(57)【要約】      （修正有）【課題】有機半導体や有機電界発光素子の材料として好適に用いることができる化合物の提供。【解決手段】複数の環が縮環した構造を有する化合物であって、該化合物は、例えば、式（９）で表される、中央の６員環を中心として左右に５員環が２つずつ縮環した化合物。2019019083.tif 000012【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の環が縮環した構造を有する化合物であって、該化合物は、
下記式（１）；
【化１】
2019019083.tif 000011
（式中、Ｒ１、Ｒ２は、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子を表す。Ｘ１〜Ｘ６は、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子を表し、複数の置換基が結合して環構造を形成していてもよい。Ｙ１〜Ｙ６は、同一又は異なって、置換基が結合していてもよい炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環における点線部分およびＸ４〜Ｘ６と２つの炭素原子で構成される５員環における点線部分は、点線部分で結ばれる３つの原子間の２つの結合のうち一方が二重結合であり、他方が単結合であることを表す。Ｒ１からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線と、Ｘ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線とは、これら２つの直線がＹ１〜Ｙ６のいずれかの隣り合う２つの原子に結合し、Ｙ１〜Ｙ６で構成される６員環とＸ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環との間に５員環が形成されることを表す。Ｒ２からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線と、Ｘ４〜Ｘ６と２つの炭素原子で構成される５員環からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線とは、これら２つの直線がＹ１〜Ｙ６のいずれかの隣り合う２つの原子に結合し、Ｙ１〜Ｙ６で構成される６員環とＸ４〜Ｘ６と２つの炭素原子で構成される５員環との間に５員環が形成されることを表す。）で表される構造を有することを特徴とする縮合多環式化合物。
【請求項２】
前記式（１）におけるＲ１、Ｒ２は、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい酸素原子、窒素原子又は、硫黄原子であることを特徴とする請求項１に記載の縮合多環式化合物。
【請求項３】
前記式（１）におけるＹ１〜Ｙ６のうち少なくとも１つは窒素原子であることを特徴とする請求項１又は２に記載の縮合多環式化合物。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の縮合多環式化合物を含むことを特徴とするｎ型半導体材料。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれかに記載の縮合多環式化合物を含むことを特徴とする有機電界発光素子材料。
【請求項６】
請求項４に記載のｎ型半導体材料を用いて形成されることを特徴とする有機トランジスタ。
【請求項７】
請求項４に記載のｎ型半導体材料を用いて形成されることを特徴とする有機太陽電池。
【請求項８】
請求項４に記載のｎ型半導体材料を用いて形成されることを特徴とする有機熱電素子。
【請求項９】
請求項５に記載の有機電界発光素子材料を用いて形成されることを特徴とする有機電界発光素子。
【請求項１０】
前記有機電界発光素子は、請求項５に記載の有機電界発光素子材料を発光材料として用いて形成されることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
【請求項１１】
前記有機電界発光素子は、請求項５に記載の有機電界発光素子材料を発光層のホスト材料として用いて形成されることを特徴とする請求項１０に記載の有機電界発光素子。
【請求項１２】
前記有機電界発光素子は、請求項５に記載の有機電界発光素子材料を電子注入材料として用いて形成されることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
