JP7335377B2 - Rare earth metal complex and light emitting device using the same - Google Patents
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Description
本開示は、希土類金属錯体及び発光装置に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to rare earth metal complexes and light emitting devices.
希土類金属錯体は、蛍光プローブ、レーザー発光体、バイオイメージング、センサー、セキュリティインク、及び照明などの発光部材として期待されている。特に、希土類金属錯体は、例えば、青色の比較的短波長の可視光により励起されて長波長の光を発光することができるので、発光ダイオードなどの半導体発光素子と組み合わせて種々の発光色の発光装置が実現できることが期待されている。この発光ダイオード(LED)及びレーザーダイオード(LD)等の半導体発光素子を用いた発光装置は、発光効率が高く、水銀等の有害物質を含まないことから、照明用途へのさらなる拡大が期待され、最近では、発光ダイオード又はレーザーダイオードと希土類金属錯体の発光部材を組み合わせた発光装置の検討が盛んに行われている。 Rare earth metal complexes are expected to be used as light-emitting members for fluorescent probes, laser emitters, bioimaging, sensors, security inks, and lighting. In particular, rare earth metal complexes, for example, can be excited by relatively short-wavelength blue visible light to emit long-wavelength light. It is hoped that the device can be realized. Light-emitting devices using semiconductor light-emitting elements such as light-emitting diodes (LEDs) and laser diodes (LDs) have high luminous efficiency and do not contain harmful substances such as mercury. Recently, light-emitting devices in which light-emitting diodes or laser diodes are combined with rare-earth metal complex light-emitting members have been extensively studied.
本発明者らは、新たな希土類金属錯体を含む組成物を合成し、それらの発光特性を検討して、それらが興味深い発光特性を有すること、及びそれらと発光ダイオード又はレーザーダイオードを組み合わせた発光装置を開発して、報告した(特許文献1及び非特許文献1参照)。 The present inventors have synthesized compositions containing new rare earth metal complexes, investigated their luminescence properties, and found that they have interesting luminescence properties, and combined them with light-emitting diodes or laser diodes for light-emitting devices. was developed and reported (see Patent Document 1 and Non-Patent Document 1).
更に、種々の発光量子効率を示す種々の希土類金属錯体組成物が報告された。そのような希土類金属錯体組成物として、例えば、β-ジケトナト配位子とホスフィンオキシド配位子を有する希土類金属錯体、β-ジケトナト配位子とフェナントリル配位子を有する希土類金属錯体、Pybox(ピボックス)誘導体配位子とCyclen(サイクレン)誘導体配位子を有する希土類金属錯体等を例示できる(非特許文献2及び3、特許文献2及び3参照)。 Furthermore, various rare earth metal complex compositions have been reported that exhibit different luminous quantum efficiencies. Examples of such rare earth metal complex compositions include a rare earth metal complex having a β-diketonato ligand and a phosphine oxide ligand, a rare earth metal complex having a β-diketonato ligand and a phenanthryl ligand, Pybox ) rare earth metal complexes having a derivative ligand and a Cyclen derivative ligand (see Non-Patent Documents 2 and 3, Patent Documents 2 and 3).
上記希土類金属錯体の多くは、紫外光(波長が約280nm~約400nm)によって励起されて発光するが、よりエネルギーの低い可視光(波長が約400nm~約800nm)、例えば、青色光(約450nm~約495nm)によって励起されず、発光しない。従って、通常、青色発光ダイオードを、励起する光源として使用できない。そこで、青色光で励起可能な金属錯体を得ることも検討されている(非特許文献2及び3参照)。 Many of the above rare earth metal complexes emit light when excited by ultraviolet light (wavelength of about 280 nm to about 400 nm), but lower energy visible light (wavelength of about 400 nm to about 800 nm) such as blue light (about 450 nm) ~495 nm) and does not emit light. Therefore, normally blue light emitting diodes cannot be used as an exciting light source. Therefore, obtaining a metal complex that can be excited by blue light has also been investigated (see Non-Patent Documents 2 and 3).
また、X. Yangらは、シッフ塩基を有する希土類金属錯体を合成し、その励起波長は紫外領域に極大値を有すること、可視光領域の450nmでは発光が著しく低いことを報告した(非特許文献4参照)。 In addition, X. Yang et al. synthesized a rare earth metal complex having a Schiff base and reported that its excitation wavelength has a maximum value in the ultraviolet region and that the emission is extremely low at 450 nm in the visible light region (non-patent document 4).
発光装置の照明用途への利用が更に進められ、インク材料などへの新たな用途が開拓されるに従って、希土類金属錯体等の波長変換部材として使用可能な、更に新たな材料が求められている。例えば、励起波長の領域が広く、高い外部量子効率を有する材料が求められている。 As the use of light-emitting devices for lighting applications is further advanced and new applications such as ink materials are being developed, new materials that can be used as wavelength conversion members such as rare earth metal complexes are in demand. For example, there is a demand for materials that have a wide excitation wavelength range and high external quantum efficiency.
そこで、本発明に係る実施形態の目的は、広範囲な励起波長領域と高い外部量子効率を有する希土類金属錯体及びその製造方法を提供することである。 Accordingly, an object of embodiments of the present invention is to provide a rare earth metal complex having a wide excitation wavelength range and high external quantum efficiency, and a method for producing the same.
本発明に係る一実施形態において、
化学式(I):
A1は、OH基又はSH基を示し、
A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、下記群(G):
芳香族基;
パーハロゲン化芳香族基;
少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
C3~C30のシクロアルケニル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、並びに
ハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A3は、C2~C30のアルキレン基から選択され、そのアルキレン基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、A1とアゾメチン基が結合していない、ベンゼン環の隣接する2つの炭素原子は、-C4H4-で接続されてナフタレン環を形成することができ、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、両方共、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができる]
で示される、二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子;及び
化学式(II):
A1及びA2は、化学式(I)のものと同じであり、
A4は、C1~C30のアルキル基から選択され、そのアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、化学式(I)のベンゼン環と同様にナフタレン環を形成してよく、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、両方共、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができる]
で示される、一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子からなる群から選択される、水酸基又はチオール基とアゾメチン基を共に有する配位子、並びに
化学式(III)
Xは、両方共同一であっても各々が異なってもよい、上記群(G)から選択される置換基を示し、
Zは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を示す]
で示されるβ-ジケトナト配位子
が、共に配位し、
過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される少なくとも1種の陰イオンが更に配位してよい、
希土類金属を含む、希土類金属錯体を提供する。
In one embodiment according to the invention,
Chemical formula (I):
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is selected from hydrogen, deuterium, C1-C30 alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups; The C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group are selected from the following group (G):
aromatic group;
perhalogenated aromatic groups;
heteroaromatic groups containing at least one heteroatom in the ring;
C1-C30 alkyl group having a straight or branched chain;
a C1-C30 perhalogenated alkyl group having a straight or branched chain;
straight or branched C3-C30 alkenyl group;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl group;
C3-C30 cycloalkyl group;
a C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group;
C3-C30 cycloalkenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups; and C3-C30 alkynyl groups, and halogeno groups.
A 3 is selected from C2-C30 alkylene groups, which alkylene groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups,
For the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are bonded together, two adjacent carbon atoms of the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are not bonded are connected by —C 4 H 4 — to form a naphthalene ring. It is possible,
Both the benzene ring and the naphthalene ring that can be formed can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group]
a ligand having two sets of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group; and
Chemical formula (II):
A 1 and A 2 are the same as those of formula (I);
A 4 is selected from C1 to C30 alkyl groups, which alkyl groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups;
Regarding the benzene ring to which A1 and the azomethine group are bonded together, a naphthalene ring may be formed in the same manner as the benzene ring of the chemical formula (I),
Both the benzene ring and the naphthalene ring that can be formed can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group]
A ligand having both a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group, selected from the group consisting of ligands having a set of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group, and
chemical formula (III)
X represents a substituent selected from the above group (G), both of which may be the same or each may be different;
Z represents a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, cyano group, methyl group, ethyl group, phenyl group, hydrogen atom or deuterium atom]
β-diketonato ligands represented by are coordinated together,
at least one anion selected from perchlorate ions, nitrate ions, carboxylate ions, and halide ions may be further coordinated;
A rare earth metal complex comprising a rare earth metal is provided.
本実施形態は、広範囲な励起波長領域と高い外部量子効率を有する希土類金属錯体及びその製造方法を提供することができる。 The present embodiment can provide a rare earth metal complex having a wide excitation wavelength region and high external quantum efficiency, and a method for producing the same.
以下、添付の図面を参照しながら本発明の実施形態の、水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子と、β-ジケトナト配位子が、共に配位した希土類金属を含む希土類金属錯体及びそれを含む光機能材料用透明固定担体等を詳細に説明する。 Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, a rare earth metal complex containing a rare earth metal in which a ligand having a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group and a β-diketonato ligand of the embodiment of the present invention are coordinated together, and A transparent fixing carrier for an optical functional material including it will be described in detail.
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、
化学式(I):
A1は、OH基又はSH基を示し、
A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基(-CnH2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)、C3~C30のシクロアルキル基(-CnH2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基(-CnF2n+1及び-CnCl2n+1等、好ましくは-CnF2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基(-CnF2n-1及び-CnCl2n-1等、好ましくは-CnF2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、下記群(G1):
フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基等の芳香族基;
パーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロビフェニル基、パークロロフェニル基、パークロロナフチル基、及びパークロロビフェニル基等のパーハロゲン化芳香族基;
N、O、及びS等から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基(CnH2n+1:n=1~30);
パーフルオロアルキル基(CnF2n+1:n=1~30)及びパークロロアルキル基(CnCl2n+1:n=1~30)等の、直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
ブテニル基等の直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
パーフルオロビニル基、パーフルオロアリル基及びパーフルオロブテニル基等のパーフルオロアルケニル基及びパークロロアルケニル基等の、直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基(CnH2n-1:n=3~30);
パーフルオロシクロアルキル基(CnF2n-1:n=3~30)及びパークロロシクロアルキル基(CnCl2n-1:n=3~30)等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
シクロペンテニル基及びシクロヘキセニル基等のC3~C30のシクロアルケニル基;
パーフルオロシクロアルケニル基及びパークロロシクロアルケニル基等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、並びに
ハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A3は、C2~C30のアルキレン基(-CnH2n-:ここでn=2~30、好ましくは、n=4~12)から選択され、そのアルキレン基は、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、A1とアゾメチン基が結合していない、ベンゼン環の隣接する2つの炭素原子は、-C4H4-で接続されてナフタレン環を形成することができ、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、両方共、更に、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができる]
で示される、二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子;及び
化学式(II):
A1及びA2は、化学式(I)のものと同じであり、
A4は、C1~30のアルキル基(-CnH2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18)から選択され、そのアルキル基は、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、化学式(I)のベンゼン環と同様にナフタレン環を形成してよく、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、両方共、更に、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができる]
で示される、一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子からなる群から選択される、水酸基又はチオール基とアゾメチン基を共に有する配位子、並びに
化学式(III)
Xは、両方共同一であっても各々が異なってもよい、上記群(G1)から選択される置換基を示し、
Zは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を示す]
で示されるβ-ジケトナト配位子
が、共に配位し、
過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される少なくとも1種の陰イオンが更に配位してよい、
希土類金属を含む。
The rare earth metal complex of the embodiment of the present invention is
Chemical formula (I):
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is hydrogen, deuterium, or a C1-C30 alkyl group (—C n H 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1-18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3), a C3-C30 cycloalkyl group (—C n H 2n-1 : where n=3-30, preferably n=3-18, more preferably n=3-6, particularly preferably C1-C30 perhalogenated alkyl groups (-C n F 2n+1 and -C n Cl 2n+1 , etc., preferably -C n F 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1 to 18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3) and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups (—C n F 2n-1 and —C n Cl 2n-1 , etc., preferably -C n F 2n-1 : wherein n=3 to 30, preferably n=3 to 18, more preferably n=3 to 6, particularly preferably n=3); Alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups are selected from the following group (G1):
aromatic groups such as phenyl, naphthyl and biphenyl groups;
Perhalogenated aromatic groups such as perfluorophenyl, perfluoronaphthyl, perfluorobiphenyl, perchlorophenyl, perchloronaphthyl, and perchlorobiphenyl groups;
a heteroaromatic group containing at least one heteroatom selected from N, O, S, etc. in the ring;
linear or branched C1-C30 alkyl group (C n H 2n+1 : n=1-30);
C1-C30 perhalogenation with linear or branched chain such as perfluoroalkyl group (C n F 2n +1 : n=1-30) and perchloroalkyl group (C n Cl 2n+1 : n=1-30) alkyl group;
straight or branched C3-C30 alkenyl groups such as butenyl groups;
linear or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl groups such as perfluoroalkenyl groups and perchloroalkenyl groups such as perfluorovinyl groups, perfluoroallyl groups and perfluorobutenyl groups;
a C3-C30 cycloalkyl group (C n H 2n-1 : n=3-30);
C3-C30 perhalogenated cycloalkyls such as perfluorocycloalkyl groups (C n F 2n-1 : n=3-30) and perchlorocycloalkyl groups (C n Cl 2n-1 : n=3-30) group;
C3-C30 cycloalkenyl groups such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups such as perfluorocycloalkenyl groups and perchlorocycloalkenyl groups; and C3-C30 alkynyl groups, and halogeno groups (eg, F, Cl, etc., preferably F) can have one or more substituents that
A 3 is selected from a C2 to C30 alkylene group (-C n H 2n -, where n = 2 to 30, preferably n = 4 to 12), and the alkylene group is selected from the above group (G1) as well as can have one or more substituents selected from halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably F);
For the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are bonded together, two adjacent carbon atoms of the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are not bonded are connected by —C 4 H 4 — to form a naphthalene ring. It is possible,
Both the benzene ring and the naphthalene ring that can be formed further have one or more substituents selected from the above group (G1) and halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably F). can]
a ligand having two sets of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group; and
Chemical formula (II):
A 1 and A 2 are the same as those of formula (I);
A 4 is selected from a C1-30 alkyl group (-C n H 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1-18), the alkyl group being selected from the above group (G1) as well as a halogeno group can have one or more substituents selected from (e.g. F, Cl, etc., preferably F),
The benzene ring to which A1 and the azomethine group are bonded together may form a naphthalene ring in the same manner as the benzene ring of the chemical formula (I),
Both the benzene ring and the naphthalene ring that can be formed further have one or more substituents selected from the above group (G1) and halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably F). can]
a ligand having both a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group, selected from the group consisting of ligands having a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group, and
chemical formula (III)
X represents a substituent selected from the above group (G1), both of which may be the same or each may be different;
Z represents a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, cyano group, methyl group, ethyl group, phenyl group, hydrogen atom or deuterium atom]
β-diketonato ligands represented by are coordinated together,
at least one anion selected from perchlorate ions, nitrate ions, carboxylate ions, and halide ions may be further coordinated;
Contains rare earth metals.
化学式(I)の配位子の片方のA1、化学式(II)の配位子のA1及び化学式(III)の配位子の二つの酸素に各々点線が記載されている。各々の点線は、希土類金属との間に1つの配位結合を形成することを示す。従って、β-ジケトナト配位子は、合計2つの配位結合を形成することを示す。化学式(I)中の他方のA1には、点線を記載していない。これは、配位結合を形成しても、配位結合を形成しなくてもよいことを示す。 A dashed line is drawn for one A 1 of the ligand of formula (I), A 1 of the ligand of formula (II) and two oxygens of the ligand of formula (III). Each dotted line indicates the formation of one coordinate bond with the rare earth metal. Thus, the β-diketonato ligand is shown to form a total of two coordinate bonds. The other A1 in chemical formula (I) has no dotted line. This indicates that a coordinate bond may or may not be formed.
