マイキー・キャンベル
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出典: USPTO
米特許商標庁は木曜日、サファイアディスプレイ構造にイオンを注入し、化学処理を使わずにすでに硬い素材を強化する方法を説明したアップルの特許を公開した。
Apple の「イオン注入によるサファイアの特性変更」特許出願で指摘されているように、ガラス スクリーンで使用される従来の化学強化技術は、サファイアなどの他の材料に適用すると効果がない可能性があります。
そこで、Apple は、サファイアの一種であるコランダムの結晶格子構造にイオンを含浸させて、安定性を高める圧縮応力層を作成するという新しい硬化方法を提案しています。
この発明は、サファイア構造の破損や破壊は、通常、部品が応力を受けた際に表面欠陥が伝播することで発生することを指摘しています。落下時の亀裂を防ぐため、Appleのイオン注入法は、サファイア基板内の既存の結晶格子間または自然発生した空隙にイオンを埋め込みます。一実施形態では、サファイア基板内にアモルファス（非結晶）領域を形成するようにイオンを埋め込むことができます。
イオン埋め込みプロセスには、高エネルギー注入、イオン加速器、プラズマ浸漬法、ポンプシステム、電気蒸着法など、様々な技術が用いられます。また、注入イオンのサイズ、深さ、濃度も変化します。
場合によっては、強化処理によってサファイア素材が部分的に変色することがあります。デバイスのディスプレイでは着色は望ましくないため、Appleは鉄やチタンなどのイオンを用いて黒などの特定の色を作り出し、意図的にマスク領域を作成することを提案しています。例えば、現在のiPhoneに見られる黒く塗られたベゼルは、内面にインクを塗布するのではなく、ディスプレイガラスに直接イオンを埋め込むことで実現されます。
このファイルには、イオン含浸技術のほか、亀裂の拡大を防ぐのに役立つ選択的な圧縮応力ゾーンの作成についても詳細に説明されています。
Apple のサファイア強化特許は 2013 年 3 月に初めて申請され、発明者として Dale N. Memering、Christopher D. Prest、および Douglas Weber が名を連ねている。
