CN101900786A - 基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法及系统，由计算机内的控制模块控制恒流恒压源输出，驱动发光二极管发光，计算机内的控制模块通过温度湿度控制箱控制发光二极管寿命测试时的温度湿度环境；光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出，计算机控制电信号采集装置实时批量采集亮度值并反馈给计算机内的亮度分析模块；亮度分析模块对电信号采集装置批量采集到的电信号，进行抽样分析判断，存储并输出测试分析结果；发光二极管的寿命测试包括恒定电流、恒定电压和恒定光强三种测试模式。本发明适用于有机/无机发光二极管，安全性、可靠性高，测试准确度高。
Description
技术领域
本发明涉及发光二极管的寿命测试技术，具体是指一种基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法及系统。
背景技术
随着半导体科技的进步，有机发光二极管(OLED)在照明和信息显示领域发挥着越来越关键的作用。由于OLED平板显示屏具有自发光、响应速度快、超薄、宽视角、发光效率高、功耗低等特点，而被认为是下一代替代LCD的平板显示器；同时，有机白光LED(WOLED)的研究工作也在逐渐展开。
寿命是评价OLED照明及发光器件综合性能的关键指标之一。OLED器件的运行寿命因其应用范围不同而有不同的要求。例如，照明用的白光OLED，其在1001m/W以上的发光效率下，寿命要达到10万小时以上；应用于大型全彩色显示屏的OLED，其在400-600cd/m2的亮度下，寿命要达到5万小时以上；用于背光源OLED，其在5000cd/m2的亮度下，寿命要达到5万小时以上。当前，OLED器件除了在材料和工艺方面需要继续提高以外，器件的寿命已成为制约其产业化的关键因素之一。因此，开发OLED老化分析测试系统，对OLED器件的寿命进行测试，并对其发光衰减机理进行研究，对加速OLED产业化进程具有十分重要的意义。目前，国内尚无此类专门的寿命分析测试设备出售，进口的成套设备价格又非常昂贵，而且性能也很难满足实际需要。为了能更好地研究OLED器件的发光衰减机理，需要对器件在不同的驱动模式下进行寿命测试，如：在恒定发光强度下、在恒定驱动电压下及恒定驱动电流下进行测试，也可能需要温度和湿度变化等，以便得到更多的发光衰减过程信息，从而找到OLED器件的发光衰减机制，为开发长寿命OLED提供理论依据。因此，多功能老化寿命测试系统的开发不仅对研究OLED器件的发光衰减机理具有重要价值，对OLED的产业化也是极其重要的。
在无机LED方面，LED作为一种半导体固体新光源，具有亮度高、光响应快、省电、寿命长以及在浓雾和日光下可视性高等优势；除应用于照明以外，大型全彩色显示屏几乎全是采用无机LED来实现。因此，上面所述的寿命测试系统应兼容测试无机LED器件的寿命。
发明内容
为克服现有技术存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法，其能够在恒定电流、恒定电压以及恒定光强三种不同模式下对有机发光二极管进行寿命测试。
本发明的目的还在于提供实现上述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法的装置。
本发明的目的通过下述技术方案实现：本基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法，具体是指：由计算机内的控制模块控制恒流恒压源输出，驱动发光二极管发光，计算机内的控制模块通过温度湿度控制箱控制发光二极管寿命测试时的温度湿度环境，加速器件老化；光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出，计算机控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并反馈给计算机内的亮度分析模块；所述亮度分析模块对所述电信号采集装置批量采集到的电信号，进行抽样分析判断，存储并输出测试分析结果；所述发光二极管的寿命测试包括恒定电流、恒定电压和恒定光强三种测试模式。
为更好地实现本发明，所述恒定电流测试模式下的测试步骤，具体如下：
(1)接通电源，系统预热并初始化；
(2)设定测试条件：设定发光二极管进行寿命测试的初始电流，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
(3)启动测试：计算机内的控制模块分别控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电流，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
(4)恒流恒压源的输出端输出恒定电流，使发光二极管点亮；
(5)光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出；
(6)计算机内的控制模块控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块；
