(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記化学式１で表されるベンズイミダゾール化合物：【化１】
0005694939.tif 000041
前記化学式１において、  Ａは、ＣＨまたはＮであり、  Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、下記化学式２４、３２および３３で表される基からなる群より選択され、
【化２】
0005694939.tif 000042
【化３】
0005694939.tif 000043
【化４】
0005694939.tif 000044
前記化学式２４、３２および３３において、 前記Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ６８〜Ｒ７４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、置換または非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数３〜４０のシリルオキシ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアシル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアシルオキシ基、置換または非置換の炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数７〜２０のアリールオキシカルボニルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルファモイルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルホニル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキルチオール基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のヘテロシクロチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のウレイド基、置換または非置換の炭素数１〜２０の燐酸アミド基、および置換または非置換の炭素数３〜４０のシリル基からなる群より選択され、  前記ｎ４４、およびｎ６８〜ｎ７３は、それぞれ独立して、０〜４の整数であり、  前記ｎ４５は、それぞれ独立して、０〜３の整数であり、  ｘおよびｙは、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、０〜５の間の整数であり、ただし、２≦ｘ＋ｙ≦５であり、  ｎは、０であり、  Ｒ’は、置換または非置換の炭素数１〜５０のアルキルおよび置換または非置換の炭素数６〜５０のアリールからなる群より選択され、ならびに、  ｍは、１または２である。
【請求項２】
前記化学式１において、Ｒ’は、置換または非置換の炭素数６〜５０のアリール基である、請求項１に記載のベンズイミダゾール化合物。
【請求項３】
前記ベンズイミダゾール化合物は、下記化学式２で表されるものである、請求項１に記載のベンズイミダゾール化合物：【化５】
0005694939.tif 000045
前記化学式２において、  Ａは、ＣＨまたはＮであり、  Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、下記化学式２４、３２および３３で表される基からなる群より選択され、
【化６】
0005694939.tif 000046
【化７】
0005694939.tif 000047
【化８】
0005694939.tif 000048
前記化学式２４、３２および３３において、 前記Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ６８〜Ｒ７４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、置換または非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数３〜４０のシリルオキシ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアシル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアシルオキシ基、置換または非置換の炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数７〜２０のアリールオキシカルボニルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルファモイルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルホニル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキルチオール基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のヘテロシクロチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のウレイド基、置換または非置換の炭素数１〜２０の燐酸アミド基、および置換または非置換の炭素数３〜４０のシリル基からなる群より選択され、  前記ｎ４４、およびｎ６８〜ｎ７３は、それぞれ独立して、０〜４の整数であり、  前記ｎ４５は、それぞれ独立して、０〜３の整数であり、  ｘおよびｙは、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、０〜５の間の整数であり、ただし、２≦ｘ＋ｙ≦５であり、  ｎは、０であり、  Ｒ１〜Ｒ５は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、置換または非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数３〜４０のシリルオキシ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアシル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアシルオキシ基、置換または非置換の炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数７〜２０のアリールオキシカルボニルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルファモイルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルホニル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキルチオール基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のヘテロシクロチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のウレイド基、置換または非置換の炭素数１〜２０の燐酸アミド基、および置換または非置換の炭素数３〜４０のシリル基からなる���より選択され、ならびに、  ｍは、１または２である。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のベンズイミダゾール化合物は、有機光電素子用電荷輸送材料または有機光電素子用ホスト材料として適用される、ベンズイミダゾール化合物。
【請求項５】
