[发明专利]用于检测在结构元件试样中材料的特性的检验装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测包含在结构元件试样中的至少一个材料的特性的检验装置，尤其是用于在结构元件试样上进行至少一种电测量的基础上检测电子结构元件的，如例如有机的发光二极管的材料的特性的检验装置。此外，本发明还涉及一种用于检测包含在结构元件试样中的材料的特性的方法，尤其是用于检测电子结构元件的材料的特性的检验方法，其中，该方法包含在结构元件试样上进行至少一种电测量。本发明尤其是在对电子结构元件的，尤其是光电结构元件的材料进行表征的情况下得以应用。本发明尤其适用于对有机材料、无机材料或具有有机和无机的组成部分的混合的材料进行表征。

背景技术

在有机材料的基础上制造电子结构元件(有机的结构元件)是普遍公知的。有机的结构元件具有如下电特性，即，由于电的载流子的发生和运动的不同而明显与无机的半导体有区别。迄今，有机的结构元件的特征尤其在于具有较小的电导率和较小的载流子迁移率，从而有机的结构元件仅有限地适用于无机的半导体的传统应用，例如在计算机技术或开关电子器件中。然而仍存在有对有机的结构元件的强烈兴趣，这是因为这些有机的结构元件能相对简单地制成，并且由于大多值得关注的有机材料与光的交互作用拥有许多的光电应用。如下例如是普遍公知的，即，有机的发光二极管也或者光伏的结构元件(太阳能电池)都由有机材料制成。

由于有机分子的复杂性和有机材料的电特性对有机材料在有机的结构元件中的具体的特性的敏感的依赖性而存在有如下益处，即，尽可能准确地表征出有机材料的特性，如例如载流子迁移率或起电作用的陷阱态(Fallenzustand)(杂质或所谓的“Traps”)。此外，为了对用于例如制造有机的发光二极管(OLED's)的有机材料进行表征例如所公知的是，例如如下地检测材料的特性。在有机材料的试样上例如以层形式的方式执行电测量，例如测量电流-电压特征曲线(I-U特征曲线)。紧接着，将如下的基于模型的且数字化的模拟函数匹配于电测量的结果，这些模拟函数包含作为参数的试样的值得关注的材料特性，例如载流子迁移率。然后，从被匹配的模拟函数中直接查明材料特性。

在实践中所使用的如下的技术例如被称作“SimOLED FITTING”(制造商：sim4te GmbH公司，德国)可供商业使用，在该技术中，如所述的那样的有机材料的特性从电测量和将模拟函数匹配于电测量的结果中来检测。在该常规技术的应用中如下已经被证明是不利的，即，有机的试样的所期望的特性经常只有当电测量由有经验的操作者来执行和评估时，才能够以足够的可重复性来查明。常规技术虽然提供了在设计有机的结构元件时的辅助器件，但是其中，辅助器件的应用却附加地要求在对电测量进行执行和评估时的经验。

在对有机材料进行表征的情况下，尤其是在固体材料中的能量级的位置，例如最高占据分子轨道(highest occupied molecular orbital，HOMO)和/或最低占据分子轨道(lowest unoccupied molecular orbital，LUMO)是值得关注的。迄今，物理的或化学的方法仅对于HOMO测量来说能供使用，执行这些方法是复杂的并且需要昂贵的仪器。因此，作为对有机材料的固态的层的HOMO测量的物理的方法标准化地使用了UPS测量(Ultraviolet Photon Spectroscopy)。由于试样的必要的制备和在真空中的测量，该措施是烦琐且非常昂贵的。作为HOMO测量和LUMO测量的化学的方法使用了循环伏安法。但是，该方法拥有一系列缺点。有机分子在溶液中并不作为固态的层被测量，其中，存在有测量结果对参考电极和溶剂的质量敏感的依赖性。通常，该方法也是复杂且昂贵的。

迄今，污物浓度仍利用化学的方法来测量，以便查明污物对电特性的影响，但是，化学的方法却拥有受限制的精度，并且尤其拥有不足的分辨率。利用化学的方法，所有污物并不依赖于这些污物是否电相关或不相关的实际情况来进行检测。

所提到的问题不仅出现在利用提到的方法对有机材料进行表征的情况下，而且还出现在对有机材料，例如金属或氧化物或混合的有机和无机材料利用匹配于这些有机材料的检验方法进行表征的情况下。

发明内容