(7)对比发光二极管开始点亮时的特定初始亮度值L0，亮度分析模块自动判断批量采集的各个所述亮度值是否为第一次采集，若是，则将该批亮度值的抽样均值L记录为L0并作为参考亮度值，返回步骤(5)；若并非第一次采集，则将批量采集的各个所述亮度值的均值L与参考亮度值L0做比较，若L≤L0/2条件并不满足，则亮度分析模块把所述批量采集的亮度值的抽样均值以图表的形式显示出来，并将数据实时存储，然后返回工作流程(5)；若满足L≤L0/2，则发光二极管的亮度已经衰减到初始亮度的一半，寿命测试结束，所述亮度分析模块将寿命测试的结果保存。
进一步地，步骤(4)中恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电流的同时，在发光二极管的两端并联一个电压表，用于监测发光二极管两端的电压。
所述恒定电压测试模式下的测试步骤，与恒定电流测试模式基本一样，区别在于：
步骤(2)设定测试条件为：设定发光二极管进行寿命测试的初始电压，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
步骤(3)启动测试为：计算机内的控制模块分别控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电压，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
进一步地，上述所述恒定电压测试模式下的步骤(4)中恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电压的同时，在恒流恒压源的输出端串联一个电流表，用于监测流过发光二极管的电流。
所述恒定光强测试模式下的测试步骤，具体如下：
(1)接通电源，系统预热并初始化；
(2)设定测试条件：设定发光二极管进行寿命测试的初始电流或初始电压，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
(3)计算机内的控制模块选择控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电流或初始电压，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
(4)恒流恒压源的输出端输出恒定电流或恒定电压，使发光二极管点亮；
(5)光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出；
(6)计算机内的控制模块控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块；
(7)对比发光二极管开始点亮时的特定初始亮度值L0，亮度分析模块自动判断批量采集的各个所述亮度值是否为第一次采集，若是，则将该批亮度值的抽样均值L记录为L0并作为参考亮度值，返回步骤(5)；若并非第一次采集，则将批量采集的各个所述亮度值的均值L与参考亮度值L0做比较，若满足L＝L0，则进入步骤(9)；若不满足L＝L0，则发光二极管的亮度已经发生变化，进入步骤(8)；
(8)计算机内的控制模块控制调整恒压或恒流源的输出，直到提供给发光二极管所需的维持其特定亮度的电压或电流，进入工作流程(9)；
(9)一般OLED器件的电压逐渐上升，维持一定亮度所需的电流也越来越大，若不满足电压为器件初始电压的两倍或电流为器件初始电流的两倍，则亮度分析模块把所述批量采集的亮度值的抽样均值以图表的形式显示出来，并将数据实时存储，然后返回工作流程(5)；若满足电压为器件初始电压的两倍或电流为器件初始电流的两倍时，视为器件寿命测试结束，所述亮度分析模块将寿命测试的结果保存。
进一步地，恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电流的同时，在发光二极管的两端并联一个电压表，用于监测发光二极管两端的电压；或者恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电压的同时，在恒流恒压源的输出端串联一个电流表，用于监测流过发光二极管的电流。
上述三种测试模式，步骤(6)中所述电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块，是指电信号采集装置每次批量采集N个亮度值数据，N的范围从50到100，构成一个数组a[N]，返回给所述亮度分析模块；采集间隔公式如下：Δt＝1.2n+2，其中，Δt为采集间隔，n为数据已采集的次数(可以看到，随着采集次数的增加，采集间隔逐渐延长，即采集频率随时间的推移而减小，这就保证了发光二极管器件进行寿命测试时，一开始以较高的频率采集，随着时间的推移，采集频率降低，避免数据量过大，方便后续数据分析，减轻硬件的工作负担)。
上述三种测试模式，步骤(7)中所述抽样均值的计算，是指所述亮度分析模块首先利用随机函数产生M个0到N之间的索引数值，M的范围从5到20，利用索引值从上述数组a[N]中获取相应的元素构成一个新数组a[M]，去除新数组a[M]中的最大值和最小值，最后对剩余的M-2个数进行求平均得到抽样均值。
