TWI540335B - 抗反射鍍膜之化學強化 - Google Patents

Description

抗反射鍍膜之化學強化

本發明大體上係關於化學強化，且更特定而言係關於膜及基板之化學強化以及相關總成及方法。在另一態樣中，本發明大體上係關於計算及電子裝置，且更特定而言係關於用於此等計算及電子裝置的視覺顯示器及顯示法。

諸如膝上型電腦、媒體播放器、蜂巢式電話、智慧型電話、個人數位助理(PDA)及其類似者的個人計算及電子裝置正變得普遍存在。此等計算裝置通常使用顯示器來輸出圖形、文字及其他視覺資訊。常常地，顯示器藉由保護顯示器不受損害及污染的面板覆蓋。在許多裝置中，面板由玻璃形成。玻璃面板可為較佳的，因為玻璃面板由於其合適光學性質而可實質上避免干擾使用者觀看顯示器。

在維持或增加此等裝置之能力、操作速度及美感之同時以可負擔成本向消費者提供大小日益減低的此等裝置的能力已為此趨勢做出很大貢獻。不幸地，更小、質量更輕且能力更強之攜帶型電子裝置的趨勢呈現此等裝置之實際生產中的持續設計挑戰，特別是在此等裝置具有相對大顯示器之情況下。與此等攜帶型電子裝置相關聯之一些設計挑戰包括提供清楚且穩健之視覺顯示器、使電力消耗最小化及耗散熱而不犧牲大小、處理能力或使用者便利性的能力。

舉例而言，許多使用者想要能夠在實際上任何時間(諸如在使用者在活動中或簡單地在室外時)使用其攜帶型電子裝置。然而，如許多消費者所知曉，攜帶型電子裝置之使用在裝置曝露於直接日光下時或當周圍環境過度明亮時並非總是理想的。舉例而言，具有強大處理系統之攜帶型裝置的相對較小大小自身可導致大量熱產生。如許多消費者可證實，此受熱裝置情形可接著藉由曝露於直接日光或藉由在室外而加劇。在裝置具有准許太陽能易於傳遞至裝置中的大顯示幕之情況下，攜帶型電子裝置在直接日光下之使用中的快速加熱或過熱可甚至進一步加速。

可防止過熱的抗反射鍍膜(或ARC)可被塗覆至攜帶型電子裝置。通常，ARC被塗覆於覆蓋玻璃或玻璃面板的前表面上。ARC可由具有不同光學特性之許多個別透射層形成，該等層在一起使用時可提供對直接日光之加熱效應的有效屏蔽。ARC可藉由減少與經由玻璃面板檢視顯示器相關聯的反射來另外或替代地改良顯示器之可用性。ARC及/或各種其他功能層可作為膜塗覆至玻璃面板。然而，此等膜相較於玻璃面板可為相對較弱的，且在某些情形下可將裂紋傳播至玻璃中。

因此，用於顯示面板或其他基板的強化膜可係所要的。

本發明之實施例係關於用於玻璃面板及其他基板的經強化之膜及鍍膜。舉例而言，用於電子裝置之抗反射鍍膜(ARC)可經強化以防止其中可傳播至下伏玻璃面板的破裂。經強化ARC亦可促進裝置之熱耗散，減少由於直接日光或其他紅外線源引起的自裝置外部之熱吸收，及/或減少眩光及反射。此情形可至少部分地經由使用用於玻璃面板的特殊化光學鍍膜來實現。ARC可經調適以反射大部分紅外線及紫外線波長，透射可見光光譜中的大部分電磁波長，且吸收、分散及輻射來自裝置內部的大量黑體輻射。

在一些實施例中，膜或鍍膜之層中之至少一者可由二氧化矽形成。在各種詳述實施例中，光學鍍膜可包括諸如二氧化矽及五氧化二鉭之兩種不同材料的交替層。複數個層可具有範圍為約10奈米至約400奈米的個別厚度。

在一項實施例中，膜或鍍膜可藉由化學強化來強化。以此方式，ARC經強化以抵抗可傳播至下伏罩蓋玻璃從而具有進一步傳播至罩蓋玻璃中之潛能的裂紋及其他表面缺陷。強化可藉由用具有較大大小之另一物質之原子替換鍍膜或膜之原子而發生。舉例而言，鈉(Na)原子可被植入於膜中，且接著鉀(K)原子可與鈉交換以強化膜。類似製程亦可用以強化基板自身。在另一實施例中，鉀被直接插入至膜或基板中以提供強化而無需執行與插入之鈉的中間交換。

本發明之其他設備、方法、特徵及優點在檢驗以下諸圖及詳細描述之後對於熟習此項技術者將為或將變得顯而易見。希望所有此等額外系統、方法、特徵及優點包括於此描述中、在本發明之範疇內且受隨附申請專利範圍保護。

