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玻璃、塑膠、藍寶石──該選哪種手機蓋板?

上網時間: 2014年08月20日     打印版  Bookmark and Share  字型大小:  

關鍵字:手機保護蓋板  材料  玻璃  塑膠  觸控 

從使用者端來看,工業應用上使用塑膠多半是為了耐衝擊性,成本並不是主要考量;而且多半使用特殊複合材料,成本未必比玻璃、甚至藍寶石來得低。DisplaySearch 指出,不過,在消費性電子產品上,成本絕對是考量的因素。塑膠的外觀成型良率會比玻璃高。至於安全性上,塑膠隨然比較好,但是玻璃也可以透過防爆膜或是全貼合來改善。

以蓋板本身規格來看,光學穿透性與防刮性應該是兩個首要的規格。就前者而言,玻璃與塑膠不相上下,但在後者上,強化玻璃雖然比不上藍寶石,但是對付塑膠已經綽綽有餘。雖然塑膠可以節省成型成本,不過目前多數品牌還是較偏好玻璃。玻璃的成型良率比塑膠差,不過透過外觀設計的簡化、減少鑽孔等,也可以提高玻璃的良率。因此,DisplaySearch 指出,塑膠保護蓋板的發展還需要仰賴硬層材料的突破,目前一般規格約僅達到4-5H(鉛筆硬度)。

不同材料保護蓋板特性比較
不同材料保護蓋板特性比較
(來源:DisplaySearch)

鋁矽酸鹽玻璃 vs. 藍寶石蓋板材料

即將亮相的iPhone 6到底會不會採用藍寶石蓋板?根據DisplaySearch從供應鏈得到的消息指出,縱使今年的 iPhone 6 未必來得及採用藍寶石,但是從Apple在技術、專利、供應鏈的布局來看,Apple應該不會只是為了將藍寶石應用在相機和指紋辨識的保護蓋而已。

在藍寶石作為選項之前,從2007年開始,鋁矽酸鹽玻璃就一直是高階智慧型手機保護蓋板材料的唯一選擇。不論是一般的鈉鈣玻璃(soda lime)或是鋁矽酸鹽玻璃,兩者的成份雖然不盡相同,但主要成份是類似的。

藍寶石是一種結晶體,但是玻璃卻比較像是一種「混和物」,包含了二氧化矽、碳酸鈉、碳酸鉀及氧化鈣等化合物。至於藍寶石則是氧化鋁(Al2O3)的單晶結晶態,呈現六方晶格結構,由三個氧原子和兩個鋁原子以共價鍵結合而成。為了不同的工業應用,藍寶石基板在切取時,會有A-plane、C-plane和R-plane等不同的取向。

目前應用在工業、電子或手錶等產品的藍寶石,多半是透過人工生產方式而得;所以藍寶石的昂貴並不是因為地球含量的稀有,而是其生產成本太高(特別是耗能)所致。

藍寶石的熔點高達約2,050℃,所以長晶過程中需要大量的電能以維持長晶爐中的溫度,而且一次原始晶棒的生產週期往往需要數週。DisplaySearch表示,藍寶石的莫氏硬度達到9H,這意味著其抗刮、耐磨損表現優於砂礫中常見的石英(二氧化矽)。這個特性對手錶跟智慧型手機的保護蓋板應用來說,是個相當有吸引力的特點。

同時,藍寶石耐高溫且能抵抗化學物質的侵蝕,並提供絕佳的電絕緣性。光學特性上,藍寶石比起玻璃,在對非可見光區的紫外線和紅外線有更好的穿透性(視厚度而定,一般0.25到4.50μm的範圍約85%)。因此,藍寶石最常使用在工業應用中(LED、SOS、光學元件及特定的機構元件)。

自從Apple和極特先進(GT Advanced)在藍寶石供應鏈的動作與布局後,藍寶石在過去一年來就成了業界不斷被討論的話題。在一開始,業內人士猜測iPhone動輒破億台的需求量將會改變整個藍寶石產業,但是至今Apple仍未包下藍寶石長晶大廠(如Rubicon或是Monocrystal)的產能,反而積極地打造自己的供應鏈。

因此,DisplaySearch相信,Apple終究會採用自己的專利(藍寶石層板與貼合技術)與獨家供應鏈來建立競爭門檻。無論如何,兩種材料的比較將有助於了解這兩種材料的後續發展趨勢。

(下一頁繼續:藍寶石、玻璃材料優缺點比較)


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