GBT 44390-2024 打印显示 薄膜均匀性测试方法标准立项发展报告

打印显示薄膜均匀性测试方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:TestMethodforUniformityofThinFilmsinPrintedDisplay摘要关键词：打印显示；薄膜均匀性；测试方法；国家标准；质量控制；光电性能Keywords:PrintedDisplay;ThinFilmUniformity;TestMethod;NationalStandard;QualityControl;OptoelectronicPerformance一、引言1.1打印显示技术发展背景打印显示技术（PrintedDisplayTechnology）是指通过喷墨打印、气溶胶打印、丝网印刷等增材制造方式，在基板上沉积功能性墨水材料以形成显示器件结构的下一代新型显示技术。与传统真空蒸镀、光刻等工艺相比，打印显示技术具有材料利用率高、工艺流程短、可大面积制备、适用于柔性基板等显著优势，被业界公认为下一代显示技术的重要发展方向之一。近年来，随着量子点发光二极管（QLED）、有机发光二极管（OLED）、钙钛矿发光二极管（PeLED）等电致发光技术的蓬勃发展，打印显示技术已从实验室研究阶段逐步迈向产业化应用阶段。1.2薄膜均匀性对显示器件性能的影响在打印显示器件中，功能薄膜层（包括发光层、电子传输层、空穴传输层、电极层等）的均匀性直接决定了器件的发光亮度均匀度、色度一致性、电流分布均匀性以及器件的整体寿命和可靠性。具体而言，薄膜厚度偏差过大会导致局部电场强度不均，形成亮点、暗点或亮度不均（Mura）现象；薄膜表面粗糙度劣化会加剧漏电流并促进暗斑缺陷的产生；薄膜成分分布的不均匀则会引致色度漂移和发光光谱变化。随着打印显示器件分辨率和面积的不断提升，对薄膜均匀性的要求已从微米级向纳米级延伸，不均匀性已成为制约打印显示器件良率提升的核心瓶颈之一。1.3标准制定的必要性与紧迫性尽管薄膜均匀性测试在实验室研究和生产检测中均有广泛需求，但国内外尚未形成统一、规范的测试方法标准。不同企业和研究机构往往采用各自的测试设备和评价指标，导致检测结果缺乏可比性，严重制约了行业内的技术交流与质量管控。同时，喷墨打印等数字印刷工艺特有的"咖啡环效应"、液滴沉积不均匀、墨水润湿差异等问题，也使得传统薄膜均匀性测试方法难以完全适用于打印显示领域。因此，制定专门针对打印显示薄膜的均匀性测试方法国家标准，已成为产业界的共同呼声和迫切需求。二、标准编制概况2.1标准基本信息GB/T44390-2024《打印显示薄膜均匀性测试方法》由全国电子显示器件标准化技术委员会（SAC/TC547）提出并归口，于2024年8月23日由国家市场监督管理总局（国家标准化管理委员会）正式发布，并将于2025年3月1日起实施。该标准属于我国国家标准体系中的推荐性标准，分类号为L90（电子技术专用材料），标准性质为方法标准。2.2编制原则与依据本标准的编制遵循以下原则：（1）科学性原则：测试方法的设计建立在薄膜光学、表面科学的理论基础之上，确保测试结果的物理意义明确、可靠；（2）可操作性原则：在保证测量精度的前提下，充分考虑各类企业和检测机构的实际设备条件，确保方法具有广泛的适用性和可实施性；（3）协调一致性原则：在技术内容和术语定义上注意与国际标准（如IEC、ISO相关标准）及国内已有标准体系的协调和衔接；（4）产业导向原则：以满足打印显示产业的实际检测需求为核心目标，兼顾研发、中试和规模化生产等不同阶段的应用场景。标准编制过程中主要参考了ISO19698《喷墨打印——成膜均匀性评价方法》等国际标准文件的框架思路，结合我国打印显示产业的技术发展现状和实际检测需求进行了适应性调整和补充完善。