Displayglas: de ultieme strijd tussen kracht en flexibiliteit

Noot van de redactie:Hoewel het vaak over het hoofd wordt gezien, wordt het eenvoudige glas een onmisbaar onderdeel wanneer het in elektronische apparaten wordt geïntegreerd. Binnen het gespecialiseerde gebied van elektronisch glas vallen twee typen op als bijzonder kritisch: substraatglas, dat de basis onder het scherm vormt, en afdekglas, dat het scherm tegen de buitenwereld afschermt. Van HD tot ultra-high definition, van platte tot gebogen oppervlakken, en van traditionele bartelefoons tot multi-opvouwbare apparaten: glas is een stille maar essentiële partner geweest achter elke sprong in de displaytechnologie. Deze twee dunne glasplaten hebben letterlijk de snelle opkomst van de displaypaneelindustrie ondersteund. Tegenwoordig waagt displayglas zich buiten zijn traditionele grenzen en breidt het zijn bereik uit naar de halfgeleidersector via glas-kernverpakkingstechnologie.

 

Ultra-Dun opvouwbaar glas: de delicate dans tussen stijfheid en flexibiliteit

 

Sinds Apple's iPhone een revolutie teweegbracht in smartphones met touchscreentechnologie, is afdekglas een belangrijke motor achter de productevolutie geworden. Omdat consumenten steeds meer eisen stellen aan zowel esthetische aantrekkingskracht als rots{1}}solide duurzaamheid, zijn het ontwerp en de productie van afdekglas in een stroomversnelling geraakt qua voortdurende innovatie: krasbestendigheid, valbescherming, hoge transparantie. Toen kwam de opkomst van opvouwbare telefoons, waardoor de inherente kracht en flexibiliteit van glas tot het uiterste werd gedreven-en fabrikanten werden gedwongen deze ogenschijnlijk tegenstrijdige eigenschappen met elkaar te verzoenen.

 

In deze branche-brede zoektocht naar materialen die zowel sterk als flexibel zijn, heeft in eigen land geproduceerd dekglas geleidelijk zijn eigen concurrentievoordeel verworven, waardoor het gestaag erkenning krijgt op de wereldmarkt.

 

De vier generaties van Cover Glass Evolution

 

Terugspoelen naar 2007. Op uitnodiging van Steve Jobs ontwikkelde Corning exclusief voor de eerste iPhone een gespecialiseerd beschermglas. Deze innovatie heeft meer gedaan dan alleen de duurzaamheid en esthetiek van smartphoneschermen verbeterd-het markeerde het begin van een nieuw tijdperk voor beschermglas wereldwijd. In de daaropvolgende twintig jaar onderging dekglas vier verschillende transformatiefasen.

 

Tijdens deTijdperk van basisbescherming (2007-2011)Telefoonhoesjes hadden één eenvoudige taak: fysieke basisbescherming bieden. Corning's eerste-generatie Gorilla Glass werd het bepalende product van deze periode.

 

Naarmate de touchscreen-technologie volwassener werd, vooral toen volledige{0}}lamineringstechnieken zoals In-cell, On-cell en OGS mainstream werden, breidde de rol van afdekglas zich verder uit dan alleen bescherming. Het moest nu voldoen aan de eisen van processen zoals de fabricage van grafische circuits, waarvoor een hogere lichttransmissie en specifieke diëlektrische eigenschappen nodig waren. Dit luidde deTijdperk van geavanceerde bescherming (2012-2016) .

 

De lat bleef stijgen. Dekglas had nu een betere val- en krasbestendigheid nodig en moest zich aanpassen aan complexe productieprocessen zoals koud buigen, heet buigen of lasersnijden. Dit leidde tot deTijdperk van alomvattende bescherming (2017-2021). Tijdens deze fase ontstond glas-keramiek, waardoor de hardheid van het dekglas naar ongekende niveaus werd getild.

 

Valbestendigheid is altijd een topprioriteit geweest voor telefoonhoesglas, en de marktverwachtingen blijven stijgen. In het premiumsegment is glas-keramiek de beste keuze- geworden. Apple's iPhone 16 zet de trend voort die begon met de iPhone 12, met glas-keramiek. Naast Apple hebben merken als Huawei, Xiaomi, OPPO en Meizu nauwe partnerschappen gesloten met binnenlandse fabrikanten als Xinjing en Jiahe, waarbij glaskeramiek-in bepaalde vlaggenschipmodellen wordt verwerkt.

