キャッピングされた規則的な構造の有機膜組成物
【課題】巨視的なレベルで、共有結合による有機骨格が膜であるような、キャッピングされた規則的な構造の有機膜を提供する。
【解決手段】（ａ）それぞれ１個のセグメントと多くのＦｇとを含む複数の分子ビルディングブロックと、キャッピングユニット分子とを含む、液体を含有する反応混合物を調製することと；（ｂ）前記反応混合物を濡れた膜として堆積させることと；（ｃ）前記濡れた膜の変化を促進し、ＳＯＦ内に結合したキャッピングユニットを含む、乾燥したＳＯＦを形成することとを含む、プロセスによりキャッピングされた規則的な構造の有機膜を調製する。
【解決手段】（ａ）それぞれ１個のセグメントと多くのＦｇとを含む複数の分子ビルディングブロックと、キャッピングユニット分子とを含む、液体を含有する反応混合物を調製することと；（ｂ）前記反応混合物を濡れた膜として堆積させることと；（ｃ）前記濡れた膜の変化を促進し、ＳＯＦ内に結合したキャッピングユニットを含む、乾燥したＳＯＦを形成することとを含む、プロセスによりキャッピングされた規則的な構造の有機膜を調製する。
【発明の詳細な説明】
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００１】
キャッピングユニットと、複数のセグメントと、複数のリンカーとが共有結合による有機骨格として整列したものを含む、キャッピングされた規則的な構造の有機膜であって、巨視的なレベルで、共有結合による有機骨格が膜であるような、キャッピングされた規則的な構造の有機膜が、本明細書に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】典型的なＳＯＦと、キャッピングされたＳＯＦとの違いを示す。左側は、典型的なＳＯＦの網目をあらわし、右側は、キャッピングされたＳＯＦをあらわし、この網目の中断点と、共有結合によって接続したキャッピング基（丸）とを示している。
【図２】ＳＯＦが組み込まれた感光体の側面図をあらわす。
【図３】ＳＯＦが組み込まれた感光体の側面図をあらわす。
【図４】ＳＯＦが組み込まれた感光体の側面図をあらわす。
【図５】ＳＯＦが組み込まれた薄膜トランジスタの側面図をあらわす。
【図６】コントロール実験の混合物の生成物のＦＴ−ＩＲスペクトルを比較したグラフであり、Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミンのみを液体反応混合物に加えたもの（上）、ベンゼン−１，４−ジメタノールのみを液体反応混合物に加えたもの（中央）、ＳＯＦを形成するのに必要な成分を液体反応混合物に加えたもの（下）である。
【図７】ＳＯＦオーバーコート層の光伝導性を示す、光放電曲線（ＰＩＤＣ）をあらわすグラフである。
【図８】キャッピングされたＳＯＦと、キャッピングされていないＳＯＦのＴＧＡ曲線をあらわすグラフである。
【図９】キャッピングされたＳＯＦと、キャッピングされていないＳＯＦの種々の応力ひずみ曲線をあらわすグラフである。
【図１０】種々のオーバーコート層の光伝導性を示す、光放電曲線（ＰＩＤＣ）をあらわすグラフである。
【図１１】種々のオーバーコート層について得られた繰り返しデータをあらわすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
「規則的な構造の有機膜」（ＳＯＦ）は、巨視的なレベルで膜であるＣＯＦを指す。ＳＯＦは、ＳＯＦ配合物に添加されたキャッピングユニットまたはキャッピング基を有しており、このユニットまたは基は、（膜を形成した後に）最終的にはＳＯＦに結合する。
【０００４】
「ＳＯＦ」は、巨視的なレベルで膜である、共有結合による有機骨格（ＣＯＦ）を指す。「巨視的なレベル」は、ＳＯＦの肉眼での見た目を指す。ＣＯＦは、「微視的なレベル」または「分子レベル」では（強力な拡大装置の使用を必要とするか、または分散方法を用いて評価した場合）網目であるが、本発明のＳＯＦは、この膜が、例えば、微視的なレベルのＣＯＦ網目よりも何桁も大きな範囲を覆っているため、基本的に「巨視的なレベル」では異なっている。本明細書に記載のＳＯＦは、すでに合成されている典型的なＣＯＦとはかなり異なる巨視的な形態を有している。
【０００５】
さらに、キャッピングユニットがＳＯＦに導入されると、ＳＯＦの骨格は、キャッピングユニットが存在する箇所で局所的に「中断される」。これらのＳＯＦ組成物は、外来分子が、キャッピングユニットが存在する箇所でＳＯＦ骨格に結合しているため、「共有結合によってドープされて」いる。キャッピングされたＳＯＦ組成物は、構成要素であるビルディングブロックを変えることなく、ＳＯＦの特性を変えることができる。
【０００６】
ＳＯＦは、１ミリメートル〜数メートル、または数百メートルよりもかなり大きな長さにわたって延ばすことが可能な、連続的な共有結合による有機骨格を有する、実質的にピンホールを含まないＳＯＦであってもよく、またはピンホールを含まないＳＯＦであってもよい。ＳＯＦは、大きなアスペクト比を有する傾向があり、典型的には、ＳＯＦの２方向の寸法が、第３の寸法よりもかなり大きい。ＳＯＦは、ＣＯＦ粒子の集合体よりも、巨視的な縁や、不連続の外側表面が顕著に少ない。
【０００７】
「実質的にピンホールを含まないＳＯＦ」または「ピンホールを含まないＳＯＦ」は、その下にある基板表面に堆積した反応混合物から生成する。「実質的にピンホールを含まないＳＯＦ」は、生成したＳＯＦの下にある基板から取り外されてもよく、取り外されなくてもよいＳＯＦを指し、１平方センチメートルあたり、２個の隣接するセグメントのコア間の距離よりも大きなピンホール、孔またはギャップを実質的に含んでいないか、または、１ｃｍ２あたり、直径が約２５０ナノメートルより大きなピンホール、孔またはギャップが１０個未満であるか、または、１ｃｍ２あたり、直径約１００ナノメートルよりも大きなピンホール、孔またはギャップが５個未満である。「ピンホールを含まないＳＯＦ」は、１平方マイクロメートルあたり、２個の隣接するセグメントのコア間の距離よりも大きなピンホール、孔またはギャップを含まないか、または、１平方マイクロメートルあたり、直径が約５００Å、約２５０Åまたは約１００Åよりも大きなピンホール、孔またはギャップを含まないＳＯＦを指す。
【０００８】
ＳＯＦは、炭素以外の元素の原子のうち、少なくとも１個、または、水素、酸素、窒素、ケイ素、リン、セレン、フッ素、ホウ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１個の原子を含んでいてもよい。ＳＯＦは、ボロキシン、ボラジン、ボロシリケート、ボロン酸エステルを含まないＳＯＦであってもよい。ＳＯＦは、セグメント（Ｓ）と、官能基（Ｆｇ）とを有する分子ビルディングブロックを含んでいてもよい。分子ビルディングブロックには、少なくとも２個のＦｇ（ｘ≧２）が必要であり、１種類のＦｇを含んでいてもよいし、または２種類以上のＦｇを含んでいてもよい。Ｆｇは、分子ビルディングブロックの反応性化学部分であり、ＳＯＦ形成プロセス中、セグメントを接続する化学反応に関与する。セグメントは、分子ビルディングブロックの一部分であり、Ｆｇを支え、Ｆｇとは関連しないすべての原子を含む。分子ビルディングブロックのセグメントの組成は、ＳＯＦを形成した後も変わらない。
【０００９】
Ｆｇは、分子ビルディングブロックの反応性化学部分であり、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与してもよい。Ｆｇは、１個の原子で構成されていてもよく、Ｆｇは、２個以上の原子で構成されていてもよい。Ｆｇの例としては、ハロゲン、アルコール、エーテル、ケトン、カルボン酸、エステル、カーボネート、アミン、アミド、イミン、尿素、アルデヒド、イソシアネート、トシレート、アルケン、アルキンが挙げられる。
【００１０】
分子ビルディングブロックは、複数の化学部分を含有しているが、これらの化学部分の部分集合のみが、ＳＯＦ形成プロセス中にＦｇであることを意図している。ある化学部分が、官能基とみなされるかどうかは、ＳＯＦ形成プロセスで選ばれる反応条件によって変わる。Ｆｇは、反応性部分（ＳＯＦ形成プロセス中の官能基）である化学部分を示す。
【００１１】
ＳＯＦ形成プロセスにおいて、官能基の組成は、原子が失われるか、または原子が付け加えられるか、またはその両者によって変わる場合があり、または、官能基が完全に失われる場合もある。ＳＯＦにおいて、以前はＦｇに属していた原子が、セグメントを接続する化学部分であるリンカー基に属するようになる。分子ビルディングブロックの一部である原子または原子群が、ＳＯＦのリンカー基内にとどまっていてもよい。
【００１２】
キャッピングユニットは、ＳＯＦに通常存在する共有結合したビルディングブロックの規則的な網目を「中断する」分子である。ＳＯＦと、キャッピングされたＳＯＦとの違いを図１に示している。キャッピングされたＳＯＦ組成物は、導入されるキャッピングユニットの種類および量によって特性を変えることが可能な、調整可能な材料である。キャッピングユニットは、１種類または２種類以上のＦｇおよび／または化学部分を含んでいてもよい。
【００１３】
キャッピングユニットは、ＳＯＦに加えられ、最終的にＳＯＦとなるいずれかの分子ビルディングブロックの構造に無関係な構造を有していてもよい。
【００１４】
キャッピングユニットは、分子ビルディングブロックの１つの構造に実質的に対応しているが、１つ以上のＦｇが失われているか、またはＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応（最初に存在するビルディングブロックの官能基との反応）に関与しない異なる化学部分または官能基と置き換わっているような構造を有していてもよい。
【００１５】
トリス−（４−ヒドロキシメチル）トリフェニルアミンの場合、適切なキャッピングユニットとしては、
【化１】
が挙げられる。分子ビルディングブロックに無関係の構造を有するキャッピング基は、水素原子のうち、１個が−ＯＨ基と置き換わったアルキル部分（一般式ＣｎＨ２ｎ＋１を有し、ｎ＝１以上である、分岐しているか、または分岐していない飽和炭化水素基）であってもよい。このようなキャッピングユニットと分子ビルディングブロックとの反応（酸触媒によるアルコール基との反応）によって、エーテル基を介し、キャッピングユニットと分子ビルディングブロックとを接続してもよい。
【００１６】
キャッピングユニット分子は、キャッピングユニットが、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与する適切な官能基または補助的な官能基をたった１個含むように、１箇所が官能基化されていてもよく、これにより、任意のさらなる隣接する分子ビルディングブロックが架橋する可能性はない（適切な官能基または補助的な官能基を有するビルディングブロックが加えられるまで、例えば、キャッピングされたＳＯＦの基板層の上面にさらなるＳＯＦが形成され、多層ＳＯＦが生成するときまで）。
【００１７】
このようなキャッピングユニットがＳＯＦコーティング配合物に導入され、硬化すると、ＳＯＦ骨格の中断点が導入される。したがって、ＳＯＦ骨格の中断点は、キャッピングユニットの１個の適切な官能基または補助的な官能基が、分子ビルディングブロックと反応し、ＳＯＦ骨格の伸長を局所的に止め（またはキャッピングし）、通常存在する共有結合によって結合したビルディングブロックの規則的な網目を中断する部分である。ＳＯＦ骨格に導入されるキャッピングユニットの種類を変えることによって、ＳＯＦの特性を調整することができる。
【００１８】
キャッピングユニット分子は、２個以上の化学部分または官能基、または少なくとも２個以上の化学部分またはＦｇ、または２個、３個、４個、５個、６個、またはそれ以上の化学部分またはＦｇを含んでおり、このうち、Ｆｇのたった１個が、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与する適切な官能基または補助的な官能基であってもよい。分子ビルディングブロック中に存在する種々の他の化学部分またはＦｇは、ＳＯＦ形成プロセス中に、最初から存在するセグメントを接続する特定の化学反応に関与するのに適切な、または補助的な化学部分またはＦｇではない。しかし、ＳＯＦが生成した後、このような化学部分および／またはＦｇは、さらなる成分とのさらなる反応に利用可能であってもよく、これにより、生成するＳＯＦまたは化学的に結合している他のＳＯＦ層（多層ＳＯＦ）の種々の特性をさらに変更し、調整することができる。
【００１９】
分子ビルディングブロックは、ｘ個のＦｇを有していてもよい（ｘは、３以上）。ｘは、トリス−（４−ヒドロキシメチル）トリフェニルアミン（上述）の場合は３であり、ｘは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンの場合には４である。
【化２】
【００２０】
適切なＦｇまたは補助的なＦｇであり、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与するＦｇをｘ−１個有するキャッピングユニット分子は、適切な官能基または補助的な官能基であり、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与する２個のＦｇを有しており（トリス−（４−ヒドロキシメチル）トリフェニルアミンの場合）、３個のＦｇを有している（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンの場合）。その他の官能基は、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する特異的な化学反応に関与するのに適しているか、または補助的な化学部分または官能基ではない。
【００２１】
キャッピングユニットは、キャッピングユニット（例えば、第１、第２、第３、第４のキャッピングユニットなど）の混合物を含んでいてもよく、この場合、キャッピングユニットの構造はさまざまである。キャッピングユニットまたは複数のキャッピングユニットの組み合わせの構造は、ＳＯＦの化学的特性および物理的特性を高めるか、または弱めるように選択されてもよく、または、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与するのに適していないか、または補助的でもないような化学部分または官能基の属性を変え、キャッピングユニットの混合物を生成してもよい。このように、ＳＯＦ骨格に導入されるキャッピングユニットの種類は、ＳＯＦに望ましい特性を導入するか、またはＳＯＦの望ましい特性を調整するように選択されてもよい。
【００２２】
ＳＯＦは、ＳＯＦの縁に位置していないセグメントを含有しており、このセグメントが、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。２型および３型のＳＯＦは、ＳＯＦの縁に位置していないセグメントを少なくとも１個有しており、このセグメントが、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。ＳＯＦは、理想的な三角形のビルディングブロック、ひずみのある三角形のビルディングブロック、理想的な四面体のビルディングブロック、ひずみのある四面体のビルディングブロック、理想的な四角形のビルディングブロック、ひずみのある四角形のビルディングブロックからなる群から選択される少なくとも１つの対称形のビルディングブロックを含んでいてもよい。
【００２３】
ＳＯＦは、すべてのセグメントが同一の構造を有している複数のセグメントと、同一の構造であってもよく、同一の構造でなくてもよい複数のリンカーとを含んでいてもよく、ＳＯＦの縁にないセグメントは、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。ＳＯＦは、構造が異なる少なくとも第１および第２のセグメントを含む複数のセグメントを含んでいてもよく、第１のセグメントは、ＳＯＦの縁にない場合には、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。
【００２４】
ＳＯＦは、構造が異なる少なくとも第１および第２のリンカーを含む複数のリンカーと、構造が異なる少なくとも第１および第２のセグメントを含む複数のセグメントとを含んでいてもよく、第１のセグメントは、ＳＯＦの縁にない場合には、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続しており、この接続のうち、少なくとも１つは第１のリンカーを介しており、この接続のうち、少なくとも１つは第２のリンカーを介しているか、または、すべてのセグメントが同一の構造を有しているセグメントを含んでおり、ＳＯＦの縁にないセグメントは、リンカーによって少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続しており、この接続のうち、少なくとも１つは第１のリンカーを介しており、この接続のうち、少なくとも１つは第２のリンカーを介している。
【００２５】
セグメントは、分子ビルディングブロックの一部分であり、Ｆｇを支え、Ｆｇとは関連しないすべての原子を含む。さらに、分子ビルディングブロックのセグメントの組成は、ＳＯＦを形成した後も変わらない。ＳＯＦは、第１のセグメントと、これと構造が同じであるか、または異なる第２のセグメントとを含んでいてもよい。第１のセグメントおよび／または第２のセグメントの構造は、第３のセグメント、第４のセグメント、第５のセグメントなどと同じであってもよく、異なっていてもよい。また、セグメントは、ある特性に偏った特性を与えることが可能な分子ビルディングブロックの一部分でもある。
【００２６】
ＳＯＦの例示的なセグメントは、炭素以外の元素の原子のうち、少なくとも１個（水素、酸素、窒素、ケイ素、リン、セレン、フッ素、ホウ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１個の原子）を含む。
【００２７】
リンカーは、分子ビルディングブロックおよび／またはキャッピングユニットに存在するＦｇ間で化学反応が起こると、ＳＯＦ中に出現する化学部分である。
【００２８】
リンカーは、共有結合、１個の原子、または共有結合した原子群を含んでいてもよい。共有結合リンカーは、１個の共有結合であってもよく、２個の共有結合であってもよく、すべての関与するビルディングブロック上のＦｇが完全に失われると出現する。化学部分リンカーは、１個の共有結合、２個の共有結合またはこれら二者の組み合わせによって結合した１個以上の原子を有する。化学部分リンカーは、エステル、ケトン、アミド、イミン、エーテル、ウレタン、カーボネート、またはこれらの誘導体のような化学基であってもよい。
【００２９】
２個のヒドロキシルＦｇを用い、酸素原子を介してＳＯＦ中のセグメントを接続する場合、リンカーは、酸素原子である（エーテルリンカー）。ＳＯＦは、第１のリンカーと、これと構造が同じであるか、または異なる第２のリンカーとを含んでいてもよい。第１のリンカーおよび／または第２のリンカーの構造は、第３のリンカーなどと同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００３０】
