led顯示器壽命-液晶顯示器壽命評估

液晶顯示器壽命評估 孔令軍 1,任立軍 2 【摘 要】提出了一種液晶顯示器壽命評估方法。介紹了加速壽命實驗的基本原 理和實驗方法,并對加速模型進行推導,在進行分布驗證的前提下進行壽命計 算,通過加速狀態下測試的產品壽命計算任意環境下的壽命,完成液晶顯示器 的壽命評估。 【期刊名稱】液晶與顯示 【年(卷),期】2011(026)002 【總頁數】4 【關鍵詞】關 鍵 詞:加速壽命試驗;平均壽命;分布 1引言 目前國內外對電子產品的壽命評估較多[1-3],而對于液晶顯示器(LCD)的 壽命評估較少[4]。雖然國內一些終端產品(筆記本、電視等)使用液晶面板 的企業也做過 MTBF 評估,但由于整機評估受產品結構影響比較大,所以不能 單獨對液晶顯示屏進行壽命評估。液晶顯示器是一類特殊產品,結合了物理學、 化學、光學、材料學等綜合特性,國內外對其壽命評估的相關文獻比較少,很 多企業在對液晶顯示器評估時直接參照電子產品的評估方法,甚至直接引用相 關參數來計算,雖然其結論有一定的參考性,但是評估的誤差相對較大。 對產品的壽命評估一般有 3 種方法:其一是將產品放在正常使用的環境下測試, 自然損耗,直到壽命終止;其二是收集類似產品的出貨及不良退貨數據加以整 理,估算產品的壽命;其三是采用加速壽命試驗,以合理的試驗計劃,將一定 的產品投入到合適的加速條件下led顯示器壽命,加速產品的損耗,保證這類損耗和自然損耗 是相同的,然后通過加速模型計算常規環境下的產品壽命。

本文通過加速模型推導和產品壽命分布分析,建立了液晶顯示器產品壽命的評 估方法。此評估方法已經應用于國內外各類客戶的產品評估,并且得到了較好 的評價。 2實驗 2.1 加速壽命試驗原理 半導體器件等電子元器件在使用或儲存過程中,總存在著某種比較緩慢的物理 化學變化。當這一物理化學變化過程發展到一定階段,器件的外觀特性和功能 就會逐步變化,最終導致特性的退化和功能的完全喪失,即失效。器件的失效 大多是由于器件表面狀態的變化和體內、金屬化系統等的物理化學變化造成的。 這些變化遵循一定的規律,外界環境對這樣的變化可以通過加速的方式來完成, 加速應力與產品壽命的理論關系則由加速試驗模型描述。 2.2 加速壽命試驗模型 加速壽命的常用模型為阿列尼烏斯模型、愛倫模型及以電應力為加速變量的加 速模型。大多數電子元器件、復雜機器及系統的壽命都服從一定的分布,產品 的加速模型和壽命分布不能等同計算。 阿列尼烏斯模型適用于產品的單應力溫度,Power-law humidity model[1] 適用于溫度和濕度雙應力。根據液晶顯示器產品特性,選擇的加速應力模型為 Power-law humidity model。

計算公式為: 式中:L 為產品在溫度 T 和濕度 RH 下的壽命;T 為產品的工作溫度(熱力學 溫度);RH 為產品的相對濕度(%RH);k 為玻爾茲曼常數,k=8.617×10-5 eV/℃;Ea 為產品激活能;n 為濕度加速因子。由式(1)推導出來的加速系 數 Γ[1]為: 激活能 Ea 是晶體中晶格點陣上的原子運動到另一點陣或間隙位置時所需的能量, 是反映溫度應力對產品壽命影響的一種指標。阿列尼烏斯認為,對于某一確定 反應來說,激活能是不隨溫度變化的常數(溫度小于 500K)。激活能對加速系 數影響較大,同一產品不同失效模式會使激活能發生變化,目前可以看到很多 機構推薦的激活能值,而這些只能是參考,不能直接應用于具體產品上,需要 進行推導計算。 對式(1)兩邊取對數,即得到線性化的廣義模型: 對式(3)求解三元一次方程,給出參數 a、b、c,再代到式(2),就可以推 導任何溫度、濕度條件下的壽命,為評估液晶顯示器產品的常規壽命提供理論 依據。 常規產品的壽命即平均無故障時間(Mean Time Between Failure,MTBF) 為加速條件下的 MTBF 乘以加速因子 Γ。


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