JP5924691B2 - 金属錯体、発光素子、表示装置 - Google Patents

金属錯体、発光素子、表示装置 Download PDF

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Description

本発明は、ルミネッセンスを示す金属錯体に関する。また、本発明は、前記金属錯体を含む発光素子および表示装置も提供する。
表示装置用の有機ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子において、従来は、一重項励起状態からの発光（即ち、蛍光）が利用されていた。この場合、２５％の発光効率が最大であり、非常に発光効率が悪かった。そこで、発光効率を上げる方法として、三重項励起状態からの発光（即ち、リン光）を利用することが提案されている。リン光を利用する場合、原理的には１００％の発光効率が可能となる。
そして、イリジウムにフェニルピリジンがシクロメタル化した金属錯体が、室温でも高い効率でリン光を生じることが報告されている。それ以来、リン光発光材料の研究は、ほとんどイリジウム錯体を対象として行われているため、それ以外の金属錯体の発光素子としての可能性の評価は、まだ十分にはなされていない。
本発明者らは、３，５−ジメチルピラゾールを用いて混合金属錯体の合成を試み、紫外光を照射すると非常に強い発光を示す金属錯体の単離に成功した。この金属錯体の発光測定の結果、白金および銀を含む混合金属錯体は、リン光性の青色発光を示し、しかも固体状態および溶液中の発光量子収率がそれぞれ０．８５、０．５１と、フェニルピリジン−イリジウム錯体より高いことが分かった。この金属錯体の発光特性は、有機ＥＬ素子の発光材料として現在まで知られている化合物のうちの最良の発光特性を有する材料と比較しても、遜色がない。
また、本発明者らは、これまでに様々な置換基を持つピラゾールを用いて、一連の混合金属錯体を合成し、固体発光量子収率が高い金属錯体もいくつか開発してきた（例えば、特許文献１を参照）。しかし、従来の金属錯体からは、まだ十分なＥＬ特性が得られていない。
特開２００８−８１４０１号公報
従来の金属錯体から十分なＥＬ特性が得られていない理由としては、従来の金属錯体の光吸収帯が短波長側に存在し、大きな励起エネルギーを必要とするために、その発光材料の潜在的な発光性能をＥＬ特性として十分に発揮できないことが考えられる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、従来のピラゾラトが架橋した混合金属錯体の光吸収帯（約２５０〜３５０ｎｍ）よりも光吸収帯が長波長側にシフトし、有機ＥＬ素子の発光材料として用いたときに十分なＥＬ特性が得られる金属錯体を提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、以下の式（Ｃ１）で表されるカチオンを含む金属錯体は、従来物に比べて、光吸収帯が長波長側にシフトし、少ないエネルギーで励起させ得ることを見出した。この知見に基づく本発明は、以下の通りである。
［１］ 式（Ｃ１）で表されるカチオンを含む金属錯体。
［（ＭII）2（ＭI）2（ＬC）2（ＬB）4］2+ （Ｃ１）
［式（Ｃ１）中、ＭIIは、ＰｔIIまたはＰｄIIを示す。
ＭIは、Ｈ+、ＡｕI、ＡｇI、ＣｕI、ＨｇI、ＴｌIまたはＰｂIを示す。
ＬCは、式（ＬC−１）〜式（ＬC−５）のいずれかで表される化合物を示す。
ＬBは、式（ＬB−１）で表される１価のアニオンを示す。
｛式（ＬC−１）〜式（ＬC−５）中、Ｒ1〜Ｒ34は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を示すか、或いはＲ1〜Ｒ34のうち、隣り合う基の１組または複数の組が、置換基を有していてもよい炭化水素環、または置換基を有していてもよい複素環を形成している。
式（ＬB−１）中、Ｘ1は、置換基を有していてもよいアルキル基を示す。
Ｘ2およびＸ3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を示す。｝］
［２］ 式（Ｃ２）で表される上記［１］に記載の金属錯体。
［（ＭII）2（ＭI）2（ＬC）2（ＬB）4］（ＰＦ6）2 （Ｃ２）
［式（Ｃ２）中、ＭII、ＭI、ＬCおよびＬBは、前記と同義である。］
［３］ ＭIIはＰｔIIであり、ＭIはＨ+、ＡｕI、ＡｇIまたはＣｕIであり、ＬCは２，２’−ビピリミジンまたは２，２’−ビピリジン（好ましくは２，２’−ビピリジン）であり、ＬBは３−ｔ−ブチルピラゾールからプロトンが解離して得られる１価のアニオンである、上記［１］または［２］に記載の金属錯体。
［４］ ＭIIはＰｔIIであり、ＭIはＨ+またはＡｇIであり、ＬCは４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンまたは５，５’−ジメチル−２，２’−ビピリジン（好ましくは４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジン）であり、ＬBは３−ｔ−ブチルピラゾールからプロトンが解離して得られる１価のアニオンである、上記［１］または［２］に記載の金属錯体。
なお以下では、「式（ＬC−１）で表される化合物」を「化合物（ＬC−１）」と略称することがある。他の式で表される化合物、アニオン、カチオンおよび金属錯体も同様に略称することがある。
上述の本発明の金属錯体によれば、有機ＥＬ素子の発光材料として用いたときに、十分なＥＬ特性が得られる。また、この本発明の金属錯体を用いれば、新規な発光素子および新規な表示装置を提供することができる。
本発明の発光素子の一例を示す断面図である。 [Pt2(bpym)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：８０Ｋ、１５０Ｋ、２２０Ｋ、２９８Ｋ）。 [Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2中のカチオンの構造を示すＯＲＴＥＰ図である。 [Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルである。 [Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2中のカチオンの構造を示すＯＲＴＥＰ図である。 [Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルである。 [Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2Cu2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：８０Ｋ、１５０Ｋ、２２０Ｋ、２９８Ｋ）。 [Pt2(bpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルである（金属錯体の濃度：３．４４×１０-6Ｍ、６．８８×１０-6Ｍ、１．０３×１０-5Ｍ、１．３８×１０-5Ｍ、３．４４×１０-5Ｍ）。 [Pt2(bpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2中のカチオンの構造を示すＯＲＴＥＰ図である。 [Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルである（金属錯体の濃度：５．２７×１０-6Ｍ、１．０６×１０-5Ｍ、１．５６×１０-5Ｍ、２．１１×１０-5Ｍ、５．２７×１０-5Ｍ）。 [Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2Au2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2中のカチオンの構造を示すＯＲＴＥＰ図である。 [Pt2Au2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルである（金属錯体の濃度：４．７９×１０-6Ｍ、９．５８×１０-6Ｍ、１．４４×１０-5Ｍ、１．９２×１０-5Ｍ、４．７９×１０-5Ｍ）。 [Pt2Au2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2Cu2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルである（金属錯体の濃度：５．５４×１０-6Ｍ、１．１１×１０-5Ｍ、１．６６×１０-5Ｍ、２．２２×１０-5Ｍ、５．５４×１０-5Ｍ）。 [Pt2Cu2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](BF4)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2Ag2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 [Pt2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 青色に発光する[Pt2Ag2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2中のカチオンの構造を示すＯＲＴＥＰ図である。 黄色に発光する[Pt2Ag2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。 青色に発光する[Pt2Ag2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の固体状態の発光スペクトルである（測定温度：２９８Ｋ）。
以下、本発明を実施するための形態について説明する。
本発明の金属錯体は、式（Ｃ１）で表されるカチオンを含む金属錯体である。
［（ＭII）2（ＭI）2（ＬC）2（ＬB）4］2+ （Ｃ１）
即ち、本発明の金属錯体は、ＭIIおよびＭIの２種のカチオン（金属イオンまたはＨ+）、キレート配位子ＬC、および架橋配位子ＬBを用いて構成される多核金属錯体である。
ＭIIは、ＰｔIIまたはＰｄIIを示し、好ましくはＰｔIIである。
ＭIは、Ｈ+、ＡｕI、ＡｇI、ＣｕI、ＨｇI、ＴｌIまたはＰｂIを示し、好ましくはＨ+、ＡｕI、ＡｇIまたはＣｕIであり、より好ましくはＡｇIである。
ＬCは、前記式（ＬC−１）〜式（ＬC−５）のいずれかで表される化合物を示す。ここで、化合物（ＬC−１）は、置換基を有していてもよい２，２’−ビピリミジンであり、化合物（ＬC−２）は、置換基を有していてもよい２，２’−ビピラジンであり、化合物（ＬC−３）は、置換基を有していてもよい４，４’−ビピリミジンであり、化合物（ＬC−４）は、置換基を有していてもよい２，２’−ビピリジンであり、化合物（ＬC−５）は、置換基を有していてもよい１，１０−フェナントロリンである。
前記式（ＬC−１）〜式（ＬC−５）中のＲ1〜Ｒ34は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を示すか、或いはＲ1〜Ｒ34のうち、隣り合う基の１組または複数の組が、置換基を有していてもよい炭化水素環、または置換基を有していてもよい複素環を形成している。Ｒ1〜Ｒ34は、それぞれ独立に、好ましくは水素原子、ハロゲン原子または置換基を有していてもよいアルキル基であり、より好ましくは水素原子またはアルキル基である。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられる。
アルキル基は、直鎖状、分枝鎖状または環状のいずれでもよい。アルキル基が有し得る置換基としては、例えば、上述のハロゲン原子などが挙げられる。置換基を有していてもよいアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ｉ−プロピル基、ブチル基、ｉ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、シクロヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、エチルヘキシル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロヘキシル基などが挙げられる。Ｒ1〜Ｒ34のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜８、より好ましくは１〜４である。
