说 明 书

一种蓝宝石热复合方法

技术领域

本发明涉及一种蓝宝石加工、 复合以及应用。

背景技术

由于蓝宝石有接近于金刚石是的硬度，莫氏 硬度 9。优良的可见光和红外光、紫外光透过率 T>85%(400-800 纳米波长）。 并具有优良的抗弯强度和弹性模量， 所以用在高端的手机屏主镜片、 手表镜片、 激光窗口片、 摄像头保护镜片、 激光条码扫描仪视窗片、 触摸屏保护盖板。 但目前使用时都是单层蓝宝石片材在使用， 这里涉及的两层或两层以上复合的加工方法， 提高了加工的成品率和片材的抗静压强度、 抗冲击强度。 蓝宝石具有各向异性， 及其蓝宝石晶体结构具有多个不同的晶面。 虽然， 蓝宝石的每个晶面较其他矿物硬 度更高， 但有的晶面具有其它一些不同的特点。 例如， C面蓝宝石有很好的光学透过率和断裂韧性， Α面 蓝宝石比其他晶面的蓝宝石具有更高的抗压强 度和耐磨性。 R面和 M面的蓝宝石也具有其它的一些优点。 美国专利文献 US20130236699公开了一种蓝宝石叠层结构， 包括： 具有第一种晶面取向的第一层蓝宝石片 形成蓝宝石叠层结构的主表面， 具有第二种晶面取向的第二层蓝宝石片形成蓝 宝石叠层结构的第二个主平 面， 两层蓝宝石片熔合在一起， 形成蓝宝石叠层结构。 申请人认为上述方案是不可能真正实现的， 蓝宝石 属于晶体结构， 如果按照其说明书第 24段所述， "熔合蓝宝石片的温度， 可以接近或超过蓝宝石的熔融 温度" ， 晶体的特性是有一定熔点， 一旦大于熔点温度材料就会熔化。 无法保持原有形状， 则会发生晶格 的崩塌， 无法保持蓝宝石的固体片状形态， 上下两片蓝宝石片一旦发生熔合， 材料熔化后降温时自发成核 结为多晶， 其晶向无法保持一致的单晶， 因此通过该方法获得的蓝宝石叠层结构无法保 持原片材的形状不 能用于触摸屏。

由于晶体存在结理面， 所以加工过程总尽量避开结理面方向防止裂纹 产生和扩展。 晶向为 a向的蓝宝石手 机主屏加工时侧边要和(；、 m轴夹角成 45度， 这样既避开了和蓝宝石晶体的0、 r、 m轴垂直， 当受到外力 时不易破损。 这样的毛坯块料的两个个侧面的晶面与 c轴和 m轴夹角为 45度。 但在检测侧面角度偏差时 由于不是标准晶面， 所以无法用 X射线晶向仪测量偏离角。 即由于蓝宝石晶片的毛坯块料的侧面是与晶轴 有 45度的夹角， 所以无法用 X衍射仪直接检测其角度， 目前在制造过程中 45度夹角这项指标制造商都实 行免检， 但 45度的夹角偏差对产品的强度影响较大， 因此急需一种解决测量侧面 （切割面） 偏离角问题 的测量方法。

触摸屏是一种输入设备， 能够方便实现人与计算机及其它便携式移动设 备的交互作用， 触摸屏的功能区域 可以划分为视窗式的触控区和非触控区边框， 以及提供电连接的柔性电路板 FPC和数据处理芯片 IC 芯片。 近年来， 基于氧化铟锡 （ITO ) 透明导电薄膜的电容触摸屏被广泛应用于移动 互联设备， 如智能手机， 便 携式平板电脑。

随着移动互联设备对屏幕反光率、 透光率以及厚度轻薄等方面的要求越来越高， 传统采用双片玻璃 （高硬 度玻璃盖板和带传感电极的玻璃） 贴合而成的电容触摸屏已经很难满足要求。 一种称为 OGS (One Glass Solution) 的电容触摸屏方案被提出并推广应用， 成为新一代触摸屏的重要方向。

所述 OGS电容触摸屏的层级结构包括： 玻璃盖板； 印刷在非视窗区范围内的玻璃盖板下侧表面的 油墨层； 继续形成于玻璃盖板和油墨层下侧的透明导电 层 （ITO 层）； 在非视窗区范围内形成与透明导电层电连接 的电极层（连接线路）； 以及通过 OCA光学胶贴合连接的绝缘保护层。 OGS结构电容触摸屏在高硬度保护 玻璃盖板背面， 直接形成导电和传感电极， 用同一块玻璃同时起到触摸保护和触控传感的 双重作用。 现有触摸屏玻璃盖板均采用钢化有机玻璃， 虽然经过化学强化的钢化玻璃硬度更高， 但其硬度仍然有限， 使用过程中， 仍很容易在面板表面形成划痕。 为了保护屏幕， 需要为手机屏幕贴一层保护膜。 保护膜的增 加， 不仅影响触摸屏的透光度， 而且， 保护膜本身更易于形成滑痕。 以手机为例， 从入手到升级更新三年 时间， 大部分时间 （可能两年半甚至更长时间） 时使用者面对的是布满划痕的保护贴膜。 可以见到的是， 曾经耗费巨大， 艰难地开发改进触摸屏， 一点一点地提高其硬度、 和透光度， 然而， 其成果仅在实验室中 体现出来。 在实际使用过程中， 由于保护贴膜的使用， 耗费巨大而获得的技术成果， 并不能直正地转化为 用户体验。 也就是说， 如果开发或改进后的触摸屏盖板不足以使用户 摆脱保护贴膜， 那么， 即使成果显著， 也是亳无意义的。

真正能够解决这一问题的方法是， 寻求提高玻璃盖板的硬度至超过绝大多数用户 可接触物质的硬度方法或 者强化工艺， 或者寻求一种硬度至超过绝大多数用户可接触 物质的硬度的新材料替代钢化有机玻璃， 令用 户彻底摆脱屏幕保护贴膜的使用。

蓝宝石是一种硬度仅次于钻石的结晶体， 其更度远大于普通钢化玻璃。 而且， 高纯度 （例如 99%以上）蓝 宝石， 还具有很高的光学透射率， 散射少， 可有效阻隔光的漫射， 此外， 蓝宝石还具有比普通玻璃更好的 抗辐射能力、 高导热性， 化学稳定性高， 抗强酸、 强碱， 等诸多优点。

如能将其应用于触摸屏， 替代现有的钢化有机玻璃， 将可能带来优秀的效果。 说 明 书

用于电子触摸面板这类蓝宝石薄片外形具有 至少一个外轮廓圆角或至少一个孔。 外轮廓圆角与孔包括但不 仅限于半圆弧和圆形孔， 还可以是曲线弧和方形孔， 椭圆孔。

但是人工生长的蓝宝石加工成较大直径的面 板需要极大的经济成本， 造成其难以广泛应用和推广， 同时蓝 宝石薄片脆性较高， 抗冲击性较低的缺点也限制了其使用范围。

针对不同要求， 蓝宝石厚度 （0.1~1.5mm)， 外形要求等。 对蓝宝石进行 CNC数控技术加工是必不可少的 步骤， 从而达到所需要求。 对蓝宝石薄片做相应的加工， 释放其加工应力， 提高材料强度， 抗冲击力。 受 数控机床的工件夹具的限制， 1.5mm以下蓝宝石薄片成品率不高， 容易破损； 同时现有技术无法通过 CNC 数控设备加工 0.5mm以下的蓝宝石薄片。

同时对于蓝宝石薄片的非圆孔打孔工艺， 存在加工时间过长、 边角易应力集中而崩边甚至碎裂。

随着光电子器件产品性能的不断提高,对单� �蓝宝石衬底的加工精度和表面质量的要求愈� �愈高，需对蓝宝 石表面进行化学清洗， 是加工过程中控制表面质量的必要工序。

中国专利文献 103111434A公开了一种蓝宝石加工最终清洗工艺� � 包括以下步骤： a ： 异丙醇清洗； b ： 乙醇清洗； c ： 去离子水清洗； d ： 氨水清洗； e ： 去离子水清洗： f ： 磷酸清洗； g ： 去离子清洗； h ： 氢氟酸清洗； i ： 去离子水清洗； j ： 去离子水清洗。 清洗完后用甩干机甩干。 采用该发明公开的技术方 案可以有效的去除抛光后拋光液残留、 有机脏污、 金属离子。

中国专利文献 102218410A公开丁一种蓝宝石抛光后的清冼方法� � 包括以下步骤： a、 按照双氧水、 氨水和 去离子水的重量比 = 1 : 4 : 5 配制清洗液； b、 采用步骤 a所得清洗液清洗 1 分钟； c、 用去离子水清 洗 4分钟； d、 用硫酸清洗 1 分钟； e、 用去离子水清洗 4分钟； f、 用氢氟酸清洗 30秒； g、 用去离子水 清洗 4 分钟； h、 用丙酮擦拭； ！、 用超声波清洗机清洗 2分钟； _j、 最后用甩干机进行甩千。 该发明由于采 用了上述技术方案， 可有效地将晶片表面残留的有机物， 无机物， 金属离子等去除掉， 避免防止反复清洗 环节， 大大提高丁工作效率。

但是上述方法涉及较多的清洗剂组分， 易造成二次污染， 甩干只能 1次 1片， 效率低， 同时清洗废液对环 境影响较大， 目前缺乏一种清洗效果良好、 效率高效的蓝宝石触摸面板清洗方法。

人工生长的蓝宝石具有很好的耐磨性， 硬度仅次于金刚石达到莫氏 9级， 同时蓝宝石致密性使其具有较大 的表面张力， 上述两个特性十分适用于手机等电子触摸面板 。 但是人工生长的蓝宝石同时蓝宝石薄片脆性 较高，抗冲击性较低的缺点也限制了其使用范 围。人工生长的晶体有较大的应力， 具有一个对称的开裂面， 稍加敲击即会自行碎裂， 不利于任意切割加工， 为了满足光学器件的特殊需求，对晶体退火是 必不可少的。 现蓝宝石加工过程中， 常使用的退火工艺有的分阶段升温降温， 温控程序复杂并且周期冗长； 还有的没有 完全褪去宝石在加工过程中产生的应力， 导致后期加工不良， 这些退火工艺或者是增加了生产成本或者是 降低了宝石晶片的良品率。

为丁满足蓝宝石光学器件发展的要求， 获得高平整的表面， 须对蓝宝石进行化学机械抛光 (CMP); CMP是 目前唯一能获得全局平面化效果的平整化技术 ， 对蓝宝石晶体表面达到超光滑起到至关重要的 作用。 CMP技术是机械磨削和化学腐蚀的组合技术，它 借助超微粒子的抛光作用以及浆料的化学腐蚀 作用，实现 全局平面化超光滑纳米级无损伤精密抛光； CMP的基本方法是将晶片在抛光液中， 相对于抛光垫旋转， 并 施加一定的压力， 借助机械摩擦及化学腐蚀作用来完成抛光。

用于触摸面板的蓝宝石， 表面质量要求相对更高， 目前对以蓝宝石为材料的触摸面板的抛光处理 ， 均采用 常规则的抛光方法， 效果不佳。

触摸面板的几个趋势是 OGS、 in-cell或 on-cdl,他们的特点之一是蓝宝石片之下直接复� �一层 ITO导电层， 因此蓝宝石片上下两个平面的抛光度要求可能 不一致， 现有技术中没有记载如何获得上下不一致抛光 度的 蓝宝石触摸面板。

现有技术中缺乏一种成熟的金刚线切割成蓝 宝石薄片的切割方法， 现有的金刚线切割方法用于蓝宝石切割 存在易断线， 切割面表面平整度不高以及无法一次切割获得 2mm以下的蓝宝石薄片。

现有的蓝宝石产品厚度都比较厚， 相对强度也比较大， 抛光时用传统的双面抛光设备将产品放入比自 身薄 的游行轮 （夹具） 中加工。 但是随着科技发展， 对产品的重量和厚度要求越来越苛刻， 蓝宝石的厚度也越 减越薄， 比如目前手机发展的方向为大屏幕、 超薄和低重量， 蓝宝石密度较大， 其尺寸越大， 相对的重量 也就越重， 为了实现手机大轻薄的要求， 只能降低蓝宝石的厚度， 基本上将宝石厚度控制在 0.7mm以下比 较合适， 如 0.5mm、 0.4mm和 0.3 mm的厚度。

