浅谈智能手机玻璃盖板发展及应用研究

Technology Innovation and Application

科技创新与应用

应用科技

浅谈智能手机玻璃盖板发展及应用研究

沈

斌

，冯

小江，李培春

(京东方科技集团有限公司，北京100178)

摘要:玻璃盖板具备高硬度、高强度、耐划伤、高透过率及优异的抗冲击等性能，广泛应用于智能手机、平板电脑等领域，其应用前景十

分广阔。文章论述了玻璃盖板的发展和应用，对我国玻璃盖板原材现状进行分析，指出我国玻璃盖板现有问题并提出发展方向。

关键词：玻璃盖板；智能手机;平板电脑

中图分类号:TQ171.72+9 文献标志码：A

文章编号：2095-2945(2017)28-0151-02

玻璃盖板简介

随着触控屏的应用普及，玻璃盖板凭借着其优异的力学 性能和光学性能成为智能手机、平板电脑等产品触控模组的 保护盖板主流产品。

玻璃盖板的原材料母玻璃目前有两种主流生产工艺，分 别为以美国康宁公司为代表的溢流法工艺和以日本旭硝子公 司为代表的浮法工艺。按照原材料配方可分为钠钙玻璃和铝 硅玻璃。从工艺角度对比，溢流法优点在于玻璃两侧应力分布 均匀，产品平坦度更好，缺点是投资大、产能低。浮法工艺是非 常成熟的平板玻璃制造工艺，优点是产能大，缺点是玻璃在锡 槽成型过程中玻璃棉与锡面及保护气体面张力差异导致产品 翘曲度大，在后段化学强化过程中翘曲更明显，需要对半成品 进行研磨以保证翘曲度在规格要求之内。采用溢流法工艺的 厂商有美国康宁、日本电气硝子等，采用浮法工艺的厂商有日 本旭硝子、日本板硝子、中国东旭集团等。从原材配方对比，铝 硅玻璃中Al2〇3及K2〇含量远超过钠钙玻璃，Si〇2组分低于钠 钙玻璃。AI2O3以【A104】四面体存在，并且Na2〇+K2〇+MgO- A12〇3逸10%，从而保证玻璃具有较低的熔融温度[1]，此外【A- 104】的存在有利于玻璃盖板化学强化深度增加从而大幅提升 强化后玻璃的力学性能。以日本旭硝子AS:钠钙玻璃与 Dragon Trail铝硅玻璃为例进行对比，龙迹玻璃强化后表面维 氏硬度由595Mpa提升到646Mpa，有利于玻璃盖板耐划伤性 能的提升[2]。

2玻璃盖板性能

玻璃盖板主要作用是保护显示屏，应具有优异的力学性 能。为达到以上要求，玻璃盖板在加工过程中通常采用化学强 化，以 CS(Compressed Stress)-表面压应力，CT(Center Ten­sion)-中心张应力， D0L( Depth of Layers)-强化层深度三个指 标来评估，三者之间的经验式为:CS=CT(t-D0L)/D0L，式中t 表示玻璃厚度[3]。化学强化过程中K+替换Na+，随着强化深度 的增加，玻璃盖板的表面压应力CS和CT均提升，CS数值增 加能有效提升玻璃盖板的表面硬度，CT数值增加则增加了玻 璃自爆的风险，因此各厂家会给出最佳的强化时间、温度和 KNO3溶液离子浓度。

3玻璃盖板行业发展现状

根据IHS触控屏市场分析报告，2017年玻璃盖板应用端 使用量将达到26亿片，创造的产值接近95亿美金，其中以手 机、平板电脑与笔记本电脑为主要的应用产品，保护玻璃需求 面积将超过4000万平方米。随着柔性0LED及无线充电技术 的发展，未来手机玻璃盖板将采用前后双3D玻璃，玻璃需求 面积将稳步增长，预计2020年，全球保护玻璃盖板市场需求 达到7500万平方米。其中中国区触摸屏铝硅玻璃原材需求占 市场的80〜90%，目前玻璃盖板主要供应商仍以美国康宁、日

