JP5945105B2

JP5945105B2 - 金属複合体及び該金属複合体を用いた発光素子

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Publication number: JP5945105B2
Application number: JP2011209027A
Authority: JP
Inventors: 大下　浄治; 浄治大下; 悠輔倉持; 東村　秀之; 秀之東村; 小林　憲史; 憲史小林
Original assignee: Hiroshima University NUC; Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Hiroshima University NUC; Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2010-09-28
Filing date: 2011-09-26
Publication date: 2016-07-05
Anticipated expiration: 2031-09-26
Also published as: TW201219412A; JP2012092090A; WO2012043390A1

Description

本発明は、金属複合体及び該金属複合体を用いた発光素子に関する。

近年、次世代ディスプレイとして、有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた有機エレクトロルミネッセンスディスプレイが注目されている。有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光層、電荷輸送層等の有機層を有している。有機層に用いられる材料としては、例えば、ジチエノシロール化合物が知られている（特許文献１及び非特許文献１参照）。

特開２００５−２５５５７５号公報

J. Ohshita et al., Organometallics, 20, 4800 (2001)

しかし、上記化合物は、発光量子収率が十分とは言い難い。

そこで、本発明は、高い発光量子収率を有する材料を提供することを目的とする。

前述した課題を解決するために、本発明者らは鋭意研究を進めたところ、本発明を完成させるに至った。すなわち本発明は下記の［１］から［８］を提供する。
［１］下記式（１）で表される構造を有する金属複合体。

（式（１）中、Ａｒ^１及びＡｒ^２は、それぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよく、かつ置換基を有していてもよい単環式芳香族基を表す。ｙは、１又は２である。Ａ^２は、直接結合、−Ｏ−で表される基、−Ｓ−で表される基、−Ｎ(Ｒ^１)−で表される基、−Ｓｉ(Ｒ^２)（Ｒ^３)−で表される基、又は−Ｃ(Ｒ^４)(Ｒ^５)−で表される基であり、ｙが１である場合、Ａ^１は−Ｏ−で表される基、−Ｓ−で表される基、−Ｎ(Ｒ^１)−で表される基、−Ｓｉ(Ｒ^２)（Ｒ^３)−で表される基、又は−Ｃ(Ｒ^４)(Ｒ^５)−で表される基を表す。ｙが２である場合、Ａ^１はＳｉ又はＣである。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクリル基を表し、Ｒ^２とＲ^３とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^４とＲ^５とは互いに結合して環を形成していてもよい。ｍは、１以上の整数である。ｎは、０以上の整数である。Ｚ^１は、Ａｒ^１に直接結合している窒素原子、リン原子、ヒ素原子又はアンチモン原子を表す。Ｚ^２は、Ａｒ^２に直接結合している窒素原子、リン原子、ヒ素原子又はアンチモン原子を表す。Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８及びＲ^９は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクリル基を表し、Ｒ^６とＲ^７とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^８とＲ^９とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｍ^１及びＭ^２は、それぞれ独立に、金属原子又は金属イオンを表す。Ｌ^１及びＬ^２は、それぞれ独立に、配位子を表す。ａ及びｂは、それぞれ独立に、０以上の整数を表す。Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立に、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ルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロシクリル基、又は対イオンを表す。Ｘ^１とＸ^２とは、互いに結合していてもよい。）
［２］前記ｙが１である、［１］に記載の金属複合体。
［３］前記Ａｒ^１がチオフェン環から水素原子を（２＋ｍ）個取り除いた単環式芳香族基であり、前記Ａｒ^２がチオフェン環から水素原子を（２＋ｎ）個取り除いた単環式芳香族基である、［１］又は［２］に記載の金属複合体。
［４］前記Ａ^１が−Ｓｉ（Ｒ^２）（Ｒ^３）−で表される基であり、かつ前記Ａ^２が直接結合である、［１］〜［３］のいずれか１つに記載の金属複合体。
［５］前記Ｚ^１及び前記Ｚ^２が、リン原子である、［１］〜［４］のいずれか１つに記載の金属複合体。
［６］前記Ｍ^１及び前記Ｍ^２が、それぞれ独立に、銅、銀及び金からなる群から選ばれる金属原子又はその金属イオンである、［１］〜［５］のいずれか１つに記載の金属複合体。
［７］前記Ｘ^１及びＸ^２が、それぞれ独立に、対イオンである、［１］〜［６］のいずれか１つに記載の金属複合体。
［８］［１］〜［７］のいずれか１つに記載の金属複合体を含む層を有する発光素子。

本発明の金属複合体は、高い発光量子収率を有している。よって、本発明の金属複合体を発光素子の製造に用いれば、高い発光効率を示す発光素子が得られる。

以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は以下の記述によって限定されるものではなく、各構成要素は本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

まず、本明細書中で用いられる用語について説明する。

本明細書において、Ｍｅはメチル基を表し、Ｐｈはフェニル基を表し、ｎ−Ｂｕはノルマルブチル基を表し、ｔ−Ｂｕはｔｅｒｔ−ブチル基を表し、ｎ−Ｈｅｘはノルマルヘキシル基を表し、ｉ−Ｐｒはイソプロピル基を表す。

本明細書において、「置換基を有していてもよい」とは、その化合物又は基を構成するすべての水素原子が無置換の場合、及び１個以上の水素原子の一部又は全部が置換基によって置換されている場合の両方の態様を含む。
置換基の例としては、ハロゲン原子、シアノ基、ヒドロキシル基、メルカプト基、カルボキシル基、スルホ基、リン酸基、亜リン酸基、ニトロ基、炭素原子数が１〜３０のヒドロカルビル基、炭素原子数が１〜３０のヒドロカルビルオキシ基、炭素原子数が１〜３０のヒドロカルビルチオ基、炭素原子数が１〜３０の置換シリル基が挙げられる。これらの置換基の中でも、ハロゲン原子、炭素原子数が１〜１８のヒドロカルビル基、炭素原子数が１〜１８のヒドロカルビルオキシ基、炭素原子数が１〜１８のヒドロカルビルチオ基、炭素原子数が１〜１８の置換シリル基が好ましく、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビル基、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビルオキシ基、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビルチオ基、炭素原子数が１〜１２の置換シリル基がより好ましく、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビル基、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビルオキシ基が更に好ましい。ヒドロカルビル基、ヒドロカルビルオキシ基及びヒドロカルビルチオ基はそれぞれ、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれであってもよい。

上記のハロゲン原子の例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。ハロゲン原子としては、好ましくはフッ素原子、塩素原子、臭素原子であり、より好ましくはフッ素原子、塩素原子であり、更に好ましくはフッ素原子である。

