CN109374724B - 一种电致发光器件的膜层分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电致发光器件的膜层分析方法，其中，电致发光器件包括：依次层叠的阳极层、电致发光材料层、以及含银阴极层。该膜层分析方法包括：提供具有离子溅射源和气体团簇离子源的质谱仪；利用离子溅射源从电致发光器件上剥离含银阴极层，得到暴露有电致发光材料层的分析样品；利用气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析。通过离子溅射源对含银阴极层进行溅射剥离，其剥离过程稳定可控，能够有效且彻底地去除含银阴极层，避免了对电致发光材料层进行剥离。采用气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析，不仅能够获得电致发光材料层的各膜层成分及位置，且不会对电致发光材料层造成损伤。

Description

一种电致发光器件的膜层分析方法

技术领域

本发明涉及有机分析领域，特别涉及一种电致发光器件的膜层分析方法。

背景技术

电致发光器件，因其主动发光、可视范围广、响应快等优点，被广泛应用。电致发光器件包括：依次层叠的阳极层、电致发光材料层、阴极层。其中，电致发光材料层可以为多种类型，例如可以包括：沿阳极层至阴极层方向，依次层叠的空穴传输层、有机发光层、电子传输层等。

电致发光材料层对电致发光器件的发光性能有直接影响，所以，目前多采用质谱仪对电致发光器件中电致发光材料层的各膜层进行成分分析。由于阴极层多含银元素，银的特征离子峰会对电致发光材料层中各成分的特征离子峰造成干扰，所以在分析之前需要用刀片或胶粘带剥离阴极层。

通过刀片或胶粘带剥离阴极层时，易发生阴极层剥离不彻底或者部分剥离电致发光材料层。

发明内容

鉴于此，本发明提供一种电致发光器件的膜层分析方法，可解决上述技术问题。具体而言，包括以下的技术方案：

一种电致发光器件的膜层分析方法，所述电致发光器件包括：依次层叠的阳极层、电致发光材料层、以及含银阴极层，所述膜层分析方法包括：提供具有离子溅射源和气体团簇离子源的质谱仪；

利用所述离子溅射源从所述电致发光器件上剥离所述含银阴极层，得到暴露有电致发光材料层的分析样品；

利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析。

在一种可能的实现方式中，所述离子溅射源为氧气源。

在一种可能的实现方式中，所述气体团簇离子源为氩离子团簇源。

在一种可能的实现方式中，所述质谱仪为飞行时间二次离子质谱仪。

在一种可能的实现方式中，在利用所述离子溅射源从所述电致发光器件上剥离所述含银阴极层的同时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供信号强度-剥离时间曲线图；

通过所述信号强度-剥离时间曲线图，确定所述含银阴极层的剥离时间。

在一种可能的实现方式中，所述含银阴极层的成分为Mg-Ag-Yb；

所述通过所述信号强度-剥离时间曲线图，确定所述含银阴极层的剥离时间，包括：

根据所述信号强度-剥离时间曲线图，确定Ag元素的离子峰；

根据所述Ag元素的离子峰，确定所述含银阴极层的剥离时间。

在一种可能的实现方式中，所述分析方法还包括：

根据所述信号强度-剥离时间曲线图，确定Yb元素的离子峰；

根据所述Yb元素的离子峰，确定所述含银阴极层已完成剥离。

在一种可能的实现方式中，在利用所述离子溅射源从所述电致发光器件上剥离所述含银阴极层的同时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供用于表征剥离过程的3D渲染图，通过所述3D渲染图确定所述含银阴极层的剥离时间。

在一种可能的实现方式中，在利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供信号强度-分析时间曲线图；

通过所述信号强度-分析时间曲线图，确定所述电致发光材料层的各膜层成分及位置。

在一种可能的实现方式中，在利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供用于表征分析过程的3D渲染图，通过所述3D渲染图确定所述电致发光材料层的各膜层的位置。

在一种可能的实现方式中，在利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供所述3D渲染图对应的元素分布图，通过所述元素分布图确定所述电致发光材料层的各膜层的元素分布。

在一种可能的实现方式中，所述含银阴极层的剥离面积大于或等于所述电致发光材料层的分析面积。

在一种可能的实现方式中，所述电致发光器件还包括：层叠于所述含银阴极层上的封装层；

所述膜层分析方法还包括：在剥离所述含银阴极层之前，利用刀片去除所述封装层。

本发明实施例提供的技术方案的有益效果至少包括：

本发明实施例提供的电致发光器件的膜层分析方法，能够对电致发光材料层的各膜层进行成分分析，在分析之前，通过采用质谱仪提供的离子溅射源对含银阴极层进行溅射剥离，其剥离过程稳定可控，能够有效且彻底地去除含银阴极层，同时避免了对电致发光材料层进行剥离。随后采用质谱仪提供的气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析，不仅能够获得电致发光材料层的各膜层成分及位置，且不会对电致发光材料层造成损伤。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为一示例性地利用离子溅射源由阴极层溅射至阳极层获得的质谱图；

