JP2021024873A - Light emitting material, ink composition and electroluminescence device - Google Patents

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Jiro Chisaka
二郎 千阪
結城 敏尚
Toshihisa Yuki
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Abstract

To provide a light emitting material containing semiconductor nanoparticles having excellent dispersion stability, and an ink composition, and an electroluminescence device having reduced drive voltage and having excellent luminous efficiency and durability.SOLUTION: The present invention relates to a light emitting material containing semiconductor nanoparticles having organic ligands on the particle surfaces. The organic ligands in the light emitting material include a first ligand having an aromatic skeleton, and a second ligand having no aromatic skeleton.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、半導体ナノ粒子を含む発光材料、インキ組成物及び電界発光素子に関する。 The present invention relates to light emitting materials, ink compositions and electroluminescent devices containing semiconductor nanoparticles.

軽量・薄型で消費電力が少なく、かつ形状の自由度に優れた面発光型素子として、電界発光素子(EL、Electro Luminescence)が注目されている。このような電界発光素子は、高輝度発光、高速応答、広視野角、薄型軽量、高解像度等の多くの優れた特徴を有し、フラットパネルディスプレイや照明への応用が検討されている。当該電界発光素子の1つとして量子ドットの利用が注目されている。 Electroluminescent devices (EL, Electroluminescence) are attracting attention as surface-emitting devices that are lightweight, thin, consume less power, and have an excellent degree of freedom in shape. Such an electroluminescent element has many excellent features such as high-intensity light emission, high-speed response, wide viewing angle, thinness and light weight, and high resolution, and its application to flat panel displays and lighting is being studied. The use of quantum dots is attracting attention as one of the electroluminescent devices.

量子ドットは、ナノスケールの小さな半導体粒子であり、原子又は分子的な挙動と巨視的固体(バルク形態)の挙動との中間的な挙動を示す。電荷キャリア及び励起子が3次元の全ての方向に閉じ込められたナノスケールの材料(半導体ナノ粒子)は、量子ドットと呼ばれ、サイズの減少にともない、有効なバンドギャップが増大する。即ち、量子ドットのサイズが小さくなると、その吸収と発光がより短波長側へ、言い換えれば赤色方向から青色方向へとシフトする。また、量子ドットの組成とサイズとを組み合わせて制御することにより、赤外領域から紫外領域までの広範囲のスペクトルを得ることができ、更にサイズ分布を制御することにより、半値幅の狭い、色純度に優れたスペクトルを得ることができる。そこで、近年、これらの特性を生かして、発光材料として半導体ナノ結晶からなる量子ドットを用いた、量子ドット型の有機EL素子が提案されている。 Quantum dots are small nanoscale semiconductor particles that exhibit intermediate behavior between atomic or molecular behavior and macroscopic solid (bulk form) behavior. Nanoscale materials (semiconductor nanoparticles) in which charge carriers and excitons are confined in all three-dimensional directions are called quantum dots, and the effective bandgap increases as the size decreases. That is, as the size of the quantum dot becomes smaller, its absorption and emission shift to the shorter wavelength side, in other words, from the red direction to the blue direction. Further, by controlling the composition and size of the quantum dots in combination, a wide spectrum from the infrared region to the ultraviolet region can be obtained, and by further controlling the size distribution, the half-value width is narrow and the color purity is narrow. Excellent spectrum can be obtained. Therefore, in recent years, a quantum dot type organic EL device using quantum dots made of semiconductor nanocrystals as a light emitting material has been proposed by taking advantage of these characteristics.

半導体ナノ結晶は一般的に有機リガンドによって保護されている。当該有機リガンドの多くは、長鎖アルキル基の末端に吸着基を有する構造である。有機リガンドは、半導体ナノ結晶表面の化学的安定性を高めて耐久性を向上させる。また、有機リガンドは、有機溶剤や水への分散性を高めて、組成物における半導体ナノ結晶からなる量子ドットの分散安定性を向上させる。
また近年は、電荷注入等の、量子ドットへの電気的な特性向上を意図したリガンド設計がなされており、例えば、特許文献1〜3には、正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドとを併用して量子ドットを表面処理することで電界発光素子の特性を改善することが示されている。
Semiconductor nanocrystals are generally protected by organic ligands. Most of the organic ligands have a structure having an adsorbing group at the end of a long-chain alkyl group. Organic ligands enhance the chemical stability of the surface of semiconductor nanocrystals and improve their durability. In addition, the organic ligand enhances the dispersibility in an organic solvent or water, and improves the dispersion stability of quantum dots composed of semiconductor nanocrystals in the composition.
Further, in recent years, ligand designs have been made for the purpose of improving the electrical characteristics of quantum dots such as charge injection. For example, Patent Documents 1 to 3 describe hole-transporting ligands and electron-transporting ligands. It has been shown that the characteristics of the electroluminescent element can be improved by surface-treating the quantum dots in combination.

特表2005−502176号公報Special Table 2005-502176 特開2008−214363号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-214363 国際公開第2011/074492号International Publication No. 2011/074492

しかしながら、特許文献1〜3の量子ドットはいずれも、芳香族骨格を有する正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドのみで表面処理されたものであり、分散安定性が低いという課題がある。また、分散安定性の低下により量子ドットが凝集しやすくなり、凝集物による発光効率の低下、駆動電圧の上昇又は素子の連続点灯時の耐久性悪化、という課題がある。 However, all of the quantum dots of Patent Documents 1 to 3 are surface-treated only with a hole-transporting ligand and an electron-transporting ligand having an aromatic skeleton, and have a problem of low dispersion stability. Further, there are problems that the quantum dots are easily aggregated due to the decrease in dispersion stability, the luminous efficiency is decreased due to the aggregates, the drive voltage is increased, or the durability at the time of continuous lighting of the element is deteriorated.

即ち、本発明の課題は、分散安定性に優れた半導体ナノ粒子を含む発光材料及びインキ組成物、並びに、駆動電圧が低減され発光効率及び耐久性に優れる電界発光素子を提供することにある。 That is, an object of the present invention is to provide a light emitting material and an ink composition containing semiconductor nanoparticles having excellent dispersion stability, and an electroluminescent element having a reduced driving voltage and excellent light emitting efficiency and durability.

本発明に係る発光材料は、粒子表面に有機リガンドを有する半導体ナノ粒子を含む発光材料であって、
前記発光材料中の有機リガンドが、芳香族骨格を有する第1のリガンドと、芳香族骨格を有しない第2のリガンドと、を含む。
The luminescent material according to the present invention is a luminescent material containing semiconductor nanoparticles having an organic ligand on the particle surface.
The organic ligand in the luminescent material comprises a first ligand having an aromatic skeleton and a second ligand having no aromatic skeleton.

上記発光材料の一実施形態は、前記第2のリガンドが、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する。 In one embodiment of the light emitting material, the second ligand has an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms.

上記発光材料の一実施形態は、前記第1のリガンドが、正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドより選択される1種以上を含む。 In one embodiment of the luminescent material, the first ligand comprises one or more selected from a hole-transporting ligand and an electron-transporting ligand.

上記発光材料の一実施形態は、前記正孔輸送性リガンドのHOMOエネルギー準位が−6.1eV以上−5.1eV以下である。 In one embodiment of the light emitting material, the HOMO energy level of the hole transporting ligand is −6.1 eV or more and −5.1 eV or less.

上記発光材料の一実施形態は、前記電子輸送性リガンドのLUMOエネルギー準位が−4.0eV以上−3.0eV以下である。 In one embodiment of the light emitting material, the LUMO energy level of the electron transporting ligand is -4.0 eV or more and -3.0 eV or less.

本発明に係るインキ組成物は、前記本発明にかかる発光材料と、溶剤とを含有する。 The ink composition according to the present invention contains the light emitting material according to the present invention and a solvent.

基板上に、陽極と、発光層と、陰極と、を備え、
前記発光層が、前記本発明にかかる発光材料を含む。
An anode, a light emitting layer, and a cathode are provided on the substrate.
The light emitting layer contains the light emitting material according to the present invention.

本発明により、分散安定性に優れた半導体ナノ粒子を含む発光材料及びインキ組成物、並びに、駆動電圧が低減され発光効率及び耐久性に優れる電界発光素子を提供するができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to provide a light emitting material and an ink composition containing semiconductor nanoparticles having excellent dispersion stability, and an electroluminescent element having a reduced driving voltage and excellent light emitting efficiency and durability.

<発光材料>
本発明の発光材料は、粒子表面に有機リガンドを有する半導体ナノ粒子を含む発光材料であって、前記発光材料中の有機リガンドが、芳香族骨格を有する第1のリガンド(以下、単に「第1のリガンド」ということがある)と芳香族骨格を有しない第2のリガンド(以下、単に「第2のリガンド」ということがある)とを含むことを特徴とする。
本発明の発光材料は、第1のリガンドと、第2のリガンドとを組み合わせて用いることで、分散安定性を有しながら、正孔や電子の注入性に優れている。その結果、芳香族骨格を有するリガンドのみを有する発光材料と比較しても、低駆動電圧で、かつ優れた発光効率と耐久性を有する。
<Luminescent material>
The luminescent material of the present invention is a luminescent material containing semiconductor nanoparticles having an organic ligand on the particle surface, and the organic ligand in the luminescent material is a first ligand having an aromatic skeleton (hereinafter, simply "first". (Sometimes referred to as a "ligand") and a second ligand having no aromatic skeleton (hereinafter, may be simply referred to as a "second ligand").
By using the first ligand and the second ligand in combination, the luminescent material of the present invention has excellent dispersion stability and excellent hole and electron injection properties. As a result, it has a low driving voltage and excellent luminous efficiency and durability as compared with a light emitting material having only a ligand having an aromatic skeleton.

本発明の発光材料は、通常、複数の半導体ナノ粒子を含む。本発明の発光材料は、当該発光材料中に、第1のリガンドと、第2のリガンドとを含んでいればよく、例えば、粒子表面に第1のリガンドのみを有する半導体ナノ粒子、又は粒子表面に第2のリガンドのみを有する半導体ナノ粒子が含まれていてもよい。
より詳細には、本発明の発光材料は、下記(1)又は(2)のいずれであってもよい。
(1)粒子表面に芳香族骨格を有する第1のリガンドのみを有する半導体ナノ粒子と、粒子表面に芳香族骨格を有しない第2のリガンドのみを有する半導体ナノ粒子と、を含む発光材料。
(2)粒子表面に芳香族骨格を有する第1のリガンドと芳香族骨格を有しない第2のリガンドとを有する半導体ナノ粒子、を含む発光材料。
The light emitting material of the present invention usually contains a plurality of semiconductor nanoparticles. The luminescent material of the present invention may contain a first ligand and a second ligand in the luminescent material, for example, semiconductor nanoparticles having only the first ligand on the particle surface, or particle surface. May contain semiconductor nanoparticles having only a second ligand.
More specifically, the light emitting material of the present invention may be either (1) or (2) below.
(1) A luminescent material containing semiconductor nanoparticles having only a first ligand having an aromatic skeleton on the particle surface and semiconductor nanoparticles having only a second ligand having no aromatic skeleton on the particle surface.
(2) A luminescent material containing semiconductor nanoparticles having a first ligand having an aromatic skeleton on the particle surface and a second ligand having no aromatic skeleton.

<半導体ナノ粒子>
半導体ナノ粒子の材質としては、炭素(C)(不定形炭素、グラファイト、グラフェン、カーボンナノチューブ等)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、錫(Sn)等の周期表第IV族元素の単体;リン(P)(黒リン)等の周期表第V族元素の単体;セレン(Se)、テルル(Te)等の周期表第VI族元素の単体;酸化錫(IV)、窒化ホウ素(BN)、リン化ホウ素(BP)、砒化ホウ素(BAs)、窒化アルミニウム(AlN)、リン化アルミニウム(AlP)、砒化アルミニウム(AlAs)、アンチモン化アルミニウム(AlSb)、窒化ガリウム(GaN)、リン化ガリウム(GaP)、砒化ガリウム(GaAs)、アンチモン化ガリウム(GaSb)、窒化インジウム(InN)、リン化インジウム(InP)、砒化インジウム(InAs)、アンチモン化インジウム(InSb)等の周期表第III族元素と周期表第V族元素との化合物;硫化アルミニウム(Al)、セレン化アルミニウム(AlSe)、硫化ガリウム(Ga)、セレン化ガリウム(GaSe、GaSe)テルル化ガリウム(GaTe、GaTe)、酸化インジウム(In)、硫化インジウム(In、InS)、セレン化インジウム(InSe)、テルル化インジウム(InTe)等の周期表第III族元素と周期表第VI族元素との化合物;酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)、酸化カドミウム(CdO)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、硫化水銀(HgS)、セレン化水銀(HgSe)、テルル化水銀(HgTe)等の周期表第II族元素と周期表第VI族元素との化合物;酸化銅(I)(CuO)等の周期表第I族元素と周期表第VI族元素との化合物;塩化銅(I)(CuCl)、臭化銅(I)(CuBr)、ヨウ化銅(I)(CuI)、塩化銀(AgCl)、臭化銀(AgBr)等の周期表第I族元素と周期表第VII族元素との化合物等が挙げられ、必要によりこれらの2種以上を併用してもよい。これらの半導体は、構成元素以外の元素を含有してもよい。例えばIII−V族を例にとれば、InGaP、InGaNの様な合金系であってもよい。また上記材料中に、希土類元素あるいは遷移金属元素がドープされた半導体ナノ粒子を用いることができ、例えば、ZnS:Mn、ZnS:Tb、ZnS:Ce、LaPO:Ce等が挙げられる。
<Semiconductor nanoparticles>
As the material of the semiconductor nanoparticles, a single element of Group IV of the periodic table such as carbon (C) (atypical carbon, graphite, graphene, carbon nanotubes, etc.), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), etc. A single element of Group V of the periodic table such as phosphorus (P) (black phosphorus); a single element of Group VI of the periodic table such as selenium (Se) and tellurium (Te); tin oxide (IV), boron nitride (BN) ), Boron phosphide (BP), Boron arsenide (BAs), Aluminum nitride (AlN), Aluminum phosphide (AlP), Aluminum arsenide (AlAs), Aluminum antimonized (AlSb), Gallium nitride (GaN), Gallium phosphide Group III elements of the Periodic Table such as (GaP), gallium arsenide (GaAs), gallium antimonized (GaSb), indium nitride (InN), indium phosphate (InP), indium arsenide (InAs), and indium antimonized (InSb). Compounds of Group V elements of the Periodic Table; Aluminum (Al 2 S 3 ), Aluminum Serene (Al 2 Se 3 ), Gallium Sulfide (Ga 2 S 3 ), Gallium Selenium (Ga Se , Ga 2 Se 3 ) Gallium tellalide (GaTe, Ga 2 Te 3 ), indium oxide (In 2 O 3 ), indium sulfide (In 2 S 3 , In S), indium selenium (In 2 Se 3 ), indium tellurate (In 2 Te 3) ) And other compounds of Group III elements of the Periodic Table and Group VI of the Periodic Table; zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), zinc selenium (ZnSe), zinc tellurate (ZnTe), cadmium oxide (CdO) ), Cadmium sulfide (CdS), Cadmium selenium (CdSe), Cadmium telluride (CdTe), mercury sulfide (HgS), mercury selenium (HgSe), mercury (HgTe) periodic table, etc. the compounds of the periodic table VI elements; copper (I) oxide compound of (Cu 2 O) of the periodic table I group element and periodic table group VI elements such as; copper chloride (I) (CuCl), bromide Compounds of Group I elements of the Periodic Table and Group VII elements of the Periodic Table such as copper (I) (CuBr), copper (I) (CuI), silver chloride (AgCl), silver bromide (AgBr), etc. These two or more types may be used in combination if necessary. These semiconductors may contain elements other than the constituent elements. For example, taking Group III-V as an example, an alloy system such as InGaP or InGaN may be used. Further, semiconductor nanoparticles doped with a rare earth element or a transition metal element can be used in the above materials, and examples thereof include ZnS: Mn, ZnS: Tb, ZnS: Ce, and LaPO 4 : Ce.

この中でもケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、窒化ガリウム(GaN)、リン化ガリウム(GaP)、砒化ガリウム(GaAs)、窒化インジウム(InN)、リン化インジウム(InP)、砒化インジウム(InAs)、セレン化ガリウム(GaSe、GaSe)、硫化インジウム(In、InS)、酸化亜鉛(ZnO)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)、テルル化亜鉛(ZnTe)、酸化カドミウム(CdO)、硫化カドミウム(CdS)、セレン化カドミウム(CdSe)、テルル化カドミウム(CdTe)、InGaP、InGaN等の合金系が好ましく用いられ、特に、リン化インジウム(InP)、セレン化カドミウム(CdSe)、硫化亜鉛(ZnS)、セレン化亜鉛(ZnSe)が特に好ましく用いられる。とりわけ、InPをコアに、ZnS、及び/又は、ZnSeをシェルに用いることが好ましい。 Among these, silicon (Si), germanium (Ge), gallium nitride (GaN), gallium sulfide (GaP), gallium sulfide (GaAs), indium nitride (InN), indium sulfide (InP), indium sulfide (InAs), Gallium selenium (GaSe, Ga 2 Se 3 ), indium sulfide (In 2 S 3 , InS), zinc oxide (ZnO), zinc sulfide (ZnS), zinc selenium (ZnSe), zinc telluride (ZnTe), oxidation Alloy systems such as cadmium (CdO), cadmium sulfide (CdS), cadmium selenium (CdSe), cadmium telluride (CdTe), InGaP, and InGaN are preferably used, and indium phosphate (InP) and cadmium selenium (InP) are particularly preferable. CdSe), zinc sulfide (ZnS), and zinc selenium (ZnSe) are particularly preferably used. In particular, it is preferable to use InP as the core and ZnS and / or ZnSe as the shell.

更に、半導体ナノ粒子の材質としては、ペロブスカイト結晶も好適に用いることができる。ペロブスカイト結晶は、下記式(I)で表される組成を有し、3次元結晶構造を持つものである。
式(I): AQX
[式(I)において、Aは、メチルアンモニウム(CHNH)及びホルムアミジニウム(NHCHNH)からなる群から選ばれる少なくとも1種であるアミン化合物の1価陽イオン、又は、ルビジウム(Rb)、セシウム(Ce)及びフランシウ(Fr)からなる群から選ばれる少なくとも1種であるアルカリ金属元素の1価陽イオンであり、Qは、鉛(Pb)及び錫(Sn)からなる群から選ばれる少なくとも1種である金属元素の2価陽イオンであり、Xは、ヨウ素(I)、臭素(Br)及び塩素(Cl)からなる群から選ばれる少なくとも1種のハロゲン元素の1価陰イオンである。]
Further, as the material of the semiconductor nanoparticles, perovskite crystals can also be preferably used. The perovskite crystal has a composition represented by the following formula (I) and has a three-dimensional crystal structure.
Formula (I): AQX 3
[In formula (I), A is a monovalent cation of at least one amine compound selected from the group consisting of methylammonium (CH 3 NH 2 ) and formamidinium (NH 2 CHNH), or rubidium ( It is a monovalent cation of an alkali metal element which is at least one selected from the group consisting of Rb), cesium (Ce) and franciu (Fr), and Q is from the group consisting of lead (Pb) and tin (Sn). It is a divalent cation of at least one metal element selected, and X is a monovalent shade of at least one halogen element selected from the group consisting of iodine (I), bromine (Br) and chlorine (Cl). It is an ion. ]

半導体ナノ粒子は、コアシェル構造を有するコアシェル型の半導体ナノ粒子が好ましい。コアシェル型の半導体ナノ粒子は、コアと、コアを形成する材質と異なる成分からなる材質でコアを被覆したシェルと、を有する構造を備える。シェルにバントギャップの大きい半導体を選択することで、光励起によって生成された励起子(電子−正孔対)はコア内に閉じ込められる。その結果、粒子表面での無輻射遷移の確率が減少し、発光の量子収率及び蛍光特性の安定性が向上する。また、シェルは複数層あってもよい。更に、コアとシェル、及び、あるシェルと他のシェルの境界は明確であっても濃度勾配を設けて徐々に接合されたグラージェント構造であってもよい。更に、シェルはコアの一部だけを被覆しても、全体を被覆していてもよい。 As the semiconductor nanoparticles, core-shell type semiconductor nanoparticles having a core-shell structure are preferable. The core-shell type semiconductor nanoparticles have a structure having a core and a shell in which the core is coated with a material different from the material forming the core. By selecting a semiconductor with a large bunt gap for the shell, excitons (electron-hole pairs) generated by photoexcitation are confined in the core. As a result, the probability of non-radiative transition on the particle surface is reduced, and the quantum yield of emission and the stability of fluorescence characteristics are improved. Further, the shell may have a plurality of layers. Further, the boundary between the core and the shell, and one shell and the other shell may be clear or may be a gradient structure in which the core and the shell are gradually joined with a concentration gradient. Further, the shell may cover only a part of the core or the whole core.

