揭示康寧大猩猩玻璃耐刮卻不耐摔的秘密

　　【手機中國 評測】在屏幕術(shù)語那么多 這些你真的能分清楚嗎中，小編說過會連載幾期文章，和各位讀者分享一下手機屏幕上的那些“不明覺厲”的專業(yè)術(shù)語，本期主要是探討“保護玻璃”（屏幕的保護層）的知識。讓我們先來回顧一下下面這張圖：

屏幕技術(shù)對應(yīng)屏幕結(jié)構(gòu)關(guān)系圖

　　從上圖可以看出，保護玻璃處于手機屏幕的最外層，主要起到保護屏幕的作用，除此以外，近年來，由于諾基亞Lumia系列的2.5D弧形屏幕的獨特設(shè)計，讓Android和iOS兩大陣營的機型紛紛效仿，尤其是蘋果和三星的加入，讓這種2.5D水滴屏設(shè)計更加是席卷整個手機界，從此，保護玻璃這一層結(jié)構(gòu)不再是單純起到保護屏幕的作用，還追加了裝飾手機和優(yōu)化手感的功能。

　　接下來，小編針對保護玻璃這一層結(jié)構(gòu)，將相關(guān)的專業(yè)術(shù)語劃分到保護屏幕，美化外觀和優(yōu)化手感兩大功能中進行描述，讓讀者能夠更好地把握這些知識點。

保護屏幕

防刮蹭和防碎屏區(qū)別

　　縱觀下文提及的所有屏幕保護技術(shù)，大致上能夠劃分為防刮蹭和防碎屏兩個方面，其中防刮蹭能力主要由硬度決定，而防碎屏能力主要由柔韌性決定。關(guān)于硬度和柔韌性的內(nèi)容和區(qū)別，下文會詳細(xì)介紹。

康寧大猩猩

　　前幾年開始，美國康寧大猩猩玻璃被手機廠商廣泛用于屏幕的保護玻璃之中，如今也已經(jīng)發(fā)展到第四代產(chǎn)品?？祵幑臼翘厥獠ＡШ吞沾刹牧系娜蝾I(lǐng)導(dǎo)廠商，基于160多年在材料科學(xué)和制程工藝領(lǐng)域的知識，康寧大猩猩玻璃具有防刮、耐磨的特性，所以被手機廠商和消費者紛紛追捧。

　　市面上所謂的大猩猩玻璃，其實就是美國康寧公司生產(chǎn)的環(huán)保型鋁硅鋼化玻璃。大猩猩玻璃的前身是康寧公司在20世紀(jì)60年代生產(chǎn)的，具防彈功能的特種玻璃，常被用于直升飛機。接著我們看看普通玻璃和大猩猩玻璃之間的區(qū)別，簡單來說，普通的玻璃主要由石英砂，石灰石和硼酸鈉組成，而石英砂的主要組成部分是二氧化硅（SiO₂），康寧大猩猩玻璃也是由上述幾種物質(zhì)組成，區(qū)別在于在生產(chǎn)過程中，將產(chǎn)出的鈉鈣玻璃放置在硝酸鉀溶液之中，發(fā)生了離子交換的反應(yīng)，從而改變了分子結(jié)構(gòu)，所謂離子交換其實就是利用硝酸鉀中的鉀離子將玻璃中（硼酸鈉）的鈉離子置換出來。

化學(xué)元素周期表

　　從上面的化學(xué)元素周期表和高中化學(xué)知識可得，K+相比Na+具有更大的離子結(jié)構(gòu)，同時由于K+的金屬性/還原性/失電子（被氧化）能力更強，所以和硼酸根離子結(jié)合能力相比Na+更強，結(jié)合起來的化合物硼酸鉀相比離子交換之前的硼酸鈉更加穩(wěn)定，具有更高的強度，這也就是化學(xué)上常說的，硼酸根離子和鉀離子形成的化學(xué)鍵更加穩(wěn)定。