【請求項１３】
前記有機電界発光素子は、請求項５に記載の有機電界発光素子材料を電子輸送層材料として用いて形成されることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
【請求項１４】
前記有機電界発光素子は、請求項５に記載の有機電界発光素子材料をホールブロック材料として用いて形成されることを特徴とする請求項９に記載の有機電界発光素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、縮合多環式化合物に関する。より詳しくは、ｎ型半導体や有機電界発光素子の原料として好適に用いることができる縮合多環式化合物に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、従来の電機製品にとどまらず、自動車等の輸送機械をはじめとする様々な製品に電子制御が導入されており、このような電子制御に用いられる半導体等の電子部品に求められる性能もますます高いものとなってきている。このような電子部品には、シリコンやゲルマニウム等の遷移金属等を材料とする無機半導体のような無機材料の他、有機材料も用いられており、電子部品の材料として使用できる電気的特性を有する有機化合物について、研究が行われている。
有機半導体の分野では、ｐ型有機半導体についてはポリ（３−ヘキシルチオフェン）（Ｐ３ＨＴ）をはじめとする多くの材料が提案され開発が進んでいる。一方、フラーレン誘導体に代表されるｎ型有機半導体は、種々の理由で開発が遅れているため、早急な開発が望まれている。また、近年注目を集める有機電界発光素子の分野でも材料の開発が望まれている。これらの材料として用いるためには、ＬＵＭＯのエネルギー準位が低いこと、バンドギャップが広いこと、電荷移動度が高いこと、三重項エネルギーが高いことなどが要求され、それらを解決するために盛んに研究、開発が行われており、そのような化合物の１つとして、複数の環が縮合した構造を有する縮合多環式化合物があり、縮合多環式化合物を有機電界発光素子の材料として用いることが開示されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】韓国特許第１０−１４７２２９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のように、有機半導体材料や有機電界発光素子の材料として用いられる化合物について検討されているが、これらの材料として使用できる特性を有する化合物をより多く開発すれば材料選択の幅を広げることができ、新たな有機半導体材料や有機電界発光素子の開発に資することができる。
【０００５】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、有機半導体や有機電界発光素子の材料として好適に用いることができる化合物を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、有機半導体や有機電界発光素子の材料として好適に用いることができる化合物について種々検討したところ、中央の６員環を中心として左右に５員環が２つずつ縮環した構造を有する化合物を開発し、この化合物が有機半導体や有機電界発光素子の材料として好適に用いることができることを見出し、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。
【０００７】
すなわち本発明は、複数の環が縮環した構造を有する化合物であって、上記化合物は、下記式（１）；
【０００８】
【化１】
2019019083.tif 000002
【０００９】
