基于BRM下白光OLED恒定應(yīng)力加速壽命試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 機械設(shè)計制造及自動化專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 畢業(yè)論文

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1、 目錄 摘要 ABSTRACT 第一章 緒論--------------------------------------------------------------------------------1 白光OLED的開展背景---------------------------------------------------1 1.2 OLED的特點----------------------------------------------------------------1 1.2.1 OLED的結(jié)構(gòu)和工作原理-----------------------------

2、-------------------2 1.2.3 OLED材料及其對壽命的影響---------------------------------------------3 1.3 白光OLED器件的性能指標-------------------------------------------------4 1.3.1 壽命-------------------------------------------------------------------------4 1.3.2 效率-----------------------------------------------

3、--------------------------5 1.3.3 顯色指數(shù)、色溫-----------------------------------------------------------6 國內(nèi)外OLED應(yīng)用與開展----------------------------------------------------------6 ------8 第二章 可靠性概述--------------------------------------------------------------------9 2.1 可靠性介紹------------------------

4、-----------------------------------------------9 2.1.1 可靠性和故障----------------------------------------------------------9 2.1.2 可靠性三要素----------------------------------------------------------10 2.1.3 可靠性評價-------------------------------------------------------------10 2.2 可靠性研究的意義---------------

5、----------------------------------------------10 2.3 可靠性根本參數(shù)-------------------------------------------------------------------12 2.4 OLED與LED電子產(chǎn)品的可靠性--------------------------------------------13 第三章 OLED加速壽命試驗理論模型----------------------------------------------------14 3.1 威布爾壽命分布---------------

6、----------------------------------------------------14 3.2 加速壽命試驗?zāi)Ｐ?------------------------------------------------------------14 3.3 加速壽命試驗的類型------------------------------------------------------15 3.4 雙線性回歸方法-----------------------------------------------------------17 3.5壽命計算公式-------------

7、----------------------------------------------18 第四章 試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析及壽命估計------------------------------------------------19 4.1試驗數(shù)據(jù)------------------------------------------------------------------19 4.2 威布爾參數(shù)估計------------------------------------------------------------19 4.3 加速壽命方程------------------

8、---------------------------------------------19 4.4 分布擬合的校驗----------------------------------------------------------------20 4.5 正常應(yīng)力下的壽命預(yù)測----------------------------------------------20 第五章 結(jié)論------------------------------------------------------------------------------------20 參考文獻----------

9、-----------------------------------------------------------------------------21 致謝------------------------------------------------------------------------------------------------------------23 基于BRM下白光OLED恒定應(yīng)力加速壽命 試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析 摘 要 利用三組恒定應(yīng)力加速壽命試驗數(shù)據(jù)來取得白光OLED的壽命信息。采用三參數(shù)威布爾函數(shù)描述了白光OLED的壽命分布，并使用雙線性

10、回歸法〔BRM〕估計形狀參數(shù)和尺度參數(shù)，然后對白光 OLED壽命是否符合威布爾分布進行了Kolmogorov-Smirnov檢驗。數(shù)值結(jié)果說明，OLED的壽命服從威布爾分布，精確計算得到的加速參數(shù)使快速估算OLED 壽命成為了可能。 關(guān)鍵詞：OLED；威布爾分布；壽命預(yù)測；雙線性回歸法 STATISTICAL ANALYSIS ON CONSTANT-STRESS ACCELERATED LIFE TESTING DATA OF WHITE OLED BASED ON BRM ABSTRACT Data of three accelerated life tests at co

11、nstant current stresses was used to get the life information of white OLED. The three-parameter Weibull distribution function was applied to describe the life distribution, and Bilinear Regression Method (BRM) was employed to estimate the shape parameter and scale parameter. The Kolmogorov-Smirnov t

12、est was performed to verify whether White OLED life meets Weibull distribution or not. The numerical results show that White OLED life follows Weibull Distribution, and the accurate acceleration parameters enable rapid estimation of the White OLED life. Keywords: OLED; Weibull distribution; Life pr

13、ediction; BRM 第一章 緒論 OLED技術(shù)于1963年被美國New York大學(xué)的Pope[1]教授發(fā)現(xiàn)，使用400V的直流電通過蒽晶體時，觀察到發(fā)光的現(xiàn)象。但是由于當(dāng)時器件的驅(qū)動電壓太高，發(fā)光效率太低，盡管Pope發(fā)表了世界上第一篇有關(guān)OLED的文獻，而沒有引起足夠的重視。之后1987年，鄧青云[2]和Van Slyke[3]采用了超薄膜技術(shù)，用透明導(dǎo)電膜作陽極，三芳胺作空穴傳輸層，Mg/Ag合金作陰極，首次制成了雙層OLED器件結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)了用低壓直流驅(qū)動來獲得高亮度和高效率的效果。同年鄧青云發(fā)表全球第一篇小分子、雙層式結(jié)構(gòu)有機電激發(fā)光組件裝置的文章。1990年，

14、英國劍橋大學(xué)的Friend[4]等人發(fā)現(xiàn)導(dǎo)電高分子材料PPV具有良好的電致發(fā)光性能，并成功的開發(fā)出以涂布方式將高分子材料應(yīng)用在OLED上，制成聚合物OLED器件。于是OLED挾著特有的自發(fā)光性、廣視角、高比照、快應(yīng)答速度和近毫米(mm)厚度的輕薄型化等特性，成為眾人引領(lǐng)期盼的新顯示器技術(shù)之一，自此OLED的研究進入了一個快速開展的時期。經(jīng)過二十余年的不斷開展，至今OLED的研究開展已邁入雙十年頭，然而，OLED正式的商品卻寥寥可數(shù)，有也是屬于較低階的顯示器應(yīng)用于攜帶式電子產(chǎn)品上。而阻礙OLED商品化的主要因素可歸咎于大型全彩化良率低和壽命短等問題。 OLED具備極其廣闊的市場前景，其應(yīng)用領(lǐng)域

15、的廣泛無疑推動了OLED產(chǎn)業(yè)的開展。盡管有機發(fā)光二極管(OLED)的材料開展進度看來相當(dāng)良好，業(yè)界也陸續(xù)披露了有關(guān)效能與亮度不斷獲得突破性進展的新聞，OLED有望成為未來平板顯示的主流技術(shù)，然而，在柔性照明與顯示設(shè)備領(lǐng)域中，仍有一個主要問題懸而未決：這類裝置的壽命都太短了，其壽命特性已成為制約OLED開展的關(guān)鍵因素之一。盡管OLED壽命近幾年有了顯著提高，企業(yè)開展的常規(guī)壽命試驗方法不僅消耗大量時間，而且極易落后于產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，這樣壽命測試失去了意義。而顯示技術(shù)的更新?lián)Q代也是其開展的必然，OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通

