Історія Gorilla Glass

Сучасна історія Gorilla Glass налічує всього 5 років, однак у цієї технології є менш іменитий попередник, розроблений ще в 1960-х роках. За словами компанії Corning, близько 50 років тому вони вже експериментували над поліпшенням деяких якостей скла, результатом чого став матеріал, відомий як Chemcor.

На той момент він так і не знайшов широкого практичного застосування, і всі дослідження були заморожені. Є лише дані про те, що Chemcor був встановлений на декількох десятках гоночних автомобілів 968 Dodge Dart і Plymouth Barracuda для економії ваги, а також в обмеженій кількості використовувався в деяких інших галузях (конкретних прикладів застосування немає).

Corning підкреслює, що Chemcor і Gorilla Glass, незважаючи на деяку зв'язок, все ж є різними матеріалами, і твердження про те, що сучасне покриття для мобільних екранів було придумано ще півстоліття тому, невірно.

Chemcor міг би використовуватися для цих цілей, але сам матеріал виходить іншими методами і володіє іншими характеристиками в порівнянні з Gorilla Glass.

Тільки в 2006 році, під час роботи над тоді ще не анонсованим iPhone першого покоління, в Apple зіткнулися з проблемою швидкого зносу екранів і почали шукати її рішення.

Зв'язавшись з Corning і дізнавшись про те, що в 1960-х компанія вже займалася розробкою відповідного покриття, Стів Джобс домовився про створення модифікованої версії Chemcor. Незважаючи на те що до анонсу і реліза першого iPhone залишалося зовсім мало часу (він був вперше продемонстрований на самому початку 2007 року), Corning встигла випустити необхідну кількість захисних плівок для смартфона Apple.

За легендою, в Apple вперше дізналися про проблему після того як прототип смартфона помістили в одну кишеню з ключем. Залізний предмет швидко дряпав пластикове покриття екрану і залишав на ньому сліди. За допомогою Gorilla Glass від цього неприємного ефекту вдалося позбутися, хоч і не повністю.

Металеві предмети практично не дряпають екрани сучасних смартфонів, але Gorilla Glass і раніше безсилий перед іншим супротивником, звичайним піском, який у невеликих кількостях потрапляє в кишені і є основною причиною появи відмітин на сучасних мобільних пристроях.

Протягом наступних п'яти років після появи Gorilla Glass ця технологія, очевидно, не мінялася, і лише на початку 2012 року була представлена ​​оновлена ​​версія Gorilla Glass 2.0.

За характеристиками вона несильно відрізнялася від оригіналу, і деякі другорядні поліпшення безпосередньо випливали з однією-єдиною модифікації.

Зберігаючи колишню міцність, екран Gorilla Glass 2 став на 20% тонше, надаючи таким чином певний вибір розробникам телефонів. Вони могли або посилювати захист екрану, залишаючи вагу і товщину захисної плівки на колишньому рівні, або зменшувати трохи вагу і товщину, зберігши при цьому ті ж захисні характеристики, що й раніше.

Зі зменшенням товщини захисного покриття також поліпшувалися оптичні властивості дисплея: трохи підвищувалася яскравість екрану, а сенсорна матриця ставала більш чутливою до торкань.

У тому ж 2012 Corning і Samsung повідомили про спільну розробку Lotus Glass. Це нове покоління матеріалів, яке може як замінювати, так і доповнювати Gorilla Glass.

Lotus Glass покращує опірність тепловим навантаженням, підвищує відгук екрану (мабуть, йдеться про сенсорної частини) і знижує деформацію пристроїв при навантаженнях.

Важлива відмінність між матеріалами полягає в тому, що Gorilla Glass - це покриття, а Lotus Glass - підкладка для LCD дисплеїв. Таким чином, навряд чи варто очікувати велике число екранів з підтримкою лише Lotus Glass, але без Gorilla, оскільки в цьому випадку поверхню дисплея буде абсолютно не захищена від механічних впливів. У той же час обидва матеріали можуть використовуватися одночасно в смартфонах і таким чином взаємно покращувати захисні характеристики дисплея.

Незважаючи на те що Gorilla Glass 2 був анонсований ще на початку року, перші пристрої на його основі, за заявами самої Corning, варто було чекати не раніше квітня-травня. На поточний момент все ще відомо лише кілька моделей мобільних пристроїв, в яких використання нової технології підтверджено. Це, наприклад, Samsung Galaxy S3 і ASUS Transformer Pad Infinity TF700T. Зменшена товщина iPhone 5, а також тривала історія співпраці Corning і Apple також опосередковано вказують на використання Gorilla Glass 2 в iPhone 5, але ця інформація поки не підтверджена.

