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【中玻網(wǎng)】摘要:本文評述觸摸式手機面板玻璃的成分與性質(zhì),離子交換工藝,平衡菌落涂層,抗反射膜涂層以及離子注入改性的發(fā)展。較后指出超薄可彎曲玻璃以及藍寶石-玻璃所組成的疊層材料是今后面板的發(fā)展趨勢。
關(guān)鍵詞:手機面板玻璃;玻璃成分;離子交換;離子注入;平衡菌落涂層;抗反射膜
0引言
2013年1月,筆者應中玻網(wǎng)的邀請,在西湖論壇上作了“觸摸式手機玻璃面板技術(shù)發(fā)展”的專題報告,引起同行的興趣,點擊數(shù)達到11600多次,目前觸摸式手機玻璃面板制造有了新進展,以Corning(康寧)公司為例,由Gorilla(大猩猩)1、2玻璃,2013年發(fā)展到Gorilla3玻璃,還有Willow(柳樹)超薄式可橈玻璃、Eagle(鷹)XG玻璃、Lotus(蓮花)玻璃,以及較近在環(huán)保署(ERA)注冊的平衡菌落大猩猩玻璃(Antimicrobial Gorilla Glass)。德國Schott(肖脫)公司除了Xensation Cover 3D、Xensation Touch玻璃外,還研發(fā)了防眩光玻璃(Xensation AG)和平衡菌落玻璃。日本旭硝子主要生產(chǎn)Dragontrail(升龍或譯龍尾)玻璃,日本電子硝子(NEG)則生產(chǎn)T2X玻璃。
在市場占有率方面,Corning公司占53%左右,排名靠前,日本旭硝子為第二。到了2014年8月,世界上有33品牌、2450型號、27億臺設備采用Gorilla玻璃。如諾基亞Lumia1020、1320;三星GalaxyS4、S5;HTCOneN8、E8;魅族MX3、MX2;還有LG、宏基、華碩、聯(lián)想等手機均采用Gorilla玻璃面板,黑苺手機原先屏幕為TouchonLens,現(xiàn)在也改用Gorilla3,目前采用Gorilla玻璃的智能手機占大部分國家60%以上,無需貼膜保護。
蘋果i-Phone6原計劃用藍寶石(有的文獻或網(wǎng)站上稱為藍寶石玻璃,實際上是合成藍寶石)為面板,因藍寶石硬度為9,玻璃為7,藍寶石比玻璃抗磨,蘋果i-Phone5主鍵(home)具有指紋識別功能,采用藍寶石能減少鍵磨損,避免表面劃傷而影響識別效果;在攝像頭以藍寶石作保護蓋板,防止照相鏡頭磨損,提高拍攝功能。但合成藍寶石價格昂貴,4吋屏幕成本約40美元,而Gorilla玻璃僅為其;藍寶石重量比玻璃高1.6倍,透明度也不及玻璃,生產(chǎn)時的能耗大,設備要投入巨資,這些因素均制約了合成藍寶石在大屏幕手機上的應用,所以蘋果6仍以玻璃為屏幕。
本文闡述玻璃面板成分與性能、離子交換與離子注入工藝、防眩膜與平衡菌落玻璃面板方面的新進展。
1玻璃成分與性能的改進
手機面板玻璃為達到高度度、高硬度、抗磨損的性能需要,并能進行離子交換增強工藝要求,通常采用堿鋁硅酸鹽成分系統(tǒng)。此成分系統(tǒng)在離子交換前硬度、強度、抗磨損性能就比較好,離子交換后更增強此類性能。國內(nèi)文獻上介紹的Gorilla、Xensation和Dragontrail的性能見表1。
表1 國內(nèi)介紹的三種面板玻璃成分(質(zhì)量分數(shù)/%)
牌號SiO2 B2O3 Al2O3CaOMgO Li2O Na2O K2O
Gorilla60~65 1~3 13~15 0~1 3~5 13~15 2~4
Xensation58~6213~15 3~4 1~5 5~8 11~13
Dragontrail60~64 9~13 0~1 4~7 8~12 3~7
國外各企業(yè)實際成分與表1有很大偏差,即使國內(nèi)對國外產(chǎn)品進行化學成分分析,認為已掌握了國外產(chǎn)品的成分,但分析成分并不等于企業(yè)的生產(chǎn)成分。從Gorilla為例,實際成分比表1介紹的成分要復雜,Gorilla2、3即是通過對Gorilla1的成分調(diào)整,使性能比Gorilla1有了明顯的提高,因此不能忽視成分的作用。2013年研發(fā)的Gorilla3比Gorilla2、1的性能有以下改進。
(1)Gorilla3密度較小、質(zhì)量較輕Gorilla1的密度為2.44g/cm3,Gorilla2為2.42g/cm3,Gorilla3僅有2.39g/cm3,即Gorilla3比Gorilla1的密度降低2.05%,更符合手機、平板電腦輕薄化的要求。
。2)Gorilla3軟化點較高Gorilla1的軟化點為852℃,Gorilla2為895℃,Gorilla3為900℃。面板玻璃軟化點的升高,適合高像素手機和平板電腦屏幕顯示器熱加工的需要。
。3)Gorilla3的熱穩(wěn)定性好Gorilla3的線膨脹系數(shù)為75.8×10-7/℃,Gorilla2為81.4×10-7/℃,Gorilla1為84.5×10-7/℃。面板玻璃的線膨脹系數(shù)降低,受熱后尺寸變化小,良好的尺寸穩(wěn)定性有利于OGS(oneglasssolution)整體化單片玻璃觸摸顯示屏的制作。
(4)Gorilla3強度增加未化學增強前,Gorilla比3Gorilla2抗斷裂強度就高50%。
。5)Gorilla3不易劃傷Gorilla2受4N力即有明顯劃傷,而Gorilla3受7N力才有明顯劃傷。Gorilla3抗磨能力比Gorilla2提高3倍,肉眼可見刻痕減少40%。
從以上性能數(shù)據(jù)的改變可以看出成分調(diào)整的重要性。
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