ヘテロ環縮合シロール類の設計、合成と発光素子材料への応用

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ビチオフェンのβ,β'-位をケイ素架橋した構造を持つジチエノシロール(DTS)および関連する環系を持つ各種誘導体の分子設計、合成、特性評価を行なった。DTS環系はケイ素σ軌道とジエンπ軌道のσ^*-π^*相互作用に由来する低いLUMOと高い電子受容性を持ち、電界発光(EL)素子の電子輸送材料として優れていた。特に、ビス(トリメチルシリルピリジル)置換DTSが最も良い結果を示し、ITO//TPD/Alq/DTS//Mg-Agなる3層構造のEL素子で14,900cd/m^2の高輝度発光を観測した。トリシアノエテニル置換DTSは電子輸送性を示さなかったが、その蒸着膜をエタノール蒸気に晒すと膜が赤から紫に変化するという可逆的なベーパークロミズムを示した。ビス(メチルチオ)置換DTS、ジチエノチアシリン(DTT)誘導体、およびそれらのスピロ縮環化合物も合成した。それらは比較的高いHOMOを有していたので、ITO//Polymer/Alq//Mg-Agなる2層型素子のホール輸送材料として評価した。ジチエニル置換DTTを用いた素子では8Vの低電圧でも4,200cd/m^2の高輝度発光が観測され、代表的なホール輸送材料であるTPDを用いた素子より良好な結果であった。また、主鎖にDTS環系を含むポリマーも合成した。それらは相当するポリチオフェンよりも長波長にUV吸収を示し、ホール輸送材料として機能した。単層型素子でもわずかだが赤色発光する他、ITO//Polymer/Alq//Mg-Agの2層系素子ではポリマー構造の違いにより緑、赤、黄緑のいずれかで発光した。また、新しいタイプの環状ケイ素化合物合成法としてPd触媒存在下でのアラインの環状ジシランへの挿入反応を検討した。反応はスムースに進行し好収率で目的の新規含ケイ素環状化合物が得られた。これはアライン三重結合のSi-Si結合への挿入の初めての例である。