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CN106103455A - 有机薄膜形成用溶液及使用该溶液的有机薄膜形成方法 - Google Patents

有机薄膜形成用溶液及使用该溶液的有机薄膜形成方法 Download PDF

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CN106103455A
CN106103455A CN201580014513.0A CN201580014513A CN106103455A CN 106103455 A CN106103455 A CN 106103455A CN 201580014513 A CN201580014513 A CN 201580014513A CN 106103455 A CN106103455 A CN 106103455A
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肥高友也
岛田干也
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Nippon Soda Co Ltd
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Abstract

本发明的目的在于提供一种能够迅速地成膜，而且无需进行繁琐的管理就能够制造杂质少、致密的无色透明的有机薄膜的方法。使用含有由式(I)表示的有机金属化合物的有机薄膜形成用溶液形成有机薄膜，R1 nMXm‑n(I)(式(I)中，R1表示可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基、可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基，M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的至少1种金属原子，X表示羟基或‑NR2 2基，X中的至少2个表示‑NR2 2基，R2表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基、或可以具有取代基的苯基，R2彼此可以相同，也可以不同，m表示M的原子价。n表示从1到(m‑2)中的任一正整数，n为2以上时，R1可以相同，也可以不同)。

Description

有机薄膜形成用溶液及使用该溶液的有机薄膜形成方法
技术领域
本发明是涉及形成有机薄膜的发明，特别涉及适于在基板表面形成有机薄膜的有机金属化合物、和含有该有机金属化合物的有机薄膜形成用溶液、以及使用该有机薄膜形成用溶液的有机薄膜形成方法。
本申请对在2014年3月26日申请的日本国专利申请第2014-64035号主张优先权，并将其内容援用于此。
背景技术
一直以来，在各种领域中对由玻璃、金属、塑料、陶瓷等构成的基板的表面根据目的进行改质。
例如，已知使用由下述式表示的金属系表面活性剂制造单分子膜等有机薄膜的方法。(专利文献1～5)
RnMXm-n
(式中，R表示可以具有取代基的碳原子数10～30的烃基、可以具有取代基的碳原子数10～30的卤代烃基、含有连接基团的烃基或含有连接基团的卤代烃基，M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的至少1种金属原子，X表示羟基或水解性基团，m表示M的原子价。n表示从1到(m-1)的正整数，n为2以上时，R可以相同，也可以不同，(m-n)为2以上时，X可以相同，也可以不同。)
另一方面，非专利文献1中记载了在(N,N-二甲基氨基)-十八烷基二甲基硅烷的甲苯溶液中浸渍硅晶片时，能够在表面形成共价键合性的单分子膜。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开2003-076064号小册子
专利文献2：国际公开2004-091810号小册子
专利文献3：国际公开2006-009202号小册子
专利文献4：国际公开2008-059840号小册子
专利文献5：国际公开2009-104424号小册子
非专利文献
非专利文献1：Displacement Reactions of Covalently AttachedOrganosilicon Monolayers on Si Langmuir,2006,22,8271-8272
发明内容
在专利文献1～5中，为了高速地制造致密的结晶性的单分子膜，需要使用水解催化剂，另外，需要对有机薄膜形成用溶液中的水分量进行严格控制等繁琐的组成管理。
