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產品特性Product characteristics

      專業儀器(qì)設備(bèi)與測(cè)試方(fāng)案供(gōng)應商——上(shàng)海堅(jiān)融(róng)實(shí)業(yè)有(yǒu)限(xiàn)公(gōng)司JETYOO INDUSTRIAL & 堅友（上海(hǎi)）測量儀(yí)器有限公(gōng)司JETYOO INSTRUMENTS，由堅(jiān)JET和(hé) 融(róng)YOO兩位技(jì)術工程(chéng)師(shī)於2011年(nián)共同(tóng)創立(lì)。誌在破(pò)舊(jiù)立新！*儀(yí)器設(shè)備測試行業代(dài)理經銷商(shāng)隻專(zhuān)業做商務(wù)銷(xiāo)售(shòu)，不專業(yè)做售(shòu)前(qián)儀器(qì)設(shè)備選型(xíng)配(pèi)置/測(cè)試方案(àn)係(xì)統搭建，不專業(yè)做售(shòu)後使(shǐ)用(yòng)培訓/維修保養(yǎng)的空(kōng)白(bái)。我們(mén)的技(jì)術(shù)銷(xiāo)售工程師均為本(běn)科以(yǐ)上學(xué)歷(lì)，且均有10年以上(shàng)測試(shì)行(háng)業(yè)工(gōng)作(zuò)經驗，專業為(wéi)中(zhōng)國(guó)區用(yòng)戶(hù)提(tí)供(gōng)OLED，TFT LCD液晶平(píng)板(bǎn)顯(xiǎn)示電(diàn)路(lù)及(jí)材(cái)料測試(shì)儀器(qì)設(shè)備(bèi)，測試方(fāng)案，技術培訓(xùn)，維(wéi)修(xiū)服(fú)務(wù)，為上海(hǎi)華(huá)東地(dì)區一家(jiā)以(yǐ)技(jì)術為導(dǎo)向的(dí)儀(yí)器設(shè)備(bèi)綜(zōng)合(hé)服(fú)務商。

OLED，TFT LCD液(yè)晶平板(bǎn)顯示電(diàn)路(lù)及材料測(cè)試描述(shù)
 對(duì)於(yú)OLED和OLED顯示器的(dí)性能(néng)，有幾個電指(zhǐ)標(biāo)非(fēi)常(cháng)重要：
反向(xiàng)偏(piān)置(zhì)漏(lòu)電流(liú)
正(zhèng)向和反向偏置時的(dí)I-V掃(sǎo)描特性(xìng)
顯(xiǎn)示器像素的短路和(hé)開(kāi)路(lù)測試
 上(shàng)述測試將首先在(zài)單像(xiàng)素(sù)測試的敘(xù)述中進行(háng)討(tǎo)論(lùn)。通(tōng)過使用(yòng)開(kāi)關，可以對單像素(sù)測(cè)試進(jìn)行(háng)擴(kuò)展以實(shí)現不同(tóng)尺寸多像素(sù)顯示(shì)器的測試。

 有(yǒu)機(jī)發光(guāng)二(èr)極管（OLED）顯(xiǎn)示(shì)器采用了一(yī)種新穎的平板技術。它以有(yǒu)機(jī)材(cái)料(liào)塗層(céng)構成(chéng)一個p-n結(jié)，當注入(rù)的載(zǎi)流子復合時(shí)就(jiù)會發光(guāng)。在OLED顯(xiǎn)示(shì)器中，每個OLED形成(chéng)一個像素(sù)，每(měi)個(gè)像素縱(zòng)向(xiàng)橫向(xiàng)排列(liè)形成一個矩陣(zhèn)。OLED可以(yǐ)是單(dān)色(sè)的(dí)（黑(hēi)白
色(sè)），而疊(dié)層的OLED可以(yǐ)產生多種顏(yán)色。一個典型的彩色(sè)OLED是(shì)由(yóu)RGB（紅(hóng)，綠，蘭(lán)）像(xiàng)素構(gòu)成的。OLED可以(yǐ)分成有(yǒu)源(yuán)（主動）矩(jǔ)陣(zhèn)和無源（被(bèi)動）矩陣（兩(liǎng)者兼用或隻用(yòng)其一）。與有源(yuán)尋址(zhǐ)方式相比(bǐ)，圖1中(zhōng)所(suǒ)示的無源(yuán)尋址方(fāng)式比(bǐ)較簡(jiǎn)單且成本(běn)
也(yě)較(jiào)低，因而是(shì)小(xiǎo)型顯示(shì)器(qì)較常用(yòng)的方(fāng)法。
 在研發和(hé)生(shēng)產階段，顯(xiǎn)示(shì)器的電(diàn)特(tè)性測試包括對每個顯示像素的OLED I-V性能(néng)的(dí)測(cè)試，反(fǎn)偏(piān)漏電流的測(cè)試(shì)以(yǐ)及開(kāi)路短路測試(shì)。OLED的I-V特(tè)性(xìng)近似(sì)於二極(jí)管(guǎn)的I-V特性。但(dàn)OLED還會呈(chéng)現一些(xiē)不同的(dí)特(tè)性，這是(shì)由於材料的(dí)無序(xù)性以及(jí)與高(gāo)度規(guī)則的半(bàn)
導體相(xiāng)比所(suǒ)顯(xiǎn)示出(chū)的(dí)低得多的(dí)載流(liú)子遷移率。由此(cǐ)形成(chéng)的空間(jiān)電(diàn)荷將產(chǎn)生(shēng)無數(shù)的(dí)瞬態效應，其(qí)中的(dí)有些(xiē)效(xiào)應在時間(jiān)上覆蓋了好幾(jī)個(gè)數量級(jí)。由掃描電壓(yā)的(dí)方(fāng)向和(hé)速度所產(chǎn)生的電流(liú)磁滯效應(yīng)，也存(cún)在於(yú)OLED中。必須對這些效應進(jìn)行(háng)正確(què)的(dí)特(tè)征化和(hé)理