アノード、カソード、および前記アノードと前記カソードとの間に位置する少なくとも一層の有機薄膜層を含む、有機光電素子であって、  前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のベンズイミダゾール化合物を含む、有機光電素子。
【請求項６】
前記有機薄膜層は、発光層である、請求項５に記載の有機光電素子。
【請求項７】
前記有機薄膜層は、電子注入層（EIL）、電子輸送層（ETL）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択される、請求項５に記載の有機光電素子。
【請求項８】
請求項５に記載の有機光電素子を含む、表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ベンズイミダゾール化合物およびこれを含む有機光電素子に関し、より詳しくは、有機溶媒に対する溶解度が高く、赤色〜青色領域の広い波長範囲を有する蛍光および燐光を発生させることができるため、有機光電素子において有機発光層のホスト材料、電子伝達材料、正孔遮断材料として、有用に適用可能な新規なベンズイミダゾール化合物およびこれを含む有機光電素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機光電素子（organic photoelectric device）は次世代ディスプレイデバイスとして注目されている。前記有機光電素子は低い電圧で駆動が可能であり、薄型化、広視野角、速い応答速度など、ＴＦＴ−ＬＣＤ（Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display）で問題として指摘されている欠点を解消することができる。また、他のディスプレイ素子に比べて、中型以下ではＴＦＴ−ＬＣＤと同等またはそれ以上の画質を有することができ、製造工程も単純であるため、今後の価格競争で有利であると評価されている。
【０００３】
有機光電素子は、透明ガラス基板上にアノードとしてＩＴＯ透明電極パターンが形成されている形態を有する下板と、基板上にカソードとして金属電極が形成されている上板との間の空間に有機発光性素材が形成され、前記透明電極と前記金属電極との間に所定の電圧が印加される時、有機発光性素材に電流が流れて発光する性質を利用するディスプレイ装置である。
【０００４】
このような有機光電素子に使用される有機発光性素材は、１９８７年イーストマンコダック（Eastman Kodak）社では発光層形成用材料として低分子である芳香族ジアミンとアルミニウム錯体を利用している有機発光素子を最初開発し（Applied Physics Letters、51、913、1987）、有機光電素子に対しては１９８７年にＣ．Ｗ．Ｔａｎｇなどが最初に実用的な性能を有する素子を報告した（Applied Physics Letters、51(12)、913〜915、1987）。
【０００５】
前記文献は有機層としてジアミン誘導体の薄膜（正孔輸送層）とトリス（８−ヒドロキシ−キノレート）アルミニウム（tris(8-hydroxy-quinolate)aluminum、Ａｌｑ３）の薄膜を積層した構造を記載している。前記Ａｌｑ３の薄膜は電子輸送性発光層として機能する。
【０００６】
一般に、有機光電素子は透明電極からなるアノード、発光領域を含む有機薄膜層、および金属カソードの順にガラス基板上に形成されている構造を有している。この際、前記有機薄膜層は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、または電子注入層を含んでもよく、発光層の発光特性上、電子阻止層または正孔阻止層を追加的に含んでもよい。
【０００７】
このような構造の有機光電ダイオードに電場が加えられると、アノードとカソードからそれぞれ正孔と電子が注入され、注入された正孔と電子は、それぞれの正孔輸送層と電子輸送層を経て発光層で再結合（recombination）して発光励起子（exciton）を形成する。このように形成された発光励起子は、基底状態（ground states）に遷移しながら光を放出する。
【０００８】
光の発光はそのメカニズムにより一重項状態のエキシトン（exciton）を利用する蛍光と三重項状態を利用する燐光とに区分される。
【０００９】
最近は、蛍光発光物質のみならず、燐光発光物質も有機光電素子の発光物質として使用され得ることが知らており（D.F.O'Brienなど、Applied Physics Letters、74(3)、442〜444、1999;M.A.Baldoなど、Applied Physics letters、75(1)、4〜6、1999）、このような燐光発光物質は基底状態から励起状態に電子が遷移した後、系間交差（intersystem crossing）を通じて一重項励起子が三重項励起子に非発光遷移される。この際、前記三重項励起子が基底状態に遷移しながら発光するメカニズムからなる。
【００１０】
前記三重項励起子の遷移時、直接基底状態に遷移することができず、電子スピンの切り替え（flipping）が進められた以降に基底状態に遷移する過程を経るため、蛍光よりも寿命（発光時間）（life time）が長くなる特性を有する。つまり、蛍光発光の発光持続期間（emission duration）は数ナノ秒（several nano seconds）に過ぎないが、燐光発光の場合は相対的に長時間である数マイクロ秒（several micro seconds）に該当する。
【００１１】
また、量子力学的に考察すれば、有機光電素子においてアノードで注入された正孔とカソードで注入された電子とが再結合して発光励起子を形成する場合、一重項と三重項の生成比率は１：３であり、有機光電素子内で三重項発光励起子が一重項発光励起子よりも３倍程度多く生成される。
【００１２】
したがって、蛍光の場合、一重項励起状態の確率が２５％（三重項状態７５％）であり、発光効率の限界がある反面、燐光を使用する場合、三重項励起状態の確率７５％と一重項励起状態の確率２５％まで利用することができるため、理論的には内部量子効率が１００％まで可能である。したがって、燐光発光物質を使用する場合、蛍光発光物質に比べて４倍程度高い発光効率を達成することができるという長所がある。
【００１３】
前述のような構造を有する有機光電素子において、発光状態の効率と安定性を増加させるために発光色素（ドーパント）を発光層（ホスト）に添加することもある。
【００１４】
このような構造においては、発光層に如何なるホスト材料を使用するかによって発光素子の効率と性能が変動するが、その間の発光層（ホスト）研究を通じて、ナフタレン、アントラセン、フェナントレン、テトラセン、ピレン、ベンゾピレン、クリセン、ピセン、カルバゾール、フルオレン、ビフェニル、テルフェニル、トリフェニレンオキシド、ジハロビフェニル、トランス−スチルベン、１，４−ジフェニルブタジエンなどが含まれた物質が有機ホスト物質の例として提示されてきた。
【００１５】
一般的に、ホスト材料として、４，４−Ｎ，Ｎ−ジカルバゾールビフェニル（ＣＢＰ）が主に使用されるが、この化合物はガラス転移温度が１１０℃以下であり、対称性が過度によい。よって、素子の耐熱試験の結果によると、結晶化し易く、短絡や画素欠陥が発生するなどの問題が発見される。
【００１６】
また、ＣＢＰを含む大部分のホスト材料は正孔輸送性が電子輸送性よりもよい材料であって、注入された正孔の移動が注入された電子の移動よりも速いため、発光層でエキシトンが効果的に形成されないことによって、素子の発光効率が減少する現象が現れる。
【００１７】
したがって、ホスト材料、あるいは、電子伝達材料、正孔遮断材料などとして使用される電荷輸送材料の熱的安定性が高く、三重項（Ｔ１）エネルギーが高い材料の開発が必要な実情である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明の一実施形態は、ホスト材料、あるいは、電子伝達材料、正孔遮断材料などとして使用され得る、高い電荷輸送性、良好な膜安定性、高い三重項（Ｔ１）エネルギーを有する新規なベンズイミダゾール化合物を提供することにその目的がある。
