揭示康宁大猩猩玻璃耐刮却不耐摔的秘密

在屏幕术语那么多，这些你真的能分清楚吗？小编会连载几期文章，和各位读者分享一下手机屏幕上的那些“不明觉厉”的专业术语，本期主要是探讨“保护玻璃”（屏幕的保护层）的知识。

　　接下来，小编针对保护玻璃这一层结构，将相关的专业术语划分到保护屏幕，美化外观和优化手感两大功能中进行描述，让读者能够更好地把握这些知识点。

　　纵观下文提及的所有屏幕保护技术，大致上能够划分为防刮蹭和防碎屏两个方面，其中防刮蹭能力主要由硬度决定，而防碎屏能力主要由柔韧性决定。关于硬度和柔韧性的内容和区别，下文会详细介绍。

　　康宁大猩猩

　　前几年开始，美国康宁大猩猩玻璃被手机厂商广泛用于屏幕的保护玻璃之中，如今也已经发展到第四代产品。康宁公司是特殊玻璃和陶瓷材料的全球领导厂商，基于160多年在材料科学和制程工艺领域的知识，康宁大猩猩玻璃具有防刮、耐磨的特性，所以被手机厂商和消费者纷纷追捧。

　　市面上所谓的大猩猩玻璃，其实就是美国康宁公司生产的环保型铝硅钢化玻璃。大猩猩玻璃的前身是康宁公司在20世纪60年代生产的，具防弹功能的特种玻璃，常被用于直升飞机。接着我们看看普通玻璃和大猩猩玻璃之间的区别，简单来说，普通的玻璃主要由石英砂，石灰石和硼酸钠组成，而石英砂的主要组成部分是二氧化硅（SiO2），康宁大猩猩玻璃也是由上述几种物质组成，区别在于在生产过程中，将产出的钠钙玻璃放置在硝酸钾溶液之中，发生了离子交换的反应，从而改变了分子结构，所谓离子交换其实就是利用硝酸钾中的钾离子将玻璃中（硼酸钠）的钠离子置换出来。

　　从上面的化学元素周期表和高中化学知识可得，K+相比Na+具有更大的离子结构，同时由于K+的金属性/还原性/失电子（被氧化）能力更强，所以和硼酸根离子结合能力相比Na+更强，结合起来的化合物硼酸钾相比离子交换之前的硼酸钠更加稳定，具有更高的强度，这也就是化学上常说的，硼酸根离子和钾离子形成的化学键更加稳定。

　　表现在实际应用中，大猩猩玻璃具备一定的柔韧性，同时对于日常的普通刮蹭具备一定防御能力。

　　Dragontrail玻璃（日本AGC）

　　索尼Xperia Z系列旗舰机诞生之初，索尼并没有采用美国康宁大猩猩玻璃，而是选择了支持日本本土国货——AGC公司的Dragontrail玻璃，类似大猩猩玻璃，日本AGC这种Dragontrail玻璃也是硅酸铝玻璃，同时也主打耐刮，和大猩猩玻璃是直接竞争关系。当然，后来的索尼Xperia Z系列旗舰机也转向了大猩猩玻璃阵营，同时，小编发现Xperia Z系列旗舰机在使用AGC的Dragontrail玻璃时候，总是需要在机身表面贴上一层防爆膜，索尼官方解释是：手机跌落时候，意外碎屏之际，减少玻璃碎片飞溅伤害人体的几率。但是当索尼Xperia Z系列旗舰机更换了大猩猩玻璃之后，索尼选择把贴在双面玻璃机身上面的防爆膜去除，从这一行为上可推断，在防碎屏问题上，大猩猩玻璃可能比Dragontrail玻璃更胜一筹。

　　蓝宝石

　　iPhone 6诞生之前一直有媒体曝光苹果将和制造蓝宝石屏幕厂商合作，打造防碎能力更佳的蓝宝石屏幕，不幸的是，最终并没有如外界推测那样，相反被国内手机厂商用在了新旗舰机上，例如大可乐3。