（式中、Ｒ１、Ｒ２は、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子を表す。Ｘ１〜Ｘ６は、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子を表し、複数の置換基が結合して環構造を形成していてもよい。Ｙ１〜Ｙ６は、同一又は異なって、置換基が結合していてもよい炭素原子又は窒素原子を表す。Ｘ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環における点線部分およびＸ４〜Ｘ６と２つの炭素原子で構成される５員環における点線部分は、点線部分で結ばれる３つの原子間の２つの結合のうち一方が二重結合であり、他方が単結合であることを表す。Ｒ１からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線と、Ｘ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線とは、これら２つの直線がＹ１〜Ｙ６のいずれかの隣り合う２つの原子に結合し、Ｙ１〜Ｙ６で構成される６員環とＸ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環との間に５員環が形成されることを表す。Ｒ２からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線と、Ｘ４〜Ｘ６と２つの炭素原子で構成される５員環からＹ１〜Ｙ６で構成される６員環への直線とは、これら２つの直線がＹ１〜Ｙ６のいずれかの隣り合う２つの原子に結合し、Ｙ１〜Ｙ６で構成される６員環とＸ４〜Ｘ６と２つの炭素原子で構成される５員環との間に５員環が形成されることを表す。）で表される構造を有することを特徴とする縮合多環式化合物である。
以下に本発明を詳述する。
なお、以下において記載する本発明の個々の好ましい形態を２つ以上組み合わせたものもまた、本発明の好ましい形態である。
【００１０】
本発明の縮合多環式化合物は、上記式（１）で表されるように、Ｙ１〜Ｙ６で形成される６員環とＸ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環との間に、Ｙ１〜Ｙ６のうちのいずれかの隣り合う２つの原子と、Ｒ１と、Ｘ１〜Ｘ３とともに５員環を形成する２つの炭素原子とで５員環が構成され、同様に、Ｙ１〜Ｙ６で形成される６員環とＸ４〜Ｘ６と２つの炭素原子で構成される５員環との間に、Ｙ１〜Ｙ６のうちのいずれかの隣り合う２つの原子と、Ｒ２と、Ｘ４〜Ｘ６とともに５員環を形成する２つの炭素原子とで５員環が構成されている。これにより、本発明の縮合多環式化合物は、５つの環構造が縮環した構造を有するものとなっている。なお、Ｙ１〜Ｙ６のうち、Ｒ１を含む５員環の一部を構成している２つの原子は、Ｒ２を含む５員環の一部を構成している２つの原子とは別の原子である。
【００１１】
上記式（１）におけるＲ１、Ｒ２は、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子を表す。上記式（１）におけるＲ１、Ｒ２としては、これらの原子の中でも、酸素原子、窒素原子又は硫黄原子のいずれかが好ましい。すなわち、上記式（１）におけるＲ１、Ｒ２が、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい酸素原子、窒素原子又は硫黄原子であることは本発明の好適な実施形態の１つである。Ｒ１、Ｒ２は、より好ましくは、酸素原子又は硫黄原子である。
【００１２】
上記式（１）におけるＲ１、Ｒ２で表される原子には置換基又は他の原子が結合していてもよいが、これらの原子に置換基又は他の原子が結合している場合、Ｒ１、Ｒ２のいずれか一方のみに置換基又は他の原子が結合していてもよく、両方に置換基又は他の原子が結合していてもよい。また、Ｒ１、Ｒ２のそれぞれについて、置換基や他の原子が１つ結合していてもよく、２つ以上結合していてもよい。
なお、本発明において「置換基」とは２つ以上の原子で構成される原子団を意味し、この点で「他の原子」と区別される。
【００１３】
上記Ｒ１、Ｒ２における置換基としては、塩化メチル基、臭化メチル基、ヨウ化メチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基等の炭素数１〜２０のハロアルキル基；メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基等の炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基；シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基等の炭素数３〜２０の環状アルキル基；メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、ヘプチルオキシ基、オクチルオキシ基等の炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