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更新時間:2025-10-27
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接觸角測量儀對平面顯示器的親水性分析,是一個將微觀表面物理化學性質(zhì)轉(zhuǎn)化為宏觀可量化數(shù)據(jù)的精密過程。其核心在于通過分析液滴在固體表面的靜態(tài)和動態(tài)行為,精確揭示表面的潤濕特性。為了得到準確的分析結(jié)果,流程中的每個環(huán)節(jié)都至關重要:
1. 樣品制備與標準化:
樣品清潔:確保顯示器表面無指紋、灰塵、有機污染物,這些會顯著干擾測量結(jié)果。
環(huán)境控制:在恒溫、恒濕、無振動的環(huán)境中進行,以避免環(huán)境因素引起的液滴蒸發(fā)或震動。
液滴控制:使用高精度注射泵滴出體積微小(通常為0.5-2.0 μL)且恒定的超純水液滴,確保數(shù)據(jù)的一致性和可比性。
2. 圖像捕捉:
使用高分辨率CCD相機和均勻的背景光源,在液滴穩(wěn)定接觸表面的瞬間(通常為1-3秒內(nèi))捕捉其清晰的輪廓圖像。
3. 分析模型選擇與計算(關鍵步驟):
測量軟件隨后對捕獲的液滴圖像進行分析,針對不同的表面特性,需采用不同的數(shù)學模型進行擬合:
θ > 20° 的通用情況:通常采用 Young-Laplace方程擬合。該方法通過計算液滴表面的拉普拉斯壓力差,能zui 精確地還原液滴的真實形狀,計算結(jié)果最為準確。
θ < 20° 的強親水表面:當液滴非常平坦時,更適合采用圓擬合或橢圓擬合法。該方法將液滴的左、右兩側(cè)輪廓視為圓弧或橢圓弧,并通過擬合這些弧線來計算接觸角。
左右角度差異分析:軟件會分別計算左、右接觸角。若二者差異過大(如 > 2°),則提示表面不均勻或有污染,這對于評估顯示器面板的均勻性至關重要。
為了更深入地分析表面性質(zhì),僅靠靜態(tài)接觸角是不夠的。
1. 動態(tài)接觸角分析:
前進角(θa)與后退角(θb):通過在測試過程中增加或減少液滴體積,測量液滴前沿剛移動時的(前進角)和后沿剛移動時的(后退角)。
接觸角滯后(θa - θb):此參數(shù)至關重要。滯后越小,表明表面化學和物理結(jié)構(gòu)越均勻;滯后大則意味著表面存在污染或微觀不均勻區(qū)。這對于評估顯示器鍍膜質(zhì)量是ji好的指標。
2. 表面能計算與分析:
通過測量顯示器表面與兩種不同已知性質(zhì)液體(通常為水和二dian甲烷)的接觸角,并利用Owens-Wendt等數(shù)學模型,可以計算出固體表面的自由能及其分量。
高表面能:通常對應于強親水性,有利于粘合劑和涂層的附著。
低表面能:通常對應于疏水性,具有抗粘附特性。
接觸角測量儀對平面顯示器親水性的分析,是一個多維度、高精度、兼具定量與定性的系統(tǒng)工程。它不僅是簡單判斷“親水"或“疏水",更是通過:靜態(tài)接觸角進行快速質(zhì)量判定;動態(tài)接觸角評估表面均勻性和清潔度;表面能計算深入理解表面物理化學性質(zhì)。這套分析體系為顯示器制造工藝的開發(fā)、優(yōu)化和質(zhì)量控制提供了科學數(shù)據(jù)支撐,是實現(xiàn)高性能、高良率生產(chǎn)的關鍵技術之一。
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