16、過時，這些有機材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，無可視角度限制，能夠顯著節(jié)省電能，但有機發(fā)光顯示技術(shù)還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。雖然將來技術(shù)更優(yōu)秀的OLED將會取代LCD，如何攻克技術(shù)難題，將成為中外企業(yè)的重中之重。同時也決定了OLED在平板電視上廣泛應(yīng)用的進程。因此，迫切需要開發(fā)一種OLED加速壽命測試方法來加快產(chǎn)品的壽命測試進程。由于白光OLED在使用上的廣泛，這也就是本文研究白光OLED壽命的意義所在。 1.2 OLED的特點 OLED，即有機發(fā)光二極管，又稱為有機電激光顯示。因為具備輕薄、省電、高效率、高亮度、寬視角、低功耗、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，因此從20

17、03年開始，這種顯示設(shè)備在MP3播放器上得到了廣泛應(yīng)用。OLED照明的優(yōu)勢在于具備高發(fā)光效率，適用于大面積面光源，而且針對不同地區(qū)的用戶，能調(diào)整其顏色符合各種色溫需求。其次，OLED照明可以做到材質(zhì)柔軟、易于裁切、造型輕薄，及低驅(qū)動電壓等特性，相當(dāng)符合當(dāng)前流行的綠色環(huán)保要求。OLED照明的價格雖然比擬高昂，但是卻能通過后期不斷改良的使用壽命和效率得到平衡。且由于其薄平面和柔軟的特性，可以考慮往高端消費和建筑市場開展，與LED照明相互補充，共同成為未來的綠色照明光源[5]。 1.2.1 OLED的結(jié)構(gòu)和工作原理 OLED的根本結(jié)構(gòu)是由一薄而透明具半導(dǎo)體特性之銦錫氧化物(ITO)，與電力之正極

18、相連，再加上另一個金屬陰極，包成如三明治的結(jié)構(gòu)。整個結(jié)構(gòu)層中包括了：空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EL)與電子傳輸層(ETL)。當(dāng)電力供給至適當(dāng)電壓時，正極空穴與陰極電荷就會在發(fā)光層中結(jié)合，產(chǎn)生光亮，依其配方不同產(chǎn)生紅、綠和藍RGB三原色，構(gòu)成根本色彩。白光器件按照結(jié)構(gòu)來劃分，可以分為多種結(jié)構(gòu)：單一聚合物白光OLED、單發(fā)光層白光OLED、多發(fā)光層白光OLED、微腔結(jié)構(gòu)白光OLED、PIN結(jié)構(gòu)白光OLED、疊層結(jié)構(gòu)白光OLED和下轉(zhuǎn)換白光OLED。OLED的特性是自己發(fā)光，不像TFTLCD需要背光，因此可視度和亮度都高，其次是電壓需求低且省電效率高等，被視為21世紀最具前途的產(chǎn)品之一。有機發(fā)光

19、二極體的發(fā)光原理和無機發(fā)光二極體相似。當(dāng)元件受到直流電所衍生的順向偏壓時，外加之電壓能量將驅(qū)動電子與空穴分別由陰極與陽極注入元件，當(dāng)兩者在傳導(dǎo)中相遇、結(jié)合，即形成所謂的電子——空穴復(fù)合。而當(dāng)化學(xué)分子受到外來能量激發(fā)后，假設(shè)電子自旋和基態(tài)電子成對，那么為單重態(tài)，其所釋放的光為所謂的熒光；反之，假設(shè)激發(fā)態(tài)電子和基態(tài)電子自旋不成對且平行，那么稱為三重態(tài)，其所釋放的光為所謂的磷光。OLED的一般結(jié)構(gòu)如圖1.1所示。 圖1.1 OLED的一般結(jié)構(gòu) 當(dāng)電子的狀態(tài)位置由激態(tài)高能階回到穩(wěn)態(tài)低能階時，其能量將分別以光子或熱能的方式放出，其中光子的局部可被利用當(dāng)作顯示功能；有機熒光材料在室溫下并無法觀測到

20、三重態(tài)的磷光，故PM-OLED元件發(fā)光效率之理論極限值僅25%。 PM-OLED發(fā)光原理是利用材料能階差，將釋放出來的能量轉(zhuǎn)換成光子，所以我們可以選擇適當(dāng)?shù)牟牧袭?dāng)作發(fā)光層或是在發(fā)光層中摻雜染料以得到我們所需要的發(fā)光顏色。此外，一般電子與電洞的結(jié)合反響均在數(shù)十納秒〔ns〕內(nèi)，故PM-OLED的應(yīng)答速度非?？靃6]。 1.2.2 單一聚合物白光OLED [7]研究組在單一聚合物白光OLED方面取得了突破，他們用分子摻雜的物理思想，在發(fā)光分子的主鏈或側(cè)鏈上引入高效率發(fā)光基團，通過控制主鏈分子與發(fā)光基團之間的能量傳遞，合成出了一系列可發(fā)白光的單一聚合物，并用這些聚合物制備出了高效率白光OLED。

21、目前最好的結(jié)果是亮度12680cd/m2，效率8.99cd/A和5.75lm/W，CIE色度坐標(0.35，0.34)，重要的是由于不存在分子摻雜型的相別離問題，這種單一聚合物白光OLED顯示了非常好的光譜穩(wěn)定性，圖1.2給出了兩個單一聚合物白光器件在不同電壓下的電致發(fā)光光譜?？梢钥吹剑庾V并不隨電壓發(fā)生變化，這在實際應(yīng)用中非常重要[8]。 兩個單一聚合物白光器件在不同電壓下的電致發(fā)光光譜 1.2.3 OLED材料及其對壽命的影響 一般而言，OLED可按發(fā)光材料分為兩種：小分子OLED和高分子OLED〔也可稱為PLED〕。小分子OLED和高分子OLED的差異主要表現(xiàn)在器件的制備工藝

22、不同：小分子器件主要采用真空熱蒸發(fā)工藝，高分子器件那么采用旋轉(zhuǎn)涂覆或噴涂印刷工藝。導(dǎo)致照明顯示產(chǎn)品壽命問題的主要在于發(fā)光材料本身，即其對水份和氧氣的固有敏感性。而無論這些照明顯示設(shè)備多么令人印象深刻，或是看起來有多優(yōu)雅，消費者都不會愿意購置產(chǎn)品壽命過短的產(chǎn)品。對有機太陽能光伏(organicphotovoltaics，OPV)材料而言也是如此──盡管與結(jié)晶硅相比，這種新興材料擁有潛在的低本錢加工法等優(yōu)勢，但即使對一些不大要求長壽命的應(yīng)用來說，它的壽命仍然不夠長。而材料也就和壽命有著密切的關(guān)系，影響OLED壽命衰退的因素，可將其區(qū)分為內(nèi)在和外在兩種。所謂的外在因素，就是指OLED壽命衰退并非與O

23、LED本身組件結(jié)構(gòu)或是所使用的有機材料有關(guān)。而造成外在因素的最大來源就是環(huán)境中的水氧，由于OLED內(nèi)有機材料與高活性金屬陰極對于環(huán)境中的水氧皆相當(dāng)敏感，受侵蝕的位置當(dāng)OLED通電時即呈現(xiàn)不發(fā)光的黑點，而黑點將會隨著時間的增長而慢慢變大，使得真正發(fā)光的區(qū)域越來越小，造成OLED亮度衰退的現(xiàn)象。當(dāng)能夠完全抑制OLED組件黑點的生長來源后，卻仍可以發(fā)現(xiàn)OLED的亮度還是隨著操作時間增長而產(chǎn)生衰退現(xiàn)象。而這樣的衰退機制，就要歸咎于OLED本身組件結(jié)構(gòu)或是所使用的有機材料上，因此，這些就稱之為內(nèi)在因素。 有機材料有以下性質(zhì)對壽命有直接影響： (1)熱穩(wěn)定性：熱穩(wěn)定性是指有機材料本身需具有高的玻璃轉(zhuǎn)移

