有机硅烷化合物及其制备方法和使用该化合物的有机薄膜的制作方法

专利名称：有机硅烷化合物及其制备方法和使用该化合物的有机薄膜的制作方法
技术领域：
本发明涉及有机硅烷化合物，该化合物的制备方法，以及使用该化合物的有机薄膜。
背景技术：
最近对有机化合物半导体的研究和开发在不断进行，由于这些半导体生产比无机材料半导体简单，可通过大规模生产降低成本，功能种类比无机材料更为宽泛，已经有研究报道了这样的有机半导体。
最深入研究的用作有机器件材料的化合物是并五苯。这是由于，具有极小带隙和刚性结构的并五苯，如果其具有高度取向性，则可以用来制造具有优良特性的有机器件。真空沉积已被用作形成这种并五苯薄膜的方法。这是由于并五苯几乎不溶于溶剂，因此难以通过溶液法形成薄膜。
另一方面，人们提出了使用并五苯以外的化合物以溶液法制造的有机器件，例如一种使用导电薄膜半导体层的有机器件，所述薄膜是使用有机硅烷化合物制备的，该化合物包含噻吩环，环上2位和5位分别连接着两个直链烃基，另外在所述直链烃基的端部还连接着甲硅烷基，使用该有机硅烷化合物在基材上形成自构造化膜，然后通过例如电场聚合使其中的分子聚合，从而将其转化为导电性薄膜(例如参见专利文献1)。
人们还提出了一种使用半导体薄膜制造的电场晶体管，所述薄膜主要包含有机硅烷化合物，该有机硅烷化合物中包含连接在作为主要组分的聚噻吩中所含噻吩环上的甲硅烷基(例如专利文献2)。
专利文献1日本专利第2507153号专利文献2日本专利第2725587号发明内容待解决的技术问题如上所述，并五苯在溶剂中的溶解度通常较小，通过气相沉积成膜，气相沉积法制得的膜具有低取向度，与基材的相容性较差，因此取向度较低，所带来的问题是制得的器件的性质会根据所用的基材显著变化。另一方面，可以通过进行取向处理(例如预先摩擦)来改进取向，但是这种方法的缺点是会使得所述制膜法更加复杂。另外，通过气相沉积进行成膜会制得物理吸附在基材上的膜，会带来膜耐久性低和较快劣化的问题。
通过有机硅烷化合物电场聚合形成的导电薄膜的另一个问题在于，根据所用的器件，由于聚合度的不均匀，场效应迁移率的变化更宽。另外，尽管半导体膜厚度较大，但是包含聚噻吩的有机硅烷化合物的半导体薄膜在聚合物上吸附有极多的甲硅烷基，无法仅通过自身构造化来控制与基材的吸附反应，使得难以形成高度晶化的薄膜。
另外，已知的常规有机薄膜包含沿分子方向和垂直于分子方向的键合，因此当用于有机薄膜晶体管的时候，会产生更大的泄漏电流，会导致器件的性质变差。
因此，人们需要对膜中高导电性的并五苯之类的化合物进行有效定向，从而使其具有高有序性，以获得优良的器件特性，但是目前尚无通过常规方法制备的能够克服上述问题的有机薄膜。
在上述情况下，本发明的一个目标是提供一种化合物及其制备方法，该化合物用来以简单的制备方法通过晶化很容易地形成高度有序、晶化的有机薄膜，所述薄膜具有优良的导电性，由于该薄膜牢固地吸附在基材表面上，因此具有抗物理剥离性。
解决问题的方法本发明涉及一种有机硅烷化合物，其特征是通式(I)表示的稠合的多环芳烃分子被通式-SiR1R2R3(式中R1至R3各自独立地表示卤原子或者包含1-4个碳原子的烷氧基)所表示的甲硅烷基取代[式1]
(式中x1和x2分别是满足以下条件的整数1≤x1，1≤x2，且2≤x1+x2≤8；y1和z1各自独立地为2-8的整数；y2和z2各自独立地为0-8的整数；该分子可以被疏水基取代)。
