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触摸屏盖板玻璃行业现状和发展趋势

触摸屏盖板玻璃行业现状和发展趋势

作者:秩名    来源:未知    发布时间:2019-04-02    浏览量:
一. 触摸屏盖板玻璃
1. 何谓触摸屏盖板玻璃
触摸屏盖板玻璃就是屏幕最外面那层玻璃。触摸屏玻璃主要作用是保护内屏,并起到装饰触摸屏外观的作用。





2. 触摸屏简述
 2.1触摸屏的发展
触摸屏作为一种先进的电子输入设备,具有简单便捷、反应速度快、节省空间和易于人机交流等诸多优点。触摸屏技术起源于20世纪70年代,早期多用于工控计算机和POS机终端等工业或商用设备中。2007年美国苹果公司推出iPhone手机,成为触控行业发展的一个里程碑。触摸屏电子显示设备外形轻薄时尚,使消费者可以进行直接便捷的操作,增加了人机互动的亲切感,引发了消费者的热烈追捧,同时也开启了触摸屏向主流操控界面迈进的征程。
 
大多数的电容式触摸屏都需要一种起到保护作用的玻璃来作为盖板。要保证触摸屏经常受外界摩擦、刻划等操作仍能不影响其显示效果,避免出现破损和表面粗糙的情况,就迫切需要一种高品质的盖板玻璃对触摸屏进行保护。高品质的高铝硅酸盐玻璃无疑是一种最佳选择。
图1  触摸屏盖板的要求



 

2.2初期的触摸屏盖板材料
早期,触摸屏大多被装于工控计算机、POS机终端等工业或商用设备之中,采用的多是电阻式触摸屏技术,最外层的盖板一般采用表面硬化处理、光滑防擦的塑料层、亚克力板或是钠钙玻璃。但这些产品的硬度及机械强度不高,表面抗划伤性和抗冲击性均较差。另外,有些电子显示产品作为公共产品使用,常遇到使用环境恶劣或遭到人为破坏,显示屏幕经常出现破损和表面粗糙,影响整机的使用寿命及屏幕显示效果。

2.3目前流行的触摸屏盖板材料   
随着触摸屏在大众电子消费产品中的普及,电容式触摸屏应用得越来越广泛,对于触摸屏盖板的要求也随之提高。

以苹果公司的手机及平板电脑为代表的高端产品的盖板玻璃为了克服一些缺陷,率先采用的是高铝硅玻璃。国内高端触摸屏厂家纷纷跟进,目前主流市场盖板玻璃大都采用高铝硅玻璃。但市场上一些较为低端的触摸屏电子产品为了降低成本,仍然选择经过化学强化的钠钙硅玻璃作为盖板玻璃。但两种玻璃在性能方面存在较为明显的差异。实验室测得普通钠钙硅玻璃的一些机械性能与美国康宁大猩猩玻璃的差异。如表1所示。
表1普通钠钙硅玻璃与康宁Gorilla玻璃部分机械性能的比较




