平面顯示器接觸角測量的重要性及測量流程

      顯示器是由玻璃基板、各種功能薄膜、電極、液晶、光學(xué)膠等數(shù)十層材料精密疊加而成的。表面的清潔度和化學(xué)性質(zhì)直接影響后續(xù)工藝的質(zhì)量。在平面顯示器（如LCD、OLED）的制造過程中，測量接觸角以評估材料表面的親疏水性，是保障產(chǎn)品良率、性能和可靠性的一項關(guān)鍵質(zhì)量控制手段。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。

      一、在平面顯示器制造中的具體應(yīng)用與評估目的

      1. 評估基板清潔效果與表面活化程度。任何微小的污染物（如油脂、灰塵）都會改變表面的親水性。清洗后，通過測量接觸角可以快速、無損地判斷清洗效果。一個潔凈的、活化的表面應(yīng)該是親水的（接觸角小，例如 < 10°），這表明水能完quan鋪開，表面能高，有利于后續(xù)的涂布附著。

      2. 控制涂布工藝的均勻性?；宓谋砻婺埽ㄍㄟ^接觸角反映）必須與涂布液體的表面張力相匹配。合適的親水性可以確保涂布液能均勻鋪展，形成平整、無缺陷的薄膜。

      3. 評估液晶配向膜的質(zhì)量。配向膜經(jīng)過摩擦或光配向后，其表面的微觀溝槽和化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生變化。通過測量接觸角，可以間接評估配向膜的處理均勻性和質(zhì)量。一個處理良好的配向膜應(yīng)該具有穩(wěn)定且一致的接觸角。

      4. 保證封裝與貼合質(zhì)量。被貼合表面的親水性（表面能）直接影響膠水的潤濕性和附著力。一個具有適當(dāng)親水性的表面可以確保膠水完quan鋪展，沒有氣泡，形成牢固的粘結(jié)。

      二、準(zhǔn)確的分析結(jié)果，流程中的環(huán)節(jié)如下：

      1. 樣品制備與標(biāo)準(zhǔn)化：

      樣品清潔：確保顯示器表面無指紋、灰塵、有機(jī)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(jìn)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?。ㄍǔ?.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(jī)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(guān)鍵步驟）：

      測量軟件隨后對捕獲的液滴圖像進(jìn)行分析，針對不同的表面特性，需采用不同的數(shù)學(xué)模型進(jìn)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(zhǔn)確。

      θ < 20° 的強(qiáng)親水表面：當(dāng)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(guān)重要。

      此外，為了更深入地分析表面性質(zhì)，通常還會測量其表面自由能，來綜合判斷表面的性能。

      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(xué)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(yīng)于強(qiáng)親水性，有利于粘合劑和涂層的附著。

      低表面能：通常對應(yīng)于疏水性，具有抗粘附特性。

      總而言之，在微米/納米尺度的平面顯示器制造中，界面的性質(zhì)決定了整體的性能。通過測量接觸角來控制表面的親疏水性，是確保億萬像素能夠正確、穩(wěn)定、長久工作的基石之一。