Schermen van de volgende generatie zullen een hogere resolutie en prestatie hebben, maar om daar te komen, is een verschuiving nodig naar kleinere individuele pixelgroottes en een aanscherping van de tolerantie voor glasrelaxatie. Fabrikanten van displays kunnen rekening houden met een zekere mate van ontspanning in het glas, verwijzend naar de intermoleculaire herschikking, als het bekend en reproduceerbaar is. Maar fluctuaties in dit relaxatiegedrag hebben de neiging om onzekerheid in het productieproces te introduceren, mogelijk leidend tot verkeerde uitlijning van pixels binnen beeldschermen.

Deze fluctuaties worden veroorzaakt door kleine variaties in de thermische geschiedenis van het glas, en helaas heeft niemand ooit een systematische studie gedaan naar wat fluctuaties in het relaxatiegedrag van glas regelt.

Maar nu, deze week in de Tijdschrift voor Chemische Fysica een onderzoeksduo van Corning Inc., een glasfabrikant, en Qilu University of Technology in China, rapporteert over een nieuwe modelleringstechniek om fluctuaties van glasrelaxatie te kwantificeren en te voorspellen. aanzienlijk, hun studie geeft een beter inzicht in de fysieke oorsprong van deze fluctuaties.

"Glas is een thermodynamisch onstabiel materiaal dat voortdurend ontspant naar de onderkoelde vloeibare toestand, " zei John Mauro, senior onderzoeksmanager glasonderzoek bij Corning Inc. "Deze ontspanning is een spontaan proces dat wordt versneld tijdens warmtebehandeling."

Makers van platte beeldschermen verhitten het glas om de dunnefilmtransistors voor het beeldscherm af te zetten. Glas kan ontspannen tijdens het warmtebehandelingsproces, en deze relaxatie houdt typisch een lichte krimp in het volume van het glas in. Indien ongecontroleerd, deze krimp kan leiden tot verkeerde uitlijning van pixels en een niet-functionerend scherm.

Qiuju Zheng, een universitair hoofddocent aan de Qilu University of Technology, en Mauro worden verondersteld de eersten te zijn die de fluctuaties in het relaxatiegedrag van glas hebben onderzocht door zich te concentreren op hoeveel de grootte van de relaxatie varieert als gevolg van lichte thermische variaties die door het glas worden ervaren - hetzij tijdens de initiële glasvorming of tijdens de productie van het paneel Verwerken. Hun werk heeft ook een directe industriële relevantie, waarbij het bepalen van de parameters die relaxatiefluctuaties regelen, de toekomstige glassamenstelling zou moeten helpen begeleiden.

Volgens Mauro, de inzichten die uit dit werk zijn verkregen, worden "reeds gebruikt voor de ontwikkeling van onze next-generation glassubstraten voor hoogwaardige displays." Hij zei ook, "Er zijn veel andere eigenschappen van het glas waarin we geïnteresseerd zijn, en dit vormt een belangrijk onderdeel voor een grotere reeks modellen die we gebruiken om het ontwerp en de ontwikkeling van nieuwe hightech glassamenstellingen te begeleiden."

De onderzoekers kijken nu uit naar het aanpakken van een resterende "grote kloof in het bouwen van de verbinding tussen de fysica van glasrelaxatie en de onderliggende glaschemie, ' zei Mauro.

De wetenschap van deze glazen ontspanningseffecten draait om subtiele veranderingen, typisch gemeten in termen van delen per miljoen lineaire rek.

"Omdat deze effecten zo subtiel zijn, we begrijpen nog steeds niet wat er verandert in de onderliggende glasstructuur om deze ontspanning te vergemakkelijken in termen van welke elementen in het glas lichte herschikkingen ondergaan in bindingsconfiguraties, en waarom, "Zei Mauro. "Het bouwen van deze brug tussen glasfysica en glaschemie is de volgende grote uitdaging die we moeten aangaan."