滴鍍成膜之溫度效應部份

共軛導電高分子 PFO 薄膜分別於不同溫度持溫 1 小時之表面形貌(如 Figure 4.4)，結合 2D 高度圖與相角差結果發現持溫養晶溫度在 140^oC 的表面有較多不明 顯的團聚物，其尺寸大小約為140 nm，高度約為 6 nm；隨著溫度到達 145^oC 之 後其團聚物與高分子薄膜之間的黏彈性質差異變得較為明顯並且團聚物數量變 得較少，其尺寸大小約為250 nm，高度約為 22 nm；當溫度到達 150^oC 時團聚物 之數量已經大幅減少，其尺寸大小約為250 nm，高度約為 23 nm。

Figure 4.4 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 140^oC 持溫 1 小 時，圖(d)(e)(f)則是於 145^oC 退火養晶持溫 1 小時，圖(g)(h)(i)為退火 養晶溫度於 150^oC 持溫 1 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高度圖 (Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)、而圖(c)(f)(i)為其表 面團聚顆粒之剖面圖(profile)

將共軛導電高分子PFO 薄膜之表面形貌以不同溫度 140^oC、145^oC、150^oC 進 行持溫退火11 小時，如 Figure 4.5。由 2D 表面高度圖與相角差圖可以發現，當 溫度由 140^oC 逐漸升高至 145^oC 時，其表面黏彈性質逐漸由黏性轉變為彈性，

140^oC 之團聚物之大小約為 220 nm 而高度約為 21 nm；145^oC 的結晶大小約為 125

Figure 4.5 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 140^oC 持溫 11 小時，圖(d)(e)(f)則是於 145^oC 退火養晶持溫 11 小時，圖(g)(h)(i)為退 火養晶溫度於150^oC 持溫 11 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高度 圖(Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)、而圖(c)(f)(i)為其 表面團聚顆粒之剖面圖(profile)

Figure 4.6 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 140^oC 持溫 26 小時，圖(d)(e)(f)則是於 145^oC 退火養晶持溫 26 小時，圖(g)(h)(i)為 退火養晶溫度於150^oC 持溫 26 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高 度圖(Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)、而圖(c)(f)(i)為 其表面團聚顆粒之剖面圖(profile)

以140^oC、145^oC、150^oC 等不同的退火溫度將共軛導電高分子 PFO 薄膜進行 26 小時長時間持溫退火，其表面形貌如 Figure 4.6。當溫度在 140^oC 時表面的結 晶顆粒數量較少，其大小約為125 nm、高度約為 21 nm；溫度提昇至 145^oC 時表

將旋轉塗佈之試片以冷卻結晶手法進行持溫退火養晶以140^oC、145^oC、150^oC

Figure 4.7 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 140^oC 持溫 1 小時，圖(d)(e)(f)則是於 140^oC 退火養晶持溫 11 小時，圖(g)(h)(i)為 退火養晶溫度於140^oC 持溫 26 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高 度圖(Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)、而圖(c)(f)(i)為 其表面團聚顆粒之剖面圖(profile)

將經過旋轉塗佈的 PFO 試片以每分鐘 10^oC 升溫至 220^oC 進行去除熱歷史 後，所進行之持溫退火條件為145^oC 持溫時間為 1 小時、11 小時與 26 小時，如 Figure 4.8。145^oC 持溫 1 小時的團聚物大小約 230 nm 高度約為 24 nm；持溫 11

Figure 4.8 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 145^oC 持溫 1 小 時，圖(d)(e)(f)則是於 145^oC 退火養晶持溫 11 小時，圖(g)(h)(i)為退火 養晶溫度於145^oC 持溫 26 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高度圖 (Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)、而圖(c)(f)(i)為其表 面團聚顆粒之剖面圖(profile)

