JP2020129454A - Coating ink, and electronic device and electroluminescent element using coating ink - Google Patents

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哲 大久
Toru Ohisa
哲 大久
城戸 淳二
Junji Kido
淳二 城戸
康平 遠藤
Kohei Endo
康平 遠藤
達弥 高橋
Tatsuya Takahashi
達弥 高橋
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Abstract

To provide a coating ink improved in efficiency of a thermal reduction process and capable of achieving the low drive voltage and long life of an electronic device.SOLUTION: A coating ink containing a metal-doped heteropolyoxometalate and an ink solvent is characterized in that an element contained in the coating ink consists only of an element constituting a metal-doped heteropolyoxometalate and an element constituting an ink solvent.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、金属をドープしたヘテロポリオキソメタレートの塗布用インキと該ヘテロポリオキソメタレートを用いた電子デバイスに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a metal-doped heteropolyoxometallate coating ink and an electronic device using the heteropolyoxometallate.

有機EL(エレクトロルミネッセンス)は、電流注入により自発光する現象であり、この現象を利用した有機ELデバイス(OLED)は、高視野角、高コントラスト、極薄構造、低電圧駆動、及び高い応答速度などの特長を有することから、次世代型面発光デバイスとして照明やディスプレイへの応用が期待されている。 Organic EL (electroluminescence) is a phenomenon that self-luminesces due to current injection, and an organic EL device (OLED) utilizing this phenomenon has a high viewing angle, high contrast, ultra-thin structure, low voltage drive, and high response speed. As such, it is expected to be applied to lighting and displays as a next-generation surface emitting device.

このような有機ELデバイス(OLED)の製造には、大面積化が可能であること、または工程が容易であることから、ウェットプロセスが用いられる。例えば、発光層を塗布法によって形成したり、OLEDを区画するための隔壁をフォトリソグラフィ法によって形成したりする。将来の大面積有機デバイスを可能にする量産性に優れた塗布型有機ELデバイスの実現には、基板上で安定に発光するOLEDが必要である。50インチ以上の大型の有機ELディスプレイでは、すでに蒸着型のタンデム型(マルチフォトン型)デバイスが知られているが、塗布型デバイスの製造技術の確立が不可欠である。 A wet process is used for manufacturing such an organic EL device (OLED) because it can have a large area or is easy to process. For example, the light emitting layer is formed by a coating method, or the partition wall for partitioning the OLED is formed by a photolithography method. In order to realize a mass-produced coating type organic EL device that enables future large-area organic devices, OLEDs that emit light stably on the substrate are required. For a large organic EL display of 50 inches or more, a vapor deposition tandem type (multi-photon type) device is already known, but establishment of a coating type device manufacturing technique is essential.

高い発光効率を得るためには、発光層内で電子と正孔とを効率良く再結合させる必要があるため、従来より、電荷輸送材料を発光層中に含有させたり、陽極と発光層との間に正孔輸送層を設けたり、陰極と発光層との間に電子輸送層を設けたり、或いは陽極又は陰極の仕事関数を最適化して、電極と有機機能層(正孔輸送層、電子輸送層)とのエネルギー障壁を小さくすることが行われている。ウェットプロセスにより、これらの有機機能層を形成するために、耐溶媒性に優れ、かつ、耐熱性や分子構造の制御性などに優れた材料で積層構造を形成する技術が要望されている。 In order to obtain high light emission efficiency, it is necessary to efficiently recombine electrons and holes in the light emitting layer. Therefore, conventionally, a charge transport material is contained in the light emitting layer, or an anode and a light emitting layer are combined. A hole transport layer is provided between them, an electron transport layer is provided between the cathode and the light emitting layer, or the work function of the anode or the cathode is optimized so that the electrode and the organic functional layer (hole transport layer, electron transport layer) The energy barrier with the (layer) is being reduced. In order to form these organic functional layers by a wet process, there is a demand for a technique of forming a laminated structure with a material having excellent solvent resistance, heat resistance, and controllability of molecular structure.

このようなOLEDを構成する塗布型の正孔注入層として、特許文献1では、リンモリブデン酸を含むポリオキソメタレートを水に溶解させた正孔輸送材料を塗布し、200℃で10分間、加熱乾燥して形成させた正孔輸送層が長時間、安定に駆動することが報告されている。しかしながら、前記正孔輸送層では、駆動電圧が高い、また、200℃という高温プロセスは、産業上利用する上では電気代などのランニングコストの増大に繋がる。このため、駆動電圧の低下や低温プロセスで作製するなどの技術の改善が求められている。 As a coating type hole injecting layer that constitutes such an OLED, in Patent Document 1, a hole transporting material in which polyoxometallate containing phosphomolybdic acid is dissolved in water is coated, and at 200° C. for 10 minutes, It is reported that the hole transport layer formed by heating and drying can be stably driven for a long time. However, in the hole transport layer, the driving voltage is high, and the high temperature process of 200° C. leads to an increase in running cost such as electricity bill in industrial use. For this reason, improvements in technologies such as reduction of driving voltage and fabrication in low temperature process are required.

一方、本発明者らは、加熱して還元したリンモリブデン酸粉末を溶かしたインキは成膜後の処理を必要とせずに、低い駆動電圧を実現できることを見出している(非特許文献1)。しかしながら、サンプルの加熱還元プロセスの効率が非常に悪いといった問題点がある。また、さらなる駆動電圧の低下も求められている。 On the other hand, the present inventors have found that an ink in which phosphomolybdic acid powder that has been heated and reduced is dissolved can realize a low driving voltage without requiring treatment after film formation (Non-Patent Document 1). However, there is a problem that the efficiency of the heat reduction process of the sample is very poor. Further, further reduction of the driving voltage is required.

特開2011−23711号公報JP, 2011-23711, A

Inorg.Chem. 2018, 857, 1950(2018年2月出版)Inorg.Chem. 2018, 857, 1950 (Published February 2018)

本発明は、前記した従来技術の課題を解決して、加熱還元プロセスの効率が改善され、電子デバイスの低駆動電圧化及び長寿命化を達成し得る塗布用インキを提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art and to provide a coating ink which can improve the efficiency of the heating and reduction process, and can achieve lower driving voltage and longer life of electronic devices. ..

本発明の塗布用インキは、金属をドープしたヘテロポリオキソメタレート、及び、インキ溶媒を含み、かつ、該金属をドープしたヘテロポリオキソメタレートを構成する元素、及び、該インキ溶媒を構成する元素のみからなることを特徴とする。
前記ヘテロポリオキソメタレートはリンモリブデン酸であることが好ましい。
前記インキ溶媒は、ニトリル基を持つ化合物であることが好ましい。
前記金属は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、銀、スズ、アンチモン及びタングステンのうちいずれか一種であることが好ましい。
The coating ink of the present invention contains a metal-doped heteropolyoxometalate, and an ink solvent, and an element constituting the metal-doped heteropolyoxometallate, and only an element constituting the ink solvent. It is characterized by consisting of.
The heteropolyoxometallate is preferably phosphomolybdic acid.
The ink solvent is preferably a compound having a nitrile group.
The metal is preferably any one of magnesium, aluminum, titanium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, silver, tin, antimony and tungsten.

