CN102393883A - 基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法 - Google Patents

基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法，在OLED加速参数
Figure 2011103037409100004DEST_PATH_IMAGE002
已经确定的条件下，只需做一组电流应力为

Description

基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法
技术领域
本发明涉及一种寿命测试技术，特别涉及一种基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法。
背景技术
有机电致发光器件（简称OLED）是自液晶显示技术（LCD）、发光二极管（LED）、等离子显示技术（PDP）后崛起的新一代平板显示技术，具有视角宽广、响应快速和主动发光无需背光源等优点。OLED技术具备极其广阔的市场前景，有望成为未来平板显示的主流技术。OLED寿命近几年有了显著提高，常规的寿命测试已经不能满足企业快速预测寿命的需求。
发明内容
本发明是针对有机电致发光器件预测技术落后的问题，提出了一种基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法，在OLED加速参数                                                
Figure 272156DEST_PATH_IMAGE001
已经确定的条件下，若预测其寿命，只需做一组电流应力为
Figure 985028DEST_PATH_IMAGE002
的加速寿命试验来预测其平均寿命，建议电流值接近最高电流应力。这种方法可以缩短试验时间，节约试验成本，与常规的OLED寿命试验相比具有较明显的优势。
本发明的技术方案为：一种基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法，具体包括如下步骤：
1）已知加速参数
Figure 551138DEST_PATH_IMAGE001
，选取一组实验样品进行电流应力为
Figure 587228DEST_PATH_IMAGE002
的加速寿命试验；
2）设OLED寿命服从对数正态分布，其概率密度函数表示为：
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE003
，式中：
Figure 275698DEST_PATH_IMAGE004
为对数均值，
Figure 397238DEST_PATH_IMAGE005
 为对数标准差；
3）采用极大似然法估计出对数正态分布参数，结合步骤1）中概率密度函数，参数
Figure 577159DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 733334DEST_PATH_IMAGE005
的似然函数写成：
Figure 530388DEST_PATH_IMAGE006
 ，式中：、
Figure 109454DEST_PATH_IMAGE008
分别为在加速应力
Figure 120135DEST_PATH_IMAGE009
下的失效时间和样品数量；参数
Figure 901141DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 997273DEST_PATH_IMAGE011
的极大似然估计为
 
