并五苯类似物的合成及其垂直结构有机发光晶体管的研究

Organic light-emitting transistor (OLET) integrates organic thin filmtransistor (OTFT) and organic light-emitting diode (OLED) into one device, using the transistor to control its luminance. It has two functions:emitting light and adjusting current like a transistor. Luminescence intensity can be controlled by changing the gate voltage. In an OLET device, operating voltage is reduced and the luminous efficiency is improved due to shoutened channel length with a vertical configuration.. In this project, we will fabricate VOLET devices with nanotips electrode , pentacene analogues as a P-type material and Alq3 as a n-type material in the active , and studied their opto-electrical characteristics.

有机发光晶体管是将有机场效应晶体管与有机发光二极管集成在一起的器件，可利用晶体管来控制其发光强度，其在大面积有源矩阵柔性显示和集成电路信号处理等方面具有广泛的应用，成为一个研究热点。本项目拟在合成一种高迁移率的有机半导体材料(并五苯类似物)的基础上，以合成材料为空穴传输层、八羟基喹啉铝为发光层兼电子传输层和高介电常数锆酸钡为栅绝缘层制备具有纳米尖端结构源极的垂直构型的有机发光晶体管（VOLET）。此器件导电沟道垂直于有机薄膜，沟道长度能从微米量级降至纳米量级，器件有望实现大工作电流、低开启电压和高亮度。利用聚苯乙烯纳米球模板和热致聚合物相分离技术制备纳米尖端结构的源极，纳米尖端结构将提高源极与电子传输层界面的电场强度，从而增强电子从源极到电子传输层的注入，并促进载流子注入更平衡，从而提高VOLET器件的发光亮度和效率。本研究为进一步促进OLET的发展和产业化奠定一定基础。

有机发光场效应晶体管是一种集电致发光和晶体管开/关功能于一体的光电子器件，可用于大面积全有机柔性显示等。本项目主要针对有机发光场效应晶体管材料与器件开展研究工作，并把我们合成的部分材料的应用范围拓展到了有机太阳能电池的领域。我们从具有高离子化能的二噻并[2,3-d:2′,3′-d′]苯并[1,2-b:4,5-b′]二噻吩(DTBDT)结构单元出发，在DTBDT的5,10-位引入烷氧基、烷基噻吩、三甲基硅炔、三异丙基硅炔等功能基团，通过分子结构的修饰对材料的溶解性、稳定性及光电性能等的调整，合成了一系类高性能、高稳定性的有机半导体材料。利用单晶X射线衍射等手段解析材料的分子结构、分子间相互作用力和堆积模式，在对其光谱性能、热稳定性、能级等物理、化学性质进行了充分表征基础上，探索了它们在OFET器件中的应用。其中DTBDT-TIPs的迁移率为0.12 cm2 V-1 1 s-1，表现出较高的空穴迁移率，其阈值电压较低，开关比高，是一种比较优秀的P型半导体材料。其次，基于DTBDT构建了一些共轭聚合物，并对其光谱、电化学、迁移率和光伏等性能进行了系统的表征。另外，合成了空穴传输基团修饰的POSS材料-POSS-8Cz，并表征了其光电化学性能，拟将其作为主体材料应用于磷光发光场效应晶体管。此外，以ITO玻璃为基底，以PMMA为介电层，分别以并五苯类似物-DTBDT-TIPS为场效应传输层和Alq3为发光材料制备了非对称电极的双层异质结型有机发光场效应晶体管。