本発明の電子デバイスは、一層又は複数層の薄膜を含み、該薄膜のうち少なくとも一層が、金属をドープしたヘテロポリオキソメタレートの薄膜であることを特徴とする。
前記ヘテロポリオキソメタレートは、リンモリブデン酸であることが好ましい。
前記金属をドープしたリンモリブデン酸薄膜は、素子内部で電荷を発生させた際に、電荷アクセプター層として機能することが好ましい。
前記金属は、マグネシウム、アルミニウム、チタン、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、銀、スズ、アンチモン及びタングステンのうち一種であることが好ましい。
The electronic device of the present invention includes one or more thin films, and at least one of the thin films is a metal-doped heteropolyoxometalate thin film.
The heteropolyoxometallate is preferably phosphomolybdic acid.
The metal-doped phosphomolybdic acid thin film preferably functions as a charge acceptor layer when electric charges are generated inside the device.
The metal is preferably one of magnesium, aluminum, titanium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, silver, tin, antimony and tungsten.

本発明のエレクトロルミネッセンス素子の一形態は、タンデム状に積層された複数の発光ユニットと、該複数の発光ユニットのうち、2つの発光ユニットの間に配置され、該発光ユニット間を電気的に接続する中間層とを有し、該中間層のうち少なくとも一層が、銀をドープしたリンモリブデン酸薄膜からなる電荷アクセプター層であることを特徴とする。 One mode of the electroluminescence element of the present invention is a plurality of light emitting units stacked in a tandem shape, and is arranged between two light emitting units of the plurality of light emitting units, and electrically connects the light emitting units. And an intermediate layer that is formed of a phosphomolybdic acid thin film doped with silver.

本発明では、リンモリブデン酸溶液を金属粉末と反応させることで、簡単にリンモリブデン酸を還元することができ、還元したものは塗布用インキ中で析出せず安定に存在することを見出した。前記塗布用インキをデバイスの中間層に適用すれば、簡便な溶液プロセスによりデバイスの低温プロセス化、低駆動電圧化を実現できる。
本発明の塗布用インキは、室温で塗布可能なことから、PET基板などの耐熱性の低い基板にも使用でき、フレキシブルエレクトロルミネッセンス素子の開発に大幅に貢献できる。また、塗布型タンデム素子の中間層材料として従来のものよりも優れた性能を発揮する。
In the present invention, it has been found that phosphomolybdic acid solution can be easily reduced by reacting the phosphomolybdic acid solution with the metal powder, and the reduced phosphomolybdic acid does not precipitate in the coating ink and stably exists. By applying the coating ink to the intermediate layer of the device, it is possible to realize a low temperature process and low driving voltage of the device by a simple solution process.
Since the coating ink of the present invention can be coated at room temperature, it can be used on a substrate having low heat resistance such as a PET substrate and can greatly contribute to the development of a flexible electroluminescence device. Further, it exhibits superior performance as a conventional material for the intermediate layer of the coating type tandem element, compared to the conventional one.

図1は、実施例1における、PMA(リンモリブデン酸):10wt%金属(Mg、Al、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、Sn、Sb又はW)の30mg/mLアセトニリル溶液、及び、PMA:10wt% 金属(Mg、Al、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、Sn、Sb又はW)の30mg/mL1−ブタノール溶液である塗布用インキの外観を示す写真、並びにPMAの10mg/mLアセトニリル溶液及び10mg/mL1−ブタノール溶液の外観を示す写真である。FIG. 1 shows PMA (phosphomolybdic acid) in Example 1 of 10 wt% metal (Mg, Al, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, Sn, Sb or W) 30 mg. /ML acetonilyl solution and PMA: 10 wt% 30 mg/mL 1-butanol solution of metal (Mg, Al, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, Sn, Sb or W). 3 is a photograph showing the appearance of a coating ink, and a photograph showing the appearance of PMA's 10 mg/mL acetonylyl solution and 10 mg/mL 1-butanol solution. 図2は、実施例1で調製した塗布用インキのXPS測定結果を表す。図2中、PMA(3.61%)(2a)、Baked PMA(25.63%)(2b)、PMA:Mg(24.50%)(2c)、PMA:Al(7.82%)(2d)、PMA:Ti(2.82%)(2e)、PMA:Mn(19.28%)(2f)、PMA:Fe(8.98%)(2g)、PMA:Co(44.95%)(2h)を示し、括弧内はフィッティングにより算出したMo(V)の割合を示す。FIG. 2 shows the XPS measurement results of the coating ink prepared in Example 1. In FIG. 2, PMA (3.61%) (2a), Bakerd PMA (25.63%) (2b), PMA:Mg (24.50%) (2c), PMA:Al (7.82%) ( 2d), PMA:Ti (2.82%) (2e), PMA:Mn (19.28%) (2f), PMA:Fe (8.98%) (2g), PMA:Co (44.95%). ) (2h), and the ratio of Mo(V) calculated by fitting is shown in parentheses. 図3は、実施例1で調製した塗布用インキのXPS測定結果を表す。図3中、PMA:Ni(7.04%)(3a)、PMA:Cu(9.96%)(3b)、PMA:Zn(44.91%)(3c)、PMA:Mo(44.98%)(3d)、PMA:Ag(6.12%)(3e)、PMA:Sn(7.85%)(3f)、PMA:Sb(11.69%)(3g)、PMA:W(10.88%)(3h)を示し、括弧内はフィッティングにより算出したMo(V)の割合を示す。FIG. 3 shows the XPS measurement results of the coating ink prepared in Example 1. In FIG. 3, PMA:Ni (7.04%) (3a), PMA:Cu (9.96%) (3b), PMA:Zn (44.91%) (3c), PMA:Mo (44.98). %) (3d), PMA:Ag (6.12%) (3e), PMA:Sn (7.85%) (3f), PMA:Sb (11.69%) (3g), PMA:W(10 0.88%) (3 h), and the ratio in the parentheses of Mo(V) calculated by fitting is shown.

図4は、本発明の一実施形態に係る素子構成を表す。FIG. 4 shows an element configuration according to an embodiment of the present invention.

図5は、素子の電流密度−電圧特性を示す。FIG. 5 shows the current density-voltage characteristics of the device. 図6は、本発明の一実施形態に係るタンデム素子構成を表す。FIG. 6 shows a tandem element structure according to an embodiment of the present invention. 図7は、タンデム素子の電流密度−電圧特性(7a)、輝度−電圧特性(7b)、電力効率−電流密度特性(7c)、電流効率−電流密度特性(7d)を示す。FIG. 7 shows current density-voltage characteristics (7a), luminance-voltage characteristics (7b), power efficiency-current density characteristics (7c), and current efficiency-current density characteristics (7d) of the tandem element. 図8は、タンデム素子の外部量子効率−輝度特性(8a)、ELスペクトル(8b)、配光補正前後の外部量子効率−電流密度特性(8c)、配光補正後の外部量子効率−電流密度特性(8d)を示す。FIG. 8 shows external quantum efficiency-luminance characteristics (8a), EL spectrum (8b), external quantum efficiency-current density characteristics (8c) before and after light distribution correction, and external quantum efficiency-current density after light distribution correction of the tandem element. A characteristic (8d) is shown.

