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N型有机共轭高分子半导体材料之制备及其特性探讨
郑汉斌,蔡宗韦,段启圣,蔡玲美,郑煜芬,邓宛容,张信贞
工业技术研究院化学工业研究所
Abstract
Most organic materials are appropriate for holes
transporting due to their unstable reductive state. An effective
means of resolving this problem is to decrease the LUMO
energy level in order to enhance electrons mobility of organic
semiconducting materials by introducing electron-withdrawing
groups to polymer mainchain. In this study, the PF8TVCNT
was already synthesized based on Suzuki cross-coupling. The
UV absorption spectrum of copolymer PF8TVCNT displayed a
strong red-shift, implying a strong aggregation effect between
the polymer chains. The PF8TVCNT exhibits N-type
characteristics by CV redox potential measurement.
Keywords: N-type organic semiconductors,high carrier
mobility,electron withdrawing group,Suzuki
cross-coupling
, 文摘要
本研究为利用在高分子主链 引进 强烈之拉电子基
(electron-withdrawing group)使分子之LUMO能阶降低,
使其具有N-type半导体性质,以增进有机高分子半导体之电
子传输速率(electron mobility).藉由
2,3-bis(5-bromothien-2-yl)acrylonitrile (2)单体与
2,7-dibromo-9,9-dioctyl-9H-fluorene (3)单体进行Suzuki
cross-couping反应合成有机共轭高分子共聚合物.所得之共
聚合物经UV及PL光谱分析显示具有强烈之分子聚集
(aggregate)现象,且藉由CV氧化还原电位之量测结果显
示具有N-type半导体特性.
关键词:N型有机半导体,高载子传输速率,拉电子基团,
Suzuki cross-coupling
,简介
自从1970年代由日本化学家白川英树(Hideki Shirakawa)
与美国宾州大学化学家麦克戴密(Alan G. Macdiarmid)及物理
学家希格(Alan J. Heeger)发现导电高分子后,即对高分子领
域开拓了另 条新的研究道路,并且这 又因导电塑胶的
杰出成就而获得2000年的诺贝尔化学奖,更提振了大家对於
导电高分子的研究兴趣.由於在过去 十多年来,在半导体
的研究与应用领域 ,以研究单晶矽(monocrystal silicon)与非
晶矽(amorphous silicon)化合物为主要的课题,但目前的导电
高分子也有半导体之性质,因此利用有机半导体材料来取代
目前的矽材料,并制造成有机积体电路之物理元件,已经有
许多研究单位正积极的研发 .
目前所发展出来之有机半导体材料多是以小分子及寡聚
物为主.小分子如pentacene,其载子传输速率(carrier
mobility)可达1.5cm2/Vs[1];而寡聚物如α,ω
-dihexyl-hexathiophene之载子传输速率则可达0.13
cm2/Vs[2].而在高分子材料方面,仅R. H. Friend等 於1998
年发表具高度规则度之regioregular Poly(3-hexylthiophene)载
子传输速率可达0.1 cm2/Vs[3].然而,小分子或寡聚物必须
藉由热蒸镀的方式制作元件,必须使用高精密的真空系统,
增加制造之成本,同时在大面积化生产时将会遭遇到严重之
问题.而高分子有机半导体材料则可利用溶液制程(solution
process)以旋转涂布(spin coating)或搭配喷墨技术(ink-jet
printing)等方式来制作元件,具有低成本且可大面积化的优
点.此外,目前大部分有机半导体材料皆为P-type(hole
transport)半导体材料,N-type(electron transport)半导体材
料则较少见,然而,若要应用在CMOS元件 ,则必须发展
出N-type半导体材料来与P-type半导体材料相互搭配.因
此,发展具高载子传输速率之N-type高分子半导体传输材料
实为相关研究重点之 .
