TP蓋板玻璃概述
蓋板玻璃是電容式觸摸屏最外層起保護(hù)作用的一層材質(zhì),英文名為Cover Lens或Cover Glass,又稱強(qiáng)化光學(xué)玻璃、玻璃視窗等。產(chǎn)品的主要原材料為超薄平板玻璃,經(jīng)過(guò)切割、CNC精雕、減薄、清洗檢驗(yàn)、強(qiáng)化、鍍膜、絲印等工藝處理后,具有防沖擊、耐刮花、耐油污、防指紋、增強(qiáng)透光率等功能。蓋板是由于直接與外界接觸,除了表面光潔度、厚度等參數(shù)要求外,高硬度、抗壓、耐刮等屬性更決定了蓋板品質(zhì)的高低。而玻璃蓋板相對(duì)于其它材質(zhì)的蓋板在這些重要參數(shù)上優(yōu)勢(shì)明顯,故逐漸成為各觸控技術(shù)的主流保護(hù)方案。觸控模組是由蓋板、傳感器模塊、液晶面板三部分進(jìn)行貼合而成。目前電容觸摸屏解決方案仍是多種技術(shù)并存。
TP蓋板玻璃蓋板玻璃貼合在觸摸屏外表層后,一方面起到保護(hù)觸摸屏的作用,另一方面可印刷不同顏色、圖案、標(biāo)志物,起到裝飾及美化產(chǎn)品的作用。在進(jìn)入以蘋果產(chǎn)品為標(biāo)志的觸控時(shí)代以來(lái),電容式觸摸屏解決方案憑借其性能穩(wěn)定、觸感良好等優(yōu)勢(shì),已然成為手機(jī)、平板、觸控筆記本、觸控一體機(jī)等終端人機(jī)交互的主流。無(wú)論何種觸控技術(shù),蓋板都是必不可少的保護(hù)部件,而玻璃蓋板由于其高透光性、強(qiáng)防刮性等特性逐漸成為蓋板的主流。
由于直接暴露于終端交互設(shè)備的表面,因此蓋板玻璃要求高硬度、抗劃傷性能,為了產(chǎn)品的整體美化和個(gè)性化需求,則需要通過(guò)絲印的加工方式在蓋板玻璃內(nèi)層印上各種顏色及個(gè)性化LOGO,同時(shí)設(shè)備的輕薄化又對(duì)蓋板玻璃及其印刷層的厚度提出了苛刻要求。為了達(dá)到良好的視覺效果,蓋板玻璃還需鍍上各種功能膜,以達(dá)到抗指紋汗?jié)n,增亮增透的顯示效果。由于蓋板玻璃需要同時(shí)實(shí)現(xiàn)上述諸多功能、造成生產(chǎn)工藝流程復(fù)雜,需要通過(guò)開料,超聲波清洗,CNC精雕,拋光,鋼化,鍍膜,絲印等,每一道流程都有良率上限。理論上全套生產(chǎn)過(guò)程良率上限約為80%,但實(shí)際上行業(yè)內(nèi)良率集中在50-70%之間,主要是拋光和絲印環(huán)節(jié)的良率不高,制約了整體良率的提升。
電容TP結(jié)構(gòu)圖TP蓋板玻璃生產(chǎn)
1)切割:切割為蓋板玻璃加工的第一個(gè)步驟,采用切割機(jī)將來(lái)料原板尺寸白片玻璃切割成比最終成品尺寸略大的毛坯。
2)CNC精雕:CNC精雕玻璃是采用精雕機(jī)砂輪槽對(duì)毛坯玻璃進(jìn)行磨邊,去掉余量,并通過(guò)鉆頭進(jìn)行打孔、雕槽并磨邊以滿足最終成品要求。
3)研磨:研磨的主要目的為使玻璃基片在厚度上達(dá)到最終成品要求的關(guān)鍵工藝,主要工作原理為將玻璃置于磨機(jī)雙面平整的磨盤之中,加入磨料進(jìn)行研磨,去除多余厚度而成。研磨可以使基片玻璃達(dá)到成品要求厚度并增加平整度。
4)強(qiáng)化:強(qiáng)化主要目的是增加玻璃的表面應(yīng)力,從而使玻璃可以達(dá)到抗刮花、耐沖擊的效果。主要工作原理為將玻璃置于400攝氏度的硝酸鉀溶液中,使玻璃表面的鈉離子與硝酸鉀溶液中的鉀離子進(jìn)行充分的離子交換,因?yàn)殁涬x子體積大于鈉離子,鉀離子的相互擠壓在玻璃表面形成應(yīng)力層,從而達(dá)到玻璃強(qiáng)化的效果。
5)絲印:絲印的主要目的是使油墨在玻璃表面呈現(xiàn)不同顏色、不同形狀、圖案的工藝效果,主要工作原理為通過(guò)網(wǎng)版印刷、烘干,使油墨附著在玻璃表面從而實(shí)現(xiàn)成品要求的外觀效果。
6)鍍膜:鍍膜的主要目的是在玻璃表面的特定位置形成一層具有特定功能的膜層。主要工作原理為在真空狀態(tài)下通過(guò)蒸發(fā)、電子槍轟擊或磁控濺射等方式使膜材沉積在玻璃表面而成,目前的主要應(yīng)用膜層有防指紋膜(AF),防反射膜(AR)等。
7)清洗::清洗的主要目的是通過(guò)超聲波去除附著在玻璃表面的臟污及塵點(diǎn)等物,以使蓋板玻璃在強(qiáng)化、絲印、鍍膜等生產(chǎn)工序達(dá)到更好效果。
蓋板玻璃生產(chǎn)工藝蓋板玻璃的工藝
