一种量子点稳定性快速测试装置及方法与流程

本技术涉及量子点稳定性检测，尤其涉及一种量子点稳定性快速测试装置及方法。

背景技术：

1、近些年，在显示与照明领域，量子点作为一种新型纳米荧光材料，凭借精确调节发射光波长、发射峰半峰宽窄以及荧光量子产率高等优异光学性能，在高质量照明及超广色域显示器件中得到广泛应用。其中，量子点扩散板因成本低且重金属毒性含量小等优势，在液晶显示器件（liquid crystal display，lcd）中应用前景广阔，但其封装形式相较于量子点薄膜更为简单，量子点更易受到水、氧、蓝光及电应力等因素的侵蚀与老化，导致稳定性较差。

2、在量子点扩散板的实验、研发、中试及大批量品质检验等阶段，亟需加速且高效的稳定性测试方法以预判其长时间工作后的性能表现。目前对于量子点材料、量子点薄膜或量子点扩散板材料的稳定性测试方法是借鉴了传统半导体器件的老化测试方法，即在温度为60℃，相对湿度为90%条件下进行老化测试或者在温度为85℃，相对湿度为85%的条件下进行老化测试，再内加不同功率的蓝光光源照射样品，每隔一段时间取出样品，测试样品对应的亮度、色坐标等数值的稳定性和变化量，从而预估出样品在正常工作时的稳定性。

3、然而，现有测试技术存在诸多不足，例如：①测试装置多将水汽产生与温度控制关联，无法实现水汽与温度的独立调控；②缺乏针对电应力因素的加速测试手段，难以模拟样品实际应用中的电环境影响；③气氛控制精度低，无法实现ppm级精准调控及多气氛切换，限制了不同气体环境下的老化机理研究；④测试通量低，单次仅能测试少量样品，效率难以满足批量研发及质检需求；⑤部分测试模块与老化区未有效隔离，易受水氧侵蚀影响测试精度及装置寿命。

4、鉴于此，如何开发一种能够多因素协同、精准可控且高效便捷的快速测试量子点稳定性的新型测试装置及方法，是目前本领域亟待解决的技术问题，对于量子点的发展应用具有重要现实意义。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本技术提供了一种量子点稳定性快速测试装置及方法，实现了多因素协同加速老化测试，且测试条件精准可控，满足了不同研究需求，提高了测试稳定性和可靠性，使得测试结果更接近实际应用场景；而且测试范围广泛，适用于量子点材料、量子点薄膜、量子点扩散板等各类量子点相关成品的稳定性测试，可满足实验、研发、中试及大批量品质检验等不同阶段的需求；为分析量子点相关产品稳定性评估提供了丰富的可靠依据。

2、为达此目的，本技术采用以下技术方案：

3、第一方面，本技术提供了一种量子点稳定性快速测试装置，所述量子点稳定性快速测试装置包括密闭测试腔体、中央控制模块以及设置所述密闭测试腔体外部的功能模块组；

4、所述功能模块组包括水汽供应模块、温度压力控制模块、光源照射模块、可编程电应力模块、微流量气氛控制模块和光谱检测模块；

5、所述功能模块组中各模块分别与所述密闭测试腔体相连接，且各模块均与所述中央控制模块电连接。

6、本技术所述量子点稳定性快速测试装置以密闭测试腔体为核心测试空间，以中压控制模块为核心控制件，并配套六大功能模块，形成协同体系，实现了多模块协同以及环境精准可控的量子点稳定性快速测试；其中，通过设置独立的水汽供应模块，即与温度压力温控模块分离，实现了水汽与温度和压力的独立调控，避免了关联限制；设置所述温度压力模块为所述密闭测试腔体提供压力和温度以构建高温高压的苛刻老化环境；设置可编程电应力模块输出可编程电信号以模拟实际电环境，实现电应力协同加速；设置微流量气氛控制模块用于提供气源并闭环精准调控所述密闭测试腔体内的气氛种类及浓度；设置光谱检测模块，用于采集待测样品的光谱信号以记录完整老化过程。

