本研究利用不同取代基修飾苝二酸酐(perylene dianhydride),合成新穎的苝苯亞醯胺(perylene diimide)衍生物作為有機n-type半導體材料。並以旋轉塗佈法,將perylene diimide 衍生物塗佈於二氧化矽(SiO2)為閘極氧化層之基板上,以形成n-type半導體層。並進ㄧ步製作有機電晶體,並於一般大氣環境下量測其有機電晶體場效特性,及測試其在空氣中穩定性,以應用於未來軟性電子元件之有機電晶體半導體材料。 為了能達到未來應用於軟性電子上低成本、低溫(< 200 °C)製程之需求,故本研究著重於合成可溶性、可塗佈且能在一般大氣環境下穩定的新穎n-type有機半導體材料。目標包括改善有機半導體在溶劑中之溶解度以達溶液製程的要求,利用旋轉塗佈法製備有機半導體層之有機電晶體元件,且能在一般大氣環境下穩定操作之電晶體元件。結果顯示,本研究成功的合成出含烷基及含氟化苯基之苝苯亞醯胺衍生物(各為TC-PDI-C及TC-PDI-F1),並於大氣環境下,以旋轉塗佈法製備半導體薄膜。且以苝苯亞醯胺衍生物為半導體層製作n-type有機電晶體,可於一般大氣環境中量測其場效電晶體特性,其中TC-PDI-F1半導體層之有機電晶體元件電子遷移率約為5.34×10-5 cm2V-1s-1。將之放置於空氣中兩個月,TC-PDI-F1仍具有電晶體特性,而電子遷移率僅有稍微變化,顯示TC-PDI-F1分子具有一定的空氣穩定度。 總結本研究完成在大氣下,以低溫且以溶液的方式,利用旋轉塗佈法製備苝苯亞醯胺衍生物TC-PDI-F1之新穎n-type有機半導體材料,及製作其有機電晶體元件,並在一般大氣環境下,量測到其場效電晶體特性,其在空氣中具有相當的穩定度。由以上結果,雖其電子遷移率尚須改善,但仍足以驗證此TC-PDI-F1新穎n-type半導體材料具備應用於未來軟性電子之可能性。
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