金鐘罩鐵布衫 手機如何才能無懼碎屏

如今智能手機的“面子”越來越大，隨之而來的就是碎屏風險的提高（圖1）。那么，如何才能降低大屏手機碎屏的可能？摩托羅拉Moto X極通過“極御技術”獲得了首款防碎屏手機的稱號，而這一技術的原理是什么？其他品牌的手機又有哪些防碎屏的解決方案呢？

大屏手機的后遺癥

在功能機和以諾基亞（塞班系統）為代表的早期智能手機時代，手機的LCD屏幕尺寸較小，而且都是被包裹到透明的塑料面板內受到層層保護，哪怕不小心從2層樓高墜落也鮮有碎屏案例發生，最多是外殼破損嚴重。隨著以iPhone為代表的智能手機的崛起，表層玻璃直接暴露在外的設計直接催生了“碎屏險”這一特殊的險種。那么，為何大屏手機的碎屏風險如此之高？

根據摩托羅拉進行的一項實驗表明，當用戶在使用手機的過程中（如微信聊天），手指通常會放在手機重心下方，從而讓手機更容易以手指為中心旋轉墜落，最終導致有60%的幾率是正面（屏幕玻璃）朝下，這是導致手機屏幕容易碎裂的主要原因之一（特別是在與尖銳表面接觸時）。

此外，手機的四個邊角也是墜落后最常見的著地點。根據物理定律，著地點面積越小，受到的壓力也就越大。如果四角邊框不夠堅固，在與地面接觸后會嚴重變形，從而會將屏幕玻璃給擠碎（圖2）。還有一種極端情況，如果手機側面與尖銳物品（如桌面的棱角）碰撞，其碎屏的幾率甚至要大于邊角的位置（這就好比汽車，汽車車頭車尾抗撞性最佳，但側面永遠是最薄弱的環節）。

從屏幕材質著手的改善

想降低手機碎屏風險，改換更抗碎的屏幕材質無疑是最基礎的解決方案之一。不過，改善屏幕材質要從兩個方面入手，其一是表層的玻璃蓋板，其二則是隱藏其內的LCD顯示屏。

康寧最新的第四代大猩猩玻璃應該是目前口碑最好的玻璃蓋板材質（圖4）。與三代大猩猩玻璃相比，四代大猩猩玻璃最大的改進就是大幅提升了墜落時的抗損性，以及對尖銳物體的抗損性。可惜，這種屏幕材質的成本較高，在2015年中僅有三星旗下的S6、Note5等高端機有所裝備，而國產手機陣營中則更是僅有IUNI N1和華碩年底發布的幾款ZenFone系列等少數產品而已。

不怕碎的LCD顯示屏，自然就要數三星的柔性AMOLED屏幕技術了，比如Galaxy S6 Edge系列獨有的曲面屏幕就是沾了柔性屏幕的光。通過Galaxy S6 Edge的拆機圖可見， AMOLED柔性屏幕甚至可以卷曲（圖5～圖6），自然具備100%抗摔防碎的功效。但是，如果AMOLED柔性屏幕遇到尖銳物體的碰撞，也會出現凹陷甚至顯示故障等問題哦。

無論是第四代大猩猩玻璃還是AMOLED柔性屏幕，它們都是高成本的代名詞，很難被主打性價比的手機所用。那么，有沒有通過物理結構降低碎屏幾率的可能？

結構上的防碎屏設計

如今智能手機屏幕越來越大，機身也是越來越重，如果手機跌落時屏幕直接與地面接觸，碎屏率幾乎是100%。以樂視手機1為例，這款手機為了實現“無邊框ID”而選用了全懸浮玻璃的設計：玻璃直接覆蓋在邊框之上（圖7），好處是當手指移動到手機邊緣時不會感到玻璃和邊框間因高度差而產生的割裂感，且不存在容易藏污納垢的縫隙。但缺點就是手機跌落時玻璃很容易與地面“親密接觸”，碎屏率極高。

為此，樂視在新款樂1S上就對機身結構進行了改進，并將其稱為“無邊框ID 2.0”：讓金屬邊框的高度凸出于玻璃表面0.2mm（相當于被金屬邊框包裹），并在邊緣加入C角設計，從而減小了手機在跌落時屏幕邊緣與地面的接觸面積（圖8），降低了碎屏風險。

總之，不讓屏幕玻璃與地面直接接觸，已然成為了智能手機領域在設計上的共識。比如，很多手機都將金屬邊框進行了CNC削邊或弧線處理，讓邊框呈現“凸”型結構，這樣既可以讓手機看起來和摸起來都更顯纖薄（圖10），在跌落地面時也能確保永遠都是金屬邊框先與地面接觸。除了金屬邊框的凸型結構外，這些手機還常在邊框與玻璃蓋板之間加入了一圈很窄的塑料作為緩沖，用于“消化”磕碰時邊框形變給屏幕玻璃帶來的壓力。