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本旭硝子、日本电气硝子为主，中国本土制造商东旭集团、成

都光明等虽已进入该行业，但市场应用比例较小，还需要持续 提升产品性能及推广市场应用范围。

3.1国外玻璃盖板原材主要厂商简介(1) 美国康宁(Corning)康宁成立于1851年，是全球最大玻璃基板制造商，其推 出的大猩猩1代应用于苹果4代手机获得巨大成功，随后康 宁陆续开发出大猩猩2代、大猩猩3代、大猩猩4代产品。 2016年7月康宁正式推出大猩猩5代玻璃，在试验测试中， 当屏幕朝下从1.6米的高度跌落到粗糙表面上时，康宁第五 代大猩猩玻璃的完好率达到80%，该产品已应用于华为 P10&P10 Plus等高端手机。

(2) 日本旭硝子(AGC)

旭硝子成立于1907年，其玻璃业务涵盖建筑平板玻璃， 汽车玻璃，显示器玻璃领域，旭硝子利用浮法工艺在2011年 推出了龙迹玻璃“Dragon trail”，随后推出龙迹2代“Dragon trai1-X”2016年9月旭硝子最新产品“Dragon trail Pro”其强 化后CS达到惊人的1200Mpa，是目前全球最高等级的表面压 应力。旭硝子在玻璃盖板行业拥有领先的市占率。

(3) 日本电气硝子(NEG)

日本电气硝子公司成立于1944年，是全球第三大玻璃基 板厂商，其玻璃业务涵盖平板玻璃，建筑玻璃、光学玻璃及太 阳能玻璃。电气硝子采用溢流法制造T2X系列（Tougher & Thinner glass for ion-eXchange)玻璃，其中 T2X-0 适用于先 强化后切割加工，应用于0GS行业，T2X-1追求玻璃优异力 学性能，应用于保护玻璃盖板行业。

3.2国内玻璃盖板原材主要厂商简介(1) 东旭集团

东旭成立于1997年，是一家集光电显示材料、高端智能 装备、新能源、生态环保等产业于一体的多元化实业集团。旗 下子公司旭虹光电在绵阳有一条浮法产线，2014年5月旭虹 推出“王者熊猫”玻璃MN228,是国内首家实现量产的铝硅盐 盖板玻璃，月产能达到80万平方米。目前已应用于小米、联 想、中兴等知名终端产品。

(2) 彩虹集团

彩虹成立于1977年，2012年12月整体并入中国电子信 息产业集团有限公司。2016年11月彩虹集团发布“彩虹凯 丽”玻璃，产品对标康宁GG4，在特有的两次离子交换化学强 化工艺技术条件下，强化深度可达到100微米以上。未来三年 彩虹将投资6〜8条生产线，月产能将达到67〜90万平方米。

除了以上代表企业，国内还涌现出一批企业踊跃布局玻

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应用科技

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2017年28期

机电一体化在机电控制系统中的应用

重

飞

(山西中煤华晋能源有限责任公司王家岭矿，山西河津043300)

摘要：改革开放以来，始终以科学技术发展为第一生产力，随着科学技术的不断发展，机电一体化也迅速发展，在各个领域机电一体化 运用到各项技术性操作中。机电一体化在广泛应用的过程中，存在各个方面的问题。在技术完善的过程中，尤其是在加入智能控制技术，其技 术的稳定性，重复性没有保证。在此基础上，文章对智能控制进行全面阐述，分析了智能控制的特点和类别，希望可以发挥出智能控制的最大 潜能，使机电一体化在机电控制系统中有更好的应用。

关键词：机电一体化；智能控制；应用；电控系统中图分类号：TH-39

文献标志码：A

文章编号:2095-2945(2017)28-0152-02

引言

高新技术的引进尤其是将机电一体化运用到机电控制 中，改善了传统的机电企业的运行模式，提高机电产品的生产 速度、生产效率、产品质量。在源头上节约成本，降低原材料消 耗，减少资源消耗，减少工人负担，降低国民压力，促进整个国 民经济以及社会整体的发展。由此可见，自动化和一体化的深 入研发具有重要意义，可促成机电的企业发展的新动态，前景 可观。

1机电一体化概述

机电一体化的概念最早被我们接触还是在改革开放初 期，开始仅仅是在报纸杂志上出现，随着时代发展，机电一体 化逐渐出现在我们日常生活中，被我们广泛接触，尤其是在机 电控制系统中。然而机电一体刚刚兴起，还存在一系列的问题 有待解决，后续发展中逐渐引进机械设备的信息处理功能促 进机电一体化更好的发展。随着各种技术的不断引进，随着机 电一体化技术引进使机械设备呈现出了智能化、便捷化、人性 化、自动化等特点。再加上二十一世纪信息技术迅速发展，互 联网技术运用，机电设备的一体化大大提高。

