专利名称：防划痕透明表玻璃和装有此玻璃的表壳的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种防划痕透明表玻璃，尤其涉及一种不取决形状是平直或球面等复杂程度，价格便宜而且维氏硬度可达到10,000的具有极高硬度的表玻璃。
本发明还涉及一种带有此种表玻璃的表壳。
用来保护表盘，表针等的表玻璃最常采用或由合成材料或由无机玻璃制造，因为它们价格比较便宜。此类材料的各自硬度当然决定着表玻璃的抗划强度。为了说得清楚，合成材料如聚异丁烯酸树脂玻璃制的表玻璃，其维氏硬度约为100，天然或无机玻璃的维氏硬度约为900，实际经验表明，这两类材料制成的表玻璃，对此某些硬的物质，如含在实验中的硅石，大理石，甚至经常出现在我们环境中的砂粒，其抗划痕的强度是不高的，那怕无机玻璃抵抗此类冲击要比合成材料好一些。因此，由于划痕的缘故，就造成了这些表玻璃或表后盖比较快地改变了它门的美的外观。
为了避免这类缺陷，曾经采用合成蓝宝石或刚玉来制造表玻璃。这类玻璃，例如曾经各自地在瑞士专利No.632891中和在法国专利No.1238069中披露过。这类玻璃抵抗外部物质的冲击甚为优良，不过却有制造麻烦，复杂，时间长等主要缺点，而且价格很贵，因此大大地限制了它们在大规模的应用。举例说明，由蓝宝石“梨状物”(圆柱形棒)切割成薄片，随后又经过许多加工操作才形成这类表玻璃，单就它所需用的电能而言，就占其制造成本的80％。再有，一个中等规模制造蓝宝石圆棒的工厂，每年所消耗的电力，同一个有50,000居民的城市所消耗的差不多一样多。
这样就不难理解，在当前正在兴起的节能浪潮中就牵涉到，需要寻找别的办法，尤其是较为经济的办法，来解决使用合成的蓝宝石制造具有高抗划强度的表玻璃，和应用在广泛的钟表上。
再者，这类表玻璃的生产还造成了很可观的原材料的浪费，主要是在从圆棒加工成最终产品的加工阶段过程中产生的。
本专利申请人，在研究新的解决办法的过程中，注意到利用薄膜状的多晶金刚石，尤其是通过在一衬底上进行化学蒸汽沉积所获得的薄膜，来制造表玻璃特别有利，因为如此制得的玻璃，无论是从经济观点或者是从它们的机械性质和透明度两方面来看，都能完全满足制造防划表玻璃所需要的各个要求。
本发明因此准确地涉及到了一种防划透明表玻璃，其特征是由多晶金刚石制造的。
因此，合成蓝宝石制造的复杂和高成本，以及把它们转化成表玻璃的麻烦和同样的高成本，就可由在一人们希望取得的表玻璃形状的衬底上，利用化学蒸汽沉积操作法的简单办法加以代替，经过沉积后再施加磨光操作。
还值得更加注意的是，根据本发明得出的表玻璃的硬度，达到维氏硬度10,000，这使它真正成为防划产品。本发明的多晶金刚石表玻璃，还具有优良的耐化学腐蚀生能。
选择金刚石制造表玻璃的另一明显优点是，和合成蓝宝石不一样，多晶体具有各向同性的性质。如果人们设想利用烧结蓝宝石粉末，所得的零件将是不透明的，因为蓝宝石颗粒的相应的光学性质是各向异性的。这一问题对通过化学蒸汽沉积法所制造的金刚石是不存在的。
本发明还涉及一个包含有中间部分和底盖的表壳，其特征是它还包括一块由多晶金刚石制成的表玻璃。
本发明的其它特征和优点，通过阅读下述的实施方案例的说明和参照附图就将显得更为清晰，这一说明是通过不受限制的例子做出的。
图1和图2分别是本发明的一个装有一块防划透明表玻璃的手表的平面视图和沿II-II断面线的横截面视图；图3是本发明的一个装有两块防划透明玻璃的手表的分解透视图，其中一块是表玻璃另一块是表后盖。
图1和图2中所示的手表，包括有表壳10机芯装置12和显示装置14。显示装置又包括表针和表盘。表壳10包括有一个中间部分16和用于封闭表壳的第一和第二元件，也即是一块表玻璃18和一个表后盖20，以及一个套环22。中间部分16带有四个角状物24沿伸在中间部分本体之上方，并形成卡爪26，同中间部分的本体形成出一个滑动挡板(slide bar)，在挡板中则装入表玻璃18。表后盖20则是借助于图上没有示出的螺钉固定在中间部分16上。同时它也贴靠在套环22上。这一套环22沿伸在中间部分16的整个高度范围内，并同表玻璃18靠贴。这样，当通过螺钉固定表后盖20时，套环22就对表玻璃18施加压力，使之紧贴在卡爪26上。因为这种结构对熟悉这一技术的人员是众所周知的，所以未做更为详细的说明。
