OLED顯示模塊環(huán)境試驗(yàn)條件的確定

張洪彬，宋 巖，鄭南飛，胡巨剛，李 鍇,2

（1. 工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州510610；2. 廣東省電子信息產(chǎn)品可靠性技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610；3. 廣東省電子信息產(chǎn)品可靠性與環(huán)境工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，廣州 510610；4. 廣州市電子信息產(chǎn)品可靠性與環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610）

OLED顯示模塊環(huán)境試驗(yàn)條件的確定

張洪彬1,3，宋 巖1,4，鄭南飛1，胡巨剛1,3，李 鍇1,2

（1. 工業(yè)和信息化部電子第五研究所，廣州510610；2. 廣東省電子信息產(chǎn)品可靠性技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610；3. 廣東省電子信息產(chǎn)品可靠性與環(huán)境工程技術(shù)研究開(kāi)發(fā)中心，廣州 510610；4. 廣州市電子信息產(chǎn)品可靠性與環(huán)境工程重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510610）

OLED是下一代平板顯示的代表，其環(huán)境適應(yīng)性水平優(yōu)劣關(guān)乎相關(guān)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，本文介紹了用于評(píng)價(jià)OLED顯示模塊環(huán)境適應(yīng)性的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，并探討了環(huán)境試驗(yàn)條件的確定方法。

OLED；環(huán)境試驗(yàn)；標(biāo)準(zhǔn)

OLED顯示具有發(fā)光效率高、功耗低、輕、薄、無(wú)視角限制等優(yōu)點(diǎn)，成為目前最具發(fā)展前景的顯示技術(shù)。經(jīng)過(guò)20余年的快速發(fā)展，目前OLED顯示技術(shù)已在手機(jī)、儀器儀表、電腦顯示等領(lǐng)域中有所應(yīng)用。作為一種新的顯示技術(shù)，OLED顯示模塊及產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性及可靠性還需要進(jìn)不斷驗(yàn)證、提升，本文探討了OLED顯示模塊環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及條件確定方法，為其環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)考核提供參考。

1 相關(guān)環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)介

目前用于指導(dǎo)電子電工產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)的主要標(biāo)準(zhǔn)為GB/T 2423，而具體產(chǎn)品根據(jù)各自特點(diǎn)及應(yīng)用環(huán)境，選取GB/T 2423中部分試驗(yàn)項(xiàng)目及規(guī)定制定相應(yīng)的國(guó)標(biāo)或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。2013年10月，我國(guó)制定了針對(duì)OLED顯示模塊環(huán)境試驗(yàn)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)—SJ/T 11461.5.1-2013 《有機(jī)發(fā)光二極管顯示器第5-1部分：環(huán)境試驗(yàn)方法》，該標(biāo)準(zhǔn)選取了GB/T 2423中部分環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目用于考核OLED的環(huán)境適應(yīng)性，具體見(jiàn)表1。

由表1可以看出，SJ 11461.5.1對(duì)適用的試驗(yàn)項(xiàng)目、試驗(yàn)條件量值和試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間做了一系列推薦，但具體如何選取并未作規(guī)定，給研制和使用廠所試驗(yàn)設(shè)計(jì)人員造成一些困擾。

2 環(huán)境試驗(yàn)方法制定原則

表1 SJ 11461.5.1規(guī)定環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目及條件

制定合理的OLED顯示模塊環(huán)境試驗(yàn)方法，需要遵循以下原則：

1）從產(chǎn)品全壽命周期考慮，分析產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸、貯存及使用過(guò)程中所遇環(huán)境類型；

2）分析對(duì)產(chǎn)品性能影響最大的環(huán)境因素，選取能反映主要環(huán)境因素影響效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)項(xiàng)目；

3）收集、分析產(chǎn)品在全壽命周期所遇環(huán)境極值，可作為環(huán)境試驗(yàn)量值；

4）分析產(chǎn)品特點(diǎn)，可在不改變失效機(jī)理的情況下，為加速考核環(huán)境影響效應(yīng)，環(huán)境試驗(yàn)量值可選擇大于壽命周期極值的環(huán)境條件，如濕熱試驗(yàn)；

5）試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間與產(chǎn)品類型、結(jié)構(gòu)、重量、工作狀態(tài)、散熱特點(diǎn)等息息相關(guān)，確定試驗(yàn)時(shí)間，要充分了解產(chǎn)品特性。

