корнинг горилла гласс 3 что это
Mobcompany.info
Сайт о смартфонах и их производителях
Что такое стекла Gorilla Glass и чем отличаются между собой
Gorilla Glass – это стекло с особым составом, подвергнутое химической и физической обработке. Ее цель – модификация структуры материала, для повышения устойчивости к царапинам и ударам. Еще одним его плюсом является снижение травмоопасности: осколки закаленного стекла не имеют очень острых граней. При использовании смартфона с треснутым стеклом риск порезать палец существенно снижается. То же самое касается и экрана телефона, случайно раздавленного в кармане.
Идея использования химической обработки стекла для придания прочности родилась еще в первой половине XX века. Тогда было изобретено натриево-кальциевое стекло, обладающее повышенной надежностью. В 1959 году Corning занялись испытаниями различных методов химобработки стекла. Тогда, с использованием щелочных соединений и алюмосиликата, было создано стекло Chemcor, используемое позже в авиации и автотранспорте. Но оно не получило широкого распространения.
Первая технология производства Gorilla Glass
Все изменилось в 2006 году, когда Apple занялись разработкой первого iPhone. Пластик резистивных тачскринов быстро истирался и царапался, что не понравилось Джобсу. Лидер Apple обратился к руководству Corning, и предложил возродить технологию. В то время компания уже самостоятельно пыталась возобновить исследования в данном направлении. Сотрудничество с Apple позволило существенно увеличить инвестиции в разработку. В итоге на свет появилось первое поколение Gorilla Glass.
Для изготовления Gorilla Glass применяется технология закалки путем ионного обмена. Классическое силикатное стекло погружается в расплав калийных солей, разогретый до температур порядка 400-500 градусов. Под их воздействием слабые ионы натрия в составе стекла заменяются на более сильные ионы калия, что повышает прочность изделия. Благодаря усиленным молекулярным связям, которые обеспечивает химическая закалка, твердость Gorilla Glass, по шкале Мосса, достигает 6 баллов (из 10, твердость стали – около 5).
Толщина Gorilla Glass составила около 1 мм, при этом, прочность к ударам оказалась до 3 раз больше, чем у обычного закаленного стекла. Для 2007 года (когда самые тонкие смартфоны были толще 10 мм) это был нормальный показатель. Но уже вскоре толщина устройства стала уменьшаться, и лишнего миллиметра стало много.
Gorilla Glass 2
В январе 2012 года компания представила второе поколение закаленного стекла Gorilla Glass. К тому моменту разработка Corning уже использовалась в более, чем 200 млн смартфонов по всему миру. Новая версия Gorilla Glass стала на 20% тоньше, при увеличении прочностных качеств до 4 раз. Инженеры усовершенствовали методику насыщения заготовок ионами калия, обеспечив их более глубокое проникновение. Это позволило сделать слой, насыщенный ими, толще.
Gorilla Glass 3
Для придания большей прочности Gorilla Glass 3, выпущенному в январе 2013 года, разработчики усовершенствовали технологию. По заявлениям и тестам производителя, оно способно выдерживать нагрузки большие, чем сапфировое стекло. Технология Native Damage Resistance (врожденное сопротивление повреждениям) позволила, при прежней толщине, увеличить прочность в 3 раза (на фоне второго поколения). Стойкость к царапинам увеличили на 40%, а устойчивость к ударам стала на 50% выше.
Gorilla Glass 4
В новом поколении стекла, показанном в ноябре 2014, производитель сумел уменьшить толщину в 2 раза, доведя ее до 0,4 мм. Остальные характеристики (прочность, устойчивость к ударам и царапинам), при этом, остались на уровне предшественника. Цель нового стекла – уменьшение толщины мобильных устройств без ухудшения их защиты. По словам создателей, оно в 2 раза прочнее, чем покрытия, сделанные по конкурирующим технологиям.
