JP5933691B2 - 有機発光素子およびその製造方法 - Google Patents

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Description

本出願は２０１１年１０月５日に韓国特許庁に提出された韓国特許出願第１０−２０１１−０１０１５１３号の出願日の利益を主張し、その内容の全ては本明細書に含まれる。
本発明は、有機発光素子およびその製造方法に関する。
有機発光現象は、特定の有機分子の内部プロセスによって電流が可視光に転換される例の１つである。有機発光現象の原理は次の通りである。陽極と陰極との間に有機物層を位置させた時、２つの電極の間に電圧を印加すれば、陰極と陽極から各々電子と正孔が有機物層に注入される。有機物層に注入された電子と正孔は再結合してエキシトン（ｅｘｃｉｔｏｎ）を形成し、このエキシトンが再び基底状態に落ちて光が出る。このような原理を用いる有機発光素子は、一般的に陰極と陽極およびその間に位置した有機物層、例えば、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層を含む有機物層で構成されることができる。
有機発光素子に用いられる物質としては純粋有機物質または有機物質と金属が錯体をなす錯化合物が大部分を占めており、用途に応じて、正孔注入物質、正孔輸送物質、発光物質、電子輸送物質、電子注入物質などに区分することができる。ここで、正孔注入物質や正孔輸送物質としては、ｐ−タイプの性質を有する有機物質、すなわち容易に酸化し、酸化時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に用いられている。一方、電子注入物質や電子輸送物質としては、ｎ−タイプの性質を有する有機物質、すなわち容易に還元し、還元時に電気化学的に安定した状態を有する有機物が主に用いられている。発光層物質としては、ｐ−タイプの性質とｎ−タイプの性質を同時に有した物質、すなわち酸化と還元状態の全てにおいて安定した形態を有する物質が好ましく、エキシトンが形成された時にこれを光に転換する発光効率の高い物質が好ましい。
上述した他にも、有機発光素子に用いられる物質は、次のような性質をさらに有することが好ましい。
第１に、有機発光素子に用いられる物質は、熱的安定性に優れることが好ましい。有機発光素子内からは電荷の移動によるジュール熱（ｊｏｕｌｅ ｈｅａｔｉｎｇ）が発生するためである。現在、正孔輸送層物質として主に用いられるＮＰＢは、ガラス転移温度が１００℃以下の値を有するため、高い電流を必要とする有機発光素子には用い難いという問題がある。
第２に、低電圧駆動が可能な高効率の有機発光素子を得るためには、有機発光素子内に注入された正孔または電子が円滑に発光層に伝えられると同時に、注入された正孔と電子が発光層の外に抜け出ないようにしなければならない。このために、有機発光素子に用いられる物質は、適切なバンドギャップ（ｂａｎｄ ｇａｐ）とＨＯＭＯまたはＬＵＭＯエネルギー準位を有しなければならない。現在、溶液塗布法によって製造される有機発光素子において、正孔輸送物質として用いられるＰＥＤＯＴ：ＰＳＳの場合、発光層物質として用いられる有機物のＬＵＭＯエネルギー準位に比べてＬＵＭＯエネルギー準位が低いため、高効率／長寿命の有機発光素子の製造に困難がある。
この他にも有機発光素子に用いられる物質は、化学的安定性、電荷移動度、電極や隣接した層との界面特性などに優れなければならない。すなわち、有機発光素子に用いられる物質は、水分や酸素による物質の変形が小さくなければならない。また、適切な正孔または電子移動度を有することにより、有機発光素子の発光層において正孔と電子の密度が均衡をなすようにして、エキシトンの形成を極大化できなければならない。また、素子の安定性のために、金属または金属酸化物を含む電極との界面を良好にしなければならない。
したがって、当技術分野では、上述したような要件を備えた有機物の開発が求められている。
そこで、本発明者らは、有機発光素子に使用可能な物質に求められる条件、例えば、適切なエネルギー準位、電気化学的安定性および熱的安定性などを満たすことができ、置換基に応じて有機発光素子に求められる様々な役割を果たすことができる化学構造を有する化合物を含む有機発光素子と、有機発光素子の寿命を増加させることができる方法を提供することをその目的とする。
本発明は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、
前記有機物層のうち１層以上は、ヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のヘテロ原子、ホスフィンオキシド基、チオキソホスフィン基およびセレノキソホスフィン基のうち１つ以上にアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物を含むことを特徴とする有機発光素子を提供する。
また、本発明は、
基板上に第１電極、有機物層および第２電極を順次形成するステップを含み、
前記有機物層のうち少なくとも１層は、ヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物とアルカリ金属錯体を共に共蒸着して形成するステップを含むことを特徴とする有機発光素子の製造方法を提供する。
本発明による有機発光素子は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含み、前記有機物層内に含まれる化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を変化させることによって有機発光素子の寿命特性を大幅に向上させることができる。
基板１０１の上に陽極１０２、発光層１０５および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造の例示である。 基板１０１の上に陽極１０２、正孔注入／正孔輸送および発光層１０５、電子輸送層１０６および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造の例示である。 基板１０１、陽極１０２、正孔注入層１０３、正孔輸送および発光層１０５、電子輸送層１０６および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造の例示である。 基板１０１、陽極１０２、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、電子輸送および発光層１０５および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造の例示である。 本発明の実験例１による有機発光素子の寿命特性を示す図である。 本発明の実験例２による有機発光素子の寿命特性を示す図である。
以下、本発明をより具体的に説明する。
