TW201912602A

TW201912602A - 具有漂白離散區域之裝置及其製造方法

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Publication number: TW201912602A
Application number: TW107131848A
Authority: TW
Inventors: 馬修約翰德奈卡; 傑斯柯爾; 史蒂芬路夫維奇洛古諾夫; 羅伯特麥可莫雷納; 安德魯勞倫斯羅素
Original assignee: 美商康寧公司
Priority date: 2017-09-11
Filing date: 2018-09-11
Publication date: 2019-04-01
Also published as: WO2019051408A3; WO2019051408A2

Abstract

本案揭示裝置，其包含基板，該基板包含玻璃或玻璃陶瓷材料，且該基板包含具有內部光學透射率之未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之漂白離散區域，該漂白離散區域具有在可見光波長範圍內為該未漂白區域中的該內部光學透射率至少兩倍的內部光學透射率。亦揭示製造裝置之方法。

Description

具有漂白離散區域之裝置及其製造方法

相關申請案之交互參照

本申請案根據專利法主張2018年1月2日申請的美國臨時申請案序列號第62/612,848號及2017年9月11日申請的美國臨時申請案序列號第62/556,721號之優先權權益，其每一者之內容為本案之基礎且係以全文引用方式併入本文中。

本揭示內容係關於具有漂白離散區域之裝置及製造方法。

蔽光材料適用於包封自手錶至智慧型電話機殼、至電器、乃至顯示器之大多數產品。常常極為有用的是在該些裝置上具有透明窗口以允許光進入或退出該裝置。例如，感測器及攝影機窗口應清透以允許入光，而顯示器、攝影機閃燈、閃光燈、及感測偵測器窗口需要為透明的以達成出光。當前，該裝置之透明及蔽光部分係由不同材料製成，該等材料需要複雜的組裝、塗刷或其他另外的裝飾步驟之至少一者。

在諸如儀器控制台、標示裝置、及行動裝置諸如平板及行動電話之顯示器產品中顯示文數正文、符號、設計、圖形及資訊可涉及藉由利用產品前表面後方的照明源或光發射體檢視該前表面而可見的顯示。此種顯示器產品之實例可見於車輛儀錶板中，該等車輛儀錶板包括諸如警報燈、圖形、文數正文及符號之元件，其在面板為背光時清楚呈現，但在面板僅為前光而非背光時自視線完全消失。

此種顯示器產品可稱為「無電板(deadfront)」或「無電面板(dead front)」顯示器，其可描述為用於傳達視覺資訊及大體上包含載有正常地對觀察者不可見的資訊之面板及使得所選資訊可見的照明源或光發射體之裝置，面板可載有在後部照明之任何條件下可見的固定資訊，且面板亦可包括經選擇性照明及對觀察者選擇性可見的資訊。此選擇性可觀察資訊可藉由使用在無背部照明的情況下呈現為蔽光的半透澈面板部分及其後部上描繪待傳輸之資訊的蔽光部分來提供。資訊傳輸在後部照明點亮蔽光及半透澈區域時發生且僅半透澈區域透射光。此種無電面板顯示器可用於汽車、航太、標示裝置、行動裝置、及用於儀器及控制面板之電器應用。無電面板顯示器亦可用於改良的教育或指導顯示器佈置，其中裝置組合有正常外觀及黑板之有效性，在該黑板上，字、圖表、圖畫或其他標記可以可移除方式寫入或如利用粉筆來應用，或如利用塗料或墨水永久地或半永久地應用，而同時在反射室燈下呈現大體無電面板無眩光無光澤面外觀，但其可經選擇性激勵來以相對無電面板背景之半透澈輝光形式顯示情報或資訊之各種圖案。

另外，片語「無電面板」已特別而言用於描述顯示器，其隱藏其在開啟狀態下投射的內容以及其充當顯示器以使得在切換成接通時影像自非明顯或掩藏來源發出。該些非明顯或掩藏顯示器可分成兩個種類，即「黑色」及「非黑色」無電面板顯示器。黑色無電面板顯示器係考慮為具有區別性、時尚、審美學有吸引力之外觀，且其呈現黑色且可無縫地整合至顯示器遮光屏，以使得在遮光屏與顯示器之間不存在視差。非黑色無電面板顯示器以與黑色無電面板顯示器相同的基本原理操作且提供類似的審美學影響，差異在於非黑色無電面板顯示區域及其圍繞物(例如，遮光屏)為有色的，且有時稱為掩藏顯示器。其他掩藏顯示器技術使用半透明、半透澈、或半蔽光塑膠而背光遮罩或顯示器安裝在其表面之下、部分反射膜、電致變色材料、及使用四分之一波板的各種類型偏光方案。用於LCD顯示器之其他無電面板方案使用各種偏光方案來減少及/或消除漏光，使得面板呈現黑色。

經由部分透明或半透澈材料透射之許多習知無電面板裝置具有的缺點在於其光學效能係因經由部分透明或半透澈材料透射而削弱。此引起光散射，及繼而引起圍繞投影的散射光之廓影，從而使得影像呈現得模糊。利用部分反光鏡塗佈的無電面板裝置具有對檢視角度之角度依賴性，從而亦可分散檢視者注意。此外，該些塗層不為黑色。另外，因為該些裝置係大體上基於全塑膠構造，所以其對歸因於其固有的低機械耐久性之刮擦及磨損敏感。

因此，對開發新裝置，例如無電面板及/或掩藏裝置存在需要。亦需要可在各種產品中賦能新交互特徵，諸如用於汽車內部的特徵且進一步增進使用者體驗及美學性的裝置。亦需要光可經由其透射而無畸變或散射，為檢視角度獨立的，且提供機械上堅固、防刮、及美學上令人愉悅之表面的材料。

一實施例係關於一種裝置，其包含基板，該基板包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%之結晶相；且該基板包含具有內部光學透射率之未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之漂白離散區域，該漂白離散區域具有在300 nm至1700 nm之可見光波長範圍內在該未漂白區域中的至少50 nm寬波長窗上為該內部光學透射率至少兩倍的內部光學透射率。

另一實施例係關於一種裝置，其包含基板，該基板包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該基板包含具有內部光學透射率之未漂白區域及漂白離散區域，其中該未漂白區域為蔽光及黑色的且該漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約1000微米之範圍內的直徑。

另一實施例係關於一種形成裝置之方法，其包含：將熱能施加至基板之離散區域，該基板包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%之結晶相以使得在該基板存在具有內部光學透射率之未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之漂白離散區域，該漂白離散區域具有在300 nm至1700 nm之可見光波長範圍內在該未漂白區域中的至少50 nm寬波長窗上為該內部光學透射率至少兩倍的內部光學透射率。

本揭示內容之另外的特徵及優點將在隨後的詳細說明中闡述，且部分地來說，根據彼描述該等特徵及優點將對熟習此項技術者顯而易見或將藉由實踐如本文(包括隨後的實施方式、申請專利範圍、以及隨附圖式)描述的方法來識別。

應理解前述一般描述及後文的詳細描述提出本揭示內容之各種實施例，且意欲提供用於理解申請專利範圍之性質及特性的概述或框架。隨附圖式係包括來提供對本揭示內容之進一步理解，且併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式說明本揭示內容之各種實施例，且連同說明書一起用以解釋本揭示內容之原理及操作。

本揭示內容之實施例係關於具有透明及蔽光區域之各種裝置。實施例係關於整塊材料及製造材料之方法，該材料可具有在同一整塊材料中的透明區域及蔽光區域兩者。一些實施例提供此種材料，其為強的、防刮的、及化學上可強化的以便無電面板顯示器、手錶、感測器窗及許多其他裝置可由相同材料製成，從而大大地減少製造複雜性，而增加實用性及功能。一些實施例係關於一種裝置，其包含蔽光玻璃基板或蔽光玻璃陶瓷基板中的漂白離散區域或複數個漂白離散區域。根據一或多個實施例，「基板」係指其上製得或應用漂白離散區域之實體材料。基板可形成裝置的面向裝置之使用者的前部之部分、裝置之背部之部分、或裝置之任何其他部分。基板可為覆蓋層(superstrate)，其覆蓋裝置之另一部分或覆蓋另一基板，諸如蓋基板，用以提供用於下伏裝置或基板之生產。根據一或多個實施例，「裝置」係指任何類型之裝置，其含有如本揭示內容定義的離散漂白區域。裝置之非限制性實例包括指示牌/標示裝置，行動裝置，諸如行動電話、具有整合攝影機之行動電話以及平板、可穿戴感測器、手錶、可穿戴活動跟蹤器、可穿戴健康監視器(用以監視，例如，脈搏、血壓、溫度)，攝影機、車輛顯示器及感測器窗。在一些實施例中，漂白離散區域可包含漂白離散區域之陣列，諸如週期陣列或圖案化陣列。根據一或多個實施例，蔽光係指具有小於1%之內部透射率的材料或區域。根據一些實施例，蔽光的區域或材料具有強的吸光度，且在特定實施例中，材料的蔽光之區域並非係歸因於光之散射。根據一或多個實施例，稱為「黑色」的區域，該黑色係藉由自使用分光光度計，利用施照體D65進行的鏡面反射量測判定的CIELAB色空間坐標來判定，且該區域展現以下CIELAB色空間坐標：0≤L*≤10、-10≤a*≤10、-10≤b*≤10。

根據一或多個實施例，「陣列」意指離散區域之有序系列或佈置。「週期陣列」為其中離散區域以規則間隔或間距出現的陣列。例如，在為圓形的漂白離散區域之線性週期陣列中，每一離散區域之之中心至中心間距可等於一特定間隔。「圖案化陣列」係指離散區域之重複裝飾設計，例如呈幾何圖案或其他圖案。中心至中心間距亦可稱為「節距」。漂白離散區域之節距可使用習知光學顯微鏡，收集漂白離散區域之影像，及使用影像處理軟體來計算相鄰漂白離散區域之中心至中心距離來量測。中心為漂白離散區域之幾何中點。若漂白離散區域之直徑小於0.2微米，可使用掃描電子顯微鏡，可收集影像，且影像處理軟體可用於判定相鄰漂白離散區域之中心至中心間距。