上記のヒドロカルビル基の例としては、メチル基、エチル基、１−プロピル基、２−プロピル基、１−ブチル基、２−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、２−エチルヘキシル基、３，７−ジメチルオクチル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、ノルボルニル基、ベンジル基、α，α―ジメチルベンジル基、１−フェネチル基、２−フェネチル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２，２−トリフェニルビニル基、２−フェニル−２−プロペニル基、フェニル基、２−トリル基、４−トリル基、２−ビフェニル基、３−ビフェニル基、４−ビフェニル基、ターフェニル基、３，５−ジフェニルフェニル基、３，４−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル基、４−（１，２，２−トリフェニルビニル）フェニル基、フルオレニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アントリル基、２−アントリル基、９−フェナントリル基、１−ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、コロニル基が挙げられる。

ヒドロカルビル基としては、好ましくはメチル基、エチル基、１−プロピル基、２−プロピル基、１−ブチル基、２−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、２−エチルヘキシル基、３，７−ジメチルオクチル基、ベンジル基、α，α−ジメチルベンジル基、１−フェネチル基、２−フェネチル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２，２−トリフェニルビニル基、２−フェニル−２−プロペニル基、フェニル基、２−トリル基、４−トリル基、２−ビフェニル基、３−ビフェニル基、４−ビフェニル基、ターフェニル基、３，５−ジフェニルフェニル基、３，４−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル基、４−（１，２，２−トリフェニルビニル）フェニル基、フルオレニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アントリル基、２−アントリル基、９−フェナントリル基であり、より好ましくはメチル基、エチル基、１−プロピル基、２−プロピル基、１−ブチル基、２−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、２−エチルヘキシル基、３，７−ジメチルオクチル基、ベンジル基、フェニル基であり、更に好ましくはメチル基、エチル基、１−プロピル基、２−プロピル基、１−ブチル基、２−ブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、２−エチルヘキシル基であり、特に好ましくはメチル基、エチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、２−エチルヘキシル基であり、とりわけ好ましくはメチル基である。

上記のヒドロカルビルオキシ基の例としては、メトキシ基、エトキシ基、１−プロピルオキシ基、２−プロピルオキシ基、１−ブトキシ基、２−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基、シクロプロピルオキシ基、シクロペンチルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基、１−アダマンチルオキシ基、２−アダマンチルオキシ基、ノルボルニルオキシ基、ベンジルオキシ基、α,α−ジメチルベンジロキシ基、２−フェネチルオキシ基、１−フェネチルオキシ基、フェノキシ基、アルコキシフェノキシ基、アルキルフェノキシ基、１−ナフチルオキシ基、２−ナフチルオキシ基、ペンタフルオロフェニルオキシ基が挙げられる。

ヒドロカルビルオキシ基としては、好ましくはメトキシ基、エトキシ基、１−プロピルオキシ基、２−プロピルオキシ基、１−ブトキシ基、２−ブトキシ基、イソブトキシ基、ｔｅｒｔ−ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、オクチルオキシ基、デシルオキシ基、ドデシルオキシ基、２−エチルヘキシルオキシ基、３，７−ジメチルオクチルオキシ基であり、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基である。

上記のヒドロカルビルチオ基の例としては、メチルチオ基、エチルチオ基、１−プロピルチオ基、２−プロピルチオ基、１−ブチルチオ基、２−ブチルチオ基、イソブチルチオ基、ｔｅｒｔ−ブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ドデシルチオ基、２−エチルヘキシルチオ基、３，７−ジメチルオクチルチオ基、シクロプロピルチオ基、シクロペンチルチオ基、シクロヘキシルチオ基、１−アダマンチルチオ基、２−アダマンチルチオ基、ノルボルニルチオ基、ベンジルチオ基、α,α-ジメチルベンジルチオ基、２−フェネチルチオ基、１−フェネチルチオ基、フェニルチオ基、アルコキシフェニルチオ基、アルキルフェニルチオ基、１−ナフチルチオ基、２―ナフチルチオ基が挙げられる。

ヒドロカルビルチオ基としては、好ましくはメチルチオ基、エチルチオ基、１−プロピルチオ基、２−プロピルチオ基、１−ブチルチオ基、２−ブチルチオ基、イソブチルチオ基、ペンチルチオ基、ヘキシルチオ基、オクチルチオ基、デシルチオ基、ドデシルチオ基、２−エチルヘキシルチオ基、３，７−ジメチルオクチルチオ基であり、より好ましくはメチルチオ基、エチルチオ基である。

上記の置換シリル基は、シリル基における水素原子の１個、２個又は３個が、アルキル基、アリール基及びアリールアルキル基からなる群から選ばれる１個、２個又は３個の基で置換されたシリル基をいう。置換シリル基の例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、トリイソプロピルシリル基、ジメチル−イソプロピルシリル基、ジエチル−イソプロピルシリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基、ペンチルジメチルシリル基、ヘキシルジメチルシリル基、ヘプチルジメチルシリル基、オクチルジメチルシリル基、２−エチルヘキシル−ジメチルシリル基、ノニルジメチルシリル基、デシルジメチルシリル基、３，７−ジメチルオクチル−ジメチルシリル基、ラウリルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、トリ−ｐ−キシリルシリル基、トリベンジルシリル基、ジフェニルメチルシリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジフェニルシリル基、ジメチルフェニルシリル基が挙げられる。

置換シリル基としては、好ましくはトリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリプロピルシリル基、ｔｅｒｔ−ブチルジメチルシリル基であり、より好ましくはトリメチルシリル基である。

本発明の金属複合体は、下記式（１）で表される構造を有する。

式（１）中、Ａｒ^１及びＡｒ^２は、それぞれ独立に、ヘテロ原子を含んでいてもよく、かつ置換基を有していてもよい単環式芳香族基を表す。ｙは１又は２である。Ａ^２は、直接結合、−Ｏ−で表される基、−Ｓ−で表される基、−Ｎ(Ｒ^１)−で表される基、−Ｓｉ(Ｒ^２)(Ｒ^３)−で表される基、又は−Ｃ(Ｒ^４)(Ｒ^５)−で表される基であり、ｙが１である場合、Ａ^１は、−Ｏ−で表される基、−Ｓ−で表される基、−ＮＲ^１−で表される基、−Ｓｉ(Ｒ^２)(Ｒ^３)−で表される基、又は−Ｃ(Ｒ^４)(Ｒ^５)−で表される基を表す。ｙが２である場合、Ａ^１はＳｉ又はＣである。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクリル基を表し、Ｒ^２とＲ^３とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^４とＲ^５とは互いに結合して環を形成していてもよい。ｍは１以上の整数である。ｎは０以上の整数である。Ｚ^１は、Ａｒ^１に直接結合している窒素原子、リン原子、ヒ素原子又はアンチモン原子を表す。Ｚ^２は、Ａｒ^２に直接結合している窒素原子、リン原子、ヒ素原子又はアンチモン原子を表す。Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８及びＲ^９は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクリル基を表し、Ｒ^６とＲ^７とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^８とＲ^９とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｍ^１及びＭ^２は、それぞれ独立に、金属原子又は金属イオンを表す。Ｚ^１とＭ^１との結合、及びＺ^２とＭ^２との結合は、配位結合である。Ｌ^１及びＬ^２は、それぞれ独立に、配位子を表す。ａ及びｂは、それぞれ独立に、０以上の整数を表す。Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立に、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ルケニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロシクリル基、又は対イオンを表す。

