都具备TFT特性。
权利要求
1.有机硅烷化合物，其特征在于，由通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示，式中，T为来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
2.如权利要求1所述的有机硅烷化合物，其特征在于，T为来自从通式(I)～(IX) 表示的化合物选择的稠合多环烃化合物的有机基团，式(I)中，n1为0～10的整数，式(II)中，n2及n3分别为0以上的整数，其和为1～9，式(III)中，n4及n5分别为1以上的整数，其和为2～9，式(IV)中，n6为0～7的整数，式(X)中，Y为选自碳、氮、氧和硫原子的原子，或者是含这些原子中的任一种的有机残基。
3.如权利要求1所述的有机硅烷化合物，其特征在于，有机基团还具备官能团，官能团为取代或无取代的烷基、卤代烷基、环烷基、芳基、二芳基氨基、二或三芳基烷基、烷氧基、芳氧基、硝酰基、硝基或酯基。
4.如权利要求1所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述与邻接分子不发生反应的基团为取代或无取代的烷基、环烷基、芳基、二芳基氨基或二或三芳基烷基。
5.如权利要求3所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述稠合多环烃化合物由式(1) 表示，式中，m为0～10，R1～R10中的至少1个基团为通式-SiX1X2X3表示的硅烷基，至少1个基团为供电子性或吸电子性官能团，其它基团为氢原子，上述通式中的X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它基团为与邻接分子不发生反应的基团。
6.如权利要求5所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述m为0～7。
7.如权利要求5所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述R1及R2的至少一方为硅烷基，前述R3及R4都为碳原子数1～30的直链烃基。
8.如权利要求5所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述R3及R4的一方为碳原子数1～30的直链烃基，另一方为氢原子。
9.如权利要求3所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述有机硅烷化合物由式(V) 表示，式中，R7及R8可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子，但不包括R7及R8同时为氢原子的情况，Y选自C(R11)2、NR12、O及S，其中的R11、R12为氢原子，可以直接结合其它的官能团，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3表示的烷氧基或卤素原子，其中的m＝0～9，R9和R10为疏水基或氢原子，但不包括R9及R10同时为氢原子的情况。
10.如权利要求3所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述有机硅烷化合物由式(III)’ 表示，式中，R13为SiX1X2X3表示的硅烷基，R14～R16可以相同也可以不同，为疏水基或氢原子，但不包括R14～R16同时为氢原子的情况，n1’和n2’合计为0～8的整数，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3表示的烷氧基或卤素原子，其中的m＝0～9。
11.如权利要求3所述的有机硅烷化合物，其特征在于，前述有机硅烷化合物由式(IV)’ 表示，式中，R17～R20满足下述的2个条件的任一条件条件1R17及R18可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子，但不包括R17及R18同时为氢原子的情况，R19及R20可以相同也可以不同，为氢原子或疏水基，但不包括R19及R20同时为氢原子的情况，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3表示的烷氧基或卤素原子，其中的m＝0～9；条件2R19及R20可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子，但不包括R19及R20同时为氢原子的情况，R17、R18可以相同也可以不同，为氢原子或疏水基，但不包括R17及R18同时为氢原子的情况，X1～X3可以相同也可以不同，为O(CH2)mCH3表示的烷氧基或卤素原子，其中的m＝0～9。
12.有机硅烷化合物的制备方法，其特征在于，使通式(b)(T)k-MgL1(b)表示的化合物与通式(c)L2-SiX1X2X3(c)表示的化合物进行格利雅反应，获得通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的π电子共轭系有机硅烷化合物；上述各式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，L1为卤素原子，L2为氢原子、卤素原子或碳原子数1～4的烷氧基，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
13.如权利要求12所述的有机硅烷化合物的制备方法，其特征在于，下式(I)’ 表示的化合物通过以下的4个工序合成，首先是使式(1-1) 表示的萘衍生物和R3-Br进行格利雅反应，形成式(1-2) 表示的中间体的工序1；然后是使前述中间体的R3的α碳溴化后，使其与R4-Br进行格利雅反应，形成式(1-3) 表示的中间体的工序2；接着是使式(1-3)表示的中间体溴化，获得式(1-4) 或式(1-5) 表示的中间体的工序3；最后是使式(1-4)及(1-5)表示的中间体和H-SiX1X2X3表示的硅烷化合物反应的工序4；上述各式中，n为0～10的整数，R1和R2与前述相同，R3和R4为疏水性基团，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