[塗布用インキ]
本発明の塗布用インキは、金属をドープしたヘテロポリオキソメタレート、及び、インキ溶媒を含み、かつ、該金属をドープしたヘテロポリオキソメタレートを構成する元素、及び、該インキ溶媒を構成する元素のみからなることを特徴とする。すなわち、本発明の塗布用インキは、金属をドープしたヘテロポリオキソメタレート、及び、インキ溶媒のみからなる。
[Coating ink]
The coating ink of the present invention contains a metal-doped heteropolyoxometalate, and an ink solvent, and an element constituting the metal-doped heteropolyoxometallate, and only an element constituting the ink solvent. It is characterized by consisting of. That is, the coating ink of the present invention is composed only of a metal-doped heteropolyoxometalate and an ink solvent.

オキソメタレートとは、ポリ酸とも呼ばれ、遷移金属イオン(Mo6+、W6+、V5+等)と酸化物イオン(O2-)とからなる分子状の金属酸化物である。オキソメタレートの構造は無限に存在する。前記遷移金属イオンに加えて、他の金属や元素(P、Si等)をも含むオキソメタレートをヘテロポリオキソメタレートという。
ヘテロポリオキソメタレートには、リンモリブデン酸(H3[PMo1240])、ケイモリブデン酸(H4[SiMo1240])、リンタングステン酸(H3[PW1240])、ケイタングステン酸(H4[SiW1240])及びリンタングストモリブデン酸(H3[PW6Mo640])等が挙げられる。これらのうち、下記構造式を有するリンモリブデン酸(H3[PMo1240])が溶解性、安定性および入手容易などの点で好ましい。ヘテロポリオキソメタレートは従来公知の方法で合成してもよいし、市販品を入手してもよい。
Oxo metallate is also called polyacid, and is a molecular metal oxide composed of transition metal ions (Mo 6+ , W 6+ , V 5+, etc.) and oxide ions (O 2− ). The structure of oxometallates is endless. Oxometallates containing other metals and elements (P, Si, etc.) in addition to the transition metal ions are called heteropolyoxometalates.
The hetero polyoxometalate, phosphomolybdic acid (H 3 [PMo 12 O 40 ]), silicomolybdic acid (H 4 [SiMo 12 O 40 ]), phosphotungstic acid (H 3 [PW 12 O 40 ]), Kay Examples thereof include tungstic acid (H 4 [SiW 12 O 40 ]) and phosphorus tungstomolybdic acid (H 3 [PW 6 Mo 6 O 40 ]). Of these, phosphomolybdic acid (H 3 [PMo 12 O 40 ]) having the following structural formula is preferable in terms of solubility, stability, and easy availability. The heteropolyoxometallate may be synthesized by a conventionally known method, or a commercially available product may be obtained.

リンモリブデン酸はケギン型と呼ばれる構造を有し、リン酸を有することから極性溶媒への優れた溶解性を示し、塗布成膜が可能である。また、リンモリブデン酸中のモリブデン(Mo)が最高酸化数6+まで酸化されているため、高い酸化力を示す。 Phosphomolybdic acid has a structure called Keggin type, and since it has phosphoric acid, it exhibits excellent solubility in a polar solvent and can be formed by coating. In addition, since molybdenum (Mo) in phosphomolybdic acid is oxidized to the maximum oxidation number of 6 +, it shows high oxidizing power.

本発明においては、ヘテロポリオキソメタレートに金属をドープすることで、ヘテロポリオキソメタレートを還元する。リンモリブデン酸の場合は、金属でドーピングすることにより、金属からMoに電子が移動し、Moが還元される。具体的には、リンモリブデン酸(H3[PMo1240])中のMoが6価から5価に還元される。 In the present invention, the heteropolyoxometallate is reduced by doping the heteropolyoxometalate with a metal. In the case of phosphomolybdic acid, by doping with a metal, electrons move from the metal to Mo and Mo is reduced. Specifically, Mo in phosphomolybdic acid (H 3 [PMo 12 O 40 ]) is reduced from hexavalent to pentavalent.

ここで、半導体や絶縁体では、伝導帯と価電子帯との間の禁制帯のバンドギャップ(Eg)中にフェルミ準位(Ef)が存在し、価電子にバンドギャップを超えるエネルギーが与えられると価電子帯から伝導帯へ励起することで伝導電子が得られる。本発明では、ヘテロポリオキソメタレートに金属がドープすることで、伝導帯と価電子帯との間の禁制帯のバンドギャップ(Eg)中に新しい準位が形成され、未ドープのヘテロポリオキソメタレートと同等のエネルギーを与えられた場合と比べて、価電子から伝導帯への励起が起こり易くしている。このような金属ドープされたヘテロポリオキソメタレートを含むインクを塗布して形成された電荷移動層を含むエレクトロルミネッセンス素子では、電子・正孔の両キャリアに高い移動度を付与することができ、駆動電圧の低下に繋がる。 Here, in semiconductors and insulators, the Fermi level (Ef) exists in the band gap (Eg) of the forbidden band between the conduction band and the valence band, and the valence electrons are given energy exceeding the band gap. And conduction electrons are obtained by exciting from the valence band to the conduction band. In the present invention, by doping the heteropolyoxometalate with a metal, a new level is formed in the band gap (Eg) of the forbidden band between the conduction band and the valence band, and the undoped heteropolyoxometalate is formed. Excitation from the valence electrons into the conduction band is more likely to occur than in the case where an energy equivalent to is given. In an electroluminescent device including a charge transfer layer formed by applying an ink containing such a metal-doped heteropolyoxometallate, high mobility can be imparted to both electron and hole carriers, and driving is possible. This will lead to a drop in voltage.

前記金属としては、ヘテロポリオキソメタレートを還元できるものであれば制限はないが、Mg、Al、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、Sn、Sb又はWが好ましく、Co及びSbがより好ましい。これらの金属は一種単独で用いても二種以上を併用してもよい。 The metal is not limited as long as it can reduce the heteropolyoxometalate, but Mg, Al, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, Sn, Sb or W is preferable. , Co and Sb are more preferred. These metals may be used alone or in combination of two or more.

ヘテロポリオキソメタレートと前記金属との比率(重量比)は、通常80:20〜99:1、好ましくは85:15〜95:5である。前記金属の比率が前記範囲であるとき、溶解性が良いため、エレクトロルミネッセンス素子の駆動電圧を下げることができる。 The ratio (weight ratio) of the heteropolyoxometallate to the metal is usually 80:20 to 99:1, preferably 85:15 to 95:5. When the ratio of the metal is in the above range, the solubility is good, so that the driving voltage of the electroluminescence element can be lowered.

