Analysis of TFT glass

Význam tématu

Odborná analýza složení tenkovrstvého (TFT) skla je nezbytná pro zajištění optimálních vlastností moderních displejů používaných v laptopech, monitorech, mobilních zařízeních a navigačních systémech. Přesné stanovení obsahu kovových oxidů ovlivňuje mechanickou, tepelnou i chemickou odolnost substrátu a tím i kvalitu konečného produktu.

Cíle a přehled studie

Cílem příspěvku bylo vyhodnotit schopnosti spektrometru Thermo Scientific ARL PERFORM’X 4200 W pro kvantitativní stanovení hlavních oxidů a stopových prvků ve vzorcích TFT skel. Studie zahrnovala konstrukci kalibračních křivek, stanovení mezí detekce a ověření opakovatelnosti měření při různých expozičních časech.

Použitá metodika a instrumentace

Metoda: Rentgenová fluorescenční analýza (XRF) s externí kalibrací na standardních skleněných vzorcích.

• Spektrometr: ARL PERFORM’X Series 4200 W s Rh rentgenkou (50 μm Be okénko)
• Filtry primárního svazku: 6 typů pro optimalizaci excitace od nejlehčích po nejtěžší prvky
• Krystaly a detektory: až 9 krystalů (AX06, PET, LiF 200, AXBeB), detektory FPC a scintilační
• Atmosféra: heliový zámek pro ochranu goniometru a minimalizaci absorpce lehkých prvků
• Bezpečnost: LoadSafe design, Secutainer systém pro zachytávání volných částic, ochrana proti rozbití zkumavek

Hlavní výsledky a diskuse

Stanovené meze detekce pro kovové oxidy se pohybují na úrovni desítek ppb až jednotek ppm, např. B₂O₃: 0,06 % resp. 0,4 ppm, SO₃: 0,8 ppm, TiO₂: 0,7 ppm. Opakovatelnost (RSD) hlavních oxidů vykázala hodnoty pod 0,1 % u procentních složek a několik ppm u stopových prvků při krátkých expozičních časech (10–20 s na mřížku). Analýza boru ukázala standardní odchylku 0,06 % v B₂O₃ a 0,02 % při přepočtu na B₂O₃ jako B₂@.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda nabízí:

• Vysokou citlivost i pro lehké prvky díky heliovému purgu
• Rychlou analýzu s minimálními expozičními časy
• Vynikající opakovatelnost a stabilitu díky nízkoprúdové filamentu rentgenky
• Bezpečný provoz a snadnou údržbu pro rutinní i výzkumné laboratoře

Budoucí trendy a možnosti využití

Očekává se rozšíření online monitoringu složení skelných povrchů ve výrobních linkách v reálném čase, integrace pokročilých detektorů (SDD) pro další zlepšení citlivosti a aplikace strojového učení pro automatizovanou interpretaci spekter a predikci vlastností materiálů.

Závěr

Rentgenová fluorescenční analýza pomocí ARL PERFORM’X 4200 W prokázala vynikající výkon při stanovení hlavních oxidů a stopových prvků v TFT skle. Metoda kombinuje nízké meze detekce, rychlou dobu měření, vysokou opakovatelnost a robustní bezpečnostní prvky, což ji činí vhodnou pro náročné průmyslové i výzkumné aplikace.

Reference

Thermo Fisher Scientific Inc., Application Note AN41671, 2019.