上述三种测试模式，断电重新启动系统后，系统初始化并进行恢复上一次测试，将上一次发光二极管寿命测试时的配置信息和测试数据读入计算机缓存，配置信息包括测试模式和器件在相应模式下的电流、电压或亮度设定值；所述配置信息返回至计算机内的控制模块，由计算机内的控制模块根据读取的配置信息控制恒流恒压源输出；测试数据返回至亮度分析模块，经亮度分析模块读取后以图表的形式显示出来，从而系统恢复测试。
实现上述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法的系统，包括计算机、恒压恒流源、温度湿度控制箱、光传感器、电信号采集装置，所述待测发光二极管置于所述温度湿度控制箱内；所述计算机包括相互连接的控制模块、亮度分析模块，所述控制模块分别与所述恒流恒压源、温度湿度控制箱、电信号采集装置三者的控制端连接，所述恒压恒流源的输出端与发光二极管连接，光传感器与发光二极管光路连接，且光传感器的电信号输出端与所述电信号采集装置电路连接，所述电信号采集装置的电信号输出端与所述亮度分析模块连接。
为更好地实现本发明，所述发光二极管可以是有机发光二极管或无机发光二极管。
所述计算机内的控制模块通过PCI总线通信方式与所述电信号采集装置和所述恒流恒压源控制端连接，获得最佳的处理速度；所述计算机内的亮度分析模块和所述电信号采集模块之间，计算机和恒压恒流源之间的通信方式可以采用PCI总线、GPIB、USB或者是RS232等通信方式中的一种。
所述恒流恒压源为集成数字源表。
所述电信号采集装置为数字万用表，或者相应于电压信号采用电压表，相应于电流信号采用电流表。
所述光传感器为光电池，其将光信号转换为电信号，光电流与光强度之间有很好的线性关系。所述光电池也可以用辉度计代替。
相对于现有技术，本发明具有以下优点与有益效果：
(1)本发明在于提供一种基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法的装置。本发明装置对OLED器件的寿命进行测试，并对其发光衰减机理进行研究，对加速OLED产业化进程具有十分重要的意义。
(2)本发明能够在恒定电流、恒定电压以及恒定光强三种不同模式下对有机发光二极管进行寿命测试。在进行发光二极管的寿命测试过程中提供更多的发光衰减过程信息，从而找到OLED器件的发光衰减机制，为开发长寿命OLED提供理论依据。
(3)本发明中，电信号采集装置实时批量采集所述亮度值时，采用特定采集函数，保证初始时系统以很快的速度进行采集，随着时间的延长，采集的间隔逐渐增大，通过协调数据量与采样精度之间的关系，保证了数据采样过程的合理性。
(4)本发明所述亮度分析模块加载的亮度分析软件，是基于美国NI公司的Labview开发环境编写，具有断电自保护功能，如果意外断电，重启后系统将待测器件的配置信息以及所采集的数据重新读入缓存中，恢复测试，提高了系统的安全性和可靠性。
(5)本发明可适用于有机或无机发光二极管的寿命分析测试。
附图说明
图1本基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统具体实施的结构示意图。
图2是图1所示基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统在恒定电流模式下的进行测试的工作流程示意图。
图3是图1所示基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统在恒定电压模式下的进行测试的工作流程示意图。
图4是图1所示基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统在恒定亮度模式下的进行测试的工作流程示意图。
图5是图1所示基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统断电自保护功能的工作流程示意图。
图6是高效率绿光发光材料聚对苯乙炔衍生物P-PPV的分子结构式。
图7是图1中所示有机发光二极管器件结构示意图。
图8是有机发光二极管器件在图2所示恒定电流模式下的测试结果。
图9是有机发光二极管器件在图3恒定电压模式下的测试结果。
图10是有机发光二极管器件在图4恒定亮度模式下的测试结果。
图11是无机发光二极管器件在图2所示恒定电流模式下的测试结果。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
如图1所示，本发明基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统，包括计算机、恒压恒流源、温度湿度控制箱、光传感器、电信号采集装置，所述待测发光二极管置于所述温度湿度控制箱内；所述计算机包括相互连接的控制模块、亮度分析模块，所述控制模块分别与所述恒流恒压源、控制温度湿度控制箱、电信号采集装置三者的控制端连接，所述恒压恒流源的输出端与发光二极管连接，光传感器与发光二极管光路连接，且光传感器的电信号输出端与所述电信号采集装置电路连接，所述电信号采集装置的电信号输出端与所述亮度分析模块连接。
