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    拓米:自主减薄与镀膜两大技术降低上游成本,推动UTG国内产业链普及发展

    发布时间:2022-05-07发布部门:

    近一两年在三星、华为、小米等手机厂商推动下,相关关键技术如屏幕、铰链、盖板玻璃等已经经历了迭代优化,在实际应用中逐渐成熟起来。针对划痕和折痕问题,拓米集团副总裁、成都拓米研究院院长张宸浩博士告诉记者:铰链、UTG(超薄玻璃)、OLED面板结构三者都会影响折痕明显与否,并不是单一问题。

     

    以铰链为例,一般而言,U型结构就会比水滴结构的折痕明显;CPI的折痕就比UTG明显。拓米在折叠屏上不但拥有铰链设计制作的实力,而且在盖板UTG上也有深厚的技术储备,其减薄与镀膜技术能够助力量产更完美的UTG。


     


    01

    UTG会是折叠屏盖板当下最优选


    从2020年开始,各品牌开始采用UTG代替CPI,三星Galaxy Z Flip是第一款屏幕上覆盖UTG盖板的折叠屏产品,其质感要好于上代的Galaxy Fold所采用的CPI。

     

    超薄玻璃(UTG)到底是什么,它和普通玻璃又有什么不同呢?通常将厚度小于100微米的玻璃称为超薄玻璃,这种玻璃被应用在可折叠消费电子产品的显示屏。

     

    拓米减薄阳厂长接受采访时认为:“从三星开始采用UTG后,折叠屏手机市场的注意力便集中到UTG上。UTG有2大优点是1. 玻璃高品质的质感2.对淡化折痕的帮助。不过由于UTG的产能在目前无法满足大批量的制造,因此一些终端厂家,还处于观望的阶段。一旦UTG的产能大幅度提高,价格下降至合理,那么 UTG是会取代CPI,占据主导的地位。”

     

    作为柔性显示终端的交互界面,柔性盖板不仅要为显示终端提供必须的保护,还须具备高的可见光透过率,舒适的手感,高的表面硬度,强的耐弯折性等特性。

     

    相比较CPI,UTG在耐用性、透光性、硬度、质感方面都要更强,以Galaxy Z Flip的屏幕UTG为例,官方宣称其可折叠多达20万次而不会损坏,如果每天折叠100次,大约可以使用5年。

     

    UTG的应用范围是十分广泛的,不过只有少部分才能应用在折叠屏手机上,原因在于折叠屏对于玻璃的弯折性、耐用性都有着更加严苛的要求。用于折叠屏手机的超薄玻璃,不仅在厚度上要做到50微米(0.05毫米)以下,还要经过加工强化,使其耐用性进一步提升。




    02

    折叠屏手机上合格UTG是怎样炼成的?


    UTG超薄柔性玻璃产业链,有两大难点:一是UTG超薄玻璃作为原材料的制造与生产,二是UTG玻璃要满足用于柔性盖板的所需指标,须有后加工工艺的摸索。这意味着并不是所有UTG都能用于折叠屏手机,其必须具备多重指标,当中厚度是一个重要的参数。



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    (大片未强化550*650  30um产品)

     

    目前市面上采用了三星供货折叠屏幕的机型,如三星Galaxy Fold 3、OPPO Find N、vivo X Fold等,它们的盖板UTG均来源于肖特,这是由于目前三星与肖特进行了深度绑定,肖特所生产的30微米的UTG均供应给三星折叠屏。

     

    据阳厂长介绍,德国肖特、美国康宁是目前UTG超薄玻璃制造领域的主要公司,也是主要的玻璃原材料供应商。以肖特为例,其能够生产30微米、70微米、100微米等多种厚度的玻璃,上文已经提到,由于肖特30微米的UTG与三星折叠屏绑定,因此其可以对外出货的为70微米及以上厚度的玻璃。

     

    国内不少企业也加入到UTG玻璃制作当中。需要明确的是,这类企业并不直接生产玻璃,其是通过从肖特等公司购买玻璃原材料,随后通过减薄、镀膜等工艺技术令其符合终端市场的要求。

     

    “拓米在UTG减薄上是有独家的技术优势的。”阳厂长表示,“通过拓米拥有独家专利的360°旋转减薄的技术,令玻璃厚度从0.21毫米直接减薄到30微米,同时维持较高的平坦度。目前拓米是率先量产这种工艺的厂商”

     

    据了解,拓米拥有360°旋转蚀刻减薄技术,是行业内唯一实现大板、厚板减薄的企业。通过独有化学减薄与边缘塑形的生产工艺,能够让厚度均一性、表面光洁度、边缘形态、弯折性能、反弹力等指标领先。目前采用该技术减薄的可量产尺寸为550X650mm,未来实现1100*1300mm,面板面积的几何增长可以大幅度提升切割效率和良率,进而降低UTG的原料成本。