本研究主要为合成具高载子传输速率之N-type高分子半
导体材料并尝试制作元件,以量测其基本物性及电性.而由
目前所见之相关文献可发现,具有N-type半导体特性之有机
半导体材料大部分皆具有较强的拉电子基团
(electron-withdrawing groups)[4],此外,由於有机半导体
的载子传输速率则与分子的排列规则度有很大的关系[5],然
而高分子经由溶解加工后,主要是形成非晶型的状态,因此
在本研究 主要藉由将强拉电子基团引进高分子之主链并利
用分子结构之特性来增加分子间的堆叠,提高电子传输速
率,以获得高电子传输速率之N-type高分子半导体材料.
聚合物合成步骤如Figure 1所示.首先以
2-Thiophenecarboxaldehyde与2-Thiopheneacetonitrile在碱的
催化 反应生成2,3-dithien-2-ylacrylonitrile(1),再以Br2进
行溴化反应获得单体2,3-bis(5-bromothien-2-yl)acrylonitrile
(2).单体2再与Fluorene单体(4)利用Suzuki cross
coupling[6,7]方法聚合成共聚合物.所获得之聚合物以GPC
测定其分子量级分子量分布,量测其UV光谱,CV氧化还原
电位.
,实验
3.1. synthesis of 2,3-dithien-2-ylacrylonitrile (1)
取250ml单颈瓶,将KOH 5.6g(100 mmol)溶於100ml
EtOH,加入反应瓶内,再将2-Thiopheneacetonitrile
12.3g(100 mmol) 与 2-Thiophenecarboxaldehyde
11.2g(100 mmol) 加入反应瓶 ,在室温 持续搅拌半小
时.生成黄色结晶固体,将黄色结晶固体过滤,用20ml
EtOH冲洗附著在固体 的KOH 次,在真空 抽乾,
得到黄色结晶产物19.6g,产率90.32％.
3.2. synthesis of 2,3-bis(5-bromothien-2-yl)acrylonitrile (2)
取250 ml单颈瓶,瓶口架加液漏斗,将产物1 10g(46
mmol) 溶於100 ml Dichloromathane ,加入反应瓶内,
再取Bromine 16.17g(100 mmol)溶於50 ml
Dichloromathane ,加入加液漏斗内,缓慢滴入反应瓶
,室温 持续搅拌半小时后,生成黄色固体,将固体
过滤,用EtOH再结晶,得到黄色针状结晶产物13.4g,
产率78.21％.
3.3. synthesis of 2,7-dibromo-9,9-dioctyl-9H-fluorene (3)
取双颈瓶,瓶口架加液漏斗与通氮气装置,在氮气
,将2,7-Dibromofluorene 4g(12.3mmol)与50ml乾燥的
DMSO加入反应瓶内,将Potassium t-Butoxide 3.46g(30.8
mmol)溶於25ml乾燥的DMSO ,滴入反应瓶内,室
温 搅拌半小时后,再将1-Bromooctane 5.24g(27.1 mmol)
溶於25ml乾燥的DMSO ,滴入反应瓶内,升温至45
℃,加热搅拌过夜.加入水终止反应,用Ether / H2O 萃
取,收集有机层,硫酸镁除水后,减压浓缩得到白色固
体,以管柱层析分离,得到白色固体产物5.07g,产率
75％.
3.4. Synthesis of
2-[9,9-dioctyl-7-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-
yl)-9H-2-fluorenyl]-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan
e (4)
取双颈瓶,瓶口架加液漏斗与通氮气装置,在氮气
,将产物3 3g(5.473 mmol),bis(pinacolatr)diboron
2.97g(11.71 mmol),potassium acetate 2.14g(21.9 mmol),
和Pd(dppf)Cl2CH2Cl2 0.045g(0.0547 mmol)加入反应瓶内
后,加入50 ml Toluene,升温至60℃,搅拌反应五 后,
用 Toluene /H2O萃取,收集有机层,用硫酸镁除水,活
性碳除色后,减压浓缩得到白色固体产物,用
IPA(iso-propylalcohol)再结晶,得到针状结晶2.64g,产
率75％.
