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JP7112708B2 - Organic EL element - Google Patents
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Description

本発明は、塗布型有機EL素子に関する。 The present invention relates to a coating type organic EL element.

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

このようなOLEDの生産プロセスには蒸着型と塗布型が知られている。このうち、塗布型OLEDは、大面積化や低コストの点で有利であるが、一般に塗布型OLEDは蒸着型OLEDより性能に劣る傾向にあり、発光効率の向上に課題を有している。発光効率の向上には、発光層内で電子と正孔とを効率良く再結合させるべく、異なる有機材料を積層して、電荷輸送及び発光の機能を分離することが有効だが、塗布溶媒による下層の再溶解を防ぐ必要がある。これまで下層に使用できる材料は、耐溶媒性に優れた一部の高分子に限られ、高純度化や分子構造の制御の容易の観点から、低分子材料でも積層構造を形成する技術が要望されている。 A vapor deposition type and a coating type are known as such OLED production processes. Among these, the coating type OLED is advantageous in terms of large area and low cost, but generally the coating type OLED tends to be inferior in performance to the vapor deposition type OLED, and there is a problem in improving the luminous efficiency. In order to improve the luminous efficiency, it is effective to separate the functions of charge transport and light emission by stacking different organic materials in order to efficiently recombine electrons and holes in the light-emitting layer. must be prevented from re-dissolving. Until now, the materials that can be used for the lower layer have been limited to some polymers with excellent solvent resistance. From the viewpoint of high purity and easy control of the molecular structure, there is a demand for a technology that can form a laminated structure even with low-molecular-weight materials. It is

また50インチ以上の大型の有機ELディスプレイでは、中小型のものと比べてより高輝度が必要とされ、すでに蒸着型で用いられている長寿命化技術であるタンデム型(マルチフォトン型)が不可欠とされている。高輝度・長寿命の両立が期待されるタンデム型有機EL素子の高性能化には、電子注入層(EIL)及び隣接する上層の電荷発生層(CGL)の高性能化が必要である。特にEILは、優れた電子注入性と上層塗布溶媒の下層への浸透を防止する溶媒浸透防止機能、及び高い駆動安定性を同時に実現する必要がある。これまでに本発明者らは、EILに酸化亜鉛ナノ粒子(ZnONPs)とエトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)を、CGLにリンモリブデン酸(PMA)を用いることで(非特許文献1)、還元したPMAが成膜後の後処理なしに低電圧駆動することを見出している。 In addition, large organic EL displays of 50 inches or more require higher brightness than small and medium-sized displays, and the tandem type (multi-photon type), which is a long-life technology already used in vapor deposition, is indispensable. It is said that In order to improve the performance of tandem-type organic EL devices, which are expected to achieve both high brightness and long life, it is necessary to improve the performance of the electron injection layer (EIL) and the adjacent upper charge generation layer (CGL). In particular, the EIL must simultaneously achieve excellent electron injection properties, a solvent permeation prevention function for preventing permeation of the upper layer coating solvent into the lower layer, and high driving stability. So far, we have reduced zinc oxide nanoparticles (ZnONPs) and ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) for EIL and phosphomolybdic acid (PMA) for CGL (Non-Patent Document 1). It has been found that PMA can be driven at a low voltage without post-treatment after film formation.

Pu et al., Adv. Mater. 2015, 27, 1327-1332.Pu et al., Adv. Mater. 2015, 27, 1327-1332.

しかしながら、還元PMAは主にアルコール溶媒に溶解するため、アルコール溶媒に可溶な下層のPEIE上に塗布積層ができない。このような問題を解決する方法としては、PEIEを架橋して不溶化する方法があるが、架橋してしまうと、電子注入性を発揮するNHやOHがなくなり、電子注入能力が低下するという問題があった。そのため、ポリエチレンイミン誘導体の架橋によるアルコール溶媒への不溶化を検討する必要があった。よって、本発明では、塗布型の有機EL素子の電子注入層に好適なポリエチレンイミン誘導体材料及びこれを用いた有機EL素子を提供することを課題とする。 However, since reduced PMA is mainly soluble in alcoholic solvents, it cannot be applied and laminated onto the underlying PEIE, which is soluble in alcoholic solvents. As a method of solving such a problem, there is a method of cross-linking PEIE to make it insoluble. there were. Therefore, it was necessary to consider making the polyethylenimine derivative insoluble in an alcohol solvent by cross-linking. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a polyethyleneimine derivative material suitable for the electron injection layer of a coating type organic EL device and an organic EL device using the same.

本発明の有機EL素子は、一対の電極間に、一層または複数層からなる有機薄膜層が挟持され、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、下記構造式で表されるポリエチレンイミン誘導体と架橋剤との架橋物からなる不溶化膜であることを特徴とする。

Figure 0007112708000001
In the organic EL device of the present invention, an organic thin film layer consisting of one or more layers is sandwiched between a pair of electrodes, and at least one of the organic thin film layers comprises a polyethyleneimine derivative represented by the following structural formula and a cross-linking agent. It is characterized by being an insolubilized film made of a crosslinked product of
Figure 0007112708000001

前記ポリエチレンイミン誘導体はPEIであり、前記イオン性官能基を持つ架橋剤はジハロゲン化アルカンであることが好ましい。前記架橋剤はイオン性部位を持つ化合物であることが好ましい。

Figure 0007112708000002
Preferably, the polyethyleneimine derivative is PEI, and the cross-linking agent having an ionic functional group is a dihalogenated alkane. The cross-linking agent is preferably a compound having an ionic site.
Figure 0007112708000002

前記ジハロゲン化アルカンは、1,4-ジヨードブタン(DIB)、1,6-ジヨードヘキサン(DIH)、1,8-ジヨードオクタン(DIO)、1,10-ジヨードデカン(DID)、1,6-ジブロモヘキサン(DBH)、1,8-ジブロモオクタン(DBO)または1,10-ジブロモデカン(DBD)であることが好ましい。
前記ポリエチレンイミン誘導体はPEIEであり、前記架橋剤はシランカップリング剤であることが好ましい。

Figure 0007112708000003
The dihalogenated alkanes include 1,4-diiodobutane (DIB), 1,6-diiodohexane (DIH), 1,8-diiodooctane (DIO), 1,10-diiododecane (DID), 1,6- Dibromohexane (DBH), 1,8-dibromooctane (DBO) or 1,10-dibromodecane (DBD) are preferred.
Preferably, the polyethyleneimine derivative is PEIE, and the cross-linking agent is a silane coupling agent.
Figure 0007112708000003