ｙは、好ましくは１である。

Ａｒ^１及びＡｒ^２の具体的な例としては、Ａｒ^１の場合、下記の環Ａｒ−１から環Ａｒ−１３で表される環から水素原子を（２＋ｍ）個取り除いた単環式芳香族基が挙げられ、Ａｒ^２の場合、下記の環Ａｒ−１から環Ａｒ−１３で表される化合物から水素原子を（２＋ｎ）個取り除いた単環式芳香族基が挙げられる。Ａｒ^１及びＡｒ^２を構成し得る環Ａｒ−１から環Ａｒ−１３のうち、環Ａｒ−１、環Ａｒ−６から環Ａｒ−１３が好ましく、環Ａｒ−１、環Ａｒ−６から環Ａｒ−８がより好ましく、環Ａｒ−１、環Ａｒ−７が更に好ましく、環Ａｒ−７が特に好ましい。Ａｒ^１及びＡｒ^２を構成し得る環Ａｒ−１から環Ａｒ−１３は、置換基を有していてもよい。

Ａｒ^１とＡｒ^２とは、同一であっても異なっていてもよい。Ａｒ^１及びＡｒ^２は、好ましくは同一である。

Ａｒ^１及びＡｒ^２を構成する環は、それぞれＡ^１及びＡ^２と結合している。Ａｒ^１及びＡｒ^２を構成する環は、それぞれＡ^１に結合する原子とＡ^２に結合する原子とが隣り合う位置でＡ^１及びＡ^２と結合していることが好ましい。
Ａｒ^１及びＡｒ^２を構成する環は、それぞれ、好ましくはＡ^１に結合する原子が炭素原子であり、かつ、Ａ^２に結合する原子が炭素原子である。

ｙが１である場合、Ａ^１は、−Ｏ−で表される基、−Ｓ−で表される基、−Ｎ(Ｒ^１)−で表される基、−Ｓｉ(Ｒ^２)（Ｒ^３)−で表される基、又は−Ｃ(Ｒ^４)(Ｒ^５)−で表される基であり、好ましくは−Ｓｉ(Ｒ^２)(Ｒ^３)−で表される基、又は−Ｃ(Ｒ^４)(Ｒ^５)−で表される基であり、より好ましくは−Ｓｉ(Ｒ^２)(Ｒ^３)−で表される基である。ｙが２である場合、Ａ^１はＳｉ又はＣであり、好ましくはＳｉである。
Ａ^２は、直接結合、−Ｏ−で表される基、−Ｓ−で表される基、−Ｎ(Ｒ^１)−で表される基、−Ｓｉ(Ｒ^２)(Ｒ^３)−で表される基、又は−Ｃ(Ｒ^４)(Ｒ^５)−で表される基であり、好ましくは、直接結合、−Ｏ−で表される基、又は−Ｓ−で表される基であり、より好ましくは直接結合である。

Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクリル基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、好ましくは、置換基（好ましくは、炭素原子数１〜２０のアルキル基であり、より好ましくは、炭素原子数１〜６のアルキル基）を有していてもよいヒドロカルビル基である。

Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５におけるヒドロカルビル基の例としては、メチル基、エチル基、ベンジル基、１−フェネチル基、２−フェネチル基、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、フェニル基、２−トリル基、４−トリル基、２−ビフェニル基、３−ビフェニル基、４−ビフェニル基、ターフェニル基、３，５−ジフェニルフェニル基、３，４−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル基、４−（１，２，２−トリフェニルビニル）フェニル基、フルオレニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基、６−クリセニル基、１−ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、２−ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、３−ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、４−ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、５−ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、６−ベンゾ［ｃ］フェナントリル基、１−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、２−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、３−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、４−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、５−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、６−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、７−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、８−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、９−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、１０−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、１１−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、１２−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、１３−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、１４−ベンゾ［ｇ］クリセニル基、ベンゾフルオレニル基、ジベンゾフルオレニル基が挙げられる。

Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５におけるヒドロカルビル基としては、好ましくはフェニル基、２−トリル基、４−トリル基、フルオレニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基、１−ナフタセニル基、２−ナフタセニル基、９−ナフタセニル基、１−ピレニル基、２−ピレニル基、４−ピレニル基であり、より好ましくはフェニル基、２−トリル基、４−トリル基、フルオレニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基であり、更に好ましくはフェニル基、２−トリル基、４−トリル基、１−ナフチル基であり、特に好ましくはフェニル基である。

Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５におけるヘテロシクリル基の例としては、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、１−イソインドリル基、２−イソインドリル基、３−イソインドリル基、４−イソインドリル基、５−イソインドリル基、６−イソインドリル基、７−イソインドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、１−イソベンゾフラニル基、３−イソベンゾフラニル基、４−イソベンゾフラニル基、５−イソベンゾフラニル基、６−イソベンゾフラニル基、７−イソベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−イソキノリル基、３−イソキノリル基、４−イソキノリル基、５−イソキノリル基、６−イソキノリル基、７−イソキノリル基、８−イソキノリル基、２−キノキサリニル基、５−キノキサリニル基、６−キノキサリニル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−フェナントリジニル基、２−フェナントリジニル基、３−フェナントリジニル基、４−フェナントリジニル基、６−フェナントリジニル基、７−フェナントリジニル基、８−フェナントリジニル基、９−フェナントリジニル基、１０−フェナントリジニル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１，７−フェナントロリン−２−イル基、１，７−フェナントロリン−３−イル基、１，７−フェナントロリン−４−イル基、１，７−フェナントロリン−５−イル基、１，７−フェナントロリン−６−イル基、１，７−フェナントロリン−８−イル基、１，７−フェナントロリン−９−イル基、１，７−フェナントロリン−１０−イル基、１，８−フェナントロリン−２−イル基、１，８−フェナントロリン−３−イル基、１，８−フェナントロリン−４−イル基、１，８−フェナントロリン−５−イル基、１，８−フェナントロリン−６−イル基、１，８−フェナントロリン−７−イル基、１，８−フェナントロリン−９−イル基、１，８−フェナントロリン−１０−イル基、１，９−フェナントロリン−２−イル基、１，９−フェナントロリン−３−イル基、１，９−フェナントロリン−４−イル基、１，９−フェナントロリン−５−イル基、１，９−フェナントロリン−６−イル基、１，９−フェナントロリン−７−イル基、１，９−フェナントロリン−８−イル基、１，９−フェナントロリン−１０−イル基、１，１０−フェナントロリン−２−イル基、１，１０−フェナントロリン−３−イル基、１，１０−フェナントロリン−４−イル基、１，１０−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−１−イル基、２，９−フェナントロリン−３−イル基、２，９−フェナントロリン−４−イル基、２，９−フェナントロリン−５−イル基、２，９−フェナントロリン−６−イル基、２，９−フェナントロリン−７−イル基、２，９−フェナントロリン−８−イル基、２，９−フェナントロリン−１０−イル基、２，８−フェナントロリン−１−イル基、２，８−フェナントロリン−３−イル基、２，８−フェナントロリン−４−イル基、２，８−フェナントロリン−５−イル基、２，８−フェナントロリン−６−イル基、２，８−フェナントロリン−７−イル基、２，８−フェナントロリン−９−イル基、２，８−フェナントロリン−１０−イル基、２，７−フェナントロリン−１−イル基、２，７−フェナントロリン−３−イル基、２，７−フェナントロリン−４−イル基、２，７−フェナントロリン−５−イル基、２，７−フェナントロリン−６−イル基、２，７−フェナントロリン−８−イル基、２，７−フェナントロリン−９−イル基、２，７−フェナントロリン−１０−イル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノチアジニル基、２−フェノチアジニル基、３−フェノチアジニル基、４−フェノチアジニル基、１０−フェノチアジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、３−フラザニル基、２−チエニル基、３−チエニル基、２−メチルピロール−１−イル基、２−メチルピロール−３−イル基、２−メチルピロール−４−イル基、２−メチルピロール−５−イル基、３−メチルピロール−１−イル基、３−メチルピロール−２−イル基、３−メチルピロール−４−イル基、３−メチルピロール−５−イル基、２−ｔ−ブチルピロール−４−イル基、３−（２−フェニルプロピル）ピロール−１−イル基、２−メチル−１−インドリル基、４−メチル−１−インドリル基、２−メチル−３−インドリル基、４−メチル−３−インドリル基、２−ｔ−ブチル１−インドリル基、４−ｔ−ブチル１−インドリル基、２−ｔ−ブチル３−インドリル基、４−ｔ−ブチル３−インドリル基が挙げられる。

Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５におけるヘテロシクリル基としては、好ましくは、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、ピラジニル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、１−インドリル基、２−インドリル基、３−インドリル基、４−インドリル基、５−インドリル基、６−インドリル基、７−インドリル基、２−フリル基、３−フリル基、２−ベンゾフラニル基、３−ベンゾフラニル基、４−ベンゾフラニル基、５−ベンゾフラニル基、６−ベンゾフラニル基、７−ベンゾフラニル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−カルバゾリル基、２−カルバゾリル基、３−カルバゾリル基、４−カルバゾリル基、９−カルバゾリル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、１−フェナジニル基、２−フェナジニル基、１−フェノキサジニル基、２−フェノキサジニル基、３−フェノキサジニル基、４−フェノキサジニル基、１０−フェノキサジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−オキサジアゾリル基、５−オキサジアゾリル基、２−チエニル基、３−チエニル基であり、より好ましくは、１−ピロリル基、２−ピロリル基、３−ピロリル基、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−フリル基、３−フリル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基、２−オキサゾリル基、４−オキサゾリル基、５−オキサゾリル基、２−チエニル基、３−チエニル基であり、更に好ましくは、２−ピリジル基、３−ピリジル基、４−ピリジル基、２−キノリル基、３−キノリル基、４−キノリル基、５−キノリル基、６−キノリル基、７−キノリル基、８−キノリル基、１−アクリジニル基、２−アクリジニル基、３−アクリジニル基、４−アクリジニル基、９−アクリジニル基である。

ｍは、１以上の整数である。ｍは、好ましくは１〜４の整数であり、より好ましくは１又は２であり、更に好ましくは１である。

ｎは、０以上の整数である。ｎは、好ましくは０〜４の整数であり、より好ましくは０〜２の整数であり、更に好ましくは１である。

Ｚ^１は、Ａｒ^１に直接結合している窒素原子、リン原子、ヒ素原子又はアンチモン原子を表す。Ｚ^２は、Ａｒ^２に直接結合している窒素原子、リン原子、ヒ素原子又はアンチモン原子を表す。Ｚ^１及びＺ^２は、それぞれ独立に、窒素原子又はリン原子であることが好ましく、リン原子であることがより好ましい。

Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８及びＲ^９は、それぞれ独立に、水素原子、置換基を有していてもよいヒドロカルビル基、又は置換基を有していてもよいヘテロシクリル基を表す。Ｒ^６とＲ^７とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^８とＲ^９とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８及びＲ^９は、好ましくは、置換基（好ましくは、炭素原子数１〜２０のアルキル基であり、より好ましくは、炭素原子数１〜６のアルキル基）を有していてもよいヒドロカルビル基である。
ヒドロカルビル基及びヘテロシクリル基の具体例、好ましい例は上記Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３及びＲ^４における具体例、好ましい例と同じである。

Ｍ^１及びＭ^２は、それぞれ独立に、金属原子又は金属イオンである。Ｍ^１及びＭ^２は、周期表の第１族元素〜第１２族元素、及び、ランタノイドからなる群から選択される金属原子又はその金属イオンである。

Ｍ^１及びＭ^２の例としては、具体的には、リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム、ルテチウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、ルテニウム、オスミウム、コバルト、ロジウム、イリジウム、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、水銀等の金属原子及びその金属イオンが挙げられる。

Ｍ^１及びＭ^２としては、好ましくは、リチウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、スカンジウム、イットリウム、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、及び水銀からなる群から選ばれる金属原子並びにその金属イオンであり、より好ましくは、ジルコニウム、ハフニウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、レニウム、鉄、コバルト、ニッケル、銅、銀、金、亜鉛、カドミウム、及び水銀からなる群から選ばれる金属原子並びにその金属イオンであり、高い発光効率を示すので、更に好ましくは、銅、銀、及び金からなる群から選ばれる金属原子並びにその金属イオンであり、特に好ましくは金原子及び金イオンである。Ｍ^１及びＭ^２は金属原子であるより金属イオンであることが好ましい。

Ｌ^１及びＬ^２は、それぞれ独立に、配位子を表す。Ｌ^１及びＬ^２の炭素原子数は、通常、１００以下であり、好ましくは３〜７０であり、より好ましくは５〜５０であり、更に好ましくは５〜４０である。Ｌ^１及びＬ^２の例としては、複素環式化合物、ホスフィン化合物、アミン化合物、及び下記式Ｌ−１〜式Ｌ−８１で表される配位子が挙げられる。下記式Ｌ−１〜式Ｌ−８１から選ばれる配位子は置換基を有していてもよい。

上記の複素環式化合物の例としては、ピリジン、キノリン、ピラゾール、イミダゾール、オキサゾール、チアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、トリアジン、ピリミジン、ピラジン、ピペリジン、ピペラジン、モルホリン、チオフェン、フラン、トリアゾール、トリアジン、及び、アクリジンが挙げられる。これらの複素環式化合物は、置換基を有していてもよい。

複素環式化合物としては、好ましくは、ピリジン、キノリン、イミダゾール、ベンゾイミダゾール、及び、トリアジンである。これらの複素環式化合物は、置換基を有していてもよい。

