衡量全彩LED顯示屏壽命探討LED光衰的原因？

日期：2019-12-13

作者：唯峰科技

全彩LED顯示屏的長時間工作會光衰引起老化，尤其對大功率LED顯示屏來說，光衰問題更加嚴重。在衡量全彩LED顯示屏的壽命時，僅僅以燈的損壞來作為全彩LED顯示屏壽命的終點是遠遠不夠的，應該以LED的光衰減百分比來規定全彩LED顯示屏的壽命，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。感光鼓經掃描曝光時，暗區(指未受光照射部分的光導體表面)電位仍處在暗衰過程;亮區(指受光照射部分的光導體表面)光導層內載流子密度迅速增加，電導率急速上升，形成光導電壓，電荷迅速消失，光導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:也稱S-W效應。a-Si∶H薄膜經較長時間的強光照射或電流通過,在其內部將產生缺陷而使薄膜的使用性能下降,稱為Steabler-Wronski效應。對S-W效應的起因,至今仍有不少爭議,造成衰退的微觀機制也尚無定論,成為迄今國內外非晶硅材料研究的熱門課題。總的看法認為,S-W效應起因于光照導致在帶隙中產生了新的懸掛鍵缺陷態(深能級),這種缺陷態會影響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生變化,進而一方面引起光學性能的變化,另一方面對電子的復合過程產生影響。這些缺陷態成為電子和空穴的額外復合中心,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材料結構上的無序,使得一些Si-Si鍵的鍵長和鍵角發生變化而使Si-Si鍵處于應變狀態。高應變Si-Si鍵的化學勢與H相當,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。如果斷裂的應變Si-Si鍵沒有重構,則a-Si∶H薄膜的懸掛鍵密度增加。為了更好地理解S-W效應產生的機理并控制a-Si∶H薄膜中的懸掛鍵,以期尋找穩定化處理方法和工藝,20多年來,國內外科學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、“defect pool”模型等,但至今仍沒有形成統一的觀點。

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