更に、本発明の実施形態の希土類金属錯体は、
下記化学式(IV)、(V)、(VI)、及び(VII)で示される化学構造から選択される少なくとも1種の化学構造を含むことが好ましい。
化学式(IV):
Lnは、希土類金属原子を示し、n1は、2又は3を示し、
β-ジケトナト配位子について、Xは、両方共同一であっても各々が異なってもよい、下記群(G1):
フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基等の芳香族基;
パーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロビフェニル基、パークロロフェニル基、パークロロナフチル基、及びパークロロビフェニル基等のパーハロゲン化芳香族基;
N、O、及びS等から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基(CnH2n+1:n=1~30);
パーフルオロアルキル基(CnF2n+1:n=1~30)及びパークロロアルキル基(CnCl2n+1:n=1~30)等の直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
ブテニル基等の直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
パーフルオロビニル基、パーフルオロアリル基及びパーフルオロブテニル基等のパーフルオロアルケニル基及びパークロロアルケニル基等の直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基(CnH2n-1:n=3~30);
パーフルオロシクロアルキル基(CnF2n-1:n=3~30)及びパークロロシクロアルキル基(CnCl2n-1:n=3~30)等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
シクロペンテニル基及びシクロヘキセニル基等のC3~C30のシクロアルケニル基;
パーフルオロシクロアルケニル基及びパークロロシクロアルケニル基等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、
から選択される置換基を示し
Zは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を示し、n2は、1~3の整数を示し、
Yは、過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される少なくとも1種でありえ、n3は、0~2の整数を示し、
二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子について、
A1は、OH基又はSH基を示し、
A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基(-CnH2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)、C3~C30のシクロアルキル基(-CnH2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基(-CnF2n+1及び-CnCl2n+1等、好ましくは-CnF2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基(-CnF2n-1及び-CnCl2n-1等、好ましくは-CnF2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A3は、C2~C30のアルキレン基(-CnH2n-:ここでn=2~30、好ましくは、n=4~12)から選択され、そのアルキレン基は、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、A1とアゾメチン基が結合していない、ベンゼン環の隣接する2つの炭素原子は、-C4H4-で接続されてナフタレン環を形成することができ、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、両方共、更に、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
n4は、1~3の整数を示す]、
化学式(V):
n5は、2以上の整数を示すほかは、化学式(IV)のものと同様である]、
化学式(VI):
n6は、1以上の整数を示すほかは、化学式(IV)のものと同様である]、
化学式(VII):
一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子について、
A1は、OH基又はSH基を示し、
A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基(-CnH2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)、C3~C30のシクロアルキル基(-CnH2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基(-CnF2n+1及び-CnCl2n+1等、好ましくは-CnF2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基(-CnF2n-1及び-CnCl2n-1等、好ましくは-CnF2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)を含む群から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A4は、C1~30のアルキル基(-CnH2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18)から選択され、そのアルキル基は、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)を含む群から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、化学式(IV)と同様にナフタレン環を形成してよく、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、両方共、更に、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)を含む群から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
n4は、1~3の整数を示す
ほかは、化学式(IV)のものと同様である]。
Furthermore, the rare earth metal complexes of embodiments of the present invention are
It preferably contains at least one chemical structure selected from chemical structures represented by the following chemical formulas (IV), (V), (VI), and (VII).
Chemical formula (IV):
Ln represents a rare earth metal atom, n1 represents 2 or 3,
For β-diketonato ligands, X may both be the same or each be different, the following group (G1):
aromatic groups such as phenyl, naphthyl and biphenyl groups;
Perhalogenated aromatic groups such as perfluorophenyl, perfluoronaphthyl, perfluorobiphenyl, perchlorophenyl, perchloronaphthyl, and perchlorobiphenyl groups;
a heteroaromatic group containing at least one heteroatom selected from N, O, S, etc. in the ring;
linear or branched C1-C30 alkyl group (C n H 2n+1 : n=1-30);
Linear or branched C1-C30 perhalogenated alkyl such as perfluoroalkyl group (C n F 2n+1 : n=1 to 30) and perchloroalkyl group (C n Cl 2n+ 1 : n=1 to 30) group;
straight or branched C3-C30 alkenyl groups such as butenyl groups;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl groups such as perfluoroalkenyl groups and perchloroalkenyl groups such as perfluorovinyl groups, perfluoroallyl groups and perfluorobutenyl groups;
a C3-C30 cycloalkyl group (C n H 2n-1 : n=3-30);
C3-C30 perhalogenated cycloalkyls such as perfluorocycloalkyl groups (C n F 2n-1 : n=3-30) and perchlorocycloalkyl groups (C n Cl 2n-1 : n=3-30) group;
C3-C30 cycloalkenyl groups such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups such as perfluorocycloalkenyl groups and perchlorocycloalkenyl groups; and C3-C30 alkynyl groups,
Z represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen atom or a deuterium atom, and n2 represents 1 to 3 indicates an integer of
Y can be at least one selected from perchlorate ions, nitrate ions, carboxylate ions, and halide ions, n3 is an integer of 0 to 2,
For ligands having two pairs of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group,
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is hydrogen, deuterium, or a C1-C30 alkyl group (—C n H 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1-18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3), a C3-C30 cycloalkyl group (—C n H 2n-1 : where n=3-30, preferably n=3-18, more preferably n=3-6, particularly preferably C1-C30 perhalogenated alkyl groups (-C n F 2n+1 and -C n Cl 2n+1 , etc., preferably -C n F 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1 to 18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3) and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups (—C n F 2n-1 and —C n Cl 2n-1 , etc., preferably -C n F 2n-1 : wherein n=3 to 30, preferably n=3 to 18, more preferably n=3 to 6, particularly preferably n=3); Alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups are selected from the above group (G1) and halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably can have one or more substituents selected from F),
A 3 is selected from a C2 to C30 alkylene group (-C n H 2n -, where n = 2 to 30, preferably n = 4 to 12), and the alkylene group is selected from the above group (G1) as well as can have one or more substituents selected from halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably F);
For the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are bonded together, two adjacent carbon atoms of the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are not bonded are connected by —C 4 H 4 — to form a naphthalene ring. It is possible,
Both the benzene ring and the naphthalene ring that can be formed further have one or more substituents selected from the above group (G1) and halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably F). can
n4 represents an integer of 1 to 3],
Chemical formula (V):
n5 is the same as that of chemical formula (IV) except that it represents an integer of 2 or more],
Chemical formula (VI):
n6 is the same as that of chemical formula (IV) except that it represents an integer of 1 or more],
Chemical formula (VII):
For a ligand having a pair of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group,
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is hydrogen, deuterium, or a C1-C30 alkyl group (—C n H 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1-18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3), a C3-C30 cycloalkyl group (—C n H 2n-1 : where n=3-30, preferably n=3-18, more preferably n=3-6, particularly preferably C1-C30 perhalogenated alkyl groups (-C n F 2n+1 and -C n Cl 2n+1 , etc., preferably -C n F 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1 to 18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3) and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups (—C n F 2n-1 and —C n Cl 2n-1 , etc., preferably -C n F 2n-1 : wherein n=3 to 30, preferably n=3 to 18, more preferably n=3 to 6, particularly preferably n=3); Alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups are selected from the above group (G1) and halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably can have one or more substituents selected from the group comprising F),
A 4 is selected from a C1-30 alkyl group (-C n H 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1-18), the alkyl group being selected from the above group (G1) as well as a halogeno group can have one or more substituents selected from the group comprising (e.g., F, Cl, etc., preferably F),
The benzene ring to which A1 and the azomethine group are bonded together may form a naphthalene ring in the same manner as in chemical formula (IV),
Both the benzene ring and the naphthalene ring that can be formed further have one or more substituents selected from the group including the above group (G1) and a halogeno group (e.g., F, Cl, etc., preferably F). can have
n4 is the same as that of chemical formula (IV), except that n4 represents an integer of 1 to 3].
更に、化学式(IV)~(VII)中のA1とLnの間の点線及びOとLnとの間の点線は、各々1つの配位結合を示す。従って、β-ジケトナト配位子は、希土類金属との間に、二つの配位結合を形成することを示す。
一方、Yが希土類金属との間に形成し得る配位結合の数は、1~3まで変わり得るので、YとLnの間は、単なる点線ではなく、幅の広い点線(ハッシュ線:hashed line)で示す。
Furthermore, the dotted line between A1 and Ln and the dotted line between O and Ln in chemical formulas (IV) to (VII) each represent one coordinate bond. Therefore, the β-diketonato ligand forms two coordinate bonds with the rare earth metal.
On the other hand, since the number of coordination bonds that Y can form with a rare earth metal can vary from 1 to 3, the line between Y and Ln is not just a dotted line but a wide dotted line (hashed line ).
化学式(IV)~(VII)の化学構造に含まれる、化学式(I)~(II)の水酸基又はチオール基(A1)とアゾメチン基(又はシッフ塩基:-CA2=N-)を共に有する配位子について更に説明する。
化学式(I)の配位子は、二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有し、化学式(II)の配位子は、一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する。
化学式(I)~(II)の配位子は、A1で示す水酸基(OH)又はチオール基(SH)で希土類金属原子に配位する。
Having both a hydroxyl group or a thiol group (A 1 ) of chemical formulas (I) to (II) and an azomethine group (or Schiff base: -CA 2 =N-) included in chemical structures of chemical formulas (IV) to (VII) The ligand will be further explained.
The ligands of formula (I) have two pairs of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group, and the ligands of formula (II) have one pair of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group.
The ligands of the chemical formulas (I) to (II) coordinate to the rare earth metal atom with a hydroxyl group (OH) or a thiol group (SH) indicated by A1 .
水酸基又はチオール基(A1)とアゾメチン基の両方が、ベンゼン環と結合しており、ベンゼン環は更にナフタレン環を形成してもよい。
水酸基又はチオール基(A1)とアゾメチン基の位置は、目的とする錯体を得ることができる限り特に制限されることはなく、o-置換、m-置換、p-置換等のいずれでもよいが、o-置換であることが発光特性の観点からより好ましい。
アゾメチン基の炭素原子は、置換基A2を有することができる。A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基(-CnH2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)、C3~C30のシクロアルキル基(-CnH2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基(-CnF2n+1及び-CnCl2n+1等、好ましくは-CnF2n+1:ここでn=1~30、好ましくはn=1~18、より好ましくはn=1~6、特に好ましくはn=1~3)及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基(-CnF2n-1及び-CnCl2n-1等、好ましくは-CnF2n-1:ここでn=3~30、好ましくはn=3~18、より好ましくはn=3~6、特に好ましくはn=3)から選択される。
Both the hydroxyl group or thiol group (A 1 ) and the azomethine group are bonded to a benzene ring, and the benzene ring may further form a naphthalene ring.
The positions of the hydroxyl group or thiol group (A 1 ) and the azomethine group are not particularly limited as long as the desired complex can be obtained, and may be o-substituted, m-substituted, p-substituted, or the like. , o-substitution is more preferable from the viewpoint of emission properties.
A carbon atom of the azomethine group can have a substituent A2 . A 2 is hydrogen, deuterium, or a C1-C30 alkyl group (—C n H 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1-18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3), a C3-C30 cycloalkyl group (—C n H 2n-1 : where n=3-30, preferably n=3-18, more preferably n=3-6, particularly preferably C1-C30 perhalogenated alkyl groups (-C n F 2n+1 and -C n Cl 2n+1 , etc., preferably -C n F 2n+1 : where n=1-30, preferably n=1 to 18, more preferably n=1-6, particularly preferably n=1-3) and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups (—C n F 2n-1 and —C n Cl 2n-1 , etc., preferably -C n F 2n-1 : wherein n=3 to 30, preferably n=3 to 18, more preferably n=3 to 6, particularly preferably n=3).
A2のC1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、下記群(G1):
フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基等の芳香族基;
パーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロビフェニル基、パークロロフェニル基、パークロロナフチル基、及びパークロロビフェニル基等のパーハロゲン化芳香族基;
N、O、及びS等から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基(CnH2n+1:n=1~30);
パーフルオロアルキル基(CnF2n+1:n=1~30)及びパークロロアルキル基(CnCl2n+1:n=1~30)等の直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
ブテニル基等の直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
パーフルオロビニル基、パーフルオロアリル基及びパーフルオロブテニル基等のパーフルオロアルケニル基及びパークロロアルケニル基等の直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基(CnH2n-1:n=3~30);
パーフルオロシクロアルキル基(CnF2n-1:n=3~30)及びパークロロシクロアルキル基(CnCl2n-1:n=3~30)等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
シクロペンテニル基及びシクロヘキセニル基等のC3~C30のシクロアルケニル基;
パーフルオロシクロアルケニル基及びパークロロシクロアルケニル基等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、並びに
ハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができる。
尚、本明細書では、群(G1)と群(G)の二種類の置換基の群を示すが、群(G)は、群(G1)のより簡潔な記載であり、実質的に同じである。
The C1-C30 alkyl group, C3-C30 cycloalkyl group, C1-C30 perhalogenated alkyl group and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group of A 2 are selected from the following group (G1):
aromatic groups such as phenyl, naphthyl and biphenyl groups;
Perhalogenated aromatic groups such as perfluorophenyl, perfluoronaphthyl, perfluorobiphenyl, perchlorophenyl, perchloronaphthyl, and perchlorobiphenyl groups;
a heteroaromatic group containing at least one heteroatom selected from N, O, S, etc. in the ring;
linear or branched C1-C30 alkyl group (C n H 2n+1 : n=1-30);
Linear or branched C1-C30 perhalogenated alkyl such as perfluoroalkyl group (C n F 2n+1 : n=1 to 30) and perchloroalkyl group (C n Cl 2n+ 1 : n=1 to 30) group;
straight or branched C3-C30 alkenyl groups such as butenyl groups;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl groups such as perfluoroalkenyl groups and perchloroalkenyl groups such as perfluorovinyl groups, perfluoroallyl groups and perfluorobutenyl groups;
a C3-C30 cycloalkyl group (C n H 2n-1 : n=3-30);
C3-C30 perhalogenated cycloalkyls such as perfluorocycloalkyl groups (C n F 2n-1 : n=3-30) and perchlorocycloalkyl groups (C n Cl 2n-1 : n=3-30) group;
C3-C30 cycloalkenyl groups such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups such as perfluorocycloalkenyl groups and perchlorocycloalkenyl groups; and C3-C30 alkynyl groups, and halogeno groups (eg, F, Cl, etc., preferably F) can have one or more substituents.
In this specification, two groups of substituents, Group (G1) and Group (G), are shown, but Group (G) is a more concise description of Group (G1) and is substantially the same. is.
更に、A2のC1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基の置換基として選択され得る群(G1)に含まれる置換基は、例えば、重水素原子、ハロゲノ基(F、Cl、Br及びI)、水酸基、ニトロ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メトキシ基、アミド基、カルボキシル基、及びメルカプト基等の置換基で置換されてもよい。 Further , the group (G1 ) are, for example, deuterium atoms, halogeno groups (F, Cl, Br and I), hydroxyl groups, nitro groups, sulfonyl groups, cyano groups, silyl groups, phosphonic acid groups, diazo groups, methoxy groups, It may be substituted with a substituent such as an amide group, a carboxyl group, and a mercapto group.
