Cover Glass (Cover Lens) é usado principalmente como a camada mais externa de telas sensíveis ao toque. A principal matéria-prima para esses produtos é o vidro plano ultrafino, que oferece recursos como resistência a impactos, resistência a arranhões, resistência a óleo e impressões digitais e transmissão de luz aprimorada. Atualmente, é amplamente usado em vários produtos eletrônicos de consumo com funcionalidades de toque e exibição.
1. Classificação do Vidro
a. Vidro sodo-cal: Composto principalmente de SiO₂, com teor adicional de 15% de Na₂O e 16% de CaO.
b. Vidro de aluminossilicato:Composto principalmente de SiO₂ e Al₂O₃.
c. Vidro de quartzo: Contém mais de 99.5% de SiO₂.
d. Vidro com alto teor de sílica: Contém aproximadamente 96% de SiO₂.
e. Vidro de silicato de chumbo:Composto principalmente de SiO₂ e PbO.
f. Vidro de borossilicato:Composto principalmente de SiO₂ e B₂O₃.
g. Vidro de fosfato:Composto principalmente de pentóxido de fósforo (P₂O₅).
Os tipos c a g raramente são usados em displays, por isso não serão discutidos aqui.
2. Técnicas de processamento de matérias-primas de vidro
a. Vidro Float
O vidro float é produzido usando matérias-primas como areia do mar, pó de arenito de quartzo, carbonato de sódio e dolomita. Esses materiais são misturados e derretidos em altas temperaturas em um forno. O vidro fundido flui continuamente do forno e flutua na superfície de um banho de metal fundido, formando uma fita de vidro plana e uniformemente espessa que é polida à chama. Após o resfriamento e o endurecimento, o vidro se separa do metal fundido e é então recozido e cortado para criar um vidro plano transparente e incolor. O processo de formação do vidro float é concluído em um banho de estanho com gás protetor, resultando em uma distinção entre o lado do estanho e o lado do ar do vidro.
b. Processo de estouro:
No processo de transbordamento, o vidro fundido entra no canal de transbordamento da seção de alimentação e flui para baixo ao longo da superfície de uma longa calha de transbordamento. O vidro converge na ponta inferior de um corpo em forma de cunha sob a calha de transbordamento, formando uma fita de vidro. Após o recozimento, esse processo cria vidro plano. Esse método é atualmente uma técnica popular para a fabricação de vidro de cobertura ultrafino, oferecendo alto rendimento de processamento, boa qualidade e excelente desempenho geral. Ao contrário do vidro float, o vidro de transbordamento não tem um lado de estanho ou um lado de ar.
3. Introdução ao vidro de cal-soda
a. Também conhecido como vidro de soda (em inglês: soda-lime glass), é processado usando o método float, portanto também chamado de vidro float. Devido à presença de uma pequena quantidade de íons de ferro, o vidro parece verde quando visto de lado, e, portanto, também é chamado de vidro verde.
b. Espessura do vidro de cal-soda: 0.3–10.0 mm
c. Marcas de vidro soda-cal:
- Marcas japonesas: Asahi Glass Co. (AGC), Nippon Sheet Glass Co. (NSG), Central Glass (CENTRAL), etc.
- Marcas chinesas: CSG Holding, Xinyi Glass, Luoyang Glass, AVIC Sanxin, Jinjing Group, etc.
- Marca taiwanesa: Taiwan Glass (TGC).
4. Introdução ao vidro de alto aluminossilicato (vidro de alta alumina)
a. Marcas de vidro de alta aluminaEstados Unidos: Corning Gorilla Glass, um vidro de aluminossilicato ecológico produzido pela Corning Incorporated.Japão: Dragontrail Glass, produzido pela AGC Inc. Este vidro é comumente chamado de “Dragontrail Glass”.China: Panda Glass, produzido pela Xuhong Company, é um vidro de alta alumina. Outros fabricantes incluem CSG Holding e Kibing Group.
b. Processamento de vidro de coberturaAs empresas envolvidas no processamento de vidro de cobertura incluem Lens Technology, Boen Optics, Shenzhen Xinhao, G-Tech Optoelectronics, Jiangxi Firstar, BYD e outras.