在上述式中，作为水解性基团，例示有可以具有取代基的碳原子数1～6的烷氧基、可以具有取代基的酰氧基、氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤素原子、异氰酸酯基、氰基、氨基、或酰胺基等。但是实际使用的水解性基团仅为烷氧基，对于氨基并没有具体的例子、与使用相关的记载。
非专利文献1中记载了不使用水解催化剂而利用浸渍法得到单分子膜，但成膜需要3天，膜厚较薄，疏水性度较低，很难说像后述那样形成的膜是致密的膜。
本发明是鉴于上述以往技术的实际情况而进行的，目的在于提供用于简便且迅速地形成无色透明且致密的有机薄膜的方法。
本发明人等为了解决上述课题而进行深入研究，结果发现通过使用取代或非取代氨基作为有机金属化合物的水解性基团，即便不使用水解催化剂也能够在短时间内成膜致密的有机薄膜，而且不需要繁琐的有机薄膜形成用溶液的组成管理，从而完成本发明。
即，本发明涉及，
(1)一种由式(I)表示的有机金属化合物，
R1 nMXm-n (I)，
(式(I)中，R1表示可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基、可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基，
M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的至少1种金属原子，
X表示羟基或-NR2 2基，X中的至少2个表示-NR2 2基，R2表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基、或可以具有取代基的苯基，R2彼此可以相同，也可以不同，m表示M的原子价。
n表示从1到(m-2)中的任一正整数，n为2以上时，R1可以相同，也可以不同)；
(2)根据(1)所述的有机金属化合物，其中，由式(I)表示的有机金属化合物为三(N,N-二甲基氨基)十八烷基硅烷；
(3)一种有机薄膜形成用溶液，其中，含有(1)或(2)所述的有机金属化合物；以及
(4)根据(3)所述的有机薄膜形成用溶液，其中，有机薄膜为单分子膜。
此外，本发明涉及，
(5)一种有机薄膜形成方法，通过使含有由式(I)表示的有机金属化合物的有机薄膜形成用溶液与基板接触，从而在上述基板表面形成有机薄膜，
R1 nMXm-n (I)
(式(I)中，R1表示可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基、可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基，
M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的至少1种金属原子，
X表示羟基或-NR2 2基，X中的至少2个表示-NR2 2基，R2表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基、或可以具有取代基的苯基，R2彼此可以相同，也可以不同，m表示M的原子价。
n表示从1到(m-2)中的任一正整数，n为2以上时，R1可以相同，也可以不同)；以及
(6)根据(5)所述的有机薄膜形成方法，其中，有机薄膜为单分子膜。
根据本发明，能够不使用水解催化剂地在短时间内形成具有致密的结晶性的有机薄膜。另外，不需要有机薄膜形成用溶液的繁琐的组成管理，因此能够简便地进行上述溶液的制备。
附图说明
图1是表示实施例1的有机薄膜的利用X射线衍射得到的膜厚的测定结果的图。
图2是表示实施例1的有机薄膜的利用X射线衍射得到的结晶性的测定结果的图。
图3是表示比较例1的有机薄膜的利用X射线衍射得到的结晶性的测定结果的图。
图4是表示比较例2的有机薄膜的利用X射线衍射得到的结晶性的测定结果的图。
具体实施方式
1.有机金属化合物
本发明的有机金属化合物是由式(I)表示的化合物，
R1 nMXm-n (I)，
上述式(I)中，R1表示可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基、可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基，M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的至少1种金属原子，X表示羟基或-NR2 2基，X中的至少2个表示-NR2 2基，R2表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基、或可以具有取代基的苯基，R2彼此可以相同，也可以不同，m表示M的原子价。n表示从1到(m-2)中的任一正整数，n为2以上时，R1可以相同，也可以不同。
