電化學聚合取代基聚苯胺之電致變色特性與元件性能提昇之探討

Abstract

本論文的主要目的在研究取代基對聚苯胺的電致變色特性及構成元件 壽命的影響,並研究高分子電解質對所構成電致變色元件的循環壽命及特 性的影響,並利用循環伏安法研究其電化學性質與元件壽命間之關係. 研 究中使用 o-anisidine 及 o-phenetidine 與2-Aminobenzotriflouride 及 2-Fluoroaniline 四種不同取代基苯胺單體,利用不同電鍍條件共聚合 成膜,再利用不同的方式導入 proton doping layer ,控制元件隔距,灌入 不同的高分子電解質與經不同處理的對電極 ITO 玻璃構裝形成電致變色 元件. 研究後發現,元件壽命與利用循環伏安法所測得第三第一氧化還 原電位差值( E1/2)成反比關係,其主要原因可能是由於立體障礙所致.基 於後段封裝製程上的考量,20:1 (repeating unit : salt molar) 的鹽類 濃度及 12 micrometer 的隔距應是最佳的選擇.proton doping layer 確 實有效的增加元件的壽命及降低響應時間,不管此種高分子是利用旋轉塗 佈,電沈積或共沈積等方式為之;因為高分子酸的引入提供了聚苯胺分子間 氫離子的存取位置,使得聚苯胺分子於氧化還原期間氫離子的進出更加容 易,而塑化劑的添加降低了 proton doping layer 的結晶度,增加離子傳 導的途徑 有利於元件性能的提昇.對電極衰退的問題,利用不同的保護材 加以處理之後,均可以有效的提昇元件的壽命,而進一步向實用化邁進. The electrochromic behavior of electropolymerized substitutedpolyanilines and the performance of devices are investigated invarious polymer electrolyte systems.The substituted anilines includedo-anisidine,o-phenetidine,2- aminobenzotriflouride and 2-fluoroaniline. In the cyclic voltammetry (CV) study,the cyclic life of a electrochromic device increased with the reduce of E1/2 caused primarily by steric effects.For performance promotion of devices,LiClO4 is a better cadadate as a salt in the polymer electrolyte.In practical devices,it is perferable to employing 20:1 salt concentration (repeating unit : salt molar) and 12 micrometer gaugein the device to minimize the problem of sealing in process. In spite of the film is spin-coated,electrodeposited or codeposited,the proton doping layer indeed increase the cyclic life and reduce the reponse time.The polymer acid doped in polyanilines offer the site of proton,witch cause protons transfer more easily in redox period.Addition of a plasticizer reduce the degree of crystalline and increase the path of ion transfer and promote the performance of devices.For the problem of counterelectrode degradation,the counterelectrode modified with various protected materials can increase the cyclic life.