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研究生： 陳順政
CHEN-SHUN CHENG
論文名稱： 有機薄膜電晶體四併環噻吩高分子材料之開發
指導教授： 陳銘洲
Ming-Chou Chen
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 理學院 - 化學學系
Department of Chemistry
畢業學年度： 97
語文別： 中文
論文頁數： 97
中文關鍵詞： 有機薄膜電晶體 、導電高分子材料 、載子移動率 、四併環噻吩衍生物
外文關鍵詞： tetrathienoacene, mobility, OTFT, conducting polymer
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    • 我們在四併環噻吩接上兩條十五烷基，以增加溶解度，再利用此一溶解度較佳的四併環噻吩分別與二併環、三併環噻吩、四併環和其本身進行聚合反應，我們已經開發出P4TR2-2T (1)、P4TR2-3T (2)、P4TR2 (3)和P4TR2-4T四種有機高分子半導體，期能藉由高共振系統的架構，得到較好的分子排列情形，提升元件之載子移動率。目前利用溶液製程進行電性量測，其中P4TR2-3T載子移動率可達0.02 cm2/Vs，P4TR2-2T載子移動率可達0.01 cm2/Vs。

    Via the stille coupling of the more soluble tetrathienoacene (TTA) unit with thieno[3,2-b]thiophene, dithieno[3,2-b:2′,3′-d]thiophene, thieno- [3,2-b]thieno[2'',3'':4,5]thieno[2,3-d]thiophene and 4TR2, P4TR2-2T, P4TR2-3T and P4TR2 have been developed. Using the solution process, P4TR2-3T exhibited a field-effect mobility of 0.02 cm2/Vs and P4TR2-2T exhibited a field-effect mobility of 0.02 cm2/Vs.

    摘要 I Abstract II 謝 誌 III 目錄 IV Equation VIII Figure IX Scheme X Table XI 附錄目錄 XII 第一章 緒論 1 1-1 前言 2 1-2 有機薄膜電晶體導論 3 1-3 有機薄膜電晶體結構 6 1-4 有機薄膜電晶體之操作原理 8 1-5 有機半導體的傳導方式 9 1-6 有機半導體的製備方式 11 1-6-1 氣相沉積 11 1-6-2 液相沉積 12 1-7 有機薄膜電晶體之重要參數 14 1-7-1 載子移動率(mobility) 14 1-7-2 開關電流比(on/off current ratio) 16 1-7-3 起始電壓(threshold voltage) 16 1-8 有機薄膜電晶體之半導體材料 17 1-8-1 小分子有機半導體材料 17 1-8-2 高分子有機半導體材料 20 1-9研究目的與動機 23 第二章 實驗部分 26 2-1 實驗藥品 27 2-1-1 實驗所使用之化學藥品 27 2-1-2 實驗所使用之溶劑除水方式 29 2-2 實驗儀器 29 2-2-1 核磁共振光譜儀(Nuclear Magnetic Resonance, NMR)； Bruker AVANCE 200/300/500 MHz 29 2-2-2 高解析質譜儀(High Resolution Mass Spectrometer, HRMS)； JMS-700 HRMS 30 2-2-3 紫外光/可見光吸收光譜儀(Ultraviolet/Visible Spectro-photo-meter)； JASCO V-530型： 31 2-2-4 示差熱掃描卡計(Differential Scanning Calorimeter, DSC)； Mettler Toledo DSC 822 31 2-2-5 熱重分析儀(Thermogravimetric Analysis, TGA)； TA Instrument Q50 Series 31 2-2-6電化學裝置(Electrochemical Analyzer/Workstation)： H CH Instrument Model 621C 32 2-3 合成步驟 33 2-3-1 2,5-Dibromothieno[3,2-b]thiophene (8)之合成 33 2-3-2 2,6-Dibromodithieno[3,2-b;2'',3''-d]thiophene (11)之合成 36 2-3-3 2,6-Ditrimethylstannyl-3,7-dipentadecyltetrathienoacene (17)與2,6-dibromo-3,7-dipentadecyltetrathienoacene (18)之合成 39 2-3-4 Poly(thieno[3,2-b]thiophene-2-yl-(3,7-dipentadecyl- tetrathienoacene) (P4TR2-2T) (1)之合成 44 2-3-5 Poly(dithieno[3,2-b;2'',3''-d]thiophene-2-yl-(3,7-dipentadecyl- tetrathienoacene) (P4TR2-3T) (2)之合成 45 2-3-6 Poly(3,7-dipentadecyltetrathienoacene) (P4TR2) (3a)之合成方法一 46 2-3-7 Poly(3,7-dipentadecyltetrathienoacene) (P4TR2) (3b)之合成方法二 47 2-3-8 2,6-Dibromotetrathienoacene (19)之合成 48 2-3-9 Poly(thieno[3,2-b]thieno[2'',3'':4,5]thieno[2,3-d]thiophene-2- yl-3,7-dipentadecyltetrathienoacene) (P4TR2-4T)之合成 49 第三章 結果與討論 50 3-1 有機半導體材料之合成探討 51 3-1-1 Molecule (13)之合成探討 51 3-1-2 P4TR2之合成探討 53 3-2 有機半導體材料之性質探討 54 3-2-1 UV光學性質探討 54 3-2-2 DPV光學性質與穩定性之探討 56 3-3 有機半導體材料之載子移動率探討 59 第四章 結論 65 參考文獻………………………………………………………………..67 附錄……………………………………………………………………..70

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