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　　自2008年(nian)以來，手(shou)機(ji)(ji)的研發者中有的就(jiu)已經設想(xiang)了手(shou)機(ji)(ji)也(ye)可以采用非(fei)平面(mian)顯示(shi)器，認為曲面(mian)屏幕會更符合(he)消費者的使用習慣。

　　圓潤的(de)棱角不僅手感舒適(shi)，還增(zeng)加了防撞功能，但是(shi)(shi)非(fei)平面顯示器需(xu)要相應的(de)蓋(gai)板(ban)(ban)和基板(ban)(ban)必須是(shi)(shi)曲面的(de)，以(yi)及所用電池也(ye)需(xu)要是(shi)(shi)非(fei)平面的(de)，從而增(zeng)加了制造工藝上的(de)困難。

　　曲面蓋板和(he)基(ji)板的材質(zhi)可采用玻璃(li)或塑(su)料，由于玻璃(li)的高(gao)(gao)強度(du)、高(gao)(gao)硬度(du)和(he)高(gao)(gao)光(guang)潔度(du)等(deng)特(te)典，決定其具有耐壓、耐劃傷(shang)和(he)抗沖擊(ji)等(deng)一些優良性(xing)能，這(zhe)就使得(de)玻璃(li)形(xing)成了近年來迅猛的發展趨(qu)勢。

　　根(gen)據構造的不同，顯(xian)示器(qi)通常由(you)一(yi)(yi)片(pian)蓋(gai)板（cover）和(he)(he)一(yi)(yi)片(pian)基板（substrate）組(zu)成(cheng)，有(you)的顯(xian)示器(qi)，如和(he)(he)OGS（One Glass Solution）為了降低(di)其厚(hou)度及(ji)減少其重量，僅使用單片(pian)玻璃(li)就代(dai)替了蓋(gai)板和(he)(he)基板組(zu)合(he)的功能。

　　2011年，Nokia Lumia 800手機率先應用(yong)了(le)2.5D（2.5 Dimensional）的(de)弧形顯示(shi)器，隨后，三星(xing)、LG、HTC以及飛利(li)浦(pu)等公司(si)也競相應用(yong)了(le)非平面顯示(shi)器，其曲面蓋板既(ji)有使用(yong)塑料的(de)，也有使用(yong)玻璃的(de)。

　　作(zuo)為三星(xing)競爭對手(shou)的蘋果公司，雖然(ran)在(zai)2013年申請了“弧面觸摸傳感器”的專利（專利號為8603574），并(bing)計(ji)劃在(zai)i-Phone 6手(shou)機(ji)上(shang)使(shi)用曲(qu)面玻璃(li)，但市場上(shang)銷(xiao)售的此(ci)款(kuan)手(shou)機(ji)蓋板卻仍為平面玻璃(li)。

　　目前，非平面(mian)顯(xian)(xian)示器(qi)在佩戴設備(bei)方面(mian)也有(you)所應用，如三星公(gong)司的(de)(de)Gear Fit R 350智能(neng)手環的(de)(de)顯(xian)(xian)示器(qi)即為曲面(mian)玻璃，蘋果公(gong)司的(de)(de)曲面(mian)顯(xian)(xian)示器(qi)的(de)(de)智能(neng)手表等。

　　蘋果公(gong)司在上述專利申(shen)請文件中稱，該技(ji)術可應用于(yu)顯示(shi)屏、觸(chu)摸板(ban)和觸(chu)摸鼠標等設備中。

　　曲(qu)(qu)面(mian)顯示(shi)器作(zuo)為一種時尚(shang)，估計今后的使(shi)用將會更為廣泛，但(dan)目(mu)前(qian)大都采用塑(su)料(liao)材料(liao)，因(yin)塑(su)料(liao)既輕又不易破碎，但(dan)硬度低、易磨損(sun)；而(er)曲(qu)(qu)面(mian)玻(bo)璃(li)熱穩定(ding)性好、抗劃傷的能力強，但(dan)韌性不及塑(su)料(liao)，目(mu)前(qian)玻(bo)璃(li)還不可制造出(chu)像塑(su)料(liao)那樣任(ren)意彎曲(qu)(qu)的可折疊性的蓋(gai)板(ban)與基板(ban)。

