Matériaux moléculaires luminescents à base de complexes organométalliques hétérocycliques azotés

Luminescent molecular materials based on nitrogen heterocyclic organometallic complexes

• Auteur / Autrice : Mariia Hruzd
• Direction : Françoise Robin-Le Guen, Sylvain Achelle, Sébastien Gauthier
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire et macromoléculaire
• Date : Soutenance le 05/12/2022
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Sciences Chimiques de Rennes
• Jury : Président / Présidente : Isabelle Malfant
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Frédéric Buron

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phosphorescence

Ligands

Platine -- Composés

Mots clés libres

Complexes de platine(II)

Ligands cyclométallants

Diazines

Phosphorescence

Platinum(II) complexes

Cyclometalating ligands

Diazines

Phosphorescence

Résumé

Les complexes de platine (II) cyclométallés portant des ligands bidentés ou tridentés à base de diazine sont des matériaux moléculaires luminescents attractifs comme dopant dans la couche d'émission des PhOLEDs. En raison du fort couplage spin-orbite du platine (II), ces complexes sont capables de récolter efficacement les excitons électro-générés de type singulet et triplet, ouvrant ainsi la possibilité d'atteindre théoriquement une efficacité quantique interne de 100 % dans de tels dispositifs. Les structures des complexes tétracoordinés du platine peuvent être constituées des ligands chélatants bidentés, tridentés ou tétradentés, avec des ligands auxiliaires si nécessaire, ce qui permet une flexibilité considérable dans leur structure permettant de moduler leurs propriétés photophysiques et électrochimiques. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la conception de trois nouvelles séries de complexes de platine(II) cyclométallés phosphorescents, contenant des ligands de coordination tridentés (C^N^N et N^C^N) et bidentés (C^N), à base de pyrimidine et d'autres diazines. Outre leur synthèse et leur caractérisation, les propriétés photophysiques et électrochimiques de ces complexes ont été expérimentalement étudiées et expliquées à l'aide de calculs théoriques. Les résultats démontrent que la fonctionnalisation appropriée du ligand cyclométallant et le choix du ligand auxiliaire permettent de moduler les propriétés photophysiques et électrochimiques de ces complexes. L'influence de diverses modifications structurelles sur les propriétés d'émission a été étudiée de manière approfondie et un certain nombre de relations structure-propriétés ont été mises en évidence.

Cyclometalated platinum(II) complexes bearing diazine-based bidentate or tridentate ligands are an attractive class of luminescent materials for use as a dopant in the emission layer of PhOLEDs. Due to the strong spin-orbit coupling of Pt(II), complexes are able to efficiently harvest both singlet and triplet electro-generated excitons, thus opening the possibility to achieve theoretically 100% internal quantum efficiency in such devices. Structure of the four-coordinated Pt(II) complexes can accommodate bidentate, tridentate, or tetradentate chelating ligands, with ancillary ligands where necessary which allows considerable flexibility in engineering complexes with desired photophysical and electrochemical properties. In this thesis, we are interested in the design of three new series of phosphorescent cyclometalated platinum (II) complexes, containing tridentate (C^N^N and N^C^N) and bidentate (C^N) coordinating ligands based on pyrimidine and other diazines. In addition to their synthesis and characterization, photophysical and electrochemical properties of these complexes were experimentally studied and explained with the help of theoretical calculations. The results demonstrate that the appropriate functionalization of the cyclometalating ligand and the choice of the auxiliary ligand allow to modulate the photophysical and electrochemical properties of these complexes. The influence of various structural modifications on emission properties has been thoroughly studied and structure properties relationships were highlighted.