CN103958423B - 用于电子装置的玻璃防护罩 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃防护罩元件可以延伸至电子装置的边缘同时保持玻璃防护罩所需要的光学平滑度和厚度。可以将有所述期望的厚度和平滑度的第一玻璃片材热键合至经机器加工以包括由所述电子装置的所述边缘接收的开口的第二玻璃片材。所产生的三维防护罩元件形成了比单个玻璃片材显著坚固的一体成型框架，并且所述边缘的更大的表面面积提供了改进的压力分布，尤其在化学加强之后，因而改进了所述电子装置的耐用性。此外，所述热键合工艺使用比诸如热弯或压制(其可能潜在地影响所述原始玻璃片材的所述平滑度和光学清晰度)的工艺更低的温度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求2011年9月16日提交的标题为“Cover Glass for ElectronicDevices”的美国临时申请号61/535,724(代理档案号20346.0171.PZUS00)以及2012年3月7日提交的标题为“Cover Glass for Electronic Devices”的美国非临时申请号13/414,549的权益，其全部公开通过引用并入本文。
发明背景
人们越来越多的利用诸如智能电话和平板计算机的便携式计算装置用于各种任务。在许多实例中，这些装置包括至少一个显示屏幕，其包括诸如液晶显示(LCD)元件的显示元件、至少一个触控敏感部件和叠加的透明层。该叠加的层通常包括玻璃防护罩片材，其一般具有均一的厚度以确保与显示屏幕的各种部件的适当的连接，以及防止不意欲的光学假象。随着显示屏幕的尺寸增大，以及随着装置的厚度减小，透明防护罩层越来越多地经受由于诸如跌落装置或施加非预期的点压力的动作的损坏。防护罩层的边缘可以为特别易受损坏影响的，随着屏幕的边缘接近各种计算装置的边缘，这越来越成为问题。
附图简述
将参考附图描述根据本公开的各种实施方案，其中：
图1图示包括常规玻璃防护罩的示例计算装置；
图2图示根据各种实施方案的包括边缘对边缘玻璃防护罩的示例计算装置；
图3图示根据各种实施方案的可以用于形成诸如图2所示的玻璃防护罩元件的一对玻璃层；
图4图示根据一个实施方案将防护罩层定位在空洞层上用于融合；
图5图示根据各种实施方案的可以使用的示例划线或切块图案；
图6图示根据一个实施方案的切块之后的示例玻璃防护罩元件；
图7图示根据一个实施方案的示例玻璃防护罩元件的第一横截面；
图8图示根据一个实施方案的示例玻璃防护罩元件的第二横截面；
图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d) 图示根据各种实施方案的示例玻璃防护罩元件的各种视图；
图10图示根据各种实施方案的用于形成玻璃防护罩元件的示例工艺；以及
图11图示根据各种实施方案的用于形成玻璃防护罩元件的系统的框图。
具体实施方式
根据本公开的各种实施方案的系统和方法可克服在用于各种电子装置的常规的防护罩层中所经历的一个或多个前面提及的和其它的不足。特别是，各种实施方案利用玻璃融合工艺以键合至少两个玻璃层，以便形成提供平滑的、一致的玻璃防护罩表面和坚实边缘的玻璃防护罩元件。玻璃防护罩元件可以具有对应于电子装置的中心区以接收该玻璃防护罩元件并且容纳装置部件同时提供在其它区具有变化的横截面尺寸的能力的薄的玻璃横截面。一示例玻璃防护罩元件相对于常规的玻璃防护罩层在边缘提供增强的强度，但是保持玻璃防护罩元件的主要光学显示部分所需的均一性。此类方式可以用于同时制造多个玻璃防护罩元件，以便提供形成此类元件的经济的方式。
至少部分由于相对于常规的防护罩层的玻璃防护罩元件的增大的强度，可以将玻璃元件成延伸至和/或超过电子装置的一个或多个边缘。围绕边缘包裹玻璃防护罩的能力可以提供平滑的、抛光的边缘，这对于跌落或其它碰撞动作也为耐用的。此外，此类设计可以为美观的，并且也可以使诸如显示或触控输入的其它功能性能够延伸至装置的侧边或边缘。此类设计的额外的优点为装置的无线电频率(RF)透明区域放大，这提供在天线位置的改进的性能和增大的灵活性。
各种其它应用、工艺、实施方式和使用参照各种实施方案在下文呈递。