經過去除熱歷史的旋轉塗佈PFO 薄膜試片持溫退火條件為 150^oC，持溫時間 為 1 小時、11 小時、26 小時其結果如下︰於 150^oC 持溫 1 小時的表面形貌觀察 發現其團聚物有大有小，其中較小顆的尺寸約為 35 nm 和 40 nm 高度皆約為 4 nm；中型的尺寸大小則約為 60 nm 與 90 nm 高度約為 11 nm 和 20 nm；最大的團 聚物尺寸則為140 nm 高度為 40 nm。以 150^oC 持溫 11 小時之團聚物尺寸大小約 為80 nm 高度則約為 12 nm；150^oC 持溫 26 小時的團聚物尺寸大小為 190 nm 高 度則為19 nm 和 21 nm。藉由表面形貌分佈觀察得知經過長時間退火熱處理過後 團聚物的分佈有逐漸減少的趨勢，而且尺寸大小也有明顯的增加。

Figure 4.9 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 150^oC 持溫 1 小 時，圖(d)(e)(f)則是於 150^oC 退火養晶持溫 11 小時，圖(g)(h)(i)為退火 養晶溫度於150^oC 持溫 26 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高度圖 (Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)而圖(c)(f)(i)為其表面 團聚顆粒之剖面圖(profile)

4.1.4 旋轉塗佈之溫度效應部份

以不同持溫養晶溫度搭配養晶時間觀察其表面形貌之演變，其養晶持溫條件

顆粒還可以明顯的看出是由數個微小顆粒所組成。145^oC 持溫 1 小時的團聚物大 小約 230 nm 高度約為 24 nm；而 150^oC 持溫 1 小時的表面團聚物尺寸則有大有 小。顆粒尺寸最小約為35 nm 高度約為 4 nm、另外最大的顆粒尺寸約為 140 nm 高度約為40 nm。

Figure 4.10 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 140^oC 持溫 1 小時，圖(d)(e)(f)則是於 145^oC 退火養晶持溫 1 小時，圖(g)(h)(i)為退 火養晶溫度於150^oC 持溫 1 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高度 圖(Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)而圖(c)(f)(i)為其表 面團聚顆粒之剖面圖(profile)

將經過旋轉塗佈的 PFO 試片以每分鐘 10^oC 升溫至 220^oC 進行去除熱歷史 後，所進行的退火熱處理條件如下︰於140^oC、145^oC 與 150^oC 持溫 11 小時。140^oC 持溫11 小時的團聚物大小約為 120 nm 高度約為 7 nm、145^oC 持溫 11 小時團聚

物的大小約為70 nm 而高度則約為 14 nm、150^oC 持溫 11 小時之團聚物尺寸大小 約為80 nm 高度則約為 12 nm，由實驗結果發現 PFO 薄膜表面之團聚物在持溫 11 小時過程中溫度越高其尺寸大小則有逐漸減小的趨勢。

Figure 4.11 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 140^oC 持溫 11 小時，圖(d)(e)(f)則是於 145^oC 退火養晶持溫 11 小時，圖(g)(h)(i)為 退火養晶溫度於150^oC 持溫 11 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高 度圖(Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)而圖(c)(f)(i)為其 表面團聚顆粒之剖面圖(profile)

團聚物出現，但是卻發現團聚物似乎有產生連接、聯合的情形。

Figure 4.12 原子力顯微鏡 AFM 之數據結果圖(a)(b)(c)為退火溫度 140^oC 持溫 26 小時，圖(d)(e)(f)則是於 145^oC 退火養晶持溫 26 小時，圖(g)(h)(i)為 退火養晶溫度於150^oC 持溫 26 小時之結果；其中(a)(d)(g)圖為 2D 高 度圖(Height)、(b)(e)(h)圖則是相角差圖(Phase angle)而圖(c)(f)(i)為其 表面團聚顆粒之剖面圖(profile)

4.2 熱示差掃描卡量計(DSC)之熱性質量測

將製備完成之DSC 固體鋁盤試片(其試片重量約為 0.3 mg 與 3 mg)首先進行 as-received 試片的 normal scan，並且以升溫速率 10^oC/min 由-20^oC 升溫至 220^oC 持溫2 分鐘進行去除熱歷史然後以淬火方式降溫至-20^oC 再進行 Second scan。將 First scan 與 Second scan 進行比較(Figure 4.13)可明顯看到經過去除熱歷史之後，

