JP2015216095A - Electrochemical light-emitting cell and composition for forming light-emitting layer of electrochemical light-emitting cell - Google Patents

Electrochemical light-emitting cell and composition for forming light-emitting layer of electrochemical light-emitting cell Download PDF

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrochemical light-emitting cell that can have high durability since sufficiently uniform surface emission can be obtained.SOLUTION: An electrochemical light-emitting cell comprises a light-emitting layer 12, and electrodes 13, 14 disposed on each face of the light-emitting layer 12. The light-emitting layer comprises organic polymer light-emitting material and ionic liquid. The ionic liquid is represented by general formula (1), where M represents N or P, R, R, Rand Rrepresent a saturated aliphatic group, an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group having 20 or less carbon atoms, and Xis an anion.

Description

本発明は、発光材料及びイオン液体を含む発光層を有する電気化学発光セルに関する。また本発明は、電気化学発光セルの発光層形成用組成物に関する。   The present invention relates to an electrochemiluminescence cell having a light emitting layer containing a light emitting material and an ionic liquid. The present invention also relates to a composition for forming a light emitting layer of an electrochemiluminescence cell.

近年、電子とホールをキャリアとして自発光する素子である有機電界発光(有機EL)素子の開発が急激に進展している。有機ELはバックライトが必要な自発光しない素子である液晶素子よりも、薄型化及び軽量化が図れ、視認性に優れる等の特徴を有する。   In recent years, the development of organic electroluminescence (organic EL) devices, which are devices that emit light by using electrons and holes as carriers, has been rapidly progressing. Organic EL has features such as being thinner and lighter than a liquid crystal element that does not emit light and requires a backlight, and has excellent visibility.

有機ELの素子は、一般に、各々の互いに対向する面に電極が形成された一対の基板と、一対の基板間に配された発光層とを備えている。このうち発光層は電圧が印加されることにより発光する発光物質を含む有機薄膜からなっている。このような有機ELの素子を発光させる場合、陽極と陰極から有機薄膜に電圧を印加して正孔と電子を注入する。このことにより、有機薄膜中で正孔と電子を再結合させ、再結合により生成された励起子が基底状態に戻ることにより発光が得られる。   In general, an organic EL element includes a pair of substrates each having an electrode formed on a surface facing each other, and a light emitting layer disposed between the pair of substrates. Among these, the light emitting layer is made of an organic thin film containing a light emitting substance that emits light when a voltage is applied. When such an organic EL device emits light, a voltage is applied to the organic thin film from the anode and the cathode to inject holes and electrons. As a result, holes and electrons are recombined in the organic thin film, and the excitons generated by the recombination return to the ground state, whereby light emission is obtained.

有機ELの素子では、発光層の他に、該発光層と電極との間に、正孔や電子の注入効率を挙げるための正孔注入層や電子注入層、並びに正孔と電子の再結合効率を向上させるための正孔輸送層や電子輸送層をそれぞれ設ける必要がある。このことにより、有機ELの素子は、多層構造となって構造が複雑になり、製造過程が多くなる。また有機ELでは、陽極と陰極に用いる電極材料の選択に仕事関数を考慮する必要があるため制限が多い。   In the organic EL device, in addition to the light emitting layer, a hole injection layer and an electron injection layer for increasing the injection efficiency of holes and electrons between the light emitting layer and the electrode, and recombination of holes and electrons. It is necessary to provide a hole transport layer and an electron transport layer for improving efficiency. As a result, the organic EL element has a multi-layered structure, which complicates the structure and increases the manufacturing process. In organic EL, there are many limitations because it is necessary to consider the work function when selecting the electrode material used for the anode and the cathode.

これらの問題に対処する自発光素子として、電気化学発光セル(Light-emitting Electrochemical Cells:LEC)が近年注目されている。電気化学発光セルは、一般に塩と有機発光物質とを含む発光層を有する。電圧印加時には、発光層中で塩に由来するカチオン及びアニオンがそれぞれ陰極及び陽極に向かって移動し、これは電極界面における大きな電場勾配(電気二重層)をもたらす。形成される電気二重層は、陰極及び陽極それぞれにおける電子及び正孔の注入を容易にするため、電気化学発光セルでは有機ELのような多層構造が必要ない。また、電気化学発光セルでは陰極及び陽極として用いる材料の仕事関数を考慮する必要性がないことから材料の制限が少ない。これらの理由から、電気化学発光セルは、有機ELに比べて製造コストを大幅に低減できる自発光素子として期待されている。   In recent years, light-emitting electrochemical cells (LECs) have attracted attention as self-luminous elements that deal with these problems. Electrochemiluminescent cells generally have a light emitting layer that includes a salt and an organic light emitting material. When a voltage is applied, cations and anions derived from the salt move toward the cathode and the anode, respectively, in the light emitting layer, which results in a large electric field gradient (electric double layer) at the electrode interface. The formed electric double layer facilitates the injection of electrons and holes in the cathode and the anode, respectively. Therefore, the electrochemiluminescence cell does not require a multilayer structure like an organic EL. In addition, since there is no need to consider the work function of the material used as the cathode and anode in the electrochemiluminescence cell, there are few restrictions on the material. For these reasons, the electrochemiluminescence cell is expected as a self-luminous element that can significantly reduce the manufacturing cost as compared with the organic EL.

電気化学発光セルに用いられる塩としては、リチウム塩やカリウム塩が一般的である。これらの塩は有機溶媒等に溶解されて用いられている。しかし、リチウム塩やカリウム塩等は有機溶媒が揮発した場合にイオンの移動性が低下する問題があった。この問題等を考慮して、不揮発性の塩であり、固体電解質と比較すると電界による再配向速度が速いイオン液体を用いる試みがなされている。これまでにイオン液体を用いた電気化学発光セルの製造例が複数報告されている(特許文献1及び2並びに非特許文献1)。   As a salt used for an electrochemiluminescence cell, lithium salt and potassium salt are common. These salts are used by being dissolved in an organic solvent or the like. However, lithium salts, potassium salts, and the like have a problem that ion mobility is lowered when an organic solvent is volatilized. Considering this problem, an attempt has been made to use an ionic liquid that is a non-volatile salt and has a higher reorientation rate due to an electric field than a solid electrolyte. So far, a plurality of production examples of electrochemiluminescence cells using an ionic liquid have been reported (Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1).

従来、イオン液体については、カチオンがアンモニウムイオンやピリジウムイオン、イミダゾリウムイオン等の窒素系カチオンが原料の入手容易性等から広く研究されている。このため、電気化学発光セルを含め、イオン液体を用いる電気デバイスにおけるイオン液体としては窒素系のものを用いることが技術常識となっている。例えば、特許文献1及び2並びに非特許文献1に記載されたイオン液体におけるカチオンは、アンモニウムイオンやイミダゾリウムイオン等の窒素系カチオンである。近年、電気化学発光セルに用いるイオン液体のカチオンとして、4級アルキルホスホニウムカチオンを用いた例も報告されている(非特許文献2及び3)。   Conventionally, as for ionic liquids, nitrogen-based cations such as ammonium ions, pyridium ions, and imidazolium ions have been widely studied from the viewpoint of availability of raw materials. For this reason, it is common technical knowledge to use nitrogen-based ionic liquids in electric devices using ionic liquids, including electrochemiluminescent cells. For example, the cations in the ionic liquids described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1 are nitrogen-based cations such as ammonium ions and imidazolium ions. In recent years, examples using a quaternary alkylphosphonium cation as a cation of an ionic liquid used in an electrochemiluminescence cell have also been reported (Non-patent Documents 2 and 3).

特開2011−103234号公報JP 2011-103234 A 特表2012−516033号公報Special table 2012-516033 gazette

Qingjiang Sun,“Polymer Light-Emitting Electrochemical Cells for High-Efficiency Low-Voltage Electroluminescent Devices”JOURNAL OF DISPLAY TECHNOLOGY VOL.3 NO.2, JUNE 2007Qingjiang Sun, “Polymer Light-Emitting Electrochemical Cells for High-Efficiency Low-Voltage Electroluminescent Devices” JOURNAL OF DISPLAY TECHNOLOGY VOL.3 NO.2, JUNE 2007 Hyun Jung Lee “Hybrid organic-inorganic light-emitting electrochemical cells using fluorescent polymer and ionic liquid blend as an active layer”、APPLIED PHYSICS LETTERS 98, 253309 (2011)Hyun Jung Lee “Hybrid organic-inorganic light-emitting electrochemical cells using fluorescent polymer and ionic liquid blend as an active layer”, APPLIED PHYSICS LETTERS 98, 253309 (2011) Tomo Sakanoue,“Optically pumped amplified spontaneous emission in an ionic liquid-based polymer light-emitting electrochemical cell”Applied Physics Letters、100, 263301(2012)Tomo Sakanoue, “Optically pumped amplified spontaneous emission in an ionic liquid-based polymer light-emitting electrochemical cell” Applied Physics Letters, 100, 263301 (2012)

しかしながら、イオン液体のカチオンとして特許文献1及び2並びに非特許文献1に記載された窒素系カチオン又は、特許文献2及び3に記載の4つの脂肪族炭化水素基がリン原子に結合してなるホスホニウムカチオンを用いた場合、有機高分子発光材料への溶解性が不十分である等の理由から、均一な面発光が得られない場合があった。この場合、電気化学発光セルにおける発光予定部分の一部に負荷が偏る等の理由から、電気化学発光セルの動作寿命が短くなり、耐久性が低くなりやすいという問題があった。   However, as a cation of the ionic liquid, a phosphonium formed by binding nitrogen-based cations described in Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1 or four aliphatic hydrocarbon groups described in Patent Documents 2 and 3 to a phosphorus atom When cations are used, uniform surface light emission may not be obtained due to insufficient solubility in organic polymer light-emitting materials. In this case, there is a problem that the operation life of the electrochemiluminescence cell is shortened and the durability is liable to be lowered because the load is biased to a part of the light emission scheduled portion in the electrochemiluminescence cell.