【００１９】
本発明の他の実施形態は、前記ベンズイミダゾール化合物を含む有機光電素子を提供することにその目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明の一実施形態は、下記化学式１で表されるベンズイミダゾール化合物を提供する。
【００２１】
【化１】
0005694939.tif 000002
【００２２】
前記化学式１において、Ａは、ＣＨまたはＮである。
【００２３】  Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、下記化学式２４、３２および３３で表される基からなる群より選択され、【化２】
0005694939.tif 000003
【化３】
0005694939.tif 000004
【化４】
0005694939.tif 000005
前記化学式２４、３２および３３において、 前記Ｒ４４、Ｒ４５、Ｒ６８〜Ｒ７４は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、置換または非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数３〜４０のシリルオキシ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアシル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアシルオキシ基、置換または非置換の炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数７〜２０のアリールオキシカルボニルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルファモイルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルホニル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキルチオール基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のヘテロシクロチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のウレイド基、置換または非置換の炭素数１〜２０の燐酸アミド基、および置換または非置換の炭素数３〜４０のシリル基からなる群より選択され、  前記ｎ４４、およびｎ６８〜ｎ７３は、それぞれ独立して、０〜４の整数であり、  前記ｎ４５は、それぞれ独立して、０〜３の整数であり、  ｘおよびｙは、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、０〜５の間の整数であり、ただし、２≦ｘ＋ｙ≦５であり、  ｎは、０であり、  Ｒ’は、置換または非置換の炭素数１〜５０のアルキル、および、置換または非置換の炭素数６〜５０のアリールからなる群より選択され、ｍは、１または２である。
【００２４】
本発明の他の実施形態は、アノード、カソード、および前記アノードと前記カソードとの間に位置する、少なくとも一層の有機薄膜層を含む有機光電素子であって、前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、前記ベンズイミダゾール化合物を含む、有機光電素子を提供する。
【００２５】
本発明のさらに他の一実施形態は、前記有機光電素子を含む表示素子を提供する。
【００２６】
その他、本発明の実施形態の具体的な事項は以下の詳細な説明に含まれている。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によるベンズイミダゾール化合物は、ホスト材料、電子輸送材料、または正孔遮断材料として使用され得るため、有機光電素子の有機発光層、電子輸送層、正孔阻止層などの有機薄膜層に極めて有用に適用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施形態による有機光電素子の断面図である。
【図２】本発明の実施例４で製造した化合物Ｍ−６のＬＣ−ＭＳデータを示した図面である。
【図３】本発明の実施例４で製造した化合物Ｍ−６のＰＬ（ｐｈｏｔｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）波長グラフを示した図面である。
【図４】本発明の実施例８および比較例１で製造された溶液工程有機光電素子の電圧による電流密度グラフを示した図面である。
【図５】本発明の実施例９および比較例２で製造された溶液工程有機光電素子の電圧による電流密度グラフを示した図面である。
【図６】本発明の実施例８および比較例１で製造された溶液工程有機光電素子の電圧による輝度の変化グラフを示した図面である。
【図７】本発明の実施例９および比較例２で製造された溶液工程有機光電素子の電圧による輝度の変化グラフを示した図面である。
【図８】本発明の実施例８および比較例１で製造された溶液工程有機光電素子の輝度による電流効率の変化グラフを示した図面である。
【図９】本発明の実施例９および比較例２で製造された溶液工程有機光電素子の輝度による電流効率の変化グラフを示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を詳しく説明する。ただし、これは例示として提示されるものであり、これにより本発明が制限されず、本発明は後述する特許請求の範囲の範疇により定義される。
【００３０】
本明細書で「置換」とは、別途の定義がない限り、それぞれハロゲン基、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、アゾ基、フェロ基、置換または非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数３〜４０のシリルオキシ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアシル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアシルオキシ基、置換または非置換の炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数７〜２０のアリールオキシカルボニルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルファモイルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルホニル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキルチオール基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のヘテロシクロチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のウレイド基、置換または非置換の炭素数１〜２０の燐酸アミド基、および置換または非置換の炭素数３〜４０のシリル基からなる群より選択される置換基で置換されたことを意味する。
【００３１】
また、本明細書で「ヘテロ」とは、別途の定義がない限り、一つの環内にＮ、Ｏ、Ｓ、およびＰからなる群より選択されるヘテロ原子を１〜３個含有することを意味する。
【００３２】
本発明の一実施形態は、下記化学式１で表されるベンズイミダゾール化合物を提供する。
【００３３】
【化２】
0005694939.tif 000006
【００３４】
前記化学式１において、
Ａは、ＣＨまたはＮであり、
Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミン基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリールアミン基、置換または非置換のカルバゾール基、および置換または非置換のフルオレン基からなる群より選択され、
ｘおよびｙは、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、０〜５の間の整数であり、ただし、１≦ｘ＋ｙ≦５であり、
Ｒは、水素または炭素数１〜７の低級アルキル基であり、
ｎは、０〜３の間の整数であり、
Ｒ’は、置換または非置換の炭素数１〜５０のアルキル、および置換または非置換の炭素数６〜５０のアリールからなる群より選択され、
ｍは、１または２である。
【００３５】
前記化学式１において、Ｒ’は、置換または非置換の炭素数６〜５０のアリール基であることがより好ましい。前記アリール基のより好ましい例としては、置換または非置換のフェニル基、および置換または非置換のナフチル基からなる群より選択されたものが挙げられる。
【００３６】
また、前記ベンズイミダゾール化合物は、下記化学式２で表されるものであると、より好ましい。
【００３７】
【化３】
0005694939.tif 000007
【００３８】
前記化学式２において、
Ａは、ＣＨまたはＮであり、
Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミン基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリールアミン基、置換または非置換のカルバゾール基、および置換または非置換のフルオレン基からなる群より選択され、
ｘおよびｙは、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、０〜５の間の整数であり、ただし、１≦ｘ＋ｙ≦５であり、
ｎは、０〜３の間の整数であり、
Ｒ１〜Ｒ５は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、置換または非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数３〜４０のシリルオキシ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアシル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアシルオキシ基、置換または非置換の炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数７〜２０のアリールオキシカルボニルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルファモイルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルホニル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキルチオール基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のヘテロシクロチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のウレイド基、置換または非置換の炭素数１〜２０の燐酸アミド基、および置換または非置換の炭素数３〜４０のシリル基からなる群より選択され、
ｍは、１または２である。
【００３９】
本発明の一実施形態によるベンズイミダゾール化合物を示す前記化学式において、Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミン基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリールアミン基、置換または非置換のカルバゾール基、および置換または非置換のフルオレン基からなる群より選択されるものである。
【００４０】
この際、前記アリール基の好ましい例としては、置換または非置換のフェニル基、置換または非置換のトリル基、置換または非置換のナフチル基、置換または非置換のアントラセニル基、置換または非置換のテルフェニル基、置換または非置換のピレニル基、置換または非置換のジフェニルアントラセニル基、置換または非置換のジナフチルアントラセニル基、置換または非置換のペンタセニル基、置換または非置換のブロモフェニル基、置換または非置換のヒドロキシフェニル基、置換または非置換のスチルベン基、置換または非置換のアゾベンゼニル基、および置換または非置換のフェロセニル基からなる群より選択されたものを使用してもよい。また、ヘテロアリール基の好ましい例としては、置換または非置換のチエニル基、および置換または非置換のピリジル基からなる群より選択されたものを使用してもよい。
【００４１】
特に、前記Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリールアミン基、および置換または非置換のカルバゾール基からなる群より選択される場合、材料内で電子と正孔の移動特性が均衡を成し得るという利点があるため、より好ましい。
【００４２】
また、前記Ａｒ１〜Ａｒ２は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、下記化学式３〜３３で表される化合物からなる群より選択されるものをより好ましく使用してもよい。
【００４３】
【化４−１】
0005694939.tif 000008
【００４４】
【化４−２】
0005694939.tif 000009
【００４５】
【化４−３】
0005694939.tif 000010
【００４６】
前記化学式３〜３３において、
前記Ｒ１〜Ｒ７６は、互いに同一または異なるものであって、それぞれ独立して、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシ基、アミノ基、ニトロ基、カルボキシル基、置換または非置換の炭素数１〜３０のアルキル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルケニル基、置換または非置換の炭素数６〜３０のアリール基、置換または非置換の炭素数２〜３０のヘテロアリール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルコキシ基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数３〜４０のシリルオキシ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアシル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアルコキシカルボニル基、置換または非置換の炭素数２〜２０のアシルオキシ基、置換または非置換の炭素数２〜２０のヘテロアリールオキシ基、置換または非置換の炭素数７〜２０のアリールオキシカルボニルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルファモイルアミノ基、置換または非置換の炭素数１〜２０のスルホニル基、置換または非置換の炭素数１〜２０のアルキルチオール基、置換または非置換の炭素数６〜２０のアリールチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のヘテロシクロチオール基、置換または非置換の炭素数１〜２０のウレイド基、置換または非置換の炭素数１〜２０の燐酸アミド基、および置換または非置換の炭素数３〜４０のシリル基からなる群より選択され、
前記ｎ１、ｎ２、ｎ４、ｎ６、ｎ１０、ｎ２１、ｎ２６、ｎ２７、ｎ３５、ｎ３９、ｎ４６、ｎ４７、ｎ４９、ｎ５３、ｎ５９、ｎ６１、およびｎ６２は、それぞれ独立して、０〜５の整数であり、