　　为什么那么多消费者和手机厂商都在谈论是否应该在手机屏幕上用上成本更高的蓝宝石保护玻璃？相比康宁大猩猩和Dragontrail玻璃，蓝宝石玻璃优势在哪里？

　　我们先引入一个概念，莫氏硬度。简而言之就是一套表征自然界物体硬度排行的准则。根据百度百科的截图，如下表所示：

　　莫氏硬度

　　上面所说的大猩猩玻璃和Dragontrail玻璃归根到底都是二氧化硅，无论强度如何提高，最终在莫氏硬度的排行大概也只是7左右，同样处于7级硬度，并且也是二氧化硅为主要组成物质的沙石，对于手机屏幕来说无疑就是宿敌，两种都含有二氧化硅的物质相刮蹭，最终屏幕被刮花的概率有多大，结果可想而知。

　　沙石在日常生活中并不罕见，先不说去沙滩漫步的时候不小心把屏幕摔在沙滩上，仅仅是篮球场水泥地、办公室地板、图书馆楼梯，沙石几乎都无处不在。手机屏幕纵然用上了大猩猩玻璃，并且面对钥匙、剪刀等尖锐物体摩擦的时候淡定从容，但是却依然难逃沙石的魔爪。这也是伙伴们买了具有第四代康宁大猩猩保护玻璃的手机，却依然为其贴上一张蓝宝石贴膜或者钢化玻璃膜的原因。

　　我们再看看上面的表格，蓝宝石莫氏硬度达到了9级，换句话说仅次于钻石，如果用钻石做手机屏幕，这无疑是不现实的，成本这笔帐最终也会落在消费者头上，但是蓝宝石玻璃相比钻石来说成本相对便宜不少，而且防刮蹭的能力相比大猩猩屏幕也有一定的提升。

　　纵然iPhone并没有用上蓝宝石屏幕，但是却在摄像头保护玻璃，以及指纹识别模块中用上了更加耐刮的蓝宝石玻璃，对于经常和桌面接触的摄像头位置，消费者总担心凸起的摄像头会被刮花，蓝宝石保护玻璃很好地解决了这个问题。

　　说了那么久，蓝宝石玻璃好像很完美，大猩猩玻璃也感觉不赖，但是这两种保护玻璃都不能从根本上降低碎屏风险，因为真正决定屏幕是否耐摔的指标并不是莫氏硬度，而是柔韧性，换句话说，硬度和柔韧性是两种不同的概念，防刮蹭和防碎屏也是两种不同的能力。

　　防爆膜

　　上文提到，为什么索尼要在自家旗舰机上使用防爆膜，主要原因还是屏幕不耐摔，担心摔碎了之后玻璃飞溅，误伤人体。即使是蓝宝石玻璃，纵然将莫氏硬度提高到9级，但是屏幕的耐摔性上，相比大猩猩玻璃依然没有得到改善。我们先举个简单例子，总所周知，玻璃、金属、塑料三种材质之中，塑料是最耐摔的，诺基亚那些耐摔神器基本上都是采用了塑料机身（聚碳酸酯），金属和玻璃不经摔，前者容易在摔下之后留下凹凸不平的洞，而后者则是碎片飞溅。

　　这里面牵扯到另一个概念——柔韧性，众所周知，弹簧在发生适度弹性形变之后很快就能够恢复原来的状态，但是一般来说，金属一旦发生形变之后，很难恢复到原来的样子，这也是为什么iPhone频频出现“掰弯门”和“坐弯门”的原因，导致后来的iPhone 6s把金属材料从6000系列铝合金更换成7000系列铝合金。

　　相比金属和玻璃，塑料的柔韧性比较好，看看三星早年那些“大塑料”旗舰机，有多少台是被坐弯或者徒手掰弯的？我们不妨把那些可拆卸的塑料后盖适度地上下左右弯曲，你会发现只要我们把力度控制在正常幅度下，塑料后盖在形变之后很快就能够恢复原本的样子，塑料手机跌落在地上的时候，如果是后盖落地，塑料凭借自身的柔韧性，能够很好地分散冲击力，从而保护机身其它部分元件。

