CN204644191U - 覆盖玻璃和设备 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及覆盖玻璃和设备，具体地公开了一种电子显示器的覆盖玻璃，该电子显示器的覆盖玻璃包括多个蓝宝石材料层，每个层均具有大体上单晶面取向，其中相邻层具有不同的大体上单晶面取向。一个或多个界面层被限定在相邻的蓝宝石材料层之间，其中相邻的蓝宝石材料层在这一个或多个界面层处被键合在一起。显示窗口被限定在覆盖玻璃中，并被配置用于通过在所述一个或多个界面层上被键合在一起的所述多个蓝宝石材料层来查看电子显示器的可视区域。根据本公开的一个实施例，本实用新型能够提供抗震动性和抗撞击性、机械加工性、温度稳定性、以及热和电磁特性，包括抗性、传导性、和渗透性，之间的权衡折衷。

Description

覆盖玻璃和设备
技术领域
本公开的这个主题整体涉及电子设备的显示和覆盖玻璃部件。具体地，本公开涉及适于在电子设备的显示和覆盖玻璃部件中使用的层合材料，该电子设备包括但不限于蜂窝电话、平板电脑、个人计算机、个人数字助理、媒体播放器、以及其他固定式和便携式电子设备。
背景技术
电子设备通常包括多个不同的显示部件和覆盖部件，包括前玻璃和后玻璃(或覆盖玻璃)、显示窗口、触摸屏、触控板、相机和镜头盖、以及其他内部和外部覆盖部件，其中光学特征、耐久性和可靠性是设计问题。在使用中，这些部件经受大范围的不同环境影响，包括物理和电气接触、极端温度、刮擦和撞击。
这些影响导致多个设计问题，尤其是在内部和外部部件经受环境条件和性能要求的不同组合的情况下。相关联的设计和工程考虑包括抗震动性和抗撞击性、机械加工性、温度稳定性、以及热和电磁特性(包括抗性、传导性、和渗透性)之间的权衡折衷。
发明内容
本公开的一个实施例的一个目的是要提供抗震动性和抗撞击性、机械加工性、温度稳定性、以及热和电磁特性(包括抗性、传导性、和渗透性)之间的权衡折衷。
根据一个实施例，提供了一种电子显示器的覆盖玻璃，其特征在于所述覆盖玻璃包括：多个单晶(例如，大体上单晶)蓝宝石层，每个所述层均具有单晶(例如，大体上单晶)面取向，其中相邻的所述单晶蓝宝石层具有不同的单晶面取向；被限定在所述相邻的单晶蓝宝石层之间的一个或 多个界面层，其中所述相邻的单晶蓝宝石层在所述一个或多个界面层处被键合在一起；和被限定在所述覆盖玻璃中的显示窗口，所述显示窗口被配置用于通过在所述一个或多个界面层处被键合在一起的所述多个单晶蓝宝石层来查看所述电子显示器。
根据一个实施例，提供了一种形成如上所述的覆盖玻璃的方法，所述方法包括压缩加载所述相邻的单晶蓝宝石层，和当处于所述压缩加载状态时在所述一个或多个界面层上将所述相邻的单晶蓝宝石层熔融在一起。
根据一个实施例，提供了一种设备，其特征在于所述设备包括：显示器；设置在所述显示器周围的边框；耦接到所述边框的背部并定位在所述显示器后面的后盖；耦接到所述边框的前部并定位在所述显示器前面的前玻璃，所述前玻璃包括具有单晶面取向的多个单晶(例如，大体上单晶)蓝宝石层，其中所述多个蓝宝石层被键合在一起以形成所述前玻璃，使得相邻蓝宝石层的所述单晶(例如，大体上单晶)面取向是不同的；和被限定在所述前玻璃中的透明(例如，基本上透明)的显示窗口，所述显示窗口被配置用于通过所述多个蓝宝石层查看所述显示器。
根据一个实施例，提供了一种具有显示器的电子设备的覆盖玻璃，其特征在于所述覆盖玻璃包括：具有第一单晶(例如，大体上单晶)面取向的第一蓝宝石层；具有第二单晶面取向的第二蓝宝石层，所述第二晶面取向大体上正交于所述第一晶面取向；被限定在所述第一蓝宝石层和所述第二蓝宝石层之间的界面层，其中所述第一蓝宝石层和所述第二蓝宝石层在所述界面层上被键合在一起；和被限定在所述覆盖玻璃中的显示窗口，所述显示窗口被配置用于通过在所述界面层上被键合在一起的所述第一蓝宝石层和所述第二蓝宝石层来查看所述显示器。
