折疊屏 CPI 透明薄膜溫濕度老化耦合動態彎折測試研究

更新時間：2026-03-16

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折疊屏 CPI 透明薄膜溫濕度老化耦合動態彎折測試研究

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,專業生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，是一家具有研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備的公司。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。現在我們成為許多品牌的供應商。

CPI（透明聚酰亞胺）薄膜是折疊屏蓋板核心材料之一，憑借優異的柔韌性、輕量化與抗沖擊性，成為折疊設備蓋板的主流選擇，與剛性的 UTG 超薄玻璃形成差異化技術路線。但作為聚合物材料，CPI 對溫濕度、氧氣、紫外線等環境因素敏感度較高，長期使用中的可靠性問題成為行業研發與量產的核心挑戰。高溫高濕環境易引發 CPI 材料老化，疊加折疊使用中的動態彎折應力，會進一步加速其性能衰減，因此開展溫濕度老化環境下的動態彎折測試，是評估 CPI 薄膜長期耐用性、挖掘材料固有缺陷、預判產品使用壽命的關鍵手段，同時也為 CPI 材料配方優化、生產工藝改進及成品質量認證提供重要數據支撐。

一、測試背景與核心目的

本次測試的核心目標，是模擬 CPI 薄膜在高溫高濕的實際使用惡劣環境中（如熱帶氣候、夏季高濕的口袋環境、日常使用中手掌汗液接觸等場景），經長期反復折疊后的性能衰減規律、老化失效形式及實際使用壽命。

（一）溫濕度老化測試的必要性

CPI 薄膜的分子結構中含酰亞胺鍵，在高溫高濕環境下易發生水解反應，造成分子鏈斷裂，直接導致薄膜變脆、機械強度大幅下降，這是聚合物材料的失效機理；即便通過氟化物引入等配方改良手段優化，CPI 本身的微黃色調仍會在高溫濕熱環境中加速氧化黃變，嚴重影響折疊屏的顯示色準與透光率；水汽還會滲透至 CPI 與硬涂層（HC）、光學膠（OCA）等功能涂層的界面處，引發界面腐蝕，降低層間附著力，進而出現起皺、氣泡、脫層等問題；同時，高溫熱處理過程會加速 CPI 內部殘余應力釋放，導致薄膜變形、翹曲，甚至讓折痕形態持續惡化。

（二）動態彎折耦合測試的必要性

單純的靜態溫濕度老化測試，僅能考察材料在環境因素下的基礎穩定性，而動態彎折測試在老化基礎上引入交變應力，能極大加速老化引發的微裂紋萌生與擴展、涂層剝落及界面失效過程。這種 “環境 + 應力" 的耦合測試，是對 CPI 薄膜實際使用性能的嚴苛考核，更貼合折疊屏反復開合的真實使用場景。

二、測試設備與核心參數設定

本次測試采用深圳市普云電子有限公司 PY-E608D 柔性薄膜高低溫動態彎折試驗機，該設備將可編程恒溫恒濕試驗箱與動態彎折測試機構集成，可實現溫濕度環境與動態彎折的同步測試，同時支持參數個性化設定與非標定制，適配各類柔性屏及相關柔性材料的可靠性測試。

（一）核心設備性能參數

溫度調節范圍：-40°C ~+ 150°C；濕度調節范圍：20%~98% R.H.；折疊速度：5~60 次 / 分鐘可調；折彎半徑：支持 R1mm、R1.5mm、R2mm 等規格；折疊角度：1~180° 連續可調，溫度、濕度、彎折次數、速度等關鍵指標均可根據測試需求靈活設定。

（二）試驗關鍵參數

溫濕度條件：作為核心加速測試因子，選用電子產品材料老化的經典嚴苛條件，主流為 85°C / 85% RH（相對濕度），更嚴苛測試可采用 85°C / 90% RH 或 60°C / 95% RH 等條件；測試時長以小時為單位，常見為 96h、240h、500h、1000h，老化全程中彎折機構持續工作。
彎折參數：彎折半徑設定為 1.5mm ~ 3mm，與 UTG 測試標準相近，模擬甚至嚴于折疊屏真實鉸鏈設計要求；彎折角度為 0° 至 180°（可按需調大），彎折速度模擬人體實際開合習慣，約 1-2 秒 / 次；彎折為連續不間斷模式，確保在設定老化時長內達到目標彎折次數（如 20 萬次、40 萬次）。