そこで、イオン液体の有機高分子発光材料への溶解性を高めることを本発明者が鋭意検討した結果、イオン液体のカチオン部の正電荷を打ち消して、その電荷を、中性分子である有機高分子発光材料に近づけることが有効であることを見出した。   Therefore, as a result of the present inventors diligently studying to increase the solubility of the ionic liquid in the organic polymer light-emitting material, the positive charge of the cation portion of the ionic liquid is canceled out, and the charge is reduced to the organic molecule, which is a neutral molecule. It has been found that it is effective to approach a molecular light emitting material.

イオン液体のカチオン部の正電荷を打ち消す方法ついて本発明者は鋭意検討した結果、カチオン部の側鎖炭素数を増やすことで構造的に正電荷を包み込み、より大きな分子として用いればよいことを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies on the method of canceling the positive charge of the cation portion of the ionic liquid, the present inventors have found that it is sufficient to enclose the positive charge structurally by increasing the number of side chain carbons of the cation portion and use it as a larger molecule. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、発光層と、その各面に配された電極とを有する電気化学発光セルにおいて、
前記発光層が、有機高分子発光材料及びイオン液体を含み、
前記イオン液体が、下記一般式(1)で表される電気化学発光セルを提供するものである。
That is, the present invention relates to an electrochemiluminescence cell having a light emitting layer and electrodes disposed on each surface thereof.
The light emitting layer includes an organic polymer light emitting material and an ionic liquid;
The ionic liquid provides an electrochemiluminescence cell represented by the following general formula (1).

(式中、MはN又はPを表す。また、R、R、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1〜20を有する飽和脂肪族基、炭素数2〜20を有する不飽和脂肪族基又は炭素数6〜20を有する芳香族環含有基を表す。ただし、R、R、R及びRの少なくとも1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基である。前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基を構成する炭素原子は、ヘテロ原子で置換されていてもよく、前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基中の水素原子は官能基で置換されていてもよい。Xはアニオンである。) (Wherein, M represents N or P. Further, R 1, R 2, R 3 and R 4 are each independently a saturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, having 2 to 20 carbon atoms Represents an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group having 6 to 20 carbon atoms, provided that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group; Carbon atoms constituting the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group, and the aromatic ring-containing group may be substituted with a hetero atom, and the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group And a hydrogen atom in the aromatic ring-containing group may be substituted with a functional group, and X is an anion.)

また本発明は、前記一般式(1)で表されるイオン液体、有機高分子発光材料及び有機溶媒を含有する、電気化学発光セルの発光層形成用組成物を提供するものである。   Moreover, this invention provides the composition for light emitting layer formation of an electrochemiluminescent cell containing the ionic liquid represented by the said General formula (1), an organic polymer light emitting material, and an organic solvent.

本発明によれば、十分に均一な面発光が得られることによって、高い耐久性を有し得る電気化学発光セルが提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the electrochemiluminescence cell which can have high durability by providing sufficiently uniform surface emission is provided.

図1は、本発明の一実施形態における電気化学発光セルの概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an electrochemiluminescence cell according to an embodiment of the present invention. 図2は、電気化学発光セルの発光機構を示す概念図である。図2(a)は電圧印加前の電気化学発光セルを示し、図2(b)は電圧印加後の電気化学発光セルを示す。FIG. 2 is a conceptual diagram showing a light emission mechanism of the electrochemiluminescence cell. FIG. 2A shows an electrochemiluminescence cell before voltage application, and FIG. 2B shows an electrochemiluminescence cell after voltage application. 図3は、実施例6により得られた電気化学発光セルの発光面を示す。FIG. 3 shows the light emitting surface of the electrochemiluminescent cell obtained in Example 6. 図4は、比較例2により得られた電気化学発光セルの発光面を示す。FIG. 4 shows a light emitting surface of the electrochemiluminescent cell obtained in Comparative Example 2.

以下、本発明の電気化学発光セルの好ましい実施形態について、図面を参照しながら説明する。以下に説明するように、本実施形態の電気化学発光セル10は、イオン液体のアニオンとして特定種のものを有する点に特徴の1つを有する。   Hereinafter, preferred embodiments of the electrochemiluminescence cell of the present invention will be described with reference to the drawings. As will be described below, the electrochemiluminescence cell 10 of the present embodiment has one of the characteristics in that it has a specific type as anions of the ionic liquid.

図1に示すように本実施形態の電気化学発光セル10は、発光層12と、その各面に配された電極13,14とを有する。具体的には、電気化学発光セル10は、各々が互いに対向する一対の電極である第1電極13及び第2電極14と、一対の電極13、14間に挟持された発光層12とを備えている。電気化学発光セル10は、電圧が印加されることにより発光され、各種ディスプレイ等として使用されるものである。図1においては、電源として直流電源を用い、第1電極13を直流電源の陽極に接続し、第2電極14を陰極に接続している。しかしながら、第1電極13を陰極に接続し、第2電極14を陽極に接続してもよい。また、電源として直流電源の代わりに交流電源を用いることも可能である。   As shown in FIG. 1, the electrochemiluminescence cell 10 of this embodiment has a light emitting layer 12 and electrodes 13 and 14 disposed on each surface thereof. Specifically, the electrochemiluminescence cell 10 includes a first electrode 13 and a second electrode 14, each of which is a pair of electrodes facing each other, and a light emitting layer 12 sandwiched between the pair of electrodes 13 and 14. ing. The electrochemiluminescence cell 10 emits light when a voltage is applied, and is used as various displays. In FIG. 1, a DC power source is used as the power source, the first electrode 13 is connected to the anode of the DC power source, and the second electrode 14 is connected to the cathode. However, the first electrode 13 may be connected to the cathode and the second electrode 14 may be connected to the anode. Moreover, it is also possible to use an AC power source as a power source instead of a DC power source.

第1電極13及び第2電極14は、透光性を有する透明電極であってもよいし、半透明又は不透明な電極であってもよい。透光性を有する透明電極としてはインジウムドープ酸化スズ(ITO)やフッ素ドープ酸化スズ(FTO)などの金属酸化物からなるものが挙げられる。また、不純物を添加したポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)等の透明性を有する高分子からなるものを挙げることができる。また、半透明又は不透明な電極としては、例えば、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、金(Au)、白金(Pt)、スズ(Sn)、ビスマス(Bi)、銅(Cu)、クロム(Cr)等の金属材料が挙げられる。   The first electrode 13 and the second electrode 14 may be transparent electrodes having translucency, or may be translucent or opaque electrodes. Examples of the transparent electrode having translucency include those made of metal oxides such as indium-doped tin oxide (ITO) and fluorine-doped tin oxide (FTO). Moreover, what consists of polymer | macromolecule which has transparency, such as poly (3,4-ethylene dioxythiophene) (PEDOT) which added the impurity, can be mentioned. Examples of the translucent or opaque electrode include aluminum (Al), silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt), tin (Sn), bismuth (Bi), copper (Cu), chromium ( Examples thereof include metal materials such as Cr).

例えば、第1電極13及び第2電極14のうち少なくとも一方を透明電極とすると、発光層12から発せられた光を容易に外部に取り出せるため好ましい。また一方を透明電極とし、他方を不透明な金属電極とした場合、発光層12から発せられた光を金属電極で反射させつつ外部に取り出せるため好ましい。また、例えば、第1電極13及び第2電極14の両方を透明電極としてシースルー発光体としてもよい。また例えば、第1電極13及び第2電極14の両方を高い反射率を有する材質であるAg等からなる金属電極とし、発光層12の膜厚を制御することで、電気化学発光セル10をレーザー発振素子とすることもできる。   For example, it is preferable to use at least one of the first electrode 13 and the second electrode 14 as a transparent electrode because light emitted from the light emitting layer 12 can be easily extracted to the outside. Further, when one is a transparent electrode and the other is an opaque metal electrode, it is preferable because light emitted from the light emitting layer 12 can be extracted outside while being reflected by the metal electrode. Further, for example, both the first electrode 13 and the second electrode 14 may be transparent electrodes, and a see-through light emitter may be used. In addition, for example, both the first electrode 13 and the second electrode 14 are made of metal electrodes made of Ag or the like having a high reflectivity, and the film thickness of the light emitting layer 12 is controlled, so that the electrochemiluminescent cell 10 is made into a laser. An oscillation element can also be used.

例えば、第1電極13を透明電極とし、第2電極14を不透明又は半透明な金属電極とした場合、第1電極13は、適切な抵抗率及び光透過性を実現する観点から、例えば10nm以上500nm以下の厚さを有していることが好ましい。また第2電極14は、第1電極13と同様に、適切な抵抗率及び光透過性を実現する観点から、例えば10nm以上500nm以下の厚さを有していることが好ましい。   For example, when the first electrode 13 is a transparent electrode and the second electrode 14 is an opaque or translucent metal electrode, the first electrode 13 is, for example, 10 nm or more from the viewpoint of realizing appropriate resistivity and light transmittance. It preferably has a thickness of 500 nm or less. Further, like the first electrode 13, the second electrode 14 preferably has a thickness of, for example, 10 nm or more and 500 nm or less from the viewpoint of realizing appropriate resistivity and light transmittance.

