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　　自2008年以來，手機(jī)的研發(fā)者中有的就已經(jīng)設(shè)想了手機(jī)也可以采用非平面顯示器，認(rèn)為曲面屏幕會更符合消費(fèi)者的使用習(xí)慣。

　　圓潤的棱角不僅手感舒適，還增加了防撞功能，但是非平面顯示器需要相應(yīng)的蓋板和基板必須是曲面的，以及所用電池也需要是非平面的，從而增加了制造工藝上的困難。

　　曲面蓋板和基板的材質(zhì)可采用玻璃或塑料，由于玻璃的高強(qiáng)度、高硬度和高光潔度等特典，決定其具有耐壓、耐劃傷和抗沖擊等一些優(yōu)良性能，這就使得玻璃形成了近年來迅猛的發(fā)展趨勢。

　　根據(jù)構(gòu)造的不同，顯示器通常由一片蓋板（cover）和一片基板（substrate）組成，有的顯示器，如和OGS（One Glass Solution）為了降低其厚度及減少其重量，僅使用單片玻璃就代替了蓋板和基板組合的功能。

　　2011年，Nokia Lumia 800手機(jī)率先應(yīng)用了2.5D（2.5 Dimensional）的弧形顯示器，隨后，三星、LG、HTC以及飛利浦等公司也競相應(yīng)用了非平面顯示器，其曲面蓋板既有使用塑料的，也有使用玻璃的。

　　作為三星競爭對手的蘋果公司，雖然在2013年申請了“弧面觸摸傳感器”的專利（專利號為8603574），并計劃在i-Phone 6手機(jī)上使用曲面玻璃，但市場上銷售的此款手機(jī)蓋板卻仍為平面玻璃。

　　目前，非平面顯示器在佩戴設(shè)備方面也有所應(yīng)用，如三星公司的Gear Fit R 350智能手環(huán)的顯示器即為曲面玻璃，蘋果公司的曲面顯示器的智能手表等。

　　蘋果公司在上述專利申請文件中稱，該技術(shù)可應(yīng)用于顯示屏、觸摸板和觸摸鼠標(biāo)等設(shè)備中。

　　曲面顯示器作為一種時尚，估計今后的使用將會更為廣泛，但目前大都采用塑料材料，因塑料既輕又不易破碎，但硬度低、易磨損；而曲面玻璃熱穩(wěn)定性好、抗劃傷的能力強(qiáng)，但韌性不及塑料，目前玻璃還不可制造出像塑料那樣任意彎曲的可折疊性的蓋板與基板。

　　蘋果公司在上述專利中還稱，雖然當(dāng)前已經(jīng)存在一些弧面平面技術(shù)的應(yīng)用，這些并不是真正彎曲的觸摸屏，而蘋果的專利技術(shù)可用于形成多個彎曲幅度，如波浪形或其他彎曲形狀。

　　曲面玻璃的制造工藝比平面玻璃要復(fù)雜得多，還有一些工藝上的難點尚需解決，成本也要增加。

　　手機(jī)曲面玻璃的特點

　　曲面玻璃是指整塊玻璃不在一個平面上，通常有弧形、J形、V形、雙面彎曲形、S形、雙折版等。

　　但手機(jī)用曲面玻璃的形狀比較少，常見的有雙弧形、單弧形兩大類，單弧形中有單向彎曲、雙向彎曲以及J形的。

　　單向彎曲是指只有一個方向是彎曲的，而雙向彎曲則指兩個方向都是彎曲的，根據(jù)彎曲的方向又可分為上下彎曲和左右彎曲。目前曲面玻璃的形狀以及弧度還都具有一定的局限性，不如熱彎玻璃的品種豐富。

　　至于J形的實質(zhì)上即為單向彎曲的曲面玻璃，兩者無明顯區(qū)別。

　　目前國外一些手機(jī)公司申請專利中幾種曲面玻璃的形狀如圖1所示。圖1中a、b均為雙向彎曲，國內(nèi)稱為3D（3 Dimensional），其中a為雙弧形，b為單弧形，單弧形又分左右彎曲和上下彎曲；c為單向彎曲，國內(nèi)稱為2.5D；d僅是兩邊有圓弧。

圖1 曲面玻璃的形狀

　　手機(jī)曲面玻璃的特點與其彎曲形狀和弧度有關(guān)，以兩款三星手機(jī)為例，其雙向彎曲的如三星的Galaxy R ound手機(jī)面板，由兩邊向中心彎曲，弧度很小，邊緣比中心位置略高，可提升屏幕的顯示效果，減少屏幕的反光。

　　在室外強(qiáng)光下容易看到顯示屏的文字和圖像，也使坐在手機(jī)持有者旁邊的人不容易看到顯示器上的內(nèi)容。

　　還更加貼合人類面部的輪廓，減少長時間打電話引起面部肌肉的疲勞；并且由于這種弧面的設(shè)計，即使屏幕增加到5.7英寸，仍能用一個手緊抓，符合人體工程學(xué)。

