LabVIEW programlamasını kullanan OLED fotoelektrik performans kapsamlı test sistemi
Wang Luwei1, Zhang Fanghui2
(Elektrik ve Bilgi Mühendisliği Okulu, Shaanxi Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Xi'an, Shaanxi 710021)
: OLED cihazlarının fotoelektrik özelliklerinin incelenmesini kolaylaştırmak için OLED cihazlarının voltaj, akım, parlaklık, spektrum, renk koordinatları, sıcaklık ve diğer özelliklerini otomatik ve senkronize olarak ölçebilen kapsamlı bir test sistemi tasarlanmıştır. Sistem, bir bilgisayar, PR655 spektrofotometre, Keithley-2400 akım-gerilim test cihazı, kendi kendine yapılan kızılötesi sıcaklık ölçüm modülü, karanlık kutu, optik ray, sahne vb. Donanım olarak ve donanım olarak LabVIEW kullanılarak temassız sıcaklık ölçüm yöntemine dayanmaktadır. Yazılım geliştirme platformu, OLED cihazını ölçmek için ölçüm cihazını kontrol etmek için bir bilgisayar programı kullanır, spektrofotometre cihazın ışık performansını ölçmek için kullanılır, tek çipli mikrobilgisayar ve kızılötesi sıcaklık sensörü cihazın sıcaklığını ölçmek için kullanılır ve programlanabilir güç kaynağı cihaz testi için kullanılır. Güç kaynağını stabilize edin ve toplanan verileri veri işleme, veri listesi ve eğri görüntüleme için bilgisayara gönderin ve son olarak verileri kaydedin. Son olarak, kendi geliştirdiği OLED cihazlarını test etmek için sistemi kullanın Test sonuçlarının analizi, test sisteminin güçlü kapsamlılık, yüksek doğruluk, basit kullanım, iyi yazılım ölçeklenebilirliği ve yüksek ölçüm verimliliği gibi avantajlara sahip olduğunu göstermektedir. OLED cihazlarının çeşitli özelliklerinin otomatik olarak test edilmesi birçok araştırma birimine uygulanmıştır.
: Otomatik test sistemi; LabVIEW; fotoelektrik performans; OLED; temassız sıcaklık algılama
: O433.1 Belge tanımlama kodu: ADII: 10.19358 / j.issn.1674-7720.2016.24.003
Alıntı biçimi Wang Luwei, Zhang Fanghui. LabVIEW programlamasını kullanan OLED fotoelektrik performans kapsamlı test sistemi J. Mikrobilgisayar ve Uygulama, 2016, 35 (24): 8-11, 15.
0 Önsöz
Organik Işık Yayan Diyot (OLED), aydınlatma ve bilgi ekranı alanlarında giderek daha önemli bir rol oynayan aktif ışık emisyonu, tamamen katı hal, düşük enerji tüketimi, ultra ince, hızlı yanıt, yüksek kontrast vb. Avantajlara sahiptir. Rol [1]. OLED cihazlarının araştırma sürecinde, cihazın voltaj, akım, parlaklık, spektrum, renk koordinatları ve diğer parametreleri, OLED cihazlarının performansının değerlendirilmesinde önemli bir temel olarak kullanılabilir.Bu nedenle, fotoelektrik özellikler için akıllı ve kapsamlı bir otomatik test sistemi geliştirilmiştir. Çok gerekli. Şu anda kullanımda olan test sistemi, esas olarak gerçek yapım ve uygulamada aşağıdaki sorunlara sahiptir: ayrı ekipmanlarla manuel ölçüm verimsizdir ve insan hatalarına açıktır; OLED cihazlarının optoelektronik özelliklerini aynı anda ölçmek mümkün değildir; mikro denetleyiciler temeldir Test sisteminin devresi karmaşıktır, programlama verimliliği düşüktür ve sistem yapısı zordur; karmaşık program kodlarının yazılması gerekir.