発光層12は、有機高分子発光材料とイオン液体とが混合されてなる。発光層12は固体状及び液体状のいずれであってもよい。発光層12が固体状である場合、一定の形状を維持して、外から加えられる力に抵抗することができる。   The light emitting layer 12 is formed by mixing an organic polymer light emitting material and an ionic liquid. The light emitting layer 12 may be either solid or liquid. When the light emitting layer 12 is solid, it can maintain a certain shape and can resist the force applied from the outside.

発光層に含まれるイオン液体は、イオン種でありながら常温(25℃)において液体状態を維持する物質である。上述したように、本実施形態の電気化学発光セル10は、このイオン液体として、カチオンが特定種のものを用いる。   The ionic liquid contained in the light emitting layer is a substance that maintains a liquid state at room temperature (25 ° C.) while being an ionic species. As described above, the electrochemiluminescence cell 10 of the present embodiment uses a specific type of cation as the ionic liquid.

具体的には、本実施形態の電気化学発光セル10は、下記一般式(1)で表されるイオン液体を用いる。このことにより、本実施形態の電気化学発光セル10は、十分に均一な面発光が得られるため、耐久性に優れ、かつ高発光輝度を可能にするものとなり得る。また電気化学発光セル10は、化学的安定性に優れるホスホニウムカチオンを用いることができる等の理由から、耐電圧性、耐熱性、耐久性、耐変色性等の面でも優れたものとなる。更に電気化学発光セル10は、経済性に優れるアンモニウム系アニオンを用いることができるため、コストの面でも優れたものとなる。   Specifically, the electrochemiluminescence cell 10 of this embodiment uses an ionic liquid represented by the following general formula (1). As a result, the electrochemiluminescence cell 10 of the present embodiment can obtain sufficiently uniform surface light emission, so that it can be excellent in durability and enable high emission luminance. The electrochemiluminescent cell 10 is also excellent in terms of voltage resistance, heat resistance, durability, discoloration resistance, and the like because a phosphonium cation having excellent chemical stability can be used. Furthermore, since the electrochemiluminescent cell 10 can use an ammonium-based anion having excellent economic efficiency, it is excellent in terms of cost.

(式中、MはN又はPを表す。また、R、R、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1〜20を有する飽和脂肪族基、炭素数2〜20を有する不飽和脂肪族基又は炭素数6〜20を有する芳香族環含有基を表す。ただし、R、R、R及びRの少なくとも1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基である。前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基を構成する炭素原子は、ヘテロ原子で置換されていてもよく、前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基中の水素原子は官能基で置換されていてもよい。Xはアニオンである。) (Wherein, M represents N or P. Further, R 1, R 2, R 3 and R 4 are each independently a saturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, having 2 to 20 carbon atoms Represents an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group having 6 to 20 carbon atoms, provided that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group; Carbon atoms constituting the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group, and the aromatic ring-containing group may be substituted with a hetero atom, and the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group And a hydrogen atom in the aromatic ring-containing group may be substituted with a functional group, and X is an anion.)

一般式(1)中、R、R、R及びRで表される炭素数1以上20以下の飽和脂肪族基としては、直鎖状、分岐状、環状の飽和脂肪族炭化水素基が挙げられる。炭素数1以上20以下の飽和脂肪族基の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、s−ブチル基、t−ブチル基、イソブチル基、アミル基、イソアミル基、t−アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、イソヘプチル基、t−ヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基、2−エチルヘキシル基、t−オクチル基、ノニル基、イソノニル基、デシル基、イソデシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、イソトリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基、イコシル基、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、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロヘキシルメチル基、シクロデシル基等が挙げられる。 In the general formula (1), the saturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is a linear, branched or cyclic saturated aliphatic hydrocarbon Groups. Specific examples of the saturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, s-butyl group, t-butyl group, isobutyl group, amyl group, Isoamyl group, t-amyl group, hexyl group, heptyl group, isoheptyl group, t-heptyl group, n-octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, t-octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group, isodecyl group Group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, isotridecyl group, tetradecyl group, hexadecyl group, octadecyl group, icosyl group, cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclopentyl group, cyclohexyl group, cycloheptyl group, cyclooctyl group, cyclononyl group, Examples include a cyclohexylmethyl group and a cyclodecyl group.

一般式(1)中、R、R、R及びRで表される飽和脂肪族基は、電荷密度を下げて有機高分子発光材料への溶解性を高める観点、及び有機高分子発光材料へのドープ性能の観点から、炭素数が、2以上16以下であることが好ましく、4以上12以下であることがより好ましく、5以上12以下であることが特に好ましい。特に前記の飽和脂肪族基として、炭素数が前記の範囲である直鎖状のものを用いることが好ましい。 In the general formula (1), the saturated aliphatic group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 has a viewpoint of lowering the charge density and increasing the solubility in the organic polymer light-emitting material, and the organic polymer. From the viewpoint of doping performance to the light emitting material, the carbon number is preferably 2 or more, 16 or less, more preferably 4 or more and 12 or less, and particularly preferably 5 or more and 12 or less. In particular, as the saturated aliphatic group, it is preferable to use a straight-chain group having the above-mentioned range.

一般式(1)中、R、R、R及びRで表される炭素数2以上20以下の不飽和脂肪族基は、二重結合又は三重結合を少なくとも1つ以上有する直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基である。この不飽和脂肪族基の例としては、前述で挙げた各脂肪族基における炭素−炭素間一重結合の1以上を二重結合又は三重結合で置き換えた基を挙げることができ、具体的には、ビニル基、アリル基、イソプロペニル基、2−ブテニル基、2−メチルアリル基、1,1−ジメチルアリル基、3−メチル−2−ブテニル基、3−メチル−3−ブテニル基、4−ペンテニル基、ヘキセニル基、オクテニル基、ノネニル基、デセニル基等の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニル基;エチニル基、プロパ−2−イン−1−イル基等のアルキニル基;シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、4−メチルシクロヘキセニル基、4−エチルシクロヘキセニル基等のシクロアルケニル基;アセチレンやブタジエン、イソプロピレンの重合物あるいはそれらの共重合物より成る基等が挙げられる。なお、不飽和脂肪族基がアルケニル基である場合、トランス体及びシス体の両者を包含する。 In general formula (1), the unsaturated aliphatic group having 2 to 20 carbon atoms represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is a straight chain having at least one double bond or triple bond. , Branched or cyclic aliphatic hydrocarbon groups. Examples of this unsaturated aliphatic group include groups in which one or more of the carbon-carbon single bonds in each aliphatic group listed above are replaced with double bonds or triple bonds. Specifically, , Vinyl group, allyl group, isopropenyl group, 2-butenyl group, 2-methylallyl group, 1,1-dimethylallyl group, 3-methyl-2-butenyl group, 3-methyl-3-butenyl group, 4-pentenyl Group, hexenyl group, octenyl group, nonenyl group, decenyl group or the like linear or branched alkenyl group; ethynyl group, prop-2-yn-1-yl group or the like alkynyl group; cyclobutenyl group, cyclopentenyl group A cycloalkenyl group such as cyclohexenyl group, cycloheptenyl group, cyclooctenyl group, 4-methylcyclohexenyl group, 4-ethylcyclohexenyl group; And butadiene, and a group consisting of polymers or copolymers of those isopropylene and the like. In addition, when an unsaturated aliphatic group is an alkenyl group, both a trans body and a cis body are included.

一般式(1)中、R、R、R及びRで表される不飽和脂肪族基は、電荷密度を下げて有機高分子発光材料への溶解性を高める観点、及び有機高分子発光材料へのドープ性能の観点から、炭素数が、2以上12以下であることが好ましく、2以上6以下であることがより好ましい。 In the general formula (1), the unsaturated aliphatic group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 has a viewpoint of decreasing the charge density and increasing the solubility in the organic polymer light-emitting material, From the viewpoint of doping performance into the molecular light emitting material, the number of carbon atoms is preferably 2 or more and 12 or less, and more preferably 2 or more and 6 or less.