依照本发明，表玻璃18是由多晶金刚石制成的实际上不被划伤的元件。表玻璃18可按以下的方式获得。首先准备一个石墨制衬底这一衬底的上表面具有人们希望得到的表玻璃的反面的形状。就表玻璃18而言，这一反面的形状是平直的，但当然也可以不是平直的例如可以是部份圆柱状，部份球面状，或者一种这些形状的组合。衬底的上表面是抛光了的，然后镀上一层碳化硅(SiC)薄膜。利用化学蒸汽沉积法，在碳化硅薄层上沉积上一层多晶金刚石。在沉积操作的过程中，一层多晶金刚石就生长在碳化硅的表面上直到所要求的厚度为止。
一旦所要求的厚度达到了，然后就抛光要做成表玻璃18的多晶金刚石层，如果有必要就使它的最终尺寸达到指定的如表玻璃18的尺寸。得出表面玻璃最终尺寸的这一步骤，可以通过例如激光加工方法来达到。
多晶金刚石薄层最终通过如化学法除去衬底的方法，使之同衬底分离开来。
这样取得的表玻璃在经过抛光后，在可见光谱下当然是完全透明的，因此既能保护显示装置，又能让它们被人们阅读。
进行测量的结果，得出的硬度是维氏硬度10,000。这一硬度约为蓝宝石的硬度四倍，所以手表装有本发明的表玻璃18能很好地保护不怕来自外部的冲击，尤其是能防止本身有部份金刚石的物体可能引起的划痕。
本发明的表玻璃的厚度是随所要获得的效果以及所要求的表玻璃的尺寸而变化的，一般是在0.5至2毫米之间。
一种可获得如本发明表玻璃18的方法，在欧洲申请专利EP-A-0693573中有详细的披露，这一专利做为参照包含在本专利中。应当理解，其它由多晶金刚石做成片状或薄膜状的任何其它方法都是可以设想的。
现在参考图3，从图中可以看出本发明的装有表玻璃的手表的另一个实施方案。
在这一例中，表壳包含有一个圆球形顶盖的上壳体28，其中至少有一部份是透明的，它构成了本发明的第一个表玻璃。
表壳还有一个同样是圆球状盖的下壳体30，和一个贴近上、下壳体28，30周边配置的中间部分件32，下壳体30构成了本发明的第二个表玻璃。28和30的表玻璃是非平直状的。
正如在图3中所示，壳体28和30形成了一个内部空间，这一内部空间装有机芯装置(图中没有示出)，而中间部分32的配置则是分别同上壳体28的下表面，和下壳体30的上表面各自配合，做为它们的支承表面。因此，当表壳装配好时，上壳体的边缘34和下壳体的边缘36是沿它们的整个周边接合起来，除了在位置38和40两处是用于连接表带42和44外，因此，中间部分是不显露出来的。
此上壳体28，也即是表玻璃，和下壳体30，也即是表后盖所形成的防划透明表玻璃的制造是同结合图1和图2中所说明的表玻璃的做法是相同的。因为壳体的边缘是连结起来了，因此所构成的表壳是完全防划痕的。再者，依照本发明的表玻璃是圆球状盖的缘故(当它们是由合成蓝宝石制作时，一般是很昂贵的)所以所形成的表壳有强的吸震生能，因为震动是传给了上、下壳体的座体，该座体位于固定在一起的中间部分上，因此，由于拱的作用取得了好处。
应当理解，在两壳体中的内表面周边可以含有一层诸如金属喷镀的掩层用来隐藏诸如中间部分的某些原件。
本发明虽然是对特定的实施方案例子说明的，不过很清楚这并不是限定在这些例子上的，只要不脱离本发明的范围，可以有多种的选择和变更方案。例如表玻璃也可作为表壳的透明后盖。
权利要求
1.一种防划痕透明表玻璃，其特征在于是由多晶金刚石制造的。
2.根据权利要求1的表玻璃，其特征在于它不是平直形状的。
3.根据权利要求1或2的表玻璃，其特征在于它是部份球面形的。
4.根据权利要求1或2的表玻璃，其特征在于它是部份圆柱形的。
5.根据前面权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毫米之间。
6.包含一中间部分和一后盖的表玻璃，其特征在于，它至少还包括前面权利要求之一的一块表玻璃。
全文摘要
本发明涉及一种防划痕透明的表玻璃,其特征在于它是由多晶金刚石制造的,本发明还涉及一种装有此种表玻璃的表壳。
文档编号G04B39/00GK1195125SQ9810512
公开日1998年10月7日 申请日期1998年1月14日 优先权日1997年1月15日
发明者M·巴赫 申请人:雷达表公司