前記インキ溶媒は、前記材料を溶解するものであればよく、例えば、アセトニトリル及びプロパンニトリルのニトリル基を持つ化合物、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブタノール、t−ブタノール及びs−ブタノール等のアルコール、テトラヒドロフラン等のエーテル、アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン、並びに酢酸エチル、酢酸ブチル及びエチルセロソルブアセテート等のエステル等が挙げられる。これらのうち、ヘテロポリオキソメタレートが還元され易い点で、ニトリル基を持つ化合物が好ましく、アセトニトリルがより好ましい。
インキ溶媒と、金属ドープしたヘテロポリオキソメタレートとの比率(重量比)は、通常1:1〜99.9:0.1である。
The ink solvent may be any solvent that dissolves the material, and examples thereof include compounds having a nitrile group such as acetonitrile and propanenitrile, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, t-butanol and Examples thereof include alcohols such as s-butanol, ethers such as tetrahydrofuran, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, and esters such as ethyl acetate, butyl acetate and ethyl cellosolve acetate. Among these, a compound having a nitrile group is preferable, and acetonitrile is more preferable, because the heteropolyoxometallate is easily reduced.
The ratio (weight ratio) of the ink solvent and the metal-doped heteropolyoxometallate is usually 1:1 to 99.9:0.1.

本発明においては、金属ドープしたヘテロポリオキソメタレートを電荷発生層に適用する。金属ドープしたヘテロポリオキソメタレートは、塗布成膜が可能であり、かつ、成膜時に高温加熱を必要としないことから、従来、電荷発生層に用いられていた三酸化モリブデンの代替材料として好適に用いることができる。 In the present invention, a metal-doped heteropolyoxometallate is applied to the charge generation layer. Metal-doped heteropolyoxometalates are suitable as a substitute material for molybdenum trioxide, which has been conventionally used for the charge generation layer, because they can be formed by coating and do not require high temperature heating during film formation. Can be used.

[電子デバイス・エレクトロルミネッセンス素子]
本発明の電子デバイスは、一層又は複数層の薄膜を含み、該薄膜のうち少なくとも一層が、前記した金属ドープされたヘテロポリオキソメタレートの薄膜である。
前記ヘテロポリオキソメタレートには、リンモリブデン酸を用いることが好ましく、金属ドープしたリンモリブデン酸の薄膜は、素子内部で電荷を発生させた際に、電荷アクセプター層として機能する。
本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、タンデム状に積層された複数の発光ユニットと、該複数の発光ユニットのうち、2つの発光ユニットの間に配置され、該発光ユニット間を電気的に接続する中間層とを有し、前記中間層のうち少なくとも一層が、銀をドープしたリンモリブデン酸薄膜からなる電荷アクセプター層であることを特徴とする。
[Electronic devices and electroluminescent elements]
The electronic device of the present invention includes one or more thin films, at least one of which is a metal-doped heteropolyoxometalate thin film.
Phosphomolybdic acid is preferably used for the heteropolyoxometallate, and the metal-doped phosphomolybdic acid thin film functions as a charge acceptor layer when electric charges are generated inside the device.
The electroluminescent element of the present invention includes a plurality of light emitting units stacked in a tandem shape, and an intermediate layer disposed between two light emitting units of the plurality of light emitting units and electrically connecting the light emitting units. And at least one of the intermediate layers is a charge acceptor layer made of a silver-doped phosphomolybdic acid thin film.

前記エレクトロルミネッセンス素子は、本発明の電子デバイスの好適な一実施形態である。そこで、本発明のエレクトロルミネッセンス素子について説明する。
前記エレクトロルミネッセンス素子は、陽極と陰極と、該陽極及び陰極に挟まれた少なくとも一層の薄膜層を有する。前記薄膜層は、発光層及び電荷移動層であり、該電荷移動層は、正孔注入層、正孔輸送層、電子阻止層、電子輸送層、電子注入層、正孔阻止層などである。正孔注入層のうち、三酸化モリブデンなどのように電子を受け取るタイプのものを電荷アクセプター層、それに隣接して電子を与える正孔輸送層を電荷ドナー層といい、これら二つからなるものを電荷発生層という。
The electroluminescent element is a preferred embodiment of the electronic device of the present invention. Therefore, the electroluminescent element of the present invention will be described.
The electroluminescent element has an anode, a cathode, and at least one thin film layer sandwiched between the anode and the cathode. The thin film layers are a light emitting layer and a charge transfer layer, and the charge transfer layer is a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, an electron transport layer, an electron injection layer, a hole blocking layer, or the like. Of the hole injection layers, those that receive electrons, such as molybdenum trioxide, are called charge acceptor layers, and the hole transport layer that adjoins them is called charge donor layer. It is called a charge generation layer.

前記エレクトロルミネッセンス素子の素子構成としては、(1)陽極/発光層/陰極、(2)陽極/発光層/電子輸送層/陰極、(3)陽極/正孔輸送層/発光層/陰極、(4)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、(5)陽極/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極、(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、(7)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/(電子阻止層/)発光層/(正孔阻止層/)電子輸送層/電子注入層/陰極、などが挙げられる。ただし、これらの素子構成に限定されるものではない。また、電荷移動層は複数層で構成されていてもよい。 The element structure of the electroluminescent element includes (1) anode/light-emitting layer/cathode, (2) anode/light-emitting layer/electron transport layer/cathode, (3) anode/hole-transport layer/light-emitting layer/cathode, ( 4) Anode/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/cathode, (5) Anode/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode, (6) Anode/hole injection layer /Hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/cathode, (7) anode/hole injection layer/hole transport layer/(electron blocking layer/)light emitting layer/(hole blocking layer/)electron transport layer/ Examples include an electron injection layer/cathode. However, it is not limited to these element configurations. Further, the charge transfer layer may be composed of a plurality of layers.

本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、複数の発光層と中間層とを直列に積層したタンデム型の素子としてもよい。中間層とは電荷発生層である。タンデム型素子は、発光ユニット(leu)数に応じた高性能化が可能であり、非タンデム型に比べて少ない電流で高い輝度を出すことができる。
タンデム構造の代表的な素子構成は、陽極/第1発光ユニット/電荷移動層/第2発光ユニット/電荷移動層/第3発光ユニット/陰極である。第1発光ユニット、第2発光ユニット及び第3発光ユニットは同一であっても異なっていてもよい。また、例えば、2つの発光層が同じであり、残る1つが異なっていてもよい。
The electroluminescent element of the present invention may be a tandem type element in which a plurality of light emitting layers and an intermediate layer are laminated in series. The intermediate layer is a charge generation layer. The tandem element can have higher performance in accordance with the number of light emitting units (leu), and can produce high brightness with less current compared to the non-tandem element.
A typical device configuration of the tandem structure is anode/first light emitting unit/charge transfer layer/second light emitting unit/charge transfer layer/third light emitting unit/cathode. The first light emitting unit, the second light emitting unit and the third light emitting unit may be the same or different. Further, for example, the two light emitting layers may be the same and the remaining one may be different.

