高分子发光材料研究进展

　　主要分为两类：光致发光材料和电致发光材料。

　　光致发光材料是将荧光物质（电荷转移络合物、金属、芳香稠环）引入高分子骨架的功能高分子材料，高分子光致发光材料都是含有共轭结构的高聚物材料。在材料受到紫外光，可见光，X–射线等照射之后吸收光能，高分子电子壳层内电子像较高能级跃迁或电子基体完全脱离，形成空穴和电子，空穴可能沿高分子移动，并被束缚在各个发光中心上，辐射是由于电子返回较低能量级或电子和空穴在结合所致。高分子把吸收的能量以辐射的形式耗散，从而可以产生发光现象。

　　电致发光材料是指电流通过高分子材料导致发光的一种功能性材料。与光致发光电子跃迁机理不同，电致发光通过正负电极向发光层的最高占有轨道和最低空轨道分别注入空穴和电子，这些电极附近生成的空间电荷相对迁移，发光层内，电子和空穴相遇复合，形成激子，这些激子经过辐射衰变而发射出可见光，或者激发活性层中其他发射体分子而发光。

　　有机高分子材料发光效率更高，颜色选择范围更宽，并且容易大面积成膜（近年来发展最快的是有机薄膜电致发光）

　　相对于无机和有机小分子发光材料，共扼聚合物发光材料具有以下特点（1）聚合物材料有良好的成膜性及加工性，可通过旋涂、浇铸等方法制成大面积薄膜（2）共扼聚合物有良好的粘附性、机械强度及稳定性;(3)其电子结构、发光颜色有可调节性。即改变和修饰聚合物化学结构可方便地调节其电子结构和发光颜色;(4)聚合物发光器件具有很好的结构稳定性。虽然聚合物自身的电导率很低，但作发光层的膜非常薄(100nm，因此即使驱动电压很低，加在聚合物膜上的电场强度仍足以产生所需要的电流密度，从而消除了掺杂带来的结构不稳定性。

　　剑桥大学的科学家首先发现导电高分子材料ppjr具有良好的电致发光性能，并制成PLED器件，就深刻认识到PLED的发展潜力，并于于1992年成立(Cambridge Display Tec:bnology)公司。导电高分子的奠基人之一的Heeger教授(2000年度诺贝尔化学奖得主)于1990年创立Uniax公司。1992年该公司的曹铺等以聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)为柔性透明衬底材料，通过溶液旋涂把聚苯胺(PANI)或聚苯胺类的混合物的导电材料在上面形成导电膜，制得了柔性PLED，将有机电致发光显示器最为迷人的一久前的调查报告显示，?011年LED市场总额将达到90亿美元。而其中PLED市场份额将可能达到在40%以上。正是因为LED前景是如此的诱人，引得众多大公司竞折腰。由于掌握了小分子OLED专利权柯达公司的大企业优势，起初小分子OLED技术发展相当快，并占领了相当一部分市场。而CDT公司作为一个高校办新企业，自身也缺乏配套资金。因此CDT公司采取了开放姿态，其他公司采取合作的姿态。CD公司先后在球对Uniax、Philips、Epson、Hewlett-Packard、Dow、Siemens,翰立光电等厂商提供专利许可。CDT还与Covion公司(Cavion公司位于德国法兰克福，由Avecia和德国Hoechst AG之子公司的Aventis合资，成立于1999年，主要向PLED厂商提供聚合物发光材料)发起，与Dow Chemical,Siemen。和Seiko-Epson等公司设立聚合物显示器联盟(Polymer Display Alliance,PODIA)，使PLED得到迅速的发展。

　　国内的高校和研究机构也紧跟世界PLED技术发展脚步，展开了相关的研究，其中以华南理工大学的研究最为突出，在由曾在Uniax公司做资深研究员的曹铺院士的主持下，2005年采用喷墨和旋涂新工艺研制出全彩色高分子发光示屏。2010年曹铺教授主持的新型高分子光电功能材料及发光器件项目获得国家自然科学二等奖。在产业化方面，2006年7月吉林省环宇显示技术(UDT)有限公司在长春高新区成立。2009年春季，LJDT与荷兰OTB公司联合投资，应用Philips第一代LTPS基板，使用MERCK第一代高分子PLED材料的全彩色主动发光喷墨打印技术全自动封闭式薄膜封装在线式中试生产线PCAP-20成功通过验收测试，计划2010年投人试生产，预计UDT-OTB下一代PCAP-48也将在2011年底投人生产。