图1图示示例便携式计算装置100，其包括延伸跨越装置的表面的大部分的常规的防护罩层102，但是从装置的边缘104分离一距离。虽然示出便携式计算装置(例如智能电话、电子书阅读器或平板计算机)，但是应理解的是根据本文所述的各种实施方案，各种其它类型的电子装置可能够利用玻璃防护罩元件。这些装置可以包括例如笔记本计算机、个人数据助理、蜂窝式电话、视频游戏控制台或控制器以及便携式媒体播放器等等。如所述的，防护罩层102的边缘可以为相对易受损坏影响的。在许多情况下，玻璃防护罩厚度小于1.0mm。尽管在许多情况下玻璃为化学加强的，但是与玻璃防护罩的中心区相比边缘仍为相对易碎的，并且一般更易受来自点负载的损坏的影响。防护罩层因此从边缘104分离一距离，以便将对于防护罩层和下面的显示的损坏的可能性最小化。此类不足限制可以用于显示元件的装置的表面的量，这对于潜在的用户以及发明者和其它此类人可以为不期望的。
图2图示另一示例计算装置200，其中装置具有延伸至装置的边缘204的玻璃防护罩元件202，并且事实上围绕装置的边角包裹。用玻璃防护罩包括边缘区域的能力可以增大玻璃边缘的表面面积，这可以从诸如化学加强的工艺中增大耐用性。此外，边缘部分比起主要显示部分可以更厚，这可以提供进一步的硬度。又此外，边缘对边缘玻璃防护罩可以使装置200的整个表面能够除其它潜在方面以外的潜在为能够显示的和/或触控敏感的。
然而，形成用于这些类型的装置的此类成型的玻璃元件不是简单的。形成三维玻璃元件的某些方式利用诸如玻璃热弯的工艺，其中加热玻璃片材超出转变温度同时放置在单面模具上(或双面模具中)。重力(或其它施加的力)使玻璃缓慢流入模具。然而，这些工艺对于计算装置显示器是不理想的，因为其通常具有均一性和光学平滑度的问题。此外，对于有触控敏感显示器的装置，通常必须有在触控传感器与防护罩层之间的适当的连接，以便确保适当的触控敏感度。由于玻璃防护罩为显示屏幕的部分，也可以期望确保尽可能少的光学缺陷或假象。某些方式试图使用研磨或抛光工艺来使玻璃变平或平滑，但是此类方式的使用受限于有角的三维形状和其它难抛光的特征。
因此，根据各种实施方案的系统和方法利用诸如热键合以使多个玻璃片材形成单个玻璃元件的工艺。利用多个片材或层的材料的能力使产生的元件的部分能够通过利用具有这些特征的第一片材在不同的部分呈所控制的厚度和平滑度，并且部分通过利用能够经机器加工成所期望的质量等级而无需担心影响第一板的质量或抛光复杂的三维特征的第二片材呈所控制的和抛光的形状。
例如，图3图示根据各种实施方案的可以用于形成玻璃防护罩元件的材料层300。尽管图示了某种形成因素的两种片材，应理解的是可以有根据各种实施方案使用的额外的或替代的层、片材或部件。在该示例中，本文称为防护罩片材302的第一片材从适合的工艺形成以产生在可接受的公差内的光学平滑的并且有用于防护罩镜片的一致的厚度(诸如在有可接受的偏差量的大约0.5mm至1.0mm的范围中的厚度)的片材。防护罩片材可以由任何合适的类型和材料制成，诸如钠钙玻璃、强化玻璃或浮法玻璃，来自诸如Schott AG或Corning的提供商，由诸如硅酸铝钠或硅酸铝锂的材料形成。
本文称为边缘片材的第二片材304可以由与防护罩片材类似的材料制成，但是在至少一些实施方案中不需要具有如防护罩片材那样的关键的平滑度或厚度控制要求。边缘片材可以形成合适的厚度(例如1.6mm厚)，其由诸如坚实度的所期望的量和/或玻璃防护罩元件围绕计算装置的边缘包裹的距离量的原因而确定。如在图3中所示，边缘片材304可以在其中形成对应于对应的电子装置的边缘或外缘形状而成型的一个或多个开口或空洞306。这些空洞可以由已知的或用于在玻璃片材或其它此类部件中的机器加工形状的特征的任何合适的工艺(例如划线、激光切割、烧蚀或刻痕、水射流切割等)而形成，以及防止可以潜在使产生的玻璃防护罩元件变弱的微裂纹或其它缺陷的抛光或其它此类工艺。除能够使用常规的玻璃机器加工设备形成空洞之外，在片材中的穿孔的存在使诸如在玻璃的内部帮助组装的底切或凹口的其它特征也能够形成。
一旦防护罩片材和边缘片材形成并且机器加工成合适的尺寸和形状，就可以清洁片材至合适的清洁度等级用于热键合工艺。在一个实施方案中，片材被带入清洁的环境已防止颗粒黏附在玻璃上，其中片材可以经过诸如超声波清洁和/或通过盐浴的合适的清洁工艺。在一些实施方案中，将键合的片材的表面也可以经过优质的微蚀刻或类似的工艺，这可以基本上保持片材的厚度和平滑度但是提供可以有助于热键合工艺并且改进在片材之间的附着力的一等级的表面粗糙度。在其它实施方案中，片材可能在键合之前经过抛光工艺，以便通过光学接触的方式增大其彼此相对的吸引力。