三、标准技术内容详细解读3.1范围与适用领域本标准规定了打印显示薄膜均匀性测试的术语和定义、测试原理、测试条件、测试设备、样品要求、测试步骤、数据处理以及测试报告等内容。标准适用于采用喷墨打印、气溶胶打印、丝网印刷等打印方式制备的显示用功能性薄膜，包括但不限于发光层薄膜、电荷传输层薄膜、绝缘层薄膜和导电薄膜等。3.2规范性引用文件标准中引用了以下规范性文件，其条款通过引用而成为本标准的组成部分：-GB/T14233.1医用输液、输血、注射器具检验方法第1部分：化学分析方法-GB/T2918塑料试样状态调节和试验的标准环境-GB/T3789半导体器件分立器件第7部分：双极型晶体管空白详细规范3.3术语和定义标准明确了以下关键术语和定义：（1）打印显示薄膜：通过打印方式在基板上形成的具有特定功能的薄膜层；（2）薄膜均匀性：在规定的测试区域内，薄膜厚度、光学特性或电学特性等参数在空间分布上的一致程度；（3）平均厚度：在测试区域内所有测量点的薄膜厚度的算术平均值；（4）膜厚极差：测试区域内薄膜厚度的最大值与最小值之差；（5）均匀性偏差：各测量点厚度与平均厚度之间偏差的统计量。3.4测试原理本标准推荐采用光学干涉法、触针式台阶仪法和光谱反射法的组合测试方案。其中，光谱反射法作为仲裁方法被重点推荐。该方法的原理为：当一束白光垂直或近垂直入射到薄膜表面时，光线在薄膜上表面和下表面分别发生反射，两束反射光发生干涉，形成具有特征波峰和波谷的干涉光谱。通过分析干涉光谱的峰谷位置和周期，可计算出薄膜的厚度；通过对整个测试区域进行逐点扫描测量，可获得薄膜厚度分布数据，进而计算出均匀性评价指标。3.5测试设备与条件标准对测试设备提出了明确的技术要求：（1）光谱反射膜厚测量仪：波长范围400~1000nm，膜厚测量重复性≤1nm，空间分辨率≤50μm，配备自动扫描平台；（2）触针式台阶仪：触针尖端半径≤5μm，垂直分辨率≤1nm，适用于标准物质的校准比对；（3）光学显微镜：放大倍数50~500倍，用于观测薄膜表面形貌。测试环境条件规定为温度（23±5）℃，相对湿度≤80%RH，测试前样品需在标准环境下进行状态调节。3.6样品要求与制备3.7测试步骤与数据处理测试按照"设备校准→样品固定→区域定位→逐点扫描→数据记录"的程序执行。数据处理采用以下关键公式：膜厚极差（R）：\[R=d_{max}-d_{min}\]均匀性偏差（σ）：\[\sigma=\sqrt{\frac{1}{n-1}\sum_{i=1}^{n}(d_i-\bar{d})^2}\]其中，\(d_i\)为各测量点的膜厚值，\(\bar{d}\)为平均膜厚，\(n\)为有效测量点数量。均匀性系数（CV）：\[CV=\frac{\sigma}{\bar{d}}\times100\%\]测试报告应包含样品信息、设备参数、测试条件、原始数据、计算结果及评价结论等要素。3.8标准的创新性与技术特点相较于以往零散的、基于单一设备的薄膜测试做法，GB/T44390-2024在多个方面体现出创新与突破：（1）首次系统性地针对打印显示这一新兴领域的薄膜均匀性测试做出统一规范，解决了此前测试方法不统一、结果不可比的行业痛点；（2）在方法选择上以光谱反射法作为仲裁方法——该方法具有非接触、无损、快速、精度高的显著优点，避免了触针式测量可能对柔性薄膜造成的物理损伤，也规避了单一方法在不同膜层结构下适用性受限的不足；（3）将数据统计分析与均匀性评价深度结合，选取极差、标准差、变异系数等多个评价指标从不同维度综合反映薄膜均匀性状况，相比仅依赖单一厚度极差指标的传统做法更为科学和全面。四、主要起草单位简介——TCL华星光电技术有限公司4.1单位概况TCL华星光电技术有限公司（以下简称"TCL华星"）成立于2009年，总部位于广东省深圳市，是TCL科技集团旗下的核心显示器件制造企业。公司专注于半导体显示面板的研发、生产和销售，产品涵盖大尺寸电视面板、中小尺寸显示面板、柔性AMOLED面板及商用显示产品等多个领域，是全球前五大显示面板制造商之一。