Wat zijn de drie productieprocessen voor de glazen afdekplaat?

Glazen afdekplaten zijn onmisbare beschermende en decoratieve componenten voor consumentenelektronica, autodisplays, smart home-apparaten en industriële touchscreens. Ze dienen als de buitenste interface tussen elektronische apparaten en gebruikers en vervullen kernfuncties zoals krasbestendigheid, valbestendigheid, lichttransmissie en esthetische presentatie. De prestaties, duurzaamheid van het uiterlijk en toepassingsscenario's van glazen afdekplaten worden volledig bepaald door hun productieprocessen.

In de moderne precisieproductie-industrie is de productie van hoogwaardige glazen afdekplaten voornamelijk afhankelijk van drie volwassen en reguliere processen: floatglasproces, overflow-down-draw-proces en chemische versterkingsverwerking. Elk proces heeft unieke technische principes, productievoordelen, prestatiekenmerken en gerichte toepassingsgebieden. Het begrijpen van deze drie kernprocessen is essentieel voor elektronicafabrikanten, inkoopingenieurs en praktijkmensen uit de industrie om geschikte glazen afdekplaatmaterialen te selecteren en de productkwaliteit te optimaliseren.

Antireflecterende coating (AR)

Onbehandeld glas reflecteert ongeveer 8% van het zichtbare licht – 4% van elk lucht-glas-grensvlak. Bij beeldschermen vervaagt die reflectie het contrast en dwingt het gebruikers de helderheid te verhogen, waardoor de batterij leegraakt. AR-coating vermindert reflectie tot minder dan 1% per oppervlak.

AR-coating maakt gebruik van dunnefilminterferentie. Op het glas worden lagen materiaal met wisselende brekingsindices – meestal siliciumdioxide en niobiumpentoxide – afgezet. Elke laag is precies een kwart golflengte van zichtbaar licht dik. Licht dat van de boven- en onderkant van elke laag reflecteert, interfereert destructief, waardoor de reflectie teniet wordt gedaan.

De afzettingsmethode is verdamping met een elektronenbundel of sputteren in een vacuümkamer. Glazen afdekkingen worden op roterende koepels of planetaire armaturen geladen. De damp beweegt zich in rechte lijnen voort en condenseert op het koele glas.

Een typische AR-stack heeft 4 tot 7 lagen. Meer lagen zorgen voor een bredere bandbreedte (die het gehele zichtbare spectrum bestrijkt), maar verhogen de kosten en de cyclustijd. Kwaliteitsinspectie meet de reflectie met een spectrofotometer. Goede AR-coatings vertonen minder dan 0,5% gemiddelde reflectie van 450 nm tot 650 nm.

Anti-vingerafdrukcoating (AF)

Vette vingerafdrukken zijn de vijand van elk touchscreen. AF-coating maakt het glas olieafstotend en hydrofoob (waterafstotend). Vingerafdrukken zijn gemakkelijk weg te vegen en vlekken zijn minder zichtbaar.

De coating is een fluorpolymeer, meestal een perfluorpolyether (PFPE) derivaat. Applicatiemethoden variëren. Vacuümverdamping is gebruikelijk bij productie van grote volumes. Een kleine smeltkroes met vaste PFPE wordt in een vacuümkamer verwarmd. Het materiaal verdampt en hecht zich chemisch aan het glasoppervlak, waardoor een monolaag ontstaat van ongeveer 2 tot 5 nanometer dik. Nat spuiten en thermisch uitharden werkt voor lagere volumes. De vloeibare AF-oplossing wordt op glas gespoten of door spincoating aangebracht en vervolgens gedurende 30 minuten bij 120°C tot 150°C gebakken. Het resultaat is vergelijkbaar, maar iets minder duurzaam dan vacuüm-AF.

De duurzaamheid wordt gemeten door middel van een schuurtest met staalwol. Een gewicht van 1 kg met een kussentje van staalwol wrijft heen en weer over het gecoate oppervlak. Goede AF-coatings overleven 3.000 tot 5.000 cycli terwijl ze een watercontacthoek van meer dan 100 graden behouden. Onbehandeld glas heeft een contacthoek van ongeveer 30 graden – water verspreidt zich.

Antireflectiecoating (AG)

Verblinding ontstaat door spiegelreflectie: gladde oppervlakken die licht reflecteren als een spiegel. AG-coating creëert een microscopische textuur die gereflecteerd licht verspreidt. Het resultaat is een matte afwerking die leesbaar blijft onder fel zonlicht of overheadverlichting.

Er bestaan ​​twee methoden. De eerste is chemisch etsen. Het glas wordt ondergedompeld in een bad met fluorwaterstofzuur of ammoniumbifluoride. Het zuur tast selectief het glasoppervlak aan, waardoor willekeurige pieken en dalen ontstaan. De ruwheid wordt bepaald door de zuurconcentratie, temperatuur en verblijftijd. Na het etsen heeft het glas een mat uiterlijk. De tweede methode is het spuitcoaten van silica-nanodeeltjes. Een suspensie van nanodeeltjes wordt op het glas gespoten en gebakken. De deeltjes assembleren zichzelf tot een ruwe laag. Deze methode biedt een betere uniformiteit maar een lagere slijtvastheid dan geëtste AG. AG vermindert de helderheid enigszins omdat licht zowel bij transmissie als bij reflectie verstrooit. Voor beeldschermen met een hoge resolutie is een compromis-AG met matige ruwheid (Ra 0,1 tot 0,3 micrometer) gebruikelijk.

Conclusie

Het floatglasproces, het overflow-down-draw-proces en het chemische versterkingsproces vormen de drie technische kernpijlers van de moderne productie van glazen afdekplaten. Elk proces speelt een onvervangbare rol in de industriële keten en dekt het volledige scala aan productiebehoeften, van goedkope massaproductie tot hoogwaardige precisie-aanpassing.

Met de voortdurende upgrade van consumentenelektronica naar lichtgewicht, opvouwbare en high-definition beeldschermen, worden de drie belangrijkste processen ook voortdurend herhaald en geoptimaliseerd. Het overloopproces ontwikkelt zich in de richting van een dunnere dikte en hogere vlakheid, het vlotterproces verbetert voortdurend de oppervlakteprecisie om de prestatiekloof met hoogwaardige processen te verkleinen, en het chemische versterkingsproces evolueert naar diepere spanningslagen en een hogere slagvastheid. Voor mondiale elektronicafabrikanten is een duidelijk begrip van de kenmerken van de drie processen de sleutel tot het selecteren van hoogwaardige glazen afdekplaatproducten en het optimaliseren van de concurrentiekracht van het product.