柔性显示器件采用超薄高分子薄膜作为表面保护层,可弯曲折叠,广泛用于折叠手机、穿戴显示设备。柔性盖板薄膜硬度远低于传统刚性玻璃,日常使用时灰尘颗粒、金属边角容易在表面产生细微划痕,严重划痕会破坏偏光层、触控线路,造成显示缺陷与触控失灵。刮擦试验在实验室可控条件下模拟外物摩擦刮擦,评估柔性显示表面涂层与薄膜的耐刮擦耐久性能。
刮擦试验的重要性
刮擦试验用于确定柔性显示器件表面在不同接触载荷下的损伤临界值,评估保护膜、硬化涂层的耐磨抗刮能力。很多柔性屏外观验收只做目视抽检,微小划痕在出厂检验不易发现,产品交付用户后,在日常口袋携带、折叠摩擦过程中划痕逐步显现,引发大量售后投诉。刮擦试验可在材料选型阶段筛选涂层配方,优化表面硬化工艺,作为产品可靠性验证项目,评估产品在使用场景下的外观与功能耐久能力。
试验方法与载荷
- 线性往复刮擦法:指定材质刮头施加恒定垂直载荷,在样品表面沿直线往复移动,完成设定刮擦次数。
- 单向刮擦法:刮头单次单向划过样品,用于测定临界起刮载荷,寻找刚好产生可见划痕的最小载荷。
- 刮头选型:可使用钢丝绒、金刚石刮针、金属探针等不同刮头,匹配产品对应的实际摩擦风险。
- 损伤判定手段:刮擦完成后,目视、显微镜观察表面划痕,同时点亮屏幕检查显示与触控功能是否受损。
实际检测经验:柔性薄膜对局部压强极其敏感,载荷微小波动就会造成划痕差异;试验前样品表面的微小灰尘颗粒会放大刮擦损伤,样品预处理清洁步骤直接影响测试重复性。
相关标准
| 标准编号 | 标准名称 | 适用范围 |
|---|---|---|
| GB/T 23980 | 色漆和清漆 铅笔法测定漆膜硬度 | 表面涂层硬度筛查,可用于柔性涂层对比测试 |
| ASTM D7027 | Standard Test Method for Evaluation of Scratch Resistance of Polymeric Coatings and Plastics Using an Instrumented Scratch Machine | 仪器化刮擦测试,适用于高分子薄膜、硬化涂层定量评估 |
针对折叠屏终端产品,可按照企业规范或客户技术协议,定制刮头、载荷、行程、次数开展专项刮擦验证。
试验流程
- 样品预处理:清洁柔性显示器件表面,去除粉尘、油污,在标准环境静置完成状态调节。
- 样品装夹:平整固定样品,避免薄膜局部拉伸、褶皱,装夹不能引入预应力。
- 刮头安装与校准:更换指定刮头,校准垂直载荷、移动速度、刮擦行程。
- 刮擦加载:按照设定载荷与运动方式,完成单向或往复刮擦。
- 外观检查:使用目视或显微镜观察样品表面,记录划痕位置、宽度、深度。
- 点亮功能检测:上电点亮显示屏,检查有无显示亮线、暗斑,测试触控响应。
- 分级评价:判定划痕是否属于可接受外观损伤,评估是否影响显示与触控功能。
- 报告出具:记录载荷、刮头类型、划痕特征、功能检测结果,出具刮擦试验报告。
第三方试验服务
第三方刮擦试验采用仪器化刮擦试验机,载荷、速度、行程可精准控制,试验结果重复性更好。简易手工刮擦测试载荷不可控,人为差异极大,仅能做定性参考,不能用于材料对比、产品可靠性判定。第三方试验支持柔性盖板薄膜、硬化涂层、折叠屏模组刮擦测试,用于新材料选型、工艺对比、产品可靠性验证。
表面耐久评价
表面耐久评价不能仅以有无肉眼可见划痕作为唯一指标,需要区分仅表层涂层划痕和穿透至触控、偏光层的破坏性划痕。部分划痕肉眼轻微,但已经损伤内部功能层,在后续反复折叠、冷热循环后缺陷持续扩展,最终出现功能失效。评价需要结合微观形貌、点亮显示效果、触控性能,综合评估涂层长期抗刮耐久能力。
总结
柔性显示器件刮擦试验在可控载荷下模拟表面摩擦损伤,评估柔性屏表面薄膜、硬化涂层的抗刮擦性能,用于材料选型、涂层工艺优化与产品可靠性验证。第三方仪器化刮擦试验能够获取稳定、可对比的耐刮数据,提前识别表面防护薄弱点,降低终端产品使用过程中划痕带来的外观与功能失效风险。
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