前記ｎ３、ｎ５、ｎ７、ｎ８、ｎ１１、ｎ１２、ｎ１６、ｎ２２、ｎ２３、ｎ２９、ｎ３０、ｎ３１、ｎ３３、ｎ３６、ｎ３７、ｎ４０、ｎ４１〜ｎ４４、ｎ４８、ｎ５０〜ｎ５２、ｎ５４、ｎ５５、ｎ５７、ｎ６０、ｎ６３、ｎ６５、およびｎ６７〜ｎ７３は、それぞれ独立して、０〜４の整数であり、
前記ｎ９、ｎ１３、ｎ１４、ｎ１８、ｎ１９、ｎ２０、ｎ２５、ｎ２８、ｎ３２、ｎ３４、ｎ３８、ｎ４５、ｎ５６、ｎ５８、およびｎ６６は、それぞれ独立して、０〜３の整数であり、
前記ｎ１７、およびｎ２４は、それぞれ独立して、０〜２の整数である。
【００４７】
本発明の一実施形態によるベンズイミダゾール化合物のより好ましい例は、次の化学式３４〜１３１で表される化合物のとおりである。
【００４８】
【化５−１】
0005694939.tif 000011
【００４９】
【化５−２】
0005694939.tif 000012
【００５０】
【化５−３】
0005694939.tif 000013
【００５１】
【化５−４】
0005694939.tif 000014
【００５２】
【化５−５】
0005694939.tif 000015
【００５３】
【化５−６】
0005694939.tif 000016
【００５４】
【化５−７】
0005694939.tif 000017
【００５５】
【化５−８】
0005694939.tif 000018
【００５６】
【化５−９】
0005694939.tif 000019
【００５７】
【化５−１０】
0005694939.tif 000020
【００５８】
【化５−１１】
0005694939.tif 000021
【００５９】
【化５−１２】
0005694939.tif 000022
【００６０】
【化５−１３】
0005694939.tif 000023
【００６１】
【化５−１４】
0005694939.tif 000024
【００６２】
【化５−１５】
0005694939.tif 000025
【００６３】
【化５−１６】
0005694939.tif 000026
【００６４】
【化５−１７】
0005694939.tif 000027
【００６５】
本発明の一実施形態によるベンズイミダゾール化合物は、有機光電素子用ホスト材料または有機光電素子用電荷輸送材料として有用に適用され得る。しかも、前記ベンズイミダゾール化合物は、光学的および電気的な特性を有しているため、非線形光学素材、電極材料、変色材料、ならびに、光スイッチ、センサー、モジュール、ウェーブガイド、有機トランジスター、レーザー、光吸収体、誘電体および分離膜（ｍｅｍｂｒａｎｅ）などの材料としても有用に適用され得る。
【００６６】
前記ベンズイミダゾール化合物が電気発光ダイオード（light emitting diode）の正孔阻止層（hole blocking layer）と電子輸送層（ETL）とを兼ねて使用される場合、正孔阻止性は、分子内の正孔輸送性骨格によって、その特性が低下する傾向がある。したがって、前記化合物を正孔阻止層として使用する場合には、正孔輸送骨格が含まれていないことが好ましい。このような正孔輸送骨格としては、カルバゾール、アリールアミン、フェノキサジンなどを例示することができる。ただし、本発明の化合物が電子輸送性、正孔輸送性の両方を要求する場合には、前記正孔輸送性骨格を導入することが電気発光ダイオードの寿命向上および駆動電圧減少によい手段である。
【００６７】
本発明の他の実施形態は、アノード、カソード、および前記アノードと前記カソードとの間に位置する少なくとも一層の有機薄膜層を含む有機光電素子であって、前記有機薄膜層のうちの少なくとも一層は、前記本発明の一実施形態によるベンズイミダゾール化合物を含む有機光電素子である。前記有機光電素子は、有機発光ダイオード（organic light emission diode）、有機太陽電池、有機トランジスター、有機感光体ドラム、有機メモリ素子などを意味する。特に、前記有機光電素子は、有機発光ダイオードであることが好ましい。
【００６８】
前記本発明によるベンズイミダゾール化合物は、有機薄膜層の発光層に適用してもよい。また、電子注入層（EIL）、電子輸送層（ETL）、正孔阻止層およびこれらの組み合わせからなる群より選択される有機薄膜層にも適用されうる。
【００６９】
アノード、カソード、および前記アノードと前記カソードとの間に位置する有機薄膜層を含む有機光電素子は、アノード、発光層、およびカソードを含む、一般的な素子構成を有してもよい。しかも、前記有機光電素子の有機薄膜層は、界面層（inter-layer）、正孔輸送層（HTL）、および電子輸送層（ETL）をさらに含んで構成されてもよい。この際、前記界面層は、正孔注入層（HIL）、正孔阻止層、電子注入層（EIL）、電子阻止層のようなバッファー層を意味する。
【００７０】
図１は、本発明の一実施形態による有機光電素子の断面図を模式的に示した図面である。図１は、基板１１、アノード１２、正孔輸送層（HTL）１３、発光層１４、電子輸送層（ETL）１５、およびカソード１６から構成された有機光電素子の構造を示す。
【００７１】
図１を参照すると、有機光電素子は、前記化合物を利用して製造することができる。
まず、基板１１上部にアノード１２用の物質をコーティングする。
【００７２】
ここで、基板１１としては、透明性、表面平滑性、取り扱いの容易性、および防水性に優れる、ガラス基板、または、透明プラスチック基板が使用されてもよい。
【００７３】
また、前記アノード１２用の物質としては、透明で伝導性に優れた酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化錫（ＳｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが使用されてもよい。
【００７４】
次に、正孔輸送層（HTL）１３が、アノード１２上部に真空蒸着、スパッタリング、またはスピンコーティングを利用して形成されてもよく、前記正孔輸送層（HTL）１３上に発光層１４が真空蒸着、スピンコーティング、インクジェットプリンティングなどの溶液コーティング法を利用して形成されてもよい。
【００７５】
また、電子輸送層（ETL）１５は、発光層１４とカソード１６との間に位置する。
【００７６】
この際、前記発光層１４、正孔輸送層（HTL）１３、および電子輸送層（ETL）１５の厚さは当該分野で使用する範囲で形成し、特に限定しないが、前記発光層１４の厚さは５ｎｍ〜１μｍであることが好ましく、１０〜５００ｎｍであることがより好ましく、前記正孔輸送層（HTL）１３、および電子輸送層（ETL）１５の厚さはそれぞれ１０〜１０，０００であることが好ましい。
【００７７】
前記電子輸送層（ETL）１５は、通常の電子輸送層（ETL）１５形成用の物質を使用して真空蒸着、スパッタリング、またはスピンコーティングを利用して形成されてもよい。
【００７８】
前記正孔輸送層（HTL）１３および電子輸送層（ETL）１５は、キャリアを発光層１４に効率的に伝達させることによって、発光層１４内で発光結合の確率を高める役割を果たす。
【００７９】
本発明で使用可能な正孔輸送層１３形成用の物質は、特に制限されないが、ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＳＳ）層でドーピングされたポリ（３，４−エチレンジオキシ−チオフェン）（ＰＥＤＯＴ）、および、Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−［１，１'−ビフェニル］−４，４'−ジアミン（ＴＰＤ）が好ましく使用されてもよい。
【００８０】
