一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统及测试方法

1.本发明涉及有机发光二极管测试技术领域，特别涉及一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统及测试方法。


背景技术：

2.目前，针对有机发光二极管的发光机制和物理过程已经提出了很多的实验手段和测试方法，使得现在对于有机发光二极管的研究可以综合各种测试手段得到的信息，对有机发光二极管的激子行为进行全面的解析，建立理论模型，实现对激子的调控，再反过来指导更高性能有机发光二极管的制备。磁电致发光效应便是其中一种测试手段，但目前磁电致发光效应仍只被用于对有机发光二极管进行稳态的测试，如一种高磁场响应的有机发光二极管(cn102290530a)，利用有机发光二极管对磁场的响应进行简单的测试，并没有将磁电致发光效应很好的利用，只涉及了部分发光机制的研究，相对来说比较片面。因此，需要一个全新的磁电致发光效应测试系统，既能完成对有机发光二极管瞬时发光的研究，也能对其延迟发光的发光机制的探测提供一定的帮助。


技术实现要素：

3.为了实现现有技术的上述不足，本发明的目的在于提供一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，能够完成有机发光二极管瞬时发光和延迟发光磁场效应的测试，以对研究有机发光二极管的发光机制提供帮助。
4.本发明至少通过如下技术方案之一实现。
5.一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，包括：箱体、置于箱体内的有机发光二极管，箱体两侧设有电磁铁，所述有机发光二极管通过导光组件与单色仪连接；所述单色仪对波长的出射光进行绝对亮度的分析，同时将光信号转换为电信号，并将电信号传入磁场效应分析仪，实时显示有机发光二极管出射光的强度。
6.进一步地，包括瞬态电致发光探测仪、脉冲电压发生仪，所述导光组件、瞬态电致发光探测仪、脉冲电压发生仪依次连接，其中瞬态电致发光探测仪通过导光组件与箱体连接。
7.进一步地，所述磁场效应分析仪通过导线与有机发光二极管连接，通过磁场效应分析仪对有机发光二极管施加恒压或者恒流，以激励有机发光二极管发光。
8.进一步地，电磁铁、单色仪、磁场效应分析仪协同工作，工作时序通过软件协调控制。
9.进一步地，通过labview软件控制单色仪接收的出射光波长，并实时监测光强的变化。
10.进一步地，通过labview软件控制电磁铁的外加磁场，使电磁铁的磁场大小满足测试需求。
11.进一步地，电磁铁的磁场大小从零到0.3t，再从0.3t以相同的速率递减到零。
12.进一步地，所述导光组件为光纤。
13.实现所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统的测试方法，用于测试有机发光二极管瞬时发光磁场效应，包括以下步骤：
14.利用所述磁场效应分析仪，为有机发光二极管施加恒压或恒流，以激励有机发光二极管发光；开启测试时有机发光二极管为激活状态，测试过程为：电磁铁静默后，电磁铁的磁场大小从零开始，逐步递增到设置值；
15.测试结束后，对得到的有机发光二极管亮度变化曲线进行分析，得到有机发光二极管在外加磁场之后发光强度的相对变化值，并将相对变化值绘制为图谱，得到有机发光二极管瞬时发光磁场效应曲线。
16.实现所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统的测试方法，用于测试有机发光二极管延迟发光磁场效应，包括以下步骤：
17.利用脉冲电压发生仪为有机发光二极管施加脉冲电压，以激活有机发光二极管；
18.使用导光组件连接箱体，将有机发光二极管的出射光导入瞬态电致发光探测仪；
19.利用所述瞬态电致发光探测仪进行测试，得到有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱；利用磁场效应分析仪控制电磁铁的磁场强度到固定值；再次利用所述瞬态电致发光探测仪进行测试，得到外加磁场的有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱；