(m-n)为2以上时，X可以相同，也可以不同。以下，对各取代基进行说明。
X的“-NR2 2基”表示氨基、或者被可以具有1或2个取代基的碳原子数1～10的烷基或可以具有取代基的苯基取代的氨基。
作为上述中的单取代氨基，可举出甲基氨基、乙基氨基、正丙基氨基、异丙基氨基、正丁基氨基、异丁基氨基、叔丁基氨基、正戊基氨基、苯胺基等。
作为上述中的二取代氨基，可举出二甲基氨基、二乙基氨基、二正丙基氨基、二异丙基氨基、甲基乙基氨基、甲基正丙基氨基、甲基苯基氨基、二苯基氨基等。
作为“可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基”和“可以具有取代基的苯基”的取代基，可举出羧基；酰胺基；酰亚胺基；酯基；甲氧基、乙氧基等烷氧基；羟基；卤素原子等。
作为R1的“可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基”的“碳原子数14～30的脂肪族烃基”，可举出碳原子数14～30的烷基、碳原子数14～30的烯基和碳原子数14～30的炔基。烷基、烯基和炔基可以为直链，也可以具有支链。
作为碳原子数14～30的烷基，例如可举出十四烷基、棕榈基、硬脂基、二十烷基、二十二烷基、二十四烷基、二十八烷基、三十烷基等；
作为碳原子数14～30的烯基，例如可举出十四碳烯基、棕榈油烯基(パルミトレイニル基)(9-十六碳烯基)、油烯基(オレイニル基)(顺式-9-十八碳烯基)、异油烯基(バクセニル基)(11-十八碳烯基)、亚油烯基(リノリル基)(顺式,顺式-9,12-十八碳二烯基)、9,12,15-亚麻烯基(リノレニル基)(9,12,15-十八碳三烯基)、6,9,12-亚麻烯基(9,12,15-十八碳三烯基)、桐油烯基(エレオステアリニル基)(9,11,13-十八碳三烯基)、8,11-二十碳二烯基、5,8,11-二十碳三烯基、花生四烯基(5,8,11,13-二十碳四烯基)、神经烯基(ネルボニル基)(顺式-15-二十四碳烯基)、二十二碳六烯基、二十五碳烯基等；
作为碳原子数14～30的炔基，例如可举出8-十四碳炔基、8-十五碳炔基、8-十六碳炔基、8-十七碳炔基、8-十八碳炔基、8-二十碳炔基、8-二十二碳炔基、十七碳-8,11-二炔基等。
R1的碳原子数优选为14～22，进一步优选为碳原子数16～20。
作为R1的“可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基”的“取代基”，可举出羧基；酰胺基；酰亚胺基；酯基；甲氧基、乙氧基等烷氧基；或羟基等。这些取代基的数量优选为0～3。
作为R1的“可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基”的“连接基团”，具体例可举出-O-、-S-、-SO2-、-CO-、-C(＝O)O-或-C(＝O)NR51-(式中，R51表示氢原子；甲基、乙基、正丙基、异丙基等烷基；苯基；苄基等)等。插入上述连接基团的位置没有特别限制，但优选存在于脂肪族烃基的碳-碳键间。
取代基R1的“可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基”的“碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基”可举出上述碳原子数14～30的脂肪族烃基中的氢原子中的1个以上被取代为卤素原子的基团。
作为卤素原子，可举出氟原子、氯原子、溴原子等，优选氟原子。进一步优选为2个以上被取代为氟原子的氟化脂肪族烃基，具有支链结构的情况下，优选支链部分为碳原子数1～4，优选为碳原子数1～2的短链。
上述氟化脂肪族烃基中，优选氟化烷基，进一步优选末端碳原子结合有1个以上氟原子的基团，更优选末端碳原子结合有3个以上氟原子的基团。也可以是在碳链的末端具有无氟原子取代的脂肪族烃基，在碳链的内部具有经氟原子取代的脂肪族烃基的碳链。特别优选如下基团，即，在末端具有全部烷基的氢原子被取代为氟原子的全氟烷基，且在上述全氟烷基与后述金属原子M之间具有由-(CH2)h-(式中，h表示1～6的整数，优选为2～4的整数)表示的亚烷基。
氟化烷基中的氟原子数由[(氟化烷基中的氟原子数)/(在与氟化烷基对应的相同碳原子数的烷基中存在的氢原子数)×100]％表示时，优选为60％以上，更优选为80％以上。
