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康寧正在研發摺疊屏用0.1毫米、彎曲半徑5毫米的超薄柔性玻璃

編譯:山海觀

來源:CNET

康寧生產研發電子設備保護玻璃的歷史遠比我們任何活著的人都長。該公司始於19世紀中葉,以開發燈籠和燈泡用耐熱玻璃起家,在20世紀轉移到電視顯像管領域,現在的產品包括我們日常使用的許多手機屏幕。

為了適應每個不同應用產品,康寧玻璃的類型不得不和它所涵蓋的技術一樣多。這些玻璃產品變得耐熱、耐刮擦,並且越來越難以碎裂。它可能很快就可以通過逼近玻璃彎曲的極限來塑造下一代可摺疊顯示器。為了了解大猩猩玻璃製造商近期的產品動向,以及這些動向對未來電子設備可能的影響,近日外媒CNET採訪了紐約州的康寧總部。

尋找完美的玻璃配方

製作玻璃需要兩種基本的東西:沙子(二氧化硅)和大量的熱能。但是,在混合物中添加不同的元素將會製成完全不同類型的玻璃。實際上,即使改變加熱溫度或冷卻時間也會極大地改變其性能。

這就是康寧推出可以滿足不同用途玻璃類型的方法。有些玻璃,比如我們手機上的大猩猩玻璃,可以防止跌落和抗劃傷。有些玻璃,比如擋風玻璃上的玻璃被設計成防爆玻璃,這種玻璃在粉碎後會變成小塊(而不是尖銳的碎片)。另外一些玻璃,比如實驗室燒杯使用的玻璃,則需要足夠的穩定性,不能與其內部混合的化學品發生反應。

「考慮到玻璃的所有尺寸、化學成分、物理特性、電磁特性(光學特性),等等......我們正在學習如何以最精確的方式控制所有這些特性,」康寧高級副總裁Jeff Evenson說道。

第一站也是產品研製過程的第一階段:康寧的測試廚房。這些新的玻璃配方都要在這裡經過測試。他們沒有使用烤爐,取而代之的是一排巨型熔爐,可以達到1800華氏度以上的溫度,這個溫度比火山內部還要熱。

康寧的熔爐,新的玻璃配方在1800華氏度以上的溫度下烘烤

工作人員將玻璃配方混合物放入叫做坩堝的鍋狀容器中,然後將坩堝像披薩一樣放進熔爐內部,送放時使用很長的金屬叉子以保護工作人員。熔爐附近的任何人都戴著銀色防火服和面具,而我和CNET團隊的其他成員則使用深色眼鏡來保護眼睛。爐內的光線看起來像太陽一樣明亮。

發光的玻璃像糖漿一樣倒在金屬板上

大猩猩玻璃需要比普通玻璃更高的溫度,當坩堝從熔爐中取出來時,會發出明亮的光。坩堝裡面的混合物則變成了濃稠的液體,工作人員在我們面前將這些液體像糖漿一樣倒在金屬板上。金屬板上的這種液體像容器一樣開始變白,然後隨著溫度降低慢慢變成橙色,最終變得透明清楚。這種液體冷卻越快就越不可塑,另外,如果冷卻得太快還會破碎。一旦變得清楚透明,它就會被轉移到一個特殊的烤箱中,這種烤箱可以設定冷卻速度。不同於大猩猩玻璃,康寧這些天正在測試另一種不同類型的玻璃配方。

0.1毫米的可彎曲的玻璃

隨著三星宣布其新的可摺疊Galaxy手機和中國公司柔宇推出的可摺疊手機FlexPai,2019年將成為可摺疊手機進入商用市場的元年。長期以來,雖然OLED面板一直支持柔性設計,但整個柔性產品的製造還需要使用同樣可以彎曲的玻璃,這正是康寧繼續推動可彎曲玻璃研發的原因。

「為了達到一個特定半徑的彎曲標準,必須製作出一塊比現在更薄的玻璃,我們實驗室里製作出的一些玻璃薄如人類的頭髮,」康寧的技術總監Polly Chu說。

康寧仍在開發中的超薄可彎曲玻璃,它的彎曲性能使得玻璃幾乎可以對摺

在康寧公司,我們提前看到了康寧的超薄可彎曲玻璃,它的厚度約為0.1毫米,彎曲半徑可以達到5毫米。這不是第一款可彎曲的玻璃,康寧前幾年推出過一款稱作Willow的玻璃類型,不過現在的這種超薄可彎曲玻璃比Willow玻璃更薄,且具有更好的彎曲能力。把這樣的可彎曲玻璃握在手裡,我很難相信它是一塊玻璃而不是一塊輕薄的塑料板。