　　表現(xiàn)在實際應(yīng)用中，大猩猩玻璃具備一定的柔韌性，同時對于日常的普通刮蹭具備一定防御能力。

Dragontrail玻璃（日本AGC）

　　索尼Xperia Z系列旗艦機誕生之初，索尼并沒有采用美國康寧大猩猩玻璃，而是選擇了支持日本本土國貨——AGC公司的Dragontrail玻璃，類似大猩猩玻璃，日本AGC這種Dragontrail玻璃也是硅酸鋁玻璃，同時也主打耐刮，和大猩猩玻璃是直接競爭關(guān)系。當(dāng)然，后來的索尼Xperia Z系列旗艦機也轉(zhuǎn)向了大猩猩玻璃陣營，同時，小編發(fā)現(xiàn)Xperia Z系列旗艦機在使用AGC的Dragontrail玻璃時候，總是需要在機身表面貼上一層防爆膜，索尼官方解釋是：手機跌落時候，意外碎屏之際，減少玻璃碎片飛濺傷害人體的幾率。但是當(dāng)索尼Xperia Z系列旗艦機更換了大猩猩玻璃之后，索尼選擇把貼在雙面玻璃機身上面的防爆膜去除，從這一行為上可推斷，在防碎屏問題上，大猩猩玻璃可能比Dragontrail玻璃更勝一籌。

索尼Xperia Z雙面都貼有防爆膜

藍(lán)寶石

　　iPhone 6誕生之前一直有媒體曝光蘋果將和制造藍(lán)寶石屏幕廠商合作，打造防碎能力更佳的藍(lán)寶石屏幕，不幸的是，最終并沒有如外界推測那樣，相反被國內(nèi)手機廠商用在了新旗艦機上，例如大可樂3。

大可樂3屏幕采用了藍(lán)寶石玻璃

　　為什么那么多消費者和手機廠商都在談?wù)撌欠駪?yīng)該在手機屏幕上用上成本更高的藍(lán)寶石保護玻璃？相比康寧大猩猩和Dragontrail玻璃，藍(lán)寶石玻璃優(yōu)勢在哪里？

　　我們先引入一個概念，莫氏硬度。簡而言之就是一套表征自然界物體硬度排行的準(zhǔn)則。根據(jù)百度百科的截圖，如下表所示：

莫氏硬度

　　上面所說的大猩猩玻璃和Dragontrail玻璃歸根到底都是二氧化硅，無論強度如何提高，最終在莫氏硬度的排行大概也只是7左右，同樣處于7級硬度，并且也是二氧化硅為主要組成物質(zhì)的沙石，對于手機屏幕來說無疑就是宿敵，兩種都含有二氧化硅的物質(zhì)相刮蹭，最終屏幕被刮花的概率有多大，結(jié)果可想而知。

　　沙石在日常生活中并不罕見，先不說去沙灘漫步的時候不小心把屏幕摔在沙灘上，僅僅是籃球場水泥地、辦公室地板、圖書館樓梯，沙石幾乎都無處不在。手機屏幕縱然用上了大猩猩玻璃，并且面對鑰匙、剪刀等尖銳物體摩擦的時候淡定從容，但是卻依然難逃沙石的魔爪。這也是伙伴們買了具有第四代康寧大猩猩保護玻璃的手機，卻依然為其貼上一張藍(lán)寶石貼膜或者鋼化玻璃膜的原因。

　　我們再看看上面的表格，藍(lán)寶石莫氏硬度達到了9級，換句話說僅次于鉆石，如果用鉆石做手機屏幕，這無疑是不現(xiàn)實的，成本這筆帳最終也會落在消費者頭上，但是藍(lán)寶石玻璃相比鉆石來說成本相對便宜不少，而且防刮蹭的能力相比大猩猩屏幕也有一定的提升。

　　縱然iPhone并沒有用上藍(lán)寶石屏幕，但是卻在攝像頭保護玻璃，以及指紋識別模塊中用上了更加耐刮的藍(lán)寶石玻璃，對于經(jīng)常和桌面接觸的攝像頭位置，消費者總擔(dān)心凸起的攝像頭會被刮花，藍(lán)寶石保護玻璃很好地解決了這個問題。

iPhone 6s攝像頭區(qū)域采用了藍(lán)寶石保護玻璃

　　說了那么久，藍(lán)寶石玻璃好像很完美，大猩猩玻璃也感覺不賴，但是這兩種保護玻璃都不能從根本上降低碎屏風(fēng)險，因為真正決定屏幕是否耐摔的指標(biāo)并不是莫氏硬度，而是柔韌性，換句話說，硬度和柔韌性是兩種不同的概念，防刮蹭和防碎屏也是兩種不同的能力。