3.5. Polymerization
取双颈瓶,瓶口装置冷凝管与通氮气装置,氮气
将产物2 2g(5.33 mmol),产物4 3.42g(5.33 mmol),
Pd(Pph3)4 0.18g(0.1599 mmol),2M K2CO3(aq) 6.66ml,
Aliquat@336 0.1g,与Toluene 150ml置於反应瓶内,加
热回流48小时.降温终止反应,将反应液体滴入 醇沉
淀出红黑色固体,过滤收集固体后,再将固体用THF溶
解,滴入大量水 ,再沉淀出固体,收集固体后用水与
Hexane连续萃许,乾燥后得到黑色固体0.5g.
,结果与讨论
所获得之共聚合物PF8TVCNT经纯化,乾燥等步骤后,
以GPC鉴定得其分子量约为28,000,而分子量分布约为
2.99.由溶液与固态薄膜所获得之UV吸收光谱可发现,其
λmax皆在497左右,然而在分子能隙(band gap,Eg)之计
算 ,我们以UV吸收光谱之最长吸收波段做斜切线
(onset),溶液态所获得之数值约在590nm左右(Figure 2),
由此计算出来之分子能隙约为2.1eV;而固态薄膜所获得之
数值则620nm左右(Figure 2),分子能隙则约在2.0eV,两
者相差约30nm,推测此 现象应是由於分子间容易产生聚集
(aggregate)现象所导致.此外,由PL光谱也同样可以发现
在溶液态的PL光谱约在554nm左右,而在薄膜态则红位移
到了611nm,相差了将近60nm,此 现象也强烈说明分子间
聚集现象的发生.而在EL光谱 则在618nm左右发光,为
接近橘红光色,CIE座标为x=0.6,y=0.39,然而发光效率较
差,推测这可能是因为分子容易发生聚集现象所导致之自我
骤熄(self-quenching)效应所致.
在利用CV做氧化还原电位方面的测定 ,我们可发现
在0.88V(vs. Ag/AgCl)的位置有 明显之氧化讯号出现,
而在-1.42V的位置 则有 明显之还原讯号出现(Figure
3),依此所计算出之HOMO能阶为5.25eV,LUMO能阶则
为2.95eV,电化学分子能隙则为2.3eV,亦与光学方法所测
出之分子能隙相近.若与 些常见之共轭高分子聚合物之能
阶相比,MEH-PPV之HOMO及LUMO能阶分别为4.9与
2.8eV,DB-PPV之HOMO及LUMO能阶分别为5.01与
2.69eV;相较之 所合成之PF8TVCNT共聚合物之LUMO
能阶皆低於MEH-PPV与DBPPV等聚合物.由於 般之有
机分子在CV 皆不易量得还原电位,如MEH-PPV与
DB-PPV等,所合成之PF8TVCNT共聚合物不仅可量测得还
原电位,且其LUMO之能阶皆较这些分子来得低,因此可以
推论所合成出来之PF8TVCNT共聚合物由於引进Cyano官
能基於分子主链 ,有效降低了分子的LUMO能阶,使得此
分子具有较佳之电子传输效率,也就是具有N-type特性之
有机半导体材料.
五,结论
共聚合物PF8TVCNT经由UV吸收光谱及PL萤光光谱
量测显示,分子间具有极强之引力存在,这可能是由π-π堆
叠(π-π stacking)效应所导致,使得分子间容易产生聚集
之现象,造成溶液态光谱与薄膜态光谱所显示出之强烈红位
移现象.
而在CV氧化还原电位量测 ,共聚合物PF8TVCNT
可量测到明显之氧化还原电位,尤其在还原电位 ,这在
般之有机分子 并不易侦测到,而经计算其LUMO能阶约在
2.95eV,明显较常见之MEH-PPV及DB-PPV来得低,暗示
此 分子结构应具有较佳之电子传输速率.而光学与电化学
所计算得到之分子能隙约在2.0~2.3eV,此 较低之能阶则有
助於载子之生成,以获得较高之载子传输速率.
