OLED顯示模塊環境試驗條件的確定

張洪彬，宋 巖，鄭南飛，胡巨剛，李 鍇,2

（1. 工業和信息化部電子第五研究所，廣州510610；2. 廣東省電子信息產品可靠性技術重點實驗室，廣州 510610；3. 廣東省電子信息產品可靠性與環境工程技術研究開發中心，廣州 510610；4. 廣州市電子信息產品可靠性與環境工程重點實驗室，廣州 510610）

OLED顯示模塊環境試驗條件的確定

張洪彬1,3，宋 巖1,4，鄭南飛1，胡巨剛1,3，李 鍇1,2

（1. 工業和信息化部電子第五研究所，廣州510610；2. 廣東省電子信息產品可靠性技術重點實驗室，廣州 510610；3. 廣東省電子信息產品可靠性與環境工程技術研究開發中心，廣州 510610；4. 廣州市電子信息產品可靠性與環境工程重點實驗室，廣州 510610）

OLED是下一代平板顯示的代表，其環境適應性水平優劣關乎相關產品的市場競爭力，本文介紹了用于評價OLED顯示模塊環境適應性的環境試驗標準，并探討了環境試驗條件的確定方法。

OLED；環境試驗；標準

OLED顯示具有發光效率高、功耗低、輕、薄、無視角限制等優點，成為目前最具發展前景的顯示技術。經過20余年的快速發展，目前OLED顯示技術已在手機、儀器儀表、電腦顯示等領域中有所應用。作為一種新的顯示技術，OLED顯示模塊及產品的環境適應性及可靠性還需要進不斷驗證、提升，本文探討了OLED顯示模塊環境試驗標準及條件確定方法，為其環境適應性評價考核提供參考。

1 相關環境試驗標準簡介

目前用于指導電子電工產品環境試驗的主要標準為GB/T 2423，而具體產品根據各自特點及應用環境，選取GB/T 2423中部分試驗項目及規定制定相應的國標或行業標準。2013年10月，我國制定了針對OLED顯示模塊環境試驗的行業標準—SJ/T 11461.5.1-2013 《有機發光二極管顯示器第5-1部分：環境試驗方法》，該標準選取了GB/T 2423中部分環境試驗項目用于考核OLED的環境適應性，具體見表1。

由表1可以看出，SJ 11461.5.1對適用的試驗項目、試驗條件量值和試驗持續時間做了一系列推薦，但具體如何選取并未作規定，給研制和使用廠所試驗設計人員造成一些困擾。

2 環境試驗方法制定原則

表1 SJ 11461.5.1規定環境試驗項目及條件

制定合理的OLED顯示模塊環境試驗方法，需要遵循以下原則：

1）從產品全壽命周期考慮，分析產品在生產、運輸、貯存及使用過程中所遇環境類型；

2）分析對產品性能影響最大的環境因素，選取能反映主要環境因素影響效應的實驗室環境試驗項目；

3）收集、分析產品在全壽命周期所遇環境極值，可作為環境試驗量值；

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

5）試驗持續時間與產品類型、結構、重量、工作狀態、散熱特點等息息相關，確定試驗時間，要充分了解產品特性。

3 環境試驗條件制定

3.1 高溫、低溫貯存

產品貯存包括庫房貯存及運輸過程中的貯存，貯存環境與戶外氣候環境、庫房建筑結構、溫濕度控制特點、庫房內其它設備及人的散熱特點等因素有關，其中GB/T 4798將世界范圍內庫房氣候環境條件分為1K1至1K11共11個等級[2]，高溫貯存極限值有25 ℃、35 ℃、40 ℃、45 ℃、55 ℃和70 ℃6個等級，低溫貯存極限值包括 -65 ℃、-55 ℃、-40 ℃、-33 ℃、-25 ℃、-20 ℃、-5 ℃和5 ℃8個等級，結合SJ/T 11461.5.1規定以及OLED產品貯存特點，不同貯存類型下高溫、低溫貯存試驗溫度見表2。

GB/T 20159中推薦貯存試驗持續時間為16 h，對于大部分產品該試驗時間能夠充分說明其設計能夠耐受該溫度[3]。

3.2 高、低溫工作

GB/T 4798對有氣候防護場所固定使用、無氣候防護場所固定使用、地面車輛使用、船用、攜帶和非固定使用等5種電工電子產品應用場所的環境條件做出規定，GB/T 20159針對這5種應用場所制定出相應的環境試驗條件。本文針對無氣候防護廠所固定使用的OLED顯示模塊給出相應的試驗條件，具體見表3。

