金属錯体、発光素子、表示装置
【課題】良好な発光特性を有する金属錯体を提供する。
【解決手段】［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］の組成を有する金属錯体。ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【解決手段】［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］の組成を有する金属錯体。ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光特性を有する金属錯体に関する。また、本発明は、この金属錯体を含む発光層を有する発光素子に関する。また、本発明は、この発光素子を備えてなる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶に代わる発光ディスプレイ（表示装置）として、有機ＥＬ素子が注目を集めている。従来の有機ＥＬ素子では、一重項励起状態からの発光（蛍光）が利用されてきた。この場合には、有機ＥＬ現象の原理から２５％の発光効率が最大となり、非常に発光効率が悪かった。
【０００３】
発光効率を上げる方法として、最近特に注目されているのが三重項励起状態から生じるリン光である（例えば、非特許文献１参照）。
この場合、原理的には１００％の発光効率が可能となる。
【０００４】
ところで、ＰｔIIイオンにジイミン類やターピリジン及びその誘導体が配位した錯体は、ＭＬＣＴ（ｍｅｔａｌ−ｔｏ−ｌｉｇａｎｄ ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｆｅｒの略。金属イオンから配位子への電荷移動）や、ＭＭＬＣＴ（ｍｅｔａｌ−ｍｅｔａｌ−ｔｏ−ｌｉｇａｎｄ ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｆｅｒの略。金属−金属間相互作用により生じたｄσ＊軌道から配位子への電荷移動）に起因した発光を示すものが多く、これらの化合物の光物理性質に興味が持たれている（例えば、非特許文献２参照）。
さらに、複数のＣｕIイオンやＡｕIイオンをピラゾールやその誘導体が架橋した多核錯体が発光することも知られている（例えば、非特許文献３参照）。
従って、分子内にＰｔIIイオンとＣｕＩイオン、ＡｇIイオン、あるいはＡｕIイオンを含み、これらの金属イオンをピラゾールやその誘導体で架橋すると、異種金属イオン間の協奏的効果による発光特性を兼ね備えた新たな分子の創出が期待できる。
【０００５】
このような着想に基づいて新規な金属錯体を開発するにあたり、3,5-ジメチルピラゾラト配位子が２つのＰｄIIイオンと４つのＡｇIイオンを架橋した混合金属錯体[Pd2Ag4(μ-dmpz)8]（非特許文献４参照）が知られているが、この化合物の発光特性については全く報告がない。
【０００６】
また、本発明者らも置換基を持たないピラゾラト配位子を用いてＰｔIIイオンとＡｇIイオンを架橋した混合金属錯体[Pt2Ag4(μ-pz)8]（非特許文献５参照）を既に合成しているが、この化合物は発光を示さない。
【０００７】
【非特許文献１】M. A. Baldo, S. Lamansky, P. E. Burrows, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 1999, 75, 4-6.
【非特許文献２】S.-W. Lai, C.-M. Che, Topics in Current Chemistry, 2004, 241(Transition Metal and Rare Earth Compounds III), 27-63.
【非特許文献３】H. V. R. Dias, H. V. K. Diyabalanage, M. G. Eldabaja, O. Elbjeirami, M. A. Rawashdeh-Omary, M. A. Omary, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 7489-7501.
【非特許文献４】G. A. Ardizzoia, G. La Monica, S. Cenini, M. Moret, N. Masciocchi, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1996, 1351-1357.
【非特許文献５】K. Umakoshi, Y. Yamauchi, K. Nakamiya, T. Kojima, M. Yamasaki, H. Kawano, M. Onishi, Inorg. Chem. 2003, 42, 3907-3916.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、良好な発光特性を有する金属錯体を提供することを目的とする。
また、本発明は、この金属錯体を含む発光層を有する発光素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、この発光素子を備えてなる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第１の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］である。
ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
【００１０】
【化１】
【００１１】
式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００１２】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第２の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
【００１３】
【化２】
【００１４】
式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００１５】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第３の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６（ＬＨ）２］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表し、ＬＨは、下記式（１−１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＬＨは、同一であっても異なっていてもよい。
【００１６】
【化３】
【化４】
【００１７】
式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００１８】
本発明の発光素子は、第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の１種以上を含む発光層を有することを特徴とする。
本発明の表示装置は、前記発光素子を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体によれば、良好な発光特性を有する金属錯体を提供することができる。
【００２０】
本発明の発光素子によれば、発光層が本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の１種以上を含むことにより、発光素子において、発光特性の向上を図ることが可能になる。
本発明の表示装置によれば、上記発光素子を備えて成ることにより、良好な画質で画像表示を行うことができ、信頼性の高い表示装置を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２２】
まず、本発明の第１〜第３の金属錯体について説明する。
本発明の第１の金属錯体は、以下に示す組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］である。
ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、前記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
そして、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００２３】
本発明の第２の金属錯体は、以下に示す組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、前記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
そして、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００２４】
即ち、本発明の第１及び第２の金属錯体は、配位子Ｌを用いて構成され、ＰｔIIイオンと、ＭＩイオン（Ｈ＋，ＡｇＩ，ＡｕＩ，ＣｕＩのいずれか）又はＭ’Ｉイオン（ＡｇＩ，ＡｕＩ，ＣｕＩのいずれか）とを有する多核錯体である。また、本発明の第２の金属錯体は、さらにハロゲン化物イオン（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉのいずれか）を有している。
【００２５】
ピラゾール化合物ＬＨは、基本的に、下記式（１−１）で表される構造であり、Ｒ１及びＲ３が相異なる（Ｒ１≠Ｒ３）構成であり、かつ、これらＲ１及びＲ３がメチル基（−Ｍｅ）、エチル基（−Ｅｔ）、ｉ−プロピル基（−ｉＰｒ）、ｔ−ブチル基（−ｔＢｕ）、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、又はフェニル基（−Ｐｈ）である。また、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基である。
なお、下記式（１−１）は、前記式（１）とは、５員環部分の標記が異なっているが、実質的な構成は同等である。また、ここでは、電荷を持たないピラゾール化合物をＬＨと表し、ピラゾール化合物から水素イオンが解離した一価の陰イオンをＬと表すものとする。
【００２６】
【化５】
【００２７】
このようなピラゾール化合物ＬＨの構造としては、例えば、下記構造が挙げられる。
【００２８】
【化６】
【００２９】
なお、これら１５個の構造では、炭素数がＲ１≦Ｒ３となっているが、炭素数をＲ１≧Ｒ３とした構造も可能である。
【００３０】
本発明の第３の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６（ＬＨ）２］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、前記式（１）で表される構造を表し、ＬＨは、前記式（１−１）で表される構造（ピラゾール化合物）を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＬＨは、同一であっても異なっていてもよい。
そして、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００３１】
即ち、本発明の第３の金属錯体は、配位子Ｌ及びピラゾール化合物ＬＨを用いて構成され、ＰｔIIイオンと、Ｍ’Ｉイオン（ＡｇＩ，ＡｕＩ，ＣｕＩのいずれか１種以上）と、ハロゲン化物イオン（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉのいずれか１種以上）とを有する多核錯体である。
ピラゾール化合物ＬＨは、基本的に、前記式（１−１）の構造であり、Ｒ１及びＲ３が相異なる（Ｒ１≠Ｒ３）構成であり、かつ、これらＲ１及びＲ３がメチル基（−Ｍｅ）、エチル基（−Ｅｔ）、ｉ−プロピル基（−ｉＰｒ）、ｔ−ブチル基（−ｔＢｕ）、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、又はフェニル基（−Ｐｈ）である。また、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基である。
このようなピラゾール化合物ＬＨの構造としては、例えば、前記の１５個の構造が挙げられる。なお、前記１５個の構造では、炭素数がＲ１≦Ｒ３となっていたが、炭素数をＲ１≧Ｒ３とした構造も可能である。
【００３２】
好ましくは、上記本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体において、Ｒ１及びＲ３を、相異なり、かつ、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基及びｔ−ブチル基からそれぞれ選定した構成とする。
さらに好ましくは、Ｒ２を水素原子とする。
好ましくは、上記本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体において、Ｒ３で表される基の炭素数を、前記Ｒ１で表される基の炭素数よりも大きい構成とする。
好ましくは、上記本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体において、Ｒ１がメチル基である構成とする。
強発光性錯体を得るためには、白金原子の配位平面の上部（ｄｚ２軌道が張り出している空間）を、適した大きさの基Ｒ１で覆うことが、混合金属錯体の分子設計上有用である。
【００３３】
次に、本発明の金属錯体の合成方法について説明する。
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体は、ピラゾール化合物（ＬＨ）を原料として使用して、合成することができる。その他の原料としては、例えば、白金錯体［PtCl2(C2H5CN)2］を使用することができる。
【００３４】
まず、本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の合成に用いられるピラゾール化合物（ＬＨ）の合成について説明する。
このピラゾール化合物は、市販の化合物として購入し、使用することができる。また、既知の方法を用いて、又は、既知の方法を組み合わせることによって、合成することができる。
例えば、以下の方法により、ピラゾール化合物を合成することができる。
まず、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７２，１３５２−１３５６（１９５０）に記載の方法により、中間体であるジケトン化合物を得る。
次に、このジケトン化合物と、ヒドラジン又はヒドラジン一水和物とを、Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉｍ．，４５，８７７−８８４（１９２９）、Ｃｈｅｍ．Ａｂｓｔｒ．，２４，７５４１（１９３０）、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，４２，１５，４２５３−４２５７（１９８６）、Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ，５３，１２８５（２０００）に記載の方法等により、反応させることによって、前記式（１−１）で表されるピラゾール化合物を合成することができる。