20.再次利用所述瞬态电致发光探测仪进行不加磁场的测试，第三次得到有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱；
21.测试结束后，对第一、第三次测试结果平均处理，以补偿待测有机发光二极管的发射光在测试过程中的衰减量，并与第二次测试的结果做对比，同时绘制为图谱，得到有机发光二极管延迟发光磁场效应的测试结果。
22.与现有的技术相比，本发明的有益效果为：
23.本发明提供一种十分简便的磁电致发光测试系统，引入瞬态电致发光测试系统。瞬态电致发光主要是指有机发光二极管的延迟发光，将其引入磁电致发光测试系统后，使得本发明能够测试有机发光二极管延迟发光的磁场响应，再结合有机发光二极管瞬时发光的测试手段，即可完成对有机发光二极管瞬时和延迟发光的全面探究。
附图说明
24.从下面结合附图对本发明的具体实施方式的描述中可以更好地理解本发明，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
25.图1为本发明实施例提供的有机发光二极管电驱动及电磁铁控制系统的结构示意图；
26.图2为本发明实施例提供的磁场测试仪与单色仪联动系统的结构示意图；
27.图3为本发明实施例提供的有机发光二极管瞬时发光磁场效应测试系统的结构示意图；
28.图4为本发明实施例提供的有机发光二极管瞬时发光磁场效应测试方法的流程示意图；
29.图5为本发明实施例提供的有机发光二极管脉冲电驱动系统的结构示意图；
30.图6为本发明实施例提供的有机发光二极管瞬态电致发光光谱测试系统的结构示
意图；
31.图7为本发明实施例提供的有机发光二极管延迟发光磁场效应测试系统的结构示意图；
32.图8为本发明实施例提供的有机发光二极管延迟发光磁场效应测试方法的流程示意图。
具体实施方式
33.下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。
34.本发明的目的在于提供一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，能够完成有机发光二极管瞬时发光和延迟发光磁场效应的测试，以对研究有机发光二极管的发光机制提供帮助。
35.实施例1
36.如图2、图3所示，本实施例的一种有机发光二极管瞬时发光磁场效应测试系统，包括：箱体，有机发光二极管置于箱体内，箱体两侧设有电磁铁101，可对有机发光二极管提供可确定的外加磁场；
37.导光组件104，导光组件用于有机发光二极管的出射光导出；该导光组件104具体可以为光纤，光纤本身具备一定的柔韧性，能用灵活调整位置，便于测试系统的搭建。
38.单色仪103，所述导光组件104在有机发光二极管和单色仪103之间连接，所述单色仪103可对某个具体波长的出射光进行绝对亮度的分析，并将光信号转换为电信号；保证了测试过程中，单色仪103接收的光仅来自于有机发光二极管在电驱动下的出射光。
39.磁场效应分析仪102，用于接收所述单色仪转换而来的电信号，可实时显示有机发光二极管出射光的强度；
40.电磁铁101、单色仪103、磁场效应分析仪102等模块协同工作，工作时序通过软件协调控制。
41.本实施例提供的有机发光二极管电驱动系统及电磁铁控制系统，涉及到电致有机发光二极管及其磁场效应的测试，故需要一个对有机发光二极管实行电驱动的系统以及一个磁场大小可控的电磁铁。如图1所示，该有机发光二极管电驱动系统及电磁铁控制系统包括电磁铁101、磁场效应测试仪102。
42.磁场效应测试仪102包括可以为有机发光二极管施加恒压或者恒流，以激励有机发光二极管发光，并且实时检测电流和电压变化的电源表；同时，磁场效应测试仪102通过相应的labview软件可控制电磁铁101的外加磁场，既可以完成磁场的递增和递减，也可使磁场的大小固定在某个具体值，满足各种测试需求。
43.例如，需要测试有机发光二极管对不同大小磁场的响应程度时，电磁铁101在一次测试中可以完成磁场大小从零到0.3t(特斯拉，单位)，再从0.3t以相同的速率递减到零；若需要在一次测试中始终保持某个大小的磁场，电磁铁也可以完成始终保持在0.3t。具体的磁场大小根据测试需求调整。