A2のC1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基の置換基として選択され得る群(G1)は、希土類金属錯体又はそれを含む透明固体担体の安定性及び発光強度などを考慮すると、C1~C30のアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基、芳香族基、パーハロゲン化芳香族基及びヘテロ芳香族基及びパーハロゲン化ヘテロ芳香族基を含むことが好ましく、炭素数1~30のアルキル基、C1~C30のパーフルオロアルキル基、及びC3~C30のシクロアルキル基を含むことがより好ましく、ブチル基、ドデシル基及びシクロヘキシル基を含むことが特に好ましい。 The group (G1) which can be selected as a substituent of the C1-C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group of A2 is , considering the stability and emission intensity of the rare earth metal complex or the transparent solid carrier containing the same, C1 to C30 alkyl groups, C1 to C30 perhalogenated alkyl groups, aromatic groups, perhalogenated aromatic groups and It preferably contains a heteroaromatic group and a perhalogenated heteroaromatic group, more preferably a C1-C30 alkyl group, a C1-C30 perfluoroalkyl group, and a C3-C30 cycloalkyl group. , butyl, dodecyl and cyclohexyl groups are particularly preferred.
また、A2のC1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、その中の任意の位置のC-C単結合の間に-O-、-COO-、-N<を、一又は複数挿入することで、エーテル構造、エステル構造、及び/又は第三級アミンを含んでも良い。
更に、A2は、アゾメチン基と共役系を形成しない限り、上述したようにアルケニル基等の不飽和基を有することができる。
A2は、水素、重水素、メチル基、トリフルオロメチル基、及びシクロプロピル基から選択されることが更により好ましい。
In addition, the C1-C30 alkyl group, C3-C30 cycloalkyl group, C1-C30 perhalogenated alkyl group and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group of A 2 are C An ether structure, an ester structure and/or a tertiary amine may be included by inserting one or more of -O-, -COO-, -N< between -C single bonds.
Furthermore, A2 can have unsaturated groups such as alkenyl groups as described above, as long as it does not form a conjugated system with the azomethine group.
Even more preferably, A2 is selected from hydrogen, deuterium, methyl groups, trifluoromethyl groups and cyclopropyl groups.
化学式(I)の配位子は、二組のA1とアゾメチン基を有し、例えば化学式(IV)の化学構造で示すように、片方のA1のみで、希土類金属と配位結合を形成してもよく、例えば化学式(V)及び(VI)の化学構造で示すように、両方のA1で、同じ希土類金属と配位結合を形成しても、別々の希土類金属と配位結合を形成してもよい。
化学式(II)の配位子は、一組のA1とアゾメチン基を有し、例えば化学式(VII)の化学構造で示すように、一つのA1で、希土類金属と配位結合を形成する。
The ligand of chemical formula (I) has two pairs of A 1 and an azomethine group, for example, as shown in the chemical structure of chemical formula (IV), only one A 1 forms a coordination bond with a rare earth metal For example, both A 1 may form coordinate bonds with the same rare earth metal, or form coordinate bonds with different rare earth metals, as shown in the chemical structures of formulas (V) and (VI). may be formed.
The ligand of formula (II) has a pair of A 1 and an azomethine group, and one A 1 forms a coordination bond with a rare earth metal, for example, as shown in the chemical structure of formula (VII) .
化学式(IV)及び(VII)の化学構造は、希土類金属原子を1つ含む単核錯体であり、化学式(V)及び(VI)の化学構造は、希土類金属原子を2つ以上含む複核錯体であり得る。化学式(V)の化学構造は、複数の希土類金属を介して複数の配位子が環状につながることで形成される、環状の複核錯体を示し、化学式(VI)の化学構造は、複数の希土類金属を介して複数の配位子が鎖状につながることで形成される、鎖状の複核錯体を示す。 The chemical structures of formulas (IV) and (VII) are mononuclear complexes containing one rare earth metal atom, and the chemical structures of chemical formulas (V) and (VI) are dinuclear complexes containing two or more rare earth metal atoms. could be. The chemical structure of chemical formula (V) represents a cyclic dinuclear complex formed by cyclically linking multiple ligands through multiple rare earth metals, and the chemical structure of chemical formula (VI) represents multiple rare earth metals. A chain-like dinuclear complex formed by linking multiple ligands in a chain via a metal.
化学式(I)の配位子では、二つのアゾメチン基の窒素原子同士は、連結基A3で連結される(例えば、化学式(I)、(IV)~(VI)参照)。
A3は、C2~C30のアルキレン基(-CnH2n-、ここでn=2~30、好ましくは、n=4~18、より好ましくは、n=4~12)から選択される。
In the ligand of formula (I), the nitrogen atoms of the two azomethine groups are linked by a linking group A3 (see, for example, formulas (I), (IV)-(VI)).
A 3 is selected from C2-C30 alkylene groups (—C n H 2n —, where n=2-30, preferably n=4-18, more preferably n=4-12).
A3は、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができる。 A3 can have one or more substituents selected from the above group (G1) and halogeno groups (eg, F, Cl, etc., preferably F).
更に、A3が有する置換基として選択され得る群(G1)に含まれる置換基は、例えば、重水素原子、ハロゲノ基(F、Cl、Br及びI)、水酸基、ニトロ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メトキシ基、アミド基、カルボキシル基、及びメルカプト基等の置換基で置換されてもよい。 Furthermore, substituents included in the group (G1) that can be selected as the substituent of A3 include, for example, deuterium atom, halogeno groups (F, Cl, Br and I), hydroxyl group, nitro group, sulfonyl group, cyano may be substituted with substituents such as groups, silyl groups, phosphonic acid groups, diazo groups, methoxy groups, amide groups, carboxyl groups, and mercapto groups.
A3が有する置換基として選択され得る群(G1)は、希土類金属錯体又はそれを含む透明固体担体の安定性及び発光強度などを考慮すると、C1~C30のアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基、芳香族基、パーハロゲン化芳香族基及びヘテロ芳香族基及びパーハロゲン化ヘテロ芳香族基を含むことが好ましく、炭素数1~30のアルキル基、C1~C30のパーフルオロアルキル基、及びC3~C30のシクロアルキル基を含むことがより好ましく、ブチル基、ドデシル基及びシクロヘキシル基を含むことが特に好ましい。 Group (G1) that can be selected as a substituent of A3 is a C1 to C30 alkyl group, C1 to C30 perhalogen, considering the stability and emission intensity of the rare earth metal complex or the transparent solid support containing the same. Alkyl groups, aromatic groups, perhalogenated aromatic groups and heteroaromatic groups and perhalogenated heteroaromatic groups are preferred, and alkyl groups having 1 to 30 carbon atoms and perfluoroalkyl groups having C1 to C30 , and C3-C30 cycloalkyl groups, particularly preferably butyl, dodecyl and cyclohexyl groups.
また、A3は、その中の任意の位置のC-C単結合の間に-O-、-COO-、-N<を、一又は複数挿入することで、エーテル構造、エステル構造、及び/又は第三級アミンを含んでも良い。
更に、A3は、アゾメチン基と共役系を形成しない限り、上述したようにアルケニル基等の不飽和基を有することができる。
In addition, A 3 is an ether structure, an ester structure, and / by inserting one or more of -O-, -COO-, -N< Or it may contain a tertiary amine.
Furthermore, A3 can have unsaturated groups such as alkenyl groups as described above, as long as they do not form a conjugated system with the azomethine group.
化学式(II)の配位子では、一つのアゾメチン基の窒素原子は、置換基A4を有することができる(例えば、化学式(II)及び(VII)参照)。
A4は、C1~30のアルキル基(-CnH2n+1、ここでn=1~30、好ましくは、n=1~18、より好ましくは、n=4~12)から選択される。
A4は、上記のA3で記載した群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができる。:
In ligands of Formula (II), the nitrogen atom of one azomethine group can have a substituent A 4 (see, eg, Formulas (II) and (VII)).
A 4 is selected from C1-30 alkyl groups (-C n H 2n+1 , where n=1-30, preferably n=1-18, more preferably n=4-12).
A 4 can have one or more substituents selected from the group (G1) described for A 3 above as well as halogeno groups (eg F, Cl etc., preferably F). :
更に、A4として選択され得る群(G1)に含まれる置換基は、例えば、重水素原子、ハロゲノ基(F、Cl、Br及びI)、水酸基、ニトロ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メトキシ基、アミド基、及びメルカプト基等の置換基で置換されていてもよい。 Furthermore, substituents included in the group (G1) that can be selected as A4 are, for example, deuterium atoms, halogeno groups (F, Cl, Br and I), hydroxyl groups, nitro groups, sulfonyl groups, cyano groups, silyl groups , a phosphonic acid group, a diazo group, a methoxy group, an amide group, and a mercapto group.
A4として選択され得る群(G1)は、希土類金属錯体又はそれを含む透明固体担体の安定性及び発光強度などを考慮すると、C1~C30のアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基、芳香族基、パーハロゲン化芳香族基及びヘテロ芳香族基及びパーハロゲン化ヘテロ芳香族基を含むことが好ましく、炭素数1~30のアルキル基、C1~C30のパーフルオロアルキル基、及びC3~C30のシクロアルキル基を含むことがより好ましく、ブチル基、ドデシル基及びシクロヘキシル基を含むことが特に好ましい。 Group (G1) that can be selected as A 4 is a C1-C30 alkyl group, a C1-C30 perhalogenated alkyl group, considering the stability and emission intensity of the rare earth metal complex or the transparent solid support containing it, It preferably contains an aromatic group, a perhalogenated aromatic group and a heteroaromatic group and a perhalogenated heteroaromatic group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a C1 to C30 perfluoroalkyl group, and a C3 to It more preferably contains a C30 cycloalkyl group, and particularly preferably contains a butyl group, a dodecyl group and a cyclohexyl group.
また、A4は、その中の任意の位置のC-C単結合の間に-O-、-COO-を、一又は複数挿入することで、エーテル構造及び/又はエステル構造を含んでも良い。 A 4 may also contain an ether structure and/or an ester structure by inserting one or a plurality of —O— or —COO— between the C—C single bonds at arbitrary positions therein.
上述の化学式(I)~(II)の配位子、化学式(IV)~(VII)の化学構造中の、水酸基又はチオール基(A1)とアゾメチン基(-CA2=N-)を共に有する配位子について、A1及びアゾメチン基を共に有するベンゼン環及び形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G1)並びにハロゲノ基(例えば、F、Cl等、好ましくはF)から選択される一又は複数の置換基を有することができる。 Both the hydroxyl group or thiol group (A 1 ) and the azomethine group (-CA 2 =N-) in the ligands of the above chemical formulas (I) to (II) and the chemical structures of the chemical formulas (IV) to (VII) For ligands having A 1 and a benzene ring having both an azomethine group and a naphthalene ring that can be formed are further selected from the above group (G1) and halogeno groups (e.g., F, Cl, etc., preferably F) It can have one or more substituents.
更に、ベンゼン環及び形成され得るナフタレン環が有し得る、上述の群(G1)に含まれる置換基は、例えば、重水素原子、ハロゲノ基(F、Cl、Br及びI)、水酸基、ニトロ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、メトキシ基、アミド基、及びメルカプト基等の置換基で置換されていてもよい。 Furthermore, the substituents included in the above-described group (G1) that the benzene ring and naphthalene ring that can be formed may have include, for example, deuterium atoms, halogeno groups (F, Cl, Br and I), hydroxyl groups, nitro groups , a sulfonyl group, a cyano group, a silyl group, a phosphonic acid group, a diazo group, a methoxy group, an amide group, and a mercapto group.
ベンゼン環及びナフタレン環が有し得る置換基を含む群(G1)は、希土類金属錯体又はそれを含む透明固体担体の安定性及び発光強度などを考慮すると、C1~C30のアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基、芳香族基、パーハロゲン化芳香族基及びヘテロ芳香族基及びパーハロゲン化ヘテロ芳香族基を含むことが好ましく、炭素数1~30のアルキル基、C1~C30のパーフルオロアルキル基、及びC3~C30のシクロアルキル基を含むことがより好ましく、ブチル基、ドデシル基及びシクロヘキシル基を含むことが特に好ましい。 Considering the stability and emission intensity of the rare earth metal complex or the transparent solid support containing the same, the group (G1) containing substituents that the benzene ring and the naphthalene ring may have includes C1 to C30 alkyl groups, C1 to C30 It preferably contains a perhalogenated alkyl group, an aromatic group, a perhalogenated aromatic group and a heteroaromatic group and a perhalogenated heteroaromatic group, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a C1 to C30 per Fluoroalkyl groups and C3-C30 cycloalkyl groups are more preferred, and butyl, dodecyl and cyclohexyl groups are particularly preferred.
上述の化学式(IV)~(VII)の化学構造に含まれる、化学式(III)のβ-ジケトナト配位子について説明する。
β-ジケトナト配位子は、1価のアニオンであって、2つの酸素原子で希土類金属に配位することができる。
本発明の実施形態の金属錯体は、上述の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を共に有する配位子と一緒に、β-ジケトナト配位子が配位した希土類金属を有する。
The β-diketonato ligand of chemical formula (III) included in the chemical structures of chemical formulas (IV) to (VII) above will now be described.
β-diketonato ligands are monovalent anions that can coordinate to rare earth metals with two oxygen atoms.
A metal complex according to an embodiment of the present invention has a rare earth metal coordinated with a β-diketonato ligand together with the above ligand having both a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group.
β-ジケトナト配位子は、2つのXを有するが、両者は同じでも、異なっていてもよい。
Xは、下記群(G1):
フェニル基、ナフチル基及びビフェニル基等の芳香族基;
パーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基、パーフルオロビフェニル基、パークロロフェニル基、パークロロナフチル基、及びパークロロビフェニル基等のパーハロゲン化芳香族基;
N、O、及びS等から選択される少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基(CnH2n+1:n=1~30);
パーフルオロアルキル基(CnF2n+1:n=1~30)及びパークロロアルキル基(CnCl2n+1:n=1~30)等の直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
ブテニル基等の直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
パーフルオロビニル基、パーフルオロアリル基及びパーフルオロブテニル基等のパーフルオロアルケニル基及びパークロロアルケニル基等の直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基(CnH2n-1:n=3~30);
パーフルオロシクロアルキル基(CnF2n-1:n=3~30)及びパークロロシクロアルキル基(CnCl2n-1:n=3~30)等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
シクロペンテニル基及びシクロヘキセニル基等のC3~C30のシクロアルケニル基;
パーフルオロシクロアルケニル基及びパークロロシクロアルケニル基等のC3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基
から選択される。
The β-diketonato ligand has two X's, which may be the same or different.
X is the following group (G1):
aromatic groups such as phenyl, naphthyl and biphenyl groups;
Perhalogenated aromatic groups such as a perfluorophenyl group, a perfluoronaphthyl group, a perfluorobiphenyl group, a perchlorophenyl group, a perchloronaphthyl group, and a perchlorobiphenyl group;
a heteroaromatic group containing at least one heteroatom selected from N, O, S, etc. in the ring;
linear or branched C1-C30 alkyl group (C n H 2n+1 : n=1-30);
Linear or branched C1-C30 perhalogenated alkyl such as perfluoroalkyl group (C n F 2n+1 : n=1 to 30) and perchloroalkyl group (C n Cl 2n+ 1 : n=1 to 30) group;
straight or branched C3-C30 alkenyl groups such as butenyl groups;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl groups such as perfluoroalkenyl groups and perchloroalkenyl groups such as perfluorovinyl groups, perfluoroallyl groups and perfluorobutenyl groups;
a C3-C30 cycloalkyl group (C n H 2n-1 : n=3-30);
C3-C30 perhalogenated cycloalkyl such as perfluorocycloalkyl group (C n F 2n-1 : n=3-30) and perchlorocycloalkyl group (C n Cl 2n-1 : n=3-30) group;
C3-C30 cycloalkenyl groups such as a cyclopentenyl group and a cyclohexenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups such as perfluorocycloalkenyl groups and perchlorocycloalkenyl groups; and C3-C30 alkynyl groups.