玻璃蓋板基板按生產(chǎn)配方的不同可分為鈉鈣玻璃和高鋁玻璃,按生產(chǎn)工藝的不同則又可分為浮法和溢流法。而目前鈉鈣玻璃都采用浮法工藝生產(chǎn),故此目前市面上有三類玻璃蓋板基板,即浮法鈉鈣玻璃蓋板基板,浮法高鋁玻璃蓋板基板和溢流高鋁玻璃蓋板基板。從配方上來(lái)看,鈉鈣玻璃的強(qiáng)化深度、壓應(yīng)力等參數(shù)遠(yuǎn)不及高鋁玻璃;而從工藝上來(lái)看,由于浮法工藝制造高鋁玻璃有著先天的缺陷(由于密度不均勻?qū)е聫?qiáng)化后容易出現(xiàn)翹曲),產(chǎn)品質(zhì)量不如溢流法,中游玻璃蓋板加工廠加工良率低。故此從性能上來(lái)看,溢流高鋁玻璃較好,高端市場(chǎng)目前主要被溢流高鋁玻璃蓋板所占領(lǐng)。目前高鋁玻璃蓋板基板的制造工藝主要有浮法和溢流法兩種。浮法是歷史最悠久的玻璃制造工藝,在制造鈉鈣平板玻璃上十分成熟,由平板玻璃向蓋板玻璃轉(zhuǎn)換的難度主要體現(xiàn)在如何把玻璃做薄;但是由于工藝上先天的不足,浮法不易制高鋁玻璃蓋板,產(chǎn)品質(zhì)量上不及溢流 法。
玻璃蓋板制造工藝對(duì)比市場(chǎng)分析
傳統(tǒng)玻璃蓋板產(chǎn)業(yè)鏈是由上游──玻璃蓋板基板、中游——玻璃蓋板加工、下游——Sensor(如觸宇)及觸控模組廠構(gòu)成的,玻璃蓋板加工廠購(gòu)買玻璃蓋板基板進(jìn)行切割、強(qiáng)化等一系列加工,再交給觸控廠進(jìn)行Sensor制作和模組貼合(OGS由于將Sensor直接制作在蓋板上,所以一般是觸控廠向中游發(fā)展完成玻璃蓋板加工和Sensor制作或玻璃蓋板加工廠向下游發(fā)展完成玻璃蓋板加工和Sensor制作)。下游Sensor制作和觸控模組制造由于行業(yè)成熟且供給充足、加之新技術(shù)In-cell、On-cell的出現(xiàn)導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,盈利能力逐年減弱;中游玻璃蓋板加工由于技術(shù)壁壘不高,更多的是比拼企業(yè)人工熟練度、規(guī)模和反應(yīng)速度等實(shí)力,加之下游觸控廠開始發(fā)展玻璃蓋板加工業(yè)務(wù),目前規(guī)模不大的玻璃蓋板加工廠商境況不佳、盈利能力不高;而玻璃蓋板基板行業(yè)處于產(chǎn)業(yè)鏈的頂端,進(jìn)入壁壘高,目前仍是寡頭壟斷市場(chǎng)。
觸控屏蓋板玻璃產(chǎn)業(yè)鏈近年來(lái),伴隨著顯示技術(shù)的不斷革新,顯示產(chǎn)品逐步向大屏幕、平面化、輕薄化、高清晰度、節(jié)能環(huán)保方向發(fā)展。平板顯示玻璃基板作為顯示觸控產(chǎn)業(yè)中的核心產(chǎn)品,由于其投資門檻高、技術(shù)要求高,加之海外玻璃基板企業(yè)長(zhǎng)期以來(lái)對(duì)核心技術(shù)的嚴(yán)密封鎖,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)面板企業(yè)主要依靠進(jìn)口解決平板顯示玻璃基板的來(lái)源問(wèn)題。國(guó)產(chǎn)高鋁蓋板玻璃基板的吸引力無(wú)疑是巨大的。值得注意的是,進(jìn)口平板顯示玻璃基板由于關(guān)稅、包裝、運(yùn)輸和倉(cāng)儲(chǔ)費(fèi)用較高,導(dǎo)致觸摸屏的生產(chǎn)成本也相應(yīng)提高。因此,高鋁蓋板玻璃基板的本地化供應(yīng)問(wèn)題已經(jīng)成為大陸觸摸屏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的瓶頸之一,大陸高鋁玻璃基板市場(chǎng)的進(jìn)口替代潛力巨大。而蓋板玻璃是觸控屏的重要元件,在產(chǎn)業(yè)鏈中,該領(lǐng)域的毛利率水平位于高端。
目前液晶顯示仍是超薄的需求主力,觸摸屏需求增長(zhǎng)很快,不過(guò)觸摸屏蓋板玻璃對(duì)力學(xué)強(qiáng)度和耐磨性要求很高;大尺寸化、輕薄化是未來(lái)發(fā)展方向。由于超薄玻璃需求好、利潤(rùn)率高,盡管進(jìn)入門檻很高,還是有很多國(guó)內(nèi)企業(yè)不斷加大研發(fā)力度和擴(kuò)大投資規(guī)模試圖進(jìn)入,不過(guò)這些企業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景和獲利能力不是主要取決于其投資規(guī)模和熔爐的數(shù)量,而在于生產(chǎn)制造成本和配方,更重要的是要能夠維持較高的良品率穩(wěn)定生產(chǎn)。