JP2011016837A - 複核錯体、有機金属錯体、及び有機金属錯体の作製方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】複核錯体を経由して、合成の容易な配位子を用いて収率良く得られる新規な有機金属錯体であり、また、前記有機金属錯体を用いて電界発光素子を提供する。
【解決手段】一般式（１）であらわされる塩素架橋の複核錯体を中間生成物として、耐熱性に優れた有機金属錯体を合成する。また、合成された前記有機金属錯体を用いて電界発光素子に適用する。

（Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、アルコキシル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、ビニル基、アリール基、または複素環残基、のいずれかを表す。またＸは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＹは、窒素原子をヘテロ原子として含む複素環残基を表す。）
【選択図】なし

Description

本発明は、新規な有機金属錯体に関する。特に、三重項励起状態を発光に変換できる有機金属錯体に関する。また本発明は、前記有機金属錯体を用いた電界発光材料に関する。さらに本発明は、陽極と、陰極と、電界を加えることで発光が得られる有機化合物を含む層（以下、「電界発光層」と記す）と、を有する電界発光素子であって、前記有機金属錯体を用いた電界発光素子に関する。
有機化合物（有機分子）は、光を吸収するとエネルギーを持った状態（励起状態）となる。この励起状態を経由することにより、種々の反応（光化学反応）を起こす場合や発光（ルミネッセンス）を生じる場合があり、様々な応用がなされている。
光化学反応の一例として、一重項酸素の不飽和有機分子との反応（酸素付加）がある（例えば、非特許文献１参照）。酸素分子は基底状態が三重項状態であるため、一重項状態の酸素（一重項酸素）は直接の光励起では生成しない。しかしながら、他の三重項励起分子の存在下においては一重項酸素が生成し、酸素付加反応に至ることができる。この時、前述の三重項励起分子を形成できる化合物は、光増感剤と呼ばれる。
（非特許文献１）井上晴夫、外３名、基礎化学コース 光化学Ｉ（丸善株式会社）、１０６−１１０
このように、一重項酸素を生成するためには、三重項励起分子を光励起で形成できる光増感剤が必要である。しかしながら、通常の有機化合物は基底状態が一重項状態であるため、三重項励起状態への光励起は禁制遷移となり、三重項励起分子は生じにくい（通常は一重項励起分子が生じる）。したがって、このような光増感剤としては、一重項励起状態から三重項励起状態への項間交差を起こしやすい化合物（あるいは、直接三重項励起状態へ光励起されるという禁制遷移を許容する化合物）が求められている。言い換えれば、そのような化合物は光増感剤としての利用が可能であり、有益と言える。
また、そのような化合物は、しばしば燐光を放出することがある。燐光とは多重度の異なるエネルギー間の遷移によって生じる発光のことであり、通常の有機化合物では三重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際に生じる発光のことをさす（これに対し、一重項励起状態から一重項基底状態へ戻る際の発光は、蛍光と呼ばれる）。燐光を放出できる化合物、すなわち三重項励起状態を発光に変換できる化合物（以下では、「燐光性化合物」と記す）の応用分野としては、発光性の化合物として有機化合物を用いた電界発光素子が挙げられる。
この電界発光素子は、薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性から、次世代のフラットパネルディスプレイ素子として注目されているデバイスである。また、自発光型であり視野角が広いことから、視認性も比較的良好であり、携帯機器の表示画面に用いる素子として有効と考えられている。
有機化合物を発光体として用いる場合、電界発光素子の発光機構はキャリア注入型である。すなわち、電極間に電界発光層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入されたホールが電界発光層中で再結合して励起分子を形成し、その励起分子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光する。
そして、励起分子の種類としては、先に述べた光励起の場合と同様、一重項励起状態（Ｓ＊）と三重項励起状態（Ｔ＊）が可能である。また、電界発光素子におけるその統計的な生成比率は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であると考えられている（例えば、非特許文献２参照）。
（非特許文献２）筒井哲夫、応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会 第３回講習会テキスト、３１−３７（１９９３）
しかしながら、一般的な有機化合物は室温において、三重項励起状態からの発光（燐光）は観測されず、通常は一重項励起状態からの発光（蛍光）のみが観測される。有機化合物の基底状態は通常、一重項基底状態（Ｓ０）であるため、Ｔ＊→Ｓ０遷移（燐光過程）は強度の禁制遷移となり、Ｓ＊→Ｓ０遷移（蛍光過程）は許容遷移となるからである。
したがって、電界発光素子における内部量子効率（注入したキャリアに対して発生するフォトンの割合）の理論的限界は、Ｓ＊：Ｔ＊＝１：３であることを根拠に２５％とされていた。
ところが、上述した燐光性化合物を用いれば、Ｔ＊→Ｓ０遷移（燐光過程）が許容されるため、内部量子効率は７５〜１００％にまで理論上は可能となる。つまり、従来の３〜４倍の発光効率が可能となる。実際、燐光性化合物を用いた電界発光素子が相次いで発表され、その発光効率の高さが注目されている（例えば、非特許文献３、非特許文献４参照）。
（非特許文献３）Ｄ．Ｆ．オブライエン、外３名、アプライド フィジクス レターズ、ｖｏｌ．７４、Ｎｏ．３、４４２−４４４（１９９９）
（非特許文献４）テツオ ツツイ、外８名、ジャパニーズ ジャーナル オブ アプライド フィジクス、ｖｏｌ．３８、Ｌ１５０２−Ｌ１５０４（１９９９）
非特許文献３では白金を中心金属とするポルフィリン錯体を、非特許文献４ではイリジウムを中心金属とする有機金属錯体を用いており、いずれの錯体も燐光性化合物である。
また、イリジウムを中心金属とする有機金属錯体（以下、「イリジウム錯体」と記す）を含む層と、公知の蛍光性化合物であるＤＣＭ２を含む層とを交互に積層することにより、イリジウム錯体で生成した三重項励起エネルギーをＤＣＭ２に移動させ、ＤＣＭ２の発光に寄与させることもできる（例えば、非特許文献５参照）。この場合、ＤＣＭ２の一重項励起状態の量（通常であれば２５％以下）は、通常に比べて増幅されるため、ＤＣＭ２の発光効率は増大する。これはいわば、燐光性化合物であるイリジウム錯体の増感作用とも言える。
（非特許文献５）Ｍ．Ａ．バルド、外２名、ネイチャー（ロンドン）、ｖｏｌ．４０３、７５０−７５３（２０００）
非特許文献３〜非特許文献５に示されるとおり、燐光性化合物を用いた電界発光素子は、従来よりも高い発光効率を達成できる（つまり、少ない電流で高い輝度を達成できる）。したがって、燐光性化合物を用いた電界発光素子は、高輝度発光・高発光効率を達成するための手法として、今後の開発において大きなウェートを占めるものと考えられる。
以上のように、燐光性化合物は項間交差を起こしやすく、なおかつ三重項励起状態からの発光（燐光）を生じやすいため、光増感剤としての利用や、燐光材料としての電界発光素子への適用が有用であり、期待されている化合物であるが、その数は少ないのが現状である。
数少ない燐光性化合物の中で、非特許文献４や非特許文献５で用いられているイリジウム錯体は、オルトメタル錯体と呼ばれる有機金属錯体の一種である。この錯体は燐光寿命が数百ナノ秒であり、また、燐光量子収率も高いことから、上述のポルフィリン錯体に比べると輝度の上昇に伴う効率の低下が小さいため、電界発光素子において有効である。その意味でも、このような有機金属錯体は、三重項励起状態への直接光励起や項間交差を起こしやすい化合物、しいては燐光性化合物を合成するための一つの指針である。