本公开涉及电子设备的覆盖玻璃和显示部件、制造覆盖玻璃的方法、合并覆盖玻璃和显示部件的电子设备。在各种实例和实施例中，覆盖玻璃包括多个大体上单晶蓝宝石层，每个所述层均具有大体上单晶面取向，其中相邻层具有不同的取向。一个或多个界面层被限定在相邻的蓝宝石层之间，从而将这些层键合在一起。显示窗口被限定在覆盖玻璃中，并且被配置用于通过蓝宝石和界面层来查看电子显示器。
根据配置，相邻的大体上单晶蓝宝石层可具有大体上正交的晶面取向，例如基本上沿所述一个或多个界面层限定的交替的A面取向和C面取向。一个或多个所述蓝宝石层还可包括为物理特性(包括颜色、硬度、热导率或电导率和电阻率以及磁导率)而选择的金属组分。
覆盖玻璃可包括具有被配置为限定覆盖玻璃中的显示窗口的基本上不透明的边界部分和基本上透明的窗口部分的显示窗口层。显示窗口层可被提供在大体上单晶蓝宝石材料层中的两个大体上单晶蓝宝石材料层之间、或者可被提供在覆盖玻璃的顶层或底层中。
所述一个或多个界面层可限定相邻蓝宝石层之间的粘合剂键合或氢键。或者，所述一个或多个界面层可在所述一个或多个界面层上被熔融在一起，例如通过熔融相邻蓝宝石层之间的多晶或非晶氧化铝材料。根据制造方法，可通过在热熔融期间例如在大约2000℃到大约2100℃之间的熔融温度下压缩加载所述相邻蓝宝石层来形成覆盖玻璃。
在另外的配置中，电子设备包括显示器、设置在显示器周围的边框、耦接到边框的背部并定位在显示器后面的后盖、以及耦接到边框的前部并定位在显示器前面的前玻璃。前玻璃是通过将具有大体上单晶面取向的多个蓝宝石层键合在一起而形成的，其中相邻层的晶面取向是不同的。
基本上透明的显示窗口被限定在前玻璃中，并且被配置用于通过所述多个蓝宝石层来查看显示器。例如，设备可包括设置在蓝宝石层中的两个蓝宝石层之间的显示层，其中所述显示层包括限定前玻璃中的显示窗口的基本上不透明的侧部部分和基本上透明的窗口部分。
一个或多个界面层可被限定在相邻蓝宝石层之间，例如其中蓝宝石层在界面层上被键合在一起，或者其中相邻的蓝宝石层沿界面层具有大体上正交的晶面取向。界面层还可包括熔融在相邻蓝宝石层之间的多晶或大体上非晶的氧化铝材料、或者相邻蓝宝石层之间的氢键。
设备的后盖也可通过沿界面将两个或更多个大体上单晶蓝宝石层键合在一起来形成。界面限定两个或更多个蓝宝石层中的不同晶面取向之间的过渡。
或者，具有显示器的电子设备的覆盖玻璃可至少包括在界面层上被键合在一起的具有第一大体上正交的单晶面取向和第二大体上正交的单晶面 取向的第一蓝宝石层和第二蓝宝石层。显示窗口可被限定在覆盖玻璃中，被配置用于通过在过渡层上被键合在一起的第一蓝宝石层和第二蓝宝石层来查看显示器。
根据应用，界面层可限定第一蓝宝石层和第二蓝宝石层之间的熔融键合。显示窗口层可被提供为与第二蓝宝石层相邻，该显示窗口层具有被配置用于通过覆盖玻璃来查看显示器的基本上不透明的侧部区域和基本上透明的窗口区域。
覆盖玻璃可包括与第二蓝宝石层相对的与显示窗口层相邻的第三蓝宝石层，使得显示窗口层位于第二蓝宝石层和第三蓝宝石层之间。第一蓝宝石层、第二蓝宝石层和第三蓝宝石层可各自具有大约0.2mm至大约0.4mm的厚度，其中覆盖玻璃厚度为1.0mm或更小。
附图说明
图1A是示出了前覆盖玻璃的通信实施例中的电子设备的透视图。
图1B是示出了后覆盖玻璃的该设备的另选透视图。
图2A是示出了前玻璃的另选配置中的电子设备的透视图。
图2B是示出了后盖的该电子设备的后视图。
图3A是示出了显示窗口的媒体播放器实施例中的电子设备的前透视图。
图3B是平板电脑实施例中的电子设备的前透视图。
图4是例示电子设备的内部和外部部件的框图。
图5是沿图3B中的线A–A截取的电子设备的剖视图。
图6A是示出了层状结构的电子设备的代表性覆盖玻璃的剖视图。
图6B是层状覆盖玻璃的各层的代表性晶面取向的示意图。
图7A是示出了第一另选层状结构的覆盖玻璃的剖视图。
图7B是示出了第二另选层状结构的设备和覆盖玻璃的剖视图。
具体实施方式