【００３５】
所望のジケトン化合物の合成法は、上述の合成法に限らず合成することができる。例えば、β−不飽和ケトンの酸化反応や、ケトカルボン酸と、アルキルブロマイドのＧｒｉｇｎａｒｄ試薬との反応によっても合成できる。
【００３６】
また、ピラゾール化合物は、ジケトン化合物を原料とする上述の方法に限らず、Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃｈｅｍ．，３５，１３７７（１９９８）に記載の方法に準じても、合成することができる。
【００３７】
ピラゾール化合物の合成例として、ジケトン化合物（Ａ）から、ピラゾール化合物（Ｂ）を合成する方法について、以下、詳細に説明する。
このときの化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００３８】
【化７】
【００３９】
ジケトン化合物（Ａ）は、市販の化合物を購入し、使用することができる。また、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７２，１３５２−１３５６（１９５０）記載の方法に準じて、水素化ナトリウム等の強塩基存在下、３−メチル−２−ブタノンと酢酸エチルとの縮合反応によって得ることができる。
【００４０】
まず、本発明の第１の金属錯体の一例として、[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の合成方法について説明する。この金属錯体は、本発明の第１の金属錯体において、ＭＩを銀イオンとした構成である。
この金属錯体は、例えば次のようにして、合成することができる。
最初に、白金錯体[PtCl2(C2H5CN)2]とピラゾール化合物（ＬＨ）のiPrMepzHとを反応させて、中間生成物である単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成する。
次に、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2をＫＯＨの存在下で反応させて、中間原料である金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成する。この金属錯体も単核錯体である。
次に、この中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]とＡｇＢＦ４を、トリエチルアミンの存在下で反応させて、金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]を合成する。
なお、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の合成方法、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]の合成方法、金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の合成方法は、それぞれ上述した方法に限定されるものではなく、その他の方法で合成してもよい。
【００４１】
本発明の第２の金属錯体は、本発明の第１の金属錯体の合成方法に準じた方法によって、合成することができる。
例えば、白金錯体[PtX2(C2H5CN)2](X=Cl,Br,I)とピラゾール化合物ＬＨ（iPrMepzH等）とを反応させる。そして、この反応により得られる、白金（II）イオン、ハロゲン化物イオンＸ及び配位子Ｌを含有する金属錯体と、ＡｇＢＦ４とを反応させれば、第２の金属錯体（例えば、[Pt2Ag4(μ-Cl)2(μ-iPrMepz)6]）を合成することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の金属錯体の一例として、[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の合成方法について説明する。この金属錯体は、本発明の第３の金属錯体において、Ｍ’Ｉを金イオンとして、ＸをＣｌ（塩素）としたものである。
この金属錯体は、例えば次のようにして、合成することができる。
前述した第１の金属錯体の合成方法と同様に、中間原料として、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成する。
次に、この中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]とAuCl(tht)を、トリエチルアミンの存在下で反応させて、金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]を合成する。
なお、金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の合成方法は、上述した方法に限定されるものではなく、その他の方法で合成してもよい。
【００４３】
次に、本発明の金属錯体の用途について説明する。
上述の金属錯体は、有機ＥＬ素子等の発光素子の発光層に含有させる発光剤としての用途がある。
なお、上述の金属錯体の用途は、発光剤に限定されない。この他、有機分子やガス分子等のセンサーや制癌剤、或いは、普段は無色透明であるが紫外光照射時のみ発光する塗料等の用途がある。
【００４４】
次に、上述の金属錯体を発光層に含有する発光素子について説明する。
本発明の発光素子の一例の断面図を、図１に示す。
図１に示す発光素子は、ガラス等の透明な基板１の上に、陽極２が形成され、この陽極２の上に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、及び電子注入層７が積層形成され、さらに電子注入層７の上に陰極８が形成された構成である。
即ち、陽極２と陰極８との間に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７の５層が積層形成された、５層型の発光素子となっている。
【００４５】
本発明の発光素子は、上述の５層型の発光素子に限定されない。
この他、５層型の発光素子から電子輸送層を省略した４層型の発光素子であってもよい。また、５層型の発光素子から正孔注入層と電子注入層を省略した３層型の発光素子であってもよい。また、３層型の発光素子の発光層と電子輸送層を兼用して１つの層とする２層型の発光素子であってもよい。また、陽極と陰極の間に発光層のみが形成される単層型であってもよい。
【００４６】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体を有利に適用し得る発光素子は、本質的に、発光能を有する金属錯体を含んでなる発光素子であって、通常、正電圧を印加する陽極と、負電圧を印加する陰極と、陽極から正孔を注入して輸送する正孔注入／輸送層と、陰極から電子を注入して輸送する電子注入／輸送層と、正孔と電子を再結合させ発光を取り出す発光層とを含んでなる積層型発光素子である。
【００４７】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体は、顕著な発光能を有するので、発光素子におけるホスト発光剤として極めて有用である。
さらに、これらの第１の金属錯体、第２の金属錯体及び第３の金属錯体は、正孔注入／輸送層用剤、電子注入／輸送層用剤、さらには、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム等の、８−キノリノール類を配位子とする金属錯体を始めとする他のホスト発光剤に微量ドープしてその発光効率や発光スペクトルを改善するためのゲスト発光剤としても機能する。
従って、本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体及び第３の金属錯体は、これらの材料の単独又は複数が不可欠の要素となる発光素子において、単独で、或いは、ジシアノメチレン（ＤＣＭ）類、クマリン類、ペリレン類、ルブレン類等の他の発光剤や正孔注入／輸送層用剤及び／又は電子注入／輸送層用剤と組み合わせて、極めて有利に用いることができる。
【００４８】
なお、積層型発光素子において、発光剤が正孔注入／輸送能又は電子注入／輸送能を兼備する場合には、それぞれ、正孔注入／輸送層又は電子注入／輸送層を省略することがあり、また、正孔注入／輸送層用剤及び電子注入／輸送層用剤の一方が他方を兼備する場合には、それぞれ、電子注入／輸送層又は正孔注入／輸送層を省略することがある。
【００４９】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体は、単層型発光素子及び積層型発光素子のいずれにも適用可能である。
発光素子の動作は、本質的に、電子及び正孔を電極から注入する過程、電子及び正孔が固体中を移動する過程、電子及び正孔が再結合し、三重項励起子を生成する過程、そして、その励起子が発光する過程からなり、これらの過程は単層型発光素子及び積層型発光素子のいずれにおいても本質的に異なるところがない。
ただし、単層型発光素子においては、発光剤の分子構造を変えることによってのみ上記４過程の特性を改良し得るのに対して、積層型発光素子においては、各過程において要求される機能を複数の材料に分担させると共に、それぞれの材料を独立して最適化することができることから、一般的には、単層型に構成するより積層型に構成する方が所期の性能を達成し易い。
【００５０】
上述の発光素子は、表示装置に用いることができる。即ち、発光素子を構成要素とする表示装置においては、この発光素子の発光層に上述の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体を含有させることができる。
【００５１】
なお、本発明は、上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明に係る実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（合成例）
まず、ナスフラスコに、窒素雰囲気下、５−メチル−２，４−ヘキサンジオン（34.46g,0.269mol）、ジクロロメタン（２０７ｍｌ）を仕込み、室温で溶解した。
次いで、水浴で１０℃に冷却し、この状況下で、ヒドラジン一水和物ＮＨ２ＮＨ２・Ｈ２Ｏ（14.12g,0.282mol）を徐々に滴下した。その後、１０℃で１６時間保温した。
ＴＬＣ（薄層クロマトグラフィー）によって、原料のジケトン化合物が消失したのを確認した後に、ジクロロメタン（５００ｍｌ）を加え、水（３００ｍｌ）で２回洗浄し、分液した。
無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮し、淡黄緑色の粗結晶３６．４６ｇを得た。
さらに、減圧蒸留を２回行い、透明な結晶（３−イソプロピル−５−メチルピラゾール）１９．５２ｇを得た。収率は５８．４％であった。
【００５４】
得られた結晶について、1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより同定を試みた。結果は、以下の通りであった。
1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ／ＣＤＣｌ3）：δ１．２６（ｄ、６Ｈ）、２．２７（ｓ、３Ｈ）、２．９６（ｈｅｐｔ、１Ｈ）、５．８５（ｓ、１Ｈ）、９．５０（ｂｓ、１Ｈ）
【００５５】
また、得られた結晶について、ＬＣ／ＭＳにより質量分析を行った。結果は、次の通りであった。
ＬＣ／ＭＳ：ＡＰＰＩ法（ｐｏｓｉ） [Ｍ＋Ｈ]＋＝１２５
【００５６】
続いて、ピラゾール化合物（ＬＨ）を使用した、第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の合成方法を説明する。
ただし、以下では、iPrMepzHは３−イソプロピル−５−メチルピラゾールを表し、iPrMepzは３−イソプロピル−５−メチルピラゾールから水素イオンが解離した一価の陰イオンを表すものとする。
【００５７】
（実施例１）
中間原料として、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成し、この中間原料を用いて本発明の第１の金属錯体の一種である[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]を合成した。この金属錯体は、本発明の第１の金属錯体において、ＭＩを銀イオンとした構成である。
以下、この金属錯体の合成方法の詳細について説明する。
【００５８】
まず、中間原料である金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成するための中間生成物である単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成した。
具体的には、[PtCl2(C2H5CN)2]（500mg,1.329mmol）を含むトルエン溶液（１０ｍｌ）と、iPrMepzH（660.3mg,5.317mmol）とを混合し、Ａｒ雰囲気下で２時間還流した。さらに、溶液を冷却して、析出した白色固体を濾別し、ヘキサン、エーテルの順で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は３５３ｍｇ（収率３５％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００５９】
【化８】
【００６０】
クロロホルム／アセトニトリルから、白色固体の再結晶を行った。
この白色固体は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００６１】
この中間生成物の白色固体について、元素分析、ＩＲスペクトル及び１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表１に示す。なお、この白色固体を構成する金属錯体（単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2）の組成は、C28H48Cl2N8Ptである。
【００６２】
【表１】
【００６３】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3432(br),3127(w),3065(w),2965(s),2803(w),2679(w),2646(w),2609(w),2528(w),1579(m),1489(w),1370(w),1345(w),1286(m),1173(w),1145(w),1072(w),1002(w),850(w),808(m)
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表２の通りである。
【００６４】
【表２】
【００６５】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=690.4[M-H]+（ここでは、Ｍは錯陽イオン[Pt(iPrMepzH)4]2+を表す）
【００６６】
なお、濾液を濃縮すると、さらに白色固体が得られた。