前記シランカップリング剤は、ジメチルオクタデシル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロリド(DMOAP)、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン(AAPTS)、(3-ブロモプロピル)トリメトキシシラン(BPTMS)、トリメトキシフェニルシラン(TMPS)、トリメトキシ[3-(フェニルアミノ)プロピル]シラン(TPAPS)、1,2-ビス(トリメトキシシリル)エタン(BTMSE)、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン(AEAPTMS)またはトリメトキシ[3-(フェニルアミノ)プロピル]シラン(PAPMS)であることが好ましい。
前記シランカップリング剤は、分子内にアンモニウムイオンを持つシランカップリング剤であることが好ましい。
前記不溶化膜中、イオン性官能基を持つ架橋剤の含有量は4~10wt%であることが好ましい。
前記有機薄膜層が電子注入層であることが好ましい。
The silane coupling agent includes dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (DMOAP), 3-(2-aminoethylamino)propyltriethoxysilane (AAPTS), (3-bromopropyl)trimethoxy Silane (BPTMS), Trimethoxyphenylsilane (TMPS), Trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane (TPAPS), 1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane (BTMSE), 3-(2-aminoethyl Amino)propyltriethoxysilane (AEAPTMS) or trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane (PAPMS) are preferred.
The silane coupling agent is preferably a silane coupling agent having an ammonium ion in its molecule.
The content of the cross-linking agent having an ionic functional group in the insolubilized film is preferably 4-10 wt %.
The organic thin film layer is preferably an electron injection layer.

本発明のポリエチレンイミン誘導体は、特定の架橋剤とともに架橋することで、有機EL素子において、溶媒に不溶な有機薄膜層を形成することができる。つまり、前記有機薄膜層の上にさらに上の層を塗布法で形成しても層が再溶解することない。
上記ポリエチレンイミン誘導体からなる有機薄膜層を備えた本発明の有機EL素子は、従来の有機EL素子と同等以上の電子注入性、駆動電圧及び駆動安定性を示す。
The polyethyleneimine derivative of the present invention can form a solvent-insoluble organic thin film layer in an organic EL device by cross-linking with a specific cross-linking agent. That is, even if an upper layer is formed on the organic thin film layer by a coating method, the layer does not dissolve again.
The organic EL device of the present invention having an organic thin film layer comprising the polyethyleneimine derivative exhibits electron injection properties, driving voltage and driving stability equal to or greater than those of conventional organic EL devices.

図1は、本発明の一実施形態に係る素子構成を表す。FIG. 1 shows a device configuration according to one embodiment of the present invention. 図2は、石英基板上に形成された、ポリエチレンイミン(PEI)単体、並びにPEI及び1,8-ジヨードオクタン(DIO)の混合物(10wt%DIO)の塗膜を加熱処理後、それぞれ、1-ブタノール(BuOH)でリンス処理した後のUV-vis吸収スペクトルを表す。FIG. 2 shows the results after heat treatment of a coating film of polyethyleneimine (PEI) alone and a mixture of PEI and 1,8-diiodooctane (DIO) (10 wt% DIO) formed on a quartz substrate. - represents the UV-vis absorption spectrum after rinsing with butanol (BuOH). 図3は、石英基板上に形成された、エトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)単体、並びにPEIE及びジメチルオクタデシル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロリド(DMOAP)の混合物(10wt%DMOAP及び20wt% DMOAP)の塗膜を加熱処理後、それぞれ、1-ブタノール(BuOH)でリンス処理した後のUV-vis吸収スペクトルを表す。FIG. 3 shows ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) alone and mixtures of PEIE and dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (DMOAP) (10 wt % DMOAP and 20 wt % DMOAP) formed on quartz substrates. % DMOAP) after heat treatment and after rinsing with 1-butanol (BuOH) respectively.

図4は、架橋PEI及び架橋PEI:4wt% DIOをそれぞれ電子注入層に用いた場合の電流密度-電圧特性(a)、輝度-電圧特性(b)、寿命特性(相対輝度の経時変化)(c)を表す。FIG. 4 shows current density-voltage characteristics (a), luminance-voltage characteristics (b), and lifetime characteristics (change in relative luminance over time) ( c). 図5は、架橋PEIE、架橋PEIE:10wt% DMOAP、及び架橋PEIE:20wt% DMOAPをそれぞれ電子注入層に用いた場合の電流密度-電圧特性(a)、輝度-電圧特性(b)、寿命特性(相対輝度の経時変化)(c)を表す。FIG. 5 shows current density-voltage characteristics (a), luminance-voltage characteristics (b), and lifetime characteristics when cross-linked PEIE, cross-linked PEIE: 10 wt% DMOAP, and cross-linked PEIE: 20 wt% DMOAP are used for the electron injection layer, respectively. (Change over time of relative luminance) (c) is shown. 図6は、実施例3の素子において、架橋PEIE、架橋PEIE:10wt% TMPS、架橋PEIE:10wt% TPAPS、及び架橋PEIE:20wt%BTMSEをそれぞれ電子注入層に用いた場合の電流密度-電圧特性(a)、電流密度-電圧特性(b)、輝度-電圧特性(c)、量子効率-電流密度特性(d)、電流効率-電流密度特性(e)、電力効率-電流密度(f)、ELスペクトル(g)、寿命特性(相対輝度の経時変化)(h)、電圧・寿命(電圧の経時変化)(i)を表す。FIG. 6 shows the current density-voltage characteristics when cross-linked PEIE, cross-linked PEIE: 10 wt % TMPS, cross-linked PEIE: 10 wt % TPAPS, and cross-linked PEIE: 20 wt % BTMSE are used for the electron injection layer in the device of Example 3. (a), current density-voltage characteristics (b), luminance-voltage characteristics (c), quantum efficiency-current density characteristics (d), current efficiency-current density characteristics (e), power efficiency-current density (f), EL spectrum (g), lifetime characteristics (change in relative luminance over time) (h), and voltage/lifetime (change in voltage over time) (i) are shown.

本発明の有機EL素子は、一対の電極間に、一層または複数層からなる有機薄膜層が挟持され、該有機薄膜層の少なくとも一層が、下記構造式で表されるポリエチレンイミン誘導体とイオン性官能基を持つ架橋剤との架橋物からなる不溶化膜である。以下、本発明の構成要素について詳細に説明する。 In the organic EL device of the present invention, an organic thin film layer consisting of one or more layers is sandwiched between a pair of electrodes, and at least one of the organic thin film layers comprises a polyethyleneimine derivative represented by the following structural formula and an ionic functional It is an insolubilized film made of a cross-linked product with a cross-linking agent having a group. The constituent elements of the present invention will be described in detail below.