需要注意的是，不同手機品牌/型號對邊框與玻璃蓋板之間的緩沖層的材質或叫法有所差別。比如，魅族早期在發布MX4時就曾主打“屏幕懸掛點膠技術”：在屏幕與中框之間注入0.3mm厚的特制膠水，從而有效降低碎屏率，預防水滴汗液的滲入。與MX4同一時期的小米4也祭出了所謂的“edge coating”，將常見的塑料材質緩沖層換成了0.05mm的保護涂層。不過，由于小米4的邊緣涂層太薄，理論上對屏幕玻璃的保護不如更厚實的緩沖層材質。

真有不怕碎屏的手機

雖然Galaxy S6 Edge用上了第四代大猩猩玻璃和柔性AMOLED屏幕，但S6 Edge依舊會因意外的跌落或磕碰而導致屏幕玻璃碎裂。沒辦法，上文提到的諸多方案只是最大限度“降低”碎屏率，并非“消滅”碎屏問題。而來自摩托羅拉最新的旗艦MOTO X極，卻憑借創新的ShatterShield極御技術，真正做到了“不怕摔”。

簡單來說，ShatterShield是由五層可吸收沖力的特殊材料所組成（圖11），由內至外分別為一體化硬鋁芯基座（ShatterShield的根基所在）、AMOLED柔性屏幕（本身就不存在碎裂的可能）、雙觸摸架構的觸控層（主觸摸架構失靈時輔架構繼續工作）、防碎內層（額外的保險機制）和極御防碎外層（有極強的抵御沖擊、劃傷能力）。當然，五層屏幕結構也導致MOTO X極的機身在厚度上略有超標。

除了五層屏幕結構以外，MOTO X極的邊框也采用了獨特的雙層結構：下層金屬，上層橡膠（圖12）。其中，上層橡膠為一圈內凹層，而五層結構的屏幕則剛好嵌入其中。沒錯，這就好像MOTO X極單獨給屏幕部分套上了一層橡膠材質的保護套（圖13），可以更完美地化解外部沖擊。憑借上述獨特的結構設計，造就了MOTO X極“不怕摔、”“不怕碎”的江湖地位。

小結

困擾智能手機的碎屏隱患雖然已被MOTO X極“攻克”，但后者復雜的物理結構卻注定其很難被其他品牌借鑒參考。原因很簡單，任何一款智能手機在配備保護套后，抗碎屏的能力都可無限接近MOTO X極，而成本卻僅有幾十元。此外，無論是MOTO X還是任何一款智能手機，哪怕在經歷跌落磕碰后屏幕完好，但邊框和表面玻璃卻依舊會出現凹陷劃痕。如果你是完美主義者，通常需要花費相當于手機1/3成本的開銷去更換總成屏（很多廠商售后不能單獨更換屏幕玻璃、LCD、觸控屏和邊框，需要整體更換）。

總之，提供較強防碎屏特性是手機廠商的本分，也是一款手機最最基本的設計底線。作為消費者，我們當然希望一款手機可以將防碎屏能力做到極致，但真正能為此買單的玩家卻是少之又少。

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碎屏之后還能繼續操作

如今智能手機的屏幕普遍是由三部分結構組成：保護層（玻璃蓋板）、觸控層、顯示層（圖3）。而絕大多數情況下，手機碎裂的只是最表面的玻璃蓋板，而顯示層損壞的表現則是屏幕無法點亮，或是出現花屏問題。問題又來了，為何有些手機碎屏后顯示正常，但卻無法進行觸控操作了呢？這個問題取決于手機采用了哪種屏幕貼合技術。

目前，智能手機普遍以GFF、OGS、On-Cell、In-Cell四種全貼合技術為主。其中，GFF將觸控層放在了玻璃蓋板下面的薄膜上；On-Cell將觸控層做在了顯示層上面；In-Cell是將觸控層和顯示層合二為一。因此，采用這三種全貼合技術的手機如果僅是表層的玻璃蓋板碎裂不會影響到觸控操作。而OGS則是將玻璃蓋板和觸控層做在了一起，一榮俱榮一損俱損，一旦玻璃蓋板碎裂觸控也會失效。

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塑料邊框更抗摔

之所以采用塑料邊框的手機碎屏幾率要低于金屬邊框手機，就是因為塑料材質可以承受更大的形變，其自身就可作為屏幕玻璃的緩沖層。此外，很多低端機習慣將屏幕玻璃被塑料邊框裹在其中（圖9），雖然犧牲了屏占比和邊框的寬度，但其碎屏率卻遠低于采用極窄邊框的手機。