Альтернативы Gorilla Glass
Конкурирующие компании не стоят на месте, и разрабатывают альтернативные покрытия для экранов, обладающие повышенной прочностью. Одной из них является сапфировое стекло, созданное методом синтеза этого минерала. Оно отличается высокой устойчивостью к царапинам (оставить след может только алмаз и некоторые синтетические вещества), но более хрупкое, а также дорогое.
Японская компания Asahi, специализирующаяся на разработках новых марок стекла, тоже преуспела на этом поприще. В 2011 году она выпустила Dragontrail – более доступную альтернативу Gorilla Glass. Оно немного уступает конкуренту в плане прочностных качеств, но превосходит обычное стекло в 6 раз. Благодаря низкой цене Dragontrail пользуется спросом у китайских производителей, таких как Xiaomi, Lenovo, Meizu. Даже Sony оснащают им свои флагманы серии Z.
В Германии разработками конкурента для Gorilla Glass занимается компания Schott. Их разработка Xensation Cover тоже претендует на звание одного из самых прочных видов стекол. Его презентация состоялась в 2012 году. Состоянием на 2016 год самым известным производителем, использующим Xensation Cover, является китайская компания Meizu. Стекло применяется в новых бюджетных смартфонах серии M3.
Краш-тест стекла Gorilla Glass 4 в смартфоне
Gorilla Glass: все о знаменитом стекле
Константин Иванов
Старая компания и впечатляющие инновации
Штаб-квартира Corning Incorporated находится в Корнинге, штат Нью-Йорк, а сама компания была основана в 1851 году – да-да, ей уже больше 160 лет. Corning Incorporated – один из мировых лидер ов в материаловедении. Компания входит в список Fortune 500, работает в различных сегментах рынка, таких как оптические коммуникации, технологии дисплея, специальные материалы, естественные науки и экологические технологии, и имеет опыт работы в таких областях, как стекло специального назначения, керамика и оптическая физика.
Но настоящую известность компании на поприще технологий принесло защитное стекло Gorilla Glass, которое используется в тысячах мобильных устройств.
Я побывал в исследовательском центре в Корнинге, штат Нью-Йорк, в начале этого года. Я хотел побольше узнать о прочности стекла, его защитных свойствах и, конечно, о Gorilla Glass и том, как оно сосуществует на рынке с другими химически закаленными стеклами, например, Dragontrail от Asahi Glass Co и Xensation от Schott AG.
Но почему Gorilla Glass?
Будучи лидер ами в производстве «стекла», в Corning видели, что индустрия бытовой электроники нуждается в прочном и долговечном стекле, которое должно быть устойчиво к нажатиям. Разумеется, основными требованиями к продукту были устойчивость к повреждениям и потенциал в области дизайна устройств. Такой продукт должен был помочь производителям дифференцировать и совершенствовать пользовательский опыт, предлагая тонкие, яркие, хорошо читающиеся дисплеи, обеспечивающие гибкость в разработке внешнего облика устройств.
За менее чем десять лет стекло Corning Gorilla Glass стало промышленным стандартом и громким брендом. Многие покупатели просматривают спецификации устройств до момента, когда указывается Gorilla Glass, этот пункт становится важным фактором при выборе. Gorilla стоит в более чем 1800 моделях на рынке, и свыше 4.5 млрд устройств было выпущено с Gorilla Glass!
По словам представителей компании, свыше 40 производителей разработали модели с Gorilla Glass и многие используют его как ключевую «фишку». Это такие крупные производители, как HTC, LG, Acer, HP, ASUS, Dell, Samsung, Lenovo, Microsoft и Motorola, а также китайские гиганты, такие как Meizu, ZTE, Huawei, плюс индийские игроки, например, Micromax.
Недавно Ford Motor Company объявила, что будет использовать этот материал для ветрового стекла, заднего окна и перегородки в своем суперкаре Ford GT. Какая же у него прочность?
Во время моего визита в Corning Labs (у Corning много других лабораторий, в том числе два исследовательских центра – Corning Technology Center в Сидзуоке в Японии и Corning Research Center Taiwan в Синьчжу на Тайване) в холодном феврале этого года я некоторое время общался с исследователями в области материаловедения, работающими над Gorilla Glass.