コアとシェルとを含めた半導体ナノ粒子の平均粒径は、通常0.5nm〜100nmであり、好ましくは1〜50nmであり、更に好ましくは1〜15nmである。 The average particle size of the semiconductor nanoparticles including the core and the shell is usually 0.5 nm to 100 nm, preferably 1 to 50 nm, and more preferably 1 to 15 nm.

ここで平均粒径とは、半導体ナノ粒子を透過型電子顕微鏡で観察し、無作為に30個のサイズを計測してその平均値を採用した値を指す。この際、半導体ナノ粒子は後述の有機リガンドを伴う。これに対し、エネルギー分散型X線分析が付帯した走査型透過電子顕微鏡を用いることで、有機リガンドを除く半導体ナノ粒子を特定し、粒径を計測する。半導体ナノ粒子の特定は、透過型電子顕微鏡像において電子密度の違いから有機リガンドに対し半導体ナノ粒子部分が暗く撮像されることを利用する。半導体ナノ粒子の形状は、球状に限らず、棒状、円盤状、その他形状であってもよい。 Here, the average particle size refers to a value obtained by observing semiconductor nanoparticles with a transmission electron microscope, randomly measuring 30 sizes, and adopting the average value. At this time, the semiconductor nanoparticles are accompanied by an organic ligand described later. On the other hand, by using a scanning transmission electron microscope accompanied by energy dispersive X-ray analysis, semiconductor nanoparticles excluding the organic ligand are identified and the particle size is measured. The identification of the semiconductor nanoparticles utilizes the fact that the semiconductor nanoparticles are imaged darker than the organic ligand due to the difference in electron density in the transmission electron microscope image. The shape of the semiconductor nanoparticles is not limited to a spherical shape, and may be a rod shape, a disk shape, or any other shape.

<有機リガンド>
有機リガンドは、前記半導体ナノ粒子表面の少なくとも一部を覆うものであり、半導体ナノ粒子の表面処理に用いられる。本発明の発光材料は、有機リガンドとして、芳香族骨格を有する第1のリガンドと芳香族骨格を有しない第2のリガンドとを含む。
<Organic ligand>
The organic ligand covers at least a part of the surface of the semiconductor nanoparticles and is used for surface treatment of the semiconductor nanoparticles. The luminescent material of the present invention contains, as an organic ligand, a first ligand having an aromatic skeleton and a second ligand having no aromatic skeleton.

[芳香族骨格を有する第1のリガンド]
芳香族骨格を有する第1のリガンドは、半導体ナノ粒子への吸着部位と芳香族骨格部位とを有する。芳香族骨格は、σ電子に比べて動きやすいπ電子を共役する形で有しているため、正孔や電子等のキャリアの授受をし易い。そのため、芳香族骨格を有する第1のリガンドは、キャリア輸送性を有する。キャリア輸送性としては、正孔輸送性、及び電子輸送性が挙げられる。第1のリガンドは、正孔輸送性を備える正孔輸送性リガンドであってもよく、電子輸送性を備える電子輸送性リガンドであってもよく、正孔輸送性と電子輸送性を兼ね備えるリガンドであってもよい。以下、正孔輸送性と電子輸送性を兼ね備えるリガンドは、正孔輸送性リガンド、及び電子輸送性リガンドのいずれにも含まれるものとする。キャリア輸送性が、正孔輸送性又は電子輸送性のいずれかであるかは、骨格やイオン化ポテンシャルによって決定される。
以下に、正孔輸送性リガンドと、電子輸送性リガンドについて説明する。
[First ligand having an aromatic skeleton]
The first ligand having an aromatic skeleton has an adsorption site to semiconductor nanoparticles and an aromatic skeleton site. Since the aromatic skeleton has a π electron that is easier to move than a σ electron in a conjugated form, it is easy to transfer carriers such as holes and electrons. Therefore, the first ligand having an aromatic skeleton has carrier transportability. Examples of the carrier transportability include hole transportability and electron transportability. The first ligand may be a hole-transporting ligand having hole-transporting property, an electron-transporting ligand having electron-transporting property, or a ligand having both hole-transporting property and electron-transporting property. There may be. Hereinafter, the ligand having both hole-transporting property and electron-transporting property shall be included in both the hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand. Whether the carrier transportability is hole transportability or electron transportability is determined by the skeleton and ionization potential.
The hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand will be described below.

[正孔輸送性リガンド]
正孔輸送性リガンドは、半導体ナノ粒子表面への吸着部位と、正孔輸送する機能を持つ正孔輸送性部位を有する。吸着部位と正孔輸送性部位は完全に分離している必要は無く、例えば、正孔輸送性部位の一部が吸着部位となっていてもよい。
[Hole-transporting ligand]
The hole-transporting ligand has an adsorption site on the surface of semiconductor nanoparticles and a hole-transporting site having a hole-transporting function. The adsorption site and the hole transporting site do not have to be completely separated. For example, a part of the hole transporting site may be an adsorption site.

吸着部位としては、一価の基としては、カルボキシル基(−COOH)、アミノ基(−NH)、ホスフィノ基(−PH)、及び、スルファニル基(−SH)等が挙げられ、また、2価の基としては、カルボニル基(>(C=O))等があげられ、また、3価の基としては、ホスホロソ基(>(P=O)−)等が挙げられる。また、2,2’−ビピリジン骨格や8−キノリノール骨格等も吸着部位として使用できる。 Examples of the adsorption site include a carboxyl group (-COOH), an amino group (-NH 2 ), a phosphino group (-PH 2 ), a sulfanyl group (-SH), and the like as monovalent groups. Examples of the divalent group include a carbonyl group (> (C = O)), and examples of the trivalent group include a phosphoroso group (> (P = O) −). Further, a 2,2'-bipyridine skeleton, an 8-quinolinol skeleton, or the like can also be used as an adsorption site.

正孔輸送性部位は、有機電界発光素子材料として用いられる公知の正孔輸送性化合物及びその誘導体からなる構造を有する部位が挙げられ、特に限定されないが、例えば、第三級芳香族アミン、チオフェンオリゴマー、チオフェンポリマー、ピロールオリゴマー、ピロールポリマー、フェニレンビニレンオリゴマー、フェニレンビニレンポリマー、ビニルカルバゾールオリゴマー、ビニルカルバゾールポリマー、フルオレンオリゴマー、フルオレンポリマー、フェニレンエチンオリゴマー、フェニレンエチンポリマー、フェニレンオリゴマー、フェニレンポリマー、アセチレンオリゴマー、アセチレンポリマー、フタロシアニン、フタロシアニン誘導体、ポルフィリン、及びポルフィリン誘導体等が挙げられる。また、以下に示す化合物及びその誘導体も、正孔輸送性部位として使用できる。 Examples of the hole-transporting moiety include a moiety having a structure composed of a known hole-transporting compound used as an organic electroluminescent element material and a derivative thereof, and are not particularly limited, but for example, a tertiary aromatic amine and thiophene. Oligomers, thiophene polymers, pyrrole oligomers, pyrrol polymers, phenylene vinylene oligomers, phenylene vinylene polymers, vinyl carbazole oligomers, vinyl carbazole polymers, fluorene oligomers, fluorene polymers, phenylene ethine oligomers, phenylene ethine polymers, phenylene oligomers, phenylene polymers, acetylene oligomers, Examples thereof include acetylene polymers, phthalocyanines, phthalocyanine derivatives, porphyrins, and porphyrin derivatives. In addition, the compounds shown below and their derivatives can also be used as hole transporting sites.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

さらに、正孔輸送リガンドの好ましい構造として下記一般式(1)、一般式(2)又は一般式(3)で表される化合物が挙げられる。 Further, as a preferable structure of the hole transporting ligand, a compound represented by the following general formula (1), general formula (2) or general formula (3) can be mentioned.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

[一般式(1)中、Xは、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、又は置換基を有してもよいアシル基であり、
〜Rは、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよい(ポリ)オルガノシロキサン基、カルボキシル基又はスルファニル基であり、
及びR〜Rの内、少なくとも1つが、カルボキシル基を有する基又はスルファニル基を有する基である。]
[In the general formula (1), X 1 is a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, or an acyl group which may have a substituent. ,
R 1 to R 8 are independently hydrogen atoms, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent. Aryloxy group which may have a substituent, an acyl group which may have a substituent, an amino group which may have a substituent, a (poly) organosiloxane group which may have a substituent, a carboxyl group or It is a sulfanyl group and
Of X 1 and R 1 to R 8 , at least one is a group having a carboxyl group or a group having a sulfanil group. ]

Figure 2021024873
Figure 2021024873

[一般式(2)中、R11〜R25は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよいアシル基、置換基を有してもよい(ポリ)オルガノシロキサン基、ニトロ基、置換基を有してもよいアミノ基、カルボキシル基又はスルファニル基であり、R11〜R25の内、少なくとも1つが、カルボキシル基を有する基又はスルファニル基を有する基である。] [In the general formula (2), R 11 to R 25 each independently have a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, and a substituent. May have an alkoxy group, an aryloxy group which may have a substituent, an acyl group which may have a substituent, a (poly) organosiloxane group which may have a substituent, a nitro group, and a substituent. It is an amino group, a carboxyl group or a sulfanyl group which may have , and at least one of R 11 to R 25 is a group having a carboxyl group or a group having a sulfanyl group. ]

Figure 2021024873
Figure 2021024873

[一般式(3)中、Xは、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基(ただしフェニル基を除く)、又は置換基を有してもよいアシル基であり、
26〜R35は、それぞれ独立して、水素原子、置換基を有してもよいアルキル基、置換基を有してもよいアリール基、置換基を有してもよいアルコキシ基、置換基を有してもよいアリールオキシ基、置換基を有してもよい(ポリ)オルガノシロキサン基、置換基を有してもよいアミノ基、置換基を有してもよいアシル基、カルボキシル基又はスルファニル基であり、
及びR26〜R35の内、少なくとも1つが、カルボキシル基を有する基又はスルファニル基を有する基である。]
以下に、上記一般式(1)〜(3)における置換基について説明する。
[In the general formula (3), X 2 has a hydrogen atom, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent (excluding a phenyl group), or a substituent. It is an acyl group that may be
R 26 to R 35 are independently hydrogen atoms, an alkyl group which may have a substituent, an aryl group which may have a substituent, an alkoxy group which may have a substituent, and a substituent. Aryloxy group which may have a substituent, (poly) organosiloxane group which may have a substituent, an amino group which may have a substituent, an acyl group which may have a substituent, a carboxyl group or It is a sulfanyl group and
Of X 2 and R 26 to R 35 , at least one is a group having a carboxyl group or a group having a sulfanil group. ]
The substituents in the general formulas (1) to (3) will be described below.

アルキル基は、直鎖、分岐又は環状のアルキル基であり、一部の水素原子が脱落し2重結合や3重結合を形成していてもよい。組成物中における半導体ナノ粒子の含有率を高めることが可能となる点から、処理剤の分子量は小さいことが好ましく、アルキル基の炭素数が1〜30であることが好ましい。
上記アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、ヘキシル基、ドデシル基、エイコシル基等の直鎖アルキル基;2−エチルヘキシル基等の分岐アルキル基;シクロヘキシル基、3−シクロヘキシルプロピル基等の環状アルキル基;エテニル基、ドデセニル基等のアルケニル基;1−プロピニル基、プロパルギル基等のアルキニル基が挙げられる。
The alkyl group is a linear, branched or cyclic alkyl group, and some hydrogen atoms may be shed to form a double bond or a triple bond. From the viewpoint that the content of semiconductor nanoparticles in the composition can be increased, the molecular weight of the treatment agent is preferably small, and the alkyl group preferably has 1 to 30 carbon atoms.
Examples of the alkyl group include a linear alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a hexyl group, a dodecyl group and an eicosyl group; a branched alkyl group such as a 2-ethylhexyl group; and a cyclic group such as a cyclohexyl group and a 3-cyclohexylpropyl group. Alkyl group; alkenyl group such as ethenyl group and dodecenyl group; alkynyl group such as 1-propynyl group and propargyl group can be mentioned.

アリール基は、芳香環から形式的に水素原子を1つ取り除いた残基であり、より好ましくは、炭素数6から30の芳香環から形式的に水素原子を1つ取り除いた残基である。
芳香環としては例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、ピレン環、ピリジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、ピラジン環、キノリン環、フラン環、ピロール環、チオフェン環、イミダゾール環、ピラゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、インドール環、ベンズイミダゾール環、ベンゾフラン環、プリン環、アクリジン環、フェノチアジン環、ビフェニル基、又はターフェニル基等を挙げられる。
An aryl group is a residue in which one hydrogen atom is formally removed from an aromatic ring, and more preferably, a residue in which one hydrogen atom is formally removed from an aromatic ring having 6 to 30 carbon atoms.
Examples of aromatic rings include benzene ring, naphthalene ring, pyrene ring, pyridine ring, pyrimidine ring, pyridazine ring, pyrazine ring, quinoline ring, furan ring, pyrrol ring, thiophene ring, imidazole ring, pyrazole ring, oxazole ring, and thiazole ring. , Indol ring, benzimidazole ring, benzofuran ring, purine ring, aclydin ring, phenothiazine ring, biphenyl group, terphenyl group and the like.

アルコキシ基は、エーテル結合を介してアルキル基が結合した官能基であり、当該アルキル基としては、前述の一般式(1)〜(3)におけるアルキル基と同義である。 The alkoxy group is a functional group to which an alkyl group is bonded via an ether bond, and the alkyl group is synonymous with the alkyl group in the above general formulas (1) to (3).

アリールオキシ基は、エーテル結合を介してアリール基が結合した官能基であり、当該アリール基としては、前述の一般式((1)〜(3)におけるアリール基と同義である。 The aryloxy group is a functional group to which an aryl group is bonded via an ether bond, and the aryl group is synonymous with the aryl group in the above-mentioned general formulas ((1) to (3)).

アシル基は、カルボニル基を介してアルキル基又はアリール基が結合した官能基であり、当該アルキル基及びアリール基としては、前述の一般式(1)〜(3)におけるアルキル基及びアリール基と同義である。 The acyl group is a functional group to which an alkyl group or an aryl group is bonded via a carbonyl group, and the alkyl group and the aryl group are synonymous with the alkyl group and the aryl group in the above general formulas (1) to (3). Is.

(ポリ)オルガノシロキサン基は、シロキサン化合物から形式的に水素原子を1つ取り除いた残基であり、シロキサン化合物のケイ素には、アルキル基が置換していてもよい。置換してもよいアルキル基は、前述の一般式(1)〜(3)におけるアルキル基と同義である。シロキサン化合物の例としては、例えば、ペンタメチルジシロキサン、ヘプタエチルトリシロキサン、ウンデカメチルテトラシロキサン、トリメチルシロキシジメチルシラノール、1,1,3,3,テトラメチル−1,3−ジヒドロキシジシロキサン又は1,1,3,3,5,5−ヘキサメチル−1,5−ジヒドロキシ−トリシロキサン等が挙げられる。
組成物中における半導体ナノ粒子の含有率を高めることが可能となる点から、リガンドの分子量は小さいことが好ましく、シロキサン結合の繰り返し数は4回以下であることが好ましい。
The (poly) organosiloxane group is a residue obtained by formally removing one hydrogen atom from the siloxane compound, and the silicon of the siloxane compound may be substituted with an alkyl group. The alkyl group which may be substituted is synonymous with the alkyl group in the above general formulas (1) to (3). Examples of siloxane compounds include pentamethyldisiloxane, heptaethyltrisiloxane, undecamethyltetrasiloxane, trimethylsiloxydimethylsilanol, 1,1,3,3, tetramethyl-1,3-dihydroxydisiloxane or 1 , 1,3,3,5,5-hexamethyl-1,5-dihydroxy-trisiloxane and the like.
From the viewpoint that the content of semiconductor nanoparticles in the composition can be increased, the molecular weight of the ligand is preferably small, and the number of repeated siloxane bonds is preferably 4 or less.

置換基を有してもよいアミノ基は、アミノ基及び置換アミノ基を含み、置換アミノ基の置換基としては、アルキル基、アリール基又はアシル基が挙げられる。上記アルキル基、アリール基及びアシル基は、前述の一般式(1)〜(3)におけるアルキル基、アリール基又はアシル基と同義である。 The amino group which may have a substituent includes an amino group and a substituted amino group, and examples of the substituent of the substituted amino group include an alkyl group, an aryl group and an acyl group. The alkyl group, aryl group and acyl group are synonymous with the alkyl group, aryl group or acyl group in the above general formulas (1) to (3).

一般式(1)〜(3)におけるアルキル基、アリール基、アルコキシ基、アミノ基、アリールオキシ基及びアシル基は、置換基を有していてもよい。
有してもよい置換基としては、例えば、ハロゲノ基、シアノ基、ヒドロキシ基、ニトロ基、アルコキシ基、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アリールオキシ基、シリルオキシ基、ヘテロ環オキシ基、アシルオキシ基、カルバモイルオキシ基、アルコキシカルボニルオキシ基、アリールオキシカルボニルオキシ、アミノ基(アニリノ基を含む)、アシルアミノ基、アミノカルボニルアミノ基、アルコキシカルボニルアミノ基、アリールオキシカルボニルアミノ基、スルファモイルアミノ基、アルキル及びアリールスルホニルアミノ基、スルファニル基、アルキルチオ基、アリールチオ基、ヘテロ環チオ基、アルキル及びアリールスルフィニル基、アルキル及びアリールスルホニル基、アシル基、アリールオキシカルボニル基、アルコキシカルボニル基、カルバモイル基、イミド基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスフィニルオキシ基、ホスフィニルアミノ基、シリル基、又はシロキサン結合を含む基等が挙げられる。
また、本発明における有してもよい置換基は、上述の1価の置換基と、必要に応じてアルキレン基、アルケニレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、エーテル結合、エステル結合、スルフィド結合、カルボニル基、イミノ基又はそれらを組み合わせた2価の連結基と、を組み合わせた1価の基であってもよい。
The alkyl group, aryl group, alkoxy group, amino group, aryloxy group and acyl group in the general formulas (1) to (3) may have a substituent.
Examples of the substituent which may be possessed include a halogeno group, a cyano group, a hydroxy group, a nitro group, an alkoxy group, an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, an aryloxy group, a silyloxy group, a heterocyclic oxy group and an acyloxy group. , Carbamoyloxy group, alkoxycarbonyloxy group, aryloxycarbonyloxy, amino group (including anilino group), acylamino group, aminocarbonylamino group, alkoxycarbonylamino group, aryloxycarbonylamino group, sulfamoylamino group, alkyl And arylsulfonylamino group, sulfanyl group, alkylthio group, arylthio group, heterocyclic thio group, alkyl and arylsulfinyl group, alkyl and arylsulfonyl group, acyl group, aryloxycarbonyl group, alkoxycarbonyl group, carbamoyl group, imide group, Examples thereof include a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphinyloxy group, a phosphinylamino group, a silyl group, a group containing a siloxane bond, and the like.
Further, the substituents that may be possessed in the present invention include the above-mentioned monovalent substituent and, if necessary, an alkylene group, an alkenylene group, an arylene group, a heteroarylene group, an ether bond, an ester bond, a sulfide bond and a carbonyl group. It may be a monovalent group in which a group, an imino group, or a divalent linking group combining them is combined.