 

Naarmate de concurrentie echter toeneemt, richten fabrikanten zich steeds meer op het optimaliseren van de kosten- en prestatievergelijking. De relatief hoge kosten van glas-keramiek beperken momenteel de massale- marktacceptatie ervan.

 

Zhou Xiaodong, China General Manager van Corning Gorilla Glass, merkte dit op in een interview metChina Elektronicanieuwsdat zelfs in de midden-{0}}tot-lage- telefoonmarkt de verwachtingen van consumenten ten aanzien van de duurzaamheid van schermen stijgen. Dit dwingt de glasindustrie om prestatieverbeteringen in evenwicht te brengen met kostenreductiestrategieën. Momenteel zijn de varianten van secundair versterkt glas-met name diepversterkte varianten- de beste keuze gebleken voor de meeste telefoons. Als reactie daarop lanceerde Corning in 2024 zijn diepversterkte Gorilla Glass 7i, die een strategisch evenwicht vertegenwoordigde tussen prestaties en betaalbaarheid.

 

Insiders uit de industrie merken op dat, hoewel diep versterkt glas niet helemaal overeenkomt met glas-keramiek wat betreft beschermende eigenschappen, het aanzienlijk beter presteert dan standaard secundair versterkt glas. Met een drukspanningslaagdiepte die 140-150 micrometer bereikt en een aanzienlijk lagere prijs dan glas-keramiek, is het ideaal voor apparaten uit het midden-tot-segment.

 

Toen kwam de opvouwbare revolutie. Van de ene op de andere dag verschoof de marketingfocus van val- en krasbestendigheid naar compromisloze flexibiliteit. Alle prestatiegegevens en productieprocessen voor afdekglas waren gericht op flexibiliteit, wat deNieuw flexibel tijdperk.Ultra-Dun flexibel glas is het nieuwe kroonjuweel van elektronisch glas geworden.

 

Dit is de fundamentele uitdaging: bij glas bestaan ​​hardheid en flexibiliteit uit inherente spanning.-Een hogere hardheid betekent doorgaans een lagere flexibiliteit, en omgekeerd. Voor fabrikanten ligt de ultieme technische uitdaging in het bereiken van de perfecte balans tussen kracht en flexibiliteit.

 

Na jaren van onderzoek hebben we verschillende effectieve benaderingen ontdekt om dit evenwicht te vinden, legt Yang Guohong, algemeen directeur van Rainbow Group, uit in een interview metChina Elektronicanieuws. Om ervoor te zorgen dat ultra-dun glas zowel val- als krasbestendig is, kunnen fabrikanten een ionenuitwisselingsbehandeling toepassen om de stijfheid van het oppervlak te verbeteren. Als alternatief kunnen speciale oppervlaktebehandelingen-zoals het lamineren van dunne polymeerlagen-grotere buighoeken mogelijk maken en tegelijkertijd breuk tijdens het vouwen voorkomen.

Yang onthulde verder dat sommige bedrijven een verbeterde UTG-variant hebben ontwikkeld, UFG genaamd, die is ontworpen om tegelijkertijd flexibiliteit, krasbestendigheid en duurzaamheid te bieden-waardoor meerdere vouwen mogelijk zijn zonder zichtbare vouwen. Het belangrijkste verschil tussen UFG en UTG ligt in de niet-uniforme dikte ervan. Het buiggebied is dunner, waardoor de buigsterkte wordt verbeterd en vouwen worden geminimaliseerd, terwijl de omliggende gebieden iets dikker zijn om de algehele duurzaamheid van het scherm te verbeteren, legt Yang uit.

 

De opkomst van huishoudelijk afdekglas

 

De afgelopen jaren heeft het in eigen land geproduceerde afdekglas, geleid door het streven van de industrie naar kracht en flexibiliteit, gestaag zijn concurrentiepositie opgebouwd en marktacceptatie verworven.

 

Op basis van het verzendgebied per augustus 2024 heeft het Chinese Xuhong Optoelectronics het Japanse Asahi Glass-de op één na -grootste fabrikant ter wereld- overtroffen en is het een uitdaging voor een mondiaal marktaandeel van 20%. Rainbow Group concurreert nu met Asahi Glass om de derde positie, terwijl een ander binnenlands floatglasbedrijf, CSG Holding, op de vijfde plaats staat.