解(jiě)，才(cái)可將DC測試結果(guǒ)與顯示器的(dí)品(pǐn)質相關聯。
 這一(yī)應(yīng)用筆(bǐ)記將對幾(jī)個(gè)低(dī)成本無源OLED顯(xiǎn)示(shì)器DC測量係(xì)統進行(háng)詳(xiáng)細(xì)介紹(shào)。這(zhè)幾個(gè)係(xì)統可以(yǐ)滿足(zú)目前生(shēng)產測試所要求的精度和高吞吐量。

反向偏(piān)置(zhì)漏(lòu)電流
 反(fǎn)偏漏電流測試(shì)中的測(cè)試設備(bèi)，電(diàn)纜，夾(jiā)具的(dí)選擇(zé)，是由漏(lòu)電流的大小量級和所(suǒ)需(xū)的測量(liáng)精度決(jué)定的(dí)。漏電(diàn)流簡單(dān)地講(jiǎng)就是在特定的反向(xiàng)偏壓(yā)下流過器(qì)件的電流。既然是這(zhè)樣(yàng)，那麼測(cè)試(shì)係(xì)統(tǒng)就(jiù)必(bì)須能(néng)夠在(zài)器件兩端之間輸出一個穩(wěn)定的電壓(yā)，然(rán)後
能(néng)精確(què)地(dì)測定相對(duì)很小的(dí)電流(liú)。對於(yú)某些(xiē)產(chǎn)品(pǐn)，若測(cè)得(dé)的(dí)漏電(diàn)流小於(yú)預先(xiān)規(guī)定閾值（比如數十納安）便(biàn)認為(wéi)產品合(hé)格(gé)。在這種(zhǒng)情況下，用2400型源表(biǎo)進行(háng)簡(jiǎn)單的“合(hé)格(gé)/不(bù)合格”測(cè)試(shì)也(yě)就足(zú)夠(gòu)了，可以達(dá)到(dào)10-8-10-9A的(dí)電(diàn)流(liú)測量精(jīng)度(dù)。如(rú)果使用(yòng)一(yī)個(gè)帶(dài)有(yǒu)電(diàn)壓(yā)源(yuán)的靜電計，一個(gè)有恰(qià)當(dāng)保(bǎo)護的夾(jiā)具(jù)和三(sān)同(tóng)軸(zhóu)電纜(lǎn)，那就(jiù)可以(yǐ)測試低(dī)到(dào)10-14A的電流。圖2是(shì)一個(gè)表示如何(hé)對單個OLED進行反(fǎn)偏漏(lòu)電流(liú)測(cè)量(liáng)的接綫圖。
正(zhèng)偏與反偏(piān)I-V特性(xìng) 在“反偏漏(lòu)電流”一節(jié)中描(miáo)述的(dí)配置(zhì)，也可以(yǐ)用(yòng)來進(jìn)行(háng)正偏和反偏的(dí)電(diàn)壓掃描與電(diàn)流測(cè)量(liáng)。2400型和6517A型(xíng)都(dū)帶有由微(wēi)處(chǔ)理器控製的雙極性電壓(yā)源(yuán)。這就可(kě)以完(wán)成這樣的一個(gè)操作(zuò)：
輸(shū)出(chū)一(yī)連(lián)串的電(diàn)壓(yā)，同時測(cè)量(liáng)相應的(dí)電(diàn)流，再把測試結(jié)果存(cún)入(rù)存儲器直(zhí)到掃(sǎo)描(miáo)完(wán)成(chéng)。然後，把所有(yǒu)的測量數(shù)據下載到(dào)PC機(jī)進行(háng)後(hòu)處理(lǐ)。

Series 圖1：無源OLED（PMOLED）顯(xiǎn)示器(qì)的(dí)結(jié)構圖 圖2：源(yuán)表測試OLED反(fǎn)偏漏電(diàn)流的接(jiē)綫(xiàn)圖，用(yòng)2400源表(biǎo)測試電流可以(yǐ)低至 10-8A；用(yòng)6517A型(xíng)靜(jìng)電計(jì)可(kě)以測到(dào)10-14A。

顯示器測(cè)試
 對一(yī)個(gè)以像素陣(zhèn)列組成(chéng)的顯(xiǎn)示(shì)器進行測試(shì)，需(xū)要自動對信號(hào)進行路由(yóu)切(qiē)換(huàn)，以(yǐ)便將電源(yuán)切(qiē)換至(zhì)被(bèi)測像(xiàng)素上。一(yī)種GPIB控(kòng)製(zhì)的開關係統(tǒng)，例如7002可(kě)以對其(qí)內(nèi)部的(dí)二維繼電(diàn)器開關掃描卡(qiǎ)進(jìn)行控製(zhì)。圖(tú)3中(zhōng)的結構圖說明了(liǎo)如何把兩個多(duō)路復用(yòng)（multiplex）掃(sǎo)描(miáo)卡連(lián)接至一個(gè)被測顯示器，以此構(gòu)成一(yī)個(gè)40×40的(dí)陣列。在(zài)這個例子中，隻(zhī)使(shǐ)用(yòng)了一(yī)個2400型源(yuán)表(biǎo)，此外(wài)還使(shǐ)用了(liǎo)7015-C型(xíng)1×40雙刀(dāo)固態(tài)繼電器(qì)多路復用(yòng)卡(qiǎ)。7015-C屬於(yú)固態(tài)繼(jì)電器開關(guān)，其(qí)切(qiē)換時(shí)間小於500微秒(miǎo)，以保(bǎo)證大的測試(shì)吞吐率。當使(shǐ)用2400型源(yuán)表時，每個掃(sǎo)描卡(qiǎ)的(dí)偏(piān)置電(diàn)流遠小於(yú)1nA，以(yǐ)使(shǐ)對漏(lòu)電流的(dí)測量(liáng)精度達到10-8-10-9A。僅采用一(yī)個(gè)源表(biǎo)的測試(shì)係(xì)統中，掃(sǎo)描(miáo)卡上所有(yǒu)與(yǔ)行和列(liè)相(xiāng)連的繼(jì)電(diàn)器(qì)就隻需是單刀，將“高”端或“低”端(duān)連至(zhì)顯示器(qì)行和(hé)列(liè)即可。