この白色固体に対して、１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより同定を試みたところ、複雑なスペクトルを示した。このことから、溶解度が高い白色固体は、幾つかの異性体の混合物であると考えられる。
【００６７】
次に、得られた中間生成物[Pt(iPrMepzH)4]Cl2（単核錯体）の構造について説明する。
この中間生成物[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の白色固体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表３に示す。
【００６８】
【表３】
ここで、表中の各項目は、上から、組成、式量、測定温度、測定波長（ＭｏＫα線＝0.7107Å）、晶系、空間群、格子定数（ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ）、格子体積、Ｚ値、密度、線吸収係数、独立な反射の数、データ数とパラメータ数、最終Ｒ値、全反射を用いた場合のＲ値、ＧＯＦ値である。
【００６９】
この単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の分子構造は、図２のＯＲＴＥＰ図に示すように、iPrMepzH配位子が４つ、メチル基に近い方のＮ原子でＰｔ原子に配位した錯陽イオンと２つの塩化物イオンからなっており、塩化物イオンはiPrMepzH配位子のＮＨプロトンと水素結合を形成している。Ｐｔ原子は結晶学的な対称中心上に位置し、分子内の半分の原子が独立である。Ｐｔ−Ｎ距離は、2.008(3)Å及び2.013(2)Åであり、Ｃｌ…Ｎ距離は3.078(3)Å及び3.092(3)Åである。
【００７０】
次に、中間生成物である単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2から、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成した。
具体的には、Ａｒ雰囲気下で、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2(100mg,0.13mmol)を含むメタノール溶液（３０ｍｌ）と、KOH(14.6mg,0.26mmol)を含むメタノール溶液（１０ｍｌ）とを混合し、３時間室温で撹拌した。
その後、生じた白色沈殿を濾別し、メタノール、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は６７ｍｇ（収率７５％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００７１】
【化９】
【００７２】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。
得られた生成物は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００７３】
さらに、元素分析、ＩＲスペクトル及び１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表４に示す。なお、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]の組成は、C28H46N8Ptである。
【００７４】
【表４】
【００７５】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：2962(s),2923(w),2868(w),2605(br),1572(m),1492(w),1420(w),1341(w),1317(w),1284(m),1203(w),1173(w),1067(w),1013(m),889(w),830(w),768(w),724(w),665(w),506(w)
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表５の通りである。
【００７６】
【表５】
【００７７】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=690.4[M+H]+
【００７８】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表６に示す。
【００７９】
【表６】
【００８０】
この金属錯体の分子構造は、図３のＯＲＴＥＰ図に示すように、iPrMepz配位子２つとiPrMepzH配位子２つがＰｔ原子に配位した無電荷の単核錯体であり、[Pt(iPrMepzH)4]Cl2と同様に全ての配位子はメチル基に近い方のＮ原子でＰｔ原子に配位している。Ｐｔ−Ｎ距離は、2.013(4)Å〜2.019(3)Åであり、分子内水素結合に関連したＮ…Ｎ距離は2.685(5)Å及び2.694(5)Åである。
【００８１】
次に、中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]から、本発明の第１の金属錯体の１つである[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]を合成した。
具体的には、Ａｒ雰囲気下で、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2](50mg,0.072mmol)を含むアセトニトリル溶液（３０ｍｌ）とAgBF4(28.2mg,0.145mmol)及びEt3N(20.16μl,0.145mmol)を混合し、室温で３時間撹拌した。
その後、生じた白色沈殿を濾別し、アセトニトリルで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は５６ｍｇ（収率８３％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００８２】
【化１０】
【００８３】
この得られた化合物は、ＵＶ光照射下、固体状態で水色に強く発光した。
【００８４】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。Ｘ線構造解析に適した単結晶は、塩化メチレン／ヘキサンからの再結晶により得られた。
この化合物は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００８５】
さらに、元素分析、ＩＲスペクトル及び１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表７に示す。なお、金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の組成は、C56H88N16Pt2Ag4である。
【００８６】
【表７】
【００８７】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3117(w),2959(s),2922(w),2867(w),1525(s),1427(s),1380(w),1354(s),1296(w),1175(w),1142(m),1104(w),1026(w),981(w),921(w),769(s),710(w),659(w),518(w),398(w)
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表８の通りである。
【００８８】
【表８】
【００８９】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=1806.3[M+]
【００９０】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表９に示す。
【００９１】
【表９】
【００９２】
この金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の分子構造を、図４のＯＲＴＥＰ図に示す。
[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]は、Pt(μ-iPrMepz)4ユニット２つとＡｇＩイオン４つからなる無電荷の六核錯体である。
本錯体においても、[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]と同様に、全ての配位子はメチル基に近い方のＮ原子でＰｔ原子に配位している。また、[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]は、２つのＰｔ原子を通る擬似的な４回回転軸とそれに垂直な２つの擬似的な２回回転軸を有している。[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]におけるＰｔ…Ｐｔ距離は5.1196(6)Å、Ｐｔ…Ａｇ距離は3.415(1)〜3.578(1)Åであり、Ａｇ…Ａｇ距離は3.267(1)〜4.857(1)Åの範囲にある。また、Ｐｔ−Ｎ距離は、2.003(9)〜2.030(9)Åであり、Ａｇ−Ｎ距離は、2.086(10)〜2.110(9)Åの範囲にある。
【００９３】
一方、[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の合成時に、溶解度が高い成分として得られる白色固体を、ＫＯＨで処理すると、固体状態で黄色の発光を示す白色固体が中間錯体として得られる。
この化合物１００ｍｇを含むアセトニトリル溶液（１０ｍｌ）とAgBF4(56.4mg,0.145mmol)及びEt3N(40.3μl,0.29mmol)とを混合し、室温で２時間撹拌した。
その後、生じた白色沈殿を濾別し、アセトニトリルで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は１０１ｍｇであった。
この得られた化合物は、ＵＶ光照射下、固体状態で緑色に強く発光した。
【００９４】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。
この化合物は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００９５】
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトル測定を行ったところ、複雑なスペクトルが得られた。
【００９６】
[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]は、固体状態では４９９ｎｍに発光極大を持つ水色の発光を示し、ジクロロメタン中では５３９ｎｍに発光極大を持つ黄緑色の発光を示す。
また、[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成する際に副生成物として得られる溶解度の高い成分を原料として合成したＰｔ−Ａｇ錯体（以下、「異性体」とする）は、固体状態では５１２ｎｍに発光極大を持つ緑色の発光を示し、ジクロロメタン中では５３９ｎｍに発光極大を持つ黄緑色の発光を示す。
【００９７】
これらの錯体について、固体状態とジクロロメタン中で、発光スペクトル及び発光減衰曲線の測定を行った。そして、測定して得られた発光減衰曲線を、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析した。
ここで、I(t)は、ある時間ｔにおける発光強度、ｔは、時間、τは、発光寿命、Ａは、それぞれの寿命（τ１又はτ２）をもった成分（１又は２）の寄与の割合（A1+A2=1.0）を表す。
この解析結果を、表１０に示す。また、各錯体の固体状態及びジクロロメタン中における発光スペクトルを、図５に示す。
なお、表中のφは、発光量子収率を表す。
【００９８】
【表１０】
【００９９】
表１０より、これらの錯体の発光は、他の類似の錯体と同様に、発光寿命が比較的長いことから、励起三重項状態からの発光であると考えられる。
【０１００】
さらに、実施例１の金属錯体を使用してＥＬ素子を作製し、このＥＬ素子の発光について調べた。
実施例１の金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]をＣＢＰ（4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl）に５ｗｔ％の割合で添加した混合物の、０．８ｗｔ％クロロホルム溶液を調製した。
次に、スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（バイエル社、ＢａｙｔｒｏｎＰ）を用いて、スピンコートにより５０ｎｍの厚みでこの溶液の成膜を行い、ホットプレート上において２００℃で１０分間乾燥した。
次に、先に調製したクロロホルム溶液を使用して、スピンコートにより３５００ｒｐｍの回転速度で成膜した。膜厚は約１００ｎｍであった。
さらに、これを窒素雰囲気中、６０℃で１０分間乾燥した後に、陰極バッファー層としてバリウムを約５ｎｍ、アルミニウムを約１５０ｎｍ蒸着して、ＥＬ素子を作製した。なお、この金属の蒸着の際には、真空度が１×１０−４Ｐａ以下に到達した後に、蒸着を開始した。
得られたＥＬ素子に電圧を印加したところ、波長５１５ｎｍにピークを有するＥＬ発光が得られた。
【０１０１】
上述の実施例では、金属イオンＭＩをＡｇＩとし、ピラゾール化合物ＬＨを３−イソプロピル−５−メチルピラゾール(iPrMepzH)として、本発明の第１の金属錯体を合成した場合であったが、本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体及び第３の金属錯体の範囲内であれば、その他の金属錯体であっても、良好な発光特性が得られる。
【０１０２】
（実施例２）
実施例１でも用いた金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を中間原料として用いて、本発明の第３の金属錯体の一種である[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]を合成した。この金属錯体は、本発明の第３の金属錯体において、Ｍ’Ｉを金イオンとして、ＸをＣｌ（塩素）としたものである。
以下、この金属錯体の合成方法の詳細について説明する。
【０１０３】
まず、実施例１と同様に、中間原料として、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]、即ち、４つの配位子が全てメチル基の隣のＮ原子で配位した単核錯体を合成した。
次に、この中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]から、本発明の第３の金属錯体の１つである[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]を合成した。
具体的には、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2](50mg,0.072mmol)を、アセトニトリル（１０ｍｌ）に懸濁させた。この懸濁液に、AuCl(tht)(46.5mg,0.145mmol)のアセトニトリル溶液（１０ｍｌ）とEt3N(20.16μl,0.145mmol)を加え、Ａｒ雰囲気下で、室温で４時間撹拌した。
