IEC 62715-6-222023 柔性显示设备.第6-22部分折痕和波纹度测量方法标准立项发展报告

柔性显示设备第6-22部分：折痕和波纹度测量方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FlexibleDisplayDevices-Part6-22:CreaseandWavinessMeasurementMethods摘要关键词：柔性显示；折痕测量；波纹度测量；IEC62715；国际标准；显示器件1引言1.1研究背景柔性显示技术作为新一代显示技术的重要发展方向，近年来取得了突飞猛进的进展。根据市场研究机构的数据显示，2022年全球柔性显示面板出货量已突破5亿片，预计到2028年将超过12亿片，年复合增长率保持在15%以上。从三星、华为等品牌率先推出商用可折叠智能手机，到苹果、LG等企业积极布局柔性显示专利，柔性显示技术已成为全球显示产业竞争的战略高地。然而，柔性显示设备在实际使用过程中面临着一个突出的技术挑战——折痕问题。由于柔性显示屏在折叠状态下的弯曲半径受到物理限制，反复折叠后会在弯折区域形成不可逆的塑性形变，表现为肉眼可见的折痕（Crease）；同时，显示屏多层膜结构在应力释放和材料回弹的交互作用下，还会在较大范围内形成周期性或非周期性的表面起伏，即波纹度（Waviness）。折痕与波纹度不仅影响显示屏的光学均匀性和视觉美感，还会对触摸灵敏度、显示分辨率的感知效果产生不利影响，严重时可导致膜层脱落或功能失效。在IEC62715-6-22:2023标准发布之前，全球范围内尚无统一的柔性显示折痕与波纹度测量方法标准。不同企业各自采用不同的测量手段和评价指标，导致同一款产品的折痕表现难以在不同厂商之间进行客观比较，制约了产品质量的公开透明评价和行业整体技术水平的提升。例如，部分企业采用光学轮廓仪测量折痕深度，部分企业则采用目视评价等级的方法；即便都采用光学轮廓仪，在取样长度、滤波方式、评价参数等关键环节也存在显著差异，测量结果缺乏可比性。1.2标准体系定位IEC62715系列标准是国际电工委员会针对柔性显示器件建立的系列化国际标准体系，涵盖柔性显示器件的基础术语、机械性能试验方法、环境适应性试验方法、光学性能测量方法以及可靠性与寿命评价方法等多个方面。其中，第6部分为"机械性能测量方法"子系列，6-22则进一步细分为针对折痕和波纹度测量的专项标准。该标准由IEC/TC110（电子显示器件技术委员会）归口管理。IEC/TC110成立于1998年，负责电子显示器件领域的国际标准化工作，目前下设多个工作组（WG），其中WG7（柔性显示工作组）专门负责柔性显示相关标准的制定与维护。IEC62715-6-22:2023的制定工作启动于2019年，经过多轮工作组会议讨论、草案修改和成员国投票，最终于2023年3月10日正式发布。1.3报告目的本报告旨在全面梳理IEC62715-6-22:2023标准的立项背景、技术内容、制定过程和产业价值，为该标准的宣贯实施提供参考，为后续标准修订工作提供方向性建议，同时为柔性显示产业相关企业和研究机构理解和应用该标准提供系统性的技术指引。2标准立项背景与需求分析2.1产业发展的迫切需求柔性显示设备的商业化进程带来了对折痕与波纹度测量标准化的迫切需求。以可折叠智能手机为例，折叠屏的折痕表现已成为消费者评价产品质量的关键指标之一。在产品研发阶段，工程技术人员需要借助精确的测量手段对不同材料方案、不同结构设计、不同工艺条件下的折痕形成规律进行定量分析和比较，以优化产品设计；在质量检验阶段，生产制造企业需要依据统一的测量标准对出厂产品进行一致性评价；在市场监督和消费者权益保护方面，第三方检测机构也需要有权威的测量方法标准作为技术依据。据中国光学光电子行业协会液晶分会的不完全统计，仅在2020—2022年间，国内头部显示企业围绕柔性屏折痕问题开展的内部测试方法研究项目即超过30项，各企业均开发了各自的内部测试规范。但企业内部标准在测量条件、评价指标和数据处理方法上的不一致，导致不同企业之间难以进行有效的技术对标，行业缺乏统一的"度量衡"。2.2国际标准化工作基础IEC62715系列标准为6-22部分的制定奠定了坚实的体系基础。此前已发布的标准包括：IEC62715-1-1（术语）、IEC62715-1-2（文字符号）、IEC62715-5-1（弯曲试验方法）、IEC62715-5-2（折叠试验方法）等。这些标准为柔性显示器件的机械性能测试提供了基本的试验框架，但在折痕和波纹度的专项测量方法方面仍存在空白。