カバーガラス（カバーレンズ）は、主にタッチスクリーンの最外層として使用されます。これらの製品の主な原材料は超薄板ガラスで、耐衝撃性、耐傷性、耐油性、耐指紋性、光透過率の向上などの機能を備えています。現在、タッチ機能とディスプレイ機能を備えたさまざまな電子消費者製品に広く使用されています。
1. ガラスの分類
a. ソーダ石灰ガラス: 主にSiO₂で構成され、さらに15%のNa₂Oと16%のCaOが含まれています。
b. アルミノシリケートガラス: 主にSiO₂とAl₂O₃で構成されています。
c. 石英ガラス: SiO₂を99.5%以上含有。
d. 高シリカガラス: SiO₂を約96%含有します。
e. 鉛ケイ酸ガラス: 主にSiO₂とPbOで構成されています。
f. ホウケイ酸ガラス: 主にSiO₂とB₂O₃で構成されています。
g. リン酸ガラス: 主に五酸化リン（P₂O₅）で構成されています。
タイプ c から g はディスプレイではほとんど使用されないため、ここでは説明しません。
2. ガラス原料の加工技術
a. フロートガラス
フロートガラスは、海砂、石英砂岩粉末、ソーダ灰、ドロマイトなどの原料を使用して製造されます。これらの材料は、炉内で高温で混合および溶解されます。溶融ガラスは炉から連続的に流れ出し、溶融金属浴の表面に浮かび、炎で磨かれた均一な厚さの平らなガラスリボンを形成します。冷却および硬化後、ガラスは溶融金属から分離し、その後、焼きなましおよび切断されて、透明で無色の平らなガラスになります。フロートガラスの成形プロセスは、保護ガスを含むスズ浴で完了するため、ガラスのスズ側と空気側が区別されます。
b. オーバーフロープロセス:
オーバーフロープロセスでは、溶融ガラスがフィーダーセクションからオーバーフローチャネルに入り、長いオーバーフロートラフの表面に沿って下方に流れます。ガラスはオーバーフロートラフの下のくさび形本体の底端に収束し、ガラスリボンを形成します。アニール後、このプロセスにより平らなガラスが生成されます。この方法は現在、超薄カバーガラスの製造によく使用される技術で、処理歩留まりが高く、品質も良く、全体的に優れた性能を発揮します。フロートガラスとは異なり、オーバーフローガラスにはスズ側や空気側がありません。
3. ソーダ石灰ガラスの紹介
a. ソーダガラス（英語：soda-lime glass）とも呼ばれ、フロート法で加工されるため、フロートガラスとも呼ばれます。微量の鉄イオンが含まれているため、側面から見ると緑色に見えるため、グリーンガラスとも呼ばれます。
b. ソーダ石灰ガラスの厚さ: 0.3～10.0 mm
c. ソーダ石灰ガラスのブランド:
- 日本ブランド：旭硝子（AGC）、日本板硝子（NSG）、セントラル硝子（CENTRAL）など
- 中国ブランド：CSGホールディング、信義玻璃、洛陽玻璃、AVIC三新、金京グループなど。
- 台湾のブランド：台湾硝子（TGC）。
4. 高アルミノケイ酸ガラス（高アルミナガラス）の紹介
a. 高アルミナガラスのブランド米国: コーニング社が製造する環境に優しいアルミノケイ酸塩ガラス、コーニング ゴリラ ガラス。日本: AGC 社が製造するドラゴントレイル ガラス。このガラスは一般に「ドラゴントレイル ガラス」と呼ばれています。中国: 徐宏社が製造するパンダ ガラスは高アルミナガラスです。その他の製造元には、CSG Holding や Kibing Group などがあります。
b. カバーガラス加工カバーガラスの加工に携わる企業には、Lens Technology、Boen Optics、Shenzhen Xinhao、G-Tech Optoelectronics、Jiangxi Firstar、BYD などがあります。
5. ガラスの化学強化
a. 原則:
ガラスを溶融塩浴 (KNO₃) に浸します。高濃度の K⁺ イオンがガラス表面に浸透し、ガラス内の Na⁺ イオンと置き換わります。K⁺ のイオン半径は Na⁺ より大きいため、この置換によってガラスの表面密度が増加し、表面に圧縮応力が発生します。このプロセスにより、化学強化によってガラスの強度が向上します。
b. 化学強化試験項目
層の深さ (DOL): ガラスが強化された後の応力層の深さを示します。
圧縮応力 (CS): 化学強化ガラスの表面圧縮応力を表します。
表面硬度：鉛筆硬度試験により評価。
ドロップボールテスト: ガラスの耐衝撃性を評価する破壊テスト。
注記：
- 私たちのプロジェクト経験に基づいて、次のことをお勧めします。
a. IK1.1には04mm厚のガラスを使用します。
b. IK1.8には06mm厚のガラスを使用します。
c. IK3.0には08mm厚のガラスを使用します。
d. IK6.0には10mm厚のガラスを使用します。
- 物理的に強化されたガラス 主に、安全性が顧客にとって最優先事項である場合に推奨されます。これは、物理的に強化されたガラスは破損したときに小さな粒状に砕け散るのに対し、化学的に強化されたガラスは鋭い破片に砕けて安全上の危険をもたらす可能性があるためです。
- 化学強化ガラス用安全性を高めるために、光学接着や飛散防止フィルムを表面に貼ることで、破損時にガラスの破片が飛び散るのを防ぐことができます。
6. ガラスカバーレンズの製造工程
切断 → CNC（成形、穴あけ、エッジング、面取り）→ 超音波洗浄 → 化学強化 → 超音波洗浄 → ブランクガラスの全検査 → スクリーン印刷 → 焼成 → ガラスの全検査 → 超音波洗浄 → 表面 AR コーティング → AF 指紋防止コーティング → ガラスの全検査 → フィルムコーティングおよびパッケージング。
主な手順は次のように説明されます。
a. 切断
元のガラスシートはダイヤモンドホイールカッターで切断され、最終製品の寸法よりも各辺が 20 ～ 30 mm 大きい長方形のピースに切り出されます。
b. CNC（成形、穴あけ、エッジング、面取り）
