# 應(yīng)用背景——電致發(fā)光器件與關(guān)鍵參數(shù)

電致發(fā)光（Electroluminescent，簡(jiǎn)稱EL），是通過(guò)加在兩電極的電壓產(chǎn)生電場(chǎng)，被電場(chǎng)激發(fā)的電子碰擊發(fā)光中心，而引致電子在能級(jí)間的躍遷、變化、復(fù)合導(dǎo)致發(fā)光的一種物理現(xiàn)象。由于電致發(fā)光產(chǎn)品具有發(fā)光效率高、器件壽命長(zhǎng)、響應(yīng)速度快、視角特性好、色彩度強(qiáng)、成本價(jià)格低、可彎曲等特點(diǎn)，在顯示器和照明領(lǐng)域有非常廣闊的應(yīng)用前景。

電致發(fā)光器件性能是電致發(fā)光產(chǎn)品性能是否優(yōu)良的決定性因素，電致發(fā)光器件組成包括五層，陰極、電子傳遞層、發(fā)光層、空穴傳遞層和陽(yáng)極，其中發(fā)光層的材料稱為電致發(fā)光材料，OLED器件的發(fā)光層為有機(jī)分子材料，QLED器件的發(fā)光層為量子點(diǎn)材料。

一般而言，電致發(fā)光器件性能有幾個(gè)關(guān)鍵參數(shù)表征，其中包括外量子效率（EQE）、電流-電壓-亮度（IVL）參數(shù)、發(fā)射光譜色度和器件熒光壽命。

# 外量子效率（EQE）

無(wú)論對(duì)于顯示器還是照明，從電能轉(zhuǎn)化為光能的發(fā)光效率都是非常重要的，其主要反映了輸入功率的利用率，發(fā)光效率越高，器件的熱損耗越小，能量利用率越高。在電致發(fā)光器件的研究中，對(duì)應(yīng)的參數(shù)為外量子效率（EQE，External Quantum Efficiency）：當(dāng)發(fā)光器件通電時(shí)，電子和空穴會(huì)在發(fā)光層結(jié)合，產(chǎn)生的能量會(huì)激發(fā)發(fā)光層材料發(fā)出熒光/磷光，此時(shí)把單位時(shí)間內(nèi)出射到空間的光子數(shù)/單位時(shí)間內(nèi)注入到發(fā)光層的電子數(shù)之比稱為器件的外量子效率。

EQE的測(cè)量中，核心是分子部分“單位時(shí)間內(nèi)出射到空間的光子數(shù)”的測(cè)量，濱松提供了光分布法和積分球法等2個(gè)方法3套適配的測(cè)量方案（光分布法測(cè)量器件朗伯體特性、積分球2π法以及積分球4π法)以適應(yīng)于各種不同的測(cè)量需求，并且支持客戶對(duì)積分球和樣品夾具的定制化。

# 電流-電壓-亮度（IVL）參數(shù)

此外，在器件中，電流參數(shù)（電流、電流密度等）隨電壓參數(shù)的變化曲線反映了器件的電學(xué)性質(zhì)。亮度隨電壓參數(shù)的變化曲線反映了器件的光學(xué)性質(zhì)。這類電學(xué)和光學(xué)參數(shù)之間的關(guān)系統(tǒng)稱為IVL（電流-電壓-亮度）關(guān)系，對(duì)于電致發(fā)光器件也非常重要。通常情況下，IVL關(guān)系的測(cè)量需要多套電學(xué)測(cè)量系統(tǒng)和光學(xué)測(cè)量系統(tǒng)分別測(cè)量，測(cè)量全部的參數(shù)非常繁瑣。

濱松的電致發(fā)光器件測(cè)量系統(tǒng)C9920-11，C9920-12可以提供IVL關(guān)系的一體化自動(dòng)化測(cè)量方法。通過(guò)軟件整合電流源和光譜探測(cè)器的功能，C9920-11&12可以測(cè)量電流、電流密度、電壓、電流效率、功率效率、發(fā)射光譜、色度等一系列參數(shù)，并且逐一對(duì)應(yīng)，形成關(guān)系曲線。