而传统抛光工艺在加工时出现了大量问题：

1、 对于厚度仅为 lmm甚至更薄的蓝宝石产品， 在高压下很容易被压裂， 导致出现大量破损产品；

2、 由于蓝宝石厚度变薄， 那么抛光用游行轮的厚度随之也要变化， 由于现有游行轮采用金属材料制成， 在其厚度减小时， 尤其是减小到 0.5mm以下后强度严重不足， 在抛光高压力高转速的状态下很容易损坏， 导致产品破损率极高， 甚至出现整批产品报废。 尤其是对于厚度在 0.5mm以下， 且长度大于 120mm， 宽 度大于 55mm的大面板， 采用传统的双面加工更加困难的， 面积越大厚度越低， 使其在抛光时整片所受的 说 明 书

压力要比小面板大很多，且抛光布自身是比 较软的易压缩变形，所以越大的蓝宝石片其压 变形量也就越大， 也越易破碎。

3、 市面缺少一种针对蓝宝石单面抛光的固体蜡， 市售固体蜡用于蓝宝石薄片抛光效果不佳。

玻璃类材料对抗指纹效果的要求是水接触角达 到 115°， 接触角越高， 抗指紋效果越好， 而蓝宝石本身 的水接触角不到 90°， 所以将蓝宝石应用于各类电子视窗的触摸屏， 对其进行抗指紋化处理是很有必要的， 既可以提高屏幕的抗沾污性， 同时还能改善手感， 目前缺乏一种蓝宝石片抗指紋处理方法。

但是， 虽然法拉利以及 Vertu等成功应用了蓝宝石作为屏幕产品， 其整体采用平面结构， 使用时并不 符合人体工程学， 其边缘也仅进行了直倒角处理 （比如 CO. lmm的直倒角）， 而直倒角两侧有明显棱角， 在手机使用过程中容易造成崩边、 缺口， 易割手， 使用时手感不好。

发明内容

本发明提供了一种蓝宝石热复合方法， 解决了单片蓝宝石边、 产生裂紋、 甚至破裂的技术问题。 单层蓝宝石晶体片材在加工过程中由于晶体本 身存在结理面， 所以在加工过程和使用过程中当受到一 定大的外力作用时晶体材料本身会沿着结理面 一定结晶方向崩边、 产生裂紋、 甚至破裂。 这是晶体材料的 固有特性。 为降低加工过程和使用过程中当受到外力作用 时裂紋的产生、 扩张， 本发明提出了多层片材的 复合方案， 利用晶向不同板材之间的复合， 增加了产品的强度， 更适合在大尺寸手机屏和触摸平板电脑及 军用激光窗口的使用； 解决了因强度问题存在的应用局限性， 可以让宝石片材做的更薄更轻且具有优良的 性能。

一种蓝宝石热复合方法， 包括以下步骤：

步骤一， 将要复合的两层或两层以上的蓝宝石片材的复 合面抛光， 其表面粗糙度 Ra达到 1纳米以下， 平 整度 TTV<5微米， LTV<1.5微米， 翘曲度 < 10微米；

步骤二， 将上述抛光后的蓝宝石片材按照晶面取向不同 或侧面的晶轴取向不同进行晶向热复合； 所述蓝宝石片材的热复合条件： 蓝宝石片材置于高温炉中复合， 复合温度高于 1500°C低于蓝宝石熔点

2050 °C ; 充入氦气、 氩气或氮气作为保护气； 保温时间为 1-15小时。

申请人发现， 蓝宝石片材之间在低于其热熔温度的环境下， 由于分子之间的热运动加剧， 在特定上述方案 的特定条件下会形成蓝宝石片材分子之间的键 合。 而蓝宝石片材表面粗糙度、 平整度、 LTV和翘曲度与热 复合良品率息息相关， 其原理可能在于上述因素会影响两个片材之间 的物理距离， 进而影响蓝宝石片材之 间的分子键合过程。

所述蓝宝石片材抛光面间竖直紧靠放置于高 温炉的钼坩埚内。 竖直紧靠放置的优点在于 （请补充） 片材不 容易发生变形， 可以在高温下快速复合。

所述蓝宝石片材水平叠放在一平整度和蓝宝 石片材一致的宝石支撑板上， 但支撑板不进行抛光， 再将支撑 板作为载具放入高温炉的钼坩埚中。 这种水平放置的优点在于 （请补充） 由于上下两片需要复合的宝石在 重力作用下产生正压力， 表面容易贴实而在较低温度下产生复合。

所述蓝宝石片材由第一蓝宝石片和第二蓝宝 石片组成， 其中第一蓝宝石片晶面取向是 a向， 第二蓝宝石片 晶面取向是 c向。

所述蓝宝石片材由蓝宝石表片和蓝宝石底片 组成， 蓝宝石底片由一块中心片和四个角片组成， 中心片和角 片拼合面积与蓝宝石表片一致。

本方案克服了单片蓝宝石片材的缺陷， 同时与 2个完整蓝宝石片材复合的方案相比， 具有更好的强度和韧 性， 因为蓝宝石表片和中心片、 角片的晶向组合更为多样， 可以充分利用蓝宝石各晶向的特性。 而且降低 了成本。 在触摸屏的实际应用中， 发生跌落时大部分的情形为边角线落地， 因此边角部位的特别加强具有 现实意义，而现有技术中大多用圆形倒角来减 轻应力集中，但这种方案没有从根本上解决边 角易碎的问题， 而中心片与角片的方案彻底解决了上述问题。

所述角片的两个边角存在直线倒角。 直角倒角的作用在于将角片之间的接触方式从 点接触改为线接触， 提 高了复合结构的抗剪切力。

所述中心片为棱形片， 所述角片为边角设有直线倒角的三角片。

所述中心片的表层晶面为 a向、 c向或 r向， 所述蓝宝石表片的表层晶面与中心片表层晶面 不相同， 所述 角片的边缘晶向与蓝宝石表片的边缘晶面不相 同。

所述角片的边缘晶向为 m向。 说 明 书

升温和降温速度要小于 200度 /小时， 以免热冲击带来破碎。为使炉内杂质挥发不污 染产品炉压控制在负大 气压， 保护气体可以是氦气、 氩气或氮气， 保护炉内热场不受氧化。 为使材料很好的键合必须达到 1500 摄氏度以上， 但要低于宝石的熔点 2050摄氏度， 如果高于熔点晶体材料将熔化报废。 保温时间要 1~15小 时， 宝石抛光面就能键合粘在一起。

1、 复合面技术参数控制：

先将要复合的两层或两层以上的蓝宝石片材的 复合面抛光， 表面粗糙度 Ra达到 1纳米以下， 平整度 TTV<5微米， LTV<1.5微米， 翘曲度 <10微米。 这样的抛光面才能很好的贴合， 不至于在复合后存在光楔 角而出现干涉环影响产品的外观造成缺陷。

2、 热复合片子的晶向控制

为达到防止裂紋产生和扩张的效果， 这里采用的两层或两层以上的宝石片材的相邻 两层的晶面不同或侧 面的晶轴取向不同晶向复合， 如第 1片的晶面是 a向第 2片是 c向； 又如第 1片晶面是 a向但横向取向是 和 m轴夹角 45度， 第 2片的晶面是 a向但横向取向是 r轴方向。 如两层以上只需相邻两层不同即可达到 效果。

3、 为达到高温复合采取的高温炉装载物理工位方 法

第一种方案是将要符合的抛光面叠合， 不需要复合的片子不要抛光， 以免粘接无法拿开。 竖直放在钼坩 埚内可以将要复合的片子全部靠实， 便于抛光面完全接触， 有利高温键合。

第二种方案是将要复合的片子叠放在一平整度 和片子一样的厚的宝石支撑板上， 但支撑板不要抛光以免 和产品粘住。 再将支撑板作为载具放入高温炉的钼坩埚中， 这样层间压力更利于片子键合为一体。

4、 为使片材复合需要控制的高温炉技术参数

当要符合的宝石片材放入高温炉内时， 升温和降温速度要小于 200度 /小时， 以免热冲击带来破碎。 为使 炉内杂质挥发不污染产品炉压控制在负大气压 ， 保护气体可以是氦气、 氩气或氮气， 保护炉内热场不受氧 化。 为使材料很好的键合必须达到 1500摄氏度以上， 但要低于宝石的熔点 2050摄氏度， 如果高于熔点晶 体材料将熔化报废。 保温时间要 115小时， 宝石抛光面就能键合粘在一起。

5、 将因高温键合而粘接为一体的两层或两层以上 的宝石片材进行外形尺寸加工和抛光达到工件 的技术要 求。

本发明还提供了一种用于检测切割面偏离角 的测量方法，利用倒棱的方法结合 X衍射仪、投影仪进行计算， 求得侧边角度偏差， 保证产品高强度的一致性。

蓝宝石晶体切割时用于检测切割面偏离角的 测量方法， 其特征在于该测量方法包括以下步骤： 步骤一、 首先在大面为 a面的蓝宝石晶锭上用偏振光仪、 X射线晶向仪晶向仪晶向仪检出 c轴、 m轴； 在 于 c轴、 m轴夹角为 45度的方向画出块料所需的尺寸；

步骤二、 将晶锭在单线切割机上切割为按步骤一所设定 尺寸的毛坯， 再放到平面磨上倒出 45度的倒角， 倒角大小不影响到晶片的加工余量， 倒角为 c面或 m面；

步骤三、将倒好角的毛坯放到 X射线晶向衍射仪上测出 c面或 m面的偏离角 a的大小， 再将毛坯放到投影 仪上测出 b角大小； 利用三角形内角公式算出 c角大小； c角就是要检测的偏离角， 偏离角计算公式： c= ( 135+a) -b 。

注意 x射线晶向衍射仪检测的偏离角的对应的的毛� �正反面要和投影时的偏离角的正反面对应。

利用本方案可以较为准确的测量蓝宝石晶体 偏离角， 得到强度更好的切割产品。

本发明的另一个发明目的在于， 提供一种硬度更的触摸屏。

为实现上述目的， 本发明所采用的技术方案是：

一种蓝宝石 OGS触摸面板， 其特征在于， 包括上层蓝宝石盖板、 中层触摸传感器、 下层绝缘保护层， 所 述蓝宝石盖板包括边缘非触控区和中间触控区 ， 所述触摸传感器附于盖板触控区下面， 蓝宝石盖板的非触 控区下面附有遮光材料层， 触摸传感器与 FPC之间的连接线路依附于遮光材料层下面， 绝缘保护层从下面 覆盖触摸传感器及连接线路。

所述蓝宝石盖板为双层不同晶面取向的蓝宝 石片复合而成， 上层蓝宝石层为 C面蓝宝石层， 下层蓝宝石层 为 A面蓝宝石层。

所述遮光材料层为印刷在蓝宝石基板的非触 控区下面的油墨层。 说 明 书

所述触摸传感器为基于双层 ITO导电膜蚀刻加工形成的投射电容传感器。

本发明通过对蓝宝石进行切片及复合加工等 工艺， 将蓝宝石处理成适于作为触摸屏基板的薄片， 并且通过 复合加工， 改善了其物理特性。 由于蓝宝石硬度高于绝大多数矿物， 手机等智能设备在日常使用过程中， 所接触到的各种物体， 均难以在基于蓝宝石材质制作的触摸屏盖板上 划出划痕。 使用基于蓝宝石晶体材料 制作的触摸板盖板， 用户完全可以摆脱贴膜的困扰。 使触摸屏本身的高透低反射等优点充分发挥出 来。 给 曰常使用带来完美的用户体验。

而采用 C面取向的上层蓝宝石层则具有更高的硬度， 下层复合具有更高的断裂模量的 A面取向蓝宝石层， 使基于蓝宝石制作的触摸屏盖板在发挥蓝宝石 高硬度特性的同时， 还具有更高的强度， 使得触摸屏成品具 有更强的抗摔能力。

