本發(fā)明涉及通過單和/或多電荷氣體離子束處理藍(lán)寶石材料的方法；該方法旨在例如在長期使用中例如在可見區(qū)波長譜降低反射和增強(qiáng)光透射。本發(fā)明還涉及在可見區(qū)具有高透射率的電容式觸板。

根據(jù)本發(fā)明，“藍(lán)寶石材料”是基本上由金剛砂即氧化鋁(α-Al₂O₃)組成的材料。藍(lán)寶石材料可以包含痕量元素例如鐵、鈦、鉻、銅或鎂,其可以分別給予金剛砂藍(lán)色、黃色、紫色、橙色或綠色的。金剛砂中的鉻雜質(zhì)產(chǎn)生粉紅色或紅色，后者通常稱為“紅寶石”；紅寶石是根據(jù)本發(fā)明措辭的藍(lán)寶石材料的一部分。顏色歸因于金剛砂帶隙內(nèi)的能量水平的出現(xiàn)、歸因于雜質(zhì)的存在。這些水平改變材料的發(fā)出和吸收譜，從而改變其顏色。其他的痕量元素也可以是藍(lán)寶石材料的一部分。

藍(lán)寶石材料包含至少98重量％的氧化鋁，例如至少99重量％的氧化鋁，例如至少99.9重量％的氧化鋁。

藍(lán)寶石材料可由一種或多種金剛砂單晶制成；因此它可以是多晶的；根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，藍(lán)寶石材料是一種金剛砂單晶部件。

藍(lán)寶石材料可以是天然或合成的；根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明的藍(lán)寶石材料是合成藍(lán)寶石材料。

背景技術(shù)：

自十九世紀(jì)早期以來，已經(jīng)了解如何在實(shí)驗(yàn)室中制造合成藍(lán)寶石(和合成紅寶石)，其化學(xué)組成和物理性質(zhì)與天然寶石相同。至少對(duì)于最老的生產(chǎn)，可以通過其通常彎曲的結(jié)晶化線路來檢測這些合成寶石。

合成藍(lán)寶石材料生產(chǎn)當(dāng)前處于工業(yè)階段。合成藍(lán)寶石材料可以例如通過Czochralski工藝或通過衍生自Czochralski工藝的方法(例如Kyropolis法、Bagdasarov法、Stepanov法、EFG(限邊饋膜生長)工藝)來制造；合成藍(lán)寶石材料也可以從在惰性氣氛下燒結(jié)和融合(例如通過熱等靜壓處理)的聚集的氧化鋁制造，產(chǎn)生透明但略多孔的多晶體產(chǎn)物。

藍(lán)寶石材料也稱為“藍(lán)玻璃”或“藍(lán)寶石玻璃”，即使它們本身不是玻璃本身，而是晶體材料。

在物理術(shù)語中，合成藍(lán)寶石材料是屬于金剛砂家族的非常硬的晶體材料(莫氏刻度上的硬度等于9)，具有等于1.76的非常高的折射率。

藍(lán)寶石可以是熱處理的；可以加熱太淺、太深或包含物含量高的寶石。該工藝可以增加顏色和透明度，同時(shí)溶解寶石中以痕量形式存在的元素。

自十九世紀(jì)早期以來，已經(jīng)了解如何在實(shí)驗(yàn)室中制造合成藍(lán)寶石和合成紅寶石，其化學(xué)組成和物理性質(zhì)與天然寶石相同。然而，至少對(duì)于最老的生產(chǎn)，可以通過其常規(guī)曲線結(jié)晶化線路來檢測這些合成寶石。

由于其高抗刮擦性，合成藍(lán)寶石材料用于廣泛的應(yīng)用中，例如屏幕，諸如觸摸屏、窗、表玻璃、發(fā)光(LED)部件、發(fā)光裝置部件、光學(xué)部件，例如諸如裝置透鏡或照相機(jī)透鏡。在智能手機(jī)領(lǐng)域采用合成藍(lán)寶石材料可以是特別相關(guān)的。

眾所周知的是，合成藍(lán)寶石材料表面反射約15.5％的入射光。當(dāng)需要閱讀藍(lán)寶石材料窗后面的信息時(shí)，這種高的光反射可能是缺點(diǎn)；這實(shí)際上可以降低例如手表或電腦或移動(dòng)電話的平面屏幕的閱讀能力。

合成藍(lán)寶石材料表面上的光反射更通常用菲涅耳方程來解釋，所述方程是為以90°的入射角、以下反射(R)和透射(T)系數(shù)通過分界面的光射線給出的：

R＝((nS-nM)/(nS+nM))²；

T＝4.nM.nS/(nS+nM)²。

反射(R)系數(shù)通常也稱為“功率反射系數(shù)”或“反射比”；

透射(T)系數(shù)通常也稱為“功率透射系數(shù)”或“透射比”。

在貫穿本文件的公式中，當(dāng)符號(hào)“.”包含在兩個(gè)參數(shù)之間時(shí)，它是指乘號(hào)；符號(hào)“x”也可以用于指示乘號(hào)。

nS和nM分別是藍(lán)寶石材料和連接藍(lán)寶石材料和通過分界面分離其的介質(zhì)的可見光范圍(波長值為400-800nm)內(nèi)的折射率。

注意到R+T＝1(能量守恒)。

作為實(shí)例，可以計(jì)算空氣/藍(lán)寶石材料構(gòu)造的R和T，其中空氣的nM＝1(其中nM＝nA，空氣折射率)和例如合成藍(lán)寶石材料的nS＝1.76；這里上述公式給出以下結(jié)果：

R＝0.0758和T＝1-R＝0.9242；

因此7.6％的光被反射，而92.4％的光由于所述藍(lán)寶石材料和空氣之間的折射率差異而被透射。這種光反射水平可能被認(rèn)為是高的且對(duì)于若干用途而言是缺點(diǎn)。

當(dāng)考慮到藍(lán)寶石材料被兩個(gè)空氣層圍繞，因而具有兩個(gè)空氣/藍(lán)寶石材料分界面時(shí)，這種缺點(diǎn)甚至更加重要。對(duì)于這種由兩個(gè)面組成的合成藍(lán)寶石材料條，這種反射率損失大了兩倍，即2x7.6％＝15.2％。這種高反射率導(dǎo)致藍(lán)寶石材料屏幕或表玻璃情況下閱讀數(shù)據(jù)困難。

抗眩光方法是現(xiàn)有技術(shù)已知的且由基于金屬氧化物的沉積組成，其相對(duì)復(fù)雜且使用成本高。例如對(duì)于表玻璃，可以提及由真空沉積(10^-5托)精密度為約一埃的金屬氧化物薄層組成的方法。在無灰塵的殼體中，首先將表玻璃在洗滌線路中清潔并經(jīng)歷超聲干燥。將它們?cè)O(shè)置在支持物中，進(jìn)入處理鐘室。在鐘腔室中產(chǎn)生真空以使氧化物在較低溫度下蒸發(fā)(升華)?？梢酝ㄟ^焦耳效應(yīng)通過加熱氧化物或利用電子槍進(jìn)行蒸發(fā)。必須對(duì)真空質(zhì)量和測量、蒸發(fā)率和沉積層的厚度具有完美控制。這些厚度應(yīng)該明顯是相同的。其他類型的成本較低的PVD(物理汽相沉積)涂層有例如氟化鎂MgF₂(折射率1.38)和氟鋁酸鈉Na₃AlF₆(折射率1.35)，其中折射率接近理想折射率(等于1.33)，然而，不能獲得類似于或優(yōu)于通過本發(fā)明方法獲得的合成藍(lán)寶石材料的抗刮擦性。目的是賦予所述藍(lán)寶石材料抗眩光性的沉積在合成藍(lán)寶石材料上的PVD涂層易于刮擦或碎裂，因此最初沒有任何興趣。

然而，PVD涂層法具有缺點(diǎn)；PVD涂層法在于制備若干薄層，必須完美控制其厚度和化學(xué)組成以形成具有非常精確的折射率的干涉層的各個(gè)堆積。當(dāng)利用這種方法時(shí)可能產(chǎn)生困難；即，難以提供相關(guān)和/或可重復(fù)的結(jié)果；那些困難可由以下問題引起：厚度控制問題、折射率控制問題、真空室中部件的形狀和位置、制造各層之前氣體類型改變、金屬類型改變、各氣體和/或金屬改變后的殘留污染層、處理新部件之前處理參數(shù)的確認(rèn)。

所有上述產(chǎn)生提供增強(qiáng)的抗眩光性的藍(lán)寶石材料處理方法的需要。優(yōu)選地，根本這種方法獲得的抗眩光性在非常長的時(shí)期內(nèi)應(yīng)是穩(wěn)定的；優(yōu)選地，所述抗眩光性應(yīng)具有良好的防刮擦性，即，例如與原始的合成藍(lán)寶石材料的那些基本上類似或更優(yōu)。因此，所述藍(lán)寶石材料表面處理方法可以代替抗眩光PVD涂層并且甚至可以導(dǎo)致增強(qiáng)的抗眩光效果。優(yōu)選所述的藍(lán)寶石材料表面處理方法應(yīng)易于工業(yè)化，以能夠以顯著的數(shù)量和合理的成本提供這種藍(lán)寶石材料。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種開辟新途徑的用于處理藍(lán)寶石材料的方法；優(yōu)選地，所述方法不昂貴甚至是便宜的且適于處理滿足眾多應(yīng)用的需要的表面。

為此，本發(fā)明的一個(gè)主題是藍(lán)寶石材料的處理方法，所述方法包括通過單和/或多電荷氣體離子束轟擊藍(lán)寶石材料表面以在藍(lán)寶石材料中產(chǎn)生離子注入層，所述表面面對(duì)不同于藍(lán)寶石材料的介質(zhì)，其中：

-各離子束每表面積單位注入的單和/或多電荷氣體離子的劑量選自10¹²個(gè)離子/cm²-10¹⁸個(gè)離子/cm²的范圍；

-加速電壓選自5kV-1000kV的范圍；

-進(jìn)一步選擇注入的單和/或多電荷氣體離子的劑量和加速電壓以在可見區(qū)獲得抗眩光處理；和

–其中單和/或多電荷氣體離子的離子選自下列元素的離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)。

根據(jù)所述處理方法，可以實(shí)現(xiàn)藍(lán)寶石材料的抗眩光處理；這種抗眩光處理可以導(dǎo)致優(yōu)異的透射結(jié)果，即在可見區(qū)。根據(jù)實(shí)施方式，可以獲得之前從未實(shí)現(xiàn)的透射效果。根據(jù)所述處理方法，可以處理滿足眾多應(yīng)用需要的藍(lán)寶石材料表面。這些應(yīng)用中，可以提及：觸摸屏、窗、表玻璃、發(fā)光(LED)部件、照明裝置部件、光學(xué)部件，例如諸如裝置透鏡。

