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检测与标准分享

显示屏玻璃基板雾度与透光率测试(ASTM D1003)梳理

一、概念释义(是什么)

雾度(Haze,H)是透过试样后偏离入射方向的广角散射光通量占总透射光通量的比例;透光率(Luminous Transmittance,T_t)是透过试样的光通量与入射光通量之比,按是否收集散射光分为规则透光与总透光两类口径。二者均为无量纲比值,前者描述清晰度损失,后者描述光能透过能力。在 ASTM D1003-21 中,其适用对象为基本透明塑料等材料的平面截面;显示屏用玻璃基板、盖板玻璃与显示薄膜属无机玻璃或功能薄膜体系,若借用该方法的几何与光谱条件,须在技术协议中写明适用性说明与所采用的国内对应方法。

典型对象与场景

  • 盖板玻璃与显示基板来料检验中的散射水平核查
  • 防眩处理、镀膜或贴合后雾度变化对照
  • 显示用薄膜与光学胶层的雾度和透光率测定
  • 触控模组清晰度异常的原因分层排查
  • 跨实验室比对或供需争议时的条件追溯与复测

常见误解澄清

常见误解有四:把 ASTM D1003 直接称为玻璃基板专用方法,实际该标准适用范围写的是基本透明塑料等材料的平面截面,用于玻璃时属于方法参照而非直接适用;把雾度与透光率理解为互补关系,实际雾度是总透射光通量内部的散射占比,透光率低并不必然意味着雾度高;把规则透光与总透光混作同一数值,散射型试样放在积分球入口或离入口一定距离会得到不同读数;把显示薄膜方法与玻璃本体方法的结果直接比较,二者试样形态与几何条件并不相同。另需注意,ASTM D1003-21 标准文本明确注明不等同于塑料总透光率与雾度的相关国际标准方法,跨体系数值不宜相互换算。

核心关系式

H = T_d ÷ T_t

  • H:雾度,广角散射光通量占总透射光通量的比例,无量纲
  • T_d:偏离入射方向超过规定角度的散射光通量
  • T_t:透过试样的总透射光通量
  • T_r:沿入射方向保持规则方向的透射光通量
  • T_0:入射光通量

总透射光通量可分解为规则透射与散射透射两部分;试样放置位置一旦改变,收集到的光通量构成随之改变,读数即属不同口径。

从「屏幕看起来发雾」到「散射与透过可分别量化复核」,关键在于把试样形态、放置几何、光源条件与适用性说明写进同一份记录。

二、标准体系(依据什么)

标准编号名称适用范围核心内容
ASTM D1003-21Standard Test Method for Haze and Luminous Transmittance of Transparent Plastics基本透明塑料等材料的平面截面Procedure A 雾度计法、Procedure B 分光光度计法;散射较强的材料按 Practice E2387 处理;标准注明不等同于 ISO 13468-1 与 ISO/DIS 14782
GB/T 2410-2008透明塑料透光率和雾度的测定板状、片状、薄膜状透明塑料方法 A 雾度计法、方法 B 分光光度计法,修改采用 ASTM D1003:2007;现行,已列入修订计划,须关注版本更替
GB/T 25273-2025液晶显示器(LCD)用薄膜 雾度和透光率测定方法 积分球法显示用薄膜以积分球法测定雾度与透光率,为显示领域材料级光学测量提供方法口径
GB/T 46828.1 / .2-2025塑料 透明材料总透光率的测定(单光束与双光束仪器)透明塑料材料按仪器类型分册规定总透光率测定程序,与雾度方法配套使用
ISO 13468-1 / -2塑料 透明材料总透光率的测定透明塑料单光束与双光束仪器两种路径;ASTM D1003-21 明确注明与其不等同
ISO 14782塑料 透明材料雾度的测定透明塑料雾度测定的国际方法;ASTM D1003-21 明确注明与其不等同
GB/T 2918塑料试样状态调节和试验的标准环境塑料及薄膜试样状态调节与试验环境规定,用于把雾度与透光率读数绑定到同一状态口径

ASTM D1003-21 提供 Procedure A 雾度计法与 Procedure B 分光光度计法两条路径,适用对象为基本透明塑料等平面截面材料,散射较强的材料按其规定转由相应规程处理。国内 GB/T 2410-2008 修改采用该标准的早期版本,方法 A 与方法 B 与之对应,现行但已列入修订计划,须关注版本更替。显示领域可参照 GB/T 25273-2025 的积分球法处理 LCD 用薄膜,另有 GB/T 46828.1/.2-2025 按仪器类型规定总透光率测定程序。GB/T 2918 承担试样状态调节口径。把这些文件用于玻璃基板时,应在技术协议中区分「直接适用」与「条件参照」。

