你是否有过这样的经历?
从手机、电视机等电子产品的
两侧看向屏幕,
有时候会因为反光
看不清屏幕显示内容。
日前,2023年福建省科学技术奖励名单公布,三明学院张雯娟教授团队的“低反射高透光超薄显示面板防眩玻璃数字化制造关键技术及应用”项目荣获科技进步奖三等奖。
“这个项目通过对玻璃表面的防眩处理,有效降低屏幕反光,提升图像清晰度和色彩饱和度,使用户在平面任意视角都能看清显示屏内容。”项目完成人之一,三明学院机电工程学院院务委员、副教授张雯娟,从2015年起便着手这一课题研究,并取得成功。
目前,这个项目拥有发明专利17项、实用新型专利17项、软件著作权3项,论文12篇,形成并发布企业标准1项。
解决“卡脖子”问题
如今电子产品已十分普及,由显示面板带来的“光污染”也日益严重,且使用者年龄呈低龄化趋势,触屏发出的“眩光”是诱发近视的主要原因之一。
应用防眩玻璃的显示屏不会因反光看不清屏幕内容
因此,如何减少“眩光”对眼睛的伤害,降低屏幕反光,提升图像清晰度和色彩饱和度,成为触屏玻璃研究的重要方向。在此背景下,低反射高透光超薄防眩高强度显示面板玻璃应运而生。
张雯娟介绍,因国产显示面板玻璃防眩效果较差、易破碎、性能波动大,核心技术均被欧洲及美国、日本等玻璃生产巨头公司掌握,加之我国是显示面板的应用大国,突破高强度防眩光技术瓶颈,实现国产替代迫在眉睫。
技术难题逐个击破
经过前期调研,张雯娟团队发现我国在显示面板防眩玻璃制造过程中面临三大共性技术难题:眩光强、易破碎、废品高,每一项难题都是一个不小的挑战。
张雯娟说,以攻克眩光强难题为例,它需要在玻璃表面进行酸蚀刻,也就是把原本光滑的表面经过酸蚀刻液处理使之变得凹凸不平,这样可以有效地将反射光转化为散射光,并且避免使玻璃原本的透光率降低,进而实现低反射、高透光。
而影响酸蚀刻结果的因素有很多,包括酸蚀刻液pH值、酸蚀刻温度和酸蚀刻时间对酸蚀刻速率、透光率、光泽度、粗糙度等参数,每一项都需要研究人员反复测算、实验,才能最终找到蚀刻最佳工艺条件和酸蚀刻液最佳配比。
“创新就是一个不断试错的过程。”张雯娟说。当时团队与龙岩一家玻璃生产企业合作,其中一位还是东华大学教授,在企业、高校实验室来回奔波成了工作常态。那段时间,体力上的疲惫加上失败带来的挫折感一度让她心烦意乱,但慢慢地,她认清了这就是科学研究的常态,从“0”到“1”远比从“1”到“100”难得多。
经过无数次试验,他们研发出进料、酸洗、蚀刻、翻板、水洗、减薄抛光、水洗吸干、风干最佳控制策略,将防眩光玻璃的反射率降低到0.9%,透光度提升到91%,均高于欧美技术指标。
绿色发展是高质量发展的底色,也是新质生产力的基本要求。试验过程中,张雯娟团队发现,酸蚀刻含氟废水水量大、浓度高、混有无机酸或无机盐等其它污染物,这显然不符合绿色发展理念。
“含氟废水的处理原本不在我们的研究课题范围内,但我们觉得把它做好是件非常有意义的事。”张雯娟说。他们构建了防眩光玻璃酸蚀刻含氟废水处理模型,实时动态优化出废水处理装备最佳工艺,最终研发出低反射高透光防眩玻璃绿色制造技术,使生产过程中产生的含氟废水废气全部实现了循环利用和零排放。
加快项目应用推广
2020年,项目顺利完成,开始在部分企业推广应用。
新技术使防眩玻璃反射率降低、透光率显著提高、弯曲强度和硬度显著提升,所生产的产品被广泛应用于消费电子、汽车控屏和工业控制显示面板,并获得了全球最大玻璃制造商美国康宁的投资,赢得宏益、厦华、比亚迪、富士康、长信科技、星星科技等客户的好评。厂商认为,产品具有超薄、颗粒度小等优点,用于生产高端显示面板,提高了产品档次。
作为生产商之一,和达玻璃相关负责人表示,借助技术改良后生产的防眩玻璃光学性能优越,经济效益显著提高,2020年起,企业年销售收入持续增长。
在第五届中国创新创业大赛新材料行业总决赛上,这一项目产品获得优胜奖(福建仅2项获奖),福建赛区总决赛三等奖,吸引了厦门、台湾等投资商股权投资5800万元融资。
近三年,项目产品累计实现销售收入15.34亿元,创利21286.86万元。下游用户累计实现新增产值10.69亿元,新增利税1.272亿元。
人才驱动创新,这一项目先后培养研究生20余人,培养中高级专用技术人员150余人,形成了一支在国际上有影响的防眩玻璃制造研发技术队伍,推动了我国光电显示领域的学科发展和人才培养。
来源:三明市融媒体中心
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