本发明另一个目的在于， 针对上述蓝宝石触摸面板提出一种蓝宝石 OGS触摸面板的制作方法， 其特征在 于， 包括以下步骤：

( 1 ) 加工蓝宝石基板；

取形状大小相同的单面经研磨的两片晶向取 像不同的蓝宝石片， 其中第一片为 A面蓝宝石片， 第二片为 C 面蓝宝石片， 将第一片蓝宝石片的经研磨表面与第二片蓝宝 石片的经硏磨表面接合得到复合后的蓝宝石基 板半成品；

对复合蓝宝石基板半成品上下表面， 及侧边进行研磨后， 得到蓝宝石基板。 蓝宝石基板的上下表面晶向取 向分别为 C面取向和 A面取向；

(2) 在蓝宝石基板表面制作遮光层薄膜；

利用真空磁控溅射的方法或丝印方法在蓝宝 石基板的 C面取向表面制作均匀的遮光材料层；

(3 ) 对遮光层薄膜通过光刻技术图形化；

通过涂胶、 曝光、 显影、蚀刻和去膜等工艺将附于蓝宝石基板触 控区的遮光材料层去除， 形成不透光边框；

(4) 制作透明导电层；

利用真空磁控溅射的方法在制作透明导电层 薄膜，

然后通过涂胶、 曝光、 显影、 坚膜、 蚀刻和去膜工艺对透明导电层薄膜进行图形化 ；

(5 ) 将带有触控 IC 芯片的 FPC通过热压与所述电极引脚进行电学连接， 形成最终的 OGS触摸屏。 作为优化方案， 所述蓝宝石片材由蓝宝石表片和蓝宝石底片组 成， 蓝宝石底片由一块中心片和四个角片组 成， 中心片和角片拼合面积与蓝宝石表片一致。

本方案克服了单片蓝宝石片材的缺陷， 同时与 2个完整蓝宝石片材复合的方案相比， 具有更好的强度和韧 性， 因为蓝宝石表片和中心片、 角片的晶向组合更为多样， 可以充分利用蓝宝石各晶向的特性。 而且降低 了成本。 在触摸屏的实际应用中， 发生跌落时大部分的情形为边角线落地， 因此边角部位的特别加强具有 现实意义，而现有技术中大多用圆形倒角来减 轻应力集中，但这种方案没有从根本上解决边 角易碎的问题， 而中心片与角片的方案彻底解决了上述问题。

作为进一步的优化方案， 所述角片的两个边角存在直线倒角。 直角倒角的作用在于将角片之间的接触方式 从点接触改为线接触， 提高了复合结构的抗剪切力。

作为进一步的优化方案， 所述中心片为棱形片， 所述角片为边角设有直线倒角的三角片。

与采用有机玻璃板的触摸面板的加工方法相 比， 本发明的蓝宝石触摸面板的加工过程虽然增加 了蓝宝石基 板的制作工艺， 但是省略了两次化学强化工艺， 并不比现有玻璃面板的加工工艺复杂。 却可以得到更优秀 的耐磨防划效果。

可以想到的是， 采用本发明所述的蓝宝石基板， 也可以制作基于 OGS 以外的其它结构的触摸屏， 如 G/G 结构的触摸屏， 将蓝宝石应用于在 G/G结构的触摸屏中时， 蓝宝石片用做最上层盖板。

本发明的另一个目的是提供一种蓝宝石薄片 的加工方法。 该工艺需要使用某种粘合剂将多片蓝宝石薄片 进 行粘合提高厚度， 从而提高单片蓝宝石薄片的材料强度； 后使用 CNC数控设备， 对粘合后的蓝宝石薄片 块进行 CNC数控加工， 以高转速磨削， 低进给的方式加工蓝宝石； 同时提供了一种蓝宝石薄片的非圆孔 打工工艺。

一种蓝宝石薄片的加工方法， 其特征在于该加工方法包括以下步骤：

步骤一， 将多片蓝宝石薄片进行加温， 在蓝宝石薄片的表面涂抹粘合剂， 将蓝宝石片进行层叠粘合、冷却； 说 明 书

以蓝宝石薄片粘合数量控制粘合后蓝宝石块 料的厚度；

步骤二， 将粘合后的蓝宝石块料置于数控机床上进行磨 削和打孔。 将较薄的蓝宝石薄片结合成一个较厚的

±夬料， 可以利用现有 CNC数控机床的夹具进行磨削加工， 解决了薄片加工存在厚度限制的问题， 理论上 可以加工厚度为 0.1mm的蓝宝石薄片。

所述粘合剂的主要组分为改性环氧树脂和氨 基聚醚。

所述粘合剂为主要组分为改性环氧树脂和氨 基聚醚的极性粘合剂。

上述两种方案中的粘合剂在粘结时可提供足 够的粘结力， 同时又可在特定的洗液中洗去， 可实现多层薄片 的多次磨削； 极性特性更易被洗脱液洗脱。

所述打孔包括在蓝宝石薄片内部进行的圆形 孔和带有弧形倒角的非圆形孔， 非圆形孔的制孔过程如下： 在蓝宝石薄片表面画好标线， 选取圆形钻头在标线的端点处进行贯通打孔；

将标线平均分为至少两段， 在分线段的端点处进行贯通打孔；

钻头以高转速磨削低进给的方式进行水平移 动， 实现分线段的连通操作。

所述分线段的长度不大于钻头的直径的 2~4倍。

所述分线段的长度等于钻头直径的 2倍。

发明人研究得出， 分线段长度、 钻头直径的比例关系与打孔良品率的存在关联 ， 不合适的比例关系将造成 边界不平整以及崩边率上升的问题。

所述制孔过程的步骤 C， 钻头带 10° ~ 45° 水平倾角的方式进行横向移动， 实现分线段的连通操作。 所述制孔过程的步骤 C， 两个钻头带 10° 45 ° 水平倾角的方式进行横向相对移动， 实现分线段的连通操 作。

所述制孔过程的步骤 C, 两个钻头分别带 10° ~ 45° 和 135 ° 170° 水平倾角的方式进行横向相向移动， 实现分线段的连通操作。

本发明的另一个目的是提供一种光学级蓝宝 石触摸面板的清洗工艺， 该工艺能通碱性清洗剂对产品表面的 污渍、 油脂产生皂化、 乳化现象来清洁产品， 控制工件的表面的洁净度。 使用碱性液体清洗， 即可是设备 损伤减到最小， 又能满足产品表面的质量。 同时可以同时烘干多片蓝宝石片， 其数量能达到 40 片到 100 片之内， 很大的提高清洗效率。

本发明通过多槽超音波清洗的方法来清洗产 品。

一种蓝宝石触摸面板的清洗方法， 其特征在于由以下步骤组成：

一种蓝宝石触摸面板的清洗方法， 其特征在于由以下步骤组成：

将装有待清洗的蓝宝石触摸面板工件的清洗 筐置于多槽超声波清洗机的清洗槽中进行分步 清洗， 其中第 1 槽和第 2槽内置碱性清洗液， 第 3槽、 第 4槽、 第 5槽、 第 6槽和第 7槽内置纯水， 第 8槽、 第 9槽和第 10槽内置 IPA溶液， 第 11槽使用煤油烘干， 其中第 1槽、 第 2槽和第 3槽温度 75度， 第 11槽温度 110 度。

进一步地， 所述清洗筐内放置了 41片蓝宝石触摸面板工件。

进一步地，所述第 1槽为质量分数 20%的氢氧化钾溶液，第 2槽为质量分数 0.02%的硫酸钠溶液；所述 IPA 溶液为纯异丙醇。

进一步地， 所述第 1槽： 温度 75度， 清洗时间 180秒； 第 2槽： 温度 75度， 清洗时间 120秒； 第 3槽： 温度 75度， 清洗时间 180秒； 第 4槽： 室温， 喷淋时间 30秒； 第 5~10槽： 室温， 清洗时间 60秒； 第 11 槽： 温度 110度， 烘干时间 30秒。

进一步地， 所述第 1槽为质量分数 20%的氢氧化钾溶液， 第 2槽为质量分数 0.01%的碳酸氢钠溶液。 进一步地，所述第 1槽中为质量分数 15%的氢氧化钠溶液，第 2槽中为质量分数 0.02%的磷酸二氢钾溶液。 进一步地， 所述第 1槽中为质量分数 20%氢氧化钾溶液与质量分数 0.02%硫酸钠溶液按 1 :2配比组成的混 合清洗剂； 第 1槽为质量分数 0.02%的硫酸钠溶液。

根据本发明清洗工艺获得的蓝宝石触摸面板 ， 表面无可见污渍、 油渍， 达到 100%。 本清洗方案涉及的清 洗剂组分较少， 清洗废液不会对环境造成大的影响， 产品清洗数量增加， 清洗效率提高。

在蓝宝石加工过程中， 研磨会造成较大的应力， 产品翘曲度增大， 使抛光难度大大增加， 本发明的另一个 发明目的是提供了一种方便实用的蓝宝石加工 过程中的退火方法， 主要用于切割、 研磨后的蓝宝石晶片。 说 明 书

对蓝宝石晶片进行此退火处理， 可以有效去除切割、 研磨过程中的加工应力， 采用该方法退火的晶片加工 应力基本消除， 晶片退火均匀， 退火后的晶片翘曲度小， 利于后期抛光加工。

所述退火方法由以下步骤组成：

步骤一， 将蓝宝石晶体置于退火炉中， 封闭炉腔； 抽真空去除炉腔内空气以及混有的杂质， 并且持续充入 高纯氮气进行保护， 氮气流量稳定在 5~10L/min;

步骤二， 逐步升温 8小时至 1450°C， 升温速比 3°C/min,在此升温速率下， 晶体受热较均匀， 达到设定温度， 步骤三， 保持温度在 1450 持续 8小时；

步骤四， 设定缓慢降温， 降温速比 1.25°C/min ， 程序设定降温 16小时从 1450°C至 250°C， 到 250°C后， 程序关闭， 炉内仍旧持续充入氮气， 降温至 150°C， 关闭氮气， 开炉自然冷却。

本发明的退火优势在于：

1.可以有效去除产品应力， 有利于后道工序加工；

2.退火周期短， 可以提高生产效率， 降低生产成本；

3.操作程序简单， 方便， 过程易控。

本发明有较大的优势， 可以提高产品的良品率， 具有可观的经济效益。

所述步骤一中， 持续充入氮气并稳定流量， 为蓝宝石晶片提供了一个清洁、 稳定的退火环境。

所述步骤二中， 在升温过程中持续通入氮气并按正比速率升温 ， 减少了不必要的分步保温步骤， 不仅不影 响晶片的退火质量， 而且减少了退火时间， 提高了生产效率。

所述步骤三中， 保温过程中， 有持续氮气充入保护， 在此阶段， 产品有一个应力释放的过程。

所述步骤四中， 降温过程中， 降温速率较慢， 持续通入氮气有利于稳定降温速率， 提供较好的降温环境。 本发明的另一个目的是提供一种光学级蓝宝石 触摸面板的研磨减薄工艺， 该工艺能通过研磨压力、 研磨盘 转速、 研磨颗粒粒径、 磨料浓度、 磨料流量来控制工件的减薄速率、 表面损伤层深度。 以提高成品率及成 品表面质量。

为实现上述目的， 本发明提供一种蓝宝石触摸面板的两面研磨方 法： 将蓝宝石片置于上、 下硏磨盘之间进 行研磨， 在上、 下研磨盘之间供给碳化硼研磨液， 控制压力在 200KG-300KG, 控制转速在 20-30rpm/min。 用碳化硼 （摩氏硬度为 9.3 )研磨液， 压力在 200KG-300KG, 转速在 20-30rpm/mm， 上下刚玉研磨盘内进 行研磨的过程。

所述碳化硼 （化学式 B4C) 为一种陶瓷材料， 摩氏硬度为 9.3， 略大于刚玉硬度， 以此为研磨材料， 对蓝 宝石片进行研磨， 可以保持较高的减薄速率， 同时有效防止表面损伤层厚度过大。 通过控制研磨压力及转 速， 有效降低了蓝宝石片的破损率。 根据本发明的研磨工艺获得的蓝宝石触摸面板 ， 一次性合格率大于 95%, 表面粗糙度小于 6u， TTV小于 10u。

