基于Borderless 產品前傾使用環境泡棉壽命的探究

劉玉安，張坤，張怡，段衛東，李絢，劉孟義，朱東艷

（北京京東方顯示技術有限公司，北京，100176）

0 引言

Borderless 產品為無邊框設計，液晶屏與背光源膠框之間使用泡棉進行連接，當產品前傾使用時泡棉受到受液晶屏重力及泡棉本身韌性、粘著力、環境溫度等影響，存在因泡棉撕裂、開膠造成漏光或液晶屏與背光源膠框分離風險。由于此前行業內均無此方面測試及標準，因此，如何評估產品是否滿足使用壽命需求問題亟待解決。

圖1

1 實驗部分

實驗設計檢討：

(a)在生產中應用雙面膠帶時,要充分考慮到使用的環境與限制[1]，依據液晶屏脫落的失效模型，選定重要影響因子：環境溫度、前傾角度、負重重量、泡棉單位受力面積。

(b)根據產品設計差異，選取測試樣品。

(c)測試數據分析，軟件擬合、制定驗證標準。

方案制定：

兩款產品分別進行前傾10°與前傾35°進行驗證；選取溫度以及掛重兩個加速因素進行壽命實驗曲線擬合。

（1）選取廠內 MNT Borderless 產品中粘貼面積最小的產品產品參與實驗。

（2）在常溫下掛重，找出產品的掛重極限值。

（3）以極限值作為參考，在0～極限值之間選取四個掛重值作為4 個Spit 驗證實驗，每個Spit 驗證選取3pcs 樣品。

（4）參考產品及實驗設備能力選取常溫、40℃、50℃、60℃溫度點進行4 個掛重Spit 驗證實驗。

（5）所有測試條件同時展開，記錄每片實驗樣片的開膠時間。

（6）實驗數據進行線性擬合，找出溫度及掛重因素的加速因子，模擬計算公式。

（7）選取合適的溫度及掛重作為后續新品驗證壽命的實驗條件。

實驗步驟：

（1）將模組平放在實驗臺上，CF 面朝上，將掛重鋁板粘貼到Panel 表面，如圖2 所示： 鋁板盡量均勻分布，以保證panel 受力均勻，達到最佳模擬效果。

圖2

鋁板黏貼時需與panel 底部保持3cm 距離，確保前傾測試過程中鋁板不予設備接觸。鋁板組合重量分別為4.5kg、4kg、3.5kg、3kg 四組，每組3 個樣品。

（2）將模組平放在實驗臺上，panel 面向下，將掛鉤粘貼到模組背面，如圖3 所示： 掛鉤成倒等腰三角形分布，掛鉤1&掛鉤2 中心到模組上邊緣距離5cm,到左右邊緣距離模組長度的1/4，掛鉤3 中心到模組上邊緣距離為模組寬度的1/2。以確保前程過程在模組受力 均勻。

圖3

（3）將粘貼好掛鉤的模組靜置24hr,使panel 與鋁板、模組與掛鉤充分的粘合。

（4）將產品分別放入實驗環境為60℃、50℃、40℃、25℃ 四個實驗環境。

（5）將模組用尼龍繩通過模組背面的掛鉤固定在高溫實驗機臺中的點燈治具上，確保Panel 前傾10±2°& 35±2°（圖4）。需要確保每個掛鉤的受力相同。

圖4

（6）將模組通電，檢查樣品初始狀態。

（7）每天觀察實驗樣品的狀態，記錄開膠、漏光時間。

表1

2 測試數據擬合

模型一：產品前傾10°

基于掛重實驗數據處理輸出：加速模型（掛重及溫度因素）

表2：相同產品不同溫度加速系數模擬：加速因子=-0.74×（1-1.68×Exp（0.01×溫度））

表2

表3：不同掛重條件加速系數模擬：=3.31×10-4×（1-（-3015.74）×Exp（1.12×掛重））

表3

表4：基于泡棉單位面積受力數據處理輸出：加速模型（泡棉單位面積受力及溫度因素）

表4

表5：4.5kg 掛重條件下不同溫度加速因子=-0.88×（1-1.67×Exp（0.01×溫度））

表5

加速因子曲線圖

模型二：產在前傾35°

基于掛重實驗數據處理輸出：加速模型（掛重及溫度因素）

表6：相同產品不同溫度加速系數模擬：加速因子=-0.4×（1-0.71×Exp（0.062×溫度））

表6

表7：不同掛重條件加速系數模擬：加速因子=-4.78×10-6×（1-2.09×105×Exp（1.92×掛重））

表7

表8：基于泡棉單位面積受力數據處理輸出：加速模型（泡棉單位面積受力及溫度因素）

表8

表9：1.5kg 掛重條件下不同溫度加速因子=-0.88×（1-1.67×Exp（0.01×溫度））

表9

3 結論

通過上述分析和實驗驗證結果，我們能夠得到以下結論：

（1）溫度對泡棉使用壽命成負相關，測試環境溫度越高，產品失效越快，加速因子越大；（2）掛重對泡棉使用壽命成負相關，掛重越大失效越快，加速因子越大；（3）泡棉單位面積受力與產品泡棉開膠、撕裂有著非常密切的關系。測試環境相同時泡棉單位面積受力越大，產品失效越快，加速因子越大。

4 備注：本試驗結論是基于以下限制條件

（1）本文所有數據均為脫密處理后數值(非實際測試數據)，因此數據僅供參考；（2）文中數據處理采用JMP 軟件擬合得出；（3）基于泡棉單體和模組產品試驗數據，我們默認為不同溫度加速系數模擬：加速因子[2]；（4）本試驗結論是基于產品模組單體前傾并懸掛于支架上得出的，任何測試方法不是基于此試驗設計的，此結論只具有參考意義。