アリール基は、芳香族炭化水素基（例、フェニル基、ナフチル基、アントリル基）または複素芳香族炭化水素基（例、ピリジル基）のいずれでもよく、好ましくは芳香族炭化水素基である。Ｒ1〜Ｒ34のアリール基は、好ましくは６〜１４員、より好ましくは６〜１０員である。アリール基が有し得る置換基としては、上述のハロゲン原子または置換基を有していてもよいアルキル基などが挙げられる。
隣り合うＲ1〜Ｒ34が形成する前記炭化水素環としては、例えば、式（１）で表される環Ａが挙げられる。
隣り合うＲ1〜Ｒ34が形成する前記炭化水素環または前記複素環は、芳香環でも非芳香環でもよく、また置換基を有していてもよい。前記炭化水素環としては、例えばベンゼン環、脂環式炭化水素環などが挙げられる。前記複素環としては、例えばイミダゾール環、ピラジン環、キノキサリン環などが挙げられる。また、隣り合うＲ1〜Ｒ34が形成する前記炭化水素環または前記複素環は、環が複数縮合してなる環、または環が単結合等で複数結合してなる環などであってもよい。前記炭化水素環または前記複素環が有し得る置換基としては、上述のハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、置換基を有していてもよいアリール基などが挙げられる。
ＬCは、好ましくは化合物（Ｌc−１）または化合物（Ｌc−４）である。化合物（Ｌc−１）の中では、２，２’−ビピリミジン（Ｒ1〜Ｒ6：水素原子）および５，５’−ジメチル−２，２’−ビピリミジン（Ｒ2およびＲ5：メチル基；Ｒ1、Ｒ3、Ｒ4およびＲ6：水素原子）が好ましく、２，２’−ビピリミジンがより好ましい。化合物式（Ｌc−４）の中では、２，２’−ビピリジン（Ｒ19〜Ｒ26：水素原子）、４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジン（Ｒ21およびＲ24：メチル基；Ｒ19、Ｒ20、Ｒ22、Ｒ23、Ｒ25およびＲ26：水素原子）および５，５’−ジメチル−２，２’−ビピリジン（Ｒ20およびＲ25：メチル基；Ｒ19、Ｒ21〜Ｒ24およびＲ26：水素原子）が好ましく、２，２’−ビピリジンおよび４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンがより好ましく、２，２’−ビピリジンが特に好ましい。
ＬBは、前記式（ＬB−１）で表される１価のアニオンを示す。詳しくは、ＬBは、式（ＬB−２）で表される化合物からプロトンが解離して得られる１価のアニオンを示す。
前記式（ＬB−１）および前記式（ＬB−２）中のＸ1は、置換基を有していてもよいアルキル基を示し、Ｘ2およびＸ3は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基を示す。Ｘ1、Ｘ2およびＸ3のハロゲン原子、置換基を有していてもよいアルキル基、または置換基を有していてもよいアリール基としては、上述のものが挙げられる。
Ｘ1のアルキル基の炭素数は、好ましくは１〜８であり、より好ましくは１〜４である。Ｘ1は、さらに好ましくは置換基を有していてもよいブチル基、特に好ましくはｔ−ブチル基である。
Ｘ2およびＸ3のアルキル基の炭素数は、それぞれ独立に、好ましくは１〜４であり、Ｘ2およびＸ3のアリール基は、好ましくは６〜１４員であり、より好ましくは６〜１０員である。Ｘ2およびＸ3は、それぞれ独立に、好ましくは水素原子、ハロゲン原子または置換基を有していてもよいアルキル基であり、より好ましくは水素原子、ハロゲン原子またはメチル基であり、さらに好ましくは水素原子である。特に好ましいＬBは、３−ｔ−ブチルピラゾールからプロトンが解離して得られる１価のアニオンである。
本発明の金属錯体は、カチオン（Ｃ１）に加えて、カウンターアニオンを含有する。カウンターアニオンとしては、金属錯体の分野で公知のものを使用することができる。カウンターアニオンとしては、例えば、ハロゲン化物イオン、擬ハロゲン化物イオン、ヘキサフルオロリン酸イオン、テトラフルオロホウ酸イオン、テトラフェニルホウ酸イオン、過塩素酸イオン、硝酸イオン、硫酸イオン、炭酸イオン、リン酸イオン、亜硝酸イオンなどが挙げられ、これらの中でも、安定な錯体が得られるテトラフルオロホウ酸イオン（ＢＦ4 -）およびヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ6 -）が好ましく、ＰＦ6 -がより好ましい。即ち、本発明のより好ましい金属錯体は、式（Ｃ２）で表される：
［（ＭII）2（ＭI）2（ＬC）2（ＬB）4］（ＰＦ6）2 （Ｃ２）
［式（Ｃ２）中、ＭII、ＭI、ＬCおよびＬBは、前記と同義である。］
次に、本発明の金属錯体の合成方法について説明する。本発明の金属錯体は、化合物（ＬC−１）〜化合物（ＬC−５）（以下、これらをまとめて「化合物（ＬC−１）等」と略称することがある）および化合物（ＬB−２）を原料として、合成することができる。
化合物（ＬC−１）等は、市販の化合物を使用することができる。また化合物（ＬC−１）等は、既知の方法（例えば、Ｉｎｏｒｇ．Ｃｈｅｍ．，４６，２４３２−２４４５（２００７）に記載の方法等）を用いて、また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。
化合物（ＬB−２）は、市販の化合物を使用することができる。また化合物（ＬB−２）は、既知の方法を用いて、また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、化合物（ＬB−２）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、ヒドラジンまた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）に記載の方法等で反応させることによって、化合物（ＬB−２）を合成することができる。
所望のジケトン化合物は、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。
また、化合物（ＬB−２）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）、Ｏｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎｔｈｅｓｅｓ，３９，２７−３０（１９５９）、Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃｈｅｍ．，２１（４），９３７−９４３（１９８４）、Ｊ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７９，５２４２−５２４５（１９５７）、Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃｈｅｍ．，２４（１），１１７−１１９（１９８１）、Ｊ．Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２４（１），１１７−１１９（１９８１）、Ｊ．Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，２０（６），８４７−８５０（１９７７）、Ｊ．Ｈｅｔｅｒｏｃｙｃｌｉｃ Ｃｈｅｍ．，２１（４），９３７−９４３（１９８４）、Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，Ｐｅｒｋｉｎ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ１，（２３），２９０１−２９０７（１９７３）に記載の方法、またはそれらの方法に準じても、合成することができる。
続いて、化合物（ＬC−１）等および化合物（ＬB−２）を使用した、本発明の金属錯体の合成方法の一例を説明する。最初に、中間生成物として、単核錯体［ＭII（ＬC）（ＬBＨ）2］（ＰＦ6）2を合成する。具体例としては、白金錯体[PtCl2(bpym)]と3-tBupzHとの反応で得られる単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2が挙げられる。ここで、bpymは２，２’−ビピリミジンを表し、3-tBupzHは、３−ｔ−ブチルピラゾールを表す。次に、この単核錯体［ＭII（ＬC）（ＬBＨ）2］（ＰＦ6）2に、塩基またはＭIの化合物を反応させることによって、式（Ｃ２）、即ち［（ＭII）2（ＭI）2（ＬC）2（ＬB）4］（ＰＦ6）2で表される金属錯体を得ることができる。なお、カチオン（Ｃ１）とヘキサフルオロリン酸イオン（ＰＦ6 -）以外のカウンターアニオンとを含む金属錯体は、金属錯体（Ｃ２）のＰＦ6 -を、公知の方法で他のカウンターアニオンに交換すること等によって得ることができる。
本発明の金属錯体の合成方法は、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。
次に、本発明の金属錯体の用途について説明する。本発明の金属錯体は、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使用することができる。さらに、本発明の金属錯体は、正孔注入層／正孔輸送層用剤、電子注入層／電子輸送層用剤として使用することもできる。この他、本発明の金属錯体は、有機分子若しくはガス分子等のセンサー、制癌剤、または発光塗料等の材料として使用することができる。但し、本発明の金属錯体の用途は、これらに限定されない。
次に、上述の金属錯体を発光層に含む、本発明の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、および電子注入層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。
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一つの層とする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。
本発明の発光素子の発光層は、本発明の金属錯体を、ゲスト発光剤として含んでいてもよく、ホスト発光剤として含んでいてもよい。本発明の金属錯体をゲスト発光剤として使用する場合、これと組み合わせるホスト発光剤としては、例えば、トリス（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウムのような８−キノリノール類を配位子とする金属錯体；ＣＢＰ（４，４’−Ｎ，Ｎ’−ジカルバゾールビフェニル）のようなカルバゾール誘導体；ジシアノメチレン（ＤＣＭ）類；クマリン類；ペリレン類；ルブレン類などが挙げられる。
本発明の発光素子の動作は、本質的に、電子および正孔を電極から注入する過程、電子および正孔が固体中を移動する過程、電子および正孔が再結合し、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およ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。
本発明の発光素子は、表示装置に用いることができる。そのため、本発明は、上述の発光素子を備えてなる表示装置も提供する。本発明の表示装置は、発光素子の発光層に本発明の金属錯体を含有する。
なお、本発明は、上述の発明を実施するための形態に限らず、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。
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。