100‧‧‧攜帶型電子裝置

110‧‧‧外部殼體

120‧‧‧顯示器總成

130‧‧‧按鈕

200‧‧‧攜帶型電子裝置

200'‧‧‧攜帶型電子裝置

210‧‧‧外部殼體

220‧‧‧顯示器總成

230‧‧‧點選輪

240‧‧‧內部空腔/顯示器總成

250‧‧‧透明顯示器罩蓋

260‧‧‧特殊化光學鍍膜

322‧‧‧顯示器罩蓋

324‧‧‧特殊化光學鍍膜

326‧‧‧層之第一集合

328‧‧‧層之第二集合

340‧‧‧可見光波長

342‧‧‧紅外線波長

400‧‧‧攜帶型電子裝置

402‧‧‧顯示器

404‧‧‧保護性總成

406‧‧‧基板

408‧‧‧膜

412a‧‧‧第一材料層

412b‧‧‧第一材料層

412c‧‧‧第一材料層

414a‧‧‧第二材料層

414b‧‧‧第二材料層

416‧‧‧流體

418‧‧‧鉀離子或原子

420‧‧‧鈉離子或原子

422‧‧‧鈉離子或原子

424‧‧‧箭頭

426‧‧‧流體

428‧‧‧鉀離子或原子

430‧‧‧鈉離子或原子

432‧‧‧箭頭

434‧‧‧流體

436‧‧‧鉀離子或原子

438‧‧‧鈉離子或原子

600‧‧‧用於強化基板上之抗反射鍍膜之製程

700‧‧‧電子裝置

702‧‧‧處理器

704‧‧‧記憶體裝置

706‧‧‧使用者介面

708‧‧‧通信介面

710‧‧‧強化模組

所包括圖式係出於說明性目的且僅用來提供所揭示設備、總成、方法及系統的可能結構及配置的實例。此等圖式絕不限制藉由熟習此項技術者在不偏離本發明的精神及範疇情況下對本發明進行之形式及細節上的任何改變。

圖1說明根據本發明之實例實施例的攜帶型電子裝置之俯視透視圖；圖2說明根據本發明之第二實例實施例的攜帶型電子裝置的正面透視圖；圖3說明根據本發明之實例實施例的圖2之攜帶型電子裝置的部分分解側向透視圖，其中光學鍍膜定位於顯示器鍍膜外； 圖4說明根據本發明之實例實施例的圖2之攜帶型電子裝置的部分分解側向透視圖，其中光學鍍膜定位於顯示器鍍膜內；圖5說明根據本發明之實例實施例的用於電子裝置之光學鍍膜的部分側向截面圖；圖6說明根據本發明之實例實施例的透射可見光波長且反射紅外線光波長的圖5之光學鍍膜的部分側向截面圖；圖7說明根據本發明之實例實施例的包括顯示器及保護性總成之攜帶型電子裝置之實施例的俯視圖；圖8根據本發明之實例實施例說明沿著線8-8的通過圖7之顯示器以及保護性總成之膜及基板的剖視圖；圖9根據本發明之實例實施例說明通過圖8之膜的剖視圖；圖10根據本發明之實例實施例示意性地說明以化學方式強化圖8之基板；圖11根據本發明之實例實施例示意性地說明將鈉插入至圖8之膜中；圖12根據本發明之實例實施例示意性地說明在鈉插入之後且在以化學方式強化圖8之基板之後以化學方式強化圖8之膜；圖13根據本發明之實例實施例示意性地說明將鈉插入至圖8之膜中；圖14根據本發明之實例實施例示意性地說明在將鈉插入至膜中之後實質上同時地以化學方式強化圖8之膜及基板；圖15示意性地說明根據本發明之實例實施例的用於強化材料的方法；圖16示意性地說明詳述根據本發明之實例實施例的強化製程的流程圖；且圖17示意性地說明根據本發明之實例實施例的電子裝置之方塊 圖。

在此章節中提供根據目前所描述實施例之總成、設備及方法的代表性應用。此等實例僅經提供以添加前後關係並幫助理解所描述實施例。因此，對於熟習此項技術者將顯而易見的是，可在無此等特定細節中之一些或全部的情況下實踐目前所描述之實施例。在其他個例中，熟知製程步驟尚未詳細描述以便避免使目前所描述之實施例不必要地混淆。其他應用為可能的，使得以下實例不應被認為是限制性的。

在以下詳細描述中，參考隨附圖式，該等隨附圖式形成描述之一部分且在其中以說明方式展示本發明之特定實施例。儘管足夠詳細地描述了此等實施例以使熟習此項技術者能夠實踐本發明，但應理解，此等實例並非限制性的；使得可使用其他實施例，且可做出改變而不偏離本發明之精神及範疇。儘管本發明出於說明及論述之目的而主要集中於攜帶型電子裝置，但應易於瞭解，本發明並不限於此等裝置，且本發明可結合具有視覺顯示器或任何基板或膜之任何計算裝置或物品來使用。

就此而言，如下文所詳細描述，以下內容係關於強化用於基板膜，該等膜在本文中亦被稱作鍍膜。請注意，通常關於耦接至覆蓋電子裝置之顯示器之基板的膜來提供本描述。然而，本文中所揭示之膜可根據本發明之實施例而與任何基板一起使用。就此而言，膜可與電子裝置的前板、側板或背板、膝上型電腦或電視顯示器上之基板、汽車窗、建築物窗及基板之任何其他實施例一起使用。另外，本文中所描述之方法可用以強化基板自身而非基板上之膜，或除基板上之膜之外亦強化基板自身。

首先轉至圖1，以俯視透視圖說明根據本發明之第一實例實施例 的攜帶型電子裝置100。攜帶型電子裝置100可為(例如)平板計算裝置，且可包括外部殼體110、顯示器總成120，及一或多個按鈕130或其他使用者輸入端。此平板攜帶型電子裝置100可為(例如)由Apple,Inc.(Cupertino,California)製造並出售的iPad®計算裝置，儘管亦可使用許多其他類型之裝置。儘管攜帶型電子裝置100可顯現為準確地或實質上類似於任何其他類似攜帶型電子裝置，但歸因於近接視覺顯示器或顯示器罩蓋定位的特殊化鍍膜之存在，攜帶型電子裝置可不同，如下文更詳細地闡述。

