Displayglas: Der ultimative Wettbewerb zwischen Stärke und Flexibilität

Anmerkung des Herausgebers:Obwohl oft übersehen, wird das bescheidene Glas zu einem unverzichtbaren Bestandteil, wenn es in elektronische Geräte integriert wird. Im Spezialgebiet des Elektronikglases stechen zwei Arten als besonders kritisch hervor: das Substratglas, das den Untergrund unter dem Bildschirm bildet, und das Deckglas, das das Display von der Außenwelt abschirmt. Von HD bis Ultra-High-Definition, von flachen bis zu gewölbten Oberflächen und von traditionellen Bar-Telefonen bis hin zu mehrfach faltbaren Geräten – Glas war ein stiller und dennoch unverzichtbarer Partner bei jedem Sprung in der Display-Technologie. Diese beiden dünnen Glasscheiben haben im wahrsten Sinne des Wortes den rasanten Aufstieg der Display-Panel-Industrie unterstützt. Heutzutage überschreitet Displayglas seine traditionellen Grenzen und weitet seine Reichweite durch Glaskern-Verpackungstechnologie auf den Halbleitersektor aus.

 

Ultra-Dünnes faltbares Glas: Der zarte Tanz zwischen Steifigkeit und Flexibilität

 

Seitdem Apples iPhone Smartphones mit Touchscreen-Technologie revolutioniert hat, hat sich das Deckglas als wichtiger Treiber der Produktentwicklung herausgestellt. Da Verbraucher immer mehr sowohl ästhetische Reize als auch grundsolide Haltbarkeit verlangen, sind Design und Herstellung von Schutzgläsern auf dem Weg zu kontinuierlichen Innovationen: Kratzfestigkeit, Fallschutz, hohe Transparenz. Dann kam der Aufschwung faltbarer Telefone, die die inhärente Festigkeit und Flexibilität von Glas an ihre absoluten Grenzen brachten-und die Hersteller dazu zwangen, diese scheinbar widersprüchlichen Eigenschaften in Einklang zu bringen.

 

In diesem branchenweiten Streben nach Materialien, die sowohl stark als auch flexibel sind, hat sich im Inland hergestelltes Deckglas nach und nach einen eigenen Wettbewerbsvorteil erarbeitet und auf dem Weltmarkt stetig Anerkennung gefunden.

 

Die vier Generationen der Deckglasentwicklung

 

Zurück ins Jahr 2007. Auf Einladung von Steve Jobs entwickelte Corning ein spezielles Schutzglas exklusiv für das erste iPhone. Diese Innovation verbesserte nicht nur die Haltbarkeit und Ästhetik von Smartphone-Bildschirmen, sondern markierte auch den Beginn einer neuen Ära für Schutzglas weltweit. In den folgenden zwei Jahrzehnten durchlief das Deckglas vier verschiedene Phasen der Transformation.

 

Während derGrundschutz-Ära (2007–2011), Telefonhüllen hatten eine einfache Aufgabe: eine grundlegende physische Abschirmung zu bieten. Cornings Gorilla Glass der ersten-Generation wurde zum prägenden Produkt dieser Zeit.

 

Mit der Weiterentwicklung der Touchscreen-Technologie, insbesondere mit der zunehmenden Verbreitung vollständiger-Laminiertechniken wie In-Cell, On-Cell und OGS, erweiterte sich die Rolle des Deckglases über den Schutz hinaus. Es musste nun den Anforderungen von Prozessen wie der Herstellung grafischer Schaltkreise gerecht werden, die eine höhere Lichtdurchlässigkeit und spezifische dielektrische Eigenschaften erforderten. Dies leitete die einErweiterte Schutzära (2012–2016) .

 

Die Messlatte stieg immer weiter. Deckglas benötigte nun eine verbesserte Fall- und Kratzfestigkeit und musste gleichzeitig an komplexe Herstellungsverfahren wie Kaltbiegen, Warmbiegen oder Laserschneiden angepasst werden. Dies führte dazuUmfassende Schutzzeit (2017–2021). In dieser Phase entstand Glas-Keramik, die die Härte des Deckglases auf ein beispielloses Niveau brachte.

 

Die Sturzfestigkeit hatte bei Telefon-Schutzgläsern schon immer höchste Priorität, und die Markterwartungen steigen weiter. Im Premiumsegment hat sich Glas-Keramik zur ersten Wahl- entwickelt. Apples iPhone 16 setzt den Trend fort, der mit dem iPhone 12 begann und über Glas-Keramik verfügt. Über Apple hinaus haben Marken wie Huawei, Xiaomi, OPPO und Meizu enge Partnerschaften mit inländischen Herstellern wie Xinjing und Jiahe geschlossen und Glaskeramik in ausgewählte Flaggschiffmodelle integriert.