藍(lán)寶石材料的新應(yīng)用也可以根據(jù)本發(fā)明的處理方法來開發(fā)。

此外，本發(fā)明的處理方法因?yàn)槌杀拘恃b置可以實(shí)施。也可以實(shí)施該方法以獲得高生產(chǎn)率水平。

因此本發(fā)明為藍(lán)寶石材料的處理和用途開辟了新途徑。

根據(jù)本發(fā)明的不同實(shí)施方式，可根據(jù)所有技術(shù)上有價(jià)值的實(shí)施方式進(jìn)行組合：

-所述單和/或多電荷氣體離子的離子選自下列元素的離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、氮(N)和氧(O)，例如選自氮(N)和氧(O)；

-通過單和/或多電荷氣體離子束轟擊的離子由電子回旋共振(ECR)源產(chǎn)生；

-滿足進(jìn)一步的特征，其中：

-選擇每表面積單位注入的單和多電荷氣體離子的劑量以獲得注入層離子的原子濃度，使得注入層的折射率n約等于(nA.nS)^1/2，例如大于或等于0.8x(nA.nS)^1/2且等于或小于1.2x(nA.nS)^1/2,其中nA是空氣的折射率，nS是藍(lán)寶石材料的折射率；

-選擇加速電壓以獲得注入層厚度e，其大于或等于0.75x p.λ/(4.nL)且等于或小于1.25x p.λ/(4.nL)，例如等于p.λ/(4.nL)；其中：

○e是與注入?yún)^(qū)域?qū)?yīng)的注入層厚度，其中注入的單和多電荷氣體離子的原子濃度大于或等于1％，其中e以納米表示；

○p是非零正整數(shù)；

○λ是入射波長，其中λ以納米表示，例如λ等于560nm；和

○nL是離子注入層的折射率，例如nL等于1.4；

-氣體離子束是單和多電荷且包含10％多電荷離子或大于10％的多電荷離子；

-選擇加速電壓以獲得75.p-125.p，例如等于100.p的注入層厚度，以nm表示，其中p是非零正整數(shù)；

-選擇每表面積單位注入的單和/或多電荷氣體離子的劑量以使注入離子的原子濃度大于或等于5％且等于或小于20％，例如大于或等于9.5％且等于或小于10.5％；

-藍(lán)寶石材料可以0.1mm/s-1000mm/s的速度V_D相對(duì)于單和/或多電荷氣體離子束移動(dòng)；根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，藍(lán)寶石材料的相同區(qū)域以速度V_D沿著多個(gè)通道NP在單和/或多電荷氣體離子束下移動(dòng)；

-每表面積單位注入的單和/或多電荷氣體離子的劑量選自10¹⁶個(gè)離子/cm²-10¹⁸個(gè)離子/cm²的范圍；例如選自2.10¹⁶個(gè)離子/cm²-2.10¹⁷個(gè)離子/cm²；

-所述加速電壓選自10kV-100kV的范圍；

-根據(jù)額外的選擇規(guī)則進(jìn)一步選擇注入的單和/或多電荷氣體離子的劑量和加速電壓；根據(jù)不同的實(shí)施方式：

○額外的選擇規(guī)則包括使用在通過單和/或多電荷氣體離子束轟擊待處理藍(lán)寶石材料之前的步驟中收集的數(shù)據(jù)，其中：

-所述步驟在于從下列元素選擇一種單和/或多電荷離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)，通過使用所述待轟擊的離子并改變每表面積單位注入的單和/或多電荷氣體離子劑量和加速電壓用與待處理的藍(lán)寶石材料類似的藍(lán)寶石材料進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)，直到確定期望的每表面積單位注入的單和/或多電荷氣體離子劑量和加速電壓范圍以產(chǎn)生在可見區(qū)獲得期望的抗眩光處理的離子注入層；

-在之前步驟的范圍內(nèi)選擇每表面積單位的單和/或多電荷氣體離子劑量和加速電壓值并用所述離子所述值處理待處理的藍(lán)寶石材料；

○額外的選擇規(guī)則包括

-從下列元素選擇一種單和/或多電荷離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)；

-根據(jù)所選離子的注入深度，根據(jù)基于離子注入譜的計(jì)算來選擇每表面積單位的單和/或多電荷氣體離子劑量和加速電壓值，其中已經(jīng)預(yù)先計(jì)算或測定多個(gè)加速電壓的離子注入譜以產(chǎn)生離子注入層以在可見區(qū)獲得期望的抗眩光處理，從而獲得大于或等于5％且等于或小于20％、例如大于或等于9.5％且等于或小于10.5％的注入離子的原子濃度；

○額外的選擇規(guī)則包括

-從下列元素選擇一種單和/或多電荷離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)；

-根據(jù)以下方程式選擇每表面積單位的單和/或多電荷離子劑量和加速電壓值：

0.02≤D.C²/(T.Δn)≤2，其中

-D是待選擇的每表面積單位的單和/或多電荷離子劑量值，以10¹⁶個(gè)離子/cm²表示；

-C＝M/15，其中M是所選離子的原子質(zhì)量。

-T是待選擇的加速電壓，以kV表示；

-Δn是待處理的藍(lán)寶石材料的折射率nS和面對(duì)藍(lán)寶石材料中待離子轟擊表面的介質(zhì)的折射率nM之間的折射率差；根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，D.C²/(T.Δn)大于或等于0.1，例如大于或等于0.5，和/或等于或小于1，例如等于或小于0.8。

本發(fā)明還涉及由合成藍(lán)寶石材料制成的部件，所述合成藍(lán)寶石材料包含根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的具有注入離子的至少一個(gè)表面，其中當(dāng)與未處理的藍(lán)寶石材料上可見區(qū)的入射波的反射(例如諸如入射波波長為560nm)相比時(shí)，可見區(qū)的入射波的反射可以降低至少三分之一，例如降低一半。

本發(fā)明還涉及根據(jù)之前方法的任何實(shí)施方式的處理方法在處理由合成藍(lán)寶石材料制成的固體部件中的用途，所述固體部件選自屏幕，諸如觸摸屏、窗、表玻璃、發(fā)光(LED)部件、照明裝置部件、光學(xué)部件例如諸如裝置透鏡。

本發(fā)明還涉及包含至少一個(gè)具有注入的元素離子的合成藍(lán)寶石材料，所述元素選自下列：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)，其中當(dāng)在560nm波長測量時(shí)，所述表面上的可見區(qū)的入射波的反射率等于或小于2％，例如等于或小于1％。

本發(fā)明還涉及在可見區(qū)具有高透射率的電容式觸板，包括：

a)由藍(lán)寶石材料制成的正面，其中藍(lán)寶石材料的正面已經(jīng)用離子束進(jìn)行離子轟擊，其中所述離子選自來自下列原子的離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)；

b)電容式接觸檢測層；

c)顯示屏。

根據(jù)所述電容式觸板的實(shí)施方式，藍(lán)寶石材料的正面的厚度等于或小于1mm。

根據(jù)所述電容式觸板的實(shí)施方式，電容式觸板進(jìn)一步包含面對(duì)顯示屏且由藍(lán)寶石材料制成的背面，其中藍(lán)寶石材料的背面已經(jīng)用離子束進(jìn)行離子轟擊，其中所述離子選自來自下列原子的離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)。

根據(jù)所述電容式觸板的實(shí)施方式，藍(lán)寶石材料的背面的厚度小于或等于400μm，例如等于100μm。

根據(jù)所述電容式觸板的實(shí)施方式，正面、電容式檢測層和背面連接裝配并通過空氣層與顯示屏分離。

根據(jù)所述電容式觸板的實(shí)施方式，由藍(lán)寶石材料制成的至少一面的至少側(cè)面已經(jīng)用離子束進(jìn)行離子轟擊，其中所述離子選自來自下列原子的離子：氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)。

根據(jù)所述電容式觸板的實(shí)施方式，例如當(dāng)在560nm波長測量時(shí)，顯示屏發(fā)出的光的光透射率大于或等于90％，例如等于或大于97％，甚至等于或大于98％。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式，本發(fā)明還涉及：

○合成藍(lán)寶石材料的可見區(qū)的長期抗眩光處理方法，其由以下組成：用由電子回旋共振(ECR)源產(chǎn)生的單或多電荷氣體離子束轟擊，其中：

-每表面積單位注入的單和多電荷氣體離子的劑量選自10¹²個(gè)離子/cm²-10¹⁸個(gè)離子/cm²的范圍以獲得氣體離子的原子濃度，使得注入層的折射率n約等于(nA.nS)^1/2，其中nA是空氣的折射率，nS是合成藍(lán)寶石材料的折射率；

-選擇加速電壓為5kV-1000kV以使注入厚度e等于p.λ/4.nL，其中e是與注入?yún)^(qū)域?qū)?yīng)的注入厚度，其中注入的單和多電荷氣體離子的原子濃度大于或等于1％，其中p是整數(shù)，λ是入射波長，nL是注入層的折射率；

○在所述方法中，離子束的單和多電荷氣體離子可選自氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)元素的離子；

○在所述方法中，離子束的單和多電荷氣體離子選自氮?dú)?N₂)和氧氣(O₂)氣體的離子；

○在所述方法中，單和多電荷氣體離子束包含10％多電荷離子或大于10％多電荷離子；

○在所述方法中，選擇加速電壓以使注入厚度等于p.100nm，其中p是整數(shù)；

○在所述方法中，選擇每表面積位注入的單或多電荷氣體離子的劑量以使注入離子的原子濃度等于10％(其中不確定度(+/-)5％)；

○在所述方法中，每表面積單位注入的單和多電荷氣體離子劑量的選擇和加速電壓的選擇可通過之前進(jìn)行的用于評(píng)價(jià)每表面積單位注入的單或多電荷氣體離子劑量的計(jì)算來進(jìn)行以使基于根據(jù)注入深度所選擇的離子注入譜的注入離子的原子濃度等于10％(其中不確定度(+/-)為5％)；

○在所述方法中，合成藍(lán)寶石材料可以0.1mm/s-1000mm/s的速度V_D相對(duì)于單和/或多電荷氣體離子束移動(dòng)；

○在所述方法中，合成藍(lán)寶石材料的相同區(qū)域可以以速度V_D沿著多個(gè)通道N在單和/或多電荷氣體離子束下移動(dòng)；

○在所述方法中，合成藍(lán)寶石材料的相同區(qū)域以速度V_D沿著多個(gè)通道N在單和/或多電荷氣體離子束下移動(dòng)；

○根據(jù)所述方法的實(shí)施方式獲得的部件可以是由包含至少一個(gè)表面的合成藍(lán)寶石材料制成的部件，其中可見區(qū)的入射波的反射降低至少一半；

