AG玻璃在新型顯示領域的發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

楊金發(fā)，劉 東

(1.中國科學院合肥物質(zhì)科學研究院，合肥 230031；2．中國科學技術(shù)大學，合肥 230026；3.凱盛科技股份有限公司，蚌埠 23300)

AG玻璃，又叫抗反射玻璃和防眩光玻璃，英文名為Anti-glare glass，是對玻璃表面進行特殊加工的一種玻璃。其特點是使原玻璃反光表面變?yōu)閱」鉄o反射表面(表面凹凸不平)。其原理是把優(yōu)質(zhì)玻璃片的雙面或單面經(jīng)過特殊加工處理,使其與普通玻璃相比較具有較低的反射比。

AG玻璃的主要應用在ATM機器顯示器、戶外顯示器、電子白板、電子黑板、車載顯示器、手機等，可以防止反光，在強光下能夠看清屏幕里面的內(nèi)容，避免造成“眩光襲擊”，也就是我們通常所說的“光污染”。

1 AG玻璃的生產(chǎn)工藝

隨著科技的飛速發(fā)展，AG玻璃技術(shù)也在不斷的改進和更新。國內(nèi)外，現(xiàn)有的AG玻璃生產(chǎn)工藝方法大致可以分為三類：物理加工法、化學加工法、噴涂法。

1.1 物理加工法

物理加工法是將顆粒比較小的石英砂或金剛砂噴射于玻璃表面以形成毛面的過程，或者通過磨砂的方法使玻璃表面形成凹凸不平的毛面。物理加工法主要有噴砂法、磨砂法。

1.1.1 噴砂法

噴砂法首先需要將預先準備好的保護層貼于玻璃表面；然后將所需的圖案放在保護層上面合適的位置；再將玻璃表面需要噴砂部分上面的圖案去除；最后把玻璃樣片放入噴砂裝置里面進行噴砂處理，待噴砂結(jié)束去掉玻璃表面的保護層，清洗、干燥，得到蒙砂玻璃。因有無貼保護層的差別，使得玻璃表面形成了透明和不透明的兩種對比比較明顯的霧面。

1.1.2 磨砂法

磨砂法就是對普通表面進行磨砂加工而得到磨砂玻璃。目前，磨砂玻璃的加工方法主要采用的是機械加工方法。因其操作過程中投資大、費用高，磨面手感粗糙，而且生產(chǎn)效率低，并且不易加工出特殊要求的圖案，很少被用于生產(chǎn)磨砂玻璃。

1.2 化學加工法

化學法主要是通過化學物質(zhì)與玻璃進行反應，生成難溶的氟硅酸鹽并沉積于玻璃的表面，形成難溶的超微晶粒子，這些超微晶粒子致密的覆蓋于玻璃表面會阻止化學物質(zhì)進一步與玻璃反應，進而形成非均勻侵蝕，得到半透明的毛面。根據(jù)超微晶粒子的大小得到相應透過率與反射率的蒙砂玻璃，主要方法為噴吹法、浸入法和涂布法?；瘜W法不會造成玻璃物理性能的大幅度改變，應用起來相較于物理法更加簡單、可控，蒙砂效果也更好，因此被廣泛應用于工廠的工業(yè)化生產(chǎn)中。

1.3 噴涂法

噴涂工藝AG就是在潔凈環(huán)境中將亞微米級二氧化硅等微粒均勻涂布在玻璃表面，再經(jīng)過加熱固化處理，在玻璃表面形成一層顆粒層，對光線產(chǎn)生漫反射而達到防眩光效果。

該工藝是物理方法，不破壞玻璃表面層，AG后玻璃厚度是增加的。屬于設備控制型工藝，技術(shù)難度不高，對玻璃基材要求不高，產(chǎn)品良率由分散液和霧化效果等特性決定，低成本是該產(chǎn)品的優(yōu)勢。由于是涂層，就存在牢固度和耐候性等的問題。測試結(jié)果表明，固化溫度是影響涂層牢固度決定性因素，溫度越高，涂層與玻璃表面結(jié)合力越強，涂層越不易脫落，在鋼化溫度下，涂層中的微粒分子與玻璃由弱范德華力結(jié)合方式轉(zhuǎn)變?yōu)榉肿娱g強價鍵結(jié)合方式，涂層與玻璃融合一體。

