未來手機螢幕可能是「鑽石」做的?

作者 | 發布日期 2022 年 02 月 24 日 8:15 | 分類 手機 , 材料、設備 , 面板 Telegram share ! follow us in feedly


貼膜店雖然越來越少但還是能存活,可見一般人還是很擔心摔到手機,螢幕也通常是最脆弱的地方,一不小心摔破要換就是幾千到上萬元,加上無線充電流行,不少手機前後都是用玻璃,一次可能就摔掉兩塊玻璃。

日常刮擦掉漆,雖然不至於無法使用,但看著也讓人不舒服,刻痕和裂痕也是手機一摔就壞的誘因之一。儘管技術一直進步,但誰想遇到「萬一」呢。更換材料曾是防止手機摔壞的終極方法之一,如將玻璃換成更堅固的鑽石。而真的有家公司 Akhan 打算這麼做。

玻璃太脆弱?用鑽石試試吧!

金剛石就是未打磨的鑽石原石,處理後有透光性好、硬度高等優點,無論裝飾還是保護手機等電子產品螢幕都是上佳材料。自從 1979 年科學家發現天然鑽石其實是碳元素組成的礦物後,業界就不斷嘗試生產人工鑽石,早在 20 世紀末業界就演變出多種技術。

目前主流技術分別是高壓高溫(HPHT)和化學氣象沉積(CVD)技術,前者是模仿鑽石自然形成的高溫高壓環境,製造成本相對低,後者是以烴類氣體混合物培育金剛石,更靈活簡單,兩種方法各有優勢。

人工培育鑽石應用也不少,往珠寶發展的就培育高純度、較重的鑽石,打磨切割後和天然鑽石十分相近,人眼無法區分,得靠專業機器鑑定。工業用鑽石就不一樣了,往往更看重透光率、折射率、硬度、導熱性等製造業更關注的特性。

AKHAN 是工業人工鑽石公司,開發一系列鑽石培育及顯示螢幕保護技術。2017年 AHKAN 推出 Miraj Diamond 玻璃技術,就是在玻璃上塗一層金剛石塗層,厚度可達 100 奈米,僅頭髮萬分之一寬。

▲ 反覆運算的 Miraj Diamond 玻璃技術。

這不僅能保持極高透光率,厚度也幾乎沒變,畢竟手機玻璃厚度還是以遠大於奈米的公釐為計算單位。Akhan 表示,Miraj Diamond 玻璃復刻鑽石的超高硬度、防刮、防摔,第三方機構測試時硬度是旗艦競爭對手的 10 倍。

金剛石本就是自然界最硬的物質,相對硬度很高,金屬切割領域經常見到,防刮能力有保證。由於 Miraj Diamond 玻璃技術達奈米等級,也是玻璃上塗層,可說是半可撓性材質,支援搭載可撓性玻璃的摺疊手機,有機會解決摺疊螢幕脆弱的問題。

現在手機螢幕大多有疏油層和防眩光塗層,前者讓滑動更順暢,避免水和油性物質附著,後者則讓螢幕防反光,只是疏油層會隨著時間耗損。據 Akhan 說法,Miraj Diamond 玻璃不會有這問題,奈米金剛石塗層本就有排斥水和油性物質的特性,不需要再添加疏油層,Miraj Diamond 多層玻璃本身也有整合防眩光層。

到這都是 Akhan 展示新技術的優勢,實際產品表現如何,還沒人知道。Akhan 以兩場比較測試回應疑問,首先是跌落測試,同樣大小的鋼球從同高度落下,看掉在第五代康寧大猩猩玻璃和 Miraj Diamond 混合玻璃上時結果如何。

啪,康寧大猩猩玻璃應聲碎裂,Miraj Diamond 混合玻璃則沒有。

▲ 鋼球掉落測試。

另一次是顯微壓痕測試,Akhan 委託美國西北大學在實驗室使用顯微技術,測試產品是超瓷晶玻璃(Ceramic Shield)和 Miraj Diamond 混合玻璃,前者就是 iPhone 12 的玻璃原型產品。

▲ 顯微壓力測試數據。

結果證明,Miraj Diamond 混合玻璃是超瓷晶玻璃原型強度的 3 倍,前者能承受 36GPa 壓力,後者為 12GPa。

那能普及嗎?

毫無疑問,Miraj Diamond 混合玻璃擁有極高潛力,但僅高硬度和超強抗刮並不足以普及,哪怕兩點也是用戶最在意的屬性,誰不想要摔不壞的手機呢。

玻璃的上一任挑戰者藍寶石用親身經歷解答。都有更強抗刮和硬度,同樣是人工寶石,藍寶石卻沒能取代玻璃,只用在鏡頭保護玻璃。

為什麼?成本、透光率、韌性都是原因,目前 Akhan 的測試多是原型玻璃產品比較,最後裝上手機時是否因手機結構不同而有影響還未知。

Miraj Diamond 混合玻璃雖然是基於奈米金剛石塗層,有機會用於可撓性螢幕,但要真正給摺疊螢幕手機用還有段距離,Akhan 也表示下一代混合玻璃技術才支援可撓性彎折。Akhan 表示,2019 年會聯合手機廠商推出 Miraj Diamond 混合玻璃產品,結果顯而易見:跳票了。

Akhan 表示,是獨家合作廠商退出手機業,產品無法發表,大規模量產時也遇到品質問題,「我們不是生產一塊,而是百萬塊」,Akhan 創始人 Adam Khan 說。

雖然 Akhan 表示已由試生產的手機玻璃找到解決方法,但重新與手機廠商談合作、測試驗證又要耗費不少時間。實驗室表現優異的新材料很多,但要走出實驗室進入日常生活不是容易的事。

同時 Akhan 的競爭對手也快速發展,康寧最新大猩猩玻璃 Victus 整體性能遠超第五代,防摔高度提升到 2 公尺,防刮度也提升,是上一代產品 2 倍。

2 公尺已是使用者大部分手機掉落高度極限,除非特殊狀況。這時 Miraj Diamond 混合玻璃與大猩猩玻璃 Victus 比較,還能有壓倒性的優勢嗎,這是 Akhan 需要回答的問題。好消息是 Akhan 最近完成 2 千萬美元融資,引入 Xperi 等知名科技公司高層。

資金和人才支持,或許能讓我們更快看到基於 Miraj Diamond 混合玻璃技術的手機出現,讓「摔不壞手機」更早到來。

(本文由 愛范兒 授權轉載;圖片來源:AKHAN Semiconductor

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