本発明による有機発光素子は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含み、前記有機物層のうち１層以上は、ヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のヘテロ原子、ホスフィンオキシド基、チオキソホスフィン基およびセレノキソホスフィン基のうち１つ以上にアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物を含む。
本発明において、前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物は、下記化学式１で表されることができる。
前記化学式１において、
Ｘ１はＮまたはＣＲ３であり、Ｘ２はＮまたはＣＲ４であり、Ｘ３はＮまたはＣＲ５であり、Ｘ４はＮまたはＣＲ６であり、Ｙ１はＮまたはＣＲ７であり、Ｙ２はＮまたはＣＲ８であり、Ｙ３はＮまたはＣＲ９であり、Ｙ４はＮまたはＣＲ１０であり、Ｘ１〜Ｘ４とＹ１〜Ｙ４は同時にＮではなく、Ｒ３〜Ｒ１０は各々独立して−（Ｌ）ｐ−（Ｙ）ｑまたは下記化学式１Ａで表され、前記Ｒ３〜Ｒ１０のうち少なくとも１つは下記化学式１Ａで表され、ここで、ｐは０〜１０の整数であり、ｑは１〜１０の整数であり、Ｒ３〜Ｒ１０のうち隣接する２以上の基は単環式または多環式の環を形成してもよく、
Ｌは、酸素；硫黄；置換もしくは非置換の窒素；置換もしくは非置換のリン；置換もしくは非置換のアリーレン基；置換もしくは非置換のアルケニレン基；置換もしくは非置換のフルオレニレン基；置換もしくは非置換のカルバゾリレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Ｙは、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ｒ１およびＲ２は、互いに連結され、置換もしくは非置換の脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族の単環式または多環式の環を形成しても形成しなくてもよく、Ｒ１およびＲ２が環を形成しない場合、Ｒ１およびＲ２は、互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ４０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ６０の複素環基であり、
Ｒ１、Ｒ２、およびＲ１とＲ２が互いに連結されて形成された芳香族またはヘテロ芳香族の単環式および多環式の環は、各々独立して、−（Ｌ）ｐ−（Ｙ）ｑで置換されてもよく、
ＬとＹが各々２以上存在する場合、これらは、各々独立して、互いに同一であるかまたは異なり、
Ａは、各々独立して、Ｏ、ＳまたはＳｅであり、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ａｒ３は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基である。
前記化学式１において、Ｒ１およびＲ２が連結されて環１つを形成した場合は、下記化学式２で表されることができる。
前記化学式２において、
Ｘ１〜Ｘ４、およびＹ１〜Ｙ４は前記化学式１で定義したものと同様であり、
（Ｎ）ｎ１において、Ｎは窒素原子を意味し、窒素原子がベンゼン環内の炭素原子の代わりをすることができることを示し、
（Ｎ）ｎ１において、ｎ１は０〜６の整数であり、
Ｒ１１は前記化学式１のＲ３〜Ｒ１０の定義と同様であり、
ｋ１は０〜４の整数である。
前記化学式１において、Ｒ１およびＲ２が連結されて環が２つ以上の多環式の環を形成する場合は、下記化学式３または４で表されることができる。
前記化学式３および４において、
Ｘ１〜Ｘ４、およびＹ１〜Ｙ４は前記化学式１で定義したものと同様であり、
（Ｎ）ｎ１および（Ｎ）ｎ２において、Ｎは窒素原子を意味し、窒素原子がベンゼン環内の炭素原子の代わりをすることができることを示し、
（Ｎ）ｎ１において、ｎ１は０〜２の整数であり、
（Ｎ）ｎ２において、ｎ２は０〜２の整数であり、
Ｒ１１およびＲ１２は各々独立して前記化学式１のＲ３〜Ｒ１０の定義と同様であり、
ｋ１は０〜４の整数であり、ｋ２は０〜４の整数である。
前記化学式１において、Ｒ１およびＲ２が環を形成しない場合、Ｒ１およびＲ２は、Ｒ１１およびＲ１２で置換もしくは非置換されたフェニル基または置換もしくは非置換の窒素（Ｎ）原子を含む六角形のヘテロ芳香族環基であってもよい。例えば、前記化学式１は下記化学式５で表されることができる。
前記化学式５において、
Ｘ１〜Ｘ４、およびＹ１〜Ｙ４は前記化学式１で定義したものと同様であり、
（Ｎ）ｎ１および（Ｎ）ｎ２において、Ｎは窒素原子を意味し、窒素原子がベンゼン環内の炭素原子の代わりをすることができることを示し、
（Ｎ）ｎ１において、ｎ１は０〜２の整数であり、
（Ｎ）ｎ２において、ｎ２は０〜２の整数であり、
Ｒ１１およびＲ１２は各々独立して前記化学式１で定義したＲ３〜Ｒ１０の定義と同様であり、
ｋ１は０〜４の整数であり、ｋ２は０〜４の整数である。
本発明において、前記化学式１は下記化学式６で表されることができるが、これのみに限定されるものではない。
前記化学式６において、
Ａｒ１〜Ａｒ３、およびＡは前記化学式１における定義と同様であり、
ｍ１は０〜４の整数であり、ｍ２は０〜４の整数であり、但し、ｍ１およびｍ２が同時に０である場合は除く。
前記化学式１において、前記Ａｒ３はフェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレン基、ビナフタレン基、アントラセン基、フルオレン基、クリセン基およびフェナントレン基からなる群から選択された置換もしくは非置換のアリーレン基であってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
前記化学式１において、前記Ａｒ３は下記の構造式からなる群から選択されたアリーレン基であってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
また、本発明において、前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物は、下記化学式７で表されることができる。
前記化学式７において、
Ｒ１〜Ｒ９のうち少なくとも１つは下記化学式８で表され、残りは水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
前記化学式８において、
Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ａは、Ｏ、ＳまたはＳｅである。
また、本発明において、前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物は、下記化学式９で表されることができる。
前記化学式９において、
Ｒ１はナフチル基またはビフェニル基であり、
Ｒ２〜Ｒ１０のうち少なくとも１つは下記化学式１０で表され、残りは水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
前記化学式１０において、
Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
Ａは、Ｏ、ＳまたはＳｅである。
本発明による化合物において、前記化学式１〜１０の置換基をより具体的に説明すれば下記の通りである。
前記アルキル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１〜１２が好ましい。具体的な例としてはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記アルケニル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜１２が好ましい。具体的な例としてはスチルベニル基（ｓｔｙｌｂｅｎｙｌ）、スチレニル基（ｓｔｙｒｅｎｙｌ）などのアリール基が連結されたアルケニル基が挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記アルキニル基は、直鎖または分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、２〜１２が好ましい。具体的な例としてはエチニル基、プロピニル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記シクロアルキル基は、炭素数３〜１２の立体阻害を与えないものが好ましい。具体的な例としてはシクロペンチル基、シクロヘキシル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記シクロアルケニル基は、炭素数３〜１２が好ましく、より具体的には、五角形または六角形の環内にエテニレンを有する環式化合物などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記アルコキシ基は、炭素数１〜１２が好ましく、より具体的には、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシなどが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記アリールオキシ基は、炭素数６〜２０が好ましく、より具体的には、フェニルオキシ、シクロヘキシルオキシ、ナフチルオキシ、ジフェニルオキシなどが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記アルキルアミン基は、炭素数１〜３０が好ましく、より具体的には、メチルアミン基、ジメチルアミン基、エチルアミン基、ジエチルアミン基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記アリールアミン基は、炭素数５〜３０が好ましく、より具体的には、フェニルアミン基、ナフチルアミン基、ビフェニルアミン基、アントラセニルアミン基、３−メチル−フェニルアミン基、４−メチル−ナフチルアミン基、２−メチル−ビフェニルアミン基、９−メチル−アントラセニルアミン基、ジフェニルアミン基、フェニルナフチルアミン基、ジトリルアミン基、フェニルトリルアミン基、トリフェニルアミン基などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
前記アリール基は、単環式または多環式であってもよく、炭素数は特に限定されないが、６〜４０が好ましい。単環式アリール基の例としてはフェニル基、ビフェニル基、テルフェニル基、スチルベンなどが挙げられ、多環式アリール基の例としてはナフチル基、アントラセニル基、フェナントレン基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記ヘテロアリール基は、異種原子としてＯ、Ｎ、ＳまたはＰを含む環状基であり、炭素数は特に限定されないが、炭素数３〜３０が好ましい。複素環基の例としてはカルバゾール基、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ピラダジン基、キノリニル基、イソキノリン基、アクリジル基などが挙げられ、下記の構造式のような化合物が好ましいが、これらのみに限定されるものではない。
前記ハロゲン基としてはフッ素、塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記アリーレン基の具体的な例としてはフェニレン基、ビフェニレン基、ナフタレン基、ビナフタレン基、アントラセニレン基、フルオレニレン基、クリセニレン基、フェナントレニレン基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記ヘテロシクロアルキル基としては、Ｎ、ＳまたはＯのような異種元素を含む環状基が挙げられる。
また、本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素、ハロゲン基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、アリールアルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルバゾール基、アリールアミン基、アリール基で置換もしくは非置換されたフルオレニル基およびニトリル基からなる群から選択された１つ以上の置換基で置換されたかまたはいかなる置換基も有しないことを意味する。
前記化学式１〜１０の置換基は追加の置換基でさらに置換されてもよく、これらの例としてはハロゲン基、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、シリル基、アリールアルケニル基、アリール基、ヘテロアリール基、カルバゾール基、アリールアミン基、アリール基で置換もしくは非置換されたフルオレニル基、ニトリル基などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記化学式１で表される化合物の好ましい具体的な例としては下記の化合物が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。
前記化学式７で表される化合物の好ましい具体的な例としては下記の化合物が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。
前記化学式９で表される化合物の好ましい具体的な例としては下記の化合物が挙げられるが、これらだけに限定されるものではない。
以下、前記化学式１〜１０で表される化合物の製造方法について説明する。
前記化学式１〜１０で表される化合物は、縮合反応、鈴木カップリング反応などの当技術分野で知られている一般的な方法を利用して製造されてもよい。
前記化学式１〜１０で表される化合物は、前記化学式に表示されたコア構造に様々な置換体を導入することにより、有機発光素子に用いられる有機物層として用いられるのに好適な特性を有することができる。前記化学式１〜１０で表される化合物は、有機発光素子のどの層に用いても特性を示すことができるが、特に次のような特性を有し得る。
