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了解一下两种电致发光器件EQE测量方法

实验室资讯网时间:2018-06-20 点击: 百度搜索

【导读】电致发光,是通过加在两电极的电压产生电场,被电场激发的电子碰击发光中心,而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。......
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了解一下两种电致发光器件EQE测量方法

对于以上这样的情景,可能一部分的小伙伴并不陌生(暴露年龄)。电视刚刚开始走进千家万户时,屏幕也就成为了我们对显示技术最直观的认识。尺寸大小和“黑白”、“彩色”也作为对其常见的描述而挂于口上。

那时,人们所熟知的显示屏幕大部分都是依靠的显像管技术,而后随着液晶(LCD)、等离子体(PDP)等显示技术的发展,从清晰度、节能、尺寸等各个方面,我们对显示屏的认知都不断地在发生着变化。

了解一下两种电致发光器件EQE测量方法

你还记得这样的屏幕吗?

近些年,各种新颖的概念更是层出不穷,比如说被各大手机厂商炒得火热的“全面屏”、可以“弯弯扭扭”的“柔性屏”等等。而这些新的变化,也都有源于新的显示技术——电致发光。

了解一下两种电致发光器件EQE测量方法

可以“弯弯扭扭”的神奇柔性屏

什么是电致发光?

电致发光(Electroluminescent,简称EL),是通过加在两电极的电压产生电场,被电场激发的电子碰击发光中心,而引致电子在能级间的跃迁、变化、复合导致发光的一种物理现象。

除了刚刚提到的可弯曲这一引人目光的特点外,电致发光产品主要还具有发光效率高、器件寿命长、响应速度快、视角特性好、色彩度强、成本价格低等特点。这也使它在显示器和照明领域有着非常广阔的应用前景。

决定电致发光产品性能是否优良的,就是电致发光器件了。我们常说到的OLED、QLED都属于这类器件。它们主要包括五层结构:阴极、电子传递层、发光层、空穴传递层和阳极。其中发光层的材料称为电致发光材料,OLED器件的发光层为有机分子材料,QLED器件的发光层为量子点材料。

了解一下两种电致发光器件EQE测量方法

电致发光器件结构示意

电致发光器件好不好?先看看EQE吧!

想要最终产品化,光致发光器件的性能就必须满足应用的需求。那该如何知道呢?一般来讲,我们会关注以下几个关键参数表征:

· 外量子效率(EQE)

· 电流-电压-亮度(IVL)参数

· 发射光谱色度

· 器件荧光寿命

由于是决定器件封装以后光效的重要参数之一,也是真正决定电致发光器件是否能够商业化的重要参数之一。外量子效率(EQE)受到了更多的关注。

无论对于显示器还是照明,从电能转化为光能的发光效率都非常重要,其主要反映了输入功率的利用率。发光效率越高,器件的热损耗越小,能量利用率越高。在电致发光器件的研究中,对应的参数则为外量子效率(EQE,External Quantum Efficiency)。

当发光器件通电时,电子和空穴会在发光层结合,产生的能量会激发发光层材料发出荧光/磷光,所谓器件的EQE,就是此时把单位时间内出射到空间的光子数/单位时间内注入到发光层的电子数之比。

EQE的测量中,核心是分子部分“单位时间内出射到空间的光子数”的测量。现在高精度的测量方法主要有两种:

1)光分布法

2)积分球法

光分布法

之前许多用户可能会采用通过亮度计测量法线方向的亮度,以及通过标准朗伯体分布理论计算得到器件的EQE值。这是比较常见的、传统的测量方式,但其实存在很大的缺陷。

由于实际中器件的朗伯体分布并非标准的余弦分布,会有部分分布不均的现象,此时通过理论计算的结果会非常不准确。而光分布法就可以解决这个问题,下图便是很好的说明:

了解一下两种电致发光器件EQE测量方法

光分布法测试值(实心点)与朗伯体预测值(空心点)的区别(H. Fujimoto, et.al,Appl. Phys. Exp., 8(2015), 082102)

相对于传统的方法,光分布法可以更准确的检测出发光器件的实际亮度分布。该实验中,研究者使用光分布测试系统(滨松C9920-11)通过转动电动转台,以1°的角步长精确描绘出器件的实际朗伯体分布,并且计算出EQE实际值(实心点)与理论值(空心点)之间的校准系数,更加准确地计算EQE。

当然,滨松光分布测试系统也为该实验中带去了全测量过程的自动化,这也大大减少了由于调节角度引起的结果不稳定性和操作复杂性。

积分球法

第二种EQE的测量方法是通过积分球配件,将器件的整体光通量收集,并通过计算得到器件的EQE。该方法又有两种测量方案,一种是将器件至于积分球球壁上,仅测量器件的前向通量,称为2π法;一种是将器件置于积分球内部,测量器件的整体通量,称为4π法。

(本文来源:滨松 )

(责任编辑:子豪)

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