# 應用背景——電致發光器件與關鍵參數

電致發光（Electroluminescent，簡稱EL），是通過加在兩電極的電壓產生電場，被電場激發的電子碰擊發光中心，而引致電子在能級間的躍遷、變化、復合導致發光的一種物理現象。由于電致發光產品具有發光效率高、器件壽命長、響應速度快、視角特性好、色彩度強、成本價格低、可彎曲等特點，在顯示器和照明領域有非常廣闊的應用前景。

電致發光器件性能是電致發光產品性能是否優良的決定性因素，電致發光器件組成包括五層，陰極、電子傳遞層、發光層、空穴傳遞層和陽極，其中發光層的材料稱為電致發光材料，OLED器件的發光層為有機分子材料，QLED器件的發光層為量子點材料。

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

# 外量子效率（EQE）

無論對于顯示器還是照明，從電能轉化為光能的發光效率都是非常重要的，其主要反映了輸入功率的利用率，發光效率越高，器件的熱損耗越小，能量利用率越高。在電致發光器件的研究中，對應的參數為外量子效率（EQE，External Quantum Efficiency）：當發光器件通電時，電子和空穴會在發光層結合，產生的能量會激發發光層材料發出熒光/磷光，此時把單位時間內出射到空間的光子數/單位時間內注入到發光層的電子數之比稱為器件的外量子效率。

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

# 電流-電壓-亮度（IVL）參數

此外，在器件中，電流參數（電流、電流密度等）隨電壓參數的變化曲線反映了器件的電學性質。亮度隨電壓參數的變化曲線反映了器件的光學性質。這類電學和光學參數之間的關系統稱為IVL（電流-電壓-亮度）關系，對于電致發光器件也非常重要。通常情況下，IVL關系的測量需要多套電學測量系統和光學測量系統分別測量，測量全部的參數非常繁瑣。

濱松的電致發光器件測量系統C9920-11，C9920-12可以提供IVL關系的一體化自動化測量方法。通過軟件整合電流源和光譜探測器的功能，C9920-11&12可以測量電流、電流密度、電壓、電流效率、功率效率、發射光譜、色度等一系列參數，并且逐一對應，形成關系曲線。

# 濱松方案：EQE測試之光分布法（C9920-11）

電致發光器件的EQE（外量子效率）值是決定器件封裝以后光效的重要參數之一，也是真正決定電致發光器件是否能夠商業化的重要參數之一。現在普遍的EQE測量方法有兩種，第一種是通過亮度計測量法線方向的亮度，通過標準朗伯體分布理論計算得到器件的EQE值。該方法有嚴重的缺點：實際中器件的朗伯體分布并非標準的余弦分布，會有部分分布不均的現象，此時通過理論計算的結果會非常不準確。

C9920-11型光分布測試系統通過轉動電動轉臺，可以以1°的角步長精確描繪出器件的實際朗伯體分布，并且計算出EQE實際值(如圖3中的實心點）與理論值(如圖3中的空心點）之間的校準系數，更加準確地計算EQE。全測量過程的自動化，大大減少了由于調節角度引起的結果不穩定性和操作復雜性。

# 濱松方案：EQE測試之積分球法（C9920-12）

第二種EQE的測量方法是通過積分球配件，將器件的整體光通量收集，并通過計算得到器件的EQE。該方法又有兩種測量方案，一種是將器件至于積分球球壁上，僅測量器件的前向通量，稱為2π法；一種是將器件置于積分球內部，測量器件的整體通量，稱為4π法。濱松C9920-12外量子效率測試系統對兩種測量方案都支持。

# 操作簡便：定制化夾具

在實際中，同一實驗室/用戶的電致發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，避免了鱷魚鉗使用中的不穩定和不方便。

# 精準測量：基底反射補償配件

積分球法簡單快捷有效，但是器件本身的基底反射對于積分球的工作會有一定的影響。濱松C9920-12外量子效率測試系統可以提供對應的補償配件，在器件未通電發光時給與一個已知強度的光照并測量，得到測量結果與已知強度的比值，由于器件本身的基底反射，此比值一般小于1；在真正對器件通電測量時，這個比值就能夠被用來對測量結果進行校正，得到電致發光器件真正的發光強度，繼而計算出準確的EQE數值。

# 靈活的搭配，完整的產品線

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