Конечно, первым шагом было понять, что такое «устойчивость к повреждениям», способность минимизировать снижение прочности при получении дефекта, которая определяется при измерении остаточной прочности материала после получения повреждения.
Чтобы понять, что такое устойчивость к повреждениям, мы провели тесты различных типов
состава Gorilla Glass и обычного известково-натриевого стекла. Последнее по составу аналогично стеклу, которое сейчас стоит в большей части окон.
Абразивный тест (Abraded Ring-on-Ring test, ARoR) подвергает поверхность стекла абразивному воздействию частичек карбида кремния, имитируя воздействие в «полевых» условиях. Затем идет обычный тест Ring-on-Ring (RoR), чтобы замерить остаточную прочность. Тест на появление царапин (Scratch Ring-on-Ring test, SRoR) предполагает нанесение царапин на поверхность стекла, за ним следует обычный тест RoR для замера остаточной прочности.
В то время как теоретически стекло очень прочно, эта прочность сильно снижается, когда появляется дефект. Почти всегда стекло бьется из-за повреждения на поверхности, которое испытывает растягивающее напряжение (разрыв или растяжение).
Как делается Gorilla Glass?
Разработанный Corning производственный процесс предполагает создание тонкого защитного стекла с высочайшим качеством поверхности, выдающейся оптической прозрачностью и стабильностью размеров. По словам представителей компании, начало процесса происходит еще когда исходные материалы попадают в состав стекла, смешиваются в нем и охлаждаются.
Расплавленное стекло подается в желоб, называемый «изотрубкой», он наполняется, пока стекло не начинает стекать одинаково с обоих краев. Затем оно снова соединяется внизу и течет в форму, образуя сплошной плоский стеклянный лист, настолько тонкий, что толщина его измеряется в микронах. Стекла не касаются ни человеческие руки, ни что-либо еще, что может оставить на поверхности дефекты.
Состав Gorilla Glass предполагает химическое закаливание посредством ионного обмена, при котором отдельные части стекла вырезаются из «материнского» листа и подвергаются ионному обмену.
Ионный обмен – это процесс химического закаливания, при котором «большие» ионы «вдавливаются» в поверхность стекла, провоцируя сжатие. Gorilla Glass специально разработано так, чтобы максимально усилить этот процесс. Стекло помещают в горячую ванну расплавленной соли с температурой около 400 градусов Цельсия. Меньшие ионы натрия покидают стекло, а бОльшие калия из соляной ванной замещают их. Эти бОльшие ионы занимают больше места, и когда стекло охлаждается, прижимаются друг к другу, образуя сжимающее напряжение на поверхности стекла. Состав Gorilla Glass позволяет ионам калия проникать глубоко в поверхность, «углубляя» сжимающее напряжение в стекло. Этот слой сжатия создает поверхность, более устойчивую к повреждениям.
Эволюция Corning Gorilla Glass
Corning экспериментировали с химически закаленным стеклом в 1960 в рамках инициативы Project Muscle. Под именем Chemcor «усиленное» стекло использовалось до начала 90-х в коммерческих и промышленных целях, в частности, особенно заметным было применение в 1968 году в гоночных автомобилях Dodge Dart и Plymouth Barracuda, где было важно минимизировать вес машины.
В 2005 в Corning провели исследования на тему того, какой тип упроченного стекла может быть достаточно тонким для использования в бытовой электронике, применили эту технологию стекла и на ее основе изобрели новый состав, Gorilla Glass.
Corning Gorilla Glass был коммерциализирован в 2007 году и, как мне сказали в лаборатории, на тестах стекло превзошло пластиковое покрытие по устойчивости к царапинам, как и обычное известково-натриевое стекло в устойчивости к повреждениям.
Далее последовало Gorilla Glass 2 в 2012, его отличали увеличившаяся прочность или уменьшившаяся толщина. По сравнению с изначальным Gorilla Glass, Corning Gorilla Glass 2 было на 25% устойчивее к повреждениям. Покупатели могли выбирать между двумя улучшениями – та же толщина, но большая остаточная прочность, или стекло тоньше на 20% при той же остаточной прочности.