本专利合作条约专利申请要求于2012年11月16日提交的标题为“Laminated Aluminum Oxide Cover Component”的美国非临时申请13/679,493的优先权，该专利申请的内容全文以引用方式并入本文。
图1A是示出了前盖(或覆盖玻璃)12A的通信实施例中的电子设备10(例如便携式电话或数字助理)的透视图。图1B是示出了后盖(或覆盖玻璃)12B的设备10的另选透视图。
如图1A和1B中所示，设备10包括具有显示窗口14的前盖或覆盖玻璃12A、后盖或覆盖玻璃12B以及外壳16。设备10的这些部件也可被配置用于大范围的不同的电子应用，不仅包括图1A和1B中所示的便携式电话、数字助理和其它通信设备，而且还包括个人计算机、平板电脑、计算机显示器、媒体播放器以及其它便携式和固定式电子设备。
在这个特定配置中，前覆盖玻璃12A和后覆盖玻璃12B使用框或边框组件18而被耦接到外壳16。前覆盖玻璃和后覆盖玻璃12A和12B中的一者或两者包含层合氧化铝、蓝宝石晶体、或蓝宝石玻璃材料，从而提供一系列不同的性能特征，包括抗刮擦性和抗撞击性、耐久性、和增强的表面硬度，如下文中所述。
显示窗口14被配置用于通过前覆盖玻璃12A来查看显示器，例如如被限定在顶部边界区域和底部(或侧部)边界区域15之间。根据配置，显示窗口14还可容纳一个或多个交互控制特征部，例如内部或外部触摸屏或触敏显示器，该显示窗口具有在覆盖玻璃12A的前表面上的电容性或电阻性耦合。
覆盖玻璃12A和12B还可包括或容纳附加的特征部，包括但不限于附加控制特征部20(例如主按钮或其它控制设备)、音频特征部22(例如扬声器或麦克风)、传感器24A和24B(例如相机或红外传感器)、和发光或指示器特征部26(例如闪光灯单元、发光二极管或其它指示器、显示器或照明设备)。根据设计要求，附加的覆盖玻璃部件可被提供以用于一个或多个这些特征部，例如被提供在后覆盖玻璃12B内的用于相机24B的单独的镜头覆盖玻璃元件12C。
外壳16和边框18通常由耐用聚合物、复合、或金属材料形成(例如金属或金属合金，诸如铝或不锈钢)，或者由耐用塑料或复合材料形成。 外壳16和边框18也可作为基本上一体化或分立的部件来提供，例如底部外壳16A和顶部外壳16B与一体化框或边框组件18结合，或者在其他配置中提供，如下所述。
外壳16和边框18也可被配置为容纳附加的附件特征部，包括但不限于附加的扬声器或麦克风插孔28、用于电力、音频(例如耳机)和控制连接的一个或多个连接器插孔30、机械紧固件或耦接点32、以及一个或多个接入端口34(例如用于用户身份模块、闪存存储器设备、或其它内部部件)。这些特征部可不同地被设置在前后盖12A和12B上、以及在外壳16的各个部件上，例如沿底部外壳16A或顶部外壳16B，或者在分立的侧部外壳或后盖结构上，如下所述。
图2A是示出了具有显示窗口14的前玻璃12A的另选配置中的电子设备10(例如高级便携式设备或智能电话)的透视图。图2B是示出了作为一个或多个分立的镶嵌体或嵌入部件12D提供的后玻璃12B侧设备10的后视图，该设备具有或没有单独的用于传感器元件诸如后置相机24B的覆盖玻璃元件12C。
如图2A和2B中所示，设备10能适应一系列不同的前覆盖玻璃和后覆盖玻璃以及外壳配置。例如在这个具体实施例中，外壳16包括倒角配置中的底部外壳16A和顶部外壳16B，倒角的侧部外壳区部16C跨中部板16D耦接，从而在后玻璃部件12D之间形成设备10的后表面。
前后玻璃部件12A和12B(或12D)还适应显示窗口14、附件和控制特征部20、音频特征部22、相机或传感器特征部24A和24B、以及发光或指示器特征部26的一系列不同布置和配置，如图2A和2B中所示。设备10还可包括附加的控制或附件特征部，例如一个或多个音量、铃声、静音、或保持按钮或开关20A,20B和20C,20D，例如被提供在底部外壳16A、顶部外壳16B、或侧部外壳16C、覆盖玻璃部件12A,12B和12D中的一个或多个覆盖玻璃部件、或者其组合中。
