有機薄膜電晶體材料苯三併環噻吩及可溶性聯噻吩衍生物之開發

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葉佳明(Chia-Ming Yeh) 查詢紙本館藏

畢業系所

化學學系

論文名稱

有機薄膜電晶體材料苯三併環噻吩及可溶性聯噻吩衍生物之開發
(Synthesis of Soluble Organic Thin film transistors.)

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摘要(中)

利用“one-pot” reaction 開發出不對稱主體苯三併環噻吩 (11)，其衍生物分子 (1) & (2) 已成功製備，兩者皆為 p-type 有機半導體材料，載子移動率利用真空蒸鍍製備分別達 0.026 及 9x10-4 cm2/Vs。可溶性聯噻吩主體的產率已順利提升，其衍生物 (3) ~ (9) 亦已成功開發，其中可溶性分子 (6)、(7)、(8) 皆展現不錯的載子移動率達 0.15、0.38 及 0.24 cm2/Vs。這些有機半導體材料皆表現相當良好的光、空氣與熱穩定性。

摘要(英)

Asymmetric fused thiophene compound (11) was synthesized by “one-pot” reaction. Based on compound (11), derivatives (1) and (2) have been developed. Both compounds exhibit p-type field-effect performances with mobility of 0.026 and 9x10-4 cm2/Vs via vacuum evaporation, respectively.
Compounds (3) ~ (9) have been successfully developed based on bithiophene compound (18). Preparation of soluble compound (18) has been improved with better yield. Compounds (6), (7), and (8) exhibit good field-effect performances with high mobility of 0.15, 0.38, and 0.24 cm2/Vs via solution process, respectively. All of these new semiconductor materials exhibit good stability under light, air, and thermal conditions.

關鍵字(中)

★ 有機薄膜電晶體
★ 可溶性

關鍵字(英)

★ organic thin film transistor

論文目次

摘要 I
Abstract II
謝誌 III
目錄 IV
Figure VII
Scheme IX
Table XI
附錄目錄 XII
第一章緒論 1
1-1 前言 2
1-2 有機場效電晶體導論 2
1-3 有機薄膜電晶體結構 8
1-4 有機薄膜電晶體之工作原理 10
1-5 有機薄膜的製備方式 11
1-5-1 氣相沈積 11
1-5-2 液相沈積 12
1-6有機半導體載子移動率影響因素 15
1-6-1 分子設計 15
1-6-2 有機半導體分子排列模式與傳遞機制 15
1-7 有機薄膜電晶體之重要參數 21
1-7-1 載子移動率 21
1-7-2 開關電流比 22
1-7-3 起始電壓 23
1-8 有機半導體材料 23
1-8-1 P-type有機半導體材料 24
1-8-2 N-type有機半導體材料 27
1-8-3 Ambipolar有機半導體材料 30
1-9 研究目的與動機 31
第二章實驗部分 36
2-1 化合物名稱對照表 37
2-2-1 實驗所用之化學藥品 39
2-2-2 實驗所用之溶劑除水方式 41
2-3 實驗儀器 42
2-3-1 核磁共振光譜儀 42
2-3-2 高解析質譜儀 42
2-3-3 紫外光 / 可見光吸收光譜 43
2-3-4 示差熱掃描卡計 43
2-3-5 熱重分析儀 44
2-3-6 電化學裝置 44
2-4 合成步驟 45
2-4-1 Compound (11) 之 “one-pot” 合成步驟 45
2-4-2 Compound (15) 之合成 47
2-4-3 Compound (1) 之合成 50
2-4-4 Compound (2) 之合成 51
2-4-5 Compound (18) 之合成 52
2-4-6 Compound (17) 之合成途徑二 54
2-4-7 Compound (17) 之合成途徑三 55
2-4-8 Compound (20) 之 “one-pot” 合成步驟 57
2-4-9 Compound (3) 之合成 59
2-4-10 Compound (4) 之合成 61
2-4-11 Compound (5) 之合成 63
2-4-12 Compound (6) 之合成 65
2-4-13 Compound (7) 之合成 67
2-4-14 Compound (8) 之合成 69
2-4-15 Compound (9) 之合成 71
第三章結果與討論 74
3-1 有機半導體分子之探討 75
3-1-1 併環噻吩之衍生物探討 75
3-1-2 可溶性有機半導體材料之合成探討 78
3-2 有機半導體材料之光學性質探討 81
3-2-1 UV-vis 光學性質探討 81
3-2-1 DPV光學性質探討 84
3-3 有機半導體材料之穩定性探討 88
3-3-1 熱穩定性分析 88
3-3-2 光與氧氣穩定性分析 90
3-4 有機半導體材料之分子堆疊探討 91
3-5 有機半導體之載子移動率探討 93
第四章結論 99
參考文獻 101
附錄 109

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指導教授

陳銘洲(Ming-Chou Chen)

審核日期

2011-7-20

推文