有机电致发光器件效率测试

北检院检测中心  |  完成测试:  |  2026-04-30  

本检测系统阐述了有机电致发光器件(OLED)效率测试的核心技术体系。文章围绕检测项目、检测范围、检测方法与检测仪器设备四大板块展开,详细列举了包括电流效率、功率效率、外量子效率在内的关键性能参数及其测试原理与流程,旨在为OLED研发、生产与质量控制人员提供一份全面而实用的技术参考指南。

注意:因业务调整,暂不接受个人委托测试望见谅。

检测项目

电流效率:衡量器件将输入电流转换为光输出能力的核心参数,单位为坎德拉每安培(cd/A)。

功率效率:评估器件将输入电功率转换为光输出功率的效率,单位为流明每瓦(lm/W)。

外量子效率:指器件发射到外部的光子数与注入的电子-空穴对数之比,是评价光电转换物理极限的关键指标。

亮度:表征器件在给定方向上单位投影面积、单位立体角内的发光强度,单位为坎德拉每平方米(cd/m²)。

电致发光光谱:测量器件在电场激发下发射光的波长分布,用于分析色坐标、色纯度和发光材料特性。

色坐标:在CIE色度图上精确标定器件发光颜色的坐标值,通常为(x, y)或(u‘, v’)。

色温:对于白光OLED,描述其光色与黑体辐射光色接近程度的参数,单位为开尔文(K)。

显色指数:评价光源还原物体真实颜色能力的参数,对于照明用OLED至关重要。

启亮电压:器件开始产生可探测亮度(通常为1 cd/m²)时所需的最低驱动电压。

效率滚降:描述器件效率随亮度或电流密度增加而下降的特性曲线,反映器件在高亮度下的性能稳定性。

检测范围

小分子OLED:适用于真空蒸镀工艺制备的小分子型OLED器件,是当前主流显示技术的测试对象。

聚合物OLED:适用于溶液加工工艺(如旋涂、喷墨打印)制备的聚合物型OLED器件。

荧光OLED:针对基于荧光发光材料的器件,其内量子效率理论上限为25%。

磷光OLED:针对基于磷光材料的器件,可利用三重态激子,内量子效率理论可达100%。

热活化延迟荧光OLED:针对新兴的TADF材料器件,测试其通过反向系间窜越实现的高效率发光特性。

底发射器件:测试光从透明阳极(如ITO)一侧出射的器件结构。

顶发射器件:测试光从半透明阴极一侧出射的器件结构,常用于高开口率显示。

柔性OLED:针对以柔性基板(如聚酰亚胺)制备的器件,测试需考虑弯曲状态下的性能变化。

白光OLED:专用于照明或显示背光的白光器件,重点测试其光谱、色温、显色指数等。

微显示OLED:针对用于AR/VR等领域的微小型、高像素密度OLED器件,测试需高精度探针与光学系统。

检测方法

积分球法:将器件置于积分球内,收集其发出的全部光通量,是测量总光通量和外量子效率的标准方法。

变角光谱辐射计法:在不同角度测量器件的亮度和光谱,结合空间分布函数计算总光通量。

电流-电压-亮度特性测试:同步扫描并记录器件的电流、电压和亮度值,是获取效率曲线的基础。

光谱辐射度法:使用光谱辐射计直接测量器件在特定方向上的光谱辐射亮度,进而计算色度参数。

脉冲驱动测试:采用短脉冲电流驱动器件,减少自热效应,获取更接近稳态的准确效率数据。

寿命测试中的效率监测:在加速老化测试过程中,定期测量效率参数,以评估器件的性能衰减情况。

绝对法测量EQE:通过精确测量器件的所有输出光子数和注入电荷数,直接计算外量子效率,精度高但复杂。

相对法测量EQE:通过测量光谱辐射通量和驱动电流,结合人眼视见函数计算得到,是常用方法。

角度依赖特性测试:系统测量发光强度随视角的变化,评估器件的视角特性,对显示应用尤为重要。

低温效率测试:在低温(如液氮温度)环境下测试器件效率,用于研究激子动力学和效率滚降机理。

检测仪器设备

光谱辐射计:核心光学测量设备,用于精确测量光源的光谱功率分布、亮度及色度参数。

积分球系统:包含积分球、标准探测器、光谱仪等,用于测量器件的总光通量和空间均匀光。

精密源测量单元:提供高精度、可编程的电压/电流源,并同步测量器件的电压、电流响应。

OLED效率测试系统:集成SMU、光谱仪、积分球或变角测角仪的自动化测试平台,可一键完成IVL和效率测试。

高精度光度探头:直接测量亮度的传感器,通常用于快速筛查或产线监控。

低温恒温器:为器件提供可控的低温和真空/惰性气体环境,用于极端条件下的性能研究。

显微镜光学平台:用于微显示OLED或单个像素的测试,需搭配显微物镜和高精度位移台。

校准标准光源:包括标准卤钨灯、LED校准源等,用于定期对光谱辐射计进行光度与色度校准。

暗箱或屏蔽箱:提供黑暗的测试环境,完全隔绝外界杂散光,确保亮度测量准确性。

探针台:用于未封装或芯片级OLED器件的电学接触,尤其适用于阵列测试和科研样品。

检测流程

线上咨询或者拨打咨询电话;

获取样品信息和检测项目;

支付检测费用并签署委托书;

开展实验,获取相关数据资料;

出具检测报告。

北检(北京)检测技术研究院
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