　　有机电致发光现象早在1963年就己经发现，但由于发光效率低及器件寿命短而未引起人们的注意。直到1987年X柯达公司研究小组发表了以有机荧光材料与空穴材料制成的直流低电压驱动的高亮度，高效率的薄膜型有机电致发光器件之后，才重新得到重视。1990年英国剑桥大学报道了聚苯乙烯类物质的电致发光现象[[3]后，因可溶性共扼聚物的可加工性，柔韧性，成膜性好，能带结构通过化学方法易于调节等众多优点[[4]，共扼聚合物电致发光的研究引起人们的广泛关注和兴趣。在短短的十几年中，很多种类的共扼聚合物如聚对苯乙烯撑,聚芴及它们的衍生物等新材料不断被合成出来并对其性能进行了较深入的研究。通过改变化学结构，它们的发光范围可以覆盖整个可见光区域。又由于有机电致发光薄膜技术较其它显示技术有其突出的优点，如功耗低、易弯曲、响应速度快、视角广、可大面积显示、发光色彩齐全等，并可与现有的多种标准、技术兼容制成成本低的发光器件，因而在实现彩色平板显示方面显示出了强大的生命力。正如2000年度诺贝尔化学奖获得者Alan Heege:所说，此领域发展异常迅速。

　　2.1.1、聚对苯乙烯

　　1990年，英国剑桥大学Friend研究组第一次利用聚对苯乙炔((PPV)制作PLED器件，在14 V电压下发出黄绿色光，引领了聚合物电致发光材料研究的全新时，PPV类聚合物作为一种电致发光材料最早被提出，而经过修饰以及改性的PPV衍生物，因其优秀的综合性能，也是目前被研究得最多的一类导电高分子发光材料。

　　2.1.2、聚噻盼

　　聚噻吩及其衍生物，聚噻吩及其衍生物是一类良好的导电聚合物，具有的稳定性非常好，在室温甚至较高的温度下可以稳定数年。1991年Ghmori通过实验用3一烷基取代的聚噻吩制得可以发红光的单层PLED。

　　2.1.3、聚芴

　　聚芴是目前研究最广泛的蓝光聚合物，其具有刚性的平面结构单元，有极好溶解性能，易加工，所以具有很好应用前景。但聚芴的合成很困难，1990年后，科学家们采用过渡金属催化的芳基偶连反应来进行聚合，才得到结构规整和分子量较高的聚芴。1996年，Pei等Yamamoto反应对2.7-二溴芴进行聚合，得到结构规整的聚芴，其数均分子达94000以上，在溶液和膜中均具有很高的荧光量子效率。Suzuki聚合反应也可用于制备交替结构的聚芴。

　　2.1.4、其他共轭导电高分子材料

　　聚噻吩、聚苯胺、聚苯等其他共轭导电高分子都有类似半导体材料那样的性能，也可以作为电致发光材料。

　　2.1.5、高分子稀土配合物

　　稀土元素具有独特的电子层结构，稀土化合物表现出许多优异的光、电、磁功能，具有一般元素所无法比拟的光谱学性质。而高分子稀土配合物即保持了稀土化合物的特性，有兼具高分子的加工性，所以稀士聚合物发光材料也有一定的应用前景。