作为一种改进， 为了提高研磨效率， 并保证蓝宝石片的低破损率， 提出一种变速研磨方法， 该方法在上述 研磨方法基础上， 包括先后执行的第一研磨步骤和第二研磨步骤 ， 其中，

第一研磨步骤： 压力控制在 280-300KG, 上、 下研磨盘等速旋转， 转速控制在 20-22 rpm/min， 研磨液流量 控制在： 8-10L/min。

第二研磨步骤： 压力控制在 200-220KG, 上、 下研磨盘等速旋转， 转速控制在 28-30 rpm/min， 研磨液流量 控制在： 6-8L/min。

上述改进方案， 首先对初始蓝宝石片采用大压力， 低转速， 大流量的方式进行硏磨， 可有效增加减薄速率， 提高研磨效率。 然后对更薄的蓝宝石片采用低压力， 高转速， 小流量的方式进行研磨， 防止更薄的蓝宝片 碎裂。

由于蓝宝石的晶向特性， 将蓝宝石用于触摸面板时， 优选双层复合不晶面取向的蓝宝石片， 或蓝宝石片与 其它材料复合。 这导致蓝宝石面板的两面具有不同的硬度防裂 等特性。 对此， 本发明做出更进一步改进， 提出如下研磨方法，

方法一 ·· 针对蓝宝石面板为双层复合不晶面取向的蓝宝 石片， 其中， 上表面为 A面， 下表面为 C面， 将复 合的蓝宝石片的 C面朝下置于上、 下研磨盘之间， 控制上研磨盘转速低于下研磨盘转速。

进一步地， 将上下表面隔开， 上下表面研磨液分别供给， 控制上表面与上研磨盘之间的研磨液供给速度 小 于下表面与下硏磨盘之间的硏磨液供给速度。 说 明 书

再进一步地， 将研磨过程按先后分为第一研磨步骤和第二研 磨步骤

第一研磨步骤： 压力控制在 280-300KG, 上研磨盘转速控制在 20-22 rpm/min, 上层研磨液流量控制在： 8-9L/min， 下研磨盘转速控制在 22-24 rpm/min, 下层研磨液流量控制在 9-10L/min。

第二硏磨步骤： 压力控制在 200-220KG, 上研磨盘转速控制在 26-28 rpm/min, 上层研磨液流量控制在： 6-7L/min, 下研磨盘转速控制在 28-30 rpm/min， 下层研磨液流量控制在 7-8L/min。

方法二： 针对蓝宝石面板为蓝宝石片与玻璃复合加工而 成的双层材料， 其中， 上层为蓝宝石层， 下层为玻 璃层， 将蓝宝石层朝下置于上、 下研磨盘之间， 控制上研磨盘转速低于下研磨盘转速。

进一步地， 将蓝宝石片上下表面隔开， 针对上下表面， 研磨液分别供给， 控制上表面与上研磨盘之间的硏 磨液供给速度小于下表面与下研磨盘之间的研 磨液供给速度。

再进一步地， 将研磨过程按先后分为第一研磨步骤和第二研 磨步骤；

第一研磨步骤： 压力控制在 280-300KG, 上研磨盘转速控制在 20-22 rpm/min, 上层研磨液流量控制在： 8-9L/min, 下研磨盘转速控制在 22-24 rpm/min, 下层研磨液流量控制在 9-10L/min。

第二研磨步骤： 压力控制在 200-220KG, 上研磨盘转速控制在 26-28 rpm/min, 上层研磨液流量控制在： 6-7L/min, 下研磨盘转速控制在 28-30 rpm/min, 下层硏磨液流量控制在 7-8L/min。 本发明的另一个目的是提供一种光学级蓝宝石 触摸面板的 CMP工艺， 该工艺不仅可以满足蓝宝石触摸面 板的加工要求， 而且工艺简单， 能有效降低加工成本。

将蓝宝石触摸面板置于上下抛光盘之间进行 ， 用 2种 Si02抛光液， 抛光盘采用无纺布抛光垫粘于上下抛 光盘上， 下盘转速控制在 20-30转 /分之间， 压力控制在 200-300kg之间， 温度控制在 28-33°C之间； 在双 面抛光机上完成抛光过程。

按照本发明的 CMP工艺获得的蓝宝石触摸面板， 一次性合格率大于 80%, 面板的表面粗糙度小于 5nm， 平面度小于 5 μ ιη， 厚薄尺寸公差小于 ± 10 μ ηι。

作为一种改进， 为了提高抛光效率， 并保证蓝宝石片的低破损率， 提出一种变速抛光方法， 该方法在 上述抛光方法基础上， 包括先后执行的第一抛光步骤和第二抛光步骤 ， 其中，

第一抛光步骤：压力控制在 280-300KG,下盘转速控制在 28-30 rpm/min，抛光液粒径中 Si02为 75.0纳米， 抛光液流量控制在： 4-6L/min。

第二抛光步骤： 压力控制在 200-220KG, 上、 下抛光盘等速旋转， 转速控制在 20-22 rpm/min, 抛光液中 Si02粒径为 35.6纳米， 抛光液流量控制在： 2-4L/min。

上述改进方案， 首先对表面粗糙蓝宝石片采用大压力， 大转速， 大粒径， 大流量的方式进行抛光， 可有效 增加抛光去除速率， 提高抛光效率。 然后对经第一步抛光表面更光滑的蓝宝石片采 用低压力， 低转速， 小 粒径， 小流量的方式进行精细抛光， 保证抛光的质量。 该改进方法可在保护抛光质量的前提下， 有效提高 抛光效率。

由于蓝宝石的晶向特性， 将蓝宝石用于触摸面板时， 做出更进一步改进， 提出如下抛光方法， 方法一： 针对晶面取向的蓝宝石片， 其中， 上表面为 C面， 下表面为 C面 (或上表面为 A面， 下表面为 A 面)， 将蓝宝石片的两面朝下置于上、 下抛光盘之间， 控制上抛光盘转速低于下抛光盘转速。

进一步地， 将上下表面隔开， 控制上表面与上抛光盘之间的抛光液供给速度 大于下表面与下抛光盘之间的 抛光液供给速度。

再进一步地， 将抛光过程按先后分为第一抛光步骤和第二抛 光步骤

第一抛光步骤： 压力控制在 280-300KG, 上抛光盘转速控制在 26-28 rpm/min, 上层抛光液流量控制在： 5-6L/min,下抛光盘转速控制在 28-30 rpm/mm，下层抛光液流量控制在 4-5L/min，抛光液粒径为 75.0纳米； 第二抛光步骤： 压力控制在 200-220KG, 上抛光盘转速控制在 20-22 rpm/min, 上层抛光液流量控制在： 3-4L/min，下抛光盘转速控制在 22-24 rpm/min，下层拋光液流量控制在 2-3L/min，抛光液粒径为 35.6纳米。 方法二： 针对蓝宝石面板为蓝宝石片单层材料， 将蓝宝石单层材料置于上、 下抛光盘之间， 控制上抛光盘 转速低于下抛光盘转速。

进一步地， 将蓝宝石片上下表面隔开控制上表面与上抛光 盘之间的抛光液供给速度大于下表面与下抛光 盘 之间的抛光液供给速度。 说 明 书

再进一步地， 将抛光过程按先后分为第一抛光步骤和第二抛 光步骤；

第一抛光步骤： 压力控制在 280-300KG, 上抛光盘转速控制在 26-28 rpm/min, 上层抛光液流量控制在： 5-6L/min， 下抛光盘转速控制在 28-30 rpm/min, 下层抛光液流量控制在 4-5L/min， 抛光液中 Si02粒径为 75.0纳米；

第二抛光步骤： 压力控制在 200-220KG, 上抛光盘转速控制在 20-22 rpm/min, 上层抛光液流量控制在： 3-4L/min, 下抛光盘转速控制在 22-24 rpm/min, 下层抛光液流量控制在 2-3L/min， 抛光液中 Si02粒径为 35.6纳米。

进一步地， 所述抛光液中包含大豆软磷脂和聚氨酯， Si02粒径大小为 30-40和 70-80纳米。 发明人研究结 果证明， 包含大豆软磷脂和聚氨酯、 以及粒径大小为 30-40和 70-80纳米 Si02的抛光液， 具有更佳的蓝宝 石抛光效果， 可能是大豆软磷脂和聚氨酯的组合物中含有供 30-40和 (70-80纳米 Si02中微孔。

总体来说， 本发明的有益效果是： 可以制备大尺寸蓝宝石触摸面板， 消除机械加工损伤层， 获得表面晶格 完整、 平整度 <5微米、 抛光面粗糙度 <5纳米的超光滑表面， 该工艺缩短蓝宝石基片的加工时间， 降低 生产成本。 本发明的另一个目的是提供用于手机面板的一 种蓝宝石薄片金刚线切割工艺， 该工艺需要使用某种粘合剂 将晶棒按特定晶向粘于一种可固定于切片机的 工件夹具。 从特定晶格面， 用导线轮的高转速带动金刚线高 速运动切割。

一种蓝宝石薄片金刚线切片方法， 其特征在于所述切片方法包括以下步骤：

将蓝宝石晶块以 C轴或 M轴中心线为底面粘于工件表面， 切面为 A面；

用金刚线切割蓝宝石晶块获得蓝宝石薄片， 其中金刚线线径为 0.25mm, 金刚石粒径为 30-40 μ m; 线张力 为 35N, 线速度为 12m/s， 工件进给速度为 0.25mm/min， 切割液流量为 350ml/s。 发明人在实践中发现， 金刚线切割时， 工件给进速度与线速度的比值为 1 :2880000时， 金刚线不易发生断裂。

进一步地， 所述切割液温度为 25°C ±2°C。 申请人研究发现切割液温度与断线率为非线性 关系。

进一步地， 所述工件摇摆角度为 2-10 ° ， 工件摇摆频率为 15-40 _C ir/mm。 蓝宝石硬度较高， 发明人研究得 出， 正常的线切割过程容易在金刚线与工件的接触 线上沉积金刚石颗粒及蓝宝石碎屑， 这种沉积现象可能 是造成金刚线断线的主要因素之一， 为了解决这种沉积现象， 适当角度和频率的工件摇摆可以减少碎屑沉 积； 过高的摇摆角度和频率切面容易丢失， 不易切出平整的切面； 过低的角度难以起到除尘作用。

更进一步的， 所述工件摇摆角度为 5° ， 工件摇摆频率为 28 _C ir/min。 该条件下为最优条件。

所述金刚线切割蓝宝石晶块前先将未开刃金 刚线切割废弃晶棒进行开刃。 发明人研究得出， 未经开刃的金 刚线直接切割蓝宝石晶块， 容易在造成崩边和定位不准。

进一步地， 所述其中金刚线线径为 0.25mm， 金刚石粒径为 30-40 μ m， 切割液中含有粒径为 20 μ m金刚石 颗粒和粒径为 50 μ m的刚玉颗粒。

申请人研究得出， 在切割液中加入金刚石颗粒和刚玉颗粒的混合 物， 可以提高金刚线的使用寿命， 同时较 大粒径的刚玉颗粒可以将阻塞在金刚线与工件 的接触线上沉积的金刚石颗粒及蓝宝石碎屑带 走， 减少断线 率。

进一步地， 所述切割液组分含量按重量份如下： 去离子水 100-200， 粒径为 20 μ ηι金刚石颗粒 2-8， 粒径 为 50 μ ιη的刚玉颗粒 1-8， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 10-40。

进一步地，所述切割液组分含量按重量份如 下： 去离子水 100，粒径为 20 μ πι金刚石颗粒 8，粒径为 50 μ πι 的刚玉颗粒 8， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 40。

进一步地，所述切割液组分含量按重量份如 下： 去离子水 100，粒径为 20 μ ηι金刚石颗粒 2，粒径为 50 μ m 的刚玉颗粒 1， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 10。

进一步地，所述切割液组分含量按重量份如 下：去离子水 100，粒径为 20 μ πι金刚石颗粒 6，粒径为 50 μ πι 的刚玉颗粒 7， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 30。