圖(tú)3：使(shǐ)用兩個7015-C掃描卡(qiǎ)，一個40×40樣品顯(xiǎn)示(shì)器(qì)和一個2400源(yuán)表(biǎo)的(dí)連(lián)綫圖。
 用(yòng)兩(liǎng)個或(huò)四(sì)個源表(biǎo)而不(bù)用(yòng)一(yī)個(gè)源(yuán)表(biǎo)來搭建測試係(xì)統(tǒng)，就保(bǎo)證(zhèng)了更(gēng)高的吞吐(tǔ)率(shuài)和更有(yǒu)效(xiào)的開(kāi)關(guān)資(zī)源利用。圖4a和4b表示了(liǎo)兩個(gè)和(hé)四(sì)個2400型源(yuán)表通過7015-C的(dí)1×40多(duō)路復用卡(qiǎ)與顯(xiǎn)示(shì)器相連的情(qíng)況。用(yòng)了兩個或四個源表之(zhī)後(hòu)，就(jiù)要(yào)把(bǎ)繼電器的(dí)“高”和(hé)“低”端全(quán)都連接(jiē)到(dào)顯示器(qì)的(dí)列上。這一結構(gòu)允(yǔn)許(xǔ)在每(měi)個(gè)測(cè)試周期內同(tóng)時對兩個(gè)或(huò)四(sì)個(gè)像素進行測試(shì)。
每個7015-C卡(qiǎ)包含四(sì)組(zǔ)“A”，“B”，“C”，“D”；或者(zhě)包(bāo)含四(sì)個獨立的(dí)，雙刀(dāo)1×10多路復(fù)用卡(qiǎ)。當使(shǐ)用兩個源表(biǎo)時，四個(gè)組的(dí)“高”輸入端(duān)被連(lián)在(zài)一(yī)起，並與1號源(yuán)表(biǎo)相連；而四(sì)個組的“低(dī)”輸(shū)入端也被連(lián)在一起，再與(yǔ)2號(hào)源表(biǎo)相(xiāng)連。對(duì)於使用四(sì)個源(yuán)表的係(xì)統，A組和(hé)B組的“高”輸(shū)入(rù)端需要(yào)連在一(yī)起，A組和B組的“低”輸入(rù)端也(yě)要(yào)連在一(yī)起。然(rán)後把(bǎ)兩個1×20分綫器(qì)與1號(hào)和(hé)2號(hào)源表(biǎo)相(xiāng)連(lián)。對(duì)於(yú)C組，D組(zǔ)以(yǐ)及3號(hào)，4號(hào)源表(biǎo)，采用相同(tóng)的連(lián)接(jiē)方(fāng)式。
 一個應用所需要的掃(sǎo)描卡(qiǎ)的(dí)數(shù)量取(qǔ)決於顯(xiǎn)示(shì)器(qì)的規(guī)模，也就是像素(sù)行(háng)與(yǔ)像(xiàng)素(sù)列的數量(liáng)。采用(yòng)7015-C型卡(qiǎ)之後，每(měi)80列(liè)需(xū)要(yào)一塊掃描卡(qiǎ)，以(yǐ)及每40行(háng)需(xū)要一(yī)塊掃(sǎo)描卡。按規定(dìng)，7002型開(kāi)關(guān)主板可以容(róng)納(nà)10個(gè)卡(qiǎ)；如(rú)果(guǒ)需(xū)要(yào)10個(gè)以上(shàng)的(dí)掃(sǎo)描(miáo)卡(qiǎ)，就可(kě)以對(duì)係統多加(jiā)一塊7002型開(kāi)關板。
 一個(gè)完(wán)整測試周(zhōu)期包括以(yǐ)下(xià)幾(jī)部分：相應(yīng)的繼電(diàn)器閉合(hé)，把測(cè)試(shì)信(xìn)號路由(yóu)至(zhì)被測(cè)像素，再由源表(biǎo)給(gěi)出(chū)測試信(xìn)號並(bìng)進行(háng)測量。利用(yòng)測試儀(yí)中(zhōng)的固(gù)件(jiàn)對掃描(miáo)進行預編(biān)程的能力，大(dà)大減少(shǎo)了(liǎo)傳(chuán)送到每個(gè)測試(shì)儀的SCPI命令(líng)的(dí)數量。這(zhè)就使(shǐ)GPIB總(zǒng)綫在(zài)
測(cè)試期間(jiān)包(bāo)括數(shù)據(jù)傳輸在(zài)內(nèi)的流量減到小(xiǎo)。二(èr)進(jìn)製(zhì)數(shù)據的格(gé)式化把每個(gè)測試周期內(nèi)所(suǒ)傳(chuán)輸(shū)的(dí)字節(jié)數(shù)從(cóng)17字節降(jiàng)到了(liǎo)4字節。2361型是(shì)一(yī)個帶有6路(lù)輸(shū)入與(yǔ)輸出的觸(chù)發(fā)控(kòng)製器(qì)，其功(gōng)能是對硬(yìng)件觸(chù)發(fā)信號進行處(chǔ)理，而(ér)這(zhè)些(xiē)硬件觸發信(xìn)號(hào)則為2400型(xíng)