其中，所述发光二极管可以是有机发光二极管或无机发光二极管。
所述计算机内的控制模块通过PCI总线通信方式与所述电信号采集装置和所述恒流恒压源控制端连接，获得最佳的处理速度；所述计算机内的亮度分析模块和所述电信号采集模块之间，计算机和恒压恒流源之间的通信方式可以采用PCI总线、GPIB、USB或者是RS232等通信方式中的一种。
所述恒流恒压源为集成数字源表。
所述电信号采集装置为数字万用表，或者相应于电压信号采用电压表，相应于电流信号采用电流表。
所述光传感器为光电池，其将光信号转换为电信号，光电流与光强度之间有很好的线性关系。所述光电池也可以用辉度计代替。
如图2所示，本发明基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统在恒定电流模式下进行寿命测试，具体过程为：
(1)接通电源，系统预热并初始化；
(2)设定测试条件：设定发光二极管进行寿命测试的初始电流，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
(3)启动测试：计算机内的控制模块分别控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电流，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
(4)恒流恒压源的输出端输出恒定电流，使发光二极管点亮；
(5)光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出；
(6)计算机内的控制模块控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块；
(7)对比发光二极管开始点亮时的特定初始亮度值L0，亮度分析模块自动判断批量采集的各个所述亮度值是否为第一次采集，若是，则将该批亮度值的抽样均值L记录为L0并作为参考亮度值，返回步骤(5)；若并非第一次采集，则将批量采集的各个所述亮度值的均值L与参考亮度值L0做比较，若L≤L0/2条件并不满足，则亮度分析模块把所述批量采集的亮度值的抽样均值以图表的形式显示出来，并将数据实时存储，然后返回工作流程(5)；若满足L≤L0/2，则发光二极管的亮度已经衰减到初始亮度的一半，寿命测试结束，所述亮度分析模块将寿命测试的结果保存。
进一步地，步骤(4)中恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电流的同时，在发光二极管的两端并联一个电压表，用于监测发光二极管两端的电压。
本发明实例中测试的是有机发光二极管(OLED)的寿命，典型的实施方式是采用ITO透明导电玻璃作为衬底，用旋转涂覆方法制备PEDOT:PSS(聚苯胺衍生物)空穴传输层(厚度40nm)，然后移入氮气手套箱，在热台上加热200℃，10min，接着旋涂高效率绿光发光材料聚对苯乙炔衍生物P-PPV(分子结构式如图6所示)，蒸镀金属阴极Ba/Al，最后用环氧树脂紫外固化包封，器件结构如图7所示。
图8为有机发光二极管(OLED)器件在恒定电流模式下的测试结果，有机发光二极管进行寿命测试时的环境温度为28℃，湿度为60％，我们设定有机发光二极管进行寿命测试的初始电流为2mA，测得器件初始亮度为1400cd/m2，经过6.5个小时后器件亮度衰减为初始亮度的一半即700cd/m2，即器件的寿命为6.5小时。
实施例2
系统及有机发光二极管的结构与实施例1一样，如图3所示，在恒定电压测试模式下的测试步骤，与恒定电流测试模式基本一样，区别在于：
步骤(2)设定测试条件为：设定发光二极管进行寿命测试的初始电压，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
步骤(3)启动测试为：计算机内的控制模块分别控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电压，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
进一步地，上述所述恒定电压测试模式下的步骤(4)中恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电压的同时，在恒流恒压源的输出端串联一个电流表，用于监测流过发光二极管的电流。
图9为有机发光二极管(OLED)器件在恒定电压模式下的测试结果，有机发光二极管进行寿命测试时的环境温度为28℃，湿度为60％，我们设定有机发光二极管进行寿命测试的初始电压为4V，测得器件初始亮度为1380cd/m2，经过1.5个小时后器件亮度衰减为初始亮度的一半即690cd/m2，我们设定器件的亮度衰减为初始亮度的一半时测试结束，即器件的寿命为1.5小时。可以看到在恒定电压模式下，流过器件的电流在逐渐减小。
实施例3
系统及有机发光二极管的结构与实施例1一样，如图4所示，恒定光强测试模式下的测试步骤，具体如下：
(1)接通电源，系统预热并初始化；
(2)设定测试条件：设定发光二极管进行寿命测试的初始电流或初始电压，
以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