カルボキシル基又はスルファニル基を有する基とは、カルボキシル基及びスルファニル基のほか、置換基としてカルボキシル基又はスルファニル基を有する、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、(ポリ)オルガノシロキサン基又はアシル基を含む。ここで、カルボキシル基及びスルファニル基のほか、置換基としてカルボキシル基又はスルファニル基を有する、アルキル基、アリール基、アルコキシ基、アリールオキシ基、(ポリ)オルガノシロキサン基、アシル基又はニトロ基は、前述の一般式(1)〜(3)における基と同義である。 A group having a carboxyl group or a sulfanyl group is an alkyl group, an aryl group, an alkoxy group, an aryloxy group, an amino group, or a (poly) organo, which has a carboxyl group or a sulfanyl group as a substituent in addition to a carboxyl group and a sulfanyl group. Contains a siloxane group or an acyl group. Here, in addition to the carboxyl group and the sulfanyl group, the alkyl group, the aryl group, the alkoxy group, the aryloxy group, the (poly) organosiloxane group, the acyl group or the nitro group having a carboxyl group or a sulfanyl group as a substituent are described above. It is synonymous with the group in the general formulas (1) to (3) of.

カルボキシル基を有するアルキル基、又はカルボキシル基を有するアリール基の例としては、例えば、2−カルボシキシルエチル基、2,2−ジカルボキシルエチル基、2−カルボシキシルエテニル基、2−シアノ−2−カルボシキシルエテニル基、2−トリフルオロメチル−2−カルボシキシルエテニル基、2−フルオロ−2−カルボシキシルエテニル基等が挙げられる。 Examples of an alkyl group having a carboxyl group or an aryl group having a carboxyl group include, for example, a 2-carbosixyl ethyl group, a 2,2-dicarboxyethyl group, a 2-carbosixyl ethenyl group, and a 2-cyano-. Examples thereof include 2-carbosixyl ethenyl group, 2-trifluoromethyl-2-carbosixyl ethenyl group, 2-fluoro-2-carbosixyl ethenyl group and the like.

スルファニル基を有するアルキル基、スルファニル基を有するアリール基、又はスルファニル基を有するアシル基としては、例えば、[(3−スルファニルプロパノイル)オキシ]エチル基、[(2−スルファニルアセチル)オキシ]エチル基、4−(スルファニルメチル)フェニル基、[(3−スルファニルプロパノイル)オキシ]プロピル基、3−スルファニル[(3−スルファニルプロパノイル)オキシ]エチル基、又は{[(2−スルファニルエトキシ)プロパノイル]オキシ}エチル基等が挙げられる。 Examples of the alkyl group having a sulfanyl group, the aryl group having a sulfanyl group, or the acyl group having a sulfanyl group include [(3-sulfanylpropanoyl) oxy] ethyl group and [(2-sulfanylacetyl) oxy] ethyl group. , 4- (Sulfanylmethyl) phenyl group, [(3-sulfanylpropanoyl) oxy] propyl group, 3-sulfanyl [(3-sulfanylpropanoyl) oxy] ethyl group, or {[(2-sulfanylethoxy) propanoyl] Oxy} ethyl group and the like can be mentioned.

以下に、一般式(1)〜(3)で表されるリガンドの具体例を示すが、これらに限定されるものではない。なお、下記構造式において、シス型及びトランス型の幾何異性体が存在する場合は、シス型又はトランス型のいずれでもよく、シス型及びトランス型の異性体混合物であってもよい。シン−アンチの幾何異性についても同様である。 Specific examples of the ligands represented by the general formulas (1) to (3) are shown below, but the present invention is not limited thereto. In the following structural formula, when cis-type and trans-type geometric isomers are present, either cis-type or trans-type may be used, and a mixture of cis-type and trans-type isomers may be used. The same applies to the thin-anti geometric isomerism.

Figure 2021024873
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Figure 2021024873
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Figure 2021024873
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[電子輸送性リガンド]
電子輸送性リガンドは、半導体ナノ粒子表面への吸着部位と、電子輸送する機能を持つ電子輸送性部位を有する。吸着部位と電子輸送性部位は完全に分離している必要は無く、例えば、電子輸送性部位の一部が吸着部位となっていてもよい。吸着部位としては、正孔輸送性リガンドの項で説明したものと同じものが挙げられる。
[Electron-transporting ligand]
The electron-transporting ligand has an adsorption site on the surface of semiconductor nanoparticles and an electron-transporting site having an electron-transporting function. The adsorption site and the electron transporting site do not have to be completely separated. For example, a part of the electron transporting site may be an adsorption site. Examples of the adsorption site include those described in the section on hole-transporting ligands.

電子輸送性部位は、有機電界発光素子材料として用いられる公知の電子輸送性化合物及びその誘導体からなる構造を有する部位が挙げられ、特に限定されないが、例えば、オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール、オキサゾール誘導体、イソオキサゾール、イソオキサゾール誘導体、チアゾール、チアゾール誘導体、イソチアゾール、イソチアゾール誘導体、チアジアゾール、チアジアゾール誘導体、1,2,3−トリアゾール、1,2,3−トリアゾール誘導体、1,3,5−トリアジン、1,3,5−トリアジン誘導体、キノキサリン、キノキサリン誘導体、ピロールオリゴマー、ピロールポリマー、フェニレンビニレンオリゴマー、フェニレンビニレンポリマー、ビニルカルバゾールオリゴマー、ビニルカルバゾールポリマー、フルオレンオリゴマー、フルオレンポリマー、フェニレンエチンオリゴマー、フェニレンエチンポリマー、フェニレンオリゴマー、フェニレンポリマー、チオフェンオリゴマー、チオフェンポリマー、アセチレンポリマー、及びアセチレンオリゴマー誘導体等が挙げられる。また、以下に示す化合物及びその誘導体も電子輸送性部位として使用できる。 Examples of the electron-transporting moiety include a moiety having a structure composed of a known electron-transporting compound used as an organic electric field light emitting element material and a derivative thereof, and are not particularly limited, but for example, oxadiazole, oxadiazole derivative, and oxazole. , Oxazole derivative, isoxazole, isooxazole derivative, thiazole, thiazole derivative, isothiazole, isothiazole derivative, thiaxazole, thiazazole derivative, 1,2,3-triazole, 1,2,3-triazole derivative, 1,3,5 -Triazine, 1,3,5-triazine derivative, quinoxaline, quinoxalin derivative, pyrrole oligomer, pyrrol polymer, phenylene vinylene oligomer, phenylene vinylene polymer, vinyl carbazole oligomer, vinyl carbazole polymer, fluorene oligomer, fluorene polymer, phenylene ethine oligomer, phenylene Examples thereof include ethine polymers, phenylene oligomers, phenylene polymers, thiophene oligomers, thiophene polymers, acetylene polymers, and acetylene oligomer derivatives. In addition, the compounds shown below and their derivatives can also be used as electron transport sites.

なお、上述の正孔輸送性部位及び電子輸送性部位に、同一の構造が含まれているが、これは、電子輸送性部位と正孔輸送性部位のどちらにもなりえるためである。
リガンドが正孔輸送性又は電子輸送性のどちらとして振る舞うかは、正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドの相対的なHOMO−LUMOの関係、及び電界発光素子で用いられる他の化合物との相対的なHOMO−LUMOの関係によって決まり、さらに、特定の構造であっても、電子吸引性や電子供与性の置換基の存在によりHOMOやLUMOは変化する。上記理由により、一部の構造は、正孔輸送性部位及び電子輸送性部位のどちらにもなりえるため、双方に記載している。
The hole-transporting site and the electron-transporting site described above contain the same structure, because they can be both an electron-transporting site and a hole-transporting site.
Whether the ligand behaves as hole-transporting or electron-transporting depends on the relative HOMO-LUMO relationship between the hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand, and relative to other compounds used in electroluminescent devices. HOMO and LUMO are determined by a specific HOMO-LUMO relationship, and even if the structure is specific, HOMO and LUMO are changed by the presence of an electron-withdrawing or electron-donating substituent. For the above reasons, some structures can be both hole-transporting and electron-transporting sites and are therefore described in both.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

Figure 2021024873
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正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドは、上述の正孔輸送性部位と吸着部位、又は、電子輸送性部位と吸着部位が、直接結合していてもよいし、アルキレン基等の連結基を介して結合していてもよい。この場合のアルキレン基としては、分岐又は直鎖のアルキレン基が挙げられ、好ましくは直鎖状アルキレン基である。また、アルキレン基の炭素数は1〜5程度が好適であり、具体例としては、メチレン基、エチレン基、n−プロピレン基、n−ブチレン基、又はn−ペンチレン基等が挙げられる。 The hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand may have the above-mentioned hole-transporting site and adsorption site, or the electron-transporting site and adsorption site directly bonded to each other, or may have a linking group such as an alkylene group. It may be connected via. Examples of the alkylene group in this case include a branched or linear alkylene group, and a linear alkylene group is preferable. The alkylene group preferably has about 1 to 5 carbon atoms, and specific examples thereof include a methylene group, an ethylene group, an n-propylene group, an n-butylene group, and an n-pentylene group.

以下に、正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドの具体例を示すが、これらに限定されるものではない。 Specific examples of the hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand are shown below, but the present invention is not limited thereto.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

Figure 2021024873
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上述のキャリア輸送性リガンドにおいて、キャリア注入性やキャリア輸送性の観点から、HOMO及びLUMOは重要である。HOMOの電子は最も反応性が高く反応性に関わる。電子を受け取る場合はLUMOが反応に関わる。即ち、HOMOは電子を出す分子軌道であり、LUMOは電子を受け入れる分子軌道あり、電界発光素子中、HOMOは正孔を受け渡す役割を担い、LUMOは電子を受け渡す役割を担う。
本発明の発光材料において、正孔輸送性リガンドのHOMOエネルギー準位は、−6、5eV以上−4.6eV以下であることが好ましく、−6.1eV以上−5.1eV以下であることがより好ましい。また、電子輸送性リガンドのLUMOエネルギー準位は、−4.5eV以上−2.5eV以下であることが好ましく、−4.0eV以上−3.0eV以下であることがより好ましい。
また、正孔輸送性リガンドのHOMOエネルギー準位は、電子輸送性リガンドのHOMOエネルギー準位よりも0.2eV以上高いことが好ましく、より好ましくは0.5eV以上高いことである。また、正孔輸送性リガンドのLUMOエネルギー準位は、電子輸送性リガンドのLUMOエネルギー準位よりも0.2eV以上高いことが好ましく、より好ましくは0.5eV以上高いことである。
Among the above-mentioned carrier transporting ligands, HOMO and LUMO are important from the viewpoint of carrier injectability and carrier transportability. HOMO electrons are the most reactive and involved in reactivity. When receiving an electron, LUMO is involved in the reaction. That is, HOMO is a molecular orbital that emits electrons, LUMO is a molecular orbital that accepts electrons, and in an electroluminescent device, HOMO plays a role of transferring holes, and LUMO plays a role of transferring electrons.
In the luminescent material of the present invention, the HOMO energy level of the hole transporting ligand is preferably -6, 5 eV or more and -4.6 eV or less, and more preferably -6.1 eV or more and -5.1 eV or less. preferable. The LUMO energy level of the electron-transporting ligand is preferably −4.5 eV or more and −2.5 eV or less, and more preferably −4.0 eV or more and −3.0 eV or less.
The HOMO energy level of the hole-transporting ligand is preferably 0.2 eV or more higher than the HOMO energy level of the electron-transporting ligand, and more preferably 0.5 eV or more. The LUMO energy level of the hole-transporting ligand is preferably 0.2 eV or more higher than the LUMO energy level of the electron-transporting ligand, and more preferably 0.5 eV or more.

正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドの、HOMO及び/又はLUMOが上述の条件を満たす場合、電界発光素子中での電子や正孔の輸送や半導体ナノ粒子への電子や正孔の注入を優れたものとすることができ、高性能な電界発光素子が得られるため好ましい。 When the HOMO and / or LUMO of the hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand satisfy the above conditions, the transport of electrons and holes in the electroluminescent device and the injection of electrons and holes into the semiconductor nanoparticles are performed. It is preferable because it can be made excellent and a high-performance electroluminescent element can be obtained.

[芳香族骨格を有しない第2のリガンド]
芳香族骨格を有しない第2のリガンドは、半導体ナノ粒子への吸着部位と非芳香族骨格部位とを有する。
吸着部位としては、一価の基としては、カルボキシル基(−COOH)、アミノ基(−NH)、ホスフィノ基(−PH)、及び、スルファニル基(−SH)等が挙げられ、また、2価の基としては、カルボニル基(>(C=O))等があげられ、また、3価の基としては、ホスホロソ基(>(P=O)−)等が挙げられ、より好ましくは、カルボキシル基及びスルファニル基からなる群から選ばれる少なくとも1種である。
[Second ligand without aromatic skeleton]
The second ligand, which does not have an aromatic skeleton, has an adsorption site for semiconductor nanoparticles and a non-aromatic skeleton site.
Examples of the adsorption site include a carboxyl group (-COOH), an amino group (-NH 2 ), a phosphino group (-PH 2 ), a sulfanyl group (-SH), and the like as monovalent groups. Examples of the divalent group include a carbonyl group (> (C = O)), and examples of the trivalent group include a phosphoroso group (> (P = O) −), which is more preferable. , At least one selected from the group consisting of a carboxyl group and a sulfanyl group.

第2のリガンドとしてより好ましくは、RCOOH、RNH、R NH、RSH、RPO、R HPO、R PO、RP、R HP、R P、RPO(OH)、及びR POOHからなる群から選ばれる少なくとも一種である。
ここで、Rは、置換若しくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の脂肪族複素環基、又は、置換若しくは未置換のアルコキシ基である。一分子中に、複数のRを有する場合、それらは同一でも異なっていても良い。
More preferably as a second ligand, R i COOH, R i NH 2 , R i 2 NH, R i SH, R i H 2 PO, R i 2 HPO, R i 3 PO, R i H 2 P, R i 2 HP, it is at least one selected from R i 3 P, R i PO (OH) 2, and the group consisting of R i 2 POOH.
Here, Ri is a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted aliphatic heterocyclic group, or a substituted or unsubstituted alkoxy group. In one molecule, the case where a plurality of R i, they may be the same or different.

における置換若しくは未置換の脂肪族炭化水素基としては、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基が挙げられ、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基又はシクロアルキル基が挙げられる。 Examples of the aliphatic hydrocarbon group substituted or unsubstituted in the R i, include aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, for example, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group or a cycloalkyl group.

アルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、イソペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、ペンタデシル基又はオクタデシル基等の炭素数1〜18のアルキル基が挙げられる。 Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, an isopentyl group, a hexyl group, a heptyl group and an octyl group. Examples thereof include alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms such as a decyl group, a dodecyl group, a pentadecyl group or an octadecyl group.

アルケニル基としては、例えば、ビニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、イソプロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−オクテニル基、1−デセニル基又は1−オクタデセニル基等の炭素数2〜18のアルケニル基が挙げられる。 Examples of the alkenyl group include a vinyl group, a 1-propenyl group, a 2-propenyl group, an isopropenyl group, a 1-butenyl group, a 2-butenyl group, a 3-butenyl group, a 1-octenyl group, a 1-decenyl group or 1 -An alkenyl group having 2 to 18 carbon atoms such as an octadecenyl group can be mentioned.

アルキニル基としては、例えば、エチニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、1−オクチニル基、1−デシニル基又は1−オクタデシニル基等の炭素数2〜18のアルキニル基が挙げられる。 Examples of the alkynyl group include an ethynyl group, a 1-propynyl group, a 2-propynyl group, a 1-butynyl group, a 2-butynyl group, a 3-butynyl group, a 1-octynyl group, a 1-decynyl group or a 1-octadecynyl group. Examples of the alkynyl group having 2 to 18 carbon atoms.

シクロアルキル基としては、例えば、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、シクロオクタデシル基、1−アダマンチル基又は2−アダマンチル基等の炭素数3〜18のシクロアルキル基が挙げられる。 Examples of the cycloalkyl group include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, a cyclooctadecyl group, a 1-adamantyl group or a 2-adamantyl group having 3 to 18 carbon atoms. Cycloalkyl groups can be mentioned.

における置換若しくは未置換の脂肪族複素環基としては、例えば、2−ピラゾリノ基、ピペリジノ基、モルホリノ基又は2−モルホリニル基等の炭素数3〜18の脂肪族複素環基が挙げられる。 The aliphatic heterocyclic group substituted or unsubstituted in the R i, for example, 2-Pirazorino group, piperidino group, aliphatic heterocyclic group of 3 to 18 carbon atoms such as a morpholino group or a 2-morpholinyl group.

における置換若しくは未置換のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、n−ブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、2−エチルヘキシルオキシ基、ステアリルオキシ基又はトリフロロメトキシ基等が挙げられる。 Examples of the alkoxy group substituted or unsubstituted in the R i, for example, a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, n- butoxy group, sec- butoxy group, tert- butoxy group, pentyloxy group, hexyloxy group, 2-ethylhexyl Examples thereof include an oxy group, a stearyloxy group and a trifluoromethoxy group.

ここで、Rがそれぞれ独立に有していてもよい置換基としては、置換若しくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の脂肪族複素環基、置換若しくは未置換のアルコキシ基又はハロゲン原子が挙げられる。置換若しくは未置換の脂肪族炭化水素基、置換若しくは未置換の脂肪族複素環基及び置換若しくは未置換のアルコキシ基としては、Rの置換基として説明したものが挙げられ、ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。 Examples of the substituent R i may have each independently represent a substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon group, a substituted or unsubstituted aliphatic heterocyclic group, a substituted or unsubstituted alkoxy group, or Halogen atom can be mentioned. A substituted or unsubstituted aliphatic hydrocarbon group, the substituted or unsubstituted aliphatic heterocyclic group and a substituted or unsubstituted alkoxy group include those described as substituents of R i, as the halogen atom, Examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom.