對于非散熱產品，GB/T 20159中推薦高低溫工作試驗持續時間為16 h；而對于散熱產品，推薦高低溫工作試驗持續時間為96 h，可充分說明該類產品在試驗溫度下能夠正常運行。

3.3 恒定濕熱試驗

恒定濕熱試驗分為工作狀態和非工作狀態，在控制溫度、不控制濕度的密閉場所使用時，兩種狀態的恒定濕熱試驗可選擇30 ℃、85 %RH的試驗條件，在相對濕度比較大的場所可選擇30 ℃、93 %RH的試驗條件；在不控制溫度和濕度的場所使用時，可選擇40 ℃、93 %RH的試驗條件。若想快速獲知相關產品的濕熱環境影響效應，可選用85 ℃、85 %RH的試驗條件，如OLED顯示模塊中一些非氣密元件

一般情況下，對大多數電工電子產品濕熱試驗選擇96 h即可說明其濕熱設計滿足該條件。

3.4 濕熱循環試驗

針對OLED顯示模塊濕熱循環試驗有2個方法，在GB/T 2423.4中均有明確規定，其中方法1對易由于呼吸作用引起滲透的內空產品特別適用，而方法2適用于其它樣件，且重現性較高。對OLED顯示模塊一般可選擇方法2。

3.5 溫度沖擊試驗

溫度沖擊試驗的極限溫度值可選擇貯存試驗中的試驗溫度，見本文3.1。無相關規定時極限溫度保持時間可優先選用3 h，也可根據GJB 360B中規定按照樣件重量進行選擇[4]。

表2 OLED顯示模塊高溫、低溫貯存試驗溫度確定

表3 OLED顯示模塊高溫、低溫工作試驗溫度確定

3.6 （模擬）太陽輻射試驗

太陽輻射試驗主要用于考核太陽光對OLED顯示模塊產品的熱效應和光化學效應，標準中選用的試驗輻照強度為1 120 W/m2，可代表我國多數地區的最大輻照強度，而在海拔3 000～5 000 m的地區，最大輻照強度則為1 180 W/m2[5]，所以考核高海拔地區固定使用的產品的耐光老化性能時，可適當提高輻照強度。

太陽輻射試驗的程序A每個循環照射8 h，停照16 h，每個循環總輻照量為8.96 kW·h/m2，相當于最嚴酷的自然環境條件，程序B和程序C通過強化太陽光的光化學效應，縮短再現長期暴曬累積效應的時間。對于軍用產品而言，偶然在戶外使用的產品，建議進行10個循環，對于連續在戶外使用的產品，建議進行56個循環[6]。試驗溫度選擇55 ℃評定太陽輻照的光化學效應更加有效。

3.7 低氣壓試驗

低氣壓工作試驗條件可選擇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，當產品在其它高度固定使用時，也可選用其它條件。

低氣壓貯存試驗條件可選擇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貯存或飛機運輸貯存的環境適應性。具體試驗條件選取按實際貯存高度進行選取。

4 結語

OLED顯示模塊產品目前已有相應的環境試驗標準，標準中根據試驗條件量值和持續時間給出了一系列的試驗嚴酷等級，而選擇合適的試驗嚴酷等級，應綜合考慮其全壽命周期中經歷環境類型和條件極值，并結合產品特點和試驗目的進行。

需要指出的是，標準中給出的試驗項目有時并不能完全覆蓋評價OLED顯示模塊環境適應性所需的試驗項目，如在沿海使用的相關產品，需開展鹽霧試驗；在干熱沙漠地區使用，需開展沙塵試驗。

[1] SJ/T 11461.5.1-2013, 有機發光二極管顯示器 第5-1部分: 環境試驗方法[S].

[2] GB/T 4798.1-2005, 電工電子產品應用環境條件 第1部分 貯存[S].

[3] GB/T 20159.1-2006, 環境條件分類 環境條件分類與環境試驗之間的關系及轉換指南 貯存[S].

[4] 王忠,陳暉,張錚. 環境試驗[M], 北京: 電子工業出版社, 2015.

[5] GB/T 4797.4-2006, 電工電子產品自然環境條件太陽輻射與溫度[S].

[6] GJB 150.7A-2009, 軍用裝備實驗室環境試驗方法 第7部分: 太陽輻射試驗[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，工業和信息化部電子第五研究所工程師，主要從事電子產品與材料的環境適應性評價工作。