○所述方法可用于處理由選自下列的由合成藍(lán)寶石材料制成的固體部件：觸摸屏、表玻璃、光學(xué)裝置透鏡。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，本發(fā)明還涉及：

-在可見區(qū)具有高透射率的防刮擦電容式觸板，其特征在于其包含：

a)由藍(lán)寶石材料制成的“正”面，其厚度小于或等于1mm，例如等于400μm，例如等于330μm，通過使用離子束離子轟擊在接觸表面?zhèn)?正面)上在可見區(qū)進(jìn)行抗眩光處理，其中所述離子選自來自下列原子的離子：氦(He)、氮(N)、氧(O)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)；

b)電容式接觸檢測層，包含電軌道、絕緣樹脂；

-所述電容式觸板的檢測層的電軌道可由ITO(氧化銦錫)材料制成；

-所述電容式觸板的電容式接觸檢測層的電軌道可以形成網(wǎng)格，其中體積可以包含至少90％的空隙且可以由電導(dǎo)率大于或等于純鋁、銀納米線、銀納米顆?；蛱技{米管的金屬制成；

-所述電容式觸板的電容式接觸檢測層的電軌道可以用絕緣樹脂裝配，其中可見區(qū)的折射率可以大于或等于1.6，例如等于1.8；

-所述電容式觸板可以包含由藍(lán)寶石材料制成的“背”面，其厚度小于或等于400μm，例如等于100μm，通過與用于“正”面的接觸表面的抗眩光處理相同的離子轟擊在顯示屏側(cè)(背面)上進(jìn)行抗眩光處理；

-所述電容式觸板的“正”面、電容式檢測層和“背”面可以連接并通過空氣層與顯示屏分離；

-所述電容式觸板的藍(lán)寶石材料在可見區(qū)的抗眩光處理可以由單和多電荷離子束轟擊組成，其中：

○每表面積單位注入的單和多電荷氣體離子的劑量選自10¹²個(gè)離子/cm²-10¹⁸個(gè)離子/cm²的范圍以獲得氣體離子的原子濃度，使得注入層的折射率n約等于(nA.nS)^1/2，其中nA是空氣的折射率，nS是合成藍(lán)寶石材料的折射率；

○選擇加速電壓為10kV-100kV以使注入厚度e等于p.λ/4.nL，其中e是與注入?yún)^(qū)域?qū)?yīng)的注入厚度，其中注入的單和多電荷氣體離子的原子濃度大于或等于1％，其中p是整數(shù)，λ是入射波長，nL是注入層的折射率；

-所述電容式觸板的注入厚度可以等于p.80nm，其中p是整數(shù)；

-所述單和多電荷氣體離子束可由電子回旋共振(ECR)源產(chǎn)生；

-所述電容式觸板的藍(lán)寶石材料可通過以0.1mm/s-1000mm/s的速度V_D相對(duì)于單和多電荷氣體離子束移動(dòng)進(jìn)行抗眩光處理；

-所述電容式觸板的藍(lán)寶石材料的相同區(qū)域通過以速度V_D沿著多個(gè)通道NP在單和多電荷氣體離子束下移動(dòng)進(jìn)行抗眩光處理；

-所述電容式觸板的至少一種藍(lán)寶石材料可用注入離子進(jìn)行抗眩光處理，且可見區(qū)的入射波的反射可降低至少一半；

-所述電容式觸板的至少一種藍(lán)寶石材料可進(jìn)行抗眩光處理，其中注入厚度的化學(xué)式為Al₂O_3+X，其中X為注入厚度中的0.01-0.5；

-所述電容式觸板在560nm波長的光透射率可以大于或等于90％，例如等于97％。

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，本發(fā)明還涉及由初級(jí)電容式觸板的組裝物組成的大尺寸電容式觸板，其中所述初級(jí)電容式觸板是如上所定義的防刮擦的電容式觸板，其中各初級(jí)觸板中由藍(lán)寶石材料制成的“正”和/或“背”面通過離子轟擊其側(cè)面進(jìn)行抗眩光處理，所述離子轟擊的條件與用于其正和/或后側(cè)的抗眩光處理的條件相同。

附圖說明

現(xiàn)在將根據(jù)附圖描述實(shí)施例，其中：

圖1是藍(lán)寶石材料晶體的簡圖；

圖2是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法通過PVD(物理汽相沉積)處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖；

圖3-14是通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖；

圖15-18是用于討論通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的結(jié)果的圖；

圖19-23是通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖；

圖24-28是用于討論通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的結(jié)果的圖；

圖29和30是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電容式觸板的簡圖；

圖31-33是根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板的簡圖。

具體實(shí)施方式

圖中的一些元件為簡單和清楚起見闡明且沒有必要按比例描繪。例如，圖中的一些元件的尺寸可以相對(duì)于其他元件放大以幫助改進(jìn)對(duì)本發(fā)明實(shí)施方式的理解。

然而，透射圖按比例描繪。透射圖闡明了一個(gè)或多個(gè)透射系數(shù)(T)(通常也稱為“功率透射系數(shù)”或“透射比”)隨光波長而變化的函數(shù)。波長范圍包含可見波長范圍。

透射圖由用分光光度計(jì)進(jìn)行的測量產(chǎn)生，其中入射光束通過樣品的兩個(gè)主要表面和其中在多個(gè)波長測量通過所述樣品的光透射率。所述兩個(gè)主要表面通常是平行面。

通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖用METASH公司銷售的UV-5200UV/VIS分光光度計(jì)測量。在那些測量中，面對(duì)(和接觸)藍(lán)寶石材料樣品的每個(gè)主要面的介質(zhì)是空氣。

圖1是藍(lán)寶石材料單晶體的簡圖，其中可以區(qū)別這種晶體的結(jié)晶學(xué)主要特性；藍(lán)寶石(金剛砂)單晶體結(jié)構(gòu)可以通過排序八面體來表示，其中O^2-離子位于八面體的頂部(峰值)，Al³⁺在八面體內(nèi)部。圖1顯示對(duì)應(yīng)于藍(lán)寶石的結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的藍(lán)寶石晶體的主要平面的結(jié)構(gòu)。以下平面在該圖中示出：C-平面是(0001)；A-平面是(1120)和R-平面是(1012)。平面命名法對(duì)應(yīng)于通常的結(jié)晶學(xué)命名法。

如上所述，未處理的藍(lán)寶石材料樣品的各面反射約7.75％的入射光；因此未處理的藍(lán)寶石材料樣品在可見區(qū)的透射率為約84.5％。

圖2顯示根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)方法通過PVD(物理汽相沉積)處理后的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖，其中藍(lán)寶石材料樣品的兩面經(jīng)過PVD處理。所述PVD處理由Bloesch公司進(jìn)行。曲線21是測量的所述藍(lán)寶石材料樣品的透射圖，曲線22是經(jīng)計(jì)算的所述藍(lán)寶石材料樣品的透射率的平均值曲線。獲得抗眩光性且可見區(qū)內(nèi)的平均透射率值為約95.5％。因此，由于藍(lán)寶石材料樣品的兩面的PVD處理，所述樣品在可見區(qū)內(nèi)的反射降低約11％。

發(fā)明人用已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明處理的藍(lán)寶石材料樣品進(jìn)行測試。

使用的藍(lán)寶石材料樣品是直徑為一英寸，側(cè)面為10mm的環(huán)形或方形板；其厚度等于或小于1mm。

根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的實(shí)例，合成藍(lán)寶石材料的樣品是研究對(duì)用，一些樣品采用單和多電荷氦離子，其他樣品采用單和多電荷氬離子。

這些單和多電荷氣體離子通過ECR源(電子回旋共振源)發(fā)出。

發(fā)明人采用以下進(jìn)行第一系列的測試：

-包含He⁺和He²⁺離子的安培數(shù)為1mA的單和多電荷氦離子束；加速電壓是35kV；He⁺的能量是35keV且He²⁺的能量是70keV。處理劑量等于10¹⁶、5.10¹⁶和10¹⁷個(gè)離子/cm²。

-包含Ar⁺、Ar²⁺、Ar³⁺離子的安培數(shù)為1mA的單和多電荷氦離子束；加速電壓是35kV；Ar⁺的能量是35keV，Ar²⁺的能量是70keV，Ar³⁺的能量是105keV。處理劑量等于10¹⁶、5.10¹⁶和10¹⁷個(gè)離子/cm²。

處理樣品以120mm/s的速度和以各返回移動(dòng)4mm(測量為40mm的束直徑的10％)的側(cè)坡度(lateral pitch)相對(duì)于束移動(dòng)。為達(dá)到期望劑量，所述處理在多個(gè)通道進(jìn)行。

發(fā)明人通過在略微傾斜的處理表面上用肉眼從氖燈觀察光的反射對(duì)不同劑量進(jìn)行定性測試。以約10°角觀察從該氖燈反射的圖像。

從這些定性測試，表明在較低的對(duì)比度下，氖燈的反射似乎為約5.10¹⁶個(gè)氬離子/cm²和10¹⁷個(gè)氦離子/cm²。

發(fā)明人還用定性觀察測試觀察到，與未處理的合成藍(lán)寶石表面相比，通過根據(jù)本發(fā)明方法處理的合成藍(lán)寶石表面更容易且更舒服地看到目標(biāo)圖像。

在發(fā)明人開發(fā)的基于半經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的多電荷離子注入模擬器上進(jìn)行的初步研究在上述列舉的處理?xiàng)l件下提供以下記錄結(jié)果：表1是氦，表2是氬。

表1

表2

如根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的方法所建議，計(jì)算離子加速電壓設(shè)置以將注入厚度設(shè)置在約100nm的倍數(shù)內(nèi)。可以在實(shí)驗(yàn)調(diào)整階段利用評(píng)估反射系數(shù)最佳降低的精確干涉手段更準(zhǔn)確地設(shè)置這些外推值(加速電壓)。

進(jìn)行進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)并測量樣品的透射性。

圖3-14顯示通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖，在處理藍(lán)寶石材料樣品后根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)條件測量所述藍(lán)寶石材料樣品：

圖3-14涉及：單和/或多電荷氣體離子束是單和多電荷氧離子O⁺、O²⁺、O³⁺束；估計(jì)O離子的分配如下：60％的O⁺、30％的O²⁺、10％的O³⁺。

圖3和4涉及：僅處理藍(lán)寶石材料樣品的一面；

圖5-14涉及：處理藍(lán)寶石材料樣品的兩面。

圖3、5、7和13涉及：處理藍(lán)寶石材料樣品的平面A。

圖4、6、8-12和14涉及：處理藍(lán)寶石材料樣品的平面C。

在以下數(shù)據(jù)中，離子劑量(進(jìn)一步稱為“劑量”)用10¹⁶個(gè)離子/cm²表示，加速電壓(進(jìn)一步稱為“電壓”)用kV表示。

