折疊屏 CPI 透明薄膜溫濕度老化耦合動態(tài)彎折測試研究

更新時間：2026-03-16

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折疊屏 CPI 透明薄膜溫濕度老化耦合動態(tài)彎折測試研究

上海簡戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),專業(yè)生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環(huán)境試驗儀器的公司，是一家具有研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗設(shè)備的公司。經(jīng)驗豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持?，F(xiàn)在我們成為許多品牌的供應(yīng)商。

CPI（透明聚酰亞胺）薄膜是折疊屏蓋板核心材料之一，憑借優(yōu)異的柔韌性、輕量化與抗沖擊性，成為折疊設(shè)備蓋板的主流選擇，與剛性的 UTG 超薄玻璃形成差異化技術(shù)路線。但作為聚合物材料，CPI 對溫濕度、氧氣、紫外線等環(huán)境因素敏感度較高，長期使用中的可靠性問題成為行業(yè)研發(fā)與量產(chǎn)的核心挑戰(zhàn)。高溫高濕環(huán)境易引發(fā) CPI 材料老化，疊加折疊使用中的動態(tài)彎折應(yīng)力，會進一步加速其性能衰減，因此開展溫濕度老化環(huán)境下的動態(tài)彎折測試，是評估 CPI 薄膜長期耐用性、挖掘材料固有缺陷、預(yù)判產(chǎn)品使用壽命的關(guān)鍵手段，同時也為 CPI 材料配方優(yōu)化、生產(chǎn)工藝改進及成品質(zhì)量認證提供重要數(shù)據(jù)支撐。

一、測試背景與核心目的

本次測試的核心目標，是模擬 CPI 薄膜在高溫高濕的實際使用惡劣環(huán)境中（如熱帶氣候、夏季高濕的口袋環(huán)境、日常使用中手掌汗液接觸等場景），經(jīng)長期反復(fù)折疊后的性能衰減規(guī)律、老化失效形式及實際使用壽命。

（一）溫濕度老化測試的必要性

CPI 薄膜的分子結(jié)構(gòu)中含酰亞胺鍵，在高溫高濕環(huán)境下易發(fā)生水解反應(yīng)，造成分子鏈斷裂，直接導(dǎo)致薄膜變脆、機械強度大幅下降，這是聚合物材料的失效機理；即便通過氟化物引入等配方改良手段優(yōu)化，CPI 本身的微黃色調(diào)仍會在高溫濕熱環(huán)境中加速氧化黃變，嚴重影響折疊屏的顯示色準與透光率；水汽還會滲透至 CPI 與硬涂層（HC）、光學(xué)膠（OCA）等功能涂層的界面處，引發(fā)界面腐蝕，降低層間附著力，進而出現(xiàn)起皺、氣泡、脫層等問題；同時，高溫?zé)崽幚磉^程會加速 CPI 內(nèi)部殘余應(yīng)力釋放，導(dǎo)致薄膜變形、翹曲，甚至讓折痕形態(tài)持續(xù)惡化。

（二）動態(tài)彎折耦合測試的必要性

單純的靜態(tài)溫濕度老化測試，僅能考察材料在環(huán)境因素下的基礎(chǔ)穩(wěn)定性，而動態(tài)彎折測試在老化基礎(chǔ)上引入交變應(yīng)力，能極大加速老化引發(fā)的微裂紋萌生與擴展、涂層剝落及界面失效過程。這種 “環(huán)境 + 應(yīng)力" 的耦合測試，是對 CPI 薄膜實際使用性能的嚴苛考核，更貼合折疊屏反復(fù)開合的真實使用場景。

二、測試設(shè)備與核心參數(shù)設(shè)定

本次測試采用深圳市普云電子有限公司 PY-E608D 柔性薄膜高低溫動態(tài)彎折試驗機，該設(shè)備將可編程恒溫恒濕試驗箱與動態(tài)彎折測試機構(gòu)集成，可實現(xiàn)溫濕度環(huán)境與動態(tài)彎折的同步測試，同時支持參數(shù)個性化設(shè)定與非標定制，適配各類柔性屏及相關(guān)柔性材料的可靠性測試。

（一）核心設(shè)備性能參數(shù)

溫度調(diào)節(jié)范圍：-40°C ~+ 150°C；濕度調(diào)節(jié)范圍：20%~98% R.H.；折疊速度：5~60 次 / 分鐘可調(diào)；折彎半徑：支持 R1mm、R1.5mm、R2mm 等規(guī)格；折疊角度：1~180° 連續(xù)可調(diào)，溫度、濕度、彎折次數(shù)、速度等關(guān)鍵指標均可根據(jù)測試需求靈活設(shè)定。

（二）試驗關(guān)鍵參數(shù)

