专利名称:分析薄膜表面粗糙度的方法
技术领域：
本发明是有关于一种分析薄膜表面粗糙度的方法，且特别是有关于一种分析有机发光二极管电极膜表面粗糙度的方法。
背景技术：
有机发光二极管是一种可将电能转换成光能且具有高转换效率的半导体元件，常见的用途为指示灯、显示面板以及光学读写头的发光元件等等。由于有机发光二极管元件具备一些特性，如无视角、工艺简易、低成本、高应答速度、使用温度范围广泛与全彩化等，符合多媒体时代显示器特性的要求，近年来已成为研究的热潮。
有机发光二极管的基本结构包含玻璃基板、金属电极、氧化铟锡(ITO)电极以及有机发光层(Emitting Layer，EL)。有机发光二极管的基本发光原理为利用金属电极为阴极，并以氧化铟锡电极为阳极。当一顺向偏压加诸于两极之间时，电子与电洞分别由金属电极与氧化铟锡电极接口注入发光层。两种载子在发光层中相遇，经由辐射性结合(Radiative Recombination)的方式产生光子(Photon)，进而达到放光现象。
而有机发光二极管的氧化铟锡电极膜表面的粗糙度，会影响有机发光二极管元件的表现以及其寿命。这是因为有机发光二极管元件中，有机发光层所需的电流是由铟锡氧化层来传导，因此若是氧化铟锡膜的表面尖锐程度太大，电流可能会因尖端放电的效应，而使尖端区域的有机发光层承受较大的电场与电流，如此非但会影响元件发光均匀度的表现，而且尖端区域的有机发光层降级(Degradation)的情况可能会提早发生，而影响元件的寿命。因此，通常在有机发光二极管的制造过程中，都会对氧化铟锡电极膜的表面粗糙度作监测，以确保氧化铟锡电极膜的平整度有符合标准值。
公知量测氧化铟锡电极膜的表面粗糙度的方法，是利用原子力电子显微镜(Atomic Force Microscopy，AFM)来扫描氧化铟锡膜表面，然后直接利用原子力电子显微镜的其中一种功能，而取得Rms与Rp-v两数值来判断表面粗糙度。其中，Rms表示的是扫描区域所有尖峰的方均根值，而Rp-v表示的是扫描区域中最高尖峰与最低尖峰两者的差值。公知的方法就是利用Rms与Rp-v两数值的高低来作为判断氧化铟锡电极膜表面粗糙度的依据。
然而，公知的方法并不是非常的客观，因此不能确实的反映出氧化铟锡电极膜表面的起伏状态。换言之，在某些情况之下，Rms与Rp-v并无法真正的反映出薄膜表面的粗糙度。例如，请参照图1A与图1B，图1A与图1B两种薄膜表面，以公知的方法分析，Rms与Rp-v两数值所呈现的结果会是相同的，换言之，以公知方法分析的结果是图1A与图1B两者会具有相同的粗糙度。但事实上，图1A与图1B两者的尖锐程度是不同的(图1A的尖锐度较图1B的尖锐度高)。
发明内容
因此，本发明的目的就是在提供一种分析薄膜表面粗糙度的方法，以解决公知分析方法无法确实反映出薄膜表面粗糙度的问题。
本发明的另一目的就是在提供一种分析薄膜表面粗糙度的方法，以避免因薄膜表面粗糙度过大，而对元件的表现及寿命造成不良的影响。
本发明提出一种分析薄膜表面粗糙度的方法，此方法首先利用一原子力显微镜(AFM)扫描一薄膜的表面，而取得薄膜表面的一波峰信号。接着，取得此波峰信号在一半高度的一高度值(H)，并且取得此波峰信号在一半高度的一宽度值(D)。之后，将上述的高度值除以上述的宽度值(H/D)，即为薄膜表面的尖锐度。倘若薄膜表面的尖锐度小于一标准值，即表示薄膜表面粗糙度系符合标准。
在本发明中，将波峰信号在一半高度的高度值(H)除以波峰信号在一半高度的一截面积(A)，亦可以表示成薄膜表面的尖锐度。
倘若本发明是应用在分析有机发光二极管的电极膜表面粗糙度时，所计算出的电极膜表面的尖锐度若小于0.015，则表示电极膜表面的粗糙度是符合标准的。换言之，若所计算出的电极膜表面的尖锐度若大于0.015，则表示电极膜表面的粗糙度过大，而恐会对元件的表面及寿命造成不良的影响。
本发明的分析薄膜表面粗糙度的方法可以真实的反映出薄膜表面的粗糙度，因此，本发明的方法可以改善公知方法会有将两种粗糙度误判成具有相同粗糙度的缺点。
另外，本发明亦可扩大应用在取得波峰信号在一固定比例高度的高度值，然后取得波峰信号在该高度位置的宽度值或取得该波峰信号在该高度位置的截面积，再将上述的高度值除以上述的宽度值或将上述的高度值除以上述的截面积，所得到的数值亦可以表示成薄膜表面的尖锐度。
图1A与图1B是两种不同尖锐程度的示意图；图2是依照本发明一较佳实施例的分析薄膜表面粗糙度的流程图；图3是于扫描薄膜表面后所取得的一波峰信号示意图；以及图4是比较两元件的寿命的示意图，其中此两元件的Rms与Rp-v两数值是相同的。