图3A是示出了前玻璃12B中的显示窗口14的媒体播放器实施例中的电子设备10的前透视图。如图3A中所示，设备10的各种水平和竖直取向是任意的，并且各种顶部、底部、和侧部部件的命名在不丧失一般性的同时可互换。
如图3A中所示，外壳16可具有基本上一体化的构型，例如外壳16与设备10的后盖一起形成。前玻璃12A也可经由与边框18的粘合剂耦接而附接到外壳16，并且外壳16和边框18中一者或两者可由塑料或其他耐用聚合物材料(而不是由金属)形成，或者利用金属、聚合物或塑料和复合材料的组合来形成。
图3B是计算机实施例中的电子设备10(例如平板电脑、掌上电脑、或其他计算设备、或者计算机监视器或显示器)的前透视图。前玻璃12可被配置为容纳显示窗口14、保持按钮或其他控制特征部20、以及一个或多个其他附件特征部，以如上所述的各种不同布置来提供。如图3B中所示，外壳16也可利用基本上内部的边框组件18(如上所述)、或者经由形成到外壳16中的框或沟槽布置18A、或者使用两者的组合来被耦接到前玻璃12A。
图4是示出了内部和外部部件的电子设备10的框图。设备10涵盖覆盖玻璃12的一系列不同的便携式和固定式电子应用，如上所述，包括混合型设备，诸如具有媒体播放器能力的移动电话和计算设备、遥控器和游戏机、全球定位和电信设备、以及膝上型、台式、笔记本式、手持式或超便携式计算机和监视器显示设备。
覆盖玻璃12包含层合蓝宝石、结晶氧化铝或蓝宝石玻璃构造，其被配置用于增强的硬度、耐久性、抗撞击性和抗刮擦性、或者为电子设备10的特定特性选择的其他性能特征。覆盖玻璃12的特定实例包括但不限于前玻璃12A、后玻璃12B、特殊(例如相机或镜头)覆盖玻璃12C、或玻璃插入件、嵌入件或镶嵌元件12D，如上所述。
根据具体实施，覆盖玻璃12可包括显示窗口14和一个或多个附加控制特征部20(包括按钮型控制特征部20以及音量、铃声、和保持开关、按钮和其他控制特征部20A,20B,20C,或20D)、以及附加附件特征部24(包括相机(例如相机特征部24A或24B))。附件24还可包括音频特征部(例如麦克风或扬声器特征部22和28)、以及音频/视觉特征部(例如闪光灯或指示器/显示特征部26)。
设备10还可包括一系列不同的内部部件，例如控制器42(包括微处理器(μp)、存储器、和一个或多个输入/输出(IO)和接口部件)。控制器42耦接到如提供在覆盖玻璃12的显示窗口14内的显示器43。
还可提供附加的传感器和内部附件部件44，例如加速度计或运动传感器、或触觉反馈设备诸如振动电机或致动器。可经由硬连线连接器30A或无线连接30B实现与附加部件的外部连接，包括但不限于耳机、扬声器、显示器和其他外部部件45。设备10还可连接到主机设备46以及一个或多个网络47，例如无线通信网络、局域网、或互联网。
处理器、存储器和输入输出(或控制)部件42被配置为操作电子设备10并与外部部件45,46和47通信。控制部件10可执行操作系统和应用程序软件以提供一系列功能，包括但不限于语音通信、互联网浏览、消息传送、电子邮件、媒体回放和显影、玩游戏、安全、交易、导航、和日程安排、提醒、警报、和其他个人数字助理和便携式或固定式电子设备功能。控制部件10还包括通信接口和其他输入输出(IO)元件，以支持硬连线、音频(例如语音控制)和无线通信，包括红外(IR)、视觉、和射频(RF)通信。
图5是电子设备10(例如沿图3B中的线A–A截取)、或图1A,1B,2A,2B,3A和4中所示的其他设备10中任一设备的剖视图。在图5的特定配置中，设备10包括前玻璃12A、后玻璃12B、具有侧部外壳16C的外壳16、以及边框18。设备10的内部部件包括控制器42、显示器43和电池或其他电源49。
前玻璃12A和后玻璃12B经由与边框18的机械附接而耦接到侧部外壳16C。控制器42、显示器43和电池49设置在外壳16和边框18内，其中围绕显示器43的周边来设置边框18。前玻璃12A耦接到边框18的背(或底)部，并且定位于显示器43的后面(或下面)。前覆盖玻璃12A耦接到边框18的前(或顶)部，并且定位于显示器43的前面(或上面)。