圖2說明根據本發明之另一實施例的攜帶型電子裝置200的正面透視圖。攜帶型電子裝置200可為(例如)具有外部殼體210、顯示器總成220及點選輪230或其他使用者輸入端的攜帶型媒體播放器。此攜帶型媒體播放器可為(例如)亦由Apple製造並出售之iPod®計算裝置，儘管亦可使用許多其他類型之媒體播放器裝置。再者，裝置200可顯現為相同或類似於其他裝置，即使存在近接視覺顯示器的特殊化鍍膜。

實際上，具有顯示幕之實際上任何裝置可適合於供本發明使用，如熟習此項技術者將易於理解。因此，圖1及圖2中所提供之例示性裝置100、200僅用來說明此等裝置的實例，且絕不限制可使用之裝置的量或類型。亦可供本發明之光學顯示器鍍膜使用的其他類型之裝置可包括(例如)蜂巢式電話、呼叫器、膝上型電腦、桌上型電腦、電視及腕錶外加其他可能裝置。

再者，儘管具有顯示幕之實際上任何類型之裝置可結合本發明使用，但本文中所描述之攜帶型電子裝置正僅出於關於顯示幕及其特殊化光學鍍膜之說明之目的而使用。如對於具有顯示幕之任何裝置可需要的，可應用適合於供具有不同顯示幕類型、大小及尺寸之裝置使用的變化及外推，如將易於瞭解。

繼續參看圖3，圖2之攜帶型電子裝置200以側向透視圖及部分分 解視圖來展示。攜帶型電子裝置200之外部殼體210可界定內部空穴240，其經調適以含有各種內部電子組件(未圖示)，諸如處理器、記憶體、顯示器裝置、揚聲器及其類似者。除顯示器裝置外，顯示器總成240亦可包括位於外部殼體210中之開口中的透明顯示器罩蓋250，該開口經特殊尺寸設定以將顯示器罩蓋固持於適當位置。顯示器罩蓋250可經設計以保護位於其下的視訊或視覺顯示器(未圖示)，且較佳為透視(see-through)的。儘管顯示器罩蓋250可為完全透明的，但亦可使用部分透明或半透明之顯示器罩蓋，且應理解，所有此等變化對於所揭示裝置及顯示器而言可被視為「透明」的。

本文中亦被稱作「膜」之特殊化光學鍍膜260可位於顯示器罩蓋250上面，其中將在下文更詳細地闡述此光學鍍膜或膜的細節及性質。儘管光學鍍膜260在圖3中展示為在顯示器罩蓋250上面，但視給定應用而定，實際位置可在顯示器罩蓋下方或以其他方式近接顯示器罩蓋。就此而言，以實例說明之，圖4說明攜帶型電子裝置200'之實施例，該攜帶型電子裝置實質上類似於說明於圖3中之電子裝置200，唯光學鍍膜260定位於顯示器罩蓋250下方除外。

光學鍍膜可經特殊調配以阻斷非所要太陽能、透射可見光，吸收黑體輻射，及/或減少眩光及反射。此光學鍍膜可直接塗覆至顯示器罩蓋玻璃或產品外皮上，或可經由經設計以與視覺顯示器互動之配件來間接塗覆。此光學鍍膜之多個不同類型之應用亦可用於一些個例中。

在一些實施例，鍍膜可包含抗反射鍍膜。一般而言，抗反射鍍膜可為由具有高折射率及低折射率兩者之薄材料的許多交替層構成之薄的總鍍膜，該等層以此方式配置以便：吸收來自裝置內部之黑體輻射以促進較好裝置冷卻；反射並非可見光之所有電磁波長之大部分以減少來自外部源之裝置熱；透射所有可見光波長之大部分以實現穩健 視覺顯示器；及/或減少眩光及反射。一般而言，鍍膜操作，使得來自太陽之非所要紅外線及紫外線輻射被儘可能多地反射回至周圍環境。由於此等波長不可見，所以此反射對於使用者並不表現為眩光。可見光儘可能多地透射通過光學鍍膜，以便不干擾顯示器之所欲視覺影像之出現及亮度。鍍膜亦儘可能多地吸收由裝置發射的黑體紅外線輻射範圍。

就此而言，圖5說明根據本發明之一項實例實施例的用於電子裝置之特殊化光學鍍膜324的部分側向截面圖。如所示，光學鍍膜324可位於視覺顯示器(未圖示)之顯示器罩蓋322上面或以其他方式近接顯示器罩蓋。此視覺顯示器可用於電子裝置外加其他可能裝置。

光學鍍膜324可由厚度自約10奈米變至約400奈米的眾多薄層組成，儘管其他厚度係可能的。每一層可由具有高或低折射率的材料組成，且該等層較佳在高折射率與低折射率之間交錯或交替。較佳地，類似於對於「熱鏡」發生之情形，光的所要波長透射通過光學鍍膜324，而非所要波長被反射遠離光學鍍膜。此外，光學鍍膜324之各種層及厚度可經設計，使得大部分黑體輻射既被不透射亦不被反射，而是由光學鍍膜自身吸收或透射貫穿光學鍍膜自身。

儘管如可能希望，當然可使用兩種以上不同材料，但此處為了說明之目的而展示各種層的僅兩種不同材料。如所示，層之第一集合326由具有一個折射率的第一材料組成，而層之第二集合328由具有不同折射率的第二不同材料組成。在一個特定非限制性實例中，兩個不同材料可為分別具有約1.45及2.10之折射率的二氧化矽及五氧化鉭。再者，其他材料之層可添加或取代此等特定材料，只要在該等層之間在折射率上存在顯著差異。