上述方案的切割液配方， 经实践证明可以减少断线率， 提高切面的表面平整度。 本发明所要解决的另一个技术问题是， 提供一种蓝宝石片的单面抛光加工方法， 该加工方法尤其适用于厚 说 明 书

度在 1mm以下的蓝宝石片的抛光处理。

为解决上述技术问题， 本发明摒弃了传统双面抛光依赖于游行轮承载 产品的工艺， 改为贴付于陶瓷盘增加 产品强度的单面抛光工艺。

本发明超薄蓝宝石片的抛光加工方法， 是将切割成片的蓝宝石片通过加热台加热到 120°C， 然后将固态蜡 涂于产品上再均匀贴合于陶瓷盘上， 再将贴好蓝宝石片的陶瓷盘放入单面抛光机上 进行抛光。

进一步地， 切割成片的蓝宝石片的厚度为 0.1-lmm

所述切割成片的蓝宝石片的厚度进一步可缩 小至 0.1-0.5

所述切割成片的蓝宝石片的厚度还可再进一 步可缩小至 0.1-0.3mm

进一步地， 所述陶瓷盘的厚度≡530mm， 平面度≤Ξ5 μ ιη

进一步地， 所述蓝宝石片贴于陶瓷盘上后经冷却处理至室 温， 再放入单面抛光机进行抛光处理。

进一步地， 所述蓝宝石片贴于陶瓷盘上后， 采用重物压在整个蓝宝石片上， 再进行冷却处理。

进一步地， 所述抛光的时间为 2小时。

进一步地，所述固态蜡的组份重量份为：粒 径为 20 μ m的蓝宝石微粉 35-40，粒径为 30 μ m的微晶刚玉 1-5 硬脂酸 20-30， 微晶蜡 8-18， 羊毛脂 2-5， 乙酰胺 0.5-2

更进一步地， 所述固态蜡的组份重量份为： 粒径为 20 μ πι的蓝宝石微粉 38， 粒径为 30 μ πι的微晶刚玉 4 硬脂酸 20， 微晶蜡 18， 羊毛脂 5， 乙酰胺 2

本发明采用单面抛光工艺， 利用具有较大的厚度和强度的陶瓷盘为载体， 使蓝宝石片在高转速和高压力下 无任何变形， 所以很好地避免了蓝宝石片碎裂的问题， 且蓝宝石片能够承受更大的压力和转速， 也相应提 高了生产效率。用单抛设备加工每平方厘米产 品可以加压到 0.5kg， 转速可以达到 60rpm， 而传统加工每平 方厘米仅为 0.2kg， 最高转速为 35rpm。 本发明的抛光加工方法对于加工厚度在 0.5mm 以下， 长度大于 120mm, 宽度大于 55mm的大面板具有重要的意义。 本发明所要解决的另一个技术问题是， 提供一种抗指纹效果好的蓝宝石材料。

为解决上述技术问题， 本发明的抗指紋蓝宝石材料依次包括蓝宝石层 、 50ηιη-50 μ ιη 厚的过渡层和 1 Onm- 1 OOnm厚的抗指紋层。

进一步地， 所述蓝宝石层为单一蓝宝石材料层或蓝宝石复 合材料层。

进一步地， 所述蓝宝石复合材料层由两层不同晶相的蓝宝 石材料层复合得到。

进一步地， 所述蓝宝石复合材料层由 A相蓝宝石材料层和 C相蓝宝石材料层复合得到， 且 A相蓝宝石材 料层位于 C相蓝宝石材料层与过渡层之间， 使 A相蓝宝石层硬度高的特点得到更好发挥。

进一步地， 蓝宝石复合材料层由蓝宝石材料层与玻璃层复 合得到， 且所述蓝宝石材料层位于玻璃层与过渡 层之间。

进一步地， 所述过渡层为经原位生成得到的硅的氧化物层 、 钛的氧化物层或两者的混合物层， 用于增加蓝 宝石材料层与抗指紋层之间的附着力， 其中选用硅的氧化物效果更佳。

进一步地， 所述抗指纹层为含氟化合物层、 含硅化合物层或两者的混合物层。

进一步地， 所述抗指纹层为含氟化合物为硅氧烷类的长链 含氟化合物， 所述含硅化合物为硅氧烷类的长链 含硅化合物， 其中含氟的化合物水接触角大， 含硅的化合物爽滑性好。

进一步地， 所述抗指纹层通过真空蒸镀或磁控溅射沉积到 过渡层上得到。

与现有玻璃抗指纹材料相比， 本发明所提供的抗指纹蓝宝石材料具备了蓝宝 石高硬度的特点， 其莫氏硬度 达到 9级（玻璃只有 7级）， 硬度更高、 耐划伤性能更优异， 其水接触角大于 100° ， 即抗指紋效果与玻璃 类材料一致， 远远优于普通蓝宝石材料的抗指纹效果， 同时手感更加滑爽， 其透过率大于 75%。 通过过渡 层的设置， 使抗指紋层能够牢固附着在蓝宝石材料层上， 本发明的抗指纹蓝宝石材料非常适宜用于手机 、 平板电脑等各类电子产品的触摸窗口。 本发明所要解决的另一个技术问题是， 提供一种新的手机片， 该手机片通过对其整体形状的设计， 使其能 够更好地分散碰撞力， 提高使用寿命， 并更符合人工工程学， 手感更好。

为解决上述技术问题， 本发明的蓝宝石手机片， 包括一个第一表面和一个第二表面， 说 明 书

所述第一表面包括第一主平面、 Rlmm-R24mm的圆弧面和 R0.08mm-R0.12mm的边缘圆倒角， 所述圆弧面 位于第一主平面的四周边缘， 所述边缘圆倒角位于圆弧面的四周边缘。

进一步地， 所述圆弧面的宽度 L为 0.68mm-3.59mm。

进一步地， 所述第一主平面的表平面与圆弧面的连接侧相 切； 所述边缘圆倒角与圆弧面的连接侧内切。 进一步地， 所述第二表面包括第二主平面和 CO.lmm的直倒角， 所述直倒角位于第二主平面的四周边缘。 进一步地， 该蓝宝石手机片的四个角为 R3mm-8mm的边角圆倒角， 用于保护边角， 其尺寸合理， 不仅能 有效起到保护作用 （半径过小时无法起到保护作用）， 而且整体美观度好， 且使加工简便。

进一步地， 该蓝宝石手机片上开设有与手机配套的按键孔 及听筒孔， 所述按键孔及听筒孔在位于第一表面 侧的边缘设有 R0.08mm- R0.12mm的孔边圆倒角。

本发明将现有技术中边缘的直倒角改成了边 缘圆倒角， 因此可以更好地分散碰撞力， 造成崩边缺口的概率 明显降低， 并增加了整个手机片的强度， 使用寿命更加长久。 在手机片的第一主平面与边缘圆倒角之间增 加了圆弧面， 使手机片外观更加美观， 在手握手机时， 手指位置刚好是该圆弧面的位置， 更加符合人体工 程学， 使用手感更加舒适。 且采用合理的弧面半径以及弧面宽度自然过渡 ， 其视觉上和触摸上立体感强更 强， 即视觉效果增强， 使用手感很好， 圆弧面合理的尺寸也使按键孔以及听筒孔能位 于合理的位置， 使用 户操作手机更方便。 按键孔倒圆角之后使得使用按键时更加舒适， 手感很好。 而且不容易造成崩边， 使得 使用时更加安全， 不容易损坏按键。 听筒孔倒圆角之后更加贴合耳朵， 接听电话时更加舒适。 各圆倒角以 及圆弧面尺寸设置合理， 使其效果更加突出。 附图说明

图 1第 1片蓝宝石的晶面是 a向、 第 2片是 c向复合后成为一块的结构示意图。

图 2是第 1片蓝宝石晶面是 a向但横向取向和 m轴夹角 45度、 第 2片的晶面是 a向但横向取向是 r轴方 向复合后为一块的结构示意图。

图 3是第 1片蓝宝石晶面是 c向但横向取向是和 m轴夹角 90度、 第 2片的晶面是 c向但横向取向是 m轴 方向的 2英寸蓝宝石圆形片复合后成为一块的结构示� �图。

图 4为蓝宝石表片和底片的结构示意图。

图 5为蓝宝石表片和底片的结构示意图 （棱片）。

图 6为蓝宝石表片和底片的结构示意图 （倒角）。

图 7为本发明检测切割面偏离角的测量方法步骤� �蓝宝石晶锭示意图。

图 8为本发明检测切割面偏离角的测量方法步骤� �蓝宝石晶锭示意图。

图 9为本发明检测切割面偏离角的测量方法倒角� �割示意图。

图 10为本发明检测切割面偏离角的测量方法偏离� ��示意图。

图 11为本发明蓝宝石触摸面板结构示意图。

图 12为本发明蓝宝石触摸面板另一种结构示意图� ��

图 13为蓝宝石薄片的结构示意图。

图 14为本发明蓝宝石薄片非圆孔加工结构示意图� ��

图 15为本发明单钻头平移加工非圆孔结构示意图� ��

图 16为本发明单钻头水平倾角横移加工非圆孔结� ��示意图。

图 17为本发明双钻头水平倾角相对移动加工非圆� ��结构示意图。

图 18为本发明双钻头水平倾角相向移动加工非圆� ��结构示意图。

图 19为本发明的结构示意图。

图 20为本发明的蓝宝石层为单一蓝宝石材料层时� ��分解结构示意图。

图 21为本发明的蓝宝石层为蓝宝石复合材料层时� ��结构示意图。

图 11为不同晶相蓝宝石材料层复合时的结构示意� ��。

图 23为蓝宝石材料层与玻璃层复合时的结构示意� ��。 说 明 书

具体实施方式

实施例 1

将一片晶面为 a面和一片晶面为 r面的 5英寸长方形蓝宝石片材， 厚度为 0.4mm的蓝宝石单面抛光， 抛 光后表面粗糙度 Ra<0.2纳米, TTV<3微米, LTV0.5微米。抛光面叠合，竖直放入钼坩埚内， 片子之间靠紧， 不留缝隙。放入氦气保护炉内， 炉内压力为 25托， 以 150度 /小时的升温速率加热到 1900摄氏度， 在 1900 摄氏度下保温 10小时， 再以以 150度 /小时的降温速率降至常温。 取出因高温键合粘在一起的复合蓝宝石 晶体片材， 再进行研磨仿形、 打孔、 抛光， 加工成 0.75厚的蓝宝石手机主镜片 （屏幕盖板）。 具有耐划伤、 高透过率、 高强度的手机镜片。

实施例 2

将第 1片晶面是 a向但横向取向是和 m轴夹角 45度， 第 2片的晶面是 a向但横向取向是 r轴方向， 的 4.5长方形英寸蓝宝石片材， 厚度为 0.35mm的蓝宝石单面抛光， 抛光后表面粗糙度 Ra<0.1纳米, TTV<2微 米, LTV<0.3微米。 抛光面叠合， 竖直放入钼坩埚内， 片子之间靠紧， 不留缝隙。 放入氦气保护炉内， 炉内 压力为 25托， 以 150度 /小时的升温速率加热到 1800摄氏度， 在 1800摄氏度下保温 15小时， 再以以 150 度 /小时的降温速率降至常温。 取出因高温键合粘在一起的复合蓝宝石晶体片 材， 再进行研磨仿形、 打孔、 抛光， 加工成 0.65厚的蓝宝石手机主镜片 （屏幕盖板）。 具有耐划伤、 高透过率、 高强度的手机镜片。 实施例 3

将第 1片晶面是 a向但横向取向是和 m轴夹角 45度， 第 2片的晶面是 a向但横向取向是 r轴方向， 的 7 英寸长方形蓝宝石片材， 厚度为 0.4mm 的蓝宝石单面抛光， 抛光后表面粗糙度 Ra<0.1 纳米, TTV<2 微 米, LTVOJ微米。 抛光面叠合， 水平放在相同平整度经过研磨但未经抛光的蓝 宝石平面载具上， 可以叠放 若干层， 再将载具放入钼坩埚内。 放入氦气保护炉内， 炉内压力为 25托， 以 150度 /小时的升温速率加热 到 1700摄氏度， 在 1700摄氏度下保温 15小时， 再以以 150度 /小时的降温速率降至常温。 取出因高温键 合粘在一起的复合蓝宝石晶体片材， 再进行研磨仿形、 打孔、 抛光， 加工成 0.75厚的蓝宝石手机平板电脑 屏幕盖板。 成为具有耐划伤、 高透过率、 高强度的电脑主屏镜片。