次に各層の構成材料について説明する。
<陽極1>
ボトムエミッション型のエレクトロルミネッセンス素子の場合、陽極1には光透過性を示す電極が用いられる。陽極1には、例えば、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物又は金属等の薄膜が挙げられ、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、金、白金、銀、又は銅等からなる薄膜が挙げられる。また、ポリアニリン若しくはその誘導体、又はポリチオフェン若しくはその誘導体等の有機の透明導電膜を陽極1として用いてもよい。
トップエミッション型のエレクトロルミネッセンス素子の場合、陽極2には、光を反射する材料を用いてもよく、このような材料としては、仕事関数3.0eV以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
Next, the constituent material of each layer will be described.
<Anode 1>
In the case of a bottom emission type electroluminescence element, an electrode having light transmittance is used for the anode 1. Examples of the anode 1 include thin films of metal oxides, metal sulfides, or metals having high electric conductivity. Specifically, indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), Examples of the thin film include indium zinc oxide (IZO), gold, platinum, silver, copper, and the like. Further, an organic transparent conductive film such as polyaniline or its derivative, or polythiophene or its derivative may be used as the anode 1.
In the case of a top emission type electroluminescence element, a material that reflects light may be used for the anode 2, and examples of such a material include a metal having a work function of 3.0 eV or more, a metal oxide, and a metal sulfide. preferable.

<正孔注入層2>
正孔注入材料には、本発明の塗布用インキが用いられる。その他、前記塗布用インキとともに、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム及び酸化アルミニウム等の酸化物、並びにフェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、及びポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT:PSS)等のポリチオフェン誘導体等を用いてもよい。
<Hole injection layer 2>
The coating ink of the present invention is used as the hole injection material. In addition to the coating ink, other oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, and aluminum oxide, phenylamine-based, starburst-type amine-based, phthalocyanine-based, amorphous carbon, polyaniline, and poly(3,4- A polythiophene derivative such as ethylenedioxythiophene) (PEDOT:PSS) may be used.

<正孔輸送層3>
正孔輸送材料には、例えば、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−アルト−N−(4−ブチルフェニル)ジフェニルアミン)(TFB)、4,4’−シクロヘキシリデンビス[N,N−ビス(4−メチルフェニル)ベンゼンアミン](TAPC)、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジ(m−トリル)ベンジジン(TPD)、N,N’−ジ(1−ナフチル)−N,N’−ジフェニルベンジジン(α−NPD)、(4,4’,4’’トリ−9−カルバゾリルトリフェニルアミン(TCTA))及び(4,4’,4’’トリス[フェニル(m−トリル)アミノ]トリフェニルアミン))等が挙げられる。これらのうち、塗布成膜が可能でかつ、寿命の向上の観点から、ポリ(9,9−ジオクチルフルオレン−アルト−N−(4−ブチルフェニル)ジフェニルアミン)(TFB)が好ましい。
<Hole transport layer 3>
Examples of the hole transport material include poly(9,9-dioctylfluorene-alto-N-(4-butylphenyl)diphenylamine) (TFB) and 4,4′-cyclohexylidenebis[N,N-bis( 4-Methylphenyl)benzenamine] (TAPC), N,N'-diphenyl-N,N'-di(m-tolyl)benzidine (TPD), N,N'-di(1-naphthyl)-N,N '-Diphenylbenzidine (α-NPD), (4,4',4'' tri-9-carbazolyltriphenylamine (TCTA)) and (4,4',4'' tris[phenyl(m-tolyl) Amino]triphenylamine)) and the like. Of these, poly(9,9-dioctylfluorene-alto-N-(4-butylphenyl)diphenylamine) (TFB) is preferable from the viewpoint of coating film formation and improvement of life.

<発光層4>
発光層4には、エレクトロルミネッセンス素子で用いられる他の発光層と同様に、発光材料と共にホスト化合物を併用することが好ましい。発光材料には、例えば、ビス[2−(4−n−ヘキシルフェニル)キノリン](アセチルアセトネート)イリジウム(III)(HexIr(phq)3)、トリス(2−フェニルピリジナト)イリジウム(III)(Ir(ppy)3)、ビス[2−(4,6−ジフルオロフェニル)ピリジナト−C2,N](ピコリナト)イリジウム(III)(FIrpic)、トリス[1−フェニルイソキノリン−C2,N]イリジウム(III)(Ir(piq)3)、(4s,6s)−2,4,5,6−テトラ(9H−カルバゾール−9−イル)イソフタロニトリル(4CzIPN)、10,10’−(4,4’−スルホニルビス(4,1−フェニレン))ビス(9,9−ジメチル−9,10−ジヒドロアクリジン))(DMAC−DPS)等が挙げられる。ホスト化合物には、例えば、ICTRZ−1、ビス[2−(ジフェニルホスフィノ)フェニル]エーテルオキシド(DPEPO)、3,6−ビス(ジフェニルホルホリル)−9−フェニルカルバゾール(PO9)、4,4’−ビス(N−カルバゾリル)−1,1’−ビフェニル(CBP)、3,3’−ビス(N−カルバゾリル)−1,1’−ビフェニル(mCBP)、トリス(4−カルバゾイル−9−イルフェニル)アミン(TCTA)、2,8−ビス(ジフェニルホスホリル)ジベンゾチオフェン(PPT)、アダマンタン・アントラセン(Ad−Ant)、ルブレン、及び2,2’−ビ(9,10−ジフェニルアントラセン)(TPBA)等が挙げられる。
<Light emitting layer 4>
In the light emitting layer 4, it is preferable to use a host compound together with a light emitting material, as in the case of other light emitting layers used in an electroluminescence element. Examples of the light emitting material include bis[2-(4-n-hexylphenyl)quinoline](acetylacetonate)iridium(III)(HexIr(phq) 3 ) and tris(2-phenylpyridinato)iridium(III). )(Ir(ppy) 3 ), bis[2-(4,6-difluorophenyl)pyridinato-C2,N](picolinato)iridium(III)(FIrpic), tris[1-phenylisoquinoline-C2,N]iridium. (III)(Ir(piq) 3 ), (4s,6s)-2,4,5,6-tetra(9H-carbazol-9-yl)isophthalonitrile (4CzIPN) 10,10'-(4. 4′-sulfonylbis(4,1-phenylene))bis(9,9-dimethyl-9,10-dihydroacridine)) (DMAC-DPS) and the like. Examples of the host compound include ICTRZ-1, bis[2-(diphenylphosphino)phenyl]ether oxide (DPEPO), 3,6-bis(diphenylphophoryl)-9-phenylcarbazole (PO9), 4, 4'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (CBP), 3,3'-bis(N-carbazolyl)-1,1'-biphenyl (mCBP), tris(4-carbazoyl-9-) Ilphenyl)amine (TCTA), 2,8-bis(diphenylphosphoryl)dibenzothiophene (PPT), adamantane anthracene (Ad-Ant), rubrene, and 2,2′-bi(9,10-diphenylanthracene)( TPBA) and the like.