基；ヒドロキシル基；チオール基；エポキシ基；ニトロ基；アゾ基；アリル基；シアノ基；アミノ基；メチルアミノ基、エチルアミノ基、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基等の炭素数１〜２０のアルキル基を有するモノ又はジアルキルアミノ基；ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基などのアミノ基；アセチル基、プロピオニル基、ブチリル基等のアシル基；ビニル基、１−プロペニル基、アリル基、ブテニル基、スチリル基等の炭素数２〜２０のアルケニル基；エチニル基、１−プロピニル基、プロパルギル基、フェニルアセチニル等の炭素数２〜２０のアルキニル基；ビニルオキシ基、アリルオキシ基等の炭素数２〜２０のアルケニルオキシ基；エチニルオキシ基、フェニルアセチルオキシ基等の炭素数２〜２０のアルキニルオキシ基；フェノキシ基、ナフトキシ基、ビフェニルオキシ基、ピレニルオキシ基等の炭素数６〜２０のアリールオキシ基；トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ペンタフルオロエトキシ基等の炭素数１〜２０のパーフルオロ基及び更に長鎖のパーフルオロ基；ジフェニルボリル基、ジメシチルボリル基、ビス（パーフルオロフェニル）ボリル基、ジボロン酸エステル基等の炭素数１〜２０のボリル基；アセチル基、ベンゾイル基等の炭素数１〜２０のカルボニル基；アセトキシ基、ベンゾイルオキシ基等の炭素数１〜２０のカルボニルオキシ基；メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、フェノキシカルボニル基等の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基；メチルスルフィニル基、フェニルスルフィニル基等の炭素数１〜２０のスルフィニル基；トリメチルシリル基、トリイソプロピルシリル基、ジメチル−ｔｅｒｔ−ブチルシリル基、トリメトキシシリル基、トリフェニルシリル基等の炭素数１〜２０のシリル基；ハロゲン原子やアルキル基、アルコキシ基、ハロゲン化アルキル基等で置換されていてもよいフェニル基、２，６−キシリル基、メシチル基、デュリル基、ビフェニル基、ターフェニル基、ナフチル基、アントリル基、ピレニル基、トルイル基、アニシル基、フルオロフェニル基、ジフェニルアミノフェニル基、ジメチルアミノフェニル基、ジエチルアミノフェニル基、フェナンスレニル基等の炭素数６〜３０のアリール基；炭素数１２〜３０のオリゴアリール基；チエニル基、フリル基、シラシクロペンタジエニル基、オキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアゾリル基、チアジアゾリル基、アクリジニル基、キノリル基、キノキサロイル基、フェナンスロリル基、ベンゾチエニル基、ベンゾチアゾリル基、インドリル基、カルバゾリル基、ピリジル基、ピロリル基、ベンゾオキサゾリル基、ピリミジル基、イミダゾリル基等の炭素数１〜３０のヘテロ環基；炭素数２〜３０のオリゴヘテロ環基；カルボキシル基；炭素数２〜２０のカルボン酸エステル；エポキシ基；イソシアノ基；シアネート基；イソシアネート基；チオシアネート基；イソチオシアネート基；カルバモイル基；Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバモイル基等の炭素数２〜２０のＮ，Ｎ−ジアルキルカルバモイル基；ホルミル基；ニトロソ基；ホルミルオキシ基；スタニル基；ホスフィノ基；シリルオキシ基；炭素数６〜２０のアリールスルホニルオキシ基；炭素数１〜２０のアルキルスルホニルオキシ基；炭素数１〜２０のアルキルチオ基；炭素数６〜２０のアリールチオ基；炭素数７〜２０のアリールアルキル基；炭素数８〜２０のアリールアルケニル基；炭素数８〜２０のアリールアルキニル基；炭素数７〜２０のアリールアルコキシ基；炭素数７〜２０のアリールアルキルチオ基；炭素数１〜２０の１価の複素環基；ハロゲン原子、ハロアルキル基又は該反応性基で置換された炭素数１〜２０の１価の複素環基；炭素数２〜２０の１価のオリゴ複素環基；ハロゲン原子、ハロアルキル基又は該反応性基で置換された炭素数２〜２０の１価のオリゴ複素環基等が挙げられる。