GB∕T 42977-2023 纳米技术 纳米光电显示 量子点光转换膜的光学可靠性测定（正式版）

纳米技术纳米光电显示量子点光转换膜的光学可靠性测定GB/T42977—2023前言 I引言 Ⅱ 2规范性引用文件 3术语和定义 4仪器和设备 5光学可靠性试验条件 36测试样品 47光学可靠性试验操作程序 48光学性能测试方法与数据处理 59光学可靠性判定指标 610测量不确定度 11测试报告 附录A(资料性)光学可靠性测定报告模板 9参考文献 I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国科学院提出。本文件由全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)归口。本文件起草单位：纳晶科技股份有限公司、国家纳米科学中心、杭州英诺维科技有限公司、深圳TCL新技术有限公司、南开大学、广东普加福光电科技有限公司、武汉珈源同创科技有限公司、北京北达聚邦科技有限公司、海信视像科技股份有限公司、胜科纳米(苏州)股份有限公司、TCL华星光电技术有限公司、北京理工大学、致晶科技(北京)有限公司、南方科技大学、中国计量大学。Ⅱ量子点由于具有宽带吸收、窄带发射、发射波长连续可调等优异的发光特性，已在新型显示产业领域实现规模应用。装配了量子点光转换膜背光组件的液晶显示(LCD)器件色域的典型值可达100%NTSC(参考色空间CIE1931)以上，国内外多家终端显示厂商已推出量子点新型显示器件产品，带动了量子点材料、光学膜、新型显示器件产业全链条的快速发展。量子点光转换膜的光学可靠性是终端显示器件应用性能满足产业要求的必要前提条件，是量子点光转换膜厂商、显示器件终端厂商等产业链条上下游对产品质量控制、采购时进行规格评价和验收的依据，建立标准化的光学可靠性测定方法，形成产业一致认同的加速老化性能评价基础依据，必将有助于促进量子点显示产业的高质量规范发展。本文件基于我国纳米光电显示产业发展现状，契合标准在产业领域推广应用场景，兼顾我国在量子点新型显示领域的技术优势，给出了量子点光转换膜的光学可靠性测定方法。1纳米技术纳米光电显示量子点光转换膜的光学可靠性测定1范围本文件给出了量子点光转换膜(Q-LCF)的光学可靠性测定方法和可靠性判定指标。本文件适用于液晶显示器件用量子点光转换膜的光学可靠性测定，其他具有光转换作用的膜材参照执行。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T2423.1电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验A:低温GB/T2423.2电工电子产品环境试验第2部分：试验方法试验B:高温GB/T2423.3环境试验第2部分：试验方法试验Cab:恒定湿热试验GB/T2423.22环境试验第2部分：试验方法试验N:温度变化GB19510.1—2009灯的控制装置第1部分：一般要求和安全要求GB/T42976—2023纳米技术纳米光电显示量子点光转换膜光学性能测试方法3术语和定义GB/T42976—2023界定的以及下列术语和定义适用于本文件。光学可靠性opticalreliability产品在规定的条件下和规定的时间内，完成规定光学性能的能力。无效边invalidedge量子点光转换膜出现光学性能明显衰退而失效的边缘区域。4仪器和设备4.1可靠性试验平台设备量子点光转换膜的光学可靠性测定试验按有无光照射加速老化试验条件分为光照试验和储存试验。光照试验在光照试验平台上进行，储存试验在储存试验平台上进行。24.1.2光照试验平台光照试验平台结构如图1所示，由增亮膜、样品台和背光系统组成。增亮膜、样品台和背光系统三者从上到下依次叠放，有同一法线。标引序号说明：1——增亮膜；2——测试样品；3——样品台(光学薄板);4——样品台(支撑件);5——背光系统(背光);6——背光系统(散热板)。图1光照试验平台结构示意图增亮膜的规格应与使用方协商达成一致，且在规定的寿命期内使用。样品台包括支撑件与光学薄板。支撑件支撑起光学薄板，使其与背光源形成一定距离，支撑件材质选择黑色反射率低的耐热材料，如橡胶等。光学薄板应采用玻璃薄板或扩散板等透明板或显示器件中常用光学板，规格应与使用方协商达成一致。注：样品台的主要功能是在背光源正上方承载样品及增亮膜。支撑件用来调节测试平台亮度与亮度均匀度，也能降低背光源产生的热量直接传至样品台。背光系统由背光控制装置、散热板与背光组成。背光控制装置的输出功率应可调，且可控制背光开关，符合GB19510.1—2009的规定。