<電子注入層5>
電子注入材料には、炭酸セシウム(Cs2CO3);酸化亜鉛(ZnO);ポリエチレンイミン誘導体(PEIE);8−キノリノラトナトリウム(Naq)、8−ヒドロキシキノリノラートリチウム(Liq)、リチウム2−(2−ピリジル)フェノラート(Lipp)、及びリチウム2−(2’,2’’−ビピリジン−6’−イル)フェノラート(Libpp)等のリチウムフェノラート塩等のアルカリ金属塩等が知られている。これらのうち、特にLiqは、大気中で安定であり、しかも大気下に曝露できないCs2CO3よりも低電圧化及び高効率化できることから、塗布型電子注入材料として好適である。これらの公知の電子注入材料を、本発明で用いられる電子注入層5に所期の量で添加してもよい。
<Electron injection layer 5>
Examples of the electron injection material include cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ); zinc oxide (ZnO); polyethyleneimine derivative (PEIE); sodium 8-quinolinolato (Naq), lithium 8-hydroxyquinolinolato (Liq), lithium. Alkali metal salts such as lithium phenolate salts such as 2-(2-pyridyl)phenolate (Lipp) and lithium 2-(2′,2″-bipyridin-6′-yl)phenolate (Libpp) are known. ing. Of these, Liq is particularly suitable as a coating type electron injecting material because it is stable in the atmosphere and can lower the voltage and increase the efficiency than Cs 2 CO 3 which cannot be exposed to the atmosphere. These known electron injection materials may be added to the electron injection layer 5 used in the present invention in a desired amount.

<電荷発生層6>
電荷発生層6は、電荷ドナー層及び電荷アクセプター層である。電荷ドナー層の材料は正孔輸送層3と同じものを使用できる。一方、電荷アクセプター層には、ヘキサアザトリフェニレンカルボ二トリル(HAT-CN)、三酸化タングステン、三酸化モリブデン等の金属酸化物、リンモリブデン酸、ケイモリブデン酸などのヘテロポリオキソメタレート及び本発明の金属ドープしたヘテロポリオキソメタレート等が挙げられる。
<Charge generation layer 6>
The charge generation layer 6 is a charge donor layer and a charge acceptor layer. The same material as the hole transport layer 3 can be used as the material of the charge donor layer. On the other hand, the charge acceptor layer includes metal oxides such as hexaazatriphenylene carbonitril (HAT-CN), tungsten trioxide, molybdenum trioxide, heteropolyoxometalates such as phosphomolybdic acid, silicomolybdic acid, and the like of the present invention. Examples include metal-doped heteropolyoxometalates.

<陰極9>
陰極9には、一般的にAlの金属電極が用いられるが、銀など他の金属であってもよい。この金属電極は蒸着法又は塗布法により形成される。その他、例えば、PEDOT:PSS等の導電性樹脂からなる薄膜、並びに樹脂及び導電性フィラーからなる薄膜等が用いられる。
樹脂及び導電性フィラーからなる薄膜の場合、樹脂には導電性樹脂が使用でき、導電性フィラーには、金属微粒子や導電性ワイヤー等を使用できる。導電性フィラーには、Au、Ag、Al、Cu、及びC等が使用できる。
<Cathode 9>
A metal electrode of Al is generally used for the cathode 9, but other metal such as silver may be used. This metal electrode is formed by a vapor deposition method or a coating method. In addition, for example, a thin film made of a conductive resin such as PEDOT:PSS and a thin film made of a resin and a conductive filler are used.
In the case of a thin film composed of a resin and a conductive filler, a conductive resin can be used as the resin, and fine metal particles, a conductive wire or the like can be used as the conductive filler. Au, Ag, Al, Cu, C, etc. can be used for a conductive filler.

エレクトロルミネッセンス素子は、前記各層の構成材料を順次積層することによって形成される。各層は、真空蒸着法又は塗布法で積層される。真空蒸着法を用いる場合、通常10-3Pa以下に減圧した雰囲気で、蒸着物を加熱して行う。塗布法を用いる場合、各層の構成材料を例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセロソルブアセテート、及び水等に溶解させて公知の塗布法により各層を形成する。塗布法には、例えば、バーコート法、キャピラリーコート法、スリットコート法、インキジェット法、スプレーコート法、ノズルコート法、及び印刷法が挙げられる。各層の形成にすべて同じ塗布法を用いてもよいし、インキの種類に応じて適宜最適な塗布法を個別に用いてもよい。 The electroluminescent element is formed by sequentially laminating the constituent materials of the layers. Each layer is laminated by a vacuum vapor deposition method or a coating method. When the vacuum vapor deposition method is used, the vapor deposition is usually heated in an atmosphere reduced to 10 −3 Pa or less. When the coating method is used, the constituent material of each layer is dissolved in, for example, chloroform, methylene chloride, dichloroethane, tetrahydrofuran, toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve acetate, water, or the like, and publicly known coating Each layer is formed by the method. Examples of the coating method include a bar coating method, a capillary coating method, a slit coating method, an ink jet method, a spray coating method, a nozzle coating method, and a printing method. The same coating method may be used for forming each layer, or an optimal coating method may be used individually depending on the type of ink.

塗布法を用いる場合、表面に予め陽極1が形成された支持基板を用意し、該支持基板上に正孔注入材料を含むインキを塗布成膜して正孔注入層2を形成し、次いで正孔輸送材料を含むインキを塗布成膜し、正孔輸送層3を形成する。次に、発光層4となる材料を含むインキを正孔輸送層3上に塗布成膜し、発光層4を形成した後、電子注入材料を含むインキを塗布成膜し、電子注入層5及び5’を形成し、電荷アクセプター材料を含むインキを電子注入層5上に塗布成膜し、電荷発生層6を形成し、電荷ドナー材料を含むインキを電荷発生層6上に塗布成膜し、電荷発生層6’を形成する。さらに発光層7となる材料を含むインキを電荷発生層6’上に塗布成膜し、発光層7を形成した後、電子注入材料を含むインキを塗布成膜し、電子注入層8及び8’を形成し、陰極材料を含むインキを電子注入層8上に塗布成膜して陰極9を形成し、エレクトロルミネッセンス素子を形成する。なお、陰極9は、陰極材料を含むインキを塗布成膜するか、又は陰極9となる導電性薄膜を転写することによって形成される。陰極9は、塗布成膜法に代えて、いわゆるラミネート法によって形成してもよいし、蒸着法によって形成されてもよい。陽極1は、スパッタリング法、イオンプレーティング法、及びメッキ法等によって形成してもよい。 In the case of using the coating method, a supporting substrate having an anode 1 formed on its surface in advance is prepared, and an ink containing a hole injecting material is applied and formed on the supporting substrate to form a hole injecting layer 2. An ink containing a hole transport material is applied and formed into a film to form the hole transport layer 3. Next, an ink containing a material to be the light emitting layer 4 is applied on the hole transport layer 3 to form a film, and after forming the light emitting layer 4, an ink containing an electron injection material is applied to form a film. 5′ is formed, an ink containing a charge acceptor material is applied and formed on the electron injection layer 5, a charge generating layer 6 is formed, and an ink containing a charge donor material is applied and formed on the charge generating layer 6, The charge generation layer 6'is formed. Further, an ink containing a material to be the light emitting layer 7 is applied and formed on the charge generation layer 6′ to form the light emitting layer 7, and then an ink containing an electron injection material is applied and formed to form the electron injection layers 8 and 8′. Then, an ink containing a cathode material is applied on the electron injection layer 8 to form a cathode 9 to form an electroluminescence element. The cathode 9 is formed by applying an ink containing a cathode material to form a film, or by transferring a conductive thin film that becomes the cathode 9. The cathode 9 may be formed by a so-called laminating method or a vapor deposition method instead of the coating film forming method. The anode 1 may be formed by a sputtering method, an ion plating method, a plating method, or the like.