（実施例１）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2(bpym)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＨ+、ＬCをbpym、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。二つのＨ+と二つの3-tBupzとが結合して、二つの3-tBupzHを形成している。なお、3-tBupzは、３−ｔ−ブチルピラゾール（3-tBupzH）のＮ原子からプロトンが解離して得られる１価のアニオンを表す。
まず、始めに、中間原料である単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[PtCl2(bpym)]（４１ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）および3-tBupzH（４０ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）を水５ｍＬ中、８０℃で４時間加熱撹拌を行った。このとき、オレンジ色の懸濁液が黄色溶液に変化した。この黄色溶液に、NH4PF6（７３ｍｇ、０．４５ｍｍｏｌ）を加えると、沈殿が析出した。この黄色沈殿を濾過し、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は５４ｍｇ（収率６３％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
得られた金属錯体は、アセトニトリル、アセトン、ＴＨＦ、ＤＭＦ、ＤＭＳＯに易溶であり、ジクロロメタン、メタノール、エタノールに可溶であり、クロロホルム、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテルに難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3638(w), 3364(w), 3096(w), 2968(m), 1588(s), 1558(m), 1490(m), 1412(s), 1372(w), 1303(w), 1265(w), 1211(w), 1133(m), 1070(w), 1035(w), 846(s), 745(m), 678(w), 558(s)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１の通りである。ここで、表１中の各項目は、左から、δがピークの化学シフト（ｐｐｍ）を示し、Ｓｈａｐｅがピークの形状を示し、Jが結合定数（Ｈｚ）を示し、Ｉｎｔ．がピーク強度（相対値）を示し、Ａｓｓｉｇｎ．がピークの帰属を示す。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=746.6 [M-PF6]+
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2(bpym)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2（８６ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬにＫＯＨ（１２ｍｇ、０．２１ｍｍｏｌ）を加えて、室温で３時間撹拌した。反応溶液は、黄色からオレンジ色に変化した。この溶液を、減圧下で濃縮乾固した後に、アセトニトリルを加えて、未反応のＫＯＨをろ別した。オレンジ色のろ液を乾固した後、ジクロロメタンに溶かし、この溶液にヘキサンを加えた。析出したオレンジ色の固体を集め、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は６２ｍｇ（収率８５％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、オレンジ色に発光した。また、この金属錯体は、アセトニトリル、ジクロロメタン、アセトン、メタノール、エタノール、ベンゼン、ＤＭＦ、ＤＭＳＯに易溶であり、クロロホルム、トルエンに可溶であり、水、ヘキサンに難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3082(s), 2957(s), 2864(m), 1636(w), 1584(s), 1550(m), 1493(s), 1474(m), 1459(m), 1415(s), 1362(m), 1336(m), 1236(s), 1208(m), 1121(w), 1049(s), 991(w), 836(s), 760(m), 746(s), 726(w), 673(m), 559(s), 491(w)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表２の通りである。表２中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1345.3 [M-PF6]+
次に、金属錯体[Pt2(bpym)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体の固体状態の発光スペクトルを測定した。この発光スペクトルを図２に示す。
固体状態の[Pt2(bpym)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2は、ＵＶ光（３５５ｎｍ）で励起すると、６３８ｎｍに発光極大をもつブロードなスペクトルを示した。また、２９８Ｋ、２２０Ｋ、１５０Ｋおよび８０Ｋで発光スペクトルを測定したが、スペクトルの形状に著しい変化は見られなかった。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は０．０１未満であり、測定できなかった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行ない、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行なうことにより、τ1、A1、τ2およびA2の値を得た。これらの結果を、下記表３に記載する。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例２）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＡｇI、ＬCをbpym、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例１で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、[Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2（６９ｍｇ、０．０７８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬに、AgBF4（１７ｍｇ、０．０８９ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（４９μＬ、０．３１ｍｍｏｌ）を加えて、遮光しながら室温で３時間撹拌した。このとき、黄色溶液が黄色懸濁液に変化した。黄色固体を集めて、水、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は５０ｍｇ（収率７６％）であった。この反応は、下記の化学反応式で表すことができる。
さらに、アセトニトリル／エタノールより再結晶を行い、単結晶を得た。得られた金属錯体は黄色固体であった。この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、緑色に発光した。また、この金属錯体は、アセトニトリル、ＤＭＦ、ＤＭＳＯに易溶であり、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、メタノール、ＴＨＦ、トルエンに可溶であり、ジエチルエーテル、エタノール、ヘキサン、ベンゼン、水に難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトル、1Ｈ ＮＭＲスペクトルおよび元素分析により、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3108(w), 2954(m), 2922(m), 2860(w), 1584(s), 1552(m), 1495(m), 1458(w), 1409(s), 1360(w), 1333(m), 1247(m), 1207(w), 1178(w), 1143(w), 1081(m), 1033(w), 845(s), 810(m), 778(w), 761(m), 748(s), 697(w), 675(w), 652(w), 558(s), 502(w)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表４の通りである。表４中の各項目は、表１と同様である。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表５に示す。ここで、表５中の各項目は、左から、ｃａｌｃｄが計算値を示し、ｆｏｕｎｄが分析値を示し、Δがこれらの差（分析値−計算値）を示す。
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。ここで、表６中の各項目は、上から、組成、式量、測定温度、測定波長（ＭｏＫα線＝0.71070Å）、晶系、空間群、格子定数（ａ，ｂ，ｃ，β）、格子体積、Ｚ値、密度、線吸収係数、独立な反射の数、最終Ｒ値、Ｒ1値、ＧＯＦ値である。
また、この金属錯体のカチオンの構造を、図３のＯＲＴＥＰ図に示す。図３に示すように、このカチオン中には二つのＰｔ原子と二つのＡｇ原子が含まれている。Ａｇ・・・Ａｇ間の中点に、結晶学的な対称中心が存在し、結晶中の半分の原子が独立である。各Ｐｔ原子にはビピリミジン（bpym）が二座でキレート配位し、残りの配位座には二つの３−ｔ−ブチルピラゾラト配位子（3-tBupz）がｔ−ブチル基に遠い方のＮ原子で配位している。各Ｐｔ原子は｛(bpym)Pt(3-t-Bupz)2｝ユニットを形成しており、各ユニットの二つの3-t-Bupz配位子が異なるＡｇ原子に配位することで、二つのＰｔ原子と二つのＡｇ原子を含む１２員環を形成している。[Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2において、Ｐｔ・・・Ａｇ距離は3.4825(4)Åおよび3.6142(4)Åであり、Ａｇ・・・Ａｇ距離は3.0358(8)Åである。また、Ｐｔ−Ｎ距離は1.976(4)Å〜2.032(4)Åの範囲にあり、Ａｇ−Ｎ距離は2.105(4)Åおよび2.112(4)Åである。
次に、金属錯体[Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルおよび固体状態の発光スペクトルを測定した。このアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルを図４に示し、固体状態の発光スペクトルを図５に示す。
[Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液は、２５０ｎｍより短波長側に、ビピリミジン配位子のπ−π*遷移に基づく吸収帯と、３５０〜５００ｎｍ付近に幅広い吸収帯を示す。また、固体状態であるこの金属錯体を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、５１６ｎｍに発光極大を持つスペクトルが得られた。[Pt2Ag2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2では、発光スペクトルの振動構造は明瞭ではない。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．１８１であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行い、単一指数関数で解析を行うことにより、τ＝１．１０μｓの値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例３）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＡｕI、LCをbpym、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例１で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、[Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2（１５３ｍｇ、０．１７ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬに、AuCl(SC4H8)（５６ｍｇ、０．１７ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（５４μＬ、０．３４ｍｍｏｌ）を加え、アルゴン雰囲気下、室温で１時間撹拌した。このとき、黄色溶液が黄色懸濁液に変化した。黄色固体を集めて、水、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。
収量は１１４ｍｇ（収率７１％）であった。この反応は、下記の化学反応式で表すことができる。
さらに、アセトニトリル／エタノールより再結晶を行い、単結晶を得た。得られた金属錯体は黄色固体であった。この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、深緑色に発光した。また、この金属錯体は、アセトニトリル、アセトン、ＤＭＦ、ＤＭＳＯに易溶であり、クロロホルム、ジクロロメタン、メタノール、ジエチルエーテル、エタノール、ＴＨＦ、トルエン、ベンゼン、ヘキサンに難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3120(w), 2953(m), 2866(w), 1585(s), 1552(m), 1486(m), 1458(w), 1409(s), 1359(w), 1333(m), 1251(m), 1209(w), 1182(w), 1149(w), 1101(w), 1034(w), 1017(w), 962(w), 844(s), 810(m), 782(w), 766(m), 748(m), 717(w), 698(w), 676(w), 654(w), 558(s), 515(w), 761(m), 748(s), 697(w), 675(w), 652(w), 558(s), 502(w)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表７の通りである。表７中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1737.3 [M-PF6]+
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８に示す。ここで、表８中の各項目は、表６と同じである。
また、この金属錯体のカチオンの構造を、図６のＯＲＴＥＰ図に示す。図６に示すように、このカチオン中には二つのＰｔ原子と二つのＡｕ原子が含まれている。Ａｕ・・・Ａｕ間の中点に、結晶学的な対称中心が存在し、結晶中の半分の原子が独立である。各Ｐｔ原子にはビピリミジン（bpym）が二座でキレート配位し、残りの配位座には二つの３−ｔ−ブチルピラゾラト配位子（3-tBupz）がｔ−ブチル基に遠い方のＮ原子で配位している。各Ｐｔ原子は｛(bpym)Pt(3-t-Bupz)2}ユニットを形成しており、各ユニットの二つの3-t-Bupz配位子が異なるＡｕ原子に配位することで、二つのＰｔ原子と二つのＡｕ原子を含む１２員環を形成している。[Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2において、Ｐｔ・・・Ａｕ距離は3.5148(3)Åおよび3.5941(3)Åであり、Ａｕ・・・Ａｕ距離は3.2377(4)Åである。また、Ｐｔ−Ｎ距離は1.992(4)Å〜2.019(4)Åの範囲にあり、Ａｕ−Ｎ距離は2.012(4)Åおよび2.019(4)Åである。
次に、金属錯体[Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルおよび固体状態の発光スペクトルを測定した。このアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルを図７に示し、固体状態の発光スペクトルを図８に示す。
[Pt2Au2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液は、２５０ｎｍより短波長側のビピリミジン配位子のπ−π*遷移に基づく吸収帯と、３６５ｎｍに吸収極大を示す。また、固体状態であるこの金属錯体を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、４９４ｎｍに発光極大を持つスペクトルが得られた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．０７４であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行い、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行うことにより、τ1＝０．３９μｓ、Ａ1＝０．４２、τ2＝１．３２μｓ、Ａ2＝０．５８の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例４）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Cu2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＣｕI、ＬCをbpym、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例１で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、[Pt2Cu2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(bpym)(3-tBupzH)2](PF6)2（６３ｍｇ、０．０７１ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬに、[Cu(CH3CN)4](BF4)（２３ｍｇ、０．０７２ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（４４．５μＬ、０．２８ｍｍｏｌ）を撹拌しながら加え、アルゴン雰囲気下、室温で２時間撹拌した。黄色沈殿を集めて、水、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は４１ｍｇ（収率７１％）であった。この反応は、下記の化学反応式で表すことができる。
この金属錯体は、アセトニトリル、アセトン、ベンゼン、ＤＭＦ、ＤＭＳＯに易溶であり、クロロホルム、ジクロロメタン、メタノール、ジエチルエーテル、ＴＨＦに可溶であり、トルエン、ヘキサン、エタノール、水に難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3107(w), 2955(m), 2876(w), 1585(s), 1552(m), 1496(m), 1459(m), 1410(s), 1362(w), 1331(m), 1248(m), 1209(w), 1180(w), 1142(w), 1082(m), 1033(w), 1017(w), 845(s), 810(m), 777(m), 765(m), 748(s), 722(w), 697(w), 676(m), 652(w), 558(s), 504(w)
次に、金属錯体[Pt2Cu2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体の固体状態の発光スペクトルを測定した。この発光スペクトルを図９に示す。
固体状態の[Pt2Cu2(bpym)2(3-tBupz)4](PF6)2は、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、５４２ｎｍ付近に発光極大をもつブロードなスペクトルを示すが、測定温度の低下に伴い、徐々に発光スペクトルに振動構造が現れた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．００８であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行ない、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行なうことにより、τ1、A1、τ2およびA2の値を得た。これらの結果を、下記表９に記載する。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例５）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2(bpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＨ+、ＬCをbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。二つのＨ+と二つの3-tBupzとが結合して、二つの3-tBupzHを形成している。なお、bpyは２，２’−ビピリジンを表す。
まず、始めに、中間原料である単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[PtCl2(bpy)]（４２ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）および3-tBupzH（４０ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）を水５ｍＬ中、８０℃で４時間加熱撹拌を行った。このとき、黄色懸濁液が黄色溶液に変化した。この黄色溶液に、NH4PF6（７４ｍｇ、０．４５ｍｍｏｌ）を加えると、白黄色沈殿が析出した。この沈殿を濾過し、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は３５ｍｇ（収率３９％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
得られた金属錯体は、アセトニトリル、アセトン、ベンゼンに易溶であり、ＤＭＳＯに可溶であり、ジエチルエーテル、エタノール、塩化メチレン、クロロホルム、ヘキサン、メタノール、水に難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3356 (m), 3057 (w), 2967 (m), 2839 (m), 2366 (m), 1612 (s), 1567 (s), 1454 (s), 1368 (s), 1297 (s), 1246 (s), 1213 (s), 1134 (s), 1075 (s), 996 (s), 848 (m), 558 (s)
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS : m/z=744.3 [M-PF6]+