本发明还涉及一种制备有机硅烷化合物的方法，该方法包括对稠合的多环芳烃分子进行卤化，通过与通式(α)所表示的化合物反应而引入甲硅烷基；X1-SiR1R2R3(α)(式中X1表示氢或卤原子或包含1-4个碳原子的烷氧基；R1至R3各自独立地表示卤原子或者包含1-4个碳原子的烷氧基)。
本发明还涉及一种形成于基材上的包含有机硅烷化合物的有机薄膜，所述有机硅烷分子依照以下形式取向甲硅烷基位于基材侧，稠合的多环芳烃分子部分位于膜表面侧。
本发明的功效根据本发明的包含甲硅烷端基的有机硅烷化合物中，相邻的化合物分子中的硅原子和氧原子形成网络结构，例如当形成有机薄膜的时候，该化合物通过硅烷醇键与基材化学结合，因此所述有机薄膜高度稳定化且高度晶化。因此，与物理吸附在基材上的膜相比，本发明所制得的薄膜更牢固地吸附在基材表面上，有效防止物理剥离。
另外，根据本发明的有机硅烷化合物包含π-电子共轭的稠合多环芳烃骨架；在有机薄膜中的相邻的分子之间产生高度的π-电子相互作用和分子间相互作用(范德华相互作用)；因此制得的膜具有优良的半导体特征和更高的结晶度。
另外，本发明的有机硅烷化合物包含作为侧链的疏水基，因此溶解性更高。因此可以使用例如较简单的方法，即溶液法形成薄膜。在本发明的化合物中，包含直链烃基的化合物更易溶解。
由于这些特征，本发明的化合物能够很容易地形成取向的有机薄膜，因此不仅可以用于有机薄膜晶体管领域，而且还可用于太阳能电池领域、燃料电池领域、传感器领域、以及其它领域中作为导电性材料或半导体材料。
附图简述

图1是显示使用本发明的有机硅烷化合物形成的有机薄膜(单分子膜)的分子取向的示意图。
数字标注解释1硅基材
2硅-氧网络结构3稠合的多环芳烃分子部分本发明的最佳实施方式(有机硅烷化合物)在根据本发明的有机硅烷化合物中，稠合的多环芳烃分子被甲硅烷基取代。
所述稠合的多环芳烃分子由通式(I)表示[式2] (在下文中，由通式(I)表示的分子将称为“分子(I)”)。
在通式(I)中，x1和x2分别是满足以下条件的整数1≤x1，1≤x2，且2≤x1+x2≤8。x1表示上面通式(I)中环a左边稠合的环b的数量。x1的增大表示环b左边有更多稠合的环。x2表示位于上面通式(I)中环a右边的稠合的环c的数量。x2的增大表示环c右边有更多稠合的环。
较佳的是，x1和x2各自独立地为1-2的整数，更优选同时为1。
y1和z1各自独立地为2-8的整数。y1表示上面通式(I)中稠合的环d的数量。y1的增大表示在环d的左边和/或右边有更多稠合的环。z1表示上面通式(I)中稠合的环e的数量。z1的增大表示在环e的左边和/或右边有更多稠合的环。
y1和z1各自优选独立地为2-3的整数，更优选同时为2。
y2和z2各自独立地为0-8的整数。y2表示上面通式(I)中稠合的环f的数量。y2的增大意味着环f的左边和/或右边有更多稠合的环。z2表示上面通式(I)中稠合的环g的数量。z2的增大意味着环g的左边和/或右边有更多稠合的环。
y2和z2优选各自独立地为0-2的整数，更优选同时为0。