これらの中でも、ハロアルキル基、炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基、炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基などのアミノ基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数１２〜３０のオリゴアリール基、炭素数１〜３０のヘテロ環基；炭素数２〜３０のオリゴヘテロ環基が好ましい。より好ましくは、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基などのアミノ基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数１２〜３０のオリゴアリール基、炭素数１〜３０のヘテロ環基；炭素数２〜３０のオリゴヘテロ環基である。
【００１４】
上記Ｒ１、Ｒ２における他の原子としては、炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子等が挙げられる。
【００１５】
上記式（１）におけるＸ１〜Ｘ６は、同一又は異なって、置換基又は他の原子が結合していてもよい炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子を表す。Ｘ１〜Ｘ６の原子に置換基又は他の原子が結合している場合、Ｘ１〜Ｘ６のうちのどの原子に置換基又は他の原子が結合していてもよく、いくつの原子に置換基又は他の原子が結合していてもよい。また、Ｘ１〜Ｘ６のそれぞれについて、置換基や他の原子が１つ結合していてもよく、２つ以上結合していてもよい。また置換基が複数ある場合には複数の置換基が結合して環構造を形成していてもよい。
【００１６】
上記式（１）におけるＸ１〜Ｘ６としては、炭素原子、酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子のいずれかが好ましく、より好ましくは、硫黄原子又は炭素原子である。
また、Ｘ１〜Ｘ３の全てが同じ原子であってもよく、２つが同じ原子であってもよく、３つがいずれも異なる原子であってもよいが、全てが同じ原子であるか、２つが同じ原子であることが好ましい。より好ましくは、全てが炭素原子であるか、Ｘ１〜Ｘ３のうち２つが炭素原子であり、残り１つが酸素原子、硫黄原子、窒素原子、ケイ素原子又はリン原子のいずれかであることである。Ｘ４〜Ｘ６についても同様である。
Ｘ１〜Ｘ３のうち、２つが同じ原子である場合、Ｘ１とＸ２が同じ原子であり、Ｘ３がＸ１、Ｘ２とは異なる原子であるか、Ｘ２とＸ３が同じ原子であり、Ｘ１がＸ２、Ｘ３とは異なる原子であることが好ましい。
Ｘ４〜Ｘ６のうち、２つが同じ原子である場合、Ｘ５とＸ６が同じ原子であり、Ｘ４がＸ５、Ｘ６とは異なる原子であるか、Ｘ４とＸ５が同じ原子であり、Ｘ６がＸ４、Ｘ５とは異なる原子であることが好ましい。
Ｘ１〜Ｘ６の原子に置換基又は他の原子が結合している場合、置換基や他の原子は、いずれの原子に結合していてもよいが、炭素原子、硫黄原子、リン原子のいずれかに結合していることが好ましい。
【００１７】
上記Ｘ１〜Ｘ６における置換基としては、上記Ｒ１、Ｒ２における置換基と同様の基が挙げられる。それらの中でも、Ｘ１〜Ｘ６における置換基としては、炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基、炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状アルコキシ基、ジフェニルアミノ基、カルバゾリル基などのアミノ基、炭素数６〜３０のアリール基、炭素数１２〜３０のオリゴアリール基、炭素数１〜３０のヘテロ環基；炭素数２〜３０のオリゴヘテロ環基のいずれかが好ましい。炭素数１〜２０の直鎖状又は分岐鎖状アルキル基を置換基として有すると式（１）の縮合多環式化合物が溶媒への溶解性に優れたものとなり、式（１）の化合物を溶媒に溶解させて塗布により式（１）の化合物を成膜することが容易になる。また、アリール基を置換基として有するものとすることで、式（１）の縮合多環式化合物のＨＯＭＯ，ＬＵＭＯの準位の調整ができる。
上記Ｘ１〜Ｘ６における他の原子としては、上記Ｒ１、Ｒ２における他の原子と同様のものが挙げられる。
【００１８】