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2(bpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（４１ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬにＫＯＨ（１１．６ｍｇ、０．２１ｍｍｏｌ）を加えて、室温で３時間撹拌した。反応溶液は、薄い黄色からオレンジ色に変化した。この溶液を、減圧下で濃縮乾固した後に、アセトニトリルを加えて、未反応のＫＯＨをろ別した。オレンジ色のろ液を乾固した後、ジクロロメタンに溶かし、この溶液にヘキサンを加えた。析出したオレンジ色の固体を集め、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は１４．１ｍｇ（収率２０％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
この金属錯体は、クロロホルム、ジクロロメタン、アセトニトリル、アセトン、メタノール、エタノール、ＤＭＦに易溶であり、ベンゼン、ヘキサンに可溶であり、水に難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：2957 (s), 2361 (s), 1633 (m), 1451 (s), 1236 (m), 1047(m), 834 (s), 762(m), 559 (s), 279 (s)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１０の通りである。表１０中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1341.6 [M-PF6]+
次に、金属錯体[Pt2(bpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルおよび固体状態の発光スペクトルを測定した。このアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルを図１０に示し、固体状態の発光スペクトルを図１１に示す。
濃度が３．４４×１０-5Ｍである[Pt2(bpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2のアセトニトリル溶液は３５０ｎｍ〜５００ｎｍ付近に幅広い吸収帯を示す。また、固体状態であるこの金属錯体を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、５８２ｎｍに発光極大を示すブロードなスペクトルが得られた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．１１であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行い、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行うことにより、τ1＝０．１０μｓ、Ａ1＝０．３６、τ2＝０．４６μｓ、Ａ2＝０．６４の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例６）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＡｇI、ＬCをbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例５で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（７０ｍｇ、０．０８ｍｍｏｌ）のメタノール溶液（１０ｍＬ）に、AgBF4（１７ｍｇ、０．０９ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（５０μＬ、０．３１ｍｍｏｌ）を加えて、遮光しながら室温で３時間撹拌した。このとき、黄色溶液が黄緑色懸濁液に変化した。この黄緑色固体を集め、水、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は５３ｍｇ（収率７５％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
さらに、アセトニトリル／メタノールより再結晶を行ない、単結晶を得た。得られた金属錯体は黄色固体であった。この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、青緑色に発光した。また、この金属錯体は、エタノール、ジクロロメタン、ヘキサン、アセトニトリル、アセトンに易溶であり、ジエチルエーテル、クロロホルム、ＤＭＳＯ、ベンゼンに可溶であり、メタノール、水に難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトル、1Ｈ ＮＭＲスペクトルおよび元素分析により、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3439 (w), 3125 (m), 2950 (m), 2360 (m), 1610 (s), 1482 (m), 1455 (s), 1361 (m), 1328 (s), 1177 (s), 1136 (s), 1075 (m), 844 (m), 772 (s), 558 (s), 503 (m), 421 (m)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１１の通りである。表１１中の各項目は、表１と同様である。
生成物の元素分析を行った結果を、計算値と比較して、表１２に示す。ここで、表１２中の各項目は、表５と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1555.3 [M-PF6]+
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。ここで、表１３中の各項目は、表６と同様である。
また、この金属錯体のカチオンの構造を、図１２のＯＲＴＥＰ図に示す。図１２に示すように、このカチオン中には二つのＰｔ原子と二つのＡｇ原子が含まれている。Ａｇ・・・Ａｇ間の中点に、結晶学的な対称中心が存在し、結晶中の半分の原子が独立である。各Ｐｔ原子には２，２’−ビピリジン（bpy）が二座でキレート配位し、残りの配位座には二つの３−ｔ−ブチルピラゾラト配位子（3-tBupz）がｔ−ブチル基に遠い方のＮ原子で配位している。各Ｐｔ原子は｛(bpy)Pt(3-tBupz)2｝ユニットを形成しており、各ユニットの二つの3-tBupz配位子が異なるＡｇ原子に配位することで二つのＰｔ原子と二つのＡｇ原子を含む１２員環を形成している。[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2において、Ｐｔ・・・Ｐｔ距離は5.8256(7)Åであり、Ｐｔ・・・Ａｇ距離は3.4562(5)および3.6502(4)Åであり、Ａｇ・・・Ａｇ距離は3.0545(5)Åである。また、Ｐｔ−Ｎ距離は、1.989(3)〜2.012(3)Åの範囲にあり、Ａｇ−Ｎ距離は、2.090(3)Åおよび2.096(3)Åである。
次に、金属錯体[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルおよび固体状態の発光スペクトルを測定した。このアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルを図１３に示し、固体状態の発光スペクトルを図１４に示す。
濃度が５．２７×１０-5Ｍである[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液は、３００ｎｍ〜３５０ｎｍ付近に二つの吸収極大と３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに幅広い吸収帯を示す。希薄溶液の吸収スペクトルは、Beer則に従わないことにより、低濃度ではPt2Ag2錯体の解離平衡が生じるものと考えられる。固体状態であるこの金属錯体を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、４９４ｎｍに発光極大をもつ軽微な振動構造を伴ったスペクトルが得られた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．５１であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を８０Ｋで行い、これを単一指数関数で解析を行うことにより、τ＝１１．０３μｓの値を得た。固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線は、測定温度の上昇とともに変形した。２９８Ｋで測定したこの発光減衰曲線を、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行うことにより、τ1＝１．４６μｓ、Ａ1＝０．１２、τ2＝７．８７μｓ、Ａ2＝０．８８の値を得た。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例７）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Au2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＡｕI、ＬCをbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例５で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2 Au 2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（４１ｍｇ、０．０６ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液（１０ｍＬ）に、AuCl(SC4H8)（１９ｍｇ、０．０６ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（１８μＬ、０．１１ｍｍｏｌ）を加えて、室温で１時間撹拌した。このとき、白黄色の反応溶液が黄色溶液に変化した。この黄色溶液を濃縮し、析出した黄色固体を集め、水、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は１２ｍｇ（収率２０％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
さらに、アセトニトリル／メタノールより再結晶を行ない、単結晶を得た。得られた金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、黄色に発光した。また、この金属錯体は、ヘキサン、ジクロロメタン、エタノール、アセトニトリル、アセトンに易溶であり、ジエチルエーテル、クロロホルム、メタノール、ベンゼン、ＤＭＳＯに可溶であり、水に難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3420 (w), 2956 (m), 2676 (m), 2606 (m), 2498 (s), 2360 (s), 1610 (s), 1475 (s), 1454 (s), 1397 (s), 1251 (m), 1210 (m), 1174 (m), 11036 (m), 843 (m), 771 (s), 723 (s), 558 (s), 279 (s)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１４の通りである。表１４中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1536 [M-PF6]+
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１５に示す。ここで、表１５中の各項目は、表６と同様である。