可使用这样的分子(I)减小HOMO-LUMO带隙的能量差。通常对于稠合的多环芳烃分子，HOMO-LUMO带隙的能量差会根据分子的尺寸和稠合的方向变化。为了减小HOMO-LUMO带隙的能量差，优选稠合的多环芳烃分子中所含的环的数量较大，而且所述分子具有支化形状。因此在稠合的多环芳烃分子中，可以通过增加组成环的数量，以及如分子(I)所示使分子具有包含许多共振结构的支化结构来减小HOMO-LUMO带隙的能量差。所述支化结构是通过被三个环所共用的碳原子(在下文中称为三重点原子)的数量以及共振结构的数量所确定的。当环的总数约等于或小于10的时候，三重点原子和共振结构的数量的组合优选为(4，2)，更优选为(6，2)。
优选的是，从有机薄膜中分子取向的视角观察，分子(I)为对称性分子(例如轴对称或点对称)，更佳的是同时为轴对称和点对称。
分子(I)典型的优选例子包括下面所示的化合物。
例如，式(I-1)所示化合物是符合以下条件的上面通式(I)所示的化合物分子，其中x1＝x2＝1，y1＝z1＝2，且y2＝z2＝0。所述化合物可通过苝与SbF5-SO2ClF的反应制备。苝是注册为CAS.No.198-55-0的已知物质，可在市场上购得。
式(I-2)所示的化合物是符合以下条件的上面通式(I)所示的化合物分子，其中x1＝x2＝1，y1＝z1＝2，且y2＝z2＝0。该化合物是注册为CAS.No.191-07-1的已知化合物，可在市场上购得。
式(I-3)所示的化合物是符合以下条件的上面通式(I)所示的化合物分子，其中x1＝2，x2＝1，y1＝z1＝3，且y2＝z2＝0。该化合物是注册为CAS.No.190-26-1的已知物质，可在市场上购得。
分子(I)可以不仅包含下文所述的甲硅烷基，而且还根据需要包含疏水基。疏水基的存在进一步改进了在有机溶剂中的溶解性，而且还进一步提高了分子的表面活性。所述疏水基可以是任意的基团，只要其HLB参数(表示亲水性或疏水性的指标)等于或小于0即可。HLB(亲水性-亲油性平衡)是用来确定分子为亲水性或疏水性的数值，各官能团具有其固有的参数。例如亚甲基的HLB值为-0.475，羧基的HLB值为+2.1。
疏水基团的例子包括烷基、烷氧基、氟代烷基和氟基等。所述烷基、烷氧基和氟代烷基的碳原子数优选为1-30，特别优选为1-10。具体来说，当膜用于有机器件的时候，优选膜取向尽可能高，因此从分子排列的角度来看，优选的是具有上述范围内的碳原子数的直链烷基。直链烷基的典型例子包括甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基和正癸基等。
可以有一种或多种疏水基与之相连。疏水基的连接位点并没有特别的限制，但是从分子排列的角度来看，优选的是膜中分子排列未受到抑制的位点。例如当分子(I)是对称分子的时候，疏水基优选连接在与甲硅烷基所连位点相对的位点。当连接有两个或更多个疏水基的时候，所有的疏水基可以相同，或者部分地或全部地不同。
与分子(I)相连的甲硅烷基由以下通式所表示-SiR1R2R3在本发明中，一个或两个这样的甲硅烷基与分子(I)相连。
甲硅烷基中的R1至R3各自独立地表示卤原子或包含1-4个碳原子的烷氧基。所述烷氧基优选是直链基团。
烷氧基典型的例子包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、2-丙氧基、正丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基等。烷氧基中的部分氢原子可以被如三烷基甲硅烷基(包含含有1-4个碳原子的烷基)或烷氧基(包含1-4个碳原子)的另外的取代基取代。
卤原子的例子包括氟原子、氯原子、碘原子和溴原子，但是从活性来考虑，卤原子优选是氯原子。