更に、Xとして選択され得る上述の群(G1)に含まれる置換基は、例えば、重水素原子、ハロゲノ基(F、Cl、Br及びI)、水酸基、ニトロ基、アミノ基、スルホニル基、シアノ基、シリル基、ホスホン酸基、ジアゾ基、及びメルカプト基等の置換基で置換されていてもよい。 Furthermore, substituents included in the above group (G1) that can be selected as X are, for example, deuterium atoms, halogeno groups (F, Cl, Br and I), hydroxyl groups, nitro groups, amino groups, sulfonyl groups, cyano may be substituted with substituents such as radicals, silyl groups, phosphonic acid groups, diazo groups, and mercapto groups.
Xとして選択され得る群(G1)は、パーフルオロアルキル基(CnF2n+1:n=1~30)、フェニル基、ナフチル基、フェナントリル基を含むことが好ましく、パーフルオロアルキル基(CnF2n+1:n=1~6)、フェニル基、ナフチル基を含むことがより好ましく、パーフルオロアルキル基(CnF2n+1:n=1~3)、フェニル基、ナフチル基を含むことが特に好ましい。 Group (G1) that can be selected as X preferably includes a perfluoroalkyl group (C n F 2n+1 : n=1 to 30), a phenyl group, a naphthyl group, a phenanthryl group, and a perfluoroalkyl group (C n F 2n+1 : n=1 to 6), a phenyl group and a naphthyl group, and particularly preferably a perfluoroalkyl group (C n F 2n+1 : n=1 to 3), a phenyl group and a naphthyl group.
β-ジケトナト配位子のZは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を含むことが好ましく、水素原子、重水素原子、フッ素原子を含むことが特に好ましい。 Z of the β-diketonato ligand preferably contains a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen atom or a deuterium atom. It is particularly preferable to contain a hydrogen atom or a fluorine atom.
本発明の実施形態の希土類金属錯体に関する希土類元素(例えば、化学式(IV)~(VII)中、Lnで示す)として、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb及びLu等のランタン系列元素を例示でき、Eu、Sm及びDyが好ましい。これらの希土類元素は、単独で又は2種以上組み合わせて使用することができる。 La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy as rare earth elements (for example, Ln in chemical formulas (IV) to (VII)) for the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention , Ho, Er, Tm, Yb and Lu can be exemplified, and Eu, Sm and Dy are preferred. These rare earth elements can be used individually or in combination of 2 or more types.
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、更に他の配位子を含むことができる。他の配位子は、本発明の実施形態が目的とする希土類金属錯体を得ることができる限り特に制限されることはないが、例えば、過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、又はハロゲン化物イオンから選択される陰イオン等を例示することができる。他の配位子は、例えば、化学式(IV)~(VII)では、Yで示される。他の配位子は、炭酸イオン、硫酸イオン、トリフルオロメタンスルホン酸から選択されることが好ましい。 The rare earth metal complexes of embodiments of the present invention may further contain other ligands. Other ligands are not particularly limited as long as the rare earth metal complex targeted by the embodiment of the present invention can be obtained. Anions and the like selected from compound ions can be exemplified. Other ligands are designated Y, for example, in formulas (IV)-(VII). Other ligands are preferably selected from carbonate, sulfate and trifluoromethanesulfonic acid.
化学式(IV)~(VII)の化学構造を含む本発明の実施形態の希土類金属錯体について、
希土類元素の陽電荷を示すn1は、2又は3であり、好ましくは3である。
β-ジケトナト配位子の数を示すn2は、1~3である。
その他の配位子の数を示すn3は、0~2のいずれかである。
アゾメチン基を有する配位子の数を示すn4は1~3である。
希土類金属の配位数は、3~11である。
n2とn3が、n2+n3=3となる組み合わせであることが好ましい。
更に、n2は、より好ましくは3であり、n3は、より好ましくは0である。
n4は、より好ましくは2である。
複数の配位子が環状に続く数を示すn5は、2以上の整数であることが好ましく、より好ましくは2~8である。
複数の配位子が鎖状に続く数を示すn6は、任意の整数であることが望ましく、より好ましくは3以上である。
For rare earth metal complexes of embodiments of the present invention comprising chemical structures of formulas (IV)-(VII):
n1, which indicates the positive charge of the rare earth element, is 2 or 3, preferably 3;
n2, which indicates the number of β-diketonato ligands, is 1-3.
n3 representing the number of other ligands is any one of 0-2.
n4 representing the number of ligands having an azomethine group is 1-3.
The coordination number of rare earth metals is 3-11.
It is preferable that n2 and n3 be a combination of n2+n3=3.
Furthermore, n2 is more preferably 3 and n3 is more preferably 0.
n4 is more preferably 2.
n5, which indicates the number of cyclically continuous ligands, is preferably an integer of 2 or more, more preferably 2-8.
n6, which indicates the number of chained ligands, is preferably an arbitrary integer, more preferably 3 or more.
本実施形態は、水酸基又はチオール基とアゾメチン基(シッフ塩基)を有する配位子とβ-ジケトナト配位子を共に有する、新たな三価希土類錯体を提供することができる。
その新たな三価希土類錯体は、好ましくは波長変換部材として使用することができ、より好ましくは紫外から青色光の領域の光を吸収し、発光することができる。
更にその三価希土類金属錯体は、より好ましくは、より広範囲なより可視光領域の励起波長領域を有し、より吸光率が大きく、より反射率が小さく、外部量子効率がより高い。
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、新規な希土類金属錯体を提供し、その配位子の構造及び/又は希土類原子の種類等を変更することにより、吸収波長領域を変化させることができ、発光波長領域を変化させることができる。従って、本発明の実施形態の希土類金属錯体は、新たな種々の特性を有する波長変換材料を提供することができる。
The present embodiment can provide a novel trivalent rare earth complex having both a ligand having a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group (Schiff base) and a β-diketonato ligand.
The new trivalent rare earth complex can preferably be used as a wavelength conversion member, and more preferably can absorb and emit light in the ultraviolet to blue light region.
Further, the trivalent rare earth metal complex more preferably has a broader excitation wavelength region in the visible light region, a higher absorbance, a lower reflectance, and a higher external quantum efficiency.
The rare earth metal complex of the embodiment of the present invention provides a novel rare earth metal complex, and by changing the structure of the ligand and / or the type of rare earth atom, etc., can change the absorption wavelength region, The emission wavelength range can be varied. Therefore, the rare earth metal complexes of the embodiments of the present invention can provide wavelength conversion materials with various new properties.
本発明の実施形態の希土類金属錯体(より具体的には、例えば、化学式(IV)~(VII)の化学構造を含む錯体)は、それが得られる限り、その製造方法は特に制限されることはない。
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、例えば、後述する実施例に示すように、希土類金属塩(例えば、希土類金属の塩化物及び酢酸塩等)、上述のβ-ジケトナト配位子と対応するβ-ジケトンと、水酸基又はチオール基とアゾメチン基を共に有する配位子を反応させて得ることができる。希土類金属塩とこれらの配位子を反応させる順序、反応温度、反応時間、反応濃度等の反応条件等は、適宜選択することができる。
The rare earth metal complexes of the embodiments of the present invention (more specifically, for example, complexes containing chemical structures represented by chemical formulas (IV) to (VII)) are subject to special restrictions as long as they can be obtained. no.
The rare earth metal complexes of the embodiments of the present invention correspond to, for example, rare earth metal salts (e.g., chlorides and acetates of rare earth metals, etc.) and the above-described β-diketonato ligands, as shown in the examples below. It can be obtained by reacting a β-diketone with a ligand having both a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group. The order of reacting the rare earth metal salt with these ligands, reaction conditions such as reaction temperature, reaction time, reaction concentration, etc., can be appropriately selected.
尚、β-ジケトナト配位子(例えば、化学式(III)参照)のZ=Dの錯体を製造する場合、Z=Hの錯体(例えば、化学式(IV)~(VII)参照)を製造し、その後、Z=HをZ=Dに変換して、Z=Dの錯体を得ることができる。
ZがHである、本発明の実施形態の希土類金属錯体に、重水素化剤を作用させて、重水素置換反応することにより、本発明の実施形態の重水素化された錯体(Zが重水素原子Dである錯体)を得ることができる。
When producing a Z=D complex of a β-diketonato ligand (see, for example, chemical formula (III)), a Z=H complex (see, for example, chemical formulas (IV) to (VII)) is produced, Z=H can then be converted to Z=D to give the Z=D complex.
The deuterated complex (Z is heavy A complex that is a hydrogen atom D) can be obtained.
そのような重水素化剤は、例えば、重水素を含むプロトン性化合物、具体的には、重水;重水素化メタノール及び重水素化エタノールなどの重水素化アルコール;重塩化水素;及び重水素化アルカリなどを含む。
重水素置換反応を促進するために、トリメチルアミン及びトリエチルアミンなどの塩基剤及び添加剤を加えてもよい。
Such deuteration agents include, for example, protic compounds containing deuterium, specifically heavy water; deuterated alcohols such as deuterated methanol and deuterated ethanol; hydrogen chloride; Including alkali, etc.
Base agents and additives such as trimethylamine and triethylamine may be added to facilitate the deuterium substitution reaction.
重水素置換反応は、本発明の実施形態の希土類金属錯体と重水素化剤を混合することにより行うことができ、反応時に非プロトン性の溶媒を加えてもよい。
非プロトン性溶媒は、例えば、アセトン及びメチルエチルケトン等のケトン系溶媒;ジエチルエーテル及びテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒;クロロホルム及び塩化メチレン等のハロゲン系溶媒;DMSO及びDMF等を含む。本発明の実施形態の希土類金属錯体が溶解可溶な溶媒が、好ましい。
The deuterium substitution reaction can be performed by mixing the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention and a deuteration agent, and an aprotic solvent may be added during the reaction.
Aprotic solvents include, for example, ketone solvents such as acetone and methyl ethyl ketone; ether solvents such as diethyl ether and tetrahydrofuran; halogen solvents such as chloroform and methylene chloride; DMSO and DMF; Solvents in which the rare earth metal complexes of the present embodiments are soluble are preferred.
重水素化剤は、重水素置換反応の際に、本発明の実施形態の希土類金属錯体の総量(1重量部とする)に対して、約1~100重量部の量で使用することが好ましく、約1~20重量部の量で使用することがより好ましい。 The deuteration agent is preferably used in an amount of about 1 to 100 parts by weight with respect to the total amount (1 part by weight) of the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention during the deuterium substitution reaction. , more preferably in an amount of about 1 to 20 parts by weight.
本発明の実施形態の希土類金属錯体と重水素化剤を混合する方法は、重水素化された錯体が得られる限り特に限定されることはない。そのような混合方法として、例えば、室温から150℃の温度で、好ましくは30℃から100℃の温度で、必要に応じて撹拌しながら、0.1~100時間、好ましくは0.1~20時間混合する方法を例示することができる。
撹拌後、重水素化剤及び溶媒を蒸留で除くことにより、本発明の実施形態の重水素化された希土類金属錯体(Z=重水素D)を得ることができる。
必要に応じて、再結晶、カラムクロマトグラフィー及び昇華等の方法を用いて、更に精製することができる。
The method for mixing the rare earth metal complex and the deuteration agent according to the embodiment of the present invention is not particularly limited as long as a deuterated complex can be obtained. As such a mixing method, for example, at a temperature of from room temperature to 150° C., preferably from 30° C. to 100° C., with stirring as necessary, for 0.1 to 100 hours, preferably from 0.1 to 20 hours. A method of time mixing can be exemplified.
After stirring, deuterated rare earth metal complexes (Z=deuterium D) of embodiments of the present invention can be obtained by distilling off the deuteration agent and solvent.
If desired, it can be further purified using methods such as recrystallization, column chromatography and sublimation.
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、例えば、発光補助体、光学レンズ、蛍光プローブ、セキュリティインク等の種々の光機能材料として用いることができる。
更に、本発明の実施形態の希土類金属錯体を、透明固体担体に含有させることにより、同様に種々の光機能材料に用いることができる。透明固体担体に、希土類金属錯体を含有させることで、取り扱い易さ、安定性及び成形加工性等が向上するので好ましい。
従って、本発明は、本発明の実施形態の希土類金属錯体を含む光機能材料用透明固体担体、及び本発明の実施形態の希土類金属錯体を透明固体担体に含有させることを含む光機能材料用透明固体担体の製造方法を提供する。
The rare earth metal complexes of the embodiments of the present invention can be used, for example, as various optical functional materials such as luminescence aids, optical lenses, fluorescent probes, and security inks.
Furthermore, by incorporating the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention into a transparent solid carrier, it can be similarly used for various optical functional materials. Incorporation of a rare earth metal complex into the transparent solid carrier is preferable because it improves ease of handling, stability, moldability, and the like.
Accordingly, the present invention provides a transparent solid carrier for optical functional material containing the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention, and a transparent solid carrier for optical functional material comprising a transparent solid carrier containing the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention. A method for producing a solid support is provided.
本発明の実施形態の透明固体担体は、透明で固体であり、本発明の実施形態の希土類金属錯体の担体として使用することができる限り、特に制限されるものではない。例えば、透明ポリマーマトリックス及び透明ガラス等を使用することができる。 The transparent solid support of the embodiment of the invention is not particularly limited as long as it is transparent and solid and can be used as a support for the rare earth metal complex of the embodiment of the invention. For example, transparent polymer matrices, transparent glasses, and the like can be used.
透明ポリマーマトリクスとして、例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、含フッ素ポリメタクリレート、ポリアクリレート、含フッ素ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリオレフィン(例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン及びポリブテン等)、含フッ素ポリオレフィン、ポリビニルエーテル、含フッ素ポリビニルエーテル、ポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、及びそれらの共重合体、セルロース、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリウレタン、ナフィオン、石油樹脂、ロジン、ケイ素樹脂などを例示できる。
透明ポリマーマトリクスとして、ポリメチルメタクリレート、含フッ素ポリメタクリレート、ポリアクリレート、含フッ素ポリアクリレート、ポリスチレン、ポリオレフィン、ポリビニルエーテル、及びそれらの共重合体、ケイ素樹脂、及びエポキシ樹脂等を使用することが好ましい。
これらは、単独で又は2種以上を組み合わせて使用することができる。
Examples of the transparent polymer matrix include polymethyl methacrylate (PMMA), fluorine-containing polymethacrylate, polyacrylate, fluorine-containing polyacrylate, polystyrene, polyolefin (e.g., polyethylene, polypropylene, polybutene, etc.), fluorine-containing polyolefin, polyvinyl ether, fluorine-containing Polyvinyl ether, polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, copolymers thereof, cellulose, polyacetal, polyester, polycarbonate, epoxy resin, polyamide resin, polyimide resin, polyurethane, Nafion, petroleum resin, rosin, silicon resin, etc. can be exemplified. .
Polymethyl methacrylate, fluorine-containing polymethacrylate, polyacrylate, fluorine-containing polyacrylate, polystyrene, polyolefin, polyvinyl ether, copolymers thereof, silicon resin, epoxy resin, and the like are preferably used as the transparent polymer matrix.
These can be used individually or in combination of 2 or more types.
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、450nmの入射光に関する反射率が、50%以下であることが好ましく、40~1%であることがより好ましく、30~1%であることが特に好ましい。
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、550nmの入射光に関する反射率が、60%以上であることが好ましく、70~120%であることがより好ましく、80~120%であることが特に好ましい。
ここで、反射率は、リン酸カルシウムの反射率を100%(基準)とする、相対値である。
The rare earth metal complex of the embodiment of the present invention preferably has a reflectance of 50% or less, more preferably 40 to 1%, and particularly preferably 30 to 1% for incident light of 450 nm. .