在120^oC 至 150^oC 溫度範圍減少了部份的熱流量，大約由 23.0866 J/g 降至 8.7762

J/g 接著以同一個試片進行 135^oC、140^oC、145^oC、150^oC 持溫 1 小時、11 小時、

26 小時退火養晶實驗，其中將以同一溫度、不同時間退火養晶結果(Figure 4.14、

4.15、4.16、4.17)，不同溫度、同一時間退火養晶結果(Figure 4.18、4.19、4.20)。

Figure 4.13 PFO 導電高分子 DSC 試片 first scan 與 second scan

4.2.1 時間效應部份

由Figure 4.14 結果可以得知於 135^oC 持溫下一小時的結晶量數量較少，但是 經過 11 小時、26 小時退火養晶之後其結晶量有大幅成長而且結晶量相差不遠。

135^oC 持溫 1 小時之結晶吸熱量約為 5.7921 J/g，持溫 11 小時之結晶吸熱量約為 13.5109 J/g，持溫 26 小時之結晶吸熱量約為 14.5514 J/g。其結晶熔融溫度隨著養

Figure 4.14 由上而下順序分別為，第二次掃描、退火養晶溫度於 135^oC 持溫 1 小時、11 小時、26 小時之 DSC 熱性質結果以及其吸熱峰數據圖

由Figure 4.15 之結果發現以 140^oC 進行持溫退火實驗過程中，時間效應對其 結晶量之影響有顯著的改變，其結晶吸熱量從 1 小時至 26 小時分別為 7.7062 J/g、

13.6509 J/g、13.1570 J/g。結晶熔融溫度於不同時間效應下並沒有產生明顯的改 變，其結晶熔融溫度分別為 150.53^oC、150.37^oC、150.53^oC。從 140^oC 持溫 1 小 時開始產生較多的吸熱量，但是11 小時與 26 小時之間的吸熱量則相差不多。

Figure 4.15 由上而下順序分別為，第二次掃描、退火養晶溫度於 140^oC 持溫 1 小時、11 小時、26 小時之 DSC 熱性質結果與其吸熱峰數據圖

Figure 4.16 由上而下順序分別為，第二次掃描、退火養晶溫度於 145^oC 持溫 1 小時、11 小時、26 小時之 DSC 熱性質結果與其吸熱峰數據圖

退火養晶溫度於145^oC 之時間效應結果如 Figure 4.16，其結晶行為隨著時間 效應有一定的成長趨勢，持溫1 小時的結晶吸熱量為 4.1280 J/g、持溫 11 小時的 結晶吸熱量約為5.6577 J/g、持溫 26 小時的結晶吸熱量約為 11.0654 J/g。其結晶 熔融溫度由持溫1 小時至 26 小時分別為 151.20^oC、153.37^oC、153.70^oC。由 Figure 4.17 退火養晶結果可以發現，150^oC 養晶溫度隨著持溫時間增加但是其結晶吸熱 量改變不大，分別為 4.9567 J/g、3.0756 J/g、3.87 J/g 而結晶熔融溫度分別是 150.53^oC、150.20^oC、149.87^oC。

Figure 4.17 由上而下順序分別為，第二次掃描、退火養晶溫度於 150^oC 持溫 1 小時、11 小時、26 小時之 DSC 熱性質結果與其吸熱峰數據結 果

4.2.2 溫度效應部份

由Figure 4.18 之 DSC 退火養晶結果可以發現養晶時間固定於 1 小時，其中 以退火溫度140^oC 有較多的結晶吸熱量，由 135^oC、140^oC、145^oC、150^oC 各別 持溫1 小時之結晶吸熱量依序為 4.7408 J/g、6.0139 J/g、6.0915 J/g 和 4.9567 J/g；

而135^oC 至 145^oC 之熔融溫度有個明顯的趨勢，其結晶熔融溫度隨著養晶溫度而 升高，其結晶熔融溫度依序為149.70^oC、150.53^oC、151.20^oC 以及 150.53^oC。