(3)计算机内的控制模块选择控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电流或初始电压，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
(4)恒流恒压源的输出端输出恒定电流或恒定电压，使发光二极管点亮；
(5)光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出；
(6)计算机内的控制模块控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块；
(7)对比发光二极管开始点亮时的特定初始亮度值L0，亮度分析模块自动判断批量采集的各个所述亮度值是否为第一次采集，若是，则将该批亮度值的抽样均值L记录为L0并作为参考亮度值，返回步骤(5)；若并非第一次采集，则将批量采集的各个所述亮度值的均值L与参考亮度值L0做比较，若满足L＝L0，则进入步骤(9)；若不满足L＝L0，则发光二极管的亮度已经发生变化，进入步骤(8)；
(8)计算机内的控制模块控制调整恒压或恒流源的输出，直到提供给发光二极管所需的维持其特定亮度的电压或电流，进入工作流程(9)；
(9)一般OLED器件的电压逐渐上升，维持一定亮度所需的电流也越来越大，若不满足电压为器件初始电压的两倍或电流为器件初始电流的两倍，则亮度分析模块把所述批量采集的亮度值的抽样均值以图表的形式显示出来，并将数据实时存储，然后返回工作流程(5)；若满足电压为器件初始电压的两倍或电流为器件初始电流的两倍时，视为器件寿命测试结束，所述亮度分析模块将寿命测试的结果保存。
进一步地，恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电流的同时，在发光二极管的两端并联一个电压表，用于监测发光二极管两端的电压；或者恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电压的同时，在恒流恒压源的输出端串联一个电流表，用于监测流过发光二极管的电流。
图10为有机发光二极管(OLED)器件在恒定亮度模式下的器件两端的电压和流过器件的电流随时间的变化，有机发光二极管进行寿命测试时的环境温度为28℃，湿度为60％，我们设定有机发光二极管进行寿命测试的初始亮度为1000cd/m2。我们知道有机发光二极管随着工作时间的延长，其电学性能由于各方面综合因素的影响会变差，由于要维持器件特定的亮度，因此需要系统通过反馈的方式不断的加大流过器件的电流，同时器件两端的电压也在逐渐增加，我们设定当器件两端的电压上升到初始电压值的两倍时结束测试。本实例中经过4.5个小时后器件两端的电压上升到初始值的两倍，测试结束。
上述三个实施例的三种测试模式中，各个步骤(6)中所述电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块，是指电信号采集装置每次批量采集N个亮度值数据，N的范围从50到100，构成一个数组a[N]，返回给所述亮度分析模块；采集间隔公式如下：Δt＝1.2n+2，其中，Δt为采集间隔，n为数据已采集的次数(可以看到，随着采集次数的增加，采集间隔逐渐延长，即采集频率随时间的推移而减小，这就保证了发光二极管器件进行寿命测试时，一开始以较高的频率采集，随着时间的推移，采集频率降低，避免数据量过大，方便后续数据分析，减轻硬件的工作负担)。
上述三个实施例的三种测试模式中，各个步骤(7)中所述抽样均值的计算，是指所述亮度分析模块首先利用随机函数产生M个0到N之间的索引数值，M的范围从5到20，利用索引值从上述数组a[N]中获取相应的元素构成一个新数组a[M]，去除新数组a[M]中的最大值和最小值，最后对剩余的M-2个数进行求平均得到抽样均值。
上述三个实施例的三种测试模式中，如图5所示，所述亮度分析模块加载有亮度分析软件，所述亮度分析软件基于美国NI公司的Labview开发环境编写，具有断电自保护功能，如果意外断电，重启后系统将待测器件的配置信息以及所采集的数据重新读入缓存中，恢复测试，提高了系统的安全性和可靠性。具体流程如下：断电重新启动系统后，系统初始化并进入软件界面，用户选择“恢复上一次测试”功能，系统会提示用户选择待加载的文件，选定后系统将文件中所包含的发光二极管寿命测试时的配置信息和测试数据读入计算机缓存，其中配置信息(包括测试模式和器件在相应模式下的电流、电压或亮度设定值)返回至计算机内的控制模块，由计算机内的控制模块根据读取的配置信息控制恒流恒压源输出；测试数据返回至亮度分析模块，经亮度分析模块读取后以图表的形式显示出来，从而系统恢复测试。
实施例4
本发明在恒定电流模式下对无机发光二极管进行寿命测试，系统的结构与实施例1一样，具体实施步骤与实施例1一样。