4.2在打印显示领域的技术积累TCL华星在打印显示领域具有深厚的技术积累和前瞻性布局。公司先后承担了多项国家级和省部级打印显示相关科研项目，在喷墨打印OLED器件结构设计、墨水配方开发、打印成膜工艺优化及薄膜均匀性控制等方面取得了一系列具有自主知识产权的核心技术成果。公司建成了国内领先的打印显示研发试验线和薄膜综合测试评价平台，积累了丰富的薄膜均匀性测试经验。4.3在标准编制中的贡献作为本标准的牵头起草单位，TCL华星充分发挥其产业化经验和测试数据积累优势，主导完成了标准框架设计、技术方案论证、实验室间比对试验和标准文本起草等核心工作。公司组织开展了多轮次的验证试验，收集了大量不同材料体系、不同打印工艺条件下的薄膜均匀性测试数据，为标准中关键技术参数的确定提供了坚实的数据支撑。同时，TCL华星积极参与国际标准化交流活动，将国内产业需求与国际标准动态相结合，确保标准的先进性和国际对接性。4.4标准化工作的示范意义TCL华星不仅在本标准的编制过程中发挥了关键作用，还牵头或参与制定了多项显示领域国家和行业标准，建立了完善的企业标准化工作体系。此次牵头制定国家标准，体现了TCL华星积极履行行业领军企业社会责任、推动产业链协同发展的担当。其从技术攻关到标准制定的完整闭环路径，也为我国新型显示产业从"技术追赶"迈向"标准引领"提供了可借鉴的示范实践。五、标准实施的意义与预期效益5.1产业层面本标准的发布实施将为打印显示产业链上下游企业提供统一、规范的薄膜均匀性评价手段，有效解决当前各企业检测标准不一、数据不可比的困境。对于上游材料企业，标准可指导墨水配方和打印工艺的优化；对于中游面板制造商，标准可支撑来料检验、过程管控和出货质量判定等环节的规范化运作；对于下游应用企业，标准有助于建立更加科学、透明的供应链质量评价体系。5.2技术层面通过建立科学的均匀性测试评价方法，标准将促进打印显示薄膜制备技术的持续改进与优化。统一的测试标尺有助于不同技术路线之间的横向对比，加速技术的优胜劣汰和迭代升级。同时，标准推荐的测试方法和评价指标也将为打印显示薄膜相关新材料、新工艺的研发提供明确的质量导向和验收依据。5.3经济效益层面薄膜均匀性测试的标准化将显著提升打印显示产品检测效率和准确性，减少因评价不一致导致的争议和退换货损失。通过精确的均匀性量化评价，企业可以更加精准地优化工艺参数，降低材料浪费，提升产品良率，从而带来显著的经济效益。据初步估算，标准实施后打印显示产品的平均良率有望提升3~5个百分点。5.4社会效益层面作为国家质量基础设施（NQI）的重要组成部分，本标准的实施有助于完善我国新型显示产业标准体系，增强我国在全球显示领域的技术话语权和标准影响力。统一的测试标准也为市场监管、质量抽查和消费者权益保护提供了技术依据，对营造公平有序的市场竞争环境具有积极意义。六、结论与展望展望未来，随着打印显示技术向更高分辨率、更大面积、更高精度方向持续演进，薄膜均匀性测试方法也需不断迭代更新。建议后续在以下方向开展持续的标准化工作：一是针对柔性基板的曲面薄膜均匀性测试方法进行拓展研究；二是开展与量子点打印发光层、钙钛矿薄膜等新型材料体系的适配性研究；三是推动该标准与国际标准化组织（ISO）、国际电工委员会（IEC）相关标准的对接互认，提升我国在该领域国际标准制定中的参与度和话语权。参考文献[1]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T44390-2024打印显示薄膜均匀性测试方法[S].北京:中国标准出版社,2024.[2]中国电子视像行业协会.中国打印显示产业发展白皮书[R].北京,2023.[3]工业和信息化部.新型显示产业超越发展三年行动计划（2023-2025年）[Z].2023.[4]InternationalElectrotechnica