また、この金属錯体のカチオンの構造を、図１５のＯＲＴＥＰ図に示す。なお、この金属錯体は、アセトニトリルを含んだ形で結晶化した。図１５に示すように、このカチオン中には二つのＰｔ原子と二つのＡｕ原子が含まれている。Ａｕ・・・Ａｕ間の中点に結晶学的な対称中心が存在し、結晶中の半分の原子が独立である。各Ｐｔ原子には２，２’−ビピリジン（bpy）が二座でキレート配位し、残りの配位座には二つの３−ｔ−ブチルピラゾラト配位子（3-tBupz）がｔ−ブチル基に遠い方のＮ原子で配位している。各Ｐｔ原子は｛(bpy)Pt(3-tBupz)2｝ユニットを形成しており、各ユニットの二つの3-tBupz配位子が異なるＡｕ原子に配位することで、二つのＰｔ原子と二つのＡｕ原子を含む１２員環を形成している。[Pt2Au2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2において、Ｐｔ・・・Ｐｔ距離は6.3288(11)Åであり、Ｐｔ・・・Ａｕ距離は3.4904(8)および3.6463(9)Åであり、Ａｕ・・・Ａｕ距離は3.3020(8)Åである。 また、Ｐｔ−Ｎ距離は、1.994(10)〜2.011(10)Åの範囲にあり、Ａｕ−Ｎ距離は、2.004(9)Åおよび2.025(8)Åである。
次に、金属錯体[Pt2Au2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルおよび固体状態の発光スペクトルを測定した。このアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルを図１６に示し、固体状態の発光スペクトルを図１７に示す。
濃度が４．７９×１０-5Ｍである[Pt2Au2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液は、３００ｎｍ〜３５０ｎｍ付近に二つの吸収極大と３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに幅広い吸収帯を示す。希薄溶液の吸収スペクトルはBeer則に従わないことから、低濃度ではPt2Au2錯体の解離平衡が生じるものと考えられる。固体状態であるこの金属錯体を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、５６９ｎｍに発光極大をもつ軽微な振動構造を伴ったスペクトルが得られた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．０２９であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行い、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行うことにより、τ1＝０．０８μｓ、Ａ1＝０．５４、τ2＝０．４８μｓ、Ａ2＝０．４６の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例８）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Cu2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＣｕI、ＬCをbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例５で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2Cu2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（３２ｍｇ、０．０３６ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液（１０ｍＬ）に、[Cu(CH3CN)4](BF4)（１１ｍｇ、０．０３５ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（２３μＬ、０．１４ｍｍｏｌ）を加えて、室温で２時間撹拌した。反応後に黄色の反応溶液を濃縮し、濃縮で生じた黄色沈殿を回収し、これを水、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は３４ｍｇ（収率１６％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
得られた金属錯体は、ジクロロメタン、メタノール、ＤＭＳＯ、ベンゼンに易溶であり、クロロホルムに可溶であり、ジエチルエーテル、エタノール、水、ヘキサンに難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3125 (w), 2948 (m), 2360 (s), 2342 (m), 1610 (s), 1485 (s), 1455 (s), 1428 (m), 1395 (s), 1360 (m), 1324 (s), 1249 (s), 1179 (m), 1084 (s), 844 (m), 774 (s), 726 (s), 655 (w), 558 (s), 279 (s)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１６の通りである。表１６中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1466 [M-PF6]+
次に、金属錯体[Pt2Cu2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体のアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルおよび固体状態の発光スペクトルを測定した。このアセトニトリル溶液の紫外可視吸収スペクトルを図１８に示し、固体状態の発光スペクトルを図１９に示す。
５．５４×１０-5Ｍの[Pt2Cu2(bpy)2(3-tBupz)4](PF6)2のアセトニトリル溶液は３００ｎｍ〜３５０ｎｍ付近に二つの吸収極大と３５０ｎｍ〜４５０ｎｍに幅広い吸収帯を示す。希薄溶液の吸収スペクトルはBeer則に従わないことから、低濃度ではPt2Cu2錯体の解離平衡が生じるものと考えられる。固体状態であるこの金属錯体を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると５７５ｎｍに発光極大をもつスペクトルが得られた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．０２５であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行い、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行うことにより、τ1＝０．０４μｓ、Ａ1＝０．６１、τ2＝０．１４μｓ、Ａ2＝０．３９の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例９）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](BF4)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＡｇ+、ＬCをbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＢＦ4 -である構成である。
まず、始めに、中間原料である単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](BPh4)2を合成した。具体的には、[PtCl2(bpy)]（４０ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）および3-tBupzH（４０ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）を水５ｍＬ中、８０℃で４時間加熱撹拌を行った。このとき、橙色懸濁液が黄色溶液に変化した。この黄色溶液に、NaBPh4（１４０ｍｇ、０．４５ｍｍｏｌ）を加えると、白黄色沈殿が析出した。この沈殿を濾過し、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は９０ｍｇ（収率９０％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
得られた金属錯体は、ＤＭＳＯ、メタノール、アセトン、アセトニトリル、ジクロロメタンに易溶であり、ヘキサン、トルエン、クロロホルム、ＴＨＦに可溶であり、ジエチルエーテル、エタノール、水に不溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3054 (m), 2965 (m), 2360 (w), 2342 (w), 1608 (w), 1578 (w), 1476 (s), 1453 (m), 1370 (s), 1264 (s), 1245 (s), 1249 (s), 1130 (m), 733 (s), 705 (s)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１７の通りである。表１７中の各項目は、表１と同様である。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](BPh4)2を用いて、金属錯体[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](BF4)2を合成した。具体的には、[Pt(bpy)(3-tBupzH)2](BPh4)2（６０．０ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬに、AgBF4（１０．１ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）およびEt3N（３３μＬ、０．２ｍｍｏｌ）を加えて、遮光しながら、室温で３時間撹拌した。反応溶液は、黄色溶液から薄い黄色懸濁液に変化した。この懸濁液を、エバポレーターで濃縮した。析出した黄白色固体を、ろ別し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は１３．８ｍｇ（３５％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、緑色に発光した。また、この金属錯体は、アセトニトリル、アセトン、メタノール、エタノール、トルエン、ＤＭＳＯに易溶であり、クロロホルム、塩化メチレン、ＴＨＦに可溶であり、ヘキサン、ジエチルエーテル、水に難溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3452 (w), 2957 (m), 2360 (m), 1610 (s), 1492 (m), 1473 (s), 1361 (m), 1328 (s), 1163(s), 1136 (s), 1075 (m), 844 (m), 772 (s), 558 (s), 503 (m), 421 (m)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１８の通りである。表１８中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1497.3 [M-BF4]+
次に、金属錯体[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](BF4)2の発光特性について説明する。この金属錯体の固体状態の発光スペクトルを測定した。この発光スペクトルを図２０に示す。