置換もしくは非置換のアリールアミン基が導入された化合物は、発光層、正孔注入および正孔輸送層の物質として好適であり、Ｎを含む複素環基が導入された化合物は、電子注入、電子輸送層および正孔阻止層の物質として好適である。
化合物の共役長とエネルギバンドギャップは密接な関係がある。具体的には、化合物の共役長が長いほど、エネルギバンドギャップが小さくなる。前述したように、前記化学式１〜１０で表される化合物のコアは制限されたコンジュゲーションを含んでいるため、これは、エネルギバンドギャップが小さい性質であったことから大きい性質を有する。
また、前記のような構造のコア構造に様々な置換基を導入することにより、導入された置換基の固有特性を有する化合物を合成することができる。例えば、有機発光素子の製造時に用いられる正孔注入層物質、正孔輸送層物質は、ＨＯＭＯに応じて正孔を伝達できる程のエネルギー準位を有するようにし、発光層からＬＵＭＯに応じて越えてくる電子を塞ぐ程のエネルギー準位を有する化合物となり得る。特に、本化合物のコア構造は、電子に安定した特性を示すため、素子の寿命向上に寄与できる。発光層および電子輸送層物質に用いられるように置換体を導入してなる誘導体は、様々なアリールアミン系ドーパント、アリール系ドーパント、金属を含有したドーパントなどに適宜なエネルギバンドギャップを有するように製造が可能である。
また、前記コア構造に様々な置換基を導入することにより、エネルギバンドギャップを微細に調節することができ、一方では、有機物の間での界面における特性を向上させ、物質の用途を多様にすることができる。
一方、前記化学式１〜１０で表される化合物は、ガラス転移温度（Ｔｇ）が高いため、熱的安定性に優れる。このような熱的安定性の増加は、素子に駆動安定性を提供する重要な要因となる。
本発明において、前記アルカリ金属錯体の具体的な例としては下記化学式１１で表される化合物が挙げられるが、これのみに限定されるものではない。
前記化学式１１において、
Ｚおよび点線弧（ｄａｓｈｅｄ ａｒｃ）はＭと共に５または６員の環を完成するのに必須的な２つまたは３つの原子および結合を示し、
Ａは各々Ｈまたは置換体を示し、Ｂは各々Ｚ原子上の独立に選択された置換体を示すが、但し、２つ以上の置換体は共に結合して縮合環または縮合環システムを示してもよく、
ｊは０〜３であり、ｋは１または２であり、
Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土金属を示し、
ｍおよびｎは錯体上に中性電荷を提供するように選択される独立に選択された整数である。
前記化学式１１は下記化学式１１−ａで表されることができるが、これのみに限定されるものではない。
前記化学式１１−ａにおいて、Ｍは上述したようなアルカリ金属またはアルカリ土金属を示す。前記ＭはＬｉ＋であってもよいが、これのみに限定されるものではない。ｒａおよびｒｂは各々独立して選択された置換体であるが、但し、２つの置換体が結合して縮合環基を形成することができる。このような置換体の例としては、メチル基、フェニル基、フルオロ置換体および２つの置換体が結合して形成された縮合ベンゼン環基が挙げられる。前記化学式１１−ａにおいて、ｔは１〜３であり、ｓは１〜３であり、ｎは１〜６の整数である。
前記化学式１１は下記化学式１１−ｂで表されることができるが、これのみに限定されるものではない。
前記化学式１１−ｂにおいて、
Ｙ１、Ｙ２およびＹ３は各々独立して置換体を示すが、但し、特定のＹ１、Ｙ２およびＹ３が結合して環または縮合環システムを形成してもよい。Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土金属であり、ｍおよびｎは錯体上に中性電荷を提供するように選択される整数である。前記ＭはＬｉ＋であってもよいが、これのみに限定されるものではない。置換体が水素であり、ＭがＬｉ＋を示す場合、化学式１１−ｂはリチウムアセチルアセトネートを示す。水素の他に、他の置換体の例としては炭素環式基、複素環式基、メチル基のようなアルキル基、フェニル基のようなアリール基、またはナフチル基が挙げられる。縮合環基は２つの置換体が結合することによって形成されることができる。
前記化学式１１は下記化学式１１−１〜１１−３０のうちいずれか１つで表されることができるが、これらのみに限定されるものではない。
本発明において、有機物層のうち１層以上は、前記化学式１１のようなアルカリ金属錯体がヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のヘテロ原子、ホスフィンオキシド基、チオキソホスフィン基およびセレノキソホスフィン基のうち１つ以上にドッキングされた化合物を含むことを特徴とする。
より具体的には、アルカリ金属錯体の金属原子がヘテロアリール系化合物のヘテロ原子にドッキングされることができる。また、アルカリ金属錯体の金属原子がホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のＯ、ＳまたはＳｅにドッキングされることができる。
また、前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物は、窒素（Ｎ）原子などのヘテロ原子をさらに含むヘテロアリール系化合物であってもよい。この時、前記アルカリ金属錯体の金属原子がＯ、ＳまたはＳｅと同時にＮにさらにドッキングされることができる。
すなわち、本発明において、有機発光素子の有機物層の形成時、ヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物がアルカリ金属錯体と共に共蒸着される場合は、前記ヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のヘテロ原子やホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）がアルカリ金属錯体とのドッキング部位（ｄｏｃｋｉｎｇ ｓｉｔｅ）として役割をし、これにより、有機物層に含まれる化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）が大きくなり、その結果、有機発光素子の寿命特性が増加するようになる。
本発明において、前記「ドッキング」は、ヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のヘテロ原子、ホスフィンオキシド基、チオキソホスフィン基およびセレノキソホスフィン基のうち１つ以上とアルカリ金属錯体がロンドン分散力（Ｌｏｎｄｏｎ ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ ｆｏｒｃｅ）または双極子−誘発双極子力（Ｄｉｐｏｌｅ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｄｉｐｏｌｅ ｆｏｒｃｅ）によって結合された状態を意味する。
本発明において、前記ドッキングされた化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）は、下記の数学式で計算することができる。