　　相比玻璃和金属机身手机来说，塑料的柔韧性更强，但是手机屏幕毕竟不是后盖，鉴于目前技术所限，手机屏幕是无法完全采用塑料来打造，从而提高其柔韧性，降低碎屏的几率。

　　退一万步来说，即使能够实现塑料屏幕，厂商也是不会采用塑料打造手机屏幕的，因为其硬度低，根据上文提及的莫氏硬度可得，即使是工程塑料的硬度也不过在2-3级之间，相比7级的玻璃来说可谓微不足道，同样，对于同为7级的沙石来说也是不堪一击。使用过三星“大塑料”旗舰机的用户应该和小编有类似的感受，使用一段时间之后，纵然你十分爱惜手机，基本上不会随意磕碰和摔在地上，但是机身后盖上面依然出现了很多细小的划痕，这就是塑料不耐刮，硬度低的特性。

　　综上所述，塑料柔韧性高，但是硬度低，玻璃和蓝宝石硬度相对较高，但是却不耐摔，柔韧性低。硬度和柔韧性仿佛就是鱼与熊掌不可兼得。

　　缓冲带

　　上文提及到，塑料的柔韧性很高，对于防止碎屏具有一定的帮助，iPhone设计师也深深明白这个道理，所以很早就在双面玻璃打造的iPhone 4中加入缓冲带的设计，这也是充分平衡硬度和柔韧性的做法。

　　大伙不妨仔细观察手上的iPhone 4和iPhone 4s，你会发现在金属边框和屏幕之间增加了一圈塑料打造的缓冲带，主要功能就是在iPhone跌落之际，即使是屏幕那一面率先落地，但是加入的缓冲带能够很好地分散了这部分的冲击力，减少碎屏风险。

　　悬浮工艺

　　除了上面讨论的这些方式，保护屏幕的手段还有很多，例如较早的智能机设计，鉴于当时大猩猩玻璃并不是那么流行，手机厂商普遍都刻意地将机身边框设计得略高于手机屏幕，用塑料或者金属边框分散和降低地面对屏幕的冲击力，从而减少碎屏的风险。典型的代表为中兴Grand S II。

　　接着要介绍的“悬浮工艺”和下文提到的“悬浮屏”设计有所区别，读者朋友需要注意一下，前者起到保护屏幕作用，后者则更多地起到美化手机外观的作用，我们先来聊一下乐视的“悬浮工艺”。

　　根据官方解释，乐1s上面出现的这种悬浮工艺，主要是重新设计了屏幕和边框之间的距离，优化金属边框包裹的角度，经过乐视官方上百次实测认证，最少降低70%的意外跌落碎屏率。

　　美化外观和优化手感

　　聊完了形形色色的屏幕保护技术，接下来我们聊聊那些水滴屏的故事。手机屏幕的保护层除了需要考虑防刮蹭和防碎屏的能力，这几年，手机厂商也开始往保护玻璃加入美化外观和优化手感的设计元素，最经典的代表就是IUNI U3宣传海报上的水滴屏，也就是如今烂大街的2.5D弧面屏幕。

　　在屏幕术语那么多 这些你真的能分清楚吗中小编曾经说过，部分屏幕技术之间并不冲突，能够同时出现在手机上，例如2.5D弧面屏幕和康宁大猩猩玻璃，主要还是因为它们的作用是不同的，一个负责美化外观和优化手感，另一个负责保护屏幕。例如三星Note 4上面的2.5D弧面屏幕就是采用了康宁大猩猩第四代保护玻璃。换句话说，只要技术允许，手机厂商大可将康宁大猩猩玻璃设计成2D、2.5D或者3D弧度的样子。