圖6說明透射可見光波長且反射紅外線光波長的圖5之光學鍍膜324。如所示，光學鍍膜324及顯示器罩蓋322上現有之可見光波長340 被准許透射通過此等物體中的兩者。儘管各種光學鍍膜層之交替折射率可使波長340之路徑變更一點，但波長最終始終透射通過該路徑，如其他可見光波長一樣。如將瞭解，來自位於顯示器罩蓋322下方之顯示器的類似光波長將向上透射並通過顯示器罩蓋及光學鍍膜324，且將接著由具有顯示器之電子裝置的使用者可見。相反，具有紅外線波長342之光由於光學鍍膜324中之層之配置而最終遠離顯示器罩蓋322被反射回，此情形實質上防止紅外線波長經由顯示器罩蓋進入裝置並加熱裝置。類似結果較佳對於其他紅外線波長出現。

如上文所註解，本發明之實施例係關於化學強化。就此而言，圖7說明根據本發明之額外實施例的攜帶型電子裝置400的俯視圖，該攜帶型電子裝置經受如下文所描述的化學強化。舉例而言，攜帶型電子裝置400可包含智慧型電話。如所說明，攜帶型電子裝置400可包括顯示器總成，該顯示器總成包括：經組態以輸出一或多個圖形影像的顯示器402；及定位於顯示器上且經組態以覆蓋並保護顯示器的保護性總成404。

圖8示意性地說明沿著來自圖7之線8-8通過攜帶型電子裝置400的包括顯示器402及保護性總成404之顯示器總成的剖視圖。如所說明，保護性總成404可包括基板406及膜408。在一些實施例中，膜408可直接耦接至基板406(例如，沈積於基板上)。在另一實施例中，黏著劑層可將膜408耦接至基板406。

在一項實施例中，基板406可包含玻璃面板。歸因於玻璃界定所要光學性質，使用玻璃基板在一些實施例中可為較佳的。玻璃可包含二氧化矽，及諸如鋁、鎂、鈉等的一或數種材料。然而，請注意，儘管本發明通常結合玻璃基板來描述此等膜的使用，但在其他實施例中，基板可包含各種其他物質(例如，晶體、丙烯酸系塑膠、塑膠、藍寶石等)。因此，應理解，參考玻璃基板僅出於實例目的，且根據 本發明之實施例，基板可包含各種其他材料。

膜408可經組態以執行一或多個功能。舉例而言，膜408可經組態以保護基板406不受諸如裂紋及刮擦的損害。就此而言，用作基板406的一些材料(諸如玻璃)可相對易碎且在硬及/或尖銳物件與該材料接觸時以其他方式易於受到此損害。如本文中所使用，尖銳物件係指界定約2平方毫米或以下之表面積的物件。在一些實施例中，膜408之一或多個層中之每一者可係至少部分透明的。因此，膜408可結合顯示器402使用，而不實質上有害地影響顯示器之可用性。

膜408可另外或替代地經組態以減少眩光及反射，及/或執行如上文所描述的其他功能。就此而言，膜408在一些實施例中可包含抗反射膜。在一些實施例中，膜408可包含二氧化矽及一或多種其他材料。

舉例而言，圖9說明通過包括多個層之膜408之實施例的剖視圖。如所說明，膜408可包括數個第一材料層412a至412c，及定位於第一材料層之間的數個第二材料層414a、414b。第一材料層412a至412c可界定相對低之折射率。就此而言，第一材料層412a至412c在一些實施例中可包含二氧化矽。相反，第二材料層414a、414b可界定相對較高之折射率。就此而言，第二材料層414a、414b在一些實施例中可包含氮化矽、氧化鈦、五氧化二鉭及/或氧化鉭。界定相對較低折射率及相對較高折射率的數個層之層組合可起作用以使膜408具備抗反射性質，如上文所描述。

然而，關於上文所描述之膜408的問題為，膜可能相對較弱。詳言之，二氧化矽可相對較弱。因此，膜408可易受破裂或其他損害。此等裂紋可由於施加給攜帶型電子裝置400之彎曲力矩、衝擊或其他事件而形成。

另外，由於膜408相對較弱，此等裂紋可貫穿膜之相當大部分而 擴展。另外，在一些個例中，膜408中之裂紋可傳播至基板406中。歸因於裂紋通過保護性總成404的傳播，檢視保護性總成下面的顯示器402可係相對困難的。無關於損害之原因，保護性總成404中的所傳播裂紋可實質上損害攜帶型電子裝置400的可用性。

因此，本發明之實施例係針對強化保護性總成404。就此而言，圖10說明基板406之化學強化。經化學強化之基板(例如，玻璃)為由於對其執行之生產後化學製程而具有增加之強度的一類型之基板。經化學強化之玻璃可比未經強化之浮製玻璃強六至八倍。因此，與使用經化學強化之基板相關聯的益處可為重要的。

基板可使用物質交換製程以化學方式強化，藉此原生物質(例如，鈉(Na))被具有較大大小(例如，鉀(K))的物質替換。交換可藉由表面加工製程來促進。如所說明，在一項實施例中，基板406可浸沒於流體416中以便以化學方式來強化基板。舉例而言，基板406所浸沒於的流體416在升高溫度下可包含鉀鹽(例如，硝酸鉀)。