Figure 4.18 DSC 退火養晶結果圖，由上而下順序為第二次掃描、於 135^oC、

140^oC、145^oC、150^oC 持溫 1 小時之結晶吸熱曲線與其吸熱峰數據結 果

Figure 4.19 DSC 退火養晶結果圖，由上而下順序為第二次掃描、於 135^oC、

140^oC、145^oC、150^oC 持溫 11 小時之結晶吸熱曲線與其吸熱峰數據 結果

Figure 4.19 結果圖發現，持溫時間於 11 小時之結晶吸熱量於 135^oC、140^oC

Figure 4.20 以 135^oC 至 150^oC 進行持溫 26 小時之結果圖可以發現其結晶量變 化有逐漸減少的趨勢，分別為15.8399 J/g、12.9656 J/g、11.9944 J/g 以及 3.87 J/g。

在結晶熔融溫度部份分別為147.37^oC、150.53^oC、153.70^oC 以及 149.87^oC，當溫 度在135^oC 至 145^oC 區間可以明顯看到其結晶熔融溫度與退火養晶溫度呈現一正 比的關係。

Figure 4.20 DSC 退火養晶結果圖，由上而下順序為第二次掃描、於 135^oC、

140^oC、145^oC、150^oC 持溫 26 小時之結晶吸熱曲線

4.3 光致激發光譜儀(PL)之光激發光結果

Figure 4.21 PFO 薄膜以 140^oC 進行退火養晶持溫於 1 小時、11 小時、26 小時之 光激發光結果

當 PFO 薄膜於 145^oC 進行退火養晶搭配時間效應之光激發光結果如 Figure 4.22。退火養晶時間為 1 小時之光激發光第一特性峰為 435 nm 波長、第二特性峰 之波長為462 nm 波長、第三特性峰之波長則為 496 nm 波長，持溫退火 11 小時 的激發光譜第一與第二特性峰則落在434 nm 波長與 459 nm 波長、第三特性峰之 波長則為496 nm，持溫退火 26 小時之光致激發光第一特性峰為 434 nm 波長、第 二特性峰波長為459 nm、第三特性峰之波長則為 496 nm。由此結果可以發現經 過長時間熱處理後激發光波長由435 nm 與 462 nm 位置藍位移至 434 nm 與 459 nm，激發光強度卻稍微有些下降。

Figure 4.22 PFO 薄膜於 145^oC 進行退火養晶持溫於 1 小時、11 小時、26 小時之 光激發光結果

以150^oC 進行退火養晶之光致激發光結果如 Figure 4.23，當持溫時間為 1 小 時其激發光譜第一、第二及第三特性峰波長分別為434 nm、458 nm、490 nm 而 持溫時間為11 小時的激發光譜第一、第二波長分別為 434 nm、458 nm，持溫時 間為26 小時的激發光譜第一、第二及第三特性峰波長分別為 432 nm、456 nm 與 523 nm。

Figure 4.23 PFO 薄膜於 150^oC 進行退火養晶持溫於 1 小時、11 小時、26 小時之 光激發光結果

4.3.2 旋轉塗佈之溫度效應部份

將同一個 PFO 退火養晶薄膜試片以不同溫度效應條件進行光致激發光實 驗，當持溫退火時間保持於1 小時(如 Figure 24)、11 小時(如 Figure 25)、26 小時 (如 Figure 26)，分別以 140^oC、145^oC、150^oC 試片進行。持溫時間為 1 小時其退 火溫度為140^oC 時的激發光譜第一特性峰波長為 435 nm、第二特性峰波長為 460 nm，145^oC 的激發光譜第一、第二與第三特性峰波長分別為 435 nm、462 nm、496

將同一個 PFO 退火養晶薄膜試片以不同溫度效應條件進行光致激發光實 驗，當持溫退火時間保持於1 小時(如 Figure 24)、11 小時(如 Figure 25)、26 小時 (如 Figure 26)，分別以 140^oC、145^oC、150^oC 試片進行。持溫時間為 1 小時其退 火溫度為140^oC 時的激發光譜第一特性峰波長為 435 nm、第二特性峰波長為 460 nm，145^oC 的激發光譜第一、第二與第三特性峰波長分別為 435 nm、462 nm、496