誰最具潛力:藍(lán)寶石能否取代玻璃塑膠?

據(jù)市場研究機(jī)構(gòu) NPD DisplaySearch 的觀察，為持續(xù)降低觸控模組成本，近幾年已經(jīng)有觸控模組和品牌廠商，開始導(dǎo)入塑膠作為手機(jī)保護(hù)蓋板（cover glass or cover lens）的材料，以取代原有的玻璃。

而隨著蘋果（Apple）最新一代手機(jī) iPhone 6 發(fā)表日期漸近，對(duì)于藍(lán)寶石玻璃是否能夠取代Gorilla或是Dragontrail等鋁矽酸鹽玻璃，成為高階智能型手機(jī)保護(hù)蓋板材料，也是持續(xù)延燒的產(chǎn)業(yè)話題。究竟哪一種手機(jī)保護(hù)蓋板材料最具發(fā)展?jié)摿Γ?/p>

塑膠材料成本低、耐撞力高，但容易刮傷

NPD DisplaySearch表示，所謂“塑膠”只是一個(gè)總稱，因?yàn)椴⒎撬械乃苣z材料皆可以符合手機(jī)保護(hù)蓋板的要求。最普遍的塑料材料為PET （聚對(duì)苯二甲酸乙二酯）、PC （聚碳酸酯）及PMMA （聚甲基丙烯酸甲酯）。這些材料可以單獨(dú)使用或是以復(fù)合（co-extrusion）的輸出來使用。塑膠材料常見于工業(yè)應(yīng)用中（如窗戶和飛機(jī)的駕駛艙），因?yàn)檫@些塑膠材料比玻璃或是藍(lán)寶石可以承受更巨大的撞擊力量，不過塑膠材料抗的刮傷力通常表現(xiàn)較差。

DisplaySearch 研究總監(jiān)謝忠利表示，PET通常被應(yīng)用在觸控感測(cè)器基板（即所謂的“薄膜”）、防爆膜以及以往的功能手機(jī)蓋板（功能在于保護(hù)面板與裝飾性使用）。不過，PC及PMMA則因?yàn)槠?strong>光學(xué)穿透性表現(xiàn)佳、耐受力高以及較強(qiáng)硬度等優(yōu)點(diǎn)，更普遍地使用在手機(jī)保護(hù)蓋板上；例如：PC/PMMA的復(fù)合材料就相當(dāng)普遍。

縱然PC的表面硬度和光學(xué)穿透性較PMMA來得稍差，但是PC仍是主要材料。這是因?yàn)镻C的韌性佳，對(duì)沖擊力的抵抗自然也就較強(qiáng)。此外，塑膠的外型加工性也比玻璃來得好、較不會(huì)破片，因此對(duì)良率與成本上也相當(dāng)有助益。不過，塑膠材料最為人詬病之處為容易刮傷以及廉價(jià)感。

NPD DisplaySearch 指出，使用塑膠材料的優(yōu)點(diǎn)包含：

韌性──這個(gè)特質(zhì)有助于外觀成型與外力沖擊時(shí)的抵抗，因此有許多的工業(yè)和商業(yè)應(yīng)用會(huì)采用塑膠材料，像是高速列車上的窗戶。

安全──塑膠材料在破碎時(shí)，相對(duì)于一般玻璃會(huì)有較高的安全性。保護(hù)玻璃通常會(huì)以防爆膜或是光學(xué)膠全貼合來防止碎裂的玻璃造成立即的危險(xiǎn)，因此也自然地增加成本。

重量──這個(gè)優(yōu)點(diǎn)在小尺寸的手機(jī)或許并不明顯，但是對(duì)于20英寸以上的應(yīng)用，重量就是個(gè)需要考量的因素。謝忠利表示，例如55英寸平面電視使用的保護(hù)玻璃可能約在4公斤左右（視所需的安全厚度而定），但是換成塑膠材料后，有機(jī)會(huì)僅需一半的重量（塑膠密度約1.18 g/cm3）。為了撐住保護(hù)玻璃的重量，全貼合膠材的選擇與黏著力就很重要；但往往就在粘著的情況下拉扯、改變了液晶面板的玻璃基板間距（cell gap），對(duì)IPS模式的面板來來說，顯示效果就可能受到嚴(yán)重影響。

玻璃與塑膠材料孰優(yōu)孰劣？

而另一方面，DisplaySearch表示，使用玻璃材料的優(yōu)點(diǎn)包含：

硬度──玻璃與塑膠在可見光區(qū)的光學(xué)穿透性都可以達(dá)到90%以上，比起藍(lán)寶石來得好。不過就耐刮性（anti-scratch）而言，藍(lán)寶石的9H摩氏硬度就不是前兩者可以比擬的。而在經(jīng)過表面刮傷后，塑膠的霧度（haze）會(huì)比玻璃差?？v使是鋁矽酸鹽的玻璃材料也無法達(dá)到9H摩氏硬度，但是在日常生活中的應(yīng)用上，玻璃確實(shí)是一種價(jià)格與規(guī)格可以達(dá)到最佳化的材料。