防爆膜

　　上文提到，為什么索尼要在自家旗艦機上使用防爆膜，主要原因還是屏幕不耐摔，擔(dān)心摔碎了之后玻璃飛濺，誤傷人體。即使是藍(lán)寶石玻璃，縱然將莫氏硬度提高到9級，但是屏幕的耐摔性上，相比大猩猩玻璃依然沒有得到改善。我們先舉個簡單例子，總所周知，玻璃、金屬、塑料三種材質(zhì)之中，塑料是最耐摔的，諾基亞那些耐摔神器基本上都是采用了塑料機身（聚碳酸酯），金屬和玻璃不經(jīng)摔，前者容易在摔下之后留下凹凸不平的洞，而后者則是碎片飛濺。

　　這里面牽扯到另一個概念——柔韌性，眾所周知，彈簧在發(fā)生適度彈性形變之后很快就能夠恢復(fù)原來的狀態(tài)，但是一般來說，金屬一旦發(fā)生形變之后，很難恢復(fù)到原來的樣子，這也是為什么iPhone頻頻出現(xiàn)“掰彎門”和“坐彎門”的原因，導(dǎo)致后來的iPhone 6s把金屬材料從6000系列鋁合金更換成7000系列鋁合金。

iPhone 6s將6000系列更換成7000系列鋁合金

　　相比金屬和玻璃，塑料的柔韌性比較好，看看三星早年那些“大塑料”旗艦機，有多少臺是被坐彎或者徒手掰彎的？我們不妨把那些可拆卸的塑料后蓋適度地上下左右彎曲，你會發(fā)現(xiàn)只要我們把力度控制在正常幅度下，塑料后蓋在形變之后很快就能夠恢復(fù)原本的樣子，塑料手機跌落在地上的時候，如果是后蓋落地，塑料憑借自身的柔韌性，能夠很好地分散沖擊力，從而保護機身其它部分元件。

　　相比玻璃和金屬機身手機來說，塑料的柔韌性更強，但是手機屏幕畢竟不是后蓋，鑒于目前技術(shù)所限，手機屏幕是無法完全采用塑料來打造，從而提高其柔韌性，降低碎屏的幾率。

　　退一萬步來說，即使能夠?qū)崿F(xiàn)塑料屏幕，廠商也是不會采用塑料打造手機屏幕的，因為其硬度低，根據(jù)上文提及的莫氏硬度可得，即使是工程塑料的硬度也不過在2-3級之間，相比7級的玻璃來說可謂微不足道，同樣，對于同為7級的沙石來說也是不堪一擊。使用過三星“大塑料”旗艦機的用戶應(yīng)該和小編有類似的感受，使用一段時間之后，縱然你十分愛惜手機，基本上不會隨意磕碰和摔在地上，但是機身后蓋上面依然出現(xiàn)了很多細(xì)小的劃痕，這就是塑料不耐刮，硬度低的特性。

　　綜上所述，塑料柔韌性高，但是硬度低，玻璃和藍(lán)寶石硬度相對較高，但是卻不耐摔，柔韌性低。硬度和柔韌性仿佛就是魚與熊掌不可兼得。

緩沖帶

　　上文提及到，塑料的柔韌性很高，對于防止碎屏具有一定的幫助，iPhone設(shè)計師也深深明白這個道理，所以很早就在雙面玻璃打造的iPhone 4中加入緩沖帶的設(shè)計，這也是充分平衡硬度和柔韌性的做法。

清晰看到iPhone 4機身邊緣具有緩沖帶設(shè)計

　　大伙不妨仔細(xì)觀察手上的iPhone 4和iPhone 4s，你會發(fā)現(xiàn)在金屬邊框和屏幕之間增加了一圈塑料打造的緩沖帶，主要功能就是在iPhone跌落之際，即使是屏幕那一面率先落地，但是加入的緩沖帶能夠很好地分散了這部分的沖擊力，減少碎屏風(fēng)險。