5. Reforço químico do vidro
a. Princípio:
O vidro é imerso em um banho de sal fundido (KNO₃). A alta concentração de íons K⁺ penetra na superfície do vidro e substitui os íons Na⁺ dentro do vidro. Como o raio iônico de K⁺ é maior que o de Na⁺, essa substituição aumenta a densidade da superfície do vidro, gerando estresse compressivo na superfície. Esse processo aumenta a resistência do vidro por meio de reforço químico.
b. Itens de teste para reforço químico
Profundidade da Camada (DOL): Indica a profundidade da camada de tensão após o vidro ter sido reforçado.
Tensão de compressão (EC): representa a tensão de compressão da superfície do vidro quimicamente reforçado.
Dureza da superfície: avaliada por meio de um teste de dureza a lápis.
Teste de queda de bola: Um teste destrutivo para avaliar a resistência ao impacto do vidro.
Nota:
- Com base em nossa experiência em projetos, recomendamos o seguinte: a. Use vidro de 1.1 mm de espessura para IK04.b. Use vidro de 1.8 mm de espessura para IK06.c. Use vidro de 3.0 mm de espessura para IK08.
d. Use vidro de 6.0 mm de espessura para IK10.
- Vidro temperado fisicamente é recomendado principalmente quando a segurança é uma prioridade para o cliente. Isso ocorre porque, quando quebrado, o vidro temperado fisicamente se estilhaça em pequenos pedaços granulares, ao contrário do vidro temperado quimicamente, que pode se quebrar em cacos afiados, representando um risco à segurança.
- Para vidro quimicamente reforçado, para aumentar a segurança, a colagem óptica ou a aplicação de uma película anti-estilhaçamento na superfície pode evitar que fragmentos de vidro se espalhem ao quebrar.
6. Fluxo do processo de produção para lentes de cobertura de vidro
Corte → CNC (moldagem, perfuração, afiação e chanfradura) → Limpeza ultrassônica → Reforço químico → Limpeza ultrassônica → Inspeção completa de vidro em branco → Serigrafia → Cozimento → Inspeção completa de vidro → Limpeza ultrassônica → Revestimento de superfície AR → Revestimento anti-impressão digital AF → Inspeção completa de vidro → Revestimento de filme e embalagem.
As principais etapas são explicadas a seguir:
a. Corte
A chapa de vidro original é cortada com um cortador de disco diamantado e então quebrada em pedaços retangulares que são 20-30 mm maiores em cada lado do que as dimensões do produto final.
b. CNC (moldagem, perfuração, afiação e chanfradura)
Usando rodas de retificação de diamante de alta dureza girando em alta velocidade, o substrato de vidro passa por retificação mecânica sob excelentes condições de resfriamento e lubrificação para atingir as dimensões estruturais desejadas. Diferentes formatos de ferramentas e tamanhos de grãos são projetados para atender a vários requisitos de processamento.
c. Reforço químico
Em altas temperaturas, ocorre uma troca iônica entre o vidro e o KNO₃, onde os íons do KNO₃ substituem os íons no vidro. Devido ao raio atômico maior dos íons de substituição, a superfície do vidro sofre estresse compressivo após a têmpera. Quando o vidro é submetido a uma força externa, essa camada compressiva pode compensar parte do estresse de tração, evitando que o vidro quebre. Esse estresse compressivo aumenta a resistência do vidro à flexão e ao impacto. Os fatores que afetam o desempenho de resistência do vidro temperado quimicamente (como testes de queda de bola e testes de flexão de quatro pontos) incluem: 1) Indicadores de desempenho de têmpera do vidro (DOL, CS); 2) Defeitos internos e superficiais do vidro (microfissuras e arranhões); 3) Lascas de borda e danos ocultos formados durante o processamento CNC; 4) Defeitos inerentes à matéria-prima do vidro (impurezas na matéria-prima, áreas irregulares, bolhas de ar e inclusões, que são fatores incontroláveis).