图11为无机发光二极管器件在恒定电流模式下的测试结果，无机发光二极管进行寿命测试时的环境温度为30℃，湿度为65％，我们设定无机发光二极管进行寿命测试的初始电流为4mA，测得器件初始亮度为4400cd/m2，经过27个小时后器件亮度衰减为初始亮度的一半即2200cd/m2，即器件的寿命为27小时。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法，其特征在于：由计算机内的控制模块控制恒流恒压源输出，驱动发光二极管发光，计算机内的控制模块通过温度湿度控制箱控制发光二极管寿命测试时的温度湿度环境；光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出，计算机控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并反馈给计算机内的亮度分析模块；所述亮度分析模块对所述电信号采集装置批量采集到的电信号，进行抽样分析判断，存储并输出测试分析结果；所述发光二极管的寿命测试包括恒定电流、恒定电压和恒定光强三种测试模式。
2.根据权利要求1所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法，其特征在于：所述恒定电流测试模式下的测试步骤，具体如下：
(1)接通电源，系统预热并初始化；
(2)设定测试条件：设定发光二极管进行寿命测试的初始电流，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
(3)启动测试：计算机内的控制模块分别控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电流，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
(4)恒流恒压源的输出端输出恒定电流，使发光二极管点亮；
(5)光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出；
(6)计算机内的控制模块控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块；
(7)对比发光二极管开始点亮时的特定初始亮度值L0，亮度分析模块自动判断批量采集的各个所述亮度值是否为第一次采集，若是，则将该批亮度值的抽样均值L记录为L0并作为参考亮度值，返回步骤(5)；若并非第一次采集，则将批量采集的各个所述亮度值的均值L与参考亮度值L0做比较，若L≤L0/2条件并不满足，则亮度分析模块把所述批量采集的亮度值的抽样均值以图表的形式显示出来，并将数据实时存储，然后返回工作流程(5)；若满足L≤L0/2，则发光二极管的亮度已经衰减到初始亮度的一半，寿命测试结束，所述亮度分析模块将寿命测试的结果保存；
所述恒定电压测试模式下的测试步骤，具体如下：
(1)接通电源，系统预热并初始化；
(2)设定测试条件：设定发光二极管进行寿命测试的初始电压，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
(3)启动测试：计算机内的控制模块分别控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电压，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
(4)恒流恒压源的输出端输出恒定电流，使发光二极管点亮；
(5)光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出；
(6)计算机内的控制模块控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块；
(7)对比发光二极管开始点亮时的特定初始亮度值L0，亮度分析模块自动判断批量采集的各个所述亮度值是否为第一次采集，若是，则将该批亮度值的抽样均值L记录为L0并作为参考亮度值，返回步骤(5)；若并非第一次采集，则将批量采集的各个所述亮度值的均值L与参考亮度值L0做比较，若L≤L0/2条件并不满足，则亮度分析模块把所述批量采集的亮度值的抽样均值以图表的形式显示出来，并将数据实时存储，然后返回工作流程(5)；若满足L≤L0/2，则发光二极管的亮度已经衰减到初始亮度的一半，寿命测试结束，所述亮度分析模块将寿命测试的结果保存；
所述恒定光强测试模式下的测试步骤，具体如下：
(1)接通电源，系统预热并初始化；
(2)设定测试条件：设定发光二极管进行寿命测试的初始电流或初始电压，以及设定温度湿度控制箱内发光二极管进行寿命测试时的环境温度和湿度；
(3)计算机内的控制模块选择控制恒流恒压源输出步骤(2)所设定的初始电流或初始电压，以及控制温度湿度控制箱处于步骤(2)所设定的环境温度和湿度；
(4)恒流恒压源的输出端输出恒定电流或恒定电压，使发光二极管点亮；
(5)光传感器采集发光二极管的亮度并转换为电信号即亮度值输出；
(6)计算机内的控制模块控制电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块；
(7)对比发光二极管开始点亮时的特定初始亮度值L0，亮度分析模块自动判断批量采集的各个所述亮度值是否为第一次采集，若是，则将该批亮度值的抽样均值L记录为L0并作为参考亮度值，返回步骤(5)；若并非第一次采集，则将批量采集的各个所述亮度值的均值L与参考亮度值L0做比较，若满足L＝L0，则进入步骤(9)；若不满足L＝L0，则发光二极管的亮度已经发生变化，进入步骤(8)；