 

Met de opkomst van binnenlandse fabrikanten blijft het Chinese dekglas zijn voordelen uitbreiden, wat aanzienlijke vooruitgang en ontwikkelingspotentieel op meerdere dimensies aantoont. Deze sterke punten reiken verder dan technologische doorbraken en kwaliteitsverbeteringen en omvatten ook kostenbeheersing, reactievermogen van de toeleveringsketen en aanpassingsvermogen van de markt.

 

Momenteel zijn de innovatiemogelijkheden van China in de dekglasindustrie bijzonder robuust.

 

"Vanuit technologisch perspectief heeft China aanzienlijke doorbraken bereikt op het gebied van hoogwaardige- materialen, waaronder hoog-aluminiumoxideglas, glas-keramiek en UTG/UFG", vertelde academicus Ouyang Zhongcan van de Chinese Academie van Wetenschappen.China Elektronicanieuws. Hij noemde voorbeelden als het Panda King-glas van hoog-aluminiumoxide van Sichuan Hongke, waarvan de prestatiegegevens op het gebied van buig-, kras- en schokbestendigheid internationaal geavanceerde niveaus hebben bereikt. De Vickers-hardheid van materialen als Kunlun Glass van Chongqing Xinjing Teboli en Dragon Crystal Glass van Xiaomi overtreft zelfs de glas-keramiek die wordt gebruikt in de iPhone 15-serie van Apple. Bedrijven als Rainbow Group en Triumph Group hebben massaproductiemogelijkheden voor UTG bereikt met diktes van 100 μm, 50 μm en zelfs 30 μm. Bovendien kunnen sommige binnenlandse fabrikanten nu diep versterkt glas leveren.

 

Een vertegenwoordiger van de glasdochter van Triumph Group zei in een interview metChina Elektronicanieuwsdat China's 30μm UTG-technologie de internationale geavanceerde niveaus volledig heeft ingehaald, en dat de volgende-generatie UFG-technologie wellicht voorop loopt. Triumph gaat door met het upgraden van zijn technologie en heeft met succes UTG onder de 15 μm ontwikkeld, waarbij het nu richting industriële massaproductie gaat.

Experts uit de industrie suggereren dat succesvolle massaproductie van sub-15μm UTG de Chinese ultradunne glasindustrie in staat zou kunnen stellen om over te stappen van volgen en concurreren naar mondiaal leiden.

 

Bovendien biedt Chinees dekglas voordelen op het gebied van zowel de productiekosten als het reactievermogen van de markt.

 

Professor Tian Yingliang van de faculteit Materials and Manufacturing van de Beijing University of Technology, die ook werkzaam is bij het National Engineering Laboratory for Flat Panel Display Glass Technology and Equipment, legde de kostendynamiek uit aanChina Elektronicanieuws: "Dankzij het Chinese float-proces overstijgt de productiecapaciteit met één-lijn het overzeese-gedomineerde fusieproces meerdere keren, terwijl de investeringskosten aanzienlijk lager blijven. Bijgevolg kost binnenlands telefoonglas ongeveer 50% minder dan buitenlandse producten, waardoor Chinees dekglas een sterk prijs-{4}}voordeel krijgt.

 

Het snelle reactievermogen op veranderende markteisen vertegenwoordigt een andere belangrijke kracht. De Triumph-vertegenwoordiger merkte op dat, omdat smartphones snellere upgradecycli ondergaan, merken meer flexibiliteit nodig hebben bij het aanpassen van productie- en ontwerpstrategieën om aan de uiteenlopende consumentenbehoeften te voldoen. Binnenlandse fabrikanten kunnen, door gebruik te maken van hun uitgebreide toeleveringsketens, snellere en efficiëntere diensten op maat leveren, waardoor de eisen van de eind-gebruikersmarkt beter worden ondersteund.

 

"In het midden-tot-laag-segment van afdekglas-waaronder natronloog-kalkglas, aluminosilicaatglas en standaard secundair versterkt glas- staat China grotendeels op één lijn met buitenlandse concurrenten. In feite zijn onze binnenlandse producten vaak leidend in de kosten-verhouding als gevolg van productiekostenvoordelen. Dit verklaart waarom buitenlandse bedrijven hun productiecapaciteit in deze segmenten de afgelopen twee jaar geleidelijk hebben teruggeschroefd. Yang Guohong zei dat naarmate meer telefoonmerken kiezen voor binnenlands afdekglas, het marktaandeel van Chinese glasbedrijven klaar is voor verdere groei.