一般式(1)中、R、R、R及びRで表される炭素数6以上20以下の芳香族環含有基は、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環等の芳香族環を1つ又は2つ以上基中に有する炭化水素基である。芳香族環含有基の例としては、芳香族化合物中の芳香族環上の水素原子を1つ除いた基つまりアリール基、及び、前記で挙げた脂肪族基又は不飽和脂肪族基中の1以上の水素原子がアリール基で置換された基を挙げることができる。アリール基としては、フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基、アントラセニル基等が挙げられる。前記脂肪族基中の1つ以上の水素原子がアリール基で置換された基としては、例えば、ベンジル基、1−フェニルエチル基、2−フェニルエチル基、2−フェニルプロピル基、3−フェニルプロピル基、4−フェニルブチル基、5−フェニルペンチル基、6−フェニルヘキシル基等が挙げられる。また、これらの基におけるフェニル部位のオルト位、メタ位及び/又はパラ位の水素原子がアルキル基で置換された基、例えばトリルメチル基、1−トリルエチル基、2−トリルエチル基、2−トリルプロピル基、3−トリルプロピル基、4−トリルブチル基、5−トリルペンチル基、6−トリルヘキシル基、キシリルメチル基、1−キシリルエチル基、2−キシリルエチル基、2−キシリルプロピル基、3−キシリルプロピル基、4−キシリルブチル基、5−キシリルペンチル基、6−キシリルヘキシル基等のアリールアルキル基が挙げられる。前記の不飽和脂肪族基中の少なくとも1つの水素原子が前記のアリール基により置換された基としては、前記の不飽和脂肪族基として挙げた各種のアルケニル基中の水素原子の1以上がアリール基で置換されたアリールアルケニル基や、前記の不飽和脂肪族基として挙げた各種のアルキニル基中の水素原子の1以上がアリール基で置換されたアリールアルキニル基等が挙げられる。これら芳香族環含有基(アリール基等)には、該芳香族環含有基に含まれる芳香族環に結合した1以上の水素原子が、前記の脂肪族基又は不飽和脂肪族基に置換されているものも含まれる。前記の芳香族環含有基は、有機高分子発光材料への溶解性及び有機高分子発光材料へのドープ性能の観点から、炭素数7〜14を有するものが好ましく、炭素数7〜11を有するものが更に好ましい。また同様の観点から、前記の芳香族環含有基は、アリールアルキル基であることも好ましい。前記の芳香族環含有基としては、具体的には、フェニル基、ベンジル基、p−トリルメチル基、フェニルエチル基であることが更に一層好ましく、ベンジル基であることが特に好ましい。 In the general formula (1), the aromatic ring-containing group having 6 to 20 carbon atoms represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is an aromatic ring such as a benzene ring, a naphthalene ring or an anthracene ring. It is a hydrocarbon group contained in one or more groups. Examples of the aromatic ring-containing group include a group obtained by removing one hydrogen atom on an aromatic ring in an aromatic compound, that is, an aryl group, and 1 in the aliphatic group or unsaturated aliphatic group mentioned above. A group in which the above hydrogen atom is substituted with an aryl group can be exemplified. Examples of the aryl group include a phenyl group, a tolyl group, a xylyl group, a naphthyl group, and an anthracenyl group. Examples of the group in which one or more hydrogen atoms in the aliphatic group are substituted with an aryl group include a benzyl group, a 1-phenylethyl group, a 2-phenylethyl group, a 2-phenylpropyl group, and a 3-phenylpropyl group. Group, 4-phenylbutyl group, 5-phenylpentyl group, 6-phenylhexyl group and the like. Further, a group in which the hydrogen atom at the ortho position, the meta position and / or the para position of the phenyl moiety in these groups is substituted with an alkyl group, for example, a tolylmethyl group, a 1-tolylethyl group, a 2-tolylethyl group, a 2-tolylpropyl group. 3-tolylpropyl group, 4-tolylbutyl group, 5-tolylpentyl group, 6-tolylhexyl group, xylylmethyl group, 1-xylylethyl group, 2-xylylethyl group, 2-xylylpropyl group, 3-xylylpropyl group Arylalkyl groups such as 4-xylylbutyl group, 5-xylylpentyl group and 6-xylylhexyl group. As the group in which at least one hydrogen atom in the unsaturated aliphatic group is substituted with the aryl group, one or more hydrogen atoms in various alkenyl groups mentioned as the unsaturated aliphatic group are aryl. An arylalkenyl group substituted with a group, an arylalkynyl group in which one or more of the hydrogen atoms in the various alkynyl groups mentioned as the unsaturated aliphatic group are substituted with an aryl group, and the like. In these aromatic ring-containing groups (such as aryl groups), one or more hydrogen atoms bonded to the aromatic ring contained in the aromatic ring-containing group are substituted with the above-described aliphatic group or unsaturated aliphatic group. Is also included. The aromatic ring-containing group preferably has 7 to 14 carbon atoms, preferably 7 to 11 carbon atoms, from the viewpoint of solubility in organic polymer light-emitting materials and doping performance to organic polymer light-emitting materials. More preferred. From the same viewpoint, the aromatic ring-containing group is preferably an arylalkyl group. Specifically, the aromatic ring-containing group is more preferably a phenyl group, a benzyl group, a p-tolylmethyl group, or a phenylethyl group, and particularly preferably a benzyl group.

一般式(1)中、R、R、R及びRで表される飽和脂肪族基、不飽和脂肪族基及び芳香族環含有基中の炭素原子を置換してもよいヘテロ原子としては、酸素原子、硫黄原子、窒素原子等を挙げることができる。このようにヘテロ原子で置換された基としては、フリル基、チオフェン基、ピロール基、イミダゾール基等の芳香族複素環基又はこれらが脂肪族基若しくは不飽和脂肪族基に結合した基や、あるいは前述で例示した飽和脂肪族基、不飽和脂肪族基及び芳香族環含有基中の1以上のメチレン基が酸素又は硫黄原子で置換された基、あるいは飽和脂肪族基、不飽和脂肪族基及び芳香族環含有基中の1以上のCH基が窒素原子で置換された基等を挙げることができる。 In the general formula (1), a hetero atom which may substitute a carbon atom in the saturated aliphatic group, unsaturated aliphatic group and aromatic ring-containing group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 Examples thereof include an oxygen atom, a sulfur atom, and a nitrogen atom. As such a group substituted with a heteroatom, an aromatic heterocyclic group such as a furyl group, a thiophene group, a pyrrole group, an imidazole group or a group in which these are bonded to an aliphatic group or an unsaturated aliphatic group, or A group in which one or more methylene groups in the saturated aliphatic group, unsaturated aliphatic group and aromatic ring-containing group exemplified above are substituted with an oxygen or sulfur atom, or a saturated aliphatic group, an unsaturated aliphatic group, and Examples include a group in which one or more CH groups in the aromatic ring-containing group are substituted with a nitrogen atom.

一般式(1)中、R、R、R及びRで表される飽和脂肪族基、不飽和脂肪族基及び芳香族環含有基中の水素原子を置換してもよい官能基としては、ニトリル基、アミノ基、フェニル基、ベンジル基、カルボキシル基、炭素数1以上12以下のアルコキシ基等を挙げることができる。 In general formula (1), the functional group which may substitute the hydrogen atom in the saturated aliphatic group, unsaturated aliphatic group, and aromatic ring-containing group represented by R 1 , R 2 , R 3 and R 4 Examples thereof include a nitrile group, amino group, phenyl group, benzyl group, carboxyl group, and an alkoxy group having 1 to 12 carbon atoms.

一般式(1)中、R、R、R及びRは、その少なくとも1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基である。すなわち本発明においては、不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基を少なくとも1つ以上有するアンモニウム系カチオン又はホスホニウム系カチオンから構成されるイオン液体を用いている。不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基を有するアンモニウム系カチオン又はホスホニウム系カチオンのイオン液体を使用することで、本発明の電気化学発光セルは十分均一な面発光を有するものとなる。また本発明の電気化学発光セルは、均一な面発光が可能になることから、発光効率が上がるため輝度の向上にもつながる。この理由は定かではないが、イオン液体のカチオン部の電荷を、比較的大きな構造を有する基である不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基によって包み込む状態とすることで該カチオン部が中性に近づき、そのことに起因して、中性である有機高分子発光材料との混合性が改善するためではないかと本発明者は推測している。 In general formula (1), at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group. That is, in the present invention, an ionic liquid composed of an ammonium cation or a phosphonium cation having at least one unsaturated aliphatic group or aromatic ring-containing group is used. By using an ionic liquid of an ammonium cation or a phosphonium cation having an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group, the electrochemiluminescence cell of the present invention has sufficiently uniform surface emission. In addition, since the electrochemiluminescence cell of the present invention enables uniform surface emission, the luminous efficiency is increased, leading to an improvement in luminance. The reason for this is not clear, but the cation part is neutral by enclosing the charge of the cation part of the ionic liquid with an unsaturated aliphatic group or aromatic ring-containing group which is a group having a relatively large structure. Therefore, the present inventor presumes that the miscibility with the organic polymer light emitting material, which is neutral, is improved.

また、不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基を有するアンモニウム系カチオン又はホスホニウム系カチオンのイオン液体は、その構造的安定性により耐電圧性が優れたものとなる。このことに起因して、本発明の電気化学発光セルは、上述した均一な発光面が得られることに加えて、耐電圧性にも優れたものとなるため、高寿命化にもつながる。   In addition, an ionic liquid of an ammonium cation or a phosphonium cation having an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group has excellent voltage resistance due to its structural stability. As a result, the electrochemiluminescence cell of the present invention is excellent in voltage resistance in addition to the above-described uniform light emitting surface, leading to a long life.

一般式(1)で表されるイオン液体の中でも、R、R、R及びRのうち3つが前記飽和脂肪族基であり、1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基であるイオン液体は、粘度及び融点が低く、耐電圧性等の化学的安定性にも優れるために好ましい。とりわけR、R、R及びRのうち3つが前記飽和脂肪族基であり、1つがアリールアルキル基又はアルケニル基であるイオン液体が好ましい。 Among the ionic liquids represented by the general formula (1), three of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the saturated aliphatic groups, and one is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group. An ionic liquid is preferable because it has a low viscosity and a low melting point and is excellent in chemical stability such as voltage resistance. In particular, an ionic liquid in which three of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are the saturated aliphatic group and one is an arylalkyl group or an alkenyl group is preferable.