固体状態の[Pt2Ag2(bpy)2(3-tBupz)4](BF4)2を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、４５８ｎｍ、４８９ｎｍ、５１７ｎｍに発光極大をもつ振動構造を伴った発光スペクトルが得られた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．５５であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行ない、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行なうことにより、τ1＝０．２６μｓ、Ａ1＝０．３５、τ2＝１０．２３μｓ、Ａ2＝０．６５の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例１０）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＨ+、ＬCを5,5'-dmbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。二つのＨ+と二つの3-tBupzとが結合して、二つの3-tBupzHを形成している。なお、5,5'-dmbpyは５，５’−ジメチル−２，２’−ビピリジンを表す。
まず、始めに、中間原料である単核錯体[Pt(5,5'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[PtCl2(5,5-dmbpy)]（４１ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液５ｍＬに3-tBupzH（４１ｍｇ、０．３２ｍｍｏｌ）の水溶液５ｍＬを加え、８０℃で４時間加熱撹拌を行った。このとき、黄色懸濁液が黄色溶液に変化した。この黄色溶液に、NH4PF6（７３ｍｇ、０．４５ｍｍｏｌ）を加えると、白黄色沈殿が析出した。この沈殿をろ別し、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は６２ｍｇ（収率６７％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
得られた金属錯体は、ベンゼン、ＴＨＦ、ＤＭＦ、ＤＭＳＯに易溶であり、メタノール、エタノール、アセトニトリル、ジクロロメタンに可溶であり、クロロホルム、水、ヘキサン、トルエン、ジエチルエーテルに不溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3427 (m), 3125 (m), 3021 (m), 2965 (s), 2913 (m), 2828 (s), 2359 (m), 1609 (m), 1569 (s), 1486 (s), 1393 (s), 1294 (s), 1133 (s), 1069 (s), 990 (s), 841 (s), 558 (s)
さらにまた、ＥＳＩ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
ESI-MS：m/z=626 [M-PF6]+
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(5,5'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(5,5'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（４３ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬに、２当量のＫＯＨを加えて、室温で３時間撹拌した。反応溶液は、白黄色から黄色に変化した。この溶液を濃縮乾固させ、得られた黄色固体をアセトニトリルに溶かし、未反応のＫＯＨをろ別した。黄色のろ液を濃縮乾固させ、得られた固体をジクロロメタンに溶かし、この溶液にヘキサンを加えた。析出した黄色固体を集め、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は２９．５ｍｇ（８１％）であった。の反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、黄色に発光した。また、この金属錯体は、ＴＨＦ、アセトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、クロロホルム、ＤＭＦに易溶であり、ベンゼン、ジエチルエーテル、アセトニトリル、ＤＭＳＯに可溶であり、トルエン、水に不溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3391 (w), 2958 (s), 2360 (m), 2139 (m), 1484 (s), 1387 (m), 1360 (w), 1237 (s), 1045(m), 840 (s), 754 (m), 503(w)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表１９の通りである。表１９中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1251.6 [M-PF6]+
次に、金属錯体[Pt2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体の固体状態の発光スペクトルを測定した。この発光スペクトルを図２１に示す。
固体状態の[Pt2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、５３６ｎｍに発光極大を示すブロードな発光スペクトルが得られた。固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．０９であった。
また、固体状態で発光減衰曲線の測定を行ない、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行なうことにより、τ1＝０．３２μｓ、Ａ1＝０．４９、τ2＝０．７５μｓ、Ａ2＝０．５１の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例１１）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Ag2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＡｇI、ＬCを5,5'-dmbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(5,5'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例１０で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(5,5'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、[Pt2Ag2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(5,5'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（４０．１ｍｇ、０．０４ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液１０ｍＬに、AgBF4（９．７ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（２０μＬ、０．１２ｍｍｏｌ）を加え、遮光しながら室温で３時間撹拌した。このとき、黄色溶液が黄色懸濁液に変化した。固体をろ別し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は４３ｍｇ（６１％）であった。この反応は、下記の化学反応式で表すことができる。
この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、青緑色に発光した。また、この金属錯体は、アセトニトリル、アセトンに易溶であり、ジクロロメタン、ベンゼンに可溶であり、ヘキサン、ジエチルエーテル、トルエン、メタノール、エタノール、クロロホルム、水に不溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3658 (w), 3436 (w), 2960 (s), 2360 (w), 1609 (s), 1485 (s), 1391 (s), 1329 (s), 1146(s), 1092 (s), 1018 (s), 839(s), 770(m), 558(s)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表２０の通りである。表２０中の各項目は、表１と同様である。
次に、金属錯体[Pt2Ag2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体の固体状態の発光スペクトルを測定した。この発光スペクトルを図２２に示す。
固体状態の[Pt2Ag2(5,5'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、４７５ｎｍ、５１０ｎｍ、５４１ｎｍに発光極大を示す顕著な振動構造を持つ発光スペクトルが得られた。この金属錯体の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．２２であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行ない、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行なうことにより、τ1＝１．８８μｓ、Ａ1＝０．２４、τ2＝６．４５μｓ、Ａ2＝０．７６の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例１２）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＨ+、ＬCを4,4'-dmbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。二つのＨ+と二つの3-tBupzとが結合して、二つの3-tBupzHを形成している。なお、4,4'-dmbpyは４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンを表す。
まず、始めに、中間原料である単核錯体[Pt(4,4'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[PtCl2(4,4-dmbpy)]（４１ｍｇ、０．１０ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液５ｍＬに3-tBupzH（４０ｍｇ、０．３３ｍｍｏｌ）の水溶液５ｍＬを加え、８０℃で４時間加熱撹拌を行った。このとき、黄色懸濁液が黄色溶液に変化した。この黄色溶液に、NH4PF6（７３ｍｇ、０．４５ｍｍｏｌ）を加えると、白黄色沈殿が析出した。この沈殿をろ別し、水で洗浄した後、減圧乾燥した。収量は５１ｍｇ（収率５６％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
得られた金属錯体は、ＴＨＦ、ＤＭＦに易溶であり、アセトニトリル、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトン、ＤＭＳＯに可溶であり、水、メタノール、エタノール、ヘキサン、トルエン、ベンゼン、ジエチルエーテルに不溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3132 (m), 3021 (m), 2966 (s), 2360 (s), 2337 (s), 1621 (s), 1489 (s), 1370 (s), 1132 (s), 991 (s), 848 (s), 558 (s)
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=626.3 [M-PF6]+