その後、生成した白色固体を濾別し、アセトニトリルで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は６０．５ｍｇであった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【０１０４】
【化１１】
【０１０５】
この得られた化合物は、ＵＶ光を照射すると、黄色の発光を示した。
【０１０６】
この化合物にCHCl3またはCH2Cl2を加えると、一旦懸濁するが、５分程度放置すると、薄い紫色の透明な溶液となる。CHCl3またはCH2Cl2から再結晶を行った化合物は、ＵＶ光照射下、弱い白橙色の発光を示した。
この化合物の溶媒への溶解性は、クロロホルム、塩化メチレンに可溶であり、トルエン、ベンゼン、アセトン、エーテル、メタノール、アセトニトリル、ヘキサンに難溶であった。
【０１０７】
生成物の白色固体について、ＩＲスペクトル、元素分析、１Ｈ ＮＭＲスペクトル及びＦＡＢ−ＭＳにより、生成物の同定を行った。
【０１０８】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3424(br),3114(w),2961(s),2925(m),2868(m),2364(w),1569(m),1531(s),1459(m),1428(s),1362(s),1300(w),1274(w),1147(m),1106(w),1063(m),1036(w),773(m),711(w),661(w),500(w),425(w)
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表１１に示す。なお、金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の組成は、C56H90Au4Cl2N16Pt2である。
【０１０９】
【表１１】
【０１１０】
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表１２の通りである。
【０１１１】
【表１２】
【０１１２】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=2236.04[M+]
【０１１３】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表１３に示す。
【０１１４】
【表１３】
ここで、表中の各項目は、上から、組成、式量、測定温度、測定波長（ＭｏＫα線＝0.7107Å）、晶系、空間群、格子定数（ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ）、格子体積、Ｚ値、密度、線吸収係数、独立な反射の数、データ数とパラメータ数、最終Ｒ値、全反射を用いた場合のＲ値、ＧＯＦ値である。
【０１１５】
この金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の分子構造を、図６のＯＲＴＥＰ図に示す。
[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]は、２つのＰｔIIイオン、４つのＡｕIイオン、２つの塩化物イオン、６つのiPrMepz、及び２つのiPrMepzHからなる六核錯体である。
各々のＰｔ原子には、すべての配位子がメチル基の隣のＮ原子で配位している。
各Ｐｔ原子に配位した３つのiPrMepzのうち、それぞれ２つのiPrMepzがＰｔ原子とＡｕ原子を架橋して二量体構造を形成しており、残りの１つのiPrMepzはＰｔ原子とＡｕＣｌユニットを架橋している。
また、各々のＰｔ原子の残りの配位座には、iPrMepzHが配位している。
Ｐｔ…Ｐｔ軸に垂直に、Ａｕ…Ａｕ軸の中点を通る結晶学的な２回回転軸が存在し、Ｐｔ…Ｐｔ距離は5.455(1)Å、Ａｕ…Ａｕ距離は3.226(1)Åであり、Ｐｔ…Ａｕ距離は3.480(1)〜3.7103(9)Åの範囲にある。また、Ａｕ−Ｃｌ距離は2.221(5)Åであり、Ｐｔ−Ｎ距離は1.99(1)〜2.08(1)Å、Ａｕ−Ｎ距離は、2.01(1)〜2.02(1)Åの範囲にある。
【０１１６】
（実施例３）
中間原料として、単核錯体である金属錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を用いて、本発明の第１の金属錯体の一種である[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]を合成した。この金属錯体は、本発明の第１の金属錯体において、ＭＩを水素イオンとした構成である。
以下、この金属錯体の合成方法の詳細について説明する。
【０１１７】
まず、実施例１と同様にして、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成した。
この単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の合成において、全てのiPrMepzHがメチル基の隣のＮ原子でＰｔ原子に配位した構造を有する金属錯体を濾別した後、その濾液をさらに濃縮すると、溶解度の異なる幾何異性体が得られる。
この幾何異性体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2(1000mg,1.3mmol)を含むメタノール溶液５ｍｌとKOH(146mg,2.6mmol)を含むメタノール溶液（１０ｍｌ）を混合し、Ａｒ雰囲気下で、室温で２４時間撹拌した。
その後、生成した白色沈殿を濾別し、メタノール、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は、２２５ｍｇ（収率２２．５％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【０１１８】
【化１２】
【０１１９】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。
得られた化合物の溶媒への溶解性は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼンに可溶であり、エーテル、ヘキサンに微溶であり、メタノール、アセトニトリル、アセトンに難溶であった。
【０１２０】
さらに、得られた生成物について、ＩＲスペクトル、元素分析、１Ｈ ＮＭＲスペクトル及びＦＡＢ−ＭＳにより、生成物の同定を行った。
【０１２１】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3108(w),2960(s),2925(s),2867(m),2476(br),1874(br),1576(w),1528(w),1430(w),1380(m),1359(w),1288(w),1143(w),1104(m),1057(w),1035(w),984(w),924(w),891(w),773(w),713(w),660(w),501(w),415(w)
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表１４に示す。なお、金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の組成は、C56H92N16Pt2である。
【０１２２】
【表１４】
【０１２３】
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表１５の通りである。
【０１２４】
【表１５】
【０１２５】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=1377.7[M+]
【０１２６】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表１６に示す。
【０１２７】
【表１６】
ここで、表中の各項目は、上から、組成、式量、測定温度、測定波長（ＭｏＫα線＝0.7107Å）、晶系、空間群、格子定数（ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ）、格子体積、Ｚ値、密度、線吸収係数、独立な反射の数、データ数とパラメータ数、最終Ｒ値、全反射を用いた場合のＲ値、ＧＯＦ値である。
【０１２８】
この金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の分子構造を、図７のＯＲＴＥＰ図に示す。
[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]は、Ｐｔ原子にiPrMepzとiPrMepzHがそれぞれ２つずつ配位した単核錯体{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}２分子が、互いの分子のiPrMepzとiPrMepzHの間でＮ−Ｈ…Ｎ水素結合を形成することにより、２量化した構造をとっている。
各々のＰｔ原子には、メチル基の隣のＮ原子で配位しているiPrMepzHと、イソプロピル基の隣のＮ原子で配位したiPrMepzHが、それぞれｃｉｓ配置を取っている。Ｐｔ…Ｐｔ軸に垂直に結晶学的な２回回転軸が存在し、二量体内のＰｔ…Ｐｔ距離は3.7306(3)Åである。
【０１２９】
また、この金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の固体状態の発光スペクトルを、図８に示す。
図８に示すように、金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]は、固体状態では、５６７ｎｍに発光極大をもつ、黄色の発光を示した。
また、固体状態の発光量子収率は、Φ＝０．０６であった。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
以上の通り、本発明に係る金属錯体は、発光素子、表示装置等の製造に有用な材料として、産業上の利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の発光素子の一例を示す断面図である。
【図２】[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図３】[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図４】[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図５】[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]及び異性体の発光スペクトルである。
【図６】[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図７】[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図８】[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の固体状態の発光スペクトルである。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 基板、２ 陽極、３ 正孔注入層、４ 正孔輸送層、５ 発光層、６ 電子輸送層、７ 電子注入層、８ 陰極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光特性を有する金属錯体に関する。また、本発明は、この金属錯体を含む発光層を有する発光素子に関する。また、本発明は、この発光素子を備えてなる表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、液晶に代わる発光ディスプレイ（表示装置）として、有機ＥＬ素子が注目を集めている。従来の有機ＥＬ素子では、一重項励起状態からの発光（蛍光）が利用されてきた。この場合には、有機ＥＬ現象の原理から２５％の発光効率が最大となり、非常に発光効率が悪かった。
【０００３】
発光効率を上げる方法として、最近特に注目されているのが三重項励起状態から生じるリン光である（例えば、非特許文献１参照）。
この場合、原理的には１００％の発光効率が可能となる。
【０００４】
ところで、ＰｔIIイオンにジイミン類やターピリジン及びその誘導体が配位した錯体は、ＭＬＣＴ（ｍｅｔａｌ−ｔｏ−ｌｉｇａｎｄ ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｆｅｒの略。金属イオンから配位子への電荷移動）や、ＭＭＬＣＴ（ｍｅｔａｌ−ｍｅｔａｌ−ｔｏ−ｌｉｇａｎｄ ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｆｅｒの略。金属−金属間相互作用により生じたｄσ＊軌道から配位子への電荷移動）に起因した発光を示すものが多く、これらの化合物の光物理性質に興味が持たれている（例えば、非特許文献２参照）。
さらに、複数のＣｕIイオンやＡｕIイオンをピラゾールやその誘導体が架橋した多核錯体が発光することも知られている（例えば、非特許文献３参照）。
従って、分子内にＰｔIIイオンとＣｕＩイオン、ＡｇIイオン、あるいはＡｕIイオンを含み、これらの金属イオンをピラゾールやその誘導体で架橋すると、異種金属イオン間の協奏的効果による発光特性を兼ね備えた新たな分子の創出が期待できる。
【０００５】
このような着想に基づいて新規な金属錯体を開発するにあたり、3,5-ジメチルピラゾラト配位子が２つのＰｄIIイオンと４つのＡｇIイオンを架橋した混合金属錯体[Pd2Ag4(μ-dmpz)8]（非特許文献４参照）が知られているが、この化合物の発光特性については全く報告がない。
【０００６】
また、本発明者らも置換基を持たないピラゾラト配位子を用いてＰｔIIイオンとＡｇIイオンを架橋した混合金属錯体[Pt2Ag4(μ-pz)8]（非特許文献５参照）を既に合成しているが、この化合物は発光を示さない。
【０００７】
【非特許文献１】M. A. Baldo, S. Lamansky, P. E. Burrows, M. E. Thompson, S. R. Forrest, Appl. Phys. Lett., 1999, 75, 4-6.
【非特許文献２】S.-W. Lai, C.-M. Che, Topics in Current Chemistry, 2004, 241(Transition Metal and Rare Earth Compounds III), 27-63.
【非特許文献３】H. V. R. Dias, H. V. K. Diyabalanage, M. G. Eldabaja, O. Elbjeirami, M. A. Rawashdeh-Omary, M. A. Omary, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 7489-7501.
【非特許文献４】G. A. Ardizzoia, G. La Monica, S. Cenini, M. Moret, N. Masciocchi, J. Chem. Soc., Dalton Trans. 1996, 1351-1357.
