CN104157585B - 一种oled发光层测试装置及测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种OLED发光层测试装置及测试方法，包括检测密封腔体、直角坐标机械手、驱动冶具、红外热像仪、机械手控制器、矩阵开关控制器、可编程驱动电源和上位机；本发明的OLED发光层测试装置及测试方法，能够快速检测出OLED发光层发热状况和膜厚。
Description
技术领域
本发明涉及OLED显示技术领域，具体涉及一种OLED发光层测试装置及测试方法。
背景技术
有机材料蒸镀是我们制造OLED器件的核心工序，在蒸镀的过程中，器件基板被蒸镀机腔体上部的夹装装置固定并旋转，有机材料放置在蒸镀机腔体底部的蒸发舟里，通过电加热使有机材料发生相变，有机分子气化或升华后附着在器件基板上，从而形成了器件的发光层；但是这种蒸镀方式使得有机材料的成膜均匀性欠佳，由于蒸镀过程中基板一直处于旋转状态，基板的中心线速度为零，边缘线速度最大，以及蒸镀掩膜板的原因，实测膜厚差异大于6％，且基板尺寸越大，蒸镀效果差异越明显；通过研究成膜状况，研发工程师可以进行器件结构的优化设计来克服蒸镀工艺的固有缺陷，为了获得发光层有机材料的成膜状况，通常采用的方法为破坏性测试，效率较低且成本高昂。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，提供一种快速检测OLED发光层发热状况和膜厚的测试装置及测试方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种OLED发光层测试装置，包括检测密封腔体、直角坐标机械手、驱动冶具、红外热像仪、机械手控制器、矩阵开关控制器、可编程驱动电源和上位机；所述直角坐标机械手、驱动冶具和红外热像仪均位于检测密封腔体内部；驱动冶具位于检测密封腔体底面，红外热像仪固定连接在直角坐标机械手上，直角坐标机械手固定在检测密封腔体上，红外热像仪接收辐射的一端位于驱动冶具的上方；上位机分别连接红外热像仪、机械手控制器、矩阵开关控制器和可编程驱动电源；机械手控制器与直角坐标机械手相连，矩阵开关控制器与驱动冶具相连，可编程驱动电源与矩阵开关控制器相连。
优选地，所述测试装置还包括与上位机相连的氮气阀和真空阀，氮气阀一端与气源相连，另一端通过气管与检测密封腔体相连，真空阀一端与抽真空设备相连，另一端通过气管与检测密封腔体相连。
优选地，所述驱动冶具和检测密封腔体底面之间设有绝缘基板，直角坐标机械手固定在绝缘基板上。
优选地，所述可编程驱动电源的数量为三，三个可编程驱动电源为并联，分别对应待测OLED基板红绿蓝三类不同的发光像素。
一种采用上述测试装置进行OLED发光层测试的测试方法，包括下列步骤：
步骤1、将待测OLED基板安装到驱动冶具中并放入检测密封腔体的绝缘基板上并关闭检测密封腔体；
步骤2、直角坐标机械手位置复位校正，使红外热像仪接收辐射的一端对准待测OLED基板中心；
步骤3、通过上位机打开真空阀抽取真空，完成后关闭真空阀并打开氮气阀充入氮气，完成后关闭氮气阀；
步骤4、通过上位机开启可编程驱动电源并设置驱动信号，通过上位机控制矩阵开关控制器打开待检测的像素区域的通道；
步骤5、通过上位机控制直角坐标机械手使红外热像仪对准待检测的像素区域并启动红外热像仪；
步骤6、通过上位机启动驱动信号输入，红外热像仪进行热像检测；
步骤7、上位机记录热像检测数据并对照热场膜厚关系图得出OLED发光层膜厚，所得十组数据取中位数作为膜厚测定值；
步骤8、重复步骤4至步骤7完成不同驱动信号下的热像检测。
优选地，所述驱动信号包括用于驱动待测OLED基板红色像素的电信号、驱动绿色像素的电信号和驱动蓝色像素的电信号。
优选地，所述驱动信号电压从0.5V递增到5V，每次增加0.5V。
综上所述，本发明所提供的OLED发光层测试装置及测试方法，能够快速检测出OLED发光层发热状况和膜厚。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
图2是本发明的测试流程图。
图3是本发明的控制原理图。
图4是本发明的热场膜厚关系图。
附图标记说明：1、检测密封腔体；2、直角坐标机械手；3、驱动冶具；4、红外热像仪；5、机械手控制器；6、矩阵开关控制器；7、可编程驱动电源；8、上位机；9、氮气阀；10、真空阀；11、绝缘基板。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的说明：