上記で分子密度（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｅｎｓｉｔｙ）を計算で求めて上記の双極子（Ｄｉｐｏｌｅ）値を得るが、分子密度（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｄｅｎｓｉｔｙ）はＨｉｒｓｈｆｅｌｄ Ｃｈａｒｇｅ Ａｎａｌｙｓｉｓという方法を使って各原子別の電荷（Ｃｈａｒｇｅ）および双極子（Ｄｉｐｏｌｅ）を求め、下記の式に従って、計算結果を上記の式に入れて、双極子モーメント（Ｄｉｐｏｌｅ Ｍｏｍｅｎｔ）を求めることができる。
本発明では、アルカリ金属錯体がヘテロアリール系化合物；およびホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）、チオキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓ）またはセレノキソホスフィン基（−Ｐ＝Ｓｅ）を含む化合物のうち１種以上の化合物にドッキングされた化合物を用いることにより、アルカリ金属錯体がドッキングされていない化合物に比べ、化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を変化させることができる。これにより、有機発光素子の寿命をより効果的に増加させることができる。
本発明において、前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層などを含む多層構造であってもよいが、これに限定されず、単層構造であってもよい。また、前記有機物層は、様々な高分子素材を用いて、蒸着法ではない溶媒工程（ｓｏｌｖｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷または熱転写法などの方法によってさらに少ない数の層に製造することができる。
特に、本発明において、前記双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を変化させた化合物は、電子輸送層に含まれることがより好ましい。
また、本発明による有機発光素子の製造方法は、基板上に第１電極、有機物層および第２電極を順次形成するステップを含み、前記有機物層のうち少なくとも１層は、ヘテロアリール系化合物、ホスフィンオキシド系化合物、またはヘテロアリール基とホスフィンオキシド基を含む化合物とアルカリ金属錯体を共に共蒸着して形成するステップを含むことを特徴とする。
前記ヘテロアリール系化合物、ホスフィンオキシド系化合物、またはヘテロアリール基とホスフィンオキシド基を含む化合物に対するアルカリ金属錯体の重量比は０．１〜０．７であってもよく、０．１〜０．５であってもよいが、これらのみに限定されるものではない。
本発明の有機発光素子は、前述した化合物を用いて１層以上の有機物層を形成することを除いては、通常の有機発光素子の製造方法および材料によって製造されることができる。
本発明の有機電子素子の有機物層は、単層構造からなってもよいが、２層以上の有機物層が積層された多層構造からなってもよい。例えば、本発明の有機電子素子は、有機物層として正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを含む構造を有してもよい。しかし、有機電子素子の構造は、これに限定されず、より少ない数の有機物層を含んでもよい。
したがって、本発明の有機電子素子において、前記有機物層は正孔注入層、正孔輸送層、および正孔注入および正孔輸送を同時にする層のうち１層以上を含むことができ、前記層のうち１層以上が本発明による化合物を含むことができる。
また、前記有機物層は発光層を含むことができ、前記発光層が本発明による化合物を含むことができる。
また、前記有機物層は電子輸送層、電子注入層、および電子輸送および電子注入を同時にする層のうち１層以上を含むことができ、前記層のうち１層以上が本発明による化合物を含むことができる。
このような多層構造の有機物層において、本発明による化合物は、発光層、正孔注入／正孔輸送と発光を同時にする層、正孔輸送と発光を同時にする層、または電子輸送と発光を同時にする層などに含まれてもよい。
例えば、本発明の有機発光素子の構造は図１〜図４に示すような構造を有してもよいが、これらだけに限定されるものではない。
図１には、基板１０１の上に陽極１０２、発光層１０５および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造が例示されている。このような構造において、本発明による化合物は、前記発光層１０５に含まれてもよい。
図２には、基板１０１の上に陽極１０２、正孔注入／正孔輸送および発光層１０５、電子輸送層１０６および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造が例示されている。このような構造において、本発明による化合物は、正孔注入／正孔輸送および発光層１０５に含まれてもよい。
図３には、基板１０１、陽極１０２、正孔注入層１０３、正孔輸送および発光層１０５、電子輸送層１０６および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造が例示されている。このような構造において、本発明による化合物は、正孔注入／正孔輸送および発光層１０５に含まれてもよい。
図４には、基板１０１、陽極１０２、正孔注入層１０３、正孔輸送層１０４、電子輸送および発光層１０５および陰極１０７が順次積層された有機発光素子の構造が例示されている。このような構造において、本発明による化合物は、電子輸送および発光層１０５に含まれてもよい。
例えば、本発明による有機発光素子は、スパッタリング（ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）や電子ビーム蒸発（ｅ−ｂｅａｍ ｅｖａｐｏｒａｔｉｏｎ）のようなＰＶＤ（ｐｈｙｓｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）方法を利用し、基板上に金属または導電性を有する金属酸化物またはこれらの合金を蒸着して陽極を形成し、その上に正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層を含む有機物層を形成した後、その上に陰極として用いることができる物質を蒸着することによって製造される。このような方法の他にも、基板上に陰極物質から有機物層、陽極物質を順に蒸着して有機発光素子を作ることもできる。
前記有機物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層および電子輸送層などを含む多層構造であってもよいが、これに限定されず、単層構造であってもよい。また、前記有機物層は、様々な高分子素材を用いて、蒸着法ではない溶媒工程（ｓｏｌｖｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ）、例えば、スピンコーティング、ディップコーティング、ドクターブレード、スクリーン印刷、インクジェット印刷または熱転写法などの方法によってさらに少ない数の層に製造することができる。
