Contents
xvii
10 Reliability Analysis of Group III Nitride LEDs Devices . . . . . . . . . . . 203
10.1 Failure Mode and Failure Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
10.1.1 Light Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
10.1.2 Sudden Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
10.1.3 Packaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
10.2 The LED Aging Test and an Aging Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . 210
10.2.1 Aging Experiment and Acceleration Factor . . . . . . . . . . . 212
10.2.2 Temperature Acceleration Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
10.2.3 Accelerated Electrical Stress Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
10.2.4 Other Factors Affecting the Lifetime . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
10.3 LED System Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
10.3.1 LED System Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
10.3.2 The Cases of Reliability Analysis in the LED
Lighting System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
11 Applications of LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
11.1 New Light Environment Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
11.1.1 LED Lighting Technology Background . . . . . . . . . . . . . . 230
11.1.2 Basic Principles of LED Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
11.1.3 Lighting and Display and Construction of Fusion . . . . . . 232
11.1.4 Lighting and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
11.2 Visible Light Communication Application System . . . . . . . . . . . . 233
11.3 LED Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
11.3.1 LED Display Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
11.3.2 Outdoor LED Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.3.3 Small Pitch Display and Indoor Applications . . . . . . . . . 239
11.3.4 Wide Color Gamut LED Back Light Technology . . . . . . 240
11.4 LED for Plant Breeding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
11.4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
11.4.2 Alternative Plant Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
11.4.3 Lighting Design Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
11.4.4 Systematic Design Trend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.5 Medical Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5.1 Treatment of Neonatal Jaundice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5.2 Treatment of Hemorrhoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5.3 Treatment of Wound Healing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.5.4 Treatment of Oral Ulcer Inflammation . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.5.5 Treatment of Joint Pain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.5.6 Application in Medical Beauty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
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10 Reliability Analysis of Group III Nitride LEDs Devices . . . . . . . . . . . 203
10.1 Failure Mode and Failure Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203
10.1.1 Light Decay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
10.1.2 Sudden Failure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 206
10.1.3 Packaging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 208
10.2 The LED Aging Test and an Aging Mechanism . . . . . . . . . . . . . . . 210
10.2.1 Aging Experiment and Acceleration Factor . . . . . . . . . . . 212
10.2.2 Temperature Acceleration Test. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213
10.2.3 Accelerated Electrical Stress Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
10.2.4 Other Factors Affecting the Lifetime . . . . . . . . . . . . . . . . . 216
10.3 LED System Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
10.3.1 LED System Reliability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
10.3.2 The Cases of Reliability Analysis in the LED
Lighting System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227
11 Applications of LEDs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
11.1 New Light Environment Technology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
11.1.1 LED Lighting Technology Background . . . . . . . . . . . . . . 230
11.1.2 Basic Principles of LED Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 230
11.1.3 Lighting and Display and Construction of Fusion . . . . . . 232
11.1.4 Lighting and Outlook . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
11.2 Visible Light Communication Application System . . . . . . . . . . . . 233
11.3 LED Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
11.3.1 LED Display Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235
11.3.2 Outdoor LED Display . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
11.3.3 Small Pitch Display and Indoor Applications . . . . . . . . . 239
11.3.4 Wide Color Gamut LED Back Light Technology . . . . . . 240
11.4 LED for Plant Breeding . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
11.4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
11.4.2 Alternative Plant Lighting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
11.4.3 Lighting Design Features . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
11.4.4 Systematic Design Trend . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 247
11.5 Medical Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5.1 Treatment of Neonatal Jaundice . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5.2 Treatment of Hemorrhoids . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
11.5.3 Treatment of Wound Healing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.5.4 Treatment of Oral Ulcer Inflammation . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.5.5 Treatment of Joint Pain . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
11.5.6 Application in Medical Beauty . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250