キャッピングユニットは、全体的なＳＯＦ骨格が十分に維持されるならば、任意の望ましい量でＳＯＦ中に結合していてもよい。キャッピングユニットは、すべてのリンカーのうち、少なくとも０．１％に結合していてもよいが、ＳＯＦ中に存在するすべてのリンカーの約４０％を超えるリンカーには結合しておらず、または、約０．５％〜約３０％、または約２％〜約２０％に結合していてもよい。実質的にすべてのセグメントが、少なくとも１つのキャッピングユニットに結合していてもよく、ここで、用語「実質的にすべての」は、ＳＯＦのセグメントのうち、約９５％を超えるか、または約９９％を超えることを指す。
【００３１】
例示的なリンカーは、炭素以外の元素の原子のうち、少なくとも１個（水素、酸素、窒素、ケイ素、リン、セレン、フッ素、ホウ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１個の原子）を含む。
【００３２】
ＳＯＦは、任意の適切なアスペクト比を有しており、例えば、約３０：１より大きいか、または約５０：１より大きいか、または約７０：１より大きいか、または約１００：１より大きいか、または約１０００：１である。ＳＯＦのアスペクト比は、平均厚み（最も短い寸法）に対する、ＳＯＦの平均幅または平均直径（厚みに対して二番目に大きな寸法）の比率であると定義される。ＳＯＦの最も長い寸法は長さであり、ＳＯＦのアスペクト比の計算には考慮されない。
【００３３】
一般的に、ＳＯＦは、約５００μｍ、または約１０ｍｍ、または約３０ｍｍよりも大きな幅、長さまたは直径を有する。ＳＯＦは、以下の厚みを有する：セグメント１個分の厚みをもつ層の場合、約１０Å〜約２５０Å、または約２０Å〜約２００Å、複数個のセグメントの厚みをもつ層の場合、約２０ｎｍ〜約５ｍｍ、約５０ｎｍ〜約１０ｍｍ。
【００３４】
ＳＯＦは、単一層であってもよく、複数の層を含んでいてもよい。複数の層で構成されるＳＯＦは、物理的に接続されていてもよく（例えば、双極子による結合および水素結合）、化学的に接続されていてもよい。物理的に結合している層は、層間の相互作用または接着性が弱いという特徴があり、したがって、物理的に結合している層は、互いに剥離しやすい場合がある。化学的に結合している層は、化学結合（例えば、共有結合またはイオン結合）を有しているか、または隣接する層を強く接続する、多くの物理的なエンタングルメントまたは分子間（高分子）エンタングルメントを有していると予想される。
【００３５】
ＳＯＦは、単一層であってもよく（セグメント１個分または複数個分の厚み）、または複数の層であってもよい（それぞれの層が、セグメント１個分または複数個分の厚みである）。「厚み」は、例えば、膜の最も小さな寸法を指す。また、膜の厚みは、膜の断面を観察する場合には、その膜の軸に沿って計測されるセグメントの数で定義されてもよい。「単一層」のＳＯＦは、セグメント１個分の厚みをもつ膜である。この軸に沿って２個以上のセグメントが存在するＳＯＦは、「複数個のセグメント」の厚みをもつＳＯＦである。
【００３６】
物理的に結合している複数層のＳＯＦを調製する例示的な方法は、（１）第１の硬化サイクルで硬化してもよく、基板となるＳＯＦ層を作成することと、（２）この基板層に、第２の反応性の濡れた層を作成した後、第２の硬化サイクルを行い、望ましい場合、この第２の工程を繰り返し、第３の層、第４の層などを作成することを含む。物理的に積み重ねられた複数層のＳＯＦは、約２０Åを超える厚みを有していてもよく、または、約２０Å〜約１０ｃｍ、約１ｎｍ〜約１０ｍｍ、または約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの厚みを有していてもよい。
【００３７】
化学的に結合している複数層のＳＯＦを調製する方法は、（１）第１の反応性の濡れた層から、表面にＦｇが存在する（ぶら下がっているＦｇを有する）基板となるＳＯＦ層を作成することと、（２）この基板層に、基板のＳＯＦ層の表面にぶら下がっているＦｇと反応することが可能なＦｇを有する分子ビルディングブロックを含む第２の反応性の濡れた層から、第２のＳＯＦ層を作成することとを含む。キャッピングされたＳＯＦは、基板層の役目を果たしてもよく、基板層のＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する特定の化学反応に関与するのに適切でもなく、または補助的でもなかったＦｇを第２の層の分子ビルディングブロックと反応するのに利用し、化学的に結合した複数層のＳＯＦを作成してもよい。第２のＳＯＦ層を作成するのに用いられる配合物は、基板層のＦｇと反応可能であり、また、第２の層に化学的に結合している第３の層に存在し得るさらなるＦｇとも反応可能な分子ビルディングブロックを含んでいるべきである。化学的に積み重ねられた複数層のＳＯＦは、約２０Åを超える厚みを有していてもよく、または、約２０Å〜約１０ｃｍ、約１ｎｍ〜約１０ｍｍ、または約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの厚みを有していてもよい。原理的に、物理的または化学的に積み重ねることが可能な層の数に制限はない。
【００３８】
ＳＯＦまたはキャッピングされたＳＯＦの表面に存在する、ぶら下がっているＦｇまたは化学部分は、特定の種類の分子または個々の分子が、基板層または任意のさらなる基板層またはＳＯＦ層に共有結合する傾向が高まるように（または、共有結合しにくくなるように）改変されてもよい。反応性のぶら下がっているＦｇを含んでいてもよい基板層（例えば、ＳＯＦ層）の表面は、キャッピング化学基で表面処理することによって反応性が抑えられてもよい。ぶら下がっているヒドロキシアルコール基を有するＳＯＦ層は、塩化トリメチルシリルで処理され、ヒドロキシル基が安定なトリメチルシリルエーテルとしてキャッピングされることによって反応性が抑えられてもよい。または、基板層の表面を非化学的な結合剤で処理し、ぶら下がっているＦｇが次の層と反応しないようにしてもよい。
【００３９】
分子ビルディングブロックの対称性は、分子ビルディングブロックのセグメント周囲にある官能基（Ｆｇ）の位置に関連する。対象的な分子ビルディングブロックは、Ｆｇの位置が、規則的な幾何学形状の棒状部分の端、頂点と関連するようなＦｇであってもよく、ひずみのある棒状部分またはひずみのある幾何学形状の頂点と関連するようなＦｇであってもよい。例えば、４個のＦｇを含む分子ビルディングブロックのうち、最も対象形の選択肢は、Ｆｇが四角形の端点または四面体の頂点と重なるものである。
【００４０】
対象形ビルディングブロックは、以下の２つの理由で用いられる。（１）分子ビルディングブロックのパターン化は、規則的な形状の接続が、網状物質の化学においてよりよく理解されたプロセスであるため、良好であると予想されると思われるため、（２）対称性の低いビルディングブロックのずれた構造／配向は、ＳＯＦ内に多くの可能な接続欠陥が起こるように適合し得るため、分子ビルディングブロック間の完全な反応が起こりやすいため。
【００４１】
化学物質の接続は、Ｆｇ間の反応によって、膜生成プロセス中、または膜生成プロセス後にＳＯＦからほとんどを蒸発させるか、または取り去ることが可能な揮発性副生成物を生じるか、または複製生物が生成しないように行ってもよい。化学物質を接続する反応としては、エステル、イミン、エーテル、カーボネート、ウレタン、アミド、アセタール、シリルエーテルを生成するような縮合反応、付加／脱離反応、付加反応が挙げられる。
【００４２】
官能基間の反応によって、膜生成プロセスの後に、ほとんどがＳＯＦ内に組み込まれたままであるような、非揮発性の副生成物が生成してもよい。化学物質を接続する反応としては、炭素−炭素結合を生成するような置換反応、メタセシス反応、金属触媒によるカップリング反応が挙げられる。
【００４３】
また、ＳＯＦは、高い熱安定性を有し（典型的には、大気条件で、４００度よりも高い）、有機溶媒への溶解性が低く（化学薬品安定性）、多孔性であってもよい（可逆的にゲストを取り込むことができる）。
【００４４】
加えられる機能性は、従来のＣＯＦに固有ではない特性を示し、分子組成物が、得られたＳＯＦに上述の加えられる機能性を与えるような分子ビルディングブロックを選択することによって行ってもよい。加えられる機能性によって、加えられる機能性に「偏った特性」を有する分子ビルディングブロックおよび／またはキャッピングユニットの集合体を生じてもよい。また、加えられる機能性によって、この加えられる機能性に「偏った特性」を有さない分子ビルディングブロックの集合体を生じるが、得られたＳＯＦが、ＳＯＦ内の接続セグメント（Ｓ）とリンカーとの結果として、この加えられる機能性を有していてもよい。また、加えられる機能性は、この加えられる機能性に「偏った特性」を有さない分子ビルディングブロックおよびキャッピングユニットを生じるが、得られたＳＯＦが、ＳＯＦ内の接続セグメントと、リンカーと、キャンピングユニットとの結果として、この加えられる機能性を有していてもよい。さらに、加えられる機能性の発生は、この加えられる機能性に「偏った特性」を有する分子ビルディングブロックを用いる効果と組み合わせることによって生じてもよく、この偏った特性は、セグメントおよびリンカーがＳＯＦに接続すると、改変されるか、または高まる。
【００４５】
分子ビルディングブロックの「偏った特性」との用語は、特定の分子組成物について存在することが知られている特性、またはセグメントの分子組成物を観察すれば、当業者ならば合理的に特定可能な特性を指す。用語「偏った特性」および「加えられる機能性」は、同じ一般的な特性（例えば、疎水性、電気活性など）を指すが、「偏った特性」は、分子ビルディングブロックの観点で用いられ、「加えられる機能性」は、ＳＯＦの観点で用いられる。
【００４６】
ＳＯＦの疎水性（超疎水性）、親水性、疎油性（超疎油性）、脂溶性、光発色性および／または電気活性（導体、半導体、電荷移動材料）といった性質は、ＳＯＦの「加えられる機能性」をあらわし得る特性の例である。
【００４７】
疎水性（超疎水性）は、水または他の極性種をはじく特性、（１）水を吸収し、および／またはその結果膨潤することができないこと、（２）水または他の水素結合種と強い水素結合を形成することができないことを指す。
【００４８】
親水性は、水または他の極性種を引きよせ、吸着するか、または吸収する特性、またはこのような種に簡単に濡れる表面を指す。また、親水性とは、水または他の水素結合種と強い水素結合を形成するか、または多くの水素結合を形成することが可能なことを意味する。
【００４９】
疎油性（油分をはじく性質）は、油または他の非極性種をはじく特性を指す。
【００５０】
脂溶性（油分に溶ける性質）は、油または他の非極性種を引きつける特性を指す。
【００５１】
光発色性は、電磁放射線に露光すると、可逆的な色変化を示す能力を指す。光発色性分子を含むＳＯＦ組成物を調製し、電磁放射線に露光し、可逆的な色変化を示してもよい。光発色性ＳＯＦを、消去可能な紙、窓の着色／遮光および眼鏡のための光応答性膜に用いてもよい。ＳＯＦ組成物は、任意の適切な光発色性分子、例えば、ＳＯＦ分子ビルディングブロックのような二官能光発色性分子（ＳＯＦ内に化学的に結合している）、ＳＯＦキャッピングユニットのような一官能光発色性分子（ＳＯＦ内に化学的に結合している）、またはＳＯＦコンポジット中の官能基化していない光発色性分子（ＳＯＦ内に化学的に結合していない）を含んでいてもよい。
【００５２】
電気活性は、電荷（電子および／または正孔）を移動する特性を指す。電気活性材料としては、導体、半導体、電荷移動材料が挙げられる。
【００５３】
導体は、電位差計を用い、約０．１〜約１０７Ｓ／ｃｍのシグナルが得られる材料である。
【００５４】
半導体は、さらに、刺激が加えられた状態で、電位差計を用い、約１０−６〜約１０４Ｓ／ｃｍのシグナルが得られる材料であると定義されてもよい。高度にフッ素化されたセグメント（加えられる機能として疎水性を有するＳＯＦを生じてもよい）は、セグメント上に存在するフッ素原子の数を、セグメント上に存在する水素原子の数で割ると２より大きいセグメントである。
【００５５】
このようなフッ素化されたセグメントとしては、テトラフルオロヒドロキノン、ペルフルオロアジピン酸水和物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフェノールが挙げられる。
【００５６】
極性置換基を有するセグメントは、偏った特性として親水性を有しており、加えられる機能として親水性を有するＳＯＦを生じてもよい。極性置換基は、水と水素結合を生成することが可能な置換基を指し、ヒドロキシル、アミノ、アンモニウム、カルボニル（ケトン、カルボン酸、エステル、アミド、カーボネート、尿素）が挙げられる。
【００５７】
加えられる機能として電気活性を有するＳＯＦは、偏った特性として電気活性を有する分子ビルディングブロックによって調製されてもよく、および／または、セグメントおよびリンカーを組み合わせた集合体から電気活性が生じてもよい。
【００５８】
加えられる機能として正孔移動性を有するＳＯＦは、トリアリールアミン、ヒドラゾンを含むセグメントコアを選択することによって得られてもよく（米国特許第７，２０２，００２号）、エナミンを含むセグメントコアを選択することによって得られてもよい（米国特許第７，４１６，８２４号）。
【化３】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５は、それぞれ独立して、置換されているか、または置換されていないアリール基をあらわし、または、Ａｒ５は、独立して、置換されているか、または置換されていないアリーレン基をあらわし、ｋは、０または１をあらわし、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５のうち、少なくとも２つは、Ｆｇ（上に定義したもの）を含む。Ａｒ５は、置換されたフェニル環、置換された／置換されていないフェニレン、置換された／置換されていない一価の結合した芳香族環（例えば、ビフェニル、ターフェニルなど）、または置換された／置換されていない縮合した芳香族環（ナフチル、アントラニル、フェナントリルなど）であってもよい。
【００５９】
加えられる機能として正孔移動性を有する、アリールアミンを含むセグメントコアとしては、アリールアミン：トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［ｐ−ターフェニル］−４，４’’−ジアミン；ヒドラゾン：Ｎ−フェニル−Ｎ−メチル−３−（９−エチル）カルバジルヒドラゾン、４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，２−ジフェニルヒドラゾン；オキサジアゾール：２，５−ビス（４−Ｎ，Ｎ’−ジエチルアミノフェニル）−１，２，４−オキサジアゾール、スチルベンなどが挙げられる。
【００６０】
トリアリールアミンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる。
【化４】
【００６１】
ヒドラゾンを含むセグメントコア：
【化５】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３は、それぞれ独立して、場合により１個以上の置換基を含むアリール基をあらわし、Ｒは、水素原子、アリール基またはアルキル基をあらわし、場合により置換基を含んでいてもよく；Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３のうち、少なくとも２つは、Ｆｇ（上に定義したもの）を含む；および関連するオキサジアゾール：
【化６】
式中、Ａｒ、Ａｒ１は、それぞれ独立して、Ｆｇ（上に定義したもの）を含むアリール基をあらわす。
【００６２】
ヒドラゾンコアおよびオキサジアゾールコアを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる。
【化７】
【００６３】
エナミンを含むセグメントコア：
【化８】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立して、場合により１個以上の置換基を含むアリール基、または場合により１個以上の置換基を含むヘテロ環基をあらわし、Ｒは、水素原子、アリール基またはアルキル基をあらわし、場合により置換基を含んでいてもよく；Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４のうち、少なくとも２つは、Ｆｇ（上に定義したもの）を含む。
【００６４】
エナミンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化９】
【００６５】
加えられる機能として電子移動性を有するＳＯＦは、以下の一般構造を有するニトロフルオレノン、９−フルオレニリデンマロニトリル、ジフェノキノン、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミドを含むセグメントコアを選択することによって得てもよい。
【化１０】
なお、ジフェニルキノンのカルボニル基は、ＳＯＦ形成プロセス中にＦｇとしても作用可能であることを注記しておく。
【００６６】
加えられる機能として半導体性を有するＳＯＦは、以下の一般構造を有するアセン、チオフェン／オリゴチオフェン／縮合チオフェン、ペリレンビスイミド、またはテトラチオフルバレン、およびこれらの誘導体を含むセグメントコアを選択することによって得てもよい。
【化１１】
【００６７】
電子供与性を有する分子ビルディングブロックとしては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アミノ基が挙げられる。電子吸引性を有する分子ビルディングブロックとしては、シアノ基、ニトロ基、フルオロ基、フッ素化アルキル基、フッ素化アリール基が挙げられる。
【００６８】
アセンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化１２】
【００６９】
チオフェン／オリゴチオフェン／縮合チオフェンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化１３】
【００７０】
ペリレンビスイミドコアセグメントを含む分子ビルディングブロックの例としては、以下のものが挙げられる：
【化１４】
【００７１】
テトラチオフルバレンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化１５】
式中、Ａｒは、それぞれ独立して、場合により１個以上の置換基を含むアリール基、または場合により１個以上の置換基を含むヘテロ環基をあらわす。
【００７２】
キャッピングされたＳＯＦ（以下「ＳＯＦ」と称してもよい）を製造するプロセスは、典型的には、キャッピングされていないＳＯＦを製造するために用いられるのと同じ数の作業または工程を含む。得られるＳＯＦ中の望ましいキャッピングユニットの分布に依存して、工程ａ、ｂまたはｃ（以下）のいずれかの間にキャッピングユニットを加えてもよい。キャッピングユニットの分布が、得られたＳＯＦ全体に実質的に均一であることが望ましい場合、キャッピングユニットは、工程ａの間に加えてもよい。キャッピングユニットの分布がもっと不均一であることが望ましい場合、工程ｂおよびｃの間にキャッピングユニットを加えてもよい。
【００７３】
作業または工程（以下に記載するもの）を、任意の適切な順序で行ってもよく、または、２つ以上の作業を同時に行ってもよく、非常に近い時間に行ってもよい。
【００７４】
ＳＯＦを調製するプロセスは、