在一些實施例中，漂白離散區域可呈孔徑、圖形、文數正文及/或符號之形式。在一些實施例中，孔徑、圖形、文數正文及/或符號可經佈置以向觀察者呈遞視覺資訊。根據一或多個實施例，「孔徑」係指光穿過其行進之開口。在一些實施例中，孔徑可為圓形、橢圓形或任何適合的多邊幾何形狀，諸如矩形、正方形或三角形。在其中孔徑係穿過由第一表面及第二表面界定的材料之厚度形成的一些實施例中，孔徑可具有穿過材料之厚度相同的或穿過材料之厚度不同的橫截面尺寸。作為一非限制性實例，對於橫截面為圓形的孔徑，孔徑可為圓柱形且在該材料之第一表面及第二表面處具有相同的橫截面直徑。在其他實施例中，孔徑橫截面尺寸在該材料之第一表面處比在該材料之第二表面處大。例如，孔徑可在形狀上為圓錐形。在一或多個實施例中，術語「直徑」不應限於圓形形狀。因此，在一些實施例中，「直徑」可係指可為正方形、矩形、多邊形或用於特定最終用途之任何適合幾何形狀的孔徑之邊緣之間的距離。對於為多邊形之孔徑，直徑係指自一側穿過孔徑之中心傳至另一側的直線。在矩形的情況下，直徑係指矩形之最小橫截面尺寸。在三角形的情況下，直徑係指三角形之最小高度。在橢圓形孔徑的情況下，直徑係指穿過橢圓之中心的最小橫截面尺寸。在一些實施例中，漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約10,000微米範圍內、或在約10微米至約5,000微米範圍內或在約10微米至約1,000微米範圍內、或在約10微米至約500微米範圍內、或在約50微米至約10,000微米範圍內、或在約50微米至約5,000微米範圍內或在約50微米至約1,000微米範圍內、或在約50微米至約500微米範圍內、或在約50微米至約300微米範圍內、或在約50微米至約200微米範圍內、或在約50微米至約100微米範圍內、或在約10微米至約90微米範圍內、或在約10微米至約80微米範圍內、或在約10微米至約70微米範圍內、或在約10微米至約60微米範圍內、或在約10微米至約50微米範圍內的直徑。在一些實施例中，孔徑具有在約20微米至約200微米或20微米至約100微米範圍內的中心至中心間距。

在一些實施例中，參考第1A圖，裝置100包含無電面板顯示器，其包含背光照明。背光照明可包括定位在基板(或面板) 120的與面向裝置之觀察者的側面122相反的側面124上的照明源或光發射體130。側面124及側面124界定厚度「T」。背光照明可包含發光二極體(light emitting diode; LED)、雷射器、有機發光二極體(organic light emitting diode; OLED)或液晶顯示器(liquid crystal display; LCD)。漂白離散區域140允許輻射132穿過漂白離散區域透射。在一些實施例中，裝置包含無電面板顯示器，其包含載有正常對觀察者不可見的資訊的面板或基板，及照明源或光發射體130，其提供背光照明且在經照明時，使得所選資訊對觀察者可見。在一些實施例中，無電面板顯示裝置包含面板或基板，其可載有在後部照明之任何條件下可見的固定資訊，且該面板或基板亦可包括經選擇性照明及對觀察者選擇性可見的資訊。在一些實施例中，此選擇性可觀察資訊可藉由使用在無背部照明的情況下呈現為蔽光的半透澈面板或基板及其後部上描繪待傳輸之資訊的蔽光部分來提供。在一些實施例中，裝置包含無電面板顯示器，其隱藏其在開啟狀態下投射的內容以及其充當顯示器以使得在顯示器切換成接通時影像自非明顯或掩藏來源發出。在一些實施例中，提供包含黑色無電面板顯示器之裝置，且黑色無電面板顯示器呈現黑色且可無縫地整合至顯示器遮光屏，以使得在遮光屏與顯示器之間不存在視差。一些實施例提供非黑色無電面板顯示器。在一些實施例中，提供裝置，其包含非黑色無電面板顯示器，包含基板，該基板包括有色顯示區域及有色圍繞區域(例如，遮光屏)。第1B圖展示黑色無電面板顯示器200之實例，其具有呈孔徑形式的複數個漂白離散區域210。第1C圖展示黑色無電面板顯示器200之實例，其具有呈符號及文數字元(展示為10:31 P.M.)形式的複數個漂白離散區域210。

根據一或多個實施例，術語「漂白」及片語「光學漂白」係指熱能至玻璃或玻璃陶瓷基板之離散區域或熱處理離散區域之導向以藉由在離散區域中相較於尚未熱處理的基板之部分部分或完全分解結晶相來增加離散區域中的內部光學透射率。因此，已經「漂白」或光學漂白的熱處理離散區域展現相較於尚未熱處理的基板之部分增加的內部光學透射率。在一些實施例中，熱處理離散區域具有在特定波長範圍(例如，紅外波長範圍、紫外波長範圍及/或紫外波長範圍)內的吸光度，其相較於尚未漂白的基板之部分減小。在一些實施例中，例如，若在近紅外(near infrared; NIR)波長範圍內操作的雷射器係用於漂白基板之離散區域，則吸收NIR波長範圍內之輻射的結晶相之熱分解在漂白離散區域中發生，且NIR中之吸收相較於尚未漂白的基板之部分減少。在一些實施例中，對NIR雷射之暴露將引起NIR及可見光波長兩者之吸光度得以減小。

根據本揭示內容中描述的裝置之一或多個實施例，裝置不包含其中著色離子分佈遍及材料的體積有色玻璃陶瓷材料。替代而言，在一或多個實施例中，裝置包含基板，該基板包含有色結晶相，例如，其呈有色微晶形式，該等有色微晶吸收可見光、紅外、近紅外及/或紫外波長範圍內之輻射且產生展現顏色之玻璃基板或玻璃陶瓷基板。

對玻璃基板或玻璃陶瓷基板進行經驗量測以判定已經漂白的離散區域中之光學吸光度的改變可使用UV/VIS/NIR波長分光光度計(有時稱為吸光度分光計或簡稱為分光計)來達成，該分光光度計量測隨其顏色(波長)變化的光束之強度。適合分光光度計之實例為LAMBDA 950 UV/Vis分光光度計，其可購自PerkinElmer, Inc., Waltham, MA (http://www.perkinelmer.com/product/lambda-950-uv-vis-nir-spectrophotometer-l950)。包括漂白離散區域的區域之吸光度可在特定波長下量測或跨於電磁波譜之整個UV、VIS、及NIR波長範圍量測。

取決於漂白離散區域之大小，習知分光計可用於量測在UV/VIS/NIR波長範圍中的特定波長處或波長範圍內的玻璃基板或玻璃陶瓷基板之漂白離散區域之輻射吸收改變。吸收改變可藉由量測漂白之前及漂白之後的吸光度來判定。若漂白離散區域極小(例如，約10微米)，則具有光學纖維耦合探針之分光計可用於量測在小漂白離散區域上之輻射吸收改變。

分光計可量測每毫米樣本厚度的以光學密度為單位的吸光度(OD/mm)。分光計亦可量測在給定波長範圍上的峰值內部光學透射率及平均內部光學透射率。材料之內部光學透射率取決於組合物及熱處理。因此，特定組合物具有內部光學透射率(或吸光度)之內在動態範圍。對於特定玻璃或玻璃陶瓷材料，將在材料已經形成及冷卻而無促進任何吸收性微晶之形成(成核及生長)的熱處理時觀察到最大內部光學透射率(或最低吸光度)。特定玻璃或玻璃陶瓷材料之最低內部光學透射率(亦即，最高吸光度)係取決於玻璃或玻璃陶瓷材料之組合物及熱處理時間與溫度。例如，具有70%的最大平均內部光學透射率及1%的最小平均內部光學透射率(在特定厚度處，在某一波長範圍上)的玻璃或玻璃陶瓷可在特定溫度及時間熱處理，從而將產生1%≤t≤70%之平均內部光學透射率。

本揭示內容之實施例提供裝置，其包含基板或面板，該基板或面板包括在蔽光玻璃或玻璃陶瓷基板中的光學漂白離散區域。在一些實施例中，基板包含可強化玻璃或玻璃陶瓷材料以形成裝置之外表面。在一些實施例中，基板包含可強化及防刮玻璃或玻璃陶瓷材料以形成裝置之外表面。如本文所使用，「可強化」係指可藉由熱處理(例如，回火)強化及/或諸如藉由離子交換來化學強化的玻璃。在特定實施例中，用作顯示器中之面板的基板係化學上可強化的。化學上可強化的玻璃之非限制性實例包含鹼性鋁矽酸鹽，例如，Gorilla®玻璃，其可購自Corning, Inc., Corning, NY。離子交換玻璃提供高強度及防刮性以保護可攜式電子裝置，且對可見光、微波、及射頻輻射為透明的。在一些實施例中，裝置包含掩藏「無電面板」顯示面板，其包含玻璃或玻璃陶瓷基板。在一些實施例中，由本揭示內容中描述的基板形成的面板將賦能來自小的、可尋址光源(例如，發光二極體(light emitting diode; LED)或顯示器上之像素)的發射透射穿過小的(直徑80-100微米)的光學漂白孔徑。由於該些光學漂白離散區域之小的大小，其對肉眼(亦即，在沒有來自顯微鏡或類似物之放大援助的情況下)而言不可觀察到，且包含此種基板之面板將呈現黑色，或可漂白蔽光材料之選定顏色。當處於漂白孔徑之直接後方的光源經照明時，檢視者將意識到其為顯示器。

此外，根據一或多個實施例，因為漂白離散區域在可見光波長下為高度透明的且經大小設定以匹配照明源或光發射體之發射，所以可提供裝置，其中不存在如同利用當前「掩藏顯示器」觀察到的圍繞影像之廓影，該等當前「掩藏顯示器」使用半透明、半透澈、或半蔽光塑膠。另外，因為漂白孔徑可製成充分小的且足夠緊密接近以重疊顯示器上之個別像素，未失真、高解析度影像可透過此圖案化材料投影。該些孔徑亦可以用於無電面板顯示器之習知方式製成各種符號之形狀及背光的。在一些實施例中，因為本文描述的裝置不依靠於印刷的塗層或圖形，所以裝置可比具有無電面板顯示器之現存裝置生產更廉價。此係因為可漂白蔽光玻璃或玻璃陶瓷組合了面板(例如，蓋件或基板)之功能性與遮罩之功能性，該遮罩在當前的無電面板裝置中係印刷在蓋件之內表面上或為用於形成無電面板顯示器之堆疊內的完全獨立層。

除優異的光學性質之外，如上文所指出的玻璃及玻璃陶瓷基板展現相較於塑膠面板而言更好的防刮性及機械耐久性。另外，玻璃及玻璃陶瓷基板提供汽車內部所要求的優異美學及觸覺體驗。此外，表面可紋理化以提供防眩光、美學、或觸覺特徵或裝飾。

本揭示內容之實施例提供機械上堅固的、光學及美學上優異的掩藏或無電面板顯示器，其可用於各種應用，包括指示牌/標示裝置，行動裝置，諸如行動電話及平板、可穿戴感測器、手錶、可穿戴活動跟蹤器、可穿戴健康監視器(用以監視，例如，脈搏、血壓、溫度)，攝影機及車輛顯示器。

根據一或多個實施例的蔽光玻璃及玻璃陶瓷基板中之漂白離散區域允許清晰、高解析度影像透過呈現「黑色」或「無電面板性」的材料投影。本文描述的裝置優於使用部分透明或半透澈塑膠之商業化掩藏/無電面板顯示器，該等塑膠引起所投影之光散射，從而產生圍繞影像之廓影。此係因為蔽光玻璃中之漂白離散區域可以廣泛範圍之大小及幾何形狀來製成，從而允許光源與離散區域之間的大小及配準的緊密匹配，有助於最少的漏光。

