[發明專利]用于在基材上形成耐劃痕結晶層的方法以及由此形成的制品

在審

• 申請號: 201580050621.3
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN107075682A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: G·B·庫克;A·M·J·菲里;S·M·歐梅麗;V·M·施奈德
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: C23C18/12
• 分類號: C23C18/12
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 徐鑫,項丹

相關申請交叉參考

本申請根據35U.S.C.§119，要求2014年9月19日提交的美國臨時申請系列第62/052690號的優先權，本文以該申請為基礎并將其全文通過引用結合于此。

背景技術

技術領域

本文涉及用于在基材上形成結晶層的方法以及具有該結晶層的制品，更具體地，涉及對基材上的前體層進行局部和快速加熱，然后使熔化的前體層冷卻并形成耐劃痕結晶層。

技術背景

基材的耐劃痕性對于美學外觀以及當基材是透明情況下的透過基材的可視性而言都是重要的。但是，相比于耐劃痕性較差的替代品而言，具有合適的耐劃痕性的基材材料會是昂貴的。存在通過向基材添加涂層或層從而為廉價的基材材料賦予改善的耐劃痕性的需求，所述涂層或層的耐劃痕性程度高于基材。

發明內容

在一些實施方式中，用于形成結晶層的方法包括：熔化形成在基材的表面上的前體層，其中，前體層選自：氧化物、氮化物、碳化物、以及氧氮化物。熔化可以包括前體層的局部化的頂部(topical)加熱。該方法還可包括對熔化的前體層進行冷卻，從而其結晶形成結晶層。

在其他實施方式中，用于形成結晶層的方法包括：在基材上沉積氧化物層，對氧化物層進行局部化的頂部加熱以熔化氧化物層，以及對熔化的氧化物層進行冷卻，從而其結晶形成結晶層。

在其他實施方式中，本文所揭示的制品具有基材和形成在基材的表面上的結晶層，所述結晶層包含金剛砂且硬度大于或等于15GPa。

在以下的詳細描述中提出了本文的其他特征和優點，其中的部分特征和優點對本領域的技術人員而言，根據所作描述就容易看出，或者通過實施包括以下詳細描述、權利要求書以及附圖在內的本文所述的各種實施方式而被認識。

應理解，上面的一般性描述和下面的詳細描述都僅僅是示例性的，用來提供理解權利要求書的性質和特點的總體評述或框架。所附附圖提供了進一步理解，附圖被結合在本說明書中并構成說明書的一部分。附圖說明了一個或多個實施方式，并與說明書一起用來解釋各種實施方式的原理和操作。

附圖說明

圖1是用于制造耐劃痕結晶層的示例性工藝的流程圖；

圖2是具有耐劃痕結晶層的示例性制品的側視圖；

圖3是示例性金剛砂層的GIXRD結果圖；

圖4是示例性金剛砂層的GIXRD結果圖；

圖5顯示宏觀和微觀尺度上存在的示例性金剛砂層的泥裂(mud-cracking)；以及

圖6顯示微觀尺度上不存在示例性金剛砂層的泥裂(mud-cracking)。

具體實施方式

下面詳細參考本文優選實施方式，這些實施方式的例子在附圖中示出。只要有可能，在所有附圖中使用相同的附圖標記來表示相同或類似的部分。

具有耐劃痕結晶氧化物、碳化物、氮化物或氧氮化物層的基材被用于各種工業，包括用于移動電子器件(例如，智能手機、筆記本或平板)、顯示器基材電子器件(例如，電視機)的覆蓋基材，用于運輸工業(例如，汽車和飛機)的擋風玻璃或窗戶，建筑玻璃、鏡子和太陽能面板。在每種上述工業中，結晶層的耐劃痕性和硬度需要防止劃痕、壓痕或者影響層的美觀和/或透過結晶層的下方基材的可見性的其他標記。本文揭示的工藝用于獲得此類結晶層和具有此類結晶層的制品。

在一些實施方式中，例如，如圖1所示，形成結晶層的工藝可以包括使得形成在基材的表面上的前體層熔化的步驟10，其中，前體層是氧化物、氮化物、碳化物或者氧氮化物層。熔化可以包括前體層的局部化的頂部加熱，從而使得前體層熔化，同時使得下方基材的熔化最小化。在前體層熔化之后，該工藝可以包括使得熔化的前體層冷卻的步驟20，從而其結晶形成耐劃痕結晶層。圖1的流程圖僅僅是示例性的，并且可以包括額外步驟。圖2顯示通過本文所揭示工藝生產的示例性制品12，其具有基材14和耐劃痕結晶層16。