CN113009247A - 一种有机光电传感器的特性测试装置 - Google Patents

一种有机光电传感器的特性测试装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种有机光电传感器的特性测试装置，包括：夹具主体，PCB电路板，可调节LED光源，控制器底座，暗盒；当样品置于夹具主体的定位框内时，翻转压板与压板锁扣可将样品完全固定，此时多个弹簧探针与样品的多个电极一一对应；PCB电路板可使用不同的弹簧探针与定位框组合，以便测试使用多种掩模版的样品；二维平移台可在水平方向上移动样品，使得LED光源可以照射样品上的多个器件，得到多个器件的性能参数；万向节和聚焦透镜等可以改变光源的角度，强度和光斑大小；控制器集成了所有测试所需接线，线路通过特定孔位与测试夹具连接，在使用暗盒时能够有效防止漏光。

Description

一种有机光电传感器的特性测试装置
技术领域
本发明涉及光电测试装置领域，特别是涉及一种有机光电传感器的特性测试装置。
背景技术
有机光电传感器的研究和工艺开发过程中，需要对有机光电传感器的性能进行测试。通常，根据有机光电传感器的光电流、暗电流、光斑单位功率、I-V 特性曲线(伏安特性曲线)可得到有机光电传感器的开关比、外量子效率、响应度、比探测率等相关性能参数。有机光电传感器的光电流，暗电流和I-V特性曲线获取过程中，需要使用测试夹具将有机光电传感器定位在可调节LED光源下。
现有的有机光电传感器测试夹具难以适应不同形状和/或使用不同掩模版的有机光电传感器，导致有机光电传感器测试夹具内定位的有机光电传感器容易出现移位或倾斜，使得有机光电传感器的性能参数测试出现较大误差。且在有机光电传感器的加工过程中常在同一块基底上制备阵列器件，现有的有机光电传感器测试夹具难以高效快捷的进行测试器件的切换，降低了有机光电传感器测试的效率与效果。另外，在测试有机光电传感器的暗电流特性时，现有的有机光电传感器测试夹具无法屏蔽环境光，这将有机光电传感器产生较大的噪声信号。
因此，如何提供一种可有效定位有机光电传感器且能快速切换器件的有机光电传感器测试夹具成为本领域亟需解决的技术难题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种有机光电传感器的特性测试装置，以解决现有的有机光电传感器测试夹具在使用的时候，因无法有效定位有机光电传感器，切换器件缓慢，暗电流噪声信号大，无法改变LED光源的强度和光斑大小，而导致的无法测试有机光电传感器在不同光强下的不同数据，测试的多样性低且效果较差等问题。
为实现上述发明目的，本发明技术方案如下：
一种有机光电传感器的特性测试装置，用于测试待测传感器样品，包括控制器底座4、控制器底座4上可拆卸式连接PCB电路板2、PCB电路板2上表面固定夹具主体1，夹具主体1上方设有可调节LED光源3；
所述夹具主体1包括定位框104、铰接在PCB电路板2上表面的翻转压板 103a，定位框104上设有弹簧探针101，弹簧探针101的位置与待测传感器样品的电极对应，翻转压板103a的中心设有透光孔102，透光孔102的位置与可调节LED光源3发出的光线位置对应，翻转压板103a翻转后覆盖在待测传感器样品上表面，翻转压板103a通过和压板锁扣103b的配合连接固定在PCB电路板2上表面；
所述控制器底座4设在横向位移滑台401a和纵向位移滑台401b上方，位移滑台依靠带有旋钮的螺杆进行移位，通过旋转调节横向位移滑台401a和纵向位移滑台401b的旋钮，使控制器底座4在横向和纵向上移动。
作为优选方式，电路板2上表面固定有压板锁扣103b，翻转压板103a翻折到PCB电路板2上方时，其末端延长部位与压板锁扣103b的中心孔洞对齐，向 PCB电路板2中心方向旋转压板锁扣103b，压板锁扣103b将翻转压板103a锁定。
作为优选方式，控制器底座(4)上设有定位柱405，PCB电路板2上设有定位孔201，PCB电路板2通过定位柱405穿过定位孔201固定在控制器底座4上。
作为优选方式，PCB板203表面共有4个定位孔201，分布于PCB板203 的四周。
作为优选方式，所述弹簧探针101沿纵向一字型排列并关于定位框104的中心左右对称，弹簧探针101表面镀金；翻转压板103a使用弹性材料。
