Glas und Keramik

Ob in der Energietechnik, der Nanotechnologie oder der Unterhaltungselektronik: Keramikverbindungen und Beschichtungen aus anorganischen Materialien wie Siliziumdioxid (SiO2) erfüllen in der modernen Industrie vielfältige Aufgaben. Mit Messtechnik von Fischer können Sie funktionale Materialien analysieren und mechanische Eigenschaften von Komponenten wie beispielsweise LCD-Spacern prüfen.

LCDs, Keramik, SiO2 prüfen

Application Notes

Mikrohärte-Messsystem für die Qualitätsprüfung an LCD-Spacern

LCD-Bildschirme (liquid crystal display) beinhalten typischerweise zwei Substrate, eine TFT-Matrix (thin film transistor) und einen Farbfilter. Sogenannte Spacer werden gebraucht, um den Abstand zwischen diesen Komponenten konstant zu halten, damit das Flüssigkristallmaterial gleichmäßig eingebracht werden und seine Funktion erfüllen kann. Dabei sind die mechanischen Eigenschaften dieser Spacer ausschlaggebend für Robustheit und Bildqualität der fertigen Bildschirme.

Die gängigsten Arten von Spacern, die bei TFT-LCDs verwendet werden, sind kugelförmige „bead spacer“ und säulenförmige “column spacer“. Belastbarkeit gegenüber Druck, Regenerationsfähigkeit sowie die einheitliche Höhe der Spacer spielen eine wesentliche Rolle, den Abstand stabil und so die Panels in einem guten Zustand zu halten.

Abb. 1: Prinzipieller Aufbau von LCDs mit Spacern

Widerstandsfähige Spacer halten die Abstände relativ stabil auch bei starken äußeren Beanspruchungen, während Spacer mit hoher Regenerationsfähigkeit eine geringere permanente Beschädigung erfahren. Spacer mit homogener Höhe ermöglichen eine schnellere Reaktionszeit, einen breiteren Sichtwinkel sowie bessere Auflösung und Kontrastverhältnisse des Displays. Deshalb ist es notwendig, diese Parameter bei der Produktion von LCDs zu überwachen.

Belastet und entlastet man diese Spacer mit einen FISCHERSCOPE® HM2000 Mikrohärte-Messsystem, kann man diese kritischen mechanischen Eigenschaften präzise messen. Dazu wird ein spezieller Indentor mit abgeflachter Spitze anstelle der sonst üblichen Vickers-Pyramide eingesetzt – wie in Abbildung 2 dargestellt.

Abb. 2: REM-Aufnahme (Rasterelektronenmikroskop) von Spacern und Funktionsprinzip des FISCHERSCOPE® HM2000 mit flachem Indentor

Abhängig von der eingesetzten Kraft, um den Spacer zusammenzudrücken, können unterschiedliche Parameter überwacht werden. Mit relativ großer Kraft kann die Bruchgrenze des Spacers getestet werden, während niedrigere Krafteinwirkungen genutzt werden, um die Regenerationsfähigkeit zu bestimmen.

Abb. 3: Links: Messung auf 10 “bead spacern” mit einer max. Kraft von 100 mN. Das Plateau zeigt die Bruchgrenze der getesteten Spacer während die vertikalen Linien den Durchmesser des Spacers angeben
Rechts: Messung auf 10 “bead spacern” mit einer max. Kraft von 10 mN. Das Verhältnis aus bleibender Verformung und maximaler Verformung kann als Maß der Regenerationsfähigkeit betrachtet werden.

Das FISCHERSCOPE® HM2000 ist die ideale Wahl, um die mechanischen Eigenschaften von LCD-Spacern zu messen. Ausgerüstet mit einem flachen Indentor, hochgenauer Kraftregelung und Wegbestimmung sowie einem präzisen Tisch zur Probenpositionierung, können die Eigenschaften von vielen einzelnen Spacern in einem einzigen Messzyklus bestimmt werden. Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an Ihren lokalen Fischer-Ansprechpartner.

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