7、本技术中所述功能模块组中各模块可以独立或同时启动。

8、在一些实施方式中，所述密闭测试腔体内部设置有多通道阵列化样品架，且各通道独立设置有样品固定部件和样品测试接口。

9、本技术对所述多通道阵列化样品架的通道数不作任何特殊限制，可根据实际测试需求进行设计，例如可以是2通道、3通道、4通道、5通道、6通道、7通道或8通道等；即本技术所述量子点稳定性快速测试装置支持多样品同时测试，测试效率较高。

10、在一些实施方式中，所述密闭测试腔体内壁设置有监测部件，所述监测部件包括氧气传感部件和露点监测部件。

11、本技术中所述密闭测试腔体内壁设置的氧气传感部件和露点检测部件，与所述微流量控制模块协同作用，实现了所述密闭测试腔体内的气氛浓度及通入流量的ppm级闭环精准控制。

12、在一些实施方式中，所述密闭测试腔体壁面设置有密封式光谱检测接口、密封式电应力接口和密封式气氛输入接口。

13、在一些实施方式中，所述密闭测试腔体的侧壁设置有透光视窗。

14、在一些实施方式中，所述多通道阵列化样品架上各所述样品测试接口通过密封式光谱接口与所述光谱检测模块相连接。

15、在一些实施方式中，所述可编程电应力模块通过所述密封式电应力接口与所述密闭测试腔体相连接。

16、在一些实施方式中，所述微流量气氛控制模块通过所述密封式气氛输入接口与所述密闭测试腔体相连接。

17、在一些实施方式中，所述光源照射模块与所述透光视窗相对设置，用于通过所述透光视窗向所述密闭测试腔体内样品照射光。

18、本技术将所述光源照射模块设置于所述密闭测试腔体外部，即将光源外置，避免了所述密闭测试腔体内老化环境对光源的干扰。

19、值得说明的是，本技术所述光源照射模块的光功率密度在0~1000 mw/cm2范围内可调，例如可以是100mw/cm2、300 mw/cm2、500 mw/cm2、800 mw/cm2或1000 mw/cm2等。

20、本技术所述量子点稳定性快速测试装置对所述光源照射模块的光源不作任何特殊限制，例如可以是不同蓝光光源种类、个数、排列方式、出光配光曲线的组合与替换。

21、在一些实施方式中，所述水汽供应模块设置于所述密闭测试腔体底部，并与所述密闭测试模块相连通，用于产生水汽并将所述水汽输送至所述密闭测试腔体内部。

22、在一些实施方式中，所述水汽供应模块内部设置有第一加热部件和液位传感部件。

23、在一些实施方式中，所述温度压力控制模块包括第二加热部件和卸压部件，用于调控所述密闭测试腔体内的温度和压力。

24、本技术中所述温度压力控制模块用于调控所述密闭测试腔体内的温度和/或压力，能够构建温度为0~300℃（例如可以是0℃、25℃、50℃、100℃、150℃、200℃、250℃或300℃等）、压力为0~5mpa（例如可以是0.1mpa、0.5mpa、1mpa、2mpa、3mpa、4mpa或5mpa等）的苛刻老化环境。

25、在一些实施方式中，所述可编程电应力模块用于向所述多通道阵列化样品架的各通道样品独立施加可编程电信号，并同步采集各通道样品的电性数据。

26、本技术中所述可编程电应力模块用于输出0~100v（例如可以是1v、20v、50v、80v或100v等）的电压以及0~10a（例如可以是1a、3a、5a、7a、9a或10a等）的电流，以模拟实际电应力环境，实现电应力协同加速老化。

27、其中，所述可编程电应力模块包括多个电应力端子探针，且各所述电应力端子探针与各所述样品测试接口一一对应连接。

28、在一些实施方式中，所述微流量气氛控制模块包括气源、流量控制部件和气氛切换部件。

29、本技术中各气源单独配置有流量控制部件，且各流量控制部件可调控气氛的流量范围为0~10sccm，例如可以是0sccm、2sccm、4sccm、6sccm、8sccm或10sccm等。

30、在一些实施方式中，所述光谱检测模块包括光电探测部件，用于获取待测样品的光谱信号并将所述光谱信号传输至所述中央控制模块。

31、在一些实施方式中，所述气源包括n2气源、空气气源或o2气源中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括n2气源和空气气源的组合、空气气源和o2气源的组合或者n2气源、空气气源和o2气源的组合等。