上記式（１）におけるＹ１〜Ｙ６は、同一又は異なって、置換基が結合していてもよい炭素原子又は窒素原子を表す。Ｙ１〜Ｙ６のうち、炭素原子の数や窒素原子の数は特に制限されないが、Ｒ１を含む５員環の一部を構成する２つの原子及びＲ２を含む５員環の一部を構成する２つの原子はいずれも炭素原子であることが好ましい。したがって、炭素原子の数は、４〜６のいずれかであることが好ましい。より好ましくは、４又は５であることである。すなわち、上記式（１）におけるＹ１〜Ｙ６のうち少なくとも１つが窒素原子であることは、本発明の好適な実施形態の１つである。
上記式（１）におけるＹ１〜Ｙ６の原子に置換基が結合している場合、Ｙ１〜Ｙ６のうちのどの原子に置換基又は他の原子が結合していてもよく、いくつの原子に置換基又は他の原子が結合していてもよい。また、Ｙ１〜Ｙ６のそれぞれについて、置換基や他の原子が１つ結合していてもよく、２つ以上結合していてもよい。また置換基が複数ある場合には複数の置換基が結合して環構造を形成していてもよい。
置換基としては、上記Ｒ１、Ｒ２における置換基と同様のものが挙げられ、それらの１種を有していてもよく、２種以上を有していてもよい。
それらの中でも、置換基としては、アリール基、シアノ基が好ましい。アリール基、シアノ基等の電子求引性基を有することで、式（１）の化合物のＬＵＭＯのエネルギー準位を下げることができる。
【００１９】
上記式（１）におけるＸ１〜Ｘ３と２つの炭素原子で構成される５員環における点線部分は、点線部分で結ばれるＸ１〜Ｘ３の３つの原子間の２つの結合、すなわち、Ｘ１−Ｘ２間の結合、Ｘ２−Ｘ３間の結合のうち一方が二重結合であり、他方が単結合であることを表す。Ｘ４〜Ｘ６間の点線部分についても同様であり、Ｘ４−Ｘ５間の結合、Ｘ５−Ｘ６間の結合のうち一方が二重結合であり、他方が単結合であることを表す。
これらはいずれも、３つの原子間の２つの結合のうち、いずれが二重結合であってもよい。
【００２０】
上記式（１）で表される化合物の具体例としては、例えば、以下の（２−１）〜（２−２１）の化合物等が挙げられる。
【００２１】
【化２−１】
2019019083.tif 000003
【化２−２】
2019019083.tif 000004
【００２２】
上記式（１）で表される化合物の製造方法は特に制限されない。例えば、下記（４）の反応式のように、下記式（３）で表される化合物から環化反応により製造することができるが、その他の工程を任意で含んで構わない。下記式（３）で表される化合物は、実施例での製造方法等を参考に製造することができる。また、官能基化された該縮合多環式化合物に対してクロスカップリング工程等で任意に置換基を導入することができる。
【００２３】
【化３】
2019019083.tif 000005
【００２４】
上記式（３）において、Ｒ１Ｍ１とＺ１とは、反応してＲ１を介した結合が形成されることになる基の組み合わせであれば特に制限されないが、例えば、Ｒ１Ｍ１がアルコキシ基であり、Ｚ１がアミノ基である組み合わせ、Ｒ１Ｍ１がアミノ基であり、Ｚ１がアルコシ基である組み合わせ、Ｒ１Ｍ１がヒドロキシル基  、Ｚ１がアミノ基である組み合わせ、Ｒ１Ｍ１がアミノ基であり、Ｚ１がヒドロキシル基である等の組み合わせが挙げられる。Ｒ２Ｍ２とＺ２との組み合わせも同様である。なお、Ｒ１Ｍ１とＺ１との組み合わせと、Ｒ２Ｍ２とＺ２との組み合わせとは同一であってもよく、異なっていてもよい。
【００２５】
上記式（４）の反応は、ジアゾ化試薬を用いて行うのが良い。ジアゾ化試薬としては、亜硝酸エステルや亜硝酸塩を用いることができ、例えば、亜硝酸ｔ−ブチル、亜硝酸ｎ−ブチル、亜硝酸ナトリウム、亜硝酸カリウム等を用いることができる。また、ジアゾ化剤の好ましい使用量としては、式（３）の化合物に対して０．５等量〜８．０等量である。
【００２６】
上記式（４）の反応は、溶媒を用いて行ってもよい。溶媒としては、酢酸、プロピオン酸、ピバル酸、塩化ベンゼン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、テトラヒドフラン、ジエチルエーテル、ジオキサン等の１種又は２種以上を用いることができる。上記式（４）の反応は、−１００℃〜１００℃で行うことが好ましい。
【００２７】
上述したとおり、本発明の縮合多環式化合物は、ＬＵＭＯのエネルギー準位が低く、ｎ型有機半導体の材料として好適に用いることができる。このような、本発明の縮合多環式化合物を含むことを特徴とするｎ型半導体材料（ｎ型半導体用材料）もまた、本発明の１つであり、そのようなｎ型半導体材料を用いて形成される有機トランジスタ、有機太陽電池、有機熱電素子もまた、本発明の１つである。