取代基R1的“可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基”的“取代基”和“连接基团”与上述“可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基”的“取代基”和“连接基团”相同。插入上述连接基团的位置没有特别限制，但优选存在于卤代脂肪族烃基的碳-碳键之间。
M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的1种原子。其中，从原料的得到容易性、反应性等观点考虑，特别优选硅原子。
m为M的原子价，n表示从1到(m-2)中的任一正整数。在制造致密的有机薄膜的方面上，n优选为1。
作为由式(I)表示的化合物中的n为1时的具体例，可举出下述所示的化合物。应予说明，以下将金属原子M为硅原子的化合物作为代表例表示，但本发明不限定于此。
CH3(CH2)13Si[N(CH3)2]3
CH3(CH2)14Si[N(CH3)2]3
CH3(CH2)15Si[N(CH3)2]3
CH3(CH2)17Si[N(CH3)2]3
CH3(CH2)25Si[N(CH3)2]3
CH3(CH2)14Si[N(C2H5)2]3
CH3(CH2)15Si[N(C2H5)2]3
CH3(CH2)17Si[N(C2H5)2]3
CH3(CH2)25Si[N(C2H5)2]3
CH3(CH2)14Si[N(C6H6)2]3
CH3(CH2)15Si[N(C6H6)2]3
CH3(CH2)17Si[N(C6H6)2]3
CH3(CH2)25Si[N(C6H6)2]3
CH3(CH2)13Si[NH(CH3)]3
CH3(CH2)14Si[NH(CH3)]3
CH3(CH2)15Si[NH(CH3)]3
CH3(CH2)17Si[NH(CH3)]3
CH3(CH2)25Si[NH(CH3)]3
CH3(CH2)14Si[NH2]3
CH3(CH2)15Si[NH2]3
CH3(CH2)17Si[NH2]3
CH3(CH2)25Si[NH2]3
CH3(CH2)14Si[NH(C6H6)]3
CF3(CH2)13Si[N(CH3)2]3
CF3(CH2)14Si[N(CH3)2]3
CF3(CH2)15Si[N(CH3)2]3
CF3(CH2)17Si[N(CH3)2]3
CF3(CH2)25Si[N(CH3)2]3
CF3(CH2)14Si[N(C2H5)2]3
CF3(CH2)15Si[N(C2H5)2]3
CF3(CH2)17Si[N(C2H5)2]3
CF3(CH2)25Si[N(C2H5)2]3
CF3(CH2)14Si[N(C6H6)2]3
CH3CH2O(CH2)15Si[N(CH3)2]3
CF3CH2O(CH2)15Si[N(CH3)2]3
CH3COO(CH2)15Si[N(CH3)2]3
CH3CH2O(CH2)15Si[N(C2H5)2]3
CH3COO(CH2)15Si[N(C2H5)2]3
CF3COO(CH2)15Si[N(C2H5)2]3
CF3(CF2)9(CH2)2Si[N(C2H5)2)]3
CF3(CF2)5(CH2)2Si[N(C2H5)2)]3
CF3(CF2)13(CH2)2Si[N(CH3)2]3
CF3(CF2)14(CH2)2Si[N(CH3)2]3
CF3(CF2)15CH＝CHSi[N(CH3)2]3
CF3(CF2)4O(CF2)2(CH2)10Si[N(CH3)2]3
CF3(CF2)4CONH(CH2)10Si[N(CH3)2]3
CF3(CF2)3O[CF(CF3)CF(CF3)O]2CF(CF3)-
CONH(CH2)3Si[N(CH3)2]3
CH3(CH2)13Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CH3(CH2)14Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CH3(CH2)15Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CH3(CH2)17Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CH3(CH2)25Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CF3(CH2)14Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CF3(CH2)15Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CF3(CH2)17Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CF3(CH2)25Si[(N(CH3)2]2[N(C2H5)2]