32、本技术所述量子点稳定性快速测试装置对所述气源不作特殊限制，可根据实际测试需要按需选择，在一些实施方式中所述气源还可以是臭氧、氮气、氢气、氩气、氦气、氖气、氙气、一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、五氧化二氮、一氧化硫、二氧化硫、三氧化硫、硫化氢、氯气、氯化氢、氟气、氟化氢、溴化氢、碘化氢、氨气、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、乙炔、甲醛或水蒸气中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括臭氧和氮气的组合，一氧化碳和二氧化碳的组合或者甲烷、乙烷和水蒸气的组合等。

33、在一些实施方式中，所述光谱信号包括发光光谱、亮度或色坐标中的任意一种或至少两种的组合，其中典型但非限制性的组合包括发光光谱和亮度的组合、亮度和色坐标的组合或者发光光谱和色坐标的组合等。

34、在一些实施方式中，所述中央控制模块包括控制子模块和数据处理子模块；所述控制子模块用于根据所述数据处理子模块反馈的数据向所述功能模块组中各模块输出控制指令以进行动态调控；所述数据处理子模块用于接收并处理所述光谱检测模块反馈的待测样品的光谱信号，并根据处理结果评估所述待测样品的稳定性；和/或，用于采集所述功能模块组中各模块的数据并反馈至所述控制子模块。

35、第二方面，本技术提供了一种量子点稳定性快速测试方法，所述量子点稳定性快速测试方法根据第一方面所述的量子点稳定性快速测试装置进行。

36、本技术所述量子点稳定性快速测试方法，通过采用上述量子点稳定性快速测试装置进行，实现了温度、压力、相对湿度、光照、电应力和气氛六大加速因素的多因素协同测试，使得测试更接近实际应用场景，实现了水汽与温度独立调节、ppm级气氛精准控制以及可编程电应力输出，测试条件灵活适配不同测试需求；多通道阵列化样品架的设计，提升了测试测试通量；外置光源与密封接口减少干扰，提高数据精准度；同时适用于各类量子点相关产品的测试，满足研发、中试及批量质检等多阶段测试需求。

37、在一些实施方式中，所述量子点稳定性快速测试方法包括如下步骤：

38、将多个待测样品置于密闭测试腔体内，分别预设所述密闭测试腔体内的气氛种类、气氛浓度、温度、压力以及相对湿度，形成目标老化环境；再施加预设目标光源、光功率密度和可编程电应力以对所述待测样品进行加速老化；实时采集各所述待测样品的光谱信号并反馈至中央控制模块以评估所述待测样品的稳定性。

39、在一些实施方式中，所述量子点稳定性快速测试方法包括如下步骤：

40、（1）样品固定：将多个待测样品置于密闭测试腔体内的多通道阵列化样品上的样品固定架，并按需连接所述样品测试接口与密封式电应力接口；

41、（2）环境调控：启动所述微流量气氛控制模块，向所述密闭测试腔体内通入目标气氛并结合所述氧气传感部件和露点监测部件的数据，通过流量控制部件和气氛切换部件进行动态闭环调控；同时启动水汽供应模块以及温度压力控制模块构建高温高压高湿环境；

42、（3）加速老化：启动光源照射模块和/或可编程电应力模块，对待测样品进行光照和/或施加可编程电应力以加速老化；

43、（4）实时监测：光谱检测模块实时记录各待测样品的光谱信号，并将数据实时上传至中央控制模块，完成预设老化时间后，导出数据并评估各待测样品的稳定性。

44、与现有技术相比，本技术至少具有以下有益效果：

45、本技术提供的所述量子点稳定性快速测试装置及方法，通过密闭测试腔体、中央控制模块以及六大功能模块的协同作用，实现温度、压力、相对湿度、光照、电应力以及气氛六大因素的协同加速老化，使得测试结果更贴近实际应用场景，测试过程加速因素精准可控，为量子点产品稳定性评估提供了更全面的依据；此外通道多通道阵列化样品架的设计，实现同时测试多种样品，满足了多种样品在实验、研发、中试及大批量品质检验等不同阶段的测试需求。