專利名稱：防劃痕透明表玻璃和裝有此玻璃的表殼的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防劃痕透明表玻璃，尤其涉及一種不取決形狀是平直或球面等復(fù)雜程度，價格便宜而且維氏硬度可達到10,000的具有極高硬度的表玻璃。
本發(fā)明還涉及一種帶有此種表玻璃的表殼。
用來保護表盤，表針等的表玻璃最常采用或由合成材料或由無機玻璃制造，因為它們價格比較便宜。此類材料的各自硬度當(dāng)然決定著表玻璃的抗劃強度。為了說得清楚，合成材料如聚異丁烯酸樹脂玻璃制的表玻璃，其維氏硬度約為100，天然或無機玻璃的維氏硬度約為900，實際經(jīng)驗表明，這兩類材料制成的表玻璃，對此某些硬的物質(zhì)，如含在實驗中的硅石，大理石，甚至經(jīng)常出現(xiàn)在我們環(huán)境中的砂粒，其抗劃痕的強度是不高的，那怕無機玻璃抵抗此類沖擊要比合成材料好一些。因此，由于劃痕的緣故，就造成了這些表玻璃或表后蓋比較快地改變了它門的美的外觀。
為了避免這類缺陷，曾經(jīng)采用合成藍寶石或剛玉來制造表玻璃。這類玻璃，例如曾經(jīng)各自地在瑞士專利No.632891中和在法國專利No.1238069中披露過。這類玻璃抵抗外部物質(zhì)的沖擊甚為優(yōu)良，不過卻有制造麻煩，復(fù)雜，時間長等主要缺點，而且價格很貴，因此大大地限制了它們在大規(guī)模的應(yīng)用。舉例說明，由藍寶石“梨狀物”(圓柱形棒)切割成薄片，隨后又經(jīng)過許多加工操作才形成這類表玻璃，單就它所需用的電能而言，就占其制造成本的80％。再有，一個中等規(guī)模制造藍寶石圓棒的工廠，每年所消耗的電力，同一個有50,000居民的城市所消耗的差不多一樣多。
這樣就不難理解，在當(dāng)前正在興起的節(jié)能浪潮中就牽涉到，需要尋找別的辦法，尤其是較為經(jīng)濟的辦法，來解決使用合成的藍寶石制造具有高抗劃強度的表玻璃，和應(yīng)用在廣泛的鐘表上。
再者，這類表玻璃的生產(chǎn)還造成了很可觀的原材料的浪費，主要是在從圓棒加工成最終產(chǎn)品的加工階段過程中產(chǎn)生的。
本專利申請人，在研究新的解決辦法的過程中，注意到利用薄膜狀的多晶金剛石，尤其是通過在一襯底上進行化學(xué)蒸汽沉積所獲得的薄膜，來制造表玻璃特別有利，因為如此制得的玻璃，無論是從經(jīng)濟觀點或者是從它們的機械性質(zhì)和透明度兩方面來看，都能完全滿足制造防劃表玻璃所需要的各個要求。
本發(fā)明因此準(zhǔn)確地涉及到了一種防劃透明表玻璃，其特征是由多晶金剛石制造的。
因此，合成藍寶石制造的復(fù)雜和高成本，以及把它們轉(zhuǎn)化成表玻璃的麻煩和同樣的高成本，就可由在一人們希望取得的表玻璃形狀的襯底上，利用化學(xué)蒸汽沉積操作法的簡單辦法加以代替，經(jīng)過沉積后再施加磨光操作。
還值得更加注意的是，根據(jù)本發(fā)明得出的表玻璃的硬度，達到維氏硬度10,000，這使它真正成為防劃產(chǎn)品。本發(fā)明的多晶金剛石表玻璃，還具有優(yōu)良的耐化學(xué)腐蝕生能。
選擇金剛石制造表玻璃的另一明顯優(yōu)點是，和合成藍寶石不一樣，多晶體具有各向同性的性質(zhì)。如果人們設(shè)想利用燒結(jié)藍寶石粉末，所得的零件將是不透明的，因為藍寶石顆粒的相應(yīng)的光學(xué)性質(zhì)是各向異性的。這一問題對通過化學(xué)蒸汽沉積法所制造的金剛石是不存在的。
本發(fā)明還涉及一個包含有中間部分和底蓋的表殼，其特征是它還包括一塊由多晶金剛石制成的表玻璃。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點，通過閱讀下述的實施方案例的說明和參照附圖就將顯得更為清晰，這一說明是通過不受限制的例子做出的。


圖1和圖2分別是本發(fā)明的一個裝有一塊防劃透明表玻璃的手表的平面視圖和沿II-II斷面線的橫截面視圖；圖3是本發(fā)明的一個裝有兩塊防劃透明玻璃的手表的分解透視圖，其中一塊是表玻璃另一塊是表后蓋。
圖1和圖2中所示的手表，包括有表殼10機芯裝置12和顯示裝置14。顯示裝置又包括表針和表盤。表殼10包括有一個中間部分16和用于封閉表殼的第一和第二元件，也即是一塊表玻璃18和一個表后蓋20，以及一個套環(huán)22。中間部分16帶有四個角狀物24沿伸在中間部分本體之上方，并形成卡爪26，同中間部分的本體形成出一個滑動擋板(slide bar)，在擋板中則裝入表玻璃18。表后蓋20則是借助于圖上沒有示出的螺釘固定在中間部分16上。同時它也貼靠在套環(huán)22上。這一套環(huán)22沿伸在中間部分16的整個高度范圍內(nèi)，并同表玻璃18靠貼。這樣，當(dāng)通過螺釘固定表后蓋20時，套環(huán)22就對表玻璃18施加壓力，使之緊貼在卡爪26上。因為這種結(jié)構(gòu)對熟悉這一技術(shù)的人員是眾所周知的，所以未做更為詳細(xì)的說明。
