【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 。而顯示技術(shù)的更新?lián)Q代也是其發(fā)展的必然， OLED 顯示技術(shù)與傳統(tǒng)的 LCD 顯示方式不同，無(wú)需背光燈，采用非常薄的有機(jī)材料涂層和玻璃基板，當(dāng)有電流通過(guò)時(shí)，這些有機(jī)材料就會(huì)發(fā)光。而且 OLED 顯示屏幕可以做得更輕更薄，無(wú)可視角度限制，能夠顯著節(jié)省電能，但有機(jī)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(lái)技術(shù)更優(yōu)秀的 OLED 將會(huì)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(shí)也 決定了 OLED 在平板電視上廣泛應(yīng)用的進(jìn)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(diǎn)，得到國(guó)際社會(huì)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、手機(jī)、可彎曲標(biāo)價(jià)牌的市場(chǎng)。從整體來(lái)看， OLED 照明的優(yōu)勢(shì)在于具備高發(fā)光效率，適用于大面積面光源，而且針對(duì)不同地區(qū)的用戶(hù)，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(dòng)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(diǎn)只有白色發(fā)光二極管。在三個(gè)白色發(fā)光 OLED 二極管的上部涂覆有紅綠藍(lán)三原色的濾光膜，進(jìn)而形成視覺(jué)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(guò)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，在保留三原色 OLED高端產(chǎn)品的同時(shí)，推出低端白色 OLED產(chǎn)品幾乎是必然的趨勢(shì)。相對(duì) RGB OLED 顯示來(lái)說(shuō)，白光 OLED 技術(shù)難度與成本較低，因此量產(chǎn)化的難度就更低，市場(chǎng)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(huì)有效推動(dòng)白光 OLED 的發(fā)展。因此， OLED 產(chǎn)品的可靠性問(wèn)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(huì)更慘， LCD 的燈管不行可以換燈管， OLED 只有換屏了。售價(jià) 5000 美元更是會(huì)讓顧客望而卻步，只有在 OLED的壽命可靠性得到證實(shí)，才是量產(chǎn)面市的時(shí)機(jī)。對(duì)于投入市場(chǎng)的有機(jī) EL 器件要求在連續(xù)操作下使用壽命達(dá)到 10000 小時(shí)以上，儲(chǔ)存壽命要求 5 年。一般的壽命試驗(yàn)在正常工作條件下需一年以上的時(shí)間，在時(shí)間和經(jīng)費(fèi)上來(lái)說(shuō)已成 為企業(yè)的沉重負(fù)擔(dān)，因此，迫切需要開(kāi)展加速壽命試驗(yàn)以期在較短的時(shí)間內(nèi)評(píng)估白光 OLED 的使用壽命。 我國(guó)是世界上用電量較大的國(guó)家之一，電量的 12%被用于照明，目前照明光源主要有白熾燈和熒光燈。白熾燈的效率很低，只有 12~15lm/W，大部分能量以熱的形式被浪費(fèi)掉，熒光燈的效率約為白熾燈的 4 倍，但是熒光燈含有汞，會(huì)造成環(huán)境污染。因此，迫切需要上海電力學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 一種新型的光源技術(shù)，于是有機(jī)發(fā)光二極管應(yīng)運(yùn)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(wú)污染，還可以制備在柔性襯底上，是一種新型的具有 無(wú)限應(yīng)用潛力的綠色光源技術(shù)。所以，開(kāi)發(fā)一種 OLED 加速壽命測(cè)試方法來(lái)加快產(chǎn)品的壽命測(cè)試進(jìn)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(xiàn)性回歸法 (BRM)的理論建立白光 OLED 壽命估計(jì)的理論模型。通過(guò)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的加大白光 OLED的驅(qū)動(dòng)電流開(kāi)展的三組恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)，利用威布爾函數(shù)來(lái)描述其壽命分布，并對(duì)已得到數(shù)據(jù)利用雙線(xiàn)性回歸法 (BRM)完成了白光OLED 加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 [13]。 