本発明の芳香族骨格を有しない第2のリガンドの具体例を以下に説明するが、これらは本発明を限定するものではない。
第2のリガンドとしては、例えば、メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、オクタンチオール、ドデカンチオール、ヘキサデカンチオール、オクタデカンチオール;メタンアミン、エタンアミン、プロパンアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、ジメチルアミン、ジエチルアミン、ジプロピルアミン;メタン酸、エタン酸、プロパン酸、ブタン酸、ペンタン酸、ヘキサン酸、ヘプタン酸、オクタン酸、ドデカン酸、ヘキサデカン酸、オクタデカン酸、オレイン酸;置換又は非置換のメチルホスフィン(例:トリメチルホスフィン等)、置換又は非置換のエチルホスフィン(例:トリエチルホスフィン等)、置換又は非置換のプロピルホスフィン、置換又は非置換のブチルホスフィン、置換又は非置換のペンチルホスフィン、置換又は非置換のオクチルホスフィン(例:トリオクチルホスフィン(TOP))等のホスフィン;置換又は非置換のメチルホスフィンオキシド(例:トリメチルホスフィンオキシド、メチルジへキシルホスフィンオキシド等)、置換又は非置換のエチルホスフィンオキシド(例:トリエチルホスフィンオキシド等)、置換又は非置換のプロピルホスフィンオキシド、置換又は非置換のブチルホスフィンオキシド、置換又は非置換のオクチルホスフィン(例:トリオクチルホスフィンオキシド(TOPO)等のホスフィンオキシド;ホスホン酸(phosphonic acid)等が挙げられる。
Specific examples of the second ligand having no aromatic skeleton of the present invention will be described below, but these are not limited to the present invention.
As the second ligand, for example, methanethiol, ethanethiol, propanethiol, butanethiol, pentanethiol, hexanethiol, octanethiol, dodecanethiol, hexadecanethiol, octadecanethiol; methaneamine, ethaneamine, propaneamine, butylamine, pentylamine. , Hexylamine, octylamine, dodecylamine, hexadecylamine, octadecylamine, dimethylamine, diethylamine, dipropylamine; methaneic acid, ethaneic acid, propanoic acid, butanoic acid, pentanoic acid, hexanoic acid, hepanoic acid, octanoic acid, Dodecanoic acid, hexadecanoic acid, octadecanoic acid, oleic acid; substituted or unsubstituted methylphosphin (eg, trimethylphosphine, etc.), substituted or unsubstituted ethylphosphin (eg, triethylphosphine, etc.), substituted or unsubstituted propylphosphin, Phosphines such as substituted or unsubstituted butylphosphines, substituted or unsubstituted pentylphosphins, substituted or unsubstituted octylphosphins (eg, trioctylphosphine (TOP)); substituted or unsubstituted methylphosphin oxides (eg, trimethylphosphine). Oxide, methyldihexylphosphine oxide, etc.), substituted or unsubstituted ethylphosphinoxide (eg, triethylphosphinoxide, etc.), substituted or unsubstituted propylphosphinoxide, substituted or unsubstituted butylphosphinoxide, substituted or unsubstituted. Examples include phosphin oxides such as octylphosphine (eg, trioctylphosphine oxide (TOPO); phosphonic acid) and the like.

芳香族骨格を有しない第2のリガンドの非芳香族骨格部位は、分散性を発揮する観点から、脂肪族部位を含むことが好ましく、脂肪族部位としてより好ましくは、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基である。 The non-aromatic skeleton site of the second ligand having no aromatic skeleton preferably contains an aliphatic site from the viewpoint of exhibiting dispersibility, and more preferably a fat having 1 to 18 carbon atoms as the aliphatic site. It is a group hydrocarbon group.

本発光材料中の有機リガンドとの比率は、分散安定性と発光効率を両立する点から、質量比で第1のリガンド:第2のリガンドが、5:95〜95:5であることが好ましく、10:90〜90:10がより好ましい。 The ratio of the first ligand to the organic ligand in the present luminescent material is preferably 5:95 to 95: 5 in terms of mass ratio from the viewpoint of achieving both dispersion stability and luminous efficiency. More preferably, 10:90 to 90:10.

<インキ組成物>
本発明のインキ組成物は、前記本発明に係る発光材料と溶剤とを含有し、必要に応じて更に他の成分を含有してもよいものである。本発明のインキ組成物は、発光材料中の有機リガンドが、芳香族骨格を有する第1のリガンドと、芳香族骨格を有しない第2のリガンドとを含むため、半導体ナノ粒子は優れた分散安定性と発光効率とを兼ね備える。以下、インキ組成物に含まれる各成分について説明するが、発光材料については前述のとおりであるためここでの説明は省略する。
<Ink composition>
The ink composition of the present invention may contain the light emitting material and the solvent according to the present invention, and may further contain other components if necessary. In the ink composition of the present invention, since the organic ligand in the luminous material contains a first ligand having an aromatic skeleton and a second ligand having no aromatic skeleton, the semiconductor nanoparticles have excellent dispersion stability. It has both properties and luminous efficiency. Hereinafter, each component contained in the ink composition will be described, but since the light emitting material is as described above, the description here will be omitted.

[溶剤]
本インキ組成物において溶剤は、前記半導体ナノ粒子を分散可能な溶剤の中から、インキ組成物の用途等に応じて適宜選択できる。溶剤の具体例としては、例えば、トルエン、o−キシレン、m−キシレン、p−キシレン、メチシレン、シクロヘキシルベンゼン、テトラリン等の芳香族炭化水素;クロロベンゼン、ジクロロベンゼン、トリクロロベンゼン等のハロゲン化芳香族炭化水素;1,2−ジメトキシベンゼン、1,3−ジメトキシベンゼン、アニソール、フェネトール、2−メトキシトルエン、3−メトキシトルエン、4−メトキシトルエン、2,3−ジメチルアニソール、2,4−ジメチルアニソール等の芳香族エーテル;酢酸フェニル、プロピオン酸フェニル、安息香酸メチル、安息香酸エチル、安息香酸プロピル、安息香酸n−ブチル等の芳香族エステル;シクロヘキサノン、シクロオクタノン等の脂環を有するケトン;メチルエチルケトン、ジブチルケトン等の脂肪族ケトン;メチルエチルケトン、シクロヘキサノール、シクロオクタノール等の脂環を有するアルコール;ブタノール、ヘキサノール等の脂肪族アルコール;エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテルアセタート(PGMEA)等の脂肪族エーテル;酢酸エチル、酢酸n−ブチル、乳酸エチル、乳酸n−ブチル等の脂肪族エステル;n−ヘキサン、2−メチルペンタン、3−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、n−ヘプタン、n−デカン、2,2,4−トリメチルペンタン、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、ミネラルスピリット等の脂肪族炭化水素;等が挙げられ、単独で使用しても複数混合して用いてもよい。
[solvent]
In the present ink composition, the solvent can be appropriately selected from the solvents capable of dispersing the semiconductor nanoparticles according to the use of the ink composition and the like. Specific examples of the solvent include aromatic hydrocarbons such as toluene, o-xylene, m-xylene, p-xylene, methicylene, cyclohexylbenzene and tetraline; halogenated aromatic hydrocarbons such as chlorobenzene, dichlorobenzene and trichlorobenzene. Hydrogen; 1,2-dimethoxybenzene, 1,3-dimethoxybenzene, anisole, phenetol, 2-methoxytoluene, 3-methoxytoluene, 4-methoxytoluene, 2,3-dimethylanisole, 2,4-dimethylanisole, etc. Aromatic ethers; aromatic esters such as phenyl acetate, phenyl propionate, methyl benzoate, ethyl benzoate, propyl benzoate, n-butyl benzoate; ketones having an alicyclic such as cyclohexanone and cyclooctanone; methylethylketone, dibutyl Aliphatic ketones such as ketones; alcohols having an alicyclic such as methyl ethyl ketone, cyclohexanol, cyclooctanol; aliphatic alcohols such as butanol and hexanol; ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, propylene glycol-1-monomethyl ether acetate ( Aliphatic ethers such as PGMEA); aliphatic esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, ethyl lactate, n-butyl lactate; n-hexane, 2-methylpentane, 3-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, Aliphatic hydrocarbons such as 2,3-dimethylbutane, n-heptane, n-decane, 2,2,4-trimethylpentane, cyclohexane, methylcyclohexane, mineral spirit; etc., and may be used alone. It may be mixed and used.

インキ組成物中の前記本発光材料の含有割合は、本インキ組成物の用途等に応じて適宜調整すればよい。インキ組成物全量に対し、発光材料の割合は0.001質量%以上50質量%以下が好ましく、0.01質量%以上10質量%以下がより好ましい。発光材料の割合が上記上限値以下であれば、発光材料の分散安定性に優れている。 The content ratio of the light emitting material in the ink composition may be appropriately adjusted according to the application of the ink composition and the like. The ratio of the light emitting material to the total amount of the ink composition is preferably 0.001% by mass or more and 50% by mass or less, and more preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less. When the proportion of the luminescent material is not more than the above upper limit value, the dispersion stability of the luminescent material is excellent.

本発明のインキ組成物は、本発明の目的が損なわれない範囲で、他の成分を含有してもよい。他の成分としては、例えば、後述する他の発光材料や、各種添加剤などが挙げられる。添加剤としては、例えば、消泡剤、レベリング剤、増粘剤等が挙げられる。
本発明の発光材料および他の発光材料を含む全発光材料中、他の発光材料の割合は、20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
The ink composition of the present invention may contain other components as long as the object of the present invention is not impaired. Examples of other components include other luminescent materials described later, various additives, and the like. Examples of the additive include an antifoaming agent, a leveling agent, a thickener and the like.
The proportion of the other luminescent material in the total luminescent material including the luminescent material of the present invention and the other luminescent material is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 5% by mass or less.

<電界発光素子>
本発明の電界発光素子は、基板上に、陽極と、発光層と、陰極とを備え、前記発光層が、前記本発明に係る発光材料を含むことを特徴とする。本発明の電界発光素子は、発光層が前記本発明に係る発光材料を含むため、発光効率に優れている。
本発明の電界発光素子は、少なくとも基板と、陽極と、発光層と、陰極とを有するものであり、必要に応じて更に他の層を有していてもよい。また、発光層は、単層であっても複層であってもよく、発光層が2層以上ある場合、少なくとも1層が前記本発明に係る発光材料を含んでいればよい。
<Electroluminescent element>
The electroluminescent device of the present invention includes an anode, a light emitting layer, and a cathode on a substrate, and the light emitting layer includes the light emitting material according to the present invention. The electroluminescent device of the present invention is excellent in luminous efficiency because the light emitting layer contains the light emitting material according to the present invention.
The electroluminescent device of the present invention has at least a substrate, an anode, a light emitting layer, and a cathode, and may further have another layer if necessary. Further, the light emitting layer may be a single layer or a plurality of layers, and when there are two or more light emitting layers, at least one layer may contain the light emitting material according to the present invention.

即ち、本発明の電界発光素子としては、陽極と、発光層と、陰極とからなる一層型電界発光素子、及び、他の層を含む多層型電界発光素子が挙げられる。多層型電界発光素子を構成する他の層としては、発光層の他に、発光層への正孔や電子の注入を容易にしたり、発光層内での正孔と電子との再結合を円滑に行わせたりすることを目的とした、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層等が挙げられる。また、他の層として、発光層と陽極との間で発光層に隣接して存在し、発光層と陽極、又は発光層と、正孔注入層若しくは正孔輸送層とを隔離する役割をもつ層であるインターレイヤー層などが挙げられる。 That is, examples of the electroluminescent device of the present invention include a single-layer electroluminescent device including an anode, a light emitting layer, and a cathode, and a multi-layer electroluminescent device including another layer. As other layers constituting the multi-layer electroluminescent element, in addition to the light emitting layer, it is easy to inject holes and electrons into the light emitting layer, and the recombination of holes and electrons in the light emitting layer is facilitated. Examples thereof include a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, and the like, which are intended to be used by the user. Further, as another layer, it exists adjacent to the light emitting layer between the light emitting layer and the anode, and has a role of separating the light emitting layer and the anode, or the light emitting layer from the hole injection layer or the hole transport layer. Examples include the interlayer layer, which is a layer.

多層型電界発光素子の代表的な層構成としては、(1)陽極/正孔注入層/発光層/陰極、(2)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/陰極、(3)陽極/正孔注入層/発光層/電子注入層/陰極、(4)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子注入層/陰極、(5)陽極/正孔注入層/発光層/正孔阻止層/電子注入層/陰極、(6)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/発光層/正孔阻止層/電子注入層/陰極、(7)陽極/発光層/正孔阻止層/電子注入層/陰極、(8)陽極/発光層/電子注入層/陰極(9)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/インターレイヤー層/発光層/陰極、(10)陽極/正孔注入層/インターレイヤー層/発光層/電子注入層/陰極、(11)陽極/正孔注入層/正孔輸送層/インターレイヤー層/発光層/電子注入層/陰極、等が挙げられる。 Typical layer configurations of the multi-layer electric field light emitting element include (1) anode / hole injection layer / light emitting layer / cathode, (2) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / cathode, and ( 3) anode / hole injection layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode, (4) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode, (5) anode / hole injection Layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron injection layer / cathode, (6) anode / hole injection layer / hole transport layer / light emitting layer / hole blocking layer / electron injection layer / cathode, (7) anode / Light emitting layer / hole blocking layer / electron injection layer / cathode, (8) anode / light emitting layer / electron injection layer / cathode (9) anode / hole injection layer / hole transport layer / interlayer layer / light emitting layer / cathode , (10) Electron / hole injection layer / interlayer layer / light emitting layer / electron injection layer / cathode, (11) anode / hole injection layer / hole transport layer / interlayer layer / light emitting layer / electron injection layer / Examples include a cathode.

また、上述した各層は、それぞれ二層以上の層構成により形成されてもよく、いくつかの層が繰り返し積層されていてもよい。そのような例として、近年、光取り出し効率の向上を目的に、上述の多層型電界発光の一部の層を多層化する「マルチ・フォトン・エミッション」と呼ばれる素子構成が提案されている。これは例えば、ガラス基板/陽極/正孔輸送層/電子輸送性発光層/電子注入層/電荷発生層/発光層/陰極から構成される電界発光素子に於いて、電荷発生層/発光層のユニットが複数層積層するものなどが挙げられる。 In addition, each of the above-mentioned layers may be formed by a layer structure of two or more layers, or several layers may be repeatedly laminated. As such an example, in recent years, for the purpose of improving the light extraction efficiency, an element configuration called "multi-photon emission" in which a part of the above-mentioned multi-layer electroluminescent layers is multi-layered has been proposed. This is, for example, in an electroluminescent element composed of a glass substrate / anode / hole transport layer / electron transporting light emitting layer / electron injection layer / charge generating layer / light emitting layer / cathode, of the charge generating layer / light emitting layer. Examples thereof include units in which a plurality of layers are laminated.

[正孔注入層]
正孔注入層には、発光層に対して優れた正孔注入効果を示し、かつ陽極界面との密着性と薄膜形成性に優れた正孔注入層を形成できる正孔注入材料が用いられる。また、このような材料を多層積層させ、正孔注入効果の高い材料と正孔輸送効果の高い材料とを多層積層させた場合、それぞれに用いる材料を正孔注入材料、正孔輸送材料と呼ぶことがある。これら正孔注入材料や正孔輸送材料は、正孔移動度が大きく、イオン化エネルギーが通常5.5eV以下と小さい必要がある。このような正孔注入層としては、より低い電界強度で正孔を発光層に輸送する材料が好ましく、更に正孔の移動度が、例えば10〜10V/cmの電界印加時に、少なくとも10−6cm/V・秒であるものが好ましい。正孔注入材料及び正孔輸送材料としては、上記の好ましい性質を有するものであれば特に制限はなく、従来、光導伝材料において正孔の電荷輸送材料として慣用されているものや、有機EL素子の正孔注入層に使用されている公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
[Hole injection layer]
As the hole injection layer, a hole injection material that exhibits an excellent hole injection effect on the light emitting layer and can form a hole injection layer having excellent adhesion to the anode interface and thin film formation is used. Further, when such a material is laminated in multiple layers and a material having a high hole injection effect and a material having a high hole transport effect are laminated in multiple layers, the materials used for each are called a hole injection material and a hole transport material. Sometimes. These hole injection materials and hole transport materials need to have high hole mobility and low ionization energy of usually 5.5 eV or less. As such a hole injection layer, a material that transports holes to the light emitting layer with a lower electric field strength is preferable, and further , when an electric field with a hole mobility of, for example, 10 4 to 10 6 V / cm is applied, at least It is preferably 10-6 cm 2 / V · sec. The hole injection material and the hole transport material are not particularly limited as long as they have the above-mentioned preferable properties, and are conventionally used as a hole charge transport material in an optical transmission material or an organic EL element. Any known material used for the hole injection layer can be selected and used.

このような正孔注入材料や正孔輸送材料としては、例えばトリアゾール誘導体(米国特許3,112,197号明細書等参照)、オキサジアゾール誘導体(米国特許3,189,447号明細書等参照)、イミダゾール誘導体(特公昭37−16096号公報等参照)、ポリアリールアルカン誘導体(米国特許3,615,402号明細書、同第3,820,989号明細書、同第3,542,544号明細書、特公昭45−555号公報、同51−10983号公報、特開昭51−93224号公報、同55−17105号公報、同56−4148号公報、同55−108667号公報、同55−156953号公報、同56−36656号公報等参照)、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体(米国特許第3,180,729号明細書、同第4,278,746号明細書、特開昭55−88064号公報、同55−88065号公報、同49−105537号公報、同55−51086号公報、同56−80051号公報、同56−88141号公報、同57−45545号公報、同54−112637号公報、同55−74546号公報等参照)、フェニレンジアミン誘導体(米国特許第3,615,404号明細書、特公昭51−10105号公報、同46−3712号公報、同47−25336号公報、特開昭54−53435号公報、同54−110536号公報、同54−119925号公報等参照)、アリールアミン誘導体(米国特許第3,567,450号明細書、同第3,180,703号明細書、同第3,240,597号明細書、同第3,658,520号明細書、同第4,232,103号明細書、同第4,175,961号明細書、同第4,012,376号明細書、特公昭49−35702号公報、同39−27577号公報、特開昭55−144250号公報、同56−119132号公報、同56−22437号公報、西独特許第1,110,518号明細書等参照)、アミノ置換カルコン誘導体(米国特許第3,526,501号明細書等参照)、オキサゾール誘導体(米国特許第3,257,203号明細書等に開示のもの)、スチリルアントラセン誘導体(特開昭56−46234号公報等参照)、フルオレノン誘導体(特開昭54−110837号公報等参照)、ヒドラゾン誘導体(米国特許第3,717,462号明細書、特開昭54−59143号公報、同55−52063号公報、同55−52064号公報、同55−46760号公報、同55−85495号公報、同57−11350号公報、同57−148749号公報、特開平2−311591号公報等参照)、スチルベン誘導体(特開昭61−210363号公報、同第61−228451号公報、同61−14642号公報、同61−72255号公報、同62−47646号公報、同62−36674号公報、同62−10652号公報、同62−30255号公報、同60−93455号公報、同60−94462号公報、同60−174749号公報、同60−175052号公報等参照)、シラザン誘導体(米国特許第4,950,950号明細書)、ポリシラン系(特開平2−204996号公報)、アニリン系共重合体(特開平2−282263号公報)、特開平1−211399号公報に開示されている導電性高分子オリゴマー(特にチオフェンオリゴマー)等が挙げられる。 Examples of such hole injection materials and hole transport materials include triazole derivatives (see US Pat. No. 3,112,197) and oxadiazole derivatives (see US Pat. No. 3,189,447). ), Imidazole derivative (see Japanese Patent Publication No. 37-16906, etc.), polyarylalkane derivative (US Pat. No. 3,615,402, No. 3,820,989, No. 3,542,544). No. 45-555, 51-10983, 51-93224, 55-17105, 56-4148, 55-108667, JP-A. 55-156953, 56-36656, etc.), pyrazoline derivatives and pyrazolone derivatives (US Pat. Nos. 3,180,729, 4,278,746, JP-A-55- 88064, 55-88065, 49-105537, 55-51086, 56-80051, 56-88141, 57-45545, 54-112637. No. 55-74546, etc.), phenylenediamine derivative (US Pat. No. 3,615,404, JP-A No. 51-10105, No. 46-3712, No. 47-25336). , JP-A-54-53435, JP-A-54-11536, JP-A-54-119925, etc.), arylamine derivatives (US Pat. No. 3,567,450, US Pat. No. 3,180,703). No. 3, 240,597, No. 3,658,520, No. 4,232,103, No. 4,175,961, No. 4,175,961 4,012,376, Japanese Patent Publication No. 49-35702, Japanese Patent Application Laid-Open No. 39-27577, JP-A-55-144250, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-119132, Japanese Patent Publication No. 56-22437, Western German Patent No. Disclosure in US Pat. Nos. 1,110,518, etc.), amino-substituted chalcone derivatives (see US Pat. No. 3,526,501, etc.), oxazole derivatives (see US Pat. No. 3,257,203, etc.) ), Styrylanthracene derivative (see JP-A-56-46234, etc.), Fluorenone derivative (see JP-A-54-110837, etc.), Hydrazone derivative (US Pat. No. 3,717,462, etc.) Kaisho 54-59143, Gazette 55-520 See No. 63, No. 55-52064, No. 55-46760, No. 55-85495, No. 57-11350, No. 57-148549, No. 2-311591, etc.). Stilbene derivatives (Japanese Patent Laid-Open No. 61-210363, No. 61-228451, No. 61-14642, No. 61-72255, No. 62-47646, No. 62-36674, No. 62 -10652, 62-30255, 60-93455, 60-94462, 60-174749, 60-175052, etc.), Stilabene derivatives (US Patent No. 4) , 950, 950), polysilane-based (Japanese Patent Laid-Open No. 2-204996), aniline-based copolymer (Japanese Patent Laid-Open No. 2-282263), and conductivity disclosed in JP-A 1-2113999. Examples thereof include high molecular weight oligomers (particularly thiophene oligomers).