塑料也被業內認為是可摺疊手機面板的一種潛在材料。但與塑料相比,康寧表示其可彎曲玻璃具有更高的強度和顏色屬性,因為塑料更易於刮傷,而且摺痕和顏色會隨著時間變化。

「如果考慮用戶現在對智能手機的需求:抗劃傷性、抗跌落性、更好的光學性能、更好的觸感......我認為玻璃很可能會超過塑料而作為蓋板材料的首選,」康寧副總裁John Bayne說道。

但康寧的這種可彎曲超薄玻璃仍處於開發階段,這意味著你還不能在任何可摺疊設備上看到它。另外即使這種技術成熟並且可以量產,它在市場上的應用也會是一個很緩慢的過程。FlexpPai將於12月開始發售,它的屏幕使用塑料蓋板,另外也有傳聞三星在其手機上使用透明聚醯亞胺材料作為塑料蓋板的替代品。

「可摺疊手機現在還不具有穩定地市場,因為它的用例還不完整,而且外形設計也不是很清晰,」Bayne說。「在這些事情開始顯現並變得更加明朗之前,我們必須在玻璃設計領域的不同材料選項中進行創新,以確定正確的產品是什麼......並相應地制定出我們的開發日程。」

汽車玻璃

隨著顯示屏幕從電視和移動設備滲透到其他行業領域,製造商們正在為他們的顯示器尋找更為合適的玻璃蓋板。在汽車設計方面,康寧的玻璃可能很快就會佔據主導地位。隨著汽車變得越來越自主和個性化,車內顯示屏幕的使用已經變得非常普遍,這些屏幕供駕駛員和乘客用作控制和娛樂的媒介。

「除了這個顯示器之外,車內幾乎所有的表面都有自己獨特的形狀,因此設計師們希望做的是將這些顯示器以曲面的方式融入到駕駛員和乘客周圍的環境中,」康寧汽車玻璃解決方案副總裁Mike Kunigonis說道。

汽車內部的曲面玻璃將整個表面變成可用的顯示屏

康寧一直致力於儀錶板顯示器用曲面玻璃和紋理玻璃的研發,其中曲面儀錶板顯示器用於環繞駕駛艙的汽車內飾,而紋理玻璃,則是模擬木材或其他汽車表面以實現無縫融入。

使用一種稱為「Dead Front」的技術,康寧可以將控制面板隱藏在紋理玻璃下方,這些控制面板僅在玻璃背光點亮時顯現。這種效果適合將控制面板無縫地融入控制台,並集成到儀錶板中。即使是車窗也有可能設計成具有背光的觸摸屏,實際上,車內任何玻璃表面基本上都可以變成可用的顯示器。

駕駛員座艙視角的玻璃則更多,良好的可視性對於遵守安全標準至關重要,這就是為什麼康寧還為這些玻璃開發了抗反射塗層的原因,這種設計可以降低指紋痕迹的殘留並大幅降低眩光影響。該公司還製造汽車更耐用的外部玻璃。康寧與汽車製造商合作開發了一種擋風玻璃,這種玻璃對岩石碎片和冰雹具有更好的抵禦效果。

福特、寶馬和保時捷都已經開始在新設計的車上使用康寧玻璃,在未來18個月預計還有其他50家汽車製造商採用這種康寧玻璃。

玻璃的未來

除了手機和汽車,康寧認為玻璃將繼續在新技術的開發中發揮重要作用,這將有助於釋放這種材料的潛力。

「到目前為止,科學家已將周期表中約50種元素加入到二氧化硅中,但實際上幾乎整個元素周期表上的元素都可使用,我認為我們才剛剛開始。你想,簡單的26個字母竟然可以形成整本牛津英語詞典和你可以說的所有話,」Evenson說道。

這種紋理玻璃的外觀感覺就像木頭一樣,它可以在背光關閉時隱藏圖標

康寧舉辦2018中國媒體分享會,聚焦改革開放40年企業騰飛

而在中國,康寧於12月6日在上海舉辦了主題為「改革推動發展,創新賦能未來」的2018康寧中國媒體分享會。活動回顧了康寧在改革開放四十周年歷史機遇中所取得的成就,同時康寧也與來賓展望未來,延續對創新的專註,打造應用於未來的新技術。