在一些實施例中，蔽光可漂白玻璃或玻璃陶瓷基板可在三維中形成(3D成形)及或在漂白之前鬆弛，從而允許顯示器放入在三個平面(例如，X、Y及Z)中具有彎曲及/或曲率之複雜成型部件內。根據一些實施例，提供包含掩藏/無電面板顯示器之裝置，其不使用含有諸如特徵或孔徑之圖案化離散區域之部分反射膜、塗層、或印刷層。因此，實施例提供較低成本、更堅固、及多用途的裝置。較低成本係由於以下事實產生：雖然印刷及塗佈技術係普遍的，但其為昂貴的(每平方呎$1-$2)。在一些實施例中，優異的堅固性可歸因於以下事實：塗層可為在氣氛上敏感的且隨時間推移降級，並可展現相較於玻璃或玻璃陶瓷基板的低劣機械性質。根據一些實施例，增進的多用性係歸因於以下事實：依賴於塗層或印刷特徵的基於複雜3D成形聚合物之顯示器可歸因於受限的塗佈技術及成本而未必能以廣泛範圍之形狀來生產。

一些手錶背部係利用蔽光金屬或氧化鋯與玻璃或藍寶石窗來製成，該等材料係與該背部共同完成來生產無縫成品。本文描述的裝置之實施例允許包含由整塊基板構成而無需將多個材料附接在一起的透明及蔽光區域之裝置，從而簡化組裝且降低成本，並賦能在其他情況下將不可能的精細或成角度特徵之產生。

在一些實施例中，提供裝置，其不使用部分反射膜。反射膜可導致角度依賴性光學像差及減少的亮度。另外，諸如金屬膜之反射膜可防止經發射(及/或由某些裝置接收)的射頻(radio frequency; RF)之傳輸。因此，本揭示內容之實施例提供具有RF透明無電面板顯示器之裝置，其可允許在該些頻率下之優異傳輸。

在一些實施例中，本文描述的裝置提供達成優異亮度之潛力，此係歸因於以下事實：漂白離散區域在可見光波長下為高度透明的。對比而言，使用半透澈塑膠之現存的掩藏/無電面板顯示器因散射光而減小亮度。在一些實施例中，裝置提供藉由漂白離散區域之大小與形狀來控制自來源之發射的獨特潛力。例如，在一或多個實施例中，可形成穿過材料之厚度的圓錐成型或成角度漂白孔徑。此外，在玻璃或玻璃陶瓷基板中，可漂白材料之表面可經變形以形成一透鏡以將來自光源之發射聚焦/散焦/轉向。此可賦能顯示器之集光率(étenduee)之調節。術語「集光率」係指光學系統中之光的性質，其表徵光在面積及角度方面「展開」的程度如何。自視圖之來源點，其為來源之面積及如自來源所見的系統之入射光瞳對向之立體角的乘積。等效地，自系統觀點，集光率等於入射光瞳之面積乘以如自光瞳所見的來源對向之立體角。(參見http://en.wikipedia.org/wiki/Etendue)。

在一些實施例中，因為光學漂白孔徑可製成小於可藉由肉眼(例如，使用顯微鏡)解析之程度，此種顯示器可具有美學優點，因為顯示器「螢幕」或「區域」將呈現為均質/均勻顏色及紋理。此外，螢幕之周圍區域可由相同的雷射漂白片材製成，以使得顯示器呈現為遮光屏較少的。

在其中裝置在本文用於形成感測器窗及/或感測器的實施例中，根據一些實施例之裝置提供蔽光及清透孔徑，其防止相鄰孔徑之間的感測器串音。在使用本文描述的基板來形成攝影機外殼或蓋件的實施例中，基板可經強化且具有蔽光及清透孔徑以防止攝影機閃光沖失照片而無需多個材料及光學隔離器。

在一或多個實施例中，如本文描述的光學可漂白玻璃及/或玻璃陶瓷材料可用於可攜式電子裝置及可穿戴電子裝置。根據一些實施例，裝置可包含智慧型手錶或其他可穿戴件，其具有安裝至表之背側以用於感測心率、光學體積描記術(photoplethysmography; PPG)之光源及感測器，及葡萄糖及血氧測定法感測器。光學體積描記圖(photoplethysmogram; PPG)係光學獲得的體積描記圖，其在一些實施例中為器官或全身之體積量測法。PPG係常常藉由使用脈衝血氧定量計來獲得，其照明皮膚並量測光吸收之改變。習知脈衝血氧定量計監視血液至皮膚之真皮及皮下組織之灌注。

根據可穿戴裝置之一或多個實施例，光源係與感測器光學隔離，且因此，在另一黑色或蔽光材料中需要多個孔徑。示範性材料及製程賦能此種可穿戴裝置之整塊黑色背部(亦即，面向穿戴裝置的受試者之皮膚)具有如本文描述的光學漂白孔徑。在其他實施例中，如本文描述的多個孔徑可併入行動電話攝影機中，其中閃光透射穿過緊密接近於攝影機孔徑之第一孔徑。黑色或蔽光材料防止來自閃光的光波導穿過含有孔徑之基板，進入攝影機並沖去照片影像，而雷射漂白孔徑賦能閃光照明受試者且隨後按所欲傳入攝影機中。

根據本揭示內容之一或多個實施例，裝置可接收來自兩個光導中之每一者的光資訊，一個光導與穿戴裝置的受試者(例如人)之組織接觸，而一個光導不與受試者之組織接觸。第一光資訊可自第一光導獲得，且第二光資訊可自第二光導獲得。心率信號可隨後自第一光資訊及第二光資訊，例如，藉由使用盲源分離及/或交互相關來計算。雖然本文揭示的實例可在本文中就兩個感測器、發射體、及光導描述並說明，但應理解實例不因此受限，而是另外適用於包括任何數量及配置之感測器、發射體、及光導的裝置。

本揭示內容之示範性實施例係針對用於感測及量測生理學信號之裝置或系統。可獲得多個信號，且每一信號可含有所關注的生理學信號(例如，心率信號)。感測可包括偵測來自光學感測器、力及壓力感測器、溫度感測器、加速度計、接近度偵測器、及/或阻抗感測器以及其他可能之生理學信號。在一些實例中，感測裝置及系統可包括光學感測器，其包括與及不與穿戴裝置的使用者或受試者之組織接觸的光導。

第1D圖說明根據本揭示內容之實例的電子裝置300之示範性實施例，該電子裝置300具有用於測定諸如心率信號之生理學條件的光感測器。第一光感測器310可與接觸漂白離散區域302及第一光發射體306共同定位。接觸漂白離散區域302可經配置以便鄰近於、緊密接近於(例如，1-5 cm內)或接觸裝置之使用者或穿戴者(例如，人)之組織314，諸如皮膚。在一或多個實施例中，接觸漂白離散區域302可為彎曲的以使得表面經配置以接觸使用者之組織314。第二光感測器312可與非接觸漂白離散區域304及第二光發射體308共同定位。非接觸漂白離散區域304可經配置以便不與裝置300之使用者或穿戴者之組織314接觸。在一些實例中，非接觸漂白離散區域304可相對於電子裝置300之主體凹陷以使得其經配置不接觸裝置之使用者或穿戴者之組織314。

電子裝置300可經安置以使得第一光感測器310及第二光感測器312、第一光發射體306及第二光發射體308、及接觸漂白離散區域302及非接觸漂白離散區域304緊鄰使用者之組織314，以便來自光發射體之光可經導向穿過漂白離散區域併入射在組織上。例如，電子裝置300可固持在使用者之手中或系帶於使用者之腕部，以及其他可能性。來自光發射體之光之一部分可藉由皮膚、脈管系統、及/或血液吸收以及其他可能性，且一部分可反射回與光發射體共同定位的光感測器。在一些實例中，光導可將光導向至組織及/或導回光感測器，且一些發射體及感測器可無需光導而將光往返於組織導向。

可提供控制器318且其耦合至裝置300之各種部件以控制其操作。根據一些實施例的控制器318包括中央處理單元(central processing unit; CPU) 322、記憶體324、及支援電路326。控制器318可直接或經由與特定監視系統及/或支援系統部件相關聯的電腦(或控制器)來控制裝置300。控制器318可為任何形式之通用電腦處理器之一，其可用於控制各種腔室及子處理器之工業設定。控制器328之記憶體或電腦可讀媒體324可為易於可用的記憶體之一或多者，諸如隨機存取記憶體(random access memory; RAM)、唯讀記憶體(read only memory; ROM)、軟碟、硬碟、光學儲存媒體(例如，光盤或數位視訊碟)、快閃驅動器、或任何其他形式之數位儲存體，其為本端或遠程的。支撐電路326係耦合至CPU 322以用於以習知方式支撐處理器。該些電路包括快取、電源、時鐘電路、輸入/輸出電路系統及子系統、及類似物。一或多個過程可儲存在記憶體324中作為軟體常式，其可執行或調用以控制裝置300之操作。軟體常式亦可藉由第二CPU (未展示)儲存及/或執行，該第二CPU位於藉由CPU 322控制的硬體遠端。控制器318可經由硬線連接或無線地，例如，使用藍芽或其他適合的無線連接來鏈接。

現參考第1E圖，用於感測的電子裝置400 (或系統)之另一實施例包含基板401，其具有複數個漂白離散區域402，其相對於包含蔽光或黑色材料之基板401為成角度的。光發射體406使光405透過漂白離散區域402傳輸。成角度漂白離散區域402可排斥來自傳輸至偵測器412的信號光407之雜散光，同時賦能來自光發射體406之信號光407。信號光可自裝置400之受試者或穿戴者之表皮500接收或脫離深入受試者之皮膚中的血管518以進入偵測器412。雜散光之排斥可增加訊雜比且改良裝置400之準確度。第1E圖中展示的裝置亦可包括類似於相對於第1D圖描述的(CPU) 322、記憶體324、及支撐電路326配置的控制器、CPU、記憶體及支撐電路，其可經由有線或無線連接來連接至裝置400。

第1D圖及第1E圖中展示的裝置為示範性的，且應理解根據本揭示內容之實施例，裝置可包含基板，其包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%結晶相，且該基板包含如本文描述的具有內部光學透射率之未漂白區域及漂白離散區域。因此，第1D圖及第1E圖中之裝置可最少包含提供感測器窗之此種基板。根據一或多個實施例的用於感測之電子裝置可包含如相對於第1D圖及第1E圖描述的光發射體、偵測器或多個偵測器及/或感測器(或多個感測器)之另外部件。