また、正孔注入材料や正孔輸送材料として、ポルフィリン化合物(特開昭63−2956965号公報)、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物(米国特許第4,127,412号明細書、特開昭53−27033号公報、同54−58445号公報、同54−149634号公報、同54−64299号公報、同55−79450号公報、同55−144250号公報、同56−119132号公報、同61−295558号公報、同61−98353号公報、同63−295695号公報等参照)を用いることもできる。例えば、米国特許第5,061,569号に記載されている2個の縮合芳香族環を分子内に有する4,4’−ビス(N−(1−ナフチル)−N−フェニルアミノ)ビフェニル等や、特開平4−308688号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが3つスターバースト型に連結された4,4’,4”−トリス(N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)トリフェニルアミン等をあげることができる。また、正孔注入材料として銅フタロシアニンや水素フタロシアニン等のフタロシアニン誘導体も挙げられる。更に、その他、芳香族ジメチリデン系化合物、p型Si、p型SiC等の無機化合物も正孔注入材料や正孔輸送材料として使用することができる。 Further, as a hole injection material and a hole transport material, a porphyrin compound (Japanese Patent Laid-Open No. 63-29569665), an aromatic tertiary amine compound and a styrylamine compound (US Pat. No. 4,127,412). JP-A-53-27033, No. 54-58445, No. 54-149634, No. 54-64299, No. 55-79450, No. 55-144250, No. 56-119132. , No. 61-295558, No. 61-98353, No. 63-295695, etc.) can also be used. For example, 4,4'-bis (N- (1-naphthyl) -N-phenylamino) biphenyl having two fused aromatic rings in the molecule described in US Pat. No. 5,061,569 and the like. Or, 4,4', 4 "-tris (N- (3-methylphenyl) -N-phenyl" in which three triphenylamine units described in JP-A-4-308688 are linked in a starburst type. Amino) triphenylamine and the like can be mentioned. Further, phthalocyanine derivatives such as copper phthalocyanine and hydrogen phthalocyanine can be mentioned as the hole injection material. Further, aromatic dimethyridene compounds, p-type Si, p-type SiC and the like can be mentioned. Inorganic compounds can also be used as hole injection materials and hole transport materials.

更に、正孔注入層に使用できる材料としては、酸化モリブデン(MnO)、酸化バナジウム(VO)、酸化ルテニウム(RuO)、酸化銅(CuO)、酸化タングステン(WO)、酸化イリジウム(IrO)等の無機酸化物及びそれらのドープ体も挙げられる。 Further, as materials that can be used for the hole injection layer, molybdenum oxide (MnO x ), vanadium oxide (VO x ), ruthenium oxide (RuO x ), copper oxide (CuO x ), tungsten oxide (WO x ), iridium oxide Inorganic oxides such as (IrO x ) and their dopes are also mentioned.

芳香族第三級アミン化合物の具体例としては、例えば、N,N’−ジフェニル−N,N’−(3−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−(4−メチルフェニル)−1,1’−フェニル−4,4’−ジアミン、N,N,N’,N’−(4−メチルフェニル)−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−ジフェニル−N,N’−ジナフチル−1,1’−ビフェニル−4,4’−ジアミン、N,N’−(メチルフェニル)−N,N’−(4−n−ブチルフェニル)−フェナントレン−9,10−ジアミン、N,N−ビス(4−ジ−4−トリルアミノフェニル)−4−フェニル−シクロヘキサン、N,N’−ビス(4’−ジフェニルアミノ−4−ビフェニリル)−N,N’−ジフェニルベンジジン、N,N’−ビス(4’−ジフェニルアミノ−4−フェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン、N,N’−ビス(4’−ジフェニルアミノ−4−フェニル)−N,N’−ジ(1−ナフチル)ベンジジン、N,N’−ビス(4’−フェニル(1−ナフチル)アミノ−4−フェニル)−N,N’−ジフェニルベンジジン、N,N’−ビス(4’−フェニル(1−ナフチル)アミノ−4−フェニル)−N,N’−ジ(1−ナフチル)ベンジジン等があげられ、これらは正孔注入材料、正孔輸送材料いずれにも使用することができる。 Specific examples of the aromatic tertiary amine compound include, for example, N, N'-diphenyl-N, N'-(3-methylphenyl) -1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, N, N, N', N'-(4-methylphenyl) -1,1'-phenyl-4,4'-diamine, N, N, N', N'-(4-methylphenyl) -1,1' -Biphenyl-4,4'-diamine, N, N'-diphenyl-N, N'-dinaphthyl-1,1'-biphenyl-4,4'-diamine, N, N'-(methylphenyl) -N, N'-(4-n-butylphenyl) -phenanthrene-9,10-diamine, N, N-bis (4-di-4-tolylaminophenyl) -4-phenyl-cyclohexane, N, N'-bis ( 4'-diphenylamino-4-biphenylyl) -N, N'-diphenylbenzidine, N, N'-bis (4'-diphenylamino-4-phenyl) -N, N'-diphenylbenzidine, N, N'- Bis (4'-diphenylamino-4-phenyl) -N, N'-di (1-naphthyl) benzidine, N, N'-bis (4'-phenyl (1-naphthyl) amino-4-phenyl) -N , N'-diphenylbenzidine, N, N'-bis (4'-phenyl (1-naphthyl) amino-4-phenyl) -N, N'-di (1-naphthyl) benzidine, etc., which are positive It can be used for both pore injection materials and hole transport materials.

正孔注入材料として、特に好ましい例を表1〜2に示す。 Tables 1 and 2 show particularly preferable examples of the hole injection material.

Figure 2021024873
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Figure 2021024873
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正孔注入層を形成するには、上述の化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ラングミュア−ブロジェット法(LB法)等の公知の方法により薄膜化する。正孔注入層の膜厚は、特に制限はないが、通常は5nm〜5μmである。 To form the hole injection layer, the above-mentioned compound is thinned by a known method such as a vacuum deposition method, a spin coating method, a casting method, or a Langmuir-Bloget method (LB method). The film thickness of the hole injection layer is not particularly limited, but is usually 5 nm to 5 μm.

インターレイヤー層に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等の芳香族アミンを含むポリマーが例示される。また、インターレイヤー層の成膜方法は、高分子量の材料を用いる場合には、溶液からの成膜による方法が例示される。 Examples of the material used for the interlayer layer include polyvinylcarbazole and its derivatives, polyarylene derivatives having aromatic amines in the side chain or main chain, arylamine derivatives, and polymers containing aromatic amines such as triphenyldiamine derivatives. Further, as a method of forming an interlayer layer, when a high molecular weight material is used, a method of forming a film from a solution is exemplified.

溶液からのインターレイヤー層の成膜には、公知の湿式成膜法、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法、キャピラリ−コート法、ノズルコート法等の塗布法を用いることができる。 For the deposition of the interlayer layer from the solution, known wet film forming methods such as spin coating method, casting method, micro gravure coating method, gravure coating method, bar coating method, roll coating method, wire bar coating method, etc. A coating method such as a dip coating method, a spray coating method, a screen printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, an inkjet printing method, a capillary coating method, or a nozzle coating method can be used.

インターレイヤー層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよく、通常、1nm〜1μmであり、好ましくは2〜500nmであり、より好ましくは5〜200nmである。 The optimum value of the thickness of the interlayer layer differs depending on the material used, and it may be selected so that the driving voltage and the luminous efficiency are appropriate values. Usually, it is 1 nm to 1 μm, preferably 2 to 500 nm. More preferably, it is 5 to 200 nm.

[電子注入層]
電子注入層には、発光層に対して優れた電子注入効果を示し、かつ陰極界面との密着性と薄膜形成性に優れた電子注入層を形成できる電子注入材料が用いられる。そのような電子注入材料の例としては、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ペリレンテトラカルボン酸誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、シロール誘導体、トリアリールホスフィンオキシド誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、ポリフルオレン及びその誘導体、カルシウムアセチルアセトナート、酢酸ナトリウム等が挙げられる。また、セシウム等の金属をバソフェナントロリンにドープした無機/有機複合材料(高分子学会予稿集,第50巻,4号,660頁,2001年発行)や、第50回応用物理学関連連合講演会講演予稿集、No.3、1402頁、2003年発行記載のBCP、TPP、T5MPyTZ等も電子注入材料の例として挙げられるが、素子作成に必要な薄膜を形成し、陰極からの電子を注入できて、電子を輸送できる材料であれば、特にこれらに限定されるものではない。
[Electron injection layer]
As the electron injection layer, an electron injection material that exhibits an excellent electron injection effect on the light emitting layer and can form an electron injection layer having excellent adhesion to the cathode interface and thin film formation is used. Examples of such electron-injected materials include metal complex compounds, nitrogen-containing five-membered ring derivatives, fluorenone derivatives, anthracinodimethane derivatives, diphenoquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, perylenetetracarboxylic acid derivatives, fleolenilidenemethane. Examples thereof include derivatives, anthron derivatives, silol derivatives, triarylphosphine oxide derivatives, polyquinolin and its derivatives, polyquinoxalin and its derivatives, polyfluorene and its derivatives, calcium acetylacetonate, sodium acetate and the like. Inorganic / organic composite materials in which a metal such as cesium is doped with vasophenanthroline (Proceedings of the Society of Polymer Science, Vol. 50, No. 4, p. 660, published in 2001) and the 50th Joint Lecture on Applied Physics. Proceedings of the lecture, No. BCP, TPP, T5MPyTZ, etc. described on page 3, 1402, published in 2003 are also mentioned as examples of electron injection materials, but can form a thin film necessary for device fabrication, inject electrons from a cathode, and transport electrons. As long as it is a material, it is not particularly limited to these.

上記電子注入材料の中で好ましいものとしては、金属錯体化合物、含窒素五員環誘導体、シロール誘導体、トリアリールホスフィンオキシド誘導体が挙げられる。好ましい金属錯体化合物としては、8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体が好適である。8−ヒドロキシキノリン又はその誘導体の金属錯体の具体例としては、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(4−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(5−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、トリス(5−フェニル−8−ヒドロキシキノリナート)アルミニウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)(2−ナフトラート)アルミニウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)(フェノラート)アルミニウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)(4−シアノ−1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(4−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(5−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(2−ナフトラート)アルミニウム、ビス(5−フェニル−8−ヒドロキシキノリナート)(フェノラート)アルミニウム、ビス(5−シアノ−8−ヒドロキシキノリナート)(4−シアノ−1−ナフトラート)アルミニウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)クロロアルミニウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)(o−クレゾラート)アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物、トリス(8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、トリス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、トリス(4−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、トリス(5−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、トリス(2−メチル−5−フェニル−8−ヒドロキシキノリナート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(1−ナフトラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(2−ナフトラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(フェノラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(4−シアノ−1−ナフトラート)ガリウム、ビス(2、4−ジメチル−8−ヒドロキシキノリナート)(1−ナフトラート)ガリウム、ビス(2、5−ジメチル−8−ヒドロキシキノリナート)(2−ナフトラート)ガリウム、ビス(2−メチル−5−フェニル−8−ヒドロキシキノリナート)(フェノラート)ガリウム、ビス(2−メチル−5−シアノ−8−ヒドロキシキノリナート)(4−シアノ−1−ナフトラート)ガリウム、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)クロロガリウム、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(o−クレゾラート)ガリウム等のガリウム錯体化合物の他、8−ヒドロキシキノリナートリチウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)銅、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)マンガン、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)ベリリウム、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)亜鉛、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナート)亜鉛等の金属錯体化合物が挙げられる。 Among the electron-injected materials, preferred ones include a metal complex compound, a nitrogen-containing five-membered ring derivative, a siror derivative, and a triarylphosphine oxide derivative. As a preferable metal complex compound, a metal complex of 8-hydroxyquinoline or a derivative thereof is suitable. Specific examples of the metal complex of 8-hydroxyquinolin or a derivative thereof include tris (8-hydroxyquinolinate) aluminum, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) aluminum, and tris (4-methyl-8-). Hydroxyquinolinate) aluminum, tris (5-methyl-8-hydroxyquinolinate) aluminum, tris (5-phenyl-8-hydroxyquinolinate) aluminum, bis (8-hydroxyquinolinate) (1-naphtholate) ) Aluminum, bis (8-hydroxyquinolinate) (2-naphtholate) Aluminum, bis (8-hydroxyquinolinate) (phenolate) aluminum, bis (8-hydroxyquinolinate) (4-cyano-1-naphtholate) ) Aluminum, bis (4-methyl-8-hydroxyquinolinate) (1-naphtholate) aluminum, bis (5-methyl-8-hydroxyquinolinate) (2-naphtholate) aluminum, bis (5-phenyl-8) -Hydroxyquinolinate) (phenolate) aluminum, bis (5-cyano-8-hydroxyquinolinate) (4-cyano-1-naphtholate) aluminum, bis (8-hydroxyquinolinate) chloroaluminum, bis (8) -Aluminum complex compounds such as hydroxyquinolinate (o-cresolate) aluminum, tris (8-hydroxyquinolinate) gallium, tris (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) gallium, tris (4-methyl- 8-Hydroxyquinolinate) gallium, tris (5-methyl-8-hydroxyquinolinate) gallium, tris (2-methyl-5-phenyl-8-hydroxyquinolinate) gallium, bis (2-methyl-8) -Hydroxyquinolinate) (1-naphtholate) gallium, bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) (2-naphtholate) gallium, bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) (phenolate) gallium , Bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) (4-cyano-1-naphtholate) gallium, bis (2,4-dimethyl-8-hydroxyquinolinate) (1-naphtholate) gallium, bis (2) , 5-Dimethyl-8-hydroxyquinolinate) (2-naphtholate) gallium, bis (2-methyl-5-phenyl-8-hydroxyquinolinate) (phenolate) gallium, bis (2-methyl-5-si) Anno-8-hydroxyquinolinate) (4-cyano-1-naphtholate) gallium, bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) chlorogallium, bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) ( In addition to gallium complex compounds such as o-cresolate) gallium, 8-hydroxyquinolinate lithium, bis (8-hydroxyquinolinate) copper, bis (8-hydroxyquinolinate) manganese, bis (10-hydroxybenzo [h] ] Kinolinate) Metal complex compounds such as berylium, bis (8-hydroxyquinolinate) zinc, and bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinate) zinc can be mentioned.

また、好ましい含窒素五員環誘導体としては、オキサゾール誘導体、チアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体があげられ、具体的には、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−チアゾール、2,5−ビス(1−フェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、2−(4’−tert−ブチルフェニル)−5−(4”−ビフェニ
ル)1,3,4−オキサジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−オキサジアゾール、1,4−ビス[2−(5 −フェニルオキサジアゾリル)]ベンゼン、1,4−ビス[2−(5−フェニルオキサジアゾリル)−4−tert−ブチルベンゼン]、2−(4’−tert− ブチルフェニル)−5−(4”−ビフェニル)−1,3,4−チアジアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−チアジアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルチアジアゾリル)]ベンゼン、2−(4’−tert−ブチルフェニル)−5−(4”−ビフェニル)−1,3,4−トリアゾール、2,5−ビス(1−ナフチル)−1,3,4−トリアゾール、1,4−ビス[2−(5−フェニルトリアゾリル)]ベンゼン等が挙げられる。
Further, preferred examples of the nitrogen-containing five-membered ring derivative include an oxadiazole derivative, a thiazole derivative, an oxadiazole derivative, a thiadiazole derivative and a triazole derivative, and specifically, 2,5-bis (1-phenyl) -1, 3,4-Oxadiazole, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-thiazole, 2,5-bis (1-phenyl) -1,3,4-oxadiazole, 2- (4) '-Tert-butylphenyl) -5- (4 "-biphenyl) 1,3,4-oxadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-oxadiazole, 1,4 -Bis [2- (5-phenyloxadiazolyl)] benzene, 1,4-bis [2- (5-phenyloxadiazolyl) -4-tert-butylbenzene], 2- (4'-tert-butyl Phenyl) -5- (4 "-biphenyl) -1,3,4-thiadiazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1,3,4-thiadiazole, 1,4-bis [2- (5- (5-) Phenylthiadiazolyl)] Benzene, 2- (4'-tert-butylphenyl) -5- (4 "-biphenyl) -1,3,4-triazole, 2,5-bis (1-naphthyl) -1, Examples thereof include 3,4-triazole and 1,4-bis [2- (5-phenyltriazolyl)] benzene.

更に、電子注入層に使用できる材料としては、酸化亜鉛(ZnO)、酸化チタン(TiO)、等の無機酸化物及びそれらのドープ体も挙げられる。 Further, examples of the material that can be used for the electron injection layer include inorganic oxides such as zinc oxide (ZnO x ) and titanium oxide (TiO x ), and their doped bodies.

特に好ましいオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体及びシロール誘導体の具体例を表3〜5に示す。尚、表中のPhはフェニル基を表わす。 Specific examples of particularly preferable oxadiazole derivatives, triazole derivatives and siror derivatives are shown in Tables 3 to 5. In addition, Ph in the table represents a phenyl group.

