AG玻璃在新型显示领域的发展现状及发展趋势

杨金发，刘 东

(1.中国科学院合肥物质科学研究院，合肥 230031；2．中国科学技术大学，合肥 230026；3.凯盛科技股份有限公司，蚌埠 23300)

AG玻璃，又叫抗反射玻璃和防眩光玻璃，英文名为Anti-glare glass，是对玻璃表面进行特殊加工的一种玻璃。其特点是使原玻璃反光表面变为哑光无反射表面(表面凹凸不平)。其原理是把优质玻璃片的双面或单面经过特殊加工处理,使其与普通玻璃相比较具有较低的反射比。

AG玻璃的主要应用在ATM机器显示器、户外显示器、电子白板、电子黑板、车载显示器、手机等，可以防止反光，在强光下能够看清屏幕里面的内容，避免造成“眩光袭击”，也就是我们通常所说的“光污染”。

1 AG玻璃的生产工艺

随着科技的飞速发展，AG玻璃技术也在不断的改进和更新。国内外，现有的AG玻璃生产工艺方法大致可以分为三类：物理加工法、化学加工法、喷涂法。

1.1 物理加工法

物理加工法是将颗粒比较小的石英砂或金刚砂喷射于玻璃表面以形成毛面的过程，或者通过磨砂的方法使玻璃表面形成凹凸不平的毛面。物理加工法主要有喷砂法、磨砂法。

1.1.1 喷砂法

喷砂法首先需要将预先准备好的保护层贴于玻璃表面；然后将所需的图案放在保护层上面合适的位置；再将玻璃表面需要喷砂部分上面的图案去除；最后把玻璃样片放入喷砂装置里面进行喷砂处理，待喷砂结束去掉玻璃表面的保护层，清洗、干燥，得到蒙砂玻璃。因有无贴保护层的差别，使得玻璃表面形成了透明和不透明的两种对比比较明显的雾面。

1.1.2 磨砂法

磨砂法就是对普通表面进行磨砂加工而得到磨砂玻璃。目前，磨砂玻璃的加工方法主要采用的是机械加工方法。因其操作过程中投资大、费用高，磨面手感粗糙，而且生产效率低，并且不易加工出特殊要求的图案，很少被用于生产磨砂玻璃。

1.2 化学加工法

化学法主要是通过化学物质与玻璃进行反应，生成难溶的氟硅酸盐并沉积于玻璃的表面，形成难溶的超微晶粒子，这些超微晶粒子致密的覆盖于玻璃表面会阻止化学物质进一步与玻璃反应，进而形成非均匀侵蚀，得到半透明的毛面。根据超微晶粒子的大小得到相应透过率与反射率的蒙砂玻璃，主要方法为喷吹法、浸入法和涂布法。化学法不会造成玻璃物理性能的大幅度改变，应用起来相较于物理法更加简单、可控，蒙砂效果也更好，因此被广泛应用于工厂的工业化生产中。

1.3 喷涂法

喷涂工艺AG就是在洁净环境中将亚微米级二氧化硅等微粒均匀涂布在玻璃表面，再经过加热固化处理，在玻璃表面形成一层颗粒层，对光线产生漫反射而达到防眩光效果。

该工艺是物理方法，不破坏玻璃表面层，AG后玻璃厚度是增加的。属于设备控制型工艺，技术难度不高，对玻璃基材要求不高，产品良率由分散液和雾化效果等特性决定，低成本是该产品的优势。由于是涂层，就存在牢固度和耐候性等的问题。测试结果表明，固化温度是影响涂层牢固度决定性因素，温度越高，涂层与玻璃表面结合力越强，涂层越不易脱落，在钢化温度下，涂层中的微粒分子与玻璃由弱范德华力结合方式转变为分子间强价键结合方式，涂层与玻璃融合一体。

2 AG玻璃在新型显示领域的发展现状

在新型显示领域AG玻璃应该主要应用在显示器保护盖板，主流生产工艺有化学法和喷涂法，物理方法应用较少。

物理法在新型显示领域使用的代表产品是iPhone 11手机后盖，但在市场上少有使用。其主要优点是没有使用化学药剂，没有环保问题，生产工艺设备简单。物理法的劣势是生产效率慢，尤其是中大尺寸产品生产效率极低，生产成本高，产品质量难以达到超细颗粒度、高透过、高清的要求。

在iPhone11 发布后国内手机厂商发布了多款AG玻璃后盖的产品都没有采用物理AG的工艺方法。因此该方法没有在新型显示领域被应用。

化学法在目前电子显示领域应用最广泛，其应用领域有高端要求的手机后盖、车载显示盖板、电子白板、电子黑板、商用显示等领域。

化学法的主要优点有AG层长久存在，不存在脱落问题；蚀刻AG玻璃可以进行任意冷加工，如磨切、钢化等处理，AG效果不会改变；耐候性能佳，尤其对于户外应用产品，不会因风吹日晒降低AG效果；AG层不含挥发性物质；不仅可以应用于中大尺寸产品上，在小微尺寸产品上优势更加明显。

化学法的劣势是不同材质不同厂商的玻璃需要使用不同AG配方，导致表面粗造度难控制，要求技术性非常高；因其生产过程使用大量的氢氟酸、硫酸、盐酸等化学物品对废水废气需要投入大量处理费用，环保压力大，生产成本较高。

喷涂法在电子显示领域主要应用在非触摸类和非室外使用的产品，如工控显示等。喷涂法的主要优点有将AG防眩液直接喷涂在玻璃表面成膜，药液不需要任何前处理，工件表面只需做脱脂、无尘清洁处理；表面硬度可达6～9 H；生产良率基本上可以控制在95%以上；AG膜层不良品可以重工，玻璃可以重新投入加工；机械化标准作业，批次稳定，良率高，人工成本低。