因此，根據一或多個實施例，如根據第1E圖或第1E圖所示的裝置包含基板，其包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%結晶相；且該基板包含具有內部光學透射率之未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之漂白離散區域，該漂白離散區域具有在300 nm至1700 nm之可見光波長範圍內在該未漂白區域中之至少50 nm寬波長窗上為該內部光學透射率至少兩倍的內部光學透射率。根據一些實施例的裝置可進一步包含光發射體(例如，LED、OLED、雷射器、等等)及感測器，其中該基板包含至少第一漂白離散區域及第二漂白離散區域，且來自該光發射體之輻射經發射穿過該第一離散漂白區域，且感測器俘獲發射穿過該第二漂白離散區域之光。在根據一些實施例之裝置中，未漂白區域為蔽光(黑色)的且第一漂白離散區域係與第二漂白離散區域光學隔離。在根據一些實施例之裝置中，感測器係選自由心率感測器、葡萄糖感測器、溫度感測器及血氧測定感測器組成之群。在根據一些實施例之裝置中，裝置可藉由受試者穿戴。在根據一些實施例之裝置中，裝置具有厚度、第一側面及與第一側面相反的第二側面，其中該第一漂白離散區域及該第二漂白離散區域位於該第一側面上且無電面板顯示器位於該第二側面上。在根據一些實施例之裝置中，裝置包含具有整合攝影機之行動電話，該整合攝影機包含兩個相鄰漂白離散區域。

在第1D圖或第1E圖的根據一些實施例之裝置中，裝置包含感測器窗，其包含兩個離散漂白區域。在根據一些實施例之裝置中，離散漂白區域相對於基板之主表面成角度。在根據一些實施例之裝置中，裝置包含感測器，其包含第一離散漂白區域及經定位將光導向穿過該第一離散漂白區域之光發射體，及經定位以接收發射穿過第二離散漂白區域之信號光的感測器。

在一或多個實施例中，根據第1D圖或第1E圖之裝置包含基板，其包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該基板包含具有內部光學透射率之未漂白區域及漂白離散區域，其中該未漂白區域為蔽光及黑色的且該漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約1000微米範圍內之直徑。根據一些實施例的裝置可進一步包含光發射體(例如，LED、OLED、雷射器、等等)及感測器，其中該基板包含至少第一漂白離散區域及第二漂白離散區域，且來自該光發射體之輻射經發射穿過該第一離散漂白區域，且感測器俘獲發射穿過該第二漂白離散區域之光。在根據一些實施例之裝置中，未漂白區域為蔽光(黑色)的且第一漂白離散區域係與第二漂白離散區域光學隔離。在根據一些實施例之裝置中，感測器係選自由心率感測器、葡萄糖感測器、溫度感測器及血氧測定感測器組成之群。在根據一些實施例之裝置中，裝置可藉由受試者穿戴。在根據一些實施例之裝置中，裝置具有厚度、第一側面及與第一側面相反的第二側面，其中該第一漂白離散區域及該第二漂白離散區域位於該第一側面上且無電面板顯示器位於該第二側面上。在根據一些實施例之裝置中，裝置包含具有整合攝影機之行動電話，該整合攝影機包含兩個相鄰漂白離散區域。

漂白技術

根據一或多個實施例，玻璃或玻璃陶瓷基板係以光學漂白如上文所述的基板中之至少一個離散區域的方式來處理。在一些實施例中，藉由各種雷射光源進行的局部化熱加熱可用於溶解或再溶玻璃或玻璃陶瓷基板之離散區域中的各種小的結晶相(例如，微晶、微米大小晶體(在橫截面尺寸上為10微米或更小)或奈米大小晶體(在橫截面尺寸上為100奈米或更小))。雖然本揭示內容不欲藉由科學原理或理論限制，但在一或多個實施例中，基板之離散區域之局部化加熱在玻璃或玻璃陶瓷材料內產生可逆的氧化還原反應，從而消除呈小晶體形式的發色團，從而得到可見光吸光度。當消除發色團時，基板中之吸光度減小，且內部光學透射率增加。

漂白可使用增加離散區域中之內部光學透射率的任何適合的設備或系統達成。在一或多個實施例中，漂白係藉由熱處理離散區域來達成。此種熱處理可使用此項技術中所知的彼等能源來執行，諸如但不限於熔爐、諸如氣體火焰之火焰、電阻爐、雷射器、微波、或類似物。已決定雷射漂白來提供具有離散區域之基板，該等離散區域在漂白之後具有增加的內部光學透射率。初步的漂白實驗係使用在60瓦功率、在810 nm處操作的單模多模光纖束耦合雷射器來進行，該雷射器具有平坦頂部及高斯射束分佈。較小的漂白區域係利用高斯光學元件來達成，該等高斯光學元件係聚焦成0.7 mm斑點大小。

雷射可漂白玻璃及玻璃陶瓷材料及基板

根據一或多個實施例之裝置包含包括漂白離散區域或複數個漂白離散區域之基板。在一或多個實施例中，漂白離散區域係呈陣列，諸如週期陣列或圖案化陣列，漂白離散區域可呈孔徑、圖形、文數正文及/或符號之形式。在一些實施例中，孔徑、圖形、文數正文及/或符號可經佈置以向觀察者呈遞視覺資訊。根據一或多個實施例之基板包含漂白離散區域及包含玻璃相及進一步包含結晶相之玻璃或玻璃陶瓷組合物，該結晶相允許離散區域藉由施加熱能而選擇性漂白。在一些實施例中，裝置包含基板，其包括漂白離散區域及包含玻璃相及進一步包含結晶相之玻璃或玻璃陶瓷組合物，該結晶相在以下範圍：約0.1重量%至約50重量%、約0.1重量%至約45重量%、約0.1重量%至約40重量%、約0.1重量%至約35重量%、約0.1重量%至約30重量%、約0.1重量%至約25重量%、約0.1重量%至約20重量%、約0.1重量%至約15重量%、約0.3重量%至約10重量%、約0.3重量%至約9重量%、約0.3重量%至約8重量%、約0.3重量%至約7重量%、約0.3重量%至約6重量%、約0.3重量%至約5重量%、約0.3重量%至約4重量%、約0.3重量%至約3重量%、或約0.3重量%至約2重量%、約0.1重量%至約10重量%、約0.1重量%至約9重量%、約0.1重量%至約8重量%、約0.1重量%至約7重量%、約0.1重量%至約6重量%、約0.1重量%至約5重量%、約0.1重量%至約4重量%、約0.1重量%至約3重量%、或約0.1重量%至約2重量%。在一些實施例中，裝置包含基板，其具有任何上述組合物且具有微晶，該等微晶具有在以下範圍內之平均微晶大小：約5 nm至約500 nm、約5 nm至約450 nm、約5 nm至約400 nm、約5 nm至約380 nm、約5 nm至約300 nm、約5 nm至約250 nm、約5 nm至約200 nm、約5 nm至約150 nm、約5 nm至約100 nm、約5 nm至約90 nm、約5 nm至約80 nm、約5 nm至約70 nm、約5 nm至約60 nm、約5 nm至約50 nm、約10 nm至約380 nm、約10 nm至約300 nm、約10 nm至約250 nm、約10 nm至約200 nm、約10 nm至約150 nm、約10 nm至約100 nm、約10 nm至約90 nm、約10 nm至約80 nm、約10 nm至約70 nm、約10 nm至約60 nm、或約10 nm至約50 nm。在一或多個實施例中，玻璃或玻璃陶瓷基板為離子可交換的且包含在基板之具有至少約20 μm之層深度(depth of layer; DOL)的壓縮應力層中處於至少約200 MPa之壓縮應力(σs)下的至少一個表面；或對約0.1毫米(mm)多至5 mm、0.1毫米(mm)至2 mm、0.1毫米(mm)至1.3 mm、或0.1毫米(mm)至0.7 mm之基板厚度而言具有20 μm多至約150 μm之DOL的至少一個壓縮應力層。

在一些實施例中，裝置包含基板，其包括漂白離散區域或複數個漂白離散區域及包含玻璃相及進一步包含結晶相的蔽光黑色玻璃或蔽光黑色玻璃陶瓷組合物，該結晶相在以下範圍：約0.3重量%至約10重量%、約0.3重量%至約9重量%、約0.3重量%至約8重量%、約0.3重量%至約7重量%、約0.3重量%至約6重量%、約0.3重量%至約5重量%、約0.3重量%至約4重量%、約0.3重量%至約3重量%、或約0.3重量%至約2重量%、約0.1重量%至約10重量%、約0.1重量%至約9重量%、約0.1重量%至約8重量%、約0.1重量%至約7重量%、約0.1重量%至約6重量%、約0.1重量%至約5重量%、約0.1重量%至約4重量%、約0.1重量%至約3重量%、或約0.1重量%至約2重量%。在一些實施例中，裝置包含基板，其具有任何上述組合物且具有微晶，該等微晶具有在以下範圍內之平均微晶大小：約10奈米(nm)至約380 nm、約10 nm至約300 nm、約10 nm至約250 nm、約10 nm至約200 nm、約10 nm至約150 nm、約10 nm至約100 nm、約10 nm至約90 nm、約10 nm至約80 nm、約10 nm至約70 nm、約10 nm至約60 nm、或約10 nm至約50 nm。在一或多個實施例中，玻璃或玻璃陶瓷基板為離子可交換的且包含在基板之具有至少約20微米(μm)之層深度(depth of layer; DOL)的壓縮應力層中處於至少約200百萬帕斯卡(MPa)之壓縮應力(σs)下的至少一個表面；或對約0.1毫米(mm)多至約5 mm、0.1毫米(mm)多至約2 mm、0.1毫米(mm)多至約1.3 mm、或0.1毫米(mm)多至約0.7 mm之基板厚度而言具有20 μm多至約150 μm之DOL的至少一個壓縮應力層。

在一些實施例中，裝置包含基板，其包括具有複數個漂白離散區域之漂白離散區域及包含玻璃相及進一步包含結晶鎢青銅相、鉬青銅相、混合鎢-鉬青銅相之玻璃或玻璃陶瓷組合物，該等相包含奈米粒子且具有式M_x AO₃ 或M_x AO₄ ，其中A為W及Mo之至少一者，且其中M包括以下至少一者：H、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Sn、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Se、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、及U，且其中0 ＜ x ＜ 1，或進一步包含混合鎢-鉬青銅相，其包含奈米粒子且具有式M_x AO₄ ，其中A為W及Mo之至少一者，且其中M包括以下至少一者：H、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Sn、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Se、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、及U，且其中1 ＜ x ＜ 2。結晶鎢青銅相係以以下範圍存在：約0.3重量%至約10重量%、約0.3重量%至約9重量%、約0.3重量%至約8重量%、約0.3重量%至約7重量%、約0.3重量%至約6重量%、約0.3重量%至約5重量%、約0.3重量%至約4重量%、約0.3重量%至約3重量%、或約0.3重量%至約2重量%、約0.1重量%至約10重量%、約0.1重量%至約9重量%、約0.1重量%至約8重量%、約0.1重量%至約7重量%、約0.1重量%至約6重量%、約0.1重量%至約5重量%、約0.1重量%至約4重量%、約0.1重量%至約3重量%、或約0.1重量%至約2重量%。在一些實施例中，裝置包含基板，其具有任何上述組合物且具有微晶，該等微晶具有在以下範圍內之平均微晶大小：約5 nm至約500 nm、約5 nm至約450 nm、約5 nm至約400 nm、約5 nm至約380 nm、約5 nm至約300 nm、約5 nm至約250 nm、約5 nm至約200 nm、約5 nm至約150 nm、約5 nm至約100 nm、約5 nm至約90 nm、約5 nm至約80 nm、約5 nm至約70 nm、約5 nm至約60 nm、約5 nm至約50 nm、約10 nm至約380 nm、約10 nm至約300 nm、約10 nm至約250 nm、約10 nm至約200 nm、約10 nm至約150 nm、約10 nm至約100 nm、約10 nm至約90 nm、約10 nm至約80 nm、約10 nm至約70 nm、約10 nm至約60 nm、或約10 nm至約50 nm。在一或多個實施例中，玻璃或玻璃陶瓷基板為離子可交換的且包含在基板之具有至少約20 μm之層深度(depth of layer; DOL)的壓縮應力層中處於至少約200 MPa之壓縮應力(σs)下的至少一個表面；或對約0.1毫米(mm)多至約5 mm、0.1毫米(mm)多至約2 mm、0.1毫米(mm)多至約1.3 mm、或0.1毫米(mm)多至約0.7 mm之基板厚度而言具有20 μm多至約150 μm之DOL的至少一個壓縮應力層。