六,参考文献
1, Y. Y. Lin, D. J. Gundlach, and T. N. Jackson; 54th Annual
Device Research Conference Digest, 80 (1996)
2, C. D. Dimitrakopoulos, B. K. Furman, T. Graharm, S.
Hegde, and S. Purushothaman; Synth. Met.,92, 47 (1998)
3, H. Sirringhaus, N. Tessler, and R. H. Friend; Science, 280,
1741 (1998)
4,C. D. Dimitrakopoulos and P. R. L. Malenfant; Adv. Mater.,
14(2), 99 (2002).
5,C. D. Dimitrakopoulos and D. J. Mascaro; IBM J. Res. &
Dev., 45(1), 11 (2001)
6,N. Miyaura, T. Yanagi,, and A. Suzuki; Synth. Commun., 11,
513 (1981)
7,R. B. Miller and S. Dugar; Organometallics, 3, 1261 (1984)
350400450500550600650700
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
AbsSol
AbsFilm
Normalized Abs. Intensity
Spectrum (nm)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
618
PDOFTCNVT
611554497
Normalized PL Intensity
PLSol
PLFilm
EL
Figure 1共聚合物PF8TVCNT之合成步骤
Figure 2共聚合物PF8TVCNT之UV Abs., PL及EL光谱图
S
CN
SCHO
+
S
S
NCKOH / EtOHBr2 / DCM
S
S
NC
Br
Br
12
BrBr
t-BuOK / DMSO
BrOctane
BrBr
C8H17C8H17
BB
C8H17C8H17
O
OO
O
BB
O
OO
O
Pd(dppf)Cl2CH2Cl2
KOAc / Toluene
3
4
S
S
NC
Br
Br+BB
C8H17C8H17
O
OO
O
I
II
III
Pd(Pph3)4
K2CO3 (aq)
Aliquat@336
Toluene
S
S
C8H17
C8H17
NC
n
Figure 3共聚合物PF8TVCNT之CV氧化还原电位图
郑汉斌,蔡宗韦,段启圣,蔡玲美,郑煜芬,邓宛容,张信贞
工业技术研究院化学工业研究所
Abstract
Most organic materials are appropriate for holes
transporting due to their unstable reductive state. An effective
means of resolving this problem is to decrease the LUMO
energy level in order to enhance electrons mobility of organic
semiconducting materials by introducing electron-withdrawing
groups to polymer mainchain. In this study, the PF8TVCNT
was already synthesized based on Suzuki cross-coupling. The
UV absorption spectrum of copolymer PF8TVCNT displayed a
strong red-shift, implying a strong aggregation effect between
the polymer chains. The PF8TVCNT exhibits N-type
characteristics by CV redox potential measurement.
Keywords: N-type organic semiconductors,high carrier
mobility,electron withdrawing group,Suzuki
cross-coupling
, 文摘要
本研究为利用在高分子主链 引进 强烈之拉电子基
(electron-withdrawing group)使分子之LUMO能阶降低,
使其具有N-type半导体性质,以增进有机高分子半导体之电
子传输速率(electron mobility).藉由
2,3-bis(5-bromothien-2-yl)acrylonitrile (2)单体与
2,7-dibromo-9,9-dioctyl-9H-fluorene (3)单体进行Suzuki
cross-couping反应合成有机共轭高分子共聚合物.所得之共
聚合物经UV及PL光谱分析显示具有强烈之分子聚集
(aggregate)现象,且藉由CV氧化还原电位之量测结果显
示具有N-type半导体特性.