(オキサジアゾール誘導体)

Figure 2021024873
(Oxadiazole derivative)
Figure 2021024873

(トリアゾール誘導体)

Figure 2021024873
(Triazole derivative)
Figure 2021024873

(シロール誘導体)

Figure 2021024873
(Siror derivative)
Figure 2021024873

更に、正孔阻止層には、発光層を経由した正孔が電子注入層に達するのを防ぎ、薄膜形成性に優れた層を形成できる正孔阻止材料が用いられる。そのような正孔阻止材料の例としては、ビス(8−ヒドロキシキノリナート)(4−フェニルフェノラート)アルミニウム等のアルミニウム錯体化合物や、ビス(2−メチル−8−ヒドロキシキノリナート)(4−フェニルフェノラート)ガリウム等のガリウム錯体化合物、2,9−ジメチル−4,7−ジフェニル−1,10−フェナントロリン(BCP)等の含窒素縮合芳香族化合物が挙げられる。 Further, as the hole blocking layer, a hole blocking material that can prevent holes that have passed through the light emitting layer from reaching the electron injection layer and can form a layer having excellent thin film forming property is used. Examples of such hole blocking materials include aluminum complex compounds such as bis (8-hydroxyquinolinate) (4-phenylphenolate) aluminum and bis (2-methyl-8-hydroxyquinolinate) ( Examples thereof include gallium complex compounds such as 4-phenylphenolate) gallium and nitrogen-containing condensed aromatic compounds such as 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline (BCP).

[発光層]
電界発光素子の発光層としては、以下の機能を併せ持つものが好適である。
注入機能;電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能
輸送機能;注入した電荷(電子と正孔)を電界の力で移動させる機能
発光機能;電子と正孔の再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能
ただし、正孔の注入されやすさと電子の注入されやすさには、違いがあってもよく、また正孔と電子の移動度で表される輸送能に大小があってもよい。
[Light emitting layer]
As the light emitting layer of the electroluminescent element, one having the following functions is preferable.
Injection function: A function that can inject holes from the anode or hole injection layer when an electric field is applied, and can inject electrons from the cathode or electron injection layer. Transport function; electric charge (electrons and holes) injected Light emitting function; a function that provides a field for recombination of electrons and holes and connects them to light emission. However, there is a difference between the ease of hole injection and the ease of electron injection. Also, the transport capacity represented by the mobility of holes and electrons may be large or small.

本発明の電界発光素子を構成する発光層は少なくとも1層が、前記本発明の発光材料を含む。前記本発明の発光材料を含む発光層は、前記本発明のインキ組成物から形成されることが好ましい。また、発光層は、本発明の発光材料のほかに公知の発光材料を含んでもよい。
本発明のインキ組成物に加えてもよい公知の発光材料として、ベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系等の蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物、スチリルベンゼン系化合物を用いることができる。これら化合物の具体例としては、例えば特開昭59−194393号公報に開示されている化合物が挙げられる。更に他の有用な化合物は、ケミストリー・オブ・シンセティック・ダイズ(1971)628〜637頁及び640頁に列挙されている。
At least one light emitting layer constituting the electroluminescent element of the present invention contains the light emitting material of the present invention. The light emitting layer containing the light emitting material of the present invention is preferably formed from the ink composition of the present invention. Further, the light emitting layer may contain a known light emitting material in addition to the light emitting material of the present invention.
As known light emitting materials that may be added to the ink composition of the present invention, fluorescent whitening agents such as benzothiazole, benzimidazole, and benzoxazole, metal chelated oxinoid compounds, and styrylbenzene compounds can be used. .. Specific examples of these compounds include compounds disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-194393. Yet other useful compounds are listed in Chemistry of Synthetic Soybeans (1971), pp. 628-637 and 640.

前記金属キレート化オキシノイド化合物としては、例えば、特開昭63−295695号公報に開示されている化合物を用いることができる。その代表例としては、トリス(8−キノリノール)アルミニウム等の8−ヒドロキシキノリン系金属錯体や、ジリチウムエピントリジオン等が好適な化合物として挙げられる。 As the metal chelated oxinoid compound, for example, a compound disclosed in JP-A-63-295695 can be used. Typical examples thereof include 8-hydroxyquinoline-based metal complexes such as tris (8-quinolinol) aluminum and dilithium epintridione as suitable compounds.

また、前記スチリルベンゼン系化合物としては、例えば、欧州特許第0319881号明細書や欧州特許第0373582号明細書に開示されているものを用いることができる。そして、特開平2−252793号公報に開示されているジスチリルピラジン誘導体も、発光層の材料として用いることができる。このほか、欧州特許第0387715号明細書に開示されているポリフェニル系化合物も発光層の材料として用いることができる。 Further, as the styrylbenzene-based compound, for example, those disclosed in European Patent No. 0319881 and European Patent No. 0373582 can be used. The distyrylpyrazine derivative disclosed in JP-A-2-252793 can also be used as a material for the light emitting layer. In addition, the polyphenyl compound disclosed in European Patent No. 0387715 can also be used as a material for the light emitting layer.

更に、上述した蛍光増白剤、金属キレート化オキシノイド化合物及びスチリルベンゼン系化合物等以外に、例えば12−フタロペリノン(J. Appl. Phys.,第27巻,L713(1988年))、1,4−ジフェニル−1,3−ブタジエン、1,1,4,4−テトラフェニル−1,3−ブタジエン(以上Appl. Phys. Lett.,第56巻,L799(1990年))、ナフタルイミド誘導体(特開平2−305886号公報)、ペリレン誘導体(特開平2−189890号公報)、オキサジアゾール誘導体(特開平2−216791号公報、又は第38回応用物理学関係連合講演会で浜田らによって開示されたオキサジアゾール誘導体)、アルダジン誘導体(特開平2−220393号公報)、ピラジリン誘導体(特開平2−220394号公報)、シクロペンタジエン誘導体(特開平2−289675号公報)、ピロロピロール誘導体(特開平2−296891号公報)、スチリルアミン誘導体(Appl. Phys. Lett., 第56巻,L799(1990年)、クマリン系化合物(特開平2−191694号公報)、国際特許公報WO90/13148やAppl. Phys. Lett.,vol58,18,P1982(1991)に記載されているような高分子化合物、9,9’,10,10’−テトラフェニル−2,2’−ビアントラセン、PPV(ポリパラフェニレンビニレン)誘導体、ポリフルオレン誘導体やそれら共重合体等、例えば、下記一般式(4)〜一般式(6)の構造をもつものが挙げられる。 Further, in addition to the above-mentioned fluorescent whitening agents, metal chelated oxynoid compounds, styrylbenzene compounds and the like, for example, 12-phthaloperinone (J. Appl. Phys., Vol. 27, L713 (1988)), 1,4- Diphenyl-1,3-butadiene, 1,1,4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene (Apl. Phys. Lett., Vol. 56, L799 (1990)), naphthalimide derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 2-305886), perylene derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 2-189890), oxadiazole derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 2-261791, or disclosed by Hamada et al. At the 38th Joint Lecture on Applied Physics. Oxaziazole derivative), aldazine derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 2-220393), pyrazirin derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 2-22304), cyclopentadiene derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 2-289675), pyrolopyrrole derivative (Japanese Patent Laid-Open No. 2) -296891 (Ab.), Styrylamine derivative (Appl. Phys. Lett., Vol. 56, L799 (1990), coumarin compounds (Japanese Unexamined Patent Publication No. 2-191649), International Patent Publication WO90 / 13148 and Appl. Phys. Higher compounds such as those described in Lett., Vol58,18, P1982 (1991), 9,9', 10,10'-tetraphenyl-2,2'-biantracene, PPV (polyparaphenylene vinylene). ) Derivatives, polyfluorene derivatives, copolymers thereof and the like, for example, those having the structures of the following general formulas (4) to (6).

Figure 2021024873
Figure 2021024873

[一般式(4)中、Rx1及びRX2は、各々独立して、1価の脂肪族炭化水素基を表し、n1は、3〜100の整数を表す。] [In the general formula (4), R x1 and R X2 are each independently represent a monovalent aliphatic hydrocarbon group, n1 represents an integer of 3 to 100. ]

Figure 2021024873
Figure 2021024873

[一般式(5)中、Rx3及びRX4は、各々独立して、1価の脂肪族炭化水素基を表し、n2及びn3は、各々独立して、3〜100の整数を表す。] [In the general formula (5), R x3 and R X4 are each independently represent a monovalent aliphatic hydrocarbon group, the n2 and n3 each independently represents an integer of 3 to 100. ]

Figure 2021024873
Figure 2021024873

[一般式(6)中、RX5及びRX6は、各々独立して、1価の脂肪族炭化水素基を表し、n4及びn5は、各々独立して、3〜100の整数を表す。Phはフェニル基を表す。] [In the general formula (6), R X5 and R X6 each independently represent a monovalent aliphatic hydrocarbon group, n4 and n5 are each independently an integer of 3 to 100. Ph represents a phenyl group. ]

また、特開平5−258862号公報等に記載されている一般式(Rs−Q)−Al−O−L3[式中、L3はフェニル部分を含んでなる炭素原子6〜24個の炭化水素であり、O−L3はフェノラート配位子であり、Qは置換8−キノリノラート配位子を示し、Rsはアルミニウム原子に置換8−キノリノラート配位子が2個を上回り結合するのを立体的に妨害するように選ばれた8−キノリノラート環置換基を示す]で表される化合物も挙げられる。具体的には、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(パラ−フェニルフェノラート)アルミニウム(III)、ビス(2−メチル−8−キノリノラート)(1−ナフトラート)アルミニウム(III)等が挙げられる。 In addition, the general formula (Rs-Q) 2- Al-O-L3 [in the formula, L3 is a hydrocarbon having 6 to 24 carbon atoms including a phenyl moiety, which is described in JP-A-5-258862, etc. O-L3 is a phenolate ligand, Q indicates a substituted 8-quinolinolate ligand, and Rs sterically indicates that the substituted 8-quinolinolate ligand is bonded to an aluminum atom in excess of two. Also included are compounds represented by [showing 8-quinolinolate ring substituents selected to interfere]. Specific examples thereof include bis (2-methyl-8-quinolinolate) (para-phenylphenolate) aluminum (III) and bis (2-methyl-8-quinolinolate) (1-naphtholate) aluminum (III). ..

白色の発光を得る場合の発光層としては特に制限はないが、下記のものを用いることができる。有機EL積層構造体の各層のエネルギー準位を規定し、トンネル注入を利用して発光させるもの(欧州特許第0390551号公報)。同じくトンネル注入を利用する素子で実施例として白色発光素子が記載されているもの(特開平3−230584号公報)。二層構造の発光層が記載されているもの(特開平2−220390号公報及び特開平2−216790号公報)。発光層を複数に分割してそれぞれ発光波長の異なる材料で構成されたもの(特開平4−51491号公報)。青色発光体(蛍光ピーク380〜480nm)と緑色発光体(480〜580nm)とを積層させ、更に赤色蛍光体を含有させた構成のもの(特開平6−207170号公報)。青色発光層が青色蛍光色素を含有し、緑色発光層が赤色蛍光色素を含有した領域を有し、更に緑色蛍光体を含有する構成のもの(特開平7−142169号公報)。 The light emitting layer for obtaining white light emission is not particularly limited, but the following can be used. An energy level of each layer of an organic EL laminated structure is defined, and light is emitted by using tunnel injection (European Patent No. 0390551). Similarly, an element using tunnel injection in which a white light emitting element is described as an example (Japanese Patent Laid-Open No. 3-230584). A light emitting layer having a two-layer structure is described (Japanese Patent Laid-Open No. 2-220390 and JP-A-2-216790). A light emitting layer is divided into a plurality of layers and each is composed of materials having different emission wavelengths (Japanese Patent Laid-Open No. 4-51491). A structure in which a blue illuminant (fluorescence peak 380 to 480 nm) and a green illuminant (480 to 580 nm) are laminated and further contained a red phosphor (Japanese Patent Laid-Open No. 6-207170). A structure in which the blue light emitting layer contains a blue fluorescent dye, the green light emitting layer has a region containing a red fluorescent dye, and further contains a green phosphor (Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-142169).

[陽極]
電界発光素子の陽極に使用される材料は、仕事関数の大きい(4eV以上)金属、合金、電気伝導性化合物又はこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としては、Au等の金属、CuI、ITO、SnO、ZnO等の導電性材料が挙げられる。この陽極を形成するには、これらの電極物質を、蒸着法やスパッタリング法等の方法で薄膜を形成させることができる。この陽極は、上記発光層からの発光を陽極から取り出す場合、陽極の発光に対する透過率が10%より大きくなるような特性を有していることが望ましい。また、陽極のシート抵抗は、数百Ω/□以下としてあるものが好ましい。更に、陽極の膜厚は、材料にもよるが通常10nm〜1μm、好ましくは10〜200nmの範囲で選択される。
[anode]
As the material used for the anode of the electroluminescent element, a material having a large work function (4 eV or more), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof as an electrode material is preferably used. Specific examples of such an electrode material include metals such as Au and conductive materials such as CuI, ITO, SnO 2, and ZnO. In order to form this anode, these electrode materials can be formed into a thin film by a method such as a vapor deposition method or a sputtering method. When the light emitted from the light emitting layer is taken out from the anode, it is desirable that the anode has a characteristic that the transmittance of the anode with respect to the light emitted is larger than 10%. Further, the sheet resistance of the anode is preferably several hundred Ω / □ or less. Further, the film thickness of the anode is usually selected in the range of 10 nm to 1 μm, preferably 10 to 200 nm, although it depends on the material.

[陰極]
電界発光素子の陰極に使用される材料は、仕事関数の小さい(4eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウム・銀合金、アルミニウム/酸化アルミニウム、アルミニウム・リチウム合金、インジウム、希土類金属等が挙げられる。この陰極はこれらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により薄膜を形成させることにより、作製することができる。ここで、発光層からの発光を陰極から取り出す場合、陰極の発光に対する透過率は10%より大きくすることが好ましい。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω/□以下が好ましく、更に、膜厚は通常10nm〜1μm、好ましくは50〜200nmである。
[cathode]
As the material used for the cathode of the electroluminescent element, a metal having a small work function (4 eV or less), an alloy, an electrically conductive compound, or a mixture thereof is used as an electrode material. Specific examples of such electrode materials include sodium, sodium-potassium alloys, magnesium, lithium, magnesium / silver alloys, aluminum / aluminum oxide, aluminum / lithium alloys, indium, rare earth metals and the like. This cathode can be produced by forming a thin film of these electrode materials by a method such as vapor deposition or sputtering. Here, when the light emitted from the light emitting layer is taken out from the cathode, the transmittance of the cathode with respect to the light emitted is preferably larger than 10%. The sheet resistance of the cathode is preferably several hundred Ω / □ or less, and the film thickness is usually 10 nm to 1 μm, preferably 50 to 200 nm.

電界発光素子を作製する方法については、上記の材料及び方法により陽極、発光層、必要に応じて正孔注入層、及び必要に応じて電子注入層を形成し、最後に陰極を形成すればよい。また、陰極から陽極へ、前記と逆の順序で電界発光素子を作製することもできる。 Regarding the method for producing the electroluminescent device, the anode, the light emitting layer, the hole injection layer if necessary, and the electron injection layer if necessary may be formed by the above materials and methods, and finally the cathode may be formed. .. It is also possible to manufacture electroluminescent devices from the cathode to the anode in the reverse order of the above.

電界発光素子は、透光性の基材上に作製する。透光性基材は電界発光素子を支持する基板であり、その透光性については、400〜700nmの可視領域の光の透過率が50%以上、好ましくは90%以上であるものが望ましく、更に平滑な基材を用いるのが好ましい。 The electroluminescent device is made on a translucent substrate. The translucent base material is a substrate that supports an electroluminescent element, and its translucency is preferably such that the light transmittance in the visible region of 400 to 700 nm is 50% or more, preferably 90% or more. It is preferable to use a smoother base material.

これら基材は、機械的・熱的強度を有し、透明であれば特に限定されるものではなく、屈曲性を有するフィルム又はシート状の基材であってもよい。基材としては、例えば、ガラス板、合成樹脂板等が好適に用いられる。ガラス板としては、特にソーダ石灰ガラス、バリウム・ストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、石英等で成形された板が挙げられる。また、合成樹脂板としては、ポリカーボネート樹脂、アクリル樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエーテルサルファイド樹脂、ポリサルフォン樹脂等の板が挙げられる。 These base materials are not particularly limited as long as they have mechanical and thermal strength and are transparent, and may be a flexible film or sheet-like base material. As the base material, for example, a glass plate, a synthetic resin plate, or the like is preferably used. Examples of the glass plate include plates formed of soda lime glass, barium / strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass, quartz and the like. Examples of the synthetic resin plate include plates such as polycarbonate resin, acrylic resin, polyethylene terephthalate resin, polyether sulfide resin, and polysulfon resin.

電界発光素子の各層の形成方法としては、真空蒸着、電子線ビーム照射、スパッタリング、プラズマ、イオンプレーティング等の乾式成膜法、若しくはスピンコーティング、ディッピング、フローコーティング等の湿式成膜法のいずれかの方法を適用することができる。また、特表2002−534782や、S.T.Lee,et al., Proceedings of SID’02,p.784(2002)に記載されているLITI(Laser Induced Thermal Imaging、レーザー熱転写)法や、印刷(オフセット印刷、フレキソ印刷、グラビア印刷、スクリーン印刷)、インクジェット等の方法を適用することもできる。ただし、発光層は湿式成膜法での成膜に限定される。 As a method for forming each layer of the electroluminescent device, either a dry film forming method such as vacuum deposition, electron beam irradiation, sputtering, plasma, or ion plating, or a wet film forming method such as spin coating, dipping, or flow coating. Method can be applied. In addition, the special table 2002-534782 and S.A. T. Lee, et al. , Proceedings of SID'02, p. The LITI (Laser Induced Thermal Imaging) method described in 784 (2002), printing (offset printing, flexographic printing, gravure printing, screen printing), inkjet and the like can also be applied. However, the light emitting layer is limited to the film formation by the wet film formation method.

有機層は、特に分子堆積膜であることが好ましい。ここで分子堆積膜とは、気相状態の材料化合物から沈着され形成された薄膜や、溶液状態又は液相状態の材料化合物から固体化され形成された膜のことであり、通常この分子堆積膜は、LB法により形成された薄膜(分子累積膜)とは凝集構造、高次構造の相違や、それに起因する機能的な相違により区分することができる。また特開昭57−51781号公報に開示されているように、樹脂等の結着剤と材料化合物とを溶剤に溶かして溶液とした後、これをスピンコート法等により薄膜化することによっても、有機層を形成することができる。各層の膜厚は特に限定されるものではないが、膜厚が厚すぎると一定の光出力を得るために大きな印加電圧が必要となり効率が悪くなり、逆に膜厚が薄すぎるとピンホール等が発生し、電界を印加しても充分な発光輝度が得にくくなる。したがって、各層の膜厚は、1nmから1μmの範囲が適しているが、10nmから0.2μmの範囲がより好ましい。 The organic layer is particularly preferably a molecular deposition film. Here, the molecular deposition film is a thin film deposited and formed from a material compound in a vapor phase state, or a film solidified and formed from a material compound in a solution state or a liquid phase state, and is usually this molecular deposition film. Can be classified by the difference in aggregated structure and higher-order structure from the thin film (molecular cumulative film) formed by the LB method, and the functional difference caused by the difference. Further, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-57181, a binder such as a resin and a material compound are dissolved in a solvent to form a solution, which is then thinned by a spin coating method or the like. , An organic layer can be formed. The film thickness of each layer is not particularly limited, but if the film thickness is too thick, a large applied voltage is required to obtain a constant light output, resulting in poor efficiency. Conversely, if the film thickness is too thin, pinholes, etc. Is generated, and it becomes difficult to obtain sufficient emission brightness even when an electric field is applied. Therefore, the film thickness of each layer is preferably in the range of 1 nm to 1 μm, but more preferably in the range of 10 nm to 0.2 μm.