上記有機EL素子は、支持基板上に、少なくとも陽極、発光層及び陰極を備えた構造(単層型)からなる。前記有機EL素子の層構造を具体的に示すと、陽極/ホール輸送層/発光層+電子輸送層/陰極(二層型)、陽極/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/陰極(三層型)、陽極/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/電子注入層/陰極(四層型)、陽極/ホール注入層/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層/陰極(五層型)などが挙げられる。
上記した有機薄膜層に加えて、ホールブロック層または電子ブロック層などの層を必要に応じて設けてもよい。
The organic EL device has a structure (single-layer type) having at least an anode, a light-emitting layer and a cathode on a support substrate. Specifically showing the layer structure of the organic EL element, anode/hole transport layer/light emitting layer + electron transport layer/cathode (two-layer type), anode/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/cathode (three layers) layer type), anode/hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron injection layer/cathode (four-layer type), anode/hole injection layer/hole transport layer/light emitting layer/electron transport layer/electron injection layer/cathode (five-layer type) and the like.
In addition to the organic thin film layers described above, a layer such as a hole blocking layer or an electron blocking layer may be provided as necessary.

陰極と発光層との間に設けられる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。陰極と発光層との間に電子注入層と電子輸送層との両方を設ける場合、陰極に近い層が電子注入層であり、発光層に近い層が電子輸送層である。陽極と発光層との間に設けられる層としては、ホール注入層、ホール輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。陽極と発光層との間にホール注入層とホール輸送層との両方を設ける場合、陽極に近い層がホール注入層であり、発光層に近い層がホール輸送層である。
本発明における有機薄膜層は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、及び電子注入層などをいう。図1は実施例の五層型のデバイス構造を示している。
Examples of the layer provided between the cathode and the light-emitting layer include an electron injection layer, an electron transport layer, a hole blocking layer, and the like. When both the electron injection layer and the electron transport layer are provided between the cathode and the light emitting layer, the layer closer to the cathode is the electron injection layer and the layer closer to the light emitting layer is the electron transport layer. Layers provided between the anode and the light-emitting layer include a hole injection layer, a hole transport layer, an electron blocking layer, and the like. When both the hole injection layer and the hole transport layer are provided between the anode and the light emitting layer, the layer closer to the anode is the hole injection layer and the layer closer to the light emitting layer is the hole transport layer.
The organic thin film layer in the present invention refers to a hole injection layer, a hole transport layer, a light emitting layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like. FIG. 1 shows a five-layer device structure of an embodiment.

本発明の有機ELにおいて、上記有機薄膜層の少なくとも一層は、下記構造式で表されるポリエチレンイミン誘導体とイオン性官能基を持つ架橋剤との架橋物からなる不溶化膜である。

Figure 0007112708000004
In the organic EL of the present invention, at least one layer of the organic thin film layer is an insolubilizing film comprising a crosslinked product of a polyethyleneimine derivative represented by the following structural formula and a crosslinking agent having an ionic functional group.
Figure 0007112708000004

前記ポリエチレンイミン誘導体は、ポリエチレンイミン(PEI)またはエトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)であり、アミノ基や水酸基が大きな双極子を形成することから、電子注入材料として有効である。これらの化合物は水やアルコールに溶解するため、塗布により層形成をすることができる。しかしながら、すでに上記のとおり、水・アルコール溶解性材料を、上層を形成するために塗布しようとすると、これらの化合物は再び溶解してしまい、塗布できないという問題がある。また、不溶化のため、PEI層やPEIE層を形成後、架橋すると、電子注入性を発揮するNHやOHが失われるという問題もある。 The polyethyleneimine derivative is polyethyleneimine (PEI) or ethoxylated polyethyleneimine (PEIE), which is effective as an electron injection material because its amino group and hydroxyl group form a large dipole. Since these compounds are soluble in water and alcohol, a layer can be formed by coating. However, as already mentioned above, when it is attempted to apply water-alcohol-soluble materials to form an upper layer, there is the problem that these compounds dissolve again and cannot be applied. Further, due to the insolubilization, there is also a problem that NH and OH exhibiting electron injection properties are lost when the PEI layer or PEIE layer is crosslinked after being formed.

本発明では、ポリエチレンイミン(PEI)またはエトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)を、特定の架橋剤とともに架橋することで、電子注入性を低下させることなく、有機薄膜層を不溶化できることを見出している。 In the present invention, it has been found that by cross-linking polyethyleneimine (PEI) or ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) with a specific cross-linking agent, the organic thin film layer can be insolubilized without reducing the electron injection properties.

前記ポリエチレンイミン誘導体がポリエチレンイミン(PEI)である場合、イオン性官能基を持つ架橋剤には、ジハロゲン化アルカンが好ましい。 When the polyethyleneimine derivative is polyethyleneimine (PEI), the cross-linking agent having an ionic functional group is preferably a dihalogenated alkane.

前記ジハロゲン化アルカンとしては、室温で固体または液体であり、沸点が120~200℃であるものが好ましく、具体的には、1,4-ジヨードブタン(DIB)、1,6-ジヨードヘキサン(DIH)、1,8-ジヨードオクタン(DIO)、1,10-ジヨードデカン(DID)、1,6-ジブロモヘキサン(DBH)、1,8-ジブロモオクタン(DBO)または1,10-ジブロモデカン(DBD)がより好ましい。 The dihalogenated alkane is preferably solid or liquid at room temperature and has a boiling point of 120 to 200° C. Specifically, 1,4-diiodobutane (DIB), 1,6-diiodohexane (DIH ), 1,8-diiodooctane (DIO), 1,10-diiododecane (DID), 1,6-dibromohexane (DBH), 1,8-dibromooctane (DBO) or 1,10-dibromodecane (DBD ) is more preferred.

PEIと前記ジハロゲン化アルカンとを混合した混合溶液を基板上にスピンコートし、概ね120~200℃、好ましくは120~140℃で加熱することで基板上に架橋膜が形成される。
前記ジハロゲン化アルカンの添加量は混合溶液中、概ね1~75wt%、好ましくは1~20wt%、より好ましくは4~10wt%である。
A mixed solution of PEI and the dihalogenated alkane is spin-coated on the substrate and heated at approximately 120 to 200° C., preferably 120 to 140° C. to form a crosslinked film on the substrate.
The amount of the dihalogenated alkane to be added is approximately 1 to 75 wt%, preferably 1 to 20 wt%, more preferably 4 to 10 wt% in the mixed solution.

