包含超薄藍(lán)寶石包覆板的行動式電子裝置的制造方法
【專利說明】包含超薄藍(lán)寶石包覆板的行動式電子裝置
[0001]相關(guān)申請案的相互參考
[0002]本專利申請案主張2013年5月28日申請的美國臨時(shí)專利申請案第61/828，067號、2013年4月5日申請的美國臨時(shí)專利申請案第61/808，964號以及2012年11月14日申請的美國臨時(shí)專利申請案第61/726，227號的優(yōu)先權(quán)，每個(gè)申請案在此并入援引為本案的參考。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明是關(guān)于包含藍(lán)寶石包覆板的行動電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0004]目前已有多種包括有至少部分透明的顯示視窗總成的行動電子裝置。這些包括例如媒體播放器、行動電話(蜂巢式電話)、個(gè)人資料助理器(PDA)、呼叫器之類的手持式電子裝置、以及膝上型電腦和筆記型電腦。顯示螢?zāi)豢偝煽砂ǘ鄠€(gè)組件層，諸如液晶顯示器(LCD)之類的視覺顯示層、供使用者輸入的觸控感測層、以及至少一用于保護(hù)視覺顯示器的外包覆層。這些層件通常都層壓或連結(jié)在一起。
[0005]現(xiàn)今使用的行動電子裝置有許多遭逢機(jī)械及/或化學(xué)破壞，尤其是起因于操作不慎及/或掉落、起因于如使用者口袋或手提包內(nèi)鑰匙之類東西與螢?zāi)坏慕佑|、或起因于觸控螢?zāi)活l繁使用。例如，觸控螢?zāi)槐砻婕爸腔坌褪謾C(jī)與PDA的介面可因?qū)嶓w使用者介面刮傷與凹陷而磨損破壞，并且這些瑕疵可有應(yīng)力集中點(diǎn)的作用，使螢?zāi)患?或底下組件在機(jī)械或其它震動時(shí)更容易破裂。另外，來自使用者皮膚的油脂或其它碎肩可覆蓋表面并且進(jìn)一步促使裝置效能降低。此磨損及化學(xué)作用可使下面電子顯示組件的視覺清晰度降低，從而可能阻礙裝置的使用和享用并且限制其使用期限。
[0006]已為了提升行動電子裝置顯示視窗的耐用度而使用各種方法及材料。例如，可為了提供阻障物防止效能降低而對觸控螢?zāi)槐砻嫱糠缶酆衔锿苛匣驅(qū)蛹Ｈ欢?，此類層件可阻撓下面電子顯示器的視覺清晰度以及阻撓觸控螢?zāi)混`敏度。再者，由于涂料通常也軟，其本身可變得容易壞掉而必需固定更換或限制裝置的使用期限。
[0007]另一種常見的方法是使用更高度防化學(xué)及刮傷材料作為顯示視窗的外表面。例如，某些行動裝置的觸敏螢?zāi)豢砂ㄒ粚踊瘜W(xué)強(qiáng)化堿金屬鋁硅酸鹽(alkalialuminosilicate)玻璃，用鉀離子取代鈉離子以強(qiáng)化硬度，如康寧(Corning)所制稱為「金剛玻璃」的材料。然而，即使是這類玻璃，仍宄可遭受許多更硬的材料所刮傷，還有，玻璃本身就易于碎壞或震毀。也已建議并且使用藍(lán)寶石作為顯示器總成外層用的材料或作為涂敷于顯示視窗的分離式保護(hù)薄片。然而，藍(lán)寶石相當(dāng)昂貴，尤其是對于目前可得的厚度而言，并且不易取得作為超薄層。
[0008]因此，盡管可得到能使行動電子裝置顯示器相對抗損壞的材料，產(chǎn)業(yè)界仍需要用于改良機(jī)械軔性及防刮而未降低透光度的材料及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是關(guān)于包含具有至少一透明顯示區(qū)的包覆板的電子裝置。包覆板包含一或多個(gè)藍(lán)寶石層，其厚度小于50微米，如小于30微米、小于25微米、以及小于15微米。包覆板可為單一、獨(dú)立藍(lán)寶石層或可包含多于一個(gè)藍(lán)寶石層，每一層的厚度都小于50微米，如小于30微米。包覆板可貼附于電子裝置顯示元件的表面，或其可為可移除式定位或置于顯示元件頂部的保護(hù)層。較佳的是，薄藍(lán)寶石層是包覆板的前表面。本發(fā)明還關(guān)于包含厚度小于50微米的一或多個(gè)藍(lán)寶石層的包覆板、以及關(guān)于超薄藍(lán)寶石層。
[0010]本發(fā)明還關(guān)于制備電子裝置的包覆板的方法，并且較佳的是，本發(fā)明的包覆板是通過本方法予以制備。尤其是，本方法包含的步驟有，提供藍(lán)寶石施體主體(donor body)，利用離子劑量(1n dosage)透過施體主體頂部表面布植，以在頂部表面下方形成裁面(cleave plane)，沿著裁面使藍(lán)寶石層從施體主體剝離，以及形成包含厚度小于50微米的藍(lán)寶石層的包覆板。較佳的是，離子劑量包含氫與氦離子。