44.如图1所示，有机发光二极管置于电磁铁之间，但有机发光二极管不是直接暴露的，而且装在一个密闭的箱体内，该箱体不隔绝磁场，但隔绝外界的光线，防止外界光线对
测试结果产生影响。
45.如图2所示，磁场效应测试仪102与单色仪103存在着联动系统，具体表现为：磁场效应测试仪102通过相应的labview软件可控制单色仪103接收的出射光具体波长；同时，单色仪103能够实时将接收到的光信号转换为电信号并传递给磁场效应测试仪102，这使得在磁场效应测试仪102上可以实时监测光强的变化。
46.本发明实施例需要测试有机发光二极管的瞬时发光磁场效应。有机发光二极管的瞬时发光即在电驱动下的持续发光。为了完成该测试，需要有机发光二极管在工作的情况下，外加一个持续变化的磁场，再将每个磁场下的有机发光二极管发光强度记录下来，并计算出每一个磁场下的发光强度与不加磁场时发光强度的变化情况，将所有的变化情况绘制在一张图上，即可得到有机发光二极管的瞬时发光磁场效应图谱。
47.如上所述，本发明实施例需要在测试过程中控制电磁铁101在测试开始之后和测试结束之前的一段时间内保持静默，即不提供外加磁场。测试的中间过程则需要控制磁场从零开始持续变化到最大值，然后从最大值再以相同的速率递减为零。整个过程为连续的过程，由相应的labview软件完成。
48.本发明实施例在测试过程中，单色仪103将持续地将接收到的光信号转换为电信号并传递给磁场效应测试仪102，即磁场效应测试仪102将实时记录不同磁场下的有机发光二极管发光强度。
49.如图4所示，为本发明实施例提供的有机发光二极管瞬时发光磁场效应测试方法，用于所述的有机发光二极管瞬时发光磁场效应测试系统，该测试方法包括步骤401至步骤403：
50.步骤401、电驱动激活有机发光二极管后，由导光组件104将有机发光二极管的出射光导入单色仪103；同时通过磁场效应控制仪102调控单色仪103接收具体波长，并实时监测光强的变化。
51.步骤402、开启测试后，电磁铁101首先静默一段时间，接着其磁场大小将从零开始，逐步递增到一定值，如0.3t，然后递减到零，最后再静默与一开始相同的时间后测试结束；测试过程中所述单色仪103实时监测光强的变化，并将其转换为电信号提供给磁场效应分析仪102。
52.步骤403、测试结束后，将得到的有机发光二极管亮度变化曲线进行分析，可得到有机发光二极管在外加了磁场之后发光强度的相对变化值，进一步将其绘制为图谱，得到有机发光二极管瞬时发光磁场效应曲线。
53.实施例2
54.如图5、图6所示，本实施例提供的有机发光二极管瞬态电致发光光谱测试系统，包括箱体，以及依次连接的导光组件104、瞬态电致发光探测仪502、脉冲电压发生仪501；箱体内设有有机发光二极管，所述有机发光二极管通过导线与脉冲电压发生仪501连接。瞬态电致发光探测仪，可对某个具体波长的出射光进行探测，可以反应出有机发光二极管的发光时间和相应的强度，用于分析有机发光二极管的发光过程和原理；
55.脉冲电压发生仪，用于将脉冲电压作为驱动电源加载在有机发光二极管上，脉冲电压的脉宽，幅值等可以通过所述脉冲电压发生仪调控；
56.同样地，当有机发光二极管被脉冲电驱动发光之后，导光组件104将有机发光二极
管的出射光导入到瞬态电致发光探测仪502中，完成瞬态电致发光光谱的测试。
57.值得注意的是，有机发光二极管脱离电磁铁101完成该测试，具体结合图5的有机发光二极管脉冲电驱动系统的结构示意图，通过导线将脉冲电压发生仪501与有机发光二极管所在箱体接通，由脉冲电压发生仪501代提磁场效应测试仪102的电源功能。相比于电压或电流驱动的系统，该系统只是变化了驱动的方式，使用脉冲电对有机发光二极管进行驱动。
58.实施例3
59.如图7所示，本实施例提供的有机发光二极管延迟发光磁场效应测试系统，包括箱体，以及依次连接的导光组件104、瞬态电致发光探测仪502、脉冲电压发生仪501；箱体内设有有机发光二极管，箱体两侧设有电磁铁101，有机发光二极管所在箱体通过导线与脉冲电压发生仪501连接，所述电磁铁101由磁场效应分析仪102通过labview控制