前記ジハロゲン化アルカンの添加量で加熱した架橋膜は1-ブタノールに対する耐溶剤性に優れ、例えば、電子注入層として好適に用いることができる。

Figure 0007112708000005
The crosslinked film heated with the amount of the dihalogenated alkane added has excellent solvent resistance to 1-butanol, and can be suitably used, for example, as an electron injection layer.
Figure 0007112708000005

一方、前記ポリエチレンイミン誘導体がエトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)である場合、架橋剤には、下記構造式で表されるシランカップリング剤が好ましい。前記シランカップリング剤は、具体的には、ジメチルオクタデシル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロリド(DMOAP)、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン(AAPTS)、(3-ブロモプロピル)トリメトキシシラン(BPTMS)、トリメトキシフェニルシラン(TMPS)、トリメトキシ[3-(フェニルアミノ)プロピル]シラン(TPAPS)、1,2-ビス(トリメトキシシリル)エタン(BTMSE)、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン(AEAPTMS)またはトリメトキシ[3-(フェニルアミノ)プロピル]シラン(PAPMS)が好ましい。 On the other hand, when the polyethyleneimine derivative is ethoxylated polyethyleneimine (PEIE), the cross-linking agent is preferably a silane coupling agent represented by the following structural formula. Specifically, the silane coupling agent includes dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (DMOAP), 3-(2-aminoethylamino)propyltriethoxysilane (AAPTS), (3- bromopropyl)trimethoxysilane (BPTMS), trimethoxyphenylsilane (TMPS), trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane (TPAPS), 1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane (BTMSE), 3- (2-Aminoethylamino)propyltriethoxysilane (AEAPTMS) or trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane (PAPMS) are preferred.

Figure 0007112708000006
Figure 0007112708000006

PEIEと前記シランカップリング剤とを混合した混合溶液を基板上にスピンコートし、概ね60~120℃、好ましくは60~80℃で加熱することで基板上に架橋膜が形成される。
前記シランカップリング剤の添加量は混合溶液中、概ね1~20wt%、好ましくは4~10wt%である。
A mixed solution of PEIE and the silane coupling agent is spin-coated on the substrate and heated at approximately 60 to 120° C., preferably 60 to 80° C. to form a crosslinked film on the substrate.
The amount of the silane coupling agent added is generally 1 to 20 wt%, preferably 4 to 10 wt%, in the mixed solution.

前記ジハロゲン化アルカンの添加量で加熱した架橋膜は1-ブタノールに対する耐溶剤性に優れ、例えば、電子注入層として好適に用いることができる。
前記シランカップリング剤は、分子内にアンモニウムイオンを持つシランカップリング剤がイオン性を有する点でより好ましく、DMOAPが特に好ましい。DMOAPを用いて架橋すると、1-ブタノールなどの耐溶剤性に優れるとともに、架橋後にもイオン性部位が残存するために、良好な電荷移送の効果を発揮する。
The crosslinked film heated with the amount of the dihalogenated alkane added has excellent solvent resistance to 1-butanol, and can be suitably used, for example, as an electron injection layer.
As the silane coupling agent, a silane coupling agent having an ammonium ion in the molecule is more preferable because it has ionicity, and DMOAP is particularly preferable. When DMOAP is used for cross-linking, excellent resistance to solvents such as 1-butanol is obtained, and ionic sites remain even after cross-linking, so that a good charge transfer effect is exhibited.

上記不溶化膜中、架橋剤の含有量は4~10wt%であることが好ましい。
上記有機薄膜層は、双極子形成が大きい点で、電子注入層に用いることが特に好ましい。
The content of the cross-linking agent in the insolubilized film is preferably 4 to 10 wt %.
It is particularly preferable to use the organic thin film layer for the electron injection layer because the formation of dipoles is large.

次に上記有機EL素子を構成する各層の構成材料について説明する。
<支持基板>
支持基板には、ボトムエミッション型の有機EL素子の場合、光透過性を示すものが用いられ、トップエミッション型の有機EL素子の場合、光透過性又は不透光性のものが用いられる。
支持基板には、具体的には、ガラス板、金属板、プラスチック、高分子フィルム、及びシリコン板、並びにこれらを積層したものなどが用いられる。
Next, constituent materials of each layer constituting the organic EL element will be described.
<Supporting substrate>
For the support substrate, in the case of the bottom emission type organic EL element, a material exhibiting light transmittance is used, and in the case of the top emission type organic EL element, a light transmittance or non-light transmittance material is used.
Specifically, a glass plate, a metal plate, a plastic, a polymer film, a silicon plate, and a laminate of these are used as the support substrate.

<陽極>
ボトムエミッション型の有機EL素子の場合、陽極には光透過性を示す電極が用いられ、例えば、電気伝導度の高い金属酸化物、金属硫化物及び金属等の薄膜が挙げられ、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、インジウムスズ酸化物(ITO)、インジウム亜鉛酸化物(IZO)、金、白金、銀、及び銅等からなる薄膜が用いられる。また、ポリアニリン若しくはその誘導体、又はポリチオフェン若しくはその誘導体等の有機の透明導電膜を陽極として用いてもよい。
トップエミッション型の有機EL素子の場合、陽極には、光を反射する材料を用いてもよく、このような材料としては、仕事関数3.0eV以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。
陽極の膜厚は、通常20nm~1μmであり、好ましくは50nm~500nmである。
<Anode>
In the case of a bottom emission type organic EL device, an electrode exhibiting light transparency is used as the anode, and examples thereof include thin films of metal oxides, metal sulfides and metals with high electrical conductivity. , indium oxide, zinc oxide, tin oxide, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), gold, platinum, silver, copper, and the like. Alternatively, an organic transparent conductive film such as polyaniline or its derivative, or polythiophene or its derivative may be used as the anode.
In the case of a top emission type organic EL device, a material that reflects light may be used for the anode, and such materials are preferably metals, metal oxides, and metal sulfides having a work function of 3.0 eV or more. .
The film thickness of the anode is usually 20 nm to 1 μm, preferably 50 nm to 500 nm.

<ホール注入層>
ホール注入材料としては、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム及び酸化アルミニウム等の酸化物、並びにフェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、アモルファスカーボン、ポリアニリン、及びポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT:PSS)等のポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
ホール注入層は、例えば、ホール注入材料を含む溶液からの成膜が挙げられる。このときの溶媒には、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート、及び水等が挙げられる。
ホール注入層の膜厚は、通常1nm~1μmであり、好ましくは5nm~200nmである。
<Hole injection layer>
Hole injection materials include oxides such as vanadium oxide, molybdenum oxide, ruthenium oxide, and aluminum oxide, as well as phenylamines, starburst amines, phthalocyanines, amorphous carbon, polyaniline, and poly(3,4-ethylenediethylene). oxythiophene) (PEDOT:PSS) and other polythiophene derivatives.
The hole injection layer can be formed, for example, from a solution containing a hole injection material. Examples of the solvent at this time include chloroform, methylene chloride, dichloroethane, tetrahydrofuran, toluene, xylene, acetone, methyl ethyl ketone, ethyl acetate, butyl acetate, ethyl cellosolve acetate, and water.
The film thickness of the hole injection layer is usually 1 nm to 1 μm, preferably 5 nm to 200 nm.