较佳的是，R1至R3各自独立地表示氯原子或包含1-2个碳原子的烷氧基，它们更优选是相同的基团。
(生产方法)
根据本发明的有机硅烷化合物可通过对上述分子(I)进行卤化，然后通过与通式(α)所示的化合物反应，在分子中引入甲硅烷基而制备；X1-SiR1R2R3(α)(式中X1表示氢原子或卤原子，或者包含1-4个碳原子的烷氧基；R1至R3分别与甲硅烷基中的R1至R3相同)。
通过在四氯化碳之类的溶剂中，使用例如N-氯代琥珀酰亚胺(NCS)或N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)在分子中特定的位点进行卤化，从而使该分子卤化。所用的溶剂是例如氯仿、乙酸或其混合物。
在引入甲硅烷基的时候，反应温度优选为例如-100℃至150℃，更优选为-20℃至100℃。反应时间约为例如0.1-48小时。该反应通常在对反应表现为惰性的有机溶剂中进行。对反应表现为惰性的有机溶剂的例子包括脂族烃或芳烃，例如己烷，戊烷，苯和甲苯，醚溶剂，例如二乙基醚、二丙基醚、二噁烷和四氢呋喃(THF)，等，这些溶剂可以单独使用或者以液体混合物的形式使用。在上述溶剂中，优选二乙基醚和THF。在反应中可根据需要使用催化剂。可使用铂催化剂、钯催化剂和镍催化剂之类的任意一种已知催化剂作为催化剂。从产率的角度来看，该反应优选在正丁基锂之类的烷基锂的存在下进行。
通常优选的化合物(α)的例子包括四乙氧基硅烷、四氯代硅烷等。
可通过对分子(I)的特定位点进行卤化，然后通过与包含疏水基的化合物反应，从而引入疏水基。所述包含疏水基的化合物是能够在与化合物(I)的卤化位点的反应中，将其疏水基引入该位点的化合物。具体来说，例如当所述疏水基是烷基或氟代烷基的时候，可使用包含疏水基的格氏试剂。或者例如当所述疏水基是烷氧基的时候，可使用包含该基团的醇。
对引入疏水基的反应条件并无特别限制，只要能够实际引入疏水基即可，但是该反应通常是在对反应呈惰性的有机溶剂中、在回流条件下反应1-48小时。可使用在引入甲硅烷基的反应中所用的有机溶剂，只要该有机溶剂对该反应呈惰性即可。
可将这样制得的有机硅烷化合物从反应溶液中分离，并通过任意已知的方法进行纯化，这些方法是例如重新溶解、浓缩、溶剂萃取、分馏、晶化、重结晶、色谱法等。
(有机薄膜及其形成方法)可使用根据本发明的有机硅烷化合物形成有机薄膜(具体来说是单分子膜)。较佳的是，所述单分子膜在基材上形成。
根据本发明的有机硅烷化合物的甲硅烷基中的R1和R2容易发生水解，因此该甲硅烷基的亲水性较高，提高了整个分子的表面活性。因此例如当在亲水性基材上形成本发明化合物的膜的时候，本发明化合物中所含的甲硅烷基与基材相互作用，使得所有的分子沿相同方向取向排列并有效地吸附在基材上，从而形成化学键合。因此可以缩短反应时间和提高薄膜的取向。稠合的多环芳烃分子，具体来说是包含八个或更多个稠合的环的芳烃分子，在有机溶剂中的溶解度通常较低，但是通过在本发明有机硅烷化合物中引入疏水基，提高了溶解度。这还进一步提高了整个分子的表面活性，缩短成膜的反应时间，更有效地改进薄膜的取向。
下文中将参照图1描述本发明有机硅烷化合物的有机薄膜。图1是本发明有机硅烷化合物(其具有上文所述式(I-2)所示的分子骨架)的有机薄膜的示意图。
