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導電高分子材料的優點范文1
關鍵詞：高分子材料；功能；研究現狀；發展前景
前言
在我們的日常生活中，材料隨處可見，材料的發展水平直接影響我們的生活質量。高分子材料在我們日常生活的應用中擁有很多的優勢，與現代化生產非常吻合，同時它也產生了很高的經濟效益等，因此它在工業上發展的十分迅速。在過去，20世紀60年展起來的功能高分子材料是屬于那時的一個新興領域，這個新興領域同時滲透到能源和電子以及生物三大領等。而如今，21世紀的科技不斷創新，也有了新型有機功能高分子材料，它們在人們的生產和生活中扮演著一個越來越重要的角色。
1 功能高分子材料的定義
功能高分子材料是指同時兼顧有兩種性能的復合高分子材料，性能一：傳統高分子材料的所體現出來的性能，性能二：某些特殊功能的基團所體現出來的性能。一般說來，具有傳遞信息、轉化能量和貯存物質作用的高分子及其復合材料為功能高分子材料，或者還可以理解為具有能量轉換的特性、催化特性、化學反應活性、磁性、光敏特性、藥理性、導電特性、生物相容性、選擇分離性等功能的高分子及其復合材料，同時還具有原有力學性能的基礎。
2 功能高分子材料的工程實際應用
目前，在工程上應用較廣泛而且具有重要應用價值的一些功能高分子材料主要分為以下幾種：光功能高分子、液晶高分子、電功能高分子、吸附分離功能高分子、反應型功能高分子、醫用功能高分子、環境降解功能高分子、高分子功能膜材料等。下文中具體從這幾方面闡述：
（1）光功能高分子材料。指在光的作用下能夠產生物理變化，如光導電、光致變色或者化學變化，如光交聯、光分解的高分子材料，或者在物理或化學作用下表現出光特性的高分子材料。光功能高分子材料主要應用在電子工業和太陽能的開發利用等方面。
（2）液晶高分子材料。液晶高分子是一種新型的功能高分子材料，它是分子水平的微觀復合，由纖維與樹脂基體在宏觀上的復合衍生而來，也可以理解為在柔性高分子基體中以接近分子水平的分散程度分散增強劑（剛性高分子鏈或微纖維）的復合材料。強度高、模量大是液晶高分子材料的主要特點，它在復合材料、纖維和液晶顯示技術等方面的應用非常廣泛。
（3）電功能高分子材料。電功能高分子材料主要表現為在特定條件下表現出各種電學性質，如熱電、壓電、鐵電、光電、介電和導電等性質。根據其功能劃分，主要包括導電高分子材料、電絕緣性高分子材料、高分子介電材料、高分子駐極體、高分子光導材料、高分子電活性材料等。同時根據其組成情況可以分成結構型電功能材料和復合電功能材料兩類。電功能高分子材料在電子器件、敏感器件、靜電復印和特殊用途電池生產方面有廣泛應用。
（4）吸附分離高分子材料。吸附分離功能高分子按吸附機理分為化學吸附劑、物理吸附劑、親和吸附劑，按樹脂形態分為無定形、球形、纖維狀，按孔結構分為微孔、中孔、大孔、特大孔、均孔等，吸附分離功能高分子主要包括離子交換樹脂和吸附樹脂。
（5）反應型功能高分子材料。反應功能高分子是有化學活性、能夠參與或促進化學反應進行的一種高分子材料。它是將小分子反應活性物質通過共價鍵、離子鍵、配位鍵或物理吸附作用結合于高分子骨架，主要用于化學合成和化學反應。
（6）醫用功能高分子材料。在生物體產生生理系統疾病時，一些特殊的功能高分子材料有對疾病的診斷、治療、修復或替換生物體組織或器官，增進或恢復其功能的作用，此類特殊的功能高分子材料稱為醫用功能高分子材料。一般來說，醫用功能高分子材料多用于對生物體進行疾病的診斷和疾病的治療以及修復或替換生物體組織或器官和合成或再生損傷組織或器官，具有延長病人生命、提高病人生存質量等作用，在醫療方面被廣泛應用。
（7）環境降解高分子材料。高分子材料在發生降解反應的條件有許多，如機械力的作用下發生的降解稱為機械降解，此外在化學試劑的作用下可發生化學降解，在氧的作用下可發生氧化降解，在熱的作用下可發生熱降解，在光的作用下可發生光降解，在生物的作用下可發生生物降解等。具有此類功能的高分子稱為環境降解高分子材料。
（8）高分子功能膜材料。高分子功能膜是一種具有選擇性透過能力的膜型材料，同時也是具有特殊功能的高分子材料，一般稱為分離膜或功能膜。使用功能膜分離物質具有以下突出的優點：具有較好的選擇性透過性，透過產物和原產物位于膜的兩側，便于產物的收集；分離時不發生相變，同時也不耗費相變能。從功能的角度，高分子分離膜具有識別物質和分離物質的功能，此外，它還有轉化物質和轉化能量的其它功能。利用其在不同條件下顯出的特殊性質，已經在許多領域獲得應用。
3 功能高分子材料的發展前景
人類賴以生存和發展的物質基礎離不開材料，材料的發展關系到社會發展和國民經濟以及國家的安全，同時也是體現國家綜合實力的重要標志。高新技術和現代工業發展的基石離不開高分子材料，國民經濟基礎產業以及國家安全不可或缺的重要保證同樣也離不開高分子材料。而功能高分子材料由于其優越性，使得其在材料行業中發展迅速。
未來材料科學與工程技術領域研究的重要發展方向離不開功能高分子材料，材料、信息和能源理所當然的被評為新科技革命時代的三大根基，信息和能源發展離不開材料領域中功能高分子材料作為它們物質基礎所起到的重要作用，新型功能高分子材料的研究與發展主要取決于現代學科交叉程度高這一特點。在傳統的三大合成材料以外，陸陸續續又出現了具有光、電、磁等特殊功能的高分子材料以及功能高分子膜，同時也出現了生物高分子材料，隱身高分子材料等許多具有特殊功能的高分子材料，與此同時功能高分子材料的發展速度依然保持著加快的狀態，顯然它們對新技術革命影響非常之大。這些新型的功能高分子材料在我們的尖端科學技術領域和工農業生產以及日常生活中扮演著越來越重要的角色，21世紀人類社會生活必將與功能高分子材料密切相關。
4 結束語
功能高分子材料是一門研究高分子材料變化規律以及實際應用技術的一門學科，在高分子材料科學領域中的發展速度是最快的，同時也是與其它科學領域交叉最為密切的一個研究領域。它是以高分子物理、高分子化學等相關學科為基礎，同時與物理學和生物學以及醫學密切聯系的一門學科。因此學習這門學科能讓我們很好的將高分子學科的知識綜合運用起來，進而使我們對高分子學科有更深刻的認識，讓我們受益匪淺。
參考文獻
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導電高分子材料的優點范文2
關鍵詞：高分子材料,；材料成型； 控制技術
中圖分類號： TB324文獻標識碼：A 文章編號：
前言
隨著現代社會科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技術得到了飛速的發展，在現代化的工業建設中起著越來越重要的作用。下面通過簡要敘述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型過程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技術。
1.高分子材料成型的基本原理及問題