在一些實施例中，裝置包含基板，其包括漂白離散區域及複數個漂白離散區域及包含玻璃相及進一步包含結晶相的玻璃或玻璃陶瓷組合物，該結晶相含有鉬或混合鉬-鎢青銅，該結晶相在以下範圍內：約0.3重量%至約10重量%、約0.3重量%至約9重量%、約0.3重量%至約8重量%、約0.3重量%至約7重量%、約0.3重量%至約6重量%、約0.3重量%至約5重量%、約0.3重量%至約4重量%、約0.3重量%至約3重量%、或約0.3重量%至約2重量%、約0.1重量%至約10重量%、約0.1重量%至約9重量%、約0.1重量%至約8重量%、約0.1重量%至約7重量%、約0.1重量%至約6重量%、約0.1重量%至約5重量%、約0.1重量%至約4重量%、約0.1重量%至約3重量%、或約0.1重量%至約2重量%。在一些實施例中，裝置包含基板，其具有任何上述組合物且具有微晶，該等微晶具有在以下範圍內之平均微晶大小：約5 nm至約500 nm、約5 nm至約450 nm、約5 nm至約400 nm、約5 nm至約380 nm、約5 nm至約300 nm、約5 nm至約250 nm、約5 nm至約200 nm、約5 nm至約150 nm、約5 nm至約100 nm、約5 nm至約90 nm、約5 nm至約80 nm、約5 nm至約70 nm、約5 nm至約60 nm、約5 nm至約50 nm、約10 nm至約380 nm、約10 nm至約300 nm、約10 nm至約250 nm、約10 nm至約200 nm、約10 nm至約150 nm、約10 nm至約100 nm、約10 nm至約90 nm、約10 nm至約80 nm、約10 nm至約70 nm、約10 nm至約60 nm、或約10 nm至約50 nm。

結晶相含量可藉由x射線繞射及/或拉曼光譜學來測定。

在一些實施例中，裝置包含基板，其包括漂白離散區域或複數個漂白離散區域及具有微晶之玻璃或玻璃陶瓷組合物，該等微晶具有在以下範圍內的平均微晶大小：約5 nm至約500 nm、約5 nm至約450 nm、約5 nm至約400 nm、約5 nm至約380 nm、約5 nm至約300 nm、約5 nm至約250 nm、約5 nm至約200 nm、約5 nm至約150 nm、約5 nm至約100 nm、約5 nm至約90 nm、約5 nm至約80 nm、約5 nm至約70 nm、約5 nm至約60 nm、約5 nm至約50 nm、約10 nm至約380 nm、約10 nm至約300 nm、約10 nm至約250 nm、約10 nm至約200 nm、約10 nm至約150 nm、約10 nm至約100 nm、約10 nm至約90 nm、約10 nm至約80 nm、約10 nm至約70 nm、約10 nm至約60 nm、或約10 nm至約50 nm。在一或多個實施例中，玻璃或玻璃陶瓷基板為離子可交換的且包含在基板之具有至少約20 μm之層深度(depth of layer; DOL)的壓縮應力層中處於至少約200 MPa之壓縮應力(σs)下的至少一個表面；或對約0.1毫米(mm)多至約5 mm、0.1毫米(mm)多至約2 mm、0.1毫米(mm)多至約1.3 mm、或0.1毫米(mm)多至約0.7 mm之基板厚度而言具有20 μm多至約150 μm之DOL的至少一個壓縮應力層。

下文提供另外的可漂白玻璃或玻璃陶瓷材料，其可用作包含基板的裝置之部分，該基板包括漂白離散區域或複數個漂白離散區域，該等漂白離散區域提供掩藏/無電面板顯示器。在一或多個實施例中，漂白離散區域係呈陣列，諸如週期陣列或圖案化陣列，漂白離散區域可呈孔徑、圖形、文數正文及/或符號之形式。在一些實施例中，孔徑、圖形、文數正文及/或符號可經佈置以向觀察者呈遞視覺資訊。

根據一或多個實施例，裝置包含基板，其包括漂白離散區域或複數個漂白離散區域及玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料選自由以下各項組成之群：調配成可成形的及/或顏色可調的及調配成可結晶成經成形及/或經調顏色玻璃陶瓷之玻璃(下文稱為「可成形及可結晶玻璃」或多個「可成形及可結晶玻璃」，或「可成形、可結晶玻璃」或多個「可成形、可結晶玻璃」，「顏色可調及可結晶玻璃」或多個「顏色可調及可結晶玻璃」或「顏色可調、可結晶玻璃」或多個「顏色可調、可結晶玻璃」或「可成形及/或顏色可調及可結晶玻璃」或多個「可成形及/或顏色可調及可結晶玻璃」或「可成形及/或顏色可調、可結晶玻璃」或多個「可成形及/或顏色可調、可結晶玻璃」或「可結晶玻璃」或多個「可結晶玻璃」)；或玻璃陶瓷(下文為「成形玻璃陶瓷」或多個「成形玻璃陶瓷」或「經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「經調顏色的玻璃陶瓷」或「經成形及/或經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「經成形及/或經調顏色的玻璃陶瓷」或「成形、經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「成形、經調顏色的玻璃陶瓷」或「經調顏色、成形的玻璃陶瓷」或多個「經調顏色、成形的玻璃陶瓷」或「玻璃陶瓷」或多個「玻璃陶瓷」)；或可經受離子交換(IX)表面處理的離子可交換(「可IX」)玻璃陶瓷(下文為「離子可交換(可IX)玻璃陶瓷」或「可IX、玻璃陶瓷」或「可IX、成形玻璃陶瓷」或多個「可IX、成形玻璃陶瓷」或「可IX、經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「可IX、經調顏色的玻璃陶瓷」或「可IX、經成形及/或經調顏色的」或多個「可IX、經成形及/或經調顏色的」或「可IX、成形、經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「可IX、成形、經調顏色的玻璃陶瓷」或「可IX、經調顏色、成形玻璃陶瓷」或多個「可IX、經調顏色、成形玻璃陶瓷」或「玻璃陶瓷」或多個「玻璃陶瓷」)；或離子交換(IX)玻璃陶瓷(下文為「離子交換(IX)玻璃陶瓷」或多個「離子交換(IX)玻璃陶瓷」或「離子交換(IX)的玻璃陶瓷」或多個「IX的玻璃陶瓷」或「IX、成形玻璃陶瓷」或多個「IX、成形玻璃陶瓷」或「IX、經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「IX、經調顏色的玻璃陶瓷」或「IX、經成形及/或經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「IX、經成形及/或經調顏色的玻璃陶瓷」或「IX、成形、經調顏色的玻璃陶瓷」或多個「IX、成形、經調顏色的玻璃陶瓷」或「IX、經調顏色、成形玻璃陶瓷」或多個「IX、經調顏色、成形玻璃陶瓷」或「玻璃陶瓷」或多個「玻璃陶瓷」)。

根據一或多個實施例，裝置包含基板，其包括漂白離散區域或複數個漂白離散區域及選自由以下各項組成之群的組合物：低結晶度(在0.1重量%至50重量%晶體含量範圍內)磁鐵礦、假板鈦礦、及/或ε-Fe₂ O₃ 固溶體玻璃陶瓷，其係揭示在美國專利第9,403,716號，該專利之全部內容係以引用方式併入本文中。在特定實施例中，基板包含玻璃陶瓷組合物，其包含小於約15 wt%之一或多個結晶氧化物相；及包含以氧化物為基礎以mol%計的以下各項之組合物：約50-76 SiO₂ ；約4-25 Al₂ O₃ ；大於0至約14P₂ O₅ +B₂ O₃ ；大於0至約33 R₂ O，其中R₂ O包含以下一或多者：Li₂ O、Na₂ O、K₂ O、Rb₂ O、Cs₂ O、Cu₂ O、及Ag₂ O；及大於0至約5之一或多種成核劑；及視情況，0至約20 RO，其中RO包含以下一或多者：MgO、CaO、SrO、BaO、及ZnO。在一或多個實施例中，此種組合物含有在約0.5 mol%至約3 mol%或約1 mol%至3 mol%範圍內之Fe₂ O₃ 。在一或多個實施例中，玻璃或玻璃陶瓷基板具有組合物，其為離子可交換的且包含在基板之具有至少約20 μm之層深度(depth of layer; DOL)的壓縮應力層中處於至少約200 MPa之壓縮應力(σs)下的至少一個表面；或對約0.1毫米(mm)多至約5 mm、0.1毫米(mm)多至約2 mm、0.1毫米(mm)多至約1.3 mm、或0.1毫米(mm)多至約0.7 mm之基板厚度而言具有20 μm多至約150 μm之DOL的至少一個壓縮應力層。在一或多個實施例中，一或多種成核劑包含以氧化物基礎以mol%計：多至約5 TiO₂ ；或替代地，多至約3 ZrO₂ ；或TiO₂ 及ZrO₂ ，其中TiO₂ +ZrO₂ 構成多至約5且ZrO₂ 構成多至約3。在一或多個實施例中，提供包含黑色玻璃陶瓷之基板，該玻璃陶瓷具有大於約20千帕*秒(kPa * s)之液相黏度，使得玻璃陶瓷適於下拉成形(例如，熔合下拉成形或狹槽下拉成形)。在一或多個實施例中，基板包含鋁矽酸鹽基底玻璃，其係與鉀離子離子交換且含有結晶相。對於黑色材料，跨於可見光具有高吸收及低散射之結晶相係所欲的，因此目標結晶相包括呈Fe₂ O₃ -TiO₂ -MgO系統之高吸收化合物。對於深的富集黑色，玻璃陶瓷中之晶體應儘可能小或與玻璃折射率匹配來防止光散射，從而將另外的黑色玻璃陶瓷轉為灰色。在一或多個實施例中，此種玻璃陶瓷具有在10-20 nm範圍內的平均微晶大小。