【非特許文献５】K. Umakoshi, Y. Yamauchi, K. Nakamiya, T. Kojima, M. Yamasaki, H. Kawano, M. Onishi, Inorg. Chem. 2003, 42, 3907-3916.
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、良好な発光特性を有する金属錯体を提供することを目的とする。
また、本発明は、この金属錯体を含む発光層を有する発光素子を提供することを目的とする。
また、本発明は、この発光素子を備えてなる表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第１の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］である。
ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
【００１０】
【化１】
【００１１】
式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００１２】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第２の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
【００１３】
【化２】
【００１４】
式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００１５】
上記課題を解決し、本発明の目的を達成するため、本発明の第３の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６（ＬＨ）２］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表し、ＬＨは、下記式（１−１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＬＨは、同一であっても異なっていてもよい。
【００１６】
【化３】
【化４】
【００１７】
式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００１８】
本発明の発光素子は、第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の１種以上を含む発光層を有することを特徴とする。
本発明の表示装置は、前記発光素子を備えてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体によれば、良好な発光特性を有する金属錯体を提供することができる。
【００２０】
本発明の発光素子によれば、発光層が本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の１種以上を含むことにより、発光素子において、発光特性の向上を図ることが可能になる。
本発明の表示装置によれば、上記発光素子を備えて成ることにより、良好な画質で画像表示を行うことができ、信頼性の高い表示装置を実現することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２２】
まず、本発明の第１〜第３の金属錯体について説明する。
本発明の第１の金属錯体は、以下に示す組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］である。
ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、前記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
そして、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００２３】
本発明の第２の金属錯体は、以下に示す組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、前記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。
そして、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００２４】
即ち、本発明の第１及び第２の金属錯体は、配位子Ｌを用いて構成され、ＰｔIIイオンと、ＭＩイオン（Ｈ＋，ＡｇＩ，ＡｕＩ，ＣｕＩのいずれか）又はＭ’Ｉイオン（ＡｇＩ，ＡｕＩ，ＣｕＩのいずれか）とを有する多核錯体である。また、本発明の第２の金属錯体は、さらにハロゲン化物イオン（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉのいずれか）を有している。
【００２５】
ピラゾール化合物ＬＨは、基本的に、下記式（１−１）で表される構造であり、Ｒ１及びＲ３が相異なる（Ｒ１≠Ｒ３）構成であり、かつ、これらＲ１及びＲ３がメチル基（−Ｍｅ）、エチル基（−Ｅｔ）、ｉ−プロピル基（−ｉＰｒ）、ｔ−ブチル基（−ｔＢｕ）、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、又はフェニル基（−Ｐｈ）である。また、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基である。
なお、下記式（１−１）は、前記式（１）とは、５員環部分の標記が異なっているが、実質的な構成は同等である。また、ここでは、電荷を持たないピラゾール化合物をＬＨと表し、ピラゾール化合物から水素イオンが解離した一価の陰イオンをＬと表すものとする。
【００２６】
【化５】
【００２７】
このようなピラゾール化合物ＬＨの構造としては、例えば、下記構造が挙げられる。
【００２８】
【化６】
【００２９】
なお、これら１５個の構造では、炭素数がＲ１≦Ｒ３となっているが、炭素数をＲ１≧Ｒ３とした構造も可能である。
【００３０】
本発明の第３の金属錯体は、以下の組成を含んでいる。
組成は、［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６（ＬＨ）２］である。
Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、前記式（１）で表される構造を表し、ＬＨは、前記式（１−１）で表される構造（ピラゾール化合物）を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＬＨは、同一であっても異なっていてもよい。
そして、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。
【００３１】
即ち、本発明の第３の金属錯体は、配位子Ｌ及びピラゾール化合物ＬＨを用いて構成され、ＰｔIIイオンと、Ｍ’Ｉイオン（ＡｇＩ，ＡｕＩ，ＣｕＩのいずれか１種以上）と、ハロゲン化物イオン（Ｘ＝Ｃｌ，Ｂｒ，Ｉのいずれか１種以上）とを有する多核錯体である。
ピラゾール化合物ＬＨは、基本的に、前記式（１−１）の構造であり、Ｒ１及びＲ３が相異なる（Ｒ１≠Ｒ３）構成であり、かつ、これらＲ１及びＲ３がメチル基（−Ｍｅ）、エチル基（−Ｅｔ）、ｉ−プロピル基（−ｉＰｒ）、ｔ−ブチル基（−ｔＢｕ）、トリフルオロメチル基（−ＣＦ３）、又はフェニル基（−Ｐｈ）である。また、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基である。
このようなピラゾール化合物ＬＨの構造としては、例えば、前記の１５個の構造が挙げられる。なお、前記１５個の構造では、炭素数がＲ１≦Ｒ３となっていたが、炭素数をＲ１≧Ｒ３とした構造も可能である。
【００３２】
好ましくは、上記本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体において、Ｒ１及びＲ３を、相異なり、かつ、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基及びｔ−ブチル基からそれぞれ選定した構成とする。
さらに好ましくは、Ｒ２を水素原子とする。
好ましくは、上記本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体において、Ｒ３で表される基の炭素数を、前記Ｒ１で表される基の炭素数よりも大きい構成とする。
好ましくは、上記本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体において、Ｒ１がメチル基である構成とする。
強発光性錯体を得るためには、白金原子の配位平面の上部（ｄｚ２軌道が張り出している空間）を、適した大きさの基Ｒ１で覆うことが、混合金属錯体の分子設計上有用である。
【００３３】
次に、本発明の金属錯体の合成方法について説明する。
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体は、ピラゾール化合物（ＬＨ）を原料として使用して、合成することができる。その他の原料としては、例えば、白金錯体［PtCl2(C2H5CN)2］を使用することができる。
【００３４】
まず、本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の合成に用いられるピラゾール化合物（ＬＨ）の合成について説明する。
このピラゾール化合物は、市販の化合物として購入し、使用することができる。また、既知の方法を用いて、又は、既知の方法を組み合わせることによって、合成することができる。
例えば、以下の方法により、ピラゾール化合物を合成することができる。
まず、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７２，１３５２−１３５６（１９５０）に記載の方法により、中間体であるジケトン化合物を得る。
次に、このジケトン化合物と、ヒドラジン又はヒドラジン一水和物とを、Ｂｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｉｍ．，４５，８７７−８８４（１９２９）、Ｃｈｅｍ．Ａｂｓｔｒ．，２４，７５４１（１９３０）、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ，４２，１５，４２５３−４２５７（１９８６）、Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｅｓ，５３，１２８５（２０００）に記載の方法等により、反応させることによって、前記式（１−１）で表されるピラゾール化合物を合成することができる。
【００３５】
所望のジケトン化合物の合成法は、上述の合成法に限らず合成することができる。例えば、β−不飽和ケトンの酸化反応や、ケトカルボン酸と、アルキルブロマイドのＧｒｉｇｎａｒｄ試薬との反応によっても合成できる。
【００３６】
また、ピラゾール化合物は、ジケトン化合物を原料とする上述の方法に限らず、Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃｈｅｍ．，３５，１３７７（１９９８）に記載の方法に準じても、合成することができる。
【００３７】
ピラゾール化合物の合成例として、ジケトン化合物（Ａ）から、ピラゾール化合物（Ｂ）を合成する方法について、以下、詳細に説明する。
このときの化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００３８】
【化７】
【００３９】
ジケトン化合物（Ａ）は、市販の化合物を購入し、使用することができる。また、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７２，１３５２−１３５６（１９５０）記載の方法に準じて、水素化ナトリウム等の強塩基存在下、３−メチル−２−ブタノンと酢酸エチルとの縮合反応によって得ることができる。
【００４０】
まず、本発明の第１の金属錯体の一例として、[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の合成方法について説明する。この金属錯体は、本発明の第１の金属錯体において、ＭＩを銀イオンとした構成である。
この金属錯体は、例えば次のようにして、合成することができる。
最初に、白金錯体[PtCl2(C2H5CN)2]とピラゾール化合物（ＬＨ）のiPrMepzHとを反応させて、中間生成物である単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成する。
次に、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2をＫＯＨの存在下で反応させて、中間原料である金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成する。この金属錯体も単核錯体である。
次に、この中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]とＡｇＢＦ４を、トリエチルアミンの存在下で反応させて、金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]を合成する。
なお、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の合成方法、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]の合成方法、金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の合成方法は、それぞれ上述した方法に限定されるものではなく、その他の方法で合成してもよい。
【００４１】
本発明の第２の金属錯体は、本発明の第１の金属錯体の合成方法に準じた方法によって、合成することができる。
例えば、白金錯体[PtX2(C2H5CN)2](X=Cl,Br,I)とピラゾール化合物ＬＨ（iPrMepzH等）とを反応させる。そして、この反応により得られる、白金（II）イオン、ハロゲン化物イオンＸ及び配位子Ｌを含有する金属錯体と、ＡｇＢＦ４とを反応させれば、第２の金属錯体（例えば、[Pt2Ag4(μ-Cl)2(μ-iPrMepz)6]）を合成することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３の金属錯体の一例として、[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の合成方法について説明する。この金属錯体は、本発明の第３の金属錯体において、Ｍ’Ｉを金イオンとして、ＸをＣｌ（塩素）としたものである。
この金属錯体は、例えば次のようにして、合成することができる。
前述した第１の金属錯体の合成方法と同様に、中間原料として、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成する。
次に、この中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]とAuCl(tht)を、トリエチルアミンの存在下で反応させて、金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]を合成する。