通常，在傳統的高分子工業生產中,高分子材料的制備和加工成型是兩個截然不同的工藝過程。制備過程主要是化學過程：單體、催化劑及其他助劑通過反應堆或其他合成反應器生成聚合物。聚合反應往往需要幾小時甚至數十小時, 部分聚合反應還需要在高溫、高壓或真空等條件下進行。聚合反應結束后再分離、提純、脫揮和造粒等后處理工序。制備過程流程長、能耗高、環境污染嚴重,增加了制造成本。合成的聚合物再通過加工成型,得到制品。一般采用擠塑、注塑、吹塑或壓延等成型工藝,設備投資大。此外,加工過程中,聚合物需要再次熔融,增加了能耗。高分子材料反應加工是將高分子材料的合成和加工成型融為一體,賦予傳統的加工設備(如螺桿擠出機等)以合成反應器的功能。單體、催化劑及其他助劑或需要進行化學改性的聚合物由擠出機的加料口加入,在擠出機中進行化學反應形成聚合物或經化學改性的新型聚合物。同時,通過在擠出機頭安裝適當的口模,直接得到相應的制品。反應加工具有應周期短(只需幾分到十幾分鐘)、生產連續、無需進行復雜的分離提純和溶劑回收等后處理過程、節約能源和資源、環境污染小等諸多優點。
高分子材料的性能不僅依賴于大分子的化學和鏈結構,而且在很大程度上依賴于材料的形態。聚合物形態主要包括結晶、取向等, 多相聚合物還包括相形態( 如球、片、棒、纖維及共連續相等) 。聚合物制品形態主要是在加工過程中復雜的溫度場與外力場作用下原位形成的。
高分子反應加工分為兩個部分：反應擠出和反應注射成型。目前國內外研究與開發的熱點集中在反應擠出領域。高分子材料的反應擠出通常包括兩個方面：一是將反應單體、對話及核反應助劑直接引入螺桿擠出機,在連續擠出的過程中發生聚合反應,生成聚合物；二是將一種或數種聚合物引入螺桿擠出機, 并在擠出機的適當部位加入反應單體、催化劑或反應助劑, 在連續擠出的過程中,使單體發生均聚或與聚合物共聚,或使聚合物間發生偶聯、接枝、酯交換等反應, 對聚合物進行化學改性或形成新的聚合物。反應加工過程中涉及的化學反應有自由基引發聚合、負( 或正) 離子引發聚合、縮聚、加聚等多種反應類型, 與傳統反應需數小時或十幾小時相比,其反應時間往往只有幾分鐘或幾十分鐘。
高分子材料的合成和制備一般是由幾個化工單元操作組成的,高分子反應加工把多個單元操作熔為一體,有關能量的傳遞和平衡,物料的輸運和平衡問題,與一般單個化工單元操作截然不同。由于反應加工過程中發生的化學反應(聚合)多為放熱反應,傳統聚合過程是利用溶劑和緩慢反應解決傳熱與傳質問題的,而在聚合反應加工過程中,物料的溫度在數分鐘內將達到 400-800℃,若不將反應過程中產生的熱及時的脫除,物料將發生降解和炭化。傳統的加工過程是通過設備給聚合物加熱,而聚合反應加工中是需要快速將聚合生成的熱量通過設備移去,因此,必須從化學工程和工程熱物理學兩個方面開展相應的基礎研究。
高分子材料的物理機械性能、熱性能、加工性能等均取決于其化學結構、分子結構和凝聚態的形態結構,而高分子材料的形態結構則與加工工藝有著密切的關系。
流變學是研究物體流動和變形的科學,高分子材料流變學是其成型加工成制備的理論基礎。伴隨化學反應的高分子材料的流變性質則有其自身的規律和特點。因此, 研究反應加工過程中的化學流變學問題將為反應加工過程的正常進行和反應產物加工成制品提供重要的理論基礎。
2高分子材料成型過程中的控制
一般說來，在六七十年代主要重視的是單一聚合物在通常加工過程中的形態；到了七八十 年代以通常聚合物共混物相形態形成規律以及單一聚合物在特殊加工條件下形態成為主要研究對象；九十 年代以來,主要從控制聚合物形態規律出發, 研究新型聚合物、新型加工過程中聚合物形態形成、發展及調控, 通過新型形態及特殊形態的形成,獲得性能獨特的單一或多相高分分子材料。
我國是自 20 世紀 80 年代以來,對聚合物及其共混物在加工中形態發展和控制給予了高度重視。方向上大體是與國際同步的。近年來,我們國家主要研究內容涉及高分子材料加工過程中形態控制的科學問題,包括高分子在復雜溫度、外力等各種外場作用下聚合物形態結構演化、形成規律以及在溫度、壓力等各種極端狀態下高分子聚集態結構的特點。在已取得的理論成果知道下,開發了多種新型高分子材料,有的產生了良好經濟效益。多數聚合物多相體系不相溶,給共混物加工中形態控制和穩定帶來困難。通常是加入第三組分改善體系的相容性。聚合物加工中制品處于非等溫場中,制品溫度對其形態及性能有很大影響。但在通常聚合物加工中制品溫度控制非常盲目,原因是很難知道不同制品位置溫度隨時間的變化關系。關鍵是要弄清楚聚合物及其共混物在非等溫場作用下制品溫度隨時間變化關系。研究微纖對基體聚合物結晶形態、結構的影響,發現不僅拉伸流動行式成核和纖維成核,而且發現纖維在拉伸流動場作用下輔助成核。將導電離子組裝到微纖中, 使微纖在體系中形成導電三維網絡結構,從而顯著降低體系的導電逾滲值和獨特的 PTC(電阻正溫度效應)和 NTC(電阻負溫度效應)效應。
高分子材料的形態與物理力學性能之間有密不可分的關系,這是高分子材料研究中的一個永恒課題。與其他材料相比, 高分子材料的形態表現出特有的復雜性：高分子鏈有復雜的拓撲結構、共聚構型和剛柔性,可以通過現有的合成方法進行分子設計和結構調整；高分子長鏈結構使得其熔體有粘彈性；高分子的馳豫時間很寬,并在很小的應變作用下出現強烈的非線。
3高分子材料的發展趨勢
高分子材料的高性能化：現有的高分子材料雖已有很高的強度和韌性,某些品種甚至超過鋼鐵,但從理論上推算,還有很大的潛力。另外,為了各方面的應用, 進一步提高耐高溫、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料發展的重要方向。改善加工成形工藝、共混、復合等方法, 是提高性能的主要途徑。
高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。這種特定作用能力, 即“特定功能”是由于高分子上的基團或分子結構或兩者共同作用的結果。這類高分子材料又稱為功能高分子。例如, 高吸水性材料、光致抗蝕材料、高分子分離膜、高分子催化劑等,都是功能化方面的研究方向。
高分子材科的生物化：生物化是高分子材料發展最快的一個方向。各種醫用高分子就屬于這一范疇。有人認為,除人腦僅 1.5kg 重的大腦外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外, 生命的基礎,細胞、蛋白質、胰島素等也均屬于高分子。生物化于是成為高分子科學的一個最主要發展方向。如合成或模擬天然高分子,使之具有類似的生物活性,代替天然的組織或器官。
結束語
綜上所述，在科技日益進步的今天，我國必須走具有中國特色的發展高分子材料成型加工技術與裝備的道路，把握技術前沿，培育自主知識產權。促進科學研究與產業界的結合，加快成果轉化為生產力的進程，加快我國高分子材料成型加工高新技術及其產業的發展是必由之路。
參考文獻：
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導電高分子材料的優點范文3
Abstract： Function polymer materials are rapidly developing in recently years. But there are not any generalizations to the development of shape memory polymers. The defined， mechanism， characterization and the preparation of the most simulative shape memory polymer are briefly introduced in this paper. Then the developing prospects are also reviewed.