2 AG玻璃在新型顯示領域的發(fā)展現(xiàn)狀

在新型顯示領域AG玻璃應該主要應用在顯示器保護蓋板，主流生產(chǎn)工藝有化學法和噴涂法，物理方法應用較少。

物理法在新型顯示領域使用的代表產(chǎn)品是iPhone 11手機后蓋，但在市場上少有使用。其主要優(yōu)點是沒有使用化學藥劑，沒有環(huán)保問題，生產(chǎn)工藝設備簡單。物理法的劣勢是生產(chǎn)效率慢，尤其是中大尺寸產(chǎn)品生產(chǎn)效率極低，生產(chǎn)成本高，產(chǎn)品質(zhì)量難以達到超細顆粒度、高透過、高清的要求。

在iPhone11 發(fā)布后國內(nèi)手機廠商發(fā)布了多款AG玻璃后蓋的產(chǎn)品都沒有采用物理AG的工藝方法。因此該方法沒有在新型顯示領域被應用。

化學法在目前電子顯示領域應用最廣泛，其應用領域有高端要求的手機后蓋、車載顯示蓋板、電子白板、電子黑板、商用顯示等領域。

化學法的主要優(yōu)點有AG層長久存在，不存在脫落問題；蝕刻AG玻璃可以進行任意冷加工，如磨切、鋼化等處理，AG效果不會改變；耐候性能佳，尤其對于戶外應用產(chǎn)品，不會因風吹日曬降低AG效果；AG層不含揮發(fā)性物質(zhì)；不僅可以應用于中大尺寸產(chǎn)品上，在小微尺寸產(chǎn)品上優(yōu)勢更加明顯。

化學法的劣勢是不同材質(zhì)不同廠商的玻璃需要使用不同AG配方，導致表面粗造度難控制，要求技術(shù)性非常高；因其生產(chǎn)過程使用大量的氫氟酸、硫酸、鹽酸等化學物品對廢水廢氣需要投入大量處理費用，環(huán)保壓力大，生產(chǎn)成本較高。

噴涂法在電子顯示領域主要應用在非觸摸類和非室外使用的產(chǎn)品，如工控顯示等。噴涂法的主要優(yōu)點有將AG防眩液直接噴涂在玻璃表面成膜，藥液不需要任何前處理，工件表面只需做脫脂、無塵清潔處理；表面硬度可達6～9 H；生產(chǎn)良率基本上可以控制在95%以上；AG膜層不良品可以重工，玻璃可以重新投入加工；機械化標準作業(yè)，批次穩(wěn)定，良率高，人工成本低。

噴涂法的劣勢有光澤度低、粗造度較高、附著力差、耐摩擦性能不好。由于噴涂AG的缺點都是性能方面的缺陷，因此其無法進入高端市場，目前低端市場還有相當部分產(chǎn)品使用此工藝。

基于以上分析，國內(nèi)外市場上產(chǎn)品均采用化學蝕刻AG玻璃，手機系列產(chǎn)品有華為、榮耀、三星等；車載觸控屏BMW，奧迪，特斯拉等車型；商顯系列產(chǎn)品有視源，鴻合等。目前化學蝕刻AG工藝領域已開始被市場所關(guān)注，諸多實力雄厚企業(yè)和資本已經(jīng)或者即將進入，隨著技術(shù)持續(xù)開發(fā)和相關(guān)設備的優(yōu)化改進，產(chǎn)品良率將逐步提高，成本進一步下移，優(yōu)勢更加明顯，市場占有率會進一步擴大。

3 化學法工藝玻璃在新型顯示領域的發(fā)展現(xiàn)狀

化學法主要有噴吹法、涂布法和浸入法。

3.1 噴吹法

噴吹法是采用噴吹裝置將配置完成的蒙砂液吹到玻璃表面，使其完成侵蝕反應，從而制備蒙砂玻璃。先將玻璃樣片放置于塑料托盤的卡槽處，勻速轉(zhuǎn)動塑料托盤，在此條件下利用塑料噴吹裝置將蒙砂液噴吹到玻璃表面，進而完成玻璃的蒙砂，之后將蒙砂完成的玻璃樣片取出，清洗干凈，干燥，最終得到成品。優(yōu)點：設備簡單，投資額少；缺點：人工操作環(huán)節(jié)多，質(zhì)量控制難度大，不適合大批量顯示AG玻璃生產(chǎn)。