非特許文献４や非特許文献５で用いられているイリジウム錯体の配位子の構造は比較的単純であり、色純度の良い緑色発光を示すが、発光色を他の色に変えるためには配位子の構造を変える必要がある。例えば、非特許文献６では、種々の配位子およびその配位子を用いたイリジウム錯体が合成されており、いくつかの発光色を実現している。
（非特許文献６）Ｍ．トンプソン、外１０名、第１０回 インターナショナル ワークショップ オン インオーガニック アンド オーガニック エレクトロルミネッセンス（ＥＬ ’００）、３５−３８
しかしながら、これらの配位子はそのほとんどが中心金属と５員環を形成できるものに限られており、その中から適した発光色を探索しているのが現状である。つまり、適用できる配位子の種類がまだ少ないという問題がある。
また、それらの配位子の多くは合成が困難、あるいは合成に要するステップ数が多いため、材料自体のコスト上昇にもつながる。コストの観点で言えば、有機金属錯体自体の収率も重要である。
さらに、有機金属錯体は一般的に分解しやすく、分解しにくいものでも分解温度は決して高くはない。つまり、耐熱性に乏しいため、電界発光素子のような電子デバイスに応用する際には問題となる。
以上のことから、容易に合成できる配位子が適用でき、収率良く合成できる上に、耐熱性にも優れた有機金属錯体が求められている。そのような有機金属錯体を合成することにより、安価で耐熱性の高い光増感剤や燐光材料などが得られるためである。
そこで本発明では、合成の容易な配位子を用いて収率良く得られる新規な有機金属錯体を提供することを課題とする。また特に、耐熱性に優れた新規な有機金属錯体を提供することを課題とする。
また、前記有機金属錯体を用いて電界発光素子を作製することにより、発光効率の高い電界発光素子を提供することを課題とする。さらには前記電界発光素子を用いて発光装置を作製することにより、消費電力の低い発光装置を提供することを課題とする。
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、下記一般式（１２）に示す配位子を中心金属原料とシクロメタル化反応させることにより、中心金属と６員環を形成する有機金属錯体を合成できることを発見した。
したがって本発明の構成は、下記一般式（１）で表される部分構造を有する有機金属錯体を提供するものである。

（Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素原子、またはハロゲン原子、または低級アルキル基、またはアルコキシ基、またはアシル基、またはニトロ基、またはシアノ基、またはアミノ基、またはジアルキルアミノ基、またはジアリールアミノ基、または置換基を有してもよいビニル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６はそれぞれ互いに結合し、芳香族環を形成してもよい。またＸは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＹは、窒素原子をヘテロ原子として含む複素環残基を表す。またＭは、第９族原子または第１０族原子を表す。）
また本発明の他の構成は、下記一般式（２）の有機金属錯体を提供するものである。

（Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素原子、またはハロゲン原子、または低級アルキル基、またはアルコキシ基、またはアシル基、またはニトロ基、またはシアノ基、またはアミノ基、またはジアルキルアミノ基、またはジアリールアミノ基、または置換基を有してもよいビニル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６はそれぞれ互いに結合し、芳香族環を形成してもよい。またＸは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＹは、窒素原子をヘテロ原子として含む複素環残基を表す。またＭは、第９族原子または第１０族原子を表し、前記Ｍが第９族原子の場合はｎ＝２、第１０族原子の場合はｎ＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
これらの有機金属錯体は、上記一般式（１２）で表される配位子が極めて容易に合成できるため、安価に合成できる利点がある。また、収率も良好である。
この時、上記一般式（１）および（２）中の複素環残基Ｙとしては、立体構造的な観点から、２−ピリジル基、２−オキサゾリル基、２−チアゾリル基などの５員環または６員環からなる複素環残基であることが好ましい。特に、２−ピリジル基は合成が容易であり好ましい。
また、本発明のより好ましい構成は、下記一般式（３）で表される部分構造を有する有機金属錯体を提供するものである。

（Ｘは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＭは、第９族原子または第１０族原子を表す。）
さらに、本発明のより好ましい他の構成は、下記一般式（４）で表される有機金属錯体を提供するものである。

（Ｘは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＭは、第９族原子または第１０族原子を表し、前記Ｍが第９族原子の場合はｎ＝２、第１０族原子の場合はｎ＝１となる。またＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表す。）
さらに本発明者らは、本発明の有機金属錯体が燐光発光できることを見出した。ここで、より効率よく燐光発光を得るためには、重原子効果の観点から中心金属としては重い金属の方が好ましい。したがって本発明では、中心金属がイリジウム原子または白金原子であることを特徴とする。一方、上述のＸは、酸素の方がより好ましい。
また、上記一般式（２）または上記一般式（４）において、配位子Ｌは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかであれば何でもよいが、以下の構造式（５）〜（１１）に示すモノアニオン性の二座キレート配位子のいずれかが好ましい。これらのモノアニオン性の二座キレート配位子は、配位能力が高く、また、安価に入手することができるため、有効である。
ところで、本発明の有機金属錯体は、三重項励起状態を発光に変換することが可能であるため、電界発光素子に適用することにより素子の高効率化が可能となり、非常に有効である。したがって本発明では、本発明の有機金属錯体を用いた電界発光素子も含むものとする。
この時、本発明の有機金属錯体は、非特許文献５で述べられたような増感作用を引き起こすための物質として、あるいはホール輸送層等のキャリア輸送層における物質として用いてもよいが、発光体としての利用法が発光効率の面で効果的である。したがって本発明では、本発明の有機金属錯体を発光体として用いた電界発光素子を特徴とする。
なお、このようにして得られた本発明の電界発光素子は高い発光効率を実現できるため、これを発光素子として用いた発光装置は、低消費電力を実現できる。したがって本発明では、本発明の電界発光素子を用いた発光装置も含むものとする。
なお、本明細書中における発光装置とは、発光素子として電界発光素子を用いた画像表示デバイスもしくは発光デバイスを指す。また、電界発光素子にコネクター、例えば異方導電性フィルム（ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または電界発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
実施の形態１における電界発光素子の素子構造を説明する図である。 実施の形態２における電界発光素子の素子構造を説明する図である。 実施の形態３における電界発光素子の素子構造を説明する図である。 発光装置について説明する図である。 電気器具について説明する図である。 本発明の有機金属錯体のＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルを示す図である。 本発明の有機金属錯体の発光スペクトルを示す図である。 本発明の有機金属錯体のＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図である。 本発明の有機金属錯体のＵＶ−Ｖｉｓ吸収スペクトルおよび発光スペクトルを示す図である。 本発明の電界発光素子の特性を示す図である。 本発明の電界発光素子の発光スペクトルを示す図である。
