发光器件微区光度和色度学参数的测量方法及其测量装置制造方法及图纸

发光器件微区光度和色度学参数的测量方法及其测量装置，涉及发光器件光度和色度学参数测量领域。发光器件微区光度和色度学参数的测量装置包括辐亮度光源校准系统和显微高光谱成像测试系统，辐亮度光源校准系统包括光谱仪、光谱辐亮度探头、积分球和卤钨灯光源；所述显微高光谱成像测试系统包括高光谱成像仪、显微镜、控温电源和驱动电源；首先获取均匀发光平面的光谱辐亮度分布校准文件，然后校准显微高光谱成像测试系统，最后测试并计算待测样品的光度和色度参数；本发明专利技术可解决发光器件或微显示阵列的二维表面光度、色度学及均匀性测量分析问题，快速全面检测器件发光质量。

Measurement method and device of photometric and chromometric parameters in micro-region of light emitting devices

The method and device for measuring the photometric and chromometric parameters in the micro-region of light-emitting devices involve the field of measuring the photometric and chromometric parameters of light-emitting devices. The device for measuring the micro-area photometric and chroma parameters of light emitting devices includes a radiance light source calibration system and a micro-hyperspectral imaging testing system. The radiance light source calibration system includes a spectrometer, a spectral radiance probe, an integrating sphere and a halogen tungsten lamp source. The micro-hyperspectral imaging testing system includes a hyperspectral imager, a microscope, a temperature control power supply and a driving power supply. The calibration file of spectral radiance distribution of uniform luminous plane is calibrated, and then the microscopic hyperspectral imaging testing system is calibrated. Finally, the photometric and chroma parameters of the sample to be measured are tested and calculated. The present invention can solve the problems of two-dimensional surface photometric, chroma and uniformity measurement and analysis of light emitting devices or micro-display arrays, and quickly and comprehensively detect the luminous quality of the device.

