解剖“折叠百万次”:揭秘柔性屏背后的严苛极限测试

解剖“折叠百万次”:揭秘柔性屏背后的严苛极限测试

裂纹:盖板(UTG超薄玻璃或CPI透明聚酰亚胺)或内部电路是否出现肉眼/显微镜可见的裂纹。

皱褶:非折叠区域是否出现异常变形。

4. 结构可靠性:

铰链配合:屏幕与转轴铰链的配合是否顺畅,是否有卡顿、异响或挤压。

三、核心测试方法(测试“怎么做”)

测试通常在专业的环境箱内进行,以控制温湿度。主要分为两大类:

1. 实验室动态折叠测试(核心方法)

使用深圳市普云电子有限公司PY-E608D型高低温柔性屏弯折试验机,又名自动折叠测试机模拟真实折叠动作。

(欢迎对此文章感兴趣的朋友一同交流探讨。139-2840-7408,童童静候)

测试设备:

旋转轴式:模拟类似书本的开合,是当前最主流的方式。

折书式:将屏幕两端向同方向弯折(内折)或反方向弯折(外折)。

自定义轨迹式:模拟特定铰链(如水滴形、U形)的折叠轨迹。

关键测试参数:

折叠半径(R角):这是最关键的参数之一。例如:内折测试常用 R=1.5mm, 2mm, 3mm 等,模拟不同铰链设计的紧致程度。水滴形铰链的等效R角会更小。

折叠角度:通常为0°(完全展开)到设定的最大角度(如180°内折或140°外折)。

折叠速度:通常为1-2秒完成一次开合循环,以避免过热等非主要影响。

温湿度条件:

常温常湿:如25°C, 50% RH。

低温:如-20°C(材料变脆,应力集中更明显)。

高温高湿:如60°C/90% RH(加速水汽侵入和材料老化)。

中间停留时间:在完全展开和完全折叠状态是否停留及停留多久。

测试步骤:

1. 初始检测:记录样品在零周期的所有光学、电学、外观基准数据(高分辨率拍照、显微镜观察、光学仪器测量)。

2. 上机测试:将柔性屏(通常是模组,有时是整机)安装在夹具上,设定好上述参数。

3. 周期性检测:在预定的折叠次数节点(如1万次、5万次、10万次、20万次、50万次、100万次)暂停测试,取出样品,在标准环境下恢复后进行全套性能检测。

4. 持续测试与监控:机器不间断运行,部分设备可集成实时光学监测。

5. 终止条件:达到目标次数(如行业标杆的40万次、60万次),或出现致命失效(如屏幕不亮、触控失灵、裂纹贯穿)。

2. 实际使用模拟测试

铰链疲劳测试:将屏幕与铰链组装成“手机形态”,进行开合测试,更真实地评估系统级可靠性。

整机跌落/挤压测试:在折叠/展开状态下进行跌落,测试极端情况下的抗冲击能力。

沙尘/异物测试:评估铰链和屏幕缝隙进入异物后的影响。

四、加速测试与寿命预测模型

折叠寿命测试是加速寿命测试的一种。其核心逻辑是通过在较短时间内施加高强度、高频次的应力,来预测数年正常使用下的寿命。

加速因子:通过增加折叠频率、在更严苛的温湿度下测试,来加速失效过程。

模型建立:收集不同应力水平(如不同R角、不同温度)下的失效周期数据,利用阿伦尼乌斯模型(温度加速)或逆幂律模型(应力加速)等统计模型,推算出在正常使用条件下的预期寿命。

五、关键挑战与失效分析

1. 失效模式多样性:

盖板材料:UTG的脆性裂纹 vs CPI的塑性形变折痕。

OLED层:有机发光材料疲劳导致亮度下降。

TFT电路:金属走线(特别是网格状阳极)因反复拉伸压缩出现疲劳断裂。

OCA光学胶:粘弹性失效导致分层、气泡。

2. 测试的破坏性:测试本身就是破坏过程,每个样品只能提供一次寿命数据,因此需要足够的样本量(通常n≥15)进行统计。

3. 标准不统一:虽然有一些行业共识(如20万次是基础门槛),但各厂商的测试条件(R角、速度、检测标准)不尽相同,导致数据难以直接横向比较。《折叠屏手机通用技术规范》等团体标准正在尝试规范这一领域。

总结流程

准备样品 → 初始表征 → 设定严苛但合理的测试参数 → 上机进行加速折叠 → 周期性离线下电检测 → 记录数据与失效模式 → 达到目标或失效终止 → 进行深度失效分析(SEM, FIB切片等) → 建立寿命预测模型 → 反馈指导设计改进。

对于终端厂商(如三星、华为、OPPO等),其内部测试标准通常比公开宣传的数据更为严苛,以确保足够的质量安全边际。这是一个融合了材料科学、机械工程、显示技术和统计学的综合性验证体系。返回搜狐,查看更多

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