 

Da sich der Wettbewerb jedoch verschärft, konzentrieren sich die Hersteller zunehmend auf die Optimierung der Kosten-{0}Leistungsgleichung. Die relativ hohen Kosten von Glas-keramik schränken derzeit ihre Massen-Markteinführung ein.

 

Zhou Xiaodong, China General Manager von Corning Gorilla Glass, bemerkte in einem Interview mitChina Electronics Newsdass selbst im mittleren-bis-niedrigen-Telefonmarkt die Erwartungen der Verbraucher an die Haltbarkeit des Bildschirms steigen. Dies zwingt die Glasindustrie dazu, Leistungsverbesserungen mit Kostensenkungsstrategien in Einklang zu bringen. Derzeit hat sich sekundär verstärktes Glas -besonders stark verstärkte Varianten- als idealer Bestandteil für die meisten Telefone herausgestellt. Als Reaktion darauf brachte Corning im Jahr 2024 sein stark verbessertes Gorilla Glass 7i auf den Markt, das eine strategische Balance zwischen Leistung und Erschwinglichkeit darstellt.

 

Brancheninsider weisen darauf hin, dass tiefverstärktes Glas zwar hinsichtlich der Schutzeigenschaften nicht ganz mit Glaskeramik mithalten kann, aber standardmäßiges sekundärverstärktes Glas deutlich übertrifft. Mit Druckspannungsschichttiefen von bis zu 140-150 Mikrometern und einem wesentlich günstigeren Preis als Glas-Keramik eignet es sich ideal für Geräte der mittleren-bis-Endklasse.

 

Dann kam die faltbare Revolution. Über Nacht verlagerte sich der Marketingschwerpunkt von Fall- und Kratzfestigkeit hin zu kompromissloser Flexibilität. Alle Leistungskennzahlen und Herstellungsprozesse für Deckglas wurden auf Flexibilität ausgerichtet und läuteten das einNeue flexible Ära.Ultra-Thin Flexible Glass hat sich zum neuen Kronjuwel des elektronischen Glases entwickelt.

 

Hier liegt die grundlegende Herausforderung: Bei Glas bestehen Härte und Flexibilität in einer inhärenten Spannung.{0}Eine höhere Härte bedeutet normalerweise eine geringere Flexibilität und umgekehrt. Für Hersteller besteht die größte technische Herausforderung darin, die perfekte Balance zwischen Festigkeit und Flexibilität zu erreichen.

 

„Nach Jahren der Erkundung haben wir mehrere wirksame Ansätze entdeckt, um dieses Gleichgewicht zu erreichen“, erklärte Yang Guohong, General Manager der Rainbow Group, in einem Interview mitChina Electronics News. Um sicherzustellen, dass ultradünnes Glas sowohl Fall- als auch Kratzfestigkeit bietet, können Hersteller eine Ionenaustauschbehandlung anwenden, um die Oberflächensteifigkeit zu erhöhen. Alternativ können spezielle Oberflächenbehandlungen-wie das Laminieren dünner Polymerschichten-größere Biegewinkel ermöglichen und gleichzeitig Brüche beim Falten verhindern.

Yang gab außerdem bekannt, dass einige Unternehmen eine verbesserte UTG-Variante namens UFG entwickelt haben, die gleichzeitig Flexibilität, Kratzfestigkeit und Haltbarkeit bieten soll{0}}und mehrere Falten ohne sichtbare Falten ermöglicht. Der Hauptunterschied zwischen UFG und UTG liegt in seiner ungleichmäßigen Dicke. Der Biegebereich ist dünner, was die Biegefestigkeit verbessert und Falten minimiert, während die umliegenden Bereiche etwas dicker sind, um die Gesamthaltbarkeit des Bildschirms zu verbessern, erklärte Yang.

 

Der Aufstieg des heimischen Deckglases

 

In den letzten Jahren hat das im Inland hergestellte Deckglas, geleitet vom Streben der Branche nach Stärke und Flexibilität, seine Wettbewerbsposition stetig ausgebaut und Marktakzeptanz erlangt.

 

Gemessen an der Lieferfläche im August 2024 hat Xuhong Optoelectronics aus China das japanische Unternehmen Asahi Glass-als zweit{{2}größten Hersteller der Welt-überholt und kämpft um einen weltweiten Marktanteil von 20 %. Die Rainbow Group konkurriert nun mit Asahi Glass um den dritten Platz, während ein anderes inländisches Floatglasunternehmen, CSG Holding, den fünften Platz belegt.