塗布型の有機EL素子の場合、寿命の向上の観点から、ホール注入層と発光層との間に、インターレイヤー(IL)材料として、電子供与性を有する有機化合物、例えば、ポリ(9,9-ジオクチルフルオレン-アルト-N-(4-ブチルフェニル)ジフェニルアミン)(TFB)等を用いてもよい。 In the case of a coating type organic EL device, from the viewpoint of improving the lifetime, an organic compound having an electron-donating property such as poly(9,9 -dioctylfluorene-alto-N-(4-butylphenyl)diphenylamine) (TFB) and the like may be used.

<発光層>
発光層は、通常、主成分であるホスト材料と、少量成分であるゲスト材料(ドーパント)とを含む。赤・緑・青の三原色のうち、特に赤色や緑色の発光は、ゲスト材料の性質に起因する。
ホスト材料には、電子輸送性またはホール輸送性の材料が用いられる。具体例には、4,4’-ビスカルバゾリルビフェニル(CBP)、2,9-ジメチル-4,7-ジフェニル-9,10-フェナントロリン(BCP)などがある。
ゲスト材料は、所望の発光色に応じて選択される。なお、緑色に発光する材料には、例えば、イリジウム錯体(トリス(2-フェニルピリジナト)イリジウム(III) (Ir(ppy)3))、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、及びそれらの重合体、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などが挙げられる。赤色に発光する材料には、例えば、トリス[1-フェニルイソキノリン-C2,N]イリジウム(III)(Ir(piq))、トリス[2-(ベンゾ[b]チオフェン-2-イル)ピリジナト-C3,N]イリジウム(III)(Ir(btpy)3)、ビス(2-ベンゾ[b]チオフェン-2-イル-ピリジン)(アセチルアセトン)イリジウム(III)(Ir(btp)acac)、ビス(2-フェニルキノリン)(アセチルアセトナト)イリジウム(III)(Ir(2-phq)2acac)などが挙げられる。
<Light emitting layer>
The light-emitting layer usually contains a host material as a main component and a guest material (dopant) as a minor component. Among the three primary colors of red, green, and blue, the emission of red and green, in particular, is caused by the properties of the guest material.
An electron-transporting or hole-transporting material is used as the host material. Specific examples include 4,4'-biscarbazolylbiphenyl (CBP), 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-9,10-phenanthroline (BCP), and the like.
The guest material is selected according to the desired emission color. Materials that emit green light include, for example, iridium complexes (tris(2-phenylpyridinato)iridium(III) (Ir(ppy) 3 )), quinacridone derivatives, coumarin derivatives, polymers thereof, poly paraphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives and the like. Materials emitting red light include, for example, tris[1-phenylisoquinoline-C 2 ,N]iridium(III) (Ir(piq) 3 ), tris[2-(benzo[b]thiophen-2-yl)pyridinato —C 3 ,N]iridium(III) (Ir(btpy) 3 ), bis(2-benzo[b]thiophen-2-yl-pyridine)(acetylacetone)iridium(III)(Ir(btp) 2 acac), bis(2-phenylquinoline)(acetylacetonato)iridium(III) (Ir(2-phq) 2 acac);

<電子注入層>
電子注入層は、少なくとも、本発明のポリエチレンイミン誘導体を架橋してなる層を含む。
電子注入層は、上記の架橋ポリエチレンイミン誘導体層以外に、さらに、炭酸セシウム(Cs2CO3);8-キノリノラトナトリウム(Naq)、8-ヒドロキシキノリノラートリチウム(Liq)、リチウム2-(2-ピリジル)フェノラート(Lipp)、及びリチウム2-(2’,2’’-ビピリジン-6’-イル)フェノラート(Libpp)等のリチウムフェノラート塩等のアルカリ金属塩;並びに酸化亜鉛(ZnO)からなる層を有してもよい。これらの材料は、通常、2,2,3,3-テトラフルオロプロパノール(TFPO)等の有機溶媒や、有機ポリマーバインダーに添加して用いられる。
上記ポリエチレンイミン誘導体の架橋体からなる層は、大気中で安定に存在し、かつ、電荷の注入性や輸送性に優れるため、高輝度で発光する素子が得られる。
架橋ポリエチレンイミン誘導体層は、該ポリエチレンイミン誘導体を塗布した後、60~140℃で加熱して架橋させることにより形成する。
電子注入層の膜厚は、駆動電圧と発光効率とが適度な値となり、かつ、ピンホールが発生しない厚さとすればよく、通常1nm~1μm、好ましくは2nm~200nmであり、発光層を保護する観点から、5nm~1μmがより好ましい。
<Electron injection layer>
The electron injection layer includes at least a layer obtained by cross-linking the polyethyleneimine derivative of the present invention.
In addition to the above-described crosslinked polyethyleneimine derivative layer, the electron injection layer further includes cesium carbonate (Cs 2 CO 3 ); sodium 8-quinolinolato (Naq), lithium 8-hydroxyquinolinolato (Liq), lithium alkali metal salts such as (2-pyridyl)phenolate (Lipp) and lithium phenolate salts such as lithium 2-(2′,2″-bipyridin-6′-yl)phenolate (Libpp); and zinc oxide (ZnO ). These materials are usually used by adding them to an organic solvent such as 2,2,3,3-tetrafluoropropanol (TFPO) or an organic polymer binder.
The layer composed of the crosslinked polyethylenimine derivative exists stably in the atmosphere and has excellent charge injection and transport properties, so that a device that emits light with high brightness can be obtained.
The crosslinked polyethyleneimine derivative layer is formed by coating the polyethyleneimine derivative and then heating it at 60 to 140° C. to crosslink it.
The film thickness of the electron injection layer should be such that the driving voltage and the luminous efficiency are appropriate values and the thickness does not cause pinholes. 5 nm to 1 μm is more preferable from the viewpoint of

<陰極>
陰極には、一般的にAlの金属電極が用いられる。その他、例えば、PEDOT:PSS等の導電性樹脂からなる薄膜、並びに樹脂及び導電性フィラーからなる薄膜等が用いられる。
樹脂及び導電性フィラーからなる薄膜の場合、樹脂には導電性樹脂が使用でき、導電性フィラーには、金属微粒子や導電性ワイヤー等を使用できる。導電性フィラーには、Au、Ag、Al、Cu、及びC等が使用できる。
<Cathode>
A metal electrode of Al is generally used for the cathode. In addition, for example, a thin film made of a conductive resin such as PEDOT:PSS, a thin film made of a resin and a conductive filler, and the like are used.
In the case of a thin film made of a resin and a conductive filler, a conductive resin can be used as the resin, and fine metal particles, a conductive wire, or the like can be used as the conductive filler. Au, Ag, Al, Cu, C, etc. can be used for the conductive filler.

