OLED光电性能综合测试系统的方案

2011-08-02 09:41:11来源: 互联网

    1 引言

  有机发光二极管(organic light emitting diode,OLED)是一种新型的平板显示器件和二维光源。通过测试OLED器件的电流-电压特性、发光亮度-电压特性、温度-电流特性、发光效率-电压特性、色坐标以及电致发光光谱等,可判断器件发光性能和电学性能的好坏,并计算出其外部量子效率和能量转换效率。目前较普遍的是采用直流电压表、电流表来测定OLED器件的电流、电压特性。利用微弱光光度计测定样品的发光亮度,利用温度采集仪测量样品的温度。

  然后将数据输入到计算机进行后续分析处理,获得样品的光电性能。这种测量方法,电压、电流、亮度、温度等物理量无法实现同时测量,且误差大,效率低;数据采集量及采集密度也大大受到限制,无法准确地反映样品的光电性能。

  针对以上问题,本文设计了一套基于微控制器的OLED光电性能综合测试系统,系统以微控制器为核心,是一个将精密恒压(恒流)电源、电压电流测量、温度测量、亮度测量有机地结合在一起的测量系统,可实现测试条件设置、数据存储、分析、图形化显示、打印输出等功能,实现了对OLED器件光电性能的高精度快速自动测量,使OLED器件的光电性能测试工作变得方便、快捷、科学。

  2 系统总体结构

  系统总体框图如图1所示。系统由上位机和下位机两部组成。下位机以MSP430F149微控制器为核心,包括可编程直流电源IPD-3303SL、光电转换电路、温度测量电路、量程切换电路、显示电路以及RS232接口电路;上位机为通用的PC机,配以专用数据处理软件完成系统数据处理和光电性能分析等功能。

  系统工作过程如下:可编程直流电源IPD-3303SL按照上位机设置的电压初始值、电压终止值、步进值以及采样周期驱动OLED 器件发光。样品所发出的光入射到光敏二极管后转换为电流信号,经过I/V转换电路,将电流信号转换为电压信号,单片机控制量程切换电路来切换I/V转换电路的反馈电阻,以在输出端得到不同强度的电压信号。输出电压二次放大后,进入单片机的A/D通道。器件的温度被红外热电堆传感器采集,输入到单片机的A/D转换通道,单片机将亮度和温度的电压信号转换成数字量进行处理后通过LCD显示出来,并通过RS-232接口将数据传输给上位机进行数据分析和处理,绘制出电压-亮度、电流-温度、电压-电流曲线。

  3 硬件设计

  3.1 MCU单元

  美国TI公司生产的MSP430单片机为高整合、高精度的单芯片系统,其利用精简指令集,是16位高速处理单片机。另外它有丰富的外围模块,在应用时减少了外设空间。这里选择MSP430F149单片机作为MCU,单片机的工作电压为1.8~3.6V,有两个16位定时器、两个串行通信接口、片内看门狗和12位A/D,综合功能和成本都比较适合本系统。

  系统利用单片机自带的ADC12模块直接实现A/D转换。MSP430F149自身带8路转换接口,通过ADC12模块控制寄存器实现亮度和温度两路模拟信号的A/D转换。利用单片机内部2.5V的基准源,ADC12的模拟多路器可以分时地将亮度和温度信号转换,并且具有采样和保持功能,ADC12硬件通过设置可自动将转换结果存放到相应的寄存器中。

  3.2 电压电流测量

  系统选择可编程直流电源供应器IPD-3303SL 作为测量OLED 电压-电流特性的仪器。IPD-3303SL为可编程控制电源,工作在恒流或恒压模式,能实现步进式电压(电流)输出,可以通过串口输入命令控制,同时通过串口获得输出电流(电压)值,另外还具有过流和过压的保护功能,适合本系统中电流电压的输出和测量。

  IPD-3303SL电压输出范围为0~25V,测量电压精度为1mV,电流精度为1μA。

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关键字:OLED  光电性能综合测试

编辑:什么鱼 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/Test_and_measurement/2011/0802/article_3115.html
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