（三）標準試驗流程

將覆蓋 CPI 薄膜的完整折疊屏模組安裝于彎折機專用夾具，整體放入恒溫恒濕試驗箱；
調試試驗箱，設定既定溫濕度環境（如 85°C/85% RH）并穩定運行；
啟動設備動態彎折程序，使樣品在設定溫濕度環境中持續完成往復彎折動作；
達到預定測試時間 / 彎折次數后，取出樣品，在標準大氣條件下靜置恢復；
對恢復后的樣品開展各項性能檢測與指標評估。

三、測試評估維度與檢測指標

測試完成后，從光學性能、外觀狀態、機械與功能性能、化學結構四個維度對 CPI 薄膜進行全面檢測，量化評估其溫濕度老化耦合動態彎折后的性能變化，核心指標如下：

（一）光學性能測試（核心評估維度）

光學性能是折疊屏顯示效果的關鍵，為本次測試的重中之重，主要檢測三項指標：黃變指數 (YI)，通過色差儀測量樣品老化彎折前后的 YI 值變化，精準量化黃變程度；透光率，檢測可見光波段（如 550nm 波長）的透光率衰減幅度，反映薄膜透光性能變化；霧度，若薄膜表面產生微裂紋、涂層劣化或內部水解出現散射點，霧度會顯著上升，可直接體現材料表面與內部結構損傷。

（二）宏觀與微觀外觀檢查

通過肉眼與高倍顯微鏡結合的方式，觀察樣品外觀缺陷：折痕形態，查看折痕是否變寬、變深、形成折痕，或出現 “白痕"“隆起"；表面裂紋，檢查硬涂層是否出現龜裂、宏觀裂紋等問題；界面狀態，確認 CPI 與下層 OCA、傳感器之間是否因界面失效出現起皺、氣泡、脫層；微觀缺陷，在高倍顯微鏡下觀察原有微小缺陷是否因老化與彎折發生擴張，如針孔、微裂紋等。

（三）機械性能與功能測試

重點驗證材料實際使用性能與功能完整性：彎折壽命衰減，對比樣品老化彎折前后達到失效狀態的彎折次數，評估溫濕度老化對 CPI 薄膜彎折壽命的影響；觸控功能，檢測是否因薄膜變形、導電層受損出現觸控失靈、觸控不靈敏等問題；附著力測試，通過百格測試等標準方法，評估 CPI 與硬涂層、OCA 之間的層間附著力是否下降。

（四）化學結構分析（失效機理研究）

針對失效樣品開展化學結構分析，挖掘根本失效原因：傅里葉變換紅外光譜 (FTIR)，分析 CPI 分子鏈上酰亞胺鍵的特征峰是否減弱，或是否出現羧基峰等新特征峰，以此驗證水解反應的發生；凝膠滲透色譜 (GPC)，測量 CPI 分子的分子量及其分布變化，確認分子鏈是否發生斷裂及斷裂程度。

四、CPI 薄膜主要失效模式

經溫濕度老化耦合動態彎折測試后，CPI 薄膜的失效形式呈現明顯的規律性，核心失效模式主要有五類：

硬涂層龜裂：常見的失效形式，CPI 基材在濕熱環境下發生尺寸變化，與脆性硬涂層的熱膨脹系數不匹配，疊加彎折應力后，硬涂層易產生密集的微裂紋網絡，直接導致薄膜霧度急劇上升；
嚴重黃變：薄膜在濕熱與應力耦合作用下加速氧化，黃變程度超出設計標準，造成顯示屏色溫嚴重偏離預設值，色彩顯示失真；
界面脫層 / 氣泡：水汽侵入 CPI 與各功能涂層的界面，導致層間粘接失效，形成無法恢復的氣泡或脫層區域，影響顯示與結構穩定性；
塑性變形與折痕惡化：CPI 材料發生蠕變，折痕處的形變從彈性形變轉為塑性形變，、肉眼可見的凹槽，影響折疊屏開合手感與外觀；
力學性能喪失：CPI 薄膜因水解反應發生分子鏈斷裂，材料變脆，彎折過程中可能出現脆性斷裂，雖該現象較 UTG 材料少見，但經溫濕度老化后發生風險顯著增加。