作为优选方式，所述可调节LED光源3包括固定在底座上的万向节305、万向节305末端连接的LED光源304、LED光源304下方连接的管道内设有正对 LED光源304的聚焦透镜303、聚焦透镜303通过滤镜转接圈302连接可调节中灰密度滤镜301；可调节中灰密度滤镜301由两片具有偏振片组合而成。
作为优选方式，PCB电路板2上设有连接排线202，所述连接排线202具有快拆接口，连接排线202一端连接控制器的器件切换开关403b、另一端通过PCB 板203连接到弹簧探针101。
作为优选方式，所述控制器底座4包括底部的底板402、底板402上的磁性吸附底座406、底板402上的驱动电路403a和器件切换开关403b；纵向位移滑台401b上固定连接定位柱405；纵向位移滑台401b上表面通过定位柱405连接 PCB电路板2。
作为优选方式，所述器件切换开关403b具有至少五档位切换功能，其上具有可随意调节的旋钮，通过旋转旋钮调整连接排线202的通断状态，进而选择测试的多个有机光电传感器中的一个；驱动电路403a上设有四个接线柱用于连接信号发生器及直流稳压电源，信号发生器产生的方波信号经过直流稳压电源驱动的放大电路能够为LED光源304供电，使其产生一个周期可控的光信号，用以照射需要测试的光电器件；驱动电路403a上设有两个接线柱用于连接测试源表，测试源表用于读取光电器件在不同情况下产生的电流及电压值，用以分析光电器件的电流-电压曲线、光电响应特性等性能参数；驱动电路403a及器件切换开关403b的线路全部位于底板402下部，并通过走线孔404引出。
作为优选方式，还包括暗盒5，所述暗盒5的底面形状与底板402完全对应，暗盒5将控制器底座4上方的所有器件结构封闭在暗盒5内部，暗盒5使用黑色吸光材料制作，上部具有U形提手。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
在本装置中，设置了具有探针的定位框，当样品置于夹具主体的定位框内时，具有弹性的翻转压板与压板锁扣可将样品完全固定，此时多个弹簧探针与样品的多个电极一一对应，在性能测试时具有很强的复现能力，保障了每次测试参数的稳定可控。
二维平移台与控制器底座的器件切换开关相结合使用可以快速测试使用多种掩模版的样品上的多个器件：使用器件切换开关可靠旋转旋钮控制测试装置的接线，进而实现对测试器件的选择功能；二维平移台可在水平方向上移动样品，使得LED光源可以照射样品上的多个器件，得到多个器件的性能参数；可更换式PCB电路板可承载针对多种掩模版设计的不同的夹具主体，增加了测试装置的灵活性。
万向节，聚焦透镜与可调节中灰密度滤镜可以改变光源的角度，强度和光斑大小：万向节具有多个可调节的金属臂，调节万向节即可调节LED光源的角度与位置；聚焦透镜为一凸透镜，对LED光源发射的光有汇聚作用，通过万向节调节LED光源的高度，即LED光源与待测器件的距离，即可调节LED光源在器件上的光斑大小，当器件位于透镜焦点时光斑尺寸最小；可调节中灰密度镜两片偏振片的角度，进而改变透射光的强度，当两片偏振片平行时，输出光强最强，为LED光源输出端的50％，两片偏振片垂直时，输出光强最小，为0％。
在本装置中，连接排线通过特定孔位与测试夹具连接，在使用暗盒时能够防止漏光，隔绝环境光对有机光电传感器的暗电流性能参数的影响，有效降低噪声信号。
附图说明
图1是本发明的立体结构示意图。
图2是本发明的侧视结构示意图。
图3是本发明的夹具主体立体结构示意图。
图4是本发明的驱动电路及器件切换开关立体结构示意图。
图5是本发明的暗盒与正在使用暗盒的测试装置的立体结构示意图。
附图标记为：1-夹具主体，101-弹簧探针，102-透光孔，103a-翻转压板，103b- 压板锁扣，104-定位框，2-PCB电路板，201-定位孔，202-连接排线，203-PCB 板，3-可调节LED光源，301-可调节中灰密度滤镜，302-滤镜转接圈，303-聚焦透镜，304-LED光源，305-万向节，4-控制器底座，401a-横向位移滑台，401b- 纵向位移滑台，402-底板，403a-驱动电路，403b-器件切换开关，404-走线孔， 405-定位柱，406-磁性吸附底座，5-暗盒。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不能用来限制本发明的范围。
实施例：
如附图1至附图5所示：