關鍵詞： 功能高分子材料；展望；形狀記憶
Key words： functional polymer materials；outlook；shape memory polyer
中圖分類號：TB324 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2012）31-0303-02
0 引言
隨著社會的進步和科學技術的發展，一般的材料難以滿足日益復雜的環境，因此需要具有自修復功能的智能材料——形狀記憶材料。20世紀50年代以來，各國相繼研究出在外加刺激的條件（如光、電、熱、化學、機械等）經過形變可以回復到原始形狀的具有形狀記憶功能的材料，它可分為三大類，形狀記憶合金、形狀記憶陶瓷和形狀記憶聚合物材料。高分子產業的迅速發展，推動了功能高分子材料得到了蓬勃發展。形狀記憶聚合物材料的獨特性，廣泛應用于很多領域并發展潛力巨大，人們開始廣泛關注[1]。
1 功能高分子材料研究概況
功能高分子材料是20世紀60年代的新興學科，是滲透到電子、生物、能源等領域后開發涌現出的新材料。由于它的內容豐富、品種繁多、發展迅速，成為新技術革命不可或缺的關鍵材料，對社會的生活將產生巨大影響。
1.1 功能高分子材料的介紹 功能高分子材料是指具有傳遞、轉換或貯存物質、能量和信息作用的高分子及其復合材料，或具體地指在原有力學性能的基礎上，還具有化學反應活性、光敏性、導電性、催化性、生物相容性、藥理性、選擇分離性、能量轉換性、磁性等功能的高分子及其復合材料，通常也可簡稱為功能高分子，也可稱為精細高分子或特種高分子[2]。
1.2 功能高分子材料分類 可分為兩類：第一類：以原高分子材料為基礎上進行改性或其他方法，使其成為具有人們所需要的且各項性能更好的高分子材料；第二類：是具有新型特殊功能的高分子材料[3]。
1.3 形狀記憶功能高分子材料 自19世紀80年現熱致形狀記憶高分子材料[4]，人們開始廣泛關注作為功能材料的一個分支——形狀記憶功能高分子材料。和其它功能材料相比的特點：首先，原料充足，形變量大，質量輕，易包裝和運輸，價格便宜，僅是金屬形狀記憶合金的1%；第二，制作工藝方簡便；形狀記憶回復溫度范圍寬，而且容易加工，易制成結構復雜的異型品，能耗低；第三，耐候性，介電性能和保溫效果良好。
形狀記憶聚合物（SMP）代表一項技術上的重要的類別刺激響應的材料，在于形狀變動的反應。更確切地說，傳統意義上的SMP是聚合物變形，隨后能固定在一個臨時的形狀，這將保持穩定，除非它暴露在一個適當的外部刺激激活了聚合物恢復到它原來的（或永久的形狀）。因此，相關的反應被稱為聚合物內的形狀記憶效應（SME）。雖然各種形式的外部刺激可以被用來作為恢復觸發，最典型的一種是直接加熱，通向溫度增加[4]。
2 部分形狀記憶高分子材料的制備方法
2.1 接枝聚乙烯共聚物 在形狀記憶聚乙烯中，交聯（輻射或化學）是必須的，但是交聯程度過高會導致聚合物的加工性能不好，因此最好是將交聯放在產品制造的最后一步：Feng Kui Li等采用尼龍接枝HDPE獲得了形狀記憶聚合物。他們采用馬來酸酐和DC處理熔融HDPE在180℃反應5分鐘，然后在230℃下和尼龍-6反應5分鐘得到產物。SEM照片顯示尼龍微粒小于0.3μm，在HDPE中分散良好，兩者界面模糊，顯示兩者形成化學粘合；而尼龍和HDPE簡單混合的SEM照片中兩者界面明顯試驗同時表明，隨著DCP含量和尼龍含量的提高，共聚物中形成了更多的共聚物具有和射線交聯聚乙烯（XPE）SMP相似的形狀記憶效應，形變大于95%，恢復速度好于射線交聯的聚乙烯SMP，該聚合物在120℃左右形狀恢復達到最大。對其機理研究表明，接枝在PE上的尼龍形成的物理交聯對形狀記憶效應有重要作用。值得注意的是該共混物是僅僅通過熔融混合得到的，工藝非常簡單，而且采用的是通用聚合物，因此該方法值得推廣[5]。
2.2 聚氨酯及其共混物 聚氨酯是含有部分結晶相的線性聚合物，該聚合物可以是熱塑性的，也可是熱固性的。聚氨酯類形狀記憶材料，軟段的結構組成和相對分子質量是影響其臨界記憶溫度的主要因素，硬段結構對記憶溫度影響不大。
采用聚氨酯和其它聚合物共混，可以改善性能，得到所需要的產物。有報道采用聚己內酰胺（PCL）、熱塑性聚氨酯（TPU）和苯氧基樹脂制得的形狀記憶材料。發現該產物隨著組成的變化而玻璃化轉化溫度不同；同時發現PCL部分在混合物中結晶相消失，說明結晶過程被阻礙。改混合物具有形狀記憶效應的原因在PCL/苯氧樹脂作為了可逆相。該混合物的玻璃化溫度可以通過TPU/苯氧基樹脂的混合比例和種類決定，增加混合物中固定相和減少TPU鏈長度可以減少滯后效應。報道采用PVC和PU共混也能得到SMP。該混合物中存在PVC/PCL形成的無定形相，混合物的玻璃化的溫度也隨著PVC/PCL的組成變化而平穩的發生變化，固定相記憶著最初形狀[6-8]。
3 國內外形狀記憶高分子材料研究現狀
3.1 國內研究現狀 國內研究的形狀記憶高分子材料多以聚氨酯和環氧樹脂基為主，加入添加劑或固化劑進行改性，可以得到滿足基本要求的SMPs，但是由于其自身缺點的約束，所以限制了其使用范圍。最近幾年來，形狀記憶合金以利用聚合物為基體添加其他成分，突出各個優點進行對比，得到一些性能良好的形狀記憶材料因此我們列舉國內最新的SMPs研究。
魏堃等人將新型聚合物固化劑與環氧樹脂（EP）進行機械共混，進行適度交聯固化后，制出具有較低玻璃化轉變溫度（Tg）的無定型EP體系，得出結果顯示適度交聯固化的EP體系具有良好的形狀記憶特性。
高淑春等人利用活化濺射方法制備TiO2薄膜，以Ni-Ti形狀記憶合金生物材料為基體，附著在形狀記憶和金材料的表面，其跟血液相容性比較好，因此具有較高的臨床使用價值。
3.2 國外研究現狀 對比國內，國外的SMPs發展比較早，例如：美國、日本、德國等由于具有先進的設備和理論基礎，因此在各個方面相對國內都比較成熟，所以本人參考最近國外SMPs相關研究在此論述。
Y.C.Lu等人利用環氧基的形狀記憶材料設計模擬服務環境所能反映出的預期性能要求即
①暴露在紫外線輻射下循環為125分鐘；②在室溫下沉浸油內；③浸泡在熱水中49℃。一種新穎的高溫壓痕法評估適應條件的SMPs的形狀和力學性能。結果表明對于有條件的比較一般環境條件SMPs的玻璃化轉變溫度降低與較高模和敏感應變速率。如果溫度設定低環境條件影響的SMPs形狀恢復能力。特別是紫外線暴露和浸入水中的SMPs回復率明顯低與無條件的材料。當回復溫度高于Tg，材料的回復能力相對保持不變。
