4.电活性高分子材料

功能高分子材料Functional Polymers

材料科学与工程学院

高分子材料系

主要内容

第一章功能高分子材料总论

第二章反应型高分子材料

第三章导电高分子材料

第四章电活性高分子材料

第五章高分子液晶材料

第六章高分子功能膜材料

第七章光敏高分子材料

第八章吸附性高分子材料

第九章医用高分子材料

第十章高分子纳米复合材料

第十一章其他功能高分子材料简介

第四章电活性高分子材料

一、电活性高分子材料概述

二、高分子驻极体和压电、热电现象

三、电致发光高分子材料

四、高分子电致变色材料

五、聚合物修饰电极

一、电活性高分子材料概述

在电参数作用下，由于材料本身组成、构型、构象或超分子结构发生变化，因而表现出特殊物理和化学性质的高分子材料

电活性高分子材料种类：

1) 导电高分子材料

指施加电场后，材料内部有明显电流通过或导电能力发生明显变化的高分子材料

2) 高分子驻极体材料(自学）

在电场作用下，材料的荷电状态或分子取向发生变化，引起材料的永久或半永久性极化的高分子材料

3) 高分子电致变色材料(自学）

在电参数作用下，材料内部化学结构发生变化，因而引起可见光吸收光谱发生变化的高分子材料

4) 高分子电致发光材料

在电参数作用下，分子生成激发态，然后以光的形式释放能量的高分子材料

5) 高分子介电材料(自学）

在电场作用下，材料具有较大的极化能力，以极化方式存储电荷的高分子材料

6) 高分子电极修饰材料

用于电极表面修饰，可以改变电极表面性质的高分子材料

◆电活性高分子材料的属性和特点：

属性：

☐电物理效应：高分子驻极体、高分子电致发光材料、高分子介电材料

☐电化学效应：高分子电致变色材料

☐电物理与电化学效应：聚合物修饰电极

特点：

电活性高分子材料往往以器件形式应用，最终的性能不仅取决于材料本身的结构，也与器件结构和器件制作工艺密切相关!

二．高分子电致发光材料

应用：有机/聚合物发光二极管，organic/polymer light-emitting diode （OLED, PLED)

OLED照明

1. OLED发展历程

◆1963年，M. Pope等人对蒽单晶输入几百伏的电压，发现有电流流过

和发光现象，该工作揭开了有机固体电致发光的序幕。

◆1987 年，C. W. Tang 等用真空蒸镀的有机小分子薄膜材料研制成

有机发光二极管，其工作电压、量子效率和稳定性相比蒽单晶器件有大幅改善，接近实用化的水平。

◆1990 年英国剑桥大学Cavendish 实验室J. H. Burroughes等在

Nature 上发表文章，报道他们成功研制聚合物(聚对苯乙炔，PPV) 发光二极管。1987年和1990年的这两项研究成果在全世界掀起了OLED的研究热潮。

◆1997年日本先锋研究成功了第一个全彩色的有机电致发光显示器用

于车载音响显示器。

◆2000年Motorola把OLED显示屏用于手机上。

ITO 玻璃

Mg:Ag

AlQ 薄膜

芳香二胺薄膜

O Al O O N N N AlQ 1987年，C. W. Tang 等首创的双层有机EL器件及其所用材料

N N S 芳香二胺

ITO 玻璃电极

蒽单晶

1963年的OLED

◆2000年后产业界掀起了对OLED投资与开发的热潮，新的OLED产品

和显示样品不断推出:

☐2001年SONY和三星分别研制成功13和15英寸的OLED全彩显示屏☐2002年4月东芝在东京“EDEX2002显示器展”向外界展示了17英寸OLED显示器样机

☐2003年索尼推出了24英寸TFT OLED样品

☐2004年精工爱普生开发出40英寸OLED面板

2008CES（美国消费电子展）：索尼27英寸OLED电视亮相

索尼OLED电视展区吸引大量参观者驻足观看

1月6日，索尼CEO斯金格在拉斯维加斯宣布，该公司最新推出的OLED电视机开始正式通过SonyStyle Store在北美市场销售。

三星电视革命OLED电视面积再度刷新(2008)

40吋的OLED电视机

目前量产的OLED集中在2吋至5吋型号，主要用于手机、MP3等小型手持式设备上。

索尼展示0.9mm全球最薄OLED电视(2008)

0.9毫米超薄OLED电视索尼2007

清华2004

弯曲状态下正常显示

仅有0.05mm！三星显示OLED技术再获突破

东京FPD International 2008展会上展出的超纤薄的三星OLED产品

新闻报道

1. 清华大学OLED显示器用于“神七”航天服

2008/10/8/11:29 来源：国家自然科学基金委员会

2008年9月27日下午，神州七号载人航天飞船宇航员成功完成了太空行走，其所穿着的“飞天”舱外航天服采用了最新的平板显示技术OLED。该显示器用于显示宇航员舱外行走时航天服的状态数据。

邱勇清华大学副校长

主持设计了我国大陆第一条

OLED大规模生产线，成为我国

在显示器领域第一次没有引进

国外技术，而是依靠自主创新

建成的大规模生产线