また、電界発光素子の温度、湿度、雰囲気等に対する安定性向上のために、素子の表面に保護層を設けたり、樹脂等により素子全体を被覆や封止を施したりしても良い。特に素子全体を被覆や封止する際には、光によって硬化する光硬化性樹脂が好適に使用される。 Further, in order to improve the stability of the electroluminescent element with respect to temperature, humidity, atmosphere and the like, a protective layer may be provided on the surface of the element, or the entire element may be coated or sealed with a resin or the like. In particular, when coating or sealing the entire device, a photocurable resin that is cured by light is preferably used.

電界発光素子に印加する電流は通常、直流であるが、パルス電流や交流を用いてもよい。電流値、電圧値は、素子破壊しない範囲内であれば特に制限はないが、素子の消費電力や寿命を考慮すると、なるべく小さい電気エネルギーで効率良く発光させることが望ましい。 The current applied to the electroluminescent element is usually direct current, but pulse current or alternating current may be used. The current value and voltage value are not particularly limited as long as the element is not destroyed, but it is desirable to efficiently emit light with as little electric energy as possible in consideration of the power consumption and life of the element.

電界発光素子の駆動方法は、パッシブマトリクス法のみならず、アクティブマトリックス法での駆動も可能である。また、本発明の有機EL素子から光を取り出す方法としては、陽極側から光を取り出すボトム・エミッションという方法のみならず、陰極側から光を取り出すトップ・エミッションという方法にも適用可能である。これらの方法や技術は、城戸淳二著、「有機ELのすべて」、日本実業出版社(2003年発行)に記載されている。 The electroluminescent element can be driven not only by the passive matrix method but also by the active matrix method. Further, as a method of extracting light from the organic EL element of the present invention, it can be applied not only to a method of bottom emission which extracts light from the anode side but also to a method of top emission which extracts light from the cathode side. These methods and techniques are described in Junji Kido, "All about Organic EL", Nihon Jitsugyo Publishing Co., Ltd. (published in 2003).

電界発光素子のフルカラー化方式の主な方式としては、3色塗り分け方式、色変換方式、カラーフィルター方式が挙げられる。3色塗り分け方式では、シャドウマスクを使った蒸着法や、インクジェット法や印刷法が挙げられる。また、特表2002−534782や、S.T.Lee, et al., Proceedings of SID’02, p.784(2002)に記載されているレーザー熱転写法(Laser Induced Thermal Imaging、LITI法ともいわれる)も用いることができる。色変換方式では、青色発光の発光層を使って、蛍光色素を分散した色変換(CCM)層を通して、青色より長波長の緑色と赤色に変換する方法である。カラーフィルター方式では、白色発光の有機EL素子を使って、液晶用カラーフィルターを通して3原色の光を取り出す方法であるが、これら3原色に加えて、一部白色光をそのまま取り出して発光に利用することで、素子全体の発光効率をあげることもできる。 The main methods of the full colorization method of the electroluminescent element include a three-color painting method, a color conversion method, and a color filter method. Examples of the three-color painting method include a vapor deposition method using a shadow mask, an inkjet method, and a printing method. In addition, the special table 2002-534782 and S.A. T. Lee, et al. , Proceedings of SID'02, p. The laser thermal transfer method described in 784 (2002) (also referred to as Laser Induced Thermo Imaging, LITI method) can also be used. The color conversion method is a method of converting from blue to green and red having a longer wavelength than blue through a color conversion (CCM) layer in which a fluorescent dye is dispersed by using a light emitting layer that emits blue light. The color filter method is a method of extracting light of three primary colors through a color filter for liquid crystal using an organic EL element that emits white light. In addition to these three primary colors, a part of white light is extracted as it is and used for light emission. As a result, the light emission efficiency of the entire element can be increased.

更に、電界発光素子は、マイクロキャビティ構造を採用しても構わない。これは、有機EL素子は、発光層が陽極と陰極との間に挟持された構造であり、発光した光は陽極と陰極との間で多重干渉を生じるが、陽極及び陰極の反射率、透過率等の光学的な特性と、これらに挟持された有機層の膜厚とを適当に選ぶことにより、多重干渉効果を積極的に利用し、素子より取り出される発光波長を制御するという技術である。これにより、発光色度を改善することも可能となる。この多重干渉効果のメカニズムについては、J.Yamada等によるAM−LCD Digest of Technical Papers,OD−2,p.77〜80(2002)に記載されている。 Further, the electroluminescent element may adopt a microcavity structure. This is because the organic EL element has a structure in which a light emitting layer is sandwiched between an anode and a cathode, and the emitted light causes multiple interference between the anode and the cathode, but the reflectance and transmission of the anode and the cathode are transmitted. It is a technology that positively utilizes the multiple interference effect and controls the emission wavelength extracted from the element by appropriately selecting the optical characteristics such as the rate and the thickness of the organic layer sandwiched between them. .. This also makes it possible to improve the emission chromaticity. Regarding the mechanism of this multiple interference effect, J. AM-LCD Digest of Technical Papers by Yamada et al., OD-2, p. 77-80 (2002).

以上述べたように、本発明の発光材料を用いた電界発光素子は、低い駆動電圧で長時間の発光を得ることが可能である。故に、本有機EL素子は、壁掛けテレビ等のフラットパネルディスプレイや各種の平面発光体として、更には、複写機やプリンター等の光源、液晶ディスプレイや計器類等の光源、表示板、標識灯等への応用が考えられる。 As described above, the electroluminescent device using the light emitting material of the present invention can obtain light emission for a long time with a low driving voltage. Therefore, this organic EL element can be used as a flat panel display such as a wall-mounted television, various flat light emitters, a light source such as a copier or a printer, a light source such as a liquid crystal display or an instrument, a display board, an indicator light, or the like. Can be applied.

以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。尚、特に断りの無い場合、実施例及び比較例における「部」及び「%」は、「質量部」及び「質量%」を表す。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the following Examples do not limit the scope of rights of the present invention. Unless otherwise specified, "parts" and "%" in Examples and Comparative Examples represent "parts by mass" and "% by mass".

<リガンドのHOMO準位及びLUMO準位の測定>
以下の評価方法で、正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドの、HOMOエネルギー準位及びLUMOエネルギー準位を測定した。
<Measurement of HOMO level and LUMO level of ligand>
The HOMO energy level and LUMO energy level of the hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand were measured by the following evaluation methods.

(HOMOエネルギー準位)
HOMO準位は、光電子収量分光装置PYS−202(住友重機械メカトロニクス社製)を用いて測定した。まず、ITO(酸化インジウム錫)付のガラス基板上に、導電性カーボン両面テープ(不織布基材:日進EM社製)を貼り付け、その上に評価対象のリガンド粉末を付着させてサンプルを形成した。次に、ITO表面でアースを取り、カーボン両面テープ上の評価対象に対してプローブ光を照射してHOMO準位の測定を行った。測定範囲は:4.0〜7.0(eV)、測定間隔:0.1(eV)、測定雰囲気:真空中(10−2(Pa)台)とした。
(HOMO energy level)
The HOMO level was measured using a photoelectron yield spectroscope PYS-202 (manufactured by Sumitomo Heavy Industries Mechatronics). First, a conductive carbon double-sided tape (nonwoven fabric base material: manufactured by Nissin EM) was attached on a glass substrate with ITO (indium tin oxide), and a ligand powder to be evaluated was attached thereto to form a sample. .. Next, the surface of the ITO was grounded, and the evaluation target on the carbon double-sided tape was irradiated with probe light to measure the HOMO level. Measuring range: 4.0 to 7.0 (eV), measurement interval: 0.1 (eV), measured and atmosphere: in vacuum (10 -2 (Pa) base).

(LUMOエネルギー準位)
LUMO準位は、吸収スペクトルの吸収端からバンドギャップを見積り、前述の方法で測定したHOMOの値とバンドギャップの値より算出した。吸収スペクトルは、評価対象のリガンドを、トルエンを用いて10−5(mol/L)の濃度に調整し、光路長1cmの石英セルを用いて測定した。
(LUMO energy level)
The LUMO level was calculated from the HOMO value and the bandgap value measured by the above method by estimating the bandgap from the absorption edge of the absorption spectrum. The absorption spectrum was measured using a quartz cell having an optical path length of 1 cm after adjusting the ligand to be evaluated to a concentration of 10-5 (mol / L) using toluene.

<量子ドット分散液の製造>
(量子ドット分散液:QD−1)
酢酸インジウム1.35部、オクタン酸亜鉛1.30部、ステアリン酸4.65部、1−オクタデセン92.7部をフラスコに入れ100℃に加熱した。その後、その温度で減圧留去した。フラスコ内をアルゴンガスでみたし、300℃に加熱した。別途、水のないグローボックス中で調製した、トリス(トリメチルシリル)フォスフィン1.16部を添加したヘキサン溶液23部を注入し、280℃9分反応した後急冷して、溶液を得た。
得られた溶液15部、1−オクタデセン46部、オレイルアミン11.5部をフラスコに入れ、15分撹拌し、ついで、ジベンジルジチオカルバミン酸亜鉛を4.3部加えた。反応フラスコ内をアルゴンで置換して、170℃まで45分で昇温し、170℃にて2時間の間、保温した。冷却し、アセトンを加えて、遠心沈降にて分離し沈降ペーストを得た。
沈降ペーストをトルエン分散し、処理剤としてドデカンチオール3.7部を加えて、室温で24時間撹拌して減圧濃縮後、アセトンを加えて、遠心沈降にて分離し沈降ペーストを得た。再び、沈降ペーストをトルエンに分散して、固形分濃度10%に調製し、第2のリガンドであるドデカンチオールで表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−1を得た。この半導体ナノ粒子は、コアがInPでシェルがZnSである。
<Manufacturing of quantum dot dispersion>
(Quantum dot dispersion: QD-1)
1.35 parts of indium acetate, 1.30 parts of zinc octanate, 4.65 parts of stearic acid, and 92.7 parts of 1-octadecene were placed in a flask and heated to 100 ° C. Then, it was distilled off under reduced pressure at that temperature. The inside of the flask was filled with argon gas and heated to 300 ° C. Separately, 23 parts of a hexane solution containing 1.16 parts of tris (trimethylsilyl) phosphine prepared in a waterless glove box was injected, reacted at 280 ° C. for 9 minutes, and then rapidly cooled to obtain a solution.
15 parts of the obtained solution, 46 parts of 1-octadecene and 11.5 parts of oleylamine were placed in a flask and stirred for 15 minutes, and then 4.3 parts of zinc dibenzyldithiocarbamate was added. The inside of the reaction flask was replaced with argon, the temperature was raised to 170 ° C. in 45 minutes, and the temperature was kept at 170 ° C. for 2 hours. After cooling, acetone was added, and the mixture was separated by centrifugal sedimentation to obtain a sedimentation paste.
The precipitated paste was dispersed in toluene, 3.7 parts of dodecanethiol was added as a treatment agent, the mixture was stirred at room temperature for 24 hours, concentrated under reduced pressure, acetone was added, and the paste was separated by centrifugal sedimentation to obtain a precipitated paste. Again, the precipitated paste was dispersed in toluene to prepare a solid content concentration of 10%, and the quantum dot dispersion liquid QD-1 containing quantum dots, which are semiconductor nanoparticles surface-treated with the second ligand, dodecanethiol. Got The core of the semiconductor nanoparticles is InP and the shell is ZnS.

(量子ドット分散液:QD−2)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、正孔輸送性リガンドである化合物(a)をトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、第1のリガンドである正孔輸送性リガンドで表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−2を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-2)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, the hole transporting ligand compound (a) is dissolved in toluene to prepare a 1.0% by mass ligand solution, and the ligand solution is 5 times as much as the quantum dot dispersion QD-1 on a mass basis. The amount was added and the mixture was stirred for 12 hours. Semiconductor nanoparticles prepared by the reprecipitation method using hexane and ethanol, adjusted to a solid content concentration of 10% by mass using toluene, and surface-treated with a hole-transporting ligand, which is the first ligand. A quantum dot dispersion QD-2 containing the quantum dots was obtained.

Figure 2021024873
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(量子ドット分散液:QD−3)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、電子輸送性リガンドである化合物(b)をトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、第1のリガンドである電子輸送性リガンドで表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−3を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-3)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, the electron transporting ligand compound (b) is dissolved in toluene to prepare a 1.0% by mass ligand solution, and the amount of the ligand solution is 5 times as much as the quantum dot dispersion QD-1 on a mass basis. Was added, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and the semiconductor nanoparticles were surface-treated with the electron-transporting ligand, which is the first ligand. A quantum dot dispersion QD-3 containing a certain quantum dot was obtained.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

(量子ドット分散液:QD−4)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、化合物(a)と化合物(b)の質量比が1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、第1のリガンドである正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドとで表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−4を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-4)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a ligand solution of 1.0% by mass was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of the compound (a) and the compound (b) was 1: 1 and the ligand solution was dispersed by quantum dots. To the liquid QD-1, 5 times the amount was added on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration is adjusted to 10% by mass using toluene, and the surface is prepared with the first ligands, the hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand. A quantum dot dispersion QD-4 containing quantum dots, which are treated semiconductor nanoparticles, was obtained.

(量子ドット分散液:QD−5)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、正孔輸送性リガンドである化合物(c)をトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、第1のリガンドである正孔輸送性リガンドで表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−5を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-5)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, the hole transporting ligand compound (c) is dissolved in toluene to prepare a 1.0% by mass ligand solution, and the ligand solution is 5 times as much as the quantum dot dispersion QD-1 on a mass basis. The amount was added and the mixture was stirred for 12 hours. Semiconductor nanoparticles prepared by the reprecipitation method using hexane and ethanol, adjusted to a solid content concentration of 10% by mass using toluene, and surface-treated with a hole-transporting ligand, which is the first ligand. A quantum dot dispersion QD-5 containing the quantum dots was obtained.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

(量子ドット分散液:QD−6)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、電子輸送性リガンドである化合物(d):Bphenをトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、第1のリガンドである電子輸送性リガンドで表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−6を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-6)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, the electron-transporting ligand compound (d): Bphen is dissolved in toluene to prepare a 1.0 mass% ligand solution, and the ligand solution is 5 by mass with respect to the quantum dot dispersion QD-1. A double amount was added and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and the semiconductor nanoparticles were surface-treated with the electron-transporting ligand, which is the first ligand. A quantum dot dispersion QD-6 containing a certain quantum dot was obtained.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

(量子ドット分散液:QD−7)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、化合物(c)と化合物(d)の質量比が1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、第1のリガンドである正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドとで表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−7を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-7)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a ligand solution of 1.0% by mass was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of the compound (c) and the compound (d) was 1: 1 and the ligand solution was dispersed by quantum dots. To the liquid QD-1, 5 times the amount was added on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration is adjusted to 10% by mass using toluene, and the surface is prepared with the first ligands, the hole-transporting ligand and the electron-transporting ligand. A quantum dot dispersion QD-7 containing quantum dots, which are processed semiconductor nanoparticles, was obtained.

(量子ドット分散液:QD−8)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、ドデカンチオールと化合物(a)の質量比が1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドと、第1のリガンドである正孔輸送性リガンドと、で表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−8を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-8)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a ligand solution of 1.0% by mass was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of dodecanethiol and the compound (a) was 1: 1 and the ligand solution was used as a quantum dot dispersion QD. A volume of 5 times was added to -1 on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms was used. A quantum dot dispersion QD-8 containing a hole-transporting ligand as a first ligand and quantum dots as semiconductor nanoparticles surface-treated with is obtained.

(量子ドット分散液:QD−9)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、ドデカンチオールと化合物(b)の質量比が1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドと、第1のリガンドである電子輸送性リガンドと、で表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−9を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-9)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a ligand solution of 1.0% by mass was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of dodecanethiol and the compound (b) was 1: 1 and the ligand solution was used as a quantum dot dispersion QD. A volume of 5 times was added to -1 on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms was used. A quantum dot dispersion QD-9 containing an electron-transporting ligand as a first ligand and quantum dots as semiconductor nanoparticles surface-treated with is obtained.

(量子ドット分散液:QD−10)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、ドデカンチオールと化合物(c)の質量比が1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドと、第1のリガンドである正孔輸送性リガンドと、で表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む量子ドット分散液QD−10を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-10)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a ligand solution of 1.0% by mass was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of dodecanethiol and the compound (c) was 1: 1 and the ligand solution was used as a quantum dot dispersion QD. A volume of 5 times was added to -1 on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms was used. A quantum dot dispersion QD-10 containing a hole-transporting ligand as a first ligand and quantum dots as semiconductor nanoparticles surface-treated with is obtained.

(量子ドット分散液:QD−11)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、ドデカンチオールと化合物(d)の質量比が1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドと、第1のリガンドである電子輸送性リガンドと、で表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む量子ドット分散液QD−11を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-11)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a ligand solution of 1.0% by mass was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of dodecanethiol and the compound (d) was 1: 1 and the ligand solution was used as a quantum dot dispersion QD. A volume of 5 times was added to -1 on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms was used. A quantum dot dispersion QD-11 containing an electron-transporting ligand as the first ligand and quantum dots as semiconductor nanoparticles surface-treated with the above was obtained.

(量子ドット分散液:QD−12)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、ドデカンチオールと化合物(a)と化合物(b)との質量比が2:1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドと、第1のリガンドである正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドと、で表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−12を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-12)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a 1.0% by mass ligand solution was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of dodecanethiol, the compound (a) and the compound (b) was 2: 1: 1. The ligand solution was added in an amount of 5 times the mass of the quantum dot dispersion QD-1 on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms was used. A quantum dot dispersion QD-12 containing quantum dots, which are semiconductor nanoparticles surface-treated with a hole-transporting ligand and an electron-transporting ligand, which are the first ligands, was obtained.

(量子ドット分散液:QD−13)
量子ドット分散液QD−1を、トルエンを用いて固形分濃度0.5質量%に希釈した。次に、リガンドとして、ドデカンチオールと化合物(c)と化合物(d)との質量比が2:1:1と成るようにトルエンに溶解して1.0質量%のリガンド溶液を作成し、当該リガンド溶液を量子ドット分散液QD−1に対し質量基準で5倍量を加え、12時間撹拌した。ヘキサンとエタノールを用いて再沈殿法で精製を行った後、トルエンを用いて、固形分濃度10質量%に調製し、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドと、第1のリガンドである正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドと、で表面処理された半導体ナノ粒子である量子ドットを含む、量子ドット分散液QD−13を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-13)
The quantum dot dispersion QD-1 was diluted with toluene to a solid content concentration of 0.5% by mass. Next, as a ligand, a 1.0 mass% ligand solution was prepared by dissolving in toluene so that the mass ratio of dodecanethiol, the compound (c) and the compound (d) was 2: 1: 1. The ligand solution was added in an amount of 5 times the mass of the quantum dot dispersion QD-1 on a mass basis, and the mixture was stirred for 12 hours. After purification by the reprecipitation method using hexane and ethanol, the solid content concentration was adjusted to 10% by mass using toluene, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms was used. A quantum dot dispersion QD-13 containing quantum dots, which are semiconductor nanoparticles surface-treated with a hole-transporting ligand and an electron-transporting ligand, which are the first ligands, was obtained.

正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドのHOMOエネルギー準位及びLUMOエネルギー準位の測定値を表6に示す。 Table 6 shows the measured values of the HOMO energy level and the LUMO energy level of the hole transporting ligand and the electron transporting ligand.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

(量子ドット分散液:QD−14〜QD−17)
化合物(a)の代わりに、表7記載の化合物(e)〜(h)を用いた以外は、量子ドット分散液QD−2と同じようにして量子ドット分散液QD−14〜17を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-14 to QD-17)
Quantum dot dispersions QD-14 to 17 were obtained in the same manner as the quantum dot dispersions QD-2, except that the compounds (e) to (h) shown in Table 7 were used instead of the compound (a). ..