一旦适当地准备好片材，防护罩片材302和边缘片材304可以相对于彼此以所期望的定向而定位，在至少一些实施方案中涉及如图4中所示的在防护罩片材302上的边缘片材304的组合400。在一些实施方案中，将组合的片材400放置在真空室中以试图从片材之间消除任何气泡。在一些实施方案中，可施加至少一些额外的压力以帮助压出气泡并且诱导轻微的力以协助贯穿片材的一致的键合。然而在压力下，在相同的室或不同的机器或炉中，可以施加一时间量的合适的热量以使片材热键合或层压在一起。片材可以由非常平的压印板支持，这可为地板以确保光学平滑度。在至少一些实施方案中压印板的平滑度可以为关键的，因为片材将被加热至接近片材材料的玻璃转变温度的温度，并且期望确保玻璃的任何流动不会减小防护罩片材的平滑度。至少部分由于高温压印板的材料也可以为重要的，因为有显著不同的热膨胀系数的材料可在玻璃中引入可导致裂纹或甚至使片材破裂的应力。例如，可以在一些实施方案中使用优质抛光的碳化硅压印板。其它示例材料包括有或没有氮化物涂层的再硅化的碳化硅厚片。在代替熔炉而使用热压的实施方案中，压印板可以为可以用于将片材按压在一起并且无需熔炉元件就可加热的陶瓷板或其它此类部件。在另一实施方案中，可以使用掺杂的SiC压印板或者层压至石墨或殷钢承受器的压印板将底板和压印板升至所期望的键合温度，这导致导通的压印板，接着可能为诸如感应线圈和感应发电机的加热的部件。
如所指出的，在至少一些实施方案中，可以首先将防护罩片材放置在压印板上以确保平滑度不会被高温影响。所使用的温度可以至少部分取决于所使用的材料，但是对于诸如转变温度大约505摄氏度的LAS80的材料，温度可以大约或达到500摄氏度。由于该材料的软化点大约720摄氏度，片材应基本上保留其各自的形状并且避免平滑度的任何减小。一旦片材在合适的时间量(在一些实施方案中可以近似为若干分钟)内低于合适的温度，范德华力将实际上将两个片材维持或键合在一起，使得组合的片材有效地形成单个玻璃元件。此类方式至少在无需粘合剂以键合层的原因下是有优势的，用粘合剂来键合层可能影响光学属性和/或玻璃防护罩的外观，并且可能负面影响化学加强工艺。
应理解的是也可以在各种实施方案的范围内使用各种其它键合方式。例如，在一些实施方案中可以使用浮动方式来代替炉滚筒。此外，一些方式可以使用诸如玻璃熔块的键合中介以协助键合工艺，其中这些中介与在至少一些实施方案中所使用的化学加强互不相容。在蚀刻工艺用于增大片材的表面粗糙度的实施方案中，蚀刻导致的小高点可以在加热应用之后立刻开始流动，使得这些高点可以快速地原子融合在一起。
片材在熔炉或其它此类机器中键合在一起之后，可以使用相对缓慢的温度斜下降工艺以缓解应力和/或防止由于快速和/或不均匀的温度降低而损坏玻璃。可以根据诸如材料、底板质量、玻璃的尺寸或厚度以及所使用的温度的因素来变化时间量，但是可以近似为至少几十分钟。在键合的片材足够冷却之后，片材可以经过分离工艺，其中单独的玻璃元件被切割或以其它方式分离成特定尺寸和形状的块，这从单个片材形成了多个元件。在玻璃中切出形状(尤其是有圆边缘的形状)的分离工艺不是简单的。图5图示示例键合片材500，其示出将片材分离的位置502。在一些实施方案中，这些线可以为物理划的或打印的以协助机器加工或控制的裂化工艺。例如，可以将线划得足够深入玻璃，使得块可以通过力的应用在划线处手工分离。在一些实施方案中，切割机器可以被配置成根据无需指导线的来图案机器加工片材或将片材切块，但是对于至少某些玻璃片材，此类工艺可以潜在地诱导可以导致损坏玻璃元件的在玻璃中的不想要的应力。在一些实施方案中，分离工艺可能使用诸如飞秒激光器、皮秒激光器或纳秒激光器的超速激光器以给所期望的形状轮廓刻痕。虽然裸眼注意不到，但是超速激光器的焦点和秒冲持续时间可以组合以达到足够强或强烈的电场以打断和/或变弱玻璃的分子键。因此，当在化学蚀刻工艺中经受弱酸时，由超速激光器刻痕的线将容易地分解。由于玻璃通常不受弱酸影响，所刻痕的线分解留下未受影响的其余的玻璃。最终结果为有平滑边缘的洁净切割，其无需应用力而实现，应用力可以潜在损坏玻璃。然而，也可以在各种实施方案的范围内使用用于分离玻璃片材部分的任何合适的工艺。其它激光器可以根据各种实施方案而使用。例如，激光器可能为CO2激光器、高功率UV激光器以及诸如此类。在一个示例中，激光器可能用于微断裂在玻璃的两个表面之间的玻璃的内部。微断裂创建弱势的内部线用于所控制的裂化或裂开。在另一示例中，可能选择UV激光器的波长以本地加热和烧蚀玻璃。因此，根据各种实施方案的系统和方法可利用各种高通量激光器和低通量激光器以烧蚀、切割、刻痕、微断裂、内部断裂和打断和/或变弱玻璃的分子键。
