Displayglas
Ultradünngläser für mobile Endgeräte
Touchscreens sind aus dem heutigen Alltag nicht mehr wegzudenken. Aufgrund ihrer haptischen und ästhetischen Eigenschaften werden die zu ihrer Produktion verwendeten, hauchdünnen Glasscheiben zunehmend zu Designelementen, die das Erscheinungsbild mobiler Endgeräte maßgeblich beeinflussen.
Gallerie
Glas ist dielektrisch und limitiert dadurch Energieverluste bei
der Übertragung von Funksignalen hoher Frequenz, wie sie
beispielsweise beim Mobilfunkstandard LTE oder bei künftigen
Radarsystemen für autonomes Fahren zur Anwendung kommen. Anders als
Polymerwerkstoffe hat Glas darüber hinaus hervorragende
Oberflächeneigenschaften und weist auch nach längerer Zeit nur
geringe Alterungserscheinungen auf.
Dünnglas für Displays
Durch die Entwicklung von Smartphones, Tablets und Lesegeräten
für E-Books hat sich nicht nur unsere Kommunikation und
Wissensvermittlung geändert; sie ging einher mit kratzfesten
gläsernen Touchscreens und damit ganz neuen Qualitäten in der
Glasherstellung. So steigerte sich Leistungsfähigkeit des
Werkstoffs Glas, der die Entwicklungsgeschichte der Menschheit
schon seit den ersten Hochkulturen begleitet. Die hauchdünnen
Schutzgläser für die heutige Medientechnologie scheinen eher Folien
als Scheiben zu sein – sie sind so biegsam und flexibel, dass sie
von den Herstellern sogar auf Rollen gewickelt ausgeliefert werden.
Inzwischen ermöglichen spezielle Produktionsverfahren ultradünne
Glasfolien, die mit 25 μm (0,025 mm) dünner sind als ein
menschliches Haar oder eine Rasierklinge. Das sind deutlich
geringere Dimensionen als im Bauwesen und der Architektur, wo man
bei Glasdicken unter 3 mm bereits von Dünnglas
spricht.
Insbesondere bei Smartphones sind integrierte Kamerafilter oder kapazitive Fingerprintsensoren mit Dünnglasanwendung weit verbreitet. Mit ihnen wird der Fingerabdruck des auf dem Schutz-Cover des Sensors liegenden Fingers als physikalische Größe gemessen. Das dazugehörige Cover-Glas wird heutzutage üblicherweise nicht mehr aus Kunststoff oder unflexiblem Saphirglas hergestellt, sondern aus ultradünnen Gläsern, die typischerweise nur 0,175 mm stark sind. Wesentlicher Vorteil dieser Dünngläser ist, dass sie fast so robust wie Saphirglas, aber gleichzeitig biegsam und extrem durchlässig für optische Signale sind.
Durchschnittlich 2.600 Mal tippt, wischt oder streift der Finger täglich über ein Smartphone – das ergibt knapp eine Million Berührungen pro Jahr! Aufgenommen werden diese von Dünngläsern und Ultradünngläsern. Sie schützen die empfindliche Elektronik von Smartphones nicht nur vor diesen Berührungen, sondern auch vor atmosphärischen Umwelteinflüssen. Außerdem sind glatte Glasoberflächen weniger schmutzanfällig als Tastaturen. Zusätzlich bietet Glas den entscheidenden Vorteil, dass es sehr kratzfest ist und dadurch selten beschädigt wird.
Auf die meisten Touchscreens ist eine mit einem durchsichtigen Metalloxid beschichtete Folie auflaminiert. Eine an den Rändern der Beschichtung angelegte Wechselspannung erzeugt ein gleichmäßiges elektrisches Feld. Bei jeder Berührung dieses Feldes entsteht ein geringer Ladungstransport, der im Entladezyklus an den Ecken als Strom gemessen wird. Der im Gerät integrierte Prozessor verarbeitet diese Informationen und macht dem Nutzer dann, vereinfacht gesagt, die gewünschten Inhalte sichtbar.
Chemische Eigenschaften
Displays aus unbehandeltem
Glas würden, aufgrund mangelnder Festigkeit, Verbraucher nicht
zufriedenstellen. Thermisches Vorspannen ist aufgrund der geringen Dicken
und der erforderlichen hohen Kühlleistungen im Vorspannprozess
nicht anwendbar – es würde die optische Qualität einschränken.
Stattdessen werden ultradünne Gläser für mobile Endgeräte in der
Regel chemisch vorgespannt. Bei diesem Prozess wird im
oberflächennahen Bereich ein Ionenaustausch vorgenommen. Für diese
Art der Fabrikation verwendet man vorwiegend Borosilikat- oder
Aluminosilikatgläser.
Weitere technische Eigenschaften
Wenn wertvolle Displays geschützt und zudem unerwünschte Spiegelungen minimiert werden sollen, verwendet man entspiegelte Glasoberflächen mit ein- oder beidseitiger interferenzoptischer Beschichtung. Das spezielle Beschichtungsdesign dieses Glastyps verhindert optische Reflexionen, wie sie durch Sonnenlicht oder künstliches Licht hervorgerufen werden können. Speziell bei Anzeigetafeln und anderen hochauflösenden Displays wirkt sich diese kontrastverstärkende Glaseigenschaft positiv aus.
Auch für das Ärgernis sichtbarer Fingerabdrücke auf
Displayoberflächen gibt es einen innovativen Lösungsansatz:
dauerhaft oleophobe Beschichtungen – sie stoßen die Fette
der Hautoberfläche ab.
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