R.Biju等人用雙酚A（BADC）與縮水甘油醚或者雙酚A（DGEBA）與苯酚螯合物（PTOH）通過一系列聚反應合成熱固性聚合物表現出具有形狀記憶性能。利用差示掃描量熱分析、紅外光譜及流變儀來表征其固化特征。以不同比例DGEBA/PTOH/BADC混合，研究了它們的彎曲、動態力學性能以及熱性能；對于一個給定的成分，彎曲強度和熱穩定性隨著氰酸酯濃度增加而增加，而這些特性隨著PTOH濃度的增加而降低，儲存模量表現出相似的趨勢。這個轉變溫度（Tt）隨著整體氰酸酯含量的增加而增加。這些聚合物在形狀記憶性能顯示出良好的恢復形狀，并且形狀恢復時間減少。而顯示恢復時間與形狀恢復模量增加（Eg/Er）剛好相反。這個轉變溫度可調諧反應物組成及變形恢復速度隨驅動的溫度增加而增加。這些環氧基氰酸鹽系統具有良好的熱、力學和形狀記憶特征很有希望用在智能電氣領域。
4 展望
由于SMP有著豐富的后備資源，而且形狀記憶的方式靈活，具有廣闊應用和發展前景。因此本文認為，有很多重要因素影響將SMPs技術成功轉化成生產應用，例如：標準化的不同方法描述為量化形狀記憶材料的性能。應該進一步完善形狀記憶原理，在分子結構理論和彈性形變理論基礎之上，建立形狀記憶的數學理論模型，為開發新材料奠定了理論基礎；運用分子結構理論、實驗設計原理和改性技術知識，提高形狀記憶各項性能、豐富品種、滿足不同的應用需要，增強應用和開發研究，拓寬應用領域，盡快轉化為生產力。
形狀記憶高分子與形狀記憶合金相比具有感應溫度低，且形狀記憶高分子因其獨特的優點而具有廣泛的應用前景，但是我們也應該看到在開發應用上仍存有一些不足[22]：形變回復力?。恢挥袉纬绦螤钣洃浌δ?，沒有雙程性記憶和全程記憶等性能；優化制作設計與工藝，開發更多優秀的品種，在研究聚合物基的SMP中有許多重要工作需要我們一步步努力去做，在完善SMP過程中，同時要研究復合社會不同需求的產品。
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導電高分子材料的優點范文4
作為開創了手性大分子全新領域的手性導電高分子聚合物，對科學研究者產生了極大的吸引力。手性導電高分子聚合物的優點在于：1、導電性能佳；2、在溶液里，能提現其良好的承受PH值發生轉變的能力；3、在溶液里，具有出色的氧化還原性；4、良好的手性選擇性；5、優秀的分子識別能力。這些能力使其將來會在電化學開關、手性色譜、手性化學傳感器、膜層析技術及表面修飾電極等領域得到廣泛發展。手性分子在自然界中存在廣泛，天然氨基酸、簡單糖類等很多重要的生物藥劑，都是手性分子，最引人重視的是某種旋光對映異構體，是它們唯一存在的結構。手型結構廣泛存在與生物大分子中，在生命系統中兼具著十分重要的職能，例如普遍存在于重要生物聚合物（DNA、核苷酸、蛋白質）等螺旋狀的手性，手性控制更是藥物試驗中一個是關鍵的要素，針對手性藥物的設計和合成，在近幾十年來都采取了大量的研究。這里重點介紹新一類手性大分子，就是手性導電高分子聚合物。
當作為手性基質或手性電極材料對具備手性的導電有機高分子聚合物進行使用時，后者一些諸如獨特的力學、電學和電化學特性會在使用過程中被表現出來。利用能被聚合物骨架官能團吸附的特性，微粒、動植物體內的薄膜與納米纖維等都可以運用它們制作，應用這些功能，可以在特定分子的識別、提純開展上開拓更廣闊的空間。
二、手性導電高分子聚合物的發展
Baughman等在1985年就提出，具有單一旋光性的純取代基或并到聚合物鏈上的手性摻雜陰離子可以誘導共軛導電聚合物的π-π*吸收帶上的光學活性。前一種路徑主要應用在合成一系列的手性聚吡咯及手性聚噻吩上，后者對于合成手性聚苯胺有很高的成功率。隨著對手性導電高分子聚合物研究的進一步加深，更多的有效的手性導電高分子聚合物合成路徑被研究者們報道出來。這些路徑在手性導電高分子聚合物合成領域做出極大的貢獻。
1.手性聚苯胺
手性聚苯胺作為一種特殊的導電聚合物，在電化學不對稱合成、手性拆分和電磁功能材料等方面有著良好的應用前景。
合成手性聚苯胺的方法中，日常應用比較廣的有電化學聚合法及二次摻雜法。
二次摻雜法合成手性聚苯胺的原理是基于手性摻雜離子的加入來增長聚苯胺鏈或預合成聚苯胺鏈。此類方法不能夠用于合成聚吡咯及聚噻吩。
電化學聚合法的作用機理是通過電極形成的電位差作為引發和反應聚合反應的驅動力，在適當的電化學條件下，苯胺在陽極上發生氧化聚合反應，聚苯胺粉末就會粘附在電極表面薄膜或者沉積在電極表面，利用這種方式，就可以獲得聚苯胺。研究發現，調節電極電位可以令手性聚苯胺的旋光性產生變化，調整反應溫度還可以改變聚苯胺主鏈構型。
要生成單一螺旋鏈構型的導電聚苯胺膜必須在左（或右）旋樟腦磺酸根離子存在的環境下對映體選擇電聚合。此薄膜出現強烈的圓二色性，左旋、右旋偏振光的吸收系數差值在445nm時達到0.16mol/c㎡。原子空間排列的穩定劑，可以使用聚苯乙烯磺酸來充當，同時摻雜右（或左）旋樟腦磺酸，電化學聚合法可以用于手性聚苯胺膠體的制備，而且采取恒電位法也是適用的。同時，在摻雜過程里，為了誘導聚苯胺主鏈對映體選擇重排，可以利用手性樟腦磺酸采取單一螺旋構型的方式，使得聚苯胺膠體具有旋光性。
手性聚苯胺的結構及性能對于電化學聚合過程電位的高低很敏感。聚苯胺鏈和對映體選擇摻雜劑間的靜電力和氫鍵作用使得聚合物鏈優先采取單向螺旋構型，因此，手性誘導劑樟腦磺酸的濃度是決定螺旋構型成長速率的關鍵。
此外，不同電極上苯胺聚合的初始氧化電位不同，假如電位定于初始氧化電位低時，在電聚合前就有一個明顯的孵化期，電位越低，孵化期越長，低聚物于孵化期慢慢生成。導電基底不同，孵化時間亦不同。減少或消除孵化期，可以通過調整電位進行。
利用電化學聚合法合成手性聚苯胺過程中，溫度的改變也促使聚苯胺主鏈螺旋型構型的變化，所以，電化學沉積溫度對PANI·（+）-HCSA的手性具有中有影響。
手性導電聚苯胺具備很多優秀獨特的性能，除了催化性能、電性能、電致顯色性能、電磁屏蔽以及吸波等，還具有旋光性。獨特的摻雜可逆特性讓手性導電聚苯胺在生物傳感器、手性識別等方面具有很大的潛在應用前景。手性導電聚苯胺擴展了聚苯胺的應用，磁屏蔽及吸波性能等，讓手性導電聚苯胺有望在制備電磁低損耗、質輕、寬頻的吸波材料上得到很好的應用。