　　蘋(pin)果公司在(zai)上(shang)述專(zhuan)利中還稱，雖(sui)然當前已經存在(zai)一些弧(hu)面平面技術的(de)應用，這些并不(bu)是(shi)真正彎(wan)曲(qu)的(de)觸摸屏，而蘋(pin)果的(de)專(zhuan)利技術可用于形成(cheng)多個彎(wan)曲(qu)幅度，如波(bo)浪形或其他彎(wan)曲(qu)形狀。

　　曲面玻璃的制造(zao)工藝比(bi)平面玻璃要(yao)復雜(za)得多，還有一些(xie)工藝上的難(nan)點尚需解決，成本也要(yao)增加(jia)。

　　手機曲面玻璃的特(te)點

　　曲面(mian)(mian)(mian)玻璃是指(zhi)整塊玻璃不在一個(ge)平面(mian)(mian)(mian)上，通常(chang)有弧形、J形、V形、雙(shuang)面(mian)(mian)(mian)彎(wan)曲形、S形、雙(shuang)折版等。

　　但(dan)手機用曲面玻(bo)璃的(de)形(xing)狀比較少，常見(jian)的(de)有(you)雙弧(hu)(hu)形(xing)、單(dan)(dan)(dan)弧(hu)(hu)形(xing)兩大類，單(dan)(dan)(dan)弧(hu)(hu)形(xing)中有(you)單(dan)(dan)(dan)向(xiang)彎曲、雙向(xiang)彎曲以及J形(xing)的(de)。

　　單向彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)是(shi)指只(zhi)有一個(ge)方向是(shi)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)的(de)(de)，而雙向彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)則指兩個(ge)方向都是(shi)彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)的(de)(de)，根據彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)的(de)(de)方向又可分為上(shang)下彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)和左右彎(wan)(wan)(wan)(wan)曲(qu)(qu)。目前曲(qu)(qu)面玻璃的(de)(de)形狀以及弧度還(huan)都具有一定的(de)(de)局限性，不(bu)如熱彎(wan)(wan)(wan)(wan)玻璃的(de)(de)品種(zhong)豐富。

　　至于J形的實質上即為單向彎曲的曲面玻(bo)璃，兩者無明顯區別(bie)。

　　目前國外(wai)一些(xie)手機(ji)公司申請專利中(zhong)(zhong)(zhong)幾(ji)種曲面玻(bo)璃的(de)形(xing)狀(zhuang)如(ru)圖(tu)1所示(shi)。圖(tu)1中(zhong)(zhong)(zhong)a、b均為(wei)雙(shuang)(shuang)向彎曲，國內稱(cheng)(cheng)為(wei)3D（3 Dimensional），其中(zhong)(zhong)(zhong)a為(wei)雙(shuang)(shuang)弧(hu)(hu)(hu)形(xing)，b為(wei)單(dan)(dan)(dan)弧(hu)(hu)(hu)形(xing)，單(dan)(dan)(dan)弧(hu)(hu)(hu)形(xing)又分左右(you)彎曲和(he)上(shang)下(xia)彎曲；c為(wei)單(dan)(dan)(dan)向彎曲，國內稱(cheng)(cheng)為(wei)2.5D；d僅是兩邊有(you)圓弧(hu)(hu)(hu)。

圖1 曲面玻(bo)璃的形狀

　　手(shou)(shou)機曲面(mian)玻璃的(de)特點與(yu)其(qi)彎曲形狀和弧度有關，以兩款(kuan)三(san)星手(shou)(shou)機為例(li)，其(qi)雙向(xiang)(xiang)彎曲的(de)如三(san)星的(de)Galaxy R ound手(shou)(shou)機面(mian)板，由兩邊向(xiang)(xiang)中心彎曲，弧度很(hen)小，邊緣比中心位(wei)置略(lve)高，可提升(sheng)屏幕的(de)顯示效果，減少屏幕的(de)反光。

　　在室外強光(guang)下容(rong)易看到顯示(shi)屏的文字和圖像(xiang)，也(ye)使坐在手機(ji)持有者旁(pang)邊(bian)的人不容(rong)易看到顯示(shi)器(qi)上的內容(rong)。

　　還更加(jia)貼合人類面(mian)部(bu)的輪廓，減少長時間打電話(hua)引起面(mian)部(bu)肌肉的疲(pi)勞；并(bing)且由于這(zhe)種弧面(mian)的設(she)計(ji)，即(ji)使屏幕增加(jia)到5.7英寸，仍能(neng)用一(yi)個手緊(jin)抓(zhua)，符合人體工(gong)程學。