CH3(CH2)17Si[(N(CH3)2][N(C2H5)2]2
CF3(CF2)13(CH2)2Si[(N(CH3)2][(N(C2H5)2]2
CH3(CH2)14Si[(N(CH3)2]2[N(C6H6)2]
CH3CH2O(CH2)15Si[N(CH3)2]2(OH)
CF3CH2O(CH2)15Si[N(CH3)2]2(OH)
CH3COO(CH2)15Si[N(CH3)2]2(OH)
这些化合物可以单独使用1种，或者组合2种以上使用。
对于由式(I)表示的有机金属化合物，不是市售的有机金属化合物可以利用公知的方法合成，例如可以利用以下的方法制造。
式中，R1、R2、M、n和m与式(I)是相同的意义，Y表示卤素原子、烷氧基、苯氧基、酰氧基、氰基、异氰酸酯基等离去基团。
即，在有机溶剂中使具有离去基团Y的有机金属化合物(1)与胺化合物(2)以碱的存在或非存在下在0～50℃下反应1～24小时，从而能够合成有机金属氨衍生物(3)。
作为碱，可举出三乙胺、二异丙基乙基胺、吡啶等有机碱；碳酸钾、碳酸氢钾等碳酸盐等。其中，优选有机碱，在碱非存在化的情况下，优选将胺化合物(2)代用为碱而过量地使用。碱的使用量没有特别限制，优选相对于有机金属化合物(1)中的Y1摩尔为1～2倍摩尔。
作为在反应中使用的溶剂，只要是对反应非活性的溶剂，就没有特别限制。例如，可举出苯、甲苯、二甲苯等芳香族烃类：戊烷、己烷等脂肪族烃类；环戊烷、环己烷等脂环式烃类；乙酸甲酯、乙酸乙酯等酯类；乙醚、二异丙基醚、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃(THF)、1,4-二烷等醚类；丙酮、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类等，优选它们脱水后的溶剂。
对于任一反应，在反应结束后都可以通过进行通常的有机合成化学中的通常的后处理操作、分离·纯化来分离目标物。目标物的结构可以通过进行NMR谱、质谱、IR光谱的测定、元素分析等而确认。
2.有机薄膜形成用溶液
本发明的有机薄膜形成用溶液只要是含有由式(I)表示的有机金属化合物的溶液，就没有特别限制。有机薄膜形成用溶液例如可以对包含有机金属化合物和有机溶剂的混合物进行搅拌等而制备。
作为有机溶剂，优选烃系溶剂、氟化碳系溶剂和有机硅系溶剂，更优选烃系溶剂。其中，特别优选沸点为100～250℃的烃系溶剂。
具体而言，可举出正己烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯、石脑油、溶剂石脑油、石油醚、石油挥发油、异构石蜡、正构石蜡、十氢萘、工业汽油、煤油、石油英等烃系溶剂；CBr2ClCF3、CClF2CF2CCl3、CClF2CF2CHFCl、CF3CF2CHCl2、CF3CBrFCBrF2、CClF2CClFCF2CCl3、Cl(CF2CFCl)2Cl、Cl(CF2CFCl)2CF2CCl3、Cl(CF2CFCl)3Cl等的氟氯化碳系溶剂、Fluorinert(3M公司制品)、Afurudo(旭玻璃公司制品)等氟化碳系溶剂；二甲基有机硅、苯基有机硅、烷基改性有机硅、聚醚有机硅等有机硅系溶剂。这些溶剂可以单独使用1种，或者组合2种以上使用。
有机薄膜形成用溶液中的有机金属化合物的含量没有特别限制，从制造更致密的单分子膜的观点考虑，相对于有机薄膜形成用溶液优选为0.1～30重量％的范围。
3.有机薄膜的形成方法
以下，对使用本发明的有机薄膜形成用溶液在基材上形成有机薄膜的方法进行说明。
(基材)
在有机薄膜的形成方法中使用的基材没有特别限制。作为基材，可以不是表面具有可与有机薄膜形成用溶液中的形成有机薄膜的分子相互作用的官能团的基材，但优选为表面具有可与有机薄膜形成用溶液中的形成有机薄膜的分子相互作用的官能团的基材，特别优选表面具有活性氢的基材。使用表面具有活性氢的基材时，基材表面的活性氢和有机薄膜形成用溶液中的分子由化学相互作用而能够在基材表面容易地形成化学吸附膜。这里，表面具有可与有机薄膜形成用溶液中的形成有机薄膜的分子相互作用的官能团的基材表示表面具有可与有机薄膜形成用溶液中的形成有机薄膜的分子进行化学键合的官能团的基材。
这里，活性氢是指容易解离成质子的氢，作为含有活性氢的官能团，可举出羟基(-OH)、羧基(-COOH)、甲酰基(-CHO)、亚氨基(＝NH)、氨基(-NH2)、硫醇基(-SH)等，其中，优选羟基。
作为基材表面具有羟基的基材，具体而言，可举出由铝、铜、不锈钢、镍等金属；玻璃；硅晶片；陶瓷；纸；天然纤维；皮革；其他亲水性物质；等构成的基材。其中，优选由金属、玻璃、硅晶片、陶瓷、纸、天然纤维和矿物构成的基材。
