面板寿命研究.pdfVIP

Journal of Quality Vol. 17, No. 5 (2010) 403 TFT-LCD 面板壽命研究 ∗ 朱道鵬 徐世輝 王福琨 國立台灣科技大學工業管理系 (99/01 收件；99/04 修改；99/05 接受) 摘 要 本論文係針對 TFT-LCD (thin film transistor - liquid crystal display) 面板的壽命或稱之為平 均故障間隔時間 (mean time between failures, MTBF) 進行研究。研究內容分為兩個部分，第一 部份針對某特定 14.1 吋筆記型電腦使用之 TFT-LCD 面板於產品開發階段完成，於產品量產 前，隨機抽取生產線上產品 100 片，於實驗室以高溫應力加速模式，進行加速壽命鑑定試驗，採 用固定時間法蒐集失效數據 (type I censored data) ，並以Arrhenius 加速壽命模式所得到的加速 係數，將加速壽命所得到的失效時間轉換為正常溫度環境使用下之失效時間後，進行壽命分 析，分析方法係利用最大概似法找出最大的對數概似 (log-likelihood) 值之失效分佈，進而估 計該失效分佈函數之參數，計算出產品的鑑定試驗壽命值。第二部份，針對同型之 TFT-LCD 面板於量產銷售階段，所售出之 182 萬片面板，產品於壽命週期期間因功能失效而退回維修 中心的 3600 筆失效數據，進行壽命分析，先利用 Kaplan-Meier 方法之無母數分佈存活分析，得 到 TFT-LCD 面板的存活函數 (survival function) 及變異數估計 (variance estimation) ，另同樣 使用最大概似法找出最佳失效機率分佈之參數，計算產品壽命值。最後本論文將探討上述兩 者壽命值之間的關係並分析其差異的原因。 關鍵詞：TFT-LCD 、壽命、失效分佈、最大概似法 1. 前言 從 1968 年美國電視大廠 RCA 首次將液晶使用在儀器顯示面板時，液晶已獲得商業的應 用。然而，時至今日 TFT-LCD 平面顯示器發展趨勢逐漸從外觀及基本功能性走向大尺寸發 展、零件使用量增加、解析度提升對產品的可靠度 (經久性及耐用性) 衝擊不斷的加大。台灣 於 1983 年時開始涉入平面顯示器研發及製造，但一般可靠度評估技術大都仰賴日本大廠技轉 文件，隨著 TFT-LCD 面板的設計能力及製造技術不斷更新，客戶對 TFT-LCD 顯示面板之可 * 聯絡作者：國立台灣科技大學工業管理系，106 台北市基隆路4 段 43 號。 E-mail: D9816907@mail.ntust.edu.tw 404 TFT-LCD 面板壽命研究 靠性要求也不斷的相對提高，過去失效函數大多以指數分佈為假設，其壽命或平均失效間隔 時間的計算可能與實際狀況出入甚大，而有可能對產品保固期及備份件的數量的錯誤預估 因此 TFT-LCD 面板的壽命計算是一項非常重要的工作，本文將使用兩個方式來探討，一 為利用加速壽命試驗方法的可靠度鑑定試驗數據，另一為取得市場反饋的失效數據，利用統 計分析手法找出何種分佈適合 TFT-LCD 面板的失效函數。上述兩種方式所探討之壽命皆屬浴 缸曲線之機遇失效期壽命 2. 文獻探討 使 用 加 速 壽 命 試 驗 的 失 效 數 據 來 分 析 LCD 產 品 的 壽 命 已 有 許 多 相 關 的 研 究 發 表，Kitagawa et al. (1984) 利用溫度、濕度及電壓三種環境應力對 LCD 型的手錶及計算器產 品實施加速壽命測試，並使用韋伯分佈來估計形狀參數及進一步計算壽命