三、核心方法(怎么分类)

按目的划分

类型目的适用阶段典型依据
来料一致性核查识别批次间散射与透过水平偏移进料与出货检验GB/T 25273-2025、技术协议
工艺影响评估比较防眩、镀膜或贴合前后的光学变化工艺开发与变更验证ASTM D1003-21(条件参照)
争议方法学复核厘清差异源于几何还是试样状态交付与复测原始记录与条件清单

目的决定口径:一致性核查重在固定条件与标准样,工艺评估重在变更前后的同条件对照,争议复核须回到原始光通量读数。

按方式划分

方式原理优缺点适用场景
雾度计法以积分球按几何分工直接测散射与总透射操作直接、重复性好,对几何校准敏感批量来料检验
分光光度计法由光谱扫描按几何与光谱条件求雾度可提供诊断信息,对仪器条件要求高雾度来源分析与研究
成像式观察以靶标或图像对比评价清晰度变化贴近观感,不宜作数值判定辅助定位局部缺陷

两条仪器路径给出的数值可能存在系统性差别,应在报告中注明所用程序;不同程序的结果不作单向换算。

按条件划分

条件类型设定内容影响依据口径
试样形态与放置平面度、厚度、入口位置与膜面朝向改变散射光收集比例ASTM D1003-21、技术协议
光源与几何光源类型、光谱条件与偏离角判定口径决定散射与规则透射的分界现行标准文本与仪器说明
状态与表面清洁、划伤、指纹与状态调节显著影响散射读数GB/T 2918、产品技术条件

清洁与表面状态对雾度的影响往往大于材料本身差异,方案里应把擦拭方式与状态调节写成可复现步骤。

四、方案设计(怎么做)

实施流程

环节一:对象与适用性确认

  • 记录基板种类、厚度、镀层与贴合构成。
  • 判定按显示薄膜方法直接测定或按透明塑料方法条件参照。
  • 把适用性说明与标准版本写入技术协议。

环节二:试样与状态准备

  • 按规定尺寸制备试样并逐件编号。
  • 统一清洁方式与状态调节条件。
  • 检查划伤、颗粒、指纹与边缘缺陷并标注。

环节三:仪器与几何核查

  • 用标准板或空气参比完成仪器校准。
  • 核对积分球开口、光源与偏离角判定口径。
  • 确认试样放置位置与所选程序一致。

环节四:光通量与光谱采集

  • 按程序依次采集各光通量分量读数。
  • 分光光度计路径下按波长扫描并保存曲线。
  • 对异常点位复测并记录表面缺陷位置。

环节五:计算与报告

  • 按所选程序计算雾度与透光率。
  • 汇总条件清单、原始读数、仪器信息与适用性说明。
  • 注明散射较强试样的转出处理方式。

方案示例

示例一:条件设定口径

参数设定口径 / 数值
方法路径雾度计法或分光光度计法,二选一并标注
试样放置位置按现行标准文本与仪器规定
散射偏离角判定按现行标准文本给定的几何条件
状态调节与清洁按现行标准文本与技术协议规定
判定阈值以现行标准文本与产品技术条件为准

示例二:记录表结构

记录项内容要求
样品信息基板或薄膜种类、厚度、镀层与编号
仪器信息程序类型、几何口径、校准状态
原始数据各光通量分量、光谱曲线与点位编号
结果表述雾度与透光率口径、适用性说明与边界

关系式与变量

T_t = T_r + T_d

  • T_t:透过试样的总透射光通量
  • T_r:保持规则方向的透射光通量
  • T_d:偏离入射方向超过规定角度的散射光通量
  • H:T_d 与 T_t 之比,用于描述清晰度损失

设计要点

  • 先确认方法适用性,再固定几何与程序口径。
  • 规则透光与总透光分开记录,不混合比较。
  • 清洁与状态调节步骤写成可复现操作。
  • 散射较强试样按标准规定转出并按对应规程处理。

五、典型应用场景(用在哪里)

盖板玻璃来料检验

  • 指标要求:关注雾度与透光率的批次稳定性,限值以产品技术条件为准
  • 方案选择:按显示用薄膜或协议约定方法测定并留存原始光通量读数
  • 条件要素:统一清洁方式、试样放置与仪器程序
  • 标准依据:GB/T 25273-2025、技术协议

