用于电子设备的热成形覆盖玻璃制造技术

本发明专利技术公开了一种用于便携式电子设备的属性增强的覆盖片材以及用于形成属性增强的覆盖片材的方法。通过在改性玻璃的一个或多个属性的同时将玻璃片材热成形为指定的轮廓形状来形成属性增强的覆盖片材。可通过将具有不同材料属性的两种或更多种玻璃片材分层，并且然后将分层片材热成形为所需的轮廓形状，来形成其他属性增强的片材。覆盖片材的属性增强包括硬度、耐刮擦性、强度、弹性、纹理等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电子设备的热成形覆盖玻璃相关申请的交叉引用该专利合作条约专利申请要求2016年9月23日提交的题目为“ThermoformedCoverGlassforanElectronicDevice”的美国临时专利申请62/398,611，2016年9月23日提交的题目为“ThermoformedCoverGlassforanElectronicDevice”的美国临时专利申请62/398,616，2016年9月23日提交的题目为“ThermoformedCoverGlassforanElectronicDevice”的美国临时专利申请号62/398,627，以及2017年8月15日提交的题目为“ThermoformedCoverGlassforanElectronicDevice”的美国非临时专利申请15/676,860的优先权，上述专利文献的内容据此全文以引用方式并入。
本文所述的实施方案整体涉及热成形玻璃制品。更具体地讲，本专利技术的实施方案涉及具有改善的性能属性的热成形玻璃制品。
技术介绍
用于小外形设备，如手持式电子设备的覆盖片材通常由抛光玻璃制成。虽然抛光玻璃容易获得并且相对廉价，但其可能由于冲击或掉落而易于受到损坏。另外，玻璃片材通常是平坦的，这可限制电子设备的形状因数或形状。本文所述的制品、系统和技术涉及涉及玻璃，其已结合用于提供具有轮廓的或弯曲形状的热成形方法来增强。
技术实现思路
本文所述的各种实施方案包括在将玻璃热成形为指定的轮廓形状期间改善玻璃属性。热成形玻璃可包括手持式电子设备和可穿戴电子设备中的覆盖片材所必需的复杂轮廓形状，包括曲率。在热成形期间可改善的属性包括硬度、强度、耐刮擦性、触感、超疏水性、弹性和改善的外部几何形状。在一个实施方案中，本专利技术描述了一种用于形成电子设备的覆盖片材的方法。该方法包括将属性增强材料施用于玻璃片材的表面，其中该玻璃片材具有机械属性或特性。将热施加于玻璃片材的表面。将压力施加于所述玻璃片材的加热表面，这使该玻璃片材适形于模具的轮廓形状。一旦被加热并成形为模具形状，该玻璃片材就被称为具有轮廓的片材。通过在加热和压力施加步骤期间添加属性增强材料，使得机械特性改变，对具有轮廓的片材进行化学改性。将该具有轮廓的片材冷却以形成覆盖片材。在一些方面，该属性增强材料为硬质陶瓷粉末。该硬质陶瓷粉末将覆盖片材的表面改性为耐刮擦。如本文所述的硬质陶瓷粉末包括：MgAl2O4粉末、蓝宝石粉末和粉状氧化锆。在其他方面，该属性增强材料为碱金属。将碱金属用于改性覆盖片材的表面以便具有更大的强度。例如，碱金属可释放钾离子，并且可将覆盖片材改性成具有沿所述覆盖片材表面或在所述覆盖片材表面内分布的增加的钾离子。在其他方面，将压力施加于加热表面包括将第一压力施加于玻璃片材的第一部分，并且将第二压力施加于玻璃片材的第二部分。在玻璃片材上施加不同的压力导致玻璃片材的第一部分和第二部分之间的密度差。此外，具有轮廓的片材的冷却可包括以第一冷却速率冷却玻璃片材表面的第一部分，同时以第二冷却速率冷却玻璃片材的第二部分。玻璃片材上的差别冷却导致玻璃片材的第一部分和第二部分之间的密度差或压缩差。还应当注意，玻璃片材的表面的化学改性可在形成具有轮廓的片材期间进行，并且在一些情况下，热和压力的施加通过使用热成型模塑机来进行。在另一个实施方案中，描述了一种电子设备，其具有外壳、定位在外壳内的显示器和定位在显示器上方的覆盖玻璃。该覆盖玻璃还具有通过热成型工艺形成的轮廓形状和具有由热的工艺产生的渗透剖面(penetrationprofile)的加强层。在电子设备的方面，覆盖玻璃具有基础玻璃，该基础玻璃具有第一熔点，以及在该基础玻璃上方形成的包覆层。该包覆层包括具有低于第一熔点的第二熔点的玻璃材料。所述方面还包括使用热成形工艺形成覆盖玻璃的轮廓形状，其中陶瓷材料在热成形加工期间嵌入。陶瓷材料可以是下列中的一种或多种：MgAl2O4粉末、蓝宝石粉末、或粉状氧化锆。在电子设备的其他方面，覆盖玻璃的轮廓形状包括一对弯曲部分，该对弯曲部分沿成形片材的相应边缘对延伸。在这种情况下，弯曲部分与该电子设备的外壳形成连续曲面。本文的实施方案还描述了电子设备的覆盖玻璃，其包括玻璃基板，该玻璃基板具有在该玻璃基板内形成的加强的表面层。加强的表面层具有由热成形工艺产生的轮廓形状和渗透剖面。覆盖玻璃的各个方面包括充当显示器的透明窗口。在其他方面，轮廓形状和加强的表面层在热成形期间形成。在一些情况下，加强的表面层具有增加的钠离子密度。