智慧型手機隨著螢幕越做越大,防摔碎也成為各大廠的研究方向

在可以預見的未來數年內,康寧保證手機螢幕能在正常跌落範圍內盡可能接近100% 的完好性。
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本篇來自合作媒體 愛范兒 ,INSIDE 授權轉載。

手機一個不留神從掌心滑落,熟悉的撞擊聲聲聲入耳,就算內心千萬隻草泥馬電光石火間呼嘯著奔騰而過,但佯裝鎮定的我們若無其事地撿起來翻個面看看,總算長出了一口氣:

反正沒爆螢幕,那就是幸事。

智慧手機發展到現在,形態上已經越來越統一,各家廠商的終極目標,無外乎都是在試圖解決正面一整塊螢幕的難題。

所以正如你所看見的一樣,我們的手機邊框變得越來越窄,連原本放聽筒和 Home 鍵的位置都被螢幕所覆蓋

另一個可以察覺到的改變是,從去年下半年起,很多旗艦手機從全金屬材質改為使用雙面玻璃的設計,這麼做並不只是為了多變的配色款式,而是玻璃材質本身更符合全面螢幕時代的結構需求,比如無線充電特性的實現,還有天線信號的金屬遮罩問題。

但就和我們邁不過電池續航這道技術門檻一樣,玻璃機身和玻璃螢幕同樣有不耐摔的必然缺陷。

雖然這個透明材料有著比金屬更高的硬度,也有著非常棒的觸感,但它的脆性體質就和棉花是軟的一樣,已經形成一種常識認知了。正因為如此,在很多人眼裡,手機螢幕上的玻璃理應是這個設備最脆弱的一部分,而貼膜戴套則是新機入手後「必不可少」的環節。

當然,雖說劃傷了螢幕不見得會影響手機本身的使用,但「螢幕摔裂了」也已經成為人們換新手機的其中一大理由。根據 IDC 的資料統計,每年有超過 9500 萬台手機,是因跌落碎螢幕而出現損壞的,排在第二位的則是進水。

如果手機本身足夠堅固,哪還會有祖傳貼膜手藝和各色保護殼登場的機會呢?

這意味著,只要智慧手機仍然離不開玻璃材質,那麼對於提供玻璃的供應商來說,做出一塊不那麼容易碎的玻璃,自然就是它的終極目標。

和那些廣為流傳的矽谷秘聞一樣,玻璃會出現在智慧手機身上也是一次偶然

在 iPhone 發佈前的幾個月,賈伯斯專門邀請了康寧公司的 CEO 溫德爾·維克斯(Wendell Weeks)來到庫比蒂諾,並告訴他說,蘋果希望找到一塊既防刮,又有一定抗摔性的新型玻璃材料。

圖片來自:WSJ

在原計劃裡,iPhone 本來會和以前的那些功能機一樣,使用老舊的塑膠螢幕蓋板,但玻璃在透光性和硬度等很多方面都遠優於後者,而且可以做得更輕薄,賈伯斯自然就把目光投向了這種更為優雅的材料上。

據說,當時康寧向賈伯斯展示的是一個已經封藏了數十年技術原型——誕生於 1962 年 Chemcor 玻璃,但那時候康寧還不具備實際的量產能力,隨之就打入冷宮。

「你們能做到,動動腦子,你們能做到的。」賈伯斯又一次展示了他的現實扭曲立場,好比下命令一般跟維克斯說道。

圖片來自:NewsHub
圖片來自:NewsHub

維克斯確實做到了,按照蘋果的需求,康寧在 6 個月內對自己工廠和技術進行了改造,成功將這款玻璃實現了量產。它通過改變玻璃內部的化學成分,並藉助熔融下拉制程和離子交換工藝,在玻璃表面實現了一個更堅固的壓縮層,進一步增強了表面的抗損傷能力。

再之後,便是我們所熟悉的大猩猩玻璃登場了。

只要我們仍在貼膜戴套,就說明玻璃技術還不夠好

從 2007 年至今,康寧的大猩猩玻璃已經經歷了五次反覆運算。而在 7 月 19 號,康寧公司也宣佈推出第六代大猩猩玻璃,耐摔性的提升依舊是本次的重點。

根據康寧給出的實驗室資料顯示,使用第六代大猩猩玻璃的設備,可平均經受 15 次從 1 米的高度到粗糙表面的跌落,比第五代大猩猩玻璃的表現翻倍。

而在第五代大猩猩玻璃中,康寧給出的資料是手機從 1.6 米高的地方掉下來,有 80% 的可能性不會被摔碎。

這些量化數字指標的意義,可以對比 Toluna 的全球消費者報告。資料顯示,我們一年內平均會出現 7 次左右的摔機情況,而且有超過 50% 都是發生在 1 米高的範圍內。

通俗點理解,如果你的摔機頻次和這份報告相符合,那麼第六代康寧大猩猩玻璃至少能保證你的手機在 2  年內,不會因走在路上不小心脫手著地而發生爆螢幕慘劇。畢竟在 2 年後,你可能就會換另一台新手機了。

但實驗室給出的資料終究只是理想的狀態,畢竟有時候角度稍微偏一點,或是碰上不成熟的邊框結構,都會導致碎螢幕概率的增加。

圖片來自:Tweakers
圖片來自:Tweakers

又想做薄,又想耐摔,真有這麼好的事嗎?