2.手性聚吡咯
手性吡咯高分子聚合物被Baughman等在1985年通過聚吡咯單體的電聚合首次將手性取代基工價結合到吡咯的氮上而誕生，在波攤點機上沉積的穩定聚吡咯，它的循環二色譜特征很明顯。隨后運用電聚合，研究者們成功的合成了3-取代吡咯環單體。新合成的取代吡咯聚合物對比于未取代的來說，導電性較低。取代基體積過大，致使聚合物鏈扭曲，可能是導致其導電性的主因。
手性聚吡咯可用于生物、離子檢測、超電容及防靜電材料及光電化學電池的修飾電極、蓄電池的電極材料。此外，還可以作為電磁屏蔽材料和氣體分離膜材料，用于電解電容、電催化、導電聚合物復合材料等，應用范圍很廣。
3.手性聚噻吩
類似芳香環的結構令手性聚噻吩具有很好的環境穩定性，合成方便，摻雜后擁有很高的導電性和發光性，這些都使它備受人們關注。作為高分子材料，聚噻吩尺寸極小，具有豐富的潛在功能，導電能力調控范圍包括絕緣到接近金屬內，而且，經過加工后還可以讓材料獲得電學、光學和力學等特性。
單體的化學、電化學的氧化是合成具有光學活性的手性聚噻吩的最常用方法，這次單體都是噻吩環3位取代手性產物。噻吩不溶于水的特性，令其氧化反應多在溶液中發生。近來手性晶體排列的聚噻吩很多都是利用在膽固醇結構晶體排列的溶劑中非手性噻吩的電化學合成的，或者利用帶有晶體排列的側基的聚合合成。生物聚合和金屬離子作側鏈的聚噻吩的絡合也是被應用的。
參考文獻
[1]楊豐科，曹偉麗，李金芝，手性導電高分子聚合物的研究進展，材料導報，2011（25）
導電高分子材料的優點范文5
如今電子產品的使用日趨頻繁，散熱成為產品品質的關鍵因素。以電腦中央處理器（CPU）為例，在最快運算速度下，雖然芯片表溫最高只有將近100℃，但是因為芯片面積非常小，其熱通量高達50瓦/平方厘米。臺灣科技人員最近開發出一種新型硅膠高分子散熱片，除了特殊的高分子基材外，加入氧化鋅等作為填料，并使用硅烷作為改質劑，增加與硅高分子基材的相容性，使其具有較佳的柔柔性，在CPU高速運算與冷熱循h時，能排擠不導熱的間隙小氣泡而提高散熱能力，熱傳導值約為2.5W/mK，且仍具有耐10千伏以上電壓的能力，可廣泛用于許多電子領域。
再如在光電有機分子化學品方面，包括影像顯示材料，如彩色濾光片、背光模組材料、偏光板、高應答速度液晶材料、配向膜、液晶顯示器用玻璃基板、彩色光阻、冷陰極熒光燈管（CCFL）、棱鏡片、擴散板、導光板材料、增亮膜、TAC膜、視角補償膜、配向膜材料、各向異性導電膠（ACF）以及光阻材料等，目前已有少部分可以島內自主供應，但大部分仍需依賴進口。
最近，臺灣科技人員研發出“光電產業用功能性高分子薄膜”及“功能性高濃度塑料母?！眱身楆P鍵加工技術平臺，前者通過材料選擇、薄膜表面處理、涂布制程設計、感壓膠配方等創新與改良，開發出光學級抗靜電聚酯（PET）保護膜及保護膜撕除膠帶，可應用于光電用保護膜、偏光板用PET保護膜、手機及筆記本電腦用聚乙烯（PE）保護膜等產品，有助于降低光電產品成本，預計每年將提升產值約2億元新臺幣；后者開發出島內首創濃度70%以上的阻燃母粒技術，縮短制品加工程序，直接降低混煉制造成本50%，增加產品附加價值25%，目前已有8家廠商應用于生產特殊用橡膠和塑料產品、人造樹脂產品、熱可塑性彈性體、輔具產品、電器連接器產品、發泡球產品等，預計每年將提升產值約1.5億元新臺幣。
在新型生態材料技術方面，一般電子及家電產品皆大量使用發泡塑料，尤其是保麗龍（由聚乙烯或聚苯乙烯加發泡劑后高溫發泡形成的一種材料，也稱泡沫塑料）作為緩沖襯墊包裝材料。然而由于回收困難、再生不易、焚燒會污染環境等問題，近來許多國際公約和法令開始禁止或要求減少使用保麗龍，目前全球著名的電子及家電企業無不積極尋找替代的包裝材料。島內生產包裝材料的公司多屬中小型企業，亟待技術升級。臺灣工研院最新開發的淀粉改質發泡技術，以水經高壓擠出淀粉產生的發泡材料來替代保麗龍，可改善淀粉原本脆硬特性使其具包裝緩沖使用的韌性，其制品的緩沖效果介于發泡塑料和紙漿模塑制品之間，既有發泡塑料優異的緩沖性能，又有紙塑制品的綠色環保訴求，加上淀粉及生質纖維來源廣泛，不使用有機發泡劑，制成包裝材料具有生物可降解性與環境協調性，廢棄掩埋后能自然降解腐爛作為肥料，不會對環境造成污染。其包裝性能符合國際標準ASTMD5276-98，且保有生物分解的特性，180天分解率超過90%。該項技術已在大陸、臺灣和美國申請專利，并授權廠商且參與合作，評估全面采用生態包裝材料的可行性。目前規劃建造淀粉發泡材料工廠，后續將投資混煉造粒、擠出發泡等生產設備，可望形成綠色包裝產業鏈。未來外銷歐洲產品所征收的回收稅可由1.51歐元/公斤（包裝用塑料材料）大幅降低至0.1歐元/公斤（包裝用生態材料），減緩電子產品出口的非關稅貿易壁壘。
此外，臺灣工研院還在開發以非糧料源生產的綠色生質高分子及其復合材料應用于資通訊產品的技術，建立衣康酸和5-羥甲基糠醛（HMF）及其衍生物的制程，以降低“化石碳”含量的基礎化工材料，供應化工業中下游企業加工制造綠色產品之需。其中包括以酶工程處理方式對木薯淀粉分子量大小及結構進行控制及切割的技術，使木薯淀粉分子量與顆粒微?；椭辨溁?，以利于轉化改質及分子量降解，藉以提高直鏈淀粉含量及提升木薯淀粉可塑化的特性。酶降解后木薯淀粉經單螺桿擠出機反應生成熱可塑性淀粉（TPS），目前其抗張強度可達到170～200千克/平方厘米，未來將配合相關產品開發，逐步建立相容化技術、界面反應改質技術等，以求達到商品化實用階段，應用領域包括制鞋材料、運動器材、包裝器材、農業相關用品以及汽車、玩具等多樣化衍生應用產品。開發淀粉基生物分解包裝膜將可逐步取代目前年需求量約10萬噸的石化基塑料包裝膜，有助于降低石化基塑料對于環境所造成的白色污染及產生的二氧化碳排放，預估未來至少產生每年20億元新臺幣以上的產值。如果用于電腦及顯示器以及手機、數碼相機、移動上網裝置機殼材料，年需求達150萬噸以上，外銷全球產值高達9000億元新臺幣以上，影響的供應鏈達數千家。