第二章 可靠性概述 可靠性介紹 根 據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB6583 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(shí)間內(nèi)完成規(guī)定的功能的能力。產(chǎn)品在設(shè)計(jì)、應(yīng)用過(guò)程中，不斷經(jīng)受自身及外界氣候環(huán)境及機(jī)械環(huán)境的影響，而仍需要能夠正常工作，這就需要以試驗(yàn)設(shè)備對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證，這個(gè)驗(yàn)證基本分為研發(fā)試驗(yàn)、試產(chǎn)試驗(yàn)、量產(chǎn)抽檢三個(gè)部分。對(duì)產(chǎn)品而言，可靠性越高就越好?？煽啃愿叩漠a(chǎn)品，可以長(zhǎng)時(shí)間正常工作（這正是所有消費(fèi)者需要得到的）；從專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)上來(lái)說(shuō)，就是產(chǎn)品的可靠性越高，產(chǎn)品可以無(wú)故障工作的時(shí)間就越長(zhǎng)。 可靠性和故障 簡(jiǎn)單的說(shuō)，狹義的 “可靠性 ”是產(chǎn)品在使 用期間沒(méi)有發(fā)生故障的性質(zhì)。例如一次性注射器，在使用的時(shí)間內(nèi)沒(méi)有發(fā)生故障，就認(rèn)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(lèi)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(duì)產(chǎn)品的滿(mǎn)意程度或?qū)ζ髽I(yè)的信賴(lài)程度。而這種滿(mǎn)意程度或信賴(lài)程度是從主觀上來(lái)判定的。為了對(duì)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(shí)間內(nèi)，元器件（產(chǎn)品）、設(shè)備或者系統(tǒng)穩(wěn)定完成功能的程度或性質(zhì)。例如，汽車(chē)在使用過(guò)程中，當(dāng)某個(gè)零件發(fā)生了故障，經(jīng)過(guò)修理后仍然能夠繼續(xù)駕駛。產(chǎn)品實(shí)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(jì)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(guò)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)，直到產(chǎn)品出產(chǎn)的各個(gè)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(guò)包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)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(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力稱(chēng)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(gè) “規(guī)定 ”： “規(guī)定條件 ”、 “規(guī)定時(shí)間 ”和 “規(guī)定功能 ”。 提到可靠 性，自然也會(huì)談到故障。產(chǎn)品或產(chǎn)品的一部分不能或?qū)⒉荒芡瓿深A(yù)定功能的事件或狀態(tài)，稱(chēng)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(jī)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(lèi)：偶然故障與漸變故障。 基于 BRM 下白光 OLED 恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 10 可靠性三要素 可靠性包含了耐久性、可維修性、設(shè)計(jì)可靠性三大要素。 耐久性：產(chǎn)品使用無(wú)故障性或使用壽命長(zhǎng)就是耐久性。例如，當(dāng)空間探測(cè)衛(wèi)星發(fā)射后，人們希望它能無(wú)故障的長(zhǎng)時(shí)間工作，否則，它的存在就沒(méi)有太多的意義了，但從某一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，任何產(chǎn)品 不可能 100%的不會(huì)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過(guò)維護(hù)或維修排除故障，就是可維修性。像自行車(chē)、電腦等都是容易維修的，而且維修成本也不高，很快的能夠排除故障，這些都是事后維護(hù)或者維修。而像飛機(jī)、汽車(chē)都是價(jià)格很高而且非常注重安全可靠性的要求，這一般通過(guò)日常的維護(hù)和保養(yǎng)，來(lái)大大延長(zhǎng)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(jì)可靠性有關(guān)。 