Novel and highly efficient cycloplatinated nhc complexes for the generation of white light

Resumen

La tecnología LED y OLED ha irrumpido en el campo de la iluminación y actualmente se considera una alternativa para reemplazar a las ya prohibidas lámparas incandescentes y fluorescentes dado su menor consumo energético. Tanto los WLEDs como los WOLEDs, emisores de luz blanca empleados en iluminación, incorporan metales de tierras raras cuyo mercado está controlado en un 85% por China. Esto supone un elevado riesgo de desabastecimiento y precio, lo que puede afectar dramáticamente a la industria mundial. En este sentido el uso de compuestos organometálicos de metales de transición como rutenio, osmio, iridio y platino con propiedades luminiscentes se considera una alternativa a los WLEDs y WOLEDs convencionales. La elevada constante de acoplamiento spin-orbita (ξ) en estos metales pesados permite la relajación de las reglas de selección que dictan las transiciones energéticas permitidas y prohibidas, de modo que los procesos de fosforescencia pueden tener lugar de forma eficiente. Como consecuencia, los máximos rendimientos cuánticos teóricos ascienden a la unidad, dando lugar a materiales funcionales con un mayor potencial para aplicaciones de bajo consumo energético. Nuestro trabajo se ha centrado en la síntesis y caracterización de nuevos derivados luminescentes de Pt(II) y la implementación de alguno de ellos en dispositivos emisores de luz blanca. Los compuestos preparados contienen un cromóforo del tipo “Pt(R-C^C*)” dónde R-C^C* es un ligando carbeno N-heterocíclico ciclometalado. La presencia de dos enlaces Pt-C aumenta el desdoblamiento de los orbitales del metal respecto a los ligandos C,N-ciclometalados, más conocidos y estudiados, y aporta una gran estabilidad física y química a los compuestos. Para desarrollar este trabajo, se prepararon los complejos [{Pt(μ-Cl)(R-C^C*)}2] siguiendo un protocolo en varios pasos desarrollado y empleado exclusivamente en nuestro grupo de investigación. Los complejos [{Pt(μ-Cl)(R-C^C*)}2] resultaron ser excelentes precursores de compuestos con diversas estequiometrías: [PtCl(NC-C^C*)L], [Pt(NC-C^C*)PPh3L], [Pt(R-C^C*)(CNR’)2]PF6, NBu4[Pt(R-C^C*)(CN)2], [Pt(R-C^C*)(P^P)]PF6 y [Pt(R-C^C*)(acac)] que a su vez pueden servir de precursores de compuestos con enlaces metal-metal, como [{Pt(R-C^C*)(acac)}2Tl]PF6. Todos los compuestos preparados han sido exhaustivamente caracterizados por diferentes técnicas, siendo las más significativas: IR, RMN y difracción de rayos X. Se ha llevado a cabo también la determinación de las propiedades fotofísicas de todos los compuestos preparados y su estudio mediante cálculos teóricos DFT/TD-DFT. Tal y como planteamos este trabajo, la mayor parte de los compuestos preparados han resultado ser emisores de luz azul bastante eficientes. Teniendo en cuenta que la luz azul es el componente esencial de la luz blanca, se ha estudiado la potencial aplicación de varios de ellos en diversos dispositivos emisores de luz blanca, con resultados prometedores. El conocimiento logrado acerca de estos sistemas puede facilitar un diseño racional de futuros materiales funcionales.