觸摸式手機(jī)面板制造的新進(jìn)展

【中玻網(wǎng)】摘要：本文評(píng)述觸摸式手機(jī)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(lán)寶石-玻璃所組成的疊層材料是今后面板的發(fā)展趨勢(shì)。
　　
　　關(guān)鍵詞：手機(jī)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(yīng)中玻網(wǎng)的邀請(qǐng)，在西湖論壇上作了“觸摸式手機(jī)玻璃面板技術(shù)發(fā)展”的專題報(bào)告，引起同行的興趣，點(diǎn)擊數(shù)達(dá)到11600多次，目前觸摸式手機(jī)玻璃面板制造有了新進(jìn)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(shù)）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(cè)的平衡菌落大猩猩玻璃(Antimicrobial Gorilla Glass)。德國(guó)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(chǎng)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(hào)、27億臺(tái)設(shè)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(jī)均采用Gorilla玻璃面板，黑苺手機(jī)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(jī)占大部分國(guó)家60%以上，無(wú)需貼膜保護(hù)。
　　
　　蘋果i-Phone6原計(jì)劃用藍(lán)寶石（有的文獻(xiàn)或網(wǎng)站上稱為藍(lán)寶石玻璃，實(shí)際上是合成藍(lán)寶石）為面板，因藍(lán)寶石硬度為9，玻璃為7，藍(lán)寶石比玻璃抗磨，蘋果i-Phone5主鍵(home)具有指紋識(shí)別功能，采用藍(lán)寶石能減少鍵磨損，避免表面劃傷而影響識(shí)別效果；在攝像頭以藍(lán)寶石作保護(hù)蓋板，防止照相鏡頭磨損，提高拍攝功能。但合成藍(lán)寶石價(jià)格昂貴，4吋屏幕成本約40美元，而Gorilla玻璃僅為其；藍(lán)寶石重量比玻璃高1.6倍，透明度也不及玻璃，生產(chǎn)時(shí)的能耗大，設(shè)備要投入巨資，這些因素均制約了合成藍(lán)寶石在大屏幕手機(jī)上的應(yīng)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(jìn)展。
　　
　　1玻璃成分與性能的改進(jìn)
　　
　　手機(jī)面板玻璃為達(dá)到高度度、高硬度、抗磨損的性能需要，并能進(jìn)行離子交換增強(qiáng)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(qiáng)度、抗磨損性能就比較好，離子交換后更增強(qiáng)此類性能。國(guó)內(nèi)文獻(xiàn)上介紹的Gorilla、Xensation和Dragontrail的性能見(jiàn)表1。
　　
　　表1  國(guó)內(nèi)介紹的三種面板玻璃成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)/%）
　　
　　牌號(hào)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(guó)外各企業(yè)實(shí)際成分與表1有很大偏差，即使國(guó)內(nèi)對(duì)國(guó)外產(chǎn)品進(jìn)行化學(xué)成分分析，認(rèn)為已掌握了國(guó)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(shí)際成分比表1介紹的成分要復(fù)雜，Gorilla2、3即是通過(guò)對(duì)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(jìn)。
　　
　　（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(jī)、平板電腦輕薄化的要求。
　　
　�。�2）Gorilla3軟化點(diǎn)較高Gorilla1的軟化點(diǎn)為852℃，Gorilla2為895℃，Gorilla3為900℃。面板玻璃軟化點(diǎn)的升高，適合高像素手機(jī)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(qiáng)度增加未化學(xué)增強(qiáng)前，Gorilla比3Gorilla2抗斷裂強(qiáng)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(jiàn)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。