懸浮工藝

　　除了上面討論的這些方式，保護屏幕的手段還有很多，例如較早的智能機設(shè)計，鑒于當(dāng)時大猩猩玻璃并不是那么流行，手機廠商普遍都刻意地將機身邊框設(shè)計得略高于手機屏幕，用塑料或者金屬邊框分散和降低地面對屏幕的沖擊力，從而減少碎屏的風(fēng)險。典型的代表為中興Grand S II。

中興Grand S II

　　接著要介紹的“懸浮工藝”和下文提到的“懸浮屏”設(shè)計有所區(qū)別，讀者朋友需要注意一下，前者起到保護屏幕作用，后者則更多地起到美化手機外觀的作用，我們先來聊一下樂視的“懸浮工藝”。

樂1s

　　根據(jù)官方解釋，樂1s上面出現(xiàn)的這種懸浮工藝，主要是重新設(shè)計了屏幕和邊框之間的距離，優(yōu)化金屬邊框包裹的角度，經(jīng)過樂視官方上百次實測認(rèn)證，最少降低70%的意外跌落碎屏率。

美化外觀和優(yōu)化手感

　　聊完了形形色色的屏幕保護技術(shù)，接下來我們聊聊那些水滴屏的故事。手機屏幕的保護層除了需要考慮防刮蹭和防碎屏的能力，這幾年，手機廠商也開始往保護玻璃加入美化外觀和優(yōu)化手感的設(shè)計元素，最經(jīng)典的代表就是IUNI U3宣傳海報上的水滴屏，也就是如今爛大街的2.5D弧面屏幕。

　　在屏幕術(shù)語那么多 這些你真的能分清楚嗎中小編曾經(jīng)說過，部分屏幕技術(shù)之間并不沖突，能夠同時出現(xiàn)在手機上，例如2.5D弧面屏幕和康寧大猩猩玻璃，主要還是因為它們的作用是不同的，一個負(fù)責(zé)美化外觀和優(yōu)化手感，另一個負(fù)責(zé)保護屏幕。例如三星Note 4上面的2.5D弧面屏幕就是采用了康寧大猩猩第四代保護玻璃。換句話說，只要技術(shù)允許，手機廠商大可將康寧大猩猩玻璃設(shè)計成2D、2.5D或者3D弧度的樣子。

2.5D和3D

諾基亞808 PureView

　　我們先來聊聊2.5D和3D弧面屏的事情。自功能機時代開始，手機屏幕長期以來設(shè)計都是2D平面的，并沒有什么讓消費者驚艷的地方，更別提手感方面的提升。自從諾基亞808 PureView這款拍照神器上讓2.5D弧面屏幕火了一把，接著WP平臺那些Lumia系列旗艦機也開始用上了這種弧面屏幕。諾基亞這種設(shè)計，被當(dāng)時的蘋果和三星賞識，最終讓14年發(fā)布的iPhone 6和三星Note 4兩款旗艦機同時用上了2.5D弧面屏（當(dāng)然，早在三星S3上已經(jīng)用過2.5D弧面屏設(shè)計，只不過三星S5時候取消了而已），三大操作系統(tǒng)平臺的老大都紛紛用上弧面屏幕，國產(chǎn)手機廠商又豈會坐以待斃，從此智能手機圈刮起了一陣又一陣的弧面屏幕風(fēng)暴。

三星S3經(jīng)典的鵝卵石造型

　　三星其實或多或少需要感謝諾基亞的啟示，在三星Galaxy Round這款產(chǎn)品試水失敗之后，三星急于尋找新的曲面屏幕方向，無論是為了對抗韓國兄弟的——LG G Flex系列也好，還是樹立自己在手機屏幕上面的領(lǐng)先地位。這時候，諾基亞的2.5D弧面設(shè)計猶如當(dāng)頭棒喝，三星在Note Edge上首次用上了3D弧度的單側(cè)曲面屏，在市場反應(yīng)還算可圈可點之際，三星S6 Edge用上了雙曲面屏，讓3D弧度屏幕成為了三星家族旗艦機的殺手锏，后續(xù)的三星S6 edge+也獲得了不俗的口碑。

試水失敗的三星Galaxy Round

　　除了在屏幕上使用2.5D和3D弧度的設(shè)計，不少手機廠商將思路進一步拓展，在玻璃機身的手機上也用上了2.5D和3D弧度的設(shè)計，典型的代表有vivo X5Pro（2.5D）和小米Note（3D）。