В 2013 появилось Corning Gorilla Glass 3 с его Native Damage Resistance – собственной устойчивостью к повреждениям. По сравнению с Gorilla Glass 2, Gorilla Glass 3 NDR предлагала увеличенную стойкость к царапинам, меньшую видимость царапин и бОльшую остаточную прочность после появления царапин.
Gorilla Glass 4
Согласно Square Trade Inc., «вы в 10 раз вероятнее разобьете телефон, чем потеряете или у вас его украдут». Разбитые мобильные устройства – привычная проблема, и стойкость к повреждениям уверенно занимает первое место в списке того, что покупатели хотели бы увидеть усовершенствованным в экранах устройств.
Формула Gorilla Glass 4 была создана, чтобы избежать разбитого экрана, и на настоящее время она обеспечивает максимальную прочность, значительно уменьшая вероятность получить разбитый экран, уронив устройство. Компания утверждает, что Gorilla Glass 4 выдержало такую нагрузку до 2 раз эффективнее конкурентов. И если речь идет о падении на твердую поверхность, Gorilla Glass 4 выживает до 80% случаев, а известково-натриевое стекло бьется с вероятностью, близкой к 100%.
Преимущества Gorilla Glass
Конечно, главное преимущество Corning Gorilla Glass – это устойчивость к повреждениям. Gorilla Glass химически закалено за счет процесса ионного обмена и обладает глубоким слоем сжатия на поверхности. Этот слой – своего рода броня, которая предотвращает проникновение трещин.
Также стекло создается с исключительно чистой, гладкой и плоской поверхностью, невероятной оптической прозрачностью, что делает его отличным покрытием для сенсорных экранов. Оно достаточно прочное, чтобы выдерживать привычные для таких устройств нажатия, и исключительно тонкое, что дает более точный отклик на них.
Gorilla Glass производится с толщиной от 0.4 до 2 мм и даже в случае 0.4-мм стекла компания утверждает, что стекло работает эффективнее, чем многие другие варианты покрытия.
Почему «горилла» царапается?
Макс Любин
С появлением емкостных сенсорных дисплеев появилась необходимость их защищать. И защищать не только от царапин, но и от механических повреждений, возникающих, в частности, и при падении стекла на твердый предмет. То есть в идеале защитное стекло экрана телефона должно не царапаться и не разбиваться.
Самым логичным выбором в случае защиты от падений являлся бы какой-нибудь пластик или композитный материал, что нам в свое время продемонстрировали инженеры Motorola, сделав телефон с практически неуязвимым для падений экраном.
Motorola Droid Turbo 2, а именно так называлась модель, в которой была применена так называемая технология ShatterShield, обладала дисплеем, который играючи переживал любые бытовые падения. Суть технологии заключалась в наличии пяти слоев в дисплее. На алюминиевой основе лежала гибкая AMOLED-матрица, над которой находился двойной гибкий тач-сенсор, а также двойное стекло, которое, на самом деле, было не стеклом, а одной из разновидностей пластика.
Однако у такого дисплея была одна досадная особенность – несмотря на то, что его было очень сложно разбить, он царапался. Увы, пластик это пластик, а еще он у массового потребителя ну никак не ассоциируется с премиальностью и дороговизной. Поэтому нужен был материал, который будет устойчив к царапинам и который при этом будет не так легко разбить, как обычное стекло. Этим материалом стало закаленное стекло. Оставим за скобками верность суждения о премиальности закаленного стекла и попробуем разобраться, почему, несмотря на выдающиеся характеристики, и закаленное стекло не панацея.
Для начала есть смысл разобраться, что собой представляет закаленное стекло, прикрывающее дисплей современного смартфона.
Самым популярным производителем закаленных стекол для смартфонов на сегодняшний день является компания Corning с их стеклом Gorilla Glass нескольких поколений.