各層の膜厚は、層の種類や使用する材料によって異なるが、通常、陽極1及び陰極9は100nm程度、発光層4を含む他の層は50nm未満である。なお、電子注入層5等は、例えば1nm以下の厚みで形成されることもある。 The thickness of each layer varies depending on the type of layer and the material used, but is usually about 100 nm for the anode 1 and the cathode 9 and less than 50 nm for the other layers including the light emitting layer 4. The electron injection layer 5 and the like may be formed with a thickness of 1 nm or less, for example.

本発明のエレクトロルミネッセンス素子は、枚葉方式によって各層を形成する以外に、例えば、ロール・ツー・ロール法によって形成してもよい。 The electroluminescent element of the present invention may be formed by, for example, a roll-to-roll method instead of forming each layer by a single-wafer method.

上記したエレクトロルミネッセンス素子の製造工程は、大気中で行うことができ、例えば、クリーンルームにおいて行うことができる。なお、必要に応じて、不活性ガス雰囲気下において上記製造工程を行ってもよい。 The above-mentioned manufacturing process of the electroluminescence element can be performed in the atmosphere, for example, in a clean room. In addition, you may perform the said manufacturing process in inert gas atmosphere as needed.

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。
〔実施例1〕塗布用インキの調製
リンモリブデン酸(PMA)に対して、14種類の金属(Mg、Al、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、Sn、Sb又はW)をそれぞれ10wt%の濃度になるように添加した後、アセトニリルに溶解させて、濃度30mg/mLの塗布用インキを調製した。
〔実施例2〕塗布用インキの調製
実施例1において、アセトニトリルの代わりに1−ブタノールを用いた以外は、実施例1と同様にして、塗布用インキを調製した。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically based on Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.
[Example 1] Preparation of coating ink For phosphomolybdic acid (PMA), 14 kinds of metals (Mg, Al, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Mo, Ag, Sn, Sb) were used. Alternatively, W) was added to each so as to have a concentration of 10 wt% and then dissolved in acetoniryl to prepare a coating ink having a concentration of 30 mg/mL.
[Example 2] Preparation of coating ink A coating ink was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1-butanol was used in place of acetonitrile.

〔比較例1〕
リンモリブデン酸(PMA)をアセトニトリルに溶解させて、濃度10mg/mLのインキを調製した。
〔比較例2〕
比較例1において、アセトニトリルの代わりに1−ブタノールを用いた以外は、比較例1と同様にして、塗布用インキを調製した。
[Comparative Example 1]
Phosphomolybdic acid (PMA) was dissolved in acetonitrile to prepare an ink having a concentration of 10 mg/mL.
[Comparative Example 2]
A coating ink was prepared in the same manner as in Comparative Example 1 except that 1-butanol was used instead of acetonitrile.

〔実施例3〕塗布用インキの評価
実施例2及び比較例2で得られた塗布用インキを用いて、厚さ30 nmの薄膜を形成し、XPS(X線光電子分光)測定を行ったところ、Moが6価から5価に還元されていることがわかった。色が濃いものほど、還元の度合いは高く、Znをドープした溶液では45%ほどが還元されていた。また、アセトニトリル溶液と1−ブタノール溶液とでは、色の変化の度合いが異なり、アセトニトリル溶液中でより強く色が変化していた。
なお、表1中、「Baked PMA」は溶液塗布後、200℃でベイクして薄膜を形成したサンプルである。
結果を図1〜3に示す。
[Example 3] Evaluation of coating ink A thin film having a thickness of 30 nm was formed using the coating inks obtained in Example 2 and Comparative Example 2, and XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) measurement was performed. , Mo was found to be reduced from hexavalent to pentavalent. The darker the color, the higher the degree of reduction, and the Zn-doped solution reduced about 45%. Further, the degree of color change was different between the acetonitrile solution and the 1-butanol solution, and the color was more strongly changed in the acetonitrile solution.
In Table 1, “Baked PMA” is a sample in which a thin film was formed by baking at 200° C. after applying the solution.
The results are shown in FIGS.

表1に各サンプルの色とMo(V)の割合(%)を示す。
Table 1 shows the color (%) of each sample and Mo(V).

〔実施例4〕エレクトロルミネッセンス素子への応用
実施例2で得られた塗布用インキ、及び比較例2のインキを用いてエレクトロルミネッセンス素子を作製した。
素子の構成を以下に示す(図4)。HIL(正孔注入層)には、PMA膜(ベイク無し)、PMA膜(200℃でベイク)、及び、PMA:10wt%(Mg、Al、Ti、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Mo、Ag、Sn、SbまたはW)の3種類の層を形成した。括弧内は膜厚(nm)を示す。
ITO(130)/HIL(10)/NPD(30)/CBP:8wt%Ir(ppy)3(30)/BAlq2(10)/Alq3(40)/Liq(1)/Al(100)
[Example 4] Application to electroluminescence element An electroluminescence element was produced using the coating ink obtained in Example 2 and the ink of Comparative Example 2.
The structure of the device is shown below (FIG. 4). The HIL (hole injection layer) has a PMA film (no bake), a PMA film (bake at 200° C.), and a PMA: 10 wt% (Mg, Al, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn). , Mo, Ag, Sn, Sb or W) were formed. The film thickness (nm) is shown in parentheses.
ITO (130) / HIL (10 ) / NPD (30) / CBP: 8wt% Ir (ppy) 3 (30) / BAlq 2 (10) / Alq 3 (40) / Liq (1) / Al (100)

前記素子の電流密度−電圧特性の結果を図5に示す。Mn、Co、Cu、Zn、Mo又はSbを添加した塗布用インキを用いて正孔注入層を形成した場合(図5中、丸で囲んだ部分1)、丸で囲んだ部分1のうち、黒塗りの四角で表された加熱還元したPMAよりも低電圧で駆動した。ブタノール中で反応させたインキの場合、他の金属で還元したもの(図5中、丸で囲んだ部分2)は加熱還元したPMAよりも高電圧で駆動した。 The results of the current density-voltage characteristics of the device are shown in FIG. When the hole injecting layer is formed by using the coating ink containing Mn, Co, Cu, Zn, Mo or Sb (the circled portion 1 in FIG. 5), among the circled portions 1, It was driven at a lower voltage than the heat-reduced PMA represented by a black square. In the case of the ink reacted in butanol, the ink reduced with another metal (circled portion 2 in FIG. 5) was driven at a higher voltage than the heat-reduced PMA.