本発明で使用可能な電子輸送層１５形成用の物質は、特に制限されないが、アルミニウムトリヒドロキシキノリン（aluminum trihydroxyquinoline；Ａｌｑ３），２−（４−ビフェニルイル−５−フェニル−１，３，４−オキサジアゾール（2-(4-biphenylyl)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazole、ＰＢＤ）のような、１，３，４−オキサジアゾール誘導体、１，３，４−トリス［３−フェニル−６−トリフルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（1,3,4-tris[3-penyl-6-trifluoromethyl)quinoxaline-2-yl]benzene、ＴＰＱ）のような、キノキサリン誘導体、トリアゾール誘導体などが好ましく使用されてもよい。
【００８１】
また、前記化合物は、燐光発光可能な有機化合物と混合して使用してもよい。前記燐光有機化合物としては、三重項状態から燐光発光可能な有機金属錯体であり、少なくともメンデル（Gregor Johann Mendel）の周期表ＶＩＩＩ族金属イオンを含む金属錯体を好ましく使用してもよい。前記周期表ＶＩＩＩ族金属イオンは、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、およびＰｔからなる群より選択される金属イオンが好ましく使用されてもよく、ＩｒまたはＰｔがより好ましく使用されてもよい。
【００８２】
下記化学式１３２〜１３４に具体的な金属錯体の例を挙げるが、前記金属錯体はこれらに限定されるのではない
【００８３】
【化６】
0005694939.tif 000028
【００８４】
一方、溶液コーティング法を利用して、本発明の化合物で前記有機膜を形成する場合、他の低分子ホスト材料と混合して使用されてもよい。下記化学式１３５〜１３８に低分子ホスト材料の具体的な例を挙げるが、本発明はこれらに限定されるのではない。
【００８５】
【化７】
0005694939.tif 000029
【００８６】
また、本発明の化合物は、フルオレン系高分子、ポリフェニレンビニレン系、ポリパラフェニレン系などの共役二重結合を有する高分子とブレンディングして使用してもよく、また、バインダー樹脂を混合して使用してもよい。
【００８７】
前記バインダー樹脂の例としては、ポリビニルカルバゾール（PVK）、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアリーレート、ポリスチレン、アクリル高分子、メタクリル高分子、ポリブチラル、ポリビニルアセタール、ジアリルフタレート高分子、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリスルホン樹脂、またはウレアレジンなどがあり、これらの樹脂はそれぞれまたは組み合わせて使用してもよい。
【００８８】
選択的には、正孔阻止層を真空蒸着などの方法で形成させて発光層１４への正孔の伝達速度を制限し、電子−正孔の結合確率を増加させることができる。
【００８９】
前記電子輸送層上にカソード１６形成用の物質をコーティングする。
【００９０】
前記カソード形成用の物質としては、仕事関数（work function）が小さいリチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、アルミニウム（Ａｌ）、Ａｌ：Ｌｉ、Ｂａ：Ｌｉ、またはＣａ：Ｌｉなどが使用されてもよい。
【実施例】
【００９１】
以下、本発明の具体的な実施例を提示する。ただし、以下に記載された実施例は本発明を具体的に例示したり説明するためのものに過ぎず、これらによって本発明が制限されてはならない。
【００９２】
また、ここに記載されていない内容は、当該技術分野で熟練した者であれば十分に技術的に類推することができるものであるため、その説明を省略する。
【００９３】  下記実施例３、５、７および９、ならびに参考例１、２、４、６および８では本発明の一実施形態による化合物を製造するための単量体Ｍ−１〜Ｍ−９をそれぞれ反応式１〜９のとおり製造した。【００９４】
〔合成例１〕：Ｍ−１の合成
【００９５】
【化８】
0005694939.tif 000030
【００９６】
５００ｍｌの丸底フラスコに３，５−ジブロモベンズアルデヒド５０ｇ（１８９ｍｍｏｌ）とＮ−フェニル−ｏ−フェニレンジアミン３８．３ｇ（２０８ｍｍｏｌ）を入れ、酢酸２００ｍｌを入れて３０分間常温で撹拌した後、酢酸鉛（ｌｅａｄ、ＩＶ）１００ｇ（２２７ｍｍｏｌ）を入れて常温で１２時間撹拌した。反応が終結した後、酢酸を減圧下で除去して塩化メチレンで反応物を溶かした後、水で５回洗浄した。有機溶液を無水硫酸マグネシウムで乾燥させ、溶媒を除去して得られた固体を塩化メチレン溶媒にシリカゲルカラムで精製した後、塩化メチレン／ヘキサン混合溶媒（１：６）に入れ、再結晶させて前記反応式１においてＭ−１で表される白色の固体３４ｇ（収率：４２％）を得た。
【００９７】  〔参考例１〕：Ｍ−２の合成【００９８】
【化９】
0005694939.tif 000031
【００９９】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの１００ｍｌの丸底フラスコに、アルゴン雰囲気でＭ−１（１．０ｇ、２．３ｍｍｏｌ）、物質Ａ（１．８９ｇ、５．１ｍｍｏｌ）、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．２３ｇ、０．１９ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのテトラヒドロフラン（tetrahydrofuran、ＴＨＦ）に溶かし、ここに２０％テトラトリエチルアンモニウムヒドロキシド１５ｍＬを入れた後、７５℃で２４時間撹拌した。反応終了後、反応物を室温で冷却させ、塩化メチレンで数回抽出した後、水で数回洗浄した。この後、洗浄した反応物を無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。前記溶媒を除去した後、塩化メチレン／ヘキサン混合溶媒（１：６）で再結晶して白色のＭ−２を１．２ｇ（収率：６８．４％）得た。これを昇華および精製して０．７９ｇの白色の結晶を得た。薄膜状態でこの物質の最大発光波長は３８３ｎｍであった。ＬＣ−Ｍａｓｓ理論値Ｃ５５Ｈ３６Ｎ４［ＭＨ］＋７５３．２９４０、測定値：７５３．２９７８であった。
【０１００】  〔参考例２〕：Ｍ−３の合成【０１０１】
【化１０】
0005694939.tif 000032
【０１０２】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの１００ｍｌの丸底フラスコにアルゴン雰囲気下でＭ−１（１．０ｇ、２．３ｍｍｏｌ）、物質Ｂ（２．３７ｇ、４．９ｍｍｏｌ）、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．２３ｇ、０．１９ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのＴＨＦに溶かし、ここに２０％テトラトリエチルアンモニウムヒドロキシド１５ｍＬを入れた後、７５℃で２４時間撹拌した。反応終了後、反応物を室温で冷却させ、塩化メチレンで数回抽出した後、水で数回洗浄した。以降、洗浄した反応物を無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。溶媒を除去した後、塩化メチレン溶媒を使ってシリカゲルカラム精製して白色のＭ−３を１．７８ｇ（収率：７８．１％）得た。薄膜状態でこの物質の最大発光波長は３８８ｎｍであった。ＬＣ−Ｍａｓｓ理論値Ｃ７１Ｈ６８Ｎ４［ＭＨ］＋９７７．５４４４、測定値：９７７．５４４２であった。
【０１０３】
〔実施例３〕：Ｍ−４の合成
【０１０４】
【化１１】
0005694939.tif 000033