机电一体化主要是有以下五个组成要素组成：描述机械 设备本体的结构组成、感应机械设备整体状况的感知组成、促 进机械设备运作的动力组成、支持机械设备协同运转的运动 组成、控制和处理信息的智能组成。这五个组成要素组成协同 运作，保证机械设备系统正常运行。

系统化、智能化和模块化是机电一体化的基本特点。从智 能化方面看，它的智能化水平因为信息技术和模糊技术进步 而不断提升，从其他方面来看与传统机械有很大的区别。因为 它加入了含有人工智能的机器设备，含有较高的加工精度。近 几年来，由于优化了电脑微端的硬件，加快了处理器的运行速 度，以至于机电一体化智能水平更高。从模块来分析，作为机 电一体化基础条件，总线结构的模式化以及开放化的使用改 变了系统工作模式，让系统变得更加灵活、更加协调和方便管 理。由上可见，机电一体化变得更加具有高精度、高效率，且可 编程适应性更强，但是相对应的控制会变得比较麻烦。

2机电一体化的发展状况在20世纪60年代以前，当时生产水平低下，电子技术发 展落后完全跟不上时代的要求。

在当时的条件下，此时机械技术和电子技术独立存在，相 互之间无法建立联系。市场上生产的产品基本上都是以体力 劳动手工生产的商品，生产规模小，生产数量少，无法满足人 们的需求。在20世纪70-80年代时，机电一体化达到了迅速 发展时期。这个年代的计算机技术、控制技术和通信技术的高

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速发展，它们为机电一体化技术的发展提供了保障。在20世

纪90年代时，机电一体化技术开始了迈向智能化的脚步，机 电一体化得到了高速的发展。而此时光学、通信等技术也加入 了机电一体化的道路，还有微细加工技术也使用了机电一体 化，产生了光机电一体化以及微机电一体化等新技术;机电一 体化系统的建模设计、分析和集成方法得到了改进，人们对机 电一体化的研究越来越成熟。从而建立一套完整的机电一体 化科学体系。20世纪80年代初中国才开始在机电一体化进 行应用。而且在制定“九五”规划的发展要求时十分重视其他 国家关于机电一体化技术的研究。还有很多专科院校和相关 机构进行大量实验来研究机电一体化。

3机电一体化系统中智能控制的应用3.1应用在机器人领域

机器人的动力系统及控制系统的各个环节都有严格高级 的技术控制。机器人是通过一系列的技术操控，使其达到像人 一样灵活，可通过控制系统自由操控四肢。首先，非线性操控 系统、时时可变的不定性、强耦合性等都是在动力系统中机器 人时常表现出来的基本特点。在操作过程中也时常会表现出 多任务性和多变性。将智能控制技术应用在机器人中是非常 明智的选择。智能控制在机器人领域具有重要的意义，一般情 况下在机器人步伐活动，行走方向，以及行使行走轨迹跟踪具 有突出的优势;控制手臂灵活运动;控制机器人肢体感觉、嗅 觉、视觉等的智能控制;控制机器人对运动环境和规划。

3.2应用在建筑工程中

在建筑工程中，智能控制技主要表现在如下方面:（1)智 能控制建筑物的室内温度。建筑室内的内部温度由空调调节， 空调本身感受不到四季的变化，因此想要给根据四季的变化 调节建筑室内的温度必须进行智能控制。按照智能调节方式， 对建筑室内的温度，湿度进行控制。采用智能控制方式不仅能 控制空气质量，且能耗少，能够有效的降低能量损耗。（2)控制 建筑物室内亮度。利用计算机控制与通信系统联合起来通过 互联网控制建筑物的室内照明系统。根据建筑室内的建筑材 料及所处环境选择适当的照明亮度，选择合适的路径控制照 明系统。将智能控制应用在建筑工程中，为建筑工程的顺利进 行提供了良好的条件，同时也便于建筑工程质量和工程效果 的提高。

3.3应用在机械制造中

传统的工业生产技术已经满足不了当前人们的物质水平 的需求，当前计算机行业迅速发展，将计算机技术与智能控制 技术相结合运用到制造最先进的机械设备中具有重要的意 义。体现了机械设备现代化与创新性。在机械制作行业中引进

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