The rare earth metal complex of the embodiment of the present invention preferably has a reflectance of 60% or more, more preferably 70 to 120%, and particularly preferably 80 to 120% for incident light of 550 nm. .
Here, the reflectance is a relative value with the reflectance of calcium phosphate being 100% (reference).
本発明の実施形態の希土類金属錯体は、外部量子効率が、5%以上であることが好ましく、5~99%であることがより好ましく、10~99%であることが更により好ましく、30~99%であることが特に好ましい。
外部量子効率は、380nm及び450nmの励起光で励起したときの値である。
The rare earth metal complex of the embodiment of the present invention preferably has an external quantum efficiency of 5% or more, more preferably 5 to 99%, even more preferably 10 to 99%, and 30 to 99% is particularly preferred.
The external quantum efficiency is a value when excited with excitation light of 380 nm and 450 nm.
本発明の実施形態の希土類金属錯体およびそれを含む透明固体担体の450nmの入射光に関する反射率は、従来の希土類金属錯体の450nmの入射光に関する反射率より低くなり得るので、従来の希土類金属錯体と比較して、450nmの入射光に関しより高い波長変換効率を有し得る。また、本発明の実施形態の希土類金属錯体を用いることにより、より好ましくは発光効率の高い発光装置を得ることができる。 Since the reflectance of the rare earth metal complexes of the embodiments of the present invention and the transparent solid support comprising the same for incident light of 450 nm can be lower than the reflectance of the conventional rare earth metal complexes for incident light of 450 nm, the conventional rare earth metal complexes can have higher wavelength conversion efficiency for incident light of 450 nm compared to . Further, by using the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention, a light-emitting device with more preferably high luminous efficiency can be obtained.
本発明の実施形態の発光装置は、本発明の実施形態の希土類金属錯体又はそれを含む透明固体担体と、発光ダイオード又はレーザーダイオードと組み合わせることによって構成される。
本発明の実施形態の希土類金属錯体又はそれを含む透明固体担体は、従来の蛍光体と同様、導光板の上面(光射出面)、側面(発光ダイオードの光入射面)、発光装置のカップ内及び発光ダイオードを封止する樹脂内等に配置することができる。
A light-emitting device according to an embodiment of the present invention is constructed by combining a rare earth metal complex according to an embodiment of the present invention or a transparent solid carrier containing the same with a light-emitting diode or laser diode.
The rare earth metal complex of the embodiment of the present invention or a transparent solid carrier containing the same can be applied to the upper surface (light exit surface) of the light guide plate, the side surface (light incident surface of the light emitting diode), and the inside of the cup of the light emitting device, as with conventional phosphors. Also, it can be placed in a resin or the like that seals the light-emitting diode.
発光ダイオード又はレーザーダイオードは、本発明の実施形態の希土類金属錯体の中心イオンのf-f遷移又は配位子の吸収に対応する励起スペクトルのピーク波長にほぼ一致する波長の光を発することが好ましい。発光ダイオード又はレーザーダイオードとして、例えば、Inを含む窒化物半導体層を発光層として含む窒化物半導体発光素子を用いることができる。この窒化物半導体発光素子の発光ピーク波長は、発光層のInの含有率を変化させることにより、発光ピーク波長の調整が可能である。 The light-emitting diode or laser diode preferably emits light at a wavelength approximately matching the peak wavelength of the excitation spectrum corresponding to the ff transition of the central ion of the rare earth metal complex of the embodiment of the present invention or the absorption of the ligand. . As a light emitting diode or laser diode, for example, a nitride semiconductor light emitting device including a nitride semiconductor layer containing In as a light emitting layer can be used. The emission peak wavelength of this nitride semiconductor light-emitting device can be adjusted by changing the In content of the light-emitting layer.
さらに、後述の実施例で示すように、本発明の実施形態の希土類金属錯体は、より好ましくは紫外から可視の広域領域で励起スペクトルを示し得る。そのような場合、それぞれの波長に対応する複数の発光素子を用いて発光装置を構成することもできる。 Furthermore, as shown in Examples below, the rare earth metal complexes of the embodiments of the present invention can more preferably exhibit an excitation spectrum in a wide region from ultraviolet to visible. In such a case, a light-emitting device can be constructed using a plurality of light-emitting elements corresponding to respective wavelengths.
本発明の実施形態の発光装置は、例えば、一般照明装置、信号装置及び表示装置等として使用することができる。より具体的には、例えば、自動車のブレーキランプ、ドアの表示灯、店舗等に設置する装飾用パネル、パソコン、携帯端末、携帯電話、スマートフォン、タブレットなどの表示装置用バックライト及びサイドライト等を例示することができる。 The light-emitting device according to the embodiment of the present invention can be used, for example, as a general lighting device, a signal device, a display device, and the like. More specifically, for example, automobile brake lights, door indicator lights, decorative panels installed in stores, etc., backlights and sidelights for display devices such as personal computers, mobile terminals, mobile phones, smartphones, tablets, etc. can be exemplified.
以下に本発明に係る実施形態を実施例及び比較例を用いて説明するが、これらの例は本発明に係る実施形態を説明するためのものであり、本発明を何ら限定するものではない。 Embodiments according to the present invention will be described below using examples and comparative examples, but these examples are for describing the embodiments according to the present invention, and do not limit the present invention in any way.
実施例及び比較例の錯体を合成するために使用した原料等を以下に示す。
水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子(A)
(a1)N,N’-ビス(サリチリデン)エチレンジアミン(H2salen)[HO-C6H4-CH=N-(CH2)2-N=CH-C6H4-OH](ベンゼン環は共にオルト置換である)
(a2)N,N’-ビス(サリチリデン)1,4-ブチレンジアミン(H21,4-salbn)[HO-C6H4-CH=N-(CH2)4-N=CH-C6H4-OH](ベンゼン環は共にオルト置換である)
(a3)N,N’-ビス(サリチリデン)1,6-ヘキシレンジアミン(H21,6-salhxn)[HO-C6H4-CH=N-(CH2)6-N=CH-C6H4-OH](ベンゼン環は共にオルト置換である)
(a4)N,N’-ビス(p-ヒドロキシフェニルアセチリデン)1,4-ブチレンジアミン(H21,4-acebn)[HO-C6H4-C(CH3)=N-(CH2)4-N=C(CH3)-C6H4-OH](ベンゼン環は共にオルト置換である)
(a5)N,N’-ビス(2-ヒドロキシナフチル-1-メチリデン)1,4-ブチレンジアミン(H21,4-napbn)[HO-C10H6-CH=N-(CH2)4-N=CH-C10H6-OH]
Raw materials and the like used to synthesize the complexes of Examples and Comparative Examples are shown below.
A ligand (A) having a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group
(a1) N,N′-bis(salicylidene)ethylenediamine (H 2 salen) [HO-C 6 H 4 -CH=N-(CH 2 ) 2 -N=CH-C 6 H 4 -OH] (benzene ring are both ortho-substitutions)
(a2) N,N'-bis(salicylidene)1,4-butylene diamine (H 2 1,4-butylene diamine) [HO-C 6 H 4 -CH=N-(CH 2 ) 4 -N=CH-C 6 H 4 —OH] (both benzene rings are ortho-substituted)
(a3) N,N'-bis(salicylidene)1,6-hexylenediamine (H 2 1,6-salhxn) [HO-C 6 H 4 -CH=N-(CH 2 ) 6 -N=CH- C 6 H 4 —OH] (both benzene rings are ortho-substituted)
(a4) N,N′-bis(p-hydroxyphenylacetylidene)1,4-butylenediamine (H 2 1,4-acebn) [HO—C 6 H 4 —C(CH 3 )=N—(CH 2 ) 4 -N=C( CH3 ) -C6H4 - OH] (both benzene rings are ortho substituted)
(a5) N,N'-bis(2-hydroxynaphthyl-1-methylidene)1,4-butylenediamine (H 2 1,4-napbn) [HO-C 10 H 6 -CH=N-(CH 2 ) 4 -N=CH- C10H6 - OH]
β-ジケトン(B)
(b1)ヘキサフルオロアセチルアセトン(hfa)[CF3-CO-CH2-CO-CF3]
1価のアニオンであるβ-ジケトナト配位子を「hfa-」」ともいう。
(b2)ベンゾイルトリフルオロアセトン(btfa)[CF3-CO-CH2-CO-C6H5]
1価のアニオンであるβ-ジケトナト配位子を「btfa-」ともいう。
β-diketone (B)
(b1) hexafluoroacetylacetone (hfa) [CF 3 —CO—CH 2 —CO—CF 3 ]
A β-diketonato ligand that is a monovalent anion is also referred to as "hfa- " .
(b2) Benzoyltrifluoroacetone (btfa) [CF 3 —CO—CH 2 —CO—C 6 H 5 ]
A β-diketonato ligand that is a monovalent anion is also referred to as “btfa − ”.
金属塩(C)
(c1)酢酸ユウロピウム[Eu(CH3COO)3(H2O)]
(c2)塩化ユウロピウム[EuCl3(H2O)6]
その他(D)
ビス[(2-ジフェニルホスホリル)フェニル]エーテル(DPEPO)[(C6H5)2P(=O)-C6H4-O-C6H4-P(=O)(C6H5)2]
Metal salt (C)
(c1) europium acetate [Eu( CH3COO ) 3 ( H2O )]
(c2) Europium chloride [ EuCl3 ( H2O ) 6 ]
Other (D)
bis[(2 - diphenylphosphoryl)phenyl]ether (DPEPO) [ (C6H5 ) 2P (=O) -C6H4 - OC6H4 - P(=O)( C6H5 ) 2 ]
実施例1:H2salenとhfa-が共に配位したユーロピウムを含む錯体の合成
(c1)酢酸ユウロピウム[Eu(CH3COO)3(H2O):0.5g]を50mLのエタノールに溶かした。(b1)ヘキサフルオロアセチルアセトン(hfa)[CF3-CO-CH2-CO-CF3:0.9g]を加えて、室温で1時間攪拌した。
(a1)N,N’-ビス(サリチリデン)エチレンジアミン(H2salen)[HO-C6H4-CH=N-(CH2)2-N=CH-C6H4-OH:0.77g](ベンゼン環は共にオルト置換である)を入れ、室温で24時間撹拌した。攪拌後、沈澱した固体を濾過した。エタノールを減圧留去により取り除き、黄色生成物を得た。エタノールとジクロロメタンとの混合溶媒を用いて再結晶を行い、実施例1の錯体を得た。
Example 1: Synthesis of a complex containing europium co-coordinated with H 2 salen and hfa- (c1) Europium acetate [Eu(CH 3 COO) 3 (H 2 O): 0.5 g] was dissolved in 50 mL of ethanol. Ta. (b1) Hexafluoroacetylacetone (hfa) [CF 3 --CO--CH 2 --CO--CF 3 : 0.9 g] was added and stirred at room temperature for 1 hour.
(a1) N,N'-bis(salicylidene)ethylenediamine (H 2 salen) [HO-C 6 H 4 -CH=N-(CH 2 ) 2 -N=CH-C 6 H 4 -OH: 0.77 g ] (both benzene rings are ortho-substituted) and stirred at room temperature for 24 hours. After stirring, the precipitated solid was filtered. Ethanol was removed by vacuum distillation to give a yellow product. Recrystallization was performed using a mixed solvent of ethanol and dichloromethane to obtain the complex of Example 1.
実施例1の錯体の構造解析は、単結晶X線構造解析により行なった。その結果得られたORTEP図を図3に示す。図3から、実施例1の錯体は、Eu(H2salen)2(hfa-)2(CH3COO-)の化学式を有し、中心の1つのEu3+に、1つのCH3COO-が2つの酸素で配位し、2つのhfa-が各々2つの酸素で配位し、2つのH2salenが各々1つの酸素で配位していることが明らかになった。つまり、β-ジケトナトと、アゾメチン基を有するフェノールが、ユーロピウムに同時に配位していることが確認された。合計8つの酸素原子が配位しており、8配位と考えられる。2つの1価アニオンのβ-ジケトナトが、1価の酢酸イオンと一緒に、電荷のバランスを取っていると考えられる。実施例1の錯体では、H2salenの片方の水酸基がEu3+に配位して錯体を形成する、単純な単核錯体を形成している。
元素分析の結果は、下記のように単結晶X線構造解析の結果を支持した。
元素分析:計算値 C 45.49% H 3.21% N 4.82%、測定値 C 45.70% H 3.17% N 4.79%
Structural analysis of the complex of Example 1 was carried out by single crystal X-ray structural analysis. The resulting ORTEP diagram is shown in FIG. From FIG. 3, the complex of Example 1 has a chemical formula of Eu(H 2 salen) 2 (hfa − ) 2 (CH 3 COO − ), where one Eu 3+ in the center has one CH 3 COO − It was found to coordinate with two oxygens, two hfa − coordinated with two oxygens each, and two H 2 salen coordinated with one oxygen each. In other words, it was confirmed that β-diketonato and phenol having an azomethine group were coordinated to europium at the same time. A total of 8 oxygen atoms are coordinated and are considered to be 8-coordinated. It is believed that the two monovalent anions β-diketonato balance the charge with the monovalent acetate ion. In the complex of Example 1, one hydroxyl group of H 2 salen is coordinated to Eu 3+ to form a simple mononuclear complex.
The results of elemental analysis supported the results of single crystal X-ray structure analysis as follows.
Elemental analysis: calculated C 45.49% H 3.21% N 4.82%, measured C 45.70% H 3.17% N 4.79%
実施例2:H21,4-salbnとhfa-が共に配位したユーロピウムを含む錯体の合成
(c1)酢酸ユウロピウム[5.0g]を40mLの蒸留水に溶かした。(b1)ヘキサフルオロアセチルアセトン(hfa)[8.1g]を加えて、室温で4時間攪拌した。
攪拌後、沈澱した固体を濾過した。蒸留水を減圧留去により取り除き、白色生成物を得た。得られた白色生成物1.62gを40mlジエチルエーテルに溶かした。
(a2)N,N’-(サリチリデン)1,4-ブタンジアミン(H21,4-salbn)[HO-C6H4-CH=N-(CH2)4-N=CH-C6H4-OH:1.19g](ベンゼン環は共にオルト置換である)を入れ、室温で24時間攪拌した。沈澱した固体を濾過した。ジエチルエーテルを減圧留去により取り除き、黄色生成物を得た。テトラヒドロフランとヘキサンとの混合溶媒を用いて再結晶を行い、実施例2の錯体を得た。
Example 2: Synthesis of a complex containing europium co-coordinated with H 2 1,4-salbn and hfa- (c1) Europium acetate [5.0 g] was dissolved in 40 mL of distilled water. (b1) Hexafluoroacetylacetone (hfa) [8.1 g] was added and stirred at room temperature for 4 hours.
After stirring, the precipitated solid was filtered. Distilled water was removed by distillation under reduced pressure to obtain a white product. 1.62 g of the white product obtained was dissolved in 40 ml diethyl ether.
(a2) N,N'-(salicylidene)1,4-butanediamine (H 2 1,4-salbn) [HO-C 6 H 4 -CH=N-(CH 2 ) 4 -N=CH-C 6 H 4 —OH: 1.19 g] (both benzene rings are ortho-substituted) was added and stirred at room temperature for 24 hours. The precipitated solid was filtered. Diethyl ether was removed by distillation under reduced pressure to give a yellow product. A complex of Example 2 was obtained by recrystallization using a mixed solvent of tetrahydrofuran and hexane.