在圖3中，曲線30涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線31涉及用劑量＝11和電壓＝17.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線32涉及用劑量＝12.5和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線33涉及用劑量＝15和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖4中，曲線40涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線41涉及用劑量＝11和電壓＝17.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線42涉及用劑量＝12.5和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線43涉及用劑量＝15和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖5中，曲線50涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線51涉及用劑量＝11和電壓＝17.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線52涉及用劑量＝12.5和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線53涉及用劑量＝15和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖6中，曲線60涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線61涉及用劑量＝11和電壓＝17.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線62涉及用劑量＝12.5和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線63涉及用劑量＝15和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖7中，曲線71涉及用劑量＝11.9和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線72涉及用劑量＝12.5和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線73涉及用劑量＝13.1和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖8中，曲線81涉及用劑量＝12.5和電壓＝22.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖9中，曲線91涉及用劑量＝13.8和電壓＝22.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖10中，曲線101涉及用劑量＝15和電壓＝22.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖11中，曲線111涉及用劑量＝15和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖12中，曲線121涉及用劑量＝11.9和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線122涉及用劑量＝12.5和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線123涉及用劑量＝13.1和電壓＝25處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖13中，曲線131涉及用劑量＝13.5和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線132涉及用劑量＝15和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線133涉及用劑量＝16.5和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖14中，曲線141涉及用劑量＝13.5和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線142涉及用劑量＝15和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線143涉及用劑量＝16.5和電壓＝32.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

根據(jù)這些附圖，可以考慮多個(gè)工藝參數(shù)的影響。

圖3和4可以分別與圖5和6相比以表明單面對(duì)比雙面處理的影響。

圖7、8-10、12、13和14表明對(duì)于恒定電壓而言，劑量的影響。

報(bào)告于圖3-14中的測量結(jié)果表明，通過單和/或多電荷離子束轟擊藍(lán)寶石材料的表面(所述表面面對(duì)不同于藍(lán)寶石材料的介質(zhì))適于在藍(lán)寶石材料中產(chǎn)生在可見區(qū)提供抗眩光處理的離子注入層。

令人驚訝地，已經(jīng)在可見區(qū)獲得非常高的透射率。

已經(jīng)獲得包含至少一個(gè)具有注入離子的表面的合成藍(lán)寶石材料，其中當(dāng)在560nm波長測量時(shí)，所述表面上的可見區(qū)的入射波的反射率等于或小于2％，例如等于或小于1％。

因此根據(jù)本發(fā)明處理的藍(lán)寶石材料的透射結(jié)果可明顯高于通過PVD(物理汽相沉積)處理的藍(lán)寶石材料獲得的那些。

根據(jù)報(bào)告于圖3-14中的結(jié)果，可以確定優(yōu)選范圍以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的方法，其中：

-選擇氧(O)作為單和/或多電荷離子；

-根據(jù)以下方程式選擇每表面積單位的單和/或多電荷離子劑量和加速電壓：

0.02≤D.C²/(T.Δn)≤2，其中：

-D是待選擇的每表面積單位的單和/或多電荷離子劑量值，以10¹⁶個(gè)離子/cm²表示；

-C＝M/15，其中M是所選離子的原子質(zhì)量。

-T是待選擇的加速電壓，以kV表示；

-Δn是待處理的藍(lán)寶石材料折射率nS和待離子轟擊的面對(duì)藍(lán)寶石材料表面的介質(zhì)的折射率nM之間的折射率差。

在本實(shí)施方式中，M(氧)＝16；nM＝nA(空氣)＝1；Ns＝1.76。

當(dāng)使用氧作為單和/或多電荷離子，且用空氣作為面對(duì)藍(lán)寶石材料表面的介質(zhì)時(shí)，優(yōu)選的范圍是0.015≤D/T≤1.3。

甚至更優(yōu)選的范圍是0.5≤D/T≤1。

圖15-18闡明了當(dāng)使用氧作為單和/或多電荷氣體離子時(shí)，可用于選擇參數(shù)的數(shù)據(jù)。通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖可以基于圖15分析；可以根據(jù)透射圖(150)確定三個(gè)參數(shù)，其中P是透射峰位(nm)，D是可變性參數(shù)(透射單位)，L是與D可變性對(duì)應(yīng)的透射圖的寬度(nm)。

基于圖3-14的結(jié)果，圖16顯示作為加速電壓的函數(shù)的用于獲得最大透射峰值(P)的最佳計(jì)算劑量；曲線160涉及根據(jù)A平面處理的藍(lán)寶石材料，曲線161涉及根據(jù)C平面處理的藍(lán)寶石材料。

基于前圖的結(jié)果，圖17顯示對(duì)于根據(jù)A平面處理的藍(lán)寶石材料，透射圖的寬度(L)的變化作為可變性參數(shù)(D)的函數(shù)。

基于前圖的結(jié)果，圖17顯示對(duì)于根據(jù)C平面處理的藍(lán)寶石材料，的透射圖的寬度(L)的變化作為可變性參數(shù)(D)的函數(shù)。

圖19-22顯示通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖，在處理藍(lán)寶石材料樣品后根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)條件測量所述藍(lán)寶石材料樣品：

圖19-22涉及：單和/或多電荷氣體離子束是單和多電荷氮離子N⁺、N²⁺、N³⁺束；估計(jì)N離子的分配如下：57％的N⁺、32％的N²⁺、11％的N³⁺；僅處理藍(lán)寶石材料樣品的一面。

圖19和20涉及：處理藍(lán)寶石材料樣品的平面A。

圖21和22涉及：處理藍(lán)寶石材料樣品的平面C。

在以下數(shù)據(jù)中，離子劑量(進(jìn)一步稱為“劑量”)用10¹⁶個(gè)離子/cm²表示，和加速電壓(進(jìn)一步稱為“電壓”)用kV表示。

圖19和21所涉及，電壓＝20；

圖20和22所涉及，電壓＝25；

在圖19中，曲線190涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線191涉及用劑量＝2.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線192涉及用劑量＝5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線193涉及用劑量＝7.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線194涉及用劑量＝10處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線195涉及用劑量＝12.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線196涉及用劑量＝15處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖20中，曲線200涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線201涉及用劑量＝2.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線202涉及用劑量＝5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線203涉及用劑量＝7.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線204涉及用劑量＝10處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線205涉及用劑量＝12.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線206涉及用劑量＝15處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線207涉及用劑量＝17.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖21中，曲線210涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線211涉及用劑量＝2.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線212涉及用劑量＝5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線213涉及用劑量＝7.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線214涉及用劑量＝10處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線215涉及用劑量＝12.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線216涉及用劑量＝15處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線217涉及用劑量＝17.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

在圖22中，曲線220涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線221涉及用劑量＝2.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線222涉及用劑量＝5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線223涉及用劑量＝7.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線224涉及用劑量＝10處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線225涉及用劑量＝12.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線226涉及用劑量＝15處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線227涉及用劑量＝17.5處理的藍(lán)寶石材料樣品。

因此根據(jù)當(dāng)使用氮離子時(shí)，本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)抗眩光性。

圖23顯示通過本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料樣品的透射圖，在根據(jù)以下實(shí)驗(yàn)條件處理藍(lán)寶石材料樣品后測量所述藍(lán)寶石材料樣品：

單和/或多電荷氣體離子束是單和多電荷氬離子Ar⁺、Ar²⁺、Ar³⁺束；估計(jì)Ar離子的分配如下：71％的Ar⁺、23％的Ar²⁺、6％的Ar³⁺；處理藍(lán)寶石材料樣品的兩面。處理的是藍(lán)寶石材料的平面A。加速電壓是35kV。在以下數(shù)據(jù)中，離子劑量(進(jìn)一步稱為“劑量”)用10¹⁶個(gè)離子/cm²表示：

曲線230涉及未處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線231涉及用劑量＝2.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線232涉及用劑量＝7.5處理的藍(lán)寶石材料樣品；曲線233涉及用劑量＝10處理的藍(lán)寶石材料樣品。

因此當(dāng)使用氬離子時(shí)，根據(jù)本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)抗眩光性。

基于已經(jīng)收集的數(shù)據(jù)，可以用高水平置信度估計(jì)其他離子應(yīng)該適于實(shí)施本發(fā)明方法且與藍(lán)寶石材料產(chǎn)生抗眩光性相關(guān)。

本文上述表明了氦(He)和氬(Ar)離子適于實(shí)施本發(fā)明方法；因此，其他“稀有”氣體離子似乎也適于實(shí)施本發(fā)明方法，例如氖(Ne)、氪(Kr)和氙(Xe)。不受任何科學(xué)理論束縛，發(fā)明人表明稀有氣體離子在藍(lán)寶石材料中產(chǎn)生納米氣泡，當(dāng)注入所述離子時(shí)，其可以降低藍(lán)寶石材料的折射率。

本文上述表明了氮(N)和氧(O)離子適于實(shí)施本發(fā)明方法；因此，其他的周期表周圍離子似乎也適于實(shí)施本發(fā)明方法，例如硼(B)、碳(C)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)。不受任何科學(xué)理論束縛，發(fā)明人表明氧、氮和周期表周圍離子使得藍(lán)寶石材料局部環(huán)境的極性降低，當(dāng)注入所述離子時(shí)，其可以降低藍(lán)寶石材料的折射率。

可以進(jìn)行假設(shè)，當(dāng)注入所述離子時(shí)，所有所述離子有助于降低藍(lán)寶石材料的折射率，這至少歸因于注入層的部分非晶化工藝。

不受任何科學(xué)理論束縛，發(fā)明人建議了理解結(jié)果的方式，和適用于預(yù)期如何獲得優(yōu)化結(jié)果的方法。

基于當(dāng)使用氧離子時(shí)獲得的本文上述結(jié)果給出實(shí)施例。

圖24、25、26表示注入的氧濃度譜X(在y軸上)(分別為240、250、260)作為以埃表示的深度(在x軸上)的函數(shù)，在3個(gè)不同劑量1.25、1.375、1.5.10¹⁷個(gè)氧離子/cm²計(jì)算?？紤]到經(jīng)歷22.5kV的加速電壓的單和多電荷O⁺、O²⁺、O³⁺離子束，這些濃度譜是數(shù)字模擬的。估計(jì)O⁺/O²⁺/O³⁺的離子分布等于58％/31％/11％，其各自的能量等于22.5keV/45keV/67.5keV。