Figure 708877DEST_PATH_IMAGE012
                  
Figure 901961DEST_PATH_IMAGE011
的无偏估计应为：
Figure 40818DEST_PATH_IMAGE013
 ，在计算机上对参数
Figure 358667DEST_PATH_IMAGE014
和
Figure 687011DEST_PATH_IMAGE015
进行反复迭代求解得
Figure 672285DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure 982043DEST_PATH_IMAGE017
的最终迭代值；
4）将步骤3）中估计出的对数正态分布参数
Figure 849505DEST_PATH_IMAGE018
和代入下式 ：
Figure 742692DEST_PATH_IMAGE019
 ，其中，
Figure 36401DEST_PATH_IMAGE020
是当前电流应力
Figure 594421DEST_PATH_IMAGE021
下的OLED的平均寿命，已知加速参数
Figure 185940DEST_PATH_IMAGE022
，则加速系数为：
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE023
 ，式中：
Figure 208122DEST_PATH_IMAGE024
是OLED产品在加速应力
Figure 859684DEST_PATH_IMAGE021
相对于正常工作电流
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE025
下的寿命加速系数，OLED在正常应力下的平均寿命
Figure 449540DEST_PATH_IMAGE026
为：
Figure 844750DEST_PATH_IMAGE027
 ，可计算出OLED平均寿命
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE028
。
本发明的有益效果在于：本发明基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法，此方法可以填补国内快速预测OLED寿命的空白，缩短寿命试验周期，降低寿命试验成本，并为OLED技术人员根据寿命指标设计产品提供技术参考。
具体实施方式
已知加速参数下基于极大似然法预测OLED寿命的具体实施步骤如下：
一、试验数据的确定：
试验样品的失效时间如果有自动记录失效装置的，以自动记录到的时间计算。若用定时方法测试时，若某测试间隔
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE030
中测得的失效数为
Figure 356951DEST_PATH_IMAGE031
，则第
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE032
个测试间隔内的第
Figure 623984DEST_PATH_IMAGE033
个产品的失效时间
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE034
应分别确定为：
Figure 885201DEST_PATH_IMAGE035
（1）式中：
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE036
为相邻的两个测试时刻。
另外，试验中由于非产品本身的原因（如设备原因、人为原因、意外事故等）所造成的失效则不应计入失效数内。
将失效时间从小到大顺序排列，就得到一组试验数据
Figure 367129DEST_PATH_IMAGE037
。 
需要说明的是：这里进行的是完全寿命试验，即直到该电流应力水平下的试验样品全部失效为止。
二、应用对数正态分布描述OLED寿命：
设OLED寿命服从对数正态分布，其概率密度函数表示为：
（2）式中：
Figure 360493DEST_PATH_IMAGE039
为对数均值，
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE040
 为对数标准差。
三、对数正态分布参数的极大似然法估计：
根据OLED寿命服从对数正态分布，采用极大似然法估计出对数正态分布参数。结合式（2），参数
Figure 177139DEST_PATH_IMAGE014
和的似然函数写成：
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE042
  （3）式中：
Figure 516165DEST_PATH_IMAGE043
、
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE044
分别为在加速应力
Figure 742747DEST_PATH_IMAGE045
下的失效时间和样品数量。
    对式（3）两边取对数得：
Figure 984372DEST_PATH_IMAGE046
   （4）
可以看出，函数和
Figure 358632DEST_PATH_IMAGE048
有相同的极值点，所以也可用式（4）作似然函数。根据极大似然原理，由式（4）得到确定对数正态分布参数、
Figure 798841DEST_PATH_IMAGE050
的似然方程：
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE051
                  （5）
则参数
Figure 399586DEST_PATH_IMAGE010
和
Figure 675978DEST_PATH_IMAGE011
的极大似然估计为：
 
Figure 20372DEST_PATH_IMAGE052
        （6）
因为是
Figure 315087DEST_PATH_IMAGE011
的有偏估计，所以
Figure 86734DEST_PATH_IMAGE011
的无偏估计应为：
Figure 37372DEST_PATH_IMAGE054
   （7）
需要指出的是：由于式（6）和（7）较复杂，这里采用软件编制迭代程序，在计算机上进行反复迭代求解。
四、平均寿命的计算：
利用以上述方法，将估计出的对数正态分布参数
Figure 732927DEST_PATH_IMAGE018
和
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE055
代入下式 ：
Figure 85411DEST_PATH_IMAGE056
   （8）其中，
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE057
是当前电流应力下的OLED的平均寿命。
已知加速参数
Figure 528210DEST_PATH_IMAGE058
，则加速系数为：
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE059
  （9）式中：
Figure 27456DEST_PATH_IMAGE024
是OLED产品在加速应力
Figure 234446DEST_PATH_IMAGE021
相对于正常工作电流
Figure 347896DEST_PATH_IMAGE060
下的寿命加速系数。因此，OLED在正常应力下的平均寿命
Figure 335444DEST_PATH_IMAGE028
为：
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE061
   （10）。
因此，在已知加速参数
Figure 559752DEST_PATH_IMAGE058
的情况下，只需通过做一组较高电流应力的加速寿命试验，求得产品在加速电流应力
Figure 696947DEST_PATH_IMAGE021
条件下的平均寿命
Figure 715719DEST_PATH_IMAGE057
，再由式（8）、（9）、（10）便可预测产品在正常条件下的平均寿命，这种方法确保在较短的时间内预测OLED产品寿命。
举例：选取一组
Figure 128246DEST_PATH_IMAGE062
个的OLED样品进行恒定应力
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE063
下加速寿命测试（该型OLED产品正常工作应力为
Figure 218561DEST_PATH_IMAGE064
）,按具体实施步骤一采集该加速应力下失效时间，如下表1所示。
表1
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE065
综合具体实施步骤二和三所述方法，试验数据采用极大似然法分析，结合式（6）和（7）并在计算机上进行反复迭代计算。
Figure 213193DEST_PATH_IMAGE066
下的对数正态分布参数和
Figure 365006DEST_PATH_IMAGE017
的最终迭代值如下表2所示。
表2 
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE067
结合具体步骤四所述方法，利用已迭代得到的恒定应力
Figure 744166DEST_PATH_IMAGE021
下的对数均值和对数标准差
Figure 671988DEST_PATH_IMAGE017
,代入式（8），计算出
Figure 855844DEST_PATH_IMAGE068
，若已知加速参数
Figure 2011103037409100002DEST_PATH_IMAGE069
，并将该加速参数、
Figure 225646DEST_PATH_IMAGE064
、
Figure 194870DEST_PATH_IMAGE070
代入式（9），得到恒定应力下的寿命加速系数为：。把
Figure 663077DEST_PATH_IMAGE072
和代入式（10），可计算出OLED平均寿命为：
Figure 570991DEST_PATH_IMAGE074
。
目前，该型号OLED市场实绩表明其平均寿命在1.6万小时左右，由于不同的结构，材料和工艺会造成产品寿命有一定差异，因此，本方法得到的OLED平均寿命与客户反馈数据比较接近。