60.所述电磁铁101和磁场效应测试仪102的作用是为有机发光二极管提供一个固定的外加磁场。磁场效应测试仪102通过相应的labview软件可控制电磁铁101的外加磁场，使磁场的大小固定在某个具体值，满足测试需求。
61.在脉冲电压发生仪501和瞬态电致发光探测仪502开始工作后，可以得到有机发光二极管在某一个脉冲电压下的瞬态电致发光光谱。紧接着将通过磁性效应测试仪102控制电磁铁101进行工作，使电磁铁101保持在某一个固定的磁场，如0.3t。这样子，有机发光二极管将始终在外加磁场的作用下，此时，再让脉冲电压发生仪501和瞬态电致发光探测仪502进行探测工作，则可以得到产生了磁场效应的瞬态电致光谱。
62.如上所述，有机发光二极管将进行两个连续的测试，一般来说，有机发光二极管在电驱动下会有一定的衰减。即第二次外加了磁场之后的测试，有机发光二极管本身的发光已经随着时间出现了一定程度的衰减，这将与磁场的影响混在一起，难以区分。所以，假设有机发光二极管相对稳定，即有机发光二极管的衰减是随着时间进行的线性衰减，那么可以通过在这两次测试之后再增加一次不外加磁场的瞬态电致发光光谱测试来抵消有机发光二极管本身衰减的影响。
63.如上所述，第三次的瞬态电致发光光谱测试时，电磁铁101不工作，外加磁场为0，此时得到的瞬态电致发光光谱将与第一次的测试结果平均化处理，认为此时得到的结果为与第二次测试中的有机发光二极管具有相同的衰减量。
64.如上所述，将平均处理过的光谱数据与外加了磁场的光谱数据绘制在一起时，可以明确看到延迟发光段的发光强度变化情况，若外加了磁场的瞬态电致发光光谱出现了上移，则认为磁场对于延迟发光的影响为正效应，即外加磁场使得有机发光二极管的延迟发光增强。若外加了磁场的瞬态电致发光光谱出现了下移，则同理，认为外加磁场使得有机发光二极管的延迟发光减弱。通过该分析，可以得到有机发光二极管延迟发光的磁场效应。
65.如图8所示，本实施例提供的有机发光二极管延迟发光磁场效应测试方法，用于如上述的有机发光二极管延迟发光磁场效应测试系统。该测试方法包括步骤801至步骤803：
66.步骤801、通过脉冲电压发生仪501为有机发光二极管施加脉冲电压，激活有机发光二极管；通过导光组件104连接有机发光二极管所在箱体与瞬态电致发光探测仪502，将有机发光二极管的出射光导入。
67.步骤802、瞬态电致发光探测仪502开始工作，第一次得到有机发光二极管发光的
瞬态电致发光光谱；接着通过磁场效应测试仪102控制电磁铁101的磁场强度为某一固定值；然后开启第二次测试，得到外加了磁场的有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱；关闭电磁铁后，再次进行测试，第三次得到有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱。
68.步骤803、测试结束后，对第一、第三次测试结果平均处理，并与第二次测试结果绘制在同一份图谱中，得到有机发光二极管延迟发光磁场效应的测试结果。
69.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所述实施例的限制，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。

技术特征：
1.一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，包括：箱体、置于箱体内的有机发光二极管，箱体两侧设有电磁铁，所述有机发光二极管通过导光组件与单色仪连接；所述单色仪对波长的出射光进行绝对亮度的分析，同时将光信号转换为电信号，并将电信号传入磁场效应分析仪，实时显示有机发光二极管出射光的强度。2.根据权利要求1所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，包括瞬态电致发光探测仪、脉冲电压发生仪，所述导光组件、瞬态电致发光探测仪、脉冲电压发生仪依次连接，其中瞬态电致发光探测仪通过导光组件与箱体连接。3.