（ａ）それぞれ１個のセグメントと多くのＦｇとを含む複数の分子ビルディングブロックを含む、液体を含有する反応混合物を調製することと；
（ｂ）この反応混合物を濡れた膜として堆積させることと；
（ｃ）分子ビルディングブロックを含む濡れた膜の変化を促進し、複数のセグメントと、複数のリンカーとが共有結合による有機骨格として整列したＳＯＦを含む乾燥した膜にし、この共有結合による有機骨格が、巨視的なレベルで膜であることと；
（ｄ）場合により、コーティング基板からＳＯＦを取り外し、自立型ＳＯＦを得ることと；
（ｅ）場合により、この自立型ＳＯＦをロールへと加工することと；
（ｆ）場合により、このＳＯＦを切断し、ベルトになるように縫い合わせることと；
（ｇ）場合により、ＳＯＦ（上述のＳＯＦ形成プロセスによって調製してもよい）を基板として用い、次のＳＯＦ形成プロセスで上述のＳＯＦ形成プロセスを行うこととを含む。
【００７５】
上述の作業または工程は、大気圧、大気圧を超える圧力、または大気圧より低い圧力で行ってもよい。約０．１ａｔｍ〜約２ａｔｍ、または約０．５ａｔｍ〜約１．５ａｔｍ、または約０．８ａｔｍ〜約１．２ａｔｍの圧力を利用してもよい。
【００７６】
反応混合物は、液体に溶解するか、懸濁するか、または混合するような複数の分子ビルディングブロックを含む。複数の分子ビルディングブロックは、１種類であってもよく、または２種類以上を含んでいてもよい。１種類以上の分子ビルディングブロックが液体である場合、さらなる液体の使用は任意である。場合により、反応混合物に触媒を加え、ＳＯＦの形成を可能にするか、または、上述の作業Ｃの間のＳＯＦ形成速度を変えてもよい。場合により、反応混合物に添加剤または第２の成分を加え、得られるＳＯＦの物理的特性を変えてもよい。
【００７７】
反応混合物の成分（分子ビルディングブロック、場合により、キャッピングユニット、液体、場合により、触媒、場合により、添加剤）を容器内で混合する。反応混合物の成分を加える順序は、さまざまであってもよいが、典型的には、触媒は最後に加える。分子ビルディングブロックを溶解しやすくするために、分子ビルディングブロックを、触媒が存在しない状態で、液体中で加熱してもよい。また、反応混合物を混合し、攪拌し、粉砕などを行い、反応混合物を濡れた膜として堆積させる前に、配合物成分を均一に分散させてもよい。
【００７８】
反応混合物を濡れた膜として堆積させる前に加熱してもよい。これにより、１つ以上の分子ビルディングブロックが溶解しやすくしてもよく、および／または、濡れた層を堆積させる前に、反応混合物を部分的に反応させることによって、反応混合物の粘度を高くしてもよい。これにより、反応混合物中の分子ビルディングブロックの保持量を増やしてもよい。
【００７９】
反応混合物の粘度は、約１０〜約５０，０００ｃｐｓ、約２５〜約２５，０００ｃｐｓ、または約５０〜約１０００ｃｐｓの範囲である。
【００８０】
分子ビルディングブロックおよびキャッピングユニットを保持すること、または反応混合物中の「保持量」は、分子ビルディングブロックと、場合により、キャッピングユニットおよび触媒との合計重量を、反応混合物の合計重量で割ったものであると定義される。ビルディングブロックの保持量は、約３〜１００％、約５〜約５０％、または約１５〜約４０％の範囲であってもよい。液体の分子ビルディングブロックが反応混合物の唯一の液体成分として用いられる場合、ビルディングブロックの保持量は、約１００％であろう。キャッピングユニットが反応混合物にいつ加えられるかによって、キャッピングユニットの保持量は、約３〜約８０％、約５〜約５０％、または約１５〜約４０重量％の範囲であってもよい。
【００８１】
キャッピングユニット保持量の理論的な上限値は、液体ＳＯＦ配合物中、分子ビルディングブロックあたり、利用可能な接続基の数を２まで減らすキャッピングユニットのモル数である。このような保持量では、実質的に、分子ビルディングブロックあたり、利用可能な接続可能なＦｇの数を（それぞれのキャッピング基と反応させることによって）使いつくすことによって、ＳＯＦの形成が有効に抑えられるであろう。キャッピングユニットの保持量が、液体ＳＯＦ配合物中の分子ビルディングブロックあたり、利用可能な接続基が２モルよりも過剰にならないようにするのに十分な量である場合、キャッピングユニットで完全にキャッピングされたオリゴマー、線形ポリマー、分子ビルディングブロックが、ＳＯＦの代わりに優先的に生成するだろう。
【００８２】
反応混合物中で用いられる液体は、純粋な液体であってもよく、および／または溶媒混合物であってもよい。適切な液体は、沸点が約３０〜約３００℃、約６５℃〜約２５０℃、または約１００℃〜約１８０℃であってもよい。
【００８３】
液体としては、アルカン；芳香族化合物；エーテル；エステル；ケトン；アミン；アミド；アルコール；ハロゲン化芳香族；水が挙げられる。また、第１の溶媒、第２の溶媒、第３の溶媒などを含む混合した液体を、反応混合物中で用いてもよい。第１の溶媒は、沸点が第２の溶媒より高くてもよい。「実質的に除去する」は、それぞれの溶媒を少なくとも９０％、または約９５％除去することを指す。「実質的に残っている」は、それぞれの溶媒が、２％を超えない量で除去されるか、または１％を超えない量で除去されることを指す。
【００８４】
ＳＯＦの特性を操作するために、濡れた層がＳＯＦに変換する速度を遅くするか、または速くするために、混合した液体を用いてもよい。縮合および付加／脱離によって化学物質を接続する場合、水、１級アルコール、２級アルコールまたは３級アルコールを含む液体を用いてもよい。
【００８５】
場合により、濡れた層を乾燥したＳＯＦにすることを促進するために、反応混合物中に触媒が存在していてもよい。触媒は、均一系であってもよく、不均一系であってもよく、ブレンステッド酸；ルイス酸；ブレンステッド塩基；ルイス塩基；金属塩；金属錯体であってもよい。典型的な触媒の保持量は、反応混合物中の分子ビルディングブロックの保持量の約０．０１％〜約２５％、または約０．１％〜約５％の範囲である。触媒は、最終的なＳＯＦ組成物中に存在していてもよく、存在していなくてもよい。
【００８６】
場合により、添加剤または第２の成分（例えば、ドーパント）が、反応混合物および濡れた層に存在していてもよい。また、このような添加剤または第２の成分を、乾燥ＳＯＦに組み込んでもよい。「添加剤」または「第２の成分」は、ＳＯＦに共有結合していないが、組成物にランダムに分布している原子または分子を指す。
【００８７】
第２の成分は、標的とする性能を満たすようにするために、キャッピングされたＳＯＦの目的とする特性を強めるか、または組み合わせるために、同様の特性または別個の特性（相乗効果、または改良した効果、キャッピングされたＳＯＦの固有の特性または偏った特性を強める能力）を有していてもよい。
【００８８】
多くの液体堆積技術を用い、種々の基板に、反応混合物を濡れた膜として塗布してもよい。基板としては、ポリマー、紙、金属、金属アロイ、周期律表のＩＩＩ族〜ＶＩ族の元素がドープされた形態およびドープされていない形態、金属酸化物、金属カルコゲニド、あらかじめ調製しておいたＳＯＦまたはキャッピングされたＳＯＦが挙げられる。基板の厚みは、ほぼ１０マイクロメートル〜１０ミリメートルまでであってもよく、例示的な厚みは、約５０〜約１００マイクロメートルである。
【００８９】
多くの液体堆積技術を用い（例えば、スピンコーティング、ブレードコーティング、ウェブコーティング、浸漬コーティング、カップコーティング、ロッドコーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スプレーコーティング、スタンピングなどを含む）、反応混合物を基板に塗布してもよい。濡れた層の厚みは、約１０ｎｍ〜約５ｍｍ、約１００ｎｍ〜約１ｍｍ、または約１μｍ〜約５００μｍの範囲であってもよい。
【００９０】
上述のプロセスＢの作業を終えた後に、キャッピングユニットおよび／または第２の成分を導入してもよい。この様式でキャッピングユニットおよび／または第２の成分を組み込むことは、キャッピングユニットおよび／または第２の成分を均一に、または不均一に、または濡れた膜の上に特定の模様として分散させる任意の手段によって達成してもよい。キャッピングユニットおよび／または第２の成分を導入した後、プロセスＣの作業を再開しつつ、次のプロセスの作業を行ってもよい。
【００９１】
反応混合物を基板に塗布した後、キャッピングユニットおよび／または第２の成分を任意の適切な方法によって濡れた層に加えてもよい。生成した濡れた層にキャッピングユニットおよび／または第２の成分を、均一な様式または不均一な様式で（種々のパターンを含む）塗布してもよく、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の濃度または密度は、濡れた層の上に、所与の幅でキャッピングユニットおよび／または第２の成分の濃度が高い部分と低い部分が交互に並ぶ帯状のパターンを形成するように、特定の領域では小さい。キャッピングユニットおよび／または第２の成分を濡れた層の上面に塗布すると、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の一部分が濡れた層に拡散するか、沈み、それによって、ＳＯＦの厚み内でキャッピングユニットおよび／または第２の成分が不均一に分散し、その結果、濡れた層を乾燥ＳＯＦに変化するのを促進した後に得られるＳＯＦに、線形または非線形の濃度勾配が得られてもよい。キャッピングユニットおよび／または第２の成分を、堆積した濡れた層の上側表面に加えてもよく、濡れた層の変化を促進すると、キャッピングユニットおよび／または第２の成分が乾燥ＳＯＦで不均一に分散したＳＯＦが得られる。濡れた膜の密度、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の密度に依存して、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の大部分が、乾燥ＳＯＦの上側半分（基板と反対側）に残ってもよく、または、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の大部分が、乾燥ＳＯＦの下側半分（基板に隣接する側）に残ってもよい。
【００９２】
「促進する」は、分子ビルディングブロックの反応を容易にする任意の適切な技術を指す。また、「促進する」は、乾燥膜を形成するために、任意の液体を除去することも指す。キャッピングユニット、分子ビルディングブロックの反応、液体の除去は、連続して行われてもよく、同時に行われてもよい。濡れた膜から乾燥ＳＯＦへの変化を促進させている間に、キャッピングユニットを加えてもよい。「乾燥ＳＯＦ」は、液体の含有量がＳＯＦの約５重量％未満、または約２重量％未満の、実質的に乾燥したＳＯＦを指す。
【００９３】
乾燥ＳＯＦまたは乾燥ＳＯＦの所与の領域（例えば、ＳＯＦの上側４分の１）のキャッピングユニットは、存在するキャッピングユニットおよびセグメントの合計モル数に対し、約０．５モル％以上、または約１モル％〜約４０モル％、または約２モル％〜約２５モル％の量で存在する。
【００９４】
濡れた層から乾燥ＳＯＦを形成するのを促進することは、任意の適切な技術によって行われてもよい。濡れた層から乾燥ＳＯＦを形成するのを促進することは、典型的には、オーブンでの乾燥、赤外線（ＩＲ）などを用いた、温度が４０〜３５０℃、６０〜２００℃、８５〜１６０℃での熱処理を含む。合計加熱時間は、約４秒〜約２４時間、または１分〜１２０分、または３分〜６０分の範囲であってもよい。
【００９５】
種々の種類のＩＲエミッタを用いてもよく、炭素ＩＲエミッタまたは短波ＩＲエミッタに関する例示的な情報を以下の表にまとめている。
【００９６】
【表１】
【００９７】
濡れた層の堆積物を支えるために、接着性の低い適切な基板を用いる場合、自立型のキャッピングされたＳＯＦを得ることができる。
【００９８】
ＳＯＦ形成プロセス中、ＳＯＦを基板として用い、多層ＳＯＦを得てもよい。多層ＳＯＦの層は、化学的に結合していてもよく、物理的に接触していてもよい。化学的に結合した多層ＳＯＦは、基板ＳＯＦ表面に存在するＦｇを、第２のＳＯＦ層を作成するのに使用される、堆積した濡れた層中に存在する分子ビルディングブロックと反応させることが可能な場合に、生成する。物理的に接触している多層ＳＯＦは、互いに化学的に結合していなくてもよい。
【００９９】
場合により、ＳＯＦ基板は、第２のＳＯＦ層が化学的に結合しないように、濡れた層を堆積する前に化学的に処理し（表面の反応性を抑え）、物理的に接触した多層ＳＯＦを作成してもよい。
【０１００】
電子機器でＳＯＦを用いてもよい。
【０１０１】
電子写真式画像形成体（例えば、感光体）の代表的な構造を図２〜４に示す。これらの画像形成体は、屈曲防止層１、支持基板２、導電性接地板３、電荷遮断層４、接着層５、電荷生成層６、電荷移動層７、オーバーコート層８、アース片９とを備えた状態で提供される。図４において、画像形成層１０（電荷生成材料と電荷移動材料の両方を含む）は、別個の電荷生成層６および電荷移動層７の代わりに配置されている。
【０１０２】
電荷移動性を有するキャッピングされたＳＯＦとしては、多環芳香族環（アントラセン、ピレン、フェナントレン、コロネン）、または窒素を含有するヘテロ環（インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾール、ヒドラゾン化合物）を含むセグメントが挙げられる。正孔移動性のＳＯＦセグメントとしては、カルバゾール；Ｎ−エチルカルバゾール；Ｎ−イソプロピルカルバゾール；Ｎ−フェニルカルバゾール；テトラフェニルピレン；１−メチルピレン；ペリレン；クリセン；アントラセン；テトラフェン；２−フェニルナフタレン；アゾピレン；１−エチルピレン；アセチルピレン；２，３−ベンゾクリセン；２，４−ベンゾピレン；１，４−ブロモピレンが挙げられる。適切な電子移動性のＳＯＦセグメントとしては、電子受容体（２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン；２，４，５，７−テトラニトロ−フルオレノン；ジニトロアントラセン；ジニトロアクリデン；テトラシアノピレン；ジニトロアントラキノン；ブチルカルボニルフルオレンマロノニトリル）が挙げられる（米国特許第４，９２１，７６９号を参照）。他の正孔移動性のＳＯＦセグメントとしては、アリールアミン（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（アルキルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミンが挙げられ、ここで、アルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシルなどからなる群から選択される（米国特許第４，２６５，９９０号を参照）。
【０１０３】
キャッピングされたＳＯＦの電荷移動層は、
（ａ）１個のセグメントと、多くのＦｇとを含む、偏った電荷移動特性を有する複数の分子ビルディングブロックを含む液体を含有する反応混合物を調製し；次いで、
（ｂ）の工程と、
（ｃ）の工程（上述）とによって調製されてもよい。
【０１０４】
キャッピングユニットを加えることは、上述のように、工程ａ、ｂ、ｃのいずれかの間に行ってもよい。キャッピングされたＳＯＦを生成する反応混合物は、広範囲の分子ビルディングブロック保持量を用いてもよい。この保持量は、反応混合物の合計重量を基準として、約２〜約５０重量％である。「保持量」は、電荷移動性を有するキャッピングされたＳＯＦ反応混合物の分子ビルディングブロック成分を指す。電荷移動性のＳＯＦ層の厚みは、約５μｍ〜約１００μｍ、約１０μｍ〜約７０μｍ、または約１０μｍ〜約４０μｍである。電荷生成層の厚みを基準とした、電荷移動層の厚みの比率は、約２：１〜２００：１に維持されてもよく、４００：１程度の大きさに維持されてもよい。
【０１０５】
本明細書に記載の材料および手順を用い、電荷生成材料および電荷移動性のキャッピングされたＳＯＦを含む単一画像形成層を有する感光体を製造してもよい。単一画像形成層のための分散物の固体含有量は、分散物の重量を基準として、約２重量％〜約３０重量％の範囲であってもよい。
【０１０６】
画像形成層が、電荷生成層と電荷移動層の機能を組み合わせた単一層である場合、この層に含まれる成分の具体的な量は、電荷生成材料（約２重量％から約４０重量％まで）と、偏った加えられる機能として電荷移動性を有する分子ビルディングブロック（約２０重量％〜約７５重量％）である。
【０１０７】
１つ以上のオーバーコート層８を用いてもよく、この層を利用する場合、電荷生成層または電荷移動層の上に配置される。この層は、電気的に絶縁性であるか、またはわずかに半導体性を有するキャッピングされたＳＯＦを含む。
【０１０８】
このような保護性のオーバーコート層は、キャッピングユニットと、電荷移動性セグメントを場合により含む複数の分子ビルディングブロックとを含む、キャッピングされたＳＯＦを形成する反応混合物を含む。
【０１０９】
添加剤は、オーバーコート層中に、オーバーコート層の約０．５〜約４０重量％の範囲で存在してもよい。添加剤としては、耐摩耗性をさらに高め、および／または電荷緩和特性を付与することが可能な有機粒子および無機粒子が挙げられる。有機粒子としては、テフロン（登録商標）粉末、カーボンブラック、グラファイト粒子が挙げられる。無機粒子としては、絶縁性および半導体性の金属酸化物粒子、例えば、シリカ、酸化亜鉛、酸化スズなどが挙げられる。別の半導体性添加剤は、酸化されたオリゴマー塩であってもよく（米国特許第５，８５３，９０６号を参照）、または、酸化されたＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ビフェニルジアミン塩であってもよい。
【０１１０】
約２μｍ〜約１５μｍ、または約３μｍ〜約８μｍのオーバーコート層は、耐ひっかき性および耐摩耗性を付与することに加え、電荷移動による分子の浸出、結晶化、電荷移動層の割れを防ぐのに有効である。
【０１１１】
画像形成体は、キャッピングされたＳＯＦを表面層（ＯＣＬまたはＣＴＬ）として含んでいてもよい。この画像形成体は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（メチレンフェニレン）ビフェニル−４，４’−ジアミンと、セグメントとしてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−ターフェニル−４，４’−ジアミンセグメントとを含む、キャッピングされたＳＯＦであってもよい。このようなキャッピングされたＳＯＦは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンおよびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン分子ビルディングブロックから調製されてもよい。また、ＳＯＦ画像形成体は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（メチレンフェニレン）ビフェニル−４，４’−ジアミンと、セグメントとしてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−ビフェニル−４，４’−ジアミンセグメントとを含んでいてもよい。画像形成体のＳＯＦは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンと、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン分子ビルディングブロックとから調製されてもよい。