本発明で用いるイオン液体において、一般式(1)中のXとして表されるアニオンの種類に特に制限はなく、従来電気デバイスに用いられているイオン液体のアニオンを用いることができる。そのようなアニオンとしては、例えば、テトラフルオロボレート(BF)、ベンゾトリアゾレート(N(C))、テトラフェニルボレート(B(C)ヘキサフルオロホスフェート(PF)、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(N(SOCF)、ビス(フルオロスルホニル)イミド(N(SOF))、トリフルオロメタンスルホネート(SOCF)、メタンスルホネート(SOCH)、トリス(ペンタフルオロエチル)トリフルオロホスフェート((CPF)、トリフルオロ酢酸(CFCOO)、アミノ酸、ビスオキサラトボレート(B(C)、p−トルエンスルホネート(SOCH)、チオシアネート(SCN)、ジシアナミド(N(CN))、ハロゲン、ジアルキルリン酸((RO)POO)、ジアルキルジチオリン酸((RO)PSS)、脂肪族カルボン酸(RCOO)等の各アニオンが挙げられる。これらの中でも、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(N(SOCF)、テトラフルオロボレート(BF)、ヘキサフルオロホスフェート(PF)、ビスオキサラトボレート(B(C、チオシアネート(SCN)は製造コストが低く、低粘性であり、有機高分子発光材料との混合性がよいという点で好ましい。 In the ionic liquid used in the present invention, the general formula (1) in the X - is not particularly limited on the kind of anions represented as, it can be used anion of the ionic liquid used in the conventional electric device. Examples of such anions include tetrafluoroborate (BF 4 ), benzotriazolate (N 3 (C 6 H 4 )), tetraphenyl borate (B (C 6 H 5 ) 4 ) hexafluorophosphate (PF 6 ), bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (N (SO 2 CF 3 ) 2 ), bis (fluorosulfonyl) imide (N (SO 2 F) 2 ), trifluoromethanesulfonate (SO 3 CF 3 ), methanesulfonate (SO 3 CH 3 ), tris (pentafluoroethyl) trifluorophosphate ((C 2 H 5 ) 3 PF 3 ), trifluoroacetic acid (CF 3 COO), amino acids, bisoxalatoborate (B (C 2 O 4) 2 ), p-toluenesulfonate (SO 3 C 6 H 4 CH 3 ), thiocyanate (SCN), dicyanamide (N (CN) 2 ), halogen, dialkyl phosphoric acid ((RO) 2 POO), dialkyldithiophosphoric acid ((RO) 2 PSS), aliphatic carboxylic acid (RCOO), etc. Can be mentioned. Among these, bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (N (SO 2 CF 3 ) 2 ), tetrafluoroborate (BF 4 ), hexafluorophosphate (PF 6 ), bisoxalatoborate (B (C 2 O 4) ) 2 , thiocyanate (SCN) is preferable in terms of low production cost, low viscosity, and good miscibility with organic polymer light-emitting materials.

一般式(1)で表されるイオン液体は例えば、以下のように製造できる。まず、前記のホスホニウム塩のうちアニオン成分がハロゲンであるものは、目的とするホスホニウムカチオンに対応した3級ホスフィン化合物とハロゲン化炭化水素化合物とを反応させて得られる4級ホスホニウムハライドを用いることができる。またアニオン成分がハロゲン以外のものは、前記の4級ホスホニウムハライドとアニオン成分の金属塩とを反応させアニオン交換することにより得ることができる。例えば一般式(1)中のR、R、R及びRのうち3つが飽和脂肪族基であり、残り1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基であるホスホニウムカチオンを有し、アニオン成分がハロゲンであるイオン液体は、前記の3級ホスフィン化合物としてトリアルキルホスフィンを用い、前記のハロゲン化炭化水素化合物として該不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基がハロゲンと結合した化合物を用いることで得ることができる。また、一般式(1)中のR、R、R及びRのうち3つが飽和脂肪族基であり、残り1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基であるホスホニウムカチオンを有し、アニオン成分がハロゲン以外であるイオン液体は、前記したアニオン成分がハロゲンであるイオン液体を、ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、テトラフルオロボレート(BF)、ヘキサフルオロホスフェート(PF)、ビスオキサラトボレート(B(C、チオシアネート(SCN)等とアニオン交換することで得ることができる。 The ionic liquid represented by the general formula (1) can be produced, for example, as follows. First, among the above-mentioned phosphonium salts, those in which the anion component is halogen use a quaternary phosphonium halide obtained by reacting a tertiary phosphine compound corresponding to the target phosphonium cation and a halogenated hydrocarbon compound. it can. Those having an anionic component other than halogen can be obtained by reacting the quaternary phosphonium halide with a metal salt of the anionic component to exchange anions. For example, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (1) have a phosphonium cation in which three are saturated aliphatic groups and the remaining one is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group. In the ionic liquid in which the anion component is halogen, trialkylphosphine is used as the tertiary phosphine compound, and the unsaturated aliphatic group or aromatic ring-containing group is bonded to halogen as the halogenated hydrocarbon compound. It can be obtained by using a compound. In addition, a phosphonium cation in which three of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 in the general formula (1) are saturated aliphatic groups and the remaining one is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group. The ionic liquid having an anionic component other than halogen is an ionic liquid in which the anionic component is halogen as described above: bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, tetrafluoroborate (BF 4 ), hexafluorophosphate (PF 6 ). , Bisoxalatoborate (B (C 2 O 4 ) 2 , thiocyanate (SCN) and the like can be obtained by anion exchange.

本実施形態の電気化学発光セル10においては、イオン移動度を確保し、かつ発光層12の製膜性を高める観点から、発光層12におけるイオン液体の比率は、1質量%以上30質量%以下であることが好ましく、5質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。また発光層12中のイオン液体の含有量は、有機高分子発光材料100質量部に対し、10質量部以上25質量部以下であることが好ましい。   In the electrochemiluminescence cell 10 of the present embodiment, the ratio of the ionic liquid in the light emitting layer 12 is 1% by mass or more and 30% by mass or less from the viewpoint of securing ion mobility and improving the film forming property of the light emitting layer 12. It is preferable that it is 5 mass% or more and 20 mass% or less. Moreover, it is preferable that content of the ionic liquid in the light emitting layer 12 is 10 to 25 mass parts with respect to 100 mass parts of organic polymer light-emitting materials.

発光層12に含まれる有機高分子発光材料は、アニオン及びカチオンがドープされることにより電子及びホールのキャリア体として働くとともに、電子及びホールの結合により励起して発光する。このような有機高分子発光材料としては、各種のπ共役系ポリマーを挙げることができる。具体的には、ポリ(パラフェニレンビニレン)、ポリ(フルオレン)、ポリ(1,4−フェニレン)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ(パラフェニレンスルフィド)、ポリベンゾチアジアゾール、ポリビオチオフィン等を挙げることができる。またこれらに置換基を導入させた誘導体、及びこれらのコポリマーも、有機高分子発光材料として用いることができる。そのような置換基としては、炭素数1以上20以下のアルキル基、炭素数1以上20以下のアルコキシ基、炭素数6以上18以下のアリール基、〔(−CHCHO−)CH〕で表される基(ただし、nが1以上10以下の整数である)等を挙げることができる。またコポリマーとしては、前記で挙げたπ共役系ポリマーのうち2種類以上のポリマーの各繰り返し単位を結合させてなるものが挙げられる。コポリマーにおける各繰り返し単位の配列としては、ランダム配列、交互配列、ブロック配列、又はそれらを組み合わせた配列が挙げられる。 The organic polymer light emitting material contained in the light emitting layer 12 functions as a carrier body of electrons and holes by being doped with anions and cations, and emits light when excited by the combination of electrons and holes. Examples of such organic polymer light emitting materials include various π-conjugated polymers. Specific examples include poly (paraphenylene vinylene), poly (fluorene), poly (1,4-phenylene), polythiophene, polypyrrole, poly (paraphenylene sulfide), polybenzothiadiazole, polybiothiophine and the like. it can. In addition, derivatives obtained by introducing substituents into these and copolymers thereof can also be used as the organic polymer light-emitting material. Examples of such a substituent include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 18 carbon atoms, [(—CH 2 CH 2 O—) n CH 3 ] (wherein n is an integer of 1 or more and 10 or less). Examples of the copolymer include those obtained by bonding each repeating unit of two or more kinds of the above-mentioned π-conjugated polymers. Examples of the arrangement of each repeating unit in the copolymer include a random arrangement, an alternating arrangement, a block arrangement, or a combination thereof.

有機高分子発光材料のこれらの機能を十分に発揮させる観点から、発光層12における有機高分子発光材料の比率は、10質量%以上95質量%以下であることが好ましく、20質量%以上90質量%以下であることがより好ましい。   From the viewpoint of sufficiently exhibiting these functions of the organic polymer light emitting material, the ratio of the organic polymer light emitting material in the light emitting layer 12 is preferably 10% by mass or more and 95% by mass or less, and 20% by mass or more and 90% by mass. % Or less is more preferable.

発光層12は、有機高分子発光材料及びイオン液体以外を含有していてもよい。その他の成分としては、界面活性剤、導電性向上のためのポリマー成分(ポリエチレンオキシド等)、製膜性向上のためのポリマー成分(ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル(PMMA)等)、イオン液体以外の塩等を挙げることができる。発光層12における有機高分子発光材料及びイオン液体以外の成分(ただし溶媒を除く)の量は、発光層12全体を100質量部としたときに、90質量部以下とすることが好ましく、60質量部以下とすることが更に好ましく、30質量部以下とすることが特に好ましい。   The light emitting layer 12 may contain other than the organic polymer light emitting material and the ionic liquid. Other components include surfactants, polymer components for improving conductivity (polyethylene oxide, etc.), polymer components for improving film forming properties (polystyrene, polymethyl methacrylate (PMMA), etc.), ionic liquids A salt etc. can be mentioned. The amount of components other than the organic polymer light-emitting material and ionic liquid (excluding the solvent) in the light-emitting layer 12 is preferably 90 parts by mass or less when the entire light-emitting layer 12 is 100 parts by mass, and 60 parts by mass. More preferably, it is more preferably 30 parts by mass or less.

このようにして構成される発光層12の膜厚は、10nm以上200nm以下であることが好ましく、50nm以上150nm以下であることがより好ましい。発光層12の膜厚がこの範囲であると、発光層12から十分かつ効率よく発光を得ることができ、また発光予定部分の欠陥を抑えることができ短絡を防止できる。   The thickness of the light emitting layer 12 thus configured is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 50 nm or more and 150 nm or less. When the film thickness of the light emitting layer 12 is within this range, light emission can be obtained sufficiently and efficiently from the light emitting layer 12, and defects in a light emission scheduled portion can be suppressed and a short circuit can be prevented.