設(shè)計(jì)可靠性：這是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵，由于人 —— 機(jī)系統(tǒng)的復(fù)雜性，以及人在操作中可能存在的差錯(cuò)和操作使用環(huán)境的這種因素影 響，發(fā)生錯(cuò)誤的可能性依然存在，所以設(shè)計(jì)的時(shí)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(jì)可靠性。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品的越容易操作，發(fā)生人為失誤或其他問(wèn)題造成的故障和安全問(wèn)題的可能性就越小；從另一個(gè)角度來(lái)說(shuō)，如果發(fā)生了故障或者安全性問(wèn)題，采取必要的措施和預(yù)防措施就非常重要。例如汽車(chē)發(fā)生了碰撞后，有氣囊保護(hù)。 可靠性評(píng)價(jià) 可靠性的評(píng)價(jià)可以使用概率指標(biāo)或時(shí)間指標(biāo)，這些指標(biāo)有：可靠度、失效率、平均無(wú)故障工作時(shí)間、平均失效前時(shí)間、有效度等。典型的失效率曲線(xiàn)是浴盆曲線(xiàn)，其分為三個(gè)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(guò)磨合期，失效率會(huì)迅速下降。偶然失效區(qū)的失效率為一個(gè)平穩(wěn)值，意味著產(chǎn)品進(jìn)入了一個(gè)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(jìn)入老年期，失效率呈遞增狀態(tài)，產(chǎn)品需要更新。提高可靠性的措施可以是：對(duì)元器件進(jìn)行篩選；對(duì)元器件降額使用，使用容錯(cuò)法設(shè)計(jì)（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(shí)用一定儀器檢測(cè) [14]。 可靠性研究的意義 產(chǎn)品的性能指標(biāo)是應(yīng)該充分重視的，但隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品的可靠 性也愈來(lái)愈被人們所重視，因?yàn)樵S多產(chǎn)品的使用價(jià)值是與其使用壽命的長(zhǎng)短緊密相聯(lián)的。 一個(gè)生產(chǎn)高可靠性產(chǎn)品的工廠(chǎng)可以抵三 、四個(gè)同類(lèi)工廠(chǎng)，一個(gè)生產(chǎn)低可靠性產(chǎn)品的工廠(chǎng)往往因?yàn)槭ピ谑袌?chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)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(jī)是非常簡(jiǎn)單的，隨之先后出現(xiàn)了各種類(lèi)型的收音機(jī)、錄音機(jī)、錄放相機(jī)、通訊機(jī)、雷達(dá)、制導(dǎo)系統(tǒng)、電子計(jì)算機(jī)以及宇航控制設(shè)備，復(fù)雜程度不斷地增長(zhǎng)。電子設(shè)備復(fù)雜程度的顯著標(biāo)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?yàn)殡娮釉O(shè)備中的任何一個(gè)元器件、任何一個(gè)焊點(diǎn)發(fā)生故障都將導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生故障。一般說(shuō)來(lái)，電子設(shè)備所用的元器件數(shù)量越多，其可靠性問(wèn)題就越嚴(yán)重，為保證設(shè)備或系統(tǒng)能可靠地工作，對(duì)元器件可靠性的要求就非常高、非?？量獭? 上海電力學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 其次，電子設(shè)備的使用環(huán)境日益嚴(yán)酷，現(xiàn)已從實(shí)驗(yàn)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(dòng)、宇宙粒子、各種輻射等對(duì)電子元器件的影響，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(jìn)入第二代晶體管，現(xiàn)已從小、中規(guī)模集成電路進(jìn)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、微型化方向發(fā)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(biāo)加以考核和檢驗(yàn)。長(zhǎng)期以來(lái)，人們只用產(chǎn)品的技術(shù)性能指標(biāo)作為衡量電子元器件質(zhì)量好壞的標(biāo)志，這只反映了產(chǎn)品質(zhì)量好壞的一個(gè)方面，還不能反映產(chǎn)品質(zhì)量的全貌。因?yàn)?，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(shuō)，可靠性可以綜合反映產(chǎn)品的質(zhì)量。 可靠性工程是一個(gè)綜合的學(xué)科，它的發(fā)展可以帶動(dòng)和促進(jìn)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、使用、材料、工藝、設(shè)備和管理的發(fā)展，把電子元器件和其它電子產(chǎn)品提高到一個(gè)新的水平。