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将容易理解本公开，其中类似的附图标号指代类似的结构元件，并且其中：图1示出了根据本文实施方案的具有外壳的电子设备；图2示出了根据本文实施方案的具有外壳的可穿戴的电子设备；图3A是根据本文实施方案的具有外壳主体和覆盖片材的壳体的剖视图；图3B是根据本文实施方案的具有外壳主体和覆盖片材的壳体的另一个剖视图；图3C是根据本文实施方案的具有外壳主体和覆盖片材的壳体的另一剖视图；图4示出将玻璃片材热成形为具有轮廓的玻璃片材的示意图；图5示出根据本文实施方案的凹模表面或表面的示例性视图；图6示出根据本文实施方案的凸模表面或表面的示例性视图；图7示出了用于制备具有嵌入其中的硬质陶瓷粉末的热成形玻璃制品的流程图；图8示出了具有通过热成形嵌入其中的硬质陶瓷粉末的覆盖片材的横截面示意图；图9示出了用于制备具有碱金属加强的热成形玻璃制品的流程图；图10A示出了使用多个模具冷却区域制备具有增加的密度的热成形玻璃制品的流程图；图10B示出了在不同压力要求下使用多个模具部件制备具有增加的密度的热成形玻璃的流程图；图11示出了将玻璃片材热成形为具有一个或多个纹理化表面区域的具有轮廓的玻璃片材的示意图；图12示出了将玻璃片材热成形为具有一个或多个超疏水性区域的具有轮廓的玻璃片材的示意图；图13示出了具有超疏水印记的玻璃表面的示例性视图；图14示出了根据本文实施方案将两种相异材料热成形为粘结的具有轮廓的片材的示意图；图15示出了根据本文另选的实施方案将两种相异材料热成形为粘结的具有轮廓的片材的示意图；图16示出了制备具有粘结在一起的两个独立玻璃片材的热成形玻璃制品的流程图，每个玻璃片材具有不同的热膨胀系数(CTE)；图17示出了制备具有粘结在一起的两个独立玻璃片材的热成形玻璃制品的流程图，每个玻璃片材具有不同的硬度；图18示出了制备具有粘结在一起的两个独立玻璃片材的热成形玻璃制品的流程图，每个片材具有不同的离子扩散能力；图19示出了制备具有粘结在一起的两个独立玻璃片材的热成形玻璃制品的流程图，每个片材具有不同的杨氏模量；图20示出了制备具有粘结在一起的一个玻璃片材和一个陶瓷片的热成形材料的流程图；图21A示出了需要接合的具有不平表面的两个玻璃片材的示意图；图21B示出了图21A中的两个玻璃片材的示意图，其具有定位于两者之间的包覆层；并且图21C示出了根据本文实施方案热成形两种相异材料的示意图，其中将包覆层夹持在粘结的具有轮廓的片之间。附图中的交叉阴影线或阴影的用途通常被提供以阐明相邻元件之间的边界并且还有利于附图的易读性。因此，存在或不存在无交叉阴影线或阴影均不表示或指示对特定材料、材料属性、元件比例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于形成电子设备的覆盖片材的方法，包括：将属性增强材料施用于具有机械特性的玻璃片材的表面；将热施加于所述表面；将压力施加于经加热玻璃片材的所述表面，从而：使所述玻璃片材适形于模具的轮廓形状，以形成具有轮廓的片材；以及使用所述属性增强材料对所述玻璃片材的所述表面进行化学改性以改变所述玻璃片材的机械特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.23 US 62/398,611;2016.09.23 US 62/398,616;1.一种用于形成电子设备的覆盖片材的方法，包括：将属性增强材料施用于具有机械特性的玻璃片材的表面；将热施加于所述表面；将压力施加于经加热玻璃片材的所述表面，从而：使所述玻璃片材适形于模具的轮廓形状，以形成具有轮廓的片材；以及使用所述属性增强材料对所述玻璃片材的所述表面进行化学改性以改变所述玻璃片材的机械特性。2.根据权利要求1所述的方法，其中：所述属性增强材料为硬质陶瓷粉末；以及对玻璃片材的所述表面进行化学改性形成耐刮擦表面。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述硬质陶瓷粉末为下列中的一种或多种：MgAl2O4粉末；蓝宝石粉末；或者粉状氧化锆。4.根据权利要求1所述的方法，其中：所述属性增强材料为碱金属；以及对所述玻璃片材的所述表面进行化学改性以增加所述玻璃的强度。5.根据权利要求1所述的方法，其中：所述属性增强材料为钾盐，所述钾盐包含钾离子；以及将所述玻璃片材的所述表面进行化学改性增加所述玻璃中的钾离子的量。6.根据权利要求1所述的方法，其中施加压力包括：将第一压力施加到所述表面的第一部分；以及将大于所述第一压力的第二压力施加于所述表面的第二部分。7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二压力导致所述第二部分内的所述玻璃片材的致密化增加。8.一种用于形成电子设备的覆盖片材的方法，包括：将热施加到玻璃片材的表面；加热后，使用模具将压力施加于所述玻璃片材的所述表面，从而：使所述玻璃片材适形于所述模具的轮廓形状，以形成具有轮廓的片材；以及利用形成于所述模具的表面上的图案使所述玻璃片材纹理化以形成所述玻璃片材的纹理化表面；以及将所述玻璃片材冷却以形成所述覆盖片材。9.根据权利要求8所述的方法，在使所述玻璃片材适形于所述模具的轮廓形状期间发生所述玻璃片材的纹理化。10.根据权利要求8所述的方法，其中将所述玻璃片材纹理化包括形成具有0...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·鲁扎托，D·N·米米林，C·C·巴特洛，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US