上記のホスフィン化合物の例としては、トリフェニルホスフィン、プロピルジフェニルホスフィン、ｔｅｒｔ−ブチルジフェニルホスフィン、１−ブチルジフェニルホスフィン、１−ヘキシルジフェニルホスフィン、シクロヘキシルジフェニルホスフィン、ジシクロヘキシルフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリ（２−フリル）ホスフィン、トリ（３−フリル）ホスフィン、トリ（２−ピリジル）ホスフィン、トリ（３−ピリジル）ホスフィン、トリ（４−ピリジル）ホスフィン、２−フリルジフェニルホスフィン、３−フリルジフェニルホスフィン、２−ピリジルジフェニルホスフィン、３−ピリジルジフェニルホスフィン、及び、４−ピリジルジフェニルホスフィンが挙げられる。

ホスフィン化合物としては、好ましくは、トリフェニルホスフィン、トリシクロヘキシルホスフィン、トリメチルホスフィン、トリ（２−フリル）ホスフィン、トリ（３−フリル）ホスフィン、トリ（２−ピリジル）ホスフィン、トリ（３−ピリジル）ホスフィン、トリ（４−ピリジル）ホスフィン、２−フリルジフェニルホスフィン、３−フリルジフェニルホスフィン、２−ピリジルジフェニルホスフィン、３−ピリジルジフェニルホスフィン、及び、４−ピリジルジフェニルホスフィンであり、より好ましくは、トリフェニルホスフィンである。これらのホスフィン化合物のフェニル基、シクロヘキシル基、フリル基及びピリジル基は置換基を有していてもよい。

上記のアミン化合物の例としては、トリフェニルアミン、ジフェニルアミン、プロピルジフェニルアミン、ｔｅｒｔ−ブチルジフェニルアミン、ｎ−ブチルジフェニルアミン、ｎ−ヘキシルジフェニルアミン、シクロヘキシルジフェニルアミン、ジシクロヘキシルフェニルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリメチルアミン、及び、ジメチルアミンが挙げられる。

アミン化合物としては、好ましくは、トリフェニルアミン、ジフェニルアミン、トリシクロヘキシルアミン、トリメチルアミン、及び、ジメチルアミンである。これらのアミン化合物のフェニル基及びシクロヘキシル基は置換基を有していてもよい。

ａ及びｂは、それぞれ独立に、０以上の整数であり、好ましくは０〜５の整数であり、より好ましくは０〜３の整数であり、更に好ましくは０又は１である。

Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立に、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ルケニル基、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロシクリル基、又は対イオンを表す。

Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立に、好ましくは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ルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、置換基を有していてもよいヘテロシクリル基、又は対イオンであり、より好ましくは、置換基を有していてもよいアルキニル基、置換基を有していてもよいアリール基、又は対イオンであり、更に好ましくは対イオンである。

Ｘ^１及びＸ^２におけるアルキル基の例としては、メチル基、エチル基、１−プロピル基、２−プロピル基、１−ブチル基、２−ブチル基、イソブチル基、ｔｅｒｔ−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、ドデシル基、２−エチルヘキシル基、３，７−ジメチルオクチル基、シクロプロピル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、１−アダマンチル基、２−アダマンチル基、ノルボルニル基が挙げられる。該アルキル基の炭素原子数は、通常、１〜１８であり、好ましくは１〜１２であり、より好ましくは１〜６である。

Ｘ^１及びＸ^２におけるアルケニル基の例としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニル基、オレイル基、エイコサペンタエニル基、ドコサヘキサエニル基、２，２−ジフェニルビニル基、１，２，２−トリフェニルビニル基、２−フェニル−２−プロペニル基が挙げられる。該アルケニル基の炭素原子数は、通常、２〜１８であり、好ましくは２〜１２であり、より好ましくは２〜６である。

Ｘ^１及びＸ^２におけるアルキニル基の例としては、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、フェニルエチニル基、メシチルエチニル基、ピリジルエチニル基、ピリミジルエチニル基、フェナントリルエチニル基が挙げられる。該アルキニル基の炭素原子数は、通常、２〜１８であり、好ましくは２〜１２であり、より好ましくは２〜６である。

Ｘ^１及びＸ^２におけるアリール基の例としては、フェニル基、２−トリル基、４−トリル基、４−トリフルオロメチルフェニル基、４−メトキシフェニル基、４−シアノフェニル基、２−ビフェニル基、３−ビフェニル基、４−ビフェニル基、ターフェニル基、３，５−ジフェニルフェニル基、３，４−ジフェニルフェニル基、ペンタフェニルフェニル基、４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル基、４−（１，２，２−トリフェニルビニル）フェニル基、フルオレニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、９−アントリル基、２−アントリル基、９−フェナントリル基、１−ピレニル基、クリセニル基、ナフタセニル基、コロニル基が挙げられる。該アリール基の炭素原子数は、通常、６〜３６であり、好ましくは６〜２４であり、より好ましくは６〜１２である。

Ｘ^１及びＸ^２におけるヘテロシクリル基の例としては、上述のＲ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５がとり得るヘテロシクリル基と同じ基が挙げられる。該ヘテロシクリル基の炭素原子数は、通常、２〜３６であり、好ましくは２〜２４であり、より好ましくは２〜１２である。

Ｘ^１及びＸ^２における対イオンの例としては、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硫酸イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、酢酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、ヘキサフルオロアンチモンイオン、ヘキサフルオロヒ素イオン、メタンスルホン酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、パラトルエンスルホン酸イオン、ドデシルベンゼンスルホン酸イオン、テトラフェニルボレートイオン、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレートイオン、これらのイオンの構造を有する構造単位を含む高分子化合物が挙げられる。

Ｘ^１及びＸ^２における対イオンとしては、好ましくはフッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、ヨウ化物イオン、硝酸イオン、過塩素酸イオン、テトラフルオロボレートイオン、ヘキサフルオロホスフェートイオン、トリフルオロメタンスルホン酸イオン、トリフルオロ酢酸イオン、ベンゼンスルホン酸イオン、パラトルエンスルホン酸イオン、及び、テトラフェニルボレートイオンであり、より好ましくはフッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、及び、ヨウ化物イオンであり、更に好ましくは、塩化物イオン、臭化物イオン、及び、ヨウ化物イオンであり、特に好ましくは塩化物イオンである。

Ｘ^１とＸ^２とは、互いに結合していてもよい。Ｘ^１とＸ^２とが互いに結合する場合の構造例としては、下記式（Ｘ−１）〜式（Ｘ−９）で表される構造が挙げられる。下記式（Ｘ−１）〜式（Ｘ−６）中、それぞれ２つある符号「＊」は、Ｍ^１及びＭ^２との結合部位を示している。下記式（Ｘ−１）〜式（Ｘ−９）で表される構造は置換基を有していてもよい。

式（Ｘ−１）〜式（Ｘ−９）で表される構造のうち、式（Ｘ−１）〜式（Ｘ−６）で表される構造が好ましく、金属複合体の構造をより安定にできることから、式（Ｘ−１）及び式（Ｘ−２）で表される構造がより好ましい。

