光谱仪应用 | OLED中ITO薄膜的透过率、厚度应用方案

有机发光二极管（Organic Light-emitting Diode，简称OLED）又称为有机发光半导体，具有自发光、广视角、几乎无穷高的对比度、较低能耗、极高反应速度等显著的优点。

一、研究背景

OLED通常由多层功能材料成膜镀在基底上所构成，这些功能膜层包括阴阳电极，以及两极间的导电和光发射有机材料。目前，铟锡氧化物（简称ITO）有机膜层在OLED中得到较多的应用，该类氧化物晶格结构中含有氧原子的缺陷，为自由电子的运动和传输提供了空间，在两电极的作用下，自由电子发生定向运动，从而实现了ITO薄膜的导电特性；除能导电外，ITO薄膜还具有较高的透光性能，这是由于氧化物中原子键存在间隙，自由电子的密度不高，从而光线可以穿透ITO薄膜的结果。因此， OLED的光电性能与ITO薄膜的透过率密切相关，一般要求可见光区域的透过率高于80%。另一方面，薄膜的厚度势必会对光在其中的透过率产生影响，当厚度大于70nm时，透过率将减小。因而在OLED的生产和研发过程中，ITO导电膜的透过率以及厚度是需要被准确检测和表征的。

图1. 左：OLED结构；右：OLED应用于显示屏

二、测量原理

ITO薄膜的测量应用包括其在可见光波段的透过率以及薄膜的厚度。测量原理分别介绍如下：

**透过率：**透过是光线在物质中不同于反射和吸收的一种行为方式，透过率为穿过物质的光强相对于原始光强的百分比。

**薄膜厚度：**薄膜厚度的测量是基于光波的干涉现象，具体可表述为光束照射在薄膜表面，由于入射介质、薄膜材料和基底材料具有不同的折射率值和消光系数值，使得光束在透明/半透明薄膜的上下表面发生反射，反射光波相互干涉，从而形成干涉光，这些干涉光在不同相位处的强度将随着薄膜的厚度发生变化。通过对干涉光的检测，结合适当的光学模型即可计算得到薄膜的厚度。

三、微型光谱仪优势

微型光纤光谱仪在ITO薄膜检测中，具有以下显著的优势：