另一項生物質擴散板技術開發項目，目的是用綠色生物質材料制備而成的聚乳酸（PLA）/聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）生物質合膠擴散材料，取代目前臺灣液晶顯示器產業所廣泛使用的石化產業下游產品高分子光學材料。這種新型合膠擴散材料中，生物質含量大于30%，通過改變其化學組成、分子特點而改造其物理、力學及阻隔性能，使PLA/PMMA合膠達到最佳的相容狀態，其穿透率為53%，霧度為99%，擴散率為95%，熱變形溫度大于80℃，抗拉強度達780千克/平方厘米，除了有優良的光學性能與射出加工性，不需長時間退火處理即可達到約80℃耐熱性等優點外，也承襲了PMMA耐候性良好的優點，且具有更好的耐沖擊性，將此材料成型為15英寸擴散板，測量其勻光特性與出光顏色，皆與目前商品化擴散板光學特性相近。
發展新型應用納米技術
在新型納米材料方面，通過2003―2014年連續兩期實施的“納米重大科技計劃”，以納米前瞻研究、生醫農學應用、納米電子與光電技術、能源與環境技術、儀器設備研發及納米材料與傳統產業技術應用等領域為重點方向，目的是推動納米科技產業化，促使研發成果轉化為產業的競爭力，為下一波高科技產業發展立下基礎。
該計劃目前在材料領域取得的成果包括：建立8套臺灣納米標準系統，包括角度校正系統（含大、小角度校正系統）、階高校正系統、薄膜測量系統、微流量測量系統、納米壓痕測量系統、納米粒徑測量系統、力量比較校正系等，并進行與外國實驗室間的納米粒徑測量比對活動，有助于國際納米粒子測量標準的相互協調一致性。
由于一維線狀納米銀線結構具有易導通電路特性，且保有納米材料可低溫燒結的特性，在電極、低溫燒結導電涂料、超導厚膜電路、微波及電磁波吸收材料都可進一步應用，并大幅降低銀的使用量，已成為島內納米科技研發的重點項目。目前，臺灣科技人員在納米銀線合成技術方面，已利用化工連續制程設計完成可量化的制造方法，生產直徑可控制在40～500納米不等，長徑比約100倍的納米銀線。由于銀是最佳的導電金屬材料，也是極佳的導熱材料，因此目前島內企業已大量應用于導電及導熱銀膠等涂布材料上，具有高導電及高導熱性、伸縮性、耐鹽霧性及適用溫度廣等特性。
臺灣工研院正在進行數種一維納米銀線制程及其復合材料合成技術開發，包括：銀納米線連續式制程技術開發，藉由連續式制程獲得高品質銀納米線，以提升產能，降低生產成本；納米銀線導電膜技術開發，進一步以硅烷界面活性劑對納米銀線進行表面改質后，可混成水性及油性膠，并與環氧樹脂與乙烯樹脂制成油性導電膠，且分散良好，其導電膜可達1×10-3Ω/sq等級，且銀的使用量可降低6～8倍，用于電磁波干擾（EMI）遮蔽達99%以上時其銀使用量可降低約4倍，可應用于薄膜開關、無線射頻辨識系統（RFID）、柔性印刷電路板等；另外在透光導電膜方面，經由設計涂布納米銀線與碳納米管方式也可得到透光性與導電性俱佳的透光導電膜，其透光率在65%及80%時其電阻分別為5×102及2×104Ω/sq。該項技術目前正在由島內好邦科技公司進行測試驗證中；納米銀線導熱復合材料開發，即對納米銀線進行表面改質后，與環氧樹脂制成銀導熱膠，在室溫下以手工或機器進行涂布及硬化，經測試其熱傳導系數可達55.86W/mK，與0維納米銀相比其使用量可降低約6倍。
工研院材料設計與元件驗證實驗室建立的一維納米銀線合成技術，如穩定劑結構設計，并探討分散劑種類、反應速率、成核行為等關鍵參數，可作為未來調控二維金屬結構合成參考并建立一維納米銀線的成長機制及測量分析方法。新型液晶材料是在垂直排列（VA）型液晶中添加高分子單體，并在制程中使高分子單體在液晶盒中聚合成高分子網絡以固定液晶偏轉的角度，使液晶偏轉速度加快而達到提高應答速度的效果。該研究所開發的光電高分子復合材料界面取樣技術可將新型液晶面板中的液晶完整取出，并搭配分析技術，可探測液晶面板中的離子不純物。此外，此技術也可應用于各種不同復合材料界面的取樣。
由臺灣“國研院”儀器科技研究中心主任暨臺大物理系教授蔡定平帶領的研究團隊，與英國南安普敦大學合作開展研究，以極新穎的想法及精密的納米制作與測量技術，成功研發出環型線圈式超穎材料（即具有天然材料所不具備的超常物理性質的人工禿喜牧希，以實驗明確地證明環型線圈式人工結構可以形成具高應用價值的超穎材料，開啟了人工超穎材料設計與制作的新契機。一般的大自然材料由原子及分子組成，其天然的原子振蕩的特性便決定了它的材料特性，然而由如同甜甜圈般的環型線圈的人造單元結構所組成的環型線圈式超穎材料，擁有十分實用的電磁場振蕩與放大效應，猶如人造原子般的環型線圈，可以充分地提供人為掌控超穎材料光電物理特性的條件。這項成果已發表在美國《科學》（Science）期刊上，在國際上受到高度重視。該中心目前正積極開拓將環型線圈式超穎材料應用于能源、環境與生技醫療器材等儀器科技平臺上。
由新竹清華大學光電研究所所長孔慶昌帶領的研究團隊，成功找出控制光場的方法，所開發出的光學波形合成器能進一步供發展納米電子、納米材料及超快電子等研究領域使用。此外，通過操控位于原子與分子內的電子活動，這項裝置也可以幫助科學家控制化學反應。
臺灣工研院材料與化工研究所利用自組裝技術及應用抑制劑成功操控導電高分子的聚合速率，開發出高導電率的導電高分子納米材料，使導電高分子以1000倍的導電率取代原有的液態電解液電容器，成為下世代新興的被動元件。由于該材料技術的突破，使導電高分子固態電容器能承受IC運算速度的提升所造成的熱能及高漣波電流，并能匹配攜裝尺寸的縮小，解決便攜式電子產品因CPU功率提升的散熱及運算可靠度問題，達到電子產品既能輕薄短小，又能高功能、高效率的雙重目的。目前部分成果技術已轉讓給島內企業，成功開啟臺灣導電高分子固態電容器產業。
臺灣工研院還建立起島內自主高性能熱電納米材料及微小型致冷元件等新世代納米材料設計與模組制作技術、量產制程技術及元件應用的完整能力，切入國際高端熱電材料應用市場，使島內傳統散熱鰭片、風扇及散熱管等產品進一步提升至主動式冷卻及精密溫控等高端領域，從目前代工制造逐步進展到具有材料自主設計開發能力，其應用領域除了3C電子產品與零組件之外，熱電致冷空調與冷藏冷凍也逐漸顯現商機。
在納米光電技術領域，臺灣工研院研究人員利用納米材料制程技術，以油墨與水不相溶的特質作為顯示介質，藉由施加電壓時極性溶液對疏水層的濕潤來控制影像的色彩變化，具有無視角顯視差異、不需要裝設背光源、更新速度快等特性，符合動態影像顯示需求；若搭配太陽能基板，更可以做到自主供電，也更適合用于戶外大面積動態顯示屏與智慧調變窗。目前，工研院已與島內廠商進行技術合作，開發出全球第一片主動式半反射半穿透彩色電潤濕顯示（EWD）面板和新型主動式半反穿彩色微流體顯示器。