本発明の金属複合体の例としては、下記式（Ａ−１）〜式（Ａ−１８）で表される金属複合体が挙げられる。

式（Ａ−１）〜式（Ａ−１８）で表される金属複合体はそれぞれ、置換基を有していてもよい。
式（Ａ−１）〜式（Ａ−１８）で表される金属複合体のうち、式（Ａ−１）〜式（Ａ−１２）、及び式（Ａ−１８）で表される金属複合体が好ましく、式（Ａ−１）〜式（Ａ−６）で表される金属複合体がより好ましく、式（Ａ−１）〜式（Ａ−３）で表される金属複合体が更に好ましい。

本発明の金属複合体には、前記式（１）で表される化合物の他に、前記式（１）で表される構造が分子内に組み込まれた化合物も含まれる。
前記式（１）で表される構造が分子内に組み込まれた化合物は、電荷輸送材料として好適に用いることができる。前記式（１）で表される構造が分子内に組み込まれた化合物であって、電荷輸送材料として用いられる化合物は、共役系であることが、共役が広がりキャリア（電子又は正孔）移動度が高くなるので好ましい。

次に、本発明の実施形態にかかる発光素子について説明する。発光素子には、上記金属複合体が材料として用いられる。上記の本発明の金属複合体を用いることにより、発光効率に優れた発光素子を得ることができる。

発光素子が有機エレクトロルミネッセンス素子である場合、有機エレクトロルミネッセンス素子は、陽極及び陰極からなる１対の電極間に、上記金属複合体を含有する層（有機層）を１層以上有する。この１層以上の層は、上記金属複合体を含有する層を少なくとも１層有していればよく、該１層以上の層のうちの少なくとも１層は、発光層である。

発光素子の具体的な構造の例を、以下に示す。なお記号「／」は、記号「／」を挟む層同士が隣接して設けられていることを示す。
ａ）陽極／（電荷注入層）／発光層／（電荷注入層）／陰極
ｂ）陽極／（電荷注入層）／正孔輸送層／発光層／（電荷注入層）／陰極
ｃ）陽極／（電荷注入層）／発光層／電子輸送層／（電荷注入層）／陰極
ｄ）陽極／（電荷注入層）／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／（電荷注入層）／陰極

上記（ａ）から（ｄ）において、小括弧内に記載されている層は、それぞれ独立に、その位置に設けられていなくてもよいことを表す。

電極に隣接して設けられた電荷輸送層（正孔輸送層及び電子輸送層）のうち、電極からの電荷注入効率を改善する機能を有し、素子の駆動電圧を下げる効果を有するものは、一般に電荷注入層（正孔注入層及び電子注入層）と呼ばれる場合がある。電荷注入層を有する素子としては、陰極に隣接して電荷注入層を有する素子、陽極に隣接して電荷注入層を有する素子が挙げられる。

発光素子には、電極との密着性向上や電極からの電荷注入の改善のために、電極に隣接して厚さ５ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよい。絶縁層に用いる材料の例としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料が挙げられる。厚さ５ｎｍ以下の絶縁層を有する素子の例としては、陰極に隣接して絶縁層を有する素子、陽極に隣接して絶縁層を有する素子が挙げられる。

発光素子には、界面の密着性向上及び混層の防止のために、電極と発光層との間にこの電極に隣接して、平均厚さが１０ｎｍ以下のバッファー層を設けてもよい。また、電荷輸送層と発光層との界面に、平均厚さが１０ｎｍ以下のバッファー層を設けてもよい。

発光素子は上記例示した構造に限定されるものではなく、層が積層される順番、層の数、及び各層の厚さを、発光効率及び素子寿命を考慮して適宜設定することができる。

発光素子が有し得る各層の実施形態について説明する。

（発光層）
発光素子の発光層は、電界印加時に陽極又は正孔注入層より正孔を注入することができ、陰極又は電子注入層より電子を注入することができる機能、注入した電荷（電子及び正孔）を電界の力で移動させる機能、電子と正孔との再結合の場を提供し、これを発光につなげる機能を有するものである。発光素子の発光層は、上記金属複合体を含有することが好ましく、この金属複合体をゲスト材料とするホスト材料を含有していてもよい。

ホスト材料の例としては、フルオレン骨格を有する化合物、カルバゾール骨格を有する化合物、ジアリールアミン骨格を有する化合物、ピリジン骨格を有する化合物、ピラジン骨格を有する化合物、トリアジン骨格を有する化合物及びアリールシラン骨格を有する化合物が挙げられる。ホスト材料のＴ１（最低三重項励起状態のエネルギーレベル）は、ゲスト材料のＴ１より大きいことが好ましく、その差が０．２ｅＶよりも大きいことがより好ましい。ホスト材料は低分子化合物であっても、高分子化合物であってもよい。ホスト材料と金属複合体などの発光材料とを混合して塗布するか、又は共蒸着などすることによって、発光材料がホスト材料にドープされた発光層を形成することができる。

（正孔輸送層）
上記正孔輸送層の材料の例としては、特開昭６３−７０２５７号公報、特開昭６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号公報、特開平２−１３５３６１号公報、特開平２−２０９９８８号公報、特開平３−３７９９２号公報、特開平３−１５２１８４号公報に記載されている化合物が挙げられる。正孔輸送層に用いる材料の例としては、ポリビニルカルバゾール及びその誘導体、ポリシラン及びその誘導体、側鎖又は主鎖に芳香族アミン化合物基を有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアニリン及びその誘導体、ポリアミノフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）及びその誘導体、並びにポリ（２，５−チエニレンビニレン）及びその誘導体も挙げられる。

正孔輸送層の厚さは、発光効率と駆動電圧とが適度な値となるように設定される。正孔輸送層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なる。正孔輸送層の厚さは、１ｎｍ〜１μｍであることが好ましく、２ｎｍ〜５００ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであることが特に好ましい。

（電子輸送層）
電子輸送層の材料の例としては、特開昭６３−７０２５７号公報、特開昭６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号公報、特開平２−１３５３６１号公報、特開平２−２０９９８８号公報、特開平３−３７９９２号公報、特開平３−１５２１８４号公報に記載されている化合物が挙げられる。電子輸送層に用いる材料の例としては、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、並びにポリフルオレン及びその誘導体も挙げられる。

電子輸送層の厚さは、発光効率と駆動電圧とが適度な値となるように設定される。電子輸送層の厚さは、用いる材料によって最適値が異なる。電子輸送層の厚さは、１ｎｍ〜１μｍであることが好ましく、２ｎｍ〜５００ｎｍであることがより好ましく、５ｎｍ〜２００ｎｍであることが特に好ましい。

（基板）
発光素子は、通常、基板を用いて形成される。基板の厚み方向に対向する一方の面には電極及び発光素子の各層が形成され、基板寄りの側から採光する場合には基板の他方の面が光の出射面となる。基板には、陽極及び陰極のうちの一方が接合するように設けることができる。基板は電極及び素子の各層を形成する際に化学的に変化しないものであればよい。基板の例としては、ガラス基板、プラスチック基板、高分子フィルム、シリコン基板が挙げられる。この基板が不透明である場合には、基板の厚み方向についてこの基板とは反対側に配置された電極が透明又は半透明とされる。