【００２８】
また上述したとおり、本発明の縮合多環式化合物は、ＬＵＭＯのエネルギー準位が低いことから、有機電界発光素子の材料としても好適に用いることができる。
このような、本発明の縮合多環式化合物を含むことを特徴とする有機電界発光素子材料もまた、本発明の１つであり、そのような有機電界発光素子材料を用いて形成される有機電界発光素子もまた、本発明の１つである。
【００２９】
上記式（１）で表される化合物は、発光量子収率が大きく、有機電界発光素子の発光材料として好適に使用することができる。また一般的には、多数の環が縮環した構造を有する化合物はＨＯＭＯ−ＬＵＭＯのバンドギャップが小さくなるが、上記式（１）で表される化合物は、多数の環が縮環した構造を有しながらＨＯＭＯ−ＬＵＭＯのバンドギャップが大きい化合物であることを特徴としている。このような化合物を発光層のホスト材料として用いると、種々のゲスト材料を使用することが可能となり、ゲスト材料の選択の幅を広くすることできる。
したがって、本発明の有機電界発光素子が、本発明の有機電界発光素子材料を発光材料として用いて形成されるものであることは、本発明の好適な実施形態の１つであり、更に本発明の有機電界発光素子が、本発明の有機電界発光素子材料を発光層のホスト材料として用いて形成されるものであることもまた、本発明の好適な実施形態の１つである。
また、本発明の有機電界発光素子材料は、電子注入材料、電子輸送層材料、ホールブロック材料としても使用することができ、本発明の有機電界発光素子が、本発明の有機電界発光素子材料をこれらのいずれかの材料として用いて形成されるものであることもまた、本発明の好適な実施形態の１つである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の縮合多環式化合物は上述の構成よりなり、ＬＵＭＯのエネルギー準位が低く、ｎ型有機半導体や有機電界発光素子の材料として好適に用いることができる。特に本発明の縮合多環式化合物は発光量子収率が大きく、ＨＯＭＯ−ＬＵＭＯのバンドギャップが大きいことから、有機電界発光素子の発光層のホスト材料として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例の式（８）の縮合多環式化合物の構造を表した図である。
【図２】実施例の式（８）の縮合多環式化合物のＨＯＭＯ軌道の分布を表した図である。
【図３】実施例の式（８）の縮合多環式化合物のＬＵＭＯ軌道の分布を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下に実施例を掲げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」は「重量部」を、「％」は「質量％」を意味するものとする。
【００３３】
１Ｈ−ＮＭＲは以下のようにして測定した。
＜１Ｈ−ＮＭＲ＞
測定する化合物を、重水素化クロロホルムの溶液とし、高分解能核磁気共鳴装置（製品名「Ｇｅｍｉｎｉ  ２０００」；３００ＭＨｚ、Ｖａｒｉａｎ，Ｉｎｃ．社製）を用いて測定した。１Ｈ−ＮＭＲにおける化学シフトは、テトラメチルシランから低磁場側における１００万分の１（ｐｐｍ；δスケール）として記録し、テトラメチルシランの水素核（δ０．００）を参照とした。
【００３４】
合成例１
３つ口フラスコに下記式（５）の３−メトキシチオフェン（５．７ｇ，５０ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ２５０ｍｌを加え窒素置換し、−７８℃に冷却した。そこへ１．６Ｍノルマルブチルリチウムヘキサン溶液を滴下し、滴下終了後、−７８℃で一時間撹拌した。そこへイソプロポキシボロン酸ピナコール（１６．２ｍｌ，８０ｍｍｏｌ）を加え、徐々に室温へ戻し終夜撹拌した。水を加えた後、酢酸エチルで抽出した。有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させた後、濾過し溶媒を留去した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーによって精製することで（移動相：酢酸エチル／ヘキサン）、下記式（６）のチオフェン誘導体を目的物として得た。物性値は以下のとおりである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ１．３４（ｓ、１２Ｈ）、３．９１（ｓ、３Ｈ）６．８９（ｄ，１Ｈ）、７．４８（ｄ，１Ｈ）
