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基于虚拟仪器技术的有机半导体光电器件自动化测试系统

作　者: 胡典钢
导　师: 王坚
学　校: 华南理工大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 有机电致发光器件 LabVIEW 寿命测试无源矩阵OLED显示屏虚拟仪器软件架构单片机图象处理
分类号: TN383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

有机发光二极管(OLED)具有自发光、响应速度快、超薄、宽视角、发光效率高、功耗低、可以制作在柔性基板上等显著优点,近年来得到了迅速的发展,而基于OLED的平板显示屏被誉为下一代替代液晶(LCD)的平板显示器。同时,有机白光发光器件(WOLED)的研究工作也在逐渐展开。但OLED要实现真正的商业化,还面临着诸多的问题和挑战,寿命就是制约OLED的最重要的因素之一。目前针对OLED寿命测试的设备非常有限、功能单一、自动化程度低,而且很满足大规模测试的需求。本文研制了一种基于大规模数字集成电路的多功能OLED老化分析测试系统。该系统可以在恒流、恒压、恒亮度三种不同驱动模式下同时对512路OLED器件进行寿命测试,并可实现对测试环境温度和湿度的精确控制,加速器件老化。本系统具有高精度和宽泛的测试范围,器件的工作电压可达到24V,工作电流可在0.025mA到100mA之间调整。系统采用模块化设计,可以根据用户需求灵活的搭建16路、64路、128路、256路、512路测试系统。基于虚拟仪器平台,通过LabVIEW开发环境编写的系统软件采用模块划分,使代码的可重用性提高,并且多线程并行架构使得信号的采集、处理、存储和显示同时执行,大大提升了系统的整体性能。友好的操作界面和断电自保护功能,极大的提升了系统的易用性和测试的连续性。无源矩阵OLED显示屏(PMOLED)在小尺寸屏幕的数码电子产品中得到广泛的应用。本文中开发了一种新的驱动方式,在LabVIEW中利用串口和单片机进行通讯,实现在PMOLED中图片的实时显示和更新,克服了单片机只能存储有限图片的缺点,为PMOLED性能的进一步研究提供了便利。另一方面,利用LabVIEW对Windows下的位图格式的图片进行处理,存储成二进制格式的文件,烧写入大容量Flash存储芯片中,而Flash作为单片机的外部扩展存储空间,单片机通过读外部Flash的方式获取像素信息,同样实现了对现有PMOLED显示屏驱动的改进。基于单根纳米线的有机场效应晶体管的阵列化对于实现其在大规模集成电路中的应用具有非常重大的意义。采用美国国家仪器(National Instruments)虚拟仪器软件架构(VISA),在LabVIEW中利用串口控制步进电机,调整步进电机的每转整步数和脉冲当量,获得了1.6μm/s的控制精度,使得采用提拉工艺实现晶体管阵列化的过程自动化。通过这种工艺方式得到了高迁移率、高开关比的晶体管阵列。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-11
第一章绪论  11-33
  1.1 引言  11-12
  1.2 有机电致发光概述  12-22
    1.2.1 有机电致发光器件的基本结构  14-15
    1.2.2 有机电致发光基本原理  15-17
    1.2.3 有机电致发光的器件性能  17-22
  1.3 虚拟仪器技术概述  22-30
    1.3.1 自动化仪器技术发展历程  22-24
    1.3.2 虚拟仪器技术  24-27
    1.3.3 LabVIEW 概述  27-30
  1.4 本论文研究的主要目的和内容  30-33
    1.4.1 研究课题的提出  30-31
    1.4.2 本论文的创新之处  31-33
第二章基于虚拟仪器技术搭建多功能OLED 老化分析测试系统  33-83
  2.1 引言  33
  2.2 系统整体架构设计  33-47
    2.2.1 硬件需求分析  33-43
    2.2.2 系统工作流程  43-47
  2.3 系统软件设计  47-80
    2.3.1 需求说明和原型设计  47-50
    2.3.2 系统功能实现  50-68
    2.3.3 硬件驱动  68-74
    2.3.4 LabVIEW 编程规范  74-80
  2.4 器件性能测试  80-82
  2.5 小结  82-83
第三章虚拟仪器技术在PMOLED 驱动和TFT 阵列化中的应用  83-105
  3.1 引言  83
  3.2 虚拟仪器技术实现PMOLED 驱动  83-102
    3.2.1 PMOLED 驱动简介  83-86
    3.2.2 PMOLED 驱动芯片  86-89
    3.2.3 51 系列单片机开发程序  89-97
    3.2.4 LabVIEW 上位机程序  97-100
    3.2.5 扩展单片机外部数据存储空间  100-102
  3.3 基于串口通信控制步进电机实现TFT 阵列化  102-104
  3.4 小结  104-105
结论  105-107
参考文献  107-112
攻读硕士学位期间取得的研究成果  112-114
致谢  114-115
附件  115

基于虚拟仪器技术的有机半导体光电器件自动化测试系统

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