【技术实现步骤摘要】
发光器件微区光度和色度学参数的测量方法及其测量装置
本专利技术涉及发光器件光度和色度学参数测量领域，尤其涉及一种基于高光谱成像的发光器件微区光度和色度学参数的测量方法及其测量装置。
技术介绍
在信息技术的各个领域中，发光器件遍布在人们的生活中，不断地改变着人们的生活方式，提高了人们的生活质量，促进了人类社会的文明进步。尤其以半导体发光器件(LED、OLED)为代表的半导体照明与显示是21世纪最具发展前景的高
之一，不仅是人类照明史上继白炽灯、荧光灯之后的又一次飞跃，而且在智能手机、平板电脑、可穿戴设备、虚拟现实(VR)和增强现实(AR)等方面，可满足新型显示技术高分辨率、高亮度、低功耗、高可靠性、柔性可穿戴等方面的要求。评价显示屏性能的重要指标就是亮度和均匀性，显示屏若没有进行很好的均匀性校正，将直接影响到显示效果，通常表现为“麻点”和“马赛克”现象。目前的亮度和均匀性检测设备大多数停留在宏观平均层面上，无法用于精确测量微显示阵列(亮度测量装置，中国专利CN104185777B)。虽然已有专利通过CCD相机与显微镜结合得到LED芯片表面亮度分布(一种基于CCD的LED芯片显微表面亮度的测量方法，中国专利CN105973571B)，但是其局限性比较大，主要是需用与待测LED芯片同一光谱分布的标准光源来校准系统，对不同的LED芯片得重新校准系统，校准文件缺乏通用性；并且只能单独得到像素的亮度值，无法测色度学(如色坐标，色温)等参数。因此找出一种方法既可以精确地测量发光器件的表面光度及分布(辐亮度、亮度和均匀性等)，又可以同时得到色度学(色坐标、相关色温和色纯度等)一系列参数，对准确描述微区发光性能和快速检测器件发光质量是非常有必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提供发光器件微区光度和色度学参数的测量方法及其测量装置，以解决发光器件或微显示阵列的二维表面光度、色度学及均匀性测量分析问题，快速全面检测器件发光质量。为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：发光器件微区光度和色度学参数的测量装置，包括辐亮度光源校准系统，所述辐亮度光源校准系统包括计算机、光谱仪、光谱辐亮度探头、积分球和卤钨灯光源；所述卤钨灯光源通过光纤连接积分球；所述光谱辐亮度探头位于积分球的正面，且光谱辐亮度探头与光谱仪通过光纤连接；所述计算机与光谱仪连接。本专利技术还包括显微高光谱成像测试系统，所述显微高光谱成像测试系统包括计算机、高光谱成像仪、显微镜、控温热沉、控温电源和驱动电源；驱动电源连接待测的样品；控温电源与控温热沉连接，样品置于控温热沉上；显微镜设于样品上方；高光谱成像仪设于显微镜的上方并与显微镜连接；计算机连接高光谱成像仪。发光器件微区光度和色度学参数的测量方法包括以下步骤：步骤1、获取均匀发光平面的光谱辐亮度分布校准文件；首先打开卤钨灯光源，卤钨灯光源提供可见光波段连续波长的光谱数据，然后通过光纤将卤钨灯光源的光引入一个拥有采样平面的积分球里，待发光稳定后，光源在积分球的出光口形成稳定的均匀发光平面，最后光谱辐亮度探头采集均匀发光平面并通过光纤将光导入光谱仪，进而得到均匀发光平面的光谱辐亮度分布RS(λ)；步骤2、校准显微高光谱成像测试系统；首先将积分球的出光口朝上放置在显微镜的载物台上，调整焦距使得镜头聚焦在出光口平面上，采集暗电流下的视野内每一点光谱D0(λ)，然后点亮卤钨灯光源至发光稳定，调整合适的曝光时间t0，并采集出光口平面上的每个像素点的光谱P0(λ)，最后利用步骤1获取的光谱辐亮度分布RS(λ)，得到每一像素点光谱辐亮度校正曲线C(λ)；整个视野所有像素点的光谱辐亮度校正曲线为一个三维矩阵M(x,y,C(λ))，其中x、y为高光谱成像测试系统成像维像素点的横纵坐标；对显微镜的不同放大倍数，需分别测试光谱辐亮度校正曲线三维矩阵M(x,y,C(λ))；步骤3、测试并计算待测样品的光度和色度参数；首先调节显微高光谱成像测试系统，采集所拍摄区域内的每一像素点数据，然后调用对应实验条件下的步骤2获得的光谱辐亮度校正数据M(x,y,C(λ))进行光谱校正，单个像素点辐亮度光谱的计算公式如下：其中，P(λ)为待测样品的光子数光谱，D(λ)为暗电流光子数光谱，t为曝光时间，L(λ)为亮度校正后的辐亮度光谱；步骤4、对步骤3中校正后的光谱进行绝对亮度、平均亮度、色坐标和相关色温参数的计算。相对于现有技术，本专利技术技术方案取得的有益效果是：1、本专利技术提供了一种获取发光器件微区表面二维辐亮度光谱分布的高光谱图谱合一的校准和测试方法。2、通过本专利技术的测量装置和测量方法可获取发光器件微区表面二维各像素点的光度、色度学一系列参数，对发光器件微区进行像素级别的特性分析。3、通过本专利技术测量方法可得到发光器件微区表面二维详细分布特性，有助于快速全面检测器件发光质量。附图说明图1为辐亮度光源校准系统的结构示意图；图2为显微高光谱成像测试系统的结构示意图；图3为实施例1的某一像素点的辐亮度光谱图；图4为实施例1的样品表面照片以及要分析的区域；图5为实施例1的绝对亮度值的伪彩图以及要分析的区域；图6为图5中分析区域的绝对亮度值变化趋势的分析图；图7为实施例2的样品表面照片以及要分析的区域；图8为图7中分析区域的绝对亮度值变化趋势的分析图。附图标记：计算机1，光谱仪2，光谱辐亮度探头3，积分球4，卤钨灯光源5，高光谱成像仪6，显微镜7，样品8，控温热沉9，驱动电源10，控温电源11。具体实施方式为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚、明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术做进一步详细说明。如图1～2所示，本专利技术包括辐亮度光源校准系统和显微高光谱成像测试系统。所述辐亮度光源校准系统包括计算机1、光谱仪2、光谱辐亮度探头3、积分球4和卤钨灯光源5；所述卤钨灯光源5通过光纤连接积分球4；所述光谱辐亮度探头3位于积分球4的正面，且光谱辐亮度探头3与光谱仪2通过光纤连接；所述计算机1与光谱仪2连接。所述显微高光谱成像测试系统包括计算机1、高光谱成像仪6、显微镜7、控温热沉9、控温电源11和驱动电源10；驱动电源10连接样品8，驱动电源10用于驱动样品8；控温电源11与控温热沉9连接，控温电源11用于控制样品8的温度；显微镜7设于样品8上方，显微镜7用于透过样品8发出的光；高光谱成像仪6设于显微镜7的上方并与显微镜7连接，高光谱成像仪6用于收集显微镜7透过的光并得到高光谱数据；计算机1连接高光谱成像仪6，计算机1用于将接收的高光谱数据进行处理。所述计算机1包括控制单元和数据处理单元，所述控制单元是指对高光谱成像仪6和光谱仪2的控制，并通过采集软件对待测样品8进行采集，所述数据处理单元是对所得到的光谱数据和高光谱数据进行处理，进而得到光度、色度学参数平均值、均匀性、伪彩图和变化趋势图等。发光器件微区光度和色度学参数的测量方法包括以下步骤：步骤1、获取均匀发光平面的光谱辐亮度分布校准文件；首先打开卤钨灯光源5，卤钨灯光源5提供可见光波段连续波长的光谱数据，然后通过光纤将卤钨灯光源5的光引入一个内径为25mm拥有圆形出光口的采样平面的积分球4里，对不同放大倍数，采用不同直径的采样平面出光口，分别为：1000×—2mm、5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.发光器件微区光度和色度学参数的测量装置，其特征在于：包括辐亮度光源校准系统，所述辐亮度光源校准系统包括计算机、光谱仪、光谱辐亮度探头、积分球和卤钨灯光源；所述卤钨灯光源通过光纤连接积分球；所述光谱辐亮度探头位于积分球的正面，且光谱辐亮度探头与光谱仪通过光纤连接；所述计算机与光谱仪连接。