　　2.2.1主要是红、绿、蓝三基色光。

　　想要有效全色显示，红、绿、蓝三基色是必备条件。我们使用的电视、显示器等都是通过红、绿、蓝三基色调节实现彩色显示的。高分子聚合物发光材料具有来源广、易成型、通过分子结构设计可调节发光颜色等有点，是制备大面积、低成本、全色柔性显示器件的首选材料之一。近些年来，在聚合物电致发光材料的制备、发光器件的效率、亮度和使用寿命等方面均取得很大的突破，甚至已经有实用化的产品出现，特别是红、绿、蓝三色聚合物发光材料的研究取得了相当诱人的进展。聚合物的发光波一长和其结构有密切的关系，因此通过分子设计可以得到不同的色系。如最初制备的聚合物电致发光材料PPS'，就是发出蓝绿色光。但在其聚合物链段上接上不同的基团，如进行烷氧基化、氰基化、或采用PPS'的毗睫环衍生物，可以得到从红光到蓝绿光的不同色系。而聚药是最为典型的蓝光聚合物，但其聚合物链段上接上不同的基团，可以得到从红光和绿光。但总体__七来说，目前的研究，红绿光聚合物较多，蓝光聚合物较少。

　　2.2.2、白光

　　白色光源作为照明材料、彩色显示和液晶显示的背光源等有着广泛的应用，因此最近一些年白光有机材料的研究和发展迅速。因为，白光本身就是多种色系的混合。所以，白光材料可以通过掺杂，或几种色系发光材料的复配得到。就目前的研究来说，纯的可以发白光材料还不多，主要是通过共聚在高分子主链上接枝上不同发光单元得到

　　电致发光器件主要由电子注入极、发光层、空穴注入极三部分组成，如图1所示。电子注入极即为电致发光器件器件的阴极，一般为功函较低的材料，如Ca,Mg等，提供多数载流子电子。发光层是由具有电致发光特性的半导体材料组成，如无机材料Ge,In,P等，有机小分子或高分子材料。空穴注入极，即为电致发光器件的阳极，一般为高功函材料，如氧化铟锡(ITO)提供少数载流子空穴。整个器件需附着在基质材料上(一般是玻璃)。为了工艺过程的方便，常常先将ITO沉积在玻璃基质上，作成导电玻璃。由于高分子电致发光材料具有较好的韧性，基质材料亦可选柔性的涤纶薄膜而制成可任意弯曲的电致发光器件。

　　电致发光器件具有一般半导体二极管的电学性质。当加上正向偏置电压时，其能级如图2所示。一般认为电致发光机理是在一定电场下，少数载流子与多数载流子复合而生成激子，激子经辐射衰减，通过导带与禁带间的跃迁，发出光子而发光。对于共扼高分子材料，它的共扼π与π轨道分别是最高占据分子轨道和最低未占分子轨道，其分别对应于高分子材料的导带与禁带。这类材料在一定电场作用下，载流子电子与空穴分别由阴极和阳极注入，电子与空穴分别在导带与价带间传输，两者相遇复合经辐射衰变而发光，显然辐射光子能量由价带与导带之间的能隙决定。

　　优化电致发光器件特性通常主要从两方面考虑:一是增宽其发光光谱区间，另一方面是提高其量子效率。联系器件特性与发光机理，对高分子材料而言，能有效地控制这类材料的价带与导带间能隙，可以得到不同光谱区间的电致发光材料。量子效率的提高主要从两方面入手:一是从材料本身着手，提高高分子材料的内量子效率;二是从器件结构着手，改变电子与空穴注入到发光层的数量与速度，增加载流子辐射复合几率，以提高器件的量子效率。

　　3.1.1有机高分子发光材料

　　有机高分子电致发光材料有多种分类，一般来说，可根据材料的分子结构，分为主链共扼高分子，非主链共扼高分子和掺杂高分子等三大类。用于电致发光的聚合物应满足以下要求:①具有高效率的固态荧光;②具有好的成膜性;③具有一定的载流子传输特性;④稳定性好，加工性能优良。

　　3.1.2主链共扼有机高分子电致发光材料

　　共扼聚合物中存在由碳原子等的尸Z轨道互重排形成的大7T键，具有与半导体相似的能带结构，可以用作有机发光器件的发光材料或空穴(电子)传输层。它包括聚对苯乙炔(PPV),聚咔哩、聚蕙、聚苯撑CPPP}、聚烷基药CPF)及其衍生物等。

　　PPV是最早使用的聚合物电致发光材料。因为其发射光颜色(能隙)可以通过改变分子主链上取代基的位置(空间效应和电子效应)、在主链内引入扭曲的共扼结构或非共扼碳桥等来调节，因此对其进行的研究也最为充分。许多科学工作者从两方面对PPV材料开展了大量的研究。一是通过分子设计合成取代的PPV来调节其Eg能隙以期获得不同发光颜色的PPV材料;二是通过合成前驱聚合物及加上柔性链来改善PPV的加工性能。