对于像塑料、金刚石、合成纤维这样由表面不具有羟基的材质构成的基材，可以预先将基材表面在含有氧的等离子体气氛中进行处理(例如在100W下进行20分钟)，或者进行电晕处理而导入亲水性基团。由聚酰胺树脂或聚氨酯树脂等构成的基材在表面存在亚氨基，该亚氨基的活性氢与有机金属化合物的烷氧基硅烷基等进行脱醇反应，形成硅氧烷键(-Si-O-)，因此不需要特别进行表面处理。
另外，使用表面不具有活性氢的基材时，也可以预先使该基材的表面接触选自SiCl4、SiHCl3、SiH2Cl2、Cl-(SiCl2O)b-SiCl3(式中，b为自然数)中的至少一个化合物后进行脱氯化氢反应，从而在表面形成具有活性氢的二氧化硅基底层。
(有机薄膜的形成方法)
形成有机薄膜的方法没有特别限制，可举出浸渍法(dip method)、喷涂、旋涂、辊式涂布、毛刷涂布、丝网印刷等。其中，优选浸渍法。
浸渍法是指在含有薄膜物质的溶液中浸渍基材，在基材表面形成薄膜的方法。
喷涂是指通过将含有薄膜物质的溶液喷于基材而在基材表面形成薄膜的方法。
旋涂是指通过在设置在圆盘上的基材上载置薄膜物质溶液，并使圆盘旋转而使其成为均匀的液膜，对该液膜进行煅烧而形成薄膜的方法。
辊式涂布是指利用辊将有机薄膜物质溶液在基材表面上较薄地涂布而形成薄膜的方法。
毛刷涂布是指利用毛刷将有机薄膜物质溶液在基材表面上较薄地涂布而形成薄膜的方法。
丝网印刷是指通过从张设于框的丝网(布)上载置薄膜物质(糊料)，边加压边滑动而形成基材上的薄膜的方法。
另外，在浸渍法的情况下，将基材浸渍于有机薄膜形成用溶液的时间也取决于基材的种类等，无法一概而论，可以设为5分钟～24小时，优选5分钟～10小时。
形成来自本发明的有机金属化合物的有机薄膜的方法优选通过使用浸渍法使基材接触含有本发明的有机金属化合物的有机薄膜形成用溶液而制造。由此，能够迅速地形成杂质更少且更致密的有机薄膜。
以下对利用浸渍法的方法进行说明。
使基材接触有机薄膜形成用溶液的工序可以一次进行较长时间，也可以分为多次以短时间进行。另外，为了促进有机薄膜的形成，也可以使用超声波。
使基材接触有机薄膜形成用溶液时的有机薄膜形成用溶液的温度只要是该溶液保持稳定性的范围，就没有特别限制，通常为从室温到用于制备溶液的溶剂的回流温度的范围。为了将有机薄膜形成用溶液设为适于接触的温度，可以加热该有机薄膜形成用溶液，也可以加热基材本身，亦可以加热该两者。
来自有机金属化合物的有机薄膜的制造方法经过形成有机薄膜的工序后，可以包含用有机溶剂清洗基材的工序。有这样的清洗工序时，将在形成有机薄膜的工序中形成的附着于有机薄膜的表面的多余的试剂、杂质除去。另外，通过设置这样的清洗工序，能够控制形成于基材表面的有机薄膜的膜厚。
用有机溶剂清洗的工序中的有机溶剂没有特别限制，优选己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、苯、甲苯、二甲苯等烃系溶剂。
作为清洗方法，只要是能够除去基材表面的附着物的方法，就没有特别限制，例如可以例示如下方法：在如上所述的有机溶剂中浸渍基材的方法；在真空中，或常压下放置于大气中，使基材表面的附着物蒸发的方法；吹干燥氮气等非活性气体，将基材表面的附着物吹飞的方法；等。另外，在将基材浸渍于上述有机溶剂的状态下进行超声波处理由于可以得到更优异的清洗效果，因此可作为更优选的方法而举出。
优选经过用有机溶剂清洗的工序后，进一步具有将清洗后的基材干燥的工序。干燥方法没有特别限制，可以利用气刀等将基材表面的溶液干燥，可以进行自然干燥，可以例示吹热风等方法，由于通过对形成于基材表面上的有机薄膜加热使有机薄膜更稳定化，因而优选吹热风的方法。
应予说明，即使在干燥工序中使基材干燥时不对基材加热的情况下，由于有机薄膜更稳定化，因此优选进一步包含对基材加热的工序。加热温度可以根据基材和有机薄膜的稳定性而适当地选择，例如可以优选举出40～100℃的范围。
(有机薄膜)
通过使用上述有机薄膜的制造方法，能够得到单分子膜、化学吸附膜、自组装膜等有机薄膜。
本发明的有机薄膜优选为分子在基材表面排列成一层而形成的单分子膜，进一步优选为化学吸附膜和/或自组装膜。在本发明中，自组装膜表示无来自外部的强制力而形成有秩序的结构而成的膜。
本发明中的有机薄膜优选具有结晶性。该情况下，结晶性可以为多晶，也可以为单晶。
以下，例示本发明的实施例，但本发明的技术范围不限定于这些实施例。
实施例
[实施例1]
(有机金属化合物的合成)
在100ml的四口烧瓶中设置温度计、冷凝器、搅拌叶片，装入2M浓度的二甲基胺THF溶液16.2g(Aldrich公司制)，一边搅拌一边用冰水冷却至5℃。