【技术特征摘要】
1.发光器件微区光度和色度学参数的测量装置，其特征在于：包括辐亮度光源校准系统，所述辐亮度光源校准系统包括计算机、光谱仪、光谱辐亮度探头、积分球和卤钨灯光源；所述卤钨灯光源通过光纤连接积分球；所述光谱辐亮度探头位于积分球的正面，且光谱辐亮度探头与光谱仪通过光纤连接；所述计算机与光谱仪连接。2.如权利要求1所述的发光器件微区光度和色度学参数的测量装置，其特征在于：还包括显微高光谱成像测试系统，所述显微高光谱成像测试系统包括计算机、高光谱成像仪、显微镜、控温热沉、控温电源和驱动电源；驱动电源连接待测的样品；控温电源与控温热沉连接，样品置于控温热沉上；显微镜设于样品上方；高光谱成像仪设于显微镜的上方并与显微镜连接；计算机连接高光谱成像仪。3.发光器件微区光度和色度学参数的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1、获取均匀发光平面的光谱辐亮度分布校准文件；首先打开卤钨灯光源，卤钨灯光源提供可见光波段连续波长的光谱数据，然后通过光纤将卤钨灯光源的光引入一个拥有采样平面的积分球里，待发光稳定后，光源在积分球的出光口形成稳定的均匀发光平面，最后光谱辐亮度探头采集均匀发光平面并通过光纤将光导入光谱仪，进而得到均匀发光平面的光谱辐亮度分布RS(λ)；步骤2、校准显微高...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕毅军，郑莉莉，阮育娇，高玉琳，周萍，朱丽虹，郭自泉，林岳，陈国龙，陈忠，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建,35