〔実施例4〕エレクトロルミネッセンス素子への応用
実施例2のうち、Agで還元したリンモリブデン酸を含む塗布用インキを用いてタンデム素子を作製した。
素子構造を以下に示す。LEUは発光ユニットを表す。
1st−LEU
素子1:ITO/PEDOT:PSS/TFB/ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3/ZnO/PEIE/Al
[Example 4] Application to electroluminescence element A tandem element was produced using the coating ink containing phosphomolybdic acid reduced with Ag in Example 2.
The device structure is shown below. LEU represents a light emitting unit.
1st-LEU
Element 1: ITO/PEDOT:PSS/TFB/ICTRZ-1:12 wt% Hex-Ir(phq) 3 /ZnO/PEIE/Al

2nd−LEU
素子2:ITO/PMA/TFB/ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3/ZnO/PEIE/Al
素子3:ITO/PMA:Ag/TFB/ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3/ZnO/PEIE/Al
2nd-LEU
Element 2: ITO/PMA/TFB/ICTRZ-1: 12 wt% Hex-Ir(phq) 3 /ZnO/PEIE/Al
Element 3: ITO/PMA:Ag/TFB/ICTRZ-1:12 wt% Hex-Ir(phq) 3 /ZnO/PEIE/Al

タンデム
素子4:ITO/PEDOT:PSS/TFB/ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3/ZnO/PEIE/PMA/TFB/ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3/ZnO/PEIE/Al
素子5:ITO/PEDOT:PSS/TFB/ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3/ZnO/PEIE/PMA:Ag/TFB/ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3/ZnO/PEIE/Al
Tandem Element 4: ITO/PEDOT:PSS/TFB/ICTRZ-1:12 wt% Hex-Ir(phq) 3 /ZnO/PEIE/PMA/TFB/ICTRZ-1:12 wt% Hex-Ir(phq). 3 /ZnO/PEIE/Al
Element 5: ITO/PEDOT:PSS/TFB/ICTRZ-1:12 wt% Hex-Ir(phq) 3 /ZnO/PEIE/PMA:Ag/TFB/ICTRZ-1:12 wt% Hex-Ir(phq) 3 /ZnO /PEIE/Al

使用した材料の構造式は以下のとおりである。
The structural formulas of the materials used are as follows.

前記素子1〜4は、以下の溶液を塗布して形成した。
正孔注入層 PEDOT:PSSの60wt%水溶液
電子注入層 ZnOの5mg/ml メタノール溶液
発光層 ICTRZ−1:12wt% Hex−Ir(phq)3
10mg/ml THF溶液
電子注入層 PEIEの4mg/ml 2−プロパノール溶液
電荷発生層 PMAの10mg/ml アセトニトリル溶液
電荷発生層 PMA:Agの10mg/ml アセトニトリル溶液
(2時間攪拌後に成膜)
電荷発生層 TFBの7mg/ml p−キシレン溶液
The elements 1 to 4 were formed by applying the following solutions.
Hole injection layer PEDOT:PSS 60 wt% aqueous solution electron injection layer ZnO 5 mg/ml methanol solution light emitting layer ICTRZ-1:12 wt% Hex-Ir(phq) 3
10 mg/ml THF solution Electron injection layer PEIE 4 mg/ml 2-propanol solution Charge generation layer PMA 10 mg/ml acetonitrile solution Charge generation layer PMA: Ag 10 mg/ml acetonitrile solution
(Film formation after stirring for 2 hours)
Charge generation layer TFB 7mg/ml p-xylene solution

結果を図7、8に示す。タンデム型素子では、従来のエレクトロルミネッセンス素子よりも低駆動電圧化し、高効率化していた。 The results are shown in FIGS. The tandem type element has a lower driving voltage and higher efficiency than the conventional electroluminescent element.

1 陽極
2 正孔注入層
3 正孔輸送層
4 発光層
5,5’ 電子注入層
6,6’ 電荷発生層
7 発光層
8,8’ 電子注入層
9 陰極
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 anode 2 hole injection layer 3 hole transport layer 4 light emitting layer 5, 5′ electron injection layer 6, 6′ charge generation layer 7 light emitting layer 8, 8′ electron injection layer 9 cathode

Claims (9)

金属をドープしたヘテロポリオキソメタレート、及び、インキ溶媒を含む塗布用インキであって、
該塗布用インキ中に含まれる元素が、金属をドープしたヘテロポリオキソメタレートを構成する元素、及び、インキ溶媒を構成する元素のみからなることを特徴とする塗布用インキ。
A coating ink containing a metal-doped heteropolyoxometallate, and an ink solvent,
The coating ink, wherein the elements contained in the coating ink consist only of the elements constituting the metal-doped heteropolyoxometallate and the elements constituting the ink solvent.
前記ヘテロポリオキソメタレートがリンモリブデン酸である、請求項1に記載の塗布用インキ。 The coating ink according to claim 1, wherein the heteropolyoxometallate is phosphomolybdic acid. 前記インキ溶媒が、ニトリル基を持つ化合物である、請求項1又は2に記載の塗布用インキ。 The coating ink according to claim 1 or 2, wherein the ink solvent is a compound having a nitrile group. 前記金属がマグネシウム、アルミニウム、チタン、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、銀、スズ、アンチモン及びタングステンのうちいずれか一種である、請求項1〜3のいずれか一項に記載の塗布用インキ。 The coating according to any one of claims 1 to 3, wherein the metal is one of magnesium, aluminum, titanium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, silver, tin, antimony, and tungsten. Ink. 一層又は複数層の薄膜を含む電子デバイスであって、
前記薄膜のうち少なくとも一層が、金属をドープしたヘテロポリオキソメタレートの薄膜であることを特徴とする電子デバイス。
An electronic device comprising a thin film of one or more layers, comprising:
An electronic device, wherein at least one of the thin films is a heteropolyoxometalate thin film doped with a metal.
前記ヘテロポリオキソメタレートがリンモリブデン酸である、請求項5に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 5, wherein the heteropolyoxometallate is phosphomolybdic acid. 前記金属をドープしたリンモリブデン酸薄膜が、素子内部で電荷を発生させた際に、電荷アクセプター層として機能する、請求項5又は6に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 5, wherein the metal-doped phosphomolybdic acid thin film functions as a charge acceptor layer when electric charges are generated inside the element. 前記金属が、マグネシウム、アルミニウム、チタン、マンガン、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、モリブデン、銀、スズ、アンチモン及びタングステンのうち一種である、請求項5〜7のいずれか一項に記載の電子デバイス。 The electronic device according to claim 5, wherein the metal is one of magnesium, aluminum, titanium, manganese, cobalt, nickel, copper, zinc, molybdenum, silver, tin, antimony, and tungsten. .. タンデム状に積層された複数の発光ユニットと、
該複数の発光ユニットのうち、2つの発光ユニットの間に配置され、該発光ユニット間を電気的に接続する中間層と、を有するエレクトロルミネッセンス素子であって、
前記中間層のうち少なくとも一層が、銀をドープしたリンモリブデン酸薄膜からなる電荷アクセプター層であることを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子。
A plurality of light emitting units stacked in tandem,
Among the plurality of light emitting units, an electroluminescent element, which is disposed between two light emitting units and has an intermediate layer that electrically connects the light emitting units,
At least one of the intermediate layers is a charge acceptor layer formed of a silver-doped phosphomolybdic acid thin film, wherein the electroluminescent element is characterized.
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