依照本發(fā)明，表玻璃18是由多晶金剛石制成的實際上不被劃傷的元件。表玻璃18可按以下的方式獲得。首先準(zhǔn)備一個石墨制襯底這一襯底的上表面具有人們希望得到的表玻璃的反面的形狀。就表玻璃18而言，這一反面的形狀是平直的，但當(dāng)然也可以不是平直的例如可以是部份圓柱狀，部份球面狀，或者一種這些形狀的組合。襯底的上表面是拋光了的，然后鍍上一層碳化硅(SiC)薄膜。利用化學(xué)蒸汽沉積法，在碳化硅薄層上沉積上一層多晶金剛石。在沉積操作的過程中，一層多晶金剛石就生長在碳化硅的表面上直到所要求的厚度為止。
一旦所要求的厚度達到了，然后就拋光要做成表玻璃18的多晶金剛石層，如果有必要就使它的最終尺寸達到指定的如表玻璃18的尺寸。得出表面玻璃最終尺寸的這一步驟，可以通過例如激光加工方法來達到。
多晶金剛石薄層最終通過如化學(xué)法除去襯底的方法，使之同襯底分離開來。
這樣取得的表玻璃在經(jīng)過拋光后，在可見光譜下當(dāng)然是完全透明的，因此既能保護顯示裝置，又能讓它們被人們閱讀。
進行測量的結(jié)果，得出的硬度是維氏硬度10,000。這一硬度約為藍寶石的硬度四倍，所以手表裝有本發(fā)明的表玻璃18能很好地保護不怕來自外部的沖擊，尤其是能防止本身有部份金剛石的物體可能引起的劃痕。
本發(fā)明的表玻璃的厚度是隨所要獲得的效果以及所要求的表玻璃的尺寸而變化的，一般是在0.5至2毫米之間。
一種可獲得如本發(fā)明表玻璃18的方法，在歐洲申請專利EP-A-0693573中有詳細(xì)的披露，這一專利做為參照包含在本專利中。應(yīng)當(dāng)理解，其它由多晶金剛石做成片狀或薄膜狀的任何其它方法都是可以設(shè)想的。
現(xiàn)在參考圖3，從圖中可以看出本發(fā)明的裝有表玻璃的手表的另一個實施方案。
在這一例中，表殼包含有一個圓球形頂蓋的上殼體28，其中至少有一部份是透明的，它構(gòu)成了本發(fā)明的第一個表玻璃。
表殼還有一個同樣是圓球狀蓋的下殼體30，和一個貼近上、下殼體28，30周邊配置的中間部分件32，下殼體30構(gòu)成了本發(fā)明的第二個表玻璃。28和30的表玻璃是非平直狀的。
正如在圖3中所示，殼體28和30形成了一個內(nèi)部空間，這一內(nèi)部空間裝有機芯裝置(圖中沒有示出)，而中間部分32的配置則是分別同上殼體28的下表面，和下殼體30的上表面各自配合，做為它們的支承表面。因此，當(dāng)表殼裝配好時，上殼體的邊緣34和下殼體的邊緣36是沿它們的整個周邊接合起來，除了在位置38和40兩處是用于連接表帶42和44外，因此，中間部分是不顯露出來的。
此上殼體28，也即是表玻璃，和下殼體30，也即是表后蓋所形成的防劃透明表玻璃的制造是同結(jié)合圖1和圖2中所說明的表玻璃的做法是相同的。因為殼體的邊緣是連結(jié)起來了，因此所構(gòu)成的表殼是完全防劃痕的。再者，依照本發(fā)明的表玻璃是圓球狀蓋的緣故(當(dāng)它們是由合成藍寶石制作時，一般是很昂貴的)所以所形成的表殼有強的吸震生能，因為震動是傳給了上、下殼體的座體，該座體位于固定在一起的中間部分上，因此，由于拱的作用取得了好處。
應(yīng)當(dāng)理解，在兩殼體中的內(nèi)表面周邊可以含有一層諸如金屬噴鍍的掩層用來隱藏諸如中間部分的某些原件。
本發(fā)明雖然是對特定的實施方案例子說明的，不過很清楚這并不是限定在這些例子上的，只要不脫離本發(fā)明的范圍，可以有多種的選擇和變更方案。例如表玻璃也可作為表殼的透明后蓋。
權(quán)利要求
1.一種防劃痕透明表玻璃，其特征在于是由多晶金剛石制造的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的表玻璃，其特征在于它不是平直形狀的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的表玻璃，其特征在于它是部份球面形的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2的表玻璃，其特征在于它是部份圓柱形的。
5.根據(jù)前面權(quán)利要求的任一要求的表玻璃，其特征在于它的厚度在0.5至2毫米之間。
6.包含一中間部分和一后蓋的表玻璃，其特征在于，它至少還包括前面權(quán)利要求之一的一塊表玻璃。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種防劃痕透明的表玻璃,其特征在于它是由多晶金剛石制造的,本發(fā)明還涉及一種裝有此種表玻璃的表殼。
文檔編號G04B39/00GK1195125SQ9810512
公開日1998年10月7日 申請日期1998年1月14日 優(yōu)先權(quán)日1997年1月15日
發(fā)明者M·巴赫 申請人:雷達表公司