【０１１２】
画像形成体は、ＳＯＦ層を含んでいてもよく（キャッピングされたＳＯＦ層であってもよい）、ＳＯＦ層の厚みは、１〜１５マイクロメートルである。このような画像形成体のＳＯＦは、単一層であってもよく、２つ以上の層であってもよい。
【０１１３】
図５は、基板３６、ゲート電極３８、ソース電極４０、ドレイン電極４２、絶縁層３４、有機半導体層３２で構成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）構造３０を模式的に示す。
【０１１４】
半導体層は、キャッピングされたＳＯＦを備えていてもよく、このＳＯＦは、場合により、加えられる機能として半導体性を含んでいてもよい。ＲＦＩＤタグの任意の成分は、キャッピングされたＳＯＦを含んでいてもよく、例えば、ＲＦＩＤタグの基板および／またはアンテナは、キャッピングされたＳＯＦを含んでいてもよい。
【０１１５】
従来の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）構造の任意の成分（基板、アノード、正孔注入層、正孔移動層、電子移動層、カソード層を含む）は、ＳＯＦを含んでいてもよい（キャッピングされたＳＯＦであってもよい）。典型的な有機発光デバイスは、１つ以上のＳＯＦ（１つ以上がキャッピングされたＳＯＦであってもよい）と、構成要素として、通常は、正孔を注入するアノードとして作用する透明な第１の電極、１つ以上の電子発光性のＳＯＦ層を含み、通常は電子を注入するカソードとして作用する発光領域のうち、１つ以上の成分を含んでいてもよい。
【０１１６】
すべての比率は、他の意味であると示されていない限り、重量基準である。
【０１１７】
図９は、数種類のキャッピングされたＳＯＦの応力ひずみ曲線を示す。曲線の終点は、キャッピングされたＳＯＦの破断点である。キャッピングされたＳＯＦと、キャッピングされていないＳＯＦとで、破断点が異なることは明らかであり、キャッピングユニットの保持量と、キャッピングユニットの種類とを変えると、破断点が異なることも明らかである。
【０１１８】
キャッピングされたＳＯＦ膜の破断点は（対応するキャッピングされていないＳＯＦ組成物に対し）、約１％〜約８５％、または約５％から約２５％に弱まっている場合がある。
【０１１９】
キャッピングされたＳＯＦ膜の破断点は（対応するキャッピングされていないＳＯＦ組成物に対し）、約１％〜約４００％、約２０％〜約２００％、または約５０％〜約１００％まで高まっている場合がある。
【実施例】
【０１２０】
実施例１は、２個のビルディングブロック間をエーテル化によって接続する化学を促進するように成分を組み合わせた２型ＳＯＦの合成について記載している。酸触媒および加熱作用が存在する状態で、実施例１に記載した方法でＳＯＦを得る。
【０１２１】
（実施例１）
（作業Ａ）液体を含む反応混合物の調製。以下のものを混合した。ビルディングブロックであるベンゼン−１，４−ジメタノール［セグメント＝ｐ−キシリル；Ｆｇ＝ヒドロキシル（−ＯＨ）；（０．４７ｇ、３．４ｍｍｏｌ）］、第２のビルディングブロックであるＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミン［セグメント＝Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ−ｐ−トリルビフェニル−４，４’−ジアミン；Ｆｇ＝メトキシエーテル（−ＯＣＨ３）；（１．１２ｇ、１．７ｍｍｏｌ）］、１７．９ｇの１−メトキシ−２−プロパノール。混合物を振り混ぜ、均一溶液が得られるまで、６０℃まで加熱した。室温まで冷却したら、溶液を０．４５μｍ ＰＴＦＥ膜で濾過した。濾過した溶液に、酸触媒をｐ−トルエンスルホン酸の１０ｗｔ％１−メトキシ−２−プロパノール溶液０．３１ｇとして加え、液体を含む反応混合物を得た。
【０１２２】
（作業Ｂ）反応混合物を濡れた膜として堆積。８ｍｉｌのギャップを有するバードバーを取り付けた等速ドローダウン式コーティング機を用い、反応混合物を、金属化した（ＴｉＺｒ）ＭＹＬＡＲ（商標）基板の反射側に塗布した。
【０１２３】
（作業Ｃ）濡れた膜を乾燥ＳＯＦに変化させるのを促進すること。濡れた層を支えている金属化したＭＹＬＡＲ（商標）基板を、あらかじめ１３０℃まで加熱しておいた能動的に排気する乾燥機に移し、４０分間放置して加熱した。これらの作業によって、厚みが約３〜６μｍの範囲のＳＯＦを得て、これを基板から１個の自立型ＳＯＦとして剥離してもよい。ＳＯＦの色は緑色であった。このＳＯＦの一部分のフーリエ変換赤外スペクトルを図６に示している。
【０１２４】
実施例１で調製したＳＯＦが、ＳＯＦ内でパターン化された分子ビルディングブロックを用いて得られたセグメントを含むことを示すために、３種類のコントロール実験を行った。すなわち、実施例１の作業Ａに記載したのと同じ手順を用いるが、それぞれの３種類の配合物を以下のように変更し、３種類の液体反応混合物を調製した。
・（コントロール反応混合物１；実施例２）ビルディングブロックであるベンゼン−１，４−ジメタノールを含まなかった。
・（コントロール反応混合物２；実施例３）ビルディングブロックであるＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミンを含まなかった。
・（コントロール反応混合物３；実施例４）触媒であるｐ−トルエンスルホン酸を含まなかった。
【０１２５】
それぞれの３種類のコントロール反応混合物について、実施例１に概略を説明した作業ＢおよびＣを行った。しかし、すべての場合において、ＳＯＦは生成せず、単に、基板表面にビルディングブロックが析出した。これらの結果から、ビルディングブロックは、上に述べた処理条件ではビルディングブロック自体と反応することはできず、プロモーター（ｐ−トルエンスルホン酸）が存在しない状態では、ビルディングブロックが反応することもできないという結果が得られた。したがって、実施例１に記載した活性は、ビルディングブロック（ベンゼン−１，４−ジメタノールおよびＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミン）が、互いに反応するように促進された場合にのみ反応することが可能な活性である。パターン化されたＳＯＦは、セグメントであるｐ−キシリルおよびＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ−ｐ−トリルビフェニル−４，４’−ジアミンが互いに接続した場合にのみ生じる。フーリエ変換赤外スペクトルを、コントロール実験の生成物と比較すると、出発物質のＦｇが存在しない（特に、ベンゼン−１，４−ジメタノールに由来するヒドロキシルバンドが存在しない）ことが示され、さらに、上述のように処理されたセグメント間の接続性をさらに支持するものである。また、ＳＯＦのスペクトルにヒドロキシルバンドがまったく存在しないことは、非常に高い割合でパターン化されていることを示している。
【０１２６】
（実施例６）
以下の表１からわかるように、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン）およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンの特定のＳＯＦオーバーコート層組成物は、電荷をバイアスしたロール（ＢＣＲ）によって帯電する感光体の性質を向上させた。さらに、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン）およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンを用いると、正孔移動分子の保持量が９０％より大きなＳＯＦオーバーコート層を調製することができ、６マイクロメートルよりも大きな厚みのオーバーコート層で、優れた電気特性が得られた（低Ｖｒ）。この実験から、２個の分子ビルディングブロックの比率を変えることによって、耐摩耗性を調節することが可能なことが示された。
【０１２７】
【表２】
【０１２８】
この表は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンおよびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン）分子ビルディングブロックから調製されたＳＯＦ感光体オーバーコート層組成物が、ＢＣＲによる帯電系のための感光体オーバーコート層組成物として有望であることが示されていることを示している。このＳＯＦオーバーコート層設計物は、関連する架橋したポリマー設計物よりもすぐれた電気的性能を有している（Ｖｒ＝９０Ｖ 対 ２０９Ｖ）。さらに、このＳＯＦオーバーコート層設計物の摩耗速度は、感光体デバイスの電気的性能に悪影響を与えることなく、単にＨＴＭ比を変えることによって調整することができる（６４〜３４ｎｍ／ｋサイクル）。
【０１２９】
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンおよびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン）分子ビルディングブロックから調製したＳＯＦ感光体オーバーコート層（ＯＣＬ）組成物は、ＢＣＲによる帯電系のためのＯＣＬ候補物質として有望であることが示された。ＨＴＭ保持率が９０％を超えるＳＯＦ感光体層（ＣＴＬおよび／またはＯＣＬ）は、層が１０μｍより厚い場合に、優れた電気的特性を示した（低Ｖｒ、安定な周期）。
【０１３０】
（実施例１４）
（作業Ａ）以下のものを混合した。ビルディングブロックであるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン［セグメント＝Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（ｐ−トリル）ビフェニル−４，４’−ジアミン；Ｆｇ＝ヒドロキシ（−ＯＨ）；表２に列挙した量］、表２に示したようなキャッピングユニット、試験１０を除く（キャッピングユニットを含まず；添加剤はＳｉｌｃｌｅａｎ ３７００、触媒は、Ｎａｃｕｒｅ ＸＰ−３５７およびＤｏｗａｎｏｌであった。この混合物をローリングウェーブ式回転機で１０分間混合し、次いで、均一溶液が得られるまで、６５℃で６０分間加熱した。この混合物を回転機にいれておき、室温まで冷却した。溶液を１μｍ ＰＴＦＥ膜で濾過した。（作業Ｂ）反応混合物をアルミニウム基板に塗布した。（作業Ｃ）濡れた層を支えているアルミニウム基板を、あらかじめ１４０℃まで加熱しておいた能動的に排気する乾燥機に移し、４０分間放置して加熱した。これらの作業から、厚みが４〜１０μｍの範囲の膜を得た。
【０１３１】
【表３−１】
【０１３２】
【表３−２】
【０１３３】
【表３−３】
【０１３４】
上述の配合物はすべて、目で観察して、ピンホールを含まないＳＯＦを製造していた。ＳＯＦのＦＴ−ＩＲ分光法によって、膜で検出される−ＯＨバンドが、かなり大きく弱まっているか、または完全になくなっているため、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンビルディングブロックとキャッピングユニットとの接続が、首尾よく、かつ効率的に起こっていることが示された。
【０１３５】
キャッピングされたＳＯＦの熱安定性は、キャッピングユニットを含まないＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンＳＯＦの熱安定性に匹敵している。図８は、４００℃まで分解が起こらないことを示しており、これは、高度に結合した材料であることの指標である。
【０１３６】
膜の機械特性は、キャッピングユニットを導入することによって大きく影響を受けた。キャッピングされたＳＯＦ膜の機械特性を、上述のキャッピングされたＳＯＦ膜および他のキャッピングされたＳＯＦ膜の自立型の膜に関する応力ひずみデータを集めることによって評価した（図９）。一般的に、キャッピングユニットを含むＳＯＦ膜は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンのみで構築された純粋なＳＯＦ膜と比較して、靱性が大きくなっており、応力ひずみ曲線が線形ではなくなっていた。上述の機械データから、キャッピングユニットをＳＯＦに導入することによって、微視的なレベルでの変化が起こり、膜の巨視的な特性に直接影響を及ぼしていることは明らかである。
【０１３７】
（実施例１５）
（作業Ａ）以下のものを混合した。ビルディングブロックであるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン［セグメント＝Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（ｐ−トリル）ビフェニル−４，４’−ジアミン；Ｆｇ＝ヒドロキシ（−ＯＨ）；表３〜６に列挙した量］、キャッピングユニット、添加剤であるＳｉｌｃｌｅａｎ ３７００、触媒であるＮａｃｕｒｅ ＸＰ−３５７およびＤｏｗａｎｏｌ（表３〜６で指定したように）。この混合物をローリングウェーブ式回転機で１０分間混合し、次いで、均一溶液が得られるまで、６５℃で６０分間加熱した。この混合物を回転機にいれておき、室温まで冷却した。溶液を１μｍ ＰＴＦＥ膜で濾過した。（作業Ｂ）カップコーティング機（Ｔｓｕｋｉａｇｅコーティング）を用い、引っ張り速度４８５ｍｍ／分で、反応混合物を市販の３０ｍｍドラム感光体に塗布した。（作業Ｃ）濡れた層を支えている感光体ドラムを、あらかじめ１４０℃まで加熱しておいた能動的に排気する乾燥機にすばやく移し、４０分間放置して加熱した。これらの作業から、厚みが６〜７μｍの範囲の膜を得た。
【０１３８】
【表４】
【０１３９】
【表５】
【０１４０】
【表６】
【０１４１】
【表７】
【０１４２】
上述の配合物はすべて、目で観察して、ピンホールを含まないＳＯＦを製造していた。ＳＯＦのＦＴ−ＩＲ分光法によって、膜で検出される−ＯＨバンドが、かなり大きく弱まっているか、または完全になくなっているため、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンビルディングブロックとキャッピングユニットとの接続が、首尾よく、かつ効率的に起こっていることが示された。図１０は、キャッピングされたＳＯＦオーバーコート層の光伝導性を示す光放電曲線（ＰＩＤＣ）である（電圧は７５ｍｓ（露光量 対 測定値））。このデバイスの電気特性は優れている（低Ｖｒ、サイクルアップなし）。それぞれ、図１０および図１１のＰＩＤＣおよび繰り返しデータを参照。
【０１４３】
キャッピングされたＳＯＦ ＯＣＬ（両方の種類のキャッピングユニット）のＢＣＲ摩耗データは、キャッピングユニットの保持量が増えると摩耗速度が大きくなることを示している（表７、以下）。感光体が、電荷をバイアスしたロール（ＢＣＲ）を用いて帯電する場合、従来の電荷移動層は、１００キロサイクルあたり、８〜１０μｍ以上のすばやく、ほぼ壊滅的な摩耗速度で摩耗を受ける。ＡＣでバイアスした帯電ロールを用い、感光表面を帯電することは、低速（例えば、４０ｐｐｍまでの速度）で、画像形成デバイス（例えば、複写機および印刷機）で画像を形成するために、当該技術分野で従来から行われている。しかし、ＡＣ流から発生したコロナをＢＣＲに適用すると、感光体の上部層で分解が起こる。分解した材料は、クリーニングブレードによって簡単に除去することができる。印刷サイクル中にこのようなプロセスを繰り返すと、感光体の上部層がすばやく摩耗する。
【０１４４】
摩耗速度は、感光体の寿命を制限する顕著な特性であり、静電写真式デバイスにおける感光体の交換は、非常に高価である。したがって、特に、ＡＣ ＢＣＲを用いて帯電する低速の複写機および印刷機に典型的に使用される小さい直径を有する有機感光体ドラムに関して寿命の長い感光体を得るために、感光体の摩耗度を制御することは非常に重要である。このような直径の小さなドラムでは、１００キロサイクルは、１０，０００回の印刷と言い換えられる。ＣＴＬの摩耗によって、デバイスの感度がかなり低下し、このことは、典型的に露光量を制御しない業務用複写機および印刷機では大きな問題である。それに加え、感光体の上部層がすばやく摩耗するには、トナーの転写品質および複写品質を良好に保つために、感光体表面に残る残骸を良好に洗浄することを必要とする。保持量の多い場合と少ない場合とで、摩耗度および摩耗の違いは小さく、このことは、キャッピングユニットの保持量をさらに増やすことによって摩耗速度が上げるのにかなりの自由度があることを示しており、これはまた、必要なＨＴＭの量（および費用）を下げるであろう。
【０１４５】
【表８】
【０１４６】
印刷試験は、なんら印刷の品質に問題がなく、オーバーコーティングされていないＰ／Ｒデバイスと本質的に同一であることを示している。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００１】
キャッピングユニットと、複数のセグメントと、複数のリンカーとが共有結合による有機骨格として整列したものを含む、キャッピングされた規則的な構造の有機膜であって、巨視的なレベルで、共有結合による有機骨格が膜であるような、キャッピングされた規則的な構造の有機膜が、本明細書に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【０００２】
【図１】典型的なＳＯＦと、キャッピングされたＳＯＦとの違いを示す。左側は、典型的なＳＯＦの網目をあらわし、右側は、キャッピングされたＳＯＦをあらわし、この網目の中断点と、共有結合によって接続したキャッピング基（丸）とを示している。
【図２】ＳＯＦが組み込まれた感光体の側面図をあらわす。
【図３】ＳＯＦが組み込まれた感光体の側面図をあらわす。
【図４】ＳＯＦが組み込まれた感光体の側面図をあらわす。
【図５】ＳＯＦが組み込まれた薄膜トランジスタの側面図をあらわす。
【図６】コントロール実験の混合物の生成物のＦＴ−ＩＲスペクトルを比較したグラフであり、Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミンのみを液体反応混合物に加えたもの（上）、ベンゼン−１，４−ジメタノールのみを液体反応混合物に加えたもの（中央）、ＳＯＦを形成するのに必要な成分を液体反応混合物に加えたもの（下）である。
【図７】ＳＯＦオーバーコート層の光伝導性を示す、光放電曲線（ＰＩＤＣ）をあらわすグラフである。
【図８】キャッピングされたＳＯＦと、キャッピングされていないＳＯＦのＴＧＡ曲線をあらわすグラフである。
【図９】キャッピングされたＳＯＦと、キャッピングされていないＳＯＦの種々の応力ひずみ曲線をあらわすグラフである。
【図１０】種々のオーバーコート層の光伝導性を示す、光放電曲線（ＰＩＤＣ）をあらわすグラフである。
【図１１】種々のオーバーコート層について得られた繰り返しデータをあらわすグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００３】
「規則的な構造の有機膜」（ＳＯＦ）は、巨視的なレベルで膜であるＣＯＦを指す。ＳＯＦは、ＳＯＦ配合物に添加されたキャッピングユニットまたはキャッピング基を有しており、このユニットまたは基は、（膜を形成した後に）最終的にはＳＯＦに結合する。