24、溫度、和高的熱裂解溫度。這是因為在OLED制作過程中，有機膜層是以熱蒸鍍的方式形成，所以剛蒸鍍于基板上的有機膜層多屬于非結(jié)晶型態(tài)；然而，對于一些低玻璃轉(zhuǎn)移溫度的有機材料來說，其易受到操作環(huán)境的溫度或是OLED組件內(nèi)部產(chǎn)生的焦耳熱(JouleHeating)，誘使膜層產(chǎn)生結(jié)晶型態(tài)，如此將會改變有機材料原本的物理性質(zhì)，進而造成OLED亮度衰退的現(xiàn)象。 (2)電和光激發(fā)(氧化復(fù)原)穩(wěn)定性：在多層式OLED組件中，理論上，空穴傳輸層中就只有空穴載子在其中傳遞，而電子傳輸層中就只有電子載子在其中傳遞；然而，對于發(fā)光層來說，就同時存在著電子與空穴載子于其中。因此，作為發(fā)光層的有機材料，其對電和光激發(fā)的穩(wěn)

25、定性、或是其帶正電或帶負電的離子物質(zhì)是否穩(wěn)定就格外重要。 (3)有機材料純度：有機材料的純度，被視為最根底來評斷有機材料是否能用于OLED的首要條件之一，然而，卻又是最容易被輕視的問題之一。磷光材料開發(fā)的領(lǐng)導(dǎo)廠商UniversalDisplayCorporation(UDC)，針對其產(chǎn)品紅色磷光客發(fā)光體材料(RD07)的不同純度對于OLED壽命進行測量，發(fā)現(xiàn)不同純度的有機材料對于壽命有著相當(dāng)程度的影響[9]。 1.3 白光OLED器件的性能指標 白光OLED器件的性能指標主要包括壽命、效率、顯色指數(shù)、色溫等，下面就來簡要介紹一下這幾個重要參數(shù)。 1.3.1 壽命 OLED器件壽命的評

26、估最早是由柯達提出的，它是指當(dāng)器件亮度為初始亮度的一半時器件的發(fā)光時間。影響OLED壽命的因素主要有以下幾點： 〔1〕OLED的陰電極大多為電離能較小的活潑金屬(如鈣、鎂、鋁等)，它們在含氧的環(huán)境中極易被氧化，從而導(dǎo)致器件性能的下降； 〔2〕有機發(fā)光材料對雜質(zhì)、氧、水都非常敏感，極易被污染，從而降低發(fā)光效率； 〔3〕OLED工作時產(chǎn)生的焦耳熱會進一步加劇OLED器件中各種材料，如襯底材料、發(fā)光材料、輔助材料和電極在空氣中的老化，進而影響器件的使用壽命。 此外如果器件的效率低，那么意味著有更多的光以熱的形式輻射掉了，也會影響器件的穩(wěn)定性。因此，提高效率除了省電，也有助于提高壽命。 而對

27、小型顯示器件而言，OLED的壽命(在100cd/m2條件下大于5,000小時)是足夠的，但用于照明，這是遠遠不夠的，必須在目前的根底上提高20~50倍，即壽命至少要在1000cd/m2亮度下超過20000小時。 根據(jù)之前分析的影響壽命的因素，提高器件壽命可從以下方面加以考慮： （1） 提高器件的發(fā)光效率 OLED工作時，激子退激存在輻射、非輻射兩種復(fù)合方式，輻射復(fù)合產(chǎn)生光，而非輻射復(fù)合產(chǎn)生熱，使器件發(fā)熱升溫、有機材料老化、小分子晶化，導(dǎo)致OLED的壽命降低。因此，提高器件的發(fā)光效率，降低熱的產(chǎn)生，減少熱對有機薄膜結(jié)構(gòu)和性能的影響是延長其壽命的重要手段。 （2） 減少器件的老化 盡量防

28、止短路現(xiàn)象的發(fā)生，此現(xiàn)象的發(fā)生主要是因為有機薄膜不均勻致密，從而有貫穿有機層的微型導(dǎo)電通路形成。因此，制備高質(zhì)量的有機薄膜是解決此問題的關(guān)鍵，消除雜質(zhì)的影響，使有機材料通過升華等方法到達高純或超高純的目的。 要延長器件的壽命，封裝技術(shù)的研究與開發(fā)更顯得尤為緊迫和重要。如以下圖所示，下面就幾種封裝方法的優(yōu)缺點進行討論。 圖1.3 封裝圖 〔1〕物理法封裝技術(shù) OLED封裝的一個簡單方法就是將金屬背電極包埋在一層厚的金屬涂層中，這種方法加工簡便、價格低廉。但在金屬蒸鍍過程中不可防止地會有針孔缺陷形成，這一缺陷是目前已有技術(shù)很難克服的。由于針孔為氧氣和水分的侵入提供了足夠的空間，所

29、以這種方法對于延長OLED的使用壽命并不是十分有效的方法。 〔2〕化學(xué)法封裝技術(shù) 利用氣相沉積聚合法對OLED器件進行封裝，具體運用何種氣相沉積技術(shù)以及何種材料進行封裝需視情況而定。 〔3〕復(fù)合封裝法 復(fù)合封裝法也就是所謂的多層包覆密封，它彌補了靠單一無機物或有機物封裝帶來的缺陷，被認為是最具開展前景的一類封裝方法。 2021年維信諾〔Visionox〕公司宣布，該公司與清華大學(xué)合作，在白光OLED器件壽命方面取得新突破。采用低本錢熒光材料制備的白光OLED器件，在1000cd/m2初始亮度下，壽命超過100000小時，超過了業(yè)界之前公布的最好記錄。此次在白光OLED壽命方面取得的重

30、大突破，是由于清華大學(xué)和維信諾的研究人員采用了新型復(fù)合發(fā)光層結(jié)構(gòu)，同時也解決了OLED光源屏體發(fā)光均勻性問題。壽命對OLED器件的重要性不言而喻，國內(nèi)在壽命方面能取得突破也讓人十分欣喜。本文也著重研究了OLED的壽命試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。 1.3.2 效率 由于OLED發(fā)光屬于電流驅(qū)動，因此量子效率可以比擬準確地描述OLED內(nèi)發(fā)光機制的優(yōu)劣。量子效率定義為放出光子數(shù)目與注入電子數(shù)目的比率，而量子效率又可分為外部量子效率和內(nèi)部量子效率。外部量子效率是指在觀測方向，射出器件外表的光子數(shù)目與注入電子數(shù)目的比率，由于OLED器件是多層結(jié)構(gòu)，發(fā)光層所發(fā)出的光會經(jīng)由波導(dǎo)效應(yīng)或再吸收而損失，因此內(nèi)部量子效