(量子ドット分散液:QD−18〜21)
化合物(a)の代わりに、表7記載の化合物(e)〜(h)を用いた以外は、量子ドット分散液QD−8と同じようにして量子ドット分散液QD−18〜21)を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-18-21)
Quantum dot dispersions QD-18 to 21) are obtained in the same manner as the quantum dot dispersions QD-8, except that the compounds (e) to (h) shown in Table 7 are used instead of the compound (a). It was.

(量子ドット分散液:QD−22〜25)
化合物(c)の代わりに、表7記載の化合物(e)〜(h)を用いた以外は、量子ドット分散液QD−13と同じようにして量子ドット分散液QD−22〜25)を得た。
(Quantum dot dispersion: QD-22-25)
Quantum dot dispersion liquid QD-22-25) was obtained in the same manner as the quantum dot dispersion liquid QD-13, except that the compounds (e) to (h) shown in Table 7 were used instead of the compound (c). It was.

上記で使用した正孔輸送性リガンドである化合物のHOMOエネルギー準位及びLUMOエネルギー準位の測定値を表7に示す。 Table 7 shows the measured values of the HOMO energy level and the LUMO energy level of the compound which is the hole transporting ligand used above.

Figure 2021024873
Figure 2021024873

<発光材料含有インキ組成物の製造>
[実施例1]
(インキ組成物1)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−2とを1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物1を得た。
<Manufacturing of ink composition containing luminescent material>
[Example 1]
(Ink Composition 1)
The quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-2 are mixed at a mass ratio of 1: 1 to form semiconductor nanoparticles, a hole-transporting ligand, and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. An ink composition 1 containing a light emitting material containing a second ligand having and toluene was obtained.

[実施例2]
(インキ組成物2)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−2とを1:9の質量比で混合して用いた以外は、実施例1と同様にして、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物2を得た。
[Example 2]
(Ink Composition 2)
The semiconductor nanoparticles and the hole-transporting ligand were used in the same manner as in Example 1 except that the quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-2 were mixed and used at a mass ratio of 1: 9. An ink composition 2 containing a light emitting material containing a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and toluene was obtained.

[実施例3]
(インキ組成物3)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−2とを9:1の質量比で混合して用いた以外は、実施例1と同様にして、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物3を得た。
[Example 3]
(Ink Composition 3)
The semiconductor nanoparticles and the hole-transporting ligand were used in the same manner as in Example 1 except that the quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-2 were mixed and used at a mass ratio of 9: 1. An ink composition 3 containing a light emitting material containing a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and toluene was obtained.

[実施例4]
(インキ組成物4)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−3とを1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物4を得た。
[Example 4]
(Ink Composition 4)
The quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-3 are mixed at a mass ratio of 1: 1 to have semiconductor nanoparticles, an electron transporting ligand, and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. An ink composition 4 containing a luminescent material containing a second ligand and toluene was obtained.

[実施例5]
(インキ組成物5)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−3とを1:9の質量比で混合して用いた以外は、実施例4と同様にして、半導体ナノ粒子と電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物5を得た。
[Example 5]
(Ink Composition 5)
Semiconductor nanoparticles, electron-transporting ligand, and carbon were used in the same manner as in Example 4, except that the quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-3 were mixed and used at a mass ratio of 1: 9. An ink composition 5 containing a luminescent material containing a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group of numbers 1 to 18 and toluene was obtained.

[実施例6]
(インキ組成物6)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−3とを9:1の質量比で混合して用いた以外は、実施例4と同様にして、半導体ナノ粒子と電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物6を得た。
[Example 6]
(Ink Composition 6)
Semiconductor nanoparticles, electron-transporting ligand, and carbon were used in the same manner as in Example 4, except that the quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-3 were mixed and used at a mass ratio of 9: 1. An ink composition 6 containing a luminescent material containing a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group of numbers 1 to 18 and toluene was obtained.

[実施例7]
(インキ組成物7)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−5とを1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物7を得た。
[Example 7]
(Ink Composition 7)
The quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-5 are mixed at a mass ratio of 1: 1 to form semiconductor nanoparticles, a hole-transporting ligand, and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. An ink composition 7 containing a light emitting material containing a second ligand having and toluene was obtained.

[実施例8]
(インキ組成物8)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−6とを1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物8を得た。
[Example 8]
(Ink Composition 8)
The quantum dot dispersion QD-1 and the quantum dot dispersion QD-6 are mixed at a mass ratio of 1: 1 to have semiconductor nanoparticles, an electron transporting ligand, and an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. An ink composition 8 containing a luminescent material containing a second ligand and toluene was obtained.

[実施例9]
(インキ組成物9)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−4とを1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物9を得た。
[Example 9]
(Ink Composition 9)
Quantum dot dispersion QD-1 and quantum dot dispersion QD-4 are mixed at a mass ratio of 1: 1 to form semiconductor nanoparticles, hole-transporting ligands, electron-transporting ligands, and fats having 1 to 18 carbon atoms. An ink composition 9 containing a light emitting material containing a second ligand having a group hydrocarbon group and toluene was obtained.

[実施例10]
(インキ組成物10)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−7とを1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物10を得た。
[Example 10]
(Ink Composition 10)
Quantum dot dispersion QD-1 and quantum dot dispersion QD-7 are mixed at a mass ratio of 1: 1 to form semiconductor nanoparticles, hole-transporting ligands, electron-transporting ligands, and fats having 1 to 18 carbon atoms. An ink composition 10 containing a light emitting material containing a second ligand having a group hydrocarbon group and toluene was obtained.

[実施例11]
(インキ組成物11)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−2と量子ドット分散液QD−3とを2:1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物11を得た。
[Example 11]
(Ink Composition 11)
Quantum dot dispersion QD-1, quantum dot dispersion QD-2, and quantum dot dispersion QD-3 are mixed at a mass ratio of 2: 1: 1 to transport semiconductor nanoparticles, hole-transporting ligands, and electrons. An ink composition 11 containing a light emitting material containing a sex ligand and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and toluene was obtained.

[実施例12]
(インキ組成物12)
量子ドット分散液QD−1と量子ドット分散液QD−5と量子ドット分散液QD−6とを2:1:1の質量比で混合して、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物12を得た。
[Example 12]
(Ink Composition 12)
Quantum dot dispersion QD-1, quantum dot dispersion QD-5, and quantum dot dispersion QD-6 are mixed at a mass ratio of 2: 1: 1 to transport semiconductor nanoparticles, hole-transporting ligands, and electrons. An ink composition 12 containing a light emitting material containing a sex ligand and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms and toluene was obtained.

[実施例13]
(インキ組成物13)
量子ドット分散液QD−8をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物13とした。
[Example 13]
(Ink Composition 13)
Using the quantum dot dispersion QD-8 as it is, an ink composition containing a light emitting material containing semiconductor nanoparticles, a hole transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and toluene. It was set to object 13.

[実施例14]
(インキ組成物14)
量子ドット分散液QD−9をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物14とした。
[Example 14]
(Ink Composition 14)
Using the quantum dot dispersion QD-9 as it is, an ink composition containing a light emitting material containing semiconductor nanoparticles, an electron transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and toluene. It was set to 14.

[実施例15]
(インキ組成物15)
量子ドット分散液QD−10をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物15とした。
[Example 15]
(Ink Composition 15)
Using the quantum dot dispersion QD-10 as it is, an ink composition containing a luminescent material containing semiconductor nanoparticles, a hole transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and toluene. The thing was 15.

[実施例16]
(インキ組成物16)
量子ドット分散液QD−11をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物16とした。
[Example 16]
(Ink Composition 16)
An ink composition containing a luminescent material containing semiconductor nanoparticles, an electron-transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and toluene, using the quantum dot dispersion liquid QD-11 as it is. It was set to 16.

[実施例17]
(インキ組成物17)
量子ドット分散液QD−12をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物17とした。
[Example 17]
(Ink Composition 17)
A luminescent material containing semiconductor nanoparticles, a hole-transporting ligand, an electron-transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, using the quantum dot dispersion liquid QD-12 as it is. The ink composition 17 containing toluene was used.

[実施例18]
(インキ組成物18)
量子ドット分散液QD−13をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物18とした。
[Example 18]
(Ink Composition 18)
A luminescent material containing semiconductor nanoparticles, a hole-transporting ligand, an electron-transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, using the quantum dot dispersion liquid QD-13 as it is. The ink composition 18 containing toluene was used.

[実施例19〜22]
(インキ組成物19〜22)
分散液QD−2の代わりに、分散液QD−14〜17を用いた以外は、実施例1と同様にして、インキ組成物19〜22を得た。
[Examples 19 to 22]
(Ink Compositions 19-22)
Ink compositions 19 to 22 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the dispersion liquids QD-14 to 17 were used instead of the dispersion liquid QD-2.

[実施例23〜26]
(インキ組成物例23〜26)
分散液QD−5の代わりに、分散液QD−14〜17を用いた以外は、実施例12と同様にして、インキ組成物23〜26を得た。
[Examples 23 to 26]
(Ink Composition Examples 23 to 26)
Ink compositions 23 to 26 were obtained in the same manner as in Example 12 except that the dispersion liquids QD-14 to 17 were used instead of the dispersion liquid QD-5.

[実施例27〜30]
量子ドット分散液QD−18〜21をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物27〜30とした。
[Examples 27 to 30]
Using the quantum dot dispersion QD-18-21 as it is, it contains a luminescent material containing semiconductor nanoparticles, a hole-transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and toluene. The ink composition was 27 to 30.

[実施例31〜34]
量子ドット分散液QD−22〜25をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドと炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物31〜34とした。
[Examples 31 to 34]
Light emission containing semiconductor nanoparticles, a hole-transporting ligand, an electron-transporting ligand, and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, using the quantum dot dispersion liquid QD-22 to 25 as it is. Ink compositions containing the material and toluene were 31-34.

[比較例1]
(インキ組成物35)
量子ドット分散液QD−1をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する第2のリガンドとを含み、芳香族骨格を有する第1のリガンドを有しない発光材料及びトルエンを含むインキ組成物35とした。
[Comparative Example 1]
(Ink Composition 35)
Using the quantum dot dispersion QD-1 as it is, it contains semiconductor nanoparticles and a second ligand having an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms, and emits light without a first ligand having an aromatic skeleton. The ink composition 35 containing the material and toluene was used.

[比較例2]
(インキ組成物36)
量子ドット分散液QD−7をそのまま用いて、半導体ナノ粒子と正孔輸送性リガンドと電子輸送性リガンドとを含む発光材料及びトルエンを含むインキ組成物36とした。
[Comparative Example 2]
(Ink Composition 36)
The quantum dot dispersion QD-7 was used as it was to prepare an ink composition 36 containing a light emitting material containing semiconductor nanoparticles, a hole transporting ligand, and an electron transporting ligand, and toluene.

<発光材料含有インキ組成物の評価>
得られたインキ組成物について以下の評価を行った。結果を表8に示す。
<Evaluation of ink composition containing luminescent material>
The following evaluation was performed on the obtained ink composition. The results are shown in Table 8.

[分散安定性評価]
インキ組成物をマルエム社製スクリュー管No.2へ密栓し一週間冷暗所に静置した後に目視確認を行い、下記基準で評価を行った。
◎:濁りや凝集物は確認されない(良好)
○:微かに濁りがあるが凝集物は確認されない(使用可能)
△:凝集物が確認される(使用不可)
×:凝集して沈殿が確認される(不良)
[Dispersion stability evaluation]
The ink composition was prepared by Marum Co., Ltd. screw tube No. After sealing to 2 and allowing it to stand in a cool and dark place for one week, visual confirmation was performed and evaluation was performed according to the following criteria.
⊚: No turbidity or agglutination is confirmed (good)
◯: There is slight turbidity, but no aggregates are confirmed (usable)
Δ: Aggregates are confirmed (cannot be used)
X: Aggregation and precipitation are confirmed (defective)

[電界発光素子性能評価]
特に断りのない限り、蒸着(真空蒸着)は、10−6Torrの真空中にて、基板の加熱や冷却といった温度制御は行わない条件下で行った。また、素子の発光特性は、発光素子面積2mm×2mmの電界発光素子を用いて測定した。
まず、洗浄したITO電極付きガラス板上に、PEDOT/PSS(ポリ(3,4−エチレンジオキシ)−2,5−チオフェン/ポリスチレンスルホン酸、Heraeus社製CLEVIOUS(登録商標) P VP CH8000)をスピンコート法にて塗工し、110℃にて20分間乾燥させて膜厚60nmの正孔注入層を得た。
次いで、Poly[N,N’−bis(4−butylphenyl)−N,N’−bisphenylbenzidine](略称:Poly−TPD)を0.5質量%の濃度でモノクロロベンゼンに溶解させ、正孔注入層上にスピンコート法で塗工し、110℃にて20分間乾燥させて、15nmの膜厚の正孔輸送層を形成した。
次いで、実施例及び比較例で得られたインキ組成物を35倍に希釈して、正孔輸送層上にスピンコート法で塗工し、80℃にて5分間保持して乾燥し、20nmの発光層を形成した。
次いで、発光層上に、2,2’,2”−(1,3,5−Benzinetriyl)−tris(1−phenyl−1−H−benzimidazole)(略称:TPBi)を真空蒸着して60nmの電子輸送層を形成した。さらに、フッ化リチウム(LiF)を真空蒸着して1nmの電子注入層を形成し、最後にアルミニウム(Al)を200nm蒸着して電極を形成し、電界発光素子を得た。
得られた電界発光素子について、電流密度10(mA/cm)で駆動させた時の駆動電圧(V)及び外部量子効率(%)、並びに、初期輝度1000(cd/m)の条件で100時間連続駆動させた後の相対輝度(=(100時間後の輝度)/(初期輝度))を測定した。相対輝度が高いほど耐久性に優れていると評価される。
なお、実施例1のインキ組成物を用いた電界発光素子は、その発光スペクトルのピーク波長は615nmであり、半値全幅は30nmであった。
[Evaluation of electroluminescent device performance]
Unless otherwise specified, vapor deposition (vacuum vapor deposition) was performed in a vacuum of 10-6 Torr under conditions where temperature control such as heating and cooling of the substrate was not performed. The light emitting characteristics of the element were measured using an electroluminescent element having a light emitting element area of 2 mm × 2 mm.
First, PEDOT / PSS (poly (3,4-ethylenedioxy) -2.5-thiophene / polystyrene sulfonic acid, CLEVIOUS (registered trademark) PVP CH8000 manufactured by Heraeus) was placed on a cleaned glass plate with an ITO electrode. It was coated by a spin coating method and dried at 110 ° C. for 20 minutes to obtain a hole injection layer having a film thickness of 60 nm.
Next, Poly [N, N'-bis (4-butylphenyl) -N, N'-bisphenylbenzidine] (abbreviation: Poly-TPD) was dissolved in monochlorobenzene at a concentration of 0.5% by mass and placed on the hole injection layer. Was coated by a spin coating method and dried at 110 ° C. for 20 minutes to form a hole transport layer having a film thickness of 15 nm.
Next, the ink compositions obtained in Examples and Comparative Examples were diluted 35-fold, coated on the hole transport layer by a spin coating method, held at 80 ° C. for 5 minutes, dried, and dried at 20 nm. A light emitting layer was formed.
Next, 2,2', 2 "-(1,3,5-Benzinetriyl) -tris (1-phenyl-1-H-benzimidazole) (abbreviation: TPBi) is vacuum-deposited on the light emitting layer to form 60 nm electrons. A transport layer was formed. Further, lithium fluoride (LiF) was vacuum-deposited to form a 1 nm electron injection layer, and finally aluminum (Al) was vapor-deposited to 200 nm to form an electrode to obtain an electroluminescent element. ..
Under the conditions of the drive voltage (V) and external quantum efficiency (%) when the obtained electroluminescent element is driven at a current density of 10 (mA / cm 2 ), and the initial brightness of 1000 (cd / m 2 ). The relative brightness (= (brightness after 100 hours) / (initial brightness)) after continuous driving for 100 hours was measured. It is evaluated that the higher the relative brightness, the better the durability.
The electroluminescent device using the ink composition of Example 1 had a peak wavelength of 615 nm and a full width at half maximum of 30 nm.

Figure 2021024873
Figure 2021024873


表8に示されるように、比較例1の発光材料は分散性に優れているものの、駆動電圧は高く、発光効率や耐久性に劣るものであった。比較例2の発光材料は、比較例1に対して、低駆動電圧で、発光効率に優れているものの、分散性が低く、耐久性も劣っている。芳香族骨格を有する第1のリガンドと芳香族骨格を有しない第2のリガンドとを組み合わせて用いた実施例1〜34の発光材料は、半導体ナノ粒子の分散性が向上し、量子ドットの凝集が抑制された結果、駆動電圧がより低減され、量子効率や耐久性が格段に向上することが示された。

As shown in Table 8, the light emitting material of Comparative Example 1 was excellent in dispersibility, but had a high driving voltage and was inferior in luminous efficiency and durability. The light emitting material of Comparative Example 2 has a low driving voltage and is excellent in luminous efficiency, but has low dispersibility and is inferior in durability as compared with Comparative Example 1. The light emitting materials of Examples 1 to 34 in which the first ligand having an aromatic skeleton and the second ligand having no aromatic skeleton were used in combination improved the dispersibility of the semiconductor nanoparticles and aggregated the quantum dots. As a result of the suppression, it was shown that the drive voltage was further reduced and the quantum efficiency and durability were significantly improved.

Claims (7)

粒子表面に有機リガンドを有する半導体ナノ粒子を含む発光材料であって、
前記発光材料中の有機リガンドが、芳香族骨格を有する第1のリガンドと、芳香族骨格を有しない第2のリガンドと、を含む、発光材料。
A luminescent material containing semiconductor nanoparticles having an organic ligand on the particle surface.
A luminescent material, wherein the organic ligand in the luminescent material comprises a first ligand having an aromatic skeleton and a second ligand having no aromatic skeleton.
前記第2のリガンドが、炭素数1〜18の脂肪族炭化水素基を有する、請求項1に記載の発光材料。 The luminescent material according to claim 1, wherein the second ligand has an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 18 carbon atoms. 前記第1のリガンドが、正孔輸送性リガンド及び電子輸送性リガンドより選択される1種以上を含む、請求項1又は2に記載の発光材料。 The luminescent material according to claim 1 or 2, wherein the first ligand contains one or more selected from a hole-transporting ligand and an electron-transporting ligand. 前記正孔輸送性リガンドのHOMOエネルギー準位が−6.1eV以上−5.1eV以下である、請求項3に記載の発光材料。 The luminescent material according to claim 3, wherein the HOMO energy level of the hole transporting ligand is −6.1 eV or more and −5.1 eV or less. 前記電子輸送性リガンドのLUMOエネルギー準位が−4.0eV以上−3.0eV以下である、請求項3又は4に記載の発光材料。 The luminescent material according to claim 3 or 4, wherein the LUMO energy level of the electron-transporting ligand is -4.0 eV or more and -3.0 eV or less. 請求項1〜5いずれか1項に記載の発光材料と、溶剤とを含有する、インキ組成物。 An ink composition containing the light emitting material according to any one of claims 1 to 5 and a solvent. 基板上に、陽極と、発光層と、陰極と、を備え、
前記発光層が、請求項1〜5いずれか1項に記載の発光材料を含む、電界発光素子。
An anode, a light emitting layer, and a cathode are provided on the substrate.
An electroluminescent device in which the light emitting layer contains the light emitting material according to any one of claims 1 to 5.
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