图2-1为图1中对应Ag₃ ¹⁰⁹Ag₂ ⁺峰的3D渲染图；

图2-2为图1中对应Ag₅ ¹⁰⁹Ag₂ ⁺峰的3D渲染图；

图3为一示例性地利用离子溅射源溅射含银阴极层获得的信号强度-剥离时间曲线图；

图4为用于表征图3所涉及的溅射过程的3D渲染图；

图5为一示例性地利用气体团簇离子源分析电致发光材料层获得的质谱图；

图6为一示例性地利用气体团簇离子源分析电致发光材料层获得的信号强度-剥离时间曲线图；

图7用于表征图6所涉及的分析过程的3D渲染图；

图8为与图7所涉及的3D渲染图相对应的元素分布图。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

针对现有技术对电致发光器件的膜层进行分析时，需要通过刀片或胶粘带剥离阴极层时，易发生阴极层剥离不彻底或者部分剥离电致发光材料层的技术问题，本发明实施例提供了一种电致发光器件的膜层分析方法，可有效且彻底地去除含银阴极层，而不影响电致发光材料层。

本发明实施例所涉及的电致发光器件包括：依次层叠的阳极层、电致发光材料层、以及含银阴极层，其中，电致发光材料层可以为多种类型，举例来说，电致发光材料层的类型包括但不限于以下：沿阳极层至阴极层方向，依次层叠的空穴传输层、有机发光层、电子传输层；或者，沿阳极层至阴极层方向，依次层叠的空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层、电子注入层；或者，沿阳极层至阴极层方向，依次层叠的空穴传输层、有机发光层、空穴阻挡层、电子传输层，等等。

针对上述电致发光器件，为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种膜层分析方法，该分析方法包括：提供具有离子溅射源和气体团簇离子源的质谱仪。

利用离子溅射源从电致发光器件上剥离含银阴极层，得到暴露有电致发光材料层的分析样品。

利用气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析。

本发明实施例提供的电致发光器件的膜层分析方法，能够对电致发光材料层的各膜层进行成分分析，在分析之前，通过采用质谱仪提供的离子溅射源对含银阴极层进行溅射剥离，其剥离过程稳定可控，能够有效且彻底地去除含银阴极层，同时避免了对电致发光材料层进行剥离。随后采用质谱仪提供的气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析，不仅能够获得电致发光材料层的各膜层成分及位置，且不会对电致发光材料层造成损伤。

考虑到飞行时间二次离子质谱仪(Time of Flight Secondary Ion MassSpectrometry，简称TOF-SIMS)能更好地实现对样品几乎无损的静态分析，且目前飞行时间二次离子质谱仪一般兼具离子溅射源和气体团簇离子源，同时在溅射以及分析过程中，可以同时提供用于表征溅射以及分析过程的质谱图，信号强度-作业时间曲线图(还可以理解为深度曲线图)，以及3D渲染图、2D平面图等，从多个角度对溅射以及分析过程进行标定，获得更好的精度。所以，本发明实施例中，所采用的质谱仪为飞行时间二次离子质谱仪。

其中，在飞行时间二次离子质谱仪中，所提供的离子溅射源又称DSC源，所提供的气体团簇离子源又称GCIB源(gas-cluster ion beam source)。

对于离子溅射源来说，其包括但不限于：氧气源、铯源(Cs源)等，只要能够达到能够通过溅射方式来剥离去除含银阴极层的目的即可。示例地，可以使离子溅射源为氧气源，这是因为氧气源的能量高，对银金属的剥离效果好，且氧气源对阳离子的响应高，利于对Ag+的剥离深度检测。

对于气体团簇离子源来说，考虑到氩离子团簇源能量相对较低，在达到对各膜层的有机物质成分进行分析的前提下，且不会破坏有机物质的分子结构，所以，本发明实施例中所使用的气体团簇离子源为氩离子团簇源。