前玻璃12A和后玻璃12B中的一者或两者由多个大体上单晶蓝宝石层形成，每个大体上单晶蓝宝石层均具有大体上单晶面取向。蓝宝石层被键合在一起以形成前玻璃12A或后玻璃12B或两者。相邻蓝宝石层的大体上单晶面取向是不同的，以便提供改善的应力和应变特征，如下所述。
显示窗口14被限定在前玻璃12A中，并被配置用于查看显示器43。通常，显示窗口14作为基本上透明的特征部来提供，以便通过前玻璃12A层来观察显示器43的可视区域。还可提供基本上不透明的侧部或边界部分15，以便限定透明显示窗口14的边界。后玻璃12B可以是基本上不透明或透明的，并且还可包括一个或多个显示窗口14，例如用于查看附加的后侧显示器或指示器、或者电子设备10的另一内部部件。
图6A是示出了层状单晶层结构的电子设备的覆盖玻璃12的剖视图，例如具有一个、两个、三个或更多个单晶层50A,50B和50C，它们在界面层51处被键合在一起。还可提供附加的表面涂层52和53，例如光学涂层、耐刮擦或腐蚀涂层、防反射或防眩目涂层、光致变色涂层、有色涂层以及疏油或其他耐水或耐油涂层中的一者或多者。
在图6A的特定实例中，覆盖玻璃12层50A,50B和50C由氧化铝、蓝宝石、或蓝宝石玻璃材料形成，其中每个层50A–50C具有大体上单晶构型，通过界面层51上的融合、粘合、或其他键合处理而被键合在一起。每个单层50A,50B和50C的大体上单晶面取向是不同的，其中为了强度、硬度、耐久性、耐刮擦性、以及耐受震动、撞击、热变化、和其他应力和应变效应的能力的组合而在相邻的蓝宝石层中选择不同的面取向。
如本文所用，术语“蓝宝石玻璃”涵盖大体上单晶或多晶形式(例如金刚砂、蓝宝石、或红宝石)、以及熔融多晶或大体上非晶形式的蓝宝石和氧化铝材料。类似地，术语“玻璃”和“覆盖玻璃”涵盖大体上单晶、多晶、熔融多晶和非晶蓝宝石、金刚砂和氧化铝材料、以及由这些材料制成的部件。
具体地，本文中所使用的术语“玻璃”不限于大体上非晶形式，例如非晶二氧化硅玻璃。这反映在本领域中以及在本公开中的使用，其中覆盖玻璃、前玻璃、后玻璃、玻璃镶嵌体、玻璃嵌入体、玻璃插入体、以及其他玻璃部件可被描述为玻璃元件或玻璃部件，而不管是以大体上非晶、多晶、熔融多晶、还是大体上结晶的形式而提供，并且不管是由氧化铝和蓝宝石材料形成(如本文中所述)、还是由二氧化硅玻璃、铅晶体、石英、或其他材料形成(如本领域中已知的)。
一般来讲，蓝宝石、蓝宝石玻璃、和氧化铝材料与包括二氧化硅玻璃的其他玻璃材料相比为层50A,50B和50C提供增大的硬度和强度。此外，各个蓝宝石层50A,50B和50C的不同晶面取向根据相邻层50A,50B和50C的晶面取向而提供抗应力和抗应变的特定组合。
大体上单晶蓝宝石层50A–50C是通过在惰性气氛中烧结和熔融氧化铝(氧化铝；Al2O3或α-Al2O3)生成单晶(或大体上单晶)蓝宝石或金刚砂晶锭来形成的。典型的合成工艺包括但不限于维尔纳叶(Verneuil)工艺、丘克拉斯基(Czochralski)工艺、以及助熔剂工艺。蓝宝石晶锭然后被切割(例如利用工业金刚石锯)以生成单晶片或坯，其中单层厚度为从大约0.2mm至大约1.0mm，例如大约0.2mm-0.4mm或大约0.3mm、或大约0.3-0.5mm、大约0.4mm-0.6mm、或大约0.5mm-1.0mm。
两个、三个、四个或更多个单独的单晶蓝宝石层50A–50C可通过熔融工艺被键合在一起以形成覆盖玻璃12，例如通过在压缩负荷下加热各个层50A–50C来实现。蓝宝石的熔点大约为2030-2050℃，并且适当的键合温度可在从大约2000℃到大约2100℃的范围内，这取决于加载属性以及所期望的融合时间和键合构型。
