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【微光譜應用】探究不同測試方法在電致發光器件表徵中的不同

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【微光譜應用】探究不同測試方法在電致發光器件表徵中的不同

 OIA MKT 蔚海光学 今天
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微光谱应用

   電致發光材料(Electroluminescent Materials)被廣泛應用於各種顯示、照明等領域。在電致發光材料性能表徵的過程中,我們通常將待測樣品加上恆定的電壓,來測試器件的電流、亮度等參數。這些參數很多都受器件電阻的影響,因此準確的獲得器件電阻就非常的重要。

 

   在器件發光器件的測試過程中,分別有兩點法和四點法兩種測試方法,今天我們就這兩種方法進行一個簡單的介紹並驗證了兩者的區別。

 
两點法和四點法的區别
    兩點法是我們測量電阻時最常使用的一種方法,其測量原理如下圖所示。

    將兩根測試導線分別連接於待測物R的兩端,通過測量儀器上的電壓表和電流表讀取電流I和電壓U,從而得到待測物的電阻R=U/I。
這種方法有個潛在的缺點,在實際測試時,整個迴路中不僅有待測物R,同時還有導線以及其與待測物的接觸電阻R1和R2。當待測電阻R遠大於R1和R2時,測試導線和迴路中的電阻可以忽略不計,但是當待測電阻R較小時,導線和接觸電阻的分壓會對使得電壓表測試得到的電阻大於加在器件兩端的電阻,因而影響器件實際的測量結果,這種情況下獲得的測試的結果就變為: R=(U-UR1-UR2)/I。
 
    四點法全稱為開爾文四線檢測(KelvinFour-terminal Sensing),其原理可以簡化為下圖。
    在待測物兩端分別再引入一根測試導線,將電壓表與引入的導線連接。由於四根導線分別形成了電流迴路和電壓迴路,而電壓表的阻值很高,因此電壓迴路中的導線電阻和接觸電阻以及流過的電流可以忽略不計。所以四點法測量的電壓可以認為是待測物兩端電壓,電流表測量的電流可以認為僅為流過待測物的迴路,計算獲得待測電阻R=U/I。
 
測試结果
為實際了解兩點法和四點法的差別,我們將四根2m長的導線分別以兩點法和四點法,在恆壓模式通過電壓掃描的方式,實際測試了同一個發光LED的電流和亮度。

 
 
我們將掃描結果進行繪圖
得到了電壓-亮度曲線和伏安曲線

    在圖中,隨著電壓的不斷增大,電流和亮度均逐漸開始增大,在電壓增大的過程中,可以明顯觀察到兩點法和四點法所測得結果的偏差,四點法的電流和亮度比兩點法的高。這是因為在升壓的過程中,LED的伏安特性發生了改變,電阻逐漸減小,因此導線電阻所產生的壓降比例增大,使兩點法和四點法測量的最終結果產生不同。

 

 
 
    上圖為在不同電壓下兩點法和四點法偏差比例,我們可以直觀看到電流和亮度的差異比例在不斷增大,因此四點法在恆壓測試中可明顯獲得更為準確的電流和亮度的結果。
    但是在實際的測量中,測試結果往往受到多種因素的影響。因此當發光材料在工作電壓下只有比較小的電阻時候,選用四點法便可以消除導線電阻、ITO膜的電阻等影響,得到一個更加準確的結果。
 
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