(8)计算机内的控制模块控制调整恒压或恒流源的输出，直到提供给发光二极管所需的维持其特定亮度的电压或电流，进入工作流程(9)；
(9)一般OLED器件的电压逐渐上升，维持一定亮度所需的电流也越来越大，若不满足电压为器件初始电压的两倍或电流为器件初始电流的两倍，则亮度分析模块把所述批量采集的亮度值的抽样均值以图表的形式显示出来，并将数据实时存储，然后返回工作流程(5)；若满足电压为器件初始电压的两倍或电流为器件初始电流的两倍时，视为器件寿命测试结束，所述亮度分析模块将寿命测试的结果保存。
3.根据权利要求2所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法，其特征在于：
所述恒定电流测试模式下，步骤(4)中恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电流的同时，在发光二极管的两端并联一个电压表，用于监测发光二极管两端的电压；
所述恒定电压测试模式下，步骤(4)中恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电压的同时，在恒流恒压源的输出端串联一个电流表，用于监测流过发光二极管的电流。
所述恒定光强测试模式下，步骤(4)中恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电流的同时，在发光二极管的两端并联一个电压表，用于监测发光二极管两端的电压；或者恒流恒压源在给发光二极管输出恒定电压的同时，在恒流恒压源的输出端串联一个电流表，用于监测流过发光二极管的电流。
4.根据权利要求2所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法，其特征在于：所述恒定电流、恒定电压和恒定光强三种测试模式下，各个步骤(6)中所述电信号采集装置实时批量采集所述亮度值并返回到计算机内的亮度分析模块，是指电信号采集装置每次批量采集N个亮度值数据，N的范围从50到100，构成一个数组a[N]，返回给所述亮度分析模块；采集间隔公式如下：Δt＝1.2n+2，其中，Δt为采集间隔，n为数据已采集的次数；
所述恒定电流、恒定电压和恒定光强三种测试模式下，各个步骤(7)中所述抽样均值的计算，是指所述亮度分析模块首先利用随机函数产生M个0到N之间的索引数值，利用索引值从上述数组a[N]中获取相应的元素构成一个新数组a[M]，去除新数组a[M]中的最大值和最小值，最后对剩余的M-2个数进行求平均得到抽样均值。
5.根据权利要求2～4任一项所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试方法，其特征在于：断电重新启动系统后，系统初始化并进行恢复上一次测试，将上一次发光二极管寿命测试时的配置信息和测试数据读入计算机缓存，配置信息包括测试模式和器件在相应模式下的电流、电压或亮度设定值；所述配置信息返回至计算机内的控制模块，由计算机内的控制模块根据读取的配置信息控制恒流恒压源输出；测试数据返回至亮度分析模块，经亮度分析模块读取后以图表的形式显示出来，从而系统恢复测试。
6.基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统，其特征在于：包括计算机、恒压恒流源、温度湿度控制箱、光传感器、电信号采集装置，所述待测发光二极管置于所述温度湿度控制箱内；所述计算机包括相互连接的控制模块、亮度分析模块，所述控制模块分别与所述恒流恒压源、控制温度湿度控制箱、电信号采集装置三者的控制端连接，所述恒压恒流源的输出端与发光二极管连接，光传感器与发光二极管光路连接，且光传感器的电信号输出端与所述电信号采集装置电路连接，所述电信号采集装置的电信号输出端与所述亮度分析模块连接。
7.根据权利要求6所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统，其特征在于：所述发光二极管是有机发光二极管或无机发光二极管。
8.根据权利要求6所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统，其特征在于：所述计算机内的控制模块通过PCI总线通信方式与所述电信号采集装置和所述恒流恒压源控制端连接；所述计算机内的亮度分析模块和所述电信号采集模块之间，计算机和恒压恒流源之间的通信方式包括PCI总线、GPIB、USB或者RS232。
9.根据权利要求6所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统，其特征在于：所述恒流恒压源为集成数字源表；所述电信号采集装置为数字万用表，或者相应于电压信号采用电压表，相应于电流信号采用电流表。
10.根据权利要求6所述基于虚拟仪器控制的发光二极管寿命测试系统，其特征在于：所述光传感器为光电池或者辉度计。
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