关键词:N型有机半导体,高载子传输速率,拉电子基团,
Suzuki cross-coupling
,简介
自从1970年代由日本化学家白川英树(Hideki Shirakawa)
与美国宾州大学化学家麦克戴密(Alan G. Macdiarmid)及物理
学家希格(Alan J. Heeger)发现导电高分子后,即对高分子领
域开拓了另 条新的研究道路,并且这 又因导电塑胶的
杰出成就而获得2000年的诺贝尔化学奖,更提振了大家对於
导电高分子的研究兴趣.由於在过去 十多年来,在半导体
的研究与应用领域 ,以研究单晶矽(monocrystal silicon)与非
晶矽(amorphous silicon)化合物为主要的课题,但目前的导电
高分子也有半导体之性质,因此利用有机半导体材料来取代
目前的矽材料,并制造成有机积体电路之物理元件,已经有
许多研究单位正积极的研发 .
目前所发展出来之有机半导体材料多是以小分子及寡聚
物为主.小分子如pentacene,其载子传输速率(carrier
mobility)可达1.5cm2/Vs[1];而寡聚物如α,ω
-dihexyl-hexathiophene之载子传输速率则可达0.13
cm2/Vs[2].而在高分子材料方面,仅R. H. Friend等 於1998
年发表具高度规则度之regioregular Poly(3-hexylthiophene)载
子传输速率可达0.1 cm2/Vs[3].然而,小分子或寡聚物必须
藉由热蒸镀的方式制作元件,必须使用高精密的真空系统,
增加制造之成本,同时在大面积化生产时将会遭遇到严重之
问题.而高分子有机半导体材料则可利用溶液制程(solution
process)以旋转涂布(spin coating)或搭配喷墨技术(ink-jet
printing)等方式来制作元件,具有低成本且可大面积化的优
点.此外,目前大部分有机半导体材料皆为P-type(hole
transport)半导体材料,N-type(electron transport)半导体材
料则较少见,然而,若要应用在CMOS元件 ,则必须发展
出N-type半导体材料来与P-type半导体材料相互搭配.因
此,发展具高载子传输速率之N-type高分子半导体传输材料
实为相关研究重点之 .
本研究主要为合成具高载子传输速率之N-type高分子半
导体材料并尝试制作元件,以量测其基本物性及电性.而由
目前所见之相关文献可发现,具有N-type半导体特性之有机
半导体材料大部分皆具有较强的拉电子基团
(electron-withdrawing groups)[4],此外,由於有机半导体
的载子传输速率则与分子的排列规则度有很大的关系[5],然
而高分子经由溶解加工后,主要是形成非晶型的状态,因此
在本研究 主要藉由将强拉电子基团引进高分子之主链并利
用分子结构之特性来增加分子间的堆叠,提高电子传输速
率,以获得高电子传输速率之N-type高分子半导体材料.
聚合物合成步骤如Figure 1所示.首先以
2-Thiophenecarboxaldehyde与2-Thiopheneacetonitrile在碱的
催化 反应生成2,3-dithien-2-ylacrylonitrile(1),再以Br2进
行溴化反应获得单体2,3-bis(5-bromothien-2-yl)acrylonitrile
(2).单体2再与Fluorene单体(4)利用Suzuki cross
coupling[6,7]方法聚合成共聚合物.所获得之聚合物以GPC
测定其分子量级分子量分布,量测其UV光谱,CV氧化还原
电位.
,实验
3.1. synthesis of 2,3-dithien-2-ylacrylonitrile (1)
取250ml单颈瓶,将KOH 5.6g(100 mmol)溶於100ml
EtOH,加入反应瓶内,再将2-Thiopheneacetonitrile
12.3g(100 mmol) 与 2-Thiophenecarboxaldehyde
11.2g(100 mmol) 加入反应瓶 ,在室温 持续搅拌半小
时.生成黄色结晶固体,将黄色结晶固体过滤,用20ml
EtOH冲洗附著在固体 的KOH 次,在真空 抽乾,
得到黄色结晶产物19.6g,产率90.32％.
3.2. synthesis of 2,3-bis(5-bromothien-2-yl)acrylonitrile (2)
取250 ml单颈瓶,瓶口架加液漏斗,将产物1 10g(46
mmol) 溶於100 ml Dichloromathane ,加入反应瓶内,
再取Bromine 16.17g(100 mmol)溶於50 ml
Dichloromathane ,加入加液漏斗内,缓慢滴入反应瓶
,室温 持续搅拌半小时后,生成黄色固体,将固体
过滤,用EtOH再结晶,得到黄色针状结晶产物13.4g,
产率78.21％.