一旦单独的防护罩片材元件分离，元件可以经过一个或多个机器加工工艺以生成元件的最终外部形状。例如，上文所述的切块工艺可导致有相对尖利边缘的基本上为长方形外部形状的元件。在至少一些实施方案中，至少一个机器加工工艺可以用于调整玻璃防护罩元件的外部边缘的形状，如圆角的样子以基本上匹配意欲接收玻璃防护罩的电子装置的外部边缘。在至少一些实施方案中，边缘层的内部边缘可以用作外部边缘机器加工工艺的指导或参考。在至少一些实施方案中，相同的或不同的机器加工工艺也可以用于成型、成圆角或花键加工防护罩片材的所暴露的边缘或角，使得不存在玻璃防护罩的尖利的暴露的边缘或应力冒口，并且边缘具有平滑、圆形的感觉。使外部边缘呈圆角也帮助分布压力和负载，这可以帮助增大玻璃防护罩元件的强度。也可以在合适和/或期望的情况下利用不同的抛光工艺。一旦单独的玻璃防护罩元件具有所期望的最终形状，至少对于工艺的该部分，元件可以经过合适的化学加强工艺，以便增大玻璃元件的强度和耐用性。例如，玻璃元件可以浸没在包含钾盐或高硝酸钾的浴容器中，其中在玻璃元件的表面钾离子代替钠或其它离子。由于钾离子较大，表面玻璃进入压缩的状态，这可以使元件被加强未处理的玻璃的强度的若干倍。处理之后，可以产生玻璃防护罩元件602的组600，如图6中所示的。
玻璃防护罩元件也可以经过一个或多个检验工艺以确保所形成的元件的质量。例如，元件可以经过至少一个光学检验以搜索键合的空隙或层之间的尘粒，如可由在元件中可见的范德华环或牛顿环证明的。诸如四点弯曲测试的各种测试也可以用于验证键合，以及检测厚度变化和诸如此类的优质测量工艺。
图7和图8图示沿着根据至少一个实施方案而形成的玻璃防护罩元件的正交轴的示例横截面。在图7的横截面700中，可以看到基本上对应于防护罩片材的中心部分702维持了合适电子装置的功能性的其厚度和平滑度。基本上对应于边缘片材的边缘部分704可以基本上更厚并且被设计成围绕装置的至少一部分包裹。如所述的，片材的成圆角的边缘帮助加强元件。
图8图示沿着另一轴的另一示例横截面800。在该示例中，可以看到掩膜层802已经在玻璃元件的内部表面上形成，这留下开窗804或透明部分用于诸如内容显示的目的。在至少一些实施方案中，掩膜可以对应于用于美观的目的的黑色或其它颜色的层。掩膜在领域中已知用于此类目的，但是由于玻璃元件的内部的三维形状，在至少一些实施方案中不可以成功使用常规的屏幕打印工艺。在一些实施方案中，光阻掩膜可以被沉积或另外形成在窗口区域804或没有被黑色掩膜盖住的其它区上，并且诸如喷墨、移印或物理气相沉积(PVD)的工艺可以用于创建掩膜区。在一些实施方案中，合适的PVD材料可以被喷到用黑色掩膜盖住的区上。在至少一些实施方案中，一个或多个触控传感器可直接施加至玻璃防护罩元件的内部，这要求可能被光阻影响的平滑平面。在此类情况下，激光制成图案或另一此类工艺可以用于在应用之后在掩膜中创建图案。例如，元件的内部可以用氧化物层(例如ITO)盖住并且然后根据所期望的图案而烧蚀。在至少一些实施方案中，内部边缘区域不为光学关键的，使得可以使用涂抹或另一不精确的工艺以将掩膜材料沉积在内部边缘表面上。
在各种实施方案中也可以使用额外的工艺。例如，虽然孔或盲孔可被钻出或以其它方式形成在元件的边缘中，用于诸如启用用于组装的螺丝通道、用于音频的通路、灯照或图像内容等的目的。在一些实施方案中，可键合额外的片材以启用更多复杂的三维形状，同时视关键性维持光学平滑度。在一些实施方案中，触控或显示功能性可被使用在电子装置的侧边或背面，使得在一些实施方案中在这些区的厚度和平滑度更重要。在一些实施方案中，玻璃防护罩元件可以用在装置的正面、背面上，如可使用金属交界面或其它此类方式保持在一起的。图9(a)、图9(b)、图9(c)和图9(d)图示使用诸如本文所述的和所建议的那些工艺而形成的示例玻璃防护罩元件900的各种视图。
图10图示用于形成可以根据各种实施方案而使用的玻璃防护罩元件的示例工艺1000。应理解的是对于本文所述的任何工艺，除非另有陈述，可以有以类似或替代的顺序或并行地在各种实施方案的范围内执行的额外、更少或替代的步骤。在该示例中，在1002获得合适材料的并且具有合适和一致厚度的光学平滑的防护罩片材。还在1004获得类似材料的边缘片材，其可以具有适当在1006机器加工或形成的空洞和其它合适的元件。一旦片材形成至合适的形状，防护罩片材和边缘片材可以在1008使用本文所述的一个或多个清洁工艺而清洁。在至少一些实施方案中，微蚀刻工艺可以在1010使用以增大片材的表面粗糙度以键合并且协助键合工艺。当准备好时，防护罩片材和边缘片材可以在1012定位并且接触压印板或其它此类元件，适当施加真空或其它压力以消除气泡并且强迫片材接触。然后，片材可以在1014使用例如熔炉或热压而加热至合适的温度以使片材热键合在一起以形成单个、三维玻璃片材。加热的片材可以经过控制的冷却以在1016给玻璃退火以防止由于急速温度改变的不均匀的应力在片材上建立，并且然后在1018分离或切块成单独的玻璃防护罩元件。单独的玻璃防护罩元件的边缘可以使用至少一个机器加工工具在1020被机器加工、抛光和/或另外成型至元件的最终的尺寸和形状，在此处玻璃元件可以在1022被化学加强以增大玻璃元件的耐用性。也可以适当使用诸如图案形成或掩膜的额外的工艺来处理玻璃元件，并且在任何合适的测试之后的合适的时间，元件可以在电子装置的制造期间而使用以变成装置的防护罩元件。
