影響LED透明屏壽命的因素有內(nèi)因和外因,內(nèi)因有外圍部件性能、LED發(fā)光器件的性能、產(chǎn)品抗疲勞性能;內(nèi)因有LED透明屏的工作環(huán)境等等。
LED的長時間工作會光衰引起老化,尤其對大功率LED來說,光衰問題更加嚴(yán)重。在衡量LED的壽命時,僅僅以燈的損壞來作為LED顯示屏壽命的終點是遠遠不夠的,應(yīng)該以LED的光衰減百分比來規(guī)定LED的壽命,比如5%或10%,這樣更有意義。
光衰:在對感光鼓表面充電時,隨著電荷在感光鼓表面的積累,電位也不斷升高,最后達到"飽和"電位,就是最高電位。表面電位會隨著時間的推移而下降,一般工作時的電位都低于這個電位,這個電位隨時間自然降低的過程,稱之為"暗衰"過程。感光鼓經(jīng)掃描曝光時,暗區(qū)(指未受光照射部分的光導(dǎo)體表面)電位仍處在暗衰過程;亮區(qū)(指受光照射部分的光導(dǎo)體表面)光導(dǎo)層內(nèi)載流子密度迅速增加,電導(dǎo)率急速上升,形成光導(dǎo)電壓,電荷迅速消失,光導(dǎo)體表面電位也迅速下降。稱之為"光衰",最后趨緩。
光致衰退效應(yīng):也稱S-W效應(yīng)。a-Si∶H薄膜經(jīng)較長時間的強光照射或電流通過,在其內(nèi)部將產(chǎn)生缺陷而使薄膜的使用性能下降,稱為Steabler-Wronski效應(yīng)。對S-W效應(yīng)的起因,至今仍有不少爭議,造成衰退的微觀機制也尚無定論,成為迄今國內(nèi)外非晶硅材料研究的熱門課題。總的看法認(rèn)為,S-W效應(yīng)起因于光照導(dǎo)致在帶隙中產(chǎn)生了新的懸掛鍵缺陷態(tài)(深能級),這種缺陷態(tài)會影響a-Si∶H薄膜材料的費米能級EF的位置,從而使電子的分布情況發(fā)生變化,進而一方面引起光學(xué)性能的變化,另一方面對電子的復(fù)合過程產(chǎn)生影響。這些缺陷態(tài)成為電子和空穴的額外復(fù)合中心,使得電子的俘獲截面增大、壽命下降。
在a-Si∶H薄膜材料中,能夠穩(wěn)定存在的是Si-H鍵和與晶體硅類似的Si-Si鍵,這些鍵的鍵能較大,不容易被打斷。由于a-Si∶H材料結(jié)構(gòu)上的無序,使得一些Si-Si鍵的鍵長和鍵角發(fā)生變化而使Si-Si鍵處于應(yīng)變狀態(tài)。高應(yīng)變Si-Si鍵的化學(xué)勢與H相當(dāng),可以被外界能量打斷,形成Si-H鍵或重新組成更強的Si-Si鍵。如果斷裂的應(yīng)變Si-Si鍵沒有重構(gòu),則a-Si∶H薄膜的懸掛鍵密度增加。為了更好地理解S-W效應(yīng)產(chǎn)生的機理并控制a-Si∶H薄膜中的懸掛鍵,以期尋找穩(wěn)定化處理方法和工藝,20多年來,國內(nèi)外科學(xué)工作者進行了不懈的努力,提出了大量的物理模型,主要有弱鍵斷裂(SJT)模型、“H玻璃”模型、H碰撞模型、Si-H-Si橋鍵形成模型、“defectpool”模型等,但至今仍沒有形成統(tǒng)一的觀點。
不同品牌led顯示屏的光衰是不同的,通常led顯示屏廠家會給出一套標(biāo)準(zhǔn)的光衰曲線。高溫導(dǎo)致的led顯示屏光通量衰減是不可恢復(fù)的,led顯示屏沒有發(fā)生不可恢復(fù)的光衰減前的光通量,稱為led顯示屏的“初始光通量”。
要解決LED顯示屏的光衰問題,可以從哪些方面努力呢?
1) 在LED顯示屏的原材料環(huán)節(jié),要降低LED燈的亮度衰減,首先必須解決LED燈的散熱問題,因此選用高光效的LED芯片,導(dǎo)熱性好的支架、封裝材料等都可以降低結(jié)溫。
2) 在LED顯示屏的生產(chǎn)環(huán)節(jié),像素間距的選擇、穩(wěn)定性好的驅(qū)動IC,PCB材質(zhì)的選擇、散熱性好的電路設(shè)計、LED箱體的散熱不均等問題,都會影響LED顯示屏的光衰。
3) 在LED顯示屏的使用環(huán)節(jié),屏體的環(huán)境溫度、工作時間、播放畫面等因素都會影響LED顯示屏的光衰。