液晶顯示器壽命評(píng)估 孔令軍 1，任立軍 2 【摘 要】提出了一種液晶顯示器壽命評(píng)估方法。介紹了加速壽命實(shí)驗(yàn)的基本原 理和實(shí)驗(yàn)方法，并對(duì)加速模型進(jìn)行推導(dǎo)，在進(jìn)行分布驗(yàn)證的前提下進(jìn)行壽命計(jì) 算，通過加速狀態(tài)下測(cè)試的產(chǎn)品壽命計(jì)算任意環(huán)境下的壽命，完成液晶顯示器 的壽命評(píng)估。 【期刊名稱】液晶與顯示 【年(卷),期】2011(026)002 【總頁數(shù)】4 【關(guān)鍵詞】關(guān) 鍵 詞：加速壽命試驗(yàn)；平均壽命；分布 1引言 目前國(guó)內(nèi)外對(duì)電子產(chǎn)品的壽命評(píng)估較多［1－3］，而對(duì)于液晶顯示器（LCD）的 壽命評(píng)估較少［4］。雖然國(guó)內(nèi)一些終端產(chǎn)品（筆記本、電視等）使用液晶面板 的企業(yè)也做過 MTBF 評(píng)估，但由于整機(jī)評(píng)估受產(chǎn)品結(jié)構(gòu)影響比較大，所以不能 單獨(dú)對(duì)液晶顯示屏進(jìn)行壽命評(píng)估。液晶顯示器是一類特殊產(chǎn)品，結(jié)合了物理學(xué)、 化學(xué)、光學(xué)、材料學(xué)等綜合特性，國(guó)內(nèi)外對(duì)其壽命評(píng)估的相關(guān)文獻(xiàn)比較少，很 多企業(yè)在對(duì)液晶顯示器評(píng)估時(shí)直接參照電子產(chǎn)品的評(píng)估方法，甚至直接引用相 關(guān)參數(shù)來計(jì)算，雖然其結(jié)論有一定的參考性，但是評(píng)估的誤差相對(duì)較大。 對(duì)產(chǎn)品的壽命評(píng)估一般有 3 種方法：其一是將產(chǎn)品放在正常使用的環(huán)境下測(cè)試， 自然損耗，直到壽命終止；其二是收集類似產(chǎn)品的出貨及不良退貨數(shù)據(jù)加以整 理，估算產(chǎn)品的壽命；其三是采用加速壽命試驗(yàn)，以合理的試驗(yàn)計(jì)劃，將一定 的產(chǎn)品投入到合適的加速條件下led顯示器壽命，加速產(chǎn)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(jì)算常規(guī)環(huán)境下的產(chǎn)品壽命。

本文通過加速模型推導(dǎo)和產(chǎn)品壽命分布分析，建立了液晶顯示器產(chǎn)品壽命的評(píng) 估方法。此評(píng)估方法已經(jīng)應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外各類客戶的產(chǎn)品評(píng)估，并且得到了較好 的評(píng)價(jià)。 2實(shí)驗(yàn) 2.1 加速壽命試驗(yàn)原理 半導(dǎo)體器件等電子元器件在使用或儲(chǔ)存過程中，總存在著某種比較緩慢的物理 化學(xué)變化。當(dāng)這一物理化學(xué)變化過程發(fā)展到一定階段，器件的外觀特性和功能 就會(huì)逐步變化，最終導(dǎo)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(tài)的變化和體內(nèi)、金屬化系統(tǒng)等的物理化學(xué)變化造成的。 這些變化遵循一定的規(guī)律，外界環(huán)境對(duì)這樣的變化可以通過加速的方式來完成， 加速應(yīng)力與產(chǎn)品壽命的理論關(guān)系則由加速試驗(yàn)?zāi)Ｐ兔枋觥?2.2 加速壽命試驗(yàn)?zāi)Ｐ?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(yīng)力為加速變量的加 速模型。大多數(shù)電子元器件、復(fù)雜機(jī)器及系統(tǒng)的壽命都服從一定的分布，產(chǎn)品 的加速模型和壽命分布不能等同計(jì)算。 阿列尼烏斯模型適用于產(chǎn)品的單應(yīng)力溫度，Power－law humidity model［1］ 適用于溫度和濕度雙應(yīng)力。根據(jù)液晶顯示器產(chǎn)品特性，選擇的加速應(yīng)力模型為 Power－law humidity model。

計(jì)算公式為： 式中：L 為產(chǎn)品在溫度 T 和濕度 RH 下的壽命；T 為產(chǎn)品的工作溫度（熱力學(xué) 溫度）；RH 為產(chǎn)品的相對(duì)濕度（%RH）；k 為玻爾茲曼常數(shù)，k＝8.617×10－5 eV／℃；Ea 為產(chǎn)品激活能；n 為濕度加速因子。由式（1）推導(dǎo)出來的加速系 數(shù) Γ［1］為： 激活能 Ea 是晶體中晶格點(diǎn)陣上的原子運(yùn)動(dòng)到另一點(diǎn)陣或間隙位置時(shí)所需的能量， 是反映溫度應(yīng)力對(duì)產(chǎn)品壽命影響的一種指標(biāo)。阿列尼烏斯認(rèn)為，對(duì)于某一確定 反應(yīng)來說，激活能是不隨溫度變化的常數(shù)（溫度小于 500K）。激活能對(duì)加速系 數(shù)影響較大，同一產(chǎn)品不同失效模式會(huì)使激活能發(fā)生變化，目前可以看到很多 機(jī)構(gòu)推薦的激活能值，而這些只能是參考，不能直接應(yīng)用于具體產(chǎn)品上，需要 進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算。 對(duì)式（1）兩邊取對(duì)數(shù)，即得到線性化的廣義模型： 對(duì)式（3）求解三元一次方程，給出參數(shù) a、b、c，再代到式（2），就可以推 導(dǎo)任何溫度、濕度條件下的壽命，為評(píng)估液晶顯示器產(chǎn)品的常規(guī)壽命提供理論 依據(jù)。 常規(guī)產(chǎn)品的壽命即平均無故障時(shí)間（Mean Time Between Failure，MTBF） 為加速條件下的 MTBF 乘以加速因子 Γ。