如所說明，硝酸鉀流體416中之鉀離子或原子418可與基板406中之鈉離子或原子420交換。此交換可使得基板406硬化。更特定而言，鉀原子418大於鈉原子420，且鉀原子在較小鈉原子遷移至硝酸鉀溶液中時楔入至由鈉離子留下的間隙中。因此，此取代在基板406上、特別在基板之外表面(原子交換在此可能最大)周圍導致壓縮應力。因此，基板406在其外表面周圍可處於壓縮狀態中，且基板之核心可處於補償拉伸狀態中。

另一基板強化製程可包括至少兩個階段，其中首先將基板在升高溫度(例如，450℃)下浸沒於硝酸鈉浴中，此浸沒使基板之表面富集鈉離子。因此，當基板在此後浸沒於包括較大離子或原子(該等較大離子或原子以上文所描述之方式與基板交換)之流體中或以其他方式曝露於該流體時，較大程度之離子或原子交換可發生。就此而言， 當將基板浸沒於硝酸鉀中時，更多鈉離子或原子可以可用於與鉀離子或原子交換。以此方式，硝酸鈉浴之使用使成品基板中的表面壓縮之潛能增加。化學強化導致類似於韌化玻璃的強化。然而，該製程並不使用溫度之極端變化，且因此，經化學強化之玻璃可具有很少或無弓曲或翹曲、光學失真或應力圖案。

在基板406經強化之後，可將膜408耦接至基板406。然而，如上文所註解，可能需要另外或替代地強化膜408。強化膜408可用以組織可以其他方式傳播至基板406的裂紋形成於膜中，基板可包含罩蓋玻璃、玻璃面板或罩蓋面板，如本文中在其他地方所描述。

大體而言，強化膜可藉由使膜之二氧化矽層經受交換製程來進行，藉此較小離子或原子(例如，鈉(Na)離子)由相對較大離子或原子(例如，鉀(K)離子)替換。更具體而言，由二氧化矽形成之膜之彼等層可藉由用鉀離子或原子替換表面區中之鈉離子或原子中的至少一些來強化。請注意，交換可以化學方式發生(使用富鉀浴，膜可以上文所描述之方式浸沒於富鉀浴中)，藉此鉀離子自膜之表面向內遷移一距離。然而，在一些狀況下，若膜之介入層(例如，SiN4)防止鉀離子或原子之擴散，則可必要自一個以上方向(例如，頂部及底部步)執行交換製程。在一些狀況下，交換製程可涉及將鉀離子或原子植入至需要強化的膜之層中。在一些狀況下，鉀離子或原子可經由在此之前阻斷鉀離子或原子之熱擴散的層(諸如，SiN4)而植入。以此方式，膜內之二氧化矽層可藉由直接引入鉀離子或原子來強化。以此方式，膜中之二氧化矽層可經強化而超出主要由二氧化矽形成之玻璃的固有強度。

憑藉較大特性，圖11及圖12說明在強化膜中涉及之步驟的實例實施例。圖11說明鈉離子或原子422至膜408之材料中的插入，如箭頭424所指示。在一項實施例中，鈉可在將膜沈積於基板406上之前插入至界定膜408的材料中。就此而言，例如，膜408可在與基板406耦接 之前可摻雜以鈉(例如，使用摻雜劑)。在另一實施例中，膜408可耦接至基板406，且接著鈉可藉由離子或原子植入而插入於膜408中。

此後，如圖12中所說明，膜408可經受化學強化。如所說明，在一項實施例中，膜408可浸沒於流體426中以便以化學方式來強化膜。舉例而言，流體426可包含硝酸鉀。如所說明，硝酸鉀流體426中之鉀離子或原子428可與膜408的鈉離子或原子422交換。此交換可使得膜408硬化。更特定而言，鉀原子428大於鈉原子422，且因此，此取代在膜408上、特別在膜之外表面(原子交換在此可能最大)周圍導致壓縮應力。

然而，膜408及基板406可以其他方式來強化。舉例而言，如圖13中所說明，在一項實施例中，膜408可在基板406經強化之前耦接至基板。為了允許膜408之強化，鈉離子或原子430可被插入至膜408的材料中，如箭頭432所指示。在一項實施例中，鈉可在將膜408沈積於基板406上之前被插入至界定該膜的材料中。就此而言，例如，膜408可在與基板406耦接之前摻雜以鈉(例如，使用摻雜劑)。在另一實施例中，膜408可耦接至基板406，且接著鈉可藉由離子交換而插入於膜408中。

此後，如圖14中所說明，基板406及膜408可經受化學強化。如所說明，在一項實施例中，基板406及膜408可浸沒於流體434中以便以化學方式來強化膜。舉例而言，流體434可包含硝酸鉀。如所說明，硝酸鉀流體426中之鉀離子或原子436可與插入於膜408中之鈉離子或原子430及可能已存在於基板406中的鈉離子或原子438交換。此交換可使得基板406及膜408硬化。更特定而言，鉀原子436大於鈉原子430、438，且因此，此取代在基板406及膜408上、特別在基板及膜之外表面(原子交換在此處可能最大)周圍導致壓縮應力。

請注意，在上述方法中，可執行額外步驟。舉例而言，可在將 鈉插入於膜408中之後使該膜退火。就此而言，鈉至膜408中之插入可導致對膜的損害。使膜408退火可修復此損害且幫助將鈉鍵接至膜408。

請注意，在其他實施例中，鈉可經由各種其他方式插入於膜408中。舉例而言，基板406可包括富集鈉之層，該層近接於膜408所耦接至的外表面。藉此，鈉可自基板406之富集層中擴散至膜408中，使得鈉與鉀的交換此後可如上文所描述地發生。