实施例 4

将第 1片晶面是 a向但横向取向是和 m轴夹角 45度， 第 2片的晶面是 a向但横向取向是 r轴方向， 的 7 英寸长方形蓝宝石片材， 厚度为 0.4mm 的蓝宝石单面抛光， 抛光后表面粗糙度 Ra<0.1 纳米, TTV<2 微 米, LTV<0.3微米。 抛光面叠合， 水平放在相同平整度经过研磨但未经抛光的蓝 宝石平面载具上， 可以叠放 若干层， 再将载具放入钼坩埚内。 放入氦气保护炉内， 炉内压力为 25托， 以 150度 /小时的升温速率加热 到 1700摄氏度， 在 1700摄氏度下保温 15小吋， 再以以 150度 /小时的降温速率降至常温。 取出因高温键 合粘在一起的复合蓝宝石晶体片材， 再进行研磨仿形、 打孔、 抛光， 加工成 0.75厚的蓝宝石手机平板电脑 屏幕盖板。 成为具有耐划伤、 高透过率、 高强度的电脑主屏镜片。

实施例 5

将第 1片晶面是 c向但横向取向是和 m轴夹角 90度， 第 2片的晶面是 c向但横向取向是 m轴方向， 的 2 英寸蓝宝石圆形片材， 厚度为 0.7mm 的蓝宝石单面抛光， 抛光后表面粗糙度 Ra<0.1 纳米, TTV<2 微 米, LTV<0.3微米。 抛光面叠合， 水平放在相同平整度经过研磨但未经抛光的蓝 宝石平面载具上， 可以叠放 若干层， 再将载具放入钼坩埚内。 放入氦气保护炉内， 炉内压力为 25托， 以 150度 /小时的升温速率加热 到 2000摄氏度， 在 2000摄氏度下保温 8小时， 再以以 150度 /小时的降温速率降至常温。取出因高温键合 粘在一起的复合蓝宝石晶体片材， 再进行研磨、 抛光， 加工成 1.35厚的蓝宝石激光窗口片。 成为具有高透 过率、 高强度的激光制导军用窗口片。

实施例 6

如图 4所示， 蓝宝石复合结构由表片 1、 中心片 21和角片 22组成。 中心片 21和角片 22组合面积与表片 1相等。

实施例 7

如图 5所示， 与实施例 6不同的是， 中心片 21为棱形片， 角片 22为三角片。

实施例 8

如图 6所示， 与实施例 7不同的是， 角片 22具有直线倒角 221。 说 明 书

实施例 9

a、 将使用面为 a面的毛坯切割块用 45度夹具在平面磨上倒角， 倒角与 c轴垂直。

b、 在 _X 射线晶向测试仪上读取数值。

C、 从读数除 2计算出倒角偏差 a=1.18。

d、 在投影仪上读出角度 b=135.046。

e、 算出偏离角。

C=135+l.18-135.046=1.134 (度）。

实施例 10

a、 将使用面为 a面的毛坯切割块用 45度夹具在平面磨上倒角， 倒角与 m轴垂直。

b、 在 X射线晶向测试仪上读取数值。

C、 从读数除 2计算出倒角偏差 a=0.67。

d、 在投影仪上读出角度 b=135.30。

e、 算出偏离角

C=135+0.67-135.30=0.37 (度）。

实施例 11

参照图 11， 该图所示为本发明所述 OGS触摸面板的一种具体结构， 包括上层蓝宝石盖板、 中层 ITO 导电层（加工成触摸传感器） 3a、 下层绝缘保护层 4a， 蓝宝石盖板包括边缘非触控区 8a和中间触控区 9a， 所述蓝宝石盖板包括上层 C面蓝宝石层 7a和下层 A面蓝宝石层 6a。 所述 ITO导电层 3a附于蓝宝石盖板 下层 A面蓝宝石层 6a对应触控区的表面，蓝宝石盖板的 A面蓝宝石层对应非触控区的表面附有油墨层 1， ITO导电层 3a与 FPC之间的连接线路 5a依附于遮光材料层下面， 绝缘保护层 4a从下面覆盖 ITO导电层 3a及连接线路 5a。

所述油墨层的厚度为 8nm-15nm。 所述 ITO导电层厚度为 10nm-20nm。

所述蓝宝石盖板厚度为 0.3mm-0.8mm。

所述蓝宝石盖板边缘加工有导角结构。

触摸面板的制作过程， 包括以下步骤。

( 1 ) 加工蓝宝石基板；

分别将晶面取向为 A面和 C面的两片蓝宝石片， 加工成形状和大小相同的薄片；

对加工好的两片蓝宝石薄片的一个表面进行研 磨， 使表面更光洁平整；

将第一片蓝宝石片的经研磨表面与第二片蓝宝 石片的经研磨表面接合得到复合后的蓝宝石基 板半成 品， 其中 C面晶面取向的蓝宝石层的表面做为上表面， A面晶面取向的蓝宝石层的表面作为下表面； 对复合完成的蓝宝石基板半成品上、 下表面， 及侧边进行研磨后， 得到蓝宝石基板。 此时， 蓝宝石基 板的上下表面晶向取向分别为 C面取向和 A面取向；

在上述过程中， 单片蓝宝石片材厚度小于 0.4mm, 复合后， 分别从上下两面进行研磨， 成品厚度保护 在于 0.4mm-0.6mm之间；

(2 ) 在蓝宝石基板表面制作遮光层薄膜；

利用真空磁控溅射的方法或丝印方法在蓝宝石 基板的 C面取向表面制作均匀的遮光材料层；

(3 ) 对遮光层薄膜通过光刻技术图形化；

通过涂胶、 曝光、 显影、 蚀刻和去膜等工艺将附于蓝宝石基板触控区的 遮光材料层去除， 形成不透光 边框； 说 明 书

(4 ) 制作透明导电层；

利用真空磁控溅射的方法在制作透明导电层薄 膜，

然后通过涂胶、 曝光、 显影、 坚膜、 蚀刻和去膜工艺对透明导电层薄膜进行图形化 ， 具体工艺参数： 镀膜真空度： 0.0卜 0.5Pa， 温度： 220~300°C， 透明导电层的厚度 10nm~20nm ；

涂布光刻胶， 将蚀刻的透明导电层覆盖， 光刻胶的厚度 1600~2000nm， 均匀性 5% 以内， 预烘温度： 80-90 °C ；

对光刻胶进行曝光，即在光刻胶上光刻电极图 形，曝光条件为：紫外光波长 : 365nm，光通量：100 120mj， 透明导电层的电极图案的光罩是铬版， 距离基板的尺寸 100um~200um ；

对光刻胶显影并硬化， 采用 NaOH， 浓度 0.1 0.08MOL/L, 温度： 20~35°C， 时间 50 秒〜 120秒， 硬化 温度： 100-120 °C , 时间 30 35 分钟；

蚀刻透明导电层， 形成透明导电层电极图形， 蚀刻使用材料： HCL60%~65%十 HO240%~35%， 温度： 40-45 °C , 时间： 120~220秒；

去除光刻胶， 形成透明导电图案功能电极， 使用材料： NaOH, 浓度 2.0~1.5 MOL/L, 温度： 30~35°C， 时间 100秒〜 120 秒， 最后用纯水漂洗；

( 5 ) 将带有触控 IC 芯片的 FPC 通过热压与所述电极引脚进行电学连接， 形成最终的 OGS触摸屏。 实施例 12

如图 13 18所示， 将 4片蓝宝石薄片进行加温， 在蓝宝石薄片表面涂抹粘合剂后将 4片蓝宝石片进行叠合， 冷却。 以蓝宝石薄片粘合数量控制粘合后蓝宝石块厚 度。 将蓝宝石块厚度控制在 10mm~15mm。 粘合剂为 主要成分为改性环氧树脂和氨基聚醚的极性粘 合剂， 可根据需要进行拆除。

其中， 非圆孔的打孔方式为， 先在两端和中部打竖直孔， 然后水平平移。 分线段 L与钻头直径 R的关系为 2-4:1

使用 CNC数控三轴联动雕刻机， 磨削工具材料选用电镀金刚砂， 颗粒目数为 200目〜 1000目。 加工过程中， 线速度为 4m/s以上， 以高转速磨削， 低进给的方式加工蓝宝石。

加工参数： 蓝宝石片厚： 0.5mm _; 粘合数量： 4pcs; 转速： 40000rpm/min (以 2mm直径磨头为例）； 进给：

0.02mm/次。 上述加工参数与蓝宝石薄片的成型有关。

按照本实施例的工艺加工蓝宝石薄片打孔， 粘合后可以有效防止蓝宝石薄片在加工过程中 碎裂， 电镀金刚 砂磨头的高速低进给可以在坚韧的蓝宝石表面 进行打磨， 并打孔。 以 CNC的数控加工精度控制所需孔的要 求， 孔的精度可以达至 IjO.Olmm, 良品率可达到 99%。

本实施例的另一个方案非圆孔的打孔方式为 ，先在两端和中部打竖直孔，然后钻头与水平 方向夹角 10°~ 45° 水平横移。 这种方式可以降低对钻头整体强度要求， 加快加工过程， 节省加工时间。

分线段 L与钻头直径 R的关系为 2: 1。

本实施例的另一个方案方案非圆孔的打孔方 式为， 先在两端和中部打竖直孔， 然后双钻头与水平方向夹角 10°~ 45°水平相对平行的横移。 这种方式可以降低对钻头整体强度要求， 加快加工过程， 进一步节省加工 说 明 书 时间。

分线段 L与钻头直径 R的关系为 4: 1。

本实施例的另一个方案方案非圆孔的打孔方 式为， 先在两端和中部打竖直孔， 然后双钻头与水平方向夹角 10°~ 45°和 135°~170°水平相向横移。 这种方式可以降低钻头整体强度要求， 加快加工过程， 进一步节省加 工时间。

分线段 L与钻头直径 R的关系为 3: 1。

实施例 13

使用 11槽超声波清洗设备， 使用清洗筐内装片 41片， 第 1槽使用氢氧化钾清洗剂， 浓度 20%， 第 2槽使 用硫酸钠清洗剂浓度 0.02%， 第 3、 4、 5、 6、 7槽使用纯水， 第 8、 9、 10槽使用纯 IPA, 第 11槽使用煤 油， 超音波功率设定 2.0W, 加工参数：

第 1槽： 温度 75度， 清洗时间 180秒

第 2槽： 温度 75度， 清洗时间 120秒

第 3槽： 温度 75度， 清洗时间 180秒

第 4槽： 室温， 喷淋时间 30秒

第 5~10槽： 室温， 清洗时间 60秒

第 11槽： 温度 110度， 烘干时间 30秒

按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板， 产品表面去污、 去油合格率为 100%。

本方案可以有效的加各种尺寸蓝宝石面板， 有效控制产品洁净度， 该工艺成品率高， 生产成本低。

本实施例的另一个方案是第 1槽为质量分数 20%的氢氧化钾溶液，第 2槽为质量分数 0.02%的硫酸钠溶液。 本实施例的另一个方案是第 1槽为质量分数 20%的氢氧化鉀溶液， 第 2槽为质量分数 0.01%的碳酸氢钠溶 液。

本实施例的另一个方案是方案第 1槽中为质量分数 20%氢氧化钾溶液与质量分数 0.02%硫酸钠溶液按 1 :2 配比组成的混合清洗剂； 第 2槽为质量分数 0.02%的硫酸钠溶液。

本实施例的另一个方案是第 1槽中质量分数 15%的氢氧化钠溶液， 第 2槽中为质量分数 0.02%的磷酸二氢 钾溶液。

本实施例的另一个方案是第 1槽中质量分数 15%的氢氧化钠溶液， 第 2槽中为质量分数 0.02%的磷酸二氢 钾溶液， 第三槽中为质量分数为 0.02%的 EDTA二钠溶液。