下記一般式（１２）で表される配位子は、例えば、フェノチアジン誘導体Ａと複素環化合物のヨード化物Ｂとを反応させる下記合成スキーム（ａ）により合成することができる。ただし、合成手法はこれに限定されることはない。
なお、上記一般式（１２）においては、Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ同一でも異なっていても良く、水素原子、またはハロゲン原子、または低級アルキル基、またはアルコキシ基、またはアシル基、またはニトロ基、またはシアノ基、またはアミノ基、またはジアルキルアミノ基、またはジアリールアミノ基、または置換基を有してもよいビニル基、または置換基を有してもよいアリール基、または置換基を有してもよい複素環残基、のいずれかを表す。また、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ６はそれぞれ互いに結合し、芳香族環を形成してもよい。
この時、低級アルキル基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ヘキシル基などがあり、炭素数が１〜６のものが好ましい。また、トリフルオロメチル基のようなハロゲン化アルキル基や、シクロヘキシル基のようなシクロアルキル基であってもよい。アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロポキシ基、イソプロポキシ基、ｎ−ブトキシ基、ｓｅｃ−ブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ヘキソキシ基などがあり、炭素数が１〜６のものが好ましい。アシル基としては、アセチル基などが可能である。ジアルキルアミノ基としては、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基などがあり、アルキル鎖の炭素数が１〜４のものが好ましい。ジアリールアミノ基としては、ジフェニルアミノ基、ビス（α−ナフチル）アミノ基などがあり、ビス（ｍ−トリル）アミノ基のような置換アリールアミノ基であってもよい。ビニル基としては、ジフェニルビニル基のような置換基を有するビニル基であってもよい。アリール基としては、フェニル基、ナフチル基などの無置換アリール基の他、ｏ−トリル基、ｍ−トリル基、ｐ−トリル基、キシリル基、メトキシフェニル基、エトキシフェニル基、フルオロフェニル基などの置換アリール基であってもよい。複素環残基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基などがある。
また、上記一般式（１２）においては、Ｘは酸素原子または硫黄原子を表す。また、複素環残基Ｙとしては、２−ベンゾオキサゾリル基のような多環式基でもよいが、金属への配位を妨げずに配位しやすい立体構造を考慮すると、５員環または６員環の複素環残基が好ましい。具体的には、２−ピリジル基、４−ピリミジル基、２−オキサゾリル基、２−チアゾリル基などである。
上記一般式（１２）で表される配位子のより具体的な例としては、１０−（２−ピリジル）フェノチアジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ジメチルフェノチアジン、１０−（２−ピリジル）−４，６−ジメチルフェノチアジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ジメトキシフェノチアジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ビス（ジメチルアミノ）フェノチアジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ビス（ジフェニルアミノ）フェノチアジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ビス（ジフェニルビニル）フェノチアジン、１０−（２−ピリジル）−ジベンゾ［ｃ］［ｈ］−フェノチアジン、１０−（２−オキサゾリル）フェノチアジン、１０−（２−チアゾリル）フェノチアジン、１０−（２−ピリジル）フェノキサジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ジメチルフェノキサジン、１０−（２−ピリジル）−４，６−ジメチルフェノキサジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ジメトキシフェノキサジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ビス（ジメチルアミノ）フェノキサジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ビス（ジフェニルアミノ）フェノキサジン、１０−（２−ピリジル）−３，７−ビス（ジフェニルビニル）フェノキサジン、１０−（２−ピリジル）−ジベンゾ［ｃ］［ｈ］−フェノキサジン、１０−（２−オキサゾリル）フェノキサジン、１０−（２−チアゾリル）フェノキサジン、などがあるが、本発明ではこれらに限定されることはない。
次に、上述のような配位子（１２）を用いて、下記一般式（１）で表される部分構造を有する本発明の有機金属錯体を形成する。なお、下記一般式（１）におけるＲ１〜Ｒ７、Ｘ、Ｙは、先に述べた配位子の一般式（１２）におけるＲ１〜Ｒ７、Ｘ、Ｙと同一のものである。またＭは、第９族原子または第１０族原子を表し、具体的には、白金原子やイリジウム原子などである。
以下ではその一例として、二座キレート配位子Ｌを用いた下記一般式（２）で表される本発明の有機金属錯体の形成について説明する。なお、下記一般式（２）におけるＲ１〜Ｒ７、Ｘ、Ｙは、先に述べた配位子の一般式（１２）におけるＲ１〜Ｒ７、Ｘ、Ｙと同一のものである。またＭは、第９族原子または第１０族原子を表し、具体的には、白金原子やイリジウム原子などである。なお、前記Ｍが第９族原子の場合はｎ＝２、第１０族原子の場合はｎ＝１となる。
この時のシクロメタル化反応としては、公知の合成法を用いればよい。例えば、イリジウムを中心金属とする本発明の有機金属錯体を合成する際は、中心金属原料として塩化イリジウムの水和物を用い、上記一般式（１２）の配位子と混合して窒素雰囲気下にて加熱還流することにより、まず塩素架橋の複核錯体を合成する（下記合成スキーム（ｂ））。次に、得られた前記複核錯体と二座キレート配位子Ｌとを混合して窒素雰囲気下にて還流することにより、塩素架橋を二座キレート配位子Ｌで切断し、本発明の有機金属錯体を得る（下記合成スキーム（ｃ））。
なおＬは、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはカルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、のいずれかを表し、具体的には、アセチルアセトン、マロン酸ジメチル、ピコリン酸、プロリン、サリチリデンアミン、サリチルアルデヒド、８−キノリノールなどである。
このようにして得られる本発明の有機金属錯体の具体例としては、例えば下記構造式（１３）〜（２０）などがある。ただし、本発明の有機金属錯体はこれらに限定されるものではない。なお、構造式（１６）および（２０）ではトランス型を開示しているが、シス型であってもよい。
以上では二座キレート配位子Ｌを用いた構成の一例を例示したが、本発明の有機金属錯体はこれらに限定されることはない。
例えば、以下の構造式（２１）〜（２４）で表されるように、上述の二座キレート配位子Ｌの代わりにオルトメタル化する配位子（（構造式（２１）〜（２４）においては２−フェニルピリジン）を用いた構成としてもよい。これらの有機金属錯体は、上述した反応式（ｃ）の生成物を経由して合成することができる。例えば構造式（２１）の有機金属錯体は、上述した構造式（１３）と２−フェニルピリジンとを反応させることによって得ることができる。なお、白金のシクロメタル錯体においてはシス型を形成する場合が多いため、構造式（２２）および（２４）ではシス型を開示しているが、トランス型であってもよい。
