基于芳香性聚酰亚胺的光电功能材料及器件研究进展-生物通.PDFVIP

2013 年 第 58 卷 第 26 期：2690 ~ 2706 《中国科学》杂志社 评 述 SCIENCE CHINA PRESS 基于芳香性聚酰亚胺的光电功能材料及器件研究进展 ① ② ②* ② ① ①③* 王智玮 刘丽媛 陈润锋 郑超 苏海全 黄维 ① 内蒙古大学化学化工学院, 呼和浩特 010021; ② 江苏省有机电子与信息显示国家重点实验室培育基地, 南京邮电大学信息材料与纳米技术研究院, 南京 210023; ③ 江苏-新加坡有机/生物电子信息显示和先进材料联合研究中心, 南京工业大学, 南京 211816 * 联系人, E-mail: iamrfchen@; iamwhuang@ 2013-02-10 收稿, 2013-05-10 接受, 2013-07-26 网络版发表 国家重点基础研究发展计划(2009CB930601)、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金(BK2011751)和南京邮电大学 攀登计划(NY210017, NY210046)资助 摘要 聚酰亚胺是一类重要的高性能聚合物, 具有优良的热性能、机械性能和电学性能. 近年 关键词 来, 芳香性聚酰亚胺作为新型光电功能材料在有机太阳电池、场效应晶体管、电存储等有机光 聚酰亚胺 电器件中的应用价值日益凸显, 引起研究者的广泛关注. 本文根据芳香性聚酰亚胺的分子结 光电功能化 构特点, 从光电功能化方法和材料制备策略出发, 全面归纳和总结了芳香性聚酰亚胺在光电 有机电子学 有机光电器件 子器件领域的研究进展, 阐述了此类材料的分子结构设计与光电性质以及光电器件性能的内 在关系, 为今后开发新型高效芳香性聚酰亚胺光电功能材料和器件提供参考. 近 20 年来, 基于共轭聚合物半导体的有机光电 性聚酰亚胺材料的分子结构设计原理、材料制备方 子器件引起了学术界和商业界的极大兴趣, 它们具 法、性能特征及其在有机光电器件中的应用进展, 并 有成本低、重量轻、柔性好等优点[1]. 聚酰亚胺 对此新兴领域中存在的关键性问题和挑战、以及未来 (polyimide, PI)是一类含有酰亚胺结构的高性能特种 发展趋势进行了简要的讨论和展望. 工程聚合物材料, 具有耐高温、耐腐蚀和优良的电性 能[2,3]. 近年来随着有机电子学的快速发展, 聚酰亚 1 聚酰亚胺光电功能化结构设计 胺材料在有机光电器件中的应用不断拓展, 从初期 聚酰亚胺的光电功能化改造主要是根据目标光 的绝缘封装材料和基底材料, 逐渐发展到用作光电 电性能, 选择具有相应功能的结构单体进行分子结 活性材料[4]. 芳香性聚酰亚胺可兼备传统聚酰亚胺优 构设计和制备. 传统的芳香族聚酰亚胺分子链呈刚 良的力学和热学性能以及共轭聚合物的光电功能和 性结构, 玻璃化温度高、不熔不溶、难以加工, 但在 可溶液加工性, 其分子结构的不断改善和性能的提 有机光电器件中, 需要制备均匀同质的聚酰亚胺光 高使它成为一类重要的聚合物半导体材料, 在有机 电活性薄膜. 因而, 如何保持聚酰亚胺优异的耐热性 电存储(OEMD)[5] 、有机太阳能电池(OPV)[6] 、有机场 和机械性能的同时改善其溶解性也是光电功能聚酰 效应晶体管(OFET)[7] 、有机电致发光二极管(OLED) 亚胺的研究和应用关键之一. 制备可溶性聚酰亚胺 等[8]有机电子学的各方面都取得了较好的研究进展. 的分子设计思路主要有以下几方面: (1) 主链中引入 本文从芳香性聚酰亚胺的结构单元——二酐和 柔性结构单元或脂肪族结构[9,10]