【０００４】
「ＳＯＦ」は、巨視的なレベルで膜である、共有結合による有機骨格（ＣＯＦ）を指す。「巨視的なレベル」は、ＳＯＦの肉眼での見た目を指す。ＣＯＦは、「微視的なレベル」または「分子レベル」では（強力な拡大装置の使用を必要とするか、または分散方法を用いて評価した場合）網目であるが、本発明のＳＯＦは、この膜が、例えば、微視的なレベルのＣＯＦ網目よりも何桁も大きな範囲を覆っているため、基本的に「巨視的なレベル」では異なっている。本明細書に記載のＳＯＦは、すでに合成されている典型的なＣＯＦとはかなり異なる巨視的な形態を有している。
【０００５】
さらに、キャッピングユニットがＳＯＦに導入されると、ＳＯＦの骨格は、キャッピングユニットが存在する箇所で局所的に「中断される」。これらのＳＯＦ組成物は、外来分子が、キャッピングユニットが存在する箇所でＳＯＦ骨格に結合しているため、「共有結合によってドープされて」いる。キャッピングされたＳＯＦ組成物は、構成要素であるビルディングブロックを変えることなく、ＳＯＦの特性を変えることができる。
【０００６】
ＳＯＦは、１ミリメートル〜数メートル、または数百メートルよりもかなり大きな長さにわたって延ばすことが可能な、連続的な共有結合による有機骨格を有する、実質的にピンホールを含まないＳＯＦであってもよく、またはピンホールを含まないＳＯＦであってもよい。ＳＯＦは、大きなアスペクト比を有する傾向があり、典型的には、ＳＯＦの２方向の寸法が、第３の寸法よりもかなり大きい。ＳＯＦは、ＣＯＦ粒子の集合体よりも、巨視的な縁や、不連続の外側表面が顕著に少ない。
【０００７】
「実質的にピンホールを含まないＳＯＦ」または「ピンホールを含まないＳＯＦ」は、その下にある基板表面に堆積した反応混合物から生成する。「実質的にピンホールを含まないＳＯＦ」は、生成したＳＯＦの下にある基板から取り外されてもよく、取り外されなくてもよいＳＯＦを指し、１平方センチメートルあたり、２個の隣接するセグメントのコア間の距離よりも大きなピンホール、孔またはギャップを実質的に含んでいないか、または、１ｃｍ２あたり、直径が約２５０ナノメートルより大きなピンホール、孔またはギャップが１０個未満であるか、または、１ｃｍ２あたり、直径約１００ナノメートルよりも大きなピンホール、孔またはギャップが５個未満である。「ピンホールを含まないＳＯＦ」は、１平方マイクロメートルあたり、２個の隣接するセグメントのコア間の距離よりも大きなピンホール、孔またはギャップを含まないか、または、１平方マイクロメートルあたり、直径が約５００Å、約２５０Åまたは約１００Åよりも大きなピンホール、孔またはギャップを含まないＳＯＦを指す。
【０００８】
ＳＯＦは、炭素以外の元素の原子のうち、少なくとも１個、または、水素、酸素、窒素、ケイ素、リン、セレン、フッ素、ホウ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１個の原子を含んでいてもよい。ＳＯＦは、ボロキシン、ボラジン、ボロシリケート、ボロン酸エステルを含まないＳＯＦであってもよい。ＳＯＦは、セグメント（Ｓ）と、官能基（Ｆｇ）とを有する分子ビルディングブロックを含んでいてもよい。分子ビルディングブロックには、少なくとも２個のＦｇ（ｘ≧２）が必要であり、１種類のＦｇを含んでいてもよいし、または２種類以上のＦｇを含んでいてもよい。Ｆｇは、分子ビルディングブロックの反応性化学部分であり、ＳＯＦ形成プロセス中、セグメントを接続する化学反応に関与する。セグメントは、分子ビルディングブロックの一部分であり、Ｆｇを支え、Ｆｇとは関連しないすべての原子を含む。分子ビルディングブロックのセグメントの組成は、ＳＯＦを形成した後も変わらない。
【０００９】
Ｆｇは、分子ビルディングブロックの反応性化学部分であり、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与してもよい。Ｆｇは、１個の原子で構成されていてもよく、Ｆｇは、２個以上の原子で構成されていてもよい。Ｆｇの例としては、ハロゲン、アルコール、エーテル、ケトン、カルボン酸、エステル、カーボネート、アミン、アミド、イミン、尿素、アルデヒド、イソシアネート、トシレート、アルケン、アルキンが挙げられる。
【００１０】
分子ビルディングブロックは、複数の化学部分を含有しているが、これらの化学部分の部分集合のみが、ＳＯＦ形成プロセス中にＦｇであることを意図している。ある化学部分が、官能基とみなされるかどうかは、ＳＯＦ形成プロセスで選ばれる反応条件によって変わる。Ｆｇは、反応性部分（ＳＯＦ形成プロセス中の官能基）である化学部分を示す。
【００１１】
ＳＯＦ形成プロセスにおいて、官能基の組成は、原子が失われるか、または原子が付け加えられるか、またはその両者によって変わる場合があり、または、官能基が完全に失われる場合もある。ＳＯＦにおいて、以前はＦｇに属していた原子が、セグメントを接続する化学部分であるリンカー基に属するようになる。分子ビルディングブロックの一部である原子または原子群が、ＳＯＦのリンカー基内にとどまっていてもよい。
【００１２】
キャッピングユニットは、ＳＯＦに通常存在する共有結合したビルディングブロックの規則的な網目を「中断する」分子である。ＳＯＦと、キャッピングされたＳＯＦとの違いを図１に示している。キャッピングされたＳＯＦ組成物は、導入されるキャッピングユニットの種類および量によって特性を変えることが可能な、調整可能な材料である。キャッピングユニットは、１種類または２種類以上のＦｇおよび／または化学部分を含んでいてもよい。
【００１３】
キャッピングユニットは、ＳＯＦに加えられ、最終的にＳＯＦとなるいずれかの分子ビルディングブロックの構造に無関係な構造を有していてもよい。
【００１４】
キャッピングユニットは、分子ビルディングブロックの１つの構造に実質的に対応しているが、１つ以上のＦｇが失われているか、またはＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応（最初に存在するビルディングブロックの官能基との反応）に関与しない異なる化学部分または官能基と置き換わっているような構造を有していてもよい。
【００１５】
トリス−（４−ヒドロキシメチル）トリフェニルアミンの場合、適切なキャッピングユニットとしては、
【化１】
が挙げられる。分子ビルディングブロックに無関係の構造を有するキャッピング基は、水素原子のうち、１個が−ＯＨ基と置き換わったアルキル部分（一般式ＣｎＨ２ｎ＋１を有し、ｎ＝１以上である、分岐しているか、または分岐していない飽和炭化水素基）であってもよい。このようなキャッピングユニットと分子ビルディングブロックとの反応（酸触媒によるアルコール基との反応）によって、エーテル基を介し、キャッピングユニットと分子ビルディングブロックとを接続してもよい。
【００１６】
キャッピングユニット分子は、キャッピングユニットが、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与する適切な官能基または補助的な官能基をたった１個含むように、１箇所が官能基化されていてもよく、これにより、任意のさらなる隣接する分子ビルディングブロックが架橋する可能性はない（適切な官能基または補助的な官能基を有するビルディングブロックが加えられるまで、例えば、キャッピングされたＳＯＦの基板層の上面にさらなるＳＯＦが形成され、多層ＳＯＦが生成するときまで）。
【００１７】
このようなキャッピングユニットがＳＯＦコーティング配合物に導入され、硬化すると、ＳＯＦ骨格の中断点が導入される。したがって、ＳＯＦ骨格の中断点は、キャッピングユニットの１個の適切な官能基または補助的な官能基が、分子ビルディングブロックと反応し、ＳＯＦ骨格の伸長を局所的に止め（またはキャッピングし）、通常存在する共有結合によって結合したビルディングブロックの規則的な網目を中断する部分である。ＳＯＦ骨格に導入されるキャッピングユニットの種類を変えることによって、ＳＯＦの特性を調整することができる。
【００１８】
キャッピングユニット分子は、２個以上の化学部分または官能基、または少なくとも２個以上の化学部分またはＦｇ、または２個、３個、４個、５個、６個、またはそれ以上の化学部分またはＦｇを含んでおり、このうち、Ｆｇのたった１個が、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与する適切な官能基または補助的な官能基であってもよい。分子ビルディングブロック中に存在する種々の他の化学部分またはＦｇは、ＳＯＦ形成プロセス中に、最初から存在するセグメントを接続する特定の化学反応に関与するのに適切な、または補助的な化学部分またはＦｇではない。しかし、ＳＯＦが生成した後、このような化学部分および／またはＦｇは、さらなる成分とのさらなる反応に利用可能であってもよく、これにより、生成するＳＯＦまたは化学的に結合している他のＳＯＦ層（多層ＳＯＦ）の種々の特性をさらに変更し、調整することができる。
【００１９】
分子ビルディングブロックは、ｘ個のＦｇを有していてもよい（ｘは、３以上）。ｘは、トリス−（４−ヒドロキシメチル）トリフェニルアミン（上述）の場合は３であり、ｘは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンの場合には４である。
【化２】
【００２０】
適切なＦｇまたは補助的なＦｇであり、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与するＦｇをｘ−１個有するキャッピングユニット分子は、適切な官能基または補助的な官能基であり、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与する２個のＦｇを有しており（トリス−（４−ヒドロキシメチル）トリフェニルアミンの場合）、３個のＦｇを有している（Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンの場合）。その他の官能基は、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する特異的な化学反応に関与するのに適しているか、または補助的な化学部分または官能基ではない。
【００２１】
キャッピングユニットは、キャッピングユニット（例えば、第１、第２、第３、第４のキャッピングユニットなど）の混合物を含んでいてもよく、この場合、キャッピングユニットの構造はさまざまである。キャッピングユニットまたは複数のキャッピングユニットの組み合わせの構造は、ＳＯＦの化学的特性および物理的特性を高めるか、または弱めるように選択されてもよく、または、ＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する化学反応に関与するのに適していないか、または補助的でもないような化学部分または官能基の属性を変え、キャッピングユニットの混合物を生成してもよい。このように、ＳＯＦ骨格に導入されるキャッピングユニットの種類は、ＳＯＦに望ましい特性を導入するか、またはＳＯＦの望ましい特性を調整するように選択されてもよい。
【００２２】
ＳＯＦは、ＳＯＦの縁に位置していないセグメントを含有しており、このセグメントが、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。２型および３型のＳＯＦは、ＳＯＦの縁に位置していないセグメントを少なくとも１個有しており、このセグメントが、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。ＳＯＦは、理想的な三角形のビルディングブロック、ひずみのある三角形のビルディングブロック、理想的な四面体のビルディングブロック、ひずみのある四面体のビルディングブロック、理想的な四角形のビルディングブロック、ひずみのある四角形のビルディングブロックからなる群から選択される少なくとも１つの対称形のビルディングブロックを含んでいてもよい。
【００２３】
ＳＯＦは、すべてのセグメントが同一の構造を有している複数のセグメントと、同一の構造であってもよく、同一の構造でなくてもよい複数のリンカーとを含んでいてもよく、ＳＯＦの縁にないセグメントは、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。ＳＯＦは、構造が異なる少なくとも第１および第２のセグメントを含む複数のセグメントを含んでいてもよく、第１のセグメントは、ＳＯＦの縁にない場合には、リンカーによって、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続している。
【００２４】
ＳＯＦは、構造が異なる少なくとも第１および第２のリンカーを含む複数のリンカーと、構造が異なる少なくとも第１および第２のセグメントを含む複数のセグメントとを含んでいてもよく、第１のセグメントは、ＳＯＦの縁にない場合には、少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続しており、この接続のうち、少なくとも１つは第１のリンカーを介しており、この接続のうち、少なくとも１つは第２のリンカーを介しているか、または、すべてのセグメントが同一の構造を有しているセグメントを含んでおり、ＳＯＦの縁にないセグメントは、リンカーによって少なくとも３個の他のセグメントおよび／またはキャッピング基と接続しており、この接続のうち、少なくとも１つは第１のリンカーを介しており、この接続のうち、少なくとも１つは第２のリンカーを介している。
【００２５】
セグメントは、分子ビルディングブロックの一部分であり、Ｆｇを支え、Ｆｇとは関連しないすべての原子を含む。さらに、分子ビルディングブロックのセグメントの組成は、ＳＯＦを形成した後も変わらない。ＳＯＦは、第１のセグメントと、これと構造が同じであるか、または異なる第２のセグメントとを含んでいてもよい。第１のセグメントおよび／または第２のセグメントの構造は、第３のセグメント、第４のセグメント、第５のセグメントなどと同じであってもよく、異なっていてもよい。また、セグメントは、ある特性に偏った特性を与えることが可能な分子ビルディングブロックの一部分でもある。
【００２６】
ＳＯＦの例示的なセグメントは、炭素以外の元素の原子のうち、少なくとも１個（水素、酸素、窒素、ケイ素、リン、セレン、フッ素、ホウ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１個の原子）を含む。
【００２７】
リンカーは、分子ビルディングブロックおよび／またはキャッピングユニットに存在するＦｇ間で化学反応が起こると、ＳＯＦ中に出現する化学部分である。
【００２８】
リンカーは、共有結合、１個の原子、または共有結合した原子群を含んでいてもよい。共有結合リンカーは、１個の共有結合であってもよく、２個の共有結合であってもよく、すべての関与するビルディングブロック上のＦｇが完全に失われると出現する。化学部分リンカーは、１個の共有結合、２個の共有結合またはこれら二者の組み合わせによって結合した１個以上の原子を有する。化学部分リンカーは、エステル、ケトン、アミド、イミン、エーテル、ウレタン、カーボネート、またはこれらの誘導体のような化学基であってもよい。
【００２９】
２個のヒドロキシルＦｇを用い、酸素原子を介してＳＯＦ中のセグメントを接続する場合、リンカーは、酸素原子である（エーテルリンカー）。ＳＯＦは、第１のリンカーと、これと構造が同じであるか、または異なる第２のリンカーとを含んでいてもよい。第１のリンカーおよび／または第２のリンカーの構造は、第３のリンカーなどと同じであってもよく、異なっていてもよい。
【００３０】
キャッピングユニットは、全体的なＳＯＦ骨格が十分に維持されるならば、任意の望ましい量でＳＯＦ中に結合していてもよい。キャッピングユニットは、すべてのリンカーのうち、少なくとも０．１％に結合していてもよいが、ＳＯＦ中に存在するすべてのリンカーの約４０％を超えるリンカーには結合しておらず、または、約０．５％〜約３０％、または約２％〜約２０％に結合していてもよい。実質的にすべてのセグメントが、少なくとも１つのキャッピングユニットに結合していてもよく、ここで、用語「実質的にすべての」は、ＳＯＦのセグメントのうち、約９５％を超えるか、または約９９％を超えることを指す。
【００３１】
例示的なリンカーは、炭素以外の元素の原子のうち、少なくとも１個（水素、酸素、窒素、ケイ素、リン、セレン、フッ素、ホウ素および硫黄からなる群から選択される少なくとも１個の原子）を含む。
【００３２】
ＳＯＦは、任意の適切なアスペクト比を有しており、例えば、約３０：１より大きいか、または約５０：１より大きいか、または約７０：１より大きいか、または約１００：１より大きいか、または約１０００：１である。ＳＯＦのアスペクト比は、平均厚み（最も短い寸法）に対する、ＳＯＦの平均幅または平均直径（厚みに対して二番目に大きな寸法）の比率であると定義される。ＳＯＦの最も長い寸法は長さであり、ＳＯＦのアスペクト比の計算には考慮されない。
【００３３】
一般的に、ＳＯＦは、約５００μｍ、または約１０ｍｍ、または約３０ｍｍよりも大きな幅、長さまたは直径を有する。ＳＯＦは、以下の厚みを有する：セグメント１個分の厚みをもつ層の場合、約１０Å〜約２５０Å、または約２０Å〜約２００Å、複数個のセグメントの厚みをもつ層の場合、約２０ｎｍ〜約５ｍｍ、約５０ｎｍ〜約１０ｍｍ。
【００３４】
ＳＯＦは、単一層であってもよく、複数の層を含んでいてもよい。複数の層で構成されるＳＯＦは、物理的に接続されていてもよく（例えば、双極子による結合および水素結合）、化学的に接続されていてもよい。物理的に結合している層は、層間の相互作用または接着性が弱いという特徴があり、したがって、物理的に結合している層は、互いに剥離しやすい場合がある。化学的に結合している層は、化学結合（例えば、共有結合またはイオン結合）を有しているか、または隣接する層を強く接続する、多くの物理的なエンタングルメントまたは分子間（高分子）エンタングルメントを有していると予想される。
【００３５】
ＳＯＦは、単一層であってもよく（セグメント１個分または複数個分の厚み）、または複数の層であってもよい（それぞれの層が、セグメント１個分または複数個分の厚みである）。「厚み」は、例えば、膜の最も小さな寸法を指す。また、膜の厚みは、膜の断面を観察する場合には、その膜の軸に沿って計測されるセグメントの数で定義されてもよい。「単一層」のＳＯＦは、セグメント１個分の厚みをもつ膜である。この軸に沿って２個以上のセグメントが存在するＳＯＦは、「複数個のセグメント」の厚みをもつＳＯＦである。
【００３６】
物理的に結合している複数層のＳＯＦを調製する例示的な方法は、（１）第１の硬化サイクルで硬化してもよく、基板となるＳＯＦ層を作成することと、（２）この基板層に、第２の反応性の濡れた層を作成した後、第２の硬化サイクルを行い、望ましい場合、この第２の工程を繰り返し、第３の層、第４の層などを作成することを含む。物理的に積み重ねられた複数層のＳＯＦは、約２０Åを超える厚みを有していてもよく、または、約２０Å〜約１０ｃｍ、約１ｎｍ〜約１０ｍｍ、または約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの厚みを有していてもよい。
【００３７】