源表的(dí)源測試操(cāo)作，以(yǐ)及7002中的開關操作(zuò)，提供(gōng)了高速(sù)同步信號。7011-MTC-2型設備是一個特殊(shū)設計(jì)的(dí)多(duō)芯電纜(lǎn)，它(tā)把掃描卡的輸(shū)入輸(shū)出(chū)與測(cè)試夾具相(xiāng)連，而測試夾具上裝有(yǒu)7011-MTR型(xíng)96針(zhēn)的(dí)連(lián)接器。依(yī)靠(kào)恰(qià)當(dāng)的軟(ruǎn)件(jiàn)，開(kāi)關係統(tǒng)可以(yǐ)支持(chí)對整(zhěng)個顯(xiǎn)示器或單(dān)獨(dú)像素的(dí)漏電流，開路短路和I-V曲綫(xiàn)的分(fēn)析。
圖(tú)5是一(yī)個帶(dài)有(yǒu)四(sì)個2400，一(yī)個(gè)7002和一個(gè)2361的測試係統(tǒng)的連(lián)綫圖(tú)。
 以10-12A的(dí)電流(liú)測量(liáng)的精度和(hé)分(fēn)辨(biàn)率(shuài)進行(háng)自動化(huà)顯示器測試，就(jiù)要求使(shǐ)用(yòng)小(xiǎo)於(yú)1pA漏電流額定值(zhí)的掃描(miáo)卡，有保(bǎo)護(hù)的(dí)測試(shì)夾(jiā)具(jù)，若幹(gān)低噪(zào)聲(shēng)的同軸或三(sān)同軸電纜和一(yī)個高(gāo)速(sù)靜(jìng)電(diàn)計，比(bǐ)如(rú)6517A型靜電(diàn)計，而不(bù)用(yòng)2400型(xíng)。這一(yī)應用中(zhōng)的(dí)7158型
1×10多(duō)路復(fù)用器的小(xiǎo)電(diàn)流(liú)掃描卡具(jù)有(yǒu)小於1pA（典型(xíng)值(zhí)為(wéi)小於(yú)30fA）的偏置電流(liú)額(é)定(dìng)值，這(zhè)就(jiù)使6517A的小(xiǎo)電流(liú)測試(shì)能力更加(jiā)*。30V的操(cāo)作範圍保證(zhèng)了(liǎo)使(shǐ)用同(tóng)軸電纜使用的保(bǎo)護電(diàn)路不(bù)會產生安(ān)全隱患。對於超過30V的(dí)應用，可以(yǐ)用(yòng)帶有三同
圖(tú)4：使(shǐ)用兩個7015-C型(xíng)掃(sǎo)描卡和一個40×80樣品(pǐn)顯示器的連(lián)綫圖，a)采用兩(liǎng) 個2400型(xíng)源表，b)采用(yòng)四(sì)個(gè)2400型(xíng)源表(biǎo)。
軸電(diàn)纜(lǎn)的7058型1×10多(duō)路(lù)復用器低電(diàn)流掃描卡(qiǎ)來代替7158型。7058型的(dí)每個卡的繼(jì)電(diàn)器密度為7015-C型密度的25%（7058為1×10，而(ér)7015為1×40），所(suǒ)以(yǐ)，如果(guǒ)尺(chǐ)寸一定，就需(xū)要增加若(ruò)幹(gān)塊(kuài)掃描卡(qiǎ)才可適合顯(xiǎn)示(shì)器(qì)的(dí)要(yào)求(qiú)。此(cǐ)外，7158和7058的每(měi)個輸(shū)入端(duān)都(dū)有一(yī)個(gè)用保護端子圍(wéi)住的(dí)觸(chù)點或HI接綫(xiàn)端(duān)；與(yǔ)此不同(tóng)的是(shì)，7015型(xíng)的每(měi)個輸(shū)入(rù)端都有雙觸(chù)點的HI和(hé)LO接綫(xiàn)端(duān)。7158型和(hé)7058型掃描(miáo)卡的(dí)有(yǒu)保護的(dí)信(xìn)號通(tōng)路提供了*的(dí)低(dī)電(diàn)流性能(néng)；但顯示器中(zhōng)隻有一(yī)個列可以與每(měi)個繼(jì)電(diàn)器(qì)相(xiāng)連(lián)，而(ér)7015-C掃描(miáo)卡可(kě)以有兩(liǎng)列(liè)。其結果(guǒ)是，使(shǐ)用(yòng)7158和(hé)7058卡，就要求每(měi)十行一(yī)塊(kuài)卡和每十列一塊卡，這就(jiù)大大超過(guò)了7015-C所要求的(dí)每40行一(yī)塊(kuài)卡(qiǎ)和(hé)每(měi)80列一塊(kuài)卡的情(qíng)況(kuàng)。
 6517A型(xíng)靜(jìng)電計使用(yòng)同軸電(diàn)纜連(lián)接到(dào)7158型掃描(miáo)卡；當使(shǐ)用7058掃描卡時需用(yòng)三(sān)同軸電(diàn)纜。在構(gòu)成(chéng)更大(dà)陣(zhèn)列(liè)時(shí)，需(xū)用(yòng)同軸或三(sān)同(tóng)軸電纜(lǎn)把7158和7058卡連(lián)接(jiē)起來(lái)，以形成(chéng)一個用於顯示(shì)器每(měi)一邊(biān)的具(jù)有足夠(gòu)扇出(chū)數的(dí)多路復用器。再用(yòng)同軸(zhóu)或(huò)三同(tóng)軸電(diàn)纜把掃描卡的輸(shū)入/輸出連接到測(cè)試(shì)夾具。如(rú)果需要帶(dài)保護的操作，那就必(bì)須使用恰(qià)當(dāng)的(dí)連(lián)接器(qì)，並(bìng)對測(cè)試(shì)夾(jiā)具內(nèi)部(bù)進行(háng)隔(gé)離。關於精(jīng)密低電(diàn)流(liú)測量以(yǐ)及保(bǎo)護(hù)，穩定時(shí)間(jiān)對測試速度的(dí)影響(xiǎng)等(děng)方麵的進一(yī)步內容，可(kě)參閱“低電平測量”的當(dāng)前版本(běn)，這(zhè)些(xiē)文章由(yóu)Keithley儀器(qì)公(gōng)司發(fā)表，如有需(xū)要可免費(fèi)提供(gōng)。