另外，在另一實施例中，可不使用鈉至膜408中之插入。確切而言，鉀可被直接插入至膜408(或基板406)中。因此，在一些實施例中，可避免將鈉插入至膜408中的中間步驟。

在一些實施例中，諸如氧化鋁、氧化鎂及氮化硼之另一物質中之一或多者可被添加至膜408。就此而言，此等材料中之一或多者可幫助鉀通過膜408的擴散。因此，例如，膜408可由二氧化矽加上氧化鋁摻雜劑(及/或其他上述材料)形成。在另一實施例中，氧化鋁(及/或其他上述材料)可與鈉一起或與鉀一起(例如，共同沈積)或在鈉或鉀之後被插入至膜408中。其他物質可以變化之組合及比例植入。

鈉離子或原子與鉀離子或原子之交換在本文中通常論述為用於強化諸如膜及基板的組件。然而，在其他實施例中，可交換各種其他元素。就此而言，相對較小離子或原子與界定較大體積或大小的相對較大離子或原子的交換可以本文中所論述之方式來強化材料，只要壓縮狀態在完成交換之後並不解除。換言之，可能需要近接於組件之表面(交換在此發生)的壓縮狀態之保持以保持經強化狀態。

更請注意，本文中所描述之強化製程可用以強化各種膜、鍍膜及基板中的任一者。因此，例如，鈉可被插入至玻璃基板中，且鈉可與鉀交換以強化玻璃基板。替代地，鉀可如上文所述地直接插入。

在一項實施例中，二氧化矽膜可被塗覆至基板(例如，玻璃)以藉 由填充基板中之任何缺陷而產生實質上無缺陷的平滑外表面。就此而言，基板可最初界定某些表面缺陷。該等表面缺陷可係關於總是留下微型裂紋或其他可見或可能可見之表面缺陷的諸如拋光之加工操作，該等表面缺陷具有起始可傳播至玻璃基板中且可能經由玻璃基板傳播藉此弱化玻璃基板之裂紋的潛能。二氧化矽層可以囊封缺陷之方式沈積於玻璃基板表面上方，藉此消除作為裂紋之潛在源的缺陷。視需要，二氧化矽層可接著使用本文中所描述之技術中之任一者來強化。

另外，鈉之插入或鉀之直接插入可選擇性地進行，使得膜或基板上之位置被有選擇地強化。遮蔽可用以導致選擇性強化。舉例而言，選擇性插入可發生於可經受超出由大多數膜或基板預期之應力的位置處。藉由其他實例，在一項實施例中，基板上之膜的拐角可經強化。因此，罩蓋玻璃之拐角區可植入有鉀或其他適當物質，以便在經受額外應力(例如，由跌落事件導致)的彼等部分中提供額外強度。就此而言，在強化影響保護性總成之光學性質之情況下，此強化可僅在經由保護性總成之作用中檢視區域外提供或可提供達較大程度，使得顯示器之檢視不被阻斷。

根據本發明之實施例，另外提供電子裝置顯示器。裝置顯示器可包括：視覺顯示單元，其經調適以提供視覺顯示給與電子裝置顯示器相關聯之電子裝置之使用者；透明顯示器罩蓋，其近接於視覺顯示單元定位；及近接該顯示器罩蓋安置的光學鍍膜，該光學鍍膜包括不同材料及厚度的複數個層，該等層中之至少一者係由二氧化矽形成的經強化玻璃層，其中該光學鍍膜經調適以使光之所有可見波長中的大部分一起透射通過該光學鍍膜、自該光學鍍膜一起反射光之所有非可見波長中的大部分且吸收自電子裝置內部產生的大部分黑體輻射。光學鍍膜可在經受額外應力之特定區處有選擇地強化。該等層可由兩種不同材料的交替層組成，該等材料可為二氧化矽及五氧化二鉭。該等 層之配置及厚度可基於透明顯示器罩蓋的厚度及光學性質來設計。

亦提供用於強化的相關方法。如圖15中所說明，方法可包括在操作502處提供一材料。另外，方法可包括在操作504處將第一複數個原子插入至該材料中。另外，方法可包括在操作506處交換分別界定相對較大體積的第二複數個原子與該材料中之該第一複數個原子以強化該材料。

在一些實施例中，該第一複數個原子可包含鈉，且該第二複數個原子可包含鉀。該材料可界定一抗反射膜。方法可進一步包含將該抗反射膜耦接至一基板。另外，方法可包括強化該基板。強化該基板可與在操作506處交換分別界定相對較大體積的該第二複數個原子與該材料中之該第一複數個原子以強化該抗反射膜之材料實質上同時地或在交換之後進行。另外，方法可包括在操作506處交換分別界定相對較大體積的該第二複數個原子與該材料中之該第一複數個原子以強化該材料之前，使該材料退火。

圖16展示詳述根據所描述實施例的用於強化基板上之抗反射鍍膜之製程600的流程圖。在602處，於玻璃基板上沈積抗反射鍍膜。在604處，將Na離子植入至抗反射鍍膜中。在606處，使抗反射鍍膜退火。該退火促進由植入導致之任何缺陷的修復。在608處，鉀(K)交換製程發生。K交換製程本質上可為化學的，其中抗反射鍍膜被浸沒於富K浴中，且K離子藉由熱擴散而自富K浴遷移至抗反射鍍膜的表面區，從而替換ARC中的鈉中之至少一些。在另一實施例中，K離子可使用離子植入器來直接植入。在此狀況下，遮罩可用以將K離子選擇性地植入於抗反射層中以提供具有相較於其他區較大之強度的區。舉例而言，抗反射鍍膜之拐角附近的區(或在例如掉落事件期間易受額外應力的其他區)相較於其他區、特別是光學覆疊諸如顯示器之重要區域的彼等區可曝露於較大濃度的K離子。