化学的に結合している複数層のＳＯＦを調製する方法は、（１）第１の反応性の濡れた層から、表面にＦｇが存在する（ぶら下がっているＦｇを有する）基板となるＳＯＦ層を作成することと、（２）この基板層に、基板のＳＯＦ層の表面にぶら下がっているＦｇと反応することが可能なＦｇを有する分子ビルディングブロックを含む第２の反応性の濡れた層から、第２のＳＯＦ層を作成することとを含む。キャッピングされたＳＯＦは、基板層の役目を果たしてもよく、基板層のＳＯＦ形成プロセス中にセグメントを接続する特定の化学反応に関与するのに適切でもなく、または補助的でもなかったＦｇを第２の層の分子ビルディングブロックと反応するのに利用し、化学的に結合した複数層のＳＯＦを作成してもよい。第２のＳＯＦ層を作成するのに用いられる配合物は、基板層のＦｇと反応可能であり、また、第２の層に化学的に結合している第３の層に存在し得るさらなるＦｇとも反応可能な分子ビルディングブロックを含んでいるべきである。化学的に積み重ねられた複数層のＳＯＦは、約２０Åを超える厚みを有していてもよく、または、約２０Å〜約１０ｃｍ、約１ｎｍ〜約１０ｍｍ、または約０．１ｍｍ〜約５ｍｍの厚みを有していてもよい。原理的に、物理的または化学的に積み重ねることが可能な層の数に制限はない。
【００３８】
ＳＯＦまたはキャッピングされたＳＯＦの表面に存在する、ぶら下がっているＦｇまたは化学部分は、特定の種類の分子または個々の分子が、基板層または任意のさらなる基板層またはＳＯＦ層に共有結合する傾向が高まるように（または、共有結合しにくくなるように）改変されてもよい。反応性のぶら下がっているＦｇを含んでいてもよい基板層（例えば、ＳＯＦ層）の表面は、キャッピング化学基で表面処理することによって反応性が抑えられてもよい。ぶら下がっているヒドロキシアルコール基を有するＳＯＦ層は、塩化トリメチルシリルで処理され、ヒドロキシル基が安定なトリメチルシリルエーテルとしてキャッピングされることによって反応性が抑えられてもよい。または、基板層の表面を非化学的な結合剤で処理し、ぶら下がっているＦｇが次の層と反応しないようにしてもよい。
【００３９】
分子ビルディングブロックの対称性は、分子ビルディングブロックのセグメント周囲にある官能基（Ｆｇ）の位置に関連する。対象的な分子ビルディングブロックは、Ｆｇの位置が、規則的な幾何学形状の棒状部分の端、頂点と関連するようなＦｇであってもよく、ひずみのある棒状部分またはひずみのある幾何学形状の頂点と関連するようなＦｇであってもよい。例えば、４個のＦｇを含む分子ビルディングブロックのうち、最も対象形の選択肢は、Ｆｇが四角形の端点または四面体の頂点と重なるものである。
【００４０】
対象形ビルディングブロックは、以下の２つの理由で用いられる。（１）分子ビルディングブロックのパターン化は、規則的な形状の接続が、網状物質の化学においてよりよく理解されたプロセスであるため、良好であると予想されると思われるため、（２）対称性の低いビルディングブロックのずれた構造／配向は、ＳＯＦ内に多くの可能な接続欠陥が起こるように適合し得るため、分子ビルディングブロック間の完全な反応が起こりやすいため。
【００４１】
化学物質の接続は、Ｆｇ間の反応によって、膜生成プロセス中、または膜生成プロセス後にＳＯＦからほとんどを蒸発させるか、または取り去ることが可能な揮発性副生成物を生じるか、または複製生物が生成しないように行ってもよい。化学物質を接続する反応としては、エステル、イミン、エーテル、カーボネート、ウレタン、アミド、アセタール、シリルエーテルを生成するような縮合反応、付加／脱離反応、付加反応が挙げられる。
【００４２】
官能基間の反応によって、膜生成プロセスの後に、ほとんどがＳＯＦ内に組み込まれたままであるような、非揮発性の副生成物が生成してもよい。化学物質を接続する反応としては、炭素−炭素結合を生成するような置換反応、メタセシス反応、金属触媒によるカップリング反応が挙げられる。
【００４３】
また、ＳＯＦは、高い熱安定性を有し（典型的には、大気条件で、４００度よりも高い）、有機溶媒への溶解性が低く（化学薬品安定性）、多孔性であってもよい（可逆的にゲストを取り込むことができる）。
【００４４】
加えられる機能性は、従来のＣＯＦに固有ではない特性を示し、分子組成物が、得られたＳＯＦに上述の加えられる機能性を与えるような分子ビルディングブロックを選択することによって行ってもよい。加えられる機能性によって、加えられる機能性に「偏った特性」を有する分子ビルディングブロックおよび／またはキャッピングユニットの集合体を生じてもよい。また、加えられる機能性によって、この加えられる機能性に「偏った特性」を有さない分子ビルディングブロックの集合体を生じるが、得られたＳＯＦが、ＳＯＦ内の接続セグメント（Ｓ）とリンカーとの結果として、この加えられる機能性を有していてもよい。また、加えられる機能性は、この加えられる機能性に「偏った特性」を有さない分子ビルディングブロックおよびキャッピングユニットを生じるが、得られたＳＯＦが、ＳＯＦ内の接続セグメントと、リンカーと、キャンピングユニットとの結果として、この加えられる機能性を有していてもよい。さらに、加えられる機能性の発生は、この加えられる機能性に「偏った特性」を有する分子ビルディングブロックを用いる効果と組み合わせることによって生じてもよく、この偏った特性は、セグメントおよびリンカーがＳＯＦに接続すると、改変されるか、または高まる。
【００４５】
分子ビルディングブロックの「偏った特性」との用語は、特定の分子組成物について存在することが知られている特性、またはセグメントの分子組成物を観察すれば、当業者ならば合理的に特定可能な特性を指す。用語「偏った特性」および「加えられる機能性」は、同じ一般的な特性（例えば、疎水性、電気活性など）を指すが、「偏った特性」は、分子ビルディングブロックの観点で用いられ、「加えられる機能性」は、ＳＯＦの観点で用いられる。
【００４６】
ＳＯＦの疎水性（超疎水性）、親水性、疎油性（超疎油性）、脂溶性、光発色性および／または電気活性（導体、半導体、電荷移動材料）といった性質は、ＳＯＦの「加えられる機能性」をあらわし得る特性の例である。
【００４７】
疎水性（超疎水性）は、水または他の極性種をはじく特性、（１）水を吸収し、および／またはその結果膨潤することができないこと、（２）水または他の水素結合種と強い水素結合を形成することができないことを指す。
【００４８】
親水性は、水または他の極性種を引きよせ、吸着するか、または吸収する特性、またはこのような種に簡単に濡れる表面を指す。また、親水性とは、水または他の水素結合種と強い水素結合を形成するか、または多くの水素結合を形成することが可能なことを意味する。
【００４９】
疎油性（油分をはじく性質）は、油または他の非極性種をはじく特性を指す。
【００５０】
脂溶性（油分に溶ける性質）は、油または他の非極性種を引きつける特性を指す。
【００５１】
光発色性は、電磁放射線に露光すると、可逆的な色変化を示す能力を指す。光発色性分子を含むＳＯＦ組成物を調製し、電磁放射線に露光し、可逆的な色変化を示してもよい。光発色性ＳＯＦを、消去可能な紙、窓の着色／遮光および眼鏡のための光応答性膜に用いてもよい。ＳＯＦ組成物は、任意の適切な光発色性分子、例えば、ＳＯＦ分子ビルディングブロックのような二官能光発色性分子（ＳＯＦ内に化学的に結合している）、ＳＯＦキャッピングユニットのような一官能光発色性分子（ＳＯＦ内に化学的に結合している）、またはＳＯＦコンポジット中の官能基化していない光発色性分子（ＳＯＦ内に化学的に結合していない）を含んでいてもよい。
【００５２】
電気活性は、電荷（電子および／または正孔）を移動する特性を指す。電気活性材料としては、導体、半導体、電荷移動材料が挙げられる。
【００５３】
導体は、電位差計を用い、約０．１〜約１０７Ｓ／ｃｍのシグナルが得られる材料である。
【００５４】
半導体は、さらに、刺激が加えられた状態で、電位差計を用い、約１０−６〜約１０４Ｓ／ｃｍのシグナルが得られる材料であると定義されてもよい。高度にフッ素化されたセグメント（加えられる機能として疎水性を有するＳＯＦを生じてもよい）は、セグメント上に存在するフッ素原子の数を、セグメント上に存在する水素原子の数で割ると２より大きいセグメントである。
【００５５】
このようなフッ素化されたセグメントとしては、テトラフルオロヒドロキノン、ペルフルオロアジピン酸水和物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフタル酸無水物、４，４’−（ヘキサフルオロイソプロピリデン）ジフェノールが挙げられる。
【００５６】
極性置換基を有するセグメントは、偏った特性として親水性を有しており、加えられる機能として親水性を有するＳＯＦを生じてもよい。極性置換基は、水と水素結合を生成することが可能な置換基を指し、ヒドロキシル、アミノ、アンモニウム、カルボニル（ケトン、カルボン酸、エステル、アミド、カーボネート、尿素）が挙げられる。
【００５７】
加えられる機能として電気活性を有するＳＯＦは、偏った特性として電気活性を有する分子ビルディングブロックによって調製されてもよく、および／または、セグメントおよびリンカーを組み合わせた集合体から電気活性が生じてもよい。
【００５８】
加えられる機能として正孔移動性を有するＳＯＦは、トリアリールアミン、ヒドラゾンを含むセグメントコアを選択することによって得られてもよく（米国特許第７，２０２，００２号）、エナミンを含むセグメントコアを選択することによって得られてもよい（米国特許第７，４１６，８２４号）。
【化３】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５は、それぞれ独立して、置換されているか、または置換されていないアリール基をあらわし、または、Ａｒ５は、独立して、置換されているか、または置換されていないアリーレン基をあらわし、ｋは、０または１をあらわし、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４、Ａｒ５のうち、少なくとも２つは、Ｆｇ（上に定義したもの）を含む。Ａｒ５は、置換されたフェニル環、置換された／置換されていないフェニレン、置換された／置換されていない一価の結合した芳香族環（例えば、ビフェニル、ターフェニルなど）、または置換された／置換されていない縮合した芳香族環（ナフチル、アントラニル、フェナントリルなど）であってもよい。
【００５９】
加えられる機能として正孔移動性を有する、アリールアミンを含むセグメントコアとしては、アリールアミン：トリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−ブチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［ｐ−ターフェニル］−４，４’’−ジアミン；ヒドラゾン：Ｎ−フェニル−Ｎ−メチル−３−（９−エチル）カルバジルヒドラゾン、４−ジエチルアミノベンズアルデヒド−１，２−ジフェニルヒドラゾン；オキサジアゾール：２，５−ビス（４−Ｎ，Ｎ’−ジエチルアミノフェニル）−１，２，４−オキサジアゾール、スチルベンなどが挙げられる。
【００６０】
トリアリールアミンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる。
【化４】
【００６１】
ヒドラゾンを含むセグメントコア：
【化５】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３は、それぞれ独立して、場合により１個以上の置換基を含むアリール基をあらわし、Ｒは、水素原子、アリール基またはアルキル基をあらわし、場合により置換基を含んでいてもよく；Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３のうち、少なくとも２つは、Ｆｇ（上に定義したもの）を含む；および関連するオキサジアゾール：
【化６】
式中、Ａｒ、Ａｒ１は、それぞれ独立して、Ｆｇ（上に定義したもの）を含むアリール基をあらわす。
【００６２】
ヒドラゾンコアおよびオキサジアゾールコアを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる。
【化７】
【００６３】
エナミンを含むセグメントコア：
【化８】
式中、Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４は、それぞれ独立して、場合により１個以上の置換基を含むアリール基、または場合により１個以上の置換基を含むヘテロ環基をあらわし、Ｒは、水素原子、アリール基またはアルキル基をあらわし、場合により置換基を含んでいてもよく；Ａｒ１、Ａｒ２、Ａｒ３、Ａｒ４のうち、少なくとも２つは、Ｆｇ（上に定義したもの）を含む。
【００６４】
エナミンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化９】
【００６５】
加えられる機能として電子移動性を有するＳＯＦは、以下の一般構造を有するニトロフルオレノン、９−フルオレニリデンマロニトリル、ジフェノキノン、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミドを含むセグメントコアを選択することによって得てもよい。
【化１０】
なお、ジフェニルキノンのカルボニル基は、ＳＯＦ形成プロセス中にＦｇとしても作用可能であることを注記しておく。
【００６６】
加えられる機能として半導体性を有するＳＯＦは、以下の一般構造を有するアセン、チオフェン／オリゴチオフェン／縮合チオフェン、ペリレンビスイミド、またはテトラチオフルバレン、およびこれらの誘導体を含むセグメントコアを選択することによって得てもよい。
【化１１】
【００６７】
電子供与性を有する分子ビルディングブロックとしては、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アミノ基が挙げられる。電子吸引性を有する分子ビルディングブロックとしては、シアノ基、ニトロ基、フルオロ基、フッ素化アルキル基、フッ素化アリール基が挙げられる。
【００６８】
アセンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化１２】
【００６９】
チオフェン／オリゴチオフェン／縮合チオフェンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化１３】
【００７０】
ペリレンビスイミドコアセグメントを含む分子ビルディングブロックの例としては、以下のものが挙げられる：
【化１４】
【００７１】
テトラチオフルバレンコアセグメントを含む分子ビルディングブロックとしては、以下のものが挙げられる：
【化１５】
式中、Ａｒは、それぞれ独立して、場合により１個以上の置換基を含むアリール基、または場合により１個以上の置換基を含むヘテロ環基をあらわす。
【００７２】
キャッピングされたＳＯＦ（以下「ＳＯＦ」と称してもよい）を製造するプロセスは、典型的には、キャッピングされていないＳＯＦを製造するために用いられるのと同じ数の作業または工程を含む。得られるＳＯＦ中の望ましいキャッピングユニットの分布に依存して、工程ａ、ｂまたはｃ（以下）のいずれかの間にキャッピングユニットを加えてもよい。キャッピングユニットの分布が、得られたＳＯＦ全体に実質的に均一であることが望ましい場合、キャッピングユニットは、工程ａの間に加えてもよい。キャッピングユニットの分布がもっと不均一であることが望ましい場合、工程ｂおよびｃの間にキャッピングユニットを加えてもよい。
【００７３】
作業または工程（以下に記載するもの）を、任意の適切な順序で行ってもよく、または、２つ以上の作業を同時に行ってもよく、非常に近い時間に行ってもよい。
【００７４】
ＳＯＦを調製するプロセスは、
（ａ）それぞれ１個のセグメントと多くのＦｇとを含む複数の分子ビルディングブロックを含む、液体を含有する反応混合物を調製することと；
（ｂ）この反応混合物を濡れた膜として堆積させることと；
（ｃ）分子ビルディングブロックを含む濡れた膜の変化を促進し、複数のセグメントと、複数のリンカーとが共有結合による有機骨格として整列したＳＯＦを含む乾燥した膜にし、この共有結合による有機骨格が、巨視的なレベルで膜であることと；
（ｄ）場合により、コーティング基板からＳＯＦを取り外し、自立型ＳＯＦを得ることと；
（ｅ）場合により、この自立型ＳＯＦをロールへと加工することと；
（ｆ）場合により、このＳＯＦを切断し、ベルトになるように縫い合わせることと；
（ｇ）場合により、ＳＯＦ（上述のＳＯＦ形成プロセスによって調製してもよい）を基板として用い、次のＳＯＦ形成プロセスで上述のＳＯＦ形成プロセスを行うこととを含む。
【００７５】
上述の作業または工程は、大気圧、大気圧を超える圧力、または大気圧より低い圧力で行ってもよい。約０．１ａｔｍ〜約２ａｔｍ、または約０．５ａｔｍ〜約１．５ａｔｍ、または約０．８ａｔｍ〜約１．２ａｔｍの圧力を利用してもよい。
【００７６】
反応混合物は、液体に溶解するか、懸濁するか、または混合するような複数の分子ビルディングブロックを含む。複数の分子ビルディングブロックは、１種類であってもよく、または２種類以上を含んでいてもよい。１種類以上の分子ビルディングブロックが液体である場合、さらなる液体の使用は任意である。場合により、反応混合物に触媒を加え、ＳＯＦの形成を可能にするか、または、上述の作業Ｃの間のＳＯＦ形成速度を変えてもよい。場合により、反応混合物に添加剤または第２の成分を加え、得られるＳＯＦの物理的特性を変えてもよい。
【００７７】
反応混合物の成分（分子ビルディングブロック、場合により、キャッピングユニット、液体、場合により、触媒、場合により、添加剤）を容器内で混合する。反応混合物の成分を加える順序は、さまざまであってもよいが、典型的には、触媒は最後に加える。分子ビルディングブロックを溶解しやすくするために、分子ビルディングブロックを、触媒が存在しない状態で、液体中で加熱してもよい。また、反応混合物を混合し、攪拌し、粉砕などを行い、反応混合物を濡れた膜として堆積させる前に、配合物成分を均一に分散させてもよい。
【００７８】
反応混合物を濡れた膜として堆積させる前に加熱してもよい。これにより、１つ以上の分子ビルディングブロックが溶解しやすくしてもよく、および／または、濡れた層を堆積させる前に、反応混合物を部分的に反応させることによって、反応混合物の粘度を高くしてもよい。これにより、反応混合物中の分子ビルディングブロックの保持量を増やしてもよい。
【００７９】
反応混合物の粘度は、約１０〜約５０，０００ｃｐｓ、約２５〜約２５，０００ｃｐｓ、または約５０〜約１０００ｃｐｓの範囲である。
【００８０】
分子ビルディングブロックおよびキャッピングユニットを保持すること、または反応混合物中の「保持量」は、分子ビルディングブロックと、場合により、キャッピングユニットおよび触媒との合計重量を、反応混合物の合計重量で割ったものであると定義される。ビルディングブロックの保持量は、約３〜１００％、約５〜約５０％、または約１５〜約４０％の範囲であってもよい。液体の分子ビルディングブロックが反応混合物の唯一の液体成分として用いられる場合、ビルディングブロックの保持量は、約１００％であろう。キャッピングユニットが反応混合物にいつ加えられるかによって、キャッピングユニットの保持量は、約３〜約８０％、約５〜約５０％、または約１５〜約４０重量％の範囲であってもよい。
【００８１】