あるいはまた、以下の構造式（２５）〜（２８）で表されるように、同一の配位子を用いた構成としてもよい。これらの有機金属錯体に関しても、上述した反応式（ｃ）の生成物を経由して合成することができる。例えば構造式（２５）の有機金属錯体は、上述した構造式（１３）と１０−（２−ピリジル）フェノチアジンとを反応させることによって得ることができる。なお、白金のシクロメタル錯体においてはシス型を形成する場合が多いため、構造式（２６）および（２８）ではシス型を開示しているが、トランス型であってもよい。
以上で述べた本発明の有機金属錯体は、光増感剤や燐光材料として用いることができるが、以下では、電界発光素子に適用する形態について述べる。
本発明における電界発光素子は、基本的には、一対の電極（陽極及び陰極）間に上述した本発明の有機金属錯体を含む電界発光層（少なくとも発光層を含み、かつ、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、ホールブロッキング層、電子輸送層、電子注入層から選ばれる一つまたは複数の層からなる）を挟持した素子構成である。
また、電界発光層に用いる本発明の有機金属錯体以外の材料としては、公知の材料を用いることができ、低分子系材料および高分子系材料のいずれを用いることもできる。なお、電界発光層を形成する材料には、有機化合物材料のみから成るものだけでなく、無機化合物を一部に含む構成も含めるものとする。
以下では、本発明の電界発光素子の実施形態について、詳細に説明する。
（実施の形態１）
本実施の形態１では、本発明の有機金属錯体を含む発光層と、低分子系材料からなるホール注入層、ホール輸送層、ホールブロッキング層および電子輸送層を有する電界発光素子の素子構成について図１を用いて説明する。
図１では、基板１００上に第１の電極１０１が形成され、第１の電極１０１上に電界発光層１０２が形成され、その上に第２の電極１０３が形成された構造を有する。
なお、ここで基板１００に用いる材料としては、従来の電界発光素子に用いられているものであれば良く、例えば、ガラス、石英、透明プラスチックなどからなるものを用いることができる。
また、本実施の形態１における第１の電極１０１は陽極として機能し、第２の電極１０３は陰極として機能する。
すなわち第１の電極１０１は陽極材料で形成され、ここで用いることのできる陽極材料としては、仕事関数の大きい（仕事関数４．０ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陽極材料の具体例としては、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、酸化インジウムに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（ＴｉＮ）等を用いることができる。
一方、第２の電極１０３の形成に用いられる陰極材料としては、仕事関数の小さい（仕事関数３．８ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることが好ましい。なお、陰極材料の具体例としては、元素周期表の１族または２族に属する元素、すなわちＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ）や化合物（ＬｉＦ、ＣｓＦ、ＣａＦ２）の他、希土類金属を含む遷移金属を用いて形成することができるが、Ａｌ、Ａｇ、ＩＴＯ等の金属（合金を含む）との積層により形成することもできる。
なお、上述した陽極材料及び陰極材料は、蒸着法、スパッタリング法等により薄膜を形成することにより、それぞれ第１の電極１０１及び第２の電極１０３を形成する。膜厚は、１０〜５００ｎｍとするのが好ましい。
また、本発明の電界発光素子において、電界発光層におけるキャリアの再結合により生じる光は、第１の電極１０１または第２の電極１０３の一方、または両方から外部に出射される構成となる。すなわち、第１の電極１０１から光を出射させる場合には、第１の電極１０１を透光性の材料で形成することとし、第２の電極１０３側から光を出射させる場合には、第２の電極１０３を透光性の材料で形成することとする。
また、電界発光層１０２は複数の層を積層することにより形成されるが、本実施の形態１では、ホール注入層１１１、ホール輸送層１１２、発光層１１３、ホールブロッキング層１１４、および電子輸送層１１５を積層することにより形成される。
ホール注入層１１１を形成するホール注入材料としては、フタロシアニン系の化合物が有効である。例えば、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等を用いることができる。
ホール輸送層１１２を形成するホール輸送材料としては、芳香族アミン系（すなわち、ベンゼン環−窒素の結合を有するもの）の化合物が好適である。広く用いられている材料として、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：ＴＰＤ）の他、その誘導体である４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ］−ビフェニル（略称：α−ＮＰＤ）、あるいは４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニル−アミノ）−トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、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（略称：ＭＴＤＡＴＡ）などのスターバースト型芳香族アミン化合物が挙げられる。
発光層１１３は、本発明の有機金属錯体を含み、例えばホスト材料と共蒸着することにより形成される。ホスト材料としては公知の材料を用いることができ、４，４’−ビス（Ｎ−カルバゾリル）−ビフェニル（略称：ＣＢＰ）や、２，２’，２”−（１，３，５−ベンゼントリ−イル）−トリス［１−フェニル−１Ｈ−ベンズイミダゾール］（略称：ＴＰＢＩ）などが挙げられる。あるいはまた、発光層１１３は、本発明の有機金属錯体のみからなる層で形成してもよい。
ホールブロッキング層１１４を形成するホールブロッキング材料としては、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−フェニルフェノラト−アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−フェニル−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ）、３−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−４−（４−エチルフェニル）−５−（４−ビフェニリル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ｐ−ＥｔＴＡＺ）、バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）等を用いることができる。
電子輸送層１１５を形成する場合の電子輸送材料としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ３）、トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］−キノリナト）ベリリウム略称：ＢｅＢｑ２）、先に述べたＢＡｌｑなど、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体が好適である。また、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）−ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体もある。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、先に述べたＯＸＤ−７、ＴＡＺ、ｐ−ＥｔＴＡＺ、ＢＰｈｅｎ、ＢＣＰなども電子輸送材料として用いることができる。