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(4,4'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(4,4'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（３７ｍｇ、０．０４ｍｍｏｌ）のメタノール溶液１０ｍＬに、２当量のＫＯＨを加え、室温で３時間撹拌した。反応溶液は、白黄色から黄色に変化した。この溶液を濃縮乾固させ、得られた黄色固体をアセトニトリルに溶かし、未反応のＫＯＨをろ別した。黄色のろ液を濃縮乾固した後、得られた固体をジクロロメタンに溶かし、この溶液にヘキサンを加えた。析出した黄色固体を集め、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は１２．８ｍｇ（４２％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
この金属錯体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、黄色に発光した。また、この金属錯体は、アセトン、メタノール、エタノール、ジクロロメタン、クロロホルム、ＤＭＦに易溶であり、ＴＨＦ、ベンゼン、ジエチルエーテル、アセトニトリル、ＤＭＳＯ、トルエンに可溶であり、水、ヘキサンに不溶であった。
さらに、ＩＲスペクトルおよび1Ｈ ＮＭＲスペクトルにより、生成物の同定を行った。
ＩＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。
IR(KBr)：3347 (w), 2958 (s), 2360 (m), 2342 (m), 1624 (s), 1491 (m), 1418 (w), 1236 (s), 833(s), 560 (s)
また、1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、下記表２１の通りである。表２１中の各項目は、表１と同様である。
さらにまた、ＦＡＢ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
FAB-MS：m/z=1251.6 [M-PF6]+
次に、金属錯体[Pt2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体の固体状態の発光スペクトルを測定した。この発光スペクトルを図２３に示す。
固体状態の[Pt2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)2(3-tBupzH)2](PF6)2を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、５５７ｎｍに発光極大を示すブロードなスペクトルが得られた。固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．１３であった。
また、固体状態であるこの金属錯体の発光減衰曲線の測定を行ない、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行なうことにより、τ1＝０．２９μｓ、Ａ1＝０．６１、τ2＝１．１３μｓ、Ａ2＝０．３９の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
（実施例１３）
本発明の金属錯体の一種である[Pt2Ag2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。この金属錯体は、上記式（Ｃ１）において、ＭIIをＰｔII、ＭIをＡｇI、ＬCを4,4'-dmbpy、ＬBを3-tBupzとし、カウンターアニオンがＰＦ6 -である構成である。
まず、中間原料として単核錯体[Pt(4,4'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を、実施例１２で説明した方法と同様にして合成した。
続いて、中間原料である単核錯体[Pt(4,4'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2を用いて、金属錯体[Pt2Ag2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2を合成した。具体的には、[Pt(4,4'-dmbpy)(3-tBupzH)2](PF6)2（４０．１ｍｇ、０．０４ｍｍｏｌ）のアセトニトリル溶液１０ｍＬにAgBF4（９．７ｍｇ、０．０５ｍｍｏｌ）およびトリエチルアミン（２０μＬ、０．１２ｍｍｏｌ）を加え、遮光しながら室温で３時間撹拌した。このとき、黄色溶液が黄色懸濁液に変化した。反応で析出した黄色固体をろ別し、ヘキサンで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は９．６ｍｇ（２３％）であった。また、ろ液を濃縮し、メタノールを加えたところ、黄色固体が析出した。メタノールによって析出させた黄色固体をろ別し、メタノールで洗浄した後、減圧乾燥した。収量は１８．２ｍｇ（４３％）であった。この反応は、下記の化学反応式で示すことができる。
反応で析出した固体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、黄色に発光した。他方、メタノールによって析出させた固体は、ＵＶ光（３６５ｎｍ）の照射下、青色に発光した。これらの黄色に発光する固体および青色に発光する固体は、後述する1Ｈ ＮＭＲスペクトルおよびＥＳＩ−ＭＳデータが一致した。また、黄色に発光する固体も青色に発光する固体も、再結晶を行うと、共に青色に発光する黄色結晶を与えた。これらのデータから、黄色に発光する固体中に含まれる金属錯体および青色に発光する固体中に含まれる金属錯体は、異性体ではなく、同一の金属錯体であり、これらの固体は、金属錯体のパッキングの違いによって発光色が異なっていると考えられる。
黄色に発光する固体は、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトニトリル、ＤＭＳＯに易溶であり、メタノール、エタノール、ジエチルエーテルに微溶であり、ヘキサンに不溶であった。他方、青色に発光する固体は、ジクロロメタン、クロロホルム、アセトニトリル、ＤＭＳＯに易溶であり、ジエチルエーテルに微溶であり、メタノール、エタノール、ヘキサンに不溶であった。
再結晶によって得られた青色に発光する結晶のＩＲスペクトル、並びに黄色に発光する固体および青色に発光する固体の1Ｈ ＮＭＲスペクトルの同定結果は、次の通りである。なお、表２２中の各項目は、表１と同様である。
IR(KBr)：3471 (w), 2953 (s), 2359 (w), 2341 (w), 1620 (s), 1491 (s), 1329 (s), 1248 (s), 1081(s), 840 (s), 770 (m), 521(s), 501(m)
さらにまた、ＥＳＩ−ＭＳ法により質量分析を行った。結果は、次の通りである。
ESI-MS：1611.6 [M-PF6]+
青色に発光する黄色固体を用いて、ジクロロメタン／エタノールから再結晶を行い、黄色結晶を得た。この結晶を用いて、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２３に示す。ここで、表２３中の各項目は、表６と同じである。
また、青色に発光する結晶中のカチオンの構造を、図２４のＯＲＴＥＰ図に示す。図２４に示すように、このカチオン中には二つのＰｔ原子と二つのＡｇ原子が含まれている。Ａｇ・・・Ａｇ間の中点に、結晶学的な対称中心が存在し、結晶中の半分の原子が独立である。各々のＰｔ原子には４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジン（4,4'-dmbpy）が二座でキレート配位し、残りの配位座には二つの３−ｔ−ブチルピラゾラト配位子（3-tBupz）がｔ−ブチル基に遠い方のＮ原子で配位している。各Ｐｔ原子は｛(4,4'-dmbpy)Pt(3-tBupz)2｝ユニットを形成しており、各ユニットの二つの3-tBupz配位子が異なるＡｇ原子に配位することで、二つのＰｔ原子と二つのＡｇ原子を含む１２員環を形成している。[Pt2Ag2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2において、Ｐｔ・・・Ｐｔ距離は6.3489(11)Åである。Ｐｔ・・・Ａｇ距離は3.5265(8)Åおよび3.5260(8)Åであり、Ａｇ・・・Ａｇ距離は3.0705(8)Åである。また、Ｐｔ−Ｎ距離は、1.994(5)Å〜2.016(5)Åの範囲にあり、Ａｇ−Ｎ距離は、2.096(6)Åおよび2.097(6)Åである。
次に、金属錯体[Pt2Ag2(4,4'-dmbpy)2(3-tBupz)4](PF6)2の発光特性について説明する。この金属錯体の固体状態の発光スペクトルを測定した。黄色に発光する固体の発光スペクトルを図２５に、青色に発光する結晶の発光スペクトルを図２６に示す。
黄色に発光する固体を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、５３６ｎｍに発光極大を示すスペクトルが得られた。他方、青色に発光する結晶を、２９８Ｋで３５５ｎｍのＵＶ光で励起すると、４７６ｎｍ、５１０ｎｍ、５４３ｎｍに発光極大を示す振動構造を持つスペクトルが得られた。青色に発光する結晶の固体状態の発光量子収率（Φ）は、０．５３であった。
また、青色に発光する結晶の固体状態での発光減衰曲線の測定を行ない、二成分指数関数（I(t)=A1exp(-t/τ1)+A2exp(-t/τ2)）で解析を行なうことにより、τ1＝０．２６μｓ、Ａ1＝０．５２、τ2＝０．７３μｓ、Ａ2＝０．４８の値を得た（測定温度：２９８Ｋ）。この金属錯体の発光寿命は比較的長く、励起三重項状態からの発光（即ち、リン光）であると考えられる。
本発明の金属錯体は、発光素子および表示装置の製造などに有用な材料である。
本願は、日本に出願された特願２０１０−２１１１９１号および特願２０１１−５３２１６号を基礎としており、これらの内容は本明細書に全て包含される。
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

Claims (5)

  1. 式（Ｃ２）で表される金属錯体。
    ［（ＭII）2（ＭI）2（ＬC）2（ＬB）4］（ＰＦ6）2 （Ｃ２）
    ［式（Ｃ２）中、ＭII はＰｔ II であり、ＭI はＨ + 、Ａｕ I 、Ａｇ I またはＣｕ I であり、ＬC は２，２’−ビピリミジン、２，２’−ビピリジン、４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンまたは５，５’−ジメチル−２，２’−ビピリジンであり、ＬBは３−ｔ−ブチルピラゾールからプロトンが解離して得られる１価のアニオンである。］
  2. ＭIIはＰｔIIであり、ＭIはＨ+、ＡｕI、ＡｇIまたはＣｕIであり、ＬCは２，２’−ビピリミジンまたは２，２’−ビピリジンであり、ＬBは３−ｔ−ブチルピラゾールからプロトンが解離して得られる１価のアニオンである、請求項１に記載の金属錯体。
  3. ＭIIはＰｔIIであり、ＭIはＨ+またはＡｇIであり、ＬCは４，４’−ジメチル−２，２’−ビピリジンまたは５，５’−ジメチル−２，２’−ビピリジンであり、ＬBは３−ｔ−ブチルピラゾールからプロトンが解離して得られる１価のアニオンである、請求項１に記載の金属錯体。
  4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の金属錯体を含む発光層を有する発光素子。
  5. 請求項４に記載の発光素子を備えてなる表示装置。
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