3.2 涂布法

涂布法是將配置好的蒙砂膏按照所需的圖案形狀均勻的涂在玻璃表面，在一定溫度下對玻璃進行均勻的加熱，得到類似于一層膜的毛面，進而制備成蒙砂玻璃。涂布法有很多種，使用最多的為手工涂布法、高壓噴涂、電動噴槍噴涂和靜電噴涂。優(yōu)點：涂布法操作簡單，適用于各種形狀與尺寸的玻璃，也能制備出各種所需的圖案形狀；缺點：蒙砂效率低，蒙砂均勻性差且耗能較大，不適合大批量顯示AG玻璃生產(chǎn)。

3.3 浸入法

浸入法是將需要蒙砂的玻璃清洗干凈，之后將不需要蒙砂的地方貼上保護層，將玻璃垂直平行放入玻璃框架中固定好，根據(jù)玻璃大小單片玻璃之間留出2～5 cm的間隙，當需要進行特殊圖案的蒙砂時，可用PVC膠帶紙覆蓋不需要蒙砂的部分，之后將玻璃完全浸入蒙砂液中進行蒙砂處理，這是目前電子顯示AG玻璃生產(chǎn)的主流方法。

浸入法又分為垂直浸入法和水平浸入法。

垂直浸入法工藝決定了AG玻璃在產(chǎn)品性能上存在無法避免的缺點。因為豎直加工基片下部是先入后出，接觸藥水時間始終大于基材上部，因此在豎直方向上不同位置上的粗糙度是不一樣的，單位長度內(nèi)浮動值較大，且AG玻璃成品尺寸越大影響越大。因受重力作用對反應歷程的影響，粗糙度還存在方向上的差異，直接影響到AG顆粒直徑、霧度、透過率、影像清晰度等性能穩(wěn)定，影響產(chǎn)品的使用性能和質(zhì)量。

因此豎式浸入法工藝適合于加工中小尺寸或品質(zhì)不高防眩光玻璃，如要求低電子白板、小尺寸AG蓋板等。隨著防眩光玻璃的優(yōu)點被市場認可和更多應用領域的導入，對防眩光玻璃的品質(zhì)和性能要求越來越高，垂直浸入法防眩光玻璃已不能滿足高精細的應用要求。

水平浸入法防眩光玻璃生產(chǎn)工藝最大特點是“三相同”：即藥液濃度始終相同，同片玻璃各部位和同批次不同片玻璃AG處理時間相同。在該技術(shù)優(yōu)勢下，AG表面微觀顆粒形狀對稱，大小均勻，消除了趨向性現(xiàn)象；采用9點測量檢測防眩光玻璃整板參數(shù)均勻穩(wěn)定。因此利用水平法工藝制作的防眩光玻璃以品質(zhì)穩(wěn)定、性能均勻等優(yōu)點多應用在高端領域，如各類電子產(chǎn)品的顯示屏、觸摸屏、車載儀表屏和中控屏、穿戴設備和通訊設備的護眼屏等。

4 AG玻璃在新型顯示領域的發(fā)展趨勢

隨著智能汽車的快速發(fā)展和5G手機的普及，顯示蓋板玻璃采用AG玻璃必然是趨勢，對AG玻璃的產(chǎn)品性能質(zhì)量提出了更高的要求，因此產(chǎn)品化集中度會提高，大廠會占據(jù)大部分的顯示蓋板AG市場。這些大廠主要包括兩類廠家：一類蓋板玻璃原片生產(chǎn)廠商如：熊貓、彩虹、南玻、中建材等玻璃企業(yè)；另一類大型蓋板生產(chǎn)廠家如:藍思、伯恩、歐菲光等大型蓋板廠。

筆者認為，AG玻璃未來有以下幾個發(fā)展方向：1)工藝路線化學法持續(xù)占領高端市場，噴涂工藝由于其耐磨性和耐用性的限制無法占領高端市場，物理法其產(chǎn)品質(zhì)量無法滿足顯示蓋板的要求，同時其成本高也無法滿足顯示蓋板的要求。2)AG玻璃行業(yè)標準將會統(tǒng)一，如車載蓋板玻璃AG標準，商顯蓋板玻璃AG標準，手機蓋板AG標準等。3)化學AG玻璃的生產(chǎn)成本，將來是AG玻璃擴大應用范圍的一個影響因素，提升化學AG的良率，降低AG玻璃加工成本，將是這個行業(yè)持續(xù)努力的方向。4)垂直浸泡法和水平浸泡法化學AG工藝將會長期共存。垂直浸泡化學AG法適用小尺寸和小規(guī)模工廠生產(chǎn)，而水平浸泡AG法適用玻璃原片廠尺寸AG玻璃加工和大規(guī)模蓋板工作適用，但水平線適用面會更為廣泛。