如图1所示，所述有机硅烷化合物分子在有机薄膜中以一定的方式取向，使得甲硅烷基2位于基材侧1，稠合的多环芳烃分子部分3位于膜表面侧。所述化合物分子通过其甲硅烷基的化学键合(具体来说是硅烷醇键(-Si-O-))与基材相连，得到具有更高耐久性的有机薄膜。另外，在相邻分子的甲硅烷基的反应中形成了硅原子和氧原子的网络结构3，从而有效减小相邻分子之间的分子间距离。所述有机硅烷化合物分子中稠合的多环芳烃分子部分3是π-电子共轭的，它们之间的分子间距离因为网络结构3的存在而保持为更小的距离，因此该有机薄膜的电导率更高。所述有机薄膜中稠合的多环芳烃分子部分3并未互相连接，因此在正常状态下保持低电导率，只有在向该有机薄膜中注入了能够被光激发或电场激发的载流子的时候，才会获得更高的电导率。
所述基材并无特别限制。基材的例子包括半导体的单层膜或层叠膜，所述半导体包括硅和锗之类的元素半导体，以及化合物半导体，例如GaAs，InGaAs和ZnSe；所谓的SOI基材，多层SOI基材和SOS基材；云母；玻璃和石英玻璃；绝缘体，例如以下物质的聚合物膜聚酰亚胺、PET、PEN、PES、Teflon等；不锈钢(SUS)；金属，例如金、铂、银、铜和铝；高熔点金属，例如钛、钽和钨；高熔点金属的硅化物和多晶硅化物；二氧化硅膜(例如热氧化膜，低温氧化膜(LTO膜)，高温氧化膜(HTO膜))，绝缘体，例如氮化硅膜、SOG膜、PSG膜、BSG膜和BPSG膜；PZT，PLZT以及铁电性物质和反铁电性物质；低介电膜，例如SiOF膜、SiOC膜和CF膜，HSQ(氢化倍半硅氧烷(silsesquioxane))膜(无机)，MSQ(甲基倍半硅氧烷)膜，PAE(聚亚芳基醚)膜，和BCB膜，涂敷法形成的多孔膜，CF膜以及多孔膜；等。所述基材可以是在半导体器件中用作电极的无机材料，可包括形成在其表面上的另外的有机材料膜。
在发明中，基材表面具有羟基和羧基之类的亲水性基团，具体来说是羟基，如果不含这些基团，可以通过亲水化处理在基材表面上产生亲水性基团。例如，可通过将基材浸入过氧化氢-硫酸混合溶液中，或者用紫外光辐照基材，对其进行亲水化。
下文中将描述形成有机薄膜的方法。
在形成有机薄膜的时候，通过使甲硅烷基水解，使得本发明的有机硅烷化合物与基材表面反应，形成直接与基材相吸附(键合)的单分子膜。具体来说，可使用例如所谓LB法(Langmuir Blodgett法)，浸渍法或涂敷法之类的方法。
更具体来说，例如在LB法中，将有机硅烷化合物溶解在非水性有机溶剂中，将制得的溶液逐滴施加在预先调节过pH值的水的表面上，在水面上形成薄膜。然后使有机硅烷化合物的甲硅烷基中的R1-R3基团水解生成羟基。然后对该状态下的水面施加压力，使得表面包含形成的亲水基(具体来说是羟基)的基材拉出，导致有机硅烷化合物中的甲硅烷基与基材反应，通过与基材的化学键合(具体来说是硅烷醇键)形成与基材结合的单分子膜。当相邻分子中的甲硅烷基之间反应的时候，还形成了硅原子和氧原子的网络结构。优选将用来在其上逐滴施加所述溶液的水的pH值调节至能够使得基团R1至R3水解的pH值。
或者在浸渍法和涂敷法中，将有机硅烷化合物溶解在非水性有机溶剂中，将表面上具有亲水基(具体来说是羟基)的基材浸渍在制得的溶液中，然后从溶液中拉出，或者将制得的溶液涂敷在基材的表面上。然后通过所述非水性溶剂中所含的痕量的水，使得所述有机硅烷化合物的甲硅烷基中的基团R1至R3水解生成羟基。然后使浸渍过的基材静置一段时间，在此时发生反应，使有机硅烷化合物中的甲硅烷基与基材结合，形成化学键合(具体来说是硅烷醇键)，从而制得单分子膜。在相邻分子的甲硅烷基之间的反应中，还形成了硅原子和氧原子的网络结构。当基团R1至R3未发生水解的时候，优选的是向溶液中加入少量调节了pH值的水。