14.如权利要求12所述的有机硅烷化合物的制备方法，其特征在于，前述T由式(I) 表示，式中的n1为0～10的整数，式(I)表示的稠合多环烃化合物通过(1)重复进行用乙炔基或其衍生物取代原料化合物的与邻接的2个碳原子结合的氢原子，使乙炔基间进行闭环反应的工序的方法；或者(2)重复进行用三氟甲磺酸酯基取代原料化合物的与碳原子结合的氢原子，使其与呋喃或其衍生物反应，然后氧化的工序的方法获得。
15.如权利要求12所述的有机硅烷化合物的制备方法，其特征在于，前述T由式(IV)或(V) 表示，式中的n6为0～7的整数，式(IV)或(V)表示的稠合多环烃化合物通过重复进行用乙炔基或其衍生物取代原料化合物的与邻接的2个碳原子结合的氢原子，使乙炔基间进行闭环反应的工序的方法获得。
16.功能性有机薄膜，其特征在于，该薄膜是来自通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物，通过硅氧烷键与基板结合的薄膜；式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
17.如权利要求16所述的功能性有机薄膜，其特征在于，前述有机基团还具有疏水基，疏水基为取代或无取代的烷基、卤代烷基、环烷基、芳基、二芳基氨基、二或三芳基烷基、烷氧基、芳氧基、硝酰基、硝基或酯基。
18.如权利要求16所述的功能性有机薄膜，其特征在于，前述与邻接分子不发生反应的基团为取代或无取代的烷基、环烷基、芳基、二芳基氨基或二或三芳基烷基。
19.如权利要求16所述的功能性有机薄膜，其特征在于，前述T为来自从通式(I)～(IX) 表示的化合物选择的稠合多环烃化合物的有机基团，式(I)中，n1为0～10的整数，式(II)中，n2及n3分别为0以上的整数，其和为1～9，式(III)中，n4及n5分别为1以上的整数，其和为2～9，式(IV)中，n6为0～7的整数，式(X)中，Y为选自碳、氮、氧和硫原子的原子，或者是含这些原子中的任一种的有机残基。
20.如权利要求16所述的功能性有机薄膜，其特征在于，前述薄膜由式(I)” 表示，式中，n为0～10的整数，R1及R2的至少一方形成由下式 表示的硅氧烷键构成的网络，且通过硅氧烷键与基板结合，但不包括R1和R2同时为氢原子的情况，R3和R4为疏水基或疏水基和氢原子。
21.如权利要求20所述的功能性有机薄膜，其特征在于，前述n为0～7。
22.如权利要求20所述的功能性有机薄膜，其特征在于，前述R3及R4都为碳原子数1～30的直链烃基。
23.如权利要求20所述的功能性有机薄膜，其特征在于，前述R3及R4的一方为碳原子数1～30的直链烃基，另一方为氢原子。
24.功能性有机薄膜的制造方法，其特征在于，利用化学结合法将通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物通过硅氧烷键与基板结合，式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
25.如权利要求24所述的功能性有机薄膜的制造方法，其特征在于，前述化学结合法为LB法。
26.有机薄膜晶体管，其特征在于，具备基板，来自通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物、通过硅氧烷键与基板结合的功能性有机薄膜，隔着栅绝缘膜形成于该功能性有机薄膜的一个表面的栅极，以及在前述栅极的两侧与前述功能性有机薄膜的一个表面或另一表面接触而形成的源-漏极；式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
27.如权利要求26所述的有机薄膜晶体管，其特征在于，前述有机硅烷化合物由式(I)’ 表示，式中，n为0～10的整数，R1及R2可以相同也可以不同，为SiX1X2X3表示的硅烷基或氢原子，但不包括R1和R2同时为氢原子的情况，X1～X3与上述同样，R3和R4为疏水基或疏水基和氢原子。
28.有机薄膜晶体管的制造方法，其特征在于，包括直接或间接地在基板上形成来自通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物、通过硅氧烷键与基板结合的功能性有机薄膜的工序(A)，在前述基板上间接或直接地形成栅极的工序(B)，在前述功能性有机薄膜的一个表面侧或另一表面侧形成源极·漏极的工序(C)，在前述栅极和前述源极·漏极之间形成栅绝缘膜的工序(D)；式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
29.有机场致发光元件，其特征在于，在阳极和阴极间具备1层或1层以上的有机薄膜，至少1层有机薄膜是来自通式(a)(T)k-SiX1X2X3(a)表示的有机硅烷化合物、通过硅氧烷键与阳极、阴极或其它的有机薄膜结合的功能性有机薄膜；式中，T表示来自5元环及/或6元环的单环烃构成的稠合数为2～10的稠合多环烃化合物的有机基团，k为1～10的整数，X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它的基团为与邻接分子不发生反应的基团。
30.如权利要求29所述的有机场致发光元件，其特征在于，在阳极和阴极间具备1层或1层以上的有机薄膜的构成是阳极-发光层-电子输送层-阴极的构成或阳极-空穴输送层-发光层-电子输送层-阴极的构成，电子输送层通过化学键与发光层结合。
31.如权利要求29所述的有机场致发光元件，其特征在于，在阳极和阴极间具备1层或1层以上的有机薄膜的构成是阳极-空穴输送层-发光层-阴极的构成或阳极-空穴输送层-发光层-电子输送层-阴极的构成，空穴输送层通过化学键与阳极结合。
32.如权利要求29所述的有机场致发光元件，其特征在于，前述有机硅烷化合物由式(1) 表示，式中，m为0～10，R1～R10中的至少1个基团为通式-SiX1X2X3表示的硅烷基，至少1个基团为供电子性或吸电子性官能团，其它基团是氢原子，上述通式中的X1～X3中的至少1个基团为通过水解而给予羟基的基团或卤素原子，其它基团为与邻接分子不发生反应的基团。
33.如权利要求29所述的有机场致发光元件，其特征在于，前述与邻接分子不发生反应的基团为取代或无取代的烷基、环烷基、芳基、二芳基氨基或二或三芳基烷基。
全文摘要
有机硅烷化合物，由通式(a)(T)
文档编号G03G5/08GK1950382SQ20058001440
公开日2007年4月18日 申请日期2005年3月16日 优先权日2004年3月18日
发明者中川政俊, 花户宏之, 田村寿宏, 今田裕士 申请人:夏普株式会社