Synthèse et étude de complexes organométalliques d'iridium(III) pour des applications en optoélectronique

Synthesis and study of organometallic iridium(III) complexes for applications in optoelectronics

• Auteur / Autrice : Emiliano Martínez Vollbert
• Direction : Frédérique Loiseau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie inorganique et bio inorganique
• Date : Soutenance le 10/03/2022
• Etablissement(s) : Université Grenoble Alpes
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale chimie et science du vivant (Grenoble ; 199.-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Département de chimie moléculaire (Grenoble)
• Jury : Président / Présidente : Eric Defrancq
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédérique Loiseau, Frédéric Lafolet
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Julien Boixel, Antonio Monari

Mots clés

Mots clés contrôlés

Luminescence

Synthèse organique

Synthèse inorganique

Électrochimie

Mots clés libres

Électrochimie

Synthèse inorganique

Synthèse organique

Propropriétés de luminescence

Electrochemistry

Inorganic synthesis

Luminescent properties

Organic synthesis

Résumé

De nos jours, l'une des principales préoccupations de la société est le développement de machines et d'appareils plus efficaces. Les présentoirs/écrans sont omniprésents dans notre vie quotidienne et sont principalement basés sur des matériaux phosphorescents. Cette thèse est une étude systématique des complexes d'iridium(III) à base de 2-phénylbenzimidazole et de l'influence de la nature des groupes sur la fraction benzimidazole pour caractériser les propriétés photophysiques. Les ligands 2-phénylbenzimidazole étaient.Dans ce contexte, nous présentons neuf nouveaux ligands 2-phénylbenzimidazole avec des groupes donneurs d'électrons (Me et OMe) et/ou attracteurs (Cl et CF3) en tant que complexes cyclométallants préparés sans métal noble pour avoir une manière plus verte de préparer les ligands. Ces ligands permettent la préparation de deux séries de complexes cationiques et neutres.Les deux séries de complexes permettent de suivre l'influence des substituants en photophysique et en électrochimie. Les complexes cationiques présentent une bonne relation entre les constantes sigma de Hammett et les potentiels d'oxydation. Ces complexes ont également montré un caractère 3MLCT* plus important lorsque les substituants étaient sur la fraction benzimidazole. La série de complexes neutres affichait un caractère 3LC* plus important pour l'émission. Les substituants ont montré une plus grande influence sur le caractère de l'émission est sur le benzimidazole. De manière générale, nous avons observé une plus grande influence du CF3 par rapport aux autres substituants.Notre intérêt à caractériser les propriétés photophysiques de ce type de complexes Ir(III) est dans l'objectif qu'ils puissent être utilisés comme modèle pour développer des matériaux hautement phosphosphorescents et chromatiques à appliquer dans des dispositifs émetteurs tels que le système électrochimique électroluminescent cellules qui ont attiré l'attention au cours des dernières années.

Nowadays one of the main concerns of society is the development of more efficient machines and devices. Displays/Screens are everywhere in our daily life and mainly are based on phosphorescent materials. This thesis is a systematic study of 2-phenylbenzimidazole based iridium(III) complexes and the influence of the nature of groups over the benzimidazole moiety to characterize the photophysical properties. The 2-phenylbenzimidazole ligands were.In this context, we present nine new 2-phenylbenzimidazole ligands with electron donating (Me and OMe) and/or withdrawing groups (Cl and CF3) as cyclometalating complexes prepared by noble metal-free to have a greener way of prepare the ligands. These ligands allow the preparation of two series of complex cationic and neutral ones.The two series of complexes allow us to monitor the influence of the substituents in photophysics and electrochemistry. Cationic complexes displayed a good relationship between Hammett sigma constants and the oxidation potentials. These complexes also showed a larger 3MLCT* character when substituents were on the benzimidazole moiety. The series of neutral complexes displayed a larger 3LC* character for the emission. The substituents showed a higher influence on the character of the emission is on the benzimidazole. As a general behaviour, we observed a larger influence of the CF3 in comparison to the other substituents.Our interest in characterizing the photophysical properties of this type of Ir(III) complexes is with the objective that they can be used as a model to develop highly phosphosphoresent and colour-tunable materials to be applied in emitting devices such as the light-emitting electrochemical cells that have grab attention in the last years.