Ba quy trình sản xuất tấm bìa kính là gì?
Tấm che kính là thành phần bảo vệ và trang trí không thể thiếu cho các thiết bị điện tử tiêu dùng, màn hình ô tô, thiết bị gia đình thông minh và màn hình cảm ứng công nghiệp. Đóng vai trò là giao diện ngoài cùng giữa các thiết bị điện tử và người dùng, chúng đảm nhận các chức năng cốt lõi như chống trầy xước, chống rơi, truyền ánh sáng và trình bày thẩm mỹ. Hiệu suất, độ bền bề ngoài và các tình huống ứng dụng của tấm phủ kính hoàn toàn được xác định bởi quy trình sản xuất của chúng.
Trong ngành sản xuất chính xác hiện đại, việc sản xuất tấm phủ kính chất lượng cao chủ yếu dựa vào ba quy trình trưởng thành và chủ đạo: quy trình kính nổi, quy trình rút tràn và xử lý tăng cường hóa học. Mỗi quy trình có các nguyên tắc kỹ thuật riêng, lợi thế sản xuất, đặc tính hiệu suất và các lĩnh vực ứng dụng mục tiêu. Hiểu được ba quy trình cốt lõi này là điều cần thiết để các nhà sản xuất điện tử, kỹ sư thu mua và người thực hành trong ngành lựa chọn vật liệu tấm phủ kính phù hợp và tối ưu hóa chất lượng sản phẩm.
Lớp phủ chống phản chiếu (AR)
Kính chưa được xử lý phản chiếu khoảng 8% ánh sáng khả kiến - 4% từ mỗi bề mặt tiếp xúc giữa không khí với kính. Đối với màn hình, sự phản chiếu đó làm mất đi độ tương phản và buộc người dùng phải tăng độ sáng, gây hao pin. Lớp phủ AR làm giảm độ phản xạ xuống dưới 1% trên mỗi bề mặt.
Lớp phủ AR sử dụng sự can thiệp của màng mỏng. Các lớp vật liệu có chiết suất xen kẽ – điển hình là silicon dioxide và niobium pentoxide – được lắng đọng trên kính. Mỗi lớp có độ dày chính xác bằng một phần tư bước sóng ánh sáng khả kiến. Ánh sáng phản chiếu từ trên và dưới của mỗi lớp giao thoa triệt tiêu, triệt tiêu sự phản xạ.
Phương pháp lắng đọng là làm bay hơi chùm tia điện tử hoặc phún xạ bên trong buồng chân không. Vỏ kính được tải lên các mái vòm quay hoặc các thiết bị cố định hành tinh. Hơi nước di chuyển theo đường thẳng và ngưng tụ trên tấm kính mát.
Một ngăn xếp AR thông thường có 4 đến 7 lớp. Nhiều lớp hơn cho băng thông rộng hơn (bao phủ toàn bộ phổ khả kiến) nhưng làm tăng chi phí và thời gian chu kỳ. Kiểm tra chất lượng đo độ phản xạ bằng máy đo quang phổ. Lớp phủ AR tốt cho thấy độ phản xạ trung bình dưới 0,5% từ 450nm đến 650nm.
Lớp phủ chống dấu vân tay (AF)
Dấu vân tay dính dầu là kẻ thù của bất kỳ màn hình cảm ứng nào. Lớp phủ AF giúp kính chống thấm dầu và kỵ nước (chống thấm nước). Dấu vân tay dễ dàng lau sạch và vết bẩn ít nhìn thấy hơn.