測(cè)試夾具的設(shè)計(jì)與建造
 我們曾經構建了(liǎo)一個用於48×64 OLED陣(zhèn)列的測(cè)試夾(jiā)具，用(yòng)以(yǐ)研究(jiū)以(yǐ)四(sì)個2400源(yuán)表(biǎo)構(gòu)成(chéng)的(dí)OLED測(cè)試係統的性能(néng)。電(diàn)路板上的走綫將(jiāng)3個安(ān)裝在(zài)夾具(jù)邊(biān)緣(yuán)的7011-MTR 96針連接(jiē)器與治(zhì)具(jù)(jig)下(xià)方的接觸(chù)焊點相連；該治具(jù)由(yóu)Delrin製(zhì)造，顯(xiǎn)示器就(jiù)被置於其中(zhōng)。三條7011-MTC-2電纜把夾具連(lián)接到位(wèi)於7002型儀器(qì)內(nèi)部(bù)的(dí)7015-C掃(sǎo)描(miáo)卡。Silver ZEBRA 彈性連(lián)接(jiē)器(qì)通(tōng)過Delrin治(zhì)具(jù)，提供了一(yī)條從電路(lù)板上的連(lián)接焊(hàn)點到顯示器邊緣(yuán)連接點之間(jiān)，可靠(kào)，穩定(dìng)的低電阻(zǔ)連(lián)接通路。在顯示(shì)器(qì)被(bèi)插入(rù)夾(jiā)具內(nèi)並貼著(zhuó)X與Y基準麵放(fàng)置後(hòu)，再用四個(gè)蝶形(xíng)

圖(tú)5：OLED特征化(huà)係統的(dí)結構圖，圖中使(shǐ)用了7002型掃(sǎo)描(miáo)主板(bǎn)，2361型觸發(fā)控製器和四個2400型源表(biǎo)。 圖(tú)6：一個(gè)用(yòng)於48×64顯示器的OLED測試夾(jiā)具頂視圖 圖(tú)7：48×64 OLED顯示器的治(zhì)具(jù)的詳細視圖
螺(luó)釘把框架(jià)固定(dìng)其上(shàng)，以使(shǐ)顯(xiǎn)示器(qì)穩妥可靠。治具內(nèi)下(xià)沉的(dí)深度(dù)和(hé)框架上螺絲的高(gāo)度進行(háng)合(hé)理設計，終不(bù)會對ZEBRA連接器(qì)上的顯(xiǎn)示器觸點產生過(guò)大(dà)的(dí)壓(yā)力。圖6給出了(liǎo)完(wán)整(zhěng)夾具的頂視圖，而圖7給(gěi)出了安裝在電路(lù)板(bǎn)上(shàng)的(dí)治具的(dí)詳細視(shì)圖(tú)。

測量誤(wù)差(chà)的來源
 測(cè)量誤(wù)差的來(lái)源(yuán)是由(yóu)測試(shì)係統的精度，以(yǐ)及在(zài)對(duì)OLED給出(chū)信(xìn)號(hào)和(hé)進(jìn)行測量期(qī)間所(suǒ)未曾想(xiǎng)到的瞬(shùn)態過程(chéng)引起的。在進行(háng)快速(sù)的(dí)生產測(cè)試時，在(zài)穩定(dìng)狀(zhuàng)態下(xià)進(jìn)行(háng)精確(què)DC測(cè)量(liáng)的能(néng)力(lì)，是與盡(jìn)可能快(kuài)地(dì)完成(chéng)測試(shì)的需(xū)求相互牽製(zhì)的(dí)。測(cè)試周期(qī)的(dí)時間(jiān)長(cháng)短(duǎn)是
由源(yuán)/測(cè)量(liáng)以(yǐ)及開(kāi)關操作組成(chéng)的，而這一(yī)周期時(shí)間可(kě)以有非常(cháng)大(dà)的變化範圍。比(bǐ)如，如(rú)果(guǒ)2400被設(shè)置成用短(duǎn)的(dí)測試時(shí)間(jiān)間隔(gé)(aperture)完(wán)成(chéng)操(cāo)作，即0.01 NPLC，那(nà)麼源/測量(liáng)過(guò)程就(jiù)可以(yǐ)在(zài)1ms內完成。如果把積分(integration)周(zhōu)期或(huò)測量(liáng)時間增加到1.0 NPLC，那麼測量(liáng)時(shí)間(jiān)就(jiù)增加到(dào)大約(yuē)17ms。用犧牲(shēng)測(cè)試(shì)速度(dù)來增加(jiā)測試時間間(jiān)隔(gé)的好處(chǔ)是，可以得到(dào)極(jí)優(yōu)的噪(zào)聲(shēng)抑製(zhì)，也就是(shì)在比較“安靜(jìng)”的狀態下(xià)進(jìn)行(háng)測試(shì)。
 為(wéi)了(liǎo)得(dé)到(dào)穩(wěn)定(dìng)和可(kě)重復的(dí)測量，關鍵(jiàn)一點(diǎn)是(shì)被(bèi)測參(cān)數在(zài)源/測量期(qī)間達到和(hé)保持在(zài)一(yī)個穩定值上(shàng)。這個概(gài)念對於OLED測(cè)試(shì)是(shì)特(tè)別(bié)重(zhòng)要的。OLED的(dí)電(diàn)與(yǔ)光(guāng)的特性是與(yǔ)時間(jiān)有(yǒu)關的，而且呈現出滯後(hòu)效(xiào)應1,2。與(yǔ)比(bǐ)較(jiào)熟(shú)悉的(dí)基(jī)於半(bàn)導體(tǐ)的(dí)光(guāng)電發射(shè)器相(xiāng)