一种有机光电传感器的特性测试装置，用于测试待测传感器样品，包括控制器底座4、控制器底座4上可拆卸式连接PCB电路板2、PCB电路板2上表面固定夹具主体1，夹具主体1上方设有可调节LED光源3；
所述夹具主体1包括定位框104、铰接在PCB电路板2上表面的翻转压板 103a，定位框104上设有弹簧探针101，弹簧探针101的位置与待测传感器样品的电极对应，翻转压板103a的中心设有透光孔102，透光孔102的位置与可调节LED光源3发出的光线位置对应，翻转压板(103a翻转后覆盖在待测传感器样品上表面，翻转压板103a通过和压板锁扣103b的配合连接固定在PCB电路板2上表面；
所述控制器底座4设在横向位移滑台401a和纵向位移滑台401b上方，位移滑台依靠带有旋钮的螺杆进行移位，通过旋转调节横向位移滑台401a和纵向位移滑台401b的旋钮，使控制器底座4在横向和纵向上移动。
电路板2上表面固定有压板锁扣103b，翻转压板103a翻折到PCB电路板2 上方时，其末端延长部位与压板锁扣103b的中心孔洞对齐，向PCB电路板2 中心方向旋转压板锁扣103b，压板锁扣103b将翻转压板103a锁定。
控制器底座(4)上设有定位柱405，PCB电路板2上设有定位孔201，PCB 电路板2通过定位柱405穿过定位孔201固定在控制器底座4上。PCB板203 表面共有4个定位孔201，分布于PCB板203的四周。
所述弹簧探针101沿纵向一字型排列并关于定位框104的中心左右对称，弹簧探针101表面镀金；翻转压板103a使用弹性材料。以此保证有机光电传感器与弹簧探针具有优良稳定的接触。
PCB电路板2上设有连接排线202，所述连接排线202具有快拆接口，连接排线202一端连接控制器的器件切换开关403b、另一端通过PCB板203连接到弹簧探针101。
所述控制器底座4包括底部的底板402、底板402上的磁性吸附底座406、底板402上的驱动电路403a和器件切换开关403b；纵向位移滑台401b上固定连接定位柱405；纵向位移滑台401b上表面通过定位柱405连接PCB电路板2。
所述器件切换开关403b具有至少五档位切换功能，其上具有可随意调节的旋钮，通过旋转旋钮调整连接排线202的通断状态，进而选择测试的多个有机光电传感器中的一个；驱动电路403a上设有四个接线柱用于连接信号发生器及直流稳压电源，信号发生器产生的方波信号经过直流稳压电源驱动的放大电路能够为LED光源304供电，使其产生一个周期可控的光信号，用以照射需要测试的光电器件；驱动电路403a上设有两个接线柱用于连接测试源表，测试源表可读取光电器件在不同情况下产生的电流及电压值，用以分析光电器件的电流- 电压曲线、光电响应特性性能参数；驱动电路403a及器件切换开关403b的线路全部位于底板402下部，并通过走线孔404引出。
所述可调节LED光源3包括固定在底座上的万向节305、万向节305末端连接的LED光源304、LED光源304下方连接的管道内设有正对LED光源304 的聚焦透镜303、聚焦透镜303通过滤镜转接圈302连接可调节中灰密度滤镜 301；可调节中灰密度滤镜301由两片具有偏振片组合而成。本实施例中的可调节中灰密度滤镜301具有0-50％的光强调整范围。
还包括暗盒5，所述暗盒5的底面形状与底板402完全对应，暗盒5将控制器底座4上方的所有器件结构封闭在暗盒5内部，暗盒5使用黑色吸光材料制作，上部具有U形提手。
本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例，在不脱离本申请技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种有机光电传感器的特性测试装置，用于测试待测传感器样品，其特征在于：包括控制器底座(4)、控制器底座(4)上可拆卸式连接PCB电路板(2)、PCB电路板(2)上表面固定夹具主体(1)，夹具主体(1)上方设有可调节LED光源(3)；
所述夹具主体(1)包括定位框(104)、铰接在PCB电路板(2)上表面的翻转压板(103a)，定位框(104)上设有弹簧探针(101)，弹簧探针(101)的位置与待测传感器样品的电极对应，翻转压板(103a)的中心设有透光孔(102)，透光孔(102)的位置与可调节LED光源(3)发出的光线位置对应，翻转压板(103a)翻转后覆盖在待测传感器样品上表面，翻转压板103a通过和压板锁扣(103b)的配合连接固定在PCB电路板(2)上表面；