本实施例的另一个方案是第三槽中为质量分 数为 0.02%的 EDTA二钠溶液。

本实施例的另一个方案是第 1槽中为质量分数 20%氢氧化钾溶液与质量分数 0.02%硫酸钠溶液按 1 :2配比 组成的混合清洗剂； 第 2槽为质量分数 0.02%的硫酸钠溶液

本实施例的另一个方案是第 3槽为质量分数为 0.05%的醋酸溶液。

实施例 14

一种用于蓝宝石加工过程中的退火方法， 由以下步骤组成：

步骤一， 将蓝宝石晶体置于退火炉中， 封闭炉腔； 抽真空去除炉腔内空气以及混有的杂质， 并且持续 充入高纯氮气进行保护， 氮气流量稳定在 5L/min;

步骤二， 逐步升温 8小时至 1450 °C， 升温速比 3°C/min,在此升温速率下， 晶体受热较均勾， 达到设定 温度，

步骤三， 保持温度在 1450°C 持续 8小时；

步骤四， 设定缓慢降温， 降温速比 1.25'C/min ， 程序设定降温 16小时从 1450°C至 250 ， 到 250°C 说 明 书 后， 程序关闭， 炉内仍旧持续充入氮气， 降温至 150°C， 关闭氮气， 开炉自然冷却。

本实施例的另一个方案是， 氮气流量稳定在 6L/min。 申请人研究得出， 氮气流量在 6L/min时， 气体 扰流和湍流现象较少， 同时能提供最佳的流体升降温环境。 扰流和湍流现象会弓 I发晶体表面的毛燥和不均 匀， 对稳定的应力释放不利。

本实施例的另一个方案是， 氮气流量稳定在 10L/min。 申请人发现， 10L/ min的气体流量具有更快的 升降温效率， 但是会产生扰流和湍流， 只有在炉腔体积 300L以上时， 扰流和湍流现象较小。

本实施例的另一个方案是， 氮气流量稳定在 8L/min。

本实施例的另一个方案是， 氮气流量稳定在 6L/min。

步骤四， 设定缓慢降温， 降温速比 1.25°C/ _m in ， 程序设定降温 16小时从 1450°C至 250°C， 到 250°C 后， 程序关闭， 启动升温程序， 升温速比 3°C/min， 炉内仍旧持续充入氮气， 升温至 310摄氏度后， 启动 降温程序， 降温至 150°C后， 关闭氮气， 开炉自然冷却。

申请人发现， 在步骤四的降温过程中加入一个升温工序， 对蓝宝石晶体表面的强度有增强作用， 特别 是含尖角部分的蓝宝石晶体， 其韧性大为提高， 不易断裂。

本实施例的另一个方案是， 本方案采用氩气和氮气的混合气替代单一的氮 气， 氩气和氮气的比例为 1: 10。 申请人发现， 在氮气中掺入适量的氩气， 有利于提高退火后蓝宝石晶体的表面平整度， 减少表面毛 刺。

本实施例的另一个方案是， 本方案采用氦气和氮气的混合气替代单一的氮 气， 氦气和氮气的比例为 3: 10。 申请人发现， 在氮气中掺入适量的氦气， 有利于提高退火后蓝宝石晶体的表面平整度， 减少表面毛 刺。

实施例 15

选择磨料粒径为 12-14u左右， 碳化硼研磨液浓度为 19%对单层或双层蓝宝石触摸面板进行双面研磨 减薄加工， 加工参数： 压力： 250KG, 转速： 25rpm/min， 流量： 8L/mm， 时间： 30min， 按照本实施例的 工艺加工蓝宝石触摸面板， 去除率达到 1.3u/min， 表面粗糙为 3.5u， TTV为 6u， 合格率为 98%。 本发明可 以有效的加工大尺寸蓝宝石面板， 控制产品 TTV 的， 获得较小的表面粗糙度， 较浅的损伤层深度。 该工 艺可以缩短抛光时间， 降低生产成本。

本实施例的另一个方案是： 选择磨料粒径为 12- 14U左右， 碳化硼研磨液浓度为 19%对单层或双层蓝 宝石触摸面板进行双面等速研磨减薄加工，包 括第一研磨步骤，加工参数：压力： 280KG,转速： 23rpm/mi _n ， 流量： 8L/min， 时间： 16min; 第二研磨步骤， 加工参数： 压力： 240KG, 转速： 28rpm/min， 流量： 8L/min， 时间： 8mm; 按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板， 平均去除率达到 1.5u/min， 表面粗糙为 3.5u， TTV 为 6u， 合格率为 97.6%。 本实施例的另一个方案是： 选择磨料粒径为 12-14u左右， 碳化硼研磨液浓度为 19%对双层复合蓝宝石触摸面板进行双面等速研 磨减薄加工， 所述蓝宝石面板上表面为 A面， 下表面为 C 面。 将蓝宝石触摸面板 C面朝下， 置于上、 下研磨盘之间， 蓝宝石片上下表面隔开， 针对上下表面， 研磨 说 明 书

液分别供给。 具体参数如下： 压力： 280KG, 上研磨盘转速： 24rpm7min， 下研磨盘转速： 28rpm/min， 上 表面研磨液流量： 6L/min， 下表面研磨液流量： 8L/min， 时间： 26min; 按照本实施例的工艺加工蓝宝石 触摸面板， 平均去除率达到 1.40u/min， 双表面粗糙度均达到 3.4u， TTV为 6u， 合格率为 97.4%。

本实施例的另一个方案是： 选择磨料粒径为 12- 14U左右， 碳化硼研磨液浓度为 19%对双层复合蓝宝 石触摸面板进行双面等速研磨减薄加工， 所述蓝宝石面板上表面为 A面， 下表面为 C面。将蓝宝石触摸面 板 C面朝下， 置于上、 下研磨盘之间， 蓝宝石片上下表面隔开， 针对上下表面， 研磨液分别供给。

具体研磨步骤包括第一研磨步骤， 加工参数： 压力： 280KG, 上研磨盘转速： 23rpm/min， 下研磨盘转 速： 25rpm/min， 上表面研磨液流量： 6L/min， 下表面研磨液流量： 8L/min， 时间： 16min; 第二研磨步骤， 加工参数： 压力： 240KG, 上研磨盘转速： 27rpm/min， 下研磨盘转速： 29rpm/min， 上表面研磨液流量： 6L/min, 下表面研磨液流量： 8L/min， 时间： 8min; 按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板， 平均去除 率达到 1.53u/min， 双表面粗糙度均达到 3.5u， TTV为 6u， 合格率为 97.9%。

实施例 16

在压力为 250kg， 温度为 28-33 的条件下， 利用双面抛光机和纳米抛光液对蓝宝石触摸面 板进行抛光， 使 蓝宝石触摸面板的表面粗糙度达到 5nm以下、 无应力、 无翘曲变形。

工艺参数为： 抛光液中 Si(¾微粒直径为： 35.6nm， 抛光盘转速： 25转 /分， 抛光时间 t=300min， 抛光 压力 p=250kg， 抛光液的 pH=9.6， 抛光温度： 28-33 °C， 抛光液流量： 4L/min。

按照本实施例的 CMP工艺获得的蓝宝石触摸面板，一次合格率为 86.5%，面板的表面粗糙度为 0.5nm， 平面度为 4μπι， 厚薄尺寸公差为 8μπι。

本实施例的另一个方案是：选择磨料粒径为 35.6nm和 75.0 的 Si0 ₂ 抛光液，对蓝宝石触摸面板进行 双面抛光加工， 抛光液的 pH=9.6( 0j)， 抛光温度： 28-33 °C， 具体包括，

第一抛光步骤， 加工参数： 压力： 280KG, 转速： 2&pm/min， 抛光液中 S\Q 粒径: 75.0 流量： 4L/min， 时间： 160min; 第二抛光步骤， 加工参数： 压力： 240KG, 转速： 23rpm/min， 抛光液中 S Oi粒径: 35.6 流量： 4L/min， 时间： 80min _;

按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板， 一次合格率为 88.7%, 面板的表面粗糙度为 0.5nm, 平面 度为 4μηι, 厚薄尺寸公差为 8μηι。

本实施例的另一个方案是： 选择磨料粒径为 75.0nm的 Si0 ₂ 抛光液， 对蓝宝石触摸面板进行双面抛光 加工， 抛光液的 pH=10.1， 抛光温度： 28-33 °C， 所述蓝宝石面板上表面为 C面， 下表面为 C面 (或上表面 为 A面， 下表面为 A面)。 将蓝宝石触摸面板置于上、 下抛光盘之间， 蓝宝石片上下表面隔开，

具体参数如下： 压力： 280KG, 上抛光盘转速： 24rpm/min， 下抛光盘转速： 28rpm/min， 上表面抛光液流量： 5L/min， 下表面抛光液流量： 3L/min， 时间： 260min;

按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板， 一次合格率为 85.8%， 面板的表面粗糙度为 0.5nm， 平面 度为 4μηι， 厚薄尺寸公差为 8μηι。 说 明 书 本实施例的另一个方案是： 选择磨料粒径为 35.6nm(75.0 _W m)的 Si0 ₂ 抛光液，对蓝宝石触摸面板进行双 面抛光加工， 抛光液的 ρΗ=9.6(70. )， 抛光温度： 28-33 °C， 所述蓝宝石面板上表面为 C面， 下表面为 C 面 (或上表面为 A面， 下表面为 A面：)。将蓝宝石触摸面板置于上、 下抛光盘之间， 蓝宝石片上下表面隔开， 具体抛光步骤包括， 第一抛光步骤， 加工参数： 压力： 280KG, 上抛光盘转速： 27rpm/ _m m， 下抛光盘转速： 29rpm/min， 抛光液中 S\Q ₂ 粒径: 80.0 上表面抛光液流量： 5L/min， 下表面抛光液流量： 3L/min， 时间： 160min; 第二抛光步骤， 加工参数： 压力： 240KG, 上抛光盘转速： 23rpm/min， 下抛光盘转速： 25rpm/min， 抛光液中 S C 粒径: 306

上表面抛光液流量： 5L/min， 下表面抛光液流量： 3L/min， 时间： 80min;

按照本实施例的工艺加工蓝宝石触摸面板， 一次合格率为 89.1%, 面板的表面粗糙度为 0.5nm, 平面 度为 4μηι, 厚薄尺寸公差为 8μηι。

本实施例的另一个方案是： 本方案的两步抛光作业在上下两个独立的密闭 空间内进行， 上表面抛光液 与下表面抛光液互不连通。

本实施例的另一个方案是： 本方案的抛光液中的大豆软磷脂、聚氨酯和 Si0 ₂ 的摩尔比为 1 : 1 : 1.5。发明 人硏究发现， 在此比例下抛光液的抛光效果最佳。

本实施例的另一个方案是： 本方案的抛光液中的大豆软磷和 Si0 ₂ 的摩尔比为 1 : 1.5。

本实施例的另一个方案是： 本方案中抛光液中的聚氨酯和 Si〇 ₂ 的摩尔比为 1 : 1.5。

本实施例的另一个方案是： 本方案中抛光液中的大豆软磷脂、 聚氨酯和 Si(¾的摩尔比为 1 :2: 1.5。 本实施例的另一个方案是： 本方案上表面抛光液与下表面抛光液单向连通 ， 上表面抛光液可流向蓝宝 石下表面， 而下表面抛光液不能倒流进上表面。

实施例 17

将蓝宝石晶块以 C-axis和 M-axis中心线为底面粘于工件表面， 切面为 A-plane。 金刚线线径： 0.25mm， 金刚 线金刚石粒径： 30-40μηι。 将未开刃金刚线切割废弃晶棒开刃。 加工参数： 张力： 35Ν, 线速度： 12m/s， 工件进给： 0.25mm/min， 切割液流量： 350ml/s， 切割液温度： 25 C 工件摇摆角度： 5°， 工件摇摆频率： 28cir/mino按照本实施例的蓝宝石金刚线切割工� �获得的蓝宝石薄片，一次合格率为 97 % ,平面度为 ΙΟμηι, 翘曲为 ΙΟμηι, 厚薄尺寸公差为 12μηι。 本发明的有益效果是： 可以制备大尺寸蓝宝石触摸面板毛坯产品， 该工艺缩短蓝宝石切片的加工时间， 提高生产质量， 降低生产成本。