3 環(huán)境試驗(yàn)條件制定

3.1 高溫、低溫貯存

產(chǎn)品貯存包括庫(kù)房貯存及運(yùn)輸過(guò)程中的貯存，貯存環(huán)境與戶外氣候環(huán)境、庫(kù)房建筑結(jié)構(gòu)、溫濕度控制特點(diǎn)、庫(kù)房?jī)?nèi)其它設(shè)備及人的散熱特點(diǎn)等因素有關(guān)，其中GB/T 4798將世界范圍內(nèi)庫(kù)房氣候環(huán)境條件分為1K1至1K11共11個(gè)等級(jí)[2]，高溫貯存極限值有25 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、55 ℃和70 ℃6個(gè)等級(jí)，低溫貯存極限值包括 -65 ℃、-55 ℃、-40 ℃、-33 ℃、-25 ℃、-20 ℃、-5 ℃和5 ℃8個(gè)等級(jí)，結(jié)合SJ/T 11461.5.1規(guī)定以及OLED產(chǎn)品貯存特點(diǎn)，不同貯存類型下高溫、低溫貯存試驗(yàn)溫度見(jiàn)表2。

GB/T 20159中推薦貯存試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為16 h，對(duì)于大部分產(chǎn)品該試驗(yàn)時(shí)間能夠充分說(shuō)明其設(shè)計(jì)能夠耐受該溫度[3]。

3.2 高、低溫工作

GB/T 4798對(duì)有氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用、無(wú)氣候防護(hù)場(chǎng)所固定使用、地面車輛使用、船用、攜帶和非固定使用等5種電工電子產(chǎn)品應(yīng)用場(chǎng)所的環(huán)境條件做出規(guī)定，GB/T 20159針對(duì)這5種應(yīng)用場(chǎng)所制定出相應(yīng)的環(huán)境試驗(yàn)條件。本文針對(duì)無(wú)氣候防護(hù)廠所固定使用的OLED顯示模塊給出相應(yīng)的試驗(yàn)條件，具體見(jiàn)表3。

對(duì)于非散熱產(chǎn)品，GB/T 20159中推薦高低溫工作試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為16 h；而對(duì)于散熱產(chǎn)品，推薦高低溫工作試驗(yàn)持續(xù)時(shí)間為96 h，可充分說(shuō)明該類產(chǎn)品在試驗(yàn)溫度下能夠正常運(yùn)行。

3.3 恒定濕熱試驗(yàn)

恒定濕熱試驗(yàn)分為工作狀態(tài)和非工作狀態(tài)，在控制溫度、不控制濕度的密閉場(chǎng)所使用時(shí)，兩種狀態(tài)的恒定濕熱試驗(yàn)可選擇30 ℃、85 %RH的試驗(yàn)條件，在相對(duì)濕度比較大的場(chǎng)所可選擇30 ℃、93 %RH的試驗(yàn)條件；在不控制溫度和濕度的場(chǎng)所使用時(shí)，可選擇40 ℃、93 %RH的試驗(yàn)條件。若想快速獲知相關(guān)產(chǎn)品的濕熱環(huán)境影響效應(yīng)，可選用85 ℃、85 %RH的試驗(yàn)條件，如OLED顯示模塊中一些非氣密元件

一般情況下，對(duì)大多數(shù)電工電子產(chǎn)品濕熱試驗(yàn)選擇96 h即可說(shuō)明其濕熱設(shè)計(jì)滿足該條件。

3.4 濕熱循環(huán)試驗(yàn)

針對(duì)OLED顯示模塊濕熱循環(huán)試驗(yàn)有2個(gè)方法，在GB/T 2423.4中均有明確規(guī)定，其中方法1對(duì)易由于呼吸作用引起滲透的內(nèi)空產(chǎn)品特別適用，而方法2適用于其它樣件，且重現(xiàn)性較高。對(duì)OLED顯示模塊一般可選擇方法2。

3.5 溫度沖擊試驗(yàn)

溫度沖擊試驗(yàn)的極限溫度值可選擇貯存試驗(yàn)中的試驗(yàn)溫度，見(jiàn)本文3.1。無(wú)相關(guān)規(guī)定時(shí)極限溫度保持時(shí)間可優(yōu)先選用3 h，也可根據(jù)GJB 360B中規(guī)定按照樣件重量進(jìn)行選擇[4]。

表2 OLED顯示模塊高溫、低溫貯存試驗(yàn)溫度確定

表3 OLED顯示模塊高溫、低溫工作試驗(yàn)溫度確定

3.6 （模擬）太陽(yáng)輻射試驗(yàn)

太陽(yáng)輻射試驗(yàn)主要用于考核太陽(yáng)光對(duì)OLED顯示模塊產(chǎn)品的熱效應(yīng)和光化學(xué)效應(yīng)，標(biāo)準(zhǔn)中選用的試驗(yàn)輻照強(qiáng)度為1 120 W/m2，可代表我國(guó)多數(shù)地區(qū)的最大輻照強(qiáng)度，而在海拔3 000～5 000 m的地區(qū)，最大輻照強(qiáng)度則為1 180 W/m2[5]，所以考核高海拔地區(qū)固定使用的產(chǎn)品的耐光老化性能時(shí)，可適當(dāng)提高輻照強(qiáng)度。

