王耀君 鄧興文
(1. 東旭集團有限公司 北京 100036;2. 河北光興半導體技術有限公司 石家莊 050035)
人們在日常生活中經常受到眩光的襲擊,在使用各種顯示屏幕時常因為環境的光源造成顯示器表面的反射而無法看清顯示內容而困擾。高強蓋板玻璃作為廣泛使用的屏幕保護蓋板玻璃,需在克服防眩光的技術上深入探索。目前在對蓋板玻璃表面防反射光處理各種處理中,效果最好的便是表面AG處理。
AG即是Anti-Glare,即抗反射或防眩光。玻璃AG處理,是對玻璃表面進行特殊化學處理后使原玻璃表面變為啞光的漫反射表面。AG處理的原理是將優質玻璃片的單面或雙面經過特殊化學表面加工處理,使其與普通玻璃表面相比較在同方向有“較低的反射率” ,光的反射率由8%降低到1%以下,創造出清晰透明的視覺效果,讓消費者有更好的視覺體驗。通常檢測防眩光的指標參數有:①玻璃表面的霧度;②玻璃透光度;③玻璃表面光澤度;④玻璃表面顆粒大小;⑤玻璃硬度;⑥玻璃表面耐磨性。
高強蓋板玻璃經過AG處理后,與沒有經過AG處理的同類玻璃具有5大優勢:①降低了環境防光干擾;②高對比度,高分辨率,寬視角;③不必使用屏幕表面保護膜;④書寫流暢,有紙質感;⑤全貼合屏整體感好,不變形。
通過對高強蓋板玻璃表面AG處理技術的探索研究,目前有較為成熟的3種AG處理方法:貼膜、噴涂、蝕刻。使用不同的AG處理方法,加工處理的玻璃防反射光效果也不一樣。
蓋板玻璃表面處理AG貼膜技術原理為:在玻璃表面增加一層特殊處理后的膜,膜的表面進行微細凹凸加工,防止光直射入眼睛,從而有效減少眩光和反射光。其工藝流程如圖1所示。

圖1 AG貼膜技術工藝流程圖
工藝優點:AG貼膜是物理工藝方法AG,不破壞玻璃表面層,AG后玻璃厚度是增加的,技術難度不高,對玻璃基材要求不高,產品良率由膜的特性決定,低成本是該產品的最大市場優勢,且操作簡單。
工藝缺點:AG貼膜玻璃的應用環境和使用方式是有條件要求的。耐候性差,耐磨性差,易出現膜層脫落。玻璃表面膜硬度不高,使用一段時間后就會出現嚴重的表面劃傷;手寫體驗較差;防眩光的效果不太好,產品市場使用量減少,已經逐漸被市場淘汰。
蓋板玻璃表面處理AG噴涂技術原理是:通過噴涂設備將特制的藥水噴到經過清洗處理的蓋板玻璃表面,在玻璃表面形成一層肉眼無法可見的涂層,高溫固化以達到防眩光的效果。噴涂是通過噴槍或碟式霧化器,借助于高壓或離心力,分散成均勻而微細的霧滴,施涂于玻璃表面的涂裝工藝。其工藝流程如圖2所示。

圖2 AG噴涂技術工藝流程圖
AG噴涂的藥水根據不同的客戶需求進行調配,有高霧度和低霧度。霧度值可以通過調節噴涂參數獲得。藥水的成分一般有:二氧化硅、異丙醇、乙醇和水。每個工廠使用的藥水配方、藥比也不一樣。
工藝優點:AG噴涂是物理工藝方法AG,不破壞玻璃表面層,AG后玻璃厚度是增加的,技術難度不高,對玻璃基材要求不高,產品良率由分散液和霧化效果等特性決定,低成本是該產品的最大市場優勢。生產操作方便、快捷;生產效率較高;能方便的加工出不同光澤度和霧度值得AG產品。
工藝缺點:AG噴涂玻璃的應用環境和使用方式是有條件要求的。因耐候性差,不適合用于室外顯示屏產品;因耐磨性差,不適合用在頻繁觸摸和擦滑屏幕玻璃上;由于牢固度問題,易出現涂層脫落及脂溶現象而導致所謂的花屏問題;另一方面由于中小尺寸如車載AG玻璃、手機外殼玻璃等對AG性能要求高,特性化要求多,因此,噴涂AG工藝并不適合應用于該類產品上。噴涂AG玻璃光澤度較低,硬度不高;藥水的附著力、耐磨擦性能不好,鋼絲球摩擦5000次左右;產品一般用于低端市場。
目前蓋板玻璃表面處理AG蝕刻技術原理是:在玻璃表面噴涂特殊藥液,經過特殊的化學工藝(氟化物+輔助添加劑)處理制成,原玻璃反光表面變為啞光漫反射表面,可使反光影響模糊,防止眩光以外還使反光度下降,減少光影響。
AG蝕刻工藝較為復雜,是電離平衡、化學反應及溶解和再結晶、離子置換等多種反應共同作用的結果,AG效果和顆粒大小及形狀由反應物的成分及濃度、反應時間、溫度等因素有關,生產難道大,技術含量高。同時,蝕刻AG工藝是對玻璃表面進行侵蝕,在玻璃表面生成有晶型顆粒,使玻璃厚度降低。同時內部的微汽包等不良在AG后將得到放大,因此對玻璃本身質量要求提高了。高強蓋板玻璃,有著良好的玻璃特性,是AG工藝良好基材的首選。其工藝流程如圖3所示。

圖3 AG蝕刻技術工藝流程圖
工藝優點:①表面高光澤度、防腐、抗指紋、防劃傷;②表面為化學蝕刻,永久性不脫落(鋼絲球摩擦15000次);③具體有高對比度、高分辨率、寬視角和抗環境光;④電子消費品行業廣泛使用
工藝缺點:①表面粗糙度一致性難控制,要求技術性非常高;②生產中大量使用化學藥品,產生的液體廢液對作業人員和環境造成嚴重危害。
化學蝕刻AG玻璃除具有噴涂AG產品相同性能外,還具有如下優勢:
①蝕刻AG層不存在脫落問題,因此在頻繁觸摸設備上優勢不可取代;
②蝕刻AG玻璃可以進行任意冷加工,如磨切,鋼化等處理,AG效果不會任何變化;
③耐候性能好,尤其對于戶外應用產品,不會因風吹日曬降低AG效果;
④蝕刻AG層不含揮發性物質及無鹵等優點,符合歐盟產品輸入標準;
⑤化學蝕刻AG工藝不僅應用于中大尺寸產品上,而且在小微尺寸產品上優勢更明顯。
通過對AG貼膜技術、AG噴涂技術、AG蝕刻技術三種AG處理方法的分析,可以看出每種工藝的優缺點。貼膜、噴涂兩種AG玻璃表面處理方法,已經不能滿足人們對高品質產品的需求,將會被逐漸被淘汰。蝕刻AG工藝處理玻璃,由于其性能優越,處理后強度高、耐刮擦并具有出色的觸摸質感和美學表現力,已日漸成為許多工控設備電子顯示器的優選蓋板材料。生產蝕刻AG玻璃需要氫氟酸、鹽酸、硫酸等化學物質;在生產過程中,也會產生酸性氣體、酸性液體、酸性固體等有害物質。生產產生的含氟氣體對人體有非常大的危害;如果將未按標準要求處理的含氟液體及固體直接排放,會造成水域污染及土壤酸化等嚴重的環境污染。如何有效、低成本的解決蝕刻AG玻璃過程中環保問題,是該項技術應用推廣的的重要發展瓶頸和技術突破難點。