根據一或多個實施例，提供裝置，其包含基板，該基板包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%結晶相；且該基板包含具有內部光學透射率之未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之漂白離散區域，該漂白離散區域具有在300 nm至1700 nm之可見光波長範圍內在該未漂白區域中之至少50 nm寬波長窗上為該內部光學透射率至少兩倍的內部光學透射率，其中該未漂白區域含有結晶相，該結晶相包含以下至少一者：Fe₂ O₃ 、TiO₂ 、及MgO，或該未漂白區域含有結晶相，該結晶相包含以下各項之任何組合：Cr、Fe、Co、Ni、或Cu，或未漂白區域含有結晶相，該結晶相包含W及Mo之任何組合。

如背景所述，最早的無電面板顯示器設計使用由具有蔽光圖形之玻璃但更普遍塑膠製成的透明覆蓋層，該玻璃及塑膠形成具有符號及或正文之遮罩。當該些遮罩為背光時，圖形變得可見。此種圖形可為絲網印刷油墨、蒸汽沉積金屬塗層、或壓印(切開)半或完全蔽光膜，其係積層至覆蓋層。示範性實施例不同於該些概念，因為替代使用在玻璃或塑膠覆蓋層上之印刷或沉積遮罩層，使用具有可熱調節的內部光學透射率或可熱調節的光學吸光度的蔽光玻璃或玻璃陶瓷。此賦能藉由利用例如雷射器之能源局部加熱來局部地調諧該些示範性材料之內部光學透射率，從而促進例如孔徑、符號、及或正文之光學透明離散區域之產生。因此，利用本文描述的示範性實施例，單層玻璃及/或玻璃陶瓷材料可雙重地用作用於顯示器之覆蓋材料及掩藏/無電面板顯示器之遮罩。

實施例亦提供具有掩藏或無電面板顯示器之裝置，其不同於使用半透明、半透澈、或半蔽光材料之彼等裝置，及使用塗佈有部分反射膜之透明材料的裝置。在一或多個實施例中，差異係歸因於具有允許光透射的光學透明孔徑之蔽光玻璃或玻璃陶瓷。根據一或多種實施例，蔽光係指不能使來自顯示器或面板後方的光源之光透射穿過形成面板之基板或層，此係藉由材料之吸收係數及其厚度來決定。此外，示範性實施例未必利用部分反射膜來產生在反射光中蔽光之外觀，然而，在一些實施例中，反射塗層可用於進一步增進/改變裝置之外觀。相較於由不可漂白(無論其為塑膠或玻璃)之半透澈或半蔽光材料製得的裝置，本文描述的裝置不會歸因於散射使影像失真。

示範性實施例亦不同於使用各種偏光方案(例如，四分之一波板)的習知無電面板顯示器，以閘控/防止漏光來得到完全黑色或「無電面板」螢幕之外觀，因此實施例不使用偏光鏡、光閘、或四分之一波板來控制、調節、或消除漏光。

如上文所述的光敏玻璃及玻璃陶瓷亦能夠在蔽光層內產生小的光學透明窗或「孔徑」。該些玻璃包括貴金屬摻雜玻璃，其在UV照射繼之以熱處理之後產生顏色；及某一光敏玻璃陶瓷(例如，Fotoform及Fota-lite)，其UV照射及隨後熱處理時變成各種蛋白石白色色調或肌色色調。雖然光敏玻璃及玻璃陶瓷為無電面板或掩藏顯示器提供一些優點，包括其不需要雷射來將其圖案化，而替代地使用輕巧遮罩及汞蒸汽泛光燈，且其可產生具有高解析度(大約微米級)之精細特徵，其優於藉由熱擴散限制的熱漂白材料。另外，該些材料可產生許多不同蔽光顏色、蛋白石白色、及蔽光灰度級色調。然而，此種光敏玻璃及玻璃陶瓷材料為用於無電面板顯示器應用(尤其為包括但不限於手持式裝置及汽車應用的需要防刮性及高強度之彼等應用)的內在不良侯選物。此外，此種光敏玻璃及玻璃陶瓷材料不與用於形成薄玻璃片的諸如狹槽下拉或熔合下拉製程之下拉製程相容，因為其具有固有低的化學及機械耐久性，且其具有高成本，因為其含有貴金屬。另外，此種光敏玻璃及玻璃陶瓷材料難以熔融(歸因於揮發性物質(例如，鹵素))，且其無法產生真實黑色基板，其視為最合乎需要的且與無電面板顯示器之同代定義等同。

因為該些原因，此種光敏玻璃及玻璃陶瓷不視為適於無電面板顯示器應用，而不管其能力。此外，本文描述的示範性實施例不同於光敏材料，因為一或多個實施例利用根本上不同的機構來產生光學透明孔徑，即，漂白玻璃或玻璃陶瓷材料以溶解玻璃或玻璃陶瓷中之結晶相。在一或多個實施例中，結晶相為至少部分分解或完全分解的。在一或多個實施例中，溶解或分解結晶相可允許調節在UV、VIS、及NIR波長範圍內之光學消光。在一或多個實施例中，形成裝置之基板的玻璃或玻璃陶瓷材料之結晶相具有離散區域，其中結晶相已經加熱以使得結晶相再溶或恢復成溶體以使得漂白離散區域中之內部光學透射率相較於尚未漂白的基板之區域增加。在一些實施例中，基板之漂白離散區域具有以下內部光學透射率：在300 nm至1700 nm (例如，380 nm至780 nm)之可見光波長範圍內在至少50 nm寬波長窗上為大於未漂白區域之內部光學透射率的兩倍，及在一些實施例中，在300 nm至1700 nm (例如，380 nm至780 nm)之可見光波長範圍內大於未漂白區域之內部光學透射率10倍，及在一些實施例中，在300 nm至1700 nm (例如，380 nm至780 nm)之可見光波長範圍內大於未漂白區域之內部光學透射率20倍、30倍、40倍、50倍、60倍、70倍、80倍、90倍、100倍、200倍、300倍、400倍、500倍、1000倍、2000倍、3000倍、4000倍、5000倍、6000倍、7000倍、8000倍、9000倍或10000倍。提及具有為未漂白區域之內部光學透射率的倍數的特定內部光學透射率值之漂白離散區域意指內部光學透射率係就在漂白離散區域及未漂白區域中具有相同厚度的樣本來量測。雖然本揭示內容不欲藉由科學原理或理論限制，但在一或多個實施例中，基板之離散區域之局部化加熱在玻璃或玻璃陶瓷材料內產生可逆的氧化還原反應，從而消除呈小晶體或金屬奈米粒子形式的發色團，從而得到可見光吸光度。在一些實施例中，當消除發色團或其氧化態轉變為不強烈衰減的氧化態時，基板中之吸光度減小，且內部光學透射率增加。在一或多個實施例中，結晶相之完全溶解產生返回玻璃相之結晶相，從而引起材料之光學吸光度的減少，且增加漂白離散區域中之材料的內部光學透射率。在一或多個實施例中，漂白係藉由熱處理離散區域來達成。此種熱處理可使用此項技術中所知的彼等能源來執行，諸如但不限於熔爐(例如，電阻爐)、雷射器、微波、或類似物。

在一或多個實施例中，裝置包含基板，其包括漂白離散區域及包含玻璃相及進一步包含結晶相之玻璃或玻璃陶瓷組合物，其中組合物不含銀、金及/或釩。

在一或多個實施例中，裝置包含基板，其包括漂白離散區域或複數個漂白離散區域及提供物理性質及液相溫度(液相黏度)之適合組合的玻璃或玻璃陶瓷組合物，該組合物允許玻璃藉由下拉製程(例如，熔合下拉製程或狹槽下拉製程)形成。都屬於Dockerty的美國專利第3,338,696號及第3,682,609號中描述的下拉片材拉製製程及詳言之熔合下拉製程能夠生產可用作基板的玻璃片，而不需要高成本的成形後精整操作，諸如研磨及拋光。遺憾地，熔合下拉製程對玻璃性質施加相當嚴格的限制，該等玻璃性質需要相對高的液相黏度。根據一或多個實施例，形成用於裝置之基板的玻璃或玻璃陶瓷組合物具有大於約10⁵ 泊之液相黏度。

另外的實施例包含一種形成裝置之方法，其包含：將熱能施加至基板之離散區域，該基板包含玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%之結晶相以使得在該基板存在具有內部光學透射率之未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之漂白離散區域，該漂白離散區域具有在300 nm至1700 nm (例如，380 nm至780 nm)之可見光波長範圍內在該未漂白區域中的至少50 nm寬波長窗上為該內部光學透射率至少兩倍的內部光學透射率。在一些實施例中，施加熱能引起結晶相再溶或恢復成溶體以使得漂白離散區域中之內部光學透射率相較於尚未漂白的基板之區域增加。

在一些實施例中，施加熱能包含使用熔爐(例如，電阻爐)、火焰(例如，氣體火焰)、雷射器、或微波。在一些實施例中，施加熱能包含將雷射朝向離散區域導向。

在一些方法實施例中，離散區域係選自由孔徑之週期陣列，孔徑、圖形、文數正文及符號之圖案化陣列組成之群。在一些實施例中，漂白離散區域係經佈置以向觀察者呈遞視覺資訊。在一些方法實施例中，漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約100微米範圍內之直徑。在一些方法實施例中，孔徑具有在約20微米至約200微米或約20微米至約100微米範圍內的中心至中心間距。在一些方法實施例中，裝置包含指示牌、行動電話、平板、可穿戴感測器、可穿戴活動跟蹤器、可穿戴健康監視器、手錶、攝影機及車輛顯示器。如請求項36所述之方法，其中玻璃或玻璃陶瓷具有大於約10⁵ 泊之液相黏度。

一些方法實施例進一步包含使用下拉成形製程形成基板以形成作為片材之基板。一些方法實施例進一步包含使用熔合下拉成形製程以形成作為片材之基板。

另外的實施例包括在熱台階上之雷射漂白玻璃或玻璃陶瓷以使得玻璃或玻璃陶瓷材料經預熱至接近或大約應變或退火點(接近或處於玻璃轉化溫度(Tg))之溫度。此將允許材料鬆弛，因為其經漂白以使得表面保持光滑(未畸變/非紋理化)。觀察到由雷射漂白獲得的漂白區域之較小大小、較小變形(「雷射凸塊」)，且有可能對具有透明「非黏著材料」之表面施加壓力以防止「凸塊」形成，或凸塊變形成平坦頂部突起特徵。

一或多個實施例可包括調諧雷射漂白及製程條件(波長、射束分佈、暴露時間、功率密度、及基板溫度)以使得玻璃或玻璃陶瓷經局部加熱且小的球形變形在雷射漂白孔徑之表面得以誘導。此種特徵可充當透鏡，從而賦能自可尋址光源(顯示器上之LED或像素)之聚焦或散焦。

其他實施例可形成非對稱圓錐形狀孔徑以進一步收集及或轉向來自可尋址光源之發射。

另外的實施例可包括玻璃-玻璃積層體，其包含透明基板，該透明基板具有高度吸收性可漂白玻璃或玻璃陶瓷之超薄(例如，＜100微米)包層。此薄的可漂白層可提供對孔徑之大小或解析度的較大控制，因為將存在較少的待漂白材料。

