Nästa generations skärmar kommer att ha ökad upplösning och prestanda, men att komma dit kommer att kräva en övergång till mindre individuella pixelstorlekar och en skärpning av toleransen för glasavslappning. Displaytillverkare kan stå för en viss grad av avslappning i glaset, med hänvisning till den intermolekylära omorganisationen, om det är känt och reproducerbart. Men fluktuationer i detta avslappningsbeteende tenderar att införa osäkerhet i tillverkningsprocessen, vilket kan leda till feljustering av pixlar inom bildskärmar.
Dessa fluktuationer orsakas av små variationer i glasets termiska historia, och tyvärr har ingen någonsin gjort en systematisk studie av vad som styr fluktuationer i glasets avslappningsbeteende.
Men nu, denna vecka i Journal of Chemical Physics en forskarduo från Corning Inc., en glastillverkare, och Qilu tekniska universitet i Kina, rapporterar om en ny modelleringsteknik för att kvantifiera och förutsäga fluktuationer i glasavslappning. Betydande, deras studie ger en bättre förståelse för dessa fluktuationeras fysiska ursprung.
"Glas är ett termodynamiskt instabilt material som ständigt slappnar av mot det underkylda flytande tillståndet, sade John Mauro, senior forskningschef för glasforskning vid Corning Inc. "Denna avslappning är en spontan process som accelereras under värmebehandling."
Tillverkare av platta bildskärmar värmer glaset för att avsätta tunnfilmstransistorerna för skärmen. Glas kan slappna av under värmebehandlingsprocessen, och denna relaxation involverar typiskt en lätt krympning av glasets volym. Om den är okontrollerad, denna krympning kan leda till feljustering av pixlar och en icke -fungerande display.
Qiuju Zheng, docent vid Qilu tekniska universitet, och Mauro antas vara de första att utforska fluktuationerna i glasets avslappningsbeteende genom att fokusera på hur mycket avslappningens storlek varierar på grund av små termiska variationer som upplevs av glaset - antingen under den första glasbildningen eller under paneltillverkningen bearbeta. Deras arbete har också direkt industriell relevans, varigenom bestämning av parametrarna som styr avslappningsfluktuationer bör hjälpa till att styra framtida glaskomposition.
Enligt Mauro, insikterna från detta arbete "används redan för att utveckla våra nästa generations glasunderlag för högpresterande skärmar." Han sa också, "Det finns många andra egenskaper hos glaset som vi är intresserade av, och detta utgör en viktig komponent för en större uppsättning modeller som vi använder för att styra design och utveckling av nya högteknologiska glaskompositioner. "
Forskarna ser nu fram emot att ta itu med en kvarvarande "stor lucka när det gäller att bygga sambandet mellan glasavslappningens fysik och den bakomliggande glaskemin, sa Mauro.
Vetenskapen om dessa glasavslappningseffekter handlar om subtila förändringar, vanligtvis mätt i delar per miljon linjär stam.
"Eftersom dessa effekter är så subtila, vi förstår fortfarande inte vad som förändras i den underliggande glasstrukturen för att underlätta denna avslappning när det gäller vilka element i glaset som genomgår små omläggningar i bindningskonfigurationer, och varför, "Sa Mauro." Att bygga denna bro mellan glasfysik och glaskemi är nästa stora utmaning som vi bör ta oss an. "