d. Polimento
O material de vidro é moído e polido usando um moedor de dupla face equipado com almofadas de polimento e pó de polimento. Este processo remove impurezas da superfície e microfissuras, aumentando a suavidade da superfície do vidro e reduzindo a aspereza. O principal componente do pó de polimento é o óxido de cério. As partículas de pó de polimento de óxido de cério são poligonais com bordas distintas, tendo um diâmetro médio de cerca de 2 mícrons e uma dureza de Mohs 7-8. O tamanho da partícula e a pureza do pó de polimento de óxido de cério afetam diretamente o resultado do polimento.
e. Limpeza ultrassônica
Quando vibrações de alta frequência (28–40 kHz) são transmitidas ao meio de limpeza, o meio líquido gera bolhas de cavitação quase semelhantes ao vácuo. À medida que essas bolhas colidem, se fundem e se dissipam, elas criam explosões de pressão localizadas de vários milhares de atmosferas dentro do líquido. Essa alta pressão faz com que os materiais ao redor passem por várias mudanças físicas e químicas, um processo conhecido como "cavitação". A cavitação pode quebrar ligações químicas em moléculas de materiais, levando a mudanças físicas (dissolução, adsorção, emulsificação, dispersão) e mudanças químicas (oxidação, redução, decomposição, síntese), removendo efetivamente contaminantes e limpando o produto.
f. Impressão
O princípio da impressão envolve a criação de um estêncil usando materiais fotossensíveis. A tinta é colocada na moldura da tela, e um rodo aplica pressão para empurrar a tinta através das aberturas da malha da tela para o substrato, formando padrões e texto idênticos ao design original.
g. Revestimento
Sob condições de vácuo (10⁻³ Pa), uma pistola de elétrons emite um feixe de elétrons de alta velocidade para bombardear e aquecer o material de revestimento, fazendo com que ele evapore e se deposite na superfície do substrato, formando uma película fina. O equipamento de revestimento consiste principalmente em um sistema de vácuo, um sistema de evaporação e um sistema de monitoramento da espessura do filme. Os revestimentos comuns incluem filmes funcionais como AF (anti-impressão digital), AR (antirreflexo), AG (antirreflexo), filmes de alta dureza, filmes decorativos como NCVM (metalização a vácuo não condutiva) e filmes iridescentes.
7. Classificação IK
As classificações IK são uma classificação internacional que indica o grau de proteção fornecido por gabinetes elétricos contra impactos mecânicos externos.
As classificações IK são definidas como IK00 a IK10. A escala de classificação IK identifica a capacidade de um invólucro de resistir a níveis de energia de impacto medidos em joules (J) de acordo com IEC 62262 (2002).
A IEC 62262 especifica como o invólucro deve ser montado para teste, as condições atmosféricas necessárias, a quantidade e distribuição dos impactos de teste e o martelo de impacto a ser usado para cada nível de classificação IK. O teste é realizado por um testador de impacto de pêndulo Charpy.
IK00 Não protegido
IK01 Protegido contra impactos de 0.14 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 0.25 kg caindo de 56 mm acima da superfície impactada.
IK02 Protegido contra impactos de 0.2 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 0.25 kg caindo de 80 mm acima da superfície impactada.
IK03 Protegido contra impactos de 0.35 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 0.25 kg caindo de 140 mm acima da superfície impactada.
IK04 Protegido contra impactos de 0.5 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 0.25 kg caindo de 200 mm acima da superfície impactada.
IK05 Protegido contra impactos de 0.7 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 0.25 kg caindo de 280 mm acima da superfície impactada.
IK06 Protegido contra impactos de 1 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 0.25 kg caindo de 400 mm acima da superfície impactada.
IK07 Protegido contra impactos de 2 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 0.5 kg caindo de 400 mm acima da superfície impactada.
IK08 Protegido contra impactos de 5 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 1.7 kg caindo de 300 mm acima da superfície impactada.
IK09 Protegido contra impactos de 10 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 5 kg caindo de 200 mm acima da superfície impactada.
IK10 Protegido contra impactos de 20 joules.
Equivalente ao impacto de uma massa de 5 kg caindo de 400 mm acima da superfície impactada.
Se você tiver alguma dúvida sobre o Display Cover Glass, entre em contato com a Orient Display engenheiros de suporte