กระบวนการผลิตสามประการสำหรับแผ่นครอบแก้วมีอะไรบ้าง

แผ่นครอบกระจกเป็นส่วนประกอบในการปกป้องและตกแต่งที่ขาดไม่ได้สำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ อุปกรณ์แสดงผลในรถยนต์ อุปกรณ์สมาร์ทโฮม และหน้าจอสัมผัสทางอุตสาหกรรม โดยทำหน้าที่เป็นอินเทอร์เฟซภายนอกสุดระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และผู้ใช้ โดยรับหน้าที่หลัก เช่น ความต้านทานการขีดข่วน ความต้านทานการตก การส่งผ่านแสง และการนำเสนอที่สวยงาม ประสิทธิภาพ ความทนทานของรูปลักษณ์ และสถานการณ์การใช้งานของแผ่นครอบกระจกถูกกำหนดโดยกระบวนการผลิตทั้งหมด

ในอุตสาหกรรมการผลิตที่มีความแม่นยำสมัยใหม่ การผลิตแผ่นครอบกระจกคุณภาพสูงส่วนใหญ่อาศัยกระบวนการที่เป็นผู้ใหญ่และหลักสามกระบวนการ ได้แก่ กระบวนการกระจกโฟลต กระบวนการล้นลง-ดึง และกระบวนการเสริมความแข็งแกร่งทางเคมี แต่ละกระบวนการมีหลักการทางเทคนิค ข้อได้เปรียบในการผลิต คุณลักษณะด้านประสิทธิภาพ และขอบเขตการใช้งานที่เป็นเป้าหมายเฉพาะ การทำความเข้าใจกระบวนการหลักทั้งสามนี้ถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ วิศวกรฝ่ายจัดซื้อ และผู้ปฏิบัติงานในอุตสาหกรรม ในการเลือกวัสดุแผ่นครอบกระจกที่เหมาะสมและปรับปรุงคุณภาพของผลิตภัณฑ์

เคลือบสารป้องกันแสงสะท้อน (AR)

กระจกที่ไม่ผ่านการบำบัดจะสะท้อนแสงที่มองเห็นได้ประมาณ 8% – 4% จากส่วนต่อประสานระหว่างอากาศกับกระจกแต่ละอัน สำหรับจอแสดงผล การสะท้อนนั้นจะล้างคอนทราสต์ออกไปและบังคับให้ผู้ใช้เพิ่มความสว่าง ซึ่งจะทำให้แบตเตอรี่หมด การเคลือบ AR ช่วยลดการสะท้อนได้ต่ำกว่า 1% ต่อพื้นผิว

การเคลือบ AR ใช้การรบกวนแบบฟิล์มบาง ชั้นของวัสดุที่มีดัชนีการหักเหของแสงสลับกัน (โดยทั่วไปคือซิลิคอนไดออกไซด์และไนโอเบียมเพนทอกไซด์) จะสะสมอยู่บนกระจก แต่ละชั้นมีความยาวคลื่นหนึ่งในสี่ของความหนาแสงที่มองเห็นได้พอดี แสงที่สะท้อนจากด้านบนและด้านล่างของแต่ละชั้นจะรบกวนการทำลายล้าง และยกเลิกการสะท้อนแสง

วิธีการสะสมคือการระเหยของลำอิเล็กตรอนหรือการสปัตเตอร์ภายในห้องสุญญากาศ ฝาครอบกระจกถูกใส่ไว้บนโดมที่กำลังหมุนหรือส่วนติดตั้งของดาวเคราะห์ ไอระเหยเดินทางเป็นเส้นตรงและควบแน่นบนกระจกที่เย็นสบาย

AR Stack ทั่วไปมี 4 ถึง 7 เลเยอร์ เลเยอร์ที่มากขึ้นจะให้แบนด์วิธที่กว้างกว่า (ครอบคลุมสเปกตรัมที่มองเห็นทั้งหมด) แต่จะเพิ่มต้นทุนและรอบเวลา การตรวจสอบคุณภาพจะวัดการสะท้อนด้วยเครื่องสเปกโตรโฟโตมิเตอร์ การเคลือบ AR ที่ดีจะแสดงการสะท้อนโดยเฉลี่ยน้อยกว่า 0.5% ตั้งแต่ 450 นาโนเมตรถึง 650 นาโนเมตร

เคลือบป้องกันลายนิ้วมือ (AF)

รอยนิ้วมือมันๆ คือศัตรูของหน้าจอสัมผัสทุกชนิด การเคลือบ AF ทำให้กระจกกันน้ำมันและไม่ชอบน้ำ (กันน้ำ) รอยนิ้วมือเช็ดออกได้ง่าย และรอยเปื้อนจะมองเห็นได้น้อยลง