散热板一般为散热金属板，用于背光散热，降低背光长时间工作带来的温升对光学测试平台的影响。背光应采用与应用量子点光转换膜的显示设备一致的LED光源，一般宜采用峰值波长为447.5nm±2.5nm,半峰宽不大于20nm的光源，背光直接照射到测试样品表面的平均辐射照度设置背光强度，设置条件宜选用表1光源组件参数，其他设置应与使用方协商达成注：样品表面辐射照度测量使用方法见GB/T26179—2010中的1.2。3表1光源组件参数光源名称光源光学参数样品直接受光面的平均辐射照度W/m²光源组件1参照显示设备中使用的光源光源组件2参照显示设备中使用的光源光源组件3参照显示设备中使用的光源光源组件4参照显示设备中使用的光源光源组件5参照显示设备中使用的光源样品台试验区域的最小辐射照度与最大辐射照度的比值应大于或等于90%,试验过程中，任意5min内测试背光亮度波动不大于2%。4.1.3储存试验平台储存试验平台由试验箱体、夹具、隔板等器件构成。测试样品应能在试验箱体内稳定地进行老化试验，可使用夹具、隔板等器件将多个试验样品固定在试验箱体内，并保持各测试样品间互不干扰。如有其他设置，应与使用方协商达成一致。4.2.1高温试验箱：温度范围为0℃~100℃,温度精度≤1℃,试验箱的使用应符合GB/T2423.2的要求。4.2.2低温试验箱：温度范围为-40℃~50℃,温度精度≤1℃,试验箱的使用应符合GB/T2423.1的要求。4.2.3冷热冲击试验箱：温度范围为一40℃~100℃,温度精度≤1℃,试验箱的使用应符合GB/T2423.22的要求。4.2.4恒温恒湿试验箱：温度范围为0℃~100℃,温度精度≤1℃;湿度最大试验范围至少覆盖98%相对湿度，相对湿度精度≤5%,试验箱的使用应符合GB/T2423.3的要求。4.2.5室温试验箱：应为暗室，箱体内照度≤0.11x。箱内大气压与温度与存放室内保持一致，温度要求恒定在23℃±2℃、相对湿度50%±10%。4.3光学性能测试平台光学性能测试平台应符合GB/T42976—2023的要求。量程为100mm或更大的薄膜尺，最小刻度≤0.1mm。4.5光学显微镜光学显微镜应自带光源，测试精度≤0.1mm。5光学可靠性试验条件5.1试验类型和周期量子点光转换膜的光学可靠性测定试验可分为恒定条件老化试验和周期性循环试验。恒定条件老4化试验的试验周期根据加速老化试验条件设定，且与使用方达成协议，常规恒定条件老化试验周期宜选用1000h。周期性循环老化试验通常为冷热冲击试验，宜进行100次周期循环。注：单张样品仅测试一种类型老化试验条件，若增加其他老化试验需取未进行可靠性试验的初始样品。5.2加速老化试验条件5.2.1恒温老化试验恒温老化试验通过设置温度单加速因子测定量子点光转换膜的光学可靠性，分为低温试验和高温试验。低温试验在低温试验箱(4.2.2)中进行，箱内温度宜设置为一40℃,高温试验在高温试验箱(4.2.1)中进行，常规高温试验温度宜设置为65℃,亦可与使用方协商试验条件。5.2.2恒温恒湿老化试验恒温恒湿老化试验通过设置温度、湿度双加速因子测定量子点光转换膜的光学可靠性。恒温恒湿老化试验在恒温恒湿试验箱(4.2.4)中进行，常规恒温恒湿试验温度宜设置为60℃,湿度宜设置为相对湿度90%,不宜超过65℃和相对湿度95%,亦可与使用方协商试验条件。5.2.3冷热冲击老化试验冷热冲击老化试验通过设置变温加速因子测定量子点光转换膜的光学可靠性。在冷热冲击试验箱(4.2.3)中进行，低温条件宜设置为一40℃,高温试验条件宜设置为85℃,循环中过渡温度宜设置为25℃。单次循环高低温试验维持时间宜为30min,单次升/降温时间宜小于5min,亦可与使用方协商试验条件。5.2.4光照老化试验光照老化试验可分为高温光照老化试验和恒温恒湿光照老化试验，将光照试验平台(4.1.2)置入适用的试验箱(4.2)中进行。高温光照老化试验的温度条件按5.2.1设置，恒温恒湿光照老化试验的温湿度条件按5.2.2设置。光照条件以测试样品直接受光照射面上的平均辐射照度来设置，宜从表1中选择。光照老化试验条件的温度宜选用40℃,湿度宜选用相对湿度85%,光照强度宜选用表1中光源组6测试样品覆盖背光测试区域的尺寸。对同一类膜片做多种加速老化试验条件时，测试样品应在洁净环境下，从同一张膜上的相邻位置裁取。同种可靠性试验的测试平行样品大于或等于3片。