　　其單向彎曲(qu)的(de)如(ru)三星Galaxy Note Edge曲(qu)面側屏(ping)手機(ji)，其面板玻璃向右側單向彎曲(qu)（亦即J形），增(zeng)加了觸摸屏(ping)面積，相應的(de)電容觸摸點也更多，操(cao)控(kong)上(shang)更為靈敏；圓(yuan)滑的(de)邊角，適(shi)合手掌的(de)弧線，使右手操(cao)作手機(ji)的(de)人擁有較大(da)的(de)可(ke)控(kong)操(cao)作屏(ping)幕(mu)。

　　曲面玻璃制造工藝

　　曲面玻璃制造工(gong)藝是由(you)傳統的平板(ban)熱彎工(gong)藝改(gai)進而成，基本(ben)工(gong)藝過程類似。

　　首先選擇(ze)手機用的(de)(de)(de)(de)(de)薄平(ping)板玻璃(li)(li)(li)，如康寧的(de)(de)(de)(de)(de)Gorilla、肖特的(de)(de)(de)(de)(de)Xensation、旭硝(xiao)子的(de)(de)(de)(de)(de)Dragontral、電子硝(xiao)子CX01等，常用的(de)(de)(de)(de)(de)還是Gorilla（大猩猩，或譯(yi)金剛），除蘋果公司外，三星(xing)公司用的(de)(de)(de)(de)(de)也是康寧的(de)(de)(de)(de)(de)Gorilla玻璃(li)(li)(li)，從(cong)第(di)1代(dai)(dai)Gorilla 1不(bu)斷(duan)發展到第(di)2代(dai)(dai)、第(di)3代(dai)(dai)，2014年11月的(de)(de)(de)(de)(de)第(di)4代(dai)(dai)Gorilla 4，性能不(bu)斷(duan)提高(gao)，但(dan)目前用于制造曲面玻璃(li)(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)僅為(wei)Gorilla 2。

　　薄平(ping)板(ban)玻璃(li)選擇好之(zhi)后，按照模板(ban)切(qie)割(ge)、磨邊、清(qing)洗(xi)、熱彎成形、拋光、化學鋼化、清(qing)洗(xi)，然后再(zai)根(gen)據觸摸(mo)屏的制造工藝，進行鍍膜，光刻線路等。由于(yu)手機(ji)玻璃(li)的尺寸形狀要求十分精密，需用(yong)電(dian)腦控(kong)制激光切(qie)割(ge)或用(yong)射流（水刀）切(qie)割(ge)。

　　磨(mo)邊也(ye)需用專門磨(mo)邊機(ji)進行(xing)，清(qing)洗(xi)一般用超聲波(bo)加洗(xi)滌劑(ji)，必須將附著的磨(mo)料、拋光劑(ji)全部(bu)清(qing)洗(xi)干凈(jing)，以免影(ying)響化學鋼化。

　　對制造曲面(mian)玻(bo)(bo)璃，熱(re)(re)彎是關鍵工(gong)(gong)序(xu)，蘋果公司專利中雙(shuang)弧(hu)曲面(mian)玻(bo)(bo)璃（見圖(tu)1d）熱(re)(re)彎的(de)工(gong)(gong)藝如圖(tu)2所(suo)示，a為(wei)平板玻(bo)(bo)璃，b為(wei)上模，c為(wei)下模，玻(bo)(bo)璃加(jia)熱(re)(re)后(hou)，經上下磨具壓(ya)制成雙(shuang)弧(hu)曲面(mian)玻(bo)(bo)璃d。

圖2 雙弧面(mian)玻璃熱彎工藝

圖(tu)3 但(dan)湖面玻璃加熱槽沉工藝

　　單(dan)弧(hu)曲(qu)面玻璃(li)(li)采用(yong)加熱槽沉成形法(fa)，如(ru)圖3所(suo)示，其中(zhong)a為平(ping)板玻璃(li)(li)，b為模具，平(ping)板玻璃(li)(li)加熱軟化，因(yin)自(zi)重彎曲(qu)后，貼(tie)在模具上，形成模具弧(hu)度(du)相同的(de)曲(qu)面玻璃(li)(li)c。