太陽(yáng)輻射試驗(yàn)的程序A每個(gè)循環(huán)照射8 h，停照16 h，每個(gè)循環(huán)總輻照量為8.96 kW·h/m2，相當(dāng)于最嚴(yán)酷的自然環(huán)境條件，程序B和程序C通過(guò)強(qiáng)化太陽(yáng)光的光化學(xué)效應(yīng)，縮短再現(xiàn)長(zhǎng)期暴曬累積效應(yīng)的時(shí)間。對(duì)于軍用產(chǎn)品而言，偶然在戶外使用的產(chǎn)品，建議進(jìn)行10個(gè)循環(huán)，對(duì)于連續(xù)在戶外使用的產(chǎn)品，建議進(jìn)行56個(gè)循環(huán)[6]。試驗(yàn)溫度選擇55 ℃評(píng)定太陽(yáng)輻照的光化學(xué)效應(yīng)更加有效。

3.7 低氣壓試驗(yàn)

低氣壓工作試驗(yàn)條件可選擇60 kPa、70 kPa和80 kPa，分別代表4 000 m、3 000 m、2 000 m海拔高度下使用，當(dāng)產(chǎn)品在其它高度固定使用時(shí)，也可選用其它條件。

低氣壓貯存試驗(yàn)條件可選擇15 kPa、20 kPa、30 kPa、40 kPa和50 kPa，可考核OLED顯示模塊在高海拔地區(qū)貯存或飛機(jī)運(yùn)輸貯存的環(huán)境適應(yīng)性。具體試驗(yàn)條件選取按實(shí)際貯存高度進(jìn)行選取。

4 結(jié)語(yǔ)

OLED顯示模塊產(chǎn)品目前已有相應(yīng)的環(huán)境試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，標(biāo)準(zhǔn)中根據(jù)試驗(yàn)條件量值和持續(xù)時(shí)間給出了一系列的試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)，而選擇合適的試驗(yàn)嚴(yán)酷等級(jí)，應(yīng)綜合考慮其全壽命周期中經(jīng)歷環(huán)境類型和條件極值，并結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)和試驗(yàn)?zāi)康倪M(jìn)行。

需要指出的是，標(biāo)準(zhǔn)中給出的試驗(yàn)項(xiàng)目有時(shí)并不能完全覆蓋評(píng)價(jià)OLED顯示模塊環(huán)境適應(yīng)性所需的試驗(yàn)項(xiàng)目，如在沿海使用的相關(guān)產(chǎn)品，需開(kāi)展鹽霧試驗(yàn)；在干熱沙漠地區(qū)使用，需開(kāi)展沙塵試驗(yàn)。

[1] SJ/T 11461.5.1-2013, 有機(jī)發(fā)光二極管顯示器 第5-1部分: 環(huán)境試驗(yàn)方法[S].

[2] GB/T 4798.1-2005, 電工電子產(chǎn)品應(yīng)用環(huán)境條件 第1部分 貯存[S].

[3] GB/T 20159.1-2006, 環(huán)境條件分類 環(huán)境條件分類與環(huán)境試驗(yàn)之間的關(guān)系及轉(zhuǎn)換指南 貯存[S].

[4] 王忠,陳暉,張錚. 環(huán)境試驗(yàn)[M], 北京: 電子工業(yè)出版社, 2015.

[5] GB/T 4797.4-2006, 電工電子產(chǎn)品自然環(huán)境條件太陽(yáng)輻射與溫度[S].

[6] GJB 150.7A-2009, 軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法 第7部分: 太陽(yáng)輻射試驗(yàn)[S].

The Determination of Environmental Test Conditions of OLED Display Modules

ZHANG Hong-bin1,3, SONG Yan1,4,ZHENG Nan-fei1, HU Ju-gang1,3, LI Kai1,2
(1. CEPREI，Guangzhou 510610;2. Guangdong Provincial Key Laboratory of Electronic Information Products Reliability Technology, Guangzhou 510610;3. Guangdong Provincial Research Center of Electronic Information Products Reliability and Environment Engineering Technology, Guangzhou 510610;4. Guangdong Provincial Engineering Laboratory for Reliability of Industrial Robot, Guangzhou 510610)

As representative of the next generation of flat panel display, OLED’s environmental adaptability concerns the competitiveness in the market, this paper introduces environmental test standards for evaluating the environmental adaptability of OLED display modules, and discusses the method of determining environmental test conditions.

OLED; environmental test; standard

TP23

A

1004-7204（2017）05-0021-04

張洪彬（1985.03-），男，碩士，工業(yè)和信息化部電子第五研究所工程師，主要從事電子產(chǎn)品與材料的環(huán)境適應(yīng)性評(píng)價(jià)工作。