100、102、104、106、108步骤200波峰信号202波峰信号的高度204波峰信号的一半高度206波峰信号于一半高度的宽度(或截面积)具体实施方式
图2，其为依照本发明一较佳实施例的分析薄膜表面粗糙度的流程图。
请参照图2，本发明的分析薄膜表面粗糙度的方法系首先扫描一薄膜的表面，以取得一波峰信号(步骤100)。其中，扫描薄膜表面的方法例如是利用一原子力电子显微镜来扫描。而取得的波峰信号200如图3所示。
接着，取得此波峰信号于一半高度的一高度值(H)(步骤102)。其中，取得此波峰信号于一半高度的高度值(H)的方法可以直接使用原子力电子显微镜既有的一项功能。请参照图3，此波峰信号200的总高度为202，而此波峰信号的一半高度为204，因此此波峰信号于一半高度的高度值(H)指针号204所指的高度值。
随后，又取得此波峰信号于一半高度的一宽度值(D)或是一截面积(A)(步骤104)。其中，取得此波峰信号于一半高度的宽度值(D)或是截面积(A)的方法亦可以直接使用原子力电子显微镜既有的一项功能。请参照图3，此波峰信号于一半高度204处的宽度为标号206所指之处，其为此波峰信号于一半高度的宽度值(D)。同样的，此波峰信号于一半高度204处的截面积即为标号206所指之处的截面积，其为此波峰信号于一半高度的截面积(A)。
之后，进行步骤106，将波峰信号于一半高度的高度值(H)除以波峰信号于一半高度的宽度值(D)，即为此薄膜表面的尖锐度，或是将波峰信号于一半高度的高度值(H)除以波峰信号于一半高度的截面积(A)，亦可以表示薄膜表面的尖锐度，其数学式如下所列尖锐度＝(H/D)或是尖锐度＝(H/A)
H波峰信号于一半高度的高度值D波峰信号于一半高度的宽度值A波峰信号于一半高度的截面积在计算出薄膜表面的尖锐度之后，即可以判断此尖锐度是否小于一标准值(步骤108)。倘若此尖锐度小于标准值，则表示此薄膜表面的粗糙度符合标准，倘若此尖锐度大于标准值，则表示此薄膜表面的粗糙度过大而不符合标准。另外，本发明亦可扩大应用在取得波峰信号在一固定比例高度的高度值(例如波峰信号的四分之三高度的高度值、三分之二高度的高度值或其它比例高度的高度值)，然后取得波峰信号在该高度位置的宽度值或取得该波峰信号在该高度位置的截面积，再将上述的高度值除以上述的宽度值或将上述的高度值除以上述的截面积，所得到的数值亦可以表示成薄膜表面的尖锐度。
本发明的分析薄膜表面粗糙度的方法可以应用在任何薄膜的检测上。以下的实施例为例举有机发光二极管的氧化铟锡电极膜表面粗糙度的分析来作详细说明，但并非用以限定本发明。
由于有机发光二极管的氧化铟锡电极膜表面的粗糙度，会影响有机发光二极管元件的表现以及有机发光二极管的寿命。因此氧化铟锡电极膜表面的平整度对有机发光二极管元件而言是相当重要的。因为有机发光二极管元件中，有机发光层所需的电流是由铟锡氧化层来传导，因此若是氧化铟锡膜的表面尖锐程度太大，电流可能会因尖端放电的效应，而使尖端区域的有机发光层承受较大的电场与电流，如此非但会影响元件发光均匀度的表现，而且尖端区域的有机发光层降级的情况可能会提早发生，而影响元件的寿命。
为了有效掌握有机发光二极管元件的氧化铟锡电极膜表面之粗糙度，在氧化铟锡电极膜的溅镀工艺执行完之后，可以利用上述的方法(如图1所示)，来监测氧化铟锡电极膜表面的粗糙度。其中以波峰信号一半高度的高度值(H)除以一半高度的宽度值(D)的尖锐度(H/D)的实施例中，倘若最后计算出来的尖锐度值小于0.015，则表示此氧化铟锡电极膜的粗糙度有符合标准。如此，才能确保有机发光二极管的元件表现以及寿命会有较佳的表现。
为了证明利用本发明的分析方法确实可以反映出有机发光二极管的元件表现及寿命，以下比较两有机发光二极管元件，其以公知方法量测两元件的表面粗糙度的结果是相同的，但以本发明计算出的尖锐度是不相同的。
图4所示，其为比较两元件的寿命的示意图，其中此两元件的Rms与Rp-v两数值是相同的。
请参照图4，图中的纵轴为亮度，横轴为时间。在此，A元件的ITO膜与B元件的ITO膜的Rms均为15埃，且A元件的ITO膜与B元件的ITO膜的Rp-v均为195埃。但利用本发明的分析方法所计算出来的尖锐度值却不相同，A元件的ITO膜的尖锐度为0.069，B元件的ITO膜的尖锐度为0.014。当元件持续发光的情况之下，B元件的可以持续发光150小时以上(如图4中B元件曲线所示)，而A元件发光的时间却不到1小时(因发光时间过短故图中难以表示)。
因此，由上述比较可以证明，利用公知方法所判断的具有相同粗糙度的薄膜，并非真实的反映出薄膜表面的粗糙度。