Yukarıdaki sorunlara yanıt olarak, bu makale bir dizi fotoelektrik performans kapsamlı test sistemi tasarladı, sistem bir geliştirme aracı olarak LabVIEW'i kullanıyor, çünkü grafiksel bir programlama dili kullanıyor, cihaz programlama ve veri toplama sistemi elde etmek için uygun bir yol sağlıyor [2]. Bu sistem, OLED cihazının voltaj, akım, parlaklık, spektrum, renk koordinatı, sıcaklık ve diğer özelliklerinin entegre testini tamamlayabilir ve OLED cihazının performansının otomatik testini gerçekleştirebilir.Güçlü kapsamlılığı, yüksek doğruluğu, basit kullanımı ve yazılımı vardır. İyi ölçeklenebilirliğin ve yüksek ölçüm verimliliğinin avantajları.
1 Ölçüm sisteminin donanım tasarımı
OLED cihazlarının IVL, sıcaklık, parlaklık ve diğer özelliklerini aynı anda ölçmek için voltaj kaynağı, termometre ve spektral parlaklık ölçerin koordineli çalışması gereklidir.Bu sistem PR655 spektral parlaklık ölçer, Keithley-2400 güç kaynağı ve kendi kendine yapılan kızılötesi sıcaklık ölçüm modülü vb. Donanım sistemini Şekil 1'de gösterildiği gibi oluşturun.
Bu sistem, OLED'in voltaj-akım özelliklerini ölçmek için bir alet olarak Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Keithley Company'nin Keithley-2400 güç kaynağını seçer Ana göstergeleri şunlardır: DC voltaj çıkış aralığı 0 200 V, akım çıkış aralığı 0 1 A [3]. Bu sistem, Agilent Company tarafından üretilen Agilent 82357B GPIB kartını benimser Kart, bir bilgisayara ve genel bir kaynak ölçere [4] kolayca bağlanabilen standart USB ve IEEE488 arayüzlerini kullanır.
Sistemin ölçüm spektrumu, ABD PHOTO RESEARCH PR655 spektrofotometresini kullanır Spektrum verileri, cihaz fabrikadan çıktığında ilgili kalibrasyon katsayıları ile kalibre edilmiştir.
Kızılötesi sıcaklık sensörü, hızlı tepki hızı, yüksek ölçüm doğruluğu, geniş ölçüm aralığı ve hedef sıcaklık ve ortam sıcaklığının eş zamanlı ölçümü özelliklerine sahip Sunplus Technology tarafından üretilen TN9 kızılötesi sıcaklık sensörünü kullanır.Sensörün ölçüm sonuçları, karşılık gelen değeri geçti Kalibrasyon faktörü kalibrasyonu. Ana performansı: sıcaklık ölçüm aralığı -33 + 220 ; doğal sıcaklık ölçüm hatası 0,7 ; test mesafesinin test edilecek nesnenin çapına oranı 1: 1 [5] 'dir. Hongjing Technology tarafından piyasaya sürülen STC15F104W tek çipli mikro bilgisayar, süper parazit önleme, yüksek hız ve düşük güç tüketimi özelliklerine sahip veri işleme çipi olarak kullanılır Ana performansı: Flash bellek 4 KB, yüksek hassasiyetli R / C saati [6] ile.
2 Ölçüm sisteminin yazılım tasarımı
LabVIEW tarafından programlanan OLED fotoelektrik performans kapsamlı test sistemi, kullanıcı dostu bir insan-makine arayüzüne ve basit bir kullanıma sahiptir. Bu sistem gerilim ve akım olmak üzere iki farklı test modunda çalışabilir.Farklı modlarda, kullanıcılar ilgili ölçüm parametrelerini ayarlayabilir. Bu arayüzde, farklı sekmeleri görüntüleyebilirsiniz.Özel sekmelerde, kullanıcılar ihtiyaçlarına göre apsis ve ordinat için ilgili karakteristik parametreleri seçebilir ve karşılık gelen karakteristik eğriyi gerçek zamanlı olarak çizebilir. Operasyon arayüzünün karmaşıklığını basitleştirin. Önceki spektrum karşılaştırma sekmesinde, farklı cihazların test sonuçlarını karşılaştırabilirsiniz. Sistem, OLED cihazlarının voltajını, akımını, parlaklığını, spektrumunu, renk koordinatlarını, sıcaklığını ve diğer karakteristik parametrelerini aynı anda ölçebilir ve gerçek zamanlı veri toplama, analiz ve sezgisel görüntüleme işlevlerine sahiptir. Ayrıca hızlı bir veri konumlandırma işlevine sahiptir.Her test tamamlandıktan sonra, kullanıcının imleç görüntüleme alanının bulunduğu noktanın geçerli ölçüm değerini hızlı bir şekilde bulmak için görüntü alanındaki çapraz imleci görüntünün herhangi bir noktasına sürüklemesi yeterlidir, bu da test verileri için uygundur. Hızlı analiz.