本発明の有機EL素子は、上記した各層を塗布法により、順次積層することによって形成される。ただし、陽極は、溶液塗布法の他に、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、及びメッキ法等によって形成してもよい。また、陰極は、塗布成膜法に代えて、いわゆるラミネート法によって形成してもよい。 The organic EL element of the present invention is formed by successively laminating each of the layers described above by a coating method. However, the anode may be formed by a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plating method, or the like, in addition to the solution coating method. Also, the cathode may be formed by a so-called lamination method instead of the coating film forming method.

一例として、五層型のデバイスの形成方法を説明する。まず表面にあらかじめITO電極が形成された支持基板を用意し、該支持基板上にホール注入材料としてPEDOT:PSSを含むインクを塗布成膜し、ホール注入層を形成する。インターレイヤー材料としてTFBを含むインクをホール注入層上に塗布成膜してインターレイヤー層を形成し、次いで、ホスト材料と発光材料であるIr(ppy)3とを含むインクをホール輸送層上に塗布成膜して発光層を形成した後、電子輸送材料として上ZnOナノ粒子を含むインクを発光層上に塗布成膜し、電子注入材料として上記ポリエチレンイミン誘導体を含むインクを電子輸送層上に塗布成膜し、電子注入層を形成する。Al陰極を塗布により形成して有機EL素子を作製する。 As an example, a method for forming a five-layer device will be described. First, a support substrate having an ITO electrode formed in advance on its surface is prepared, and an ink containing PEDOT:PSS as a hole injection material is applied onto the support substrate to form a hole injection layer. An ink containing TFB as an interlayer material is coated on the hole injection layer to form an interlayer layer, and then an ink containing a host material and a light-emitting material Ir(ppy) 3 is applied onto the hole transport layer. After forming a light-emitting layer by applying a film, an ink containing ZnO nanoparticles as an electron-transporting material is applied on the light-emitting layer, and an ink containing the polyethyleneimine derivative as an electron-injecting material is applied on the electron-transporting layer. An electron injection layer is formed by coating. An Al cathode is formed by coating to produce an organic EL element.

上記のようにして得られる本発明の有機EL素子は、従来の有機EL素子と同等以上の電子注入性、駆動電圧及び駆動安定性を備えた塗布型の有機EL素子として、中型~大型の有機ELパネル用途への適用が期待できる。 The organic EL device of the present invention obtained as described above is a coating-type organic EL device having electron injection properties, driving voltage and driving stability equal to or greater than those of conventional organic EL devices. Application to EL panel applications can be expected.

以下、本発明を実施例に基づいてさらに具体的に説明するが、本発明は下記実施例により制限されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be more specifically described below based on examples, but the present invention is not limited to the following examples.

[試験例]ポリエチレンイミン誘導体の架橋と耐溶媒性試験
ポリエチレンイミン(PEI)及びエトキシ化ポリエチレンイミン(PEIE)を架橋し、上層塗布溶媒である1-ブタノール(BuOH)に対する耐溶媒性試験を行った。
石英基板上に、ポリエチレンイミン誘導体(PEI及びPEIE)単体、または、ポリエチレンイミン誘導体と架橋剤との混合溶液をスピンコートし、加熱処理後にBuOHでリンス処理した。リンス前後でのUV-vis吸収スペクトルの吸光度の差から、耐溶媒性を評価した。
[Test Example] Crosslinking and Solvent Resistance Test of Polyethyleneimine Derivatives Polyethyleneimine (PEI) and ethoxylated polyethyleneimine (PEIE) were crosslinked and tested for solvent resistance to 1-butanol (BuOH), the upper layer coating solvent. rice field.
A single polyethyleneimine derivative (PEI and PEIE) or a mixed solution of a polyethyleneimine derivative and a cross-linking agent was spin-coated on a quartz substrate, and rinsed with BuOH after heat treatment. Solvent resistance was evaluated from the difference in absorbance in the UV-vis absorption spectrum before and after rinsing.

PEIの架橋では、架橋剤に1,8-ジヨードオクタン(DIO)を用いた(Stolz et al., J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 11150-11156.)。PEI及びDIOの混合溶液(10wt%DIO)を石英基板上に塗布成膜した後、140℃で加熱処理して架橋した。PEI単体は、BuOHのリンス処理後に吸光度が減少しており、再溶解を確認した(図2(a))。一方、架橋PEI:DIOはリンス前後で吸光度が減少しておらず、PEIがDIOとの反応により不溶化したことを確認した(図2(b))。 In the cross-linking of PEI, 1,8-diiodooctane (DIO) was used as a cross-linking agent (Stolz et al., J. Mater. Chem. C, 2016, 4, 11150-11156.). A mixed solution of PEI and DIO (10 wt % DIO) was applied to form a film on a quartz substrate, and then heat-treated at 140° C. for cross-linking. The absorbance of PEI alone decreased after the BuOH rinse treatment, confirming redissolution (Fig. 2(a)). On the other hand, the absorbance of crosslinked PEI:DIO did not decrease before and after rinsing, confirming that PEI was insolubilized by the reaction with DIO (Fig. 2(b)).

Figure 0007112708000007
Figure 0007112708000007

PEIEの架橋では、架橋剤に加水分解性基を有するシラン系材料ジメチルオクタデシル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロリド(DMOAP)を用いた。PEIE及びDMOAPの混合溶液(10wt%DMOAPまたは20wt% DMOAP)を基板に塗布成膜した後、65℃で加熱処理して架橋した。PEIE単体は、BuOHのリンス処理後に吸光度が減少しており、BuOHへの再溶解が確認された(図3(a))。一方、10wt%のDMOAPを添加したものは若干の耐溶媒性を示した。DMOAPを20wt%添加したものはリンス前後の吸光度に変化がなく、PEIEの完全な不溶化が確認された(図3(b))。 For PEIE cross-linking, a silane-based material dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (DMOAP) having a hydrolyzable group was used as a cross-linking agent. A mixed solution of PEIE and DMOAP (10 wt % DMOAP or 20 wt % DMOAP) was applied to the substrate to form a film, and then heat-treated at 65° C. to crosslink. The absorbance of PEIE alone decreased after the BuOH rinse treatment, confirming re-dissolution in BuOH (Fig. 3(a)). On the other hand, those to which 10 wt % of DMOAP was added showed some solvent resistance. When 20 wt % of DMOAP was added, there was no change in absorbance before and after rinsing, confirming complete insolubilization of PEIE (FIG. 3(b)).