溫濕度條件：作為核心加速測試因子，選用電子產(chǎn)品材料老化的經(jīng)典嚴苛條件，主流為 85°C / 85% RH（相對濕度），更嚴苛測試可采用 85°C / 90% RH 或 60°C / 95% RH 等條件；測試時長以小時為單位，常見為 96h、240h、500h、1000h，老化全程中彎折機構(gòu)持續(xù)工作。
彎折參數(shù)：彎折半徑設(shè)定為 1.5mm ~ 3mm，與 UTG 測試標準相近，模擬甚至嚴于折疊屏真實鉸鏈設(shè)計要求；彎折角度為 0° 至 180°（可按需調(diào)大），彎折速度模擬人體實際開合習(xí)慣，約 1-2 秒 / 次；彎折為連續(xù)不間斷模式，確保在設(shè)定老化時長內(nèi)達到目標彎折次數(shù)（如 20 萬次、40 萬次）。

（三）標準試驗流程

將覆蓋 CPI 薄膜的完整折疊屏模組安裝于彎折機專用夾具，整體放入恒溫恒濕試驗箱；
調(diào)試試驗箱，設(shè)定既定溫濕度環(huán)境（如 85°C/85% RH）并穩(wěn)定運行；
啟動設(shè)備動態(tài)彎折程序，使樣品在設(shè)定溫濕度環(huán)境中持續(xù)完成往復(fù)彎折動作；
達到預(yù)定測試時間 / 彎折次數(shù)后，取出樣品，在標準大氣條件下靜置恢復(fù)；
對恢復(fù)后的樣品開展各項性能檢測與指標評估。

三、測試評估維度與檢測指標

測試完成后，從光學(xué)性能、外觀狀態(tài)、機械與功能性能、化學(xué)結(jié)構(gòu)四個維度對 CPI 薄膜進行全面檢測，量化評估其溫濕度老化耦合動態(tài)彎折后的性能變化，核心指標如下：

（一）光學(xué)性能測試（核心評估維度）

光學(xué)性能是折疊屏顯示效果的關(guān)鍵，為本次測試的重中之重，主要檢測三項指標：黃變指數(shù) (YI)，通過色差儀測量樣品老化彎折前后的 YI 值變化，精準量化黃變程度；透光率，檢測可見光波段（如 550nm 波長）的透光率衰減幅度，反映薄膜透光性能變化；霧度，若薄膜表面產(chǎn)生微裂紋、涂層劣化或內(nèi)部水解出現(xiàn)散射點，霧度會顯著上升，可直接體現(xiàn)材料表面與內(nèi)部結(jié)構(gòu)損傷。

（二）宏觀與微觀外觀檢查

通過肉眼與高倍顯微鏡結(jié)合的方式，觀察樣品外觀缺陷：折痕形態(tài)，查看折痕是否變寬、變深、形成折痕，或出現(xiàn) “白痕"“隆起"；表面裂紋，檢查硬涂層是否出現(xiàn)龜裂、宏觀裂紋等問題；界面狀態(tài)，確認 CPI 與下層 OCA、傳感器之間是否因界面失效出現(xiàn)起皺、氣泡、脫層；微觀缺陷，在高倍顯微鏡下觀察原有微小缺陷是否因老化與彎折發(fā)生擴張，如針孔、微裂紋等。

（三）機械性能與功能測試

重點驗證材料實際使用性能與功能完整性：彎折壽命衰減，對比樣品老化彎折前后達到失效狀態(tài)的彎折次數(shù)，評估溫濕度老化對 CPI 薄膜彎折壽命的影響；觸控功能，檢測是否因薄膜變形、導(dǎo)電層受損出現(xiàn)觸控失靈、觸控不靈敏等問題；附著力測試，通過百格測試等標準方法，評估 CPI 與硬涂層、OCA 之間的層間附著力是否下降。

（四）化學(xué)結(jié)構(gòu)分析（失效機理研究）

針對失效樣品開展化學(xué)結(jié)構(gòu)分析，挖掘根本失效原因：傅里葉變換紅外光譜 (FTIR)，分析 CPI 分子鏈上酰亞胺鍵的特征峰是否減弱，或是否出現(xiàn)羧基峰等新特征峰，以此驗證水解反應(yīng)的發(fā)生；凝膠滲透色譜 (GPC)，測量 CPI 分子的分子量及其分布變化，確認分子鏈是否發(fā)生斷裂及斷裂程度。