2.1 Güç kontrol çıkış modülü
Bilgisayar ile Keithley-2400 arasındaki iletişim GPIB üzerinden gerçekleştirilir.Güç kontrol çıkış modülü programının tasarım süreci: önce Keithley-2400 iletişim arayüzünün adresini verin ve ardından kullanıcı tarafından seçilen güç çalışma moduna göre uzak modu açın, Keithley-2400, başlangıç ayarlarını gerçekleştirir, ardından GPIB kanalını açar, kızılötesi sıcaklık ölçüm modülünün ve PR55 ölçümünün tamamlanmasını bekler, gerçek çıkış voltajı değerini ve akım değerini güç portuna döndürmek için komutu yazmak için VISA yazma kontrolünü kullanır ve ardından kontrolü okumak için VISA kullanır Gerçek çıkış voltaj değerini ve akım değerini okuyun Ölçümü sonlandırma komutunu almazsanız, toplanan voltaj ve akım değerlerini maksimum set değeri ile karşılaştırmanız gerekir.Maksimum set değeri aşılmadıysa, sonrakini girin Bir tur veri toplama, aksi takdirde ölçüm sona erer. Şekil 2, güç kontrolü akış şemasını göstermektedir.
2.2 Spektral parlaklık ölçer veri toplama modülü
Bilgisayar ve PR-655 arasındaki iletişim RS-232 aracılığıyla gerçekleştirilir Spektral parlaklık ölçer veri toplama modülü programının tasarım süreci: ilk önce spektrum depolama dizisinin içeriğini temizleyin ve kullanıcının ölçüm parametreleri ayarına göre PR-655'i gerçekleştirin. Ayarları başlatın, ardından PR-655 OLED'in spektrum verilerini toplayacaktır; daha sonra ölçülen spektrum verilerini PR-655'ten okumanız, önce okuma spektrumu veri komutunu VISA yazma kontrolü aracılığıyla PR-655 portuna göndermeniz ve sonra Döndürülen dizi verilerini okumak için VISA okuma denetimini kullanın; son olarak, parlaklık ve renk koordinatları gibi spektral verileri elde etmek için toplanan dizi verilerini işlemek ve bunları aynı anda farklı dizilerde saklamak için durdurma dizisi denetimini kullanın. Şekil 3, spektral parlaklık ölçer veri toplama modülünün akış şemasını gösterir.
2.3 Sıcaklık toplama modülü
Bilgisayar ile kızılötesi sıcaklık ölçüm modülü arasındaki iletişim seri port üzerinden gerçekleştirilir. Sıcaklık edinme modülünün iletişim programında, önce dönüş sıcaklığı veri talimatını kızılötesi sıcaklık ölçüm modülü portuna VISA yazma kontrolü üzerinden yazın, 300 ms bekleyin ve ardından 5 B dönüş verilerini okumak için VISA okuma kontrolünü kullanın, okuyun Sıcaklık dizisi "TXX.X" biçimindedir, bu nedenle sıcaklık değerini okuma dizesinden kesmek ve dizide saklamak için kesme dizisi denetimini kullanmanız gerekir. Sıcaklık toplama modülü akış şeması Şekil 4'te gösterilmektedir.
2.4 Veri işleme, görüntüleme ve depolama modülü
Veri işleme modülü, akım yoğunluğu, akım verimliliği ve güç verimliliği gibi karakteristik parametrelerin hesaplanmasını tamamlamak için hesaplama ilişkisine göre bağlanmak için çarpanı ve bölücüyü kullanır. Veri görüntüleme ve depolama modülü, verilerin gerçek zamanlı gösterimini ve depolanmasını ve karakteristik eğrilerin çizilmesini ve görüntülenmesini tamamlamak için esas olarak elektronik tablo kontrollerini ve XY grafik kontrollerini kullanır.