 

Mit dem Aufstieg inländischer Hersteller baut chinesisches Deckglas seine Vorteile weiter aus und zeigt erhebliche Fortschritte und Entwicklungspotenziale in mehreren Dimensionen. Diese Stärken gehen über technologische Durchbrüche und Qualitätsverbesserungen hinaus und umfassen Kostenkontrolle, Reaktionsfähigkeit der Lieferkette und Marktanpassungsfähigkeit.

 

Derzeit sind Chinas Innovationsfähigkeiten in der Deckglasindustrie besonders robust.

 

„Aus technologischer Sicht hat China bedeutende Durchbrüche bei High-End-Materialien erzielt, darunter hoch-Aluminiumoxidglas, Glas-Keramik und UTG/UFG“, sagte Akademiemitglied Ouyang Zhongcan von der Chinesischen Akademie der WissenschaftenChina Electronics News. Er führte Beispiele wie das hoch-Aluminiumoxidglas Panda King von Sichuan Hongke an, dessen Leistungskennzahlen für Biege-, Kratz- und Schlagfestigkeit international hohe Niveaus erreicht haben. Die Vickers-Härte von Materialien wie dem Kunlun-Glas von Chongqing Xinjing Teboli und dem Dragon Crystal Glass von Xiaomi übertrifft sogar die Glaskeramik, die in der iPhone 15-Serie von Apple verwendet wird. Unternehmen wie Rainbow Group und Triumph Group haben Massenproduktionskapazitäten für UTG mit Dicken von 100 μm, 50 μm und sogar 30 μm erreicht. Darüber hinaus können einige inländische Hersteller jetzt hochverstärktes Glas liefern.

 

Das erklärte ein Vertreter der Glastochtergesellschaft der Triumph Group in einem Interview mitChina Electronics Newsdass Chinas 30-μm-UTG-Technologie vollständig mit dem internationalen Fortschrittsniveau gleichgezogen hat und die UFG-Technologie der nächsten{1}}Generation möglicherweise die Nase vorn hat. Triumph verbessert seine Technologie weiter und hat erfolgreich UTG unter 15 μm entwickelt, das nun in Richtung industrieller Massenproduktion übergeht.

Branchenexperten gehen davon aus, dass eine erfolgreiche Massenproduktion von UTG im Sub-15-μm-Bereich Chinas Ultradünnglasindustrie den Übergang vom Mitläufer und Wettbewerber zum Weltmarktführer ermöglichen könnte.

 

Darüber hinaus bietet chinesisches Deckglas Vorteile sowohl bei den Produktionskosten als auch bei der Reaktionsfähigkeit auf den Markt.

 

Professor Tian Yingliang von der Fakultät für Materialien und Fertigung der Technischen Universität Peking, der auch am Nationalen Ingenieurlabor für Flachbildschirm-Glastechnologie und -Ausrüstung tätig ist, erläuterte die KostendynamikChina Electronics News: „Dank Chinas Float-Verfahren übersteigt die Produktionskapazität einer einzelnen Linie den im Ausland-dominierten Fusionsprozess um ein Vielfaches, während die Investitionskosten deutlich niedriger bleiben. Infolgedessen kostet inländisches Telefonglas etwa 50 % weniger als ausländische Produkte, was chinesischen Deckgläsern einen starken Preis-{4}Leistungsvorteil verschafft.

 

Die schnelle Reaktionsfähigkeit auf sich ändernde Marktanforderungen stellt eine weitere wichtige Stärke dar. Der Triumph-Vertreter stellte fest, dass Marken angesichts der schnelleren Upgrade-Zyklen bei Smartphones eine größere Flexibilität bei der Anpassung von Produktions- und Designstrategien benötigen, um den unterschiedlichen Verbraucherbedürfnissen gerecht zu werden. Inländische Hersteller können durch die Nutzung ihrer umfassenden Lieferketten schnellere und effizientere maßgeschneiderte Dienstleistungen anbieten und so die Anforderungen des Endverbrauchermarkts besser erfüllen.

 

„In den mittleren-bis-niedrigen-Deckglassegmenten-einschließlich Natron-Kalkglas, Aluminosilikatglas und standardmäßigem sekundärverstärktem Glas-liegt China weitgehend auf Augenhöhe mit der Konkurrenz aus Übersee. Tatsächlich sind unsere inländischen Produkte aufgrund von Herstellungskostenvorteilen häufig führend im Kosten-{7}}Leistungsverhältnis. Dies erklärt, warum ausländische Unternehmen ihre Produktionskapazitäten in diesen Segmenten in den letzten ein bis zwei Jahren schrittweise reduziert haben. Yang Guohong erklärte, dass der Marktanteil chinesischer Glasunternehmen mit Blick auf die Zukunft weiter wachsen werde, da sich immer mehr Telefonmarken für inländisches Schutzglas entscheiden.