正因?yàn)檫@樣，可靠性已形成一個(gè)專(zhuān)門(mén)的學(xué)科，作為一個(gè)專(zhuān)門(mén)的技術(shù)進(jìn)行研究 [15]。 （ 2）可靠性高的優(yōu)勢(shì) 可靠性高的產(chǎn)品才能滿(mǎn)足現(xiàn)代技術(shù)和生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展特點(diǎn)之一是自動(dòng)化水平不斷提高。一條自動(dòng)化生產(chǎn)線(xiàn)是由許多零部件組成，生產(chǎn)線(xiàn)上一臺(tái)設(shè)備出了故障，則會(huì)導(dǎo)致整條線(xiàn)停產(chǎn)，這就要求組成線(xiàn)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計(jì)劃?，F(xiàn)代生產(chǎn)技術(shù)發(fā)展的另一特點(diǎn)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜化，組成設(shè)備的零件多，其中一個(gè)零件發(fā)生故障會(huì)導(dǎo)致整機(jī)失效。如 1986 年美國(guó) “ 挑戰(zhàn)者 ” 號(hào)航天飛機(jī)就是因?yàn)榛鸺破鲀?nèi)橡膠密封圈因溫度低而失效，導(dǎo)致航天飛機(jī)爆炸和七名宇航員遇難及重大經(jīng)濟(jì)損失。由此可見(jiàn)，只有高可靠性產(chǎn)品才能滿(mǎn)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(jì)效益。提高產(chǎn)品可靠性可獲得很高的經(jīng)濟(jì)效益。如美國(guó)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(jì)效益是為提高可靠性所花費(fèi)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(fèi)用。1961 年美國(guó)國(guó)防部預(yù)算中至少有 25%用于維修費(fèi)用。蘇聯(lián)過(guò)去有資料統(tǒng)計(jì)，在產(chǎn)品壽命期內(nèi)下列產(chǎn)品的維修費(fèi)用與購(gòu)置費(fèi)用之比為：飛機(jī)為 5 倍，汽車(chē)為 6 倍，機(jī)床為 8 倍，軍事裝置為 10 倍，可見(jiàn)提高產(chǎn)品可靠性水平會(huì)大大降低維修費(fèi)用，從而提高經(jīng)濟(jì)效益。 可靠性高的產(chǎn)品，才有高的競(jìng)爭(zhēng)能力。只有產(chǎn)品可靠性提高，才能提高產(chǎn)品的信譽(yù)，增強(qiáng)日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。日本的汽車(chē)曾一度因可靠性差，在美國(guó)造成大量退貨，幾乎失去了美國(guó)市場(chǎng)。日本總結(jié)了經(jīng)驗(yàn)，提高了汽車(chē)可靠性水平，因此使日本 汽車(chē)在世界市場(chǎng)上競(jìng)爭(zhēng)力很強(qiáng)。中國(guó)實(shí)行改革、開(kāi)放的國(guó)策，現(xiàn)又面臨加入 WTO，挑戰(zhàn)是嚴(yán)峻的。我們面臨的是世界發(fā)達(dá)國(guó)家的競(jìng)爭(zhēng)，如果我們的產(chǎn)品有高的可靠性，那就能打入激烈競(jìng)爭(zhēng)的世界市場(chǎng)，從而獲得巨大經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)民族工業(yè)的發(fā)展；相反，則會(huì)被別國(guó)擠出市場(chǎng)，甚至失去部分國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，由此可見(jiàn)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]。 基于 BRM 下白光 OLED 恒定應(yīng)力加速壽命試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 12 可靠性基本參數(shù) （ 1）可靠度或可靠度函數(shù) ??Rt 產(chǎn)品的可靠度是指產(chǎn)品在規(guī)定條件下和 規(guī)定時(shí)間內(nèi)，完成規(guī)定功能的概率。假設(shè)規(guī)定的時(shí)間為 t，產(chǎn)品的壽命為 T，在一批產(chǎn)品中的壽命有的 Tt，也有的 T≤t，從概率論角度可以將可靠度表示為 Tt 的概率，即 ? ? ? ?=P TR t t? （ ） 在數(shù)值上，某個(gè)時(shí)間的概率可用試驗(yàn)中該事件發(fā)生的頻率來(lái)估計(jì)。 （ 2）失效概率或積累失效概率 ??Ft 失效概率是表征產(chǎn)品在規(guī)定條件下和規(guī)定時(shí)間內(nèi)，喪失規(guī)定功能的概率，也成為不可靠度。它也是時(shí)間 t 的函數(shù)， 記作 ??Ft，顯然 ? ? P(T t)Ft ?? （ ） 它在數(shù)值上等于 1 減可靠度，也就是說(shuō)，產(chǎn)品從 0 開(kāi)始試驗(yàn)（或工作）到