31、率是排除此效應(yīng)后發(fā)光層實際的發(fā)光效率，而出光率即為外部量子效率與內(nèi)部量子效率之比。如果應(yīng)用在顯示技術(shù)上，發(fā)光效率又稱電流效率。它和發(fā)光效率是較常被使用的，前者注重發(fā)光材料特性的考慮，為材料與化學(xué)家常引用，而后者那么注重面板耗電和能量系統(tǒng)設(shè)計的考量，為光電工程師常用。 1.3.3 顯色指數(shù)、色溫 光源的色溫是通過比照它的色彩和理論的熱黑體輻射體來確定的。熱黑體輻射體與光源的色彩相匹配時的開爾文溫度就是那個光源的色溫，它直接和普朗克黑體輻射定律相聯(lián)系。顯色指數(shù)是通過與同色溫的參考或基準光源(白熾燈或日光)下物體外觀顏色的比擬。光所發(fā)射的光譜內(nèi)容決定光源的光色，但同樣光色可由許多、少數(shù)甚至僅僅兩

32、個單色的光波混合而成，對各個顏色的顯色性亦大不相同。相同光色的光源會有相異的光譜組成，光譜組成較廣的光源較有可能提供較佳的顯色品質(zhì)。當(dāng)光源光譜中很少或缺乏物體在基準光源下所反射的主波時，會使顏色產(chǎn)生明顯的色差。色差程度愈大，光源對該色的顯色性愈差。 一般來說，色溫在3000~6000K之間的高質(zhì)量光源顯色指數(shù)要在80以上。2007年，柯尼卡美能達公司宣布了其白光器件在效率上取得的進展，采用藍色、黃綠色和紅色磷光材料而制備的白光器件在亮度1000cd/m2下效率可以到達64lm/W，此效率遠遠超過了白熾燈的效率，為白光OLED進入照明市場提供了可能。2021年，美國UDC宣布其開發(fā)出了在亮度1

33、000cd/m2下發(fā)光效率可到達1021m/W的白光OLED，發(fā)出的白光顯色指數(shù)(CRI)為70，色溫為3900K，壽命為8000小時。此款白光技術(shù)除了使用UDC自己開發(fā)的磷光材料外，還使用了與南韓LG化學(xué)和新日鐵化學(xué)合作開發(fā)的材料，這是當(dāng)初白光技術(shù)方面宣布的最高效率[10]。 1.4 國內(nèi)外OLED應(yīng)用與開展 作為未來的商業(yè)領(lǐng)域的重頭戲，自1999年首度商業(yè)化以來，OLED已成功的應(yīng)用在多個領(lǐng)域中。在商業(yè)領(lǐng)域OLED顯示屏可以適用于POS機和ATM機、復(fù)印機、游戲機等；在通訊領(lǐng)域那么可適用于 、移動網(wǎng)絡(luò)終端等領(lǐng)域；在計算機領(lǐng)域那么可大量應(yīng)用在PDA、商用PC和家用PC、筆記本電腦上；

34、消費類電子產(chǎn)品領(lǐng)域，那么可適用于音響設(shè)備、數(shù)碼相機、便攜式DVD；在工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域那么適用于儀器儀表等；在交通領(lǐng)域那么用在GPS、飛機儀表上等。因此，OLED在國內(nèi)外都有很高的受重視程度。 〔1〕國外OLED開展概況 美國越來越重視OLED照明，在美國國家方案中有固態(tài)照明的工程，其中OLED照明工程的目標為“到達75～150lmPW，且使用壽命為10000h〞。在美國能源部推進的固體照明開發(fā)工程中，柯達公司開發(fā)的是發(fā)光效率和壽命等符合國際標準“EnergyStar〞的OLED照明?？逻_現(xiàn)已開發(fā)出了發(fā)光效率符合EnergyStar標準的OLED照明器具，其發(fā)光效率為561mPW，壽命為1000

35、0h。美國UDC公司針對困擾OLED照明的商業(yè)化的壽命問題，一直在不斷改良OLED器件的效率、顏色和壽命，2021年其研發(fā)成功壽命為80000h的OLED器件(在1000cdPm2效率到達501mPW)，這項成就增強了OLED照明取代傳統(tǒng)照明的可行性。2021年5月，UDC公司研制成功了在1000cdPm2到達1021mPW的OLED器件，這項成果對OLED技術(shù)來說具有里程碑意義，這一效率已經(jīng)超過了目前的白熾燈和熒光燈。這些技術(shù)均來自于該公司獨有的磷光OLED技術(shù)。國外的電氣公司與各種國際機構(gòu)(如IEE、IEEE等)中，可靠性工作都很受重視，IEC在1965年成立了可靠性與維修性技術(shù)委員會，至

36、今已發(fā)布了不少關(guān)于可靠性與維修性方面根底性或共性的標準：如IEC300?可靠性與維修性管理?，它為產(chǎn)品在制訂可靠性與維修性時提供參考，還有IS09000系列標準的補充文件提供有關(guān)可靠性方面的內(nèi)容；還有IEC605?設(shè)備可靠性試驗?與IEC706?維修性導(dǎo)那么?IEC605是關(guān)于設(shè)備可靠性試驗方面一套較為完整的根底性標準，它規(guī)定了設(shè)備可靠性驗證試驗和可靠性測定試驗的總原那么、具體程序及試驗方案。 日本對于OLED照明的興趣也在迅速增長中，日本政府參與的New Energyand Industrial Technology Development Organization正在推廣一些方案，其中一

37、個方案中，松下電工、出光興產(chǎn)與Tazmo這3家企業(yè)將協(xié)作開發(fā)OLED照明技術(shù)。另外，日本鋼鐵化學(xué)(Nippon Steel Chemical)已開始就此供給相關(guān)材料。日本的Konica Minolta公司在2006年1月30號宣布已經(jīng)成功開發(fā)了1000cdPm2到達64lmPW的白光OLED亮度適用于照明應(yīng)用。2021年5月Lumiotec新公司成立時，其發(fā)布的OLED面板亮度為5000cdPm2，發(fā)光效率為201mPW，壽命為6000h，2021年3月在東京有明國際會展上展出了該公司用研發(fā)裝置制作的厚度119mm的面板[11]。 〔2〕國內(nèi)OLED開展概況 我國OLED技術(shù)研究經(jīng)過10余

38、年的開展，取得了一系列重大技術(shù)成果，并成功實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，為我國實現(xiàn)顯示產(chǎn)業(yè)的彎道趕超帶來了希望。國內(nèi)許多知名企業(yè)如維信諾、上海天馬、京東方、彩虹、虹視等都在大力推進OLED特別是AMOLED開展的步伐。其中北京維信諾科技，清華大學(xué)技術(shù)入股，建有中國大陸第一條OLED試生產(chǎn)線，與清華一起申請了30多項國內(nèi)外OLED專利。開發(fā)了128*64、132*64、16*1等OLED產(chǎn)品。并研制成功了64(RGB)*64、96(RGB)*64、160(RGB)*128彩色OLED，96*64多色及240單色OLED樣品，并在2021年進入規(guī)?；a(chǎn)。2005年11月開始在昆山籌備建立中國大陸第一條OLED大