実施例2の錯体の構造解析は、単結晶X線構造解析により行なった。その結果得られたORTEP図を図4に示す。図4から、実施例2の錯体は、Eu2(H21,4-salbn)2(hfa-)4(CH3COO-)2の化学式を有し、2つのEuの各々に、1つの酢酸イオンが2つの酸素で配位し、2つのhfa-が各々2つの酸素で配位し、2つのH21,4-salbnが各々1つの酸素で配位していることが明らかになった。つまり、各々のEuに、β-ジケトナトと、アゾメチン基を有するフェノールが同時に配位していることが確認された。各々のEuに8つの酸素原子が配位しており、8配位と考えられる。各々のEuについて、2つの1価アニオンのβ-ジケトナトが、1価の酢酸イオンと一緒に、電荷のバランスを取っていると考えられる。実施例2の錯体では、H21,4-salbnの両端の2つの水酸基が各々別のEuと配位することで、複核の環状構造の錯体を形成している。
元素分析の結果は、下記のように単結晶X線構造解析の結果を支持した。
元素分析:計算値 C 39.10% H 2.73% N 3.04%、測定値 C39.26%、H2.66%、N2.94%
Structural analysis of the complex of Example 2 was performed by single crystal X-ray structural analysis. The resulting ORTEP diagram is shown in FIG. From FIG. 4, the complex of Example 2 has the chemical formula of Eu 2 (H 2 1,4-salbn) 2 (hfa − ) 4 (CH 3 COO − ) 2 , where each of the two Eu has one It was found that the acetate ion is coordinated with two oxygens, two hfa- are coordinated with two oxygens each, and two H 2 1,4-salbn are coordinated with one oxygen each. Ta. That is, it was confirmed that β-diketonato and phenol having an azomethine group were coordinated to each Eu at the same time. Each Eu is coordinated by 8 oxygen atoms and is considered octacoordinated. For each Eu, two monovalent anions, β-diketonates, are believed to balance the charge together with the monovalent acetate ion. In the complex of Example 2, two hydroxyl groups at both ends of H 2 1,4-salbn are coordinated with different Eu to form a multinuclear cyclic structure complex.
The results of elemental analysis supported the results of single crystal X-ray structure analysis as follows.
Elemental analysis: calculated C 39.10% H 2.73% N 3.04%, measured C 39.26%, H2.66%, N2.94%
実施例3:H21,6-salhxnとhfa-が共に配位したユーロピウムを含む錯体の合成
(c1)酢酸ユウロピウム[5.0g]を40mLの蒸留水に溶かした。(b1)ヘキサフルオロアセチルアセトン(hfa)[8.1g]を加えて、室温で4時間攪拌した。
攪拌後、沈澱した固体を濾過した。蒸留水を減圧留去により取り除き、白色生成物を得た。得られた白色生成物0.81gを40mlジエチルエーテルに溶かした。
(a3)N,N’-ビス(サリチリデン)1,6-ヘキサンジアミン(H21,6-salhxn)[HO-C6H4-CH=N-(CH2)6-N=CH-C6H4-OH:0.65g](ベンゼン環は共にオルト置換である)を入れ、室温で24時間攪拌した。
沈澱した固体を濾過した。ジエチルエーテルを減圧留去により取り除き、黄色生成物を得た。ジクロロメタン、エタノールの混合溶媒を用いて再結晶を行い、実施例3の錯体を得た。
Example 3: Synthesis of a complex containing europium co-coordinated with H 2 1,6-salhxn and hfa- (c1) Europium acetate [5.0 g] was dissolved in 40 mL of distilled water. (b1) Hexafluoroacetylacetone (hfa) [8.1 g] was added and stirred at room temperature for 4 hours.
After stirring, the precipitated solid was filtered. Distilled water was removed by distillation under reduced pressure to obtain a white product. 0.81 g of the white product obtained was dissolved in 40 ml diethyl ether.
(a3) N,N'-bis(salicylidene)1,6-hexanediamine (H 2 1,6-salhxn) [HO-C 6 H 4 -CH=N-(CH 2 ) 6 -N=CH-C 6 H 4 -OH: 0.65 g] (both benzene rings are ortho-substituted) was added and stirred at room temperature for 24 hours.
The precipitated solid was filtered. Diethyl ether was removed by distillation under reduced pressure to give a yellow product. Recrystallization was performed using a mixed solvent of dichloromethane and ethanol to obtain the complex of Example 3.
実施例3の錯体の構造解析を、単結晶X線構造解析により行なった。その結果得られたORTEP図を図5に示す。図5から、実施例3の錯体は、[Eu(H21,6-salhxn)(hfa-)2(CH3COO-)]nの化学式を有し、各々のEuに、1つの酢酸イオンが2つの酸素で配位し、2つのhfa-が各々2つの酸素で配位し、2つのH21,6-salhxnが各々1つの酸素で配位していることが明らかになった。つまり、各々のEuに、β-ジケトナトと、アゾメチン基を有するフェノールが同時に配位していることが確認された。各々のEuに8つの酸素原子が配位しており、8配位と考えられる。各々のEuについて、2つの1価アニオンのβ-ジケトナトが、1価の酢酸イオンと一緒に、電荷のバランスを取っていると考えられる。実施例3の錯体では、H21,6-salhxnの両端の2つの水酸基が各々別のEuと配位することで、多核の鎖状ポリマー構造の錯体を形成している。図5のオルテップ図は、実施例3の鎖状ポリマー構造の錯体について、およそ3つの繰り返し単位の構造を示す。
元素分析の結果は、下記のように単結晶X線構造解析の結果を支持した。
元素分析:計算値 C 40.48% H 3.08% N 2.95%、測定値 C40.34%、H2.96%、N2.88%
Structural analysis of the complex of Example 3 was carried out by single crystal X-ray structural analysis. The resulting ORTEP diagram is shown in FIG. From FIG. 5, the complex of Example 3 has the formula [Eu(H 2 1,6-salhxn)(hfa − ) 2 (CH 3 COO − )]n, where each Eu has one acetate ion coordinated by two oxygens, two hfa- coordinated by two oxygens each, and two H 2 1,6-salhxn coordinated by one oxygen each. That is, it was confirmed that β-diketonato and phenol having an azomethine group were coordinated to each Eu at the same time. Each Eu is coordinated by 8 oxygen atoms and is considered octacoordinate. For each Eu, two monovalent anions, β-diketonates, are believed to balance the charge together with the monovalent acetate ion. In the complex of Example 3, two hydroxyl groups at both ends of H 2 1,6-salhxn are coordinated with different Eu to form a complex with a polynuclear chain polymer structure. The Ortep diagram of FIG. 5 shows the structure of approximately three repeat units for the complex of the linear polymer structure of Example 3.
The results of elemental analysis supported the results of single crystal X-ray structure analysis as follows.
Elemental analysis: calculated C 40.48% H 3.08% N 2.95%, measured C 40.34%, H2.96%, N2.88%
実施例4:H21,4-salbnとbtfa-が共に配位したユーロピウムを含む錯体の合成
(c2)塩化ユウロピウム[EuCl3(H2O)6:2.2g]を30mLのメタノールに溶かした。(b2)ベンゾイルトリフルオロアセトン(btfa)[CF3-CO-CH2-CO-C6H5:3.9g]を加えて、アンモニア水溶液でpH7に調整し、室温で4時間攪拌した。攪拌後、300mlの純水を入れ12時間攪拌させ沈澱した固体を濾過した。蒸留水を減圧留去により取り除き、白色生成物を得た。得られた白色生成物1.67gを40mlジエチルエーテルに溶かした。
(a2)H21,4-salbn(ベンゼン環は共にオルト置換である)、0.60gを入れ、室温で24時間攪拌した。沈澱した固体を濾過した。ジエチルエーテルを減圧留去により取り除き、黄色生成物を得た。ジエチルエーテル溶媒により再結晶を行うことにより、実施例4の錯体を得た。
Example 4: Synthesis of a complex containing europium co-coordinated by H 2 1,4-salbn and btfa- (c2) Europium chloride [EuCl 3 (H 2 O) 6 : 2.2 g] was dissolved in 30 mL of methanol. Ta. (b2) Benzoyltrifluoroacetone (btfa) [CF 3 —CO—CH 2 —CO—C 6 H 5 : 3.9 g] was added, adjusted to pH 7 with an aqueous ammonia solution, and stirred at room temperature for 4 hours. After stirring, 300 ml of pure water was added, and the mixture was stirred for 12 hours, and the precipitated solid was filtered. Distilled water was removed by distillation under reduced pressure to obtain a white product. 1.67 g of the white product obtained was dissolved in 40 ml diethyl ether.
(a2) 0.60 g of H 2 1,4-salbn (both benzene rings are ortho-substituted) was added and stirred at room temperature for 24 hours. The precipitated solid was filtered. Diethyl ether was removed by distillation under reduced pressure to give a yellow product. The complex of Example 4 was obtained by recrystallization with a diethyl ether solvent.
実施例4の錯体の構造解析は、単結晶X線構造解析により行なった。その結果得られたORTEP図を図6に示す。図6から、実施例4の錯体は、Eu4(H21,4-salbn)4(btfa-)12の化学式を有し、各々のEuに、3つのbtfa-が各々2つの酸素で配位し、2つのH21,4-salbnが各々1つの酸素で配位していることが明らかになった。つまり、各々のEuに、β-ジケトナトと、アゾメチン基を有するフェノールが同時に配位していることが確認された。各々のEuに8つの酸素原子が配位しており、8配位と考えられる。各々のEuについて、3つの1価アニオンのβ-ジケトナトが、電荷のバランスを取っていると考えられる。実施例4の錯体では、H21,4-salbnの両端の2つの水酸基が各々別のEuと配位することで、四核の環状(四面体)構造の錯体を形成している。図6のオルテップ図は、2つの実施例4の四核の環状構造の錯体が、並んでいることを示す。
元素分析の結果は、下記のように単結晶X線構造解析の結果を支持した。
元素分析:計算値 C 52.71% H 3.50% N 2.56%、測定値 C52.49%、H3.36%、N2.50%
Structural analysis of the complex of Example 4 was carried out by single crystal X-ray structural analysis. The resulting ORTEP diagram is shown in FIG. From FIG. 6, the complex of Example 4 has the chemical formula of Eu 4 (H 2 1,4-salbn) 4 (btfa − ) 12 , where each Eu has 3 btfa − coordinated with two oxygens each. It was found that two H 2 1,4-salbns were coordinated with one oxygen each. That is, it was confirmed that β-diketonato and phenol having an azomethine group were coordinated to each Eu at the same time. Each Eu is coordinated by 8 oxygen atoms and is considered octacoordinated. For each Eu, three monovalent anions, β-diketonates, are believed to balance the charge. In the complex of Example 4, two hydroxyl groups at both ends of H 2 1,4-salbn are coordinated with different Eu to form a tetranuclear cyclic (tetrahedral) complex. The Ortep diagram of FIG. 6 shows that the two tetranuclear ring structure complexes of Example 4 are side by side.
The results of elemental analysis supported the results of single crystal X-ray structure analysis as follows.
Elemental analysis: calculated C 52.71% H 3.50% N 2.56%, measured C 52.49%, H 3.36%, N 2.50%
実施例5:H21,4-acebnとbtfa-が共に配位したユーロピウムを含む錯体の合成
(c2)塩化ユウロピウム[2.2g]を30mLのメタノールに溶かした。(b2)ベンゾイルトリフルオロアセトン(btfa)[3.9g]を加えて、アンモニア水溶液でpH7に調整し、室温で4時間攪拌した。攪拌後、300mlの純水を入れ12時間攪拌させ沈澱した固体を濾過した。蒸留水を減圧留去により取り除き、白色生成物を得た。
得られた白色生成物1.68gを50mlジクロロメタンに分散させた。
(a4)N,N’-ビス(ヒドロキシフェニルアセチリデン)1,4-ブタンジアミン(H21,4-acebn)[HO-C6H4-C(CH3)=N-(CH2)4-N=C(CH3)-C6H4-OH:0.65g](ベンゼン環は共にオルト置換である)を入れ、室温で4時間攪拌した。沈澱した固体を濾過した。ジクロロメタンを減圧留去により取り除き、黄色生成物を得た。冷エタノール溶媒で洗浄し、減圧留去によりエタノールを取り除き、実施例5の錯体を得た。
Example 5: Synthesis of a complex containing europium co-coordinated by H 2 1,4-acebn and btfa- (c2) Europium chloride [2.2 g] was dissolved in 30 mL of methanol. (b2) Benzoyltrifluoroacetone (btfa) [3.9 g] was added, adjusted to pH 7 with an aqueous ammonia solution, and stirred at room temperature for 4 hours. After stirring, 300 ml of pure water was added, and the mixture was stirred for 12 hours, and the precipitated solid was filtered. Distilled water was removed by distillation under reduced pressure to obtain a white product.
1.68 g of the white product obtained were dispersed in 50 ml of dichloromethane.
(a4) N,N′-bis(hydroxyphenylacetylidene)1,4-butanediamine (H 2 1,4-acebn) [HO—C 6 H 4 —C(CH 3 )=N—(CH 2 ) 4 -N=C(CH 3 )-C 6 H 4 -OH: 0.65 g] (both benzene rings are ortho-substituted) and stirred at room temperature for 4 hours. The precipitated solid was filtered. Dichloromethane was removed by evaporation under reduced pressure to give a yellow product. The complex of Example 5 was obtained by washing with a cold ethanol solvent and removing the ethanol by distillation under reduced pressure.
実施例6:H21,4-napbnとbtfa-が配位したユーロピウムを含む錯体の合成
(c2)塩化ユウロピウム[2.2g]を30mLのメタノールに溶かした。(b2)ベンゾイルトリフルオロアセトン(btfa)[3.9g]を加えて、アンモニア水溶液でpH7に調整し、室温で4時間攪拌した。攪拌後、300mlの純水を入れ12時間攪拌させ沈澱した固体を濾過した。蒸留水を減圧留去により取り除き、白色生成物を得た。
得られた白色生成物1.68gを50mlジクロロメタンに分散させた。
(a5)N,N’-ビス(ヒドロキシナフチルメチリデン)1,4-ブタンジアミン(H21,4-napbn)[HO-C10H6-CH=N-(CH2)4-N=CH-C10H6-OH:0.40g](ベンゼン環は共にオルト置換である)を入れ、室温で4時間攪拌した。沈澱した固体を濾過した。ジクロロメタンを減圧留去により取り除き、黄色生成物を得た。黄色生成物を冷エタノールで洗浄し、減圧留去によりエタノールを取り除き実施例6の錯体を得た。
Example 6: Synthesis of complex containing europium coordinated by H 2 1,4-napbn and btfa- (c2) Europium chloride [2.2 g] was dissolved in 30 mL of methanol. (b2) Benzoyltrifluoroacetone (btfa) [3.9 g] was added, adjusted to pH 7 with an aqueous ammonia solution, and stirred at room temperature for 4 hours. After stirring, 300 ml of pure water was added, and the mixture was stirred for 12 hours, and the precipitated solid was filtered. Distilled water was removed by distillation under reduced pressure to obtain a white product.
1.68 g of the white product obtained were dispersed in 50 ml of dichloromethane.
(a5) N,N'-bis(hydroxynaphthylmethylidene) 1,4-butanediamine (H 2 1,4-napbn) [HO-C 10 H 6 -CH=N-(CH 2 ) 4 -N= CH—C 10 H 6 —OH: 0.40 g] (both benzene rings are ortho-substituted) was added and stirred at room temperature for 4 hours. The precipitated solid was filtered. Dichloromethane was removed by evaporation under reduced pressure to give a yellow product. The yellow product was washed with cold ethanol, and the ethanol was removed by distillation under reduced pressure to obtain the complex of Example 6.