比，OLED的電特(tè)性(xìng)則非(fēi)常之(zhī)不同(tóng)。由(yóu)於這(zhè)個(gè)原(yuán)因，我們在試圖設(shè)計和實現一(yī)個自(zì)動化測試係(xì)統(tǒng)之(zhī)前，必須(xū)對測試(shì)參數的(dí)瞬態(tài)行為(wéi)有(yǒu)一個(gè)完(wán)整的(dí)理解。瞬(shùn)態過(guò)程(chéng)的(dí)特性(xìng)也(yě)有助於(yú)測試(shì)協議的開發，並可簡(jiǎn)化(huà)測試(shì)數據(jù)的分析，以及(jí)增進對測(cè)試(shì)係統的(dí)可信度(dù)。信(xìn)號源延遲時(shí)間(jiān)，也就是，從(cóng)把信號加到OLED至測量開(kāi)始(shǐ)之(zhī)間(jiān)的(dí)這一(yī)可(kě)變(biàn)的時間延(yán)遲，也(yě)許可以用來降低瞬(shùn)態(tài)效應。
圖8表示了在(zài)測試(shì)係統(tǒng)被設(shè)置為(wéi)NPLC = 10以及(jí)信(xìn)號(hào)源(yuán)延(yán)遲從(cóng)0.0005變(biàn)化到(dào)10秒的條件(jiàn)下，對四像(xiàng)素同時測試時的(dí)每(měi)個(gè)像素的漏電流。為(wéi)了達到小於(yú)1nA的(dí)穩(wěn)態(tài)漏電(diàn)流(liú)，就(jiù)至(zhì)少需(xū)要數(shù)秒(miǎo)的時(shí)間(jiān)。
 測(cè)試係(xì)統的測(cè)試(shì)性(xìng)能取決於(yú)測(cè)試儀器(qì)的基(jī)本精(jīng)度(dù)，以及由係(xì)統中(zhōng)其他(tā)元(yuán)件引起(qǐ)的誤差源。電(diàn)纜和開關(guān)卡的漏(lòu)電流(liú)是電流測(cè)量(liáng)的一(yī)個誤(wù)差(chà)源(yuán)。對於(yú)測(cè)試(shì)夾具和電纜連綫(xiàn)，這一(yī)誤(wù)差(chà)會(huì)隨(suí)著被(bèi)測(cè)電(diàn)流(liú)值的降(jiàng)低(dī)而增加(jiā)。選擇正確的(dí)掃描卡，也就是
說，掃(sǎo)描(miáo)卡的(dí)額(é)定漏(lòu)電流(liú)至少要比小的被測電(diàn)流(liú)低(dī)一個(gè)數量(liáng)級，該指(zhǐ)標非(fēi)常關鍵(jiàn)。對(duì)於設(shè)計(jì)成(chéng)用(yòng)2400進行(háng)10-8A測(cè)量的(dí)測(cè)試(shì)係統，無(wú)需保(bǎo)護(hù)電路。
 采用兩(liǎng)綫(xiàn)感(gǎn)出結構的電(diàn)壓(yā)測量(liáng)誤(wù)差(chà)，是由(yóu)掃描(miáo)卡上使(shǐ)用的繼電(diàn)器的“導通”電阻以(yǐ)及(jí)電(diàn)纜的(dí)電阻壓降(jiàng)損耗產生的。7015-C卡(qiǎ)上的兩個繼電器合起來，將對(duì)信號(hào)通路產生(shēng)大 < 300Ω的(dí)電阻。對於(yú)小於(yú)50μA的(dí)電流(liú)測量，包(bāo)含典型的電(diàn)阻(zǔ)壓(yā)降損(sǔn)耗(hào)在(zài)
內的電(diàn)壓(yā)誤差(chà)將(jiāng)是很小的，其(qí)典型值(zhí)為 < 15μV。對於較大的電(diàn)流測量，比(bǐ)如當(dāng)顯(xiǎn)示器的(dí)一(yī)整列(liè)被激勵(lì)時，誤差將(jiāng)正比於OLED的電流。這(zhè)一數(shù)值(zhí)也許可(kě)以(yǐ)用Verror = 2 * (Rrelay)×IOLED(s)來計(jì)算。那些要求(qiú)電壓測量(liáng)精度非(fēi)常(cháng)高(gāo)的應(yīng)用，也(yě)就是(shì)，電(diàn)壓(yā)測(cè)量不受(shòu)DUT電(diàn)流(liú)的影(yǐng)響(xiǎng)，則需要(yào)一(yī)種四綫測(cè)試(shì)結(jié)構。
 7158型和7058型掃描卡(qiǎ)上的(dí)機械繼電(diàn)器有一(yī)個大約(yuē)等(děng)於(yú)或(huò)小於1Ω的(dí)接(jiē)觸電阻，由此引(yǐn)起(qǐ)的電(diàn)壓誤差是可以忽略(lüè)的，即使(shǐ)在大(dà)電(diàn)流時(shí)也如此。對於(yú)這一應用，由(yóu)下(xià)述(shù)掃描(miáo)卡(qiǎ)的接觸(chù)電勢所(suǒ)引(yǐn)起的(dí)誤(wù)差(chà)也(yě)許也可(kě)看(kàn)作是可忽(hū)略(lüè)的；這些掃(sǎo)描(miáo)卡(qiǎ)的(dí)接觸
電(diàn)勢(shì)是(shì)：7015-C為 < 5mV，7058和(hé)7158分別(bié)為(wéi) < 250μV和(hé) <200μV。
測試係統的(dí)測試性能