对非水性有机溶剂没有特别限制，只要其与水不相容，而且能够溶解本发明的有机硅烷化合物即可，其例子包括己烷、氯仿、四氯化碳等。
在形成单分子膜之后，通常使用非水性有机溶剂洗涤除去单分子膜中未反应的有机硅烷化合物。另外用水清洗此膜，然后静置干燥或加热干燥。
实施例实施例1；三乙氧基甲硅烷基二苯并苝的制备[式4] 该化合物根据合成路线1制备。具体来说，使萘(Sigma-Aldrich Corporation)在NaNO2-TfOH(Tf＝CF3SO2)溶液中反应，由萘制备联萘。在存在LiTHF、氧气鼓泡的条件下，使联萘发生反应，制得苝。将购自Sigma-Aldrich Corporation的SbF5在干燥的氩气气氛下稀释两倍。SO2ClF是以SO2Cl2为原料，在NH4F和TFA的卤交换反应中预先制备的。使苝与SbF5-SO2ClF反应，产物用HPLC纯化，制得二苯并苝。使一当量的NCS(相对于二苯并苝)在AcOH中、在CHCl3的存在下与二苯并苝反应，以进行氯化。然后使产物在THF溶液中与正丁基锂和Si(OC2H5)4反应，以制备三乙氧基甲硅烷基二苯并苝(产率8％)。
红外吸收分析发现制得的化合物具有位于波长1050纳米处的Si-O-C吸收，说明制得的化合物包含甲硅烷基。
对包含所述化合物的氯仿溶液的紫外-可见吸收光谱分析显示，在波长378纳米处具有吸收。该吸收对应于分子中所含的二苯并苝骨架的π-π*跃迁，这证明该化合物包含二苯并苝骨架。
通过核磁共振(NMR)进一步分析该化合物。
7.8ppm(m)(5H，源自芳环)7.4ppm(m)(2H，源自芳环)7.1ppm(m)(2H，源自芳环)6.3ppm(m)(2H，源自芳环)3.8ppm(m)(6H，源自乙氧基中的亚甲基)3.6ppm(m)(2H，源自芳环)1.3ppm(m)(9H，源自乙氧基中的亚甲基)这些结果证明该化合物是三乙氧基甲硅烷基二苯并苝。
实施例2；三氯甲硅烷基蔻的制备[式5] 该化合物根据合成路线2制备。具体来说，通过在溴代乙醛二乙缩醛中将实施例1制备的苝与亲电子试剂相混合使苝离子化，然后用分子碘进行处理，制得1-苝乙醛二乙缩醛及其3-异构体。将1-和3-苝乙醛二乙缩醛溶解在浓硫酸/甲醇混合溶剂中，超声处理1小时，制备苯并苝。类似地，制得的苯并苝进行离子化并用分子碘处理，制得5-和7-苯并苝乙醛二乙缩醛，这些苯并苝衍生物进行超声处理，甲苯重结晶提纯，制得蔻。使一当量的NCS(相对于蔻)在AcOH中，在CHCl3的存在下与蔻反应，进行氯化。然后使产物在THF溶液中与正丁基锂和SiCl4反应，制得三氯甲硅烷基蔻(产率46％)。
对制得的化合物的红外吸收分析发现在波长700纳米处的Si-C吸收，这说明制得的化合物包含甲硅烷基。
对包含该化合物的氯仿溶液的紫外-可见吸收光谱分析显示在波长338和300纳米处的吸收。该吸收对应于分子中所含蔻骨架的π-π*跃迁，这证明该化合物包含蔻骨架。
进一步对该化合物进行核磁共振(NMR)分析。
7.4ppm(m)(11H，源自芳环)这些结果证明该化合物是三乙氧基甲硅烷基蔻。