3.高铝硅触摸屏盖板玻璃国内外的发展现状
3.1国外的发展情况
目前,全球生产出的高品质高铝硅触摸屏盖板玻璃,仅有美国康宁的Gorilla玻璃、日本旭硝子Dragon—trail玻璃、德国肖特的LAS 80玻璃以及最新推出的Xensation Cover盖板玻璃。康宁占领手机盖板玻璃原片市场的70%,旭硝子公司及肖特公司占市场的30%,强化效果最好的是康宁公司产品,20世纪60年代,康宁公司就研发了Gorilla玻璃,但一直没有商业化。Gorilla玻璃经过了一道化学强化 处理工序,具有更好的化学稳定性、电绝缘性、机械强度和较低的热膨胀系数,作为触控式荧幕装置的强化保护玻璃,不会影响装置的功能性,被用做多种触摸屏设备的保护层。2008年Gorilla玻璃开始进人商业领域并迅速发展成年产值1.7亿美元的新兴行业,它的坚韧性和耐刮蹭性使其成为4000多万手机和其它移动设备显示屏的保护层。目前康宁公司已能提供0.5~2.0mm范围厚度的原始拉制Gorilla玻璃产品。采用的是溢流法生产工艺,其成型工艺投资成本较高,需用大量的铂金,成型工艺较复杂。
日本旭硝子公司(AGC)的化学强化硅酸铝玻璃Dragontrail主要用于智能电话和平板终端玻璃护罩。在保护玻璃市场上旭硝子在Dragontrail正式销售前所占份额估计约为25%,随着Dragontrail的正式销售,该公司有望使份额达到30%左右,销售额扩大到3000亿日元以上,并且使该产品成为液晶电视前面板使用的玻璃。Dragontrail玻璃的强度是普通碱石灰玻璃的6倍,实现了适用于智能电话和平板终端等产品的强度、耐划痕、质感和表面具有压缩应力等目标。并且旭硝子公司使用浮法生产线制造保护玻璃,无需研磨表面的精加工,与其他竞争公司的产品相比具有容易降低成本,对于玻璃尺寸和厚度的自由度较高等优势。
德国肖特公司开发出的经过化学钢化后的高铝硅触摸屏盖板玻璃LAS80,与普通的钠钙玻璃相比,强度得到了提高。产品主要面向智能手机、电子书终端、上网本及便携式游戏机等,2010年秋季上市。LAS80采用的小型浮法成型工艺,投资成本较小,更易于批量化生产。肖特公司最新又推出标号为Xensation Cover盖板玻璃,其产品已商业化生产,已有三星等手机使用其产品,在送样和检测的公司中其产品的市场认可率高达80%。
3.2国内的发展情况
我国在高铝硅触摸屏盖板玻璃方面的研发起步较晚,截止目前,只有几家公司申报了相关专利,如成都光明光电(CN 200910301240.4)、苏州新吴(CN 200810147442.3)和海南中航特玻(CN 201110441314.1)。另外,北京工业大学也申报了相关的专利(CN 200910086806.6、CN 200910082223.6、CN 200920107433.1、CN 201110062351.2)。
成都光明光电2007年开始在实验室进行高铝硅玻璃的开发工作,取得不错的进展,目前推出了标号为 铠甲(Loficae,之前称为MJB5)的盖板玻璃,该产品目前还没有商业化运行。苏州新吴公司借助科研合作方式与北京工业大学玻璃研究室进行合作,开展高铝硅触摸屏盖板玻璃的研发生产。
2011年海南大学和海南中航特玻材料有限公司共同筹建了“海南省特种玻璃工程技术研发中心”和“海南省特种玻璃重点实验室”, 启动了触摸屏特种玻璃生产技术与装备应用开发项目,该项目已进入国家支撑计划项目筹备库。河北东旭集团也在积极关注高铝硅触摸屏玻璃,他们可能通过与国际和国内技术团队合作模式获取技术,并迅速启动该项目。目前国内旭虹熊猫高铝玻璃以及南玻高铝玻璃已经成功推向市场,科立视溢流法高铝玻璃生产线顺利投产,缓解了高铝玻璃供不应求的局面。大大的降低了国内用户的采购成本。2018年,重庆鑫景联合中航三鑫也成功生产出高铝硅玻璃,彻底打破了国外巨头垄断高铝硅盖板玻璃市场的局面。
4.市场需求的分析
4.1产业的发展趋势 虽然目前我国已经有了高铝硅酸盐盖板玻璃的大型生产线,但是在技术上和产品质量上和国外的公司如康宁公司 肖特公司以及旭硝子公司还有一定的差距,我们国内玻璃生产企业要联合高校和研究所采用走出去,请进来的办法,联合研发、取长补短、融汇贯通、共同攻关,相信很快就突破瓶颈,提升高铝硅玻璃的产品质量,打破国际大公司的垄断。实现高铝硅触摸屏盖板玻璃的国产化。
4.2市场的需求 高铝硅触摸屏盖板玻璃是一个高成长率的产品,市场前景极好。根据国际知名的市场调研机构Gartner 调查统计,2010年全球具有触摸屏盖板玻璃的装置中,以移动装置为例,就已经超过3.6亿支,比2009年的 1.84亿支增加96.8%。Gartner预测,2013年具有触摸屏盖板玻璃的移动装置将占全球行动装置市场销售比 重的58%,在北美洲和西欧等已开发的市场中将超过80%,Display Search在Touch Panel Market Analysis报告中称,2010年全球触摸屏的产量达到790万m2,在 2011会超过l000万m2。那么2011年以后需求高铝硅触摸屏盖板玻璃量将达2000万m2左右。
表1、表2分别给出了近几年来全球手机触摸屏和平板电脑触摸屏盖板玻璃的需求量,由此可以推测出 整个盖板玻璃市场的需求量是极其巨大的。

表1 2010—2013年全球手机触摸屏盖板玻璃需求量

年度 手机销量/亿部 触摸屏手机销量/亿部 触摸屏盖板玻璃/万平方米
2010
2011
2012
2013
13.6
15.8
172.8
20.0以上
3.63
6.3
8.6
11.6
490
852
1155
1566
 
表2 2010—2014年全球平板电脑触摸屏盖板玻璃需求量
年度 平板电脑销量/万台 触摸屏盖板玻璃/万平方米
2010
2011
2012
2013
2014
195
5400
10600
15800
20800
14
379
744
1109
1460

