毕业设计（论文）-Weibull 分布下基于MLE的白光OLED寿命预测-有程序.doc

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1、毕业（设计）论文目 录摘要ABSTRACT第一章 绪 论11.1 OLED介绍及特点11.2 OLED的结构与原理21.2.1 有机电致发光器件的结构21.2.2 有机电致发光器件的原理31.3 OLED应用41.4 OLED发展历史以及国内外现状分析51.4.1 OLED发展历史51.4.2 OLED国内外现状分析61.5 OLED寿命预测的研究目的及意义7第二章 可靠性介绍92.1 可靠性概念92.2 可靠性研究的意义92.3 可靠性的特征量102.3.1 可靠度112.3.2 失效率112.3.3 寿命特征122.4 电子产品可靠性的现状与展望13第三章 加速寿命试验的理论模型153.1

2、 加速寿命试验概念153.2 寿命试验意义及其用途153.3 加速寿命试验的类型153.4 加速寿命试验的分布条件及方法163.4.1 Weibull分布163.4.2 极大似然估计法17第四章 试验数据的统计分析及寿命估计184.1 基本假定184.2 试验数据184.3 恒定应力加速寿命试验数据统计分析184.4 数据分析处理204.4.1 恒定应力试验数据处理204.4.2 加速寿命方程及其参数204.4.3 分布拟合的检验214.4.4 寿命估计21第五章 结 论23参考文献24致谢26Weibull 分布下基于MLE的白光OLED寿命预测摘 要当今社会OLED的使用日益广泛，并在人们

3、的生活中扮演越来越重要的角色，如汽车，手机，电视等，因此准确地对其进行估计是十分必要的。本文从极大似然估计方法入手来进行数据分析，采用威布尔分布对白光OLED寿命分布进行描述，试图提高分布参数估计的精度。此外，利用MATLAB软件进行编程，完成了白光OLED寿命的预测。数值结果表明，白光OLED的寿命服从威布尔分布，其加速模型符合逆幂定律。精确地计算出加速参数使得快速估算白光OLED寿命成为可能。关键词：OLED；Weibull分布；极大似然估计法；寿命预测LIFE PREDICTION OF WHITE OLED BASED ON MLE UNDER WEIBULL DISTRIBUTION

4、ABSTRACTOLED is becoming more and more useful in modern society, and playing more and more important role in our life, such as, Automobile, Mobile phone and Display and so on. Therefore, it is necessary to estimate its life. In this thesis, maximum likelihood method was introduced to do data analysi

5、s, and Weibull distribution was employed to describe the life distribution of white OLED to improve the accuracy of estimated distribution parameters. Furthermore, MATLAB software programming was used to achieve life prediction of white OLED. The numerical results indicate that white OLED life meets

6、 Weibull distribution, and that the accelerated model satisfies the inverse power law. The acceleration parameters, which were accurately calculated, enable rapid estimation of white OLED life.Key Words: OLED; Weibull distribution; MLE; Life prediction25第一章 绪 论OLED，即有机发光二极管（Organic Light-Emitting Di

7、ode），又称为有机电激光显示（Organic Electroluminesence Display, OELD），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。由于其具备轻薄、省电等特性，因此从2003年开始，这种显示设备在MP3播放器以及手机副屏上得到了广泛应用，而对于同属数码类产品的DC与手机，在最近几年也已经逐渐走入了实际应用的阶段，各大厂商生产出了很多具备OLED主屏的机器。OLED屏幕具备了许多LCD不可比拟的优势，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

8、技术。1.1 OLED介绍及特点随着现代化信息时代的到来，显示器在仪器仪表、计算机、通讯设备、家用电器等领域得到广泛使用。当前正在使用的显示器件主要有阴极射线管(CRT)、液晶显示屏(LCD)、等离子显示器(PDP)、发光二极管(LED)等，它们已形成年产值数百亿美元的产业群体。由于它们自身有不同程度的性能缺陷，如：CRT体积大、笨重，LCD视觉小，LED难以实现蓝光，在信息社会中使用受到一定的限制。相反，有机发光器件或称有机发光二极管(OLED)，是一种高亮度、宽视觉、全固化的电致发光器件，大大克服了上述缺点。OLED与其他平板显示显示技术相比，显示出无可比拟的优点1-2：（1） 核心层厚度

9、很薄，厚度可以小于lmm，为液晶的13，OLED器件单个像素尺寸可以相当小，并且重量也更轻；（2） 固态机构，没有液体物质，因此抗震性能更好，不怕摔；（3） 几乎没有可视角度的问题，即使在很大的视角下观看，画面仍然不失真；（4） OLED显示屏的响应时间快，响应时间是LCD的千分之一，显示运动画面绝对不有拖影的现象，显示运动图像的质量要好于常规的TFT-LCD液晶屏；（5） OLED低温特性好，低温特性好，在零下40度时仍能正常显示，而LCD则无法做到；（6） 制造工艺简单，比液晶显示屏的工序少，所需材料很少，成本更低；（7） 主动发光，更轻更薄更省电。OLED材料自身可以发出红、绿、蓝等颜色