За останніми даними, Gorilla Glass використовує понад 30 великих виробників електроніки (Acer, Asus, Dell, HTC, Motorola, Nokia, Samsung, Sony), а саме захисне покриття вже встановлено на 750 млн. пристроїв.

Така коротенька історія технології, а тепер перейдемо до деяких особливостей Gorilla Glass.

Призначення Gorilla Glass

Основне завдання Gorilla Glass - захищати екран від подряпин і тріщин при сильних динамічних і статичних навантаженнях. При цьому від покриття потрібно мінімальний вплив на вагу і товщину телефону, якість картинки, а також чутливість сенсорної матриці.

Виготовлення

Високої твердості Gorilla Glass домагаються шляхом хімічної обробки скла, так званого процесу обміну іонів. Для цього скло поміщають в розчин розплавлених солей калію з температурою приблизно 400 ° C. Після цього відносно невеликі іони натрію в склі заміщаються іонами калію більшого розміру.

Після охолодження скла іони калію тиснуть один на одного сильніше в порівнянні з натрієм, і таким чином створюють шар підвищеної міцності на поверхні матеріалу. Процес виготовлення Gorilla Glass спеціально модифікований таким чином, щоб якомога більше іонів калію залишалося не тільки на поверхні скла, але і проникало всередину і покращувало міцність матеріалу по всій товщині.

Територіально заводи з виготовлення Gorilla Glass знаходяться всього в трьох країнах: США, Японії і Тайвані.

Товщина

Товщина Gorilla Glass може коливатися в межах від 0.5 до 2 мм (в 12 - 50 разів товщі людського волосся). Використовувати максимально захищену конфігурацію в мобільних екранах немає особливого сенсу, оскільки 2 - мм це вже чверть товщини сучасних смартфонів, і йти на такі погіршення ТТХ виробники не можуть. Як наслідок, найчастіше товщина Gorilla Glass становить приблизно 1 мм, а з виходом Gorilla Glass 2 її вдалося зменшити до 0.8 мм без втрати захисних характеристик.

Оскільки Gorilla Glass використовується не тільки в екранах смартфонів, але також в планшетах, медіаплеєрах, ноутбуках і телевізорах, то саме в цих пристроях і затребувані захисні покриття з більшою товщиною.

Міцність

Міцність Gorilla Glass вимірюється за методом Віккерса, який зводиться до втискування в досліджуваний матеріал чотиригранної алмазної піраміди з кутом 136 ° між протилежними гранями.

Твердість по Віккерсу вимірюється в звичних одиницях тиску (Паскалях), шляхом ділення навантаження на площу відбитка піраміди. Одиниці виміру після значення ніколи не вказуються, і замість них додаються літери HV. Наприклад 100HV30 позначає, що твердість матеріалу за шкалою Віккерса становить 100 одиниць під навантаженням в 30 кг.

Після цього може бути додана ще одна цифра, наприклад 100HV30/20, яка означає, що матеріал знаходився під тиском протягом 20 секунд. За замовчуванням навантаження триває 10 - 15 секунд і в таких випадках її не вказують.

Твердість Gorilla Glass за методом Віккерса складає приблизно 700 одиниць під навантаженням 0.2 кг. Для порівняння залізо має твердість 30 - 80HV5.

За заявою Corning, Gorilla Glass приблизно в 3 рази міцніше хімічно обробленого натрієво-вапняного скла, також відомого як натрієво-Кальцева або содове скло. По суті, це звичайне скло, яке використовується у вікнах і пляшках.

Демонстрація , яку Corning проводила на початку 2012 року під час презентації Gorilla Glass 2, практично підтверджує цю цифру. Тоді за допомогою спеціального пристрою, що вимірює навантаження на матеріал, добровольці пробивали звичайне скло товщиною 1 мм при навантаженні еквівалентної 23 кг, а Gorilla Glass тієї ж товщини - вже при навантаженні в 55 кг. Виходить коефіцієнт 2.4, а не 3, але з урахуванням того, що друга версія Gorilla Glass на 20-25% міцніше, отримуємо якраз фактор, що дорівнює трьом.

Матеріал Gorilla Glass 2 також взяв участь у демонстрації, але Corning надав лише зразок товщиною 0.8 мм, який витримав точно те ж навантаження, що і перша версія Gorilla Glass товщиною 1.0 мм (55 кг).

При більш динамічних навантаженнях, наприклад, в тесті з падаючою кулькою , Gorilla Glass 2 став у кілька разів міцніше першого покоління . Якщо раніше максимальна вага кульки, падаючий на Gorilla Glass без наслідків, становив 125 г, то тепер Gorilla Glass 2 витримує цілих 0.5 кг при інших рівних умовах.