值得注意的是，IEC62715-5-2（折叠试验方法）规定了如何对柔性显示器件进行反复折叠试验，即如何"制造"折痕，但没有规定折叠后如何定量评价折痕的严重程度。IEC62715-6-22恰好填补了这一空白，与5-2形成技术衔接——5-2解决"怎么折"的问题，6-22解决"折完怎么测"的问题。此外，国际标准化组织（ISO）在表面粗糙度测量领域已有成熟的标准体系（如ISO4287、ISO25178系列），为折痕和波纹度测量方法中的表面形貌参数评价提供了方法论基础。IEC62715-6-22在制定过程中充分参考了ISO表面纹理标准中关于波形分解（轮廓滤波）和参数定义的技术框架，同时结合柔性显示器件的特点进行了针对性适配。2.3技术挑战与标准化难点折痕与波纹度测量标准的制定面临多重技术挑战。首先，柔性显示屏表面通常覆盖有偏光片、盖板等多层光学薄膜，表面具有较高的反射率，给光学测量带来一定难度，易产生杂散反射干扰。其次，折痕区域的空间尺度跨度大，折痕深度通常在数微米到数百微米之间，而波纹度的横向波长范围可从数百微米到数毫米，要求测量设备具有较大的动态范围和较高的空间分辨率。第三，柔性显示屏的柔软特性使其在测量过程中容易因自身重力或夹持方式不同而产生附加形变，影响测量结果的重复性和再现性。第四，折痕并非静态不变——在折叠释放后的初期，折痕深度会随时间发生一定的回复（即蠕变回复效应），测量时机对结果影响显著，这给测量条件的标准化带来了额外挑战。这些技术挑战决定了该标准需要在测量原理、设备要求、测量条件、取样策略和数据处理方法等方面做出系统而细致的规定。3标准主要内容3.1标准适用范围IEC62715-6-22:2023适用于所有类型的柔性显示器件，包括但不限于采用有机发光二极管（OLED）、电泳显示（EPD）、液晶显示（LCD）等显示技术的柔性显示模组、柔性显示面板及其组合件。标准适用的测量对象涵盖经过折叠试验后产生折痕的显示样品，以及因制造工艺或材料因素而呈现表面波纹度的显示样品。需要特别说明的是，该标准不适用于以下情况：一是硬性显示器件（非柔性）的表面平整度测量；二是柔性显示器件在动态弯折过程中的实时形变测量；三是折痕区域微观裂纹、膜层分离等内部缺陷的检测。这些方面由IEC62715系列中其他标准或其他相关标准予以规定。3.2规范性引用文件该标准在技术内容上引用了多项关键标准和文件，主要包括：-IEC62715-1-1：柔性显示器件第1-1部分：术语——规定了柔性显示领域的基础术语和定义，确保各标准之间术语使用的一致性。-ISO4287：产品几何技术规范（GPS）—表面纹理：轮廓法—术语、定义及表面纹理参数——为表面轮廓参数的评定提供基础定义。-ISO25178-2：产品几何技术规范（GPS）—表面纹理：面式—第2部分：术语、定义及表面纹理参数——为面式表面形貌测量中幅度参数、空间参数和混合参数的定义提供依据。-ISO11562（已被ISO16610系列替代）：几何产品规范（GPS）—滤波—第21部分：线性轮廓滤波器：高斯滤波器——规定了表面轮廓分离粗糙度与波纹度所用的高斯滤波方法。此外，标准还参考了ISO16610-61（样条小波滤波）和ISO16610-71（稳健高斯滤波）等先进的滤波技术标准，为测量数据的后续处理提供多重选择。3.3术语和定义标准对以下核心术语进行了定义：-折痕（Crease）：柔性显示器件在折叠状态下或在反复折叠后，在弯折区域形成的局部永久性凹痕或凸起变形。-波纹度（Waviness）：显示器件表面在较大横向范围内出现的周期性或准周期性起伏，其波长通常远大于表面粗糙度波长，但小于器件整体尺寸。-折痕深度（CreaseDepth）：折痕区域最低点与周围未变形参考表面之间的最大垂直距离。-折痕宽度（CreaseWidth）：折痕轮廓中，在特定深度阈值处测得的折痕横向跨距。-波纹度高度（WavinessHeight）：在评定长度内，波纹度轮廓的最高峰与最低谷之间的垂直距离。-参考表面（ReferenceSurface）：通过特定拟合方法（如最小二乘平面或高斯滤波）从测量表面数据中提取的用于计算形变参数的基准面。-评定长度（EvaluationLength）：用于计算和统计各项评价参数的测量区段长度。-取样长度（SamplingLength）：在评定长度内划分的基本测量单元长度，用于保证参数计算的统计稳定性。3.4测量原理与分类IEC62715-6-22:2023将折痕和波纹度的测量方法分为两大类：接触式测量法和非接触式测量法。