以上により、本発明の有機金属錯体を含む発光層１１３と、低分子系材料からなるホール注入層１１１、ホール輸送層１１２、ホールブロッキング層１１４および電子輸送層１１５を有する電界発光素子を形成することができる。
なお、本実施の形態１においては、本発明の有機金属錯体から得られる発光を発光色とする電界発光素子である。
（実施の形態２）
本実施の形態２では、本発明の有機金属錯体を含む発光層と、高分子系材料からなるホール注入層を有し、これらを湿式プロセスにて形成する電界発光素子の素子構成について図２を用いて説明する。
なお、基板２００、第１の電極２０１、第２の電極２０３については、実施の形態１と同様の材料を用いて、同様にして形成することができるため説明を省略する。
また、電界発光層２０２は、本実施の形態２ではホール注入層２１１、発光層２１２を積層することにより形成される。
ホール注入層２１１を形成するホール注入材料としては、ポリスチレンスルホン酸（略称：ＰＳＳ）をドープしたポリエチレンジオキシチオフェン（略称：ＰＥＤＯＴ）や、テトラシアノキノジメタン（略称：ＴＣＮＱ）などのアクセプタをドープしたポリアニリン（略称：ＰＡｎｉ）やポリビニルカルバゾール（略称：ＰＶＫ）などを用いることができる。
発光層２１２は、本発明の有機金属錯体をゲスト材料として含む。ホスト材料はバイポーラ性の材料であれば良いが、ホール輸送材料と電子輸送材料とを混合してバイポーラ性としても良い。例えば、ホール輸送性の高分子化合物（例えばＰＶＫ）と上述した電子輸送材料（例えばＰＢＤ）とを７：３のモル比で同一溶媒に溶かし、さらには本発明の有機金属錯体を適量（５ｗｔ％程度）添加した溶液を調製し、この溶液を湿式塗布することによって発光層２１２を得ることができる。
以上により、本発明の有機金属錯体を含む発光層２１２と、高分子系材料からなるホール注入層２１１を有し、これらを湿式プロセスにて形成する電界発光素子を得ることができる。
なお、本実施の形態２においては、本発明の有機金属錯体から得られる発光を発光色とする電界発光素子である。
（実施の形態３）
本実施の形態３では、本発明の有機金属錯体と蛍光性化合物の二種類のゲスト材料を含む発光層と、低分子系材料からなるホール注入層、ホール輸送層、ホールブロッキング層および電子輸送層を有する電界発光素子の素子構成について図３を用いて説明する。
なお、基板３００、第１の電極３０１、第２の電極３０３、ホール注入層３１１、ホール輸送層３１２、ホールブロッキング層３１４、電子輸送層３１５については、実施の形態１と同様の材料を用いて、同様にして形成することができるため説明を省略する。
また、電界発光層３０２は、本実施の形態３では、ホール注入層３１１、ホール輸送層３１２、発光層３１３、ホールブロッキング層３１４、電子輸送層３１５を積層することにより形成される。
本実施の形態の発光層３１３は、ホスト材料と、第一のゲスト材料である本発明の有機金属錯体と、第二のゲスト材料である蛍光性化合物と、からなる。ホスト材料としては、実施の形態１で述べた材料を用いればよい。
また、第二のゲスト材料としては公知の蛍光性化合物を用いることができ、具体的には、ＤＣＭ１、ＤＣＭ２、ＤＣＪＴＢ、キナクリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルキナクリドン、ルブレン、ペリレン、ＤＰＴ、Ｃｏ−６、ＰＭＤＦＢ、ＢＴＸ、ＡＢＴＸ等を用いることができる。
本実施の形態３においては、非特許文献６と同様、発光層３１３において第一のゲスト材料である本発明の有機金属錯体は増感作用を起こす物質として働き、第二のゲスト材料である蛍光性化合物の一重項励起状態の量を増幅する。したがって、本実施の形態３の電界発光素子は、蛍光性化合物から得られる発光を発光色とする発光素子であり、なおかつ、その発光効率を従来の蛍光性化合物を用いた電界発光素子に比べて向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ただし、本発明は多くの異なる様態で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当事者であれば容易に理解される。したがって、本発明は本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
（合成例１）
本合成例では、上記構造式（１３）で表される本発明の有機金属錯体（略称：Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ））の合成法を例示する。
［ステップ１：配位子（ｐｐｔ）の合成］
まず、ｏ−ジクロロベンゼン・２０ｍｌを溶媒として、フェノチアジン（東京化成工業社製）を２．３５ｇ（１１．８ｍｍｏｌ）、２−ヨードピリジン（東京化成工業社製）を３．６３ｇ（１７．７ｍｍｏｌ）、炭酸カリウムを６．５５ｇ、銅粉末を１．５ｇ、１８−クラウン−６−エーテルを０．３１ｇ混合し、窒素雰囲気中で１６時間還流した。その後、銅および無機塩を除去し、トルエン溶媒にてカラム精製を行うことにより、配位子ｐｐｔ（１０−（２−ピリジル）フェノチアジン）を得た（乳白色粉末、収率７０％）。合成スキームの概要を下記（ａ−１）に示す。
なお、得られた乳白色粉末のＩＲ吸収スペクトルを測定したところ、フェノチアジンに由来するＮ−Ｈ伸縮振動（３３４０ｃｍ−１）が消失しており、反応が進行していることを示唆している。
［ステップ２：複核錯体（［Ｉｒ（ｐｐｔ）２Ｃｌ］２）の合成］
次に、２−エトキシエタノール３０ｍｌと水１０ｍｌとの混合液を溶媒として、上記で得たｐｐｔを１．１９ｇ（４．３ｍｍｏｌ）、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ３・ＨＣｌ・Ｈ２Ｏ）（キシダ化学社製）を０．５０ｇ（１．７ｍｍｏｌ）混合し、窒素雰囲気下にて１８時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（ｐｐｔ）２Ｃｌ］２を得た（黄色粉末、収率７０％）。合成スキームの概要を下記（ｂ−１）に示す。
［ステップ３：本発明の有機金属錯体（Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ））の合成］
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、上記で得られた［Ｉｒ（ｐｐｔ）２Ｃｌ］２を０．７８ｇ（０．５０ｍｍｏｌ）、アセチルアセトンを０．１５ｍｌ（１．５ｍｍｏｌ）、炭酸ナトリウムを０．５３ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１８時間還流した。得られた黄色粉末を、ジクロロメタンを溶媒としてカラム精製することにより、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）を得た（黄色粉末、収率６０％）。合成スキームの概要を下記（ｃ−１）に示す。
なお、得られた黄色粉末の質量分析（ＥＳＩ−ＭＳ）を行ったところ、Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）（組成式：Ｃ３９Ｈ２９ＩｒＮ４Ｏ２Ｓ２、分子量：８４２）の分子量前後であるｍ／ｚ８４０，８４１，８４２，８４３，８４４に同位体イオンが観測された。また、Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）のＮａ付加体として、ｍ／ｚ８６３，８６４，８６５，８６６，８６７に同様の同位体イオンが観測された。これら同位体ピークのイオン強度のパターンは、理論計算の結果と同様であった。したがって、上記構造式（１３）で示した本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）が得られていると考えられる。
また、１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）の測定結果は以下の通りであった。
