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3D玻璃上陣 高機能定位新角色

抗菌玻璃可應用於3C電子及醫療儀器產品等。(來源:Corning)

3D玻璃愈來愈夯,隨著無線充電、軟性顯示器的需求上升,預料手機蓋板材質將逐漸由金屬改為玻璃,3D玻璃蓋板的趨勢更為明顯,手機品牌業者的產品機構設計將由2D、2.5D逐步朝向3D玻璃設計,目前許多一線品牌手機已推出採用3D玻璃蓋板的手機產品。

值得注意的,隨著5G時代來臨,由於亳米波等高頻波段的波長較短,容易受到金屬機身干擾,因此,5G手機機殼有機會朝向非金屬化發展,而3D玻璃可望成為機殼材料選擇,帶動3D玻璃需求。

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智慧手錶採用3D 曲面玻璃蓋板。來源:SILITECH

2D、2.5D、3D玻璃究竟為何?簡單來說,2D玻璃就是沒有任何弧形的純平面玻璃;2.5D玻璃則是指邊緣為弧形設計,但中間是平面;至於3D玻璃則是中間及邊緣皆採用弧形設計。目前市場出現愈來愈多採用3D曲面玻璃設計的產品,包括智慧型手機、智慧手錶、儀錶板等。

值得一提的,由於3D曲面顯示器可以提供更大的透明度,更舒服的視覺體驗、更開放的人機互動,因此可以預期汽車將更多地採用3D玻璃,拜汽車市場所賜,3D玻璃將迎來另一波成長,爆發期將落在2020年。

據市場預測,2020年3D玻璃市場規模將達到952億元,且未來隨著供應鏈的成熟和成本的下降,3D玻璃可能會被導入千元機,將進一步提高3D玻璃的市場需求。

3D玻璃商機迸發 業者積極布局

3D玻璃商機迸發,預先布局的廠商開始收穫。車用方面,康寧公司在今年初的美國拉斯維加斯消費性電子產品展(CES)上,推出全新的汽車內裝立體3D規格的 AutoGrade 保護玻璃解決方案。此方案的最大特色,是能在室溫下進行彎曲,精準地覆蓋現代汽車內裝的曲面,又不會影響保護玻璃的可靠性。

與熱成型的零件相比,康寧獨有的ColdForm冷彎成型技術可將成型保護玻璃零組件成本降低 4 成,又保有出色的光學性能與 AutoGrade 的可靠性。康寧表示全球已有逾 25 間車廠的 50 多款新車將採用這款玻璃。AutoGrade Corning Gorilla Glass 車用內裝3D 玻璃將於 2019 年開始進行量產,多間車廠已計畫將這款玻璃用於其 2020 年車款的設計上。

閎暉亦是持續布局 3D 曲面玻璃的公司之一,相關產品目前已打入BMW 等國際一線車廠供應鏈。藍斯科技與伯恩光學更是3D玻璃的主力供應商。其中,由藍思科技提供蓋板玻璃並主導設計的「雙屏雙曲面」,讓努比亞Z20智慧型手機獲得2020年「德國設計獎」。藍思科技擁有兩種自主研發的3D曲面玻璃技術,分別是3D熱彎成型技術和3D熱熔成型技術。

此外,華為的旗艦機 Mate 20 pro背面採用的多曲面3D玻璃機身,是採用科立視材料公司(KMTC)提供的3D玻璃,具備輕量、耐刮、耐衝擊等特性。

科立視成立於2011年,為華映集團旗下公司,華映集團約佔科立視91%股份。以2018而言,科立視3D蓋板月產能為200∼250萬片 (5.5英吋)。科立視的3D玻璃產品供貨對象目前主要仍是手機品牌客業者,包括華為、HTC、華碩、魅族、諾基亞、夏普、中諾、柔宇、維信諾等,不過其他產業領域也在導入中。

高鋁玻璃  強度持續提升

科立視積極開發發高鋁玻璃,其含鋁比例據悉已達到19.7%,根據業界定義,含鋁比例達14%,即可稱為高鋁玻璃,基本上,鋁含量愈高的玻璃,強度也就越高。南玻集團同樣以高鋁玻璃為主要發展方向,預計近年內可達到康寧5代大猩猩玻璃的性能水準。在康寧的實驗室實驗中,第五代康寧大猩猩玻璃朝下從1.6米的高度跌落到粗糙表面上,其完好率能達到80%。

南玻集團,同時也具備電子顯示元件如ITO膜、ITO玻璃的生產能力。南玻的電子玻璃可達超薄0.2mm,同時也具備可撓性,其性能均以康寧為指標。由於南玻的製程採用浮法生產,與康寧的溢流法有所區別,因此在智權方面受限較少。

抗菌玻璃  從3C到醫療

抗菌玻璃也是近年來新興的一種機能性玻璃,除能保持玻璃原有使用功能外,又添加抑菌和殺菌功能。抗菌玻璃的用途非常廣泛,不僅可以應用於手機螢幕、電腦螢幕等3C電子觸控功能產品,還可以應用到醫療照護、汽車觸控、建築,以及奶瓶、杯具等日用產品領域。

康寧公司於2014年發表全球首款抗菌玻璃康寧開發出 Antimicrobial (抗菌) Corning Gorilla Glass。此款產品在表面加入銀離子做為抗菌劑,可以保持抗菌活性以達到持續抗菌的效果。科立視也開發抗菌玻璃,利用鋅、銅等金屬,透過離子交換方式,使玻璃表面具有抗菌性,科立視宣稱其產品抗菌率達到99.9999%,且時間可長達10年以上。

新近,英國伯明罕艾希頓大學的一組研究團隊,發現利用氧化鈷製成的「生物活性磷酸鹽玻璃」,能夠有效殺死抗藥性極強的細菌如金黃色葡萄球菌。若成功量產,有望成為許多醫療器材的材料,並大幅減少抗生素的使用。

在各種含有不同比例的氧化鈷玻璃中,研究團隊發現氧化鈷的含量越高,殺菌效果越好。在效果最好的一次測試中,大腸桿菌在接觸該玻璃後6小時、白色念珠菌在接觸後24小時就完全死亡。連抗藥性超強的金黃色葡萄球菌也被消滅了99%。

玻璃不只是玻璃,透過各種機能性的研發和賦予,玻璃的應用從傳統用途擴展到電子、醫療領域,玻璃的附加價值愈來愈高,市場想必也將更形擴大。

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