39、規(guī)模生產(chǎn)線。上海航天歐德(上海大學(xué))，與杭州士蘭微電子合作，最近成功開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的國內(nèi)第一款OLED專用驅(qū)動IC芯片。其包括一顆80行驅(qū)動(SC1680)和一顆80列驅(qū)動(SC16805)采用QFP封裝，用于 屏的TAB和COF用驅(qū)動IC也已開發(fā)出樣品。汕尾信利半導(dǎo)體〔技術(shù)：韓國Viatron，設(shè)備：日本Evatach〕，該公司的OLED生產(chǎn)線是中國大陸第一條具有規(guī)模生產(chǎn)能力的生產(chǎn)線。 盡管如此，我國境內(nèi)的融資環(huán)境還不完善，與平板顯示產(chǎn)業(yè)的“高投入、長周期〞的投資組織模式有差距，研發(fā)投入缺乏，缺少核心專利技術(shù)。加強政策財政支持力度，政府部門要加大對各種平板顯示核心技術(shù)研發(fā)的支持

40、力度，強化自主創(chuàng)新能力，著重突破技術(shù)開展瓶頸，大力開展擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)，提高低一代顯示技術(shù)的自主創(chuàng)新能力。產(chǎn)業(yè)鏈不完善，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈奉獻價值不突出，大局部關(guān)鍵根底材料和核心關(guān)鍵設(shè)備依賴進口。形成自主生產(chǎn)平板顯示器件的能力。中國企業(yè)在專利領(lǐng)域的積累仍處于最初階段，仍需在相對較長的一段時間內(nèi)投入更多精力做好OLED產(chǎn)業(yè)根底研發(fā)工作，同時應(yīng)注重全球范圍專利布局研究，并慎重考慮中國自身在該領(lǐng)域內(nèi)的專利布局情況，以取得長足開展。中國大陸還沒有一家能夠提供穩(wěn)定量產(chǎn)供貨OLED材料的廠商，所以目前OLED材料需要全面進口。國家各級政府對包括OLED在內(nèi)的新型平板顯示器等一批重大高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的研究的越來越

41、重視,支持力度越來越集中，而且采取了加大政府采購對自主創(chuàng)新產(chǎn)品的支持等鼓勵企業(yè)研發(fā)的有力措施。光電顯示產(chǎn)業(yè)及其相關(guān)產(chǎn)業(yè)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一?；谧灾骷夹g(shù)的中國大陸OLED產(chǎn)業(yè)的興起對提升我國顯示產(chǎn)業(yè)的國際競爭力具有重要意義。新興的OLED技術(shù)為中國大陸顯示器行業(yè)實現(xiàn)跨越式開展提供了一個難得的歷史機遇。我國大陸很多地方和企業(yè)加大對OLED產(chǎn)業(yè)的投入，加快了OLED技術(shù)的開展和產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大，將會快速培養(yǎng)起一批能夠盡早參與國際競爭的企業(yè)，形成突破點和帶動效應(yīng)，大大縮短“中國創(chuàng)造〞屹立于世界先進行列的進程，使中國成為國際光電顯示產(chǎn)業(yè)強國[12]。 1.5 研究白光OLED壽命的意義 OLED

42、具備極其廣闊的市場前景，其應(yīng)用領(lǐng)域的廣泛無疑推動了OLED產(chǎn)業(yè)的開展。有望成為未來平板顯示的主流技術(shù)，其壽命特性已成為制約OLED開展的關(guān)鍵因素之一。盡管OLED壽命近幾年有了顯著提高，企業(yè)開展的常規(guī)壽命試驗方法不僅消耗大量時間，而且極易落后于產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度，這樣壽命測試失去了意義。而顯示技術(shù)的更新?lián)Q代也是其開展的必然，OLED顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的LCD顯示方式不同，無需背光燈，采用非常薄的有機材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過時，這些有機材料就會發(fā)光。而且OLED顯示屏幕可以做得更輕更薄，無可視角度限制，能夠顯著節(jié)省電能，但有機發(fā)光顯示技術(shù)還存在使用壽命短、屏幕大型化難等缺陷。雖然將來技術(shù)更優(yōu)

43、秀的OLED將會取代LCD，如何攻克技術(shù)難題，將成為中外企業(yè)的重中之重。同時也決定了OLED在平板電視上廣泛應(yīng)用的進程。 OLED由于具有高效率、高亮度、寬視角、低功耗、響應(yīng)速度快等優(yōu)點，得到國際社會特別是產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界的重視，已經(jīng)逐漸擁有電視、MP3播放器、 、可彎曲標價牌的市場。從整體來看，OLED照明的優(yōu)勢在于具備高發(fā)光效率，適用于大面積面光源，而且針對不同地區(qū)的用戶，能調(diào)整其顏色符合各種色溫需求。其次，OLED照明可以做到材質(zhì)柔軟、易于裁切、造型輕薄，及低驅(qū)動電壓等特性，相當(dāng)符合當(dāng)前流行的綠色環(huán)保要求。而白光OLED技術(shù)的全彩色像素點只有白色發(fā)光二極管。在三個白色發(fā)光OLED二極

44、管的上部涂覆有紅綠藍三原色的濾光膜，進而形成視覺上的三原色發(fā)光。這種技術(shù)只涉及到白色一種OLED反光材料的制備，但是卻需要采用三種濾光膜：不過濾光膜技術(shù)已經(jīng)在LCD液晶面板產(chǎn)業(yè)中廣泛應(yīng)用，非常成熟。就目前OLED領(lǐng)域白光和三原色兩大技術(shù)而言，在當(dāng)前OLED快速普及的背景下，在保存三原色OLED高端產(chǎn)品的同時，推出低端白色OLED產(chǎn)品幾乎是必然的趨勢。相對RGB OLED顯示來說，白光OLED技術(shù)難度與本錢較低，因此量產(chǎn)化的難度就更低，市場普及的可能性也高于RGB OLED。 相比RGB OLED而言，白光OLED更值得我們研究的意義，但是唯有在壽命上給予保障，才會有效推動白光OLED的開展。

45、因此，OLED產(chǎn)品的可靠性問題也日益受到關(guān)注，如果使用幾年之后發(fā)現(xiàn)亮度減半，和現(xiàn)在的燈管LCD一樣，OLED會更慘，LCD的燈管不行可以換燈管，OLED只有換屏了。售價5000美元更是會讓顧客望而卻步，只有在OLED的壽命可靠性得到證實，才是量產(chǎn)面市的時機。對于投入市場的有機EL器件要求在連續(xù)操作下使用壽命到達10000小時以上，儲存壽命要求5年。一般的壽命試驗在正常工作條件下需一年以上的時間，在時間和經(jīng)費上來說已成為企業(yè)的沉重負擔(dān)，因此，迫切需要開展加速壽命試驗以期在較短的時間內(nèi)評估白光OLED的使用壽命。 我國是世界上用電量較大的國家之一，電量的12%被用于照明，目前照明光源主要有白熾燈