PEIE及びDMOAPを以下に示す。

Figure 0007112708000008
PEI及びPEIEはいずれも架橋することができ、特にPEIEは65℃という低温処理で架橋することができた。 PEIE and DMOAP are shown below.
Figure 0007112708000008
Both PEI and PEIE could be crosslinked, and in particular PEIE could be crosslinked by a low temperature treatment of 65°C.

[実施例1]架橋PEIの塗布型有機EL素子への応用
架橋PEIの電子注入性を検証するために、スピンコートにより、下記の素子構造を有する塗布型有機EL素子を作製した。
[ITO / PEDOT:PSS(30nm) / IL(20nm) / 低分子系ホスト:10wt% Ir(ppy)3 (70nm) / ZnONPs (10nm) / EIL(20nm) / Al(100nm)]
低分子系ホストには以下の化合物を使用した。

Figure 0007112708000009
[Example 1] Application of crosslinked PEI to coating-type organic EL device In order to verify the electron injection property of crosslinked PEI, a coating-type organic EL device having the following device structure was produced by spin coating.
[ITO/PEDOT: PSS (30 nm)/IL (20 nm)/Small molecule host: 10 wt% Ir(ppy) 3 (70 nm)/ZnONPs (10 nm)/EIL (20 nm)/Al (100 nm)]
The following compounds were used as low-molecular-weight hosts.
Figure 0007112708000009

EIL(電子注入層)には、PEI単体、及び架橋PEI:4wt% DIOを用い、IL(インターレイヤー)にはTFBを用いた。
PEDOT:PSS及びTFBを以下に示す。

Figure 0007112708000010
デバイス特性と寿命特性を図4に示す。架橋PEI:4wt% DIOは、PEI単体の有機EL素子と同等の電子注入性(図4(a))、駆動電圧(図4(b))、及び駆動安定性(図4(c))を示した。 PEI alone and crosslinked PEI: 4 wt % DIO were used for EIL (electron injection layer), and TFB was used for IL (interlayer).
PEDOT:PSS and TFB are shown below.
Figure 0007112708000010
Device characteristics and lifetime characteristics are shown in FIG. Crosslinked PEI: 4 wt% DIO has the same electron injection property (FIG. 4(a)), driving voltage (FIG. 4(b)), and driving stability (FIG. 4(c)) as the organic EL element of PEI alone. Indicated.

[実施例2]架橋PEIEの塗布型有機EL素子への応用
架橋PEIEの電子注入性を検証するために、スピンコートにより、下記の素子構造を有する塗布型有機EL素子を作製した。
[ITO / PEDOT:PSS(30nm) / IL(20nm) / 低分子系ホスト:10wt% Ir(ppy)3 (70nm) / ZnO NPs(10nm) / EIL(20nm) / Al(100nm)]
[Example 2] Application of crosslinked PEIE to coating type organic EL device In order to verify the electron injection property of crosslinked PEIE, a coating type organic EL device having the following device structure was produced by spin coating.
[ITO/PEDOT: PSS (30 nm)/IL (20 nm)/Small molecule host: 10 wt% Ir(ppy) 3 (70 nm)/ZnO NPs (10 nm)/EIL (20 nm)/Al (100 nm)]

EILには、PEIE単膜、架橋PEIE:10wt% DMOAP、及び架橋PEIE:20wt% DMOAPを用い、ILには(TFB)を用いた。
デバイス特性及び寿命特性を図5に示す。PEIE:10wt%DMOAPは、PEIE単体をEILに用いた有機EL素子と同等の電子注入性、駆動電圧、駆動安定性を示した。架橋PEIE:20wt%DMOAPは、PEIE単体と同等の駆動電圧を示したが(図5(b))、電子注入性において高電圧化し(図5(a))、駆動安定性では短寿命な結果となった(図5(c))。高電圧化した原因として、DMOAPの添加量による絶縁性の増大と架橋によってPEIEが剛直となり、電子注入に寄与する双極子が形成しにくくなったためではないかと考察される。
PEIE single film, crosslinked PEIE: 10 wt% DMOAP, and crosslinked PEIE: 20 wt% DMOAP were used for EIL, and (TFB) was used for IL.
Device characteristics and lifetime characteristics are shown in FIG. PEIE: 10 wt% DMOAP exhibited the same electron injection properties, drive voltage, and drive stability as the organic EL device using PEIE alone as the EIL. Cross-linked PEIE: 20 wt% DMOAP showed a driving voltage equivalent to that of PEIE alone (Fig. 5(b)), but had a higher voltage in terms of electron injection (Fig. 5(a)) and had a shorter life in terms of driving stability. (Fig. 5(c)). It is considered that the reason for the high voltage is that PEIE becomes rigid due to the increased insulation and cross-linking due to the amount of DMOAP added, making it difficult to form dipoles that contribute to electron injection.

架橋ポリエチレンイミン誘導体は、PEI単膜やPEIE単膜とほぼ同等の電子注入性・駆動電圧・駆動安定性を示した。加熱条件の最適化や新規架橋剤を探索することで、塗布型有機EL素子の性能向上が見込めると考えられる。 The crosslinked polyethyleneimine derivative exhibited almost the same electron injection properties, drive voltage, and drive stability as those of the PEI single film and the PEIE single film. By optimizing the heating conditions and searching for new cross-linking agents, it is expected that the performance of coating-type organic EL devices can be improved.

[実施例3]架橋PEIの塗布型有機EL素子への応用
架橋剤にTMPS、TPAPS、及びBTMSEを用いた場合の架橋PEIの電子注入性を検証するために、スピンコートにより、下記の素子構造〔1〕~〔4〕を有する塗布型有機EL素子を作製した。
〔1〕ITO / PEDOT:PSS/ TFB / BCTIC:10wt% Ir(ppy)3 / ZnO / PEIE(20nm) / Al
〔2〕ITO / PEDOT:PSS/ TFB / BCTIC:10wt% Ir(ppy)3 / ZnO / PEIE:10wt%TMPS(20nm) / Al
〔3〕ITO / PEDOT:PSS/ TFB / BCTIC:10wt% Ir(ppy)3 / ZnO / PEIE:10wt%TPAPS(20nm) / Al
〔4〕ITO / PEDOT:PSS/ TFB / BCTIC:10wt% Ir(ppy)3 / ZnO / PEIE:20wt%BTMSE(20nm)/ Al
[Example 3] Application of crosslinked PEI to coating-type organic EL device In order to verify the electron injection property of crosslinked PEI when TMPS, TPAPS, and BTMSE are used as crosslinking agents, the following device structure was formed by spin coating. A coating type organic EL device having [1] to [4] was produced.
[1] ITO/PEDOT: PSS/TFB/BCTIC: 10 wt% Ir(ppy) 3 /ZnO/PEIE (20 nm)/Al
[2] ITO/PEDOT: PSS/TFB/BCTIC: 10 wt% Ir(ppy) 3 /ZnO/PEIE: 10 wt% TMPS (20 nm)/Al
[3] ITO/PEDOT: PSS/TFB/BCTIC: 10 wt% Ir(ppy) 3 /ZnO/PEIE: 10 wt% TPAPS (20 nm)/Al
[4] ITO/PEDOT: PSS/TFB/BCTIC: 10 wt% Ir(ppy) 3 /ZnO/PEIE: 20 wt% BTMSE (20 nm)/Al

TMPS、TPAPS、及びBTMSEを以下に示す。 TMPS, TPAPS, and BTMSE are shown below.