なお、金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の合成方法は、上述した方法に限定されるものではなく、その他の方法で合成してもよい。
【００４３】
次に、本発明の金属錯体の用途について説明する。
上述の金属錯体は、有機ＥＬ素子等の発光素子の発光層に含有させる発光剤としての用途がある。
なお、上述の金属錯体の用途は、発光剤に限定されない。この他、有機分子やガス分子等のセンサーや制癌剤、或いは、普段は無色透明であるが紫外光照射時のみ発光する塗料等の用途がある。
【００４４】
次に、上述の金属錯体を発光層に含有する発光素子について説明する。
本発明の発光素子の一例の断面図を、図１に示す。
図１に示す発光素子は、ガラス等の透明な基板１の上に、陽極２が形成され、この陽極２の上に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、及び電子注入層７が積層形成され、さらに電子注入層７の上に陰極８が形成された構成である。
即ち、陽極２と陰極８との間に、正孔注入層３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、電子注入層７の５層が積層形成された、５層型の発光素子となっている。
【００４５】
本発明の発光素子は、上述の５層型の発光素子に限定されない。
この他、５層型の発光素子から電子輸送層を省略した４層型の発光素子であってもよい。また、５層型の発光素子から正孔注入層と電子注入層を省略した３層型の発光素子であってもよい。また、３層型の発光素子の発光層と電子輸送層を兼用して１つの層とする２層型の発光素子であってもよい。また、陽極と陰極の間に発光層のみが形成される単層型であってもよい。
【００４６】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体を有利に適用し得る発光素子は、本質的に、発光能を有する金属錯体を含んでなる発光素子であって、通常、正電圧を印加する陽極と、負電圧を印加する陰極と、陽極から正孔を注入して輸送する正孔注入／輸送層と、陰極から電子を注入して輸送する電子注入／輸送層と、正孔と電子を再結合させ発光を取り出す発光層とを含んでなる積層型発光素子である。
【００４７】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体は、顕著な発光能を有するので、発光素子におけるホスト発光剤として極めて有用である。
さらに、これらの第１の金属錯体、第２の金属錯体及び第３の金属錯体は、正孔注入／輸送層用剤、電子注入／輸送層用剤、さらには、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム等の、８−キノリノール類を配位子とする金属錯体を始めとする他のホスト発光剤に微量ドープしてその発光効率や発光スペクトルを改善するためのゲスト発光剤としても機能する。
従って、本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体及び第３の金属錯体は、これらの材料の単独又は複数が不可欠の要素となる発光素子において、単独で、或いは、ジシアノメチレン（ＤＣＭ）類、クマリン類、ペリレン類、ルブレン類等の他の発光剤や正孔注入／輸送層用剤及び／又は電子注入／輸送層用剤と組み合わせて、極めて有利に用いることができる。
【００４８】
なお、積層型発光素子において、発光剤が正孔注入／輸送能又は電子注入／輸送能を兼備する場合には、それぞれ、正孔注入／輸送層又は電子注入／輸送層を省略することがあり、また、正孔注入／輸送層用剤及び電子注入／輸送層用剤の一方が他方を兼備する場合には、それぞれ、電子注入／輸送層又は正孔注入／輸送層を省略することがある。
【００４９】
本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体は、単層型発光素子及び積層型発光素子のいずれにも適用可能である。
発光素子の動作は、本質的に、電子及び正孔を電極から注入する過程、電子及び正孔が固体中を移動する過程、電子及び正孔が再結合し、三重項励起子を生成する過程、そして、その励起子が発光する過程からなり、これらの過程は単層型発光素子及び積層型発光素子のいずれにおいても本質的に異なるところがない。
ただし、単層型発光素子においては、発光剤の分子構造を変えることによってのみ上記４過程の特性を改良し得るのに対して、積層型発光素子においては、各過程において要求される機能を複数の材料に分担させると共に、それぞれの材料を独立して最適化することができることから、一般的には、単層型に構成するより積層型に構成する方が所期の性能を達成し易い。
【００５０】
上述の発光素子は、表示装置に用いることができる。即ち、発光素子を構成要素とする表示装置においては、この発光素子の発光層に上述の第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体を含有させることができる。
【００５１】
なお、本発明は、上述の発明を実施するための最良の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【実施例】
【００５２】
次に、本発明に係る実施例について具体的に説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定されるものではない。
【００５３】
（合成例）
まず、ナスフラスコに、窒素雰囲気下、５−メチル−２，４−ヘキサンジオン（34.46g,0.269mol）、ジクロロメタン（２０７ｍｌ）を仕込み、室温で溶解した。
次いで、水浴で１０℃に冷却し、この状況下で、ヒドラジン一水和物ＮＨ２ＮＨ２・Ｈ２Ｏ（14.12g,0.282mol）を徐々に滴下した。その後、１０℃で１６時間保温した。
ＴＬＣ（薄層クロマトグラフィー）によって、原料のジケトン化合物が消失したのを確認した後に、ジクロロメタン（５００ｍｌ）を加え、水（３００ｍｌ）で２回洗浄し、分液した。
無水硫酸ナトリウムで乾燥後、濃縮し、淡黄緑色の粗結晶３６．４６ｇを得た。
さらに、減圧蒸留を２回行い、透明な結晶（３−イソプロピル−５−メチルピラゾール）１９．５２ｇを得た。収率は５８．４％であった。
【００５４】
得られた結晶について、1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより同定を試みた。結果は、以下の通りであった。
1Ｈ ＮＭＲ（４００ＭＨｚ／ＣＤＣｌ3）：δ１．２６（ｄ、６Ｈ）、２．２７（ｓ、３Ｈ）、２．９６（ｈｅｐｔ、１Ｈ）、５．８５（ｓ、１Ｈ）、９．５０（ｂｓ、１Ｈ）
【００５５】
また、得られた結晶について、ＬＣ／ＭＳにより質量分析を行った。結果は、次の通りであった。
ＬＣ／ＭＳ：ＡＰＰＩ法（ｐｏｓｉ） [Ｍ＋Ｈ]＋＝１２５
【００５６】
続いて、ピラゾール化合物（ＬＨ）を使用した、第１の金属錯体、第２の金属錯体、第３の金属錯体の合成方法を説明する。
ただし、以下では、iPrMepzHは３−イソプロピル−５−メチルピラゾールを表し、iPrMepzは３−イソプロピル−５−メチルピラゾールから水素イオンが解離した一価の陰イオンを表すものとする。
【００５７】
（実施例１）
中間原料として、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成し、この中間原料を用いて本発明の第１の金属錯体の一種である[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]を合成した。この金属錯体は、本発明の第１の金属錯体において、ＭＩを銀イオンとした構成である。
以下、この金属錯体の合成方法の詳細について説明する。
【００５８】
まず、中間原料である金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成するための中間生成物である単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成した。
具体的には、[PtCl2(C2H5CN)2]（500mg,1.329mmol）を含むトルエン溶液（１０ｍｌ）と、iPrMepzH（660.3mg,5.317mmol）とを混合し、Ａｒ雰囲気下で２時間還流した。さらに、溶液を冷却して、析出した白色固体を濾別し、ヘキサン、エーテルの順で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は３５３ｍｇ（収率３５％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００５９】
【化８】
【００６０】
クロロホルム／アセトニトリルから、白色固体の再結晶を行った。
この白色固体は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００６１】
この中間生成物の白色固体について、元素分析、ＩＲスペクトル及び１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表１に示す。なお、この白色固体を構成する金属錯体（単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2）の組成は、C28H48Cl2N8Ptである。
【００６２】
【表１】
【００６３】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3432(br),3127(w),3065(w),2965(s),2803(w),2679(w),2646(w),2609(w),2528(w),1579(m),1489(w),1370(w),1345(w),1286(m),1173(w),1145(w),1072(w),1002(w),850(w),808(m)
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表２の通りである。
【００６４】
【表２】
【００６５】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=690.4[M-H]+（ここでは、Ｍは錯陽イオン[Pt(iPrMepzH)4]2+を表す）
【００６６】
なお、濾液を濃縮すると、さらに白色固体が得られた。
この白色固体に対して、１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより同定を試みたところ、複雑なスペクトルを示した。このことから、溶解度が高い白色固体は、幾つかの異性体の混合物であると考えられる。
【００６７】
次に、得られた中間生成物[Pt(iPrMepzH)4]Cl2（単核錯体）の構造について説明する。
この中間生成物[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の白色固体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表３に示す。
【００６８】
【表３】
ここで、表中の各項目は、上から、組成、式量、測定温度、測定波長（ＭｏＫα線＝0.7107Å）、晶系、空間群、格子定数（ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ）、格子体積、Ｚ値、密度、線吸収係数、独立な反射の数、データ数とパラメータ数、最終Ｒ値、全反射を用いた場合のＲ値、ＧＯＦ値である。
【００６９】
この単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の分子構造は、図２のＯＲＴＥＰ図に示すように、iPrMepzH配位子が４つ、メチル基に近い方のＮ原子でＰｔ原子に配位した錯陽イオンと２つの塩化物イオンからなっており、塩化物イオンはiPrMepzH配位子のＮＨプロトンと水素結合を形成している。Ｐｔ原子は結晶学的な対称中心上に位置し、分子内の半分の原子が独立である。Ｐｔ−Ｎ距離は、2.008(3)Å及び2.013(2)Åであり、Ｃｌ…Ｎ距離は3.078(3)Å及び3.092(3)Åである。
【００７０】
次に、中間生成物である単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2から、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を合成した。
具体的には、Ａｒ雰囲気下で、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2(100mg,0.13mmol)を含むメタノール溶液（３０ｍｌ）と、KOH(14.6mg,0.26mmol)を含むメタノール溶液（１０ｍｌ）とを混合し、３時間室温で撹拌した。
その後、生じた白色沈殿を濾別し、メタノール、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は６７ｍｇ（収率７５％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００７１】
【化９】
【００７２】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。
得られた生成物は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００７３】
さらに、元素分析、ＩＲスペクトル及び１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表４に示す。なお、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]の組成は、C28H46N8Ptである。
【００７４】
【表４】
【００７５】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：2962(s),2923(w),2868(w),2605(br),1572(m),1492(w),1420(w),1341(w),1317(w),1284(m),1203(w),1173(w),1067(w),1013(m),889(w),830(w),768(w),724(w),665(w),506(w)
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表５の通りである。
【００７６】
【表５】
【００７７】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=690.4[M+H]+
【００７８】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表６に示す。
【００７９】
【表６】
【００８０】
この金属錯体の分子構造は、図３のＯＲＴＥＰ図に示すように、iPrMepz配位子２つとiPrMepzH配位子２つがＰｔ原子に配位した無電荷の単核錯体であり、[Pt(iPrMepzH)4]Cl2と同様に全ての配位子はメチル基に近い方のＮ原子でＰｔ原子に配位している。Ｐｔ−Ｎ距離は、2.013(4)Å〜2.019(3)Åであり、分子内水素結合に関連したＮ…Ｎ距離は2.685(5)Å及び2.694(5)Åである。