因此，根据各种实施方案的系统和方法可利用各种自动的和/或手动的工艺以形成玻璃防护罩元件。在至少一些实施方案中，可以利用计算机辅助设计(CAD)程序来设计玻璃防护罩元件。各种机器，诸如那些本领域已知用于沿着生产的各个阶段来切割/分离、加热、研磨、抛光和/或清洁玻璃防护罩元件的，可以利用计算机辅助制造(CAM)程序来使其自动化。这些程序可以产生计算机文件，其被阐释以提取操作其各自的机器所需的命令，然后被加载至计算机数控(CNC)机器用于生产。各种计算机和计算机系统也可以用于控制用于形成玻璃防护罩元件的部件的各种方面。这些计算机和计算机系统可以执行各种指令，如可嵌入非暂时性计算机可读存储介质的，其用于执行部分(或使部分被执行)本文所述的各种工艺。
图11图示用于形成可以根据各种实施方案而使用的玻璃防护罩元件的系统1100的示例框图。应理解的是对于本文所述的任何系统或系统元件，除非另有陈述，可以有以类似或替代的顺序或并行地在各种实施方案的范围内布置的额外、更少或替代的部件。在该示例中，从切割元件1102获得玻璃的光学平滑片材。切割元件可为在单个工厂中的用于形成玻璃防护罩元件的组装线的部分或切割元件可为非现场的，诸如由第三方承包商提供。一旦将玻璃片材切割至合适的尺寸和形状，将部分玻璃片材发送至诸如飞秒激光器的刻痕机制1104以变成玻璃防护罩元件的边缘片材。刻痕机制1104根据对应于电子装置的部分的尺寸和形状的刻痕图案来给边缘片材刻痕。一旦给边缘片材刻痕，其进行至诸如用于化学蚀刻的化学浴的分离机制1106以在边缘片材中形成一个或多个孔或空洞。一旦空洞形成至合适的形状，玻璃片材、防护罩片材和边缘片材的其它部分可以在清洁机制1108使用本文所述的一个或多个清洁工艺而清洁。在一些实施方案中，微蚀刻工艺可以用于增大片材的表面粗糙度仪协助在加热机制1110发生的键合工艺。当准备好时，防护罩片材和边缘片材如先前在工艺1000所述的被定位并且如本文所述的施加真空或其它压力使其接触压印板或其它此类元件，并且由加热机制1110加热至合适的温度以使片材热键合衣形成单个玻璃防护罩片材。如先前所述的，加热的片材可以经过控制的冷却以给玻璃退火。在足够的冷却之后，将单个玻璃防护罩片材发送至刻痕机制1112，这在图11中图示为分离的元件，但是在其它实施方案中可能与刻痕机制1104相同。在刻痕之后，将玻璃防护罩片材发送至另一分离机制1114以从单个防护罩片材分离成单独的玻璃防护罩元件。类似地，例如分离机制1114可能为与上文所述的分离机制1106相同的驻地，或其可能为远在组装线的下方的不同的机制。可以化学加强单独的玻璃防护罩元件并且最终将其发送至研磨、花键加工或抛光机制1116以进一步成型和/或抛光成最终的尺寸和形状。
应理解的是说明书和附图应被视为说明性的而非限制性的意义。然而，可在不脱离如权利要求书中阐述的各种实施方案的较宽泛的精神和范围的情况下作出各种修改和改变将是明显的。
条款
1. 一种形成玻璃防护罩元件的方法，其包括：
获得第一玻璃片材和第二玻璃片材，其每个具有特定的厚度和在可接受的平滑度阈值内的平滑度；
根据刻痕图案用激光给所述第二玻璃片材刻痕；
蚀刻所述刻痕的第二玻璃片材以分离内部部分并且限定开口，所述开口的尺寸和形状对应于接收所述玻璃防护罩元件的电子装置的一部分；
使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材呈预定的定向接触，其中所述第二玻璃片材的表面与所述第一玻璃片材的表面基本上接触；
将所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材加热至并且用压力使所述第一玻璃片材和第二玻璃片材热键合在一起以形成单个防护罩片材的温度；并且
机器加工所述单个防护罩片材以形成源自所述第一玻璃片材的具有所述预定的厚度和平滑度的第一平面区域的至少一个玻璃防护罩元件，以及源自所述第二玻璃片材的至少一部分的至少一个边缘区域。
2. 根据条款1所述的方法，其中所述激光器为飞秒激光器、皮秒激光器或纳秒激光器中的一个，并且其中所述激光器的焦点和脉冲持续时间组合以打断所述玻璃的分子键。