キャッピングユニット保持量の理論的な上限値は、液体ＳＯＦ配合物中、分子ビルディングブロックあたり、利用可能な接続基の数を２まで減らすキャッピングユニットのモル数である。このような保持量では、実質的に、分子ビルディングブロックあたり、利用可能な接続可能なＦｇの数を（それぞれのキャッピング基と反応させることによって）使いつくすことによって、ＳＯＦの形成が有効に抑えられるであろう。キャッピングユニットの保持量が、液体ＳＯＦ配合物中の分子ビルディングブロックあたり、利用可能な接続基が２モルよりも過剰にならないようにするのに十分な量である場合、キャッピングユニットで完全にキャッピングされたオリゴマー、線形ポリマー、分子ビルディングブロックが、ＳＯＦの代わりに優先的に生成するだろう。
【００８２】
反応混合物中で用いられる液体は、純粋な液体であってもよく、および／または溶媒混合物であってもよい。適切な液体は、沸点が約３０〜約３００℃、約６５℃〜約２５０℃、または約１００℃〜約１８０℃であってもよい。
【００８３】
液体としては、アルカン；芳香族化合物；エーテル；エステル；ケトン；アミン；アミド；アルコール；ハロゲン化芳香族；水が挙げられる。また、第１の溶媒、第２の溶媒、第３の溶媒などを含む混合した液体を、反応混合物中で用いてもよい。第１の溶媒は、沸点が第２の溶媒より高くてもよい。「実質的に除去する」は、それぞれの溶媒を少なくとも９０％、または約９５％除去することを指す。「実質的に残っている」は、それぞれの溶媒が、２％を超えない量で除去されるか、または１％を超えない量で除去されることを指す。
【００８４】
ＳＯＦの特性を操作するために、濡れた層がＳＯＦに変換する速度を遅くするか、または速くするために、混合した液体を用いてもよい。縮合および付加／脱離によって化学物質を接続する場合、水、１級アルコール、２級アルコールまたは３級アルコールを含む液体を用いてもよい。
【００８５】
場合により、濡れた層を乾燥したＳＯＦにすることを促進するために、反応混合物中に触媒が存在していてもよい。触媒は、均一系であってもよく、不均一系であってもよく、ブレンステッド酸；ルイス酸；ブレンステッド塩基；ルイス塩基；金属塩；金属錯体であってもよい。典型的な触媒の保持量は、反応混合物中の分子ビルディングブロックの保持量の約０．０１％〜約２５％、または約０．１％〜約５％の範囲である。触媒は、最終的なＳＯＦ組成物中に存在していてもよく、存在していなくてもよい。
【００８６】
場合により、添加剤または第２の成分（例えば、ドーパント）が、反応混合物および濡れた層に存在していてもよい。また、このような添加剤または第２の成分を、乾燥ＳＯＦに組み込んでもよい。「添加剤」または「第２の成分」は、ＳＯＦに共有結合していないが、組成物にランダムに分布している原子または分子を指す。
【００８７】
第２の成分は、標的とする性能を満たすようにするために、キャッピングされたＳＯＦの目的とする特性を強めるか、または組み合わせるために、同様の特性または別個の特性（相乗効果、または改良した効果、キャッピングされたＳＯＦの固有の特性または偏った特性を強める能力）を有していてもよい。
【００８８】
多くの液体堆積技術を用い、種々の基板に、反応混合物を濡れた膜として塗布してもよい。基板としては、ポリマー、紙、金属、金属アロイ、周期律表のＩＩＩ族〜ＶＩ族の元素がドープされた形態およびドープされていない形態、金属酸化物、金属カルコゲニド、あらかじめ調製しておいたＳＯＦまたはキャッピングされたＳＯＦが挙げられる。基板の厚みは、ほぼ１０マイクロメートル〜１０ミリメートルまでであってもよく、例示的な厚みは、約５０〜約１００マイクロメートルである。
【００８９】
多くの液体堆積技術を用い（例えば、スピンコーティング、ブレードコーティング、ウェブコーティング、浸漬コーティング、カップコーティング、ロッドコーティング、スクリーン印刷、インクジェット印刷、スプレーコーティング、スタンピングなどを含む）、反応混合物を基板に塗布してもよい。濡れた層の厚みは、約１０ｎｍ〜約５ｍｍ、約１００ｎｍ〜約１ｍｍ、または約１μｍ〜約５００μｍの範囲であってもよい。
【００９０】
上述のプロセスＢの作業を終えた後に、キャッピングユニットおよび／または第２の成分を導入してもよい。この様式でキャッピングユニットおよび／または第２の成分を組み込むことは、キャッピングユニットおよび／または第２の成分を均一に、または不均一に、または濡れた膜の上に特定の模様として分散させる任意の手段によって達成してもよい。キャッピングユニットおよび／または第２の成分を導入した後、プロセスＣの作業を再開しつつ、次のプロセスの作業を行ってもよい。
【００９１】
反応混合物を基板に塗布した後、キャッピングユニットおよび／または第２の成分を任意の適切な方法によって濡れた層に加えてもよい。生成した濡れた層にキャッピングユニットおよび／または第２の成分を、均一な様式または不均一な様式で（種々のパターンを含む）塗布してもよく、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の濃度または密度は、濡れた層の上に、所与の幅でキャッピングユニットおよび／または第２の成分の濃度が高い部分と低い部分が交互に並ぶ帯状のパターンを形成するように、特定の領域では小さい。キャッピングユニットおよび／または第２の成分を濡れた層の上面に塗布すると、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の一部分が濡れた層に拡散するか、沈み、それによって、ＳＯＦの厚み内でキャッピングユニットおよび／または第２の成分が不均一に分散し、その結果、濡れた層を乾燥ＳＯＦに変化するのを促進した後に得られるＳＯＦに、線形または非線形の濃度勾配が得られてもよい。キャッピングユニットおよび／または第２の成分を、堆積した濡れた層の上側表面に加えてもよく、濡れた層の変化を促進すると、キャッピングユニットおよび／または第２の成分が乾燥ＳＯＦで不均一に分散したＳＯＦが得られる。濡れた膜の密度、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の密度に依存して、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の大部分が、乾燥ＳＯＦの上側半分（基板と反対側）に残ってもよく、または、キャッピングユニットおよび／または第２の成分の大部分が、乾燥ＳＯＦの下側半分（基板に隣接する側）に残ってもよい。
【００９２】
「促進する」は、分子ビルディングブロックの反応を容易にする任意の適切な技術を指す。また、「促進する」は、乾燥膜を形成するために、任意の液体を除去することも指す。キャッピングユニット、分子ビルディングブロックの反応、液体の除去は、連続して行われてもよく、同時に行われてもよい。濡れた膜から乾燥ＳＯＦへの変化を促進させている間に、キャッピングユニットを加えてもよい。「乾燥ＳＯＦ」は、液体の含有量がＳＯＦの約５重量％未満、または約２重量％未満の、実質的に乾燥したＳＯＦを指す。
【００９３】
乾燥ＳＯＦまたは乾燥ＳＯＦの所与の領域（例えば、ＳＯＦの上側４分の１）のキャッピングユニットは、存在するキャッピングユニットおよびセグメントの合計モル数に対し、約０．５モル％以上、または約１モル％〜約４０モル％、または約２モル％〜約２５モル％の量で存在する。
【００９４】
濡れた層から乾燥ＳＯＦを形成するのを促進することは、任意の適切な技術によって行われてもよい。濡れた層から乾燥ＳＯＦを形成するのを促進することは、典型的には、オーブンでの乾燥、赤外線（ＩＲ）などを用いた、温度が４０〜３５０℃、６０〜２００℃、８５〜１６０℃での熱処理を含む。合計加熱時間は、約４秒〜約２４時間、または１分〜１２０分、または３分〜６０分の範囲であってもよい。
【００９５】
種々の種類のＩＲエミッタを用いてもよく、炭素ＩＲエミッタまたは短波ＩＲエミッタに関する例示的な情報を以下の表にまとめている。
【００９６】
【表１】
【００９７】
濡れた層の堆積物を支えるために、接着性の低い適切な基板を用いる場合、自立型のキャッピングされたＳＯＦを得ることができる。
【００９８】
ＳＯＦ形成プロセス中、ＳＯＦを基板として用い、多層ＳＯＦを得てもよい。多層ＳＯＦの層は、化学的に結合していてもよく、物理的に接触していてもよい。化学的に結合した多層ＳＯＦは、基板ＳＯＦ表面に存在するＦｇを、第２のＳＯＦ層を作成するのに使用される、堆積した濡れた層中に存在する分子ビルディングブロックと反応させることが可能な場合に、生成する。物理的に接触している多層ＳＯＦは、互いに化学的に結合していなくてもよい。
【００９９】
場合により、ＳＯＦ基板は、第２のＳＯＦ層が化学的に結合しないように、濡れた層を堆積する前に化学的に処理し（表面の反応性を抑え）、物理的に接触した多層ＳＯＦを作成してもよい。
【０１００】
電子機器でＳＯＦを用いてもよい。
【０１０１】
電子写真式画像形成体（例えば、感光体）の代表的な構造を図２〜４に示す。これらの画像形成体は、屈曲防止層１、支持基板２、導電性接地板３、電荷遮断層４、接着層５、電荷生成層６、電荷移動層７、オーバーコート層８、アース片９とを備えた状態で提供される。図４において、画像形成層１０（電荷生成材料と電荷移動材料の両方を含む）は、別個の電荷生成層６および電荷移動層７の代わりに配置されている。
【０１０２】
電荷移動性を有するキャッピングされたＳＯＦとしては、多環芳香族環（アントラセン、ピレン、フェナントレン、コロネン）、または窒素を含有するヘテロ環（インドール、カルバゾール、オキサゾール、イソオキサゾール、チアゾール、イミダゾール、ピラゾール、オキサジアゾール、ピラゾリン、チアジアゾール、トリアゾール、ヒドラゾン化合物）を含むセグメントが挙げられる。正孔移動性のＳＯＦセグメントとしては、カルバゾール；Ｎ−エチルカルバゾール；Ｎ−イソプロピルカルバゾール；Ｎ−フェニルカルバゾール；テトラフェニルピレン；１−メチルピレン；ペリレン；クリセン；アントラセン；テトラフェン；２−フェニルナフタレン；アゾピレン；１−エチルピレン；アセチルピレン；２，３−ベンゾクリセン；２，４−ベンゾピレン；１，４−ブロモピレンが挙げられる。適切な電子移動性のＳＯＦセグメントとしては、電子受容体（２，４，７−トリニトロ−９−フルオレノン；２，４，５，７−テトラニトロ−フルオレノン；ジニトロアントラセン；ジニトロアクリデン；テトラシアノピレン；ジニトロアントラキノン；ブチルカルボニルフルオレンマロノニトリル）が挙げられる（米国特許第４，９２１，７６９号を参照）。他の正孔移動性のＳＯＦセグメントとしては、アリールアミン（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（アルキルフェニル）−（１，１’−ビフェニル）−４，４’−ジアミンが挙げられ、ここで、アルキルは、メチル、エチル、プロピル、ブチル、ヘキシルなどからなる群から選択される（米国特許第４，２６５，９９０号を参照）。
【０１０３】
キャッピングされたＳＯＦの電荷移動層は、
（ａ）１個のセグメントと、多くのＦｇとを含む、偏った電荷移動特性を有する複数の分子ビルディングブロックを含む液体を含有する反応混合物を調製し；次いで、
（ｂ）の工程と、
（ｃ）の工程（上述）とによって調製されてもよい。
【０１０４】
キャッピングユニットを加えることは、上述のように、工程ａ、ｂ、ｃのいずれかの間に行ってもよい。キャッピングされたＳＯＦを生成する反応混合物は、広範囲の分子ビルディングブロック保持量を用いてもよい。この保持量は、反応混合物の合計重量を基準として、約２〜約５０重量％である。「保持量」は、電荷移動性を有するキャッピングされたＳＯＦ反応混合物の分子ビルディングブロック成分を指す。電荷移動性のＳＯＦ層の厚みは、約５μｍ〜約１００μｍ、約１０μｍ〜約７０μｍ、または約１０μｍ〜約４０μｍである。電荷生成層の厚みを基準とした、電荷移動層の厚みの比率は、約２：１〜２００：１に維持されてもよく、４００：１程度の大きさに維持されてもよい。
【０１０５】
本明細書に記載の材料および手順を用い、電荷生成材料および電荷移動性のキャッピングされたＳＯＦを含む単一画像形成層を有する感光体を製造してもよい。単一画像形成層のための分散物の固体含有量は、分散物の重量を基準として、約２重量％〜約３０重量％の範囲であってもよい。
【０１０６】
画像形成層が、電荷生成層と電荷移動層の機能を組み合わせた単一層である場合、この層に含まれる成分の具体的な量は、電荷生成材料（約２重量％から約４０重量％まで）と、偏った加えられる機能として電荷移動性を有する分子ビルディングブロック（約２０重量％〜約７５重量％）である。
【０１０７】
１つ以上のオーバーコート層８を用いてもよく、この層を利用する場合、電荷生成層または電荷移動層の上に配置される。この層は、電気的に絶縁性であるか、またはわずかに半導体性を有するキャッピングされたＳＯＦを含む。
【０１０８】
このような保護性のオーバーコート層は、キャッピングユニットと、電荷移動性セグメントを場合により含む複数の分子ビルディングブロックとを含む、キャッピングされたＳＯＦを形成する反応混合物を含む。
【０１０９】
添加剤は、オーバーコート層中に、オーバーコート層の約０．５〜約４０重量％の範囲で存在してもよい。添加剤としては、耐摩耗性をさらに高め、および／または電荷緩和特性を付与することが可能な有機粒子および無機粒子が挙げられる。有機粒子としては、テフロン（登録商標）粉末、カーボンブラック、グラファイト粒子が挙げられる。無機粒子としては、絶縁性および半導体性の金属酸化物粒子、例えば、シリカ、酸化亜鉛、酸化スズなどが挙げられる。別の半導体性添加剤は、酸化されたオリゴマー塩であってもよく（米国特許第５，８５３，９０６号を参照）、または、酸化されたＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−ｐ−トリル−４，４’−ビフェニルジアミン塩であってもよい。
【０１１０】
約２μｍ〜約１５μｍ、または約３μｍ〜約８μｍのオーバーコート層は、耐ひっかき性および耐摩耗性を付与することに加え、電荷移動による分子の浸出、結晶化、電荷移動層の割れを防ぐのに有効である。
【０１１１】
画像形成体は、キャッピングされたＳＯＦを表面層（ＯＣＬまたはＣＴＬ）として含んでいてもよい。この画像形成体は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（メチレンフェニレン）ビフェニル−４，４’−ジアミンと、セグメントとしてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−ターフェニル−４，４’−ジアミンセグメントとを含む、キャッピングされたＳＯＦであってもよい。このようなキャッピングされたＳＯＦは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンおよびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン分子ビルディングブロックから調製されてもよい。また、ＳＯＦ画像形成体は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（メチレンフェニレン）ビフェニル−４，４’−ジアミンと、セグメントとしてＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−ビフェニル−４，４’−ジアミンセグメントとを含んでいてもよい。画像形成体のＳＯＦは、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンと、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン分子ビルディングブロックとから調製されてもよい。
【０１１２】
画像形成体は、ＳＯＦ層を含んでいてもよく（キャッピングされたＳＯＦ層であってもよい）、ＳＯＦ層の厚みは、１〜１５マイクロメートルである。このような画像形成体のＳＯＦは、単一層であってもよく、２つ以上の層であってもよい。
【０１１３】
図５は、基板３６、ゲート電極３８、ソース電極４０、ドレイン電極４２、絶縁層３４、有機半導体層３２で構成される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）構造３０を模式的に示す。
【０１１４】
半導体層は、キャッピングされたＳＯＦを備えていてもよく、このＳＯＦは、場合により、加えられる機能として半導体性を含んでいてもよい。ＲＦＩＤタグの任意の成分は、キャッピングされたＳＯＦを含んでいてもよく、例えば、ＲＦＩＤタグの基板および／またはアンテナは、キャッピングされたＳＯＦを含んでいてもよい。
【０１１５】
従来の有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）構造の任意の成分（基板、アノード、正孔注入層、正孔移動層、電子移動層、カソード層を含む）は、ＳＯＦを含んでいてもよい（キャッピングされたＳＯＦであってもよい）。典型的な有機発光デバイスは、１つ以上のＳＯＦ（１つ以上がキャッピングされたＳＯＦであってもよい）と、構成要素として、通常は、正孔を注入するアノードとして作用する透明な第１の電極、１つ以上の電子発光性のＳＯＦ層を含み、通常は電子を注入するカソードとして作用する発光領域のうち、１つ以上の成分を含んでいてもよい。
【０１１６】
すべての比率は、他の意味であると示されていない限り、重量基準である。
【０１１７】
図９は、数種類のキャッピングされたＳＯＦの応力ひずみ曲線を示す。曲線の終点は、キャッピングされたＳＯＦの破断点である。キャッピングされたＳＯＦと、キャッピングされていないＳＯＦとで、破断点が異なることは明らかであり、キャッピングユニットの保持量と、キャッピングユニットの種類とを変えると、破断点が異なることも明らかである。
【０１１８】
キャッピングされたＳＯＦ膜の破断点は（対応するキャッピングされていないＳＯＦ組成物に対し）、約１％〜約８５％、または約５％から約２５％に弱まっている場合がある。
【０１１９】
キャッピングされたＳＯＦ膜の破断点は（対応するキャッピングされていないＳＯＦ組成物に対し）、約１％〜約４００％、約２０％〜約２００％、または約５０％〜約１００％まで高まっている場合がある。
【実施例】
【０１２０】
実施例１は、２個のビルディングブロック間をエーテル化によって接続する化学を促進するように成分を組み合わせた２型ＳＯＦの合成について記載している。酸触媒および加熱作用が存在する状態で、実施例１に記載した方法でＳＯＦを得る。
【０１２１】
（実施例１）
（作業Ａ）液体を含む反応混合物の調製。以下のものを混合した。ビルディングブロックであるベンゼン−１，４−ジメタノール［セグメント＝ｐ−キシリル；Ｆｇ＝ヒドロキシル（−ＯＨ）；（０．４７ｇ、３．４ｍｍｏｌ）］、第２のビルディングブロックであるＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミン［セグメント＝Ｎ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ−ｐ−トリルビフェニル−４，４’−ジアミン；Ｆｇ＝メトキシエーテル（−ＯＣＨ３）；（１．１２ｇ、１．７ｍｍｏｌ）］、１７．９ｇの１−メトキシ−２−プロパノール。混合物を振り混ぜ、均一溶液が得られるまで、６０℃まで加熱した。室温まで冷却したら、溶液を０．４５μｍ ＰＴＦＥ膜で濾過した。濾過した溶液に、酸触媒をｐ−トルエンスルホン酸の１０ｗｔ％１−メトキシ−２−プロパノール溶液０．３１ｇとして加え、液体を含む反応混合物を得た。
【０１２２】