在覆盖玻璃12的熔融实施例中，界面层51可被形成为大体上非晶或多晶蓝宝石玻璃或氧化铝层，如在相邻的大体上单晶层50A,50B和50C之间所限定的。例如，可通过在两个相邻的大体上单晶蓝宝石层50A–50C之间提供多晶或非晶氧化铝材料并通过热融合将所述相邻的大体上单晶蓝宝石层在界面层51上键合在一起来形成界面层51。或者，可在不添加附加氧化铝或其他材料的情况下通过热融合相邻的大体上单晶蓝宝石层50A–50C来形成界面层51。
在另外的实例中，亲水性(OH)表面可形成在相邻的单晶层50A–50C上，以便沿界面层51提供氢键合。界面层51也可被形成为粘合剂键合层，例如使用聚合物基料或其他粘合剂材料，或者被形成为光学涂层、颜料、或其他表面涂层，如上所述。或者，相邻层50A,50B和50C可通过冷加工工艺层51而被键合，或者层50A,50B和50C可通过沿界面51的机械耦接(例如沿覆盖玻璃12的边缘的压力耦接)而保持在相邻关系中。
图6B是示出了例如在大体上单晶蓝宝石或红宝石实施例中的氧化铝(蓝宝石或金刚砂)晶体54的晶面取向的示意图。如图6B中所示，蓝宝石54表现出多面(例如菱形)晶体结构，其中各个晶面分别以不同的相对角取向，该各个晶面包括但不限于晶面N、C、R、A、和M。
不同晶面的角取向可根据垂线向量来限定，例如面N和C各自的垂线[n]和[c]之间大约为61°的角度θNC、以及面C和R各自的垂线[c]和[r]之间大约为57.6°的角度θCR。另外的面取向在图6B中也被示出，包括面R和M各自的垂线[r]和[m]之间大约32.4°的角度θRM、以及面M和A各自的垂线[m]和[a]之间大约30°的角度θMA。一些面具有大体上垂直的取向，例如面A和C以及面M和C，但所述关系并非必然是相互的或可传递的；即，面A垂直于面C，并且面C垂直于面M，但面M不垂直于面A，如图6B中所示。
在组装层状覆盖玻璃12时，不同晶面N、C、R、A、和M(以及其他面取向)被选择用于应力和应变属性、固有强度、和抗刮擦性、抗撞击性和抗震动性。例如在一个特定应用中，覆盖玻璃12可包含交替的大体上单晶A和C(或C和A)面，其分别沿蓝宝石层50A,50B和50C的大体上平行的表面取向。在该实施例中，晶面A和C可被选择，不仅用于固有面强度，而且还基于所得到的垂直晶面结构(如在界面层51处或上限定的)。
也可利用交替的M和C面、或A、M、和C面的任意组合，其中固有面强度不同，但每个界面51都在垂直晶面界面51处形成。在另外的实例中，晶面取向N、C、R、A、和M的任何其他组合可以任意次序被用于层50A–50C，该晶面具有沿界面层51限定的多个不同的垂直和偏斜晶面相交。
图7A是示出了另选层状结构的覆盖玻璃12的剖视图。在这个构型中，覆盖玻璃12由四个或更多个大体上单晶蓝宝石或氧化铝层50A–50D形成，该覆盖玻璃具有不同的晶面结构以用于提高的强度、抗撞击性和抗刮擦性、以及所选的应力和应变属性，如上所述。
各个单晶蓝宝石层50A–50D可被熔融键合、粘合剂键合、或机械键合以形成覆盖玻璃12，如上所述。相应地，界面层51可被形成为相邻蓝宝石层50A–50D之间的大体上多晶蓝宝石或非晶氧化铝界面51，或者被形成为 粘合剂键合界面或机械键合界面51。各种顶部和底部涂层52和54也可被施加到覆盖玻璃12，包括光学、疏油、疏水、和保护涂层，如上所述。
蓝宝石层50A–50D也可掺杂有或植入有多个不同材料以提供期望的物理属性，包括但不限于颜色、密度、硬度、热导率或电导率和电阻率、以及磁导率或磁阻。具体地，单晶蓝宝石层50A–50D中任意一者或多者可包括一个或多个铁、钛、铬、铜、镁或其他金属组分、掺杂物、或杂质，以便提供期望的色泽或偏色，诸如红、橙、黄、绿、蓝、紫或蓝紫、或其组合。例如如果存在铬杂质，则蓝宝石层50A–50D也可被称为红宝石层，并且覆盖玻璃12可被称为红宝石玻璃或红宝石覆盖玻璃部件。
一个或多个着色层55也可被提供，例如作为任意两个蓝宝石层50A–50D之间的内部着色层，如图7A中所示，或者作为外部有色涂层52或53。着色层55可具有一系列(例如基本上不透明的)有色材料，例如红、黄、蓝、青、品红、黑和白、以及其组合，以便使电子设备的内部部件免受外部辐射(例如红外传感器、相机、和其他光或辐射敏感部件)。