　　2.5D和3D

　　我们先来聊聊2.5D和3D弧面屏的事情。自功能机时代开始，手机屏幕长期以来设计都是2D平面的，并没有什么让消费者惊艳的地方，更别提手感方面的提升。自从诺基亚808 PureView这款拍照神器上让2.5D弧面屏幕火了一把，接着WP平台那些Lumia系列旗舰机也开始用上了这种弧面屏幕。诺基亚这种设计，被当时的苹果和三星赏识，最终让14年发布的iPhone 6和三星Note 4两款旗舰机同时用上了2.5D弧面屏（当然，早在三星S3上已经用过2.5D弧面屏设计，只不过三星S5时候取消了而已），三大操作系统平台的老大都纷纷用上弧面屏幕，国产手机厂商又岂会坐以待毙，从此智能手机圈刮起了一阵又一阵的弧面屏幕风暴。

　　三星其实或多或少需要感谢诺基亚的启示，在三星Galaxy Round这款产品试水失败之后，三星急于寻找新的曲面屏幕方向，无论是为了对抗韩国兄弟的——LG G Flex系列也好，还是树立自己在手机屏幕上面的领先地位。这时候，诺基亚的2.5D弧面设计犹如当头棒喝，三星在Note Edge上首次用上了3D弧度的单侧曲面屏，在市场反应还算可圈可点之际，三星S6 Edge用上了双曲面屏，让3D弧度屏幕成为了三星家族旗舰机的杀手锏，后续的三星S6 edge+也获得了不俗的口碑。

　　除了在屏幕上使用2.5D和3D弧度的设计，不少手机厂商将思路进一步拓展，在玻璃机身的手机上也用上了2.5D和3D弧度的设计，典型的代表有vivo X5Pro（2.5D）和小米Note（3D）。

　　无论是机身正面还是背面，无论是2.5D还是3D，弧面玻璃的运用目的还是在于提升外观美感和手感，美感话题因人而异，但是从如今烂大街的水滴屏潮流来看，这种外观设计还算是民心所向。而手感问题很好解释，普通2D屏幕，在手指从屏幕过渡到边框之际，那种割裂感是比较严重的，但是2.5D和3D弧面屏幕/机身能够将这种突兀感消除，除了诺基亚Lumia系列的成功，三星S3开始的鹅卵石造型也是其中的佼佼者。

　　聊完优点，我们来谈一下缺点，纵然2.5D弧面屏幕这种设计对视觉和手感带来了一定的加分作用，但是小编已经不是第一次发现vivo X5Pro非常容易从手上逃逸出去，即使不是双面2.5D机身的nubia My 布拉格（仅仅是屏幕采用了2.5D设计），将手机屏幕向下放在桌面上仍然能够明显看到机身整体不断移动，有一次小编发现它已经滑动到桌面边缘，差点就做“自由落体运动”，相信不少使用这种屏幕的读者都会有类似的感觉，不明真相的围观群众可能还以为是超自然界生物的恶作剧。

　　究其原因，小编观察了多台2.5D弧面屏幕的机型，得出的结论是，采用这种屏幕设计的机型普遍都会让屏幕高于机身边框部分，这就造成了屏幕四周直接和光滑的桌面接触，没有了金属边框和桌面形成的摩擦力，单凭光滑屏幕和桌面之间那一丁点儿的摩擦力，又岂能阻止手机向前运动的趋势。

　　针对nubia My 布拉格这种单面采用了2.5D弧面玻璃的机型，我们可以把机身背面（金属）正对着桌面放置，从而增加摩擦力，减少手机滑动到桌面边缘，然后掉在地上碎屏的风险。当然，突起的摄像头部分或多或少会遭遇磨损。

　　针对vivo X5Pro这种双面都采用了2.5D弧面玻璃的机型，我们只能够将其放在一些十分粗糙的平面上，例如皮质沙发、饭桌的台布、专门的收纳盒，或者为其套上一个皮套/橡胶套也行，当然，这样做的话就会妥协了美感和手感。