（作業Ｂ）反応混合物を濡れた膜として堆積。８ｍｉｌのギャップを有するバードバーを取り付けた等速ドローダウン式コーティング機を用い、反応混合物を、金属化した（ＴｉＺｒ）ＭＹＬＡＲ（商標）基板の反射側に塗布した。
【０１２３】
（作業Ｃ）濡れた膜を乾燥ＳＯＦに変化させるのを促進すること。濡れた層を支えている金属化したＭＹＬＡＲ（商標）基板を、あらかじめ１３０℃まで加熱しておいた能動的に排気する乾燥機に移し、４０分間放置して加熱した。これらの作業によって、厚みが約３〜６μｍの範囲のＳＯＦを得て、これを基板から１個の自立型ＳＯＦとして剥離してもよい。ＳＯＦの色は緑色であった。このＳＯＦの一部分のフーリエ変換赤外スペクトルを図６に示している。
【０１２４】
実施例１で調製したＳＯＦが、ＳＯＦ内でパターン化された分子ビルディングブロックを用いて得られたセグメントを含むことを示すために、３種類のコントロール実験を行った。すなわち、実施例１の作業Ａに記載したのと同じ手順を用いるが、それぞれの３種類の配合物を以下のように変更し、３種類の液体反応混合物を調製した。
・（コントロール反応混合物１；実施例２）ビルディングブロックであるベンゼン−１，４−ジメタノールを含まなかった。
・（コントロール反応混合物２；実施例３）ビルディングブロックであるＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミンを含まなかった。
・（コントロール反応混合物３；実施例４）触媒であるｐ−トルエンスルホン酸を含まなかった。
【０１２５】
それぞれの３種類のコントロール反応混合物について、実施例１に概略を説明した作業ＢおよびＣを行った。しかし、すべての場合において、ＳＯＦは生成せず、単に、基板表面にビルディングブロックが析出した。これらの結果から、ビルディングブロックは、上に述べた処理条件ではビルディングブロック自体と反応することはできず、プロモーター（ｐ−トルエンスルホン酸）が存在しない状態では、ビルディングブロックが反応することもできないという結果が得られた。したがって、実施例１に記載した活性は、ビルディングブロック（ベンゼン−１，４−ジメタノールおよびＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラキス（４−（メトキシメチル）フェニル）ビフェニル−４，４’−ジアミン）が、互いに反応するように促進された場合にのみ反応することが可能な活性である。パターン化されたＳＯＦは、セグメントであるｐ−キシリルおよびＮ４，Ｎ４，Ｎ４’，Ｎ４’−テトラ−ｐ−トリルビフェニル−４，４’−ジアミンが互いに接続した場合にのみ生じる。フーリエ変換赤外スペクトルを、コントロール実験の生成物と比較すると、出発物質のＦｇが存在しない（特に、ベンゼン−１，４−ジメタノールに由来するヒドロキシルバンドが存在しない）ことが示され、さらに、上述のように処理されたセグメント間の接続性をさらに支持するものである。また、ＳＯＦのスペクトルにヒドロキシルバンドがまったく存在しないことは、非常に高い割合でパターン化されていることを示している。
【０１２６】
（実施例６）
以下の表１からわかるように、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン）およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンの特定のＳＯＦオーバーコート層組成物は、電荷をバイアスしたロール（ＢＣＲ）によって帯電する感光体の性質を向上させた。さらに、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン）およびＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンを用いると、正孔移動分子の保持量が９０％より大きなＳＯＦオーバーコート層を調製することができ、６マイクロメートルよりも大きな厚みのオーバーコート層で、優れた電気特性が得られた（低Ｖｒ）。この実験から、２個の分子ビルディングブロックの比率を変えることによって、耐摩耗性を調節することが可能なことが示された。
【０１２７】
【表２】
【０１２８】
この表は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンおよびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン）分子ビルディングブロックから調製されたＳＯＦ感光体オーバーコート層組成物が、ＢＣＲによる帯電系のための感光体オーバーコート層組成物として有望であることが示されていることを示している。このＳＯＦオーバーコート層設計物は、関連する架橋したポリマー設計物よりもすぐれた電気的性能を有している（Ｖｒ＝９０Ｖ 対 ２０９Ｖ）。さらに、このＳＯＦオーバーコート層設計物の摩耗速度は、感光体デバイスの電気的性能に悪影響を与えることなく、単にＨＴＭ比を変えることによって調整することができる（６４〜３４ｎｍ／ｋサイクル）。
【０１２９】
Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンおよびＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ターフェニル−４，４’−ジアミン（またはＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス−（３−ヒドロキシフェニル）−ビフェニル−４，４’−ジアミン）分子ビルディングブロックから調製したＳＯＦ感光体オーバーコート層（ＯＣＬ）組成物は、ＢＣＲによる帯電系のためのＯＣＬ候補物質として有望であることが示された。ＨＴＭ保持率が９０％を超えるＳＯＦ感光体層（ＣＴＬおよび／またはＯＣＬ）は、層が１０μｍより厚い場合に、優れた電気的特性を示した（低Ｖｒ、安定な周期）。
【０１３０】
（実施例１４）
（作業Ａ）以下のものを混合した。ビルディングブロックであるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン［セグメント＝Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（ｐ−トリル）ビフェニル−４，４’−ジアミン；Ｆｇ＝ヒドロキシ（−ＯＨ）；表２に列挙した量］、表２に示したようなキャッピングユニット、試験１０を除く（キャッピングユニットを含まず；添加剤はＳｉｌｃｌｅａｎ ３７００、触媒は、Ｎａｃｕｒｅ ＸＰ−３５７およびＤｏｗａｎｏｌであった。この混合物をローリングウェーブ式回転機で１０分間混合し、次いで、均一溶液が得られるまで、６５℃で６０分間加熱した。この混合物を回転機にいれておき、室温まで冷却した。溶液を１μｍ ＰＴＦＥ膜で濾過した。（作業Ｂ）反応混合物をアルミニウム基板に塗布した。（作業Ｃ）濡れた層を支えているアルミニウム基板を、あらかじめ１４０℃まで加熱しておいた能動的に排気する乾燥機に移し、４０分間放置して加熱した。これらの作業から、厚みが４〜１０μｍの範囲の膜を得た。
【０１３１】
【表３−１】
【０１３２】
【表３−２】
【０１３３】
【表３−３】
【０１３４】
上述の配合物はすべて、目で観察して、ピンホールを含まないＳＯＦを製造していた。ＳＯＦのＦＴ−ＩＲ分光法によって、膜で検出される−ＯＨバンドが、かなり大きく弱まっているか、または完全になくなっているため、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンビルディングブロックとキャッピングユニットとの接続が、首尾よく、かつ効率的に起こっていることが示された。
【０１３５】
キャッピングされたＳＯＦの熱安定性は、キャッピングユニットを含まないＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンＳＯＦの熱安定性に匹敵している。図８は、４００℃まで分解が起こらないことを示しており、これは、高度に結合した材料であることの指標である。
【０１３６】
膜の機械特性は、キャッピングユニットを導入することによって大きく影響を受けた。キャッピングされたＳＯＦ膜の機械特性を、上述のキャッピングされたＳＯＦ膜および他のキャッピングされたＳＯＦ膜の自立型の膜に関する応力ひずみデータを集めることによって評価した（図９）。一般的に、キャッピングユニットを含むＳＯＦ膜は、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンのみで構築された純粋なＳＯＦ膜と比較して、靱性が大きくなっており、応力ひずみ曲線が線形ではなくなっていた。上述の機械データから、キャッピングユニットをＳＯＦに導入することによって、微視的なレベルでの変化が起こり、膜の巨視的な特性に直接影響を及ぼしていることは明らかである。
【０１３７】
（実施例１５）
（作業Ａ）以下のものを混合した。ビルディングブロックであるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミン［セグメント＝Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ−（ｐ−トリル）ビフェニル−４，４’−ジアミン；Ｆｇ＝ヒドロキシ（−ＯＨ）；表３〜６に列挙した量］、キャッピングユニット、添加剤であるＳｉｌｃｌｅａｎ ３７００、触媒であるＮａｃｕｒｅ ＸＰ−３５７およびＤｏｗａｎｏｌ（表３〜６で指定したように）。この混合物をローリングウェーブ式回転機で１０分間混合し、次いで、均一溶液が得られるまで、６５℃で６０分間加熱した。この混合物を回転機にいれておき、室温まで冷却した。溶液を１μｍ ＰＴＦＥ膜で濾過した。（作業Ｂ）カップコーティング機（Ｔｓｕｋｉａｇｅコーティング）を用い、引っ張り速度４８５ｍｍ／分で、反応混合物を市販の３０ｍｍドラム感光体に塗布した。（作業Ｃ）濡れた層を支えている感光体ドラムを、あらかじめ１４０℃まで加熱しておいた能動的に排気する乾燥機にすばやく移し、４０分間放置して加熱した。これらの作業から、厚みが６〜７μｍの範囲の膜を得た。
【０１３８】
【表４】
【０１３９】
【表５】
【０１４０】
【表６】
【０１４１】
【表７】
【０１４２】
上述の配合物はすべて、目で観察して、ピンホールを含まないＳＯＦを製造していた。ＳＯＦのＦＴ−ＩＲ分光法によって、膜で検出される−ＯＨバンドが、かなり大きく弱まっているか、または完全になくなっているため、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス−［（４−ヒドロキシメチル）フェニル］−ビフェニル−４，４’−ジアミンビルディングブロックとキャッピングユニットとの接続が、首尾よく、かつ効率的に起こっていることが示された。図１０は、キャッピングされたＳＯＦオーバーコート層の光伝導性を示す光放電曲線（ＰＩＤＣ）である（電圧は７５ｍｓ（露光量 対 測定値））。このデバイスの電気特性は優れている（低Ｖｒ、サイクルアップなし）。それぞれ、図１０および図１１のＰＩＤＣおよび繰り返しデータを参照。
【０１４３】
キャッピングされたＳＯＦ ＯＣＬ（両方の種類のキャッピングユニット）のＢＣＲ摩耗データは、キャッピングユニットの保持量が増えると摩耗速度が大きくなることを示している（表７、以下）。感光体が、電荷をバイアスしたロール（ＢＣＲ）を用いて帯電する場合、従来の電荷移動層は、１００キロサイクルあたり、８〜１０μｍ以上のすばやく、ほぼ壊滅的な摩耗速度で摩耗を受ける。ＡＣでバイアスした帯電ロールを用い、感光表面を帯電することは、低速（例えば、４０ｐｐｍまでの速度）で、画像形成デバイス（例えば、複写機および印刷機）で画像を形成するために、当該技術分野で従来から行われている。しかし、ＡＣ流から発生したコロナをＢＣＲに適用すると、感光体の上部層で分解が起こる。分解した材料は、クリーニングブレードによって簡単に除去することができる。印刷サイクル中にこのようなプロセスを繰り返すと、感光体の上部層がすばやく摩耗する。
【０１４４】
摩耗速度は、感光体の寿命を制限する顕著な特性であり、静電写真式デバイスにおける感光体の交換は、非常に高価である。したがって、特に、ＡＣ ＢＣＲを用いて帯電する低速の複写機および印刷機に典型的に使用される小さい直径を有する有機感光体ドラムに関して寿命の長い感光体を得るために、感光体の摩耗度を制御することは非常に重要である。このような直径の小さなドラムでは、１００キロサイクルは、１０，０００回の印刷と言い換えられる。ＣＴＬの摩耗によって、デバイスの感度がかなり低下し、このことは、典型的に露光量を制御しない業務用複写機および印刷機では大きな問題である。それに加え、感光体の上部層がすばやく摩耗するには、トナーの転写品質および複写品質を良好に保つために、感光体表面に残る残骸を良好に洗浄することを必要とする。保持量の多い場合と少ない場合とで、摩耗度および摩耗の違いは小さく、このことは、キャッピングユニットの保持量をさらに増やすことによって摩耗速度が上げるのにかなりの自由度があることを示しており、これはまた、必要なＨＴＭの量（および費用）を下げるであろう。
【０１４５】
【表８】
【０１４６】
印刷試験は、なんら印刷の品質に問題がなく、オーバーコーティングされていないＰ／Ｒデバイスと本質的に同一であることを示している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規則的な構造の有機膜（ＳＯＦ）であって、複数のセグメントと、複数のリンカーとが共有結合による有機骨格（ＣＯＦ）として整列したものを含み、このＳＯＦの骨格が、リンカー基を介してＳＯＦの骨格に結合したキャッピングユニットを含む、ＳＯＦ。
【請求項２】
前記キャッピングユニットが、前記ＳＯＦの前記セグメントの少なくとも１％に結合している、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項３】
前記キャッピングユニットが、どのセグメントにも結合していない化学部分またはＦｇを含む、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項４】
前記キャッピングユニットが、前記ＳＯＦのある特性に偏った特性または固有の特性を高める、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項５】
前記ＳＯＦが、実質的にピンホールを含まない膜である、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項６】
前記ＳＯＦがコンポジットＳＯＦである、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項７】
前記ＳＯＦの破断点が、約８０％〜約２００％高まっている、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項８】
キャッピングされた規則的な構造の有機膜を調製するプロセスであって、
（ａ）
それぞれ１個のセグメントと多くのＦｇとを含む複数の分子ビルディングブロックと、
キャッピングユニット分子とを含む、
液体を含有する反応混合物を調製することと；
（ｂ）前記反応混合物を濡れた膜として堆積させることと；
（ｃ）前記濡れた膜の変化を促進し、ＳＯＦ内に結合したキャッピングユニットを含む、乾燥したＳＯＦを形成することとを含む、プロセス。
【請求項９】
前記キャッピングユニット分子が、前記濡れた膜の変化を促進して乾燥したＳＯＦを形成する間に、リンカーを介して前記キャッピングユニット分子を前記セグメントに接続する化学反応に関与するような１個の官能基を含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記キャッピングユニット分子が、前記濡れた膜の変化を促進して乾燥したＳＯＦを形成する間に、前記キャッピングユニット分子を前記セグメントに接続する化学反応に関与しない１個以上の化学部分またはＦｇを含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１】
規則的な構造の有機膜（ＳＯＦ）であって、複数のセグメントと、複数のリンカーとが共有結合による有機骨格（ＣＯＦ）として整列したものを含み、このＳＯＦの骨格が、リンカー基を介してＳＯＦの骨格に結合したキャッピングユニットを含む、ＳＯＦ。
【請求項２】
前記キャッピングユニットが、前記ＳＯＦの前記セグメントの少なくとも１％に結合している、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項３】
前記キャッピングユニットが、どのセグメントにも結合していない化学部分またはＦｇを含む、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項４】
前記キャッピングユニットが、前記ＳＯＦのある特性に偏った特性または固有の特性を高める、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項５】
前記ＳＯＦが、実質的にピンホールを含まない膜である、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項６】
前記ＳＯＦがコンポジットＳＯＦである、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項７】
前記ＳＯＦの破断点が、約８０％〜約２００％高まっている、請求項１に記載のＳＯＦ。
【請求項８】
キャッピングされた規則的な構造の有機膜を調製するプロセスであって、
（ａ）
それぞれ１個のセグメントと多くのＦｇとを含む複数の分子ビルディングブロックと、
キャッピングユニット分子とを含む、
液体を含有する反応混合物を調製することと；
（ｂ）前記反応混合物を濡れた膜として堆積させることと；
（ｃ）前記濡れた膜の変化を促進し、ＳＯＦ内に結合したキャッピングユニットを含む、乾燥したＳＯＦを形成することとを含む、プロセス。
【請求項９】
前記キャッピングユニット分子が、前記濡れた膜の変化を促進して乾燥したＳＯＦを形成する間に、リンカーを介して前記キャッピングユニット分子を前記セグメントに接続する化学反応に関与するような１個の官能基を含む、請求項８に記載のプロセス。
【請求項１０】
前記キャッピングユニット分子が、前記濡れた膜の変化を促進して乾燥したＳＯＦを形成する間に、前記キャッピングユニット分子を前記セグメントに接続する化学反応に関与しない１個以上の化学部分またはＦｇを含む、請求項８に記載のプロセス。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１２−３１４０６（Ｐ２０１２−３１４０６Ａ）
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３２１２（Ｐ２０１１−１５３２１２）
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月１６日（２０１２．２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１１日（２０１１．７．１１）
【出願人】（５９６１７０１７０）ゼロックス コーポレイション (1,961)
【氏名又は名称原語表記】ＸＥＲＯＸ ＣＯＲＰＯＲＡＴＩＯＮ
【Ｆターム（参考）】
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