在y軸上，X表示添加到式Al₂O₃所述的純藍(lán)寶石的化學(xué)組成的注入氧離子的額外原子濃度。可以認(rèn)為摻雜有氧注入的藍(lán)寶石化學(xué)組成具有化學(xué)式Al₂O_3+X所述的化合物組成，其與氧化鋁(Al₂O₃)的亞氧化物形式有關(guān)。X在注入?yún)^(qū)域外等于0，并在注入?yún)^(qū)域內(nèi)采用不是零的值。發(fā)明人認(rèn)為，通過氧注入產(chǎn)生的抗眩光層由氧化鋁的亞氧化物形式組成并具有化學(xué)式Al₂O_3+X，其中X在注入?yún)^(qū)域中為0.01-0.5。

發(fā)明人在圖24、25和26中觀察到注入氧離子的原子濃度X的最大值為0.35-0.3、不超過0.5，其值不是零，并在厚度等于80nm時(shí)降低。很可能X的逐步變化與發(fā)明人觀察到的抗眩光性出現(xiàn)的有利的折射率梯度有關(guān)。發(fā)明人認(rèn)為，注入氧離子的藍(lán)寶石的化學(xué)和結(jié)晶組成應(yīng)該在注入厚度上連續(xù)變化，從注入?yún)^(qū)域的表面端的無定形的化學(xué)式Al₂O_3.5變?yōu)檫吔缍颂幍牧庑?藍(lán)寶石)的化學(xué)式Al₂O₃。

發(fā)明人用實(shí)驗(yàn)方法觀察到，80nm的注入厚度具有與藍(lán)寶石的四方之一波長(560nm)對(duì)應(yīng)的基本上類似的值：實(shí)際上(560nm/1.76x4)＝79.5nm。

注入厚度對(duì)應(yīng)于其中注入氧離子的原子濃度大于或等于1％(換言之X＝0.01)的區(qū)域。也可以通過計(jì)算濃度分布圖的右側(cè)的切線(T)(在圖24、25、26中分別為241、251、261)和x軸之間的交點(diǎn)I推算該值。圖24、25、26描繪了基本上位于約80nm(800埃)的各自交點(diǎn)I1、I2、I3。

圖27表示經(jīng)歷22.5kV的加速電壓的1.5.10¹⁷個(gè)離子/cm²的劑量的單和多電荷O⁺、O²⁺、O³⁺離子束而計(jì)算的濃度分布圖(270)。估計(jì)O⁺/O²⁺/O³⁺離子分布為等于58％/31％/11％，其各自的能量等于25keV/50keV/75keV。示出切線271。交點(diǎn)I4基本上位于約85nm。

圖28表示經(jīng)歷35kV的加速電壓的5.10¹⁶個(gè)離子/cm²的劑量的單和多電荷離子氬Ar⁺、Ar²⁺、Ar³⁺離子束而計(jì)算的濃度分布圖(280)。估計(jì)Ar⁺/Ar²⁺/Ar³⁺離子分布為等于60％/30％/10％，其各自的能量等于35keV/70keV/105keV。示出切線281。交點(diǎn)I基本上位于約72nm。

根據(jù)本發(fā)明的單和多電荷氣體離子以及這些單和多電荷氣體離子的轟擊條件的選擇可以有利地獲得藍(lán)寶石材料的折射率的降低，導(dǎo)致反射系數(shù)降低和透射系數(shù)增加。這些性質(zhì)對(duì)于明顯增強(qiáng)例如電容式觸板的透射是非常重要的。

發(fā)明人觀察到，可以根據(jù)加速電壓和每表面積單位的單和多電荷氣體離子劑量所選擇的范圍來選擇實(shí)驗(yàn)條件，在其中眩光(以及反射系數(shù))的降低通過單和多電荷氣體離子轟擊變?yōu)榭赡堋?/p>

此外，他們觀察到在某些情況下，通過觀察給定負(fù)荷下金剛石在參考藍(lán)寶石和處理藍(lán)寶石上留下的印記，本發(fā)明可以增加所處理藍(lán)寶石的表面韌性。處理藍(lán)寶石上留下的印記具有菱形形狀，其中繪出了部分外形，而參考藍(lán)寶石上留下的印記在全部外圍顯示刺眼的衍射光。處理后，藍(lán)寶石可具有優(yōu)異的表面韌性，換言之優(yōu)異的抗刮擦性。

根據(jù)本發(fā)明劑量范圍中每表面積單位單和多電荷氣體離子劑量的選擇可以由在先校準(zhǔn)步驟產(chǎn)生，其中用一種單或多電荷氣體離子例如來自He、Ne、Ar、Kr、Xe、N₂、O₂的離子轟擊由預(yù)期的藍(lán)寶石材料組成的樣品可以用在根據(jù)本發(fā)明的范圍內(nèi)的多個(gè)單或多電荷氣體離子劑量在材料的各個(gè)區(qū)域轟擊該藍(lán)寶石材料。然后觀察處理區(qū)域以根據(jù)以0°角(垂直于表面)在處理表面上的或多或少明顯觀察的眩光來選擇適合的劑量。

因此采用簡單的觀察技術(shù)對(duì)處理區(qū)域進(jìn)行觀察，例如用肉眼分別以0°或10°的入射角從實(shí)際觀測者或反射圖像(例如接近于樣品的墻)或常規(guī)實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)技術(shù)進(jìn)行觀察來定量測量與400-800nm的可見光譜的各波長有關(guān)的透射譜。

不希望受任何科學(xué)理論束縛，推斷這種關(guān)于注入厚度折射率降低的現(xiàn)象可以通過間隙的產(chǎn)生和聚集，或充滿折射率非常接近1的氣體的納米空腔來解釋。事實(shí)上，這些單和多電荷氣體離子在低于某一原子濃度閾值(估計(jì)為低于1％)時(shí)可以溶于藍(lán)寶石。一旦超過濃度閾值，似乎形成充滿氣體的納米空腔，造成注入層的折射率降低。也可能離子轟擊破壞藍(lán)寶石的規(guī)則晶序(非晶化)，降低了與折射率有關(guān)的注入層的介電常數(shù)。也可以想象在氧的情況下，氧摻雜有助于形成化學(xué)式相對(duì)接近于氧化鋁(Al₂O₃)的亞氧化物，其寫成Al₂O_3+x形式，其中x為0-0.5，其中化學(xué)和/或結(jié)晶組成方面的可變性可以形成較之其他類型的離子非常有效的折射率梯度，明顯減少光反射。

本發(fā)明還涉及在可見區(qū)具有遠(yuǎn)優(yōu)于現(xiàn)有觸板的例如大于或等于90％或甚至等于97％的透射率和防刮擦接觸表面(除由接觸金剛石引起的任何刮擦以外)的電容式觸板。它包含至少一個(gè)或兩個(gè)通過離子轟擊進(jìn)行抗眩光處理的藍(lán)寶石襯底，所述離子轟擊明顯增加來自顯示屏的光透射率，明顯降低使閱讀顯示屏困難或不可能的環(huán)境光(尤其在戶外環(huán)境)的雜光反射，連續(xù)并按比例降低與顯示有關(guān)的電消耗，最終明顯增加電池壽命。本發(fā)明所使用的離子轟擊處理保留與藍(lán)寶石有關(guān)的防刮擦性，對(duì)電容式觸板的檢測靈敏度沒有影響并可以有利地增加經(jīng)歷接觸相關(guān)的彎曲移動(dòng)或震動(dòng)的觸板的機(jī)械抗性。本發(fā)明可以產(chǎn)生對(duì)尺寸沒有限制的電容式觸板，其由目視不能區(qū)分的連接的初級(jí)電容式觸板的組裝物組成。

注意到觸摸屏是組合兩種功能的電子設(shè)備：顯示屏幕(監(jiān)視器)和指示設(shè)備，其可以是鼠標(biāo)、觸板以及光觸筆。

這可以降低一些系統(tǒng)上裝置的數(shù)量并生產(chǎn)非常適于某些功能的人類環(huán)境改造學(xué)軟件。觸摸屏例如用于PDA、GPS系統(tǒng)、MP3播放器、智能電話、標(biāo)牌、手提式游戲托架、自動(dòng)售票機(jī)、ATM、所有自助結(jié)賬和計(jì)算機(jī)。

術(shù)語觸板表示屏幕的一部分，其可以優(yōu)異的分辨率對(duì)大于兩個(gè)的壓力水平敏感(圖板和筆)且一次大于一個(gè)點(diǎn)(多次接觸和手指)。

觸板上壓力點(diǎn)的檢測基于測量物理量的變化。

接觸技術(shù)的特征在于測量的各種物理量，和用于將測量值轉(zhuǎn)化為坐標(biāo)(x；y)的獲得方法。最常見的接觸技術(shù)的原理是本質(zhì)上有電阻的、電容式的和紅外線的。

術(shù)語電容式觸板表示包含至少一個(gè)固體接觸表面的板，所述接觸表面可由玻璃制成或由藍(lán)寶石制成，其在接觸表面下遍布帶電網(wǎng)格。用戶手指在接觸表面上的接觸將一部分這些電荷傳遞到手指，引起僅需要定位以處理信息的損失。

通過裝置中直接整合的計(jì)算算法進(jìn)行信息處理。它測定落點(diǎn)(在多次接觸的情況下)、移動(dòng)方向、有時(shí)所施加的壓力和相應(yīng)的動(dòng)作。

現(xiàn)有的電容式觸板具有彼此不同的分層結(jié)構(gòu)，但其共同特性是具有剛性接觸表面(由玻璃或藍(lán)寶石制成)和表面下的電網(wǎng)格，所述網(wǎng)格可以以位于相同平面的電軌道XY的網(wǎng)格形式或在兩個(gè)分離平面中在電軌道Y網(wǎng)格上疊加的電軌道X的網(wǎng)格形式呈現(xiàn)。在兩種情況下，電軌道X和Y是分離的且通過絕緣樹脂裝配。

目前，90％的觸板配備有由ITO(氧化銦錫)制成的電軌道，ITO是一種具有以下性質(zhì)的金屬氧化物：

·可見光中的透明度，

·根據(jù)波長在可見光中1.7-2的高光學(xué)指數(shù)，

·限制為以下的電導(dǎo)率：

·聚合物(柔性)上100歐姆/平方，

·玻璃材料(剛性)上50歐姆/平方。

電導(dǎo)率的該限制對(duì)于將電容式觸板的尺寸限制為12英寸(換言之約30cm)具有直接影響。

ITO(氧化銦錫)具有以下重要缺點(diǎn)：

·用于在高溫下將其沉積的能源成本，

·其非常高的反射率(與空氣(n＝1)或玻璃(n＝1.5)形成分界面)，

·其易碎性，

·其低撓性，

·其電阻率是可接受的，但與銀、銅相比較高。

關(guān)于具有全部放在玻璃上的ITO(氧化銦錫)網(wǎng)格的電容式板結(jié)構(gòu)，可以提及：

·結(jié)構(gòu)1：玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格X/玻璃/粘合劑/網(wǎng)格Y/玻璃(背面)，