δ／ｐｐｍ＝８．２９（ｄ，２Ｈ）、７．６９（ｔ，２Ｈ）、７．４６（ｔ，２Ｈ）、７．１６（ｄ，２Ｈ）、７．０８（ｔ，２Ｈ）、７．００（ｔ，２Ｈ）、６．９０（ｔ，２Ｈ）、６．７１（ｄ，４Ｈ）、６．６２（ｄ，２Ｈ）、６．４６（ｄ，２Ｈ）、５．７４（ｓ，１Ｈ）、１．９３（ｓ，６Ｈ）。
また、得られた本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）の分解温度ＴｄをＴＧ−ＤＴＡにより測定したところ、Ｔｄ＝３３７℃であり、良好な耐熱性を示すことがわかった。また、収率も上記の通り良好であり、コスト的にも優れている。
次に、Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）のジクロロエタン中における吸収スペクトルを図６に示す。なお、図６では、配位子ｐｐｔの吸収スペクトルも合わせて記載した。配位子ｐｐｔは２８０ｎｍおよび３００ｎｍ付近に吸収ピークを有している。一方、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）は、（１）３００ｎｍ、（２）３５０ｎｍ、（３）３８０ｎｍ、（４）４２５ｎｍ付近の４箇所に吸収ピークを有している。
吸収ピーク（１）は、配位子ｐｐｔの吸収とほぼ一致しており、配位子に起因する一重項π−π＊遷移である。また、（２）、（３）、（４）の吸収ピークは、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収であり、一重項ＭＬＣＴ遷移、三重項π−π＊遷移、三重項ＭＬＣＴ遷移などに対応すると類推される。特に、（４）の吸収ピークは可視領域においてブロードな裾を引いており、三重項ＭＬＣＴ遷移特有の吸収スペクトルであると考えられる。すなわち、Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）は三重項励起状態への直接光励起や項間交差が可能な化合物であることがわかった。
また、Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）粉末の発光スペクトル（フォトルミネッセンス）を図７に示す。励起光は３６５ｎｍとした。図７に示す通り、常温で、５２０ｎｍに発光ピークを有する緑色発光を示した。図６の吸収スペクトルを考慮すると、燐光発光であると考えられる。
［比較例１］
下記構造式（２９）で表される従来のイリジウム錯体（略称：Ｉｒ（ｔｐｙ）２（ａｃａｃ））を合成し、分解温度ＴｄをＴＧ−ＤＴＡにより測定したところ、Ｔｄ＝２９８℃であった。
一方、合成例１で述べた本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｔ）２（ａｃａｃ）のＴｄは３３７℃であるため、従来のイリジウム錯体Ｉｒ（ｔｐｙ）２（ａｃａｃ）の方が４０℃近くＴｄが低い結果となった。したがって、本発明の有機金属錯体は耐熱性にも優れていることがわかった。
（合成例２）
本合成例では、上記構造式（１７）で表される本発明の有機金属錯体（略称：Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ））の合成法を例示する。
［ステップ１：配位子（ｐｐｘ）の合成］
まず、オルトジクロロベンゼン・２０ｍｌを溶媒として、フェノキサジンを１．７３ｇ、２−ヨードピリジンを２．９０ｇ、炭酸カリウムを５．２４ｇ、銅粉末を１．２ｇ、１８−クラウン−６−エーテルを０．２５ｇ混合し、窒素雰囲気下にて８時間還流した。その後、銅および無機塩を除去し、ジクロロメタン溶媒にてカラム精製を行うことにより、配位子ｐｐｘ（１−（２−ピリジル）フェノキサジン）を得た（白色粉末、収率９１％）。合成スキームの概要を下記（ａ−２）に示す。
［ステップ２：複核錯体（［Ｉｒ（ｐｐｘ）２Ｃｌ］２）の合成］
次に、２−エトキシエタノール３０ｍｌと水１０ｍｌとの混合液を溶媒として、上記で得たｐｐｘを２．１８ｇ、塩化イリジウム（ＩｒＣｌ３・ＨＣｌ・Ｈ２Ｏ）を１．００ｇ混合し、窒素雰囲気下で１４時間還流することにより、複核錯体［Ｉｒ（ｐｐｘ）２Ｃｌ］２ を得た（黄色粉末、収率９６％）。合成スキームの概要を下記（ｂ−２）に示す。
［ステップ３：本発明の有機金属錯体（［Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）］）の合成］
さらに、２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、上記で得られた［Ｉｒ（ｐｐｘ）２Ｃｌ］２ を１．００ｇ、アセチルアセトン（Ｈａｃａｃ）を０．２１ｍｌ、炭酸ナトリウムを０．７１ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１４時間還流した。得られた固体を、水、エタノール、エーテル溶媒にて洗浄することにより、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）を得た（黄色粉末、収率８７％）。合成スキームの概要を下記（ｃ−２）に示す。
また、得られた本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）の分解温度Ｔｄ をＴＧ−ＤＴＡにより測定したところ、Ｔｄ ＝３４５℃であり、比較例１のＩｒ（ｔｐｙ）２（ａｃａｃ）（Ｔｄ＝２９８℃）に比べ、良好な耐熱性を示すことがわかった。また、収率も上記の通り良好であり、コスト的にも優れている。
また、１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）の測定結果は以下の通りであった。
δ／ｐｐｍ＝７．７８（ｄ，２Ｈ）、７．６９（ｔ，２Ｈ）、７．３１（ｄ，２Ｈ）、７．２０（ｍ，６Ｈ）、７．０１（ｄ，２Ｈ）、６．７９（ｔ，２Ｈ）、６．５０（ｄ，２Ｈ）、６．３９（ｔ，２Ｈ）、５．６１（ｄ，２Ｈ）、４．９７（ｓ，１Ｈ）、１．６２（ｓ，６Ｈ）。
次に、Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（フォトルミネッセンス）を図８に示す。本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）は２５６ｎｍ、３１４ｎｍ、３４８ｎｍおよび４１０ｎｍに吸収ピークを有しており、合成例１と同様、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収スペクトルを呈していた。また、発光スペクトルは５２４ｎｍにピークを有しており、緑色発光であった。
（合成例３）
本合成例では、上記構造式（１８）で表される本発明の有機金属錯体（略称：Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ｐｉｃ））の合成法を例示する。原料としては、上述した合成例２のステップ２で得られる複核錯体［Ｉｒ（ｐｐｘ）２Ｃｌ］２を用いた。
まず、２−エトキシエタノール３０ｍｌを溶媒として、［Ｉｒ（ｐｐｘ）２Ｃｌ］２ を１．００ｇ、ピコリン酸（ｐｉｃ）を０．２５ｇ、炭酸ナトリウムを０．７１ｇ混合し、窒素雰囲気下にて１４時間還流した。次に、得られた固体を、水、エタノール、エーテル溶媒にて洗浄することにより、本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ｐｉｃ）を得た（黄色粉末、収率７２％）。合成スキームの概要を下記（ｃ−３）に示す。
また、得られた本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ｐｉｃ）の分解温度Ｔｄ をＴＧ−ＤＴＡにより測定したところ、Ｔｄ ＝３９６℃であり、比較例１のＩｒ（ｔｐｙ）２（ａｃａｃ）（Ｔｄ＝２９８℃）に比べ、良好な耐熱性を示すことがわかった。また、収率も上記の通り良好であり、コスト的にも優れている。
また、１Ｈ−ＮＭＲ（ＤＭＳＯ−ｄ６）の測定結果は以下の通りであった。
δ／ｐｐｍ＝８．５７（ｄ，１Ｈ）、８．００（ｔ，１Ｈ）、７．８９（ｄ，２Ｈ）、７．７５（ｄ，１Ｈ）、７．６３（ｄ，２Ｈ）、７．３３（ｍ，２Ｈ）、７．２４（ｍ，５Ｈ）、７．１１（ｍ，２Ｈ）、７．００（ｔ，１Ｈ）、６．８１（ｔ，１Ｈ）、６．６４（ｍ，４Ｈ）、６．４５（ｔ，１Ｈ）、６．２２（ｄ，１Ｈ）、５．８６（ｄ，１Ｈ）、５．４９（ｄ，１Ｈ）。
