康宁,一家诞生于19世纪中叶的美国材料科学创新企业,玻璃材料是其生产的主要产品之一。或许很多人对它并不了解,但事实上,我们大多数人每天都会接触到这家企业的产品千百次。
如今,人们的工作和生活处处离不开电子显示屏幕。无论是智能手表、手机、平板电脑、笔记本电脑、电视,还是车载显示和各种户外广告屏,这些大大小小的屏幕背后,都有着一个不可或缺的关键材料——显示玻璃。而康宁的显示玻璃助力了液晶显示产业的诞生。60年前,康宁发明了熔融下拉技术,生产出平整、轻薄的平板玻璃,这种精密玻璃被广泛应用在显示屏中。60年后的当下,让我们重新探寻这段跨越世纪的创新传奇。
一段传奇的起源:熔融下拉技术诞生
1851年,康宁在美国纽约州的康宁市成立,以从事玻璃制品起家。当托马斯·爱迪生为世界上第一颗灯泡注入“灵魂”灯丝时,康宁公司也因制作了能够守护这段灯丝的玻璃外壳而出现在大众视野。
随着时间的推移,康宁不断发展壮大,逐渐成为全球领先的特殊玻璃和陶瓷材料制造商之一。
20世纪50年代末,当时的康宁洞察到平板玻璃的市场机遇,开始寻找一种能够大批量制造优质平板玻璃的有效方法。在康宁科学家史都华博士与克林博士的带领下,历经6年的不懈努力,康宁终于在1964年成功开发出一种新型工艺——熔融下拉技术。
从名字中我们可以分析出,“熔”“融”“下拉”每一个环节都是这个技术的关键。将纯砂与其他无机材料熔化炼制成玻璃熔液是第一步,然后再使熔液流到一个悬于高空中的巨大“V”形槽中,玻璃熔液充满后会从槽顶边缘缓缓溢流而出,并汇聚在槽底融成一片,宛如一条玻璃瀑布。在下拉过程中,在重力作用下,熔融玻璃始终保持垂直,在空中冷却后迅速成型,玻璃表面因不接触空气以外的物质而光滑且平整。
虽然康宁创新发明的熔融下拉技术为平板玻璃的生产提供了高效、优质的方案,然而,真正的创新并非止于技术的诞生,它更需找到绽放光彩的舞台。
康宁最早将应用目光投向汽车领域,把由熔融下拉工艺制作出的平板玻璃经过特殊的强化工艺后应用在汽车挡风玻璃上。随后,平板玻璃又被用来制作有色镜片。然而,这些应用还未能完全发挥出康宁玻璃的优势,于是熔融下拉这项精密制程只能静静等待。
直到20世纪80年代,液晶显示(LCD)技术的兴起让平板电视风靡全球,才终于发挥出熔融下拉技术的巨大应用价值。
通过熔融下拉技术制作的平板玻璃因其纤薄、平整、高质的特性成为了液晶显示玻璃基板的首选材料,从此,康宁的平板玻璃也被赋予了显示玻璃的身份,驱动整个平板显示行业的发展。
随着显示技术的不断发展和市场需求的持续演变,玻璃基板的尺寸也在不断增加。从1990年,康宁推出了第1代线玻璃基板开始,到如今康宁所生产的最大尺寸玻璃基板已达到10.5代,不断刷新尺寸纪录。
玻璃“进化”60载,创新永不止步
更大、更薄、更清晰。大众对极致视觉体验的追求永无止境,这令康宁深知,玻璃材料的创新也永无止境。
一张张由康宁熔融下拉技术生产的轻薄精密玻璃在“大、薄、平、净”等方面不断实现自我突破:最大尺寸约3米×3米,比两张特大号双人床垫还大的玻璃基板;最薄厚度仅有0.25毫米,比一张名片还薄的超薄玻璃;要在一片康宁玻璃上找到一个瑕疵,堪比在一个足球场内寻找一颗芥菜籽……
如今,康宁通过积极研发,已经陆续推出涵盖从前板到背板各领域的玻璃基板产品组合。然而,康宁并没有满足于现有的成就,而是继续在显示玻璃领域深耕细作,推陈出新,以满足不断涌现出来的种种新兴技术和应用场景。
“目前,康宁在显示各领域都有不少创新成果。”康宁显示科技中国总裁兼总经理曾崇凯向《中国电子报》记者介绍说,例如,康宁已经为AR/VR领域开发出了光波导产品和用于玻璃异形切割的激光设备,以及用于测量晶圆的专业设备等;康宁已经研发生产出适合LTPS、OLED、QD-OLED等新型显示技术的玻璃产品;在玻璃基Micro-LED领域,康宁提出侧边走线技术,助力实现无边框设计;为满足8.6代OLED产线新增需求,康宁积极研发更合适的玻璃成分……
创新是一个充满挑战且没有终点的过程。60年前,康宁发明的熔融下拉技术为平板玻璃制造带来的革命性改变是一个创新开端。之后,为满足新型显示创新需求,康宁持续保持快速的创新步伐,持续优化工艺,精益求精。
“无处不在的显示产品在让康宁的显示玻璃走向更广阔应用市场的同时,日新月异的显示技术和应用领域也令康宁无法停下创新脚步。”在谈及如何看待熔融下拉制程“进化”的这60年时,曾崇凯将这60年分为三个阶段:第一个20年是寻找应用价值所在的探寻期;第二个20年是助力产业开拓创新的爬坡期;第三个20年则是推动产业持续升级的精进期。
那么,未来的20年呢?
从19世纪末到21世纪初,这条“熔融下拉”玻璃“瀑布”已经流动60年,它不仅见证了显示技术的变革,更是见证了康宁在数十年间凭借着对创新的执着追求,写出了一段又一段漫长而辉煌的历史。相信未来,康宁将继续以智慧和创造力书写属于它的传奇故事,为我们带来更多惊喜。