·結(jié)構(gòu)2：接觸玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格XY/玻璃(背面)，

·結(jié)構(gòu)3：接觸玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格X/玻璃/網(wǎng)格Y，

·結(jié)構(gòu)4：接觸玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格XY。

關(guān)于具有部分放在玻璃上且部分放在聚合物膜上的ITO(氧化銦錫)網(wǎng)格的電容式板結(jié)構(gòu)，可以提及：

·結(jié)構(gòu)5：接觸玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格X/玻璃/粘合劑/網(wǎng)格Y/聚合物膜(背面)。

關(guān)于具有全部放在聚合物膜上的ITO(氧化銦錫)網(wǎng)格的電容式板結(jié)構(gòu)，可以提及：

·結(jié)構(gòu)6：玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格X/薄膜/粘合劑/網(wǎng)格Y/玻璃(背面)，

·結(jié)構(gòu)7：玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格XY/玻璃(背面)，

·結(jié)構(gòu)8：玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格X/玻璃/網(wǎng)格Y，

·結(jié)構(gòu)9：接觸玻璃(正面接觸表面)/網(wǎng)格XY。

電容式觸板目前具有其結(jié)構(gòu)和組成固有的光學(xué)限制。這些光學(xué)限制與來自顯示屏和周圍環(huán)境的光的透射和反射、和顯示屏尺寸有關(guān)。這些限制涉及電容式觸板的結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性(讀者和顯示屏之間插入的分界面數(shù)目)和層的物理性質(zhì)(網(wǎng)格電阻率、通過各種分界面分離的介質(zhì)的折射率之差)。這類光學(xué)限制的來源、預(yù)期的解決方案和相關(guān)的缺點(diǎn)給出如下：

顯示屏和讀者之間插入的分界面數(shù)目的增加是可能的：

當(dāng)待通過的分界面數(shù)目增加時(shí)，來自顯示屏的光透射減少。類似地，當(dāng)分界面數(shù)目增加時(shí)，環(huán)境光(尤其在戶外環(huán)境)的反射增加。效果的組合導(dǎo)致顯示屏易讀性降低。

一種解決方案是降低形成電容式觸板的層數(shù)目，代價(jià)是其機(jī)械抗性。

可以考慮相對(duì)于鋪設(shè)襯底，由ITO制成的網(wǎng)格電軌道的極高的折射率：

分界面上光的反射隨著通過分界面分離的介質(zhì)之間的折射率之差的上升而增加。對(duì)于放在玻璃襯底(折射率等于1.5)上的基于ITO(折射率等于1.8)的電軌道也是這樣。約1％的反射率損失不可忽略并增加其他反射率損失。

一種解決方案是將在玻璃襯底和由ITO制成的電軌道之間進(jìn)行基于TiO₂和SiO₂的抗眩光處理，代價(jià)是經(jīng)歷接觸相關(guān)的撓曲負(fù)荷的ITO制成的電軌道的成本和耐用性。

可以考慮允許檢測超過30英寸的電信號(hào)的由ITO制成的電軌道的不足的電導(dǎo)率：

一種解決方案將是引入以低密度網(wǎng)格(體積包含至少90％空隙)形式呈現(xiàn)的高導(dǎo)電的電軌道，所述低密度網(wǎng)格的優(yōu)點(diǎn)是通過增加介質(zhì)的透明度促進(jìn)光流動(dòng)(換言之其透射)。該方法因?yàn)楣I(yè)化和成本問題還未獲得成功。目前，90％網(wǎng)格由基于ITO的電軌道制成。

可能接替ITO的技術(shù)實(shí)例可以包括：

-由4-5微米導(dǎo)電的軌道以100-400微米間隔組成的金屬網(wǎng)格。這類網(wǎng)格僅覆蓋襯底的一部分(空隙度>90％)。

-銀納米線網(wǎng)格(10歐姆/平方；空隙度>94％)。

-銀納米顆粒網(wǎng)格(4歐姆/平方；空隙度>95％空隙)。

-碳納米管網(wǎng)格。

除以上列舉的光學(xué)限制之外，存在第二種任何時(shí)候易于出現(xiàn)且與使用電容式觸摸屏有關(guān)的光學(xué)限制：接觸表面的刮擦能力、在震動(dòng)或彎曲、指印作用下電容式觸板的裂化。這類光學(xué)限制的來源、預(yù)期解決方案和與其相關(guān)的缺點(diǎn)給出如下。

待考慮的接觸表面的刮擦能力：

用手指移動(dòng)前，玻璃表面容易被易于沉積在其上的環(huán)境磨料顆粒刮擦。刮擦和產(chǎn)生的碎片在通過顯示屏透射的光和通過所述接觸表面反射的環(huán)境光兩者中造成散射。這種光的散射增加了閱讀通過顯示屏發(fā)出的圖像的降低。

一種解決方案是用藍(lán)寶石表面替代玻璃表面。藍(lán)寶石以其僅低于金剛石的極高硬度而眾所周知，但其主要缺點(diǎn)是在加熱至2050℃的熔爐中長期和高成本的生產(chǎn)以及其極高的折射率(n＝1.76)，其直接作用導(dǎo)致在接觸表面上環(huán)境光的高反射率(15％反射率)和來自顯示屏的圖像大量減弱(85％透射率)。為進(jìn)行彌補(bǔ)，必須增加來自顯示屏的光，換言之，增加電能消耗。PVD型抗眩光涂層非常適合作為藍(lán)寶石表玻璃的內(nèi)涂層，但不適于(由于其易碎性)作為例如暴露于從袖子后面穿戴的外涂層，甚至由于接觸更不適于穿戴。

待考慮的對(duì)震動(dòng)和撓曲負(fù)荷的敏感性：

高硬度與低抗震性有關(guān)，但高電阻與撓曲負(fù)荷(高彈性)有關(guān)。

一種解決方案是發(fā)現(xiàn)由相對(duì)硬的表面組成的混合表面形式的平衡，其中所述表面幾乎沒有或沒有在較低硬度的厚度中嵌入的裂紋尖端。

待考慮的油的吸收：存在使表面排斥油的產(chǎn)品，但其缺點(diǎn)是昂貴且不持久。

本發(fā)明的一個(gè)目的是補(bǔ)救以上描述的限制、缺點(diǎn)和技術(shù)問題。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明涉及電容式觸板，其連續(xù)包含以下連接部件(無任何空氣層)：

a)由藍(lán)寶石制成的剛性襯底組成的“正”面，其中側(cè)面之一形成觸板的接觸表面。該“正”面僅在一面(與手指接觸的一面)接受離子轟擊處理以降低其反射率。使用離子束進(jìn)行離子轟擊，其中離子選自來自下列的原子：氦(He)、氮(N)、氧(O)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)氙(Xe)；下文中，術(shù)語電容式觸板的“正”面表示該藍(lán)寶石層，其中背面是用戶手指的接觸表面。該層是平面的且厚度小于1mm，例如等于400μm，或例如330μm。

b)由一個(gè)或多個(gè)層組成的電容式檢測層，其功能是使電容式技術(shù)檢測“正”面的接觸表面上的手指接觸。這些層包括由一組電軌道組成的電容式檢測網(wǎng)格，絕緣樹脂使電軌道絕緣并裝配電軌道。這些電軌道可由ITO(氧化銦錫)、高導(dǎo)電的金屬(導(dǎo)電率大于鋁)、銀納米線或納米顆?；蛱技{米管的網(wǎng)格制成。所使用的絕緣樹脂的折射率類似于ITO(等于約1.8)。下文中，術(shù)語電容式檢測層表示“正”面和“背”面之外的并以連接方式(沒有空氣層)位于“正”面和“背”面之間的上述層的組裝物，描述如下。

c)由通過離子轟擊處理以降低其反射率的藍(lán)寶石襯底組成的“背”面，在與用于處理“正”面相同的條件下處理面對(duì)顯示屏的一側(cè)。因此獲得有利的抗反射效果，其相對(duì)于“正”面所獲得的極大地增加，所述“正”面適于經(jīng)由上板從顯示屏獲得大于90％例如等于97％的光透射。由于藍(lán)寶石相關(guān)成本問題，該背面的厚度降低，優(yōu)選小于400μm，例如等于100μm。

術(shù)語抗反射處理表示用于降低光反射例如至少降低一半的處理。對(duì)于空氣/藍(lán)寶石界面，反射為約7.5％，抗反射處理可以將該反射值降低至小于3.75％的值。例如，空氣/藍(lán)寶石界面的透射率約等于92.5％，藍(lán)寶石的抗反射處理例如應(yīng)該使得透射率至少等于96.25％。對(duì)于雙面處理的藍(lán)寶石條，這例如應(yīng)導(dǎo)致通過所述條的光透射率至少等于92.5％而不是85％。

如上所述，因此可以通過離子轟擊抗反射處理的方式來以在接觸表面上的空氣和藍(lán)寶石之間產(chǎn)生折射率梯度。

由于其高電阻，這種折射率梯度可以承受磨蝕過程：例如，用戶手指攜帶的磨料顆粒在接觸表面上的位移。

由于通過本發(fā)明所使用的方法所產(chǎn)生的束的非常高的穩(wěn)定性和在設(shè)置與處理有關(guān)的動(dòng)力參數(shù)(速度、坡度)上的敏度，離子轟擊抗反射處理通常是完全均勻的。設(shè)置可以例如與所需的一樣精細(xì)從而在例如電容式觸板的“正”面的接觸表面的所有點(diǎn)以獲得注入離子的平均原子濃度，其精確度相對(duì)于所要求的小于或等于(+/-)5％。由于其厚度小(約80nm)和其完美的均勻性，處理不影響表面下的電容式檢測層的敏感度。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，本發(fā)明涉及包含多個(gè)由藍(lán)寶石材料制成的電容式觸板的電容式觸板，所述藍(lán)寶石材料的背面和正面及其側(cè)面預(yù)先經(jīng)處理、然后裝配在一起以產(chǎn)生完美的平面且其之間對(duì)于肉眼和觸摸不顯示任何分離(與抗反射的面相鄰)。與玻璃材料不同，藍(lán)寶石的物理性質(zhì)使得藍(lán)寶石對(duì)溫度非常穩(wěn)定(沒有玻璃轉(zhuǎn)化)，提供相同的均勻性和非常精確的結(jié)晶切割平面。藍(lán)寶石材料在熔爐中的生長期間，藍(lán)寶石材料的結(jié)晶特征得到完美控制。

借助于根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板，顯示屏的易讀性可通過降低環(huán)境光的反射和通過將來自顯示屏的光透射率明顯增加至大于或等于90％例如等于97％而相當(dāng)大地增強(qiáng)。

借助于根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板，顯示屏的電消耗可明顯降低至少15％或甚至30％，與亮度增加和通過增強(qiáng)來自顯示屏的光透射和通過減少其上環(huán)境光的反射獲得的對(duì)比度成比例。