7光学可靠性试验操作程序量子点光转换膜的光学可靠性测试程序如下：a)按第5章设置试验条件，包括试验类型、周期和加速老化试验条件；b)按4.1搭建符合a)中试验条件的光照试验平台和储存试验平台；c)按8.2测试样品的初始光学数据；5d)将c)中已测得初始光学数据的测试样品在b)中的试验平台上按a)中设置的试验条件进行加速老化；e)按测试节点(8.1.2)取出测试样品，测试样品应放置在同测试初始值时的环境中，样品表面温度与环境温度相同时，按8.2测试样品的过程光学数据；f)记录样品在加速老化过程中各测试节点的光学试验数据，包括亮度L、色品坐标(x,y)、光转换效率LCE和最大无效边d;g)对试验数据进行统计分析处理，并记录至试验报告中。8光学性能测试方法与数据处理8.1测试参数与测试节点测定量子点光转换膜在光照、温度和湿度加速老化条件下的光学性能可靠性。光学性能包括亮度L、色品坐标(x,y)、光转换效率LCE和最大无效边d。光学可靠性试验过程中应记录光学性能的变化情况，测试节点宜选用0h、24h、72h、168h、336h、504h、1000h、2000h、3000h。亦可与使用方协商测试节点设置。8.2测试方法8.2.1光学性能测试依据GB/T42976—2023中第8章和第9章内容，测试亮度L、色品坐标(x,y)、光转换效率LCE。量子点光转换膜经加速老化试验后，可通过测试最大无效边作为光学可靠性评价的一个方面。无效边测试方法可分为光学显微镜测试方法和菲林尺测试方法。8.2.2.2光学显微镜测最大无效边光学显微镜测试步骤如下：a)将测试样品平放在光学显微镜的载物台上并固定；b)在视场中找到测试样品的边缘区域，选用适宜放大倍数的物镜，聚焦清晰后拍摄图像；c)测量图像中样品边缘出现无效边的最大宽度；d)分别选择样品边缘不同区域3处以上，重复上述步骤，求取最大值记为该样品的最大无效菲林尺测试步骤如下：a)将量子点光转换膜测试样品平放在载物台上方；b)用紫外光源照射样品(见图2),紫外光源的峰值波长宜为395nm～415nm;c)肉眼可见样品四周边缘出现无效边，使用菲林尺测量无效边的最大宽度；6d)分别选择样品边缘不同区域3处以上，重复上述步骤，求取最大值记为该样品的最大无效标引序号说明：1——菲林尺；2——样品；3——紫外光源；4——无效边区域；5——最大无效边。图2菲林尺测试无效边示意图8.3数据处理光学可靠性测定用于评估样品在加速老化试验过程中的光学性能的失效情况，光学性能变化趋势可用差值和比值表示。设测试样品的光学数值为T。,在设定的可靠性试验条件下进行一定时间的加速老化处理后，在第n个测试节点取样，测试所得的光学性能数值为T,,则该光学性能的可靠性变化趋势可用公式(1)的差值和公式(2)的比值表示：式中：△T₄——可靠性差值变化；T。——老化试验前光学数值；T,——老化试验后光学数值。式中：△T,——可靠性比值变化。试验数据中色品坐标(x,y)、无效边d的可靠性变化趋势用公式(1)计算，亮度L和光转换效率LCE的可靠性变化趋势用公式(2)计算。9光学可靠性判定指标量子点光转换膜光学可靠性的参考判定指标见表2。7表2量子点光转换膜光学可靠性的参考判定指标可靠性试验类型可靠性试验条件可靠性试验设备参考判定指标恒温试验-高温温度设置65℃按照4.2.1色品坐标变化量：亮度变化率：化率：化量：恒温试验-低温温度设置—40℃按照4.2.2高温高湿试验温度设置60℃,湿度设置相对湿度90%按照4.2.4高温高湿光照试验温度设置40℃,湿度设置相对湿度85%,光照按光源组件1设置按照4.2.4和4.1冷热冲击试验高温设置85℃,持续30min;过渡温度设置25℃,持续时间≤5min;低温设置—40℃,持续时间30min。单次循环由高温到过渡温度到低温，共100次循环按照4.2.3注1:△x和△y分别表示老化试验前后色品坐标x和y的变化量。注2:△L表示老化试验前后亮度的变化量。注3:△LCE表示老化试验前后光转换效率的变化量。注4:d表示老化试验前后最大无效边的变化量。10测量不确定度根据仪器、实验条件和试验人员操作规范的不同，量子点光转换膜光学可靠性测量的不确定度有一定的差别。为提供适当的测试背景，宜在测试报告中给出不确定度评估。按照其重要性顺序，为本文件中的各种测试方法确定重要不确定来源(A类不确定度和B类不确定度)。报告宜包含A类和B类不确定度评估以及它们是如何合成给出测量的总扩展不确定度的。任何实验步骤的改变都改变不确定度的组成，一旦测量步骤有改变，应重新审查不确定度评估。光转换效率不确定度见GB/T37664.1—2019中第7章内容。11测试报告测试报告应包括但不限于下列内容：a)测试所依据的标准号；b)测试样品名称、编号；c)测试样品类型、规格和数量；e)标准测量条件和标准设置条件(仪器、设备的测试条件);g)光转换效率测试结果；h)最大无效边测试结果；i)标准测试环境条件(温度、湿度和暗室);8j)测试实验室；k