早在第四代康寧大猩猩玻璃推出時,康寧大猩猩玻璃副總裁 John Bayne 就曾針對手機的碎螢幕問題給出一個解釋,他認為很多智慧手機之所以會碎螢幕,並非是單次撞擊地面造成的。事實上這塊玻璃很可能之前就已經出現了一些劃痕和裂縫點,比如鑰匙刮擦,或者先前也跌落過幾次。

「雖然我們的肉眼察覺不出這些磨損,但它就好比是一個漏洞,一旦再次遭到外力的擠壓和碰撞,就會導致玻璃出現大面積的破碎。」

現在,很多人還是習慣給自己的手機貼上一層鋼化玻璃膜,以此來提升螢幕的耐磨性和抗跌性,畢竟手機正面著地時,這塊玻璃仍然是承受衝擊力的主要部分。

正因為如此,康寧仍然在持續不斷地提升自家大猩猩玻璃的性能。從最早的 iPhone 到現在,這幾年康寧大猩猩已經廣泛運用在我們所熟知的三星、小米、OPPO 和 vivo 等品牌手機上,佔據了這個市場 40% 的份額。

不過,康寧除了要保住這個「抗損性第一」的寶座,還要考慮其它形態的發展,比如更輕薄,以及做成曲面和其它異形螢幕的形狀,以滿足全球超過 60 億台設備的需求。

畢竟業內做玻璃的也不只有康寧一家。德國的肖特公司此前就曾推出一款名為 AS 87 eco 的超薄柔性玻璃,它可以做到僅有 0.35mm 左右的厚度,主要用於智慧手機指紋感測器上的保護蓋板。

還有一個經常提及的是日本的旭硝子玻璃,除了中低端手機的運用,它在今年也展示過可折迭形態的玻璃蓋板。

圖片來自:Digital Trends
圖片來自:Digital Trends

但現在,手機玻璃的發展也陷入了一個矛盾的境地。一方面,我們對手機的抗摔性有要求,希望它能保證足夠的堅固;但另一方面,手機廠商也希望自己的產品能做得足夠輕薄,也就對玻璃蓋板的厚度有所要求。

對於這個問題,John Bayne 之前在接受 CNBC 採訪時也十分無奈,他說如果現在的手機玻璃仍然沿用和前幾年一樣的厚度,但是合成技術換成現在最新的,那消費者在日常使用中就基本不用擔心爆螢幕問題了。

「問題在於,當我可以把玻璃厚度做到最低 0.5mm,廠商還會選擇原來 1mm 的厚度嗎?這是個取捨的過程,你既然選擇了要把玻璃做薄,就不能要求它在抗摔性上有質的飛躍。」

當然,對於想要優先保證清晰度的手機鏡頭,以及類似 Apple Watch 這樣的智慧手錶來說,相比於玻璃的韌性,它們會更看重抗刮性,所以會更鍾情於耐磨性更好的藍寶石玻璃。

為了應對這種競爭,現在康寧也有針對性地推出面向可穿戴設備的 DX 和 DX+ 玻璃,在保證一定抗刮性的同時,也兼顧了可視效果。

可手機的形態注定了它存在跌落的風險,畢竟我們都不會將手機像手錶一樣綁在手腕上,自然也就沒辦法保證手機螢幕 100% 不會出現事故,除非玻璃真的不會碎。

想讓手機完全不碎螢幕,僅靠那層玻璃是不現實的

玻璃總是會碎的,好比你不能要求金屬變成和棉花一樣柔軟,也不能要求塑膠變成和陶瓷一樣溫潤,每一種材料都有它的特性,也有它好與不好的地方。

在可以預見的未來數年內,康寧所能保證的,大概也就是正常跌落範圍內盡可能接近 100% 的完好性,但如果從幾十米高的地方掉下去,手機還是會摔得很慘。

如果我們真的想讓手機螢幕變得和金屬一般堅固,估計就超出現有玻璃材質所考慮的範疇了,或者說,僅僅只靠一塊玻璃顯然是不夠的。沒人想重回高強度塑膠當螢幕的時代,那是開倒車的做法,我們只能嘗試比玻璃更高檔一些的材料。

比如前文提到的藍寶石玻璃,在去年的 HTC U Ultra 上就已經有實際的運用。事實上蘋果也曾想過在 iPhone 6 螢幕用上這種高硬度材料,但最終由於成本、透光度和韌性等都不如玻璃面板,蘋果只能放棄了這個想法。

還有像 Moto Defy 這樣的三防機,以及加厚邊框和添加多層螢幕架構的 Moto X Force ,也是以防碎螢幕和耐摔性來作為主打賣點,然而市場的接受度並不是太高,畢竟大部分三防機都長得不太好看。

當然,也有人打算尋找玻璃的替代品,比如說製造商  Akhan Semiconductor,它就計畫在明年推出基於鑽石材質的螢幕,硬度幾乎是第五代大猩猩玻璃的 6 倍,而且更加耐刮。問題是誰會願意那麼奢侈,將做珠寶的鑽石用在手機螢幕上?鑽石行銷第一個不答應。

還有一個方向是可修復玻璃技術的發展。這個實驗的成果是來自于東京大學的研究小組,它們基於 Polyether Thiourea 樹脂材料製作的玻璃,可以幾小時後自動修復裂痕,並恢復原狀。

但就和所有的實驗室技術一樣,縱使這些方案都宣稱解決了碎螢幕問題,但它們真正落地到消費級產品上估計還要再等待一段時間。

設想一下,如果未來技術創造出一個新的材料,可以真正做出一台摔不碎螢幕的電子設備,貼膜保護殼都可以徹底去掉,那麼我們所熟悉的智慧手機,還會是現在這個樣子嗎?

那時候,估計玻璃也會和現在的聚碳酸酯一樣,成為被大家所追憶的對象吧。


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