46、和熒光燈。白熾燈的效率很低，只有12~15lm/W，大局部能量以熱的形式被浪費掉，熒光燈的效率約為白熾燈的4倍，但是熒光燈含有汞，會造成環(huán)境污染。因此，迫切需要一種新型的光源技術(shù)，于是有機發(fā)光二極管應(yīng)運而生。OLED是平面固態(tài)光源，發(fā)光均勻，不閃爍，不僅效率高，有效節(jié)省了資源，而且環(huán)保無污染，還可以制備在柔性襯底上，是一種新型的具有無限應(yīng)用潛力的綠色光源技術(shù)。所以，開發(fā)一種OLED加速壽命測試方法來加快產(chǎn)品的壽命測試進程是有必要的。由于白光OLED在使用上的廣泛，這也就是我們研究白光OLED壽命的意義所在。 本課題利用威布爾分布函數(shù)、雙線性回歸法(BRM)的理論建立白光OLED壽命估計的理論

47、模型。通過已經(jīng)實現(xiàn)的加大白光OLED的驅(qū)動電流開展的三組恒定應(yīng)力加速壽命試驗，利用威布爾函數(shù)來描述其壽命分布，并對已得到數(shù)據(jù)利用雙線性回歸法(BRM)完成了白光OLED加速壽命試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析[13]。 第二章 可靠性概述 2.1 可靠性介紹 根據(jù)國家標準GB-6583的規(guī)定，環(huán)境可靠性是指：產(chǎn)品在規(guī)定的條件下、在規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。產(chǎn)品在設(shè)計、應(yīng)用過程中，不斷經(jīng)受自身及外界氣候環(huán)境及機械環(huán)境的影響，而仍需要能夠正常工作，這就需要以試驗設(shè)備對其進行驗證，這個驗證根本分為研發(fā)試驗、試產(chǎn)試驗、量產(chǎn)抽檢三個局部。對產(chǎn)品而言，可靠性越高就越好?？煽啃愿叩漠a(chǎn)品，可以長時間正常工作〔

48、這正是所有消費者需要得到的〕；從專業(yè)術(shù)語上來說，就是產(chǎn)品的可靠性越高，產(chǎn)品可以無故障工作的時間就越長。 2.1.1 可靠性和故障 簡單的說，狹義的“可靠性〞是產(chǎn)品在使用期間沒有發(fā)生故障的性質(zhì)。例如一次性注射器，在使用的時間內(nèi)沒有發(fā)生故障，就認為是可靠的；再如某些一旦發(fā)生故障就不能再次使用的產(chǎn)品，日光燈管就是這類型的產(chǎn)品，一般損壞了只能更換新的。從廣義上講，“可靠性〞是指使用者對產(chǎn)品的滿意程度或?qū)ζ髽I(yè)的信賴程度。而這種滿意程度或信賴程度是從主觀上來判定的。為了對產(chǎn)品可靠性做出具體和定量的判斷，可將產(chǎn)品可靠性可以定義為在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，元器件〔產(chǎn)品〕、設(shè)備或者系統(tǒng)穩(wěn)定完成功能的程度

49、或性質(zhì)。例如，汽車在使用過程中，當(dāng)某個零件發(fā)生了故障，經(jīng)過修理后仍然能夠繼續(xù)駕駛。產(chǎn)品實際使用的可靠性叫做工作可靠性。工作可靠性又可分為固有可靠性和使用可靠性。固有可靠性是產(chǎn)品設(shè)計制造者必須確立的可靠性，即按照可靠性規(guī)劃，從原材料和零部件的選用，經(jīng)過設(shè)計、制造、試驗，直到產(chǎn)品出產(chǎn)的各個階段所確立的可靠性。使用可靠性是指已生產(chǎn)的產(chǎn)品，經(jīng)過包裝、運輸、儲存、安裝、使用、維修等因素影響的可靠性。 產(chǎn)品、系統(tǒng)在規(guī)定的條件下，規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力稱為可靠性。這里的產(chǎn)品可以泛指任何系統(tǒng)、設(shè)備和元器件。產(chǎn)品可靠性定義的要素是三個“規(guī)定〞：“規(guī)定條件〞、“規(guī)定時間〞和“規(guī)定功能〞。 提到可靠性

50、，自然也會談到故障。產(chǎn)品或產(chǎn)品的一局部不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)，稱之為故障。故障的表現(xiàn)形式，叫做故障模式。引起故障的物理化學(xué)變化等內(nèi)在原因，叫做故障機理。不可修產(chǎn)品〔如電子元器件〕，失效產(chǎn)品的故障按其故障的規(guī)律可以分為兩大類：偶然故障與漸變故障。 2.1.2 可靠性三要素 可靠性包含了耐久性、可維修性、設(shè)計可靠性三大要素。 耐久性：產(chǎn)品使用無故障性或使用壽命長就是耐久性。例如，當(dāng)空間探測衛(wèi)星發(fā)射后，人們希望它能無故障的長時間工作，否那么，它的存在就沒有太多的意義了，但從某一個角度來說，任何產(chǎn)品不可能100%的不會發(fā)生故障。 可維修性：當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生故障后，能夠很快很容易的通

51、過維護或維修排除故障，就是可維修性。像自行車、電腦等都是容易維修的，而且維修本錢也不高，很快的能夠排除故障，這些都是事后維護或者維修。而像飛機、汽車都是價格很高而且非常注重平安可靠性的要求，這一般通過日常的維護和保養(yǎng)，來大大延長它的使用壽命，這是預(yù)防維修。產(chǎn)品的可維修性與產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)有很大的關(guān)系，即與設(shè)計可靠性有關(guān)。 設(shè)計可靠性：這是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，由于人——機系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及人在操作中可能存在的過失和操作使用環(huán)境的這種因素影響，發(fā)生錯誤的可能性依然存在，所以設(shè)計的時候必須充分考慮產(chǎn)品的易使用性和易操作性，這就是設(shè)計可靠性。一般來說，產(chǎn)品的越容易操作，發(fā)生人為失誤或其他問題造成的故障和平

52、安問題的可能性就越??；從另一個角度來說，如果發(fā)生了故障或者平安性問題，采取必要的措施和預(yù)防措施就非常重要。例如汽車發(fā)生了碰撞后，有氣囊保護。 2.1.3 可靠性評價 可靠性的評價可以使用概率指標或時間指標，這些指標有：可靠度、失效率、平均無故障工作時間、平均失效前時間、有效度等。典型的失效率曲線是浴盆曲線，其分為三個階段：早期失效區(qū)、偶然失效區(qū)、耗損失效區(qū)。早期失效區(qū)的失效率為遞減形式，即新產(chǎn)品失效率很高，但經(jīng)過磨合期，失效率會迅速下降。偶然失效區(qū)的失效率為一個平穩(wěn)值，意味著產(chǎn)品進入了一個穩(wěn)定的使用期。耗損失效區(qū)的失效率為遞增形式，即產(chǎn)品進入老年期，失效率呈遞增狀態(tài)，產(chǎn)品需要更新。提高可靠