次に、Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ｐｉｃ）のジクロロメタン中における吸収スペクトルおよび発光スペクトル（フォトルミネッセンス）を図９に示す。本発明の有機金属錯体Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ｐｉｃ）は２２６ｎｍ、３１４ｎｍ、３３８ｎｍおよび３９６ｎｍに吸収ピークを有しており、合成例１と同様、オルトメタル錯体等によく見られる有機金属錯体特有の吸収スペクトルを呈していた。また、発光スペクトルは５５１ｎｍにピークを有しており、黄緑色発光であった。
本実施例では、合成例２で得られた上記構造式（１７）で表される本発明の有機金属錯体（Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ））を発光体として用いた電界発光素子を、具体的に例示する。素子構造としては図１に示す構造を適用し、成膜法としては真空蒸着法を用いた。なお、本実施例では、第１の電極１０１を陽極、第２の電極１０３を陰極としている。
まず、第１の電極１０１としてインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）が１１０ｎｍ成膜された基板１００を用いる。第１の電極１０１の大きさは２ｍｍ角とした。この第１の電極１０１上にホール注入層１１１としてＣｕＰｃを２０ｎｍ成膜し、次いでホール輸送層１１２としてα−ＮＰＤを３０ｎｍ成膜した。
さらに、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）とを共蒸着することにより、ホール輸送層１１２の上に発光層１１３を３０ｎｍ成膜した。なお、この時、Ｉｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）が発光層１１３中に約８ｗｔ％含まれるように蒸着レートを調整した。
次に、ホールブロッキング層１１４としてＢＣＰを１０ｎｍ、電子輸送層１１５としてＡｌｑ３を２０ｎｍ、順次成膜した。以上が電界発光層１０２に相当する。最後に、フッ化カルシウムを２ｎｍ、アルミニウムを１００ｎｍ成膜することで、第２の電極１０３とした。
図１０に、本実施例の素子特性を示す。図１０（ａ）は輝度−電圧特性、図１０（ｂ）は輝度−電流密度特性、図１０（ｃ）は電流効率−輝度特性である。この素子は、７．０Ｖの電圧を印加することにより０．６９４ｍＡ／ｃｍ２の電流密度で電流が流れ、１１８ｃｄ／ｍ２の輝度で発光した。また、この時の電流効率は１７．０ｃｄ／Ａであり、外部量子効率は約５．５％であった。したがって、一重項励起状態からの発光（蛍光）を利用した電界発光素子を優に上回る高効率が得られた。これは、本発明の電界発光素子が三重項励起状態からの発光（燐光）を示しているためと考えられる。
図１１に、本実施例の電界発光素子の発光スペクトルを示す。図１１に示すとおり、約５２０ｎｍにピークを有する緑色発光であった。これは、図８に示した溶液中のＩｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）の発光スペクトルとほぼ一致しており、本実施例においてＩｒ（ｐｐｘ）２（ａｃａｃ）が発光していることを示唆している。なお、ＣＩＥ色度座標は、（ｘ，ｙ）＝（０．２７，０．６０）であった。
本実施例では、画素部に本発明の電界発光素子を有する発光装置について図４を用いて説明する。なお、図４（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）をＡ−Ａ’で切断した断面図である。点線で示された４０１はソース側駆動回路、４０２は画素部、４０３はゲート側駆動回路である。また、４０４は封止基板、４０５はシール剤であり、シール剤４０５で囲まれた内側は、空間４０７になっている。
なお、引き回し配線４０８はソース側駆動回路４０１及びゲート側駆動回路４０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）４０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基盤（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図４（Ｂ）を用いて説明する。基板４１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路４０１と、画素部４０２が示されている。
なお、ソース側駆動回路４０１はｎチャネル型ＴＦＴ４２３とｐチャネル型ＴＦＴ４２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するＴＦＴは、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に形成することもできる。
また、画素部４０２はスイッチング用ＴＦＴ４１１と、電流制御用ＴＦＴ４１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極４１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極４１３の端部を覆って絶縁物４１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂膜を用いることにより形成する。
また、カバレッジを良好なものとするため、絶縁物４１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁物４１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁物４１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物４１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
第１の電極４１３上には、電界発光層４１６、および第２の電極４１７がそれぞれ形成されている。ここで、陽極として機能する第１の電極４１３に用いる材料としては、仕事関数の大きい材料を用いることが望ましい。例えば、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）膜、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）膜、窒化チタン膜、クロム膜、タングステン膜、Ｚｎ膜、Ｐｔ膜などの単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との３層構造等を用いることができる。なお、積層構造とすると、配線としての抵抗も低く、良好なオーミックコンタクトがとれ、さらに陽極として機能させることができる。
また、電界発光層４１６は、蒸着マスクを用いた蒸着法、またはインクジェット法によって形成される。電界発光層４１６には、本発明の有機金属錯体をその一部に用いることとし、その他、組み合わせて用いることのできる材料としては、低分子系材料であっても高分子系材料であっても良い。また、電界発光層に用いる材料としては、通常、有機化合物を単層もしくは積層で用いる場合が多いが、本発明においては、有機化合物からなる膜の一部に無機化合物を用いる構成も含めることとする。
さらに、電界発光層４１６上に形成される第２の電極（陰極）４１７に用いる材料としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、またはＣａＮ）を用いればよい。なお、電界発光層４１６で生じた光が第２の電極４１７を透過させる場合には、第２の電極（陰極）４１７として、膜厚を薄くした金属薄膜と、透明導電膜（ＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３―ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等）との積層を用いるのが良い。