臺灣工研院研究人員還利用其掌握的納米光電技術，協助島內柔性顯示產業上游材料廠長春人造樹脂公司、中游液晶面板制造廠友達光電公司及達虹光電公司、下游系統廠義隆電子公司投入研發雙模式柔性可彎曲顯示器相關技術。目前，友達光電公司已開發出應用在高端移動裝置上的柔性主動顯示器，并提供柔性基板及柔性電晶體相關技術，協助廠商驗證金屬氧化物柔性薄膜電晶體（TFT）液晶背板，并以工研院轉讓的柔性基板技術為基礎，計劃開始量產柔性基板并立即用于制造柔性電泳顯示器，已在2013年日本橫濱展覽會上展出4英寸柔性主動有機發光顯示器（AMOLED）面板。義隆電子公司研發出垂直整合觸控IC設計、制造與柔性顯示器模組相關技術，并開發出柔性觸控模組，促成柔性多點觸控顯示器新應用。
臺灣工研院研發的高耐候性透明熱反射薄膜應用技術，已開發高透明紅外線（熱）反射材料并搭配非真空噴鍍制程，直接將熱反射薄膜材料應用在傳統建材上，研制出低本質缺陷的高透明薄膜，可大幅降低熱反射薄膜在現有建材上的顏色變異，提升該技術在建材市場的應用性。這種高耐候性熱反射薄膜技術可藉由氧化物材料的組成與結構組合改變光波的反射波段，增加傳統建材的熱反射率；低缺陷化合物復合氧化物薄膜材料調制技術則可控制透明薄膜的本質缺陷與雜質缺陷，以利于應用在廣色系的建材基板上，作為節能玻璃、隔熱磁磚與熱反射外殼材料。
臺灣中山科學研究院開發出納米碳材高分子復合薄膜陣列傳感器技術，應用于氣味的鑒定，其中每一個傳感器都被挑選針對許多不同的化學制品做出回應。目前已建立6種工業有害氣體探檢能力與測量技術，包括乙醚（檢測下限500毫克/立方米）、丙酮（100毫克/立方米）、甲苯（100毫克/立方米）、對二甲苯（100毫克/立方米）、三氯甲烷（30毫克/立方米）、四氯甲烷（25毫克/立方米），并設計及制作出高靈敏度陣列型并聯式微型氣體傳感元件，開發高信噪比陣列式電路系統架構，與氣體辨識演算法暨人因操作軟件，建立8組陣列式納米高分子復合薄膜氣體吸附即時測量技術，偵測反應時間小于30秒，辨識正確率可達85%以上。
該技術現已轉讓成泰公司，并f助開發工業衛生、環境監測等空氣品質測量系統，促成該公司投資開發半導體制程廢氣處理新產品，可即時偵測并處理蝕刻與薄膜制程所產生的有害劇毒氣體，在偵測室內空氣品質、醫療診斷、化學工廠及環境安全性測量監測、食品品質管理、制藥、有毒氣體偵測、甚至軍事用途上，都有許多的應用，每年可創造數億元的商機。
導電高分子材料的優點范文6
關鍵詞：有機電致發光顯示器；柔性OLED；性能; 改善
中圖分類號：TN304 文獻標識碼：A
The OLED Technology，The Performance and Deficiency of Flexible OLED
CAO Yan1,2,WANG Hui1
（1.School of Electronics，Shanghai Jiao Tong University，Shanghai 200240，China；
2.Suzhou industrial park institute of vocational technology，Suzhou 215021，China）
Abstract:OLED depends on the superiority of thickness, angle of view, luminous efficiency becomes the key of panel display technology development. This paper introduce the structure, luminescence principle, drive circuit, luminescent materials of OLED simply. The main point is the performance and deficiency of flexible OLED, and the improvement of performance.
Keywords: OLED; flexible OLED; performance；improvement
引言
21世紀是"3C"，即通訊（communication）、計算機（computer）與消費性電子器材（consumer electronics）的時代，處于這樣的時代，人們對平面顯示器的要求也越來越高。平面顯示器，從幾十英寸的廣告牌到一英寸以下的手機顯示屏都有，包括了STN-LCD（超扭轉向列式液晶）、TFT-LCD（薄膜晶體管液晶顯示器）以及PDP（等離子平板顯示）等各種顯示器。OLED（有機電致發光顯示器）是開發最晚的，但目前它已成為最具發展潛力以及最有可能取代LCD的顯示器。相對LCD，OLED存在許多優勢：驅動電壓低（10V以下）；自發光、無需背光板、耗電量大大減少；視角廣，達170°以上；反應時間快，約為10～100ns；不存在LCD的殘影現象；可采用全彩制作，包括RGB三原色制作和白光制作；亮度可高達10，000cd/m2；高發光效率約16lm/w；厚度薄、體積小、重量輕；可制作大尺寸與可撓曲性面板；可使用溫度范圍大；制程簡單，具有低成本優勢等。
具有以上眾多優勢的OLED顯示器，不存在從側面看不清楚的問題；也不會有LCD影像殘留及畫面跳動的情況；不但便宜，而且省電；相對于LCD，顏色更鮮艷，對比更鮮明，而厚度小于2 mm的全彩面板更是只有OLED才能做到。
1OLED的基本結構及發光原理
OLED的典型結構如圖1所示，用ITO（氧化銦錫）導電薄膜作陽極（正極板），金屬作陰極（負極板），中間淀積一層有機發光材料作為發光層。其中的空穴、電子傳輸層是為了提高發光效率而增加的。OLED利用外加電場使空穴和電子分別從正、負極板注入到空穴和電子傳輸層，再由傳輸層遷移至發光層，在發光層相遇形成激子，激發發光分子，發光分子經過輻射弛豫而發出可見光[1]，如圖1所示。其發光的顏色取決于有機發光層材料，所以可以通過改變發光層的材料而得到所需要的顏色。
2OLED的驅動技術
