在日常生活中,说到“Window”一词,你第一个想到的是什么?通常都会想到窗户或计算机操作系统(OS)。其实电视机、显示器、智能手机等产品所使用的显示屏也有Window。今天跟着小星一起来了解一下智能手机显示屏的覆盖窗(Cover Window)的作用、种类和生产工艺。
“显示面板的守护者”
覆盖窗(Cover Window)
“显示屏覆盖窗(以下简称覆盖窗)”起着保护显示面板的画面免受外界影晌的作用,同时还要把显示面板所呈现的画面原封不动地传递到我们的眼睛,所以是透明的。由于这些功能和特点与窗户相似,所有业内称之为覆盖窗。覆盖窗的概念不同于消费者购买智能手机后,在屏幕上贴附的保护膜或保护玻璃,覆盖窗是生产产品时必须要贴附的部件。
图丨智能手机显示屏覆盖窗
大部分显示设备都使用覆盖窗。在智能手机面世之前,功能机也使用了覆盖窗,当时也是为了保护显示面板而使用覆盖窗。
智能手机面世后,随着视频播放、摄像、触摸功能的重要性日益凸显,显示面板变得更大,覆盖窗的尺寸也随之变大。
独霸智能手机覆盖窗市场
一统“玻璃”天下
随着面板尺寸变大,柯蒂(QWERTY)键盘等传统的物理输入装置逐渐消失或最小化,屏幕成为决定智能手机设计的最关健因素。
与此同时,玻璃(Glass)以其独有的高级美感,在短时间内替代传统的塑料覆盖窗,成为大尺寸智能手机覆盖窗的佼佼者。与塑料相比,玻璃更易破碎、更重。尽管如此,在触摸技术普及化的今天,玻璃的防刮划能力足以弥补上述缺点。
玻璃覆盖窗刚开始是平坦的玻璃基板形状(2D),后来为了满足新的设计需求,逐渐向边缘带弧度的2.5D玻璃和Galaxy Edge系列等曲面3D玻璃进化。
图丨不同形状的玻璃覆盖窗种类
玻璃覆盖窗的生产过程
首先,从玻璃生产企业采购被称为“面料”的大型玻璃基板。为满足智能手机的薄膜化和轻量化需求,玻璃覆盖窗的厚度应小于1mm。所以,玻璃基板也应该采购很薄的玻璃基板。玻璃基板的生产工艺大致分为溢流(Fusion)法和浮(Float)法两种。溢流法是熔化好的玻璃液向下流动,最后两股玻璃液再次汇合。
如果说溢流法是熔化好的玻璃液从上到下流动的方式,那么浮法是将玻璃液推向一侧的方式。这个原理和炼铁厂熔炉里的铁水最后变成又薄又宽的铁板类似,浮法是将熔化好的玻璃液,从薄板之间推出去,制作又薄又宽的玻璃基板。
根据智能手机屏幕尺寸,对玻璃基板进行裁剪。然后用CNC设备进行打孔作业,预留出摄像镜头、听筒、Home键等所需的孔位。
图丨玻璃覆盖制造工艺
接下来进行研磨作业,使玻璃上下表面平整,然后进行提高抗冲击、防刮划能力的“化学强化”工序。化学强化是指将普通玻璃变成钢化玻璃的过程。将玻璃浸泡在钾溶液中,使玻璃表层的钠(Na+)离子和溶液中的钾(K+)离子进行交换。钾离子比钠离子大,所以钠离子留出空间后,用钾离子密密实实地填充这个空间,可以使玻璃具备更好的抗冲击性。
为了遮盖屏幕以外的地方(边框),用黑色等颜色在钢化玻璃覆盖窗背面进行印刷,然后进行防指纹AF(Anti-Fingerprint)处理,经品质检查合格后出厂。3D玻璃覆盖窗还需要使Edge部分弯曲的热成型加工流程。
柔性面板预示着
塑料覆盖窗的复活
可弯曲或折叠的柔性显示面板作为新一代面板,受到业界广泛关注。科幻电影中经常出现像钱包一样可折叠(Foldable)、像卷纸一样可卷曲(Rollable)的柔性产品,制造这种产品,柔性覆盖窗必不可少。而且,智能手机已成为我们身体的延伸,智能手机作为一种便携式设备,当然是越轻越好。现在广泛使用的玻璃覆盖窗不仅重,容易碎,而且很难具备柔性,因此塑料作为覆盖窗材料,再次受到业界青睐。
图丨聚酰亚胺(Polyimide)膜的形状,去除PI固有的黄色,就成为CPI(Colorless PI)
不会碎、可随意弯曲或折叠的覆盖窗材料也备受业内关注。这种材料需要具有柔性,同时还要在很大程度上承担玻璃覆盖窗的作用。
业内正在对透明聚酰亚胺(Colorless Polyimide,CPI)的应用方法进行广泛的研究。透明聚酰亚胺是一种塑料材料,在用作柔性显示屏基板的柔性PI材料上,增加透明度,提高硬度和耐久性,替代玻璃覆盖窗,去除PI固有的黄色,使之变得透明。如果研究取得成功,就可以在保持柔性的同时,还能吸取玻璃的优点。柔性覆盖窗得到普及之后,除了用于智能手机之外,还有望用于汽车显示等需要柔性设计的其他行业。
文章转载自三星显示
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