本実施形態の電気化学発光セル10は、以下の製造方法により製造できる。まず、第1電極13が設けられた基板を準備する。例えば、第1電極13をITOから形成する場合は、例えばガラス基板等の表面に、フォトリソグラフィー法、又はフォトリソグラフィー法及びリフトオフ法を組み合わせて用いてITOの蒸着膜をパターン状に形成することによって、基板の表面にITOからなる第1電極13を形成することができる。   The electrochemiluminescence cell 10 of this embodiment can be manufactured by the following manufacturing method. First, a substrate provided with the first electrode 13 is prepared. For example, when the first electrode 13 is formed from ITO, for example, by forming a deposited ITO film in a pattern on the surface of a glass substrate or the like using a photolithography method or a combination of the photolithography method and the lift-off method. The first electrode 13 made of ITO can be formed on the surface of the substrate.

次に、有機溶媒にイオン液体と有機高分子発光材料とを溶解して、電気化学発光セルの発光層形成用組成物を調製する。イオン液体と有機高分子発光材料とを効率よく混合する等の観点から、有機溶媒としてトルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメチルクロライド、クロロベンゼン又はクロロホルム等を用いることが好ましい。これらの有機溶媒は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いることができる。発光層形成用組成物中のイオン液体と有機高分子発光材料との配合比率(質量比)は前者:後者が1:1〜20であることが好ましい。この発光層形成用組成物を、基板の第1電極13上に、スピンコーティング法等により塗布する。その後、この塗布によって形成された塗膜を乾燥させて有機溶媒を蒸発させ、発光層12を形成する。発光層形成用組成物の調製及び発光層12の形成は、好ましくは水分率100ppm以下の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましく、この場合の不活性ガスとしては、アルゴン、窒素、ヘリウム等が挙げられる。   Next, an ionic liquid and an organic polymer light-emitting material are dissolved in an organic solvent to prepare a composition for forming a light-emitting layer of an electrochemiluminescence cell. From the viewpoint of efficiently mixing the ionic liquid and the organic polymer light emitting material, it is preferable to use toluene, benzene, tetrahydrofuran, dimethyl chloride, chlorobenzene, chloroform, or the like as the organic solvent. These organic solvents can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. The blending ratio (mass ratio) of the ionic liquid and the organic polymer light emitting material in the composition for forming a light emitting layer is preferably 1: 1 to 20 in the former: latter. This composition for forming a light emitting layer is applied onto the first electrode 13 of the substrate by a spin coating method or the like. Thereafter, the coating film formed by this coating is dried to evaporate the organic solvent, thereby forming the light emitting layer 12. Preparation of the composition for forming the light emitting layer and formation of the light emitting layer 12 are preferably performed in an inert gas atmosphere having a moisture content of 100 ppm or less. In this case, examples of the inert gas include argon, nitrogen, helium and the like. Can be mentioned.

次に、形成された発光層12に、第1電極13に対向する第2電極14を形成する。この場合、例えば発光層12上に、例えばマスクを介した真空蒸着法等によってアルミニウム(Al)を膜状に蒸着することにより、所定のパターンの電極を形成する。このようにして、発光層12上に第2電極14を形成する。これによって、図1に示す電気化学発光セル10が得られる。   Next, the second electrode 14 facing the first electrode 13 is formed on the formed light emitting layer 12. In this case, for example, an electrode having a predetermined pattern is formed on the light emitting layer 12 by evaporating aluminum (Al) into a film shape by, for example, a vacuum evaporation method through a mask. In this way, the second electrode 14 is formed on the light emitting layer 12. Thereby, the electrochemiluminescence cell 10 shown in FIG. 1 is obtained.

本実施形態の電気化学発光セル10は、以下の発光機構により発光する。図2(a)及び(b)に示すように、第1電極13が陽極となり第2電極14が陰極となるように発光層12に電圧が印加される。このことにより、発光層12内のイオンが電界に沿って移動し、発光層12における第1電極13との界面近傍にアニオン種が集まった層が形成される。一方、発光層12における第2電極14との界面近傍にカチオン種が集まった層が形成される。このようにして、それぞれの電極の界面に電気二重層が形成される。これにより陽極である第1電極13近傍にpドープ領域16が自発形成され、陰極である第2電極14近傍にnドープ領域17が自発形成される。そして、これらのドープ領域が高キャリア密度のp−i−n接合を構成する。その後、陽極と陰極から発光層12の有機高分子発光材料に正孔と電子がそれぞれ注入され、i層で再結合する。この再結合した正孔と電子とから励起子が生成され、この励起子が基底状態に戻ることにより光が発せられる。このようにして、発光層12から発光が得られる。所望の波長の光を得るためには、最高被占軌道(Highest OccupiedMolecular Orbital)と最低空軌道(Lowest Unoccupied Molecular Orbital)のエネルギー差(バンドギャップ)が当該所望の波長に対応する有機高分子発光材料を選択すればよい。   The electrochemiluminescence cell 10 of the present embodiment emits light by the following light emission mechanism. As shown in FIGS. 2A and 2B, a voltage is applied to the light emitting layer 12 so that the first electrode 13 serves as an anode and the second electrode 14 serves as a cathode. As a result, ions in the light emitting layer 12 move along the electric field, and a layer in which anion species are collected in the vicinity of the interface between the light emitting layer 12 and the first electrode 13 is formed. On the other hand, a layer in which cationic species are collected in the vicinity of the interface with the second electrode 14 in the light emitting layer 12 is formed. In this way, an electric double layer is formed at the interface of each electrode. As a result, the p-doped region 16 is spontaneously formed in the vicinity of the first electrode 13 that is the anode, and the n-doped region 17 is spontaneously formed in the vicinity of the second electrode 14 that is the cathode. These doped regions constitute a high carrier density pin junction. Thereafter, holes and electrons are respectively injected from the anode and the cathode into the organic polymer light emitting material of the light emitting layer 12 and recombined in the i layer. Excitons are generated from the recombined holes and electrons, and light is emitted when the excitons return to the ground state. In this way, light emission can be obtained from the light emitting layer 12. In order to obtain light of a desired wavelength, an organic polymer light emitting material in which the energy difference (band gap) between the highest occupied orbital (Highest Occupied Molecular Orbital) and the lowest unoccupied molecular orbital corresponds to the desired wavelength. Should be selected.

本実施形態の電気化学発光セル10によれば、発光予定部分全体を容易に発光させることができる。しかも、発光予定部分全体を発光させ、かつ該発光予定部分の任意の部位が均一な輝度となるように発光させることが容易である。したがって、発光予定部分の全域にわたり均一に負荷が加わるので、耐久性が従来よりも向上する。発光予定部分とは、電気化学発光セル10を平面視したときに、第1電極13、発光層12、第2電極14が全て重なっている平面領域をいう。本実施形態の電気化学発光セル10によれば、発光しない部分の面積が小さく、かつ該発光しない部分が発光予定部分内に散点状に分散しているので、発光予定部分の面積に対する発光部分の面積の割合が同程度である場合、発光しない部分が1か所に集中した状態よりも、均一な負荷が掛かりにくく、また、発光しない部分の欠けが視認しにくいという利点がある。   According to the electrochemiluminescence cell 10 of the present embodiment, the entire light emission scheduled portion can be easily made to emit light. Moreover, it is easy to emit light so that the entire light emission scheduled portion emits light, and an arbitrary portion of the light emission scheduled portion has uniform luminance. Therefore, since the load is uniformly applied over the entire area of the light emission scheduled portion, the durability is improved as compared with the conventional case. The light emission scheduled portion refers to a planar region where the first electrode 13, the light emitting layer 12, and the second electrode 14 all overlap when the electrochemiluminescence cell 10 is viewed in plan. According to the electrochemiluminescence cell 10 of the present embodiment, the area of the portion that does not emit light is small, and the portion that does not emit light is dispersed in a scattered manner within the portion that is scheduled to emit light. When the ratio of the area is approximately the same, there is an advantage that a uniform load is less likely to be applied, and a lack of a portion that does not emit light is less visible than a state in which the portion that does not emit light is concentrated in one place.

以下に実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。以下の例中の特性は下記の方法により測定した。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. The characteristics in the following examples were measured by the following methods.

<発光特性>
電気化学発光セルに、第1電極を直流電流の陽極に接続し、第2電極を陰極に接続して、掃引速度1V/secで12Vまで電圧を印加し、発光を目視で確認しつつ、その間の輝度の最高値を発光輝度とした。発光輝度はCS−2000(コニカミノルタ社製)を用いて測定した。
<Luminescent characteristics>
In the electrochemiluminescence cell, the first electrode is connected to the anode of the direct current, the second electrode is connected to the cathode, a voltage is applied up to 12 V at a sweep rate of 1 V / sec, and light emission is visually checked while The maximum value of the luminance was defined as the light emission luminance. The emission luminance was measured using CS-2000 (manufactured by Konica Minolta).

<実施例1>
市販のITO膜付きガラス基板(ジオマテック株式会社製、ITO膜厚200nm)を第1電極13として用いた。
<Example 1>
A commercially available glass substrate with an ITO film (manufactured by Geomatic Co., Ltd., ITO film thickness 200 nm) was used as the first electrode 13.