　　悬浮屏

　　聊完了弧面屏幕，接下来我们聊聊一加手机的悬浮屏。一加手机的悬浮屏和上文提到的乐1s的悬浮工艺是两码事，乐1s的悬浮工艺技术是为了降低手机屏幕的碎屏风险，而一加手机的悬浮屏则是为了增加手机的整体美感。我们来看看下面这张图：

　　根据一加手机官网海报的宣传，“一加手机将屏幕悬浮于机身之上，高低有致，它的精妙远不止满足视觉减薄的审美，更从工程设计的角度，降低手机不慎跌落的碎屏几率，为电池容量增加30%的宝贵空间。”小编则认同评测界的普遍观点，悬浮屏设计主要还是提升了手机屏幕的外观美感和手感，对于防碎屏的作用并不显着，尤其是屏幕高于机身的设计，反而是增加了碎屏风险的做法。这大概也是一加手机2取消了悬浮屏设计的原因吧。

　　贯穿多层结构的屏幕技术

　　聊完了屏幕中的保护玻璃（保护层），接下来小编想补充一些干货内容。众所周知，有些屏幕技术并不局限于保护层，而是贯穿触摸层乃至显示层，经典代表有Moto ShatterShield极御技术和nubia的“视觉无边框+FiT边缘触控技术”。

　　Moto X 极上首发的这项专利技术，是Moto潜心研发多年之后破茧而出的成果，对于Moto ShatterShield极御技术，小编在屏幕术语那么多 这些你真的能分清楚吗和坚不可摧的超凡搭档 Moto X 极体验评测中已经介绍过，这里不再展开来说。

　　视觉无边框+FiT边缘触控技术

　　而nubia Z9上面的视觉无边框设计，在手机屏幕历史上具有里程碑式的意义。在这之前，魅族、夏普、LG的旗舰手机一般都能够做出超窄的边框，手机的屏占比在业界也是数一数二的，但是和“视觉无边框”还是存在着一段距离。而且就目前全球的屏幕技术来看，完全没有边框的手机其实是不现实的，主要还是因为屏幕的组成原理，除了因为液晶分子需要四周的胶框对其进行限制，同时我们还需要将屏幕的电线或多或少分布到机身侧面，换句话说，目前技术所限，机身侧面是不可能完全没有电线的，这就是魅族、夏普、LG等厂商一直以来都无法做到真正的无边框设计的其中一些原因。

　　而nubia Z9通过换了一种思路突破了这种界限，具体来说，nubia Z9通过采用自家的aRC（arc Refractive Condition，弧面折射传导）技术实现这种“视觉无边框”设计。屏幕边框虽然无法消除，但是可以借助光的折射巧妙地隐藏起来。这也就是为什么nubia Z9称为“视觉无边框”而不是真正的“无边框”手机的原因。

　　nubia Z9的FiT边缘触控技术则是配合“视觉无边框”设计同时推出的，两种技术交织需要保护层、触控层和显示层相互配合，缺一不可。上面我们聊了“视觉无边框”，接下来我们聊聊“FiT边缘触控技术”。

　　对于类似魅族、夏普、LG那些窄边框手机，消费者所关心的主要还是屏幕的边缘防误触问题，而nubia Z9的“视觉无边框”设计更加让消费者为其防误触能力所担忧。喜人的是，除了边缘防误触技术，nubia更为nubia Z9引入了全新的触控交互体验，全新的触控区域刚好就落在2.5D弧面屏幕的边缘，这些区域除了能通过aRC技术实现看上去好像没有边框的视觉效果，还支持特殊的触控手势操作，翻查网上资料可得nubia为这些边缘位置额外引入了触控模块，从而实现了“FiT边缘触控技术”，例如“边缘反复滑动”、“双边滑动”等操作。

　　当然，“视觉无边框”设计还是存在着不少缺点，例如增加了碎屏的风险，增加了机身的厚度和重量，弧形屏幕边缘实际上依然存在微小的弧度，配合玻璃折射，很容易导致侧边出现彩虹纹现象。