【０１０５】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの２５０ｍｌの丸底フラスコにアルゴン雰囲気下でＭ−１（６ｇ、１４ｍｍｏｌ）、カルバゾール（５．８ｇ、３５ｍｍｏｌ）、塩化銅（１．５ｇ、１５．１ｍｍｏｌ）、および炭酸カリウム（６ｇ、４３ｍｍｏｌ）をジメチルスルホキシド（N,N-dimethylsulfoxide、ＤＭＳＯ）１００ｍｌに溶かした後、１５０℃で４８時間撹拌した後、反応物を常温に下げ、減圧下でＤＭＳＯを除去した。残った固体を塩化メチレンに溶かした後、水で数回洗浄して無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。溶媒を除去した後、塩化メチレン溶媒でシリカゲルカラム精製して白色のＭ−４を５．５ｇ（収率：６５．４％）得た。薄膜状態でこの物質の最大発光波長は３９４ｎｍであった。ＬＣ−Ｍａｓｓ理論値Ｃ４３Ｈ２８Ｎ４［ＭＨ］＋６０１．２３１４、測定値：６０１．２３８４であった。
【０１０６】
〔合成例２〕：Ｍ−５の合成
【０１０７】
【化１２】
0005694939.tif 000034
【０１０８】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの１００ｍｌの丸底フラスコにアルゴン雰囲気下でＭ−１（３．０ｇ、７．０ｍｍｏｌ）、物質Ｃ（３．７４ｇ、７．０ｍｍｏｌ）、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．１６ｇ、０．１４ｍｍｏｌ）を５０ｍＬのＴＨＦ（tetrahydrofuran）に溶かし、ここに２０％テトラトリエチルアンモニウムヒドロキシド２０ｍＬを入れた後、７５℃で２４時間撹拌した。反応終了後、反応物を室温で冷却させ、塩化メチレンで数回抽出した後、水で数回洗浄した。この後、洗浄した反応物を無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。溶媒を除去した後、塩化メチレン溶媒を使用してシリカゲルカラム精製して白色のＭ−５を３．０ｇ（収率：５６．８％）得た。
【０１０９】  〔参考例４〕：Ｍ−６の合成【０１１０】
【化１３】
0005694939.tif 000035
【０１１１】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの１００ｍｌの丸底フラスコにアルゴン雰囲気下でＭ−５（１．０ｇ、１．３ｍｍｏｌ）、物質Ａ（０．５３ｇ、１．４ｍｍｏｌ）、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．１５ｇ、０．１６ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのＴＨＦに溶かし、ここに２０％テトラトリエチルアンモニウムヒドロキシド１５ｍＬを入れた後、７５℃で２４時間撹拌した。反応終了後、反応物を室温で冷却させ、塩化メチレンで数回抽出した後、水で数回洗浄した。この後、洗浄した反応物を無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。溶媒を除去した後、塩化メチレン溶媒を使用してシリカゲルカラム精製して白色のＭ−６を１．０ｇ（収率：８２．６％）得た。薄膜状態でこの物質の最大発光波長は３９０ｎｍであった。ＬＣ−Ｍａｓｓ理論値Ｃ６７Ｈ４３Ｎ５［ＭＨ］＋９１８．３５１８、測定値：９１８．３６０４であった。
【０１１２】
〔実施例５〕：Ｍ−７の合成
【０１１３】
【化１４】
0005694939.tif 000036
【０１１４】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの２５０ｍｌの丸底フラスコにアルゴン雰囲気下でＭ−５（１．３ｇ、１．７ｍｍｏｌ）、カルバゾール（０．５７ｇ、３．４ｍｍｏｌ）、塩化銅（０．０８ｇ、０．８６ｍｍｏｌ）、および炭酸カリウム（５．４６ｇ、３９ｍｍｏｌ）をＤＭＳＯ３０ｍｌに溶かした後、１５０℃で４８時間撹拌した後、反応物を常温に下げて減圧下でＤＭＳＯを除去した。残った固体を塩化メチレンに溶かした後、水で数回洗浄して無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。溶媒を除去した後、塩化メチレン溶媒を使用してシリカゲルカラム精製して白色のＭ−７を０．６６ｇ（収率：４５．５％）得た。薄膜状態でこの物質の最大発光波長は４０４ｎｍであった。ＬＣ−Ｍａｓｓ理論値Ｃ６１Ｈ３９Ｎ５［ＭＨ］＋８４２．３２０５、測定値：８４２．３３３１であった。
【０１１５】  〔参考例６〕：Ｍ−８の合成【０１１６】
【化１５】
0005694939.tif 000037
【０１１７】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの１００ｍｌの丸底フラスコにアルゴン雰囲気下でＭ−１（１．９ｇ、４．４ｍｍｏｌ）、物質Ｄ（３．４４ｇ、９．３ｍｍｏｌ）、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．４ｇ、０．３４ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのＴＨＦに溶かし、ここに２０％テトラトリエチルアンモニウムヒドロキシド１５ｍＬを入れた後、７５℃で２４時間撹拌した。反応終了後、反応物を室温で冷却させ、塩化メチレンで数回抽出した後、水で数回洗浄した。その後、洗浄した反応物を無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。溶媒を除去した後、塩化メチレン溶媒を使用してシリカゲルカラム精製して白色のＭ−８を１．５ｇ（収率：４４．９％）得た。ＬＣ−Ｍａｓｓ理論値Ｃ５５Ｈ３６Ｎ４［ＭＨ］＋７５３．２９４０、測定値：７５３．２９４９であった。
【０１１８】
〔実施例７〕：Ｍ−９の合成
【０１１９】
【化１６】
0005694939.tif 000038
【０１２０】
温度計と還流コンデンサ、撹拌機付きの１００ｍｌの丸底フラスコにアルゴン雰囲気下でＭ−１（２．０ｇ、４．６ｍｍｏｌ）、物質Ｅ（３．６２ｇ、９．８ｍｍｏｌ）、およびテトラキストリフェニルホスフィンパラジウム（０．４ｇ、０．３４ｍｍｏｌ）を３０ｍＬのＴＨＦに溶かし、ここに２０％テトラトリエチルアンモニウムヒドロキシド１５ｍＬを入れた後、７５℃で２４時間撹拌した。反応終了後、反応物を室温で冷却させ、塩化メチレンで数回抽出した後、水で数回洗浄した。その後、洗浄した反応物を無水硫酸マグネシウムで水分を除去し、これをろ過した後、溶媒を除去した。溶媒を除去した後、塩化メチレン溶媒でシリカゲルカラム精製して白色のＭ−８を１．６ｇ（収率：４７．９％）得た。ＬＣ−Ｍａｓｓ理論値Ｃ５５Ｈ３６Ｎ４［ＭＨ］＋７５３．２９４０、測定値：７５３．２９８０であった。
【０１２１】  〔製造された化合物の分析および特性測定〕  前記実施例３、５および７、ならびに参考例１、２、４および６で製造された化合物（Ｍ−２〜Ｍ−４、およびＭ−６〜Ｍ−９）の構造分析のために、液体クロマトグラフィー質量分析器（ＬＣ−ＭＳ、Liquid Chromatograph-Mass Spectrometry）を利用して分子量を測定した。この際、参考例４で製造された前記Ｍ−６に対するＬＣ−ＭＳ結果は図２に示した。【０１２２】  前記実施例３、５および７、ならびに参考例１、２、４および６で製造された化合物（Ｍ−２〜Ｍ−４、およびＭ−６〜Ｍ−９）の蛍光特性を測定するために、ガラス基板に薄膜を形成させた後、ＨＩＴＡＣＨＩ Ｆ−４５００を利用してＰＬ（photo luminescence)波長を測定した。この際、参考例４で製造された前記Ｍ−６に対するＰＬ波長測定結果を図３に示した。図３を参照すれば、薄膜状態でＭ−６の最大発光波長は３９０ｎｍであることが分かる。【０１２３】  〔有機光電素子の製造〕  〔参考例８〕：溶液工程素子の製造  アノードとしてＩＴＯ基板を使用し、前記基板上部にスピンコーティングしてポリ（３，４−エチレンジオキシ−チオフェン）（ＰＥＤＯＴ）を形成した。次に、前記ＰＥＤＯＴの表面に、参考例４で製造されたＭ−６をホストとして使用し、ドーパントとしてＩｒ（ｍｐｐｙ）３を約１３重量％でドーピングされるようにして発光層４００をスピンコーティングにより形成した。発光層上にＢＡｌｑを真空蒸着して５０厚さの正孔阻止層を形成した。その後、前記発光層上部にＡｌｑ３を真空蒸着して２００厚さの電子輸送層を形成した。前記電子輸送層上部にＬｉＦ１０とＡｌ１０００を順次に真空蒸着してカソードを形成することによって有機光電素子を完成した。【０１２４】
