利用摻雜及後處理技術製作高導電PEDOT:PSS膜用於液晶顯示器

周祖銳

doi:10.6342/NTU201703356

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利用掺杂及後处理技术制作高导电PEDOT:PSS膜用於液晶显示器

Highly Conductive PEDOT:PSS Film Produced by Doping and Post-treatment Method for ITO-Free Liquid Crystal Displays

周祖锐 , 博士　　导师：赵治宇　　

英文 DOI： 10.6342/NTU201703356

导电高分子； PEDOT:PSS ；後处理；掺杂；扭旋向列型液晶；高分子分散型液晶； conducting polymer ； PEDOT:PSS ； post-treatment ； doping ； twisted nematic liquid crystal ； polymer dispersed liquid crystal

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摘要 │ 参考文献 (87) │ 国际计量

摘要〈TOP〉

液晶显示器发展至今已超过三十年，是目前市场上最主流的显示器。日常生活中所使用的智慧型手机、平板电脑、大尺寸平面电视等产品多数选用液晶显示器做为萤幕。为因应下一个世代的光电元件之需求，可挠式液晶元件是未来发展的方向。因此，使用氧化铟锡(ITO)做为透明电极的传统方法必须要有所改变。根据过去的研究文献，奈米金属线、石墨烯、印刷式网格状金属、导电高分子等材料均有取代ITO成为透明电极的可能性。其中，导电高分子PEDOT:PSS由於具有极佳的可挠性、良好的热稳定性以及可见光波段的高穿透率，被认为是相当有潜力的材料之一。此外，PEDOT:PSS可以分散在水中的特性，使其非常适合用在低成本的溶液制程上。然而PEDOT:PSS的导电度较商品化的ITO低了四个数量级，相当程度地限制了PEDOT:PSS应用性。本论文中，我们使用了两种方法改善PEDOT:PSS的导电度。此外，我们利用提升过导电度的PEDOT:PSS膜做为透明电极，制做并分析了两种不同类型的液晶元件。
    第三章中，我们利用二甲基亚碸(DMSO)对PEDOT:PSS膜进行後处理，成功将其导电度从0.7 S/cm大幅提升至1185 S/cm。不仅如此，当我们将提升导电度的PEDOT:PSS膜做磨擦配向处理後，PEDOT:PSS膜可以均匀地水平排列液晶分子。如此一来，PEDOT:PSS膜不但可以做为透明电极，还能做为液晶盒的配向层，同时兼具两种功能。我们利用磨擦配向处理过的PEDOT:PSS膜，首次成功地制做出90度扭旋向列型液晶盒。量测结果显示该液晶盒之光电特性，不但跟传统上利用ITO搭配聚醯胺做出来的液晶盒之光电特性是可相比的，其稳定度也达到三个月以上。
    第四章中，我们使用掺杂以及後处理两种技术来改善PEDOT:PSS的导电度。当PEDOT:PSS水性分散液中掺杂1.25% (v/v)之对甲苯磺酸(PTSA)水溶液後，自旋涂布在基板上的PEDOT:PSS膜，其导电度可从0.7 S/cm提高至765 S/cm。接着我们利用DMSO对掺杂PTSA之PEDOT:PSS膜做後处理，导电度可进一步达到1459 S/cm。在此研究中，我们将高导电的PEDOT:PSS膜做为高分子分散型液晶盒之透明电极。量测结果显示我们制做出来的样品其光电特性是可与利用ITO制做出来的样品相比的。
    本论文中的两个研究，均显示高导电的PEDOT:PSS膜拥有相当大的潜力取代ITO作为液晶盒中的透明电极。未来人类发展新型态的光电元件时，我们相信PEDOT:PSS是一大有可为材料。

并列摘要〈TOP〉

Liquid crystal displays (LCDs) have been developed over 30 years and have become the most dominant product in the display market. Nowadays, LCDs are widely used in our daily life, e.g., smart phones, tablet PCs, and large panel televisions. In order to develop flexible liquid crystal (LC) cells for next generation optoelectronic devices, several potential materials such as metal nanowires, graphene, printable metal grids, and conducting polymers have been investigated as alternatives to replace the traditional transparent electrode, which is composed of indium tin oxide (ITO). In particular, poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) is one of the most potential materials due to its excellent mechanical flexibility, good thermal stability, and high transparency in the visible range. In addition, the water dispersibility of PEDOT:PSS makes it very suitable for low-cost solution processing method. However, the conductivity of the pristine PEDOT:PSS film, typically four orders of magnitude lower than that of the commercial ITO, restricts the applicability of PEDOT:PSS. In this dissertation, we demonstrate two methods to enhance the conductivity of the PEDOT:PSS film. Furthermore, ITO-free LC devices employing the conductivity improved PEDOT:PSS film as transparent electrode were fabricated and investigated.
    In Chapter 3, a simple and effective method to enhance the conductivity of the PEDOT:PSS film from 0.7 to 1185 S/cm by post-treatment with dimethyl sulfoxide (DMSO) is illustrated. After the rubbing technique was applied, the DMSO-treated PEDOT:PSS film revealed uniform planar alignment which could be used as both the transparent electrode and the alignment layer in the LC device. In this study, ITO-free twisted nematic (TN) LC cells fabricated by the rubbed PEDOT:PSS film were made for the first time, and they show comparable electro-optical properties relative to TN LC cells constructed by ITO and polyimide. Moreover, the reliability of the ITO-free TN LC samples are at least three months.
    In Chapter 4, doping technique and the post-treatment process were both employed to enhance the conductivity of PEDOT:PSS. The conductivity of the spin coated PEDOT:PSS film increased greatly from 0.7 to 736 S/cm after 1.25% (v/v) of p-toluenesulfonic acid (PTSA) solution was added into the PEDOT:PSS aqueous dispersion. The conductivity of the PTSA doped PEDOT:PSS film further enhanced to 1549 S/cm by post-treatment with DMSO. In this study, the highly conductive PTSA doped PEDOT:PSS film was utilized as the transparent electrode to manufacture ITO-free polymer dispersed liquid crystal (PDLC) cells. The measured electro-optical characteristics of the ITO-free PDLC cells were comparable to those of the PDLC cells assembled by the ITO glass. This study reveals that the highly conductive PEDOT:PSS film is an excellent candidate for ITO-free PDLC devices.
    As these two studies show the potential and facility of the highly conductive PEDOT:PSS film to be used as transparent electrode for ITO-free LC cells, we believe that PEDOT:PSS is a promising material for industry to manufacture optoelectronic devices in the future.

参考文献 ( 87 ) 〈TOP〉

1. P. Yeh and C. Gu, Optics of Liquid Crystal Displays (John Wiley & Sons, Inc., USA, 1999).
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3. G. Stojmenovik, Ion Transport and Boundary Image Retention in Nematic Liquid Crystal Displays (Universiteit Gent, Gent, 2004).
连结：
5. 陈培翔，奈米元件之制作、应用与其物理性质之研究 (国立台湾大学物理系研究所博士论文，台北，2009年)。
连结：
6. 黄久菖，以液晶元件作为光学调制器并实现其增强光电性能上的应用 (国立台湾大学物理系研究所博士论文，台北，2015年)。
连结：
8. M. Oh-e and K. Kondo, Appl. Phys. Lett. 67, 3895 (1995).
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