 我們(mén)曾對采(cǎi)用(yòng)四個2400的(dí)測試係(xì)統(tǒng)的(dí)測試(shì)速度，小電流和(hé)小(xiǎo)電壓測(cè)量精度，在一(yī)係列(liè)不同(tóng)的測量時間(jiān)間隔(gé)條(tiáo)件(jiàn)下（即(jí)不(bù)同(tóng)的NPLC設定參數）進(jìn)行(háng)過特(tè)征化(huà)測試。NPLC參(cān)數與測(cè)試時間(jiān)間
隔(gé)有如(rú)下(xià)關(guān)係(xì)式
測試(shì)時間(jiān)間(jiān)隔（秒）= 1/60（NPLC參數(shù)）
圖9表(biǎo)示了2400型源表(biǎo)NPLC值從(cóng)0.01到1.0時，在(zài)10-2A，10-3A，10-4A，10-5A和(hé)10-6A量程內(nèi)的(dí)低電(diàn)流測(cè)量性(xìng)能(néng)。測(cè)試電(diàn)流的大小接近每個(gè)量程(chéng)的(dí)大(dà)值(zhí)，而每(měi)個測量點則代表(biǎo)100次(cì)測量的(dí)標準差。測試結果表(biǎo)明，對(duì)於每一個很(hěn)短的積(jī)分(integra?tion)時(shí)間，即(jí) < 0.1 NPLC，在10-2A，10-3A和10-4A量程(chéng)下，電流測(cè)量(liáng)的(dí)標(biāo)準差小(xiǎo)於(yú)滿量程的(dí)0.005%，而在10-5A和(hé)10-6A量程下小(xiǎo)於0.08%。在10-5A和(hé)10-6A量程下以(yǐ)高測(cè)試(shì)速度(dù)測量時(shí)，±3σ的(dí)測(cè)試(shì)可(kě)重復(fù)性(xìng)達到了< 2nA。圖10表示(shì)了一(yī)個(gè)以(yǐ)四(sì)個2400構建的測(cè)試係統(tǒng)的測試吞(tūn)吐(tǔ)率(shuài)的測量(liáng)結果（該(gāi)結果表(biǎo)示為NPLC設定值的函數）。
圖8：四(sì)像素測(cè)試時(shí)每個(gè)像素(sù)的(dí)反(fǎn)向(xiàng)偏置(zhì)電流(liú)，其(qí)中源/測量時間延遲(chí)從(cóng) 0.0005變化(huà)到10秒(miǎo)，使(shǐ)用6V偏壓(yā)。 圖9：2400源(yuán)表的(dí)電流(liú)測(cè)量值的標(biāo)準差與NPLC的關(guān)係曲(qū)綫，其中的測(cè)試(shì)量(liáng)程為(wéi) 10-2A，10-3A，10-4A，10-5A和(hé)10-6A。
 當用於單(dān)個像(xiàng)素(sù)的(dí)開(kāi)路，短(duǎn)路(lù)測量時，2400被配置成一(yī)個電(diàn)流源，然(rán)後(hòu)進(jìn)行電壓(yā)測量。PC機(jī)通過(guò)電(diàn)流源(yuán)輸出(chū)值和(hé)電壓測量(liáng)值(zhí)計(jì)算出電阻。這一(yī)技(jì)術直(zhí)接使用了(liǎo)2400進(jìn)行(háng)電阻(zǔ)測量，從(cóng)而縮短了與電阻測量有關(guān)的(dí)測量(liáng)時(shí)間。測量精(jīng)度(dù)接近或小於0.2%
，而(ér)這(zhè)一(yī)性能水平對(duì)於(yú)“合格(gé)或不(bù)合格”的測(cè)試是足夠(gòu)了(liǎo)。它的測(cè)試吞吐率(shuài)為漏電(diàn)流測試速度的百分之幾。
 在對電(diàn)纜，掃描卡和夾(jiā)具的(dí)設(shè)計(jì)中(zhōng)使(shǐ)用(yòng)保(bǎo)護(hù)，可(kě)大大(dà)降(jiàng)低漏(lòu)電流，而且能夠為基(jī)於6517A型(xíng)靜(jìng)電(diàn)計(jì)和7158，7058型掃描(miáo)卡(qiǎ)的(dí)係統，實(shí)現低電流(liú)的測量(liáng)提供(gōng)支持(chí)。加保護的信號通(tōng)路(lù)縮(suō)短了(liǎo)與(yǔ)低電流(liú)測量所需的較(jiào)長穩定時(shí)間，這進而又縮(suō)短了測試時
間(jiān)。即(jí)使(shǐ)采用(yòng)了(liǎo)保護電(diàn)路(lù)，6517A的測量(liáng)速度(dù)仍比不(bù)上2400，所以它的吞吐(tǔ)率(shuài)將會低(dī)一些。
 可以(yǐ)采用(yòng)四(sì)個6517A和(hé)低電(diàn)流掃描卡(qiǎ)組成(chéng)的(dí)係(xì)統進(jìn)行(háng)一次性(xìng)能研(yán)究(jiū)，但由於(yú)測試(shì)夾(jiā)具和(hé)電(diàn)纜走綫(xiàn)對(duì)測試(shì)係(xì)統(tǒng)有(yǒu)很大的(dí)影響而(ér)使此(cǐ)項(xiàng)研究(jiū)未(wèi)能實(shí)現。這些(xiē)部件通常是客戶提供的(dí)，而(ér)漏電流(liú)的大小(xiǎo)可(kě)以(yǐ)有非常(cháng)大的(dí)變(biàn)化(huà)範圍(wéi)，這就(jiù)影(yǐng)響到了低電流性(xìng)能
和測試穩定時間。

顯示(shì)器(qì)的(dí)測試(shì)結(jié)果