　　其單向彎曲的如三星Galaxy Note Edge曲面?zhèn)绕潦謾C(jī)，其面板玻璃向右側(cè)單向彎曲（亦即J形），增加了觸摸屏面積，相應(yīng)的電容觸摸點也更多，操控上更為靈敏；圓滑的邊角，適合手掌的弧線，使右手操作手機(jī)的人擁有較大的可控操作屏幕。

　　曲面玻璃制造工藝

　　曲面玻璃制造工藝是由傳統(tǒng)的平板熱彎工藝改進(jìn)而成，基本工藝過程類似。

　　首先選擇手機(jī)用的薄平板玻璃，如康寧的Gorilla、肖特的Xensation、旭硝子的Dragontral、電子硝子CX01等，常用的還是Gorilla（大猩猩，或譯金剛），除蘋果公司外，三星公司用的也是康寧的Gorilla玻璃，從第1代Gorilla 1不斷發(fā)展到第2代、第3代，2014年11月的第4代Gorilla 4，性能不斷提高，但目前用于制造曲面玻璃的僅為Gorilla 2。

　　薄平板玻璃選擇好之后，按照模板切割、磨邊、清洗、熱彎成形、拋光、化學(xué)鋼化、清洗，然后再根據(jù)觸摸屏的制造工藝，進(jìn)行鍍膜，光刻線路等。由于手機(jī)玻璃的尺寸形狀要求十分精密，需用電腦控制激光切割或用射流（水刀）切割。

　　磨邊也需用專門磨邊機(jī)進(jìn)行，清洗一般用超聲波加洗滌劑，必須將附著的磨料、拋光劑全部清洗干凈，以免影響化學(xué)鋼化。

　　對制造曲面玻璃，熱彎是關(guān)鍵工序，蘋果公司專利中雙弧曲面玻璃（見圖1d）熱彎的工藝如圖2所示，a為平板玻璃，b為上模，c為下模，玻璃加熱后，經(jīng)上下磨具壓制成雙弧曲面玻璃d。

圖2 雙弧面玻璃熱彎工藝

圖3 但湖面玻璃加熱槽沉工藝

　　單弧曲面玻璃采用加熱槽沉成形法，如圖3所示，其中a為平板玻璃，b為模具，平板玻璃加熱軟化，因自重彎曲后，貼在模具上，形成模具弧度相同的曲面玻璃c。

　　為了提高生產(chǎn)效率，可以采用同時生產(chǎn)多塊曲面玻璃的方法，其工藝如圖4所示，其中a為膜層，b為玻璃基板，c為剛性托板，d為模具，玻璃基板在剛性托板上鍍膜之后，剛性托板移走，玻璃被傳輸?shù)杰浕瘏^(qū)，加熱到軟化，因自重貼在模具上，形成連續(xù)曲面，再經(jīng)切割后，就可以同時得到多塊曲面玻璃。

　　與一般平板玻璃熱彎工藝和設(shè)備的區(qū)別之處在于手機(jī)玻璃與普通平板玻璃的成分不同。

　　普通平板玻璃為鈉鈣硅酸鹽成分，含AI2O3僅為1%~2%；而手機(jī)玻璃為高鋁成分，如Gorilla 含AI2O3高達(dá)13%~15%，玻璃的黏度、軟化溫度因而提高，如鈉鈣玻璃軟化溫度為720~730℃，而Gorilla玻璃軟化溫度為890℃，導(dǎo)致Gorilla的熱彎溫度也比鈉鈣玻璃要高得多。

　　從而給熱彎工藝、設(shè)備和模具帶來很多困難，必須采用專門的熱彎設(shè)備、模具和工藝才能滿足其要求。

　　同時曲面手機(jī)玻璃的尺寸和弧度的精確度要求很高，模具需要采用耐熱合金和精密機(jī)床加工。目前大陸的玻璃熱彎設(shè)備還不能滿足此要求，臺灣已有手機(jī)曲面玻璃專用設(shè)備上市。

圖4 多塊曲面玻璃面板生產(chǎn)工藝

　　熱彎以后的拋光也需再曲面玻璃拋光機(jī)上進(jìn)行，現(xiàn)市場上已有2.5D曲面玻璃拋光機(jī)問世，對于3D曲面玻璃拋光機(jī)還需進(jìn)口。

　　筆者認(rèn)為等離子體拋光和等離子體輔助拋光能夠適用于任何曲面玻璃，目前，等離子拋光機(jī)已經(jīng)被應(yīng)用于光學(xué)玻璃的曲面拋光領(lǐng)域，面形精度誤差小于λ /50rms，粗糙度小于0.5nm。

　　拋光以后的曲面玻璃經(jīng)超聲波清洗后，就可以進(jìn)行預(yù)熱和化學(xué)鋼化。化學(xué)鋼化熔鹽為純硝酸鉀，溫度為400~450℃，時間為4~8h。

　　鋼化后表面壓應(yīng)力大于800MPa，壓力層深度40~50μm，具體數(shù)值根據(jù)玻璃成分而定?；瘜W(xué)鋼化后還需再次進(jìn)行清洗，以清除附著在玻璃上的熔鹽，然后進(jìn)行鍍膜及其他處理。