借助于根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板，由于顯示屏的電消耗的明顯減少，電池壽命可相當(dāng)大地增加。

借助于根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板，接觸表面可以是高度防刮擦的，并長期保留上述光學(xué)性能。

借助于根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板，正面關(guān)于震動(dòng)和撓曲負(fù)荷的機(jī)械強(qiáng)度可增加，并長期保留上述光學(xué)性能。

借助于根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板，指印可明顯降低，并長期保留上述光學(xué)性能。

借助于根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板，可以預(yù)期表面積不受任何限制的大尺寸電容式板，其由大量初級(jí)電容式觸板的邊到邊組裝物組成，所述初級(jí)電容式觸板包含通過在背面和/或正面和側(cè)面離子轟擊進(jìn)行抗眩光處理的藍(lán)寶石材料，其之間對(duì)于肉眼和觸摸不顯示任何分離。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，用于本發(fā)明的藍(lán)寶石材料的離子轟擊抗反射處理不需要長的處理時(shí)間(每cm²和每微加速劑幾秒)。

用于本發(fā)明的藍(lán)寶石材料的抗反射處理可使其用于工業(yè)范圍，其中其成本相對(duì)于藍(lán)寶石襯底(例如用于觸板的1cm²藍(lán)寶石的成本為約4歐，本發(fā)明范圍內(nèi)處理的1cm²的成本為幾分)的成本不應(yīng)是因貨物有瑕疵要求取消合同(redhibitory)。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，電容式觸板包含由藍(lán)寶石制成的“正”面和電容式接觸檢測層，所述藍(lán)寶石的正面(接觸表面)通過離子轟擊處理以提供相同的抗反射性，所述接觸檢測層包含由ITO(氧化銦錫)制成的電軌道或以低密度網(wǎng)格(體積包含至少90％空隙)形式呈現(xiàn)的由高導(dǎo)電金屬(導(dǎo)電率大于純鋁)、銀納米線、銀納米顆?；蛱技{米管制成的電軌道，電軌道是電絕緣的并用絕緣樹脂裝配，其中折射率優(yōu)選大于或等于1.6，優(yōu)選類似于藍(lán)寶石(等于1.76)或ITO(等于1.8)的折射率。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，電容式觸板包含由藍(lán)寶石制成的“正”面、電容式檢測層和由藍(lán)寶石制成的“背”面，所述藍(lán)寶石的正面(接觸表面)通過離子轟擊處理以提供相同的抗反射性，所述接觸檢測層包含由ITO(氧化銦錫)制成的電軌道或以低密度網(wǎng)格(體積包含至少90％空隙)形式呈現(xiàn)的由高導(dǎo)電金屬(導(dǎo)電率大于鈍銅)、銀納米線、銀納米顆?；蛱技{米管制成的電軌道，電軌道是電絕緣的并用絕緣樹脂裝配，其中折射率優(yōu)選大于或等于1.6，優(yōu)選類似于藍(lán)寶石(等于1.76)或ITO(等于1.8)的折射率，其中正面經(jīng)歷與所述“正”面的正側(cè)所用的相同的抗反射處理。由于藍(lán)寶石相關(guān)的成本問題，所述背面優(yōu)選具有低于400微米的減小的厚度，例如100微米。

根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板的實(shí)施方式的實(shí)施例顯示于圖31-33，而圖29和30是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的電容式觸板的實(shí)施方式的實(shí)施例。

在圖29-33中，相同的附圖標(biāo)記用于指示電容式觸板的相同部件，其中：

FP是指“正板”；

CDL是指一個(gè)(或多個(gè))“電容式檢測層”；

RF是指“背面”，其也稱為“背板”；

AL是指“空氣層”；

DS是指“顯示屏”。

根據(jù)圖29-33所述的實(shí)施方式，電容式觸板包含正板FP；電容式檢測層CDL；和通過空氣層AL與電容式接觸檢測層CDL分離的顯示屏DS。電容式接觸檢測層CDL形成緊密的組裝物(網(wǎng)格+絕緣樹脂)且連接至正板FP(無可能分離它們的任何空氣層)。

電容式觸板的正板FP通常由玻璃制成；它也可由藍(lán)寶石材料制成；根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板的正板FP由藍(lán)寶石材料制成。

電容式接觸檢測層通常由形成低密度網(wǎng)格(體積包含至少90％空隙)的高導(dǎo)電金屬(導(dǎo)電率大于或等于鋁)、銀納米線或納米顆粒或碳納米管制成，其用絕緣樹脂絕緣且其折射率大于或等于1.6，優(yōu)選與用于ITO軌道的樹脂的折射率相當(dāng)(折射率等于約1.8)。

根據(jù)環(huán)境，電容式接觸檢測層對(duì)表面具有不同的折射率：電容式接觸檢測層通常具有接近1.8(對(duì)應(yīng)于ITO和其絕緣樹脂)的折射率，如果由玻璃制成，其正面的折射率接近1.51，如果由藍(lán)寶石制成，其正面的折射率接近1.76。

圖29是現(xiàn)有技術(shù)電容式觸板290的圖例，其中顯示了光反射和透射的原理?？梢娪娠@示屏DS發(fā)出的朝向環(huán)境空氣(正板FP外部，根據(jù)箭頭T)的光透射T0的變化。反射誘導(dǎo)的損耗包括與以下有關(guān)的那些：

·位于空氣層AL和電容式接觸檢測層CDL的分界面的分界面上發(fā)出的光T0的第一光反射R1；

·電容式接觸檢測層CDL和正板FP之間透射的光T1的第二光反射R2；

·正板FP和環(huán)境空氣(正板FP外部，根據(jù)箭頭T)之間透射的光T2的第三光反射R3。

光反射和透射關(guān)于反射R和透射T具有相關(guān)的系數(shù)，其中值為0-1且適于基于以下公式計(jì)算。

顯示屏發(fā)出的光透射的降低與在電容式觸板的各分界面處連續(xù)發(fā)生的反射的聚集相對(duì)應(yīng)：

T＝T0-(R1+R2+R3)，其中

折射隨著通過分界面分離的兩種介質(zhì)n1、n2之間的折射率之差的增加而增加。反射和透射系數(shù)可采用以下公式(稱為Fresnel公式)計(jì)算：

R＝((n1-n2)/(n1+n2))²；

T＝(2n1xn2/(n1+n2))²；

其中R+T＝1。

在以下實(shí)施例和計(jì)算中，認(rèn)為稱為電容式檢測層(CDL)、空氣層(AL)和顯示屏(DS)的部件是相同的類型并具有類似的特征。

下表顯示通過形成圖29所述的電容式觸板的各個(gè)分界面的光反射系數(shù)值，當(dāng)正板由玻璃(折射率等于1.51)制成且電容式檢測層包含由ITO(折射率等于1.8)制成的通過具有基本上相當(dāng)?shù)恼凵渎实臉渲^緣的電軌道，或包含借助于具有低密度(體積包括至少90％空隙)的通過折射率與用于ITO(折射率1.8)的樹脂相當(dāng)?shù)臉渲^緣的高導(dǎo)電的電軌道網(wǎng)格(導(dǎo)電率大于或等于純鋁)。第一欄提供計(jì)算涉及的分界面D，第二和第三欄(n1)和(n2)提供通過分界面分離的介質(zhì)的折射率n1和n2，第四欄(R)包含利用Fresnel公式計(jì)算的表示為a％的反射系數(shù)。相對(duì)而言，包含RT(％)的單元描繪了通過電容式觸板的光反射系數(shù)的總和，即13％的損失，對(duì)應(yīng)于87％的光透射率。

詳細(xì)的結(jié)果如下：

下表顯示通過圖29所述的各個(gè)分界面的光反射系數(shù)值，當(dāng)正板由藍(lán)寶石(折射率等于1.76)制成且電容式檢測層包含由ITO(折射率等于1.8)制成的通過具有基本上相同折射率的樹脂絕緣和裝配的電軌道，或包含借助于具有低密度(體積包括至少90％空隙)的通過折射率與用于ITO(折射率1.8)的樹脂基本上相當(dāng)?shù)臉渲^緣和裝配的高導(dǎo)電的電軌道網(wǎng)格(導(dǎo)電率大于或等于純鋁)。相對(duì)而言，包含RT(％)的單元描繪了通過電容式觸板的光反射系數(shù)的總和，即15.75％的損失，對(duì)應(yīng)于84.25％的光透射率。

詳細(xì)的結(jié)果如下：

下表顯示通過形成圖30所述的電容式觸板的各個(gè)分界面的光反射系數(shù)值。所述現(xiàn)有技術(shù)電容式觸板300包含正板FP和背面RF兩者。當(dāng)正板和背面由玻璃(折射率等于1.51)制成且電容式檢測層包含由ITO(折射率等于1.8)制成的通過具有基本上相同折射率的樹脂絕緣的電軌道，或包含借助于具有低密度(體積包括至少90％空隙)的通過折射率與用于ITO(折射率1.8)的樹脂相當(dāng)?shù)臉渲^緣的高導(dǎo)電的電軌道網(wǎng)格(導(dǎo)電率大于或等于純鋁)。第一欄提供計(jì)算涉及的分界面D，第二和第三欄(n1)和(n2)提供通過分界面分離的介質(zhì)的折射率n1和n2，第四欄(R)包含利用Fresnel公式計(jì)算的表示為a％的反射系數(shù)。相對(duì)而言，包含RT(％)的單元描繪了通過電容式觸板的光反射系數(shù)的總和。該總和對(duì)應(yīng)于等于9.79％的反射誘導(dǎo)的損耗，相當(dāng)于90.21％的光透射率。所述表包含相對(duì)于“常規(guī)的”基于玻璃的電容式觸板技術(shù)(已知的現(xiàn)有技術(shù))而言最慣常和最佳的方案。這些圖用作目前銷售的標(biāo)準(zhǔn)參考，以強(qiáng)調(diào)以下詳述的本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方式所獲得的增益。

詳細(xì)的結(jié)果如下：

下表顯示通過形成圖30所述的電容式觸板的各個(gè)分界面的光反射系數(shù)值，當(dāng)正板FP和背面RF由藍(lán)寶石(折射率等于1.76)制成且電容式檢測層包含由ITO(折射率等于1.8)制成的通過具有基本上相同折射率的樹脂絕緣的電軌道，或包含借助于具有低密度(體積包括至少90％空隙)的通過折射率與用于ITO(折射率1.8)的樹脂基本上相當(dāng)?shù)臉渲^緣的高導(dǎo)電的電軌道網(wǎng)格(導(dǎo)電率大于或等于純鋁)。相對(duì)而言，包含RT(％)的單元描繪了對(duì)通過電容式觸板的光施用的反射率的總和，即15.19％的損失，對(duì)應(yīng)于85.81％的光透射率。幾乎不超過圖29描述的包含由藍(lán)寶石制成的單個(gè)正面的結(jié)構(gòu)的透射系數(shù)。這不意外，因?yàn)樗{(lán)寶石的折射率(其相對(duì)接近ITO)仍然遠(yuǎn)大于將顯示屏與“背”面分離的空氣層的折射率。