小米Note的3D弧形玻璃后蓋

　　無論是機身正面還是背面，無論是2.5D還是3D，弧面玻璃的運用目的還是在于提升外觀美感和手感，美感話題因人而異，但是從如今爛大街的水滴屏潮流來看，這種外觀設(shè)計還算是民心所向。而手感問題很好解釋，普通2D屏幕，在手指從屏幕過渡到邊框之際，那種割裂感是比較嚴(yán)重的，但是2.5D和3D弧面屏幕/機身能夠?qū)⑦@種突兀感消除，除了諾基亞Lumia系列的成功，三星S3開始的鵝卵石造型也是其中的佼佼者。

　　聊完優(yōu)點，我們來談一下缺點，縱然2.5D弧面屏幕這種設(shè)計對視覺和手感帶來了一定的加分作用，但是小編已經(jīng)不是第一次發(fā)現(xiàn)vivo X5Pro非常容易從手上逃逸出去，即使不是雙面2.5D機身的nubia My 布拉格（僅僅是屏幕采用了2.5D設(shè)計），將手機屏幕向下放在桌面上仍然能夠明顯看到機身整體不斷移動，有一次小編發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)滑動到桌面邊緣，差點就做“自由落體運動”，相信不少使用這種屏幕的讀者都會有類似的感覺，不明真相的圍觀群眾可能還以為是超自然界生物的惡作劇。

　　究其原因，小編觀察了多臺2.5D弧面屏幕的機型，得出的結(jié)論是，采用這種屏幕設(shè)計的機型普遍都會讓屏幕高于機身邊框部分，這就造成了屏幕四周直接和光滑的桌面接觸，沒有了金屬邊框和桌面形成的摩擦力，單憑光滑屏幕和桌面之間那一丁點兒的摩擦力，又豈能阻止手機向前運動的趨勢。

　　針對nubia My 布拉格這種單面采用了2.5D弧面玻璃的機型，我們可以把機身背面（金屬）正對著桌面放置，從而增加摩擦力，減少手機滑動到桌面邊緣，然后掉在地上碎屏的風(fēng)險。當(dāng)然，突起的攝像頭部分或多或少會遭遇磨損。

nubia My 布拉格在這種狀態(tài)很容易滑動到桌面邊緣

　　針對vivo X5Pro這種雙面都采用了2.5D弧面玻璃的機型，我們只能夠?qū)⑵浞旁谝恍┦执植诘钠矫嫔希缙べ|(zhì)沙發(fā)、飯桌的臺布、專門的收納盒，或者為其套上一個皮套/橡膠套也行，當(dāng)然，這樣做的話就會妥協(xié)了美感和手感。

雙面玻璃的vivo X5Pro更需要增大其表面和桌面摩擦力

懸浮屏

　　聊完了弧面屏幕，接下來我們聊聊一加手機的懸浮屏。一加手機的懸浮屏和上文提到的樂1s的懸浮工藝是兩碼事，樂1s的懸浮工藝技術(shù)是為了降低手機屏幕的碎屏風(fēng)險，而一加手機的懸浮屏則是為了增加手機的整體美感。我們來看看下面這張圖：

一加手機懸浮屏

　　根據(jù)一加手機官網(wǎng)海報的宣傳，“一加手機將屏幕懸浮于機身之上，高低有致，它的精妙遠(yuǎn)不止?jié)M足視覺減薄的審美，更從工程設(shè)計的角度，降低手機不慎跌落的碎屏幾率，為電池容量增加30%的寶貴空間?！毙【巹t認(rèn)同評測界的普遍觀點，懸浮屏設(shè)計主要還是提升了手機屏幕的外觀美感和手感，對于防碎屏的作用并不顯著，尤其是屏幕高于機身的設(shè)計，反而是增加了碎屏風(fēng)險的做法。這大概也是一加手機2取消了懸浮屏設(shè)計的原因吧。

貫穿多層結(jié)構(gòu)的屏幕技術(shù)

　　聊完了屏幕中的保護玻璃（保護層），接下來小編想補充一些干貨內(nèi)容。眾所周知，有些屏幕技術(shù)并不局限于保護層，而是貫穿觸摸層乃至顯示層，經(jīng)典代表有Moto ShatterShield極御技術(shù)和nubia的“視覺無邊框+FiT邊緣觸控技術(shù)”。