3 Ölçüm sisteminin genel tasarımı
Ölçüm sistemi PR655 spektrofotometre, Keithley-2400 güç kaynağı, kendi kendine yapılan kızılötesi sıcaklık ölçüm modülü, karanlık kutu, siyah yuvarlak tüp, optik ölçüm rayı, fikstür, sahne ve bilgisayardan oluşmaktadır.Pozisyonel ilişki Şekil 5'te gösterilmiştir. . Karanlık kutunun ortasında yuvarlak bir delik var.Yuvarlak delik siyah yuvarlak tüp ile eş merkezli ve çapı siyah yuvarlak tüpün enine kesitinden% 2 ~% 5 daha büyük; Siyah yuvarlak tüp iyi hava sızdırmazlığına sahiptir ve tüpün iç duvarı siyahtır ve ışık yayamaz ; Karanlık kutu, karanlık odanın karanlık ortamını sağlamak için siyah yuvarlak tüp, optik ölçüm rayı ve armatür ile bağlanır; bu, harici ışık kaynaklarının parazitini önleyebilir; siyah yuvarlak tüp ve PR655, optik ölçüm rayına bir fikstür ile sabit bir şekilde bağlanır ve ardından PR655 lens merkezinin yüksekliği Siyah yuvarlak borunun merkez yüksekliği aynıdır; sahne karanlık kutuda yer alır ve aşağı-yukarı, sol ve sağ yöndeki konumu ayarlanabilir; braket sahneye sabitlenir ve braketin ortasında yuvarlak bir delik bulunur. , Kızılötesi sıcaklık sensörünün prob çapı 1,1 cm'dir, böylece prob sadece dairesel deliğe sıkışır ve test mesafesi test edilen cihazın çapından daha küçük tutulur (D: S = 1: 1); test edilen cihazı brakete sabitleyin, Kızılötesi sıcaklık sensörünün probu cihazın arkasında bulunur; PR655, Keithley-2400, kendi kendine yapılan kızılötesi sıcaklık ölçüm modülü ve bilgisayarı birbirine bağlayın.
4 Ölçüm sisteminin uygulanması
Kırmızı fosforesan OLED cihazı, vakumlu buharlaştırma yöntemi ile ITO şeffaf iletken cam substrat üzerinde hazırlandı.Ayarlanan cihaz yapısı ITO / V2O5 (20 nm) / NPB (40 nm) / TCTA (10 nm) / CBP: R4B idi. (% 6) (30 nm) / BCP (10 nm) / Alq3 (30 nm) / LiF (1 nm) / Al (100 nm), metal katot buhar biriktirme tamamlandığında, buhar biriktirilen cihaz robot tarafından taşınacaktır Nitrojen eldiven kutusuna, nihayet epoksi reçine UV kürleme ile kapsüllenmiştir. Bu sistem kullanılarak bu yapıya sahip OLED cihazının akım yoğunluğu-voltaj-lüminesans parlaklığı, akım verimliliği-akım yoğunluğu, sıcaklık ve elektrolüminesans spektrumu test edilmiş olup test sonuçları ve analizleri Şekil 6'da gösterilmiştir.
Şekil 6 (a), cihazın parlaklık-gerilim-akım yoğunluğunun karakteristik eğrisini göstermektedir.Şekilden cihazın açma geriliminin 3 V (3.6 cd / m2) olduğu ve gerilimin artmasıyla ışık parlaklığının farklı göründüğü görülmektedir. Doğrusal üstel artış eğilimi, voltaj 12 V olduğunda, en yüksek parlaklık 11520 cd / m2'ye ulaşabilir; cihaz, düşük elektrik alan gücünde ve düşük sürüş voltajında (6 V'tan az) iyi bir diyot düzeltme etkisi sergiler. Gerilim arttıkça, akım yoğunluğu yaklaşık doğrusal bir şekilde yavaşça artar Gerilim artmaya devam ettiğinde, akım yoğunluğu, doğrusal olmayan bir şekilde üssel olarak artar, bu da cihazın iyi fotoelektrik özelliklere sahip olduğunu gösterir. Şekil 6 (b), cihazın mevcut verimlilik-akım yoğunluğu-güç verimliliği karakteristik eğrisini göstermektedir Cihazın akım verimliliği ve güç verimliliğinin temelde akım yoğunluğu ile aynı eğilime sahip olduğu ve verimliliğin azaldığı şekilden görülebilir. Nispeten naziktir ve cihazın iyi bir stabiliteye sahip olduğunu gösterir. Şekil 6 (c), cihazın 12 V'ta elektro-emisyon spektrum eğrisini göstermektedir. Sürüş voltajı 12 V olduğunda, cihazın spektral tepe noktasının 616 nm'ye yakın olduğu, yani R-4B'den gelen tepe değerinin olduğu şekilden görülebilmektedir. Karakteristik ışıma, ana bilgisayar CBP ile konuk R-4B arasında iyi bir enerji seviyesi eşleşmesi ve verimli enerji transferi olduğunu gösterir. Şekil 7 (d), cihazın gerilim-sıcaklık-akım yoğunluğu karakteristik eğrisini göstermektedir.Gerilim artışı ile cihazın sıcaklığının arttığı ancak sıcaklık dalgalanmasının büyük olmadığı şekilden görülmektedir.