实施例3使用实施例2中制备的化合物形成了有机薄膜。首先将三氯甲硅烷基蔻溶解在氯仿溶剂中，制得浓度为2mM的样品溶液。然后将一定量的(例如100微升)该样品溶液滴加到凹槽中的水面上，在水面上形成该化合物的单分子膜(L膜)。在该状态下对水面施加压力，使其具有特定的表面压力(例如20毫牛/米2)，将基材以恒定的速度拉出，形成图1所示的薄膜(LB膜)。将该基材预先浸入过氧化氢/浓硫酸混合溶液中，使其亲水化。
对形成的三氯甲硅烷基蔻有机薄膜的AFM分析显示高度差约为2.6纳米。另外，AFM和ED分析显示膜上组成原子的周期性取向，说明形成了取向的有机薄膜。
实施例1和实施例2中显示了制备三乙氧基甲硅烷基二苯并苝和三氯甲硅烷基蔻的方法。实施例3中显示了使用三氯甲硅烷基蔻作为有机薄膜材料的一个例子。然而，这些实施例并不表示本发明仅限于上述化合物，可以通过类似的方法制备其它有机硅烷化合物。还可通过与实施例3类似的方法，使用本发明的有机硅烷化合物作为薄膜材料，形成有机薄膜。
由于本发明的有机硅烷化合物的有机薄膜是高度取向的，在稠合的多环芳烃分子部分中，相邻的分子没有互相连接，这对电导率有影响，这种膜显然可用作例如半导体层。在这种情况下，可以制备具有优良特性，例如更高载流子迁移率和更低泄漏电流的器件。
工业应用性本发明的有机硅烷化合物能够很容易地制得取向的有机薄膜，不仅可以用于有机薄膜晶体管，而且还可广泛地用于太阳能电池、燃料电池、传感器、以及其它应用中作为导电材料或半导体材料。
权利要求
1.一种有机硅烷化合物，其特征是，通式(I)表示的稠合的多环芳烃分子被通式-SiR1R2R3所表示的甲硅烷基取代，式中R1至R3各自独立地表示卤原子或者包含1-4个碳原子的烷氧基[式1] (I)式中x1和x2分别是满足以下条件的整数1≤x1，1≤x2，且2≤x1+x2≤8；y1和z1各自独立地为2-8的整数；y2和z2各自独立地为0-8的整数；该分子可以被疏水基取代。
2.一种制备如权利要求1所述的有机硅烷化合物的方法，该方法包括对稠合的多环芳烃分子进行卤化，并通过与通式(α)所表示的化合物反应而引入甲硅烷基；X1-SiR1R2R3(α)式中X1表示氢或卤原子或包含1-4个碳原子的烷氧基；R1至R3各自独立地表示卤原子或者包含1-4个碳原子的烷氧基。
3.一种形成于基材上的有机薄膜，所述有机薄膜包含如权利要求1所述的有机硅烷化合物，所述有机硅烷化合物分子依照以下形式取向其甲硅烷基位于基材侧，稠合的多环芳烃分子部分位于膜表面侧。
全文摘要
本发明提供了一种具有优良的抗剥落性的高度有序的结晶导电性有机薄膜，一种制备所述薄膜的化合物，以及该化合物的制备方法。所述化合物是一种有机硅烷化合物，其通过用甲硅烷基对式(I)所表示的分子进行取代而制得。所述制备有机硅烷化合物的方法包括对分子(I)进行卤化，使卤化后的分子与硅烷衍生物反应。所述有机薄膜包含所述有机硅烷化合物，这些有机硅烷化合物在基材上排列，使得甲硅烷基位于基材侧，分子(I)部分位于膜表面侧。式中x1和x2满足以下条件1≤x1，1≤x2，且2≤x1+x2≤8；y1和z1各自独立地为2－8的整数；y2和z2各自独立地为0－8的整数；该骨架可以被疏水基取代。
文档编号H01L21/02GK101018792SQ200580028588
公开日2007年8月15日 申请日期2005年8月17日 优先权日2004年8月24日
发明者今田裕士, 花户宏之, 田村寿宏 申请人:夏普株式会社