3. 根据条款1所述的方法，其中机器加工所述单个防护罩片材以形成至少一个玻璃防护罩元件包括：
用激光来给所述单个防护罩片材刻痕；并且
化学蚀刻所述刻痕的单个防护罩片材以分离所述至少一个玻璃防护罩元件。
4. 根据条款3所述的方法,其中所述激光器为飞秒激光器、皮秒激光器或纳秒激光器中的一个。
5. 根据条款1所述的方法，其中形成所述单个防护罩片材以接收触控敏感显示元件。
6. 一种形成玻璃防护罩元件的方法，其包括：
获得第一玻璃片材和第二玻璃片材，所述第二玻璃片材具有在其中形成的至少一个开口；
使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材接触，使得具有所述至少一个开口的所述第二玻璃片材的表面与所述第一玻璃片材的表面基本上接触；
将所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材加热至足以使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材键合以形成组合的防护罩片材的温度；并且
机器加工所述组合的防护罩片材以形成源自所述第一玻璃片材的具有厚度和平滑度的第一平面区域的至少一个玻璃防护罩元件，以及至少部分由所述第二玻璃片材形成的至少一个边缘区域。
7. 根据条款6所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材以形成至少一个玻璃防护罩元件包括：
将所述组合的防护罩片材切块以形成多个单独的块；并且
机器加工所述单独的块中的至少一个呈用于所述至少一个玻璃防护罩元件的所期望的形状。
8. 根据条款6所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材还包括抛光所述至少一个玻璃防护罩元件的外部边缘。
9. 根据条款6所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材还包括使每个玻璃防护罩元件的外部边缘成型、使每个玻璃防护罩元件的外部边缘成圆角和花键加工每个玻璃防护罩元件的外部边缘中的至少一个。
10. 根据条款6所述的方法，其中所述机器加工包括用激光在所述组合的防护罩片材中创建微断裂并且沿着微断裂线裂开所述组合的防护罩片材。
11. 根据条款6所述的方法，其中所述机器加工包括用激光烧蚀所述组合的防护罩片材，其中选择所述激光的波长以由所述组合的防护罩片材光学地吸收。
12. 根据条款6所述的方法，其还包括：
在所述加热之前，使用超声波清洁器或化学浴中的至少一个来清洁所述第一片材和所述第二片材；
以足以防止至少一些热应力的速度来冷却所述加热的组合防护罩片材；并且
在机器加工所述至少一个玻璃防护罩元件之后，化学加强所述至少一个玻璃防护罩元件。
13. 根据条款6所述的方法，其中所述边缘区域的内部开口对应于所述第二玻璃片材中的所述开口，其中形成所述内部开口以接收显示元件。
14. 根据条款6所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材以形成至少一个玻璃防护罩元件包括：
用飞秒激光器来给所述组合的防护罩片材刻痕；并且
化学蚀刻所述刻痕的组合防护罩片材以分离所述至少一个玻璃防护罩元件。
15. 用于电子装置的一种玻璃防护罩元件包括热键合的第一玻璃片材和第二玻璃片材，所述第一玻璃片材具有预定的厚度和平滑度并且所述第二玻璃片材具有在其中形成的至少一个开口，所述开口的尺寸和形状对应于所述电子装置的一部分，所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材呈所预定的定向而接触并且加热至使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材键合在一起以形成组合的防护罩片材的温度，所述组合的防护罩片材经机器加工以形成源自所述第一玻璃片材的具有所述预定的厚度和平滑度的第一平面区域的至少一个玻璃防护罩元件，以及源自所述第二玻璃片材的所述开口的至少一个边缘区域。
16. 根据条款15所述的玻璃防护罩元件，其还包括：
一个或多个触控传感器，其被施加至所述至少一个玻璃防护罩元件的内表面。
17. 根据条款15所述的玻璃防护罩元件，其中所述至少一个玻璃防护罩元件在所述组合的防护罩片材已经由激光刻痕之后从所述组合的防护罩片材通过化学蚀刻而切割。
18. 根据条款17所述的玻璃防护罩元件，其中所述激光器为飞秒激光器、皮秒激光器或纳秒激光器中的一个，并且其中所述激光器的焦点和脉冲持续时间组合以打断所述玻璃的分子键。