雷射漂白孔徑之一些實施例可用於攝影機窗及感測器，其允許此種部件在裝置內及或顯示螢幕後方的離散置放。

其他實施例可藉由包括但不限於：噴砂、介質噴擊、及或化學蝕刻之方法將雷射漂白蔽光玻璃及玻璃陶瓷之表面紋理化以改變反射率及或觸覺體驗。

一些實施例可藉由局部雷射黏結/焊接/熔融諸如玻璃粉或含碳材料之蔽光顏料至玻璃或玻璃陶瓷之表面來在玻璃或玻璃陶瓷上產生無電面板顯示器或進行蔽光印刷。

本揭示內容之各種實施例係進一步藉由以下非限制性實例說明。

實例

漂白實驗首先係使用在60瓦功率、在810 nm處操作的多模光纖束耦合雷射器來進行，該雷射器具有平坦頂部及高斯射束分佈。

透射光譜係使用具有60 mm積分球的PerkinElmer Lambda 950量測。量測係在300 nm至2500 nm之光譜範圍上以2 nm資料間隔獲得。在量測之前，將樣本使用利用HPLC級試劑醇潤濕的TX® 609 Technicloth®抹布清潔，且跨於平坦基板擦拭。將1.5 mm直徑孔徑首先置放在積分球之透射開口上。利用安裝在球之入射埠孔洞處從而允許收集廣角散射光的樣本量測樣本之總內部光學透射率。利用定位在積分球之出射埠孔洞上的參考反射盤(Spectralon)收集總內部光學透射率資料。暴露時間係藉由打開及關閉雷射器來手動控制。

較小的漂白區域係利用高斯光學元件來達成，該等高斯光學元件係聚焦成0.7 mm斑點大小。內部光學透射光譜係如下量測。

實例1

在15瓦特及20瓦特之功率下、在810 nm處具有高斯射束分佈之多模光纖束耦合激光器係用於在0.5 mm厚黑色玻璃基板上形成孔徑，該黑色玻璃基板為可購自Corning, Inc., Corning, NY之產品碼4318。在每一功率下之暴露時間為1秒、2秒、3秒、4秒及5秒。

如上文所述量測內部光學透射率。第2圖展示在350 nm至800 nm之波長範圍上的內部光學透射率。當雷射功率及暴露時間增加時，跨於該些波長之內部光學透射率增加。

實例2

在15瓦特及20瓦特之功率下、在810 nm處具有高斯射束分佈之多模光纖束耦合激光器係用於在0.5 mm厚釩摻雜玻璃玻璃陶瓷基板上形成孔徑，該釩摻雜玻璃玻璃陶瓷基板包含結晶鎢青銅相，其包含奈米粒子，及結晶鎢青銅相，其包含奈米粒子，且具有式M_x WO₃ ，其中M包括以下至少一者：H、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Sn、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Se、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、及/或U，且其中0 ＜ x ＜ 1。在每一功率下之暴露時間為1秒、2秒、3秒、4秒及5秒。

如上文所述量測內部光學透射率。第3圖展示在350 nm至800 nm之波長範圍上的內部光學透射率。當雷射功率及暴露時間增加時，跨於該些波長之內部光學透射率增加。

實例3

在15瓦特及20瓦特之功率下、在810 nm處具有高斯射束分佈之多模光纖束耦合激光器係用於在0.78 mm厚玻璃玻璃陶瓷Corning玻璃代碼174CUS上形成孔徑，該玻璃可購自Corning, Inc., Corning, NY。在每一功率下之暴露時間為1秒、2秒、3秒、4秒及5秒。

如上文所述量測內部光學透射率。第4圖展示在350 nm至800 nm之波長範圍上的內部光學透射率。資料指示較高的雷射功率(比較20W-1sec相對15W-1sec)產生較高的內部光學透射率。

實例4

製備以mol%計具有以下組合物之玻璃陶瓷基板。

將玻璃熔融，傾倒在鋼台上，且退火。0.5 mm厚的樣本係由退火熔融物製成且加以拋光。將該些樣本在550℃下熱處理12小時，以每分鐘1℃冷卻至475℃，且隨後以熔爐速率冷卻至室溫(大致每分鐘10℃)。漂白樣本係來源於未漂白樣本，但經受根據以下條件之進一步高能處理：五(5)秒暴露於高強度紅外燈(Research, Inc.之點式加熱器4085型紅外熱燈)。如自第5圖及第6圖中之光譜明顯的，未漂白樣本證明跨於UV、可見光及NIR區間的低內部光學透射率及高吸光度位準。相反地，漂白樣本證明跨於UV、可見光及NIR區間之高內部光學透射率及低吸光度位準。因而，明顯的是，漂白製程驅使存在於未漂白樣本中之結晶相恢復成溶體，因此顯著地改變基板之光學性質。

實例5

在53瓦特之功率下、在810 nm處具有高斯射束分佈之多模光纖束耦合激光器係用於在0.5 mm厚黑色玻璃基板上形成孔徑，該黑色玻璃基板為可購自Corning, Inc., Corning, NY之產品碼4318，雷射在平移模式中以2 mm/s之速度穿過可購自Corning, Inc.的堇青石蜂巢式陶瓷遮罩，該遮罩具有每平方吋196個巢室之開口。形成相應於蜂窩狀基板之蜂巢式結構的漂白離散區域圖案，因為漂白離散區域中之內部光學透射率大於非漂白區域中之內部光學透射率。

一些實驗係藉由在熱板上在270℃下加熱玻璃來進行且固持於此溫度歷時漂白製程之持續時間。此為減少漂白樣本及減輕熱應力所需要的溫度差量的嘗試。在漂白製程之後，關閉熱板且使樣本冷卻至室溫。

實例6

在3瓦特之功率下、在1480 nm處具有高斯射束分佈之單模光纖雷射器(Spectra Physics Integra)及30微米之斑點大小係用於光學漂白0.5 mm厚黑色玻璃基板中之孔徑，該黑色玻璃基板為可購自Corning, Inc., Corning, NY之產品碼4318。暴露時間為300毫秒，其係藉由機械續斷器控制。光學漂白區域中之透射增加。

進一步的雷射漂白實驗係使用在0.3瓦特之平均功率下、在355 nm處具有高斯射束分佈、重複率30 kHz、及脈衝寬度15 ns之單一TEM00模式雷射器進行，且30微米之斑點大小係用於光學漂白0.5 mm厚黑色玻璃基板中之孔徑，該黑色玻璃基板為可購自Corning, Inc., Corning, NY之產品碼4318。觀察到，在355 nm波長處對基板耗費1000-2000毫秒的大量時間來漂白，此由於材料之強UV吸光度。因此，對光而言耗費較長時間來穿透樣本且暴露於355 nm雷射光之斑點甚至在延長暴露之後不為高度透明的。對比而言，樣本係暴露於具有單模光纖遞送的1480 nm 4W連續雷射器，經快速漂白(300 ms)且為高度透明的。在此實驗中，300 ms之暴露時間為利用設備上之機械續斷器可能達成的最短時間。可設想的是，藉由最佳化雷射功率，可在較短暴露時間達成完全的光學漂白。此加速漂白的發生係因為NIR穿透大得多且因為其為自限制製程，所以穿過厚度之漂白更有效。解析度亦為較好的，因為在較短漂白時間存在較少的熱擴散。