喷涂法的劣势有光泽度低、粗造度较高、附着力差、耐摩擦性能不好。由于喷涂AG的缺点都是性能方面的缺陷，因此其无法进入高端市场，目前低端市场还有相当部分产品使用此工艺。

基于以上分析，国内外市场上产品均采用化学蚀刻AG玻璃，手机系列产品有华为、荣耀、三星等；车载触控屏BMW，奥迪，特斯拉等车型；商显系列产品有视源，鸿合等。目前化学蚀刻AG工艺领域已开始被市场所关注，诸多实力雄厚企业和资本已经或者即将进入，随着技术持续开发和相关设备的优化改进，产品良率将逐步提高，成本进一步下移，优势更加明显，市场占有率会进一步扩大。

3 化学法工艺玻璃在新型显示领域的发展现状

化学法主要有喷吹法、涂布法和浸入法。

3.1 喷吹法

喷吹法是采用喷吹装置将配置完成的蒙砂液吹到玻璃表面，使其完成侵蚀反应，从而制备蒙砂玻璃。先将玻璃样片放置于塑料托盘的卡槽处，匀速转动塑料托盘，在此条件下利用塑料喷吹装置将蒙砂液喷吹到玻璃表面，进而完成玻璃的蒙砂，之后将蒙砂完成的玻璃样片取出，清洗干净，干燥，最终得到成品。优点：设备简单，投资额少；缺点：人工操作环节多，质量控制难度大，不适合大批量显示AG玻璃生产。

3.2 涂布法

涂布法是将配置好的蒙砂膏按照所需的图案形状均匀的涂在玻璃表面，在一定温度下对玻璃进行均匀的加热，得到类似于一层膜的毛面，进而制备成蒙砂玻璃。涂布法有很多种，使用最多的为手工涂布法、高压喷涂、电动喷枪喷涂和静电喷涂。优点：涂布法操作简单，适用于各种形状与尺寸的玻璃，也能制备出各种所需的图案形状；缺点：蒙砂效率低，蒙砂均匀性差且耗能较大，不适合大批量显示AG玻璃生产。

3.3 浸入法

浸入法是将需要蒙砂的玻璃清洗干净，之后将不需要蒙砂的地方贴上保护层，将玻璃垂直平行放入玻璃框架中固定好，根据玻璃大小单片玻璃之间留出2～5 cm的间隙，当需要进行特殊图案的蒙砂时，可用PVC胶带纸覆盖不需要蒙砂的部分，之后将玻璃完全浸入蒙砂液中进行蒙砂处理，这是目前电子显示AG玻璃生产的主流方法。

浸入法又分为垂直浸入法和水平浸入法。

垂直浸入法工艺决定了AG玻璃在产品性能上存在无法避免的缺点。因为竖直加工基片下部是先入后出，接触药水时间始终大于基材上部，因此在竖直方向上不同位置上的粗糙度是不一样的，单位长度内浮动值较大，且AG玻璃成品尺寸越大影响越大。因受重力作用对反应历程的影响，粗糙度还存在方向上的差异，直接影响到AG颗粒直径、雾度、透过率、影像清晰度等性能稳定，影响产品的使用性能和质量。

因此竖式浸入法工艺适合于加工中小尺寸或品质不高防眩光玻璃，如要求低电子白板、小尺寸AG盖板等。随着防眩光玻璃的优点被市场认可和更多应用领域的导入，对防眩光玻璃的品质和性能要求越来越高，垂直浸入法防眩光玻璃已不能满足高精细的应用要求。

水平浸入法防眩光玻璃生产工艺最大特点是“三相同”：即药液浓度始终相同，同片玻璃各部位和同批次不同片玻璃AG处理时间相同。在该技术优势下，AG表面微观颗粒形状对称，大小均匀，消除了趋向性现象；采用9点测量检测防眩光玻璃整板参数均匀稳定。因此利用水平法工艺制作的防眩光玻璃以品质稳定、性能均匀等优点多应用在高端领域，如各类电子产品的显示屏、触摸屏、车载仪表屏和中控屏、穿戴设备和通讯设备的护眼屏等。

4 AG玻璃在新型显示领域的发展趋势

随着智能汽车的快速发展和5G手机的普及，显示盖板玻璃采用AG玻璃必然是趋势，对AG玻璃的产品性能质量提出了更高的要求，因此产品化集中度会提高，大厂会占据大部分的显示盖板AG市场。这些大厂主要包括两类厂家：一类盖板玻璃原片生产厂商如：熊猫、彩虹、南玻、中建材等玻璃企业；另一类大型盖板生产厂家如:蓝思、伯恩、欧菲光等大型盖板厂。

笔者认为，AG玻璃未来有以下几个发展方向：1)工艺路线化学法持续占领高端市场，喷涂工艺由于其耐磨性和耐用性的限制无法占领高端市场，物理法其产品质量无法满足显示盖板的要求，同时其成本高也无法满足显示盖板的要求。2)AG玻璃行业标准将会统一，如车载盖板玻璃AG标准，商显盖板玻璃AG标准，手机盖板AG标准等。3)化学AG玻璃的生产成本，将来是AG玻璃扩大应用范围的一个影响因素，提升化学AG的良率，降低AG玻璃加工成本，将是这个行业持续努力的方向。4)垂直浸泡法和水平浸泡法化学AG工艺将会长期共存。垂直浸泡化学AG法适用小尺寸和小规模工厂生产，而水平浸泡AG法适用玻璃原片厂尺寸AG玻璃加工和大规模盖板工作适用，但水平线适用面会更为广泛。