为了判断离子溅射源溅射含银阴极层的有效性，本发明实施例以包含有含银阴极层(例如Mg-Ag-Yb)以及含银阳极层(例如ITO-Ag-ITO)的电致发光器件进行溅射实验，并利用飞行时间二次离子质谱仪提供相应的质谱图，由图1可知，含银阴极层和含银阳极层均出现了Ag的多聚物的峰(对应Ag₃ ¹⁰⁹Ag₂ ⁺峰以及Ag₅ ¹⁰⁹Ag₂ ⁺峰)，这说明两者均可被有效溅射。进一步地，利用飞行时间二次离子质谱仪提供上述溅射实验对应的3D渲染图，如附图2-1所示，其表明溅射深度已经从阴极层达到阳极层，如附图2-2所示，其表明阴极层已全部去除。

对于含银阴极层的剥离过程来说，在利用离子溅射源从电致发光器件上剥离含银阴极层的同时，通过飞行时间二次离子质谱仪提供信号强度-剥离时间曲线图；通过信号强度-剥离时间曲线图，确定含银阴极层的剥离时间。

基于采用的质谱仪为飞行时间二次离子质谱仪，其在进行剥离含银阴极层时，还可以同时提供信号强度-剥离时间曲线图(也可理解为深度曲线图)，通过对信号强度-剥离时间曲线图进行分析，某种物质信号强度从峰值下降时对应的剥离时间即意味着该物质即将被剥离完毕。所以，通过信号强度-剥离时间曲线图，可以有效确定含银阴极层的剥离时间，防止其剥离不彻底以及其下部的电致发光材料层被剥离。

一般情况下，含银阴极层不仅仅包含银元素，还包括其他种类的元素，举例来说，当含银阴极层的成分为Mg-Ag–Yb时，通过信号强度-剥离时间曲线图，确定含银阴极层的剥离时间，包括：根据信号强度-剥离时间曲线图，确定Ag元素的离子峰，根据Ag元素的离子峰，确定含银阴极层的剥离时间。

如附图3所示，通过信号强度-剥离时间曲线图，当Ag元素的离子峰出现时，意味着银元素即将被剥离完毕，此时，可以确定对含银阴极层的溅射基本已完成，进而确定含银阴极层的剥离时间即可。其中，含银阴极层的剥离时间可以为Ag元素的离子峰出现的时间，也可以为出现Ag元素的离子峰之后的某个时间，当然，在其之后的某个时间对于银元素的去除效果更加彻底。

对于出现Ag元素的离子峰之后的某个时间的确定，由于Yb元素的离子峰会晚于Ag元素的离子峰出现(参见附图3)，根据信号强度-剥离时间曲线图，可以确定Yb元素的离子峰，根据Yb元素的离子峰，确定含银阴极层已完成剥离，此时，可以使含银阴极层的溅射作业停止。

进一步地，在利用离子溅射源从电致发光器件上剥离含银阴极层的同时，通过飞行时间二次离子质谱仪提供用于表征剥离过程的3D渲染图(参见附图4)，通过3D渲染图确定含银阴极层的剥离时间。

利用飞行时间二次离子质谱仪提供的用于表征剥离过程的3D渲染图，可以进一步地辅助确认含银阴极层是否被有效且彻底地剥离，提高对含银阴极层剥离过程的可控性。

电致发光材料层的各膜层的特征峰一般在500-900m/z的质荷比范围内，对于电致发光材料层的各膜层的分析过程来说，为了判断气体团簇离子源对电致发光材料层的分析有效性，本发明实施例对包含有五层膜层的电致发光材料层进行分析，并利用飞行时间二次离子质谱仪提供相应的质谱图。如附图5所示，在500-900m/z的质荷比范围内，利用气体团簇离子源进行分析，能够获得五个特征峰，分别对应于上述五层膜层，这可证明本发明实施例提供的方法对电致发光材料层的分析有效性。

在利用气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析时，通过飞行时间二次离子质谱仪提供信号强度-分析时间曲线图；通过信号强度-分析时间曲线图，确定电致发光材料层的各膜层成分及位置。

在利用气体团簇离子源对电致发光材料层中的各膜层进行分析时，飞行时间二次离子质谱仪同时可提供信号强度-分析时间曲线图(也可以理解为是深度曲线图)，通过对信号强度-分析时间曲线图进行分析，可以获知各个膜层的信号强度峰值所对应的各个分析时间，通过按时间先后分布的各个分析时间可以确定各膜层被一一分析完毕，进而可确定各膜层的位置。并且，通过各个信号强度的峰值，可以确定各膜层的成分。

图6示例了针对包含有六种膜层的电致发光材料层所获得的信号强度-分析时间曲线图，如附图6所示，随着分析时间，对应有六种类型的膜层的六个特征峰按先后顺序出现，这表明利用本发明实施例提供的方法实现了对含有多层膜层的电致发光材料层的有效分析。

