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蓝宝石屏幕不合适手机?

作者:时间:2014-02-27来源:知乎

       苹果要将用于iPhone屏幕的消息,让成为手机厂商眼中的“西施”,他们认为自己的产品要想高大上,也得上才行。但是下面的内容可能要让您犹豫了,这是来自知乎上一位学习材料科学的网友的在回答“对比康宁的 Gorilla 玻璃,蓝宝石是手机屏幕保护的更好选择吗?”这一问题时的答案:

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/233940.htm

  首先,蓝宝石(sapphire)硬度高于任何一种玻璃,这点毫无疑问,肯定是蓝宝石硬度高。

  其次,康宁的内部测试说明在模拟使用条件下大猩猩玻璃(Gorilla Glass)比蓝宝石更不易碎裂。

  最后,蓝宝石(强调!绝对没有玻璃两个字)据我所知是不确保韧性的。

  关于这个问题我要先提一个经常有人会说的点:

  屏幕划伤更多来自于沙尘,砂子颗粒硬度大于玻璃小于蓝宝石,所以玻璃屏幕肯定不如蓝宝石屏幕耐划伤。

  这个观点没有错,莫氏硬度蓝宝石为9,砂子(石英)为7,大猩猩玻璃为6~6.5,这个数据也基本正确,康宁官方资料中没有给出大猩猩3代的莫氏硬度,不过肯定不到9,有7就挺不错了,毕竟大猩猩玻璃的主要组成就是石英(SiO2),因为玻璃中还含有其他助融和调整结构的组分,在结构上相对于石英晶体来讲是更疏松的并且呈无序状态,其硬度理论上肯定小于石英晶体。

  对于划伤这件事来说,莫氏硬度是个最合适不过的参考指标,其定义就是比较一种矿物是否会对另一种矿物造成刻划的痕迹(就是划伤),由此跟参考矿物比对得到硬度分级。具体内容请参阅:摩氏硬度。那么莫氏硬度比屏幕材料的硬度高的东西就会造成屏幕划伤。一般室内的灰尘多是衣服等织物的纤维碎屑完全不能划伤屏幕,而室外的沙尘,多含有石英等矿物,难免会有一些硬度比较高的颗粒粘在屏幕上,再碰上摩擦就会划伤屏幕。说到这里,可以看出蓝宝石的优势,比它硬的矿物很少,所以被划伤的可能性就变得很小。而对于玻璃来说,就比较容易受到划伤。

  对于碎裂这件事来说,事关材料抵抗某种作用的强度,可以是冲击力(比如说砸,敲),静力(压,弯)之类的。直观的方法就是做个测试,题主给出的康宁测试视频就是一个环状的静压测试。再此借用@子暮童鞋的图片:

  这个测试说明了一个问题,大猩猩玻璃可以承受更大的静压力而不碎裂。简单的说它很抗压。另外一个视频中做了落球实验,说明的是大猩猩玻璃抗冲击力的能力。两个结果都是说明大猩猩碎裂的可能性小小于蓝宝石。

  回到题主的问题,蓝宝石和大猩猩那个更适合手机屏幕。我的答案是大猩猩。对于每一种材料都各有优势各有缺点,没有完美的材料,没有能满足所有需要的材料,材料的使用永远遵循:只选最合适的不选最好的。

  我列举一下理由:

  1、碎裂可能性小,大猩猩的机械性能非常好。相比之下蓝宝石是相当脆的,平常使用撞裂的可能性比玻璃大。

  2、大猩猩不是没有划痕,而是划痕非常小。大猩猩的产品介绍里有下面一张图。图上是不同玻璃在一定载荷下划伤的痕迹。可见大猩猩的划痕没有小的碎裂扩展,非常细小。这种特性使得即使你的屏幕有划伤,但是能让这种损伤影响最小。

  3、

       玻璃的透光效果比蓝宝石好。我不知道题主所说的vertu的蓝宝石屏幕供应商,我只查到了某一家蓝宝石sheet的资料,对比大猩猩的数据,见下图。图中是两种材料的透过光谱,我们只看可见光波段(400nm~700nm,即0.4μm~0.7μm)的数据,大猩猩透过率都在92%以上并且透过率曲线十分平整,蓝宝石的透过率均不超过90%且曲线有一定弯曲。透过率低会让手机亮度降低,透过率曲线不平就会影响屏幕的颜色(比如400nm附近透过率低,那么你看到的蓝紫色光就会偏少,颜色就会偏红),当然其实这种差别是很小的,影响并不大。另外,蓝宝石是各向异性材料如果使用的是a面的平板,那么就会出现双折射现象影响显示效果,如果是c面的平板那么其成本就会更高,而且可能更容易碎裂。

  4、


        很重要的成本和产能问题,大猩猩玻璃的连续生产线很成熟,但依然供不应求。相比之下蓝宝石生产更加困难和更高成本,生产速度慢了不知多少倍(我没有工厂的数据,但是对于实验室来说,制备一块玻璃可能只需要几个小时,但是一块晶体起码需要半个月)。蓝宝石显然不够供应这么大的手机市场。

  综上所述,我认为手机屏幕材料现阶段最合适的还是各种玻璃,蓝宝石不太可能普遍使用,但是也有着其独特的优势。

  PS. 无论用什么做屏幕面板其实都无所谓,不管研发出多么好的材料,总是会隐藏在各种各样的膜下面,他们能见天日的机会大概只有刚出生和死去两次而已,无论他们有没有坚强的外表都可以完美无瑕的度过一生,不增不减,不破不花。



关键词: 蓝宝石

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