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柔性玻璃將翻蓋手機重新帶回市場

來源:麻省理工科技評論 2016/3/3 10:26:57

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中玻網】德國肖特公司(Schott)制造出一塊比頭發還薄并且長達500米的玻璃
  
  如果一部翻蓋手機展開后,它的屏幕能和平板電腦的大小差不多,這樣的手機屏幕就需要特殊的玻璃——柔性玻璃。如今,玻璃制造廠商已經能制造出比人類頭發還薄的可彎曲玻璃,而真實可折疊的玻璃在數年后也將問世。
  
  德國的玻璃制造廠商肖特公司已經能大規模生產這種超級薄、強度大且平滑的玻璃。這種玻璃和塑料一樣柔軟,電路也能制造在這種玻璃上。
  
  樂視的智能手機初次利用這種新型玻璃制作了指紋識別傳感器。肖特公司的發言人表示,在工業制造產商選擇并使用這種新型玻璃的同時,希望類似這樣以及其他種類的應用能給予這種新材料在市場中的一席之地。
  
  肖特公司是較早的能制造出超薄玻璃的公司,并且能使用離子交換的方式增強其強度
  
  呂迪格·斯普瑞嘉德(Rüdiger Sprengard)是德國肖特公司美因茨分公司超薄玻璃商業發展部的主。他透露,現在公司已經能大規模生產長達1000米的柔性玻璃。
  
  較近,他在舊金山一家酒店的房間里展示了這種樣品。一捆半米寬500米長的玻璃,看起來就像一大卷玻璃紙一樣。一塊玻璃可以被卷成半徑大約為9毫米一捆。“現在這樣的玻璃還不能進行折疊”,他表示。“我們正在努力研發這樣的玻璃,希望在幾年后能面世。”
  
  遞給我手套和護目鏡之后,斯普瑞嘉德又遞給我一塊紙張大小的玻璃。較紙而言,它明顯要更薄也更硬。普通的紙厚度一般是100微米,這塊玻璃卻只有70微米。就在我隨意揮動這塊玻璃就像把玩一塊塑料時,一旁的公司代表急忙退到了一邊,因為她沒有佩戴任何眼部保護措施,而我揮動的畢竟還是玻璃。斯普瑞嘉德解釋道:“在研發超薄玻璃的初期,它很容易會破碎造成事故。但在兩年前這樣的問題已經被解決了。”
  
  這種易碎性是大規模生產這種柔性玻璃的重大難題。為了解決這樣的問題,肖特公司研發了制造玻璃的新工藝。他們參照了現有的制造剛性玻璃的工藝,選擇采用離子交換技術來增強強度,另外常見于智能手機屏幕的康寧公司(Corning)也是使用的這種技術。
  
  為了讓玻璃越來越薄,也越來越柔軟,制造商必須研制出增強玻璃強度的方法。肖特公司是較早的能用離子交換技術增強超薄玻璃強度的公司。
  
  肖特北美公司(位于賓州)研發部副部長埃里克·烏魯蒂(EricUrruti)表示,實現這樣的技術其實很難。簡而言之,過程是這樣的:玻璃由滾輪從一個大的熔煉爐中拉扯出來,并形成片狀。然后侵入高溫的鉀離子浴,玻璃中較小的鈉離子就被非常大的鉀離子所替代,與此同時壓縮也在玻璃內部形成。
  
  這樣,玻璃被壓縮得越多,它的強度就越大。而玻璃越薄,控制這樣的壓縮過程越困難。現在,肖特公司已經能制作20微米的玻璃。然而,要讓其長度達到1000米,保持其厚度一致又是另外一道難題了。任何微小的瑕疵必須要被磨平,否則制造成手機屏幕后,這些瑕疵就將成為屏幕破損的地方。
  
  “當玻璃越來越薄,技術難點也變得不一樣”,康寧公司(總部位于紐約)大猩猩玻璃創新部的主任斯科特·福利斯特(Scott Forester)表示。康寧公司也在研發超薄的玻璃,已經可以將100微米薄的產品投入市場。當表層玻璃(例如手機屏幕)變得越來越薄,它們損壞的可能性也就越大。“但相較于塑料,玻璃的抗損性能還是要好一些”,福利斯特補充道。
  
  柔性電子產品已經取得了重大打破,但還是沒有能吸引消費者的眼球。如今,柔性屏幕被使用在一些智能手機上,例如三星GalaxyEdge,其方正的屏幕邊緣呈曲面狀,農業生產體系發光二較管(OLED)排列在塑料上作為屏幕顯示,并與用康寧公司的大猩猩玻璃制作而成的屏幕疊在一起。大家可以想象,如果屏幕的玻璃是柔性的,再加上一些調整,這臺手機就能做成柔性的。而現在常見的手機屏幕厚度大約在550微米左右,這比肖特公司展示的樣品厚了10倍。
  
  福利斯特表示,這樣的玻璃肯定能在柔性電子產業中占有一席之地。超薄玻璃工藝已經就緒,而柔性電子電路也正在不斷進步。現在他們都在等待合適的設計方案和買家。福利斯特表示:“我們必須要通過合適的亮點將產品的價值展現給人們。”
  
  雖然,超薄玻璃的前景仍然是一個大大的問號,康寧公司依舊在研發這樣的玻璃。由于離子交換技術很難運用于超薄的材料,公司現在開始從材料的根本尋求改變——改變玻璃的構成。
  
  “人類從石器時代就開始使用玻璃,但其中的化學原理還有很多都是未知的”,福利斯特表示。“我們的研發人員每天都要測試30到40種全新的玻璃加工工藝。”

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