　　為了提高生產效率，可(ke)以采用同時(shi)生產多塊(kuai)曲面玻璃(li)的方法，其(qi)工(gong)藝(yi)如圖4所(suo)示，其(qi)中(zhong)a為膜(mo)層，b為玻璃(li)基板(ban)(ban)(ban)，c為剛(gang)性托板(ban)(ban)(ban)，d為模具(ju)，玻璃(li)基板(ban)(ban)(ban)在(zai)剛(gang)性托板(ban)(ban)(ban)上鍍膜(mo)之后(hou)，剛(gang)性托板(ban)(ban)(ban)移(yi)走，玻璃(li)被傳輸到軟化區，加熱到軟化，因(yin)自重貼在(zai)模具(ju)上，形成(cheng)連續曲面，再經切割后(hou)，就可(ke)以同時(shi)得到多塊(kuai)曲面玻璃(li)。

　　與一般(ban)平板玻(bo)璃熱彎(wan)工藝和設備的區別之處在于手機玻(bo)璃與普通平板玻(bo)璃的成分不同。

　　普通平板玻(bo)璃(li)(li)為(wei)鈉(na)(na)鈣硅酸鹽成(cheng)分，含AI2O3僅為(wei)1%~2%；而(er)(er)手機玻(bo)璃(li)(li)為(wei)高(gao)鋁成(cheng)分，如Gorilla 含AI2O3高(gao)達13%~15%，玻(bo)璃(li)(li)的黏(nian)度(du)、軟化溫(wen)(wen)度(du)因而(er)(er)提(ti)高(gao)，如鈉(na)(na)鈣玻(bo)璃(li)(li)軟化溫(wen)(wen)度(du)為(wei)720~730℃，而(er)(er)Gorilla玻(bo)璃(li)(li)軟化溫(wen)(wen)度(du)為(wei)890℃，導致Gorilla的熱彎溫(wen)(wen)度(du)也比鈉(na)(na)鈣玻(bo)璃(li)(li)要高(gao)得(de)多。

　　從而給熱彎(wan)工藝、設(she)備和模(mo)(mo)具帶(dai)來很多困難，必須采用專門(men)的熱彎(wan)設(she)備、模(mo)(mo)具和工藝才(cai)能滿足其要(yao)求。

　　同時曲面(mian)手機玻(bo)璃的尺(chi)寸和弧度(du)的精確度(du)要(yao)(yao)求(qiu)很高(gao)，模具(ju)需要(yao)(yao)采用耐熱合金和精密機床加(jia)工(gong)。目前大陸的玻(bo)璃熱彎設備還不能滿(man)足此要(yao)(yao)求(qiu)，臺灣(wan)已有手機曲面(mian)玻(bo)璃專用設備上(shang)市。

圖4 多塊(kuai)曲面(mian)玻璃面(mian)板生(sheng)產工藝

　　熱(re)彎(wan)以后的拋光也需(xu)再曲(qu)面玻璃拋光機(ji)上(shang)進(jin)行，現(xian)市場上(shang)已有2.5D曲(qu)面玻璃拋光機(ji)問(wen)世(shi)，對于3D曲(qu)面玻璃拋光機(ji)還需(xu)進(jin)口。

　　筆(bi)者(zhe)認為等離子體拋光(guang)和等離子體輔助拋光(guang)能夠適用于(yu)(yu)(yu)任(ren)何曲面(mian)玻(bo)璃(li)，目(mu)前，等離子拋光(guang)機已經被(bei)應(ying)用于(yu)(yu)(yu)光(guang)學玻(bo)璃(li)的曲面(mian)拋光(guang)領域，面(mian)形(xing)精度誤差小于(yu)(yu)(yu)λ /50rms，粗糙度小于(yu)(yu)(yu)0.5nm。

　　拋光以(yi)后的曲面(mian)玻璃經超聲波清洗后，就可以(yi)進行(xing)預熱和(he)化學鋼化。化學鋼化熔鹽為(wei)純硝酸鉀，溫度(du)為(wei)400~450℃，時間為(wei)4~8h。

　　鋼化后(hou)(hou)表(biao)面壓應力大于800MPa，壓力層(ceng)深度40~50μm，具(ju)體數值根(gen)據(ju)玻(bo)璃(li)成分(fen)而定。化學鋼化后(hou)(hou)還需再次進(jin)行清(qing)(qing)洗(xi)，以清(qing)(qing)除(chu)附著在玻(bo)璃(li)上的熔(rong)鹽(yan)，然后(hou)(hou)進(jin)行鍍膜(mo)及其他處理。