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显示屏可靠性检测中的划伤耐磨性能测试指标解读

三方检测机构-蒋工 2024-02-19

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显示屏是电子设备与用户交互的核心界面,日常使用中难免遭遇钥匙刮擦、桌面摩擦、指甲按压等场景,表面划痕不仅影响视觉体验,严重时还会破坏显示功能。划伤耐磨性能作为显示屏可靠性的关键维度,其测试指标直接反映了产品在实际场景中的抗损伤能力。本文将从测试目标、标准框架、核心指标等角度,拆解显示屏划伤耐磨性能测试的关键逻辑,帮助读者理解指标背后的实际意义。

划伤耐磨性能测试的核心目标

划伤耐磨性能测试并非为了刻意破坏显示屏,而是通过模拟日常使用中的典型损伤场景,评估表面涂层或基板的抗刮擦、抗摩擦能力。比如,手机放入口袋时与钥匙、硬币的摩擦,平板放在桌面移动时的滑动,甚至用户用指甲点击屏幕的压力,这些场景都会对显示屏表面造成累积性损伤。

测试的核心目标是量化这种损伤的阈值——即多大的力、多少次摩擦会导致可见划痕或功能失效。举个例子,若测试显示某款手机屏幕在750g负荷的铅笔刮擦下无划痕,说明其能承受日常钥匙的刮擦;若在500g负荷下就出现划痕,则需要优化表面涂层或更换更硬的盖板材料。

简单来说,测试是为产品设计“划不花”的底线:让工程师知道,当用户在口袋里混装手机和钥匙时,屏幕能扛住;当孩子用蜡笔蹭屏幕时,不会留下永久痕迹。

常用测试标准与方法框架

目前显示屏划伤耐磨测试主要参考国际和国内的通用标准,不同标准对应不同的测试场景。最常见的是铅笔硬度测试,遵循ISO 1518-1(国际标准)或GB/T 6739(国内标准)——将铅笔削成扁平状(笔尖厚度0.5mm),施加固定负荷(如750g、1000g)在屏幕表面划动,通过是否出现划痕判断硬度等级。

另一种是Taber耐磨测试,遵循ASTM D4060标准——用两个旋转的砂轮(或磨料)对屏幕表面进行循环摩擦,记录摩擦次数与划痕程度。比如,用CS-10F砂轮(模拟织物)摩擦1000次,看屏幕是否有明显划痕。

还有钢丝绒测试(ASTM F2496),用特定目数的钢丝绒(如#0000,最细的规格)在屏幕表面摩擦,评估抗钢丝刮擦的能力——这种方法常用于测试手机屏幕抗绒布或毛衣摩擦的性能。

这些标准并非孤立使用,而是组合起来覆盖不同损伤类型:铅笔硬度测“点式刮擦”,Taber测“循环摩擦”,钢丝绒测“纤维摩擦”,三者结合才能全面评估显示屏的抗损伤能力。

关键测试指标的定义与解读

划伤耐磨测试的核心指标有三个:负荷力、摩擦次数、划伤等级。先看负荷力——这是测试中施加在摩擦介质上的压力,比如铅笔测试用750g负荷,对应日常中手指按压加刮擦的力度(约0.75牛顿);Taber测试用500g砝码,对应屏幕放在桌面滑动时的压力。负荷力越大,测试越严格:能扛1000g负荷的屏幕,比只能扛500g的更耐刮。

再看摩擦次数——Taber测试中的100次、500次、1000次,对应不同的使用频率。比如1000次约等于日常使用1年的摩擦次数(假设每天摩擦3次),若1000次后无明显划痕,说明屏幕能应对长期使用;若500次就出现划痕,可能半年后就会影响视觉体验。

最后是划伤等级——ISO 1518-1将划痕分为0-5级:0级无任何划痕,1级极轻微(需近距离看),2级轻微(可见但不影响显示),3级中等(明显可见),4级严重(影响显示),5级大面积破裂。等级越低,抗损伤能力越强:1级意味着日常摩擦不会留痕,4级则需要频繁维护。

不同显示屏类型的指标差异

LCD、OLED、柔性屏的结构不同,指标要求也不一样。LCD用玻璃盖板(莫氏硬度6-7),铅笔硬度通常要求≥6H——能扛钥匙(莫氏硬度5-6)刮擦;Taber耐磨次数≥1000次,循环摩擦无划痕。

柔性OLED用塑料基板(如PI膜,莫氏硬度3-4)加薄膜封装层,硬度比玻璃低,铅笔硬度要求≥4H(能扛指甲、织物摩擦),但Taber耐磨次数要求更高(≥2000次)——因为柔性屏常被折叠、弯曲,循环摩擦的累积损伤更明显。

折叠屏还要额外测“折叠+摩擦”:折叠10000次后,再用Taber摩擦500次,要求无划痕——折叠会让屏幕表面产生应力,降低抗摩擦能力,所以指标更严。

曲面屏的边缘曲率大,容易碰异物,边缘的铅笔硬度要求≥7H,比平面部分高1级,就是为了应对口袋里的钥匙刮擦。

测试结果与实际使用场景的对应关系

指标不是数字游戏,而是和日常场景直接挂钩。比如铅笔硬度6H:用钥匙刮屏幕,不会留痕;若5H,钥匙刮就有轻微印子。Taber1000次:每天放桌面移动3次,用1年无划痕;若500次,半年后可能出现可见划痕。

钢丝绒#0000目、50次:用毛衣摩擦50次无划痕——若20次就有痕,说明穿毛衣时摩擦屏幕会留印。

环境也会影响指标意义:南方夏天35℃、湿度80%,涂层会软化,铅笔硬度可能从6H降到4H,所以测试要模拟这个环境,指标调整为“高温35℃下≥5H”,保证实际使用中能扛住。

户外广告牌的显示屏,要抗风沙摩擦,Taber磨料改用氧化铝颗粒(模拟风沙),要求摩擦5000次无划痕——对应户外用2-3年。

测试中的常见影响因素与控制

测试结果要准,得控制这些因素:首先是磨料类型,Taber的CS-10F模拟织物,H-18模拟金属,用H-18测手机与钥匙的摩擦,用CS-10F测与衣服的摩擦,选错磨料会导致结果不准——比如用CS-10F测钥匙摩擦,结果会偏乐观,实际用钥匙刮就会有痕。

然后是测试速度,Taber标准速度60转/分钟,对应日常摩擦速度;若开100转/分钟,摩擦冲击力变大,结果会偏低(更容易划痕)。

还有样品预处理,测试前要用异丙醇擦干净屏幕,去除灰尘——灰尘颗粒会充当磨料,没擦干净的话,测试结果会比实际差(本来没划痕,灰尘蹭出划痕)。

温湿度也要控制,标准环境是23℃±2℃、湿度50%±5%,偏离的话要标注——比如在40℃测试,结果比标准环境低1级,得说明是高温下的表现,不能直接当标准结果用。

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