# 濱松方案：EQE測(cè)試之光分布法（C9920-11）

電致發(fā)光器件的EQE（外量子效率）值是決定器件封裝以后光效的重要參數(shù)之一，也是真正決定電致發(fā)光器件是否能夠商業(yè)化的重要參數(shù)之一。現(xiàn)在普遍的EQE測(cè)量方法有兩種，第一種是通過(guò)亮度計(jì)測(cè)量法線方向的亮度，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)朗伯體分布理論計(jì)算得到器件的EQE值。該方法有嚴(yán)重的缺點(diǎn)：實(shí)際中器件的朗伯體分布并非標(biāo)準(zhǔn)的余弦分布，會(huì)有部分分布不均的現(xiàn)象，此時(shí)通過(guò)理論計(jì)算的結(jié)果會(huì)非常不準(zhǔn)確。

C9920-11型光分布測(cè)試系統(tǒng)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)，可以以1°的角步長(zhǎng)精確描繪出器件的實(shí)際朗伯體分布，并且計(jì)算出EQE實(shí)際值(如圖3中的實(shí)心點(diǎn)）與理論值(如圖3中的空心點(diǎn)）之間的校準(zhǔn)系數(shù)，更加準(zhǔn)確地計(jì)算EQE。全測(cè)量過(guò)程的自動(dòng)化，大大減少了由于調(diào)節(jié)角度引起的結(jié)果不穩(wěn)定性和操作復(fù)雜性。

# 濱松方案：EQE測(cè)試之積分球法（C9920-12）

第二種EQE的測(cè)量方法是通過(guò)積分球配件，將器件的整體光通量收集，并通過(guò)計(jì)算得到器件的EQE。該方法又有兩種測(cè)量方案，一種是將器件至于積分球球壁上，僅測(cè)量器件的前向通量，稱為2π法；一種是將器件置于積分球內(nèi)部，測(cè)量器件的整體通量，稱為4π法。濱松C9920-12外量子效率測(cè)試系統(tǒng)對(duì)兩種測(cè)量方案都支持。

# 操作簡(jiǎn)便：定制化夾具

在實(shí)際中，同一實(shí)驗(yàn)室/用戶的電致發(fā)光器件一般采用同一種封裝外形以及具有同樣的電極分布。為了簡(jiǎn)化樣品夾持的方式，讓使用更加方便，濱松提供樣品夾具支持的定制化服務(wù)，避免了鱷魚鉗使用中的不穩(wěn)定和不方便。

# 精準(zhǔn)測(cè)量：基底反射補(bǔ)償配件

積分球法簡(jiǎn)單快捷有效，但是器件本身的基底反射對(duì)于積分球的工作會(huì)有一定的影響。濱松C9920-12外量子效率測(cè)試系統(tǒng)可以提供對(duì)應(yīng)的補(bǔ)償配件，在器件未通電發(fā)光時(shí)給與一個(gè)已知強(qiáng)度的光照并測(cè)量，得到測(cè)量結(jié)果與已知強(qiáng)度的比值，由于器件本身的基底反射，此比值一般小于1；在真正對(duì)器件通電測(cè)量時(shí)，這個(gè)比值就能夠被用來(lái)對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行校正，得到電致發(fā)光器件真正的發(fā)光強(qiáng)度，繼而計(jì)算出準(zhǔn)確的EQE數(shù)值。

# 靈活的搭配，完整的產(chǎn)品線

濱松的產(chǎn)品線覆蓋了器件與材料的研究需求——不僅針對(duì)電致發(fā)光器件提供了C9920-11和C9920-12兩套測(cè)量系統(tǒng)；而且針對(duì)上游的電致發(fā)光材料研究（如OLED，量子點(diǎn)，熒光粉材料等）還提供有Quantaurus-QY（C9920-02）絕對(duì)量子效率測(cè)試系統(tǒng)。值得一提的是，這三套系統(tǒng)共用同一個(gè)核心的探測(cè)器部件，大大降低了未來(lái)功能及系統(tǒng)升級(jí)的成本。