向其中，用1小时滴加将十八烷基三氯硅烷2.0g(Gelest公司制)溶解于脱水甲苯10g而成的溶液，进行反应。
其后，在室温下反应2小时，将由反应析出的二甲基胺盐酸盐过滤，用脱水甲苯清洗后，将滤液减压浓缩，得到油状物的三(N,N-二甲基氨基)十八烷基硅烷2.1g。
1H(NMR，CDCl3，400MHz)δ0.89(t，3H)，1.26(brs，34H)，2.48(s，18H)
(有机薄膜的形成)
将得到的三(N,N-二甲基氨基)十八烷基硅烷0.5g溶解于脱水甲苯99.5g，制备有机薄膜形成溶液。
将进行过UV臭氧处理的硅晶片在上述有机薄膜形成溶液中浸渍60分钟，用NSCLEAN100清洗后在60℃下干燥，得到有机薄膜形成基板。测定成膜面的静态接触角，结果在水中显示110°，在十四烷中显示40°。
进行该膜的X射线衍射，结果膜厚为2.39nm，面间隔为0.420nm。根据该结果，可以确认所得到的膜为具有结晶性的自组装单分子膜(SAM)。
将其结果示于图1和2。
[比较例1]
(有机金属化合物的合成)
代替十八烷基三氯硅烷，使用辛基三氯硅烷(Aldrich公司制)，除此以外，与实施例1同样地进行反应，得到三(N,N-二甲基氨基)辛基硅烷2.0g。
(有机薄膜的形成)
将得到的三(N,N-二甲基氨基)辛基硅烷0.5g溶解于甲苯99.5g，制备有机薄膜形成溶液。
将进行过UV臭氧处理的硅晶片在上述有机薄膜形成溶液中浸渍60分钟，用NSCLEAN100清洗后在60℃下干燥，得到有机薄膜形成基板。测定成膜面的静态接触角，结果在水中显示94.2°，在十四烷中显示7.0°。将进行X射线衍射的结果示于图3。
根据该结果，所得到的膜是防水性不充分，不具有结晶性的膜。
[比较例2]
(有机金属化合物的合成)
代替十八烷基三氯硅烷，使用十八烷基二甲基氯硅烷(Aldrich公司制)，除此以外，与实施例1同样地进行反应，得到N,N-二甲基氨基-十八烷基二甲基硅烷3.1g。
(有机薄膜的形成)
将得到的N,N-二甲基氨基-十八烷基二甲基硅烷0.5g溶解于甲苯99.5g，制备有机薄膜形成溶液。
将进行过UV臭氧处理的硅晶片在上述有机薄膜形成溶液中浸渍60分钟，用NSCLEAN100清洗后在60℃下干燥，得到有机薄膜形成基板。测定成膜面的静态接触角，结果在水中显示94.2°，在十四烷中显示7.4°。将进行X射线衍射的结果示于图4。
根据该结果，所得到的膜是防水性不充分，不具有结晶性的膜。

Claims (6)

1.一种由式(I)表示的有机金属化合物，
R1 nMXm-n (I)
式(I)中，R1表示可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基、可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基，
M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的至少1种金属原子，
X表示羟基或-NR2 2基，X中的至少2个表示-NR2 2基，R2表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基、或可以具有取代基的苯基，R2彼此可以相同，也可以不同，m表示M的原子价，
n表示从1到(m-2)中的任一正整数，n为2以上时，R1可以相同，也可以不同。
2.根据权利要求1所述的有机金属化合物，其中，由式(I)表示的有机金属化合物为三(N,N-二甲基氨基)十八烷基硅烷。
3.一种有机薄膜形成用溶液，其中，含有权利要求1或2所述的有机金属化合物。
4.根据权利要求3所述的有机薄膜形成用溶液，其中，有机薄膜为单分子膜。
5.一种有机薄膜形成方法，通过使含有由式(I)表示的有机金属化合物的有机薄膜形成用溶液与基板接触，从而在所述基板表面形成有机薄膜，
R1 nMXm-n (I)
式(I)中，R1表示可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的脂肪族烃基、可以具有取代基或连接基团的碳原子数14～30的卤代脂肪族烃基，
M表示选自硅原子、锗原子、锡原子、钛原子和锆原子中的至少1种金属原子，
X表示羟基或-NR2 2基，X中的至少2个表示-NR2 2基，R2表示氢原子、可以具有取代基的碳原子数1～10的烷基、或可以具有取代基的苯基，R2彼此可以相同，也可以不同，m表示M的原子价，
n表示从1到(m-2)中的任一正整数，n为2以上时，R1可以相同，也可以不同。
6.根据权利要求5所述的有机薄膜形成方法，其中，有机薄膜为单分子膜。
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