前記陽極物質としては、通常、有機物層への正孔注入が円滑になるように仕事関数の大きい物質が好ましい。本発明に用いることができる陽極物質の具体的な例としてはバナジウム、クロム、銅、亜鉛、金のような金属またはこれらの合金；亜鉛酸化物、インジウム酸化物、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）のような金属酸化物；ＺｎＯ：ＡｌまたはＳｎＯ２：Ｓｂのような金属と酸化物の組み合わせ；ポリ（３−メチル化合物の）、ポリ［３，４−（エチレン−１，２−ジオキシ）化合物の］（ＰＥＤＴ）、ポリピロールおよびポリアニリンのような導電性高分子などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記陰極物質としては、通常、有機物層への電子注入が容易になるように仕事関数の小さい物質が好ましい。陰極物質の具体的な例としてはマグネシウム、カルシウム、ナトリウム、カリウム、チタニウム、インジウム、イットリウム、リチウム、ガドリニウム、アルミニウム、銀、スズおよび鉛のような金属またはこれらの合金；ＬｉＦ／ＡｌまたはＬｉＯ２／Ａｌのような多層構造の物質などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記正孔注入物質としては、低い電圧において陽極からの正孔の注入を円滑に受けることができる物質として、正孔注入物質のＨＯＭＯ（ｈｉｇｈｅｓｔ ｏｃｃｕｐｉｅｄ ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｏｒｂｉｔａｌ）が陽極物質の仕事関数と周辺の有機物層のＨＯＭＯとの間であることが好ましい。正孔注入物質の具体的な例としては金属ポルフィリン（ｐｏｒｐｈｙｒｉｎｅ）、オリゴチオフェン、アリールアミン系の有機物、ヘキサニトリルヘキサアザトリフェニレン系の有機物、キナクリドン（ｑｕｉｎａｃｒｉｄｏｎｅ）系の有機物、ペリレン（ｐｅｒｙｌｅｎｅ）系の有機物、アントラキノンおよびポリアニリンとポリ化合物系の導電性高分子などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記正孔輸送物質としては、陽極や正孔注入層から正孔の輸送を受けて発光層に移せる物質として、正孔に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としてはアリールアミン系の有機物、導電性高分子、および共役部分と非共役部分が共に存在するブロック共重合体などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記発光物質としては、正孔輸送層と電子輸送層から正孔と電子の輸送を各々受けて結合させることによって可視光線領域の光を出せる物質として、蛍光や燐光に対する量子効率の良い物質が好ましい。具体的な例としては８−ヒドロキシ−キノリンアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）；カルバゾール系化合物；二量体化スチリル（ｄｉｍｅｒｉｚｅｄ ｓｔｙｒｙｌ）化合物；ＢＡｌｑ；１０−ヒドロキシベンゾキノリン−金属化合物；ベンゾオキサゾール、ベンズチアゾールおよびベンズイミダゾール系の化合物；ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）（ＰＰＶ）系の高分子；スピロ（ｓｐｉｒｏ）化合物；ポリフルオレン、ルブレンなどが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
前記電子輸送物質としては、陰極から電子の注入を円滑に受けて発光層に移せる物質として、電子に対する移動性の大きい物質が好適である。具体的な例としては８−ヒドロキシキノリンのＡｌ錯体；Ａｌｑ３を含む錯体；有機ラジカル化合物；ヒドロキシフラボン−金属錯体などが挙げられるが、これらのみに限定されるものではない。
本発明による有機発光素子は、用いられる材料に応じて、前面発光型、背面発光型または両面発光型であってもよい。
本発明による化合物は、有機太陽電池、有機感光体、有機トランジスタなどをはじめとする有機電子素子においても有機発光素子に適用されるのと類似する原理で作用することができる。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実施例を提示する。但し、下記の実施例は本発明を例示するためのものであって、これによって本発明の範囲が限定されるものではない。
＜実施例１＞
下記化学式１２で表される化合物を用いて、下記化学式１２で表される化合物に追加の置換基の結合による双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）の変化を測定し、その結果を下記の表１に示す。
前記化学式１３で表される化合物は、前記化学式１２で表される化合物にホスフィンオキシド基がさらに結合される化合物であり、前記化学式１４で表される化合物は、前記化学式１３で表される化合物の窒素原子にアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物である。また、前記化学式１５で表される化合物は、前記化学式１３で表される化合物のホスフィンオキシド基にアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物であり、前記化学式１６で表される化合物は、前記化学式１３で表される化合物の窒素原子およびホスフィンオキシド基の全てにアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物である。
前記化学式１４〜１６において、前記ＬｉＱは下記化学式１１−１で表される化合物である。
前記結果のように、アルカリ金属錯体がドッキングされていない化合物に比べ、化合物のヘテロ原子および／またはホスフィンオキシド基にアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物は、双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）が増加することが分かる。
有機発光素子の電子輸送層内に含まれる化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）が大きい場合は、分子間の配列が規則的になって膜が緻密になり、これにより、有機発光素子がストレスによく耐えられるようになって寿命特性が向上できる。
本発明では、分子１つだけでは双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）の増加に限界があるため、前述したようにヘテロアリール系化合物、ホスフィンオキシド系化合物、またはヘテロアリール基とホスフィンオキシド基を含む化合物とアルカリ金属錯体を混合した層を電子輸送層として用いることにより、双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）をより増加させることができ、これにより、有機発明素子の寿命特性を向上させることができる。
