王耀君 邓兴文
(1. 东旭集团有限公司 北京 100036;2. 河北光兴半导体技术有限公司 石家庄 050035)
人们在日常生活中经常受到眩光的袭击,在使用各种显示屏幕时常因为环境的光源造成显示器表面的反射而无法看清显示内容而困扰。高强盖板玻璃作为广泛使用的屏幕保护盖板玻璃,需在克服防眩光的技术上深入探索。目前在对盖板玻璃表面防反射光处理各种处理中,效果最好的便是表面AG处理。
AG即是Anti-Glare,即抗反射或防眩光。玻璃AG处理,是对玻璃表面进行特殊化学处理后使原玻璃表面变为哑光的漫反射表面。AG处理的原理是将优质玻璃片的单面或双面经过特殊化学表面加工处理,使其与普通玻璃表面相比较在同方向有“较低的反射率” ,光的反射率由8%降低到1%以下,创造出清晰透明的视觉效果,让消费者有更好的视觉体验。通常检测防眩光的指标参数有:①玻璃表面的雾度;②玻璃透光度;③玻璃表面光泽度;④玻璃表面颗粒大小;⑤玻璃硬度;⑥玻璃表面耐磨性。
高强盖板玻璃经过AG处理后,与没有经过AG处理的同类玻璃具有5大优势:①降低了环境防光干扰;②高对比度,高分辨率,宽视角;③不必使用屏幕表面保护膜;④书写流畅,有纸质感;⑤全贴合屏整体感好,不变形。
通过对高强盖板玻璃表面AG处理技术的探索研究,目前有较为成熟的3种AG处理方法:贴膜、喷涂、蚀刻。使用不同的AG处理方法,加工处理的玻璃防反射光效果也不一样。
盖板玻璃表面处理AG贴膜技术原理为:在玻璃表面增加一层特殊处理后的膜,膜的表面进行微细凹凸加工,防止光直射入眼睛,从而有效减少眩光和反射光。其工艺流程如图1所示。
图1 AG贴膜技术工艺流程图
工艺优点:AG贴膜是物理工艺方法AG,不破坏玻璃表面层,AG后玻璃厚度是增加的,技术难度不高,对玻璃基材要求不高,产品良率由膜的特性决定,低成本是该产品的最大市场优势,且操作简单。
工艺缺点:AG贴膜玻璃的应用环境和使用方式是有条件要求的。耐候性差,耐磨性差,易出现膜层脱落。玻璃表面膜硬度不高,使用一段时间后就会出现严重的表面划伤;手写体验较差;防眩光的效果不太好,产品市场使用量减少,已经逐渐被市场淘汰。
盖板玻璃表面处理AG喷涂技术原理是:通过喷涂设备将特制的药水喷到经过清洗处理的盖板玻璃表面,在玻璃表面形成一层肉眼无法可见的涂层,高温固化以达到防眩光的效果。喷涂是通过喷枪或碟式雾化器,借助于高压或离心力,分散成均匀而微细的雾滴,施涂于玻璃表面的涂装工艺。其工艺流程如图2所示。
图2 AG喷涂技术工艺流程图
AG喷涂的药水根据不同的客户需求进行调配,有高雾度和低雾度。雾度值可以通过调节喷涂参数获得。药水的成分一般有:二氧化硅、异丙醇、乙醇和水。每个工厂使用的药水配方、药比也不一样。
工艺优点:AG喷涂是物理工艺方法AG,不破坏玻璃表面层,AG后玻璃厚度是增加的,技术难度不高,对玻璃基材要求不高,产品良率由分散液和雾化效果等特性决定,低成本是该产品的最大市场优势。生产操作方便、快捷;生产效率较高;能方便的加工出不同光泽度和雾度值得AG产品。
工艺缺点:AG喷涂玻璃的应用环境和使用方式是有条件要求的。因耐候性差,不适合用于室外显示屏产品;因耐磨性差,不适合用在频繁触摸和擦滑屏幕玻璃上;由于牢固度问题,易出现涂层脱落及脂溶现象而导致所谓的花屏问题;另一方面由于中小尺寸如车载AG玻璃、手机外壳玻璃等对AG性能要求高,特性化要求多,因此,喷涂AG工艺并不适合应用于该类产品上。喷涂AG玻璃光泽度较低,硬度不高;药水的附着力、耐磨擦性能不好,钢丝球摩擦5000次左右;产品一般用于低端市场。
目前盖板玻璃表面处理AG蚀刻技术原理是:在玻璃表面喷涂特殊药液,经过特殊的化学工艺(氟化物+辅助添加剂)处理制成,原玻璃反光表面变为哑光漫反射表面,可使反光影响模糊,防止眩光以外还使反光度下降,减少光影响。
AG蚀刻工艺较为复杂,是电离平衡、化学反应及溶解和再结晶、离子置换等多种反应共同作用的结果,AG效果和颗粒大小及形状由反应物的成分及浓度、反应时间、温度等因素有关,生产难道大,技术含量高。同时,蚀刻AG工艺是对玻璃表面进行侵蚀,在玻璃表面生成有晶型颗粒,使玻璃厚度降低。同时内部的微汽包等不良在AG后将得到放大,因此对玻璃本身质量要求提高了。高强盖板玻璃,有着良好的玻璃特性,是AG工艺良好基材的首选。其工艺流程如图3所示。
图3 AG蚀刻技术工艺流程图
工艺优点:①表面高光泽度、防腐、抗指纹、防划伤;②表面为化学蚀刻,永久性不脱落(钢丝球摩擦15000次);③具体有高对比度、高分辨率、宽视角和抗环境光;④电子消费品行业广泛使用
工艺缺点:①表面粗糙度一致性难控制,要求技术性非常高;②生产中大量使用化学药品,产生的液体废液对作业人员和环境造成严重危害。
化学蚀刻AG玻璃除具有喷涂AG产品相同性能外,还具有如下优势:
①蚀刻AG层不存在脱落问题,因此在频繁触摸设备上优势不可取代;
②蚀刻AG玻璃可以进行任意冷加工,如磨切,钢化等处理,AG效果不会任何变化;
③耐候性能好,尤其对于户外应用产品,不会因风吹日晒降低AG效果;
④蚀刻AG层不含挥发性物质及无卤等优点,符合欧盟产品输入标准;
⑤化学蚀刻AG工艺不仅应用于中大尺寸产品上,而且在小微尺寸产品上优势更明显。
通过对AG贴膜技术、AG喷涂技术、AG蚀刻技术三种AG处理方法的分析,可以看出每种工艺的优缺点。贴膜、喷涂两种AG玻璃表面处理方法,已经不能满足人们对高品质产品的需求,将会被逐渐被淘汰。蚀刻AG工艺处理玻璃,由于其性能优越,处理后强度高、耐刮擦并具有出色的触摸质感和美学表现力,已日渐成为许多工控设备电子显示器的优选盖板材料。生产蚀刻AG玻璃需要氢氟酸、盐酸、硫酸等化学物质;在生产过程中,也会产生酸性气体、酸性液体、酸性固体等有害物质。生产产生的含氟气体对人体有非常大的危害;如果将未按标准要求处理的含氟液体及固体直接排放,会造成水域污染及土壤酸化等严重的环境污染。如何有效、低成本的解决蚀刻AG玻璃过程中环保问题,是该项技术应用推广的的重要发展瓶颈和技术突破难点。