四、CPI 薄膜主要失效模式

經(jīng)溫濕度老化耦合動態(tài)彎折測試后，CPI 薄膜的失效形式呈現(xiàn)明顯的規(guī)律性，核心失效模式主要有五類：

硬涂層龜裂：常見的失效形式，CPI 基材在濕熱環(huán)境下發(fā)生尺寸變化，與脆性硬涂層的熱膨脹系數(shù)不匹配，疊加彎折應(yīng)力后，硬涂層易產(chǎn)生密集的微裂紋網(wǎng)絡(luò)，直接導(dǎo)致薄膜霧度急劇上升；
嚴重黃變：薄膜在濕熱與應(yīng)力耦合作用下加速氧化，黃變程度超出設(shè)計標準，造成顯示屏色溫嚴重偏離預(yù)設(shè)值，色彩顯示失真；
界面脫層 / 氣泡：水汽侵入 CPI 與各功能涂層的界面，導(dǎo)致層間粘接失效，形成無法恢復(fù)的氣泡或脫層區(qū)域，影響顯示與結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；
塑性變形與折痕惡化：CPI 材料發(fā)生蠕變，折痕處的形變從彈性形變轉(zhuǎn)為塑性形變，、肉眼可見的凹槽，影響折疊屏開合手感與外觀；
力學(xué)性能喪失：CPI 薄膜因水解反應(yīng)發(fā)生分子鏈斷裂，材料變脆，彎折過程中可能出現(xiàn)脆性斷裂，雖該現(xiàn)象較 UTG 材料少見，但經(jīng)溫濕度老化后發(fā)生風(fēng)險顯著增加。

五、CPI 材料技術(shù)優(yōu)化方向

結(jié)合溫濕度老化耦合動態(tài)彎折測試中發(fā)現(xiàn)的失效問題，針對 CPI 材料體系的性能短板，從材料配方、涂層技術(shù)、阻隔工藝、封裝設(shè)計四個方面提出核心改進方向，推動 CPI 材料從 “可用" 向 “耐用" 升級：

優(yōu)化 CPI 材料配方：研發(fā)高耐水解性、高抗黃變性的 CPI 本體材料，提升材料自身的環(huán)境穩(wěn)定性，從根源減少水解與黃變問題；
升級硬涂層技術(shù)：開發(fā)兼具韌性與硬度的柔性硬涂層，優(yōu)化其與 CPI 基底的熱膨脹系數(shù)匹配度，提升層間附著力，從根本上解決硬涂層龜裂問題；
提升阻隔層技術(shù)：在 CPI 薄膜表面制備高質(zhì)量水氧阻隔層（Barix），有效阻擋水汽、氧氣等環(huán)境老化因子侵入，減緩材料老化速度；
優(yōu)化封裝與膠粘劑工藝：改進折疊屏模組整體封裝工藝，選用耐高溫高濕的高性能 OCA 膠，強化模組邊緣的密封效果，防止水汽從邊緣滲透進入內(nèi)部界面。

總結(jié)

溫濕度老化耦合動態(tài)彎折測試，精準直擊了 CPI 薄膜作為折疊屏蓋板材料的性能短板，通過模擬真實使用中的 “環(huán)境 + 應(yīng)力" 耦合場景，全面揭示了聚合物材料在環(huán)境老化因子與動態(tài)彎折應(yīng)力共同作用下的固有弱點。這項測試不僅是評估 CPI 薄膜長期可靠性的核心手段，更是推動 CPI 材料體系技術(shù)升級、優(yōu)化折疊屏模組設(shè)計的重要依據(jù)，為折疊屏產(chǎn)品的長期使用可靠性提供了關(guān)鍵的數(shù)據(jù)支撐，也為折疊屏行業(yè)的技術(shù)發(fā)展與產(chǎn)品質(zhì)量提升奠定了堅實的測試基礎(chǔ)。

關(guān)于我們

上海簡戶儀器設(shè)備有限公司是一家高科技合資企業(yè),生產(chǎn)銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環(huán)境試驗儀器的公司，研發(fā)生產(chǎn)銷售經(jīng)營各類可靠性環(huán)境試驗設(shè)備。經(jīng)驗豐富，并得到許多國內(nèi)外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務(wù)于國內(nèi)外大學(xué)和研究所等檢測機構(gòu),如清華大學(xué)、蘇州大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設(shè)備及其相關(guān)服務(wù)。努力開發(fā)半導(dǎo)體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業(yè)產(chǎn)品所需的測試設(shè)備裝置。公司擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售後隊伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點。

　上海簡戶榮獲企業(yè)，表明上海簡戶在技術(shù)、科技成果轉(zhuǎn)化、擁有自主知識產(chǎn)權(quán)等方面得到了國家的高度認可。簡戶一直秉承"服務(wù)以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設(shè)備及優(yōu)質(zhì)的服務(wù)，提供的送貨上門、安裝調(diào)試、一年的設(shè)備保養(yǎng)、終身維修，技術(shù)指導(dǎo)服務(wù)。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發(fā)展、讓客戶與公司實現(xiàn)雙贏局面。
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簡戶擁有一支的研發(fā)、生產(chǎn)和售后服務(wù)隊伍，從產(chǎn)品的研發(fā)到售后服務(wù)，每一個環(huán)節(jié)都以客戶的觀點與需求作為思考的出發(fā)點，目前擁有博士學(xué)位2人，碩士5人，參與環(huán)境試驗箱國家標準起草和發(fā)行。企業(yè)制定標準，行業(yè)里通過ISO9001。是中國儀器儀表學(xué)會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創(chuàng)辦以來，參與3項國家標準起草與制定，獲得40+件原創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)、軟著、集成電路)，6次獲得上?？萍夹椭行∑髽I(yè)稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。