在另一實施例中，提供用於改良電子裝置之顯示器的方法。方法可包括判定顯示器罩蓋之厚度及光學性質，該顯示器罩蓋經調適以近接電子裝置之視覺顯示單元定位；設計光學鍍膜，其經調適以近接該顯示器罩蓋置放，該光學鍍膜包括不同材料及厚度的複數個層，其中該光學鍍膜經調適以使光的所有可見波長之大部分一起透射通過且自該光學鍍膜一起反射光的所有非可見波長之大部分；及強化包含二氧化矽之複數個層中之至少一者。

應易於瞭解，經改進且經特殊化之光學鍍膜及光學鍍膜塗覆至之裝置提供優於裝置過熱可係問題之先前裝置的透明性改良及益處。一個顯著應用簡單地為在裝置之製造期間光學鍍膜至顯示器罩蓋或罩蓋玻璃的實質上永久塗覆。如可由給定製造商所需要，此永久塗覆可在顯示器罩蓋上面、內部或底部。除光學鍍膜至現有裝置之簡單永久應用外，然而亦存在可證明為對於消費者有用的其他應用。

圖17為適合於供所描述實施例使用之電子裝置700的方塊圖。在一項實例實施例中，電子裝置700可具體化於或具體化為經組態用於控制在如本文中所描述之強化材料中所執行之操作的控制器。就此而言，例如，基板上之膜及/或基板自身可如本文中所描述經強化。

電子裝置700說明代表性計算裝置的電路系統。電子裝置700可包括處理器702，其可係用於控制電子裝置700之總體操作的微處理器或控制器。在一項實施例中，處理器702可經特別組態以執行本文中所描述之關於強化材料的功能。電子裝置700亦可包括記憶體裝置704。記憶體裝置704可包括可係(例如)揮發性及/或非揮發性記憶體的非暫時性且有形之記憶體。記憶體裝置704可經組態以儲存資訊、資料、檔案、應用程式、指令或其類似者。舉例而言，記憶體裝置704可經組態以對輸入資料進行緩衝以供處理器702處理。另外或替代地，記憶體裝置704可經組態以儲存指令以供處理器702執行。

電子裝置700亦可包括使用者介面706，其允許電子裝置700之使用者與電子裝置互動。舉例而言，使用者介面706可採用多種形式，諸如按鈕、小鍵盤、撥號盤、觸控式螢幕、音訊輸入介面、視覺/影響捕獲輸入介面、呈感測器資料之形式的輸入等。再者，使用者介面706可經組態以經由顯示器、揚聲器或其他輸出裝置將資訊輸出至使用者。通信介面708可提供，從而用於經由(例如)有線或無線網路(諸如區域網路(LAN)、都會網路(MAN)及/或廣域網路(WAN)，例如，網際網路)來傳輸及接收資料。

電子裝置700亦可包括強化模組710。處理器702可具體化為、包括或以其他方式控制強化模組710。強化模組710可經組態而用於控制或執行如本文中所論述的材料強化操作，其包括(例如)插入鈉並交換鈉與鉀或直接插入鈉。

所描述實施例之各種態樣、實施例、實施或特徵可分開地或以任何組合來使用。所描述實施例之各種態樣可藉由軟體、硬體或硬體與軟體之組合來實施。所描述實施例亦可具體化為電腦可讀媒體上的用於控制製造操作之電腦可讀程式碼，或具體化為電腦可讀媒體上的用於控制生產線之電腦可讀程式碼。電腦可讀媒體為可儲存資料之任何資料儲存裝置，該資料此後可藉由電腦系統來讀取。電腦可讀媒體之實例包括唯讀記憶體、隨機存取記憶體、CD-ROM、DVD、磁帶、光學資料儲存裝置及載波。電腦可讀媒體亦可分散於網路耦接之電腦系統上，使得電腦可讀程式碼以分散方式儲存並執行。

就此而言，提供包含至少一電腦可讀儲存媒體之電腦程式產品，該電腦可讀儲存媒體具有儲存於其中的電腦可執行程式碼部分。電腦可執行程式碼部分可包含用於提供材料之程式碼指令、用於將第一複數個原子插入至材料中的程式碼指令，及用於交換分別界定相對較大體積之第二複數個原子與材料中之第一複數個原子以強化材料的 程式碼指令。

在一些實施例中，第一複數個原子可包含鈉，且第二複數個原子可包含鉀。材料可包含抗反射膜。電腦程式產品可包含用於將抗反射膜耦接至基板的程式碼指令。另外，電腦程式產品可包括用於強化基板的程式碼指令。在一項實施例中，用於強化基板之程式碼指令可包含用於與交換分別界定相對較大體積之第二複數個原子與材料中之第一複數個原子以強化抗反射膜之材料實質上同時地強化基板的程式碼指令。在另一實施例中，用於強化基板之程式碼指令可包含用於在交換分別界定相對較大體積之第二複數個原子與材料中之第一複數個原子以強化抗反射膜之材料之後強化基板的程式碼指令。電腦程式產品可進一步包含用於在交換分別界定相對較大體積之第二複數個原子與材料中之第一複數個原子以強化材料之前使材料退火的程式碼指令。

儘管前述揭示內容出於清楚及理解之目的已藉由說明及實例加以詳細描述，但應認識到，上述揭示內容可以眾多其他特定變化及實施例來具體化而不偏離本發明的精神或本質特性。可實踐某些改變及修改，且應理解，本發明不受前述細節限制，而是僅藉由附加申請專利範圍之範疇來界定。