【００８１】
次に、中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]から、本発明の第１の金属錯体の１つである[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]を合成した。
具体的には、Ａｒ雰囲気下で、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2](50mg,0.072mmol)を含むアセトニトリル溶液（３０ｍｌ）とAgBF4(28.2mg,0.145mmol)及びEt3N(20.16μl,0.145mmol)を混合し、室温で３時間撹拌した。
その後、生じた白色沈殿を濾別し、アセトニトリルで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は５６ｍｇ（収率８３％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【００８２】
【化１０】
【００８３】
この得られた化合物は、ＵＶ光照射下、固体状態で水色に強く発光した。
【００８４】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。Ｘ線構造解析に適した単結晶は、塩化メチレン／ヘキサンからの再結晶により得られた。
この化合物は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００８５】
さらに、元素分析、ＩＲスペクトル及び１Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表７に示す。なお、金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の組成は、C56H88N16Pt2Ag4である。
【００８６】
【表７】
【００８７】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3117(w),2959(s),2922(w),2867(w),1525(s),1427(s),1380(w),1354(s),1296(w),1175(w),1142(m),1104(w),1026(w),981(w),921(w),769(s),710(w),659(w),518(w),398(w)
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表８の通りである。
【００８８】
【表８】
【００８９】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=1806.3[M+]
【００９０】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表９に示す。
【００９１】
【表９】
【００９２】
この金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の分子構造を、図４のＯＲＴＥＰ図に示す。
[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]は、Pt(μ-iPrMepz)4ユニット２つとＡｇＩイオン４つからなる無電荷の六核錯体である。
本錯体においても、[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]と同様に、全ての配位子はメチル基に近い方のＮ原子でＰｔ原子に配位している。また、[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]は、２つのＰｔ原子を通る擬似的な４回回転軸とそれに垂直な２つの擬似的な２回回転軸を有している。[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]におけるＰｔ…Ｐｔ距離は5.1196(6)Å、Ｐｔ…Ａｇ距離は3.415(1)〜3.578(1)Åであり、Ａｇ…Ａｇ距離は3.267(1)〜4.857(1)Åの範囲にある。また、Ｐｔ−Ｎ距離は、2.003(9)〜2.030(9)Åであり、Ａｇ−Ｎ距離は、2.086(10)〜2.110(9)Åの範囲にある。
【００９３】
一方、[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の合成時に、溶解度が高い成分として得られる白色固体を、ＫＯＨで処理すると、固体状態で黄色の発光を示す白色固体が中間錯体として得られる。
この化合物１００ｍｇを含むアセトニトリル溶液（１０ｍｌ）とAgBF4(56.4mg,0.145mmol)及びEt3N(40.3μl,0.29mmol)とを混合し、室温で２時間撹拌した。
その後、生じた白色沈殿を濾別し、アセトニトリルで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は１０１ｍｇであった。
この得られた化合物は、ＵＶ光照射下、固体状態で緑色に強く発光した。
【００９４】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。
この化合物は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼン、アセトンに可溶であった。
【００９５】
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトル測定を行ったところ、複雑なスペクトルが得られた。
【００９６】
[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]は、固体状態では４９９ｎｍに発光極大を持つ水色の発光を示し、ジクロロメタン中では５３９ｎｍに発光極大を持つ黄緑色の発光を示す。
また、[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成する際に副生成物として得られる溶解度の高い成分を原料として合成したＰｔ−Ａｇ錯体（以下、「異性体」とする）は、固体状態では５１２ｎｍに発光極大を持つ緑色の発光を示し、ジクロロメタン中では５３９ｎｍに発光極大を持つ黄緑色の発光を示す。
【００９７】
これらの錯体について、固体状態とジクロロメタン中で、発光スペクトル及び発光減衰曲線の測定を行った。そして、測定して得られた発光減衰曲線を、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析した。
ここで、I(t)は、ある時間ｔにおける発光強度、ｔは、時間、τは、発光寿命、Ａは、それぞれの寿命（τ１又はτ２）をもった成分（１又は２）の寄与の割合（A1+A2=1.0）を表す。
この解析結果を、表１０に示す。また、各錯体の固体状態及びジクロロメタン中における発光スペクトルを、図５に示す。
なお、表中のφは、発光量子収率を表す。
【００９８】
【表１０】
【００９９】
表１０より、これらの錯体の発光は、他の類似の錯体と同様に、発光寿命が比較的長いことから、励起三重項状態からの発光であると考えられる。
【０１００】
さらに、実施例１の金属錯体を使用してＥＬ素子を作製し、このＥＬ素子の発光について調べた。
実施例１の金属錯体[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]をＣＢＰ（4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl）に５ｗｔ％の割合で添加した混合物の、０．８ｗｔ％クロロホルム溶液を調製した。
次に、スパッタ法により１５０ｎｍの厚みでＩＴＯ膜を付けたガラス基板に、ポリ（エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸の溶液（バイエル社、ＢａｙｔｒｏｎＰ）を用いて、スピンコートにより５０ｎｍの厚みでこの溶液の成膜を行い、ホットプレート上において２００℃で１０分間乾燥した。
次に、先に調製したクロロホルム溶液を使用して、スピンコートにより３５００ｒｐｍの回転速度で成膜した。膜厚は約１００ｎｍであった。
さらに、これを窒素雰囲気中、６０℃で１０分間乾燥した後に、陰極バッファー層としてバリウムを約５ｎｍ、アルミニウムを約１５０ｎｍ蒸着して、ＥＬ素子を作製した。なお、この金属の蒸着の際には、真空度が１×１０−４Ｐａ以下に到達した後に、蒸着を開始した。
得られたＥＬ素子に電圧を印加したところ、波長５１５ｎｍにピークを有するＥＬ発光が得られた。
【０１０１】
上述の実施例では、金属イオンＭＩをＡｇＩとし、ピラゾール化合物ＬＨを３−イソプロピル−５−メチルピラゾール(iPrMepzH)として、本発明の第１の金属錯体を合成した場合であったが、本発明の第１の金属錯体、第２の金属錯体及び第３の金属錯体の範囲内であれば、その他の金属錯体であっても、良好な発光特性が得られる。
【０１０２】
（実施例２）
実施例１でも用いた金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]を中間原料として用いて、本発明の第３の金属錯体の一種である[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]を合成した。この金属錯体は、本発明の第３の金属錯体において、Ｍ’Ｉを金イオンとして、ＸをＣｌ（塩素）としたものである。
以下、この金属錯体の合成方法の詳細について説明する。
【０１０３】
まず、実施例１と同様に、中間原料として、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]、即ち、４つの配位子が全てメチル基の隣のＮ原子で配位した単核錯体を合成した。
次に、この中間原料の金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]から、本発明の第３の金属錯体の１つである[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]を合成した。
具体的には、金属錯体[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2](50mg,0.072mmol)を、アセトニトリル（１０ｍｌ）に懸濁させた。この懸濁液に、AuCl(tht)(46.5mg,0.145mmol)のアセトニトリル溶液（１０ｍｌ）とEt3N(20.16μl,0.145mmol)を加え、Ａｒ雰囲気下で、室温で４時間撹拌した。
その後、生成した白色固体を濾別し、アセトニトリルで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は６０．５ｍｇであった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【０１０４】
【化１１】
【０１０５】
この得られた化合物は、ＵＶ光を照射すると、黄色の発光を示した。
【０１０６】
この化合物にCHCl3またはCH2Cl2を加えると、一旦懸濁するが、５分程度放置すると、薄い紫色の透明な溶液となる。CHCl3またはCH2Cl2から再結晶を行った化合物は、ＵＶ光照射下、弱い白橙色の発光を示した。
この化合物の溶媒への溶解性は、クロロホルム、塩化メチレンに可溶であり、トルエン、ベンゼン、アセトン、エーテル、メタノール、アセトニトリル、ヘキサンに難溶であった。
【０１０７】
生成物の白色固体について、ＩＲスペクトル、元素分析、１Ｈ ＮＭＲスペクトル及びＦＡＢ−ＭＳにより、生成物の同定を行った。
【０１０８】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3424(br),3114(w),2961(s),2925(m),2868(m),2364(w),1569(m),1531(s),1459(m),1428(s),1362(s),1300(w),1274(w),1147(m),1106(w),1063(m),1036(w),773(m),711(w),661(w),500(w),425(w)
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表１１に示す。なお、金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の組成は、C56H90Au4Cl2N16Pt2である。
【０１０９】
【表１１】
【０１１０】
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表１２の通りである。
【０１１１】
【表１２】
【０１１２】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=2236.04[M+]
【０１１３】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表１３に示す。
【０１１４】
【表１３】
ここで、表中の各項目は、上から、組成、式量、測定温度、測定波長（ＭｏＫα線＝0.7107Å）、晶系、空間群、格子定数（ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ）、格子体積、Ｚ値、密度、線吸収係数、独立な反射の数、データ数とパラメータ数、最終Ｒ値、全反射を用いた場合のＲ値、ＧＯＦ値である。
【０１１５】
この金属錯体[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の分子構造を、図６のＯＲＴＥＰ図に示す。
[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]は、２つのＰｔIIイオン、４つのＡｕIイオン、２つの塩化物イオン、６つのiPrMepz、及び２つのiPrMepzHからなる六核錯体である。
各々のＰｔ原子には、すべての配位子がメチル基の隣のＮ原子で配位している。
各Ｐｔ原子に配位した３つのiPrMepzのうち、それぞれ２つのiPrMepzがＰｔ原子とＡｕ原子を架橋して二量体構造を形成しており、残りの１つのiPrMepzはＰｔ原子とＡｕＣｌユニットを架橋している。
また、各々のＰｔ原子の残りの配位座には、iPrMepzHが配位している。
Ｐｔ…Ｐｔ軸に垂直に、Ａｕ…Ａｕ軸の中点を通る結晶学的な２回回転軸が存在し、Ｐｔ…Ｐｔ距離は5.455(1)Å、Ａｕ…Ａｕ距離は3.226(1)Åであり、Ｐｔ…Ａｕ距離は3.480(1)〜3.7103(9)Åの範囲にある。また、Ａｕ−Ｃｌ距離は2.221(5)Åであり、Ｐｔ−Ｎ距離は1.99(1)〜2.08(1)Å、Ａｕ−Ｎ距離は、2.01(1)〜2.02(1)Åの範囲にある。
【０１１６】
（実施例３）
中間原料として、単核錯体である金属錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を用いて、本発明の第１の金属錯体の一種である[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]を合成した。この金属錯体は、本発明の第１の金属錯体において、ＭＩを水素イオンとした構成である。