比較例1:Eu(hfa-)3(DPEPO)錯体の合成
(c1)酢酸ユウロピウム、(b1)ヘキサフルオロアセチルアセトン(hfa)及びビス[(2-ジフェニルホスホリル)フェニル]エーテル(以下「DPEPO」ともいう)[(C6H5)2P(=O)-C6H4-O-C6H4-P(=O)(C6H5)2]を用いて、非特許文献1に記載した方法に基づいて、比較例1の錯体を合成した。この比較例1の錯体の構造は、元素分析、及び単結晶X線構造解析などによって、確認した。
Comparative Example 1: Synthesis of Eu(hfa − ) 3 (DPEPO) complex (c1) europium acetate, (b1) hexafluoroacetylacetone (hfa) and bis[(2-diphenylphosphoryl)phenyl]ether (hereinafter also referred to as “DPEPO”) ) [(C 6 H 5 ) 2 P(=O)-C 6 H 4 -O-C 6 H 4 -P(=O)(C 6 H 5 ) 2 ], described in Non-Patent Document 1 The complex of Comparative Example 1 was synthesized based on the method described above. The structure of the complex of Comparative Example 1 was confirmed by elemental analysis, single crystal X-ray structure analysis, and the like.
実施例1~6の錯体は、いずれも水酸基又はチオール基とアゾメチン基を共に有する配位子と、β-ジケトナト配位子が、共に配位した希土類金属を含む。
実施例1~6の錯体は、いずれも紫外光から可視光領域の波長の光を吸収して、吸収した光よりも波長が長い光を発生し、波長変換材料として機能し得ることが判った。
実施例1~6の錯体は、青色の光を吸収して、青色より波長が長い光を発生した。
なかでも、実施例1~4の錯体の発光特性は、以下に更に説明するように、より優れていた。
The complexes of Examples 1-6 each contain a rare earth metal coordinated with a ligand having both a hydroxyl or thiol group and an azomethine group and a β-diketonato ligand.
It was found that the complexes of Examples 1 to 6 all absorb light in the wavelength range from ultraviolet light to visible light, generate light with a longer wavelength than the absorbed light, and can function as a wavelength conversion material. .
The complexes of Examples 1-6 absorbed blue light and emitted light with wavelengths longer than blue.
Among them, the emission properties of the complexes of Examples 1-4 were superior, as further explained below.
図7に、実施例1~4及び比較例1の錯体の励起スペクトルを示す。励起光の波長(横軸)に対する吸光率(光子数%)(縦軸)をプロットして示す。
実施例1~4の錯体では、紫外領域(300nm)から可視光領域(500nm)まで幅広い吸収を有する。これらの吸収はβ-ジケトナト配位子とアゾメチン基を有する配位子によるものである。
これに対し、比較例1の錯体では、350nmから吸収は低下し、450nmでは、10%以下になった。
7 shows excitation spectra of the complexes of Examples 1 to 4 and Comparative Example 1. FIG. The absorbance (% of photons) (vertical axis) is plotted against the wavelength of excitation light (horizontal axis).
The complexes of Examples 1 to 4 have broad absorption from the ultraviolet region (300 nm) to the visible light region (500 nm). These absorptions are due to β-diketonato ligands and ligands with azomethine groups.
On the other hand, in the complex of Comparative Example 1, the absorption decreased from 350 nm and became 10% or less at 450 nm.
図8aに実施例1~4の錯体及び比較例1の錯体の発光スペクトル、図8bに、図8aの発光スペクトルの一部を拡大したものを示す。波長(横軸)に対して、発光強度がプロットされている。図8aは、波長500~750nmに対する発光強度を示し、図8bは、図8aの波長600~640nmに対する発光強度の部分を示す。実施例1~4の錯体のスペクトルと比較例1の錯体のスペクトルを比較すると、615nmのスペクトル形状に顕著な差が観測された。実施例1~4の錯体では、比較例1の錯体と比較して、615nm付近のピーク強度が著しく大きくなった。
図7及び図8a、図8bを参照すると、実施例1~4の錯体では、比較例1の錯体と比べて、450nm付近の励起光で励起したとしても顕著に発光し得ることがわかる。
FIG. 8a shows the emission spectra of the complexes of Examples 1 to 4 and the complex of Comparative Example 1, and FIG. 8b shows a partially enlarged emission spectrum of FIG. 8a. Emission intensity is plotted against wavelength (horizontal axis). FIG. 8a shows the emission intensity for wavelengths 500-750 nm, and FIG. 8b shows the portion of the emission intensity for wavelengths 600-640 nm in FIG. 8a. Comparing the spectra of the complexes of Examples 1 to 4 with the spectrum of the complex of Comparative Example 1, a significant difference was observed in the spectral shape at 615 nm. In the complexes of Examples 1 to 4, compared with the complex of Comparative Example 1, the peak intensity near 615 nm was remarkably increased.
7, 8a, and 8b, the complexes of Examples 1 to 4 can emit more light than the complex of Comparative Example 1 even when excited by excitation light of around 450 nm.
380nmの励起光及び450nm励起光による実施例1~4及び比較例1の錯体の外部量子効率、及び450nmの入射光及び550nmの入射光に関する実施例1~4及び比較例1の錯体の反射率を、表1に示す。
ここで、外部量子効率は、下記式(1)によって定義される。
量子効率測定では、測定する試料は励起光を透過しない十分な厚さの試料条件で測定しており、試料表面から発せられた発光量子数に対する量子効率を算出している。
外部量子効率(以下EQE)は、試料の励起光スペクトルをE(λ)、試料の発光スペクトルをP(λ)としたときに、下式(1)によって定義される。
External quantum efficiency of the complexes of Examples 1-4 and Comparative Example 1 with 380 nm excitation light and 450 nm excitation light, and the reflectance of the complexes of Examples 1-4 and Comparative Example 1 for incident light of 450 nm and 550 nm are shown in Table 1.
Here, the external quantum efficiency is defined by the following formula (1).
In the quantum efficiency measurement, the sample to be measured is measured under the condition that the sample is thick enough not to transmit the excitation light, and the quantum efficiency is calculated with respect to the emission quantum number emitted from the sample surface.
The external quantum efficiency (hereinafter referred to as EQE) is defined by the following formula (1), where E(λ) is the excitation light spectrum of the sample and P(λ) is the emission spectrum of the sample.
図9に、実施例1~4の希土類錯体及び比較例1の希土類錯体の反射スペクトルを示す。波長(横軸)に対して、反射率がプロットされている。ここで、反射率は、リン酸カルシウムの反射率を、100%(基準)とする、相対値である。
実施例1~4の錯体のスペクトルと比較例1の錯体のスペクトルを比較すると、500nm以下の波長のスペクトル形状に顕著な差が観測された。実施例1~4の錯体では、400~430nmの光について反射率は10%以下であるが、440nmから反射率は増加して500nmで80%を超えた。比較例1の錯体では、400nmの光では反射率は約80%であり、500nmの光では約90%であった。従って、実施例1~4の錯体は、500nm以下の波長の反射率が低いこと、即ち、500nm以下の波長の光を吸収し得ることを示す。
FIG. 9 shows reflection spectra of the rare earth complexes of Examples 1 to 4 and the rare earth complex of Comparative Example 1. FIG. Reflectance is plotted against wavelength (horizontal axis). Here, the reflectance is a relative value with the reflectance of calcium phosphate being 100% (reference).
Comparing the spectra of the complexes of Examples 1 to 4 with the spectrum of the complex of Comparative Example 1, a significant difference was observed in the spectral shapes at wavelengths of 500 nm or less. The complexes of Examples 1 to 4 had a reflectance of 10% or less for light of 400 to 430 nm, but the reflectance increased from 440 nm and exceeded 80% at 500 nm. The complex of Comparative Example 1 had a reflectance of about 80% for light of 400 nm and about 90% for light of 500 nm. Therefore, the complexes of Examples 1 to 4 exhibit low reflectance at wavelengths below 500 nm, ie, are capable of absorbing light at wavelengths below 500 nm.
実施例1~4の錯体の外部量子効率と、比較例1の錯体の外部量子効率を比較すると、380nmでの外部量子効率については、実施例2の外部量子効率は高く、実施例1及び3~4の外部量子効率は、比較例1の外部量子効率と同程度である。
比較例1の450nmの反射率と比べると、実施例1~4の450nmの反射率は低いので、比較例1は、可視光領域の光で励起することは困難であるが、実施例1~4の錯体は、可視光領域の光で励起することができることがわかる。
従って、比較例1の錯体は紫外光で励起して使用できるが、実施例1~4の錯体は更に可視領域の光で励起して使用できることを示す。
Comparing the external quantum efficiencies of the complexes of Examples 1 to 4 with the external quantum efficiency of the complex of Comparative Example 1, the external quantum efficiency at 380 nm of Example 2 is higher than that of Examples 1 and 3. The external quantum efficiency of ∼4 is comparable to that of Comparative Example 1.
Compared with the reflectance at 450 nm of Comparative Example 1, the reflectance at 450 nm in Examples 1 to 4 is low, so it is difficult to excite in Comparative Example 1 with light in the visible light region. It can be seen that the complex of 4 can be excited by light in the visible region.
Therefore, the complex of Comparative Example 1 can be used by being excited by ultraviolet light, while the complexes of Examples 1 to 4 can be used by being further excited by light in the visible region.
透明固体担体及び発光装置の製造と発光特性の評価
実施例2の錯体を、シリコーン樹脂に分散させて加熱硬化して、透明固体担体を得た。
この透明固体担体を青色発光ダイオードに実装して、発光装置を得た。その発光装置の発光スペクトルを測定して、図10に示す。
発光波長の中心が450nmである青色発光ダイオードを使用した。実施例2の錯体に由来する大きな発光ピークが、615nmに現れている。更に、小さな発光ピークが、590nm付近、660nm付近、及び700nm付近にも現れている。表1に示すように、実施例2の錯体では、約44%という高い外部量子効率が得られた。
Production of Transparent Solid Carrier and Light-Emitting Device and Evaluation of Luminescent Properties The complex of Example 2 was dispersed in a silicone resin and cured by heating to obtain a transparent solid carrier.
A light-emitting device was obtained by mounting this transparent solid carrier on a blue light-emitting diode. The emission spectrum of the light emitting device was measured and shown in FIG.
A blue light emitting diode with an emission wavelength centered at 450 nm was used. A large emission peak originating from the complex of Example 2 appears at 615 nm. In addition, small emission peaks also appear near 590 nm, 660 nm, and 700 nm. As shown in Table 1, the complex of Example 2 gave a high external quantum efficiency of about 44%.
図10の発光スペクトルから明らかなように、実施例2の錯体を用いて製造される発光装置は、従来の白色発光装置において欠けていた赤色成分を補うことができる。この発光装置を用いた光源は非常に演色性の高い白色光源となる。これは、手術や商品ディスプレイ等、色識別力或いは演色性が特に必要とされる分野において有用な光源として利用することができる。 As is clear from the emission spectrum of FIG. 10, the light-emitting device manufactured using the complex of Example 2 can compensate for the red component lacking in the conventional white light-emitting device. A light source using this light emitting device is a white light source with extremely high color rendering. This can be used as a useful light source in fields where color discrimination or color rendering is particularly required, such as surgery and product displays.
本実施形態の希土類金属錯体は、このような吸光特性及び発光特性を有し得るので、その励起光源として発光ダイオード又はレーザーダイオードと組み合わせることによって、より高効率な波長変換光機能材料としてより有用に利用することができる。 Since the rare earth metal complex of the present embodiment can have such light absorption properties and light emission properties, it is more useful as a more efficient wavelength conversion optical functional material by combining it with a light emitting diode or laser diode as its excitation light source. can be used.
更に、本実施形態の希土類金属錯体及びそれを含む透明固体担体である光機能材料、更にそれと発光ダイオード、レーザーダイオード及びその他の発光体を組み合わせた発光装置も、同様に有用である。 Furthermore, the rare earth metal complex of the present embodiment and an optical functional material which is a transparent solid carrier containing the same, and a light emitting device obtained by combining the same with a light emitting diode, a laser diode and other light emitters are similarly useful.
水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子とβ-ジケトナト配位子を共に有する、新たな三価希土類錯体を提供する。
その新たな三価希土類錯体は、好ましくは波長変換部材として使用することができ、より好ましくは紫外から青色光の領域の光を吸収し、発光することができる。
更にその三価希土類金属錯体は、より好ましくは、より広範囲な励起波長領域を有し、より吸光率が大きく、より反射率が小さく、外部量子効率がより高い。また、波長変換効率がより高く、発光強度がより大きい。
その希土類金属錯体は、好ましくは波長変換効率に優れ、それを用いる波長変換材料及び発光装置として有用である。
本明細書は、下記の実施形態を含む。
1.
化学式(I):
A
1
は、OH基又はSH基を示し、
A
2
は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、下記群(G):
芳香族基;
パーハロゲン化芳香族基;
少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
C3~C30のシクロアルケニル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、並びに
ハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A
3
は、C2~C30のアルキレン基から選択され、そのアルキレン基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A
1
とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、A
1
とアゾメチン基が結合していない、ベンゼン環の隣接する2つの炭素原子は、-C
4
H
4
-で接続されてナフタレン環を形成することができ、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができる]
で示される、二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子;及び
化学式(II):
A
1
及びA
2
は、化学式(I)のものと同じであり、
A
4
は、C1~C30のアルキル基から選択され、そのアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A
1
とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、化学式(I)のベンゼン環と同様にナフタレン環を形成してよく、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができる]
で示される、一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子からなる群から選択される、水酸基又はチオール基とアゾメチン基を共に有する配位子、並びに
化学式(III)
Xは、両方共同一であっても各々が異なってもよい、上記群(G)から選択される置換基を示し、
Zは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を示す]
で示されるβ-ジケトナト配位子
が、共に配位し、
過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される少なくとも1種の陰イオンが更に配位してよい、
希土類金属を含む、希土類金属錯体。
2.
下記化学式(IV)、(V)、(VI)、及び(VII)から選択される少なくとも1種の化学構造を含む、希土類金属錯体。
化学式(IV):
Lnは、希土類金属原子を示し、n1は、2又は3を示し、
β-ジケトナト配位子について、Xは、両方共同一であっても各々が異なってもよい、下記群(G):
芳香族基;
パーハロゲン化芳香族基;
少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
C3~C30のシクロアルケニル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、
から選択される置換基を示し
Zは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を示し、n2は、1~3の整数を示し、
Yは、過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される少なくとも1種であってよく、n3は、0~2の整数を示し、
二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子について、
A
1
は、OH基又はSH基を示し、
A
2
は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A
3
は、C2~C30のアルキレン基から選択され、そのアルキレン基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A
1
とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、A
1
とアゾメチン基が結合していない、ベンゼン環の隣接する2つの炭素原子は、-C
4
H
4
-で接続されてナフタレン環を形成することができ、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
n4は、1~3の整数を示す]、
化学式(V):
n5は、2以上の整数を示すほかは、化学式(IV)のものと同様である]、
化学式(VI):
n6は、1以上の整数を示すほかは、化学式(IV)のものと同様である]、
化学式(VII):
一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子について、
A
1
は、OH基又はSH基を示し、
A
2
は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A
4
は、C1~30のアルキル基から選択され、そのアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A
1
とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、化学式(IV)と同様にナフタレン環を形成してよく、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
n4は、1~3の整数を示す
ほかは、化学式(IV)のものと同様である]。
3.
450nmの入射光に関する反射率が、50%以下であり、かつ550nmの入射光に関する反射率が、60%以上である、上記1又は2に記載の希土類金属錯体。
4.
380nm及び450nmの光で励起した場合、外部量子効率が、5%以上である上記1~3のいずれか一つに記載の希土類金属錯体。
5.