接触式测量法主要采用触针式轮廓仪，利用具有微小尖端半径（通常为2μm或5μm）的金刚石或蓝宝石触针沿样品表面进行扫描，通过触针的垂直位移记录表面轮廓数据。该方法技术成熟、垂直分辨率高（可达纳米级）、成本相对较低，但接触力可能对柔性显示表面造成轻微损伤，且测量速度较慢。非接触式测量法主要包括以下技术路径：（1）光学干涉测量法：基于白光干涉或相移干涉原理，通过对样品表面反射光与参考光干涉图样的分析，获取高精度的三维表面形貌数据。该方法垂直分辨率极高（可达亚纳米级），且不接触样品表面，适合柔性显示这类软质材料，但其对振动敏感，测量环境要求较高。（2）共聚焦显微镜法：利用共聚焦光学系统对样品表面进行逐点逐层扫描，通过焦点位置的精确定位重建表面三维形貌。该方法横向分辨率高，适合局部细节分析，但测量视场较小，对于大面积的波纹度测量效率较低。（3）结构光投影法：通过向样品表面投射编码结构光图案，利用相机捕获变形后的光图案并基于三角测量原理重建表面三维形貌。该方法测量速度快、视场大、适合大面积的波纹度测量，但精度相对较低。标准规定，无论采用哪种测量方法，所获得的测量结果均需通过统一的参数评定体系进行计算和报告，以保证不同方法所得结果的可比性。3.5测量条件与样品准备为保证测量结果的重复性和可比性，标准对测量环境和样品处理提出了明确要求。在环境条件方面，标准规定测量应在温度为23℃±2℃、相对湿度为50%±10%的受控环境中进行。测量前，样品应在该环境条件下进行不少于4小时的预处理，以消除温湿度变化对样品尺寸和形貌的影响。测量过程中应避免气流、振动和强光干扰。对于已经过折叠试验的样品，标准要求在折叠释放后需经过规定的静置恢复时间方可进行测量。这是因为柔性显示器件在折叠释放后，折痕深度会随时间逐渐回复，通常在最初的数小时内回复速率最快，之后趋于稳定。标准规定了标准恢复时间（默认24小时）和快速恢复时间（默认1小时）两种测量时机供选择，并要求在报告中明确注明实际的静置时间。对于需要在特定弯折状态下测量的场景，标准还提供了专用的弯折夹具要求。在样品支撑方式方面，标准推荐采用真空吸附平台或刚性支撑平台确保样品在测量过程中的平整固定，但需注意吸附力不应导致样品产生额外变形。对于本身带有一定曲率的样品，应采用曲率匹配的支撑工装。3.6测量步骤与程序标准规定的测量流程主要包括以下步骤：第一步：测量系统校准。在正式测量前，应对测量设备进行校准，包括使用标准台阶样板校准垂直方向的高度精度、使用标准线距样板校准水平方向的尺寸精度。校准结果的偏差应满足设备技术规范要求。第二步：测量区域选取。对于折痕测量，应在折痕长度方向上选取至少3个代表性测量位置，通常为折痕的中间位置和距离两端各约1/4处的位置。每个测量位置应至少进行3次重复测量。对于波纹度测量，应在显示区域均匀分布不少于5个测量区域，每个区域的面积应不小于10mm×10mm。第三步：数据采集。根据样品特性和测量目的选择合适的测量方法，按照设备操作规程进行表面形貌数据采集。对于接触式测量，需设定适当的扫描速度、触针力和取样间距；对于非接触式测量，需设定适当的采样密度和测量视场。第四步：数据预处理。原始测量数据需经过以下预处理步骤：（1）去除异常值（野点）；（2）进行表面重建和拼接（如适用）；（3）进行多项式拟合以去除样品整体倾斜和弯曲引起的形状误差；（4）根据需要选择合适的滤波方法对数据进行滤波分离。第五步：参数计算。按照标准规定的参数定义和计算方法，从处理后的表面形貌数据中提取折痕参数（折痕深度、折痕宽度等）和波纹度参数（波纹度高度、波纹度间距等）。第六步：结果报告。计算各测量位置参数的算术平均值、标准偏差和变异系数，按照标准规定的格式编制测量报告。3.7折痕参数计算方法标准中定义了折痕评价的核心参数体系，其中最主要的参数包括：折痕深度（C_d）：在垂直于折痕方向的轮廓曲线上，折痕最低点相对于参考表面的垂直距离。参考表面通过最小二乘法对折痕两侧各至少2mm范围内的非变形区域进行线性或多项式拟合获得。折痕深度直接影响用户视觉感知的折痕严重程度，是衡量折痕的核心指标。折痕宽度（C_w）：折痕轮廓在参考表面以下特定阈值深度（通常为10%最大深度）处的横向跨距。折痕宽度反映了折痕影响的横向范围，对于评估折痕对显示区域有效利用率的减损程度具有重要意义。折痕截面积（C_a）：折痕轮廓曲线与参考表面之间的围成面积，单位为μm²。折痕截面积综合反映了折痕的深度和宽度信息，是对折痕严重程度的综合评价参数。标准同时还规定了对折痕轮廓对称性、折痕截面形状因子等扩展参数的推荐计算方法，供需要进行深入分析的用户参考使用。3.8波纹度参数计算方法对于波纹度评价，标准参照