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新一代電子顯示屏 OLED 壽命受誰影響?

作者:東譜科技(廣州)有限責任公司 瀏覽: 發表時間:2020-03-30 09:00:00 來源:安捷倫視界


OLED 是什麼,

為何多款智能手機都選擇它?


初聽 OLED 比較陌生,它其實已作為高新材料,正逐步替代傳統電子顯示屏,廣泛應用於智能手機、筆記本、顯示屏、電視、平板、數碼相機等領域。與傳統電子顯示屏靠背光燈發光的原理不同,OLED 能夠實現自發光,具有驅動電壓低、高亮度、快速響應、超薄、柔性顯示等特點。這使得具有 OLED 屏幕的手機可有效減少自身厚度、更加節能省電、待機時間更長。

OLED 顯示屏使用壽命受誰影響?

OLED 發光材料是 OLED 顯示技術的核心,是一種隨著時間流逝亮度會遞減的材料,特別是藍色發光材料壽命相較於紅光和綠光衰減速度更快。OLED 發光材料中元素雜質檢測十分必要,如有機發光層由於製造中的元素汙染很可能成為電子、空穴再結合的中心或淬滅中心,導緻亮度衰退,從而使得發光效率下降。氯離子作為淬滅劑對磷光有很強的淬滅作用,會導緻高電流密度下磷光器件壽命快速下降。
OLED 中氯元素的分析難點

氯有兩個天然同位素,分別是 35Cl( 75.76% 豐度)和 37Cl( 24.24% 豐度)。ICP-MS 測定氯元素時,由於 35Cl 受到 17O18O+  和 16O18OH+ 的嚴重質譜幹擾,37Cl 受到 36ArH+12C12C13C以及 12C12C12CH的嚴重的質譜幹擾,因此痕量檢測的難度很高。
圖 1.  ICP-MS/MS 測定氯元素的反應機理
串接質譜儀(ICP-MS/MS)在氫氣反應模式下,通過測定反應產物 35ClHH來檢測氯元素,其中 Q1 四極杆質濾器(質量分辨率小於 1amu )可以將除 m/z=35 以外的所有離子排除在反應池之外,徹底杜絕副反應的發生,如 36Ar++H236ArH++H 和 12C3++H212C3H++H,避免副反應產物的幹擾。

OLED 發光材料中元素雜質檢測的前處理方式,通常采用的是選擇合適的有機溶劑(如NMP)直接溶解。稀釋因子視元素雜質含量及 OLED 發光材料溶解度而定,以保證製備樣品溶解後的穩定性和上機分析後各元素數據的穩定性。氯本身是高電離能元素(12.97eV),在等離子體中離子化效率很低(0.45%),而有機溶劑的碳基體抑製效應則會大幅降低氯的靈敏度。氯是易汙染、難清洗元素,在 ICP-MS 進樣系統的殘留會使得氯元素背景值持續偏高。

2012 年,安捷倫科技公司推出了世界上第一台電感耦合等離子體串聯質譜儀(ICP-MS/MS),目前該儀器在半導體行業元素檢測領域被廣泛使用,特別是針對質譜幹擾強、含量低的元素檢測有突出優勢。


ICP-MS/MS 使用妙招,
完美應對 OLED 中氯元素分析難點

在進行 OLED 中氯元素分析時,下列專門針對有機溶劑直接分析的配置工具均有助於提高實測數據的穩定性:

  •  推薦您使用石英材質的霧化器、霧室和連接管,1.5m 內徑的有機炬管,耐有機溶劑的廢液連接管,鉑材質的采樣錐和截取錐。
  • 推薦以 Ar/O混合氣添加到霧室或炬管連接管處,同時配合調節采樣深度及補償氣流速來確保等離子體對有機溶劑的解離效果,防止積碳。
  • 推薦您使用 -5℃ 的帕爾帖裝置製冷霧室,避免有機溶劑的高蒸汽壓會使等離子體穩定性下降進而熄滅。

圖 2. 采樣錐及霧化器
采用 400μL/min 的 Micromist 石英霧化器,可以增加樣品提升量。采用有機氯(C3H7CIO2)配製標準曲線,可以實現更好的基體匹配。方法優化後氯元素在 NMP 中靈敏度由 21cps/ppb 增加至 167cps/ppb,儀器檢出限由 3.6ppb 降低至 0.4ppb,見圖 3 所示。

圖 3.  方法優化後氯的靈敏度和檢出限對比

針對氯元素易殘留難衝洗的特點,用硝酸和氨水浸泡霧化器、霧室、連接管及炬管後再使用。通過監控 NMP中 35→37 質量離子對的實時響應值,觀察背景信號強度及變化趨勢適時引入氨水輔助清洗,以保證氯元素背景值衝洗標準曲線中 BEC 大緻水平。
表 1.  ICP-MS/MS 推薦消耗品和配件列表


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