สารเคลือบเป็นฟลูออโรโพลีเมอร์ -- โดยทั่วไปจะเป็นอนุพันธ์ของเพอร์ฟลูออโรโพลีอีเทอร์ (PFPE) วิธีการสมัครแตกต่างกันไป การระเหยแบบสุญญากาศเป็นเรื่องปกติสำหรับการผลิตในปริมาณมาก ถ้วยใส่ตัวอย่างขนาดเล็กที่มี PFPE ที่เป็นของแข็งจะถูกให้ความร้อนภายในห้องสุญญากาศ วัสดุจะระเหยและเกาะติดทางเคมีกับพื้นผิวกระจก กลายเป็นชั้นโมโนที่มีความหนาประมาณ 2 ถึง 5 นาโนเมตร การพ่นแบบเปียกและการบ่มด้วยความร้อนทำงานได้ในปริมาณที่น้อยกว่า สารละลาย AF เหลวถูกพ่นหรือเคลือบแบบหมุนบนกระจก จากนั้นอบที่อุณหภูมิ 120°C ถึง 150°C เป็นเวลา 30 นาที ผลลัพธ์จะคล้ายกันแต่ทนทานน้อยกว่า AF ที่ใช้สุญญากาศเล็กน้อย

ความทนทานวัดโดยการทดสอบการเสียดสีฝอยขัดหม้อ แผ่นใยขัดเหล็กน้ำหนัก 1 กก. ถูไปมาบนพื้นผิวเคลือบ การเคลือบ AF ที่ดีสามารถคงอยู่ได้ 3,000 ถึง 5,000 รอบ ในขณะที่ยังคงรักษามุมสัมผัสของน้ำให้สูงกว่า 100 องศา กระจกที่ไม่ผ่านการบำบัดจะมีมุมสัมผัสประมาณ 30 องศา – น้ำจะกระจายออกไป

เคลือบป้องกันแสงสะท้อน (AG)

แสงจ้ามาจากแสงสะท้อนแบบ Specular ซึ่งเป็นพื้นผิวเรียบสะท้อนแสงคล้ายกระจก การเคลือบ AG สร้างพื้นผิวที่ละเอียดมากซึ่งช่วยกระจายแสงสะท้อน ผลลัพธ์ที่ได้คือพื้นผิวด้านที่ยังคงอ่านได้ภายใต้แสงแดดจ้าหรือแสงเหนือศีรษะ

มีอยู่สองวิธี ประการแรกคือการกัดด้วยสารเคมี แก้วถูกจุ่มลงในอ่างกรดไฮโดรฟลูออริกหรือแอมโมเนียมไบฟลูออไรด์ กรดจะโจมตีพื้นผิวกระจกอย่างเฉพาะเจาะจง ทำให้เกิดยอดเขาและหุบเขาแบบสุ่ม ความหยาบถูกควบคุมโดยความเข้มข้นของกรด อุณหภูมิ และเวลาคงตัว หลังจากการแกะสลัก กระจกจะมีลักษณะเป็นฝ้า วิธีที่สองคือการพ่นเคลือบอนุภาคนาโนซิลิกา สารแขวนลอยของอนุภาคนาโนถูกพ่นลงบนกระจกแล้วอบ อนุภาคจะรวมตัวกันเป็นชั้นหยาบๆ วิธีนี้ให้ความสม่ำเสมอที่ดีกว่าแต่ต้านทานการเสียดสีต่ำกว่า AG ที่สลักไว้ AG ลดความชัดเจนเล็กน้อยเนื่องจากแสงกระเจิงในการส่งผ่านและการสะท้อน สำหรับจอแสดงผลความละเอียดสูง การประนีประนอม AG ที่มีความหยาบปานกลาง (Ra 0.1 ถึง 0.3 ไมโครเมตร) เป็นเรื่องปกติ

บทสรุป

กระบวนการกระจกโฟลต กระบวนการล้นลงและกระบวนการเสริมความแข็งแรงทางเคมี ถือเป็นเสาหลักทางเทคนิคหลักสามประการของการผลิตแผ่นครอบแก้วสมัยใหม่ แต่ละกระบวนการมีบทบาทที่ไม่สามารถทดแทนได้ในห่วงโซ่อุตสาหกรรม ครอบคลุมความต้องการการผลิตครบวงจร ตั้งแต่การผลิตจำนวนมากที่มีต้นทุนต่ำไปจนถึงการปรับแต่งที่มีความแม่นยำสูง

ด้วยการอัปเกรดอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับผู้บริโภคอย่างต่อเนื่องไปสู่จอแสดงผลที่มีน้ำหนักเบา พับได้ และมีความละเอียดสูง กระบวนการหลักทั้งสามกระบวนการยังทำซ้ำและเพิ่มประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง กระบวนการล้นกำลังพัฒนาไปสู่ความหนาที่บางลงและความเรียบที่สูงขึ้น กระบวนการลอยกำลังปรับปรุงความแม่นยำของพื้นผิวอย่างต่อเนื่อง เพื่อลดช่องว่างด้านประสิทธิภาพด้วยกระบวนการระดับไฮเอนด์ และกระบวนการเสริมความแข็งแกร่งทางเคมีกำลังพัฒนาไปสู่ชั้นความเค้นที่ลึกขึ้นและการต้านทานแรงกระแทกที่สูงขึ้น สำหรับผู้ผลิตอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทั่วโลก ความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับคุณลักษณะของกระบวนการทั้งสามเป็นกุญแจสำคัญในการเลือกผลิตภัณฑ์แผ่นครอบกระจกประสิทธิภาพสูงที่มีต้นทุนสูง และเพิ่มประสิทธิภาพการแข่งขันหลักของผลิตภัณฑ์