Claims (1)

1.一种基于加速参数的有机电致发光器件寿命预测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1）已知加速参数                                                
Figure 485660DEST_PATH_IMAGE001
，选取一组实验样品进行电流应力为
Figure 282715DEST_PATH_IMAGE002
的加速寿命试验；
2）设OLED寿命服从对数正态分布，其概率密度函数表示为：
Figure 704600DEST_PATH_IMAGE003
，式中：
Figure 940410DEST_PATH_IMAGE004
为对数均值，
Figure 951091DEST_PATH_IMAGE005
 为对数标准差；
3）采用极大似然法估计出对数正态分布参数，结合步骤1）中概率密度函数，参数
Figure 919047DEST_PATH_IMAGE004
和
Figure 15179DEST_PATH_IMAGE005
的似然函数写成：
Figure 539832DEST_PATH_IMAGE006
 ，式中：
Figure 405020DEST_PATH_IMAGE008
、分别为在加速应力
Figure 189622DEST_PATH_IMAGE010
下的失效时间和样品数量；参数
Figure 439338DEST_PATH_IMAGE011
和
Figure 424612DEST_PATH_IMAGE012
的极大似然估计为
 
Figure 547420DEST_PATH_IMAGE013
                  
Figure 618144DEST_PATH_IMAGE012
的无偏估计应为：
Figure 671551DEST_PATH_IMAGE014
 ，在计算机上对参数
Figure 573647DEST_PATH_IMAGE015
和
Figure 54307DEST_PATH_IMAGE016
进行反复迭代求解得和
Figure 37403DEST_PATH_IMAGE018
的最终迭代值；
4）将步骤3）中估计出的对数正态分布参数
Figure 731690DEST_PATH_IMAGE019
和
Figure 445568DEST_PATH_IMAGE012
代入下式 ：
Figure 490884DEST_PATH_IMAGE020
 ，其中，
Figure 886093DEST_PATH_IMAGE021
是当前电流应力
Figure 434886DEST_PATH_IMAGE022
下的OLED的平均寿命，已知加速参数
Figure 335977DEST_PATH_IMAGE023
，则加速系数为：
Figure 603011DEST_PATH_IMAGE024
 ，式中：
Figure 801911DEST_PATH_IMAGE025
是OLED产品在加速应力
Figure 267527DEST_PATH_IMAGE022
相对于正常工作电流
Figure 526470DEST_PATH_IMAGE026
下的寿命加速系数，OLED在正常应力下的平均寿命
Figure 280800DEST_PATH_IMAGE027
为：
Figure 830861DEST_PATH_IMAGE028
 ，可计算出OLED平均寿命
Figure 354246DEST_PATH_IMAGE029
。
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