3.3. synthesis of 2,7-dibromo-9,9-dioctyl-9H-fluorene (3)
取双颈瓶,瓶口架加液漏斗与通氮气装置,在氮气
,将2,7-Dibromofluorene 4g(12.3mmol)与50ml乾燥的
DMSO加入反应瓶内,将Potassium t-Butoxide 3.46g(30.8
mmol)溶於25ml乾燥的DMSO ,滴入反应瓶内,室
温 搅拌半小时后,再将1-Bromooctane 5.24g(27.1 mmol)
溶於25ml乾燥的DMSO ,滴入反应瓶内,升温至45
℃,加热搅拌过夜.加入水终止反应,用Ether / H2O 萃
取,收集有机层,硫酸镁除水后,减压浓缩得到白色固
体,以管柱层析分离,得到白色固体产物5.07g,产率
75％.
3.4. Synthesis of
2-[9,9-dioctyl-7-(4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan-2-
yl)-9H-2-fluorenyl]-4,4,5,5-tetramethyl-1,3,2-dioxaborolan
e (4)
取双颈瓶,瓶口架加液漏斗与通氮气装置,在氮气
,将产物3 3g(5.473 mmol),bis(pinacolatr)diboron
2.97g(11.71 mmol),potassium acetate 2.14g(21.9 mmol),
和Pd(dppf)Cl2CH2Cl2 0.045g(0.0547 mmol)加入反应瓶内
后,加入50 ml Toluene,升温至60℃,搅拌反应五 后,
用 Toluene /H2O萃取,收集有机层,用硫酸镁除水,活
性碳除色后,减压浓缩得到白色固体产物,用
IPA(iso-propylalcohol)再结晶,得到针状结晶2.64g,产
率75％.
3.5. Polymerization
取双颈瓶,瓶口装置冷凝管与通氮气装置,氮气
将产物2 2g(5.33 mmol),产物4 3.42g(5.33 mmol),
Pd(Pph3)4 0.18g(0.1599 mmol),2M K2CO3(aq) 6.66ml,
Aliquat@336 0.1g,与Toluene 150ml置於反应瓶内,加
热回流48小时.降温终止反应,将反应液体滴入 醇沉
淀出红黑色固体,过滤收集固体后,再将固体用THF溶
解,滴入大量水 ,再沉淀出固体,收集固体后用水与
Hexane连续萃许,乾燥后得到黑色固体0.5g.
,结果与讨论
所获得之共聚合物PF8TVCNT经纯化,乾燥等步骤后,
以GPC鉴定得其分子量约为28,000,而分子量分布约为
2.99.由溶液与固态薄膜所获得之UV吸收光谱可发现,其
λmax皆在497左右,然而在分子能隙(band gap,Eg)之计
算 ,我们以UV吸收光谱之最长吸收波段做斜切线
(onset),溶液态所获得之数值约在590nm左右(Figure 2),
由此计算出来之分子能隙约为2.1eV;而固态薄膜所获得之
数值则620nm左右(Figure 2),分子能隙则约在2.0eV,两
者相差约30nm,推测此 现象应是由於分子间容易产生聚集
(aggregate)现象所导致.此外,由PL光谱也同样可以发现
在溶液态的PL光谱约在554nm左右,而在薄膜态则红位移
到了611nm,相差了将近60nm,此 现象也强烈说明分子间
聚集现象的发生.而在EL光谱 则在618nm左右发光,为
接近橘红光色,CIE座标为x=0.6,y=0.39,然而发光效率较
差,推测这可能是因为分子容易发生聚集现象所导致之自我
骤熄(self-quenching)效应所致.