有機高分子発光材料としてF8BT(ポリ[(9,9-ジ-n-オクチルフルオレニル-2,7-ジイル)-alt-(ベンゾ[2,1,3]チアジアゾール-4,8-ジイル)]、アルドリッチ社製、平均分子量(Mn)=10,000〜20,000)を用い、また、イオン液体として、トリオクチルベンジルホスホニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドを用いてこれらの混合溶液を調製した。具体的には、アルゴン雰囲気のグローブボックス中、室温下で有機高分子発光材料のトルエン溶液(濃度:9g/L)と、イオン液体のトルエン溶液(濃度:9g/L)とを体積比で有機高分子発光材料溶液:イオン液体の溶液=4:1で混合して発光層形成用組成物を調製した。   F8BT (Poly [(9,9-di-n-octylfluorenyl-2,7-diyl) -alt- (benzo [2,1,3] thiadiazole-4,8-diyl) as an organic polymer light-emitting material ], A product of Aldrich, average molecular weight (Mn) = 10,000 to 20,000), and a mixed solution of these using trioctylbenzylphosphonium bistrifluoromethanesulfonylimide as an ionic liquid. Specifically, a toluene solution (concentration: 9 g / L) of an organic polymer light emitting material and an ionic liquid toluene solution (concentration: 9 g / L) are organically mixed at a room temperature in a glove box under an argon atmosphere. Polymer light emitting material solution: ionic liquid solution = 4: 1 was mixed to prepare a composition for forming a light emitting layer.

次に、アルゴン雰囲気のグローブボックス中、室温下でガラス基板の第1電極13上に、前記で調製された発光層形成用組成物をスピンコートにより塗布して乾燥させ、更に50℃のホットプレート上で30分間加熱して有機溶媒を蒸発させた。このようにして、100nmの膜厚からなる固体状の発光層12を形成した。更に、形成された発光層12上に、上述した方法により、30nm厚さのアルミニウム(Al)からなる第2電極14を形成した。このようにして、発光予定部分の面積2mm×2mm角からなる電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表1に示す。   Next, the light emitting layer forming composition prepared above is applied by spin coating on the first electrode 13 of the glass substrate at room temperature in a glove box in an argon atmosphere and dried, and then a hot plate at 50 ° C. The organic solvent was evaporated by heating for 30 minutes above. Thus, the solid light emitting layer 12 having a thickness of 100 nm was formed. Further, the second electrode 14 made of aluminum (Al) with a thickness of 30 nm was formed on the formed light emitting layer 12 by the method described above. In this manner, an electrochemiluminescence cell 10 having an area of 2 mm × 2 mm square of a light emission scheduled portion was produced. Table 1 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<実施例2>
イオン液体として、トリエチルベンジルホスホニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドを用いる以外は実施例1と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表1に示す。
<Example 2>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that triethylbenzylphosphonium bistrifluoromethanesulfonylimide was used as the ionic liquid. Table 1 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<実施例3>
イオン液体として、トリブチルベンジルホスホニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドを用いる以外は実施例1と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表1に示す。
<Example 3>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that tributylbenzylphosphonium bistrifluoromethanesulfonylimide was used as the ionic liquid. Table 1 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<実施例4>
有機高分子発光材料としてPFO−DMP(Poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) end capped with dimethylphenyl)、Luminescence Technology社製)を用い、また、イオン液体として、トリオクチルベンジルホスホニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドを用いてこれらの混合溶液を調製した。具体的には、アルゴン雰囲気のグローブボックス中、室温下で有機高分子発光材料のトルエン溶液(濃度:9g/L)と、イオン液体のトルエン溶液(濃度:9g/L)とを体積比で有機高分子発光材料溶液:イオン液体の溶液=4:1で混合して発光層形成用組成物を調製した。
以後の操作は、実施例1と同じ操作を行い、電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表1に示す。
<Example 4>
PFO-DMP (Poly (9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl) end capped with dimethylphenyl), manufactured by Luminescence Technology) is used as the organic polymer light-emitting material, and trioctylbenzylphosphonium bistrifluoro is used as the ionic liquid. These mixed solutions were prepared using methanesulfonylimide. Specifically, a toluene solution (concentration: 9 g / L) of an organic polymer light emitting material and an ionic liquid toluene solution (concentration: 9 g / L) are organically mixed at a room temperature in a glove box under an argon atmosphere. Polymer light emitting material solution: ionic liquid solution = 4: 1 was mixed to prepare a composition for forming a light emitting layer.
Subsequent operations were the same as those in Example 1, and the electrochemiluminescence cell 10 was produced. Table 1 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<実施例5>
イオン液体として、トリオクチルアリルホスホニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミドを用いる以外は実施例4と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表1に示す。
<Example 5>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 4 except that trioctylallylphosphonium bistrifluoromethanesulfonylimide was used as the ionic liquid. Table 1 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<比較例1>
イオン液体として、トリオクチルブチルホスホニウムビスフルオロメタンスルホニルイミドを用いる以外は実施例1と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表1に示す。
<Comparative Example 1>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 1 except that trioctylbutylphosphonium bisfluoromethanesulfonylimide was used as the ionic liquid. Table 1 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

以上の結果から、不飽和結合を有するホスホニウムカチオンを有するイオン液体を用いた各実施例の電気化学発光セル10からは、十分均一な面発光が得られたが、不飽和結合を有しないホスホニウムカチオンを有するイオン液体を用いた各比較例の電気化学発光セル10からは、均一な発光が得られなかった。   From the above results, the electrochemiluminescence cell 10 of each example using an ionic liquid having a phosphonium cation having an unsaturated bond was able to obtain sufficiently uniform surface emission, but a phosphonium cation having no unsaturated bond. Uniform light emission was not obtained from the electrochemiluminescence cell 10 of each comparative example using an ionic liquid having the following.

<実施例6>
市販のITO膜付きガラス基板(ジオマテック株式会社製、ITO膜厚200nm)を第1電極13として用いた。
<Example 6>
A commercially available glass substrate with an ITO film (manufactured by Geomatic Co., Ltd., ITO film thickness 200 nm) was used as the first electrode 13.

有機高分子発光材料としてSuper Yellow(メルク社製、製品名:PDY−132)を用い、またイオン液体として、トリオクチルベンジルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本化学工業株式会社製)を用いてこれらの混合溶液を調製した。具体的には、アルゴン雰囲気のグローブボックス中、室温下で有機高分子発光材料のトルエン溶液(濃度:9g/L)と、イオン液体のトルエン溶液(濃度:9g/L)とを体積比で有機高分子発光材料溶液:イオン液体の溶液=4:1で混合して、発光層形成用組成物を調製した。   Super Yellow (manufactured by Merck, product name: PDY-132) is used as the organic polymer light-emitting material, and trioctylbenzylammonium bistrifluoromethanesulfonylimide (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) is used as the ionic liquid. A mixed solution was prepared. Specifically, a toluene solution (concentration: 9 g / L) of an organic polymer light emitting material and an ionic liquid toluene solution (concentration: 9 g / L) are organically mixed at a room temperature in a glove box under an argon atmosphere. Polymer light-emitting material solution: ionic liquid solution = 4: 1 was mixed to prepare a composition for forming a light-emitting layer.

次に、アルゴン雰囲気のグローブボックス中、室温下でガラス基板の第1電極13上に、前記で調製された発光層形成用組成物をスピンコートにより塗布して乾燥させ、更に50℃のホットプレート上で30分間加熱して有機溶媒を蒸発させた。このようにして、100nmの膜厚からなる固体状の発光層12を形成した。更に、形成された発光層12上に、上述した方法により、30nm厚さのアルミニウム(Al)からなる第2電極14を形成した。このようにして、発光予定部分の面積2mm×2mm角からなる電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表2に示す。また、発光面の写真を図3に示す。   Next, the light emitting layer forming composition prepared above is applied by spin coating on the first electrode 13 of the glass substrate at room temperature in a glove box in an argon atmosphere and dried, and then a hot plate at 50 ° C. The organic solvent was evaporated by heating for 30 minutes above. Thus, the solid light emitting layer 12 having a thickness of 100 nm was formed. Further, the second electrode 14 made of aluminum (Al) with a thickness of 30 nm was formed on the formed light emitting layer 12 by the method described above. In this manner, an electrochemiluminescence cell 10 having an area of 2 mm × 2 mm square of a light emission scheduled portion was produced. Table 2 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10. A photograph of the light emitting surface is shown in FIG.

<実施例7>
イオン液体として、トリオクチルフェニルエチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本化学工業株式会社製)を用いること以外は、実施例6と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表2に示す。
<Example 7>
The electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 6 except that trioctylphenylethylammonium bistrifluoromethanesulfonylimide (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the ionic liquid. Table 2 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<実施例8>
イオン液体として、トリオクチル(4−メチルフェニル)メチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本化学工業株式会社製)を用いること以外は、実施例6と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表2に示す。
<Example 8>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 6 except that trioctyl (4-methylphenyl) methylammonium bistrifluoromethanesulfonylimide (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the ionic liquid. Table 2 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<実施例9>
イオン液体として、トリオクチルアリルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本化学工業株式会社製)を用いること以外は、実施例6と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表2に示す。
<Example 9>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 6 except that trioctylallylammonium bistrifluoromethanesulfonylimide (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the ionic liquid. Table 2 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

<比較例2>
イオン液体として、トリオクチルメチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(iolitec社製)を用いる以外は実施例6と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表2に示す。また、発光面の写真を図4に示す。
<Comparative Example 2>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 6 except that trioctylmethylammonium bistrifluoromethanesulfonylimide (manufactured by iolitec) was used as the ionic liquid. Table 2 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10. Further, a photograph of the light emitting surface is shown in FIG.