19. 根据条款15所述的玻璃防护罩元件，其中在将所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材热键合在一起之前使用超声波清洁器和化学浴中的至少一个来清洁所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材；其中所述加热的组合防护罩片材以足以防止热应力在所述组合的防护罩片材上发生的速度而冷却；并且其中所述至少一个玻璃防护罩元件被化学加强。
20. 一种形成玻璃防护罩元件的系统，其包括：
至少一个切割元件，其用于形成第一玻璃片材和第二玻璃片材；
至少一个激光器，其用于给在所述第二玻璃片材上的至少一个开口刻痕，所述开口的尺寸和形状对应于接收所述玻璃防护罩元件的电子装置的一部分；
分离器，其用于从所述刻痕的第二玻璃片材分离所述至少一个开口；
定位器，其用于使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材接触，其中具有所述至少一个开口的所述第二玻璃片材的表面与所述第一玻璃片材的表面基本上接触；
加热源，其用于将所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材加热至足以使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材键合以形成组合的防护罩片材的温度；并且
至少一个机器加工工具，其用于机器加工所述组合的防护罩片材以形成源自所述第一玻璃片材的具有厚度和平滑度的第一平面区域的至少一个玻璃防护罩元件，以及由所述第二玻璃片材形成的至少一个边缘区域。
21. 根据条款20所述的系统，其还包括：
抛光机器，其用于平滑每个玻璃防护罩元件的外部边缘。
22. 根据条款20所述的系统，其中所述激光器为飞秒激光器、皮秒激光器或纳秒激光器中的一个，并且其中所述激光器的焦点和脉冲持续时间组合以打断所述玻璃的分子键。
23. 根据条款20所述的系统，其中所述分离器包括用于化学蚀刻所述刻痕的第二玻璃片材以形成在所述第二玻璃片材中的所述至少一个开口的化学浴。
24. 根据条款20所述的系统，其还包括：
用于清洁所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材的超声波清洁器或化学浴中的至少一个，其中在形成所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材、从所述刻痕的第二玻璃片材分离所述至少一个开口、使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材接触、将所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材加热以形成所述组合的防护罩片材以及机器加工所述组合的防护罩片材以形成至少一个玻璃防护罩元件中的至少一个之后选择性地利用超声波清洁器或化学浴中的所述至少一个。
25. 根据条款20所述的系统，其还包括：
冷却元件，其用于以足以防止热应力在所述组合的防护罩片材上发生的速度冷却所述加热的组合防护罩片材；以及
化学浴，其用于化学加强所述至少一个玻璃防护罩元件。
26. 根据条款20所述的系统，其还包括：
存储在至少一个计算机中的控制系统，其用于根据存储在所述至少一个计算机中的刻痕文件来控制所述至少一个激光器的驱动。
27. 根据条款20所述的系统，其中所述至少一个机器加工工具包括用于将所述组合的防护罩片材切块以形成多个单独的块的切割工具，以及用于将每个单独的块研磨成用于所述玻璃防护罩的所期望的形状的至少一个研磨机。
28. 根据条款20所述的系统，其中所述至少一个机器加工工具包括用于给所述组合的防护罩片材刻痕的飞秒激光器、皮秒激光器或纳秒激光器中的至少一个，以及用于化学蚀刻所述刻痕的组合防护罩片材以分离所述至少一个玻璃防护罩元件的化学浴。
Claims (14)
1.一种形成玻璃防护罩元件的方法，其包括：
获得第一玻璃片材和第二玻璃片材，所述第二玻璃片材具有在其中形成的多个通孔；
使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材接触，使得具有所述多个通孔的所述第二玻璃片材的表面与所述第一玻璃片材的表面接触；