如果着色层55作为两个蓝宝石层50A–50D之间的内部层来提供，则在装运、组装和使用期间刮擦和腐蚀减少。内部着色层55还可包括附加的涂覆材料，例如粘合剂和传导或抗性材料，例如以提供与触摸屏或其他触敏设备的电气或电容耦合，或者以提供对射频辐射的屏蔽。
图7B是示出了被配置为限定显示器43的显示窗口14的另选层状结构的具有前(或顶部)覆盖玻璃12A和后(或底部)覆盖玻璃12B的设备10的剖视图。在这个构型中，覆盖玻璃12由被各个界面层51分隔开的三个或更多个大体上单晶蓝宝石或氧化铝层50A–50C形成，该覆盖玻璃具有或没有附加的表面涂层52和53，如上所述。
此外，覆盖玻璃12包括一个或多个上部蓝宝石层50A–50B和一个或多个下部蓝宝石层50C之间的窗口层56。窗口层56被配置为提供用于显示器43(例如触摸屏或触敏(交互式)显示模块)的显示窗口区域14，如上所述。
显示窗口层56包括侧部或边界区域56A和窗口或查看区域56B。侧部区域56A可基本上是不透明的，例如包括基本上不透明的着色层或深色红宝石或蓝宝石层，如上所述。显示窗口区域56B可基本上是透明的，例如 基本上透明的单晶蓝宝石或浅色氧化铝材料。或者，显示窗口层56的窗口区域56B可作为边界之间的基本上未涂覆的区域56B、或者边界之间的清漆涂层区域56B。
一般来讲，显示窗口区域56B被配置为限定到覆盖玻璃12A中的基本上透明的显示窗口14，其中边界部分56A被选择用于限定显示器43的查看区域。或者，边界区域(或部分)56A以及窗口区域(或部分)56B的几何形状可根据覆盖玻璃12A的期望构型而相对于显示窗口14和显示器43中的一者或两者而改变。显示窗口14也可由底部有色层53来限定，其中基本上不透明的侧部区域53A被配置为容纳显示器43的查看区域。
虽然已参考示例性实施例对本发明进行了描述，但本领域的技术人员将理解，可进行各种修改并且在不脱离本发明的实质和范围的情况下可用等同物替代其元素。此外，可进行修改以将本发明的教导内容适用于具体情形和材料，而不脱离其本质范围。因此，本发明不限于本文中所公开的具体实例，而是涵盖落在所附权利要求的范围内的所有实施例。

Claims (22)

1.一种电子显示器的覆盖玻璃，其特征在于所述覆盖玻璃包括：
多个单晶蓝宝石层，每个所述层均具有单晶面取向，其中相邻的所述单晶蓝宝石层具有不同的单晶面取向；
被限定在所述相邻的单晶蓝宝石层之间的一个或多个界面层，其中所述相邻的单晶蓝宝石层在所述一个或多个界面层处被键合在一起；和
被限定在所述覆盖玻璃中的显示窗口，所述显示窗口被配置用于通过在所述一个或多个界面层处被键合在一起的所述多个单晶蓝宝石层来查看所述电子显示器。
2.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其特征在于所述相邻的单晶蓝宝石层具有大体上正交的晶面取向。
3.根据权利要求2所述的覆盖玻璃，其特征在于所述相邻的单晶蓝宝石层包括沿所述一个或多个界面层被限定的交替的A面取向和C面取向。
4.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其特征在于所述单晶蓝宝石层中的一个或多个单晶蓝宝石层是包括金属组分的单晶蓝宝石层。
5.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其特征在于所述覆盖玻璃还包括显示窗口层，所述显示窗口层具有被配置为限定所述覆盖玻璃中的所述显示窗口的不透明的窗口边界部分和透明的窗口部分。
6.根据权利要求5所述的覆盖玻璃，其特征在于所述显示窗口层被提供在所述多个单晶蓝宝石层中的两个单晶蓝宝石层之间。
7.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其特征在于所述一个或多个界面层限定所述相邻的单晶蓝宝石层之间的粘合剂键合。