<比較例3>
イオン液体として、トリブチルオクチルアンモニウムビストリフルオロメタンスルホニルイミド(日本化学工業株式会社製)を用いる以外は実施例6と同じ方法で電気化学発光セル10を作製した。得られた電気化学発光セル10の発光特性を測定した結果を表2に示す。
<Comparative Example 3>
An electrochemiluminescence cell 10 was produced in the same manner as in Example 6 except that tributyloctylammonium bistrifluoromethanesulfonylimide (manufactured by Nippon Chemical Industry Co., Ltd.) was used as the ionic liquid. Table 2 shows the results of measuring the light emission characteristics of the obtained electrochemiluminescence cell 10.

表2に示す結果から、芳香族環含有基を有するアンモニウム系カチオンを有するイオン液体を用いた実施例1の電気化学発光セル10は、図3に示すように十分均一な面発光が得られ、また、各実施例の電気化学発光セル10は、十分な発光輝度が得られるものである。これに対して、芳香族環含有基を有しないアンモニウム系カチオンを有するイオン液体を用いた比較例2の電気化学発光セル10では、図4に示すように均一な発光が得られず、また、各比較例の電気化学発光セル10は、発光輝度も低いものとなった。   From the results shown in Table 2, the electrochemiluminescence cell 10 of Example 1 using an ionic liquid having an ammonium-based cation having an aromatic ring-containing group has sufficiently uniform surface emission as shown in FIG. Moreover, the electrochemiluminescence cell 10 of each Example can obtain sufficient light emission luminance. In contrast, in the electrochemiluminescence cell 10 of Comparative Example 2 using an ionic liquid having an ammonium-based cation having no aromatic ring-containing group, uniform light emission cannot be obtained as shown in FIG. The electrochemiluminescence cell 10 of each comparative example also had a low emission luminance.

10 電気化学発光セル
12 発光層
13 第1電極
14 第2電極
16 pドープ領域
17 nドープ領域
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electrochemiluminescence cell 12 Light emitting layer 13 1st electrode 14 2nd electrode 16 p doped area | region 17 n doped area | region

Claims (14)

発光層と、その各面に配された電極とを有する電気化学発光セルにおいて、
前記発光層が、有機高分子発光材料及びイオン液体を含み、
前記イオン液体が、下記一般式(1)で表される電気化学発光セル。
(式中、MはN又はPを表す。また、R、R、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1〜20を有する飽和脂肪族基、炭素数2〜20を有する不飽和脂肪族基又は炭素数6〜20を有する芳香族環含有基を表す。ただし、R、R、R及びRの少なくとも1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基である。前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基を構成する炭素原子は、ヘテロ原子で置換されていてもよく、前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基中の水素原子は官能基で置換されていてもよい。Xはアニオンである。)
In an electrochemiluminescence cell having a light emitting layer and electrodes arranged on each surface thereof,
The light emitting layer includes an organic polymer light emitting material and an ionic liquid;
The electrochemiluminescence cell in which the ionic liquid is represented by the following general formula (1).
(Wherein, M represents N or P. Further, R 1, R 2, R 3 and R 4 are each independently a saturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, having 2 to 20 carbon atoms Represents an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group having 6 to 20 carbon atoms, provided that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group; Carbon atoms constituting the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group, and the aromatic ring-containing group may be substituted with a hetero atom, and the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group And a hydrogen atom in the aromatic ring-containing group may be substituted with a functional group, and X is an anion.)
前記一般式(1)において、R、R、R及びRの少なくとも1つが前記芳香族環含有基である、請求項1に記載の電気化学発光セル。 The electrochemiluminescence cell according to claim 1, wherein, in the general formula (1), at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is the aromatic ring-containing group. 前記一般式(1)において、前記不飽和脂肪族基が、二重結合又は三重結合を少なくとも1つ以上有する直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基である請求項1又は2に記載の電気化学発光セル。   3. In the general formula (1), the unsaturated aliphatic group is a linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group having at least one double bond or triple bond. The electrochemiluminescence cell as described. 前記一般式(1)において、前記官能基が、アミノ基、ニトリル基、フェニル基、ベンジル基、カルボキシル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基である請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気化学発光セル。   In the said General formula (1), the said functional group is an amino group, a nitrile group, a phenyl group, a benzyl group, a carboxyl group, or a C1-C12 alkoxy group. Electrochemiluminescence cell. 前記有機高分子発光材料がポリ(パラフェニレンビニレン)、ポリ(フルオレン)、ポリ(1,4−フェニレン)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ(パラフェニレンスルフィド)、ポリベンゾチアジアゾール、ポリビオチオフィン又はこれらの誘導体若しくはコポリマーである請求項1〜4のいずれか一項に記載の電気化学発光セル。   The organic polymer light-emitting material is poly (paraphenylene vinylene), poly (fluorene), poly (1,4-phenylene), polythiophene, polypyrrole, poly (paraphenylene sulfide), polybenzothiadiazole, polybiothiophine or these The electrochemiluminescence cell according to any one of claims 1 to 4, which is a derivative or a copolymer. 前記一般式(1)において、R、R、R及びRのうち3つが前記飽和脂肪族基であり、1つがアリールアルキル基又はアルケニル基である、請求項1〜5のいずれか一項に記載の電気化学発光セル。 In the said General formula (1), three of R < 1 >, R < 2 >, R < 3 > and R < 4 > are the said saturated aliphatic groups, and one is an arylalkyl group or an alkenyl group, Any one of Claims 1-5 The electrochemiluminescence cell according to one item. 下記一般式(1)で表されるイオン液体、有機高分子発光材料及び有機溶媒を含有する、電気化学発光セルの発光層形成用組成物。
(式中、MはN又はPを表す。また、R、R、R及びRはそれぞれ独立して、炭素数1〜20を有する飽和脂肪族基、炭素数2〜20を有する不飽和脂肪族基又は炭素数6〜20を有する芳香族環含有基を表す。ただし、R、R、R及びRの少なくとも1つが不飽和脂肪族基又は芳香族環含有基である。前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基を構成する炭素原子は、ヘテロ原子で置換されていてもよく、前記飽和脂肪族基、前記不飽和脂肪族基及び前記芳香族環含有基中の水素原子は官能基で置換されていてもよい。Xはアニオンである。)
A composition for forming a light emitting layer of an electrochemiluminescent cell, comprising an ionic liquid represented by the following general formula (1), an organic polymer light emitting material and an organic solvent.
(Wherein, M represents N or P. Further, R 1, R 2, R 3 and R 4 are each independently a saturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms, having 2 to 20 carbon atoms Represents an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group having 6 to 20 carbon atoms, provided that at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is an unsaturated aliphatic group or an aromatic ring-containing group; Carbon atoms constituting the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group, and the aromatic ring-containing group may be substituted with a hetero atom, and the saturated aliphatic group, the unsaturated aliphatic group And a hydrogen atom in the aromatic ring-containing group may be substituted with a functional group, and X is an anion.)
前記一般式(1)において、R、R、R及びRの少なくとも1つが前記芳香族環含有基である、請求項7に記載の組成物。 The composition according to claim 7, wherein in the general formula (1), at least one of R 1 , R 2 , R 3 and R 4 is the aromatic ring-containing group. 前記一般式(1)において、前記不飽和脂肪族基が、二重結合又は三重結合を少なくとも1つ以上有する直鎖状、分岐状又は環状の脂肪族炭化水素基である請求項7又は8に記載の組成物。   In the general formula (1), the unsaturated aliphatic group is a linear, branched or cyclic aliphatic hydrocarbon group having at least one double bond or triple bond. The composition as described. 前記一般式(1)において、前記官能基が、アミノ基、ニトリル基、フェニル基、ベンジル基、カルボキシル基又は炭素数1〜12のアルコキシ基である請求項7〜9のいずれか一項に記載の組成物。   In the said General formula (1), the said functional group is an amino group, a nitrile group, a phenyl group, a benzyl group, a carboxyl group, or a C1-C12 alkoxy group, It is any one of Claims 7-9. Composition. 前記有機高分子発光材料がポリ(パラフェニレンビニレン)、ポリ(フルオレン)、ポリ(1,4−フェニレン)、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリ(パラフェニレンスルフィド)、ポリベンゾチアジアゾール、ポリビオチオフィン又はこれらの誘導体若しくはコポリマーである請求項7〜10のいずれか一項に記載の組成物。   The organic polymer light-emitting material is poly (paraphenylene vinylene), poly (fluorene), poly (1,4-phenylene), polythiophene, polypyrrole, poly (paraphenylene sulfide), polybenzothiadiazole, polybiothiophine or these The composition according to any one of claims 7 to 10, which is a derivative or a copolymer. 前記有機溶媒がトルエン、ベンゼン、テトラヒドロフラン、ジメチルクロライド、クロロベンゼン又はクロロホルムである請求項7〜11のいずれか一項に記載の組成物。   The composition according to any one of claims 7 to 11, wherein the organic solvent is toluene, benzene, tetrahydrofuran, dimethyl chloride, chlorobenzene or chloroform. 前記一般式(1)において、R、R、R及びRのうち3つが前記飽和脂肪族基であり、1つがアリールアルキル基又はアルケニル基である、請求項7〜12のいずれか一項に記載の組成物。 In Formula (1), three of R 1, R 2, R 3 and R 4 is a said saturated aliphatic groups, one is an aryl alkyl group or alkenyl group any of claims 7 to 12 The composition according to one item. 請求項7〜13のいずれか一項に記載の組成物を、発光層形成用材料として使用した電気化学発光セル。   The electrochemiluminescence cell which used the composition as described in any one of Claims 7-13 as a light emitting layer forming material.
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