高分子发光材料及器件

摘要：PLED是近年来国际上的研究热点，本文介绍高分子发光材料及器件的研究状况，并对近些年来国内外的PLED的产业化发展做了简述。

关键词：PLED、高分子发光材料、器件、研究进展、产业化

Progress in polymer electroluminescent materials and the diodes

如今，“低碳”成为时尚话题，低碳生活也逐渐被人们接受和推崇。LED材料由于其低耗、高效的特点，在照明、显示、信息技术方面有着重要的作用，在当前低碳经济的背景下也大有可为。传统的LED材料多为硅系等无机材料，在处理过程中有较大的污染，而无机材料加工性差，也限制了其应用。20世纪60年代，Pope首先发现了有机体蒽单晶片的电致发光，但驱动电压大、效率低，没有引起大的关注。1987年美国柯达公司的华人科学家C.W.Tang（邓青云）等用8-羟基喹啉铝制备了驱动电压小于10V，高效率的发光器件，开创了有机电致发光材料及器件研究的新局面。1976年，白川英树、Heeger和MacDiarmid发现，聚乙炔经过搀杂后可变为导电体，从此开创了导电高分子这一新的天地。现在研究的导电高分子材料，其半导体的特性和金属导电性，加上高分子材料加工性和柔韧性使其具有已成为许多先进工业部门和尖端技术领域不可缺少的一类材料。1990年剑桥大学Burroughes等人制备较高电导率的PPV，并发现其电致发光性能。高分子LED材料逐渐人们研究的热点。

一、常用的高分子发光材料

1、聚对苯乙烯

1990年，英国剑桥大学的Friend研究小组首先利用聚对苯乙炔(PPV)制作PLED器件，14 V电压下发出黄绿色光，开创了聚合物电致发光材料研究的新时代。PPV类聚合物作为电致发光材料最早被提出，而经过修饰和改性的PPV衍生物，因其综合性能优秀，也是目前研究得最多的一类导电高分子发光材料。

2、聚噻吩

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等人用3-烷基取代的聚噻吩制得可以发红光的单层PLED[3]。

3、聚芴 [4]

聚芴是研究最广泛的蓝光聚合物，其具有刚性的平面结构单元，且9位上极易引入柔性烷基，有极好溶解性能，易于加工，具有很好应用前景。但聚芴的合成较为困难，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。

4、其他共轭导电高分子材料

而聚噻吩、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。

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，所以稀土聚合物发光材料也有一定的应用前景[5]。