高速回転する高硬度ダイヤモンド研削ホイールを使用して、ガラス基板を優れた冷却および潤滑条件下で機械的に研削し、目的の構造寸法を実現します。さまざまな加工要件を満たすために、さまざまなツール形状と粒度が設計されています。
c. 化学強化
高温では、ガラスと KNO₃ の間でイオン交換が起こり、KNO₃ のイオンがガラス内のイオンと置き換わります。置き換わるイオンの原子半径が大きいため、ガラスの表面は強化後に圧縮応力を受けます。ガラスが外力を受けると、この圧縮層が引張応力の一部を相殺し、ガラスの破損を防ぎます。この圧縮応力により、ガラスの曲げや衝撃に対する耐性が向上します。化学強化ガラス (ドロップボールテストや 1 点曲げテストなど) の強度性能に影響を与える要因には、2) ガラスの強化性能指標 (DOL、CS)、3) ガラスの内部および表面の欠陥 (微小な亀裂や傷)、4) CNC 処理中に形成されたエッジの欠けや隠れた損傷、XNUMX) ガラス原料の固有の欠陥 (原料の不純物、凹凸、気泡、介在物など、制御できない要因) などがあります。
d. 研磨
ガラス材料は、研磨パッドと研磨パウダーを備えた両面グラインダーを使用して研磨されます。このプロセスにより、表面の不純物と微細な亀裂が除去され、ガラスの表面の滑らかさが向上し、粗さが減少します。研磨パウダーの主成分は酸化セリウムです。酸化セリウム研磨パウダーの粒子は、明確なエッジを持つ多角形で、平均直径は約 2 ミクロン、モース硬度は 7 ～ 8 です。酸化セリウム研磨パウダーの粒子サイズと純度は、研磨結果に直接影響します。
e. 超音波洗浄
高周波振動 (28～40 kHz) が洗浄媒体に伝わると、液体媒体はほぼ真空のようなキャビテーション気泡を生成します。これらの気泡が衝突、融合、消散するにつれて、液体内に数千気圧の局所的な圧力爆発が発生します。このような高圧により、周囲の材料にさまざまな物理的および化学的変化が起こり、このプロセスは「キャビテーション」として知られています。キャビテーションは材料分子の化学結合を破壊し、物理的変化 (溶解、吸着、乳化、分散) と化学的変化 (酸化、還元、分解、合成) を引き起こし、汚染物質を効果的に除去して製品を洗浄します。
f. 印刷
印刷の原理は、感光性材料を使用してステンシルを作成することです。インクをスクリーン フレームに配置し、スキージで圧力をかけてインクをスクリーン メッシュの開口部から基板に押し出し、元のデザインと同じパターンとテキストを形成します。
g. コーティング
真空状態（10⁻³ Pa）で電子銃から高速電子ビームを照射し、コーティング材料を照射して加熱することでコーティング材料を蒸発させ、基板表面に堆積させて薄膜を形成します。コーティング装置は、主に真空システム、蒸発システム、膜厚モニタリングシステムで構成されています。一般的なコーティングには、AF（指紋防止）、AR（反射防止）、AG（防眩）などの機能性フィルム、高硬度フィルム、NCVM（非導電性真空蒸着）などの装飾フィルム、虹彩フィルムなどがあります。
7.IK評価
IK 定格は、外部の機械的衝撃に対する電気筐体の保護の程度を示す国際分類です。
IK 定格は IK00 から IK10 まで定義されています。IK 定格スケールは、IEC 62262 (2002) に従ってジュール (J) 単位で測定された衝撃エネルギー レベルに対する筐体の耐性を示します。
IEC 62262 では、試験のための筐体の取り付け方法、必要な大気条件、試験衝撃の量と分布、および各レベルの IK 定格で使用する衝撃ハンマーが指定されています。試験はシャルピー振り子衝撃試験機によって行われます。
IK00 保護されていません
IK01 0.14ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 0.25 mm 上から落下した 56 kg の質量の衝撃に相当します。
IK02 0.2ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 0.25 mm 上から落下した 80 kg の質量の衝撃に相当します。
IK03 0.35ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 0.25 mm 上から落下した 140 kg の質量の衝撃に相当します。
IK04 0.5ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 0.25 mm 上から落下した 200 kg の質量の衝撃に相当します。
IK05 0.7ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 0.25 mm 上から落下した 280 kg の質量の衝撃に相当します。
IK06 1ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 0.25 mm 上から落下した 400 kg の質量の衝撃に相当します。
IK07 2ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 0.5 mm 上から落下した 400 kg の質量の衝撃に相当します。
IK08 5ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 1.7 mm 上から落下した 300 kg の質量の衝撃に相当します。
IK09 10ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 5 mm 上から落下した 200 kg の質量の衝撃に相当します。
IK10 20ジュールの衝撃から保護されています。
衝撃面から 5 mm 上から落下した 400 kg の質量の衝撃に相当します。
ディスプレイカバーガラスに関するご質問は、オリエントディスプレイまでお問い合わせください。 サポートエンジニア