防眩或镀膜表面处理

  • 指标要求:关注处理前后散射分量与总透光的变化方向
  • 方案选择:同条件下处理前后成对采集雾度与透光率
  • 条件要素:记录表面处理类型、面位与测量方向
  • 标准依据:ASTM D1003-21(条件参照)、产品技术条件

贴合与光学胶层评价

  • 指标要求:关注叠层引入的额外散射与界面反射
  • 方案选择:对叠层整体测定并与各单层数据分层对照
  • 条件要素:固定贴合状态、厚度与参比条件
  • 标准依据:GB/T 25273-2025、技术协议

显示清晰度异常排查

  • 指标要求:区分材料散射、表面污染与局部缺陷的贡献
  • 方案选择:雾度数值测定配合成像式观察与点位分布记录
  • 条件要素:标注缺陷位置、清洁前后读数差异
  • 标准依据:ASTM D1003-21(条件参照)、GB/T 2410-2008

六、数据分析(怎么算)

H = T_d ÷ T_t

雾度为散射光通量与总透射光通量之比;分子分母须来自同一次测量、同一放置几何,分母接近仪器噪声底时须说明读数不确定度。

T_t = T_r + T_d

总透射光通量由规则透射与散射透射构成,这一分解说明雾度描述的是内部分配比例,而非透过能力的高低。

T_l = T_t ÷ T_0

总透光率为总透射光通量与入射光通量之比;是否收集散射光会改变 T_t,因此规则透光率与总透光率须分别命名、分别报告。

δ_k = ( x_k − x̄ ) / x̄ , CV = s / x̄

δ_k 为第 k 个点位读数相对均值 x̄ 的偏差,CV 为标准差 s 与均值之比;用于描述表面不均匀性,不能替代与产品要求的符合性判定。

雾度是比值型统计量,分子以散射光为主,轻微的表面污染或指纹即可显著抬高分子,其分布通常偏态,多样品比较时宜结合原始光通量分量与点位分布一并判读,不宜只对雾度求简单平均。分光光度计路径下的光谱雾度还带有波长相关性,同一试样在不同波长处的散射贡献不同,报告须注明加权或取值方式。两条仪器程序之间可能存在系统性差别,跨程序数据宜按程序分组建立控制图,避免把程序差异误判为材料变化。

七、挑战与前沿(还有什么难题)

  • ASTM D1003 的适用对象为基本透明塑料,玻璃基板借用时的适用性说明常被省略。
  • 规则透光与总透光混用,导致结果不可比。
  • 试样放置位置与积分球几何变化使散射收集比例改变。
  • 清洁与状态调节不统一,表面污染主导读数波动。
  • 不同仪器程序的数值被直接相互换算。
  • 散射较强试样未按标准规定转出处理,读数失去方法依据。
  • 显示薄膜方法与玻璃本体方法的结果被放在同一判定表中。

前沿方向:成像式散射分布测量、角度分辨光散射表征、显示叠层光学模型与测量不确定度自动评定,以及玻璃基板专用方法口径的行业协同。

八、结语

发雾不是透光少的另一种说法,而是透过来的光里,有多少不再沿原方向走。

把适用对象、仪器程序、放置几何、光源条件与表面状态一并固定并留痕,雾度与透光率才具备相互比较的基础;先写清方法归属,再谈数值,比事后补说明更接近测量的本意。回看第二节的标准体系:ASTM D1003-21 给出两条仪器程序并注明与其他国际方法不等同,GB/T 2410-2008 是国内透明塑料的对应方法且已列修订计划,GB/T 25273-2025 与 GB/T 46828 系列承担显示薄膜与总透光率口径,GB/T 2918 把状态调节写清。理解这些文件各自的对象边界与版本状态,正是把散射与透过分别量化复核的起点。

文中所述方法与结果为技术参考,不构成对玻璃光学性能、整批产品或后续批次一致性的承诺,也不构成认证、验收合格、等级评定或产品选型结论;规定测量条件下的结果不等同于实际使用环境与长期服役中的表现,可见光透射比、可见光反射比、遮阳系数、雾度、透光率、折射率、色散系数与色差等指标之间不作单向换算或相互替代。标准适用范围、试验条件、判定阈值与标准版本以现行有效文本及技术协议为准。