53、性的措施可以是：對元器件進行篩選；對元器件降額使用，使用容錯法設(shè)計〔使用冗余技術(shù)〕，使用故障診斷技術(shù)等?？煽啃灾饕娐房煽啃约霸骷倪x型有必要時用一定儀器檢測[14]。 產(chǎn)品的性能指標是應(yīng)該充分重視的，但隨著科學(xué)技術(shù)的開展，產(chǎn)品的可靠性也愈來愈被人們所重視，因為許多產(chǎn)品的使用價值是與其使用壽命的長短緊密相聯(lián)的。一個生產(chǎn)高可靠性產(chǎn)品的工廠可以抵三、四個同類工廠，一個生產(chǎn)低可靠性產(chǎn)品的工廠往往因為失去在市場上的競爭能力而倒閉。所以，可靠性的研究是很有意義的。 〔1〕可靠性研究的重要性 首先是電子產(chǎn)品的復(fù)雜程度在不斷增加。人們最早使用的礦石收音機是非常簡單的，隨之先后出現(xiàn)了各種類型的

54、收音機、錄音機、錄放相機、通訊機、雷達、制導(dǎo)系統(tǒng)、電子計算機以及宇航控制設(shè)備，復(fù)雜程度不斷地增長。電子設(shè)備復(fù)雜程度的顯著標志是所需元器件數(shù)量的多少。而電子設(shè)備的可靠性決定于所用元器件的可靠性，因為電子設(shè)備中的任何一個元器件、任何一個焊點發(fā)生故障都將導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障。一般說來，電子設(shè)備所用的元器件數(shù)量越多，其可靠性問題就越嚴重，為保證設(shè)備或系統(tǒng)能可靠地工作，對元器件可靠性的要求就非常高、非常苛刻。 其次，電子設(shè)備的使用環(huán)境日益嚴酷，現(xiàn)已從實驗室到野外，從熱帶到寒帶，從陸地到深海，從高空到宇宙空間，經(jīng)受著不同的環(huán)境條件，除溫度、濕度影響外，海水、鹽霧、沖擊、振動、宇宙粒子、各種輻射等對電子元器件

55、的影響，導(dǎo)致產(chǎn)品失效的可能性增大。 第三，電子設(shè)備的裝置密度不斷增加。從第一代電子管產(chǎn)品進入第二代晶體管，現(xiàn)已從小、中規(guī)模集成電路進入到大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路，電子產(chǎn)品正朝小型化、微型化方向開展，其結(jié)果導(dǎo)致裝置密度的不斷增加，從而使內(nèi)部溫升增高，散熱條件惡化。而電子元器件將隨環(huán)境溫度的增高，降低其可靠性，因而元器件的可靠性引起人們的極大重視。 可靠性已經(jīng)列為產(chǎn)品的重要質(zhì)量指標加以考核和檢驗。長期以來，人們只用產(chǎn)品的技術(shù)性能指標作為衡量電子元器件質(zhì)量好壞的標志，這只反映了產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個方面，還不能反映產(chǎn)品質(zhì)量的全貌。因為，如果產(chǎn)品不可靠，即使其技術(shù)性能再好也得不到發(fā)揮。從某種意義上說，

56、可靠性可以綜合反映產(chǎn)品的質(zhì)量。 可靠性工程是一個綜合的學(xué)科，它的開展可以帶動和促進產(chǎn)品的設(shè)計、制造、使用、材料、工藝、設(shè)備和管理的開展，把電子元器件和其它電子產(chǎn)品提高到一個新的水平。正因為這樣，可靠性已形成一個專門的學(xué)科，作為一個專門的技術(shù)進行研究[15]。 〔2〕可靠性高的優(yōu)勢 可靠性高的產(chǎn)品才能滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要。現(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的開展特點之一是自動化水平不斷提高。一條自動化生產(chǎn)線是由許多零部件組成，生產(chǎn)線上一臺設(shè)備出了故障，那么會導(dǎo)致整條線停產(chǎn)，這就要求組成線上的產(chǎn)品要有高可靠性，Appolo宇宙飛船正是由于高可靠性，才一舉順利完成登月方案?，F(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)開展的另一特點設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜

57、化，組成設(shè)備的零件多，其中一個零件發(fā)生故障會導(dǎo)致整機失效。如1986年美國“挑戰(zhàn)者〞號航天飛機就是因為火箭助推器內(nèi)橡膠密封圈因溫度低而失效，導(dǎo)致航天飛機爆炸和七名宇航員遇難及重大經(jīng)濟損失。由此可見，只有高可靠性產(chǎn)品才能滿足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要。 可靠性高的產(chǎn)品可獲得高的經(jīng)濟效益。提高產(chǎn)品可靠性可獲得很高的經(jīng)濟效益。如美國西屋公司為提高某產(chǎn)品的可靠性，曾作了一次全面審查，結(jié)果是所得經(jīng)濟效益是為提高可靠性所花費用的100倍。另外，產(chǎn)品的可靠性水平提高了還可大大減少設(shè)備的維修費用。1961年美國國防部預(yù)算中至少有25%用于維修費用。蘇聯(lián)過去有資料統(tǒng)計，在產(chǎn)品壽命期內(nèi)以下產(chǎn)品的維修費用與購置費用之比

58、為：飛機為5倍，汽車為6倍，機床為8倍，軍事裝置為10倍，可見提高產(chǎn)品可靠性水平會大大降低維修費用，從而提高經(jīng)濟效益。 可靠性高的產(chǎn)品，才有高的競爭能力。只有產(chǎn)品可靠性提高，才能提高產(chǎn)品的信譽，增強日益劇烈的市場競爭能力。日本的汽車曾一度因可靠性差，在美國造成大量退貨，幾乎失去了美國市場。日本總結(jié)了經(jīng)驗，提高了汽車可靠性水平，因此使日本汽車在世界市場上競爭力很強。中國實行改革、開放的國策，現(xiàn)又面臨參加WTO，挑戰(zhàn)是嚴峻的。我們面臨的是世界興旺國家的競爭，如果我們的產(chǎn)品有高的可靠性，那就能打入劇烈競爭的世界市場，從而獲得巨大經(jīng)濟效益，促進民族工業(yè)的開展；相反，那么會被別國擠出市場，甚至失去局部

59、國內(nèi)市場，由此可見生產(chǎn)高可靠性的產(chǎn)品的重要性。這也研究可靠性的重要意義所在，白光OLED需要可靠性的支持[16]。 2.3 可靠性根本參數(shù) 〔1〕可靠度或可靠度函數(shù) 產(chǎn)品的可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。假設(shè)規(guī)定的時間為t，產(chǎn)品的壽命為T，在一批產(chǎn)品中的壽命有的T>t，也有的T≤t，從概率論角度可以將可靠度表示為T>t的概率，即 〔2.1〕 在數(shù)值上，某個時間的概率可用試驗中該事件發(fā)生的頻率來估計。 〔2〕失效概率或積累失效概率 失效概率是表征產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時間內(nèi)，喪失規(guī)定功能的概率，也成為不可靠度。它