8.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其特征在于所述一个或多个界面层限定所述相邻的单晶蓝宝石材料层之间的氢键。
9.根据权利要求1所述的覆盖玻璃，其特征在于所述相邻的单晶蓝宝石材料层在所述一个或多个界面层上被熔融在一起。
10.根据权利要求9所述的覆盖玻璃，其特征在于所述一个或多个界面层包括在所述相邻的单晶蓝宝石层之间熔融的多晶或非晶的氧化铝材料。
11.一种设备，其特征在于所述设备包括：
显示器；
设置在所述显示器周围的边框；
耦接到所述边框的背部并定位在所述显示器后面的后盖；
耦接到所述边框的前部并定位在所述显示器前面的前玻璃，所述前玻璃包括具有单晶面取向的多个单晶蓝宝石层，其中所述多个蓝宝石层被键合在一起以形成所述前玻璃，使得相邻蓝宝石层的所述单晶面取向是不同的；和
被限定在所述前玻璃中的透明的显示窗口，所述显示窗口被配置用于通过所述多个蓝宝石层查看所述显示器。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述设备还包括设置在所述多个单晶蓝宝石层中的两个单晶蓝宝石层之间的显示层，所述显示层包括限定所述前玻璃中的所述显示窗口的不透明的边界部分和透明的窗口部分。
13.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述设备还包括被限定在所述相邻蓝宝石层之间的一个或多个界面层，其中所述相邻蓝宝石层在所述一个或多个界面层上被键合在一起。
14.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述相邻蓝宝石层在所述一个或多个界面层处具有大体上正交的晶面取向。
15.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述一个或多个界面层包括在所述相邻蓝宝石层之间熔融的多晶或非晶的氧化铝材料。
16.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述一个或多个界面层包括所述相邻蓝宝石层之间的氢键。
17.根据权利要求13所述的设备，其特征在于所述后盖包括通过在界面上将两个或更多个单晶蓝宝石层键合在一起而形成的后覆盖玻璃，其中所述界面限定所述两个或更多个单晶蓝宝石层中的不同晶面取向之间的过渡。
18.一种具有显示器的电子设备的覆盖玻璃，其特征在于所述覆盖玻璃包括：
具有第一单晶面取向的第一蓝宝石层；
具有第二单晶面取向的第二蓝宝石层，所述第二晶面取向大体上正交于所述第一晶面取向；
被限定在所述第一蓝宝石层和所述第二蓝宝石层之间的界面层，其中所述第一蓝宝石层和所述第二蓝宝石层在所述界面层上被键合在一起；和
被限定在所述覆盖玻璃中的显示窗口，所述显示窗口被配置用于通过在所述界面层上被键合在一起的所述第一蓝宝石层和所述第二蓝宝石层来查看所述显示器。
19.根据权利要求18所述的覆盖玻璃，其特征在于所述界面层包括所述第一蓝宝石层和所述第二蓝宝石层之间的熔融键合。
20.根据权利要求18所述的覆盖玻璃，其特征在于所述覆盖玻璃还包括与所述第二蓝宝石层相邻的显示窗口层，所述显示窗口层包括不透明的侧部区域和被配置用于通过所述覆盖玻璃来查看所述显示器的可视区域的透明的窗口区域。
21.根据权利要求20所述的覆盖玻璃，其特征在于所述覆盖玻璃还包括在与所述第二蓝宝石层相对的一侧上与所述显示窗口层相邻的第三蓝宝石层，使得所述显示窗口层位于所述第二蓝宝石层和所述第三蓝宝石层之间。
22.根据权利要求21所述的覆盖玻璃，其特征在于所述第一蓝宝石层、所述第二蓝宝石层和所述第三蓝宝石层各自具有大约0.2mm至大约0.4mm的厚度，并且其中所述覆盖玻璃具有1.0mm或更小的厚度。
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