雖然前文係針對各種實施例，但本揭示內容之其他及另外的實施例可在不脫離其基本範疇的情況下設想，且其範疇係藉由隨附之實施例決定。

100‧‧‧裝置

120‧‧‧基板

122‧‧‧側面

124‧‧‧側面

130‧‧‧照明源/光發射體

132‧‧‧輻射

140‧‧‧漂白離散區域

200‧‧‧黑色無電面板顯示器

210‧‧‧漂白離散區域

300‧‧‧電子裝置

302‧‧‧接觸漂白離散區域

304‧‧‧非接觸漂白離散區域

306‧‧‧第一光發射體

308‧‧‧第二光發射體

310‧‧‧第一光感測器

312‧‧‧第二光感測器

314‧‧‧組織

318‧‧‧控制器

322‧‧‧中央處理單元

324‧‧‧記憶體

326‧‧‧支援電路

400‧‧‧電子裝置

401‧‧‧基板

402‧‧‧漂白離散區域

405‧‧‧光

406‧‧‧光發射體

407‧‧‧信號光

412‧‧‧偵測器

500‧‧‧表皮

518‧‧‧血管

T‧‧‧厚度

以下詳細說明可在結合以下圖式閱讀時得以進一步理解，在附圖中：

第1A圖為根據一或多個實施例的裝置之圖解；

第1B圖為根據一或多個實施例的裝置之圖解；

第1C圖為根據一或多個實施例的裝置之圖解；

第1D圖說明根據一或多個實施例的具有用於判定生理學信號的光感測器之電子裝置；

第1E圖說明根據一或多個實施例的具有用於判定生理學信號的光感測器之電子裝置；

第2圖為根據實例1的樣本之未漂白基底玻璃及雷射漂白區域之內部光學透射光譜的圖表；

第3圖為根據實例2的樣本之未漂白基底玻璃及雷射漂白區域之內部光學透射光譜的圖表；

第4圖為根據實例3的樣本之未漂白基底玻璃及雷射漂白區域之內部光學透射光譜的圖表；

第5圖為根據實例6的樣本之未漂白基底玻璃及雷射漂白區域之內部光學透射光譜的圖表；及

第6圖為根據實例6的樣本之未漂白基底玻璃及雷射漂白區域之內部光學透射光譜的圖表。

國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無

國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無

Claims

一種裝置，其包含：一基板，該基板包含一玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%結晶相；且該基板包含具有一內部光學透射率之一未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之一漂白離散區域，該漂白離散區域具有在300 nm至1700 nm之可見光波長範圍內在該未漂白區域中之至少一50 nm寬波長窗上為該內部光學透射率至少兩倍的一內部光學透射率。
如請求項1所述之裝置，其中該漂白離散區域中之該內部光學透射率為在該未漂白區域中的至少一50 nm寬波長窗上該內部光學透射率的至少10倍。
如請求項1所述之裝置，其中該漂白離散區域中之該內部光學透射率為在該未漂白區域中的至少一50 nm寬波長窗上的該內部光學透射率的至少100倍。
如請求項1所述之裝置，其中該漂白離散區域包含一無電面板顯示器。
如請求項4所述之裝置，其中該漂白離散區域係選自由孔徑之一週期陣列，孔徑、圖形、文數正文及符號之一圖案化陣列組成之群。
如請求項5所述之裝置，其中該漂白離散區域係經佈置以向一觀察者呈遞視覺資訊。
如請求項6所述之裝置，其中該裝置係選自由以下各項組成之群：一指示牌、一行動電話、具有一整合攝影機之一行動電話、一平板、一感測器窗、一可穿戴感測器、一可穿戴活動跟蹤器、一可穿戴健康監視器、一手錶、一攝影機及一車輛顯示器。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約20重量%結晶相。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約10重量%結晶相。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.3重量%至約5重量%結晶相。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含微晶，該等微晶具有在約5 nm至約500 nm之一範圍內的一平均微晶大小。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含微晶，該等微晶具有在約5 nm至約100 nm之一範圍內的一平均微晶大小。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含微晶，該等微晶具有在約5 nm至約50 nm之一範圍內的一平均微晶大小。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含微晶，該等微晶具有在約10 nm至約250 nm之一範圍內的一平均微晶大小。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含微晶，該等微晶具有在約10 nm至約100 nm之一範圍內的一平均微晶大小。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含在該基板之具有至少約20 μm之一層深度(DOL)的一壓縮應力層中處於至少約200 MPa之一壓縮應力(σs)下的至少一個表面。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含一玻璃相及進一步包含一結晶鎢青銅相、鉬青銅相、一混合鎢鉬青銅相，其包含奈米粒子且具有式M_x AO₃ ，其中A為W及Mo之至少一者，且其中M包括以下至少一者：H、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Sn、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Se、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、及U，且其中0 ＜ x ＜ 1，或包含一混合鎢鉬青銅相，其包含奈米粒子且具有式M_x AO₄ ，其中A為W及Mo之至少一者，且其中M包括以下至少一者：H、Li、Na、K、Rb、Cs、Mg、Ca、Sr、Sn、P、S、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Ga、Se、Zr、Nb、Ru、Rh、Pd、Ag、Cd、In、Sb、Te、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Ta、Os、Ir、Pt、Au、Tl、Pb、Bi、及U，且其中1 ＜ x ＜ 2。
如請求項17所述之裝置，其中該結晶鎢青銅相係以約0.3重量%至約10重量%之一範圍存在。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含一玻璃相及進一步包含一結晶相，其選自由以下各項組成之群：磁鐵礦、假板鈦礦、及/或ε-Fe₂ O₃ 固溶體。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含小於約15 wt%之一或多種結晶氧化物相，及包含以氧化物為基礎以mol%計的以下各項之一組合物：約 50-76 SiO₂ ；約4-25 Al₂ O₃ ；大於0至約14P₂ O₅ +B₂ O₃ ；大於0至約33 R₂ O，其中R₂ O包含以下一或多者：Li₂ O、Na₂ O、K₂ O、Rb₂ O、Cs₂ O、Cu₂ O、及Ag₂ O；及大於0至約5之一或多種成核劑；及視情況，0至約20 RO，其中RO包含以下一或多者：MgO、CaO、SrO、BaO、及ZnO。
如請求項20所述之裝置，其中該組合物含有在約0.5 mol%至約3 mol%之一範圍內的Fe₂ O₃ 。
如請求項21所述之裝置，其中該一或多種成核劑包含以氧化物為基礎以mol%計的以下各項：多至約5 TiO₂ ；或替代地，多至約3 ZrO₂ ；或TiO₂ 及ZrO₂ ，其中TiO₂ +ZrO₂ 構成多至約5且ZrO₂ 構成多至約3。
如請求項1所述之裝置，其中該未漂白區域含有一結晶相，其包含Fe₂ O₃ 、TiO₂ 、及MgO之至少一者。
如請求項1所述之裝置，其中該未漂白區域含有一結晶相，其包含Cr、Fe、Co、Ni、或Cu之任何組合。
如請求項1所述之裝置，其中該未漂白區域含有一結晶相，其包含W及Mo之任何組合。
如請求項4所述之裝置，其中該未漂白區域為蔽光的。
如請求項4所述之裝置，其中該未漂白區域為黑色。
如請求項20所述之裝置，其中該未漂白區域為黑色。
如請求項1所述之裝置，其中該漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約1000微米之一範圍內之一直徑。
如請求項1所述之裝置，其中該漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約100微米之一範圍內之一直徑。
如請求項30所述之裝置，其中該複數個孔徑具有在約20微米至約200微米之一範圍內的一中心至中心間距。
如請求項1所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料不含銀、金及/或釩。
如請求項1所述之裝置，其進一步包含一光發射體及一感測器，其中該基板包含至少一第一漂白離散區域及一第二漂白離散區域，且來自該光發射體之輻射發射穿過該第一離散漂白區域，且該感測器俘獲發射穿過該第二漂白離散區域之光。
如請求項33所述之裝置，其中該未漂白區域為蔽光(黑色)的且該第一漂白離散區域係與該第二漂白離散區域光學隔離。
如請求項34所述之裝置，其中該感測器係選自由一心率感測器、一葡萄糖感測器、一溫度感測器及一血氧測定感測器組成之群。
如請求項35所述之裝置，其中該裝置可藉由一受試者穿戴。
如請求項36所述之裝置，其中該裝置具有一厚度、一第一側面及與該第一側面相反的一第二側面，其中該第一漂白離散區域及該第二漂白離散區域位於該第一側面上且一無電面板顯示器位於該第二側面上。
如請求項7所述之裝置，其中該裝置包含具有一整合攝影機之一行動電話，該攝影機包含兩個相鄰的漂白離散區域。
如請求項7所述之裝置，其中該裝置包含一感測器窗，其包含兩個離散漂白區域。
如請求項39所述之裝置，其中該離散漂白區域相對於該基板成角度。
如請求項7所述之裝置，其中該裝置包含一感測器，其包含一第一離散漂白區域及經定位將光導向穿過該第一離散漂白區域之一光發射體，及經定位以接收發射穿過一第二離散漂白區域之信號光的一感測器。
一種裝置，其包含：一基板，該基板包含一玻璃或玻璃陶瓷材料，該基板包含具有一內部光學透射率之一未漂白區域及一漂白離散區域，其中該未漂白區域為蔽光及黑色的且該漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約1000微米之一範圍內的一直徑。
如請求項42所述之裝置，其中該漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約100微米之一範圍內之一直徑。
如請求項43所述之裝置，其中該複數個孔徑具有在約20微米至約200微米之一範圍內的一中心至中心間距。
如請求項42所述之裝置，其中該玻璃或玻璃陶瓷材料包含小於約15 wt%之一或多種結晶氧化物相，及包含以氧化物為基礎以mol%計的以下各項之一組合物：約50-76 SiO₂ ；約4-25 Al₂ O₃ ；大於0至約14P₂ O₅ +B₂ O₃ ；大於0至約33 R₂ O，其中R₂ O包含以下一或多者：Li₂ O、Na₂ O、K₂ O、Rb₂ O、Cs₂ O、Cu₂ O、及Ag₂ O；及大於0至約5之一或多種成核劑；及視情況，0至約20 RO，其中RO包含以下一或多者：MgO、CaO、SrO、BaO、及ZnO。
如請求項45所述之裝置，其中該組合物含有在約0.5 mol%至約3 mol%之一範圍內的Fe₂ O₃ 。
如請求項46所述之裝置，其中該一或多種成核劑包含以氧化物為基礎以mol%計的以下各項：多至約5 TiO₂ ；或替代地，多至約3 ZrO₂ ；或TiO₂ 及ZrO₂ ，其中TiO₂ +ZrO₂ 構成多至約5且ZrO₂ 構成多至約3。
如請求項42所述之裝置，其中該未漂白區域含有一結晶相，其包含Fe₂ O₃ 、TiO₂ 、及MgO之至少一者。
如請求項42所述之裝置，其中該未漂白區域含有一結晶相，其包含Cr、Fe、Co、Ni、或Cu之任何組合。
如請求項42所述之裝置，其中該未漂白區域含有一結晶相，其包含W及Mo之任何組合。
如請求項42所述之裝置，其中該未漂白區域為蔽光的。
如請求項42所述之裝置，其中該未漂白區域為黑色。
如請求項42所述之裝置，其進一步包含一光發射體及一感測器，其中該基板包含至少一第一漂白離散區域及一第二漂白離散區域，且來自該光發射體之輻射發射穿過該第一離散漂白區域，且該感測器俘獲發射穿過該第二漂白離散區域之光。
如請求項53所述之裝置，其中該未漂白區域為蔽光(黑色)的且該第一漂白離散區域係與該第二漂白離散區域光學隔離。
如請求項54所述之裝置，其中該感測器係選自由一心率感測器、一葡萄糖感測器、一溫度感測器及一血氧測定感測器組成之群。
如請求項55所述之裝置，其中該裝置可藉由一受試者穿戴。
如請求項56所述之裝置，其中該裝置具有一厚度、一第一側面及與該第一側面相反的一第二側面，其中該第一漂白離散區域及該第二漂白離散區域位於該第一側面上且一無電面板顯示器位於該第二側面上。
如請求項42所述之裝置，其中該裝置包含具有一整合攝影機之一行動電話，該攝影機包含兩個相鄰的漂白離散區域。
如請求項42所述之裝置，其中該裝置包含一感測器窗，其包含兩個離散漂白區域。
如請求項59所述之裝置，其中該離散漂白區域相對於該基板成角度。
如請求項42所述之裝置，其中該裝置包含一感測器，其包含一第一離散漂白區域及經定位將光導向穿過該第一離散漂白區域之一光發射體，及經定位以接收發射穿過一第二離散漂白區域之信號光的一感測器。
一種形成一裝置之方法，其包含以下步驟：將熱能施加至一基板之離散區域，該基板包含一玻璃或玻璃陶瓷材料，該玻璃或玻璃陶瓷材料包含約0.1重量%至約50重量%之一結晶相以使得在該基板存在具有一內部光學透射率之一未漂白區域及包含至少部分溶解結晶相之一漂白離散區域，該漂白離散區域具有在300 nm至1700 nm之可見光波長範圍內在該未漂白區域中的至少一50 nm寬波長窗上為該內部光學透射率至少兩倍的一內部光學透射率。
如請求項62所述之方法，其中施加熱能之步驟引起該結晶相再溶或恢復成溶體以使得該漂白離散區域中之內部光學透射率相較於該基板之該未漂白區域增加。
如請求項63所述之方法，其中施加熱能之步驟包含以下步驟：將一雷射朝向該等離散區域導向。
如請求項63所述之方法，其中施加熱能之步驟包含使用一熔爐、一火焰、一電阻爐、一雷射、或微波。
如請求項63所述之方法，其中該等離散區域係選自由孔徑之一週期陣列，孔徑、圖形、文數正文及符號之一圖案化陣列組成之群。
如請求項63所述之方法，其中該漂白離散區域係經佈置以向一觀察者呈遞視覺資訊。
如請求項66所述之方法，其中該漂白離散區域包含複數個孔徑，每一孔徑具有在約10微米至約1000微米之一範圍內之一直徑。
如請求項68所述之方法，其中該複數個孔徑具有在約20微米至約200微米之一範圍內的一中心至中心間距。
如請求項69所述之方法，其中該裝置係選自由以下各項組成之群：一指示牌、一行動電話、具有一整合攝影機之一行動電話、一平板、一可穿戴感測器、一可穿戴活動跟蹤器、一可穿戴健康監視器、一手錶、一攝影機及一車輛顯示器。
如請求項62所述之方法，其中該玻璃或玻璃陶瓷具有大於約10⁵ 泊之一液相黏度。
如請求項71所述之方法，其進一步包含以下步驟：使用一下拉成形製程形成該基板以形成作為一片材之該基板。
如請求項71所述之方法，其進一步包含以下步驟：使用一熔合下拉成形製程以形成作為一片材之該基板。