さらにシール剤４０５で封止基板４０４を素子基板４１０と貼り合わせることにより、基板４１０、封止基板４０４、およびシール剤４０５で囲まれた空間４０７に電界発光素子４１８が備えられた構造になっている。なお、空間４０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール剤４０５で充填される構成も含むものとする。
なお、シール剤４０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板４０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、マイラー、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明の電界発光素子を有する発光装置を得ることができる。
本実施例では、本発明の電界発光素子を有する発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について説明する。
本発明の電界発光素子を有する発光装置を用いて作製された電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図５に示す。
図５（Ａ）は表示装置であり、筐体５１０１、支持台５１０２、表示部５１０３、スピーカー部５１０４、ビデオ入力端子５１０５等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５１０３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。
図５（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体５２０１、筐体５２０２、表示部５２０３、キーボード５２０４、外部接続ポート５２０５、ポインティングマウス５２０６等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５２０３に用いることにより作製される。
図５（Ｃ）はモバイルコンピュータであり、本体５３０１、表示部５３０２、スイッチ５３０３、操作キー５３０４、赤外線ポート５３０５等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５３０２に用いることにより作製される。
図５（Ｄ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体５４０１、筐体５４０２、表示部Ａ５４０３、表示部Ｂ５４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部５４０５、操作キー５４０６、スピーカー部５４０７等を含む。表示部Ａ５４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ５４０４は主として文字情報を表示するが、本発明の電界発光素子を有する発光装置をこれら表示部Ａ、Ｂ５４０３、５４０４に用いることにより作製される。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
図５（Ｅ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体５５０１、表示部５５０２、アーム部５５０３を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５５０２に用いることにより作製される。
図５（Ｆ）はビデオカメラであり、本体５６０１、表示部５６０２、筐体５６０３、外部接続ポート５６０４、リモコン受信部５６０５、受像部５６０６、バッテリー５６０７、音声入力部５６０８、操作キー５６０９、接眼部５６１０等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５６０２に用いることにより作製される。
ここで、図５（Ｇ）は携帯電話であり、本体５７０１、筐体５７０２、表示部５７０３、音声入力部５７０４、音声出力部５７０５、操作キー５７０６、外部接続ポート５７０７、アンテナ５７０８等を含む。本発明の電界発光素子を有する発光装置をその表示部５７０３に用いることにより作製される。なお、表示部５７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
以上の様に、本発明の電界発光素子を有する発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電気器具に適用することが可能である。
本発明によって、合成の容易な配位子を用いて収率良く得られる新規な有機金属錯体を提供することができる。また特に、耐熱性に優れた新規な有機金属錯体を提供することができる。
また、前記有機金属錯体を用いて電界発光素子を作製することにより、発光効率の高い電界発光素子を提供することができる。さらには前記電界発光素子を用いて発光装置を作製することにより、消費電力の低い発光装置を提供することができる。

Claims (8)

  1. 下記一般式（１）で表される構造を有する塩素架橋の複核錯体。
    （Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、アルコキシル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、ビニル基、アリール基、または複素環残基、のいずれかを表す。またＸは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＹは、窒素原子をヘテロ原子として含む複素環残基を表す。）
  2. 下記一般式（２）で表される構造を有する有機金属錯体。
    （Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、アルコキシル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、ビニル基、アリール基、複素環残基、のいずれかを表す。またＸは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＹは、窒素原子をヘテロ原子として含む複素環残基を表す。またＭは、第９族原子または第１０族原子を表し、前記Ｍが第９族原子の場合はｎ＝３、第１０族原子の場合はｎ＝２となる。）
  3. 下記構造式（３）で表される構造を有する有機金属錯体。
  4. 下記構造式（４）で表される構造を有する有機金属錯体。
  5. 下記構造式（５）で表される構造を有する有機金属錯体。
  6. 下記構造式（６）で表される構造を有する有機金属錯体。
  7. 下記一般式（１）で表される塩素架橋の複核錯体と二座キレート配位子を混合し、
    前記複核錯体の前記塩素架橋を前記二座キレート配位子で切断することにより有機金属錯体を生成する方法であって、
    前記二座キレート配位子は、ベータジケトン構造を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、カルボキシル基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子、またはフェノール性水酸基を有するモノアニオン性の二座キレート配位子のいずれかであることを特徴とする有機金属錯体の作製方法。
    （Ｒ１〜Ｒ７はそれぞれ、水素原子、ハロゲン原子、低級アルキル基、アルコキシル基、アシル基、ニトロ基、シアノ基、アミノ基、ジアルキルアミノ基、ジアリールアミノ基、ビニル基、アリール基、または複素環残基、のいずれかを表す。またＸは、酸素原子または硫黄原子を表す。またＹは、窒素原子をヘテロ原子として含む複素環残基を表す。）
  8. 請求項７において、
    二座キレート配位子は、アセチルアセトン、マロン酸ジメチル、ピコリン酸、プロリン、サリチリデンアミン、サリチルアルデヒド、８−キノリノールのいずれかであることを特徴とする有機金属錯体の作製方法。
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