前記有機光電素子は５層の有機薄膜層を有する構造からなっており、具体的にＩＴＯ（１５００Å）／ＰＥＤＯＴ（６００Å）／ＥＭＬ（Ｍ−６：Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３）（４００Å）／ＢＡｌｑ（５０Å）／Ａｌｑ３（２００Å）／ＬｉＦ（１０Å）／Ａｌ（１０００Å）の構造で製作した。
【０１２５】
〔比較例１〕：溶液工程素子の製造
比較例として使用された素子の構造は、ＩＴＯ（１５００Å）／ＰＥＤＯＴ（６００Å）／ＥＭＬ（ＴＣＴＡ：ＴＰＢＩ（１：１）、Ｉｒ（ｍｐｐｙ）３）（４００Å）／ＢＡｌｑ（５０Å）／Ａｌｑ３（２００Å）／ＬｉＦ（１０Å）／Ａｌ（１０００Å）の構造で製作した。
【０１２６】  この際、発光層として、４，４'，４”−トリス（Ｎ−カルバゾリル）トリフェニルアミン（4,4’,4”-tris(N-carbazolyl)triphenylamine、ＴＣＴＡ）、および、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリイル）トリス（１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール）（2,2’,2”-1,3,5-benzenetriyl)tris(1-phenyl-1H-benzimidazole）、ＴＰＢＩ）を１：１の重量比で混合された混合物をホストとして使用し、ドーパントとしてＩｒ（ｍｐｐｙ）３を約１３重量％ドーピングされるようにして発光層４００をスピンコーティングにより形成した。これを除いた溶液工程素子の製造方法は前記参考例８の製造方法と同一に行った。【０１２７】
［実施例９］：蒸着工程素子の製造
アノードとしてはＩＴＯ基板を使用し、前記基板上部に真空蒸着工程により下記の素子構造を形成させた。
【０１２８】
ＩＴＯ／ＤＮＴＰＤ（６００Å）／ＮＰＢ（２００Å）／Ｍ−４：Ｉｒ（ｐｐｙ）３、７重量％（３００Å）／ＢＣＰ（５０Å）／Ａｌｑ３（２５０Å）／ＬｉＦ（１０Å）／Ａｌ（１０００Å）
前記実施例９として使用された素子の正孔輸送層として、４，４'−ビス［Ｎ−［４−（Ｎ，Ｎ−ジ−ｍ−トリルアミン）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（4,4'-bis[N-[4-(N,N-di-m-tolylamino)phenyl]-N-phenylamino]biphenyl、ＤＮＴＰＤ）、および、［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］ビフェニル（[N-(1-naphthyl)-N-phenyl-amino]biphenyl、ＮＰＢ）をそれぞれ６００Å、および２００Åの厚さで真空蒸着して使用した。
【０１２９】
また、５０Å厚さの２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン（2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline、ＢＣＰ）を正孔阻止層として使用した。発光層は実施例３で製造されたＭ−４をホストとして使用し、ドーパントとしてＩｒ（ｐｐｙ）３を約７重量％でドーピングされるようにした発光層３００Åを真空蒸着して使用した。
【０１３０】  これを除いた蒸着工程素子の製造方法は前記参考例８の製造方法と同一に行った。【０１３１】
［比較例２］：蒸着工程素子の製造
ＩＴＯ／ＤＮＴＰＤ（６００Å）／ＮＰＢ（２００Å）／ＣＢＰ：Ｉｒ（ｐｐｙ）３、７重量％（３００Å）／ＣＢＰ（５０Å）／Ａｌｑ３（２５０Å）／ＬｉＦ（１０Å）／Ａｌ（１０００Å）
前記比較例２として使用された素子の発光層は４，４'−Ｎ，Ｎ'−ジカルバゾール−ビフェニル（ＣＢＰ）をホストとして使用してＩｒ（ｐｐｙ）３を７重量％でドーピングされるようにして３００Åを真空蒸着して使用した。
【０１３２】
これを除いた蒸着工程素子の製造方法は前記実施例９の製造方法と同一に行った。
【０１３３】  〔有機発光素子の性能測定〕 参考例８、実施例９および比較例１〜２による有機発光素子に対して電圧の変化による電流密度変化、電圧の変化による輝度変化、および輝度変化による発光効率変化を測定した。具体的な測定方法は次のとおりである。【０１３４】
１）電圧変化による電流密度の変化測定
前記製造されたそれぞれの有機発光素子に対し、電圧を０Ｖから上昇させながら電流−電圧計（Ｋｅｉｔｈｌｅｙ  ２４００）を利用して単位素子に流れる電流値を測定し、測定された電流値を面積で分けて電流密度を測定した。その結果を図４および図５に示した。
【０１３５】
２）電圧変化による輝度変化測定
前記製造されたそれぞれの有機発光素子に対し、電圧を０Ｖから上昇させながら輝度計（Ｍｉｎｏｌｔａ  Ｃｓ−１０００Ａ）を利用して輝度を測定した。その結果を図６および図７に示した。
【０１３６】
３）輝度変化による発光効率測定
前記製造されたそれぞれの有機発光素子に対し、輝度変化による発光効率変化測定してその結果を図８および図９に示した。
【０１３７】  また、前記結果を総合して下記表１および２に示した。下記表１は、比較例１および参考例８で製造された溶液工程素子に対する性能評価結果である。【０１３８】
【表１】
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【０１３９】  前記表１、図４、図６、および図８を参照すれば、本発明の参考例の一実施形態によるベンズイミダゾール化合物は、有機発光素子のホスト物質として有機発光素子の駆動電圧を下げ、輝度と効率を向上させることが分かる。【０１４０】
下記表２は、比較例２および実施例９で製造された蒸着工程素子に対する性能評価結果である。
【０１４１】
【表２】
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【０１４２】
前記表２、図５、図７、および図９を参照すれば、本発明の一実施形態によるベンズイミダゾール化合物は、有機発光素子のホスト物質として有機発光素子の駆動電圧を下げ、輝度と効率を向上させることが分かる。
【０１４３】
本発明は前記実施例に限定されず、互いに異なる多様な形態で製造され得、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は本発明の技術的な思想や必須の特徴を変更せずに他の具体的な形態で実施され得ることを理解できるだろう。したがって、以上で記述した実施例はすべての面で例示的なものであり、限定的ではないと理解しなければならない。
【符号の説明】
【０１４４】
１１…基板、
１２…アノード、
１３…正孔輸送層、
１４…有機発光層、
１５…電子輸送層、
１６…カソード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図７】
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【図９】
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【図４】
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【図６】
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【図８】
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