Ölçüm sonuçları, sistemin OLED cihazlarının parametrelerini doğru bir şekilde ölçebildiğini ve güçlü kapsamlılık, yüksek doğruluk, basit çalışma, iyi yazılım ölçeklenebilirliği ve yüksek ölçüm verimliliği gibi avantajlara sahip olduğunu göstermektedir.Laboratuvar OLED cihaz parametre ölçümü için pratik değere sahiptir.
5. Sonuç
Bu makale, OLED cihazlarının optoelektronik performansı için kapsamlı bir test sistemi geliştirmek üzere çoklu veri toplama ekipmanlarını, güç kaynaklarını ve bilgisayarları organik olarak birleştirmek için LabVIEW 2013 geliştirme araçlarını kullanır. Sistem test yazılımı basit bir arayüze ve zengin fonksiyonlara sahiptir.Işık yayan cihazların voltaj, akım, parlaklık, spektrum, renk koordinatları, sıcaklık ve diğer karakteristik parametrelerini gerçek zamanlı, eşzamanlı, doğru ve verimli bir şekilde ölçebilir ve gerçek zamanlı alım, analiz ve sezgiselliğe sahiptir. Verileri görüntüleme işlevi. Aynı zamanda temassız sıcaklık ölçüm yöntemi, ortam sıcaklığından etkilenmeden ve test edilen cihazla mekanik temas olmadan cihazın yüzey sıcaklığını hızlı bir şekilde ölçebilmektedir.Hızlı tepki hızı, yüksek ölçüm hassasiyeti ve geniş ölçüm aralığı özelliklerine sahiptir. Bu araştırma grubu, farklı OLED cihazlarının performansını incelemek için birçok araştırma ve deneysel çalışma yapmış ve çok iyi deneysel sonuçlar elde etmiştir.Gerçek kullanım yoluyla, test sisteminin yüksek kararlılık ve güvenilirliğe sahip olduğu kanıtlanmıştır. Sistemin daha sonra geliştirilmesi, çok yönlü açı kontrolünü mümkün kılacak ve OLED cihazlarının farklı yönlerdeki ışık performansını ölçecektir.
Referanslar
[1] Yu Shufu, Hu Diangang, Wang Jian ve diğerleri. Çok kanallı OLED cihazı ömür analizi test sisteminin geliştirilmesi J. Liquid Crystal Display, 2011, 26 (4): 533537.
[2] Ma Xuexue, Wang Chunfu, Wu Weijing, vb LabVIEW [J] 'ye dayalı AM-OLED ekran test sistemi Liquid Crystal Display, 2014, 29 (5): 734-738.
[3] Xie Yinzhong, Zhang Baozhou, OLED otomatik ölçüm sistemi üzerine araştırma J Mikrobilgisayar Bilgileri, 2009 (34): 20-21, 28.
[4] Luo Guangkun, Zhang Lingmi, Wang Tong.GPIB arayüzüne dayalı cihaz ve bilgisayar arasındaki iletişim J. Chinese Journal of Scientific Instrument, 2006, 27 (6): 635637.
5 Lan Yu, Lu Qinglin STC89C51 J . Information Technology, 2013 (11): 8587,91'e dayalı kızılötesi termometre tasarımı.
[6] Jia Haoqiang, Li Yao WiFi kablosuz iletişimine dayalı sıcaklık ve nem algılama düğümünün tasarımı J. Mikrodenetleyici ve Gömülü Sistem Uygulaması, 2014 (5): 70-72,75.