（電極）
通常、陽極及び陰極のうちの採光側の電極は、透明又は半透明とされる。陽極が透明又は半透明であることが好ましい。

陽極の材料の例としては、導電性の金属酸化物、半透明の金属が挙げられる。陽極の材料の例としては、具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、及びそれらの複合体（インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）及びインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等）、アンチモンスズ酸化物（ＮＥＳＡ）、金、白金、銀、並びに銅が挙げられる。
これらの材料のうち、陽極の材料としては、ＩＴＯ、ＩＺＯ及び酸化スズが好ましい。また、陽極として、ポリアニリン及びその誘導体、並びに、ポリアミノフェン及びその誘導体等の有機の透明導電膜を用いてもよい。

陽極の形成方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、及びメッキ法が挙げられる。

陽極の厚さは、光の透過性と電気伝導度とを考慮して設定することができる。陽極の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、２０ｎｍ〜１μｍであることがより好ましく、５０〜５００ｎｍであることが更に好ましい。

陰極の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましい。陰極の材料の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウム、バナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、及びイッテルビウム等の金属；これら金属のうちの２つ以上の金属の合金；これら金属のうちの１つ以上の金属と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうちの１つ以上の金属との合金；グラファイト；並びにグラファイトの層間に上記金属の原子が配置された化合物が挙げられる。上記合金の例として、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金が挙げられる。

陰極の形成方法の例としては、真空蒸着法、スパッタリング法、及び金属薄膜を熱圧着するラミネート法が挙げられる。また２層以上の層が積層された構造の陰極を形成してもよい。

陰極の厚さは、電気伝導度、耐久性を考慮して設定することができる。陰極の厚さは、１０ｎｍ〜１０μｍであることが好ましく、２０ｎｍ〜１μｍであることがより好ましく、５０ｎｍ〜５００ｎｍであることが特に好ましい。

また陰極と他の層との間に、導電性高分子からなる層、金属酸化物、金属フッ化物、有機絶縁材料などからなる平均厚さが１０ｎｍ以下の層を設けてもよい。

（保護層）
発光素子には、素子を外部環境から保護して長期的かつ安定的に使用するために、素子形成後に、素子を保護する保護層及び／又は保護カバーを設けてもよい。

このような保護層の材料の例としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、及び金属ホウ化物が挙げられる。また保護カバーの例としては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板が挙げられる。これらのうち、保護カバーの材料として、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂等を用いて素子を気密に密閉することが好ましい。

（電荷注入層）
電荷注入層の例としては、導電性高分子を含む層、電荷注入層を陽極と正孔輸送層との間に設ける場合には陽極材料と正孔輸送層に含まれる正孔輸送材料との中間の値のイオン化ポテンシャルを有する材料を含む層、及び電荷注入層を陰極と電子輸送層との間に設ける場合には陰極材料と電子輸送層に含まれる電子輸送材料との中間の値の電子親和力を有する材料を含む層が挙げられる。

電荷注入層の材料は、電極、隣接する層の材料との関係に応じて選択すればよい。電荷注入層の材料の例としては、ポリアニリン及びその誘導体、ポリアミノフェン及びその誘導体、ポリピロール及びその誘導体、ポリフェニレンビニレン及びその誘導体、ポリチエニレンビニレン及びその誘導体、ポリキノリン及びその誘導体、ポリキノキサリン及びその誘導体、芳香族アミン構造を主鎖又は側鎖に含む重合体等の導電性高分子、銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン、並びにカーボンが挙げられる。

電荷注入層の厚さは、１ｎｍ〜１００ｎｍであることが好ましく、１ｎｍ〜５０ｎｍであることがより好ましく、１ｎｍ〜１０ｎｍであることが更に好ましい。

なお、本発明の金属複合体は、発光素子において発光層に用いることができるだけでなく、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層にも好適に用いることができる。特に、本発明の金属複合体は低い最高占有分子軌道（ＨＯＭＯ）レベルを有しており、かつ、正孔阻止能を有しているため、電子輸送層にも用いることができる。

発光素子は、照明用光源、サイン用光源、バックライト用光源、ディスプレイ装置、プリンターヘッド等に用いることができる。ディスプレイ装置としては、公知の駆動回路などの駆動技術を用い、セグメント型、ドットマトリクス型等の構成とすることができる。

本発明の金属複合体は、導電性材料としても有用であるので、電荷輸送材料、電荷注入材料としても有用である。

以下、実施例を具体的に説明する。本発明は下記実施例に限定されるものではない。

^１Ｈ−ＮＭＲ及び^１３Ｃ−ＮＭＲスペクトルは、ＪＥＯＬＭｏｄｅｌＪＮＭ−ＥＸ−２７０スペクトルメーター及びＪＥＯＬＭｏｄｅｌＪＮＭ−ＥＸ−４００を用いて測定した。
ＭＳスペクトルは、ＳＨＩＭＡＤＺＵ−ＧＣＭＳ−ＱＰ５０５０Ａを用いて測定した。
ＦＡＢ−ＭＳは、日本電子製ＳＸ１０２Ａ型二重収束質量分析計を用いて測定した。
薄層クロマトグラフィー（以下、ＴＬＣと略記する場合がある。）は、シリカゲルを担体として用いた。
発光スペクトルは、励起波長を３８０ｎｍとして、蛍光分光光度計（日本分光株式会社製、商品名：ＦＰ−６５００）により測定した。
励起寿命は、蛍光分光光度計（ＪＯＢＩＮＹＶＯＮ−ＳＰＥＸ社製、商品名：Ｆｌｕｏｒｏｌｏｇ−Ｔａｕ３）により、発光スペクトルの発光ピーク波長における励起寿命を求めた。
イオン化ポテンシャルは、理研計器株式会社製のＡＣ２を用いて測定した。
発光量子収率は、浜松ホトニクス社製マルチチャンネルアナライザＣ７４７３が装着された積分球を用いて測定した。
全ての合成反応は窒素気流下にて行った。

下記化合物（Ｂ−１）及び化合物（Ｂ−２）は、特許文献１に記載の方法で合成した。

＜実施例１＞
＜［１，１−ビス（ｐ−ブチルフェニル）−３，６−ビス（ジフェニルホスフィノ）ジチエノシロール］−塩化金：金属複合体（Ａ−１）の合成例＞
［１，１−ビス（ｐ−ブチルフェニル）−３，６−ビス（ジフェニルホスフィノ）ジチエノシロール]−塩化金：金属複合体（Ａ−１）の合成は、下記反応式に従って行った。