　　三环癸烷(亦称金刚烷)是一种含有10个碳原子和16个氢原子的环状四面体烃具有高度对称性，其对光很稳定，合成衍生物非常容易。Amruth。和Jayakannan X97合成了侧链有金刚烷取代的PPV衍生物(图3中1和2)。研究结果证明，钡」链引入金刚烷，可以增大聚合物分子的空间位阻，使主链间的距离增大，从而提高聚合物在固态时的光致发光。

　　聚咔唑具有良好的化学稳定性与空穴传输性，属于宽带隙有机半导体，发蓝光。刘治田将蒽类基团引入高分子可以获得性能良好的高分子发光材料。材料(图3中4)是将唔二哩的电子传输性能与共扼体系9，10苯乙烯基蕙的发光性能组合起来，分子内能量有效的从紫外光发色团唔二哩传递到绿光发色团9，10苯乙烯基蕙单元上发射出绿光(512 nm)}}}}o

　　夏养君等D z7通过Suzuki偶合反应得到了两种间位连接的三苯基吡啶同分异构体和9,9-二辛基药的交替共聚物PFOTPP(图3中5)。将间位连接的三苯基吡啶基引入聚芴主链能使聚合物的LUMO能级降低，光致发光光谱发生蓝移，得到了两种有望应用于电致蓝光发光器件。

　　3.1.3非主链共扼有机高分子电致发光材料

　　非主链共扼高分子材料的共扼度较短，电子云不是在整个聚合物分子的主链上移动，而是局限于侧链的挂接发光片段内。由于以小分子掺杂高分子形成的固溶体，在电场作用下小分子会发生迁移，聚集而造成结晶会使器件的性能受到影响，而这类材料是将小分子染料与高分子基质以共价键结合起来的重要方式。因为小分子的

　　种类多，造成侧链型聚合物EL也有多种。

　　一种重要的非主链共扼高分子材料是聚(N一乙烯基咔哩}}PV L}}(图4中1}，它是一种性能优良的空穴传输材料，发光波长处于蓝紫区域(410 nm)，因此一般用于空穴传输层和掺杂基质。孙力等D 37用不同溶剂中的前驱物旋涂PV K层，制备了ITO/PEDOT:PSS/PVK/Ca:Al器件，以及相同结构不同PV K分子量的器件。论证了PVK光谱中590 nm发光的来源—三线态的激基复合物，并且发现其强度依赖于PV K的分子构型，即在PVK分子中相邻咔哩基团重叠程度。通过比较不同紫外辐照剂量后的PVK器件的发光，发现适度的UV辐照后的PVK分子构型中相邻咔哩基团处于全重叠的状态增加，在电致发光时会形成更多的三线态激子，因而提高了高分子电致发光器件的发光效率。

　　聚药芴类高分子材料是目前研究最多也是最有市场潜力的发光材料之一。然而美中不足的是药所具有的刚性平面的联苯单元常常使材料在发光时易于形成激基缔合物而长波发射，其色纯度和发光颜色稳定性较差8956。Cheng等[IS]首先合成聚烷基药}PACz}(图4中4}，另外采用硅氢化反应合成基于蓝光电致发光的具有8个发色团的有机/无机杂化纳米结构低聚物倍半硅氧烷CPOSS-01}-0z}(图4中5}。发现POSS-011-0z的具有良好的热稳定性、电化学和良好的成膜性能。其溶液和固态的光学和光致发光光谱表明由于内部PUSS阻碍分子链的相互作用从而减小了聚集和激基缔合物的发生。POSS-011-0z}3%)和PACz}97%}混合物的光致发光颜色在经过200 0C/5 h后是稳定的，而纯的PACz在530nm是发出绿光。两者组成的电致发光器件也具有较高的最大亮度。由于有机/无机杂化结构的POSS-011-0z/PACz混合物的热稳定性和光电子特性，其在电子二极管方面具有潜在的应用价值。