康寧早在20世紀80年代就以電視技術和消費產品進入了中國市場。自此,康寧深耕中國市場近四十載,見證並推動了國內光通信、顯示科技、生命科學器皿、汽車和移動消費電子產品五大市場的迅猛發展。康寧把握中國改革開放及產業升級的時代契機,在中國大陸地區投資已超過40億美元,建立了18個業務運營公司和工廠,以及一座康寧中國研發中心,擁有近5000名員工。憑藉行業領先的技術和產品,以及在研發上的不斷投入,康寧始終與時俱進,滿足不斷升級的市場需求,開發出改變人類生活的創新產品。

康寧大中華區總裁兼總經理李放表示:「改革開放40周年,中國取得了巨大成就。 如今,中國不僅是世界的主要經濟體,更是創新的發源地和試驗場。在中國,我們一以貫之地利用自身在材料科學領域的專業知識,不斷引領行業變革,改善人類生活。」

光通信市場:自45年前康寧發明第一根低損耗光纖至今,康寧始終引領通信行業的變革。作為光通信行業唯一的端到端解決方案供應商,康寧光通信業務在中國為客戶提供從光纖、光纜到連接設備的全方位差異化解決方案,致力於應對搭建新一代網路和5G網所面臨的挑戰。

顯示科技市場:康寧作為顯示科技市場的領軍企業,不斷率先推出最新的大世代玻璃尺寸,並通過持續在華投資,將最新的顯示科技技術引入中國。隨著全球首個10.5代LCD玻璃基板工廠在合肥投產,康寧將繼續踐行其對中國戰略客戶的長期承諾,提供最先進的解決方案,並支持全球平板顯示行業日益增長的需求。

生命科學器皿市場:康寧一直是生命科學行業值得信賴的供應商。康寧的生命科學器皿助力新葯研發和改變生活的醫學突破。憑藉其在材料科技領域所累積的一百多年的專業知識,我們的技術能幫助科學家探索細胞療法在疾病治療上的強大功效,並在實驗室器皿領域引領著 3D 細胞培養、生物製藥和基因組學研究的發展。此外,康寧高質量的藥用玻管產品也推動著醫藥包材工業健康和安全標準的提高。

汽車市場:互聯化、電氣化、共享化和自動化是未來汽車行業發展的新趨勢。康寧以其獨特優勢,應對汽車行業所面臨的挑戰,推動汽車產業朝著更潔凈、更安全、更互聯的方向發展。康寧在中國本土生產的排放控制解決方案,幫助汽車製造商滿足更嚴格的汽油車輛新國六排放標準。康寧汽車玻璃能夠打造輕量化且抗損的車窗,並實現通常只有智能手機上才有的車載顯示觸屏體驗。

移動消費電子產品市場:康寧大猩猩玻璃問世十年,歷經不斷升級,始終緊跟現代設備設計的節奏。如今,逾45個主要品牌,超過60億台設備均採用康寧大猩猩玻璃。康寧將繼續與客戶密切合作,為新一代移動設備提供更卓越的耐久性和跌落保護。

除了五大市場以外,康寧的新興創新團隊將康寧非凡的材料和工藝特性與新市場機遇聯繫在一起。例如,康寧 Advanced-Flow 反應器為客戶提供了更安全的化學連續工藝,超薄柔性Corning Willow 玻璃能夠廣泛運用於建築及室內設計領域。

上海張江綜合性國家科學中心辦公室常務副主任施爾畏教授表示:「改革開放政策使中國成為了世界第二大經濟體,並且使中國成為了充滿活力的多元化市場。隨著製造業的不斷升級並向智能製造轉型,我們需要加大創新,同時引入康寧等跨國公司的技術知識,結合本土資源,進一步釋放行業的活力和發展潛力。」

中國市場充滿機遇。在這裡,創新引擎不斷發力,助力突破發展瓶頸,進一步推動行業變革。作為技術創新的領導者,康寧始終與當地的客戶和學術機構緊密合作,不斷探索以滿足本地市場的需求。未來康寧也將繼續為中國的合作夥伴提供革命性的解決方案,共同向下一個輝煌的40年大跨步邁進。

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