＜実験例１＞
前記化学式１２で表される化合物単独を電子輸送層に適用した有機発光素子と前記化学式１２で表される化合物およびアルカリ金属錯体（ＬｉＱ）を共に電子輸送層に適用した有機発光素子の寿命特性を評価し、その結果を下記の図５に示す。ここで、電子輸送層を構成する化合物を異にしたことを除いては、有機発光素子の他の構成成分を同一に進行した。
下記の図５に示す結果のように、有機物層内に含まれる化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を増加させた本発明の有機発光素子は、そうでない有機発光素子に比べて、寿命特性が２倍ほど向上することが分かる。
＜実験例２＞
前記化学式１３で表される化合物単独を電子輸送層に適用した有機発光素子と前記化学式１３で表される化合物およびアルカリ金属錯体（ＬｉＱ）を共に電子輸送層に適用した有機発光素子の寿命特性を評価し、その結果を下記の図６に示す。
下記の図６に示す結果のように、有機物層内に含まれる化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を増加させた本発明の有機発光素子は、そうでない有機発光素子に比べて、寿命特性が４倍ほど向上することが分かる。
上記のように、本発明による有機発光素子は、第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含み、前記有機物層内に含まれる化合物の双極子モーメント（ｄｉｐｏｌｅ ｍｏｍｅｎｔ）を変化させることによって有機発光素子の寿命特性を大幅に向上させることができる。

Claims (17)

  1. 第１電極、第２電極、および前記第１電極と第２電極との間に配置された１層以上の有機物層を含む有機発光素子であって、
    前記有機物層のうち１層以上は、ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物のうち１種以上の化合物の１つ以上のＯにアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物を含み、
    「ドッキング」なる語が、ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のホスフィンオキシド基のうち１つ以上とアルカリ金属錯体とがロンドン分散力または双極子-誘発双極子モーメントによって互いに結合している状態を意味し、
    前記化合物の双極子モーメントが10以上であることを特徴とする有機発光素子。
  2. 前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物は、下記化学式１で表されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
    前記化学式１において、
    Ｘ１はＮまたはＣＲ３であり、Ｘ２はＮまたはＣＲ４であり、Ｘ３はＮまたはＣＲ５であり、Ｘ４はＮまたはＣＲ６であり、Ｙ１はＮまたはＣＲ７であり、Ｙ２はＮまたはＣＲ８であり、Ｙ３はＮまたはＣＲ９であり、Ｙ４はＮまたはＣＲ１０であり、Ｘ１〜Ｘ４とＹ１〜Ｙ４は同時にＮではなく、Ｒ３〜Ｒ１０は各々独立して−（Ｌ）ｐ−（Ｙ）ｑまたは下記化学式１Ａで表され、前記Ｒ３〜Ｒ１０のうち少なくとも１つは下記化学式１Ａで表され、ここでｐは０〜１０の整数であり、ｑは１〜１０の整数であり、Ｒ３〜Ｒ１０のうち隣接する２以上の基は単環式または多環式の環を形成してもよく、
    Ｌは、酸素；硫黄；置換もしくは非置換の窒素；置換もしくは非置換のリン；置換もしくは非置換のアリーレン基；置換もしくは非置換のアルケニレン基；置換もしくは非置換のフルオレニレン基；置換もしくは非置換のカルバゾリレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Ｙは、水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    Ｒ１およびＲ２は、互いに連結され、置換もしくは非置換の脂肪族、芳香族またはヘテロ芳香族の単環式または多環式の環を形成しても形成しなくてもよく、Ｒ１およびＲ２が環を形成しない場合、Ｒ１およびＲ２は互いに同一であるかまたは異なり、各々独立して、水素、置換もしくは非置換のＣ３〜Ｃ４０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のＣ６〜Ｃ６０のアリール基；置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ４０のアルケニル基；置換もしくは非置換のＣ２〜Ｃ６０の複素環基であり、
    Ｒ１、Ｒ２、およびＲ１とＲ２が互いに連結されて形成された芳香族またはヘテロ芳香族の単環式および多環式の環は、各々独立して、−（Ｌ）ｐ−（Ｙ）ｑで置換されてもよく、
    ＬとＹが各々２以上存在する場合、これらは、各々独立して、互いに同一であるかまたは異なり、
    Ａは、Ｏであり、
    Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    Ａｒ３は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基である。
  3. 前記化学式１は、下記化学式２で表されることを特徴とする、請求項２に記載の有機発光素子。
    前記化学式２において、
    Ｘ１〜Ｘ４、およびＹ１〜Ｙ４は前記化学式１で定義したものと同様であり、
    （Ｎ）ｎ１において、Ｎは窒素原子を意味し、窒素原子がベンゼン環内の炭素原子の代わりをすることができることを示し、
    （Ｎ）ｎ１において、ｎ１は０〜６の整数であり、
    Ｒ１１は前記化学式１のＲ３〜Ｒ１０の定義と同様であり、
    ｋ１は０〜４の整数である。
  4. 前記化学式１は、下記化学式３または４で表されることを特徴とする、請求項２に記載の有機発光素子。
    前記化学式３および４において、
    Ｘ１〜Ｘ４、およびＹ１〜Ｙ４は前記化学式１で定義したものと同様であり、
    （Ｎ）ｎ１および（Ｎ）ｎ２において、Ｎは窒素原子を意味し、窒素原子がベンゼン環内の炭素原子の代わりをすることができることを示し、
    （Ｎ）ｎ１において、ｎ１は０〜２の整数であり、
    （Ｎ）ｎ２において、ｎ２は０〜２の整数であり、
    Ｒ１１およびＲ１２は各々独立して前記化学式１のＲ３〜Ｒ１０の定義と同様であり、
    ｋ１は０〜４の整数であり、ｋ２は０〜４の整数である。
  5. 前記化学式１は、下記化学式５で表されることを特徴とする、請求項２に記載の有機発光素子。
    前記化学式５において、
    Ｘ１〜Ｘ４、およびＹ１〜Ｙ４は前記化学式１で定義したものと同様であり、
    （Ｎ）ｎ１および（Ｎ）ｎ２において、Ｎは窒素原子を意味し、窒素原子がベンゼン環内の炭素原子の代わりをすることができることを示し、