406‧‧‧基板

408‧‧‧膜

422‧‧‧鈉離子或原子

424‧‧‧箭頭

Claims (20)

1. 一種用於強化一抗反射鍍膜之方法，該方法包含：使一基板之一表面部分富集(enriching)一第一化學摻雜劑；將該抗反射鍍膜沈積於該基板之該表面部分上，使得該第一化學摻雜劑擴散至該抗反射鍍膜中，從而強化該抗反射鍍膜；及交換在該抗反射鍍膜中之該第一化學摻雜劑之至少一部份與一第二化學摻雜劑，該抗反射鍍膜對可見光為實質上透明的且經組態以減少入射於該抗反射鍍膜之一表面上的光之光學反射。
2. 如請求項1之方法，其中該抗反射鍍膜包括複數個層，該複數個層包括至少一第一類型之層及一第二類型之層，該第一類型之層由特性化為具有一第一折射率的一第一材料組成，且該第二類型之層由特性化為具有不同於該第一折射率之一第二折射率的一第二材料組成。
3. 如請求項1之方法，其中該第二化學摻雜劑相較於該第一化學摻雜劑包括較大化學物質，使得該第二化學摻雜劑相較於該第一化學摻雜劑在該抗反射鍍膜內界定一更大體積。
4. 如請求項1之方法，其中在將該抗反射鍍膜沈積於該表面部分上之後，該第一化學摻雜劑之部分保持在該基板內，該方法進一步包含交換剩餘在該基板中之該第一化學摻雜劑之至少一部份與該第二化學摻雜劑。
5. 如請求項1之方法，其中該第一化學摻雜劑包括鈉，且該第二化學摻雜劑包括鉀。
6. 如請求項1之方法，其進一步包含：使該抗反射鍍膜退火以修復由該第二化學摻雜劑之進入導致 的損害。
7. 如請求項1之方法，其中交換該第一化學摻雜劑與一第二化學摻雜劑包括將該抗反射鍍膜曝露於包含該第二化學摻雜劑之一流體。
8. 一種強化一抗反射鍍膜之方法，該方法包含：將一第一類型之化學摻雜劑沈積至該抗反射鍍膜中，從而強化該抗反射鍍膜，該抗反射鍍膜對可見光為實質上透明的且經組態以減少入射於該抗反射鍍膜之一表面上的光之光學反射；及用不同於該第一類型之化學摻雜劑的一第二類型之化學摻雜劑替換該抗反射鍍膜內的該第一類型之化學摻雜劑之至少一部分，其中該第二類型之化學摻雜劑相較於該第一類型之化學摻雜劑在該抗反射鍍膜內界定一更大體積從而進一步強化該抗反射鍍膜。
9. 如請求項8之方法，其進一步包含：在用一第二類型之化學摻雜劑替換該抗反射鍍膜內的該第一類型之化學摻雜劑之至少該部分之前使該抗反射鍍膜退火，其中該退火修復由該第一類型之化學摻雜劑至該抗反射鍍膜中之進入導致的損害。
10. 如請求項8之方法，其進一步包含：在用一第二類型之化學摻雜劑替換該抗反射鍍膜內的該第一類型之化學摻雜劑之至少該部分之後使該抗反射鍍膜退火，其中該退火修復由該第二類型之化學摻雜劑至該抗反射鍍膜中之進入導致的損害。
11. 如請求項8之方法，其中該第一類型之化學摻雜劑包括鈉，且該第二類型之化學摻雜劑包括鉀。
12. 如請求項8之方法，其中將一第一類型之化學摻雜劑沈積至該抗反射鍍膜中包含：使一基板之至少一部分富集該第一類型之化學摻雜劑，該基板包括一基板表面，其中該富集部分包括該基板表面；及將該抗反射鍍膜沈積於該基板之該表面上，使得該第一類型之化學摻雜劑擴散至該抗反射鍍膜中。
13. 一種顯示器總成，其包含：一顯示器，其經組態以將一影像輸出至一使用者；一基板層，其經組態以保護該顯示器，該基板層對可見光為實質上透明的，從而允許檢視該顯示器；及一抗反射鍍膜，其安置於該顯示器總成上且經組態以減少入射於該顯示器總成上的光之光學反射，該抗反射鍍膜包含併入於其中的一第一摻雜劑及一第二摻雜劑，從而強化該抗反射鍍膜。
14. 如請求項13之顯示器總成，其中該第一摻雜劑為鈉，且該第二摻雜劑為鉀。
15. 如請求項13之顯示器總成，其中該基板層包含至少該第一摻雜劑。
16. 如請求項13之顯示器總成，其中該第二摻雜劑相較於該第一摻雜劑為較大化學物質，使得該第二摻雜劑相較於該第一摻雜劑在該抗反射鍍膜內界定一更大體積。
17. 如請求項13之顯示器總成，其中該抗反射鍍膜係經退火。
18. 如請求項13之顯示器總成，其中該基板層包括併入於其中的該第一摻雜劑及該第二摻雜劑。
19. 如請求項13之顯示器總成，其中該抗反射鍍膜係由以下各者中之至少一者組成：二氧化矽、氮化矽、氧化鈦、五氧化二鉭及 氧化鉭。
20. 如請求項13之顯示器總成，其中該抗反射鍍膜包括複數個層，其中該該第一摻雜劑及該第二摻雜劑被併入至該複數個層中之至少一者中。