　　3.1.4掺杂有机高分子电致发光材料

　　掺杂是改变发光颜色，提高发光效率和寿命的一个重要手段，由于其制作简便，目前得到了广泛的应用。掺杂需要有两种材料，即掺杂主体基质和客体功能材料。用于有机高分子电致发光材料的掺杂主体是高分子惰性基质。客体功能材料一般有两类，即小分子染料及高分子发光材料。

　　利用光致发光染料掺杂技术制备的有机发光二极管，发光颜色可遍及整个可见光区域，且效率高，寿命长。将染料掺杂到发光材料中制得的器件，其电致发光光谱会变窄，即色纯度提高。

　　3.2.1高分子发光材料成膜方法

　　高质量聚合物薄膜的制备是PLED器件制作的关键。相对于小分子材料，高分子可以通过结构调整制得可溶的材料，成膜的手段较多，如旋涂、印刷、打印等技术，可以使用造价较低的印刷型设备，因此相对于小分子LED,PLED具有低成本的优势。可以设想，随着高性能聚合物材料的不断研发和薄膜制备技术的进一步完善，PLED的产业化将会加速发展，并呈现更好的比较优势。

　　3.2.1.1旋转涂布

　　旋转涂布是其他高分子材料成膜的常用方法，最为简单便捷的，成膜的质量也比较好，在高分子发光材料发展早期，就借鉴此方法:高分子发光材料溶解在溶剂中，然后旋转涂布成膜，然后再通过真空蒸发的手段除去溶剂;或把前聚体溶解在溶剂中，通过旋转涂布成膜，然后在一定温度下反应，并除去溶剂及小分子副产物。旋转涂布法适用制备结构较为简单的单层、单色的发光器件。但在制备双层、多层发光器件时，高分子溶液中含有的溶剂会对前一层膜产生不良的影响。在制备面积较大的膜时，旋转涂布法会产生气泡、穿孔等缺陷，而且材料浪费较严重。而对于全彩显示的发光器件.因为结构较为复杂，旋转涂布法成膜也不易实现。

　　3.2.1.2印刷技术

　　随着LED技术发展，人们对其色彩、屏幕大小等显示要求也越高。而PLED在技术前景上的优势，使人们对PLED的期望更高，因此也就更迫切的希望开发出适合PLED的新的加工技术，以推动PLED产业化的进展。当初借鉴了印刷业的相关技术形成的印刷线路板技术，极大推动了电子业的升级，并使大规模集成线路板的发展成为现实。这也为PLED的发展提供了极大的参考，目前可应用于PLED发光器件的印刷技术有凹版印刷、丝网印刷等。通过印刷技术，把相应高分子发光材料印在衬底上形成三原色发光像素，制备PLED全彩显示的发光器件。凹版印刷技术可以连续操作，可以实现产业化，还可以制造柔性显示屏。2006年的SID会议上展出了Toploan Printing Co.,Ltd(凸版印刷株式会社)用这种技术制作的分辨率为210 ppi的原型产品[9]。XArizona大学的Jahbour教授也对丝网印刷技术进行了研究，其网印密度可达380meshl}"]}但由于用于印刷的母版的清洗较为困难，容易在衬底上产生交差的污染，所以可能降低制得的器件的发光性能。

　　3.2.1.3喷墨打印

　　在制备P L E D的印刷技术发展的同时，喷墨打印技术也得到了发展，取得了更为好的效果，并迅速被广泛接受。喷墨打印技术把空穴传输。及可发红、绿、蓝三色高分子材料当“墨水”，通过微米级的打印喷头，喷涂在ITO导电玻璃衬底的子像素坑中，形成三基色发光单元。这种技术可以通过高分子溶液浓度的调节得到均匀的膜层，打印时不用接触衬底材料避免污染，且打印精确减少材料浪费。如果利用多个喷头，这种技术可缩短时间，还可实现规模化生产。

　　1998年，Yang等人在SID会议上展出了使用喷墨打印技术制备PLED器件，同年I1月他们又使用喷墨打印技术成功制备出双色PLED器件nn0 1999年Seiko Epson与CDT合作在美SID上展示第一台采用喷墨打印技术制造的PLED全彩显示器用喷墨打印技术成功制备出双色PLED器件nn0 1999年Seiko Epson与CDT合作在美SID上展示第一台采用喷墨打印技术制造的PLED全彩显示器，16灰阶