根据权利要求1所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，所述磁场效应分析仪通过导线与有机发光二极管连接，通过磁场效应分析仪对有机发光二极管施加恒压或者恒流，以激励有机发光二极管发光。4.根据权利要求1所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，电磁铁、单色仪、磁场效应分析仪协同工作，工作时序通过软件协调控制。5.根据权利要求4所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，通过labview软件控制单色仪接收的出射光波长，并实时监测光强的变化。6.根据权利要求4所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，通过labview软件控制电磁铁的外加磁场，使电磁铁的磁场大小满足测试需求。7.根据权利要求1所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，所述导光组件为光纤。8.根据权利要求1所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统，其特征在于，电磁铁的磁场大小从零到0.3t，再从0.3t以相同的速率递减到零。9.实现权利要求1所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统的测试方法，其特征在于，用于测试有机发光二极管瞬时发光磁场效应，包括以下步骤：利用所述磁场效应分析仪，为有机发光二极管施加恒压或恒流，以激励有机发光二极管发光；开启测试时有机发光二极管为激活状态，测试过程为：电磁铁静默后，电磁铁的磁场大小从零开始，逐步递增到设置值；测试结束后，对得到的有机发光二极管亮度变化曲线进行分析，得到有机发光二极管在外加磁场之后发光强度的相对变化值，并将相对变化值绘制为图谱，得到有机发光二极管瞬时发光磁场效应曲线。10.实现权利要求2所述的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统的测试方法，其特征在于，用于测试有机发光二极管延迟发光磁场效应，包括以下步骤：利用脉冲电压发生仪为有机发光二极管施加脉冲电压，以激活有机发光二极管；使用导光组件连接箱体，将有机发光二极管的出射光导入瞬态电致发光探测仪；利用所述瞬态电致发光探测仪进行测试，得到有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱；利用磁场效应分析仪控制电磁铁的磁场强度到固定值；再次利用所述瞬态电致发光探测仪进行测试，得到外加磁场的有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱；再次利用所述瞬态电致发光探测仪进行不加磁场的测试，第三次得到有机发光二极管发光的瞬态电致发光光谱；测试结束后，对第一、第三次测试结果平均处理，以补偿待测有机发光二极管的发射光在测试过程中的衰减量，并与第二次测试的结果做对比，同时绘制为图谱，得到有机发光二
极管延迟发光磁场效应的测试结果。

技术总结
本发明公开的一种有机发光二极管磁电致发光效应测试系统及测试方法，包括：箱体、置于箱体内的有机发光二极管，箱体两侧设有电磁铁，所述有机发光二极管通过导光组件与单色仪连接；所述单色仪对波长的出射光进行绝对亮度的分析，同时将光信号转换为电信号，并将电信号传入磁场效应分析仪，实时显示有机发光二极管出射光的强度；所述系统还包括瞬态电致发光探测仪、脉冲电压发生仪，所述导光组件、瞬态电致发光探测仪、脉冲电压发生仪依次连接，其中瞬态电致发光探测仪通过导光组件与箱体连接。本发明可对有机发光二极管的瞬时及延迟发光磁场效应做出全面的测试，进一步对有机发光二极管的发光机制得到更加全面的推论。极管的发光机制得到更加全面的推论。极管的发光机制得到更加全面的推论。


技术研发人员：马东阁 乔现锋 陈奕文
受保护的技术使用者：华南理工大学
技术研发日：2023.03.23
技术公布日：2023/7/12