【００３５】
【化４】
2019019083.tif 000006
【００３６】
合成例２
２００ｍｌ２ツ口反応容器に下記式（７）の２，６−ジアミノ−３，５−ジヨードピリジン（１．３ｇ，  ３．７ｍｍｏｌ）、下記式（６）のチオフェン誘導体（１．９ｇ，７．７ｍｍｏｌ）、炭酸カリウム（３．０ｇ，２２ｍｍｏｌ）、テトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．２５ｇ，０．２２ｍｍｏｌ）、ＴＨＦ３３ｍｌ、水５ｍｌを加え窒素置換した。これを７０℃に加熱撹拌し、終夜撹拌した。室温まで冷却した後に水を加えた。クロロホルムで抽出した後に、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥し、濾過した後に溶媒留去した。得られた粗生成物をシリカゲルクロマトグラフィーによって精製することで（移動相：酢酸エチル／ヘキサン）、下記式（８）の目的物を得た。物性値は以下のとおりである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ３．８６（ｓ，６Ｈ）、４．７７（ｓ，４Ｈ）、６．８９（ｄ,２Ｈ）、７．１９（ｄ，２Ｈ）、７．３５（ｓ，１Ｈ）
【００３７】
【化５】
2019019083.tif 000007
【００３８】
実施例１
シュレンク管に反応基質として合成例２で得られた式（８）の化合物（２２０ｍｇ，０．７ｍｍｏｌ）、酢酸３ｍｌ、ＴＨＦ１．５ｍｌを加え窒素置換し、０℃に冷却した。そこへ亜硝酸ｔ−ブチル（０．５０ｍｌ，４．０ｍｍｏｌ）を滴下した。  徐々に室温まで冷却した後に終夜撹拌した。水に入れてクエンチし、固体を濾過し、水、ヘキサン、メタノールで洗浄した。得られた租生成物をシリカゲルクロマトグラフィーによって精製することで（移動相：クロロホルム／ヘキサン）、目的物である下記式（９）の縮合多環式化合物を得た。物性値は以下のとおりである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ７．２８（ｄ，２Ｈ）、７．４６（ｄ，２Ｈ）、８．３２（ｓ，１Ｈ）
【００３９】
【化６】
2019019083.tif 000008
【００４０】
実施例２
シュレンク管に反応基質として式（９）の縮合多環式化合物（１６ｍｇ，０．１０ｍｍｏｌ）、酢酸１．０ｍｌ、クロロホルム３．０ｍｌを加え窒素置換した。ここへＮＢＳ（３７ｍｇ，０．２１）を投入した後に、室温で終夜撹拌した。水でクエンチした後にクロロホルムで抽出し、有機層を硫酸マグネシウムで乾燥させ、濾過した後に溶媒を留去した。得られた固体を、メタノール、ヘキサンで乾燥した後に真空乾燥し、目的物である下記式（１０）の縮合多環式化合物を得た。物性値は以下のとおりである。
１Ｈ−ＮＭＲ（ＣＤＣｌ３）：δ７．３３（ｓ，２Ｈ）、８．２２（ｓ，１Ｈ）
得られた式（１０）の化合物に対して、一般的な有機合成手法を用いることで種々の置換基を導入することが出来る。
【００４１】
【化７】
2019019083.tif 000009
【００４２】
特性評価
実施例１で製造した式（９）の縮合多環式化合物について、基底関数Ｇａｕｓｓｉａｎ０９  Ｂ３ＬＹＰ／６−３１１＋Ｇ（２ｄ，ｐ）を用いてＤＦＴ計算を行った。結果を表１に示し、ＨＯＭＯ，ＬＵＭＯ軌道の分布を図２、３に示す。また、以下のようにして発光量子収率を求めた。結果を表１に示した。この結果から、実施例１で製造した縮合多環式化合物はＬＵＭＯのエネルギー準位が低く、ＨＯＭＯ，ＬＵＭＯのバンドギャップが大きい化合物であること、及び、発光量子収率が大きく、有機電界発光素子の発光層の材料として好適であることが確認された。
＜発光量子収率＞
得られた式（９）の化合物についてクロロホルム溶液を調製し、分光蛍光光度計（製品名「ＦＰ−８５００」、ＪＡＳＣＯ，日本分光社製）を用いて内部量子収率を測定した。
【表１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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