　　可显4096色，约有30.000画素，达120ppi，采用主动式动式驱动是发展的趋势。

　　3.2.2高分子发光器件的结构

　　3.2.2.1单层

　　单层聚合物薄膜被夹在ITO阳极和金属阴极之间，形成了最简单的单层PLED。其中聚合物薄膜既作发光，又兼作电子传输层和空穴传输层。1990年英国剑桥大学的Friend研究小组以PPV高分子材料制作的发黄绿色PLED，其结构为ITO/PPV/Ca，就是单层结构。由于单层器件的载流子注人不平衡，金属电极容易导致电极对发光的淬灭等原因，一般单层结构PLED发光效率都不高。

　　3.2.2.2双层

　　双层结构主要有两种形式.一种是阳极/聚合物发光材料/电子传输层/阴极，一种是阳极/空穴传输层/聚合物发光材料/阴极，主要是引进一个载流子传输层，增加电子或空穴的传输能力，增加其发光效率。1992年剑桥大学的研究人员鉴于单层结构ITO/PPV/Ca之二极管的效率不高，于加人一层hutvl-PBD分散于PMMA的高分子层作为电子传输层，其结构为ITO l PPV/PBD-PMMA/Ca，以提升电子的传递，使量子效率由0.05%大幅地提升至0.8%}I'}

　　Uniax的研究人员1995年发展出结构为ITO/Polyaniline-CSA-PES l MEH-PPV 1 Li:Al合金的PLED,以掺杂聚苯胺作为空穴传输层，其起始电压仅1.7V，在3V时有超过400cd/的亮度，外部量子效率为2.23oIoo在ITO与发光层之间加人一层掺杂过的导电性高分子，对于组件的稳定性与使用寿命有很大的助益，此成果Uniax已经申请X专利”4}。目前，这种ITO/空穴传输层/!聚合物发光材料l阴极结构逐渐成为PLED器件的主流架构。Bayer公司利用聚嘎吩衍生物的PEDOT-PSS系统，取代原先的聚苯胺系统，并已经进一步商品'iU.vl51o

　　3.2.2.3多层

　　如果在阳极加上一个空穴传输层，阴极加一个电子传输层，形成阳极/空穴传输层/聚合物发光材料/电子传输层/阴极的结构，就可以制得多层的PLED，但多层结构的PLED结构复杂，制作较为不易。

　　3.2.2.4PLED显示驱动方式

　　对于PLED显示特别是全彩显示，其驱动技术十分重要。驱动电路完成两个功能，一是提供受控电流以驱动PLED，其次。在寻址期之后继续提供电流以保证各像素连续发光。因此，驱动电路对于保证PLED显示器的能力非常重要。

　　PLED的驱动方式分为被动式驱动(无源驱动)和主动式驱动(有源驱动)。被动式驱动采用背光源，不易制得大屏幕的显示器。主动式驱动各个像素是同时发光的。这样单个像素的发光亮度的要求就降低了，电压也得到了相应的下降，这就意味着功耗要低得多，适合于大面积显示。而且主动式驱动电路藏于显示屏内，更易小型化和提高集成度，其体积也可大大降低，特别适合超薄、甚至柔性显示器的制作。

　　PLED显示驱动方式，起源于LCD的驱动技术，LCD采用电压驱动.而PLED却依赖电流驱动，因此其驱动技术又有所区别。但总体上和LCD驱动技术相似，被动式驱动较为成熟，目前还是处于主流地位，但主动式驱动是发展的趋势。