[0011]要理解的是，前述的一般說明及底下的詳細(xì)說明兩者僅屬示例性及說明性，而目的在于對本發(fā)明提供進(jìn)一步說明，如權(quán)利要求所述。
【附圖說明】
[0012]圖1、圖2及圖3表示本發(fā)明電子裝置的包覆板的各個(gè)具體實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0013]本發(fā)明是關(guān)于包含具有至少一薄藍(lán)寶石層的包覆板的電子裝置，并且是關(guān)于包覆板、藍(lán)寶石層、以及它們的制備方法。
[0014]本發(fā)明的電子裝置包含具有至少一透明顯示區(qū)的包覆板，如來自包覆板置于其上的顯示元件的影像可透過透明顯示區(qū)予以顯示。還可有非透明區(qū)，尤其是作為如邊框之類的裝飾元件或作為界定(delineate)顯示器的各個(gè)功能區(qū)(funct1nal sect1n)的元件。電子裝置可為本技術(shù)中包含顯示器或顯示元件在內(nèi)的任何已知特征(any known)，如行動或手持式電子裝置，包括但不局限于如mp3播放器之類的音樂及/或影片用電子媒體播放器、行動電話(蜂巢式電話)、個(gè)人資料助理器(PDA)、呼叫器、膝上型電腦、或電子筆記本。裝置的顯示元件可包括多個(gè)組件層，包括例如LCD之類的視覺顯示層以及作為部分觸控螢?zāi)粦?yīng)用的觸敏層。顯示元件的表面可取決于例如電子裝置的設(shè)計(jì)而變。例如，顯示元件表面可為扁平表面或曲狀表面(具有經(jīng)界定的截面曲率半徑)。另外，表面可呈剛性或可撓性。包覆板可貼附于裝置顯示元件的顯示面，并且較佳的是貼附于整體表面，匹配任何曲度并且隨著彎曲維持貼附。或者，包覆板可為分離式保護(hù)層，其可置于或定位于顯示元件上方或頂部，較佳的是整體表面，并且后者在有需要時(shí)得以移除。
[0015]本發(fā)明電子裝置的包覆板包含一或多個(gè)藍(lán)寶石層或薄層，其厚度小于50微米，包括例如小于30微米、小于25微米、小于20微米、或甚至是小于15微米。較厚的藍(lán)寶石層將可望較剛硬，而較薄層則可望相對較有撓性及可彎曲性。因此，包覆板可為單一、獨(dú)立的超薄藍(lán)寶石層或可包含多個(gè)層件，其中至少一個(gè)為超薄藍(lán)寶石層，具有小于50微米的厚度。包覆板還可包含超過一個(gè)厚度小于50微米的藍(lán)寶石層或薄層，包括2至10層，如2至5層之類。例如，包覆板可為單一、獨(dú)立的藍(lán)寶石多層復(fù)合物，其中每一層都具有小于50微米的厚度。較佳的是，雖然也可涂敷厚度通常介于約0.0Ol微米到大約1.5微米之間的抗反射及/或疏油涂層，藍(lán)寶石層仍是包覆板及電子裝置的外部層。本發(fā)明電子裝置包覆板的整體厚度可取決于包括例如層數(shù)、透明顯示區(qū)所需尺寸、以及裝置顯示表面尺寸與形狀在內(nèi)的各種因素而變。一般來說，對于多層包覆板而言，包覆板的厚度小于大約5毫米(mm)，如小于大約3毫米。
[0016]厚度小于50微米的超薄型藍(lán)寶石就成本觀點(diǎn)而言是可取的，幾乎比具有一般厚度的藍(lán)寶石便宜一個(gè)數(shù)量級，但極難兼顧材料整體防刮、硬度、以及耐用性的維持而制備。本發(fā)明電子裝置中所用包覆板的藍(lán)寶石層較佳的是具有類似于較厚藍(lán)寶石層的機(jī)械及物理特性。例如，在室溫下，超薄藍(lán)寶石層較佳的是具有包括介于約800與100MPa之間至少約700MPA的撓曲強(qiáng)度、包括介于約2與5MPa之間大于IMPa的破裂軔性(也就是，含裂縫或刮痕的材料抗破裂的能力)、包括介于約17與約20GPa之間大于約15GPa的諾蒲硬度(Knop hardness)、及/或包括介于2000與3000kg/m之間大于約1000kg/m的維氏硬度(Vickers hardness)。如楊氏模數(shù)(Young’ s modulus)之類的模數(shù)也類似于通常介于約300至400GPa之間的藍(lán)寶石模數(shù)，但可取決于包覆板的所需特性(如觸敏度之類)而變。
[0017]在一個(gè)具體實(shí)施例中，包覆板包含與對包覆板提供額外所需特征的一或多個(gè)永久性或暫時(shí)性載體基底或?qū)蛹Y(jié)合的藍(lán)寶石層。例如，包覆板可還包含具有藍(lán)寶石層所附著之前或后接觸面的透明子表面層，藉以形成多層復(fù)合物。子表面層可為本技術(shù)中已知的任何透明材料，包括例如含包括有化學(xué)強(qiáng)化堿金屬銷娃酸鹽(alkali aluminosilicate)玻璃(如康寧(Co