上記1~4のいずれか一つに記載の希土類金属錯体を含む光機能材料用透明固体担体。
6.
上記1~4のいずれか一つに記載の希土類金属錯体を、透明なマトリックス中に分散させることを含む、上記5に記載の透明固体担体の製造方法。
7.
上記1~4のいずれか一つに記載の希土類金属錯体又は上記5に記載の透明固体担体と、発光ダイオード又はレーザーダイオードとを組み合わせた、発光装置。
Provided is a novel trivalent rare earth complex having both a ligand having a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group and a β-diketonato ligand.
The new trivalent rare earth complex can preferably be used as a wavelength conversion member, and more preferably can absorb and emit light in the ultraviolet to blue light region.
Further, the trivalent rare earth metal complex more preferably has a wider excitation wavelength range, a higher absorbance, a lower reflectance, and a higher external quantum efficiency. Also, the wavelength conversion efficiency is higher and the emission intensity is higher.
The rare earth metal complex preferably has excellent wavelength conversion efficiency and is useful as a wavelength conversion material and a light emitting device using it.
This specification includes the following embodiments.
1.
Chemical formula (I):
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is selected from hydrogen, deuterium, C1-C30 alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups; The C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group are selected from the following group (G):
aromatic group;
perhalogenated aromatic groups;
heteroaromatic groups containing at least one heteroatom in the ring;
C1-C30 alkyl group having a straight or branched chain;
a C1-C30 perhalogenated alkyl group having a straight or branched chain;
straight or branched C3-C30 alkenyl group;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl group;
C3-C30 cycloalkyl group;
a C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group;
C3-C30 cycloalkenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups; and
a C3-C30 alkynyl group, and
can have one or more substituents selected from halogeno groups,
A 3 is selected from C2-C30 alkylene groups, which alkylene groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups,
For the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are bonded together, two adjacent carbon atoms of the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are not bonded are connected by —C 4 H 4 — to form a naphthalene ring. It is possible,
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group]
a ligand having two sets of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group; and
Chemical formula (II):
A 1 and A 2 are the same as those of formula (I);
A 4 is selected from C1 to C30 alkyl groups, which alkyl groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups;
Regarding the benzene ring to which A1 and the azomethine group are bonded together, a naphthalene ring may be formed in the same manner as the benzene ring of the chemical formula (I) ,
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group]
A ligand having both a hydroxyl group or a thiol group and an azomethine group, selected from the group consisting of ligands having a set of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group, and
chemical formula (III)
X represents a substituent selected from the above group (G), both of which may be the same or each may be different;
Z represents a fluorine atom, chlorine atom, bromine atom, iodine atom, cyano group, methyl group, ethyl group, phenyl group, hydrogen atom or deuterium atom]
β-diketonato ligand represented by
coordinate together,
at least one anion selected from perchlorate ions, nitrate ions, carboxylate ions, and halide ions may be further coordinated;
A rare earth metal complex containing a rare earth metal.
2.
A rare earth metal complex comprising at least one chemical structure selected from the following chemical formulas (IV), (V), (VI), and (VII).
Chemical formula (IV):
Ln represents a rare earth metal atom, n1 represents 2 or 3,
For β-diketonato ligands, X may both be the same or each be different, group (G) below:
aromatic group;
perhalogenated aromatic groups;
heteroaromatic groups containing at least one heteroatom in the ring;
C1-C30 alkyl group having a straight or branched chain;
a C1-C30 perhalogenated alkyl group having a straight or branched chain;
straight or branched C3-C30 alkenyl group;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl group;
C3-C30 cycloalkyl group;
a C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group;
C3-C30 cycloalkenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups; and
a C3-C30 alkynyl group,
indicates a substituent selected from
Z represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen atom or a deuterium atom, n2 represents an integer of 1 to 3,
Y may be at least one selected from perchlorate ions, nitrate ions, carboxylate ions, and halide ions, n3 is an integer of 0 to 2,
For ligands having two pairs of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group,
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is selected from hydrogen, deuterium, C1-C30 alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups; The C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group are one or more selected from the above group (G) and a halogeno group can have a substituent of
A 3 is selected from C2-C30 alkylene groups, which alkylene groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups,
For the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are bonded together, two adjacent carbon atoms of the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are not bonded are connected by —C 4 H 4 — to form a naphthalene ring. It is possible,
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group,
n4 represents an integer of 1 to 3],
Chemical formula (V):
n5 is the same as that of chemical formula (IV) except that it represents an integer of 2 or more],
Chemical formula (VI):
n6 is the same as that of chemical formula (IV) except that it represents an integer of 1 or more],
Chemical formula (VII):
For a ligand having a pair of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group,
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is selected from hydrogen, deuterium, C1-C30 alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups; The C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group are one or more selected from the above group (G) and a halogeno group can have a substituent of
A 4 is selected from C1-30 alkyl groups, which alkyl groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups;
The benzene ring to which A1 and the azomethine group are bonded together may form a naphthalene ring in the same manner as in chemical formula (IV) ,
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group,
n4 represents an integer of 1 to 3
Others are the same as those of chemical formula (IV)].
3.
3. The rare earth metal complex according to 1 or 2 above, wherein the reflectance for incident light of 450 nm is 50% or less and the reflectance for incident light of 550 nm is 60% or more.
4.
4. The rare earth metal complex according to any one of 1 to 3 above, which has an external quantum efficiency of 5% or more when excited by light of 380 nm and 450 nm.
5.
A transparent solid carrier for an optical functional material, comprising the rare earth metal complex according to any one of 1 to 4 above.
6.
6. The method for producing the transparent solid carrier according to 5 above, which comprises dispersing the rare earth metal complex according to any one of 1 to 4 above in a transparent matrix.
7.
A light-emitting device comprising a combination of the rare earth metal complex according to any one of 1 to 4 above or the transparent solid support according to 5 above, and a light-emitting diode or laser diode.
Claims (7)
紫外から青色の領域の光を発し、前記希土類金属錯体を励起する、発光ダイオード又はレーザーダイオードと、を組み合わせた、発光装置であって、
前記希土類金属錯体は、
化学式(I):
[化学式(I)において、
A1は、OH基又はSH基を示し、
A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、下記群(G):
芳香族基;
パーハロゲン化芳香族基;
少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
C3~C30のシクロアルケニル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A3は、C2~C30のアルキレン基から選択され、そのアルキレン基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、A1とアゾメチン基が結合していない、ベンゼン環の隣接する2つの炭素原子は、-C4H4-で接続されてナフタレン環を形成することができ、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができる]で示される、二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子;及び
化学式(II):
[化学式(II)において、
A1及びA2は、化学式(I)のものと同じであり、
A4は、C1~C30のアルキル基から選択され、そのアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、化学式(I)のベンゼン環と同様にナフタレン環を形成してよく、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができる]で示される、一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子からなる群から選択される、1種の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子と、
化学式(III)
[化学式(III)において、
Xは、両方共同一であっても各々が異なってもよい、上記群(G)から選択される置換基を示し、
Zは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を示す]で示されるβ-ジケトナト配位子
が、同時に配位している希土類金属であって、
過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される少なくとも1種の陰イオンが更に配位してよい、前記希土類金属を含み、
前記希土類金属はEuであり、
前記希土類金属錯体は、450nmの光で励起した場合、外部量子効率が、5%以上である、発光装置。 a rare earth metal complex or a transparent solid support for an optical functional material containing the rare earth metal complex;
A light-emitting device combined with a light-emitting diode or laser diode that emits light in the ultraviolet to blue region and excites the rare earth metal complex,
The rare earth metal complex is
Chemical formula (I):
[In the chemical formula (I),
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is selected from hydrogen, deuterium, C1-C30 alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups; The C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group are selected from the following group (G):
aromatic group;
perhalogenated aromatic groups;
heteroaromatic groups containing at least one heteroatom in the ring;
C1-C30 alkyl group having a straight or branched chain;
a C1-C30 perhalogenated alkyl group having a straight or branched chain;
straight or branched C3-C30 alkenyl group;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl group;
C3-C30 cycloalkyl group;
a C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group;
C3-C30 cycloalkenyl group;
C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl groups; and C3-C30 alkynyl groups, and halogeno groups.
A 3 is selected from C2-C30 alkylene groups, which alkylene groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups,
For the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are bonded together, two adjacent carbon atoms of the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are not bonded are connected by —C 4 H 4 — to form a naphthalene ring. It is possible,
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group], a pair of hydroxyl or thiol groups and azomethine a ligand bearing a group; and
Chemical formula (II):
[In the chemical formula (II),
A 1 and A 2 are the same as those of formula (I);
A 4 is selected from C1 to C30 alkyl groups, which alkyl groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups;
Regarding the benzene ring to which A1 and the azomethine group are bonded together, a naphthalene ring may be formed in the same manner as the benzene ring of the chemical formula (I),
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group], a set of hydroxyl or thiol group and azomethine a ligand having one hydroxyl group or thiol group and an azomethine group , selected from the group consisting of ligands having groups;
chemical formula (III)
[In the chemical formula (III),
X represents a substituent selected from the above group (G), both of which may be the same or each may be different;
Z represents a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, a hydrogen atom or a deuterium atom] is simultaneously coordinated a rare earth metal comprising
At least one anion selected from perchlorate ions, nitrate ions, carboxylate ions, and halide ions may be further coordinated, comprising the rare earth metal ,
The rare earth metal is Eu,
The light emitting device , wherein the rare earth metal complex has an external quantum efficiency of 5% or more when excited by light of 450 nm .
紫外から青色の領域の光を発し、前記希土類金属錯体を励起する、発光ダイオード又はレーザーダイオードと、を組み合わせた、発光装置であって、
前記希土類金属錯体は、下記化学式(IV)、(V)、(VI)、及び(VII)から選択される少なくとも1種の化学構造を含み、
前記希土類金属錯体は、450nmの光で励起した場合、外部量子効率が、5%以上である、発光装置。
化学式(IV):
[化学式(IV)において、
Lnは、Euを示し、n1は、2又は3を示し、
β-ジケトナト配位子について、Xは、両方共同一であっても各々が異なってもよい、下記群(G):
芳香族基;
パーハロゲン化芳香族基;
少なくとも1種のヘテロ原子を環中に含むヘテロ芳香族基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のアルキル基;
直鎖又は分枝を有するC1~C30のパーハロゲン化アルキル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のアルケニル基;
直鎖又は分枝を有するC3~C30のパーハロゲン化アルケニル基;
C3~C30のシクロアルキル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基;
C3~C30のシクロアルケニル基;
C3~C30のパーハロゲン化シクロアルケニル基;及び
C3~C30のアルキニル基、から選択される置換基を示し
Zは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子、シアノ基、メチル基、エチル基、フェニル基、水素原子又は重水素原子を示し、n2は、1~3の整数を示し、
Yは、過塩素酸イオン、硝酸イオン、カルボン酸イオン、及びハロゲン化物イオンから選択される少なくとも1種であってよく、n3は、0~2の整数を示し、
二組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子について、
A1は、OH基又はSH基を示し、
A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A3は、C2~C30のアルキレン基から選択され、そのアルキレン基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、A1とアゾメチン基が結合していない、ベンゼン環の隣接する2つの炭素原子は、-C4H4-で接続されてナフタレン環を形成することができ、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
n4は、1~3の整数を示す]、
化学式(V):
[化学式(V)において、
n5は、2以上の整数を示すほかは、化学式(IV)のものと同様である]、
化学式(VI):
[化学式(VI)において、
n6は、1以上の整数を示すほかは、化学式(IV)のものと同様である]、
化学式(VII):
[化学式(VII)において、
一組の水酸基又はチオール基とアゾメチン基を有する配位子について、
A1は、OH基又はSH基を示し、
A2は、水素、重水素、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基から選択され、C1~C30のアルキル基、C3~C30のシクロアルキル基、C1~C30のパーハロゲン化アルキル基及びC3~C30のパーハロゲン化シクロアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A4は、C1~30のアルキル基から選択され、そのアルキル基は、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
A1とアゾメチン基が共に結合するベンゼン環について、化学式(IV)と同様にナフタレン環を形成してよく、
そのベンゼン環と形成され得るナフタレン環は、更に、上記群(G)並びにハロゲノ基から選択される一又は複数の置換基を有することができ、
n4は、1~3の整数を示すほかは、化学式(IV)のものと同様である]。 a rare earth metal complex or a transparent solid support for an optical functional material containing the rare earth metal complex;
A light-emitting device combined with a light-emitting diode or laser diode that emits light in the ultraviolet to blue region and excites the rare earth metal complex,
The rare earth metal complex comprises at least one chemical structure selected from the following chemical formulas (IV), (V), (VI), and (VII),
The light emitting device , wherein the rare earth metal complex has an external quantum efficiency of 5% or more when excited by light of 450 nm .
Chemical formula (IV):
[In the chemical formula (IV),
Ln represents Eu , n1 represents 2 or 3,
For β-diketonato ligands, X may both be the same or each be different, group (G) below:
aromatic group;
perhalogenated aromatic groups;
heteroaromatic groups containing at least one heteroatom in the ring;
C1-C30 alkyl group having a straight or branched chain;
a C1-C30 perhalogenated alkyl group having a straight or branched chain;
straight or branched C3-C30 alkenyl group;
straight or branched C3-C30 perhalogenated alkenyl group;
C3-C30 cycloalkyl group;
a C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group;
C3-C30 cycloalkenyl group;
a C3-C30 perhalogenated cycloalkenyl group; and a C3-C30 alkynyl group, wherein Z is a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, an iodine atom, a cyano group, a methyl group, an ethyl group. , represents a phenyl group, a hydrogen atom or a deuterium atom, n2 represents an integer of 1 to 3,
Y may be at least one selected from perchlorate ions, nitrate ions, carboxylate ions, and halide ions, n3 is an integer of 0 to 2,
For ligands having two pairs of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group,
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is selected from hydrogen, deuterium, C1-C30 alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups; The C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group are one or more selected from the above group (G) and a halogeno group can have a substituent of
A 3 is selected from C2-C30 alkylene groups, which alkylene groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups,
For the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are bonded together, two adjacent carbon atoms of the benzene ring to which A 1 and the azomethine group are not bonded are connected by —C 4 H 4 — to form a naphthalene ring. It is possible,
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group,
n4 represents an integer of 1 to 3],
Chemical formula (V):
[In the chemical formula (V),
n5 is the same as that of chemical formula (IV) except that it represents an integer of 2 or more],
Chemical formula (VI):
[In the chemical formula (VI),
n6 is the same as that of chemical formula (IV) except that it represents an integer of 1 or more],
Chemical formula (VII):
[In the chemical formula (VII),
For a ligand having a pair of hydroxyl or thiol groups and an azomethine group,
A 1 represents an OH group or an SH group,
A 2 is selected from hydrogen, deuterium, C1-C30 alkyl groups, C3-C30 cycloalkyl groups, C1-C30 perhalogenated alkyl groups and C3-C30 perhalogenated cycloalkyl groups; The C30 alkyl group, the C3-C30 cycloalkyl group, the C1-C30 perhalogenated alkyl group and the C3-C30 perhalogenated cycloalkyl group are one or more selected from the above group (G) and a halogeno group can have a substituent of
A 4 is selected from C1-30 alkyl groups, which alkyl groups may have one or more substituents selected from the above group (G) and halogeno groups;
The benzene ring to which A1 and the azomethine group are bonded together may form a naphthalene ring in the same manner as in chemical formula (IV),
The naphthalene ring that can be formed with the benzene ring can further have one or more substituents selected from the above group (G) and a halogeno group,
n4 is the same as that of chemical formula (IV), except that n4 represents an integer of 1 to 3].
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