以下、この金属錯体の合成方法の詳細について説明する。
【０１１７】
まず、実施例１と同様にして、単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2を合成した。
この単核錯体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の合成において、全てのiPrMepzHがメチル基の隣のＮ原子でＰｔ原子に配位した構造を有する金属錯体を濾別した後、その濾液をさらに濃縮すると、溶解度の異なる幾何異性体が得られる。
この幾何異性体[Pt(iPrMepzH)4]Cl2(1000mg,1.3mmol)を含むメタノール溶液５ｍｌとKOH(146mg,2.6mmol)を含むメタノール溶液（１０ｍｌ）を混合し、Ａｒ雰囲気下で、室温で２４時間撹拌した。
その後、生成した白色沈殿を濾別し、メタノール、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は、２２５ｍｇ（収率２２．５％）であった。
この化学反応は、下記化学反応式の通りである。
【０１１８】
【化１２】
【０１１９】
クロロホルム／アセトニトリルから、再結晶を行った。
得られた化合物の溶媒への溶解性は、クロロホルム、塩化メチレン、トルエン、ベンゼンに可溶であり、エーテル、ヘキサンに微溶であり、メタノール、アセトニトリル、アセトンに難溶であった。
【０１２０】
さらに、得られた生成物について、ＩＲスペクトル、元素分析、１Ｈ ＮＭＲスペクトル及びＦＡＢ−ＭＳにより、生成物の同定を行った。
【０１２１】
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3108(w),2960(s),2925(s),2867(m),2476(br),1874(br),1576(w),1528(w),1430(w),1380(m),1359(w),1288(w),1143(w),1104(m),1057(w),1035(w),984(w),924(w),891(w),773(w),713(w),660(w),501(w),415(w)
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表１４に示す。なお、金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の組成は、C56H92N16Pt2である。
【０１２２】
【表１４】
【０１２３】
また、１Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記の表１５の通りである。
【０１２４】
【表１５】
【０１２５】
さらにまた、ＦＡＢＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FABMS:m/z=1377.7[M+]
【０１２６】
得られた金属錯体の構造について説明する。
得られた金属錯体について、単結晶Ｘ線構造解析により分子構造を決定した。その結晶学的データを表１６に示す。
【０１２７】
【表１６】
ここで、表中の各項目は、上から、組成、式量、測定温度、測定波長（ＭｏＫα線＝0.7107Å）、晶系、空間群、格子定数（ａ，ｂ，ｃ，α，β，γ）、格子体積、Ｚ値、密度、線吸収係数、独立な反射の数、データ数とパラメータ数、最終Ｒ値、全反射を用いた場合のＲ値、ＧＯＦ値である。
【０１２８】
この金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の分子構造を、図７のＯＲＴＥＰ図に示す。
[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]は、Ｐｔ原子にiPrMepzとiPrMepzHがそれぞれ２つずつ配位した単核錯体{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}２分子が、互いの分子のiPrMepzとiPrMepzHの間でＮ−Ｈ…Ｎ水素結合を形成することにより、２量化した構造をとっている。
各々のＰｔ原子には、メチル基の隣のＮ原子で配位しているiPrMepzHと、イソプロピル基の隣のＮ原子で配位したiPrMepzHが、それぞれｃｉｓ配置を取っている。Ｐｔ…Ｐｔ軸に垂直に結晶学的な２回回転軸が存在し、二量体内のＰｔ…Ｐｔ距離は3.7306(3)Åである。
【０１２９】
また、この金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の固体状態の発光スペクトルを、図８に示す。
図８に示すように、金属錯体[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]は、固体状態では、５６７ｎｍに発光極大をもつ、黄色の発光を示した。
また、固体状態の発光量子収率は、Φ＝０．０６であった。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
以上の通り、本発明に係る金属錯体は、発光素子、表示装置等の製造に有用な材料として、産業上の利用可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の発光素子の一例を示す断面図である。
【図２】[Pt(iPrMepzH)4]Cl2の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図３】[Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図４】[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図５】[Pt2Ag4(μ-iPrMepz)8]及び異性体の発光スペクトルである。
【図６】[Pt2Au4Cl2(iPrMepz)6(iPrMepzH)2]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図７】[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の分子構造を示すＯＲＴＥＰ図である。
【図８】[{Pt(iPrMepz)2(iPrMepzH)2}2]の固体状態の発光スペクトルである。
【符号の説明】
【０１３２】
１ 基板、２ 陽極、３ 正孔注入層、４ 正孔輸送層、５ 発光層、６ 電子輸送層、７ 電子注入層、８ 陰極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の組成を含む金属錯体。
［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］
（式中、ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。）
【化１】
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【請求項２】
前記Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基又はｔ−ブチル基である請求項１に記載の金属錯体。
【請求項３】
前記Ｒ２が水素原子である請求項１又は請求項２に記載の金属錯体。
【請求項４】
前記Ｒ３で表される基の炭素数が、前記Ｒ１で表される基の炭素数より大きい請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項５】
前記Ｒ１がメチル基である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項６】
以下の組成を含む金属錯体。
［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６］
（式中、Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。）
【化２】
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【請求項７】
前記Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基又はｔ−ブチル基である請求項６に記載の金属錯体。
【請求項８】
前記Ｒ２が水素原子である請求項６又は請求項７に記載の金属錯体。
【請求項９】
前記Ｒ３で表される基の炭素数が、前記Ｒ１で表される基の炭素数より大きい請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１０】
前記Ｒ１がメチル基である請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１１】
以下の組成を含む金属錯体。
［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６（ＬＨ）２］
（式中、Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表し、ＬＨは、下記式（１−１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＬＨは、同一であっても異なっていてもよい。）
【化３】
【化４】
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【請求項１２】
前記Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基又はｔ−ブチル基である請求項１１に記載の金属錯体。
【請求項１３】
前記Ｒ２が水素原子である請求項１１又は請求項１２に記載の金属錯体。
【請求項１４】
前記Ｒ３で表される基の炭素数が、前記Ｒ１で表される基の炭素数より大きい請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１５】
前記Ｒ１がメチル基である請求項１１〜請求項１４のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の金属錯体を含む発光層を有する発光素子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発光素子を備えてなる表示装置。
【請求項１】
以下の組成を含む金属錯体。
［（ＰｔＩＩ）２（ＭＩ）４（Ｌ）８］
（式中、ＭＩは、Ｈ＋、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭＩは、同一であっても異なっていてもよい。８個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。）
【化１】
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【請求項２】
前記Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基又はｔ−ブチル基である請求項１に記載の金属錯体。
【請求項３】
前記Ｒ２が水素原子である請求項１又は請求項２に記載の金属錯体。
【請求項４】
前記Ｒ３で表される基の炭素数が、前記Ｒ１で表される基の炭素数より大きい請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項５】
前記Ｒ１がメチル基である請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項６】
以下の組成を含む金属錯体。
［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６］
（式中、Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。）
【化２】
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【請求項７】
前記Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基又はｔ−ブチル基である請求項６に記載の金属錯体。
【請求項８】
前記Ｒ２が水素原子である請求項６又は請求項７に記載の金属錯体。
【請求項９】
前記Ｒ３で表される基の炭素数が、前記Ｒ１で表される基の炭素数より大きい請求項６〜請求項８のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１０】
前記Ｒ１がメチル基である請求項６〜請求項９のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１１】
以下の組成を含む金属錯体。
［（ＰｔＩＩ）２（Ｍ’Ｉ）４（Ｘ）２（Ｌ）６（ＬＨ）２］
（式中、Ｍ’Ｉは、ＡｇＩ、ＡｕＩ又はＣｕＩを表し、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ又はＩを表し、Ｌは、下記式（１）で表される構造を表し、ＬＨは、下記式（１−１）で表される構造を表す。４個存在するＭ’Ｉは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＸは、同一であっても異なっていてもよい。６個存在するＬは、同一であっても異なっていてもよい。２個存在するＬＨは、同一であっても異なっていてもよい。）
【化３】
【化４】
（式中、Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基、ｔ−ブチル基、トリフルオロメチル基又はフェニル基を表し、Ｒ２は、水素原子、メチル基、エチル基又はｉ−プロピル基を表す。）
【請求項１２】
前記Ｒ１及びＲ３は、相異なり、メチル基、エチル基、ｉ−プロピル基又はｔ−ブチル基である請求項１１に記載の金属錯体。
【請求項１３】
前記Ｒ２が水素原子である請求項１１又は請求項１２に記載の金属錯体。
【請求項１４】
前記Ｒ３で表される基の炭素数が、前記Ｒ１で表される基の炭素数より大きい請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１５】
前記Ｒ１がメチル基である請求項１１〜請求項１４のいずれか１項に記載の金属錯体。
【請求項１６】
請求項１〜請求項１５のいずれか１項に記載の金属錯体を含む発光層を有する発光素子。
【請求項１７】
請求項１６に記載の発光素子を備えてなる表示装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２３５０５６（Ｐ２００９−２３５０５６Ａ）
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１８７６６（Ｐ２００８−２１８７６６）
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（５０４２０５５２１）国立大学法人 長崎大学 (226)
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２７日（２００８．８．２７）
【出願人】（５０４２０５５２１）国立大学法人 長崎大学 (226)
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]