Кроме Corning, закаленные стекла для дисплеев телефонов производят и другие компании, в числе которых и знакомая многим по своему щелочно-алюмосиликатному листовому стеклу Dragontrail компания Asahi Glass Co. Для удобства далее по тексту в качестве примера будем использовать стекло Gorilla Glass как наиболее узнаваемый бренд в этой сфере.
Объединяет этих производителей не только схожий химический состав производимых ими стекол, но и упор на баланс между твердостью и прочностью этого самого стекла, благодаря чему оно, в теории, не должно ни царапаться, ни биться. Но это в теории. На самом деле, все не так радужно. Но почему?
Для начала разберемся, что такое твердость и что такое прочность.
Твердость – это свойство материала сопротивляться внедрению в него другого, более твёрдого материала.
Определять твердость материалов принято по шкале Мооса. Шкала Мооса (минералогическая шкала твёрдости) — набор эталонных минералов для определения относительной твёрдости материалов методом их царапания. В качестве эталонов используются 10 минералов, расположенных в порядке возрастания их твёрдости. Как вы, наверное, догадались, эталоном твердости в этой шкале является алмаз с твердостью 10, что очень много.
Алмаз является самым твердым природным веществом. А закаленное стекло, прикрывающее дисплей телефона (например, Gorilla Glass), по этой шкале обладает твердостью 6-6.5.
На самом деле, шкала Мооса – это лишь один из многих вариантов определения твердости. Существуют методы определения твердости по Бринеллю, Кнупу, Rockwell, Виккерсу. Не будем вдаваться в подробности и остановимся на шкале Мооса, так как нам это не принципиально.
Но твердость – это еще не всё. Есть еще прочность. И не всегда эти две характеристики органично сочетаются друг с другом. Взять тот же алмаз. Многие его твердость автоматически распространяют на прочность, что неверно. Мало кто знает, что алмаз можно легко разбить. Можно уронить этот драгоценный камень с высоты на твердую поверхность, и он может разбиться. Поэтому твердость не всегда означает прочность. Чаще наоборот – твердость может означать хрупкость. Именно поэтому производители защитных стекол делают упор не только на твердости, но и на прочности. Ведь чем больше площадь стекла, тем проще его разбить.
Есть другой пример, когда твердость уместна – сапфировое стекло, защищающее циферблат часов. Такое стекло имеет твердость 9, что дает ему практическую неуязвимость к бытовым воздействиям. В данном случае недостаток в виде относительной хрупкости нивелируется толщиной стекла, которая может быть весьма внушительной, и его малой площадью. Чтобы не быть голословным, вот вам для примера фотография стекла швейцарских часов с сапфировым стеклом. Часам 14 лет, и все эти годы они активно эксплуатировались практически ежедневно и не снимались даже на пляжах. Как видите, за эти годы, несмотря на не самую аккуратную эксплуатацию, на стекле не появилось даже малейших царапин.
Увы, относительно высокая стоимость такого стекла и его хрупкость при увеличении площади и уменьшении толщины (что как раз нужно для телефона) делают использование сапфира в качестве защиты экрана телефона очень сомнительной затеей. Насколько мне помнится, Apple хотели использовать сапфировые стекла в одном из поколений iPhone, однако отказались от этой идеи.
И вот тут закаленные стекла типа Gorilla Glass (подставьте название любого производителя таких стекол), обладающие относительно высокой твердостью и неплохой прочностью при адекватной стоимости, оказываются той самой золотой серединой, которая устраивает практически всех.
Во всем этом великолепии без ответа остается только один вопрос – почему же такое твердое стекло, которому не в состоянии навредить даже лезвие ножа, рано или поздно всё равно покрывается царапинами?
Причин несколько. Начнем с явных и очевидных.
Использование украшений с драгоценными камнями, твердость которых выше, чем у стекла, может оставить на стекле телефона заметные следы. Например, серьги с бриллиантами, или сапфирами, или рубинами. В этом случае экран получает царапины после разговоров по телефону, прижатому к уху с драгоценным украшением. Увы, против физики не попрешь, и ваше украшение прекрасно царапает прижатый к нему экран телефона во время разговора. Итогом такого эксперимента являются тонкие царапины, в зависимости от длины украшения – в нижней или средней части экрана. Как этого избежать? Либо не носить украшения с драгоценными камнями, либо говорить, не прижимая экран к украшению, ну или использовать пленки и защитные стёкла.