　　经历二十多年发展，高分子发光材料无论在发光原理、材料体系还是在器件性能等方面均取得了重要进展，各项性能指标得到了大幅度提高，部分指标达到了实用化要求.例如，以聚药为代表的高分子荧光材料的发光颜色已经覆盖整个可见光区域，特别是蓝、绿、红三基色以及白光的实现，为高分子发光器件在全色显示和白光照明方面的应用奠定了基础.高分子磷光材料在掺杂剂、高分子主体和拓扑结构优化等方面的研究进展，为制备具有实际应用价值的高效率高分子发光器件提供了有效途径.近年来，具有热活化延迟荧光效应的高分子发光材料引起研究者的高度关注，部分材料的发光效率已经可以与高分子磷光材料相媲美，为未来发展低成本、高效率、高稳定性等综合性能优异的高分子发光器件提供了全新思路.随着喷墨打印、大面积薄膜制备等各项技术的进一步完善，基于高分子发光材料的电致发光器件必将成为新一代平板显示与照明技术的有力竞争者，具有非常光明的发展前景.尽管如此，高分子发光材料的发展目前仍然面临诸多挑战，主要表现在以下几个方面:(1&gt蓝光高分子材料的发光效率和器件稳定性函待提高.蓝光高分子材料的器件性能与红光和绿光高分子材料相比尚有较大差距

　　(1>蓝光高分子材料的发光效率和器件稳定性函待提高.蓝光高分子材料的器件性能与红光和绿光高分子材料相比尚有较大差距，特别是深蓝光高分子材料的发展尤为滞后，这在很大程度上制约了高分子发光器件在全彩显示和白光照明方面的实际应用.一般而言，蓝光高分子带隙较宽，载流子注入较为困难，因此其发光颜色和器件效率之间的协同调控难以实现.同时，蓝光高分子较高的激发态能量也往往导致材料化学结构的破坏，从而影响材料的使用寿命.未来的研究重点应该集中在两方面，一是提高蓝光高分子荧光材料的器件效率，在保持其高色纯度(色坐标x<0.15,y<0.10)和长寿命(T9s}1000 h)的同时，将电流效率提高至10 cd/A以上.二是发展高色纯度和高稳定性的蓝光高分子磷光材料.尽管基于FIrpic的蓝光磷光高分子在发光效率上已经取得突破，但FIrpic是天蓝光发射，色纯度不佳，更关键的是其稳定性较差，特别是处于激发态下的FIrpic分子易于发生分解，大大缩短了蓝光高分子磷光材料的器件寿命.未来基于非FIrpic体系发展高稳定性的蓝光以及深蓝光高分子磷光材料应该成为未来的发展方向.

　　(2)白光高分子材料的研究需要持续加强.目前白光高分子材料的发光效率、显色指数和工作寿命还有较大的提高空间，尤其是高亮度下的功率效率有待提高.要实现综合性能指标的协同提升，需要材料设计、器件结构、组装工艺等方面的共同努力.仅从材料发展角度，将磷光掺杂剂应用到白光高分子材料的设计与合成的最大优势在于可以获得比白光高分子荧光材料更为优异的发光效率.但是，目前文献报道的荧光/磷光混合型白光高分子的发光效率均较低，很多材料甚至未达到白光高分子荧光材料的性能指标.因此，设计与合成高效的荧光/磷光混合型白光高分子以及全磷光白光高分子材料，特别是协调设计磷光掺杂剂与高分子主体材料，将是实现白光高分子材料性能突破的重要方向.

　　(3)高分子TADF材料的综合性能有待提升.目前高分子TADF材料的发展尚处于起步阶段，其综合发光性能还有待提高.相比于绿光高分子TADF材料，蓝光高分子TADF材料的报道很少，其电致发光行为的研究更加lG乏.同时，红光高分子TADF材料的器件性能较差，发光效率与红光高分子磷光材料相比还有较大差距.从分子设计角度，高分子TADF材料目前沿用了有机小分子TADF材料的设计思路.但高分子材料具有不同于小分子的结构特点，其结构单元更多，连接方式更加复杂，给一受体之间相对含量变化更加多样.如何针对这些特点建立高分子TADF材料的化学结构与4EsT,荧光量子效率、RISC速率等参数之间的内在关联，进而发展综合性能优异的蓝光、绿光和红光高分子TADF材料，无疑应该成为该研究主题的主攻方向.

　　总之，相信随着化学、物理、材料、器件交叉研究的不断深入，高分子发光材料的综合性能必将不断提高，从而大大加快高分子发光器件的实用化和产业化进程.