如图1和图3所示，本发明的OLED发光层测试装置，包括检测密封腔体1、直角坐标机械手2、驱动冶具3、红外热像仪4、机械手控制器5、矩阵开关控制器6、可编程驱动电源7、上位机8、氮气阀9、真空阀10和绝缘基板11；直角坐标机械手2、驱动冶具3和红外热像仪4均位于检测密封腔体1内部；绝缘基板11位于检测密封腔体1底面，驱动冶具3位于绝缘基板11上，红外热像仪4固定连接在直角坐标机械手2上，直角坐标机械手2固定在绝缘基板11上，红外热像仪4接收辐射的一端位于驱动冶具3的上方，直角坐标机械手2可实现红外热像仪4的精确定位；上位机8分别连接红外热像仪4、机械手控制器5、矩阵开关控制器6、可编程驱动电源7、氮气阀9和真空阀10，上位机8将各种指令分别传输给红外热像仪4、机械手控制器5、矩阵开关控制器6、可编程驱动电源7、氮气阀9和真空阀10，并对红外热像仪4反馈的信号进行处理；机械手控制器5与直角坐标机械手2相连，机械手控制器5将上位机8输入的控制信息转化为直角坐标机械手2可执行的信号；矩阵开关控制器6与驱动冶具3相连，驱动治具3用于固定待测OLED基板并使待测OLED基板的电极接通，以便电信号的输入与控制；矩阵开关控制器6控制待测OLED基板不同的发光区域的器件的通电开关状态；可编程驱动电源7与矩阵开关控制器6相连，可编程驱动电源7为三组，分别对应待测OLED基板红绿蓝三类不同的发光像素，三个可编程驱动电源7为并联，可编程驱动电源7将上位机8输入的控制信息转化为供电信号以点亮待测OLED基板；氮气阀9一端与气源相连，另一端通过气管与检测密封腔体1相连，真空阀10一端与抽真空设备相连，另一端通过气管与检测密封腔体1相连，上位机8通过指令控制氮气阀9和真空阀10的开关。
如图2和图4所示，本实施例所述OLED发光层的测试方法，包括以下步骤：
步骤1、将待测OLED基板安装到驱动冶具3中并放入检测密封腔体1的绝缘基板11上并关闭检测密封腔体1；
步骤2、直角坐标机械手2位置复位校正，使红外热像仪4接收辐射的一端对准待测OLED基板中心并设定为基准位置；
步骤3、通过上位机8打开真空阀10抽取真空，完成后关闭真空阀10并打开氮气阀9充入氮气20到30分钟，完成后关闭氮气阀9，以设定和保持测量环境的温度；
步骤4、通过上位机8开启可编程驱动电源7并设置用于驱动待测OLED基板红色像素的驱动信号，通过上位机8控制矩阵开关控制器6打开待检测的像素区域的通道；
步骤5、通过上位机8控制直角坐标机械手2使红外热像仪4对准待检测的像素区域并启动红外热像仪4；
步骤6、通过上位机8启动驱动信号输入，驱动信号电压从0.5V递增到5V，每次增加0.5V，红外热像仪4在该驱动电压下分别进行十次热像检测；
步骤7、上位机8记录热像检测数据并对照热场膜厚关系图得出OLED发光层膜厚，所得十组数据取中位数作为膜厚测定值；
步骤8、重复步骤4至步骤7分别设置用于驱动待测OLED基板绿色像素的驱动信号和蓝色像素的驱动信号，完成热像检测。
本实施例所述OLED发光层发光材料优选为8-羟基喹啉铝，在驱动信号下分别进行红色像素发光层、绿色像素发光层和蓝色像素发光层的热像检测，所得热场数据如表1所示：
| 红(℃) | 绿(℃) | 蓝(℃) | |
| 0.5V | 16 | 10.5 | 19.6 |
| 1V | 16.5 | 9.9 | 19.2 |
| 1.5V | 17.5 | 9.7 | 18.7 |
| 2V | 17.7 | 9.9 | 18.6 |
| 2.5V | 17.9 | 10.3 | 18.9 |
| 3V | 18.3 | 11.5 | 20.6 |
| 3.5V | 19.6 | 11.3 | 22.9 |
| 4V | 20.9 | 11.8 | 23.4 |
| 4.5V | 22.6 | 12.4 | 26.7 |
| 5V | 24.6 | 12.1 | 29.3 |
表1
如表1所示，0.5V驱动信号下测得红色像素发光层的热场温度为16℃，图4为0.5V驱动信号下红色像素发光层的热场膜厚关系图，该热场膜厚关系图为前期大量破坏性试验所得到，即在不同驱动信号下测得热场温度后通过破坏性试验得到所对应的发光层膜厚；对照该图可得0.5V驱动信号下红色像素发光层膜厚为150nm；分别对照不同电压驱动信号下各像素发光层的热场膜厚关系图，便可得出对应的发光层膜厚，所得膜厚数据如表2所示：