Как ни странно, именно уличная пыль чаще всего оказывается причиной царапин на экране, когда вы кладете телефон на стол экраном вниз. Почему? Все просто. Пыль в своем составе нередко содержит мелкие фракции кварца, или попросту песок. Кварцевый песок по шкале Мооса обладает твердостью 7 единиц, что выше, чем твердость стекла, прикрывающего дисплей вашего телефона. Особенно глубокие повреждения песок наносит в случае, когда телефон кладется экраном вниз на твердую плоскую поверхность, которая загрязнена этим самым песком, из-за того, что в этом случае песок начинает работать как абразив, буквально прорезая в стекле борозды. Поэтому, если не хотите, чтобы экран телефона царапался, старайтесь не класть телефон экраном вниз на пыльные или грязные поверхности. И еще, не всегда поверхность, кажущаяся чистой, является таковой. Самые обидные царапины цепляются там, где не ожидаешь.
По аналогии со столом то же самое справедливо и для карманов – если ваш род деятельности подразумевает запыленность, для хранения телефона старайтесь использовать отдельный закрывающийся карман, куда не попадает пыль. Не бог весть, какой совет, но, как показывает практика, не все ему следуют. Сам по себе песок практически не в состоянии повредить стекло телефона. А вот находясь в вашем забитом всякой всячиной кармане, этот самый песок может оказаться между экраном и другой поверхностью, и произойдет то же самое, что и в случае пыльного стола.
Еще один враг дисплея и друг царапин. Ну, тут все просто. В процессе использования между дисплеем и крышкой такого чехла-книжки попадает всё тот же вездесущий песок, который и царапает стекло телефона, когда вы закрываете чехол и кладете телефон в карман или в сумку. Крышка прижимает песчинку к стеклу, и песчинка делает свое черное дело – с радостью оставляет на дисплее царапины и отметины.
А вот с неочевидными причинами все несколько интереснее. Дело в том, что если само стекло и обладает очень высокой твердостью, то вы все равно можете посадить видимые царапины даже более мягким, чем стекло, материалом. Только в данном случае речь будет идти не о царапинах на стекле, а о царапинах на другом, более мягком слое, покрывающем стекло экрана большинства современных телефонов. Речь об олеофобном покрытии, которое страдает самым первым.
Оно довольно мягкое, куда мягче, чем лезвие ножа, и поэтому спустя некоторое время ношения телефона вместе с ключами, которые, в теории, не должны царапать дисплей, вы можете столкнуться с появлением на стекле дисплея сетки из мелких царапин. Учитывая этот факт, появление мелких царапин, которые не видны, когда экран включен, но зато отлично видны, если смотреть на экран, это практически неизбежное событие для большинства телефонов, которые их хозяева носят в одном кармане с другими твердыми предметами. И даже если царапин не видно при взгляде под прямым углом, вы-то уже знаете, что они там есть. 🙂
Избежать этого можно двумя способами. Либо постоянно следить за чистотой всех поверхностей, с которыми соприкасается экран вашего устройства, либо использовать дополнительную защиту экрана. И если со вторым вариантом трудностей не возникает и подобрать защиту можно для любого телефона, то с первым вариантом обычно рано или поздно сложности возникнут – забыл, не уследил, расслабился. Именно этот факт заставляет многих владельцев использовать всевозможные защитные пленки и стекла, чтобы сохранить дисплей своего телефона в идеальном состоянии. Есть, конечно, определенный процент людей, которые не обращают внимания на такие мелочи, как царапины на дисплее телефона, но судя по спросу на защитные стекла и пленки, количество этих счастливых людей невелико.
Расскажите, используете ли вы тот или иной вариант защиты экрана своего телефона?