[发明专利]一种蓝宝石屏幕及其生产工艺

权利要求书

1.一种蓝宝石屏幕，其特征在于：包括由外到内设置的5-90nm厚的外屏幕层、 40nm-50μm厚的过渡层以及蓝宝石层，所述蓝宝石层为单一蓝宝石层或蓝宝石与复合 材料通过复合方法实现双层、三层以及多层复合结构；所述蓝宝石层采用纯度为99.999％ 的Al2O3基质原料，光谱纯掺质原料Fe2O3和TiO2，其中掺入的铁、钛元素含量分别 为100ppm～3000ppm和100ppm～1000ppm，得到掺铁钛蓝宝石晶片表示为Ti,Fe:α -Al2O3。

2.根据权利要求1所述的一种蓝宝石屏幕，其特征在于：所述外屏幕层为含氟化 合物层、含硅化合物层或两者的混合物层，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。

3.根据权利要求1或2所述的一种蓝宝石屏幕，其特征在于：所述外屏幕层的组 分为CH3SiCl2CH2CH2COOCH2(CF2CF2)nH(n＝1～6)。

4.根据权利要求1所述的一种蓝宝石屏幕，其特征在于：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。

5.根据权利要求1所述的一种蓝宝石屏幕，其特征在于：所述复合材料为同质或 异质材料，选用蓝宝石、玻璃、塑料、陶瓷，YAG晶体中的一种或几种。

6.根据权利要求1所述的一种蓝宝石屏幕，其特征在于：所述复合方法采用光胶 方法、化学胶水胶合方法、PVC压膜方法、键合方法中的一种。

7.根据权利要求1所述的一种蓝宝石屏幕的生产工艺，其特征在于：包括如下步 骤：

(1)原料选择：采用原料Al2O3、Fe2O3和TiO2，混合均匀后烧结成Ti,Fe:α-Al2O3 晶体原料块，然后将Ti,Fe:α-Al2O3晶体原料块采用导模法生长为Ti,Fe:α-Al2O3晶片， 晶片生长结束后，置于有氧环境的马弗炉中退火处理；

(2)晶片切片：选用合适晶坨，切去晶颈，将晶坨固定于旋转装夹装置上，利用 上下移动的多线切割机，对晶坨进行切片；

(3)打磨：对切下来的蓝宝石晶片上盘，在研磨机上进行单片研磨，双面磨平， 所用设备为磨盘直径300～500mm的蓝宝石双面研磨机或硅片双面研磨机；

(4)抛光：对已平面磨砂好的蓝宝石晶片进行双面抛光，单片加工，所用设备为 磨盘直径300～500mm的蓝宝石双面抛光机或硅片双面抛光机；

(5)切割：抛光后的蓝宝石晶片在激光切割设备上进行定型切割，切割根据产品 规格，在激光切割设备上设定，自动切割；

(6)复合：将生产出来的蓝宝石层与外屏幕层与过渡层进行复合。

8.根据权利要求7所述的一种蓝宝石屏幕的生产工艺，其特征在于：所述步骤(1) 中的导模法生长Ti,Fe:α-Al2O3晶片的具体步骤为：

将烧结好的原料块装入具有导模模具的钼制坩埚中，将钼制坩埚和籽晶装入导模炉 内，密封后将导模炉抽真空，并加热持续升温至2100～2150℃时，恒温1～5小时化料， 使得掺质在熔体中均匀分布；

然后将定向籽晶缓慢下种，使之与钼制的导模模具顶部的熔体液面接触，待熔体在 模具顶部均匀铺展开，经一设定时间后开动提拉机构生长晶体，生长速率控制为1～ 50mm/h；晶体生长结束后，以20～40℃/h速率降至室温，取出晶片再置于有氧环 境的马弗炉中，采用1600～1800℃温度退火48～72小时，再以20～40℃/h速 率降至室温，得到Ti,Fe:α-Al2O3晶片。

9.根据权利要求7所述的一种蓝宝石屏幕的生产工艺，其特征在于：步骤(2)所 述的旋转装夹装置包括底座，底座上设有导轨，导轨上滑动安装有滑座，导轨末端固定 有尾架，尾架上转动安装有转轴，转轴由尾架上端的伺服电机驱动，所述的滑座上旋合 安装有与转轴正对的顶杆，顶杆端部转动安装有顶盘，顶杆的尾部伸出滑座并安装有盘 装手柄。

10.根据权利要求7所述的一种蓝宝石屏幕的生产工艺，其特征在于：所述导模炉 抽真空至1×10-3Pa～1×10-4Pa。