| 红(nm) | 绿(nm) | 蓝(nm) | |
| 0.5V | 150 | 65 | 360 |
| 1V | 140 | 77 | 375 |
| 1.5V | 150 | 71 | 330 |
| 2V | 144 | 66 | 334 |
| 2.5V | 126 | 79 | 345 |
| 3V | 133 | 77 | 388 |
| 3.5V | 165 | 63 | 412 |
| 4V | 120 | 62 | 437 |
| 4.5V | 130 | 81 | 396 |
| 5V | 150 | 75 | 386 |
表2
由于电信号波动、机械振动、人为失误等原因，在装置使用测量的过程中，可能会出现一些偏差较大的值，取中位数就是为了剔除这些极值，使测量结果更精确；分别对每组数据取中位数，可得红色像素发光层膜厚为142nm，绿色像素发光层膜厚为73nm，蓝色像素发光层膜厚为380.5nm。
本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在本发明的保护范围内。
Claims (7)
1.一种OLED发光层测试装置，其特征在于：包括检测密封腔体(1)、直角坐标机械手(2)、驱动冶具(3)、红外热像仪(4)、机械手控制器(5)、矩阵开关控制器(6)、可编程驱动电源(7)和上位机(8)；所述直角坐标机械手(2)、驱动冶具(3)和红外热像仪(4)均位于检测密封腔体(1)内部；驱动冶具(3)位于检测密封腔体(1)底面，红外热像仪(4)固定连接在直角坐标机械手(2)上，直角坐标机械手(2)固定在检测密封腔体(1)上，红外热像仪(4)接收辐射的一端位于驱动冶具(3)的上方；上位机(8)分别连接红外热像仪(4)、机械手控制器(5)、矩阵开关控制器(6)和可编程驱动电源(7)；机械手控制器(5)与直角坐标机械手(2)相连，矩阵开关控制器(6)与驱动冶具(3)相连，可编程驱动电源(7)与矩阵开关控制器(6)相连。
2.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于：还包括与上位机(8)相连的氮气阀(9)和真空阀(10)，氮气阀(9)一端与气源相连，另一端通过气管与检测密封腔体(1)相连，真空阀(10)一端与抽真空设备相连，另一端通过气管与检测密封腔体(1)相连。
3.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述驱动冶具(3)和检测密封腔体(1)底面之间设有绝缘基板(11)，直角坐标机械手(2)固定在绝缘基板(11)上。
4.如权利要求1所述的测试装置，其特征在于：所述可编程驱动电源(7)的数量为三，三个可编程驱动电源(7)为并联，分别对应待测OLED基板红绿蓝三类不同的发光像素。
5.一种采用如权利要求1-4任一所述的测试装置进行OLED发光层测试的测试方法，其特征在于包括下列步骤：
步骤1、将待测OLED基板安装到驱动冶具(3)中并放入检测密封腔体(1)的绝缘基板(11)上并关闭检测密封腔体(1)；
步骤2、直角坐标机械手(2)位置复位校正，使红外热像仪(4)接收辐射的一端对准待测OLED基板中心；
步骤3、通过上位机(8)打开真空阀(10)抽取真空，完成后关闭真空阀(10)并打开氮气阀(9)充入氮气，完成后关闭氮气阀(9)；
步骤4、通过上位机(8)开启可编程驱动电源(7)并设置驱动信号，通过上位机(8)控制矩阵开关控制器(6)打开待检测的像素区域的通道；
步骤5、通过上位机(8)控制直角坐标机械手(2)使红外热像仪(4)对准待检测的像素区域并启动红外热像仪(4)；
步骤6、通过上位机(8)启动驱动信号输入，红外热像仪(4)进行热像检测；
步骤7、上位机(8)记录热像检测数据并对照热场膜厚关系图得出OLED发光层膜厚，所得十组数据取中位数作为膜厚测定值；
步骤8、重复步骤4至步骤7完成不同驱动信号下的热像检测。
6.如权利要求5所述的测试方法，其特征在于：所述驱动信号包括用于驱动待测OLED基板红色像素的电信号、驱动绿色像素的电信号和驱动蓝色像素的电信号。
7.如权利要求5所述的测试方法，其特征在于：所述驱动信号电压从0.5V递增到5V，每次增加0.5V。
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