 為了說明實(shí)現這一測試方案所達到(dào)的(dí)結果，我們用四個源表的測試係統(tǒng)對一個(gè)48×64的(dí)OLED顯(xiǎn)示(shì)器進行(háng)了正(zhèng)向(xiàng)電流，電阻和(hé)反向偏置的(dí)測量(liáng)。測(cè)量速(sù)度(dù)被設(shè)定為1個(gè)NPLC（即，積分時間(jiān) = 16.7毫秒），並有1秒的信(xìn)號源(yuán)延(yán)遲(chí)。該(gāi)延遲可(kě)以(yǐ)保證在測(cè)試開(kāi)始(shǐ)前(qián)信(xìn)號(hào)達到穩定狀態(tài)。圖11給出了對一個認為(wéi)有缺陷的顯示(shì)器(qì)的像(xiàng)素電阻的測試(shì)結(jié)果。測試(shì)數據(jù)表明幾(jī)乎所(suǒ)有的像(xiàng)素(sù)都有(yǒu)相(xiāng)對很高的“導(dǎo)通”電阻，即(jí) > 100kΩ。其(qí)中(zhōng)的兩個(gè)像(xiàng)素(sù)有(yǒu)非常(cháng)低(dī)的電阻，一個位於第(dì)3行第(dì)60列(liè)，測(cè)得的電(diàn)
阻約(yuē)為(wéi)1kΩ；另一個位於第4行(háng)第37列，測得的電阻在1kΩ與100kΩ之間(jiān)。實(shí)際的動態(tài)電(diàn)阻可(kě)以計算為(wéi) Rd = Vpixel / Ipixel
式(shì)中的Vpixel和(hé)Ipixel分別(bié)是像(xiàng)素(sù)的電壓和電(diàn)流。在(zài)2V偏壓(yā)下(xià)，典(diǎn)型的像素(sù)電(diàn)流大(dà)約為(wéi)20nA，這相(xiāng)當於(yú)一(yī)個108Ω的動態電阻(zǔ)。因此，這(zhè)兩(liǎng)個(gè)動態(tài)電阻位(wèi)於(yú)1kΩ與(yǔ)100kΩ之(zhī)間的(dí)像素看(kàn)來是有缺陷的。
 圖12示出了另(lìng)一(yī)個顯示(shì)器的(dí)正向電(diàn)流(liú)損耗與像(xiàng)素之(zhī)間的關係，其中(zhōng)的(dí)Vbias = 6V。幾乎(hū)所(suǒ)有的像素都表(biǎo)現出大約11-13μA的(dí)正向(xiàng)電流損耗(hào)。對2400型源表(biǎo)設定(dìng)了1mA的正(zhèng)向電(diàn)流限值(compliance)或保(bǎo)護(hù)電流值，以(yǐ)防止對顯示(shì)器(qì)流(liú)過(guò)太大的電流
而造成損壞。
 為了對(duì)測(cè)試(shì)係(xì)統中(zhōng)每(měi)一(yī)個(gè)信(xìn)號通路的(dí)漏電流(liú)的(dí)殘(cán)餘(yú)測量(liáng)誤差(chà)進(jìn)行測量(liáng)，就(jiù)需要把一(yī)塊(kuài)尺寸(cùn)與OLED顯示器*一(yī)樣的(dí)玻(bō)璃(lí)片插入測試(shì)夾(jiā)具內。然(rán)後(hòu)在施加Vbias = -6V的偏(piān)壓後作一次掃(sǎo)描(miáo)。圖13給出(chū)了(liǎo)這個掃描的(dí)結果。在任何(hé)一(yī)個(gè)像素(sù)位置上(shàng)的(dí)電(diàn)纜，繼電器和測試夾具的(dí)漏電流(liú)總(zǒng)和均小(xiǎo)於(yú)80pA。在(zài)這(zhè)些(xiē)測試(shì)中(zhōng)，還考慮到了每個2400的“零點誤差”；所謂“零點誤差”
是指在(zài)0V偏(piān)壓下(xià)的電流偏離(lí)值(zhí)。
圖(tú)10：采(cǎi)用(yòng)四個(gè)2400的(dí)OLED特(tè)征化(huà)係統的(dí)測(cè)試吞(tūn)吐(tǔ)率 圖11：電阻與像素的關係圖，所加的偏壓(yā)為(wéi)Vbias = 2V 圖12：電(diàn)流消(xiāo)耗(hào)與(yǔ)像素(sù)的(dí)關係(xì)圖，所加(jiā)的偏壓為Vbias = 6V
圖14給出了(liǎo)在Vreverse = 6V下的(dí)反偏(piān)測(cè)量的(dí)結(jié)果(guǒ)。對於(yú)這(zhè)個測(cè)試，由於考慮到了(liǎo)圖9中所(suǒ)示的(dí)時間(jiān)效應(yīng)對於(yú)反(fǎn)偏(piān)漏(lòu)電(diàn)流(liú)的影響，我(wǒ)們(mén)把(bǎ)積(jī)分時(shí)間設(shè)置(zhì)為10 NPLC，把信號(hào)源(yuán)延遲(chí)時間設置為15秒。

設備(bèi)清單
707B六槽(cáo)半導體(tǐ)開關(guān)矩(jǔ)陣，具(jù)有高達(dá) 576 個相交點
四個2400係列(liè)源表
2361型(xíng)觸發控(kòng)製(zhì)器
五(wǔ)條8503型DIN至BNC的觸(chù)發電(diàn)纜
六(liù)條(tiáo)GPIB電纜(lǎn)
7015-C型固態(tài)繼電器(qì)1×40多(duō)路(lù)復(fù)用(yòng)開(kāi)關(guān)（每(měi)80顯示(shì)列(liè)用(yòng)1卡，每(měi)40顯示(shì)行用1卡）
7011-MTC-2型多(duō)端子電纜(lǎn)集(jí)綫器(qì)(mass terminated  cable assemblies)（每(měi)個7015-C卡(qiǎ)用一(yī)個）
 7011-MTR型 96針DIN公(gōng)頭(tóu)（每個(gè)7011-MTC-2用一(yī)個）