DS03 - Stimuler le renouveau industriel

Nouveaux matériaux hybrides fluorescents basés sur le concept de l’émission induite par agrégation de chromophores organiques greffés sur des nanoparticules inorganiques. – FluoHyb

Résumé de soumission

Les oligomères et les polymères pi-conjugués ont reçu une attention toute particulière comme matériaux organiques semi-conducteurs à bas coûts et d’usage pratique pour l’industrie opto-électronique. En effet, des diodes électroluminescentes (OLED) pour l’affichage incorporant des oligomères pi-conjugués émissifs ont été commercialisées dès 2002. Malgré les avantages de ces matériaux, le procédé de sublimation utilisé pour la réalisation d’OLEDs commerciales actuelles, reste relativement couteux. En revanche, les matériaux que nous proposons dans ce projet sont dédiés à une fabrication des diodes par voie liquide ouvrant la voie à des approches à bas coûts. De plus, des recherches sont toujours nécessaires afin de développer des matériaux optimisés (émetteurs, transporteurs de charges) permettant d’améliorer les performances de ces dispositifs. Un nouveau domaine d’application est également apparu récemment avec le développement de diodes électroluminescentes émettant dans le blanc (WOLED). Cette dernière application suscite un très grand intérêt car, grâce à leur faible consommation énergétique et à la démonstration de leur viabilité industrielle dans le domaine de la visualisation, les WOLED sont aujourd’hui considérées comme de sérieux candidats pour une prochaine génération de sources d’éclairage. Toujours dans le but d’imprimer les LEDs, notre projet a donc pour but de développer des nanomatériaux hybrides fortement émissifs et solubles qui peuvent être utilisés pour la construction de dispositifs optoélectroniques de type diode électroluminescente par impression. Afin de développer ces nouveaux matériaux fortement émissifs, nous grefferons un ou plusieurs émetteurs organiques présentant une émission induite par agrégation (AIE) sur une nanoparticule inorganique type ZnO. Ce greffage, via une fonction d’ancrage faisant partie du système pi-conjugué, permettra de concentrer un nombre important de fluorophores à la surface et surtout de figer les molécules permettant de réduire les désactivations non radiatives. De plus, le co-greffage de plusieurs émetteurs avec des spectres d’émission complémentaires pour obtenir une émission blanche vise à donner une solution aux problèmes de démixtion existant dans les mélanges de polymères utilisés dans la technologie PLED. En effet, un contrôle de la distribution ainsi que de la morphologie des différents émetteurs par le greffage sur des oxydes métalliques de formes différentes seront étudiés. Un autre objectif de ce projet concerne la mise au point d’une méthode de synthèse de composés organiques présentant un phénomène AIE et incorporant la fonction de greffage au sein du système pi-conjugué qui soit aisée à mettre en place, reproductible et permettant d’obtenir de grandes quantités de produits. Plus particulièrement, les familles des phospholes, des siloles et des tétraphényléthylènes, dont les propriétés AIE ont déjà été démontrées sur des systèmes « tout-organiques » seront étudiées. L’objectif sera d’obtenir des fluorophores AIE greffables émettant différentes longueurs d’ondes dans la gamme du visible. Nous étudierons, en détail, l’interaction entre le chromophore organique présentant la propriété d’émission induite par agrégation et la nanoparticule en faisant varier différents paramètres (nature et position de la fonction de greffage) ainsi que la nature des oxydes métalliques. Le projet vise à utiliser les propriétés électriques des oxydes métalliques pour améliorer le transport des électrons dans la couche active en variant la forme des nanoparticules (sphère, bâtonnet), en plus de leur rôle actif dans le co-greffage. Ensuite, introduirons ces nouveaux matériaux hybrides dans différentes structures de LEDs par voie humide dans le but de simplifier le procédé de fabrication de ces dispositifs.

Coordination du projet

Muriel Hissler (Institut des Sciences Chimiques de Rennes)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

ISCR Institut des Sciences Chimiques de Rennes
CINaM CNRS DR12 Centre National de la Recherche Scientifique Délégation provence et Corse DR12 - Centre Interdisciplinaire de Nanoscience de Marseille
NIMBE Laboratory of Innovation in Surface Chemistry and Nanosciences

Aide de l'ANR 423 390 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2017 - 48 Mois

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