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第四章 垂直入射式折射率顯微術與其應用

4.3 實驗與結果

4.3.2 量測 ITO

tan cos(

2

Fig. 4.4 在不同的值的條件下,n 與 ∆n 之關係曲線

待測樣本大小為60 mm  60 mm,由於進行撓曲測試時,靠近樣本中央處會 有較大的作用力,因此我們在靠近樣本中央處取約260 µm  260 µm 之區域做為 量測區域,所得二維折射率分佈之量測結果如Fig. 4.5 所示。接著,我們利用機 械撓曲機台(ITRI-CMS/FCIS/08)對此樣本進行撓曲測試。測試方法如 Fig. 4.6 所 示,其中灰色部份代表ITO 層,而白色部份代表 PET 底層,首先樣本處於未撓 曲時的狀態如Fig. 4.6(a)所示,接著在樣本的兩側同時施予一個固定的作用力 F,

使其往PET 層之方向撓曲,如 Fig. 4.6(b)所示,其撓曲的半徑為 20 mm,撓曲角 速度為20 deg/s。最後再去除所施之作用力,使樣本回復成未撓曲狀態。在此將 上述過程定義為一次撓曲。

Fig. 4.5 ITO 軟性電子基板之二維折射率量測結果,量測區域大小為 260 µm  260 µm

Fig. 4.6 軟性電子基板之撓曲測試示意圖,灰色: ITO 層,白色: PET 層,黑色:絕緣線。

(a)未施力狀態; (b)撓曲狀態。

Fig. 4.7 ITO 軟性電子基板之二維折射率量測結果,量測條件:撓曲 1000 次後

Fig. 4.8 ITO 軟性電子基板之二維折射率量測結果,量測條件:撓曲 4000 次後

將撓曲頻率設定為每分鐘8 次,接著分別在樣本狀態處於(a)撓曲 1000 次後 (b)撓曲 4000 次後的狀態下,利用上述的系統對與 Fig. 4.5 相同區域進行量測,

所得之結果分別如Fig. 4.7 與 4.8 所示。由 Fig. 4.5、Fig. 4.7 以及 Fig. 4.8 之結果 中,計算量測區域的折射率平均值,分別為1.855、1.849 以及 1.811,亦即相較 於未進行撓曲前的狀態,樣本經過撓曲後,平均折射率產生了0.32 % 與 2.37 % 的變化量;另外量測區域的折射率標準差亦可進行計算,其結果分別為 0.006、

0.008 以及 0.033,亦即相較於未進行撓曲前,樣本經撓曲後,折射率標準差產生 了33 % 與 450 % 的變化量。

由Fig. 4.7 與 4.8 左下角圓圈標示處的相對區域內,得知此區域具有較大的 折射率改變,因此其具有較大的殘留應力作用。比較此三次量測結果的數值,可 知當撓曲次數愈多次,則殘留應力的作用亦愈大[13-15],此一結果亦可從 Fig. 4.7 與4.8 中另外兩個圓圈標示區域的觀察而得到。隨著撓曲次數的增加,材料細部 結構明顯發生變化,局部折射率量測數值亦有明顯的改變情形,另外全域折射率

的標準差亦隨著撓曲次數的增加而上升。在進行撓曲測試時,由於只進行 PET

層方向的撓曲,使得 ITO 層由中央往外拉伸,經多次撓曲後,光彈材料內的局 部區域產生應力集中現象,因此出現折射率下降的區塊。另外,若將Fig. 4.8 中 方框標示處放大並顯示於Fig. 4.9 中,可清楚見到當 ITO 層經 x 方向的撓曲受力 後,在x 方向有應力作用的痕跡。

Fig. 4.9 將 Fig. 4.8 中方框標示處放大

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