所述控制器底座(4)设在横向位移滑台(401a)和纵向位移滑台(401b)上方，位移滑台依靠带有旋钮的螺杆进行移位，通过旋转调节横向位移滑台(401a)和纵向位移滑台(401b)的旋钮，使控制器底座(4)在横向和纵向上移动。
2.根据权利要求1所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：电路板(2)上表面固定有压板锁扣(103b)，翻转压板(103a)翻折到PCB电路板(2)上方时，其末端延长部位与压板锁扣(103b)的中心孔洞对齐，向PCB电路板(2)中心方向旋转压板锁扣(103b)，压板锁扣(103b)将翻转压板(103a)锁定。
3.根据权利要求1所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：控制器底座(4)上设有定位柱(405)，PCB电路板(2)上设有定位孔(201)，PCB电路板(2)通过定位柱(405)穿过定位孔(201)固定在控制器底座(4)上。
4.根据权利要求1所述的1所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：PCB板(203)表面共有4个定位孔(201)，分布于PCB板(203)的四周。
5.根据权利要求1所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：所述弹簧探针(101)沿纵向一字型排列并关于定位框(104)的中心左右对称，弹簧探针(101)表面镀金；翻转压板(103a)使用弹性材料。
6.根据权利要求1所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：所述可调节LED光源(3)包括固定在底座上的万向节(305)、万向节(305)末端连接的LED光源(304)、LED光源(304)下方连接的管道内设有正对LED光源(304)的聚焦透镜(303)、聚焦透镜(303)通过滤镜转接圈(302)连接可调节中灰密度滤镜(301)；可调节中灰密度滤镜301由两片具有偏振片组合而成。
7.根据权利要求1所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：PCB电路板(2)上设有连接排线(202)，所述连接排线(202)具有快拆接口，连接排线(202)一端连接控制器的器件切换开关(403b)、另一端通过PCB板(203)连接到弹簧探针(101)。
8.根据权利要求7所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：所述控制器底座(4)包括底部的底板(402)、底板(402)上的磁性吸附底座(406)、底板(402)上的驱动电路(403a)和器件切换开关(403b)；纵向位移滑台(401b)上表面通过焊接固定连接定位柱(405)；纵向位移滑台(401b)上表面通过定位柱(405)连接PCB电路板(2)。
9.根据权利要求8所述的一种有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：所述器件切换开关(403b)具有至少五档位切换功能，其上具有可随意调节的旋钮，通过旋转旋钮调整连接排线(202)的通断状态，进而选择测试的多个有机光电传感器中的一个；驱动电路(403a)上设有四个接线柱用于连接信号发生器及直流稳压电源，信号发生器产生的方波信号经过直流稳压电源驱动的放大电路能够为LED光源(304)供电，使其产生一个周期可控的光信号，用以照射需要测试的光电器件；驱动电路(403a)上设有两个接线柱用于连接测试源表，测试源表用于读取光电器件在不同情况下产生的电流及电压值，用以分析光电器件的电流-电压曲线、光电响应特性性能参数；驱动电路(403a)及器件切换开关(403b)的线路全部位于底板(402)下部，并通过走线孔(404)引出。
10.根据权利要求9所述的有机光电传感器的特性测试装置，其特征在于：还包括暗盒(5)，所述暗盒(5)的底面形状与底板(402)完全对应，暗盒(5)将控制器底座(4)上方的所有器件结构封闭在暗盒(5)内部，暗盒(5)使用黑色吸光材料制作，上部具有U形提手。
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