10、的光，因此不需要LCD必备的背光源和彩色滤光板，发光效率更高，能耗比LCD要低。OLED是通电后自发光，能够做到超轻超薄，其显示效果比液晶显示器更清晰、柔和；（8） OLED能够在不同材质的基板上制造，厂家甚至可将电路印刷在弹性材料上做成能弯曲的柔软显示器，未来的显示器可以像百叶窗一样卷起，甚至可以卷起来带着走，还可以根据客户的需求加以设计；（9） 低电压直流驱动，10V以下。用电池即可驱动；（10） 显示能力，OLED发光颜色丰富，其发光颜色可覆盖整个可见光区，近紫外区及红外波段。而且由于没有背光灯的影响，所以当像素在显示黑色时，也可以达到全黑画面，在对比度上有优势。综上所述，OLED技术远

11、远优越于现有的LCD技术，因此OLED已成为当今显示器件研究的热门，大量的有机发光材料被合成出来，各种结构精巧的有机发光器件被世界各国科学家制备出来3-4，并已有产品投放市场，我国也有多所大学和研究所加入了这一行列，并取得了一定的成绩。目前，这一领域的热点仍集中在降低驱动电压、增加器件的发光效率、延长使用寿命5、实现全色显示等方面。1.2 OLED的结构与原理1.2.1 有机电致发光器件的结构6-7有机电致发光器件多采用夹层式结构，即有机层被两侧电极像三明治一样夹在中间，空穴和电子分别从阳极和阴极注入，并在有机层中传输，相遇之后形成激子，激子复合发光，辐射光经透明电极一侧出射。根据有机膜的功能

12、，器件结构大致可以分为以下几类：（1） 单层器件结构如图1.1所示，在器件的正极和负极间，制作由一种或数种发光材料组成的发光层，这一层既作发光层又兼作电子传输层和空穴传输层。单层器件具有制备方法简单、工艺简便等优点但容易发光淬灭和载流子注入不平衡，所以单层器件仅用于测量有机材料的电学和光学性质。图1.1单层结构器件结构示意图（2） 双层器件结构1987年，Kodak公司引入了具有高空穴传输性能的一种芳香族二胺TPD作空穴传输层，制成了新一代双层OLEDs，这种双层的有机膜结构有效地解决了电子和空穴的复合区远离电极和平衡载流子注入速率问题，提高了OLEDs器件的效率。图1.2中显示了双层结构器件

13、的结构。图1.2 双层结构器件结构示意图（3） 三层结构器件三层器件结构的有机电致发光器件由空穴传输层(HTL)、电子传输层(ETL)和发光层(EML)组成，这种器件结构是目前有机电致发光器件中最常用的器件结构，如图1.3所示。 图1.3 三层结构器件结构示意图 图1.4 多层器件结构示意图（4） 多层器件结构实际设计中，为优化和平衡OLEDs器件的各项性能，充分到发挥各个功能层的作用，通常采用如图1.4所示的多层器件结构。这种器件结构不但保证了OLEDs功能层与玻璃间的良好附着性，而且还使得来自阳极和金属阴极的载流子更容易注入到有机功能薄膜中。1.2.2 有机电致发光器件的原理有机电致发光，

14、即发光材料在外加直电场作用下，受到电流和电场的激发而发光的现象，它是一个将电能直接转化为光能的一种发光过程。有机电致发光器件是载流子双注入型器件，由正极和负极产生的空穴和电子在发光材料中复合形成激子，激子的能量传递到发光分子，将发光分子中的电子激发到激发态，由于激发态是一个不稳定的状态，去激过程就会产生可见光，如图1.5所示。 图1.5 有机电致发光器件的工作原理图 图1.6 单层有机电致发光器件的能级图如图1.6，和指载流子由阴极注入和从阳极注入到有机材料要克服的势垒，是有机材料电子亲合势；和指费米能级到真空能级的距离：EML(Emitting material layer)为有机发光层。有

15、机电致发光过程通常由以下5个阶段完成。（1） 载流子的注入：在外加电场的作用下，电子和空穴分别从阴极和阳极向夹在电极之间的有机功能薄膜注入。载流子由电极向有机材料注入需要克服有机层与电极之间的势垒，因此有机分子和电极间的势垒是影响载流子注入和有机器件光电特性的重要因素。（2） 载流子的输运：电子和空穴分别从电子传输层和空穴传输层向发光层传输。载流子注入到有机材料中后，电子和空穴在外电场作用下分别向正极和负极移动，这个动态过程就是载流子传输。电场作用下两种载流子相遇后就有可能复合而发光。（3） 载流子复合与激子形成：在有机层中运动的带相反电荷的载流子相遇，通过电子的转移而形成中性的激发态-激子。（4） 激子的迁移：空穴和电子在发光层中形成激子，外加电场的作用下，激子发生迁移，它会将能量转移到发光材料，并激发发光材料中的电子从基态跃迁到激发态。（5） 电致发光：激发态能量通过辐射失活，产生光子，释放出光能。激子通过辐射衰减跃迁到基态，释放出能量，即观察到发光。有机材料的电致发光器件通过外电场作用，使电子和空穴分别注入到有机层的导带和价带，然后复合发光。一般来说，能量转移、浓度淬灭、杂质淬灭等，直接造成激子非辐射跃迁，导致发光效率