60、也是時間t的函數(shù)，記作，顯然 〔2.2〕 它在數(shù)值上等于1減可靠度，也就是說，產(chǎn)品從0開始試驗〔或工作〕到時刻t，失效總數(shù)與初始試驗〔或工作〕產(chǎn)品總數(shù)之比，積累失效概率與可靠度的關(guān)系式為 　　 〔2.3〕 〔3〕平均壽命 平均壽命對不可修復(fù)或不值得修復(fù)的產(chǎn)品和可修復(fù)的產(chǎn)品有不同的含義。對于不可修復(fù)的產(chǎn)品，其壽命是指產(chǎn)品發(fā)生失效前的工作時間或工作次數(shù)。因此，平均壽命是指壽命的平均值，即產(chǎn)品在喪失規(guī)定功能前的平均工作時間，通常記作MTTF〔mean time to failure〕。對可修復(fù)的產(chǎn)品，壽命是

61、指兩次相鄰故障間的工作時間，而不是指產(chǎn)品的報廢時間。因此，對這類產(chǎn)品的平均壽命是指平均無故障工作時間，或稱平均故障間隔時間，記作MTBF〔mean time between failures〕。但是，不管哪類產(chǎn)品，平均壽命在理論上的意義是類似的，其數(shù)學(xué)表達式也是一致的。 設(shè)產(chǎn)品壽命的失效概率密度函數(shù)為，那么它的數(shù)學(xué)期望： 〔2.4〕 產(chǎn)品的平均壽命一般都是未知的，特別是在產(chǎn)品的失效分布未知的情況下，所以一批產(chǎn)品的平均壽命一般式通過壽命試驗，用獲得的數(shù)據(jù)來估算的。由于可靠性壽命試驗往往是破壞性的，故只能抽取局部進行壽命試驗。如果從中抽取了個樣品，經(jīng)過

62、壽命試驗獲得各樣品發(fā)生故障的時刻分別為， ， ， ，那么這個數(shù)的算術(shù)平均值： 〔2.5〕 就可用來估計該產(chǎn)品的平均壽命。 如果較大，那么可按一定時間間隔對壽命試驗進行分組。譬如把個數(shù)據(jù)分為組，設(shè)第個組中有個數(shù)據(jù)，表示第組的時間中值，并用表示組內(nèi)每一個數(shù)據(jù)的近似值，于是件樣品總的工作時間可作如下近似計算： 〔2.6〕 于是這批產(chǎn)品的平均壽命的估計公式為： 〔2.7〕 一般說來，電子元器件的平均壽命愈長，在短時間內(nèi)工作的可靠性愈高。但是，可靠性與壽命雖然密切相關(guān)，又不是同一概念，不能混

63、為一談。不能認為可靠性高，壽命就長；也不能認為壽命長的可靠性就必然高，這與使用要求有關(guān)。通常所指的高可靠，是指產(chǎn)品完成要求任務(wù)的把握性特別高；而長壽命，是指產(chǎn)品可以用很長時間工作而性能良好。如海、地纜線通訊設(shè)備所用元器件要求使用20年而性能良好，表達了長壽命；導(dǎo)彈工作時間不一定長，但工作時間內(nèi)〔幾秒、幾分或半小時〕要求高度可靠，萬無一失，這就表達為高可靠[17]。 2.4 OLED與LED電子產(chǎn)品的可靠性 電子產(chǎn)品的可靠性是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下及規(guī)定的時間內(nèi)完成規(guī)定功能的能力，它是電子產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要組成局部。一個電子產(chǎn)品盡管其技術(shù)性能指標很高，但如果它的可靠性不高，它的質(zhì)量就不能算是好

64、的。產(chǎn)品的可靠性不高將會給生產(chǎn)帶來很大損失，隨著控制系統(tǒng)的大型化，一個系統(tǒng)所用的電子元件越來越多，只要其中一個元件發(fā)生故障，一般都會導(dǎo)致整個系統(tǒng)發(fā)生故障，由此產(chǎn)生的經(jīng)濟損失將遠遠超過一個元件本身的價值，所以元件的可靠性越來越重要。電子產(chǎn)品是否適應(yīng)預(yù)定的環(huán)境和滿足可靠性指標，必須通過可靠性試驗進行鑒定或考核；有時還需通過試驗來暴露產(chǎn)品在設(shè)計和工藝中存在的問題，通過故障分析確定主要的故障模式和發(fā)生的原因，進而采取改良措施。所以可靠性試驗不僅是可靠性活動的重要環(huán)節(jié)，也是進一步提高產(chǎn)品可靠性的有效措施。OLED的發(fā)光原理類似發(fā)光二極管，可參考傳統(tǒng)的發(fā)光二極管LED評價方法。 一般來說，LED的可靠性

65、是以半衰期〔即光輸出量減少到最初值一半的時間〕來表征，大概在1萬到10萬小時之間LED的可靠性測試包括靜電敏感度特性、壽命、環(huán)境特性等指針的測試。靜電敏感度特性是指LED能承受的靜電放電電壓。某些LED由于電阻率較高，且正負電極距離很短，假設(shè)兩端的靜電電荷積累到一定值時，這一靜電電壓會擊穿PN結(jié)，嚴重時可將PN結(jié)擊穿導(dǎo)致LED失效，因此必須對LED的靜電敏感度特性進行測試，獲得LED的靜電放電故障臨界電壓。目前一般采用人體方式、機器方式、器件充電方式來模擬現(xiàn)實生活中的靜電放電現(xiàn)象[18]。 現(xiàn)在，在劇烈的市場經(jīng)濟競爭中，以優(yōu)取勝、以質(zhì)量與可靠性取勝，必將成為共識。為了進一步開展電器產(chǎn)品的可靠

66、性工作，以提高我國電器產(chǎn)品的可靠性水平，我們應(yīng)該盡快制定其他主要電器產(chǎn)品〔如低壓斷路器、熱繼電器等〕可靠性試驗方法的行業(yè)標準；電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)加強可靠性管理工作。為了開展可靠性設(shè)計、可靠性生產(chǎn)、可靠性實驗和失效分析工作，必須要有健全的可靠性管理組織；為了收集現(xiàn)場使用中的失效產(chǎn)品或現(xiàn)場失效信息，也需要健全的可靠性管理組織；為了把失效分析得到的信息反響給設(shè)計部門、生產(chǎn)部門和試驗部門，更需要健全的可靠性管理組織。因此，加強可靠性管理工作是十分必需和重要的。 第三章　OLED加速壽命試驗理論模型 3.1 威布爾壽命分布 威布爾分布是瑞典物理學(xué)家W.Weibull在分析材料強度及鏈條強度時推導(dǎo)出的一種分布函數(shù)，具有使用范圍廣、數(shù)據(jù)擬合能力強等特點。由于對OLED產(chǎn)品的壽命預(yù)測中，除了關(guān)心平均壽命、可靠壽命等外，還關(guān)心其可能的最小壽命，因此，在OLED壽命分析中引入三參數(shù)威布爾分布。設(shè)OLED的壽命服從三參數(shù)威布爾分布，其分布函數(shù)為： (3.1) 式中：。m為形狀參數(shù)，其值的大小決定密度曲線的幾何形狀；為尺度參數(shù)，它決定著F(t)曲線的陡度