经过电阻式触摸屏到电容式触摸屏,技术的不断突破与创新,给相关材料领域提出了更高的要求与市场需求,人们对于高强度玻璃作为触摸屏盖板玻璃给予了高度认可。高铝硅触摸屏盖板玻璃的市场需求呈现出爆发性的增长,而国际上目前主要供应商的产能将远不能满足市场需求。
4.3发展方向与目标
高铝硅酸盐触摸屏盖板玻璃市场一直处于供不应求的状态。未来几年触摸屏盖板玻璃的需求将会呈现急速的增长,国内相关企业应加快触摸屏盖板玻璃的研发和生产。在未来几年里,我国要通过系统技术研究,突破技术壁垒,产学研结合建设示范生产线,提高产品质量。填补国内产品和技术的空白。我国目前要重点发展的技术,不仅包括高铝硅酸盐盖板玻璃在熔化、成型、退火等方面的技术与设备,同时还要发展进一步的新技术,对高铝硅酸盐盖板玻璃进行表面深加工,满足高端触摸屏的需求。 
一. 盖板玻璃表面深加工工艺简介
1. AR玻璃 (anti-reflection
中文为抗反射增透,通过提高玻璃(屏幕)透光率,降低玻璃(屏幕)反射率达到增透目的。一般采用高低折射率材料交叉堆叠镀在玻璃表面上。可采用真空蒸发镀膜法,也可采用磁控溅射镀膜法。

 
1.1原理:当光从光疏物质射向光密物质时,反射光会有半波损失,在玻璃上镀AR膜后,表面的反射光比膜前表面反射光的光程差恰好相差半个波长,薄膜前后两个表面的反射光相消,即相当于增加了透射光的能量。并且可以通过在玻璃两面同时镀膜来让玻璃的两个面同时减小反射效果。

 
1.2  AR镀膜玻璃产品特性:
1)高穿透:纳米级光学涂层技术能使超白玻璃的透光率增加2-3%
2)耐用:可在恶劣环境中保持25年
3)防止结露:大幅抑制光伏玻璃产生结露
4)防刮划硬度:镀膜后可增加1H硬度防刮划效果
5)抗积水:水滴落在上面水滴角度达到>110°,面板在倾斜状态下自动滑落,且不影响视觉
6)易清洁:极易清理
2. AG玻璃(anti-glare glass中文为防眩光玻璃,是将玻璃表面进行单面或双面特殊处理后达到多角度漫反射的效果,从而提高画面的可视角度,降低环境光的干扰,减少屏幕反光,消除影像。保护眼睛。


 
2.1  AG玻璃生产方法:
目前AG玻璃的生产方法主要有如下两种:
喷涂法:采用纳米SiO2乳液,采用喷涂+烘烤的方法在玻璃表面成膜,形成凸凹不平的表面。
酸蚀刻法:采用氢氟酸对玻璃表面进行蚀刻,形成大小不一的馒头峰,目的是通过光的散射和漫反射作用,降低屏幕表面反射而达到防眩晕,防刺眼的目的,以创造清晰透明的视觉空间,从而有更佳的视觉享受。

2.2  AG镀膜产品应用领域:
1)电子白板,DLP/LCD触摸屏、DLP/LCD电视墙.具有高透光率及防眩光。

2)高级画廊和美术馆的名贵字画的镜框,使字画和图片长期保存,永不褪色。
3)博物馆、档案馆等贵重文物保护。
4)精密仪器屏幕,医疗设备窗口、液晶显示器视窗、电子产品视窗等。


5)肯德基、麦当劳等餐厅点餐牌,商品名称清晰可见,不会看到灯光反光现象。
6)机场,宾馆指示牌,户外屏幕等。
3.AF玻璃 Anti-fingerprint glass中文为抗指纹玻璃。一般采用真空蒸发镀膜法。
3.1 原理:AF防污防指纹玻璃是根据荷叶原理,在玻璃外表面涂制一层纳米化学材料,将玻璃表面张力降至最低,灰尘与玻璃表面接触面积减少90%,使其具有较强的疏水、抗油污、抗指纹能力;使视屏玻璃面板长期保持着光洁亮丽的效果。
3.2.AF镀膜玻璃产品特性:
1)防污性:防止指纹及油污不容易粘附、轻易擦除;
2)防刮伤:表面滑顺,手感舒服,不容易刮花;
3)膜层薄:优异光学性能、不改变原有的纹理;
4)耐磨性:具有真度耐磨性能
3.3.AF 镀膜产品应用领域:
手机、平板、电视、LED 等玻璃显示屏
三. 结语 
近年来,高铝硅触摸屏盖板玻璃在玻璃市场上发展迅猛,为了打破国外垄断触摸屏盖板玻璃的现状,满足未来市场对高铝硅酸盐盖板玻璃的需求,针对目前国内的现状,相关企业和科研机构应该协同开发,突破各方面关键技术,形成具有独立自主知识产权的触摸屏特种玻璃成套工艺技术及装备,提高国产高铝硅盖板玻璃的质量,降低生产成本。同时在触摸屏表面处理工艺上也要加大研发力度,解决AG玻璃 AR玻璃以及其他特种盖板玻璃生产过程中环境污染问题,良率偏低等问题。
 

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