外觀──玻璃材料在自然界中俯拾即是，但是在一般人心目中，確實(shí)比塑膠來得有質(zhì)感與貴重感。正如現(xiàn)在市面上可見的藍(lán)寶石、水晶材料，其實(shí)多半是人工制造，但這無損時(shí)消費(fèi)者心中的刻板印象。

那么，究竟如何選擇蓋板材料？以應(yīng)用產(chǎn)品端來看，傳統(tǒng)功能手機(jī)及電阻式觸控面板大多采用塑膠材料作為保護(hù)蓋板，有些是PMMA/PC，有些則只是簡單的PET膜。

DisplaySearch 指出，就在Apple iPhone指出觸控面板該前進(jìn)的道路之后，雖然帶有保護(hù)玻璃的電容式觸控面板成本較高，但是其亮麗的外觀、抗刮耐與磨損的特點(diǎn)，終究使其成為主流。塑膠材料若要扳回一城，那么硬層材料的硬度必須先跟上玻璃后，塑膠本身的優(yōu)點(diǎn)（重量與加工性）才會(huì)凸顯。

從使用者端來看，工業(yè)應(yīng)用上使用塑膠多半是為了耐沖擊性，成本并不是主要考量；而且多半使用特殊復(fù)合材料，成本未必比玻璃、甚至藍(lán)寶石來得低。DisplaySearch 指出，不過，在消費(fèi)性電子產(chǎn)品上，成本絕對(duì)是考量的因素。塑膠的外觀成型良率會(huì)比玻璃高。至于安全性上，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(guī)格來看，光學(xué)穿透性與防刮性應(yīng)該是兩個(gè)首要的規(guī)格。就前者而言，玻璃與塑膠不相上下，但在后者上，強(qiáng)化玻璃雖然比不上藍(lán)寶石，但是對(duì)付塑膠已經(jīng)綽綽有余。雖然塑膠可以節(jié)省成型成本，不過目前多數(shù)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(shè)計(jì)的簡化、減少鉆孔等，也可以提高玻璃的良率。因此，DisplaySearch 指出，塑膠保護(hù)蓋板的發(fā)展還需要仰賴硬層材料的突破，目前一般規(guī)格約僅達(dá)到4-5H（鉛筆硬度）。

采用鋁矽酸鹽玻璃的優(yōu)點(diǎn)則包括：

透光性佳──大多數(shù)玻璃在可見光區(qū)的透光性可達(dá)90%以上，但藍(lán)寶石僅約80%?。ㄒ暫穸榷ǎ?。較低的透光性意味著液晶面板的背光需要更高的功耗來實(shí)現(xiàn)相同的光學(xué)表現(xiàn)。不過藍(lán)寶石在紫外線跟紅外線的范圍內(nèi)可以擁有較高的透光性，這在工業(yè)應(yīng)用中是占優(yōu)勢(shì)的。

成本較低──玻璃工業(yè)已經(jīng)有充沛的原料來源和成熟完整的供應(yīng)鏈。并且，隨著終端產(chǎn)品的定位，鈉鈣跟鋁矽酸鹽玻璃也可以提供高低不同的成本結(jié)構(gòu)。此外，玻璃的生產(chǎn)成本、能耗、過程工時(shí)等，都比藍(lán)寶石的生產(chǎn)來得更具有優(yōu)勢(shì)。

那么在玻璃與藍(lán)寶石之間，究竟哪一種材料適合做到底應(yīng)該要如何選擇保護(hù)蓋板的材料呢？從應(yīng)用產(chǎn)品端來看，相機(jī)鏡頭跟指紋辨識(shí)模組的尺寸較?。ㄖ睆?lt;10mm），所需要的藍(lán)寶石成本占比不高。但若使用在智能型手機(jī)上面，隨著智能型手機(jī)屏幕平均尺寸愈來愈大，藍(lán)寶石的成本將會(huì)顯著逐升高。此外，相機(jī)鏡頭跟指紋辨識(shí)模組并不需要特定的外觀成形設(shè)計(jì)及鍍膜，但是保護(hù)蓋板是需要的。

在使用者端部分，從較實(shí)際的規(guī)格來看，藍(lán)寶石最重要的特點(diǎn)就是抗刮及耐磨。但DisplaySearch表示，經(jīng)康寧（Corning）實(shí)驗(yàn)證明，保護(hù)蓋板是否耐沖擊還需要取決于使用者的使用習(xí)慣。而從消費(fèi)者心理來看，雖然大多藍(lán)寶石并非天然的，但消費(fèi)者可能還是視之為有價(jià)值的寶石。

在供應(yīng)鏈端部分，除非其他品牌也可以得到類似Apple的專利技術(shù)以降低藍(lán)寶石的應(yīng)用成本，否則藍(lán)寶石的成本仍然居高不下。再者，根據(jù)DisplaySearch觀察，特別是較大尺寸的藍(lán)寶石基板，若其基板形狀是圓形的，那么對(duì)長方形保護(hù)蓋板的經(jīng)濟(jì)切割將會(huì)更低；這對(duì)供應(yīng)鏈的產(chǎn)能、成本都會(huì)是重大的挑戰(zhàn)。