滴下ロートを備えたシュレンク管に、ジメチルスルフィド金塩化物０．０７１ｇ（０．２４ｍｍｏｌ）、及び、アセトン２ｍＬを加え、そこに、アセトン２ｍＬに溶解させた１，１−ビス（ｐ−ブチルフェニル）−３，６−ビス（ジフェニルホスフィノ）ジチエノシロール：化合物（Ｂ−１）０．１０ｇ（０．１２ｍｍｏｌ）を室温で滴下した。室温で５時間攪拌し、沈殿の生成を確認してから、ＴＬＣで原料の消失を確認した。生成した沈殿を桐山ロートによりろ取した後、エタノールで洗浄し、エタノール−クロロホルム混合液（体積比１：１）で再結晶することで、緑色固体として金属複合体（Ａ−１）を０．０２０ｇ（収率１３％）得た。

m.p. 236.0℃.
FAB-MS m/z 1255(M⁺-Cl).
¹H NMR(in CDCl₃) δ 0.94(t,6H,J=6.77Hz,CH₃),1.37(m,4H,CH₂),1.60(m,4H,CH₂),2.64(t,4H,J=7.72Hz,CH₂-Ph),7.22(d,4H,J=7.72Hz,phenylene),7.47-7.63(m,24H),7.76(d,2H,J_H-P=8.71Hz,DTS);
¹³C NMR(in CDCl₃) δ 13.95,22.47,33.39,35.79(Bu),125.68(phenylene),128.82(phenylene),129.34(d,J_P-C=11.9Hz,m-pPh),129.46(d,J_P-C=65.5Hz,i-Ph),131.51(d,J_P-C=60.2Hz,DTS),132.28(d,J_P-C=2.2Hz,p-Ph),133.50(d,J_P-C=14.1Hz,o-Ph),135.46(phenylene),142.42(d,J=14.8Hz,DTS),144.47(d,J=11.1Hz,phenylene),146.40,157.42,157.47(DTS).
Anal calcd for C₅₂H₄₈Au₂Cl₂P₂S₂Si:C,48.34;H,3.74.
Found:C,48.04;H,3.44.

金属複合体（Ａ−１）は、クロロホルム中で波長３７０ｎｍ付近に吸収ピークを有し、紫外線励起（波長３６５ｎｍ）により固体状態及びクロロホルム中で青色発光を示した。
金属複合体（Ａ−１）は、固体状態では波長４４０ｎｍ付近に発光ピークを示し、クロロホルム中では波長４３０ｎｍ付近に発光ピークを示した。金属複合体（Ａ−１）の発光励起寿命はクロロホルム中で３．２ｎｓであった。金属複合体（Ａ−１）のイオン化ポテンシャルは５．９３ｅＶであった。

＜実施例２＞
＜［１，１−ジフェニル−３，６−ビス（ジフェニルホスフィノ）ジチエノシロール］−塩化金（Ａ−２）の合成例＞
［１，１−ジフェニル−３，６−ビス（ジフェニルホスフィノ）ジチエノシロール］−塩化金（Ａ−２）の合成は、下記反応式に従って行った。

滴下ロートを備えた容量３０ｍＬのシュレンク管に、ジメチルスルフィド金塩化物０．０４９ｇ（０．１６６ｍｍｏｌ）を加え、装置内の気体をアルゴンガスで置換した後、アルゴンガスをバブリングして溶存酸素を取り除いたアセトン２ｍＬを加えて懸濁させ、懸濁液を得た。この懸濁液に１，１−ジフェニル−３，６−ビス(ジフェニルホスフィノ)ジチエノシロール：化合物（Ｂ−２）０．０５９ｇ（０．０８３ｍｍｏｌ）のアセトン−ジエチルエーテル溶液を加え、室温で一晩攪拌した。生成物の沈殿をろ取し、アセトン、ヘキサンで順次に洗浄し、クロロホルム−エタノール混合液で再沈殿することで金属複合体（Ａ−２）２０ｍｇ（収率２１％）を得た。

¹H-NMR(in C₆D₆) δ 6.830-7.114(m,20H),7.193-7.252(m,6H),7.436(dd,J=8.0 and 1.2Hz,4H,o-SiPh),7.475(d,J=8Hz,2H,thiophene ring H)

実施例１で得られた金属複合体（Ａ−１）、実施例２で得られた金属複合体（Ａ−２）及び比較例として化合物（Ｂ−２）のクロロホルム中での発光量子収率及び発光ピークを測定した。結果を表１に示す。

金属複合体（Ａ−２）は、クロロホルム中で波長３７０ｎｍ付近に吸収ピークを有し、紫外線励起（波長３６５ｎｍ）により固体状態及びクロロホルム中で青色発光を示した。
金属複合体（Ａ−２）は、固体状態では波長４３０ｎｍ付近に発光ピークを示し、クロロホルム中では波長４３０ｎｍ付近に発光ピークを示した。

表１から明らかな通り、本発明の金属複合体（Ａ−１）及び（Ａ−２）は、比較例の化合物（Ｂ−２）に比して、高い発光量子収率を有していた。よって、本発明の金属複合体を発光素子の材料として用いれば、発光効率に優れた発光素子が得られる。

Claims

下記式（１）で表される構造を有する金属複合体。

（式（１）中、Ａｒ^１は、チオフェン環から水素原子を（２＋ｍ）個取り除いた単環式芳香族基であり、Ａｒ^２は、チオフェン環から水素原子を（２＋ｎ）個取り除いた単環式芳香族基を表す。ｙは、１である。Ａ^２は、直接結合であり、Ａ^１は、−Ｓｉ（Ｒ^２）（Ｒ^３）−で表される基、又は−Ｃ（Ｒ^４）（Ｒ^５）−で表される基を表す。Ｒ^１、Ｒ^２、Ｒ^３、Ｒ^４及びＲ^５は、それぞれ独立に、置換基（該置換基は、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれであってもよい、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビル基、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビルチオ基から選択される。）を有していてもよい、フェニル基、２−トリル基、４−トリル基、又は、１−ナフチル基を表し、Ｒ^２とＲ^３とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^４とＲ^５とは互いに結合して環を形成していてもよい。ｍは、１である。ｎは、１である。Ｚ^１は、リン原子を表す。Ｚ^２は、リン原子を表す。Ｒ^６、Ｒ^７、Ｒ^８及びＲ^９は、それぞれ独立に、置換基（該置換基は、直鎖状、分岐鎖状、又は環状のいずれであってもよい、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビル基、炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビルオキシ基、及び炭素原子数が１〜１２のヒドロカルビルチオ基から選択される。）を有していてもよい、フェニル基、２−トリル基、４−トリル基、又は、１−ナフチル基を表し、Ｒ^６とＲ^７とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｒ^８とＲ^９とは互いに結合して環を形成していてもよい。Ｍ^１及びＭ^２は、それぞれ独立に、金原子又は金イオンを表す。Ｌ^１及びＬ^２は、それぞれ独立に、配位子を表す。ａ及びｂは、０を表す。Ｘ^１及びＸ^２は、それぞれ独立に、フッ化物イオン、塩化物イオン、臭化物イオン、又は、ヨウ化物イオンを表す。）
前記Ａ^１が−Ｓｉ（Ｒ^２）（Ｒ^３）−で表される基である、請求項１に記載の金属複合体。
請求項１又は２に記載の金属複合体を含む層を有する発光素子。