在利用CV做氧化还原电位方面的测定 ,我们可发现
在0.88V(vs. Ag/AgCl)的位置有 明显之氧化讯号出现,
而在-1.42V的位置 则有 明显之还原讯号出现(Figure
3),依此所计算出之HOMO能阶为5.25eV,LUMO能阶则
为2.95eV,电化学分子能隙则为2.3eV,亦与光学方法所测
出之分子能隙相近.若与 些常见之共轭高分子聚合物之能
阶相比,MEH-PPV之HOMO及LUMO能阶分别为4.9与
2.8eV,DB-PPV之HOMO及LUMO能阶分别为5.01与
2.69eV;相较之 所合成之PF8TVCNT共聚合物之LUMO
能阶皆低於MEH-PPV与DBPPV等聚合物.由於 般之有
机分子在CV 皆不易量得还原电位,如MEH-PPV与
DB-PPV等,所合成之PF8TVCNT共聚合物不仅可量测得还
原电位,且其LUMO之能阶皆较这些分子来得低,因此可以
推论所合成出来之PF8TVCNT共聚合物由於引进Cyano官
能基於分子主链 ,有效降低了分子的LUMO能阶,使得此
分子具有较佳之电子传输效率,也就是具有N-type特性之
有机半导体材料.
五,结论
共聚合物PF8TVCNT经由UV吸收光谱及PL萤光光谱
量测显示,分子间具有极强之引力存在,这可能是由π-π堆
叠(π-π stacking)效应所导致,使得分子间容易产生聚集
之现象,造成溶液态光谱与薄膜态光谱所显示出之强烈红位
移现象.
而在CV氧化还原电位量测 ,共聚合物PF8TVCNT
可量测到明显之氧化还原电位,尤其在还原电位 ,这在
般之有机分子 并不易侦测到,而经计算其LUMO能阶约在
2.95eV,明显较常见之MEH-PPV及DB-PPV来得低,暗示
此 分子结构应具有较佳之电子传输速率.而光学与电化学
所计算得到之分子能隙约在2.0~2.3eV,此 较低之能阶则有
助於载子之生成,以获得较高之载子传输速率.
六,参考文献
1, Y. Y. Lin, D. J. Gundlach, and T. N. Jackson; 54th Annual
Device Research Conference Digest, 80 (1996)
2, C. D. Dimitrakopoulos, B. K. Furman, T. Graharm, S.
Hegde, and S. Purushothaman; Synth. Met.,92, 47 (1998)
3, H. Sirringhaus, N. Tessler, and R. H. Friend; Science, 280,
1741 (1998)
4,C. D. Dimitrakopoulos and P. R. L. Malenfant; Adv. Mater.,
14(2), 99 (2002).
5,C. D. Dimitrakopoulos and D. J. Mascaro; IBM J. Res. &
Dev., 45(1), 11 (2001)
6,N. Miyaura, T. Yanagi,, and A. Suzuki; Synth. Commun., 11,
513 (1981)
7,R. B. Miller and S. Dugar; Organometallics, 3, 1261 (1984)
350400450500550600650700
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
AbsSol
AbsFilm
Normalized Abs. Intensity
Spectrum (nm)
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
618
PDOFTCNVT
611554497
Normalized PL Intensity
PLSol
PLFilm
EL
Figure 1共聚合物PF8TVCNT之合成步骤
Figure 2共聚合物PF8TVCNT之UV Abs., PL及EL光谱图
S
CN
SCHO
+
S
S
NCKOH / EtOHBr2 / DCM
S
S
NC
Br
Br
12
BrBr
t-BuOK / DMSO
BrOctane
BrBr
C8H17C8H17
BB
C8H17C8H17
O
OO
O
BB
O
OO
O
Pd(dppf)Cl2CH2Cl2
KOAc / Toluene
3
4
S
S
NC
Br
Br+BB
C8H17C8H17
O
OO
O
I
II
III
Pd(Pph3)4
K2CO3 (aq)
Aliquat@336
Toluene
S
S
C8H17
C8H17
NC
n
Figure 3共聚合物PF8TVCNT之CV氧化还原电位图
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