     

    在减薄后,玻璃后段加工还需要进行激光切割、钢化、镀膜等核心工艺处理,而镀膜也是拓米UTG优势技术工艺中的重要一环。

     

    目前UTG表面普遍采用光学透明胶(OCA)作为粘结剂将PET_HC薄膜贴附到UTG表面,其优点是制程简单,但是缺陷也很明显比如强烈的塑料感。OCA材料自身的粘弹性,弯折一定次数后弯折区域折痕明显,产品厚度受限于来料厚度较厚,不符合未来产品更加超薄、轻柔的发展趋势。

     




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    (非镀膜UTG)


    拓米方面是采用涂布式处理,以有机高分子树脂为原料,涂布在UTG表面并固化成薄膜,与UTG附着性好,同时膜厚根据产品要求灵活设计,无OCA层,能够很好的继承玻璃的平坦性、回弹性及耐弯折性。

     

    拓米镀膜韦厂长总结了UTG涂布产品的两项技术难点,那就是工艺和材料的适配性与材料与产品设计的匹配性。拓米经过近四年的工艺摸索和材料开发,攻克多项涂布技术难点,采用普通的材料,借助巧妙的工艺实现了两者牢固耦合,形成了基于自研的材料体系,并取得多项技术专利。


    作为人机交互界面,有机材料的光学耐磨性也是一项重要指标,拓米涂布型UTG/有机复合盖板产品形成了基础的“三层”结构,即界面耦合层、缓冲层及表面改性层,其中产品单体性能远优于贴膜产品。相比较传统采用康宁大猩猩玻璃的手机屏幕,可以承受莫氏6级的刮擦,约等于金属小刀的刮擦程度。



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    (拓米镀膜产品)

     


    值得一提的是,通过拓米的UTG镀膜形成的“三层”结构,每一层均有特定功能,缓冲层除主要吸收外界冲击能量外,还与耦合层一起将UTG牢牢锁定在其表面。即使UTG破碎,其表面一样光滑,皮肤接触不会有玻璃碎屑刺痛的感觉。

     

    “一款合格的、好的折叠屏盖板UTG玻璃,必须具备多重指标,诸如厚度控制,边缘的平整性,表面平坦度,表面应力分布的均匀性,可见光透过率,表面硬度,强的耐弯折性等。这些参数指标,均需要在制作UTG时,各个环节的工艺参数和条件做到最适化,才能更好地帮助解决折叠屏弯折折痕、划痕等使用体验问题。”张宸浩博士认为。




    03

    推动国内UTG产业链快速发展



    诚如大部人的印象里,折叠屏手机两三年前便率先由三星拉开帷幕,随后华为、小米跟进,可是其一直给人以高昂的价格、脆弱的屏幕的感觉,市场上一直不愠不火。受消费者换机周期延长,叠加疫情等因素,中国智能手机市场销售开始下滑,而折叠屏手机有着形态变化等核心变化,同时融合了多种技术创新,业界均认为其销售量将会不断扩大,而各大手机巨头与相关产业逐渐押宝在折叠屏供应链。

     

    CINNO Research数据显示,2025年全球折叠屏智能手机销量有望达5,740万部,年均复合增长率CAGR达66%。未来近2~3年中国市场折叠手机将会迅速发展。

     

    UTG作为折叠手机供应链的重要组成部分,其国内产业链的发展将会直接影响折叠屏产业的后续市场量能和增速。

     

    站在折叠屏UTG产业发展的风口,拓米除了在减薄和镀膜拥有技术优势外,他们已经与玻璃供货商有着良好的合作关系,其大板减薄产品也得到了下游客户认可,可以解决大部分下游厂家玻璃来源不稳的问题。

     

    同时,拓米已经进行了充裕的产能规划,UTG减薄工厂目前量产线有三条产线开始稼动,在5月份可以实现6万大片的月产量。追加产能在2022年底可以扩充到16万/大片/月(约等于200万/8吋UTG/月),而UTG镀膜工厂则在2022年6月完成25万片的一期产能,Q4完成50万/8吋UTG/月的扩产计划。两者可充分满足客户订单的需求。




     



    张宸浩博士表示:“拓米把自身定义为上游超薄玻璃原材料的供应商,同时拓米拥有行业内第一条全自动玻璃镀膜生产线。利用我们大规模生产及大面积基板的成本优势,给下游UTG小片生产厂商提供充足稳定的货源,提升成本优势,并以镀膜代工方式提升附加价值。”

     

    目前国内UTG产业链尚在起步阶段,同时拥有减薄和镀膜技术的企业并不多,而拓米的未来发展战略便是通过自身技术、大规模生产等优势从上游降成本,推动国内UTG产业链的普及发展。”张宸浩博士表达出对产业发展的期盼。





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