OLED的驅動方式有主動式（即AM-OLED有源驅動）和被動式（即PM-OLED無源驅動）兩種。驅動的電路設計原理如圖2所示。無源式驅動電路主要用于小尺寸面板的驅動，這種驅動方式工作在高脈沖電流下，這會使得像素的壽命縮短，而且其分辨率較低，但它的制作成本較低、而且工藝簡單。與無源式相反，有源式驅動電路成本比較昂貴、制作工藝也相對比較復雜，但因不需在高脈沖電流下工作，所以效率較高，壽命也較長，主要用于大尺寸、高分辨率、高信息容量的全彩化OLED顯示產品[2]。
3OLED的發光材料
OLED的發光材料既有分子量介于500～2，000之間的小分子化合物，也有分子量約為10，000～100，000的高分子聚合物。
八羥基喹啉鋁（Alq3）是常用的小分子發光材料，它可輻射出波長在450nm～700nm之間的綠光，峰值為550nm，其分子結構如圖3所示。如果在Alq3中摻入其它雜質或用其它元素（Mg、Zn等）取代鋁，就可得到不同顏色、不同亮度的輻射光。
有機小分子的結晶現象降低了OLED器件的使用壽命，而且為了提高發光效率，小分子OLED大多采用多層結構，器件裝配比較困難，大面積顯示的成本則更高。而高分子聚合物具有強的撓曲性、易加工成型、不易結晶、同時鏈狀共軛聚合物的能帶隙數值與可見光能量相當、可溶性聚合物優良的機械性能和良好的成膜性，這些都使得高分子聚合物更加適合大面積顯示。聚對苯乙烯、聚噻吩和聚烷基芴是常用的高分子聚合物發光材料。
無論高分子材料還是低分子材料用于OLED都要滿足以下條件：高量子效率的熒光特性，熒光光譜主要分布可見光區域；有高的導電率，能傳導電子或空穴；成膜性好，在幾十納米的薄層中不產生針孔；良好的熱穩定性。
OLED的發光顏色取決于有機發光層材料，所以可通過改變發光層的材料而得到所需要的顏色，通常是向發光層主體材料中摻入有機染料來改變輻射光的顏色。摻入的有機染料需滿足：高量子效率、染料的吸收光譜與主體材料的發射光譜重疊較好、紅綠蘭三原色的發射峰盡可能窄、穩定性好。摻入DCM、DCJTB和TPBD可得到紅色輻射光，摻入Coumarin6、quinacridone和Coronene等可得到綠色輻射光，摻入OXD-（P-NMe2）和Distyrylary－lene等可得到藍色輻射光。
4柔性OLED及其存在的問題
2003年，臺灣交通大學OLED試驗室的陳金鑫教授研究開發出可卷曲OLED（也叫柔性OLED，即FOLED）。傳統的OLED器件采用玻璃作基板，在其上鍍一層ITO導電薄膜作為有機電致發光顯示器的陽極，而柔性OLED則用塑料襯底代替了玻璃襯底。
4.1FOLED的優勢
（1）柔韌性：FOLED的陽極基板可以是具有良好的柔韌性和透光性的塑料基片(典型的是PET基片)、反光的金屬箔以及非常薄的玻璃基片(如50μm厚的Schott D263 borosilicate glass硼硅玻璃)等。這些材料使得OLED能夠彎曲，并且可以卷成任意的形狀；
（2）重量輕、外形薄、耐用性好：FOLED最常用的襯底是聚酯類塑料襯底，其柔韌性很強，既輕又薄(FOLED重量約為同等面積玻璃襯底OLED的十分之一，厚度約為125～175μm左右)[3]。由于襯底的柔韌性很好，因而FOLED器件一般不易破損，更耐沖擊，與普通玻璃襯底的器件相比更加耐用；
（3）成本更低，性能更好：隨著可實現連續化滾筒式生產的有機氣相淀積工藝的出現，FOLED的生產成本更低，而且可實現大規模量產。目前制作的FOLED器件的亮度高于5×104cd/m2，發光效率可超過400lm/W，與制作在玻璃襯底上的OLED相比FOLED的性能顯得更好。
4.2FOLED存在的問題
選擇柔性襯底作為OLED的基板時，由于襯底本身的性質，給器件和制作過程帶來了很多問題。
（1）平整性較差：通常柔性襯底的平整性要比玻璃襯底差，這不符合表面要求。大部分淀積技術是共形的，制備的薄膜會復制襯底的表面形態，使得襯底以上的各層都凹凸不平。這會造成器件的短路，引起器件損壞；
（2）熔點低：柔性襯底的熔點很低，而OLED基板的工藝溫度卻很高，所以，在制作過程中柔性襯底會變形甚至熔化[4]。即使溫度較低的環境中，柔性襯底尺寸也不穩定，這給多層結構的OLED制作在精確地整齊排列上帶來了很大的困難；
（3）壽命短：OLED對水蒸汽和氧氣都比較敏感，而大部分柔性襯底的水、氧透過率均比較高（表1[5]為幾種常見的柔性襯底材料每天對水、氧的滲透速率）。當水汽和氧氣進入到器件內部時，會影響陰極與發光層之間的粘附性、使有機膜層內發生化學反應。這些都會導致器件的光電特性急劇衰退，造成器件迅速老化、失效。與玻璃襯底相比，塑料襯底對水汽和氧氣的隔離及對器件防老化的保護作用都不夠理想，無法滿足顯示器連續工作超過10，000小時的壽命要求；
（4）ITO薄膜易脫落：為了配合熔點低的柔性襯底，只能在低溫下淀積ITO導電薄膜，制成的ITO導電薄膜電阻率高、透明度差，與柔性襯底之間的粘附性不好，在彎曲時易折裂，造成器件失效[6]。由于常用的柔性襯底PET與ITO的熱膨脹系數相反，在溫度變化時，一個收縮，另一個則膨脹，因此ITO薄膜比較容易脫落重。另外，在工作過程中，也會因為器件發熱而導致ITO導電薄膜脫落。
4.3提高FOLED器件的使用壽命
影響FOLED使用壽命的主要原因是襯底的水、氧透過率太高。因此，重點在于如何解決水、氧的滲透：
（1）在柔性襯底上淀積一層防止氣體向塑料襯底內擴散的致密的介電材料，此介電層要無針孔、無晶粒邊界缺陷；
（2）為器件加上一個柔性聚合物蓋板，在基板和蓋板上制作阻擋層用以阻擋水、氧的滲透；
（3）采用金屬箔作為FOLED的襯底，箔的水汽透過率低，而且可承受高溫制作工藝，這種FOLED通常為上發光型OLED；
（4）將顯示器密封在干燥的惰性氣體氛圍中，也可以將氧化鈣、氧化鋇等吸附劑加入到顯示器的密封殼中除去殘留在內部的水和氧氣；
（5）對柔性襯底和制備好的FOLED器件進行多層膜包覆密封，這也是目前的發展、研究重點，典型代表技術是Barix技術。Barix技術是由環球顯示公司、Vitex系統公司以及Battelle公司合作開發的。
Barix技術是利用真空鍍膜工藝制備有機高密度介電層與無機聚合物交替而成的多層結構，有效地避免了層與層之間的相互影響。聚合物在真空中淀積、交聯，形成一種聚丙烯酸酯膜，將有機薄膜沉積在聚合物膜層上，成為阻擋水、氧滲透的屏障。Barix結構的最后一層是ITO層，這一層就可以作為OLED的陽極。此外，這種結構中的聚合物層還能使襯底表面光滑，阻擋層還可根據具體要求將襯底裁剪成任意形狀，以滿足各種顯示器的需要。