本实施例的另一个方案是： 本方案加工参数： 张力： 35Ν， 线速度： 9.6m/s， 工件进给： 0.2mm/min， 切割 液流量： 350ml/s， 切割液温度： 35°C， 工件摇摆角度： 1 工件摇摆频率： 15cir/min。

本实施例的另一个方案是： 本方案加工参数： 张力： 35N, 线速度： 12m/s， 工件进给： 0.25mm/min， 切割 液流量： 350ml/s， 切割液温度： 35°C， 工件摇摆角度： 10°， 工件摇摆频率： 40cir/min。

本实施例的另一个方案是： 本方案加工参数： 张力： 35N, 线速度： 9.6m/s， 工件进给： 0.2mm/min， 切割 说 明 书

液流量： 350ml/s， 切割液温度： 45°C， 工件摇摆角度： 5°， 工件摇摆频率： 28cir/min。

本实施例的另一个方案是： 本方案金刚线中金刚石的粒径为 50μιη， 切割液中金刚石的粒径为 30-40μιη。 较 大粒径的金刚线与较小粒径的切割液配合， 可以提高蓝宝石晶块的表面平整度， 可以切割出低于 2mm厚度 的蓝宝石薄片。

本实施例的另一个方案是：本方案切割液组 分含量按重量份如下：去离子水 100，粒径为 20μηι金刚石颗粒 2， 粒径为 50μηι的刚玉颗粒 1， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 10。

本实施例的另一个方案是： 本方案所述切割液组分含量按重量份如下： 去离子水 150， 粒径为 20μηι金刚石 颗粒 6， 粒径为 50μηι的刚玉颗粒 5， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 20。

本实施例的另一个方案是： 本方案所述切割液组分含量按重量份如下： 去离子水 200， 粒径为 20μηι金刚石 颗粒 8， 粒径为 50μηι的刚玉颗粒 8， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 40。

本实施例的另一个方案是： 本方案所述切割液组分含量按重量份如下： 去离子水 120， 粒径为 20μιη金刚石 颗粒 4， 粒径为 50μπι的刚玉颗粒 4， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 15。

本实施例的另一个方案是： 本方案所述切割液组分含量按重量份如下： 去离子水 180， 粒径为 20μηι金刚石 颗粒 7， 粒径为 50μηι的刚玉颗粒 7， 分子量为 200的聚乙二醇 32， 硼酸酯 40。

实施例 18

将 0.5mm厚， 且长度为 145mm， 宽度为 66mm的蓝宝石片通过通用的加热台加热到 120°C， 再将熔 点为 80°C的固态蜡均匀的涂抹在产品上， 再用 10kg的重物压在整个蓝宝石片上， 让其均匀地贴合于陶瓷 盘上， 再将陶瓷盘移动到通用的冷却盘上（冷却温度 在 15°C以下）冷却， 等陶瓷盘的温度达到室温时取下 陶瓷盘，装入单面抛光设备，将设备压力定为 产品每平方厘米 0.5kg，转速 60rpm (即转速为 60转每分钟）， 加工时间设定为 2h， 开启设备抛光产品， 到达时间后下机取片， 用同样的流程加工第二个面， 完成整个产 品的抛光。

所述固态蜡的组份重量份为： 粒径为 20μηι的蓝宝石微粉 35， 粒径为 30μιη的微晶刚玉 1， 硬脂酸 20， 微晶蜡 8， 羊毛脂 2， 乙酰胺 0.5。

本实施例的另一个方案是： 蓝宝石片厚度为 0.4mm， 长度为 130mm， 宽度为 60mm。

所述固态蜡的组份重量份为： 粒径为 20μιη的蓝宝石微 40， 粒径为 30μηι的微晶刚玉 5， 硬脂酸 30， 微晶蜡 18， 羊毛脂 5， 乙酰胺 2。

本实施例的另一个方案是： 蓝宝石片厚度为 0.1mm, 长度为 125mm， 宽度为 57mm。

所述固态蜡的组份重量份为： 粒径为 20μηι的蓝宝石微粉 38， 粒径为 30μιη的微晶刚玉 4， 硬脂酸 20， 微晶蜡 18， 羊毛脂 5， 乙酰胺 2。

本实施例的另一个方案是： 蓝宝石片厚度为 0.7mm， 长度为 150mm， 宽度为 69mm。 说 明 书 所述固态蜡的组份重量份为： 粒径为 20μπι的蓝宝石微粉 38， 粒径为 30μπι的三氧化二铝粉 10， 硬脂 酸 20， 微晶蜡 18， 羊毛脂 5， 乙酰胺 2。

本实施例的另一个方案是： 蓝宝石片厚度为 lmm， 长度为 180nmi， 82mm。

所述固态蜡的组份重量份为：粒径为 20μπι的蓝宝石微粉 38，粒径为 40μπι的二氧化硅 4，粒径为 40μπι 的氧化锆 6， 硬脂酸 20， 微晶蜡 18， 羊毛脂 5， 乙酰胺 2。

各实施例中所得到的蓝宝石片， 可根据大小适用于手机、 平板电脑等各种产品。

实施例 19 本实施例涉及的抗指纹蓝宝石材料结构如图 19所示， 其分解结构示意图如图 20所示， 依次为蓝宝石 层 lb、 过渡层 2b、 抗指纹层 3b， 其中蓝宝石层 lb为 0.5mm厚的纯 A相蓝宝石材料层， 过渡层 2b为经原 位生成得到的硅的氧化物， 厚度为 80nm _; 抗指纹层 3b为硅氧烷类的长链含氟化合物且厚度为 15nm， 抗 指纹层 3b通过真空蒸镀沉积到过渡层 2b上得到。

所得材料透过率为 82%， 水接触角为 116°， 莫氏硬度 9， 手感滑爽。

本实施例的另一个方案是： 其结构依次为蓝宝石层 lb、 过渡层 2b、 抗指紋层 3b， 其中蓝宝石层 lb为 0.4mm厚的纯 C相蓝宝石材料层， 过渡层 2b为经原位生成得到的硅的氧化物， 厚度为 950nm _; 抗指纹层 3b为硅氧垸类的长链含硅化合物， 厚度为 60nm， 抗指紋层 3b通过真空蒸镀沉积到过渡层 2b上得到。

所得材料透过率为 85%, 水接触角为 112°, 莫氏硬度 9， 手感滑爽。

本实施例的另一个方案是： 其结构依次为蓝宝石层 lb、 过渡层 2 b、 抗指紋层 3 b， 蓝宝石层 1 b (由 蓝宝石材料层一 11 b与蓝宝石材料层二 12 b经热复合或胶黏剂复合， 其中蓝宝石材料层一 11 b为 0.3mm 厚的 A相蓝宝石材料层， 蓝宝石材料层二 12 b为 0.3mm厚的 C相蓝宝石材料层， A相蓝宝石材料层位于 过渡层 2 b与 C相蓝宝石材料层之间； 过渡层 1 b为经原位生成得到的硅的氧化物， 厚度为 45μηι _; 抗指紋 层 3 b为硅氧烷类的长链含氟化合物， 厚度为 95nm， 抗指纹层 3 b通过真空蒸镀沉积到过渡层 2 b上得到。 所得材料透过率为 81%, 水接触角为 116° , 莫氏硬度 9， 手感滑爽。

本实施例的另一个方案是： 其分解结构示意图见图 21所示， 其结构依次为蓝宝石层 lb、 过渡层 2b、 抗指紋层 3b， 其中蓝宝石层 lb为蓝宝石材料层 l ib ' 与玻璃层 12b ' 经热复合或经胶黏剂复合， 其中蓝宝 石材料层 l ib ' 为 0.3mm厚的 C相蓝宝石材料层， 玻璃层 12b ' 厚度为 0.3mm， 蓝宝石材料层 l ib ' 位于 过渡层 2b与玻璃层 12b ' 之间。 其中过渡层 2b为经原位生成得到的钛的氧化物， 厚度为 lOOnm; 抗指紋 层 3b为硅氧烷类的长链含氟化合物， 厚度为 80mn， 抗指紋层 3b通过磁控溅射沉积到过渡层 2b上得到。

所得材料透过率为 81%， 水接触角为 116°， 莫氏硬度 9， 手感滑爽。

与玻璃层 12 ' 复合后， 既保证了硬度， 又使产品具有良好的透光率， 更主要的是降低了成本。

本实施例的另一个方案是： 其结构依次为蓝宝石层 lb、 过渡层 2b、 抗指紋层 3b, 其中蓝宝石层 lb为 说 明 书

0.4mm厚的纯 C相蓝宝石材料层， 过渡层 2b为经原位生成得到的硅氧化物与钛氧化物的� ��合物， 厚度为 30μπΐ; 抗指纹层 3b为含氟化合物与含硅化合物的混合物， 具体为硅氧烷类的长链含氟化合物以及硅氧烷 类的长链含硅化合物的混合物， 且厚度为 70mn， 抗指纹层 3b通过真空蒸镀沉积到过渡层 2b上得到。

所得材料透过率为 85%， 水接触角为 115°， 莫氏硬度 9， 手感滑爽。

本实施例的另一个方案是： 本方案过渡层与抗指纹层合二为一， 形成一个复合层， 复合层成分为 CH3 SiC12CH2CH2COOCH2( CF2CF2) nH( η= 1~ 6)。

对比例：

本对比例涉及的蓝宝石为 0.5mm厚的纯 A相蓝宝石层， 表面不进行抗指纹效果处理。

所得材料透过率为 82%, 水接触角为 76°， 莫氏硬度 9， 手感一般。

蓝宝石具有 A、 C、 M、 R等多种晶相， 原则上各晶相均可使用在本发明中， 尤其是用在蓝宝石复合材料层 中。 但根据不同晶相的性能， A相蓝宝石材料耐磨性能好， C相蓝宝石材料透光率高， 因此 A、 C两相跟其 他晶相比较更适合选用。

实施例 20

蓝宝石手机片， 如图 24-28所示， 该手机片包括一个第一表面和一个第二表面， 所述第一表面包括第一主平 面 lc、 R12mm且宽度 L为 2.53mm的圆弧面 2c和 RO.lmm的边缘圆倒角 3c， 所述圆弧面 2c位于第一主平面 1的 四周边缘， 所述边缘圆倒角 3c位于圆弧面 2c的四周边缘， 所述第一主平面 lc、 圆弧面 2c和边缘圆倒角 3c为 一体。

为了使第一主平面 lc、 圆弧面 2c和边缘圆倒角 3c的过渡更加自然， 第一主平面 lc的表平面与圆弧面 2c的连 接侧相切； 所述边缘圆倒角 3c与圆弧面 2c的连接侧内切。

所述第二表面包括第二主平面 4c和 CO. lmm的直倒角 5c， 所述直倒角 5c位于第二主平面 4c的四周边缘。 为保护该蓝宝石手机片的四个角， 四个角均设置为 R6mm的边角圆倒角 6c， 同时四个角倒圆角处理后使手 机片的线条更加柔和， 更加美观。

在该蓝宝石手机片上开设有与手机配套的按 键孔 7c及听筒孔 8c， 所述按键孔 7c及听筒孔 80在位于第一表面 侧的边缘设有 RO.lmm的孔边圆倒角 9c。

在手机片厚度等尺寸一定的情况下， 圆弧面 2的半径越大， 其宽度 L也越大。 一般来说， 如果宽度 L过小， 其手感相对较差， 当宽度 L过大时， 则会导致按键孔 7c位置上移， 导致用户操作手机按键时不方便， 同时 也影响美观。

本实施例的另一个方案是： 圆弧面 2c为 R24mm且宽度 L3.59mm， 边缘圆倒角 3c为 R0.12mm, 孔边圆倒角 9c 为 R0.12mm, 边角圆倒角 6c为 R8mm。

本实施例的另一个方案是： 圆弧面 2c为 Rlmm, 且宽度 L0.68mm， 边缘圆倒角 3c为 RO.OSmm, 孔边圆倒角 9c 为 R0.08mm， 边角圆倒角 6c为 R4mm。