将所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材加热至足以使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材键合以形成组合的防护罩片材的温度；并且
机器加工所述组合的防护罩片材以形成包括至少第一玻璃防护罩元件的多个玻璃防护罩元件，所述第一玻璃防护罩元件具有由所述第一玻璃片材形成的具有特定厚度和平滑度的第一平面区域，以及至少部分由所述第二玻璃片材形成的至少一个边缘区域。
2.根据权利要求1所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材包括：
将所述组合的防护罩片材切块以形成多个单独的块；并且
机器加工所述多个单独的块中的至少一个呈用于所述多个玻璃防护罩元件中的所述第一玻璃防护罩元件的所期望的形状。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括抛光所述第一玻璃防护罩元件的外部边缘。
4.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括使所述第一玻璃防护罩元件的外部边缘成型、使每个玻璃防护罩元件的外部边缘成圆角和花键加工所述第一玻璃防护罩元件的外部边缘中的至少一个。
5.根据权利要求1所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材包括用激光在所述组合的防护罩片材中创建微断裂并且沿着微断裂线裂开所述组合的防护罩片材。
6.根据权利要求1所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材包括用激光烧蚀所述组合的防护罩片材，其中选择所述激光的波长以由所述组合的防护罩片材光学地吸收。
7.根据权利要求1所述的方法，其还包括：
在加热之前，使用超声波清洁器或化学浴中的至少一个来清洁所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材；
以足以防止至少一些热应力的速度来冷却所述组合的防护罩片材；并且
在机器加工所述第一玻璃防护罩元件之后，化学加强所述第一玻璃防护罩元件。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个通孔中的每个通孔的形成是为了接收显示元件。
9.根据权利要求1所述的方法，其中机器加工所述组合的防护罩片材包括：用飞秒激光器来给所述组合的防护罩片材刻痕；并且
化学蚀刻所述刻痕的组合防护罩片材以分离所述多个玻璃防护罩元件。
10.一种用于电子装置的玻璃防护罩元件包括:
第一玻璃元件，其由具有预定的厚度和预定的平滑度的第一玻璃片材形成；
第二玻璃元件，其由第二玻璃片材形成，所述第二玻璃片材具有在其中形成的多个通孔，所述第二玻璃元件包括所述多个通孔中的一个通孔，所述通孔的尺寸和形状对应于所述电子装置，所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材呈所预定的定向而接触并且加热至使所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材键合在一起以形成组合的防护罩片材的温度，
其中，所述组合的防护罩片材经机器加工以形成所述玻璃防护罩元件，该玻璃防护罩元件具有由所述第一玻璃片材形成的具有所述预定的厚度和预定的平滑度的第一平面区域，以及由所述第二玻璃片材形成的至少一个边缘。
11.根据权利要求10所述的玻璃防护罩元件，其还包括：
一个或多个触控传感器，其被施加至所述至少一个边缘的内表面。
12.根据权利要求10所述的玻璃防护罩元件，其中所述至少一个玻璃防护罩元件在所述组合的防护罩片材已经由激光刻痕之后从所述组合的防护罩片材通过化学蚀刻而切割。
13.根据权利要求12所述的玻璃防护罩元件，其中所述激光器为飞秒激光器、皮秒激光器或纳秒激光器中的一个，并且其中所述激光器的焦点和脉冲持续时间组合以打断所述组合的防护罩片材的分子键。
14.根据权利要求10所述的玻璃防护罩元件，其中在将所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材热键合在一起之前使用超声波清洁器或化学浴中的至少一个来清洁所述第一玻璃片材和所述第二玻璃片材；其中所述组合的防护罩片材以足以防止热应力在所述组合的防护罩片材上发生的速度而冷却；并且其中所述玻璃防护罩元件被化学加强。
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