综合以上所述，本发明的分析薄膜表面粗糙度的方法确实可以真实的反映出薄膜表面的粗糙度，因此，本发明的方法可以改善公知方法会有将两种粗糙度误判成具有相同粗糙度的缺点。
权利要求
1.一种分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该方法包括扫描一薄膜表面，以取得该薄膜表面的一波峰信号；取得该波峰信号在一固定比例高度的一高度值；取得该波峰信号在该固定比例高度位置的一宽度值；将该高度值除以该宽度值，即为该波峰信号的一尖锐度；以及倘若该该波峰信号的该尖锐度小于一标准值，即表示该薄膜表面粗糙度符合标准。
2.如权利要求
1所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该薄膜包括一氧化铟锡薄膜。
3.如权利要求
1所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，扫描该薄膜表面以取得该薄膜表面的该波峰信号方法包括利用一原子力显微镜。
4.一种分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该方法包括扫描一薄膜表面，以取得该薄膜表面的一波峰信号；取得该波峰信号在一半高度的一高度值；取得该波峰信号在一半高度的一宽度值；将该高度值除以该宽度值，即为该波峰信号的一尖锐度；以及倘若该该波峰信号的该尖锐度小于一标准值，即表示该薄膜表面粗糙度符合标准。
5.如权利要求
4所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该薄膜包括一氧化铟锡薄膜。
6.如权利要求
4所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该标准值为0.015。
7.如权利要求
4所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，扫描该薄膜表面以取得该薄膜表面的该波峰信号方法包括利用一原子力显微镜。
8.一种分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该方法包括扫描一薄膜表面，以取得该薄膜表面的一波峰信号；取得该波峰信号在一固定比例高度的一高度值；取得该波峰信号在该固定比例高度位置的一截面积；将该高度值除以该截面积，即为该波峰信号的一尖锐度；以及倘若该该波峰信号的该尖锐度小于一标准值，即表示该薄膜表面粗糙度符合标准。
9.如权利要求
8所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该薄膜包括一氧化铟锡薄膜。
10.如权利要求
8所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，扫描该薄膜表面以取得该薄膜表面的该波峰信号方法包括利用一原子力显微镜。
11.一种分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该方法包括扫描一薄膜表面，以取得该薄膜表面的一波峰信号；取得该波峰信号在一半高度的一高度值；取得该波峰信号在一半高度的一截面积；将该高度值除以该截面积，即为该波峰信号的一尖锐度；以及倘若该该波峰信号的该尖锐度小于一标准值，即表示该薄膜表面粗糙度符合标准。
12.如权利要求
11所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，该薄膜包括一氧化铟锡薄膜。
13.如权利要求
11所述的分析薄膜表面粗糙度的方法，其特征是，扫描该薄膜表面以取得该薄膜表面的该波峰信号方法包括利用一原子力显微镜。
专利摘要
一种分析薄膜表面粗糙度的方法，此方法是首先扫描一薄膜表面，以取得薄膜表面的一波峰信号。接着，取得波峰信号在一固定比例高度的高度值，并且取得波峰信号在该高度位置的宽度值。之后，将此高度值除以此宽度值，即为薄膜表面的尖锐度。倘若薄膜表面的尖锐度小于一标准值，即表示薄膜表面粗糙度符合标准。利用本发明的分析方法可以确实的反映出薄膜表面的粗糙度。
文档编号G01Q20/04GKCN1519556SQ03100868
公开日2004年8月11日 申请日期2003年1月23日
发明者陈瑞兴 申请人:友达光电股份有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan