GBT 38001.63-2026 柔性显示器件 第6-3部分：机械试验方法 撞击和硬度试验标准立项发展报告

柔性显示器件第6-3部分：机械试验方法撞击和硬度试验标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:FlexibleDisplayDevicesPart6-3:MechanicalTestMethods-ImpactandHardnessTests摘要随着柔性显示技术在智能手机、可穿戴设备、车载显示及军工装备等领域的规模化应用，柔性显示屏的机械可靠性评价已成为产业发展的关键瓶颈。撞击与硬度作为衡量柔性显示器件抗外力损伤能力的核心指标，直接影响产品的使用寿命与用户体验，然而长期以来缺乏统一的测试方法标准。本报告系统分析了柔性显示器件机械试验方法标准的立项背景与产业需求，阐述了GB/T38001.63-2026《柔性显示器件第6-3部分：机械试验方法撞击和硬度试验》标准的研制必要性、技术内容框架及预期效益。该标准作为GB/T38001系列标准的重要组成部分，规定了柔性显示器件在撞击与硬度试验中的试验原理、设备要求、试样制备、试验步骤及结果评定方法，填补了我国在柔性显示器件机械可靠性测试领域的标准空白。标准的发布实施将有效规范市场测试行为，促进产品质量提升与技术迭代，为柔性显示产业的健康有序发展提供重要的技术支撑。关键词：柔性显示器件；机械试验；撞击试验；硬度试验；标准研制；可靠性评价Keywords:FlexibleDisplayDevices;MechanicalTest;ImpactTest;HardnessTest;StandardDevelopment;ReliabilityEvaluation1引言1.1标准立项背景柔性显示技术被视为继液晶显示和有机发光二极管显示之后的下一代显示技术，其凭借轻薄、可弯曲、可折叠乃至可卷曲的独特优势，正在深刻改变消费电子产品的形态设计与应用场景。近年来，随着材料科学、器件结构与制备工艺的持续突破，柔性显示器件已从概念验证阶段步入大规模商业化应用阶段。据中国光学光电子行业协会液晶分会数据显示，2025年全球柔性显示面板出货量预计突破8亿片，中国市场份额占比超过45%，已成为全球最大的柔性显示面板生产基地和消费市场。然而，与传统刚性显示器件不同，柔性显示器件在服役过程中不可避免地承受弯折、扭曲、撞击、划擦、挤压等复杂机械载荷的作用。其中，撞击与硬度相关的机械损伤是导致器件失效的主要模式之一。硬质异物跌落、尖锐物体冲击、表面接触按压等均可能导致显示器件出现表面划伤、背板开裂、像素损坏乃至功能失效等不可逆损伤。如何科学、准确、可重复地评价柔性显示器件的抗撞击性能与表面硬度，已成为产业链上下游企业共同面临的关键技术问题。1.2国内外标准现状在国际标准化层面，国际电工委员会（IEC）于2016年成立IEC/TC110“电子显示器件技术委员会”下属的WG7柔性显示器件工作组，先后制定了IEC62715-6-1《柔性显示器件机械试验方法弯折试验》、IEC62715-6-2《柔性显示器件机械试验方法扭转试验》等系列标准。然而，截至本立项报告编制时期，IEC尚未发布针对柔性显示器件撞击和硬度试验的专项国际标准。在国内，全国电子显示器件标准化技术委员会（SAC/TC547）高度重视柔性显示器件标准化工作。GB/T38001《柔性显示器件》系列标准已陆续发布多项标准，涵盖术语定义、光学试验方法、环境试验方法及机械试验方法等多个方面。在机械试验方法分标准体系中，已发布或立项的标准主要包括：GB/T38001.61柔性显示器件机械试验方法——弯折试验、GB/T38001.62柔性显示器件机械试验方法——扭曲试验等。但撞击与硬度试验方法此前尚无统一的国家标准，导致行业内各企业采用自制方法和设备开展测试，试验结果可比性差、公信力不足，严重制约了产品质量评价和贸易往来。1.3标准立项必要性产业需求迫切。折叠屏手机、柔性穿戴设备等终端产品的出货量快速增长，产品在运输、携带和使用过程中面临的撞击与接触风险日益突出。终端厂商对上游面板和模组供应商提出了明确的耐撞击和表面硬度技术要求，但苦于缺乏统一测试标准，供需双方在验收判定上经常产生分歧。技术评价需要规范化。撞试验和硬度试验涉及落球质量、冲击高度、撞头形状、试样夹持方式、压入载荷、压入深度、试验速率等多个参数，任一参数的差异均可能导致试验结果的显著偏差。因此，亟须制定统一的试验方法标准，规范试验条件和操作流程。标准体系完善需要。从标准体系的完整性出发，IEC62715-6系列已对柔性显示器件的各类力学试验方法进行了系统规划。作为对应国家标准，完善GB/T38001.6x系列机械试验方法体系是履行我国参与国际标准化工作的责任和义务的体现，有助于推动我国柔性显示测试技术与国际接轨。2标准主要内容2.1标准适用范围本标准规定了柔性显示器件撞击试验和硬度试验的试验原理、试验设备、试验条件、试样制备、试验步骤、试验结果评定及试验报告等内容。本标准适用于可弯曲、可折叠及可卷曲的各类柔性显示器件，包括但不限于柔性有机发光二极管显示器件、柔性电泳显示器件及柔性液晶显示器件等，也适用于构成上述显示器件的柔性显示模组和屏幕组件。2.2规范性引用文件本标准在编制过程中充分参考了国内相关基础标准和通用试验方法标准，主要包括：GB/T38001.1《柔性显示器件第1部分：总规范》、GB/T38001.61《柔性显示器件第6-1部分：机械试验方法弯折试验》等系列标准中界定的术语和定义，以及GB/T1732《漆膜耐冲击测定法》、GB/T9279《色漆和清漆划痕试验》中关于撞击和硬度试验的通用方法。通过引用上述文件中适用的条款，本标准确保了与现有标准体系的协调一致。2.3术语和定义本标准界定或引用了以下关键术语和定义：（1）柔性显示器件：能够在规定弯曲半径下正常工作且不产生永久性损伤的显示器件；（2）撞击试验：以规定质量和形状的冲击体，从规定高度自由落下撞击显示器件表面，考核其抗冲击能力的试验方法；（3）硬度试验：通过规定形状的压头或划针，以规定的载荷作用于显示器件表面，评价其表面抵抗塑性变形或破坏能力的试验方法；（4）失效判定：显示器件在试验后出现的超出允许范围的裂纹、碎裂、分层、像素损坏或功能异常等现象。2.4撞击试验方法试验原理：将柔性显示器件试样固定于刚性支撑平台上，使规定质量的不锈钢球形撞头或其他规定形状的冲击体从设定高度沿导向管自由下落，撞击试样表面规定位置，通过目视检查和功能检测评价试样受损程度。本方法旨在模拟器件在实际使用中可能遇到的跌落冲击、异物撞击等场景。试验设备：撞击试验装置主要包括：导向管、撞击体（撞头）、试样支撑平台及高度定位机构等。撞头推荐为直径10mm或15mm的不锈钢球，质量误差不超过±1%；导向管应保证撞头下落轨迹的垂直度偏差不大于0.5°；释放机构应确保撞头无初速度释放，避免人为操作误差。试样要求：试样应为企业正常生产检验合格的成品或半成品。若试验对象为折叠屏产品，应分别在展平状态和预定折叠状态下进行试验。每组试验的有效试样数量不应少于5片。试验步骤：将试样平整放置于支撑平台上，显示面朝上，确保试样与平台之间无间隙。根据产品规格选定初始撞击高度（推荐从50mm开始），调节释放机构至规定高度后释放撞击体，使撞头撞击试样上的规定位置（优先选择显示区中心及边缘区域）。每次撞击后目视检查试样外观变化，并使用必要的电气检测设备验证显示功能是否正常。若试样未失效，则逐步增加撞击高度（步进建议为50mm），直至试样失效或达到规定的最大试验高度；若试样在初始高度即失效，则逐步降低高度进行验证。结果评定：以试样发生失效的临界撞击高度或规定撞击高度下的失效情况作为评价指标。当同一组5片试样中有3片及以上在某一高度下未出现失效时，判定该批次在此高度等级下通过试验。2.5硬度试验方法试验原理：本标准规定的硬度试验采用铅笔硬度法或压痕法两种方法。铅笔硬度法是将规定硬度值的一系列标准铅笔以固定角度和载荷在试样表面进行划拉，以试样表面出现永久性划痕的临界铅笔硬度作为其表面硬度值。压痕法则是采用规定几何形状的压头以一定试验力压入试样表面并保持规定时间，通过测量压痕尺寸或深度计算硬度值。两种方法分别从耐划伤性和抗压入变形性两个维度评价显示器件的表面力学性能。试验设备：（1）铅笔硬度试验装置：包括铅笔架、试验平台和驱动机构。铅笔与试样表面呈45°角，法向载荷可通过砝码施加，推荐载荷为7.5N；（2）压痕硬度试验装置：推荐采用维氏压头或努氏压头，配备试验力加载系统（精度不低于±1%）和压痕测量光学系统。铅笔应采用符合GB/T26704规定的高级绘图铅笔，硬度系列涵盖6B至9H。试验步骤：铅笔硬度试验时，将显示器件平放在试验台上，取规定硬度等级的铅笔，削去木杆部分露出约3mm铅芯，在砂纸上将铅芯端面打磨平整，使铅芯与砂纸面垂直。将铅笔以45°角安装于铅笔架上，使铅芯端面接触试样表面，以约0.5mm/s的速度匀速划拉至少10mm长度。每级硬度重复划拉3次，以出现可见划痕（目视或放大镜下观察）的硬度等级为界，记录未产生划痕的最高硬度等级作为该试样的铅笔硬度值。压痕硬度试验则应根据显示器件表面覆盖层的厚度和预期硬度选择试验力（推荐范围为10mN至1000mN），保持时间10s，卸载后测量压痕对角线长度或残余压痕深度，按照相应公式计算硬度值。结果评定：铅笔硬度试验结果以硬度等级符号表示（如2H、3H等），以3次试验中至少2次未产生划痕的最高硬度等级为最终结果。压痕硬度试验结果以硬度数值表示，取5个测试点的算术平均值，并注明试验力大小和保载时间等试验条件。3标准主要修订内容分析（相较已有技术共识的完善）3.1试验参数的系统优化在标准研制过程中，起草组对撞击试验的撞头质量、形状、下落高度范围以及硬度试验的载荷梯度和划拉速度等关键参数进行了系统验证。与行业惯用的零散试验条件相比，本标准首次建立了统一的参数优选体系和分级试验方案，有效消除了不同企业因试验条件差异而导致的结果不可比问题，显著提高了测试结果的复现性和实验室间的可比性。3.2柔性试样夹持方式的规范化3.3失效判据的量化与分级为避免失效判定过于依赖人为主观判断，本标准引入分级失效判据体系：将失效程度划分为外观损伤（仅表现表面划痕或凹坑但不影响显示功能）、结构性损伤（出现裂纹、碎裂或分层但局部显示异常）和功能性失效（显示功能全部或大部分丧失）三个等级，并对每一等级给出了具体的量化观测方法和确认手段，建议优先采用自动光学检测设备或高分辨率显微镜辅助判定。不同等级的失效对应不同的合格判定要求，产品制造商和采购商可根据应用场景选择适用的验收等级，增加了标准的灵活性和适用范围。4标准实施预期效益4.1经济效益本标准的发布实施将为柔性显示产业链提供统一、科学的检测依据，大幅降低供需双方因测试方法和结果判定分歧而产生的商务沟通成本和产品质量争议。对面板制造企业而言，标准的实施有助于企业建立规范的可靠性评价体系，缩短新产品研发验证周期，降低研发成本；对终端应用企业而言，统一的测试标准为供应商遴选和来料检验提供了明确的技术依据，有效降低采购风险和售后失效率。预计标准的实施将为全行业每年节约质量评价相关成本数千万元。4.2社会效益柔性显示器件广泛应用于智能手机、平板电脑、智能穿戴设备等大众消费电子产品，其质量和可靠性直接关系到广大消费者的使用体验和人身财产安全。本标准的实施将从源头上推动企业提升产品抗撞击能力和表面耐久性，降低产品在使用过程中的损坏概率，延长产品有效使用寿命，减少电子废弃物产生，促进资源节约和环境保护。4.3对标准体系的完善作用本标准填补了GB/T38001.6x系列标准在撞击与硬度试验方法上的空白，使柔性显示器件的机械试验方法标准形成了覆盖弯折、扭曲、撞击、硬度等主要失效模式的较为完整的方法标准子体系，为我国柔性显示器件标准体系的建设奠定了更加坚实的基础。同时，本标准的制定也为我国在国际标准化组织（ISO/IEC）中主导或参与柔性显示器件撞击和硬度试验方法国际标准的制定提供了有力的技术储备。5主要起草单位介绍——北京某光电显示技术研究院有限公司北京某光电显示技术研究院有限公司（以下简称“研究院”）作为本标准的牵头起草单位，是我国柔性显示技术领域具有重要影响力的综合性研究机构。研究院成立于2016年，由中国光学光电子行业协会液晶分会联合国内多家龙头显示企业共同发起设立，注册资本2.5亿元。研究院现有研发及试验场地超过12000平方米，拥有包括万能材料试验机、纳米压痕仪、落球冲击试验机、高低温交变湿热试验箱、三维光学轮廓仪在内的大型精密试验设备200余台套，总资产逾3亿元。研究院设有柔性显示技术研发中心、显示器件检测中心、标准化研究所等核心部门，拥有一支以博士、硕士为主体的高水平研究团队，其中高级职称以上科研人员46人。6结论与展望GB/T38001.63-2026《柔性显示器件第6-3部分：机械试验方法撞击和硬度试验》的发布实施，是我国柔性显示标准化工作取得的一项重要成果。该标准立足我国柔性显示产业发展实际，借鉴国际先进测试理念，规定了科学、可操作且复现性良好的撞击试验和硬度试验方法。标准的实施将为柔性显示器件的质量评价提供统一标尺，有效引导企业加强产品质量控制，推动行业技术进步，保护消费者合法权益。同时，该标准的发布进一步完善了GB/T38001柔性显示器件国家标准体系，填补了机械试验方法领域的一项重要空白。展望未来，随着柔性显示技术向可拉伸显示、超薄卷曲显示等新形态演进，以及折叠屏手机、卷轴屏电脑等终端产品加速迭代升级，机械可靠性试验方法体系也需不断更新拓展。建议在以下方向持续推进标准化工作：一是紧跟国际电工委员会IEC/TC110相关标准研制动态，适时推动将本标准内容转化为国际标准提案，增强我国在全球柔性显示标准化领域的话语权；二是结合产业技术发展需要，有序推进落锤冲击试验、重复冲击试验、动态划擦试验等新型试验方法标准的预研工作；三是加强标准宣贯和技术培训，建立标准实施反馈和评估机制，确保标准在行业中得到有效执行和持续改进，为我国柔性显示产业由大到强提供坚实的标准支撑。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/T38001.1-2019柔性显示器件第1部分：总规范[S].北京:中国标准出版社,2019.[2]国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.GB/T3800