进一步地，在利用气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析时，通过飞行时间二次离子质谱仪提供用于表征分析过程的3D渲染图(可参见图7)，通过3D渲染图确定电致发光材料层的各膜层的位置。其中，图7中选择了其中五个膜层提供了3D渲染图。

利用飞行时间二次离子质谱仪提供的用于表征分析过程的3D渲染图，可以进一步地辅助确认电致发光材料层的各膜层的位置，提高分析过程的精确度。

进一步地，在利用气体团簇离子源对暴露的电致发光材料层进行分析时，通过飞行时间二次离子质谱仪提供3D渲染图对应的元素分布图(可参见图8)，通过元素分布图确定电致发光材料层的各膜层的元素分布。

利用飞行时间二次离子质谱仪提供3D渲染图对应的元素分布图，通过元素分布图可以更加直观地确定电致发光材料层的各膜层的元素分布，提高对各膜层成分确认时的精确度。

此外，本发明实施例中，可以使含银阴极层的剥离面积大于或等于电致发光材料层的分析面积，如此可使使电致发光材料层的分析区域位于含银阴极层的剥离区域内，例如位于其中部。通过使含银阴极层的剥离面积大于或等于电致发光材料层的分析面积，以确保被分析的电致发光材料层上，含银阴极层被彻底剥离，确保分析精度。

举例来说，针对电致发光器件，可以仅仅剥离去除部分面积的含银阴极层，然后在暴露有电致发光材料层的区域，仅仅分析部分面积的电致发光材料层。

考虑到电致发光器件还可以包括：层叠于含银阴极层上的封装层，针对具有封装层的情况，本发明实施例提供的膜层分析方法还包括：在剥离含银阴极层之前，利用刀片去除封装层，随后再利用本发明实施例提供的方法进行含银阴极层的剥离以及电致发光材料层的分析。

综上可知，利用本发明实施例提供的分析方法，不仅能够有效且彻底地剥离去除含银阴极层，获得膜层结构完整的电致发光材料层，且在对电致发光材料层进行分析时，对于特定位置的膜层的分析能够做到精确定位，有效提高了分析效率。

以上所述仅是为了便于本领域的技术人员理解本发明的技术方案，并不用以限制本发明。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电致发光器件的膜层分析方法，所述电致发光器件包括：依次层叠的阳极层、电致发光材料层、以及含银阴极层，其特征在于，所述膜层分析方法包括：提供具有离子溅射源和气体团簇离子源的质谱仪；

利用所述离子溅射源从所述电致发光器件上剥离所述含银阴极层，得到暴露有电致发光材料层的分析样品；

利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析；

所述质谱仪为飞行时间二次离子质谱仪，所述含银阴极层的成分为Mg-Ag-Yb；

在利用所述离子溅射源从所述电致发光器件上剥离所述含银阴极层的同时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供信号强度-剥离时间曲线图；

根据所述信号强度-剥离时间曲线图，确定Ag元素的离子峰；

根据所述Ag元素的离子峰，确定所述含银阴极层的剥离时间；

根据所述信号强度-剥离时间曲线图，确定Yb元素的离子峰；

根据所述Yb元素的离子峰，确定所述含银阴极层已完成剥离。

2.根据权利要求1所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，所述离子溅射源为氧气源。

3.根据权利要求1所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，所述气体团簇离子源为氩离子团簇源。

4.根据权利要求1所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，在利用所述离子溅射源从所述电致发光器件上剥离所述含银阴极层的同时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供用于表征剥离过程的3D渲染图，通过所述3D渲染图确定所述含银阴极层的剥离时间。

5.根据权利要求1所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，在利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供信号强度-分析时间曲线图；

通过所述信号强度-分析时间曲线图，确定所述电致发光材料层的各膜层成分及位置。

6.根据权利要求1所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，在利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供用于表征分析过程的3D渲染图，通过所述3D渲染图确定所述电致发光材料层的各膜层的位置。

7.根据权利要求6所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，在利用所述气体团簇离子源对暴露的所述电致发光材料层进行分析时，通过所述飞行时间二次离子质谱仪提供所述3D渲染图对应的元素分布图，通过所述元素分布图确定所述电致发光材料层的各膜层的元素分布。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，所述含银阴极层的剥离面积大于或等于所述电致发光材料层的分析面积。

9.根据权利要求1所述的电致发光器件的膜层分析方法，其特征在于，所述电致发光器件还包括：层叠于所述含银阴极层上的封装层；

所述膜层分析方法还包括：在剥离所述含银阴极层之前，利用刀片去除所述封装层。

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