五、CPI 材料技術優化方向

結合溫濕度老化耦合動態彎折測試中發現的失效問題，針對 CPI 材料體系的性能短板，從材料配方、涂層技術、阻隔工藝、封裝設計四個方面提出核心改進方向，推動 CPI 材料從 “可用" 向 “耐用" 升級：

優化 CPI 材料配方：研發高耐水解性、高抗黃變性的 CPI 本體材料，提升材料自身的環境穩定性，從根源減少水解與黃變問題；
升級硬涂層技術：開發兼具韌性與硬度的柔性硬涂層，優化其與 CPI 基底的熱膨脹系數匹配度，提升層間附著力，從根本上解決硬涂層龜裂問題；
提升阻隔層技術：在 CPI 薄膜表面制備高質量水氧阻隔層（Barix），有效阻擋水汽、氧氣等環境老化因子侵入，減緩材料老化速度；
優化封裝與膠粘劑工藝：改進折疊屏模組整體封裝工藝，選用耐高溫高濕的高性能 OCA 膠，強化模組邊緣的密封效果，防止水汽從邊緣滲透進入內部界面。

總結

溫濕度老化耦合動態彎折測試，精準直擊了 CPI 薄膜作為折疊屏蓋板材料的性能短板，通過模擬真實使用中的 “環境 + 應力" 耦合場景，全面揭示了聚合物材料在環境老化因子與動態彎折應力共同作用下的固有弱點。這項測試不僅是評估 CPI 薄膜長期可靠性的核心手段，更是推動 CPI 材料體系技術升級、優化折疊屏模組設計的重要依據，為折疊屏產品的長期使用可靠性提供了關鍵的數據支撐，也為折疊屏行業的技術發展與產品質量提升奠定了堅實的測試基礎。

關于我們

上海簡戶儀器設備有限公司是一家高科技合資企業,生產銷售鹽霧箱、恒溫恒濕機、冷熱沖擊機、振動試驗機、機械沖擊機、跌落試驗機的環境試驗儀器的公司，研發生產銷售經營各類可靠性環境試驗設備。經驗豐富，并得到許多國內外廠商的信賴與支持。自公司成立以來,多次服務于國內外大學和研究所等檢測機構,如清華大學、蘇州大學、哈爾濱工業大學、北京工業大學、法國申美檢測、中科院物理所、中科院，SGS等**單位提供實施室方案和設備及其相關服務。努力開發半導體、光電、光通訊、航天太空、生物科技、食品、化工、制藥等行業產品所需的測試設備裝置。公司擁有一支的研發、生產和售後隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點。

　上海簡戶榮獲企業，表明上海簡戶在技術、科技成果轉化、擁有自主知識產權等方面得到了國家的高度認可。簡戶一直秉承"服務以人為本"的宗旨，為廣大客戶提供精良的設備及優質的服務，提供的送貨上門、安裝調試、一年的設備保養、終身維修，技術指導服務。始終如一的以"努力、合作、飛躍"的精神自我完善、不斷發展、讓客戶與公司實現雙贏局面。
簡戶是集設計、銷售、研發、維修服務等為一體的綜合集團公司，從產品的研發到售后服務，每一個環節之間，都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，提供的環境設備。公司創始人從事儀器設備行業20余年，經驗豐富、資歷雄厚，帶領簡戶公司全體同仁攜手共建輝煌明天。公司成立以來，積極投入電子電工，航空，航天，生物科技，各大院校，及科研單位等行業所需的產品測試設備裝置。
簡戶擁有一支的研發、生產和售后服務隊伍，從產品的研發到售后服務，每一個環節都以客戶的觀點與需求作為思考的出發點，目前擁有博士學位2人，碩士5人，參與環境試驗箱國家標準起草和發行。企業制定標準，行業里通過ISO9001。是中國儀器儀表學會會員和理事單位。曾榮獲CCTV《中國儀器儀表20強品牌》殊榮，2010年入駐上海世博會民企館。簡戶自創辦以來，參與3項國家標準起草與制定，獲得40+件原創知識產權、軟著、集成電路)，6次獲得上海科技型中小企業稱號，合作過3200+家合作客戶(其中世界500強高校600家)。