Lớp phủ là chất fluoropolymer - điển hình là dẫn xuất perfluoropolyether (PFPE). Phương pháp ứng dụng khác nhau. Sự bay hơi chân không là phổ biến cho sản xuất khối lượng lớn. Một chén nung nhỏ chứa PFPE rắn được nung nóng bên trong buồng chân không. Vật liệu bay hơi và liên kết hóa học với bề mặt thủy tinh, tạo thành một lớp đơn sắc dày khoảng 2 đến 5 nanomet. Công việc phun ướt và xử lý nhiệt với khối lượng thấp hơn. Dung dịch AF lỏng được phun hoặc tráng quay lên kính, sau đó nung ở nhiệt độ 120°C đến 150°C trong 30 phút. Kết quả tương tự nhưng kém bền hơn một chút so với AF lắng đọng chân không.
Độ bền được đo bằng thử nghiệm mài mòn len thép. Trọng lượng 1kg với miếng đệm bằng thép cọ xát qua lại trên bề mặt được phủ. Lớp phủ AF tốt tồn tại sau 3.000 đến 5.000 chu kỳ trong khi vẫn duy trì góc tiếp xúc với nước trên 100 độ. Kính chưa qua xử lý có góc tiếp xúc khoảng 30 độ – nước lan ra ngoài.
Lớp phủ chống chói (AG)
Ánh sáng chói xuất phát từ sự phản chiếu gương – bề mặt nhẵn phản chiếu ánh sáng giống như một tấm gương. Lớp phủ AG tạo ra kết cấu cực nhỏ giúp khuếch tán ánh sáng phản xạ. Kết quả là lớp hoàn thiện mờ vẫn có thể đọc được dưới ánh sáng mặt trời hoặc ánh sáng từ trên cao.
Có hai phương pháp tồn tại. Đầu tiên là khắc hóa học. Kính được nhúng vào dung dịch axit hydrofluoric hoặc amoni biflorua. Axit tấn công có chọn lọc bề mặt thủy tinh, tạo ra các đỉnh và thung lũng ngẫu nhiên. Độ nhám được kiểm soát bởi nồng độ axit, nhiệt độ và thời gian dừng. Sau khi khắc, kính có vẻ ngoài mờ. Phương pháp thứ hai là phun phủ các hạt nano silica. Huyền phù các hạt nano được phun lên kính và nung. Các hạt tự tập hợp thành một lớp thô. Phương pháp này mang lại tính đồng nhất tốt hơn nhưng khả năng chống mài mòn thấp hơn so với AG khắc. AG làm giảm độ rõ một chút vì ánh sáng tán xạ trong quá trình truyền cũng như phản xạ. Đối với màn hình có độ phân giải cao, AG thỏa hiệp với độ nhám vừa phải (Ra 0,1 đến 0,3 micromet) là phổ biến.
Phần kết luận
Quy trình kính nổi, quy trình kéo tràn xuống và quy trình tăng cường hóa học tạo thành ba trụ cột kỹ thuật cốt lõi của sản xuất tấm phủ kính hiện đại. Mỗi quy trình đóng một vai trò không thể thay thế trong chuỗi công nghiệp, đáp ứng nhu cầu sản xuất toàn diện từ sản xuất hàng loạt với chi phí thấp đến tùy chỉnh độ chính xác cao cấp.
Với việc liên tục nâng cấp thiết bị điện tử tiêu dùng theo hướng màn hình nhẹ, có thể gập lại và độ phân giải cao, ba quy trình chính cũng liên tục được lặp lại và tối ưu hóa. Quá trình tràn đang phát triển theo hướng có độ dày mỏng hơn và độ phẳng cao hơn, quy trình nổi liên tục cải thiện độ chính xác bề mặt để thu hẹp khoảng cách hiệu suất với các quy trình cao cấp và quy trình tăng cường hóa học đang phát triển theo hướng các lớp ứng suất sâu hơn và khả năng chống va đập cao hơn. Đối với các nhà sản xuất điện tử toàn cầu, sự hiểu biết rõ ràng về đặc điểm của ba quy trình là chìa khóa để lựa chọn các sản phẩm tấm phủ kính có hiệu suất cao và tối ưu hóa khả năng cạnh tranh cốt lõi của sản phẩm.