Figure 0007112708000011
デバイス特性を図6に示す。
PEIE単膜よりも、PEIEと架橋剤(TMPS、TPAPS、BTMSE)との架橋PEIEを用いた場合のほうがデバイスが長寿命化することを確認した。
Figure 0007112708000011
Device characteristics are shown in FIG.
It was confirmed that the use of cross-linked PEIE of PEIE and a cross-linking agent (TMPS, TPAPS, BTMSE) prolongs the life of the device, rather than the single PEIE film.

Claims (5)

一対の電極間に、一層または複数層からなる有機薄膜層が挟持された有機EL素子であって、前記有機薄膜層の少なくとも一層が、ポリエチレンイミン誘導体と架橋剤との架橋物からなる不溶化膜であり、
前記ポリエチレンイミン誘導体が下記構造式を有するPEIEであり、
前記架橋剤がシランカップリング剤であることを特徴とする有機EL素子。
Figure 0007112708000012
An organic EL device having one or more organic thin film layers sandwiched between a pair of electrodes, wherein at least one of the organic thin film layers is an insolubilized film made of a crosslinked product of a polyethyleneimine derivative and a crosslinking agent. and
The polyethyleneimine derivative is PEIE having the following structural formula,
An organic EL device, wherein the cross-linking agent is a silane coupling agent .
Figure 0007112708000012
前記シランカップリング剤が、ジメチルオクタデシル[3-(トリメトキシシリル)プロピル]アンモニウムクロリド(DMOAP)、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン(AAPTS)、
(3-ブロモプロピル)トリメトキシシラン(BPTMS)、トリメトキシフェニルシラン(TMPS)、トリメトキシ[3-(フェニルアミノ)プロピル]シラン(TPAPS
)、1,2-ビス(トリメトキシシリル)エタン(BTMSE)、3-(2-アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン(AEAPTMS)またはトリメトキシ[3-(フェニルアミノ)プロピル]シラン(PAPMS)である請求項に記載の有機EL素子。
the silane coupling agent is dimethyloctadecyl[3-(trimethoxysilyl)propyl]ammonium chloride (DMOAP), 3-(2-aminoethylamino)propyltriethoxysilane (AAPTS);
(3-bromopropyl)trimethoxysilane (BPTMS), trimethoxyphenylsilane (TMPS), trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane (TPAPS)
), 1,2-bis(trimethoxysilyl)ethane (BTMSE), 3-(2-aminoethylamino)propyltriethoxysilane (AEAPTMS) or trimethoxy[3-(phenylamino)propyl]silane (PAPMS). The organic EL device according to claim 1 .
前記シランカップリング剤が、分子内にアンモニウムイオンを持つシランカップリング剤であることを特徴とする請求項に記載の有機EL素子。 2. The organic EL element according to claim 1 , wherein said silane coupling agent is a silane coupling agent having an ammonium ion in its molecule. 前記不溶化膜中、架橋剤の含有量が4~10wt%である請求項1~のいずれか一項に記載の有機EL素子。 The organic EL device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the content of the cross-linking agent in the insolubilized film is 4 to 10 wt%. 前記有機薄膜層が電子注入層である請求項1~のいずれか一項に記載の有機EL素子。 5. The organic EL device according to claim 1 , wherein said organic thin film layer is an electron injection layer.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US12281391B2 (en) 2020-09-08 2025-04-22 Nanyang Technological University Surface conditioner for electroless deposition
WO2024063518A1 (en) * 2022-09-20 2024-03-28 주식회사 엘지에너지솔루션 Crosslinked polythiophene compounds, sulfur-carbon complex, lithium-sulfur battery, and method for manufacturing sulfur-carbon complex

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010525613A (en) 2007-04-27 2010-07-22 コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド Organic photovoltaic cell
WO2012005116A1 (en) 2010-07-06 2012-01-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic photoelectric conversion element and method for manufacturing same
JP2013026483A (en) 2011-07-22 2013-02-04 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric conversion element, method for manufacturing the same, and solar cell
WO2013094456A1 (en) 2011-12-22 2013-06-27 コニカミノルタ株式会社 Organic photoelectric conversion element
WO2015166562A1 (en) 2014-04-30 2015-11-05 国立大学法人山形大学 Organic electroluminescent element and method for manufacturing same
US20160035979A1 (en) 2013-04-10 2016-02-04 Postech Academy - Industry Foundation Inverse-structure organic light emitting diode and manufacturing method therefor
JP2017145198A (en) 2016-02-15 2017-08-24 国立大学法人山形大学 Triazine-substituted indolocarbazole derivative, alcohol-insoluble coating film for forming organic electronic device comprising the same, and organic electronic device using the same
CN107546328A (en) 2017-08-03 2018-01-05 湘潭大学 A kind of cathodic modification layer and its preparation method and application

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010525613A (en) 2007-04-27 2010-07-22 コナルカ テクノロジーズ インコーポレイテッド Organic photovoltaic cell
WO2012005116A1 (en) 2010-07-06 2012-01-12 コニカミノルタホールディングス株式会社 Organic photoelectric conversion element and method for manufacturing same
JP2013026483A (en) 2011-07-22 2013-02-04 Konica Minolta Holdings Inc Organic photoelectric conversion element, method for manufacturing the same, and solar cell
WO2013094456A1 (en) 2011-12-22 2013-06-27 コニカミノルタ株式会社 Organic photoelectric conversion element
US20160035979A1 (en) 2013-04-10 2016-02-04 Postech Academy - Industry Foundation Inverse-structure organic light emitting diode and manufacturing method therefor
WO2015166562A1 (en) 2014-04-30 2015-11-05 国立大学法人山形大学 Organic electroluminescent element and method for manufacturing same
JP2017145198A (en) 2016-02-15 2017-08-24 国立大学法人山形大学 Triazine-substituted indolocarbazole derivative, alcohol-insoluble coating film for forming organic electronic device comprising the same, and organic electronic device using the same
CN107546328A (en) 2017-08-03 2018-01-05 湘潭大学 A kind of cathodic modification layer and its preparation method and application

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