Moto ShatterShield極御技術(shù)

Moto X 極

　　Moto X 極上首發(fā)的這項專利技術(shù)，是Moto潛心研發(fā)多年之后破繭而出的成果，對于Moto ShatterShield極御技術(shù)，小編在屏幕術(shù)語那么多 這些你真的能分清楚嗎和堅不可摧的超凡搭檔 Moto X 極體驗評測中已經(jīng)介紹過，這里不再展開來說。

視覺無邊框+FiT邊緣觸控技術(shù)

nubia Z9

　　而nubia Z9上面的視覺無邊框設(shè)計，在手機屏幕歷史上具有里程碑式的意義。在這之前，魅族、夏普、LG的旗艦手機一般都能夠做出超窄的邊框，手機的屏占比在業(yè)界也是數(shù)一數(shù)二的，但是和“視覺無邊框”還是存在著一段距離。而且就目前全球的屏幕技術(shù)來看，完全沒有邊框的手機其實是不現(xiàn)實的，主要還是因為屏幕的組成原理，除了因為液晶分子需要四周的膠框?qū)ζ溥M行限制，同時我們還需要將屏幕的電線或多或少分布到機身側(cè)面，換句話說，目前技術(shù)所限，機身側(cè)面是不可能完全沒有電線的，這就是魅族、夏普、LG等廠商一直以來都無法做到真正的無邊框設(shè)計的其中一些原因。

　　而nubia Z9通過換了一種思路突破了這種界限，具體來說，nubia Z9通過采用自家的aRC（arc Refractive Condition，弧面折射傳導(dǎo)）技術(shù)實現(xiàn)這種“視覺無邊框”設(shè)計。屏幕邊框雖然無法消除，但是可以借助光的折射巧妙地隱藏起來。這也就是為什么nubia Z9稱為“視覺無邊框”而不是真正的“無邊框”手機的原因。

　　nubia Z9的FiT邊緣觸控技術(shù)則是配合“視覺無邊框”設(shè)計同時推出的，兩種技術(shù)交織需要保護層、觸控層和顯示層相互配合，缺一不可。上面我們聊了“視覺無邊框”，接下來我們聊聊“FiT邊緣觸控技術(shù)”。

　　對于類似魅族、夏普、LG那些窄邊框手機，消費者所關(guān)心的主要還是屏幕的邊緣防誤觸問題，而nubia Z9的“視覺無邊框”設(shè)計更加讓消費者為其防誤觸能力所擔(dān)憂。喜人的是，除了邊緣防誤觸技術(shù)，nubia更為nubia Z9引入了全新的觸控交互體驗，全新的觸控區(qū)域剛好就落在2.5D弧面屏幕的邊緣，這些區(qū)域除了能通過aRC技術(shù)實現(xiàn)看上去好像沒有邊框的視覺效果，還支持特殊的觸控手勢操作，翻查網(wǎng)上資料可得nubia為這些邊緣位置額外引入了觸控模塊，從而實現(xiàn)了“FiT邊緣觸控技術(shù)”，例如“邊緣反復(fù)滑動”、“雙邊滑動”等操作。

FiT邊緣觸控技術(shù)

　　當(dāng)然，“視覺無邊框”設(shè)計還是存在著不少缺點，例如增加了碎屏的風(fēng)險，增加了機身的厚度和重量，弧形屏幕邊緣實際上依然存在微小的弧度，配合玻璃折射，很容易導(dǎo)致側(cè)邊出現(xiàn)彩虹紋現(xiàn)象。

　　總結(jié)：本期文章，小編主要和各位讀者介紹了保護玻璃（保護層）的一些屏幕技術(shù)，保護層作為手機屏幕的第一層，除了能夠防刮蹭和防碎屏，還可以從觀感和手感上為消費者帶來用戶體驗上質(zhì)變（2.5D和3D弧面屏），并且還能夠配合屏幕結(jié)構(gòu)其它層次，最終實現(xiàn)Moto ShatterShield極御技術(shù)那種既耐看又耐用的功能，或者實現(xiàn)nubia Z9上面那種全新的“邊緣交互觸控”體驗。

版權(quán)所有，未經(jīng)許可不得轉(zhuǎn)載