    （Ｎ）ｎ１において、ｎ１は０〜２の整数であり、
    （Ｎ）ｎ２において、ｎ２は０〜２の整数であり、
    Ｒ１１およびＲ１２は各々独立して前記化学式１で定義したＲ３〜Ｒ１０の定義と同様であり、
    ｋ１は０〜４の整数であり、ｋ２は０〜４の整数である。
  6. 前記化学式１は、下記化学式６で表されることを特徴とする、請求項２に記載の有機発光素子。
    前記化学式６において、
    Ａｒ１〜Ａｒ３、およびＡは前記化学式１における定義と同様であり、
    ｍ１は０〜４の整数であり、ｍ２は０〜４の整数であり、但し、ｍ１およびｍ２が同時に０である場合は除く。
  7. 前記化学式１で表される化合物は、下記化学式のうちいずれか１つで表されることを特徴とする、請求項２に記載の有機発光素子。
  8. 前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物は、下記化学式７で表されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
    前記化学式７において、
    Ｒ１〜Ｒ９のうち少なくとも１つは下記化学式８で表され、残りは水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    前記化学式８において、
    Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    Ａは、Ｏである。
  9. 前記化学式７で表される化合物は、下記化学式のうちいずれか１つで表されることを特徴とする、請求項８に記載の有機発光素子。
  10. 前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物は、下記化学式９で表されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
    前記化学式９において、
    Ｒ１はナフチル基またはビフェニル基であり、
    Ｒ２〜Ｒ１０のうち少なくとも１つは下記化学式１０で表され、残りは水素；重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；ヒドロキシ基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアルコキシ基；置換もしくは非置換のアリールオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルチオキシ基；置換もしくは非置換のアリールチオキシ基；置換もしくは非置換のアルキルスルホキシ基；置換もしくは非置換のアリールスルホキシ基；置換もしくは非置換のアルケニル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホウ素基；置換もしくは非置換のアルキルアミン基；置換もしくは非置換のアラルキルアミン基；置換もしくは非置換のアリールアミン基；置換もしくは非置換のヘテロアリールアミン基；置換もしくは非置換のアリール基；置換もしくは非置換のフルオレニル基；置換もしくは非置換のカルバゾール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    前記化学式１０において、
    Ｌは、直接結合；置換もしくは非置換のアリーレン基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換のヘテロアリーレン基であり、
    Ａｒ１およびＡｒ２は、各々独立して、置換もしくは非置換のアリール基；またはＮ、Ｏ、Ｓ原子のうち１つ以上を含む置換もしくは非置換の複素環基であり、
    Ａは、Ｏである。
  11. 前記化学式９で表される化合物は、下記化学式のうちいずれか１つで表されることを特徴とする、請求項１０に記載の有機発光素子。
  12. 前記アルカリ金属錯体は、下記化学式１１で表される化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
    前記化学式１１において、
    Ｚおよび点線弧（ｄａｓｈｅｄ ａｒｃ）は、Ｍと共に５または６員の環を完成するのに必須的な２つまたは３つの原子および結合を示し、
    Ａは各々Ｈまたは置換体を示し、Ｂは各々Ｚ原子上の独立に選択された置換体を示すが、但し、２つ以上の置換体は共に結合して縮合環または縮合環システムを示してもよく、
    ｊは０〜３であり、ｋは１または２であり、
    Ｍはアルカリ金属またはアルカリ土金属を示し、
    ｍおよびｎは錯体上に中性電荷を提供するように選択される独立に選択された整数である。
  13. 前記アルカリ金属錯体は、下記化学式のうちいずれか１つで表されることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  14. 前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物は窒素（Ｎ）原子をさらに含むヘテロアリール系化合物であり、
    前記アルカリ金属錯体がＯと前記窒素（Ｎ）原子に共にドッキングされることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  15. 前記ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物のうち１種以上の化合物の１つ以上のＯにアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物を含む有機物層は電子輸送層であることを特徴とする、請求項１に記載の有機発光素子。
  16. 基板上に第１電極、有機物層および第２電極を順次形成するステップを含み、
    前記有機物層のうち少なくとも１層中に、ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物のうち１種以上の化合物とアルカリ金属錯体を共に共蒸着して化合物を形成するステップを含み、
    前記化合物は、ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物のうち１種以上のＯにアルカリ金属錯体がドッキングされた化合物であり、
    「ドッキング」なる語が、ホスフィンオキシド基（−Ｐ＝Ｏ）を含む化合物のうち１種以上の化合物のホスフィンオキシド基のうち１つ以上とアルカリ金属錯体とがロンドン分散力または双極子-誘発双極子モーメントによって互いに結合している状態を意味することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に規定される有機発光素子の製造方法。
  17. 前記ホスフィンオキシド基を含む化合物に対するアルカリ金属錯体の重量比は０．１〜０．７であることを特徴とする、請求項１６に記載の有機発光素子の製造方法。
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