詳細(xì)的結(jié)果如下：

下表顯示通過圖31所述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電容式觸板310的各個(gè)分界面的光反射系數(shù)值。由藍(lán)寶石(折射率等于1.76)制成的正板FP具有根據(jù)本發(fā)明方法制成的抗眩光處理層311。根據(jù)第一和第二個(gè)實(shí)施方式，抗眩光處理層的作用在分界面A/FP分別將光反射率降低了50％(反射系數(shù)從7.5％變?yōu)?.75％，稱為311(50％))和80％(反射系數(shù)從7.5％變?yōu)?.5％，稱為311(80％))，假設(shè)電容式接觸檢測層包含由ITO(折射率等于1.8)制成的通過具有基本上相當(dāng)?shù)恼凵渎实臉渲^緣的電軌道，或包含借助于具有低密度(體積包括至少90％空隙)的通過折射率與用于ITO(折射率1.8)的樹脂相當(dāng)?shù)臉渲^緣的高導(dǎo)電的電軌道網(wǎng)格(導(dǎo)電率大于或等于鋁)。相對(duì)而言，包含RT(％)的單元描繪了對(duì)通過電容式觸板的光施用的反射系數(shù)的總和。損失RT(％)等于11.92％，對(duì)應(yīng)于311(50％)的88.08％的光透射率；損失RT(％)等于9.68％，對(duì)應(yīng)于311(80％)的90.32％的光透射率。觀察到311(50％)相當(dāng)于平均折射率等于1.48的層，以獲得空氣和藍(lán)寶石之間的反射系數(shù)降低50％以從7.5％變?yōu)?.75％；觀察到311(80％)相當(dāng)于平均折射率等于1.28的層，以獲得空氣和藍(lán)寶石之間的反射系數(shù)降低80％以從7.5％變?yōu)?.5％；在后面一種情況下，折射率接近對(duì)應(yīng)于空氣和藍(lán)寶石的折射率的乘積的平方根的那些，等于(1x1.76)^1/2＝1.32。用AR(80％)，本發(fā)明的該實(shí)施方式在透射率上的光學(xué)性能與在正板和背面使用玻璃材料的“常規(guī)的”電容式觸板獲得的那些相當(dāng)(第一個(gè)透射率90.32％，第二個(gè)為90.21％)，其無可爭辯的優(yōu)點(diǎn)是具有與對(duì)震動(dòng)和撓曲負(fù)荷的機(jī)械抗性增加有關(guān)的接觸表面的防刮擦性。

詳細(xì)結(jié)果如下，其中第一個(gè)表是指抗眩光處理層的光反射率降低50％(本文上述第一個(gè)實(shí)施方式)，第二個(gè)表是指光反射率降低80％(本文上述第二個(gè)實(shí)施方式)：

下表顯示通過圖32所述的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電容式觸板320的各個(gè)分界面的光反射系數(shù)值。由藍(lán)寶石(折射率等于1.76)制成的正板FP具有抗眩光處理層321；所述電容式觸板320也包含也由藍(lán)寶石制成的背面RF，其具有抗眩光處理層322。

根據(jù)第一和第二個(gè)實(shí)施方式，抗眩光處理層(321)和(322)的作用在分界面A/(FP+321)和(RF+322)/AL將光反射率降低了50％(反射系數(shù)從7.5％變?yōu)?.75％，稱為321(50％))和80％(反射系數(shù)從7.5％變?yōu)?.5％，稱為321(80％))，假設(shè)電容式接觸檢測層包含由ITO(折射率等于1.8)制成的通過具有基本上相當(dāng)?shù)恼凵渎实臉渲^緣的電軌道，或包含借助于具有低密度(體積包括至少90％空隙)的通過折射率與用于ITO(折射率1.8)的樹脂相當(dāng)?shù)臉渲^緣的高導(dǎo)電的電軌道網(wǎng)格(導(dǎo)電率大于或等于純鋁)。相對(duì)而言，包含RT(％)的單元描繪了對(duì)通過電容式觸板的光施用的反射系數(shù)的總和。損失RT(％)等于7.51％，對(duì)應(yīng)于321(50％)和322(50％)的92.49％的光透射率；損失RT(％)等于3.04％，對(duì)應(yīng)于321(80％)和322(80％)的96.96％的光透射率。觀察到對(duì)于321(50％)和322(50％)，等于92.49％的透射率超過采用玻璃材料作為“正”面的“常規(guī)的”電容式觸板的等于90.21％的透射率，其無可爭辯的優(yōu)點(diǎn)是具有與對(duì)震動(dòng)和撓曲負(fù)荷的機(jī)械抗性增加有關(guān)的接觸表面的防刮擦性。對(duì)于321(80％)和322(80％)，這些光學(xué)和機(jī)械優(yōu)點(diǎn)相當(dāng)大地增加，透射率基本上等于97％，極大超過采用玻璃材料作為正板和背面的“常規(guī)的”電容式觸板的等于90.21％的透射率，此外，還具有與對(duì)震動(dòng)和撓曲負(fù)荷的機(jī)械抗性增加有關(guān)的接觸表面的防刮擦性的無可爭辯的優(yōu)越性。在能量方面，認(rèn)為對(duì)于321(50％)、321(50％)，顯示屏的能量消耗可降低約15％(來自顯示屏的光透射增加7.5％，環(huán)境光的反射降低7.5％)；對(duì)于321(80％)、321(80％)，顯示屏的能量消耗可降低約24％(來自顯示屏的光透射增加12％，環(huán)境光的反射降低12％).因此電池壽命可明顯增加。

詳細(xì)結(jié)果如下，其中第一個(gè)表是指抗眩光處理層的光反射率降低50％(本文上述第一個(gè)實(shí)施方式)，第二個(gè)表是指光反射率降低80％(本文上述第二個(gè)實(shí)施方式)：

圖33顯示根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的電容式觸板330。由藍(lán)寶石(折射率等于1.76)制成的正板FP具有抗眩光處理層331；所述電容式觸板330也包含也由藍(lán)寶石制成的背面RF，其具有抗眩光處理層332。在該實(shí)施方式中，正板FP的側(cè)面332、333和背面RF的側(cè)面335、336也具有抗眩光處理層。已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明方法獲得抗眩光處理層。

借助于以這種方法施加的抗眩光處理，由顯示屏DS發(fā)出的光可以通過空氣層AL、電容式接觸檢測層CDL、正板FP面331、正板FP的側(cè)面332、333、背面RF面334、背面RF的側(cè)面335、336，其中反射率極大降低，提供初級(jí)電容式觸板組裝物連續(xù)性的視覺印象。根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式，不同面的抗眩光處理是相同的。

最后，為能夠超越電容式板的尺寸限制，發(fā)明人建議裝配包含藍(lán)寶石材料的初級(jí)電容式觸板，所述藍(lán)寶石材料不僅在正面或背面而且在側(cè)面上用根據(jù)本發(fā)明方法的離子轟擊進(jìn)行抗眩光處理。一旦裝配，藍(lán)寶石材料的側(cè)面變成對(duì)肉眼透明，因此提供單個(gè)大尺寸電容式板的印象。對(duì)于正面或背面和側(cè)面，可在相同條件下使用離子轟擊抗眩光處理。

此外，發(fā)明人在以下的比較表中收集了多個(gè)電容式觸板“結(jié)構(gòu)”獲得的透射率值。所述電容式觸板可以包含玻璃和/或藍(lán)寶石材料的正板和/或背面。根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板包含藍(lán)寶石材料的正板和/或背面；至少一個(gè)其藍(lán)寶石材料表面已經(jīng)根據(jù)本發(fā)明方法進(jìn)行抗眩光處理；這種抗眩光處理的藍(lán)寶石材料在下表中稱為“T_藍(lán)寶石”(“根據(jù)本發(fā)明方法處理的藍(lán)寶石材料)。示出在560nm波長的透射率值。電容式接觸檢測層CDL包含ITO部件。DS是指顯示屏。

可以注意到采用本文上述的比較表，根據(jù)本發(fā)明的電容式觸板進(jìn)行單次處理(T_藍(lán)寶石/CDL/空氣/DS)在560nm的光透射率大于90％或進(jìn)行兩次處理在560nm的光透射率等于97％(T_藍(lán)寶石/CDL/T_藍(lán)寶石/空氣/DS)，并具有防刮擦、抗震和耐撓曲負(fù)荷的重要優(yōu)點(diǎn)，換言之，能夠長期保留這種高透射質(zhì)量。玻璃/CDL/玻璃/DS技術(shù)在于通過將顯示屏結(jié)合玻璃去除由玻璃制成的背面和顯示屏之間的空氣層。該已知技術(shù)可以至多實(shí)現(xiàn)95％，但其缺點(diǎn)是具有由可刮擦玻璃制成的接觸表面、萬一裂化不允許單獨(dú)替換觸板(同時(shí)替換與觸板剛性連接的顯示屏)；最后，它不超過通過本發(fā)明獲得的高透射率。

根據(jù)本發(fā)明，可以獲得由包含至少一個(gè)具有注入離子的表面的合成藍(lán)寶石材料制成的部件，其中當(dāng)與未處理的藍(lán)寶石材料的可見區(qū)的入射波的反射(例如諸如入射波波長為560nm)相比時(shí)，可見區(qū)的入射波的反射可以降低至少三分之一，例如降低一半。

根據(jù)本發(fā)明，可以獲得包含至少一個(gè)具有注入離子的表面的合成藍(lán)寶石材料，所述注入離子的元素選自氦(He)、氖(Ne)、氬(Ar)、氪(Kr)、氙(Xe)、硼(B)、碳(C)、氮(N)、氧(O)、氟(F)、硅(Si)、磷(P)和硫(S)，其中當(dāng)在560nm波長測量時(shí)，所述表面上可見區(qū)的入射波的反射率等于或小于2％，例如等于或小于1％。

本發(fā)明的處理方法可用于處理例如選自但不限于下列的藍(lán)寶石材料制成的固體部件：屏幕，諸如觸摸屏、窗、表玻璃、照明裝置部件例如發(fā)光裝置(LED)部件、光學(xué)部件例如諸如裝置透鏡。

在不限制總體發(fā)明構(gòu)思的情況下，上文在實(shí)施方式的幫助下描述了本發(fā)明；尤其是參數(shù)不限于所討論的實(shí)施例。