具有梯度层的耐划痕制品制造技术

本发明专利技术的实施方式属于展现出耐划痕性和改善的光学性质的制品。在一些例子中，在光源下，以偏离垂直入射约为0-60度的入射照射角观察时，制品(100)展现出小于或等于约2的色移。在一个或多个实施方式中，制品(100)包括基材(110)和布置在基材上的光学膜(120)。光学膜包括耐划痕层(140)和折射率梯度。在一个或多个实施方式中，折射率包括如下折射率，其从基材和光学膜之间的界面处的第一表面(122)到第二表面(124)是增加的。可以由组成梯度和/或孔隙度梯度形成折射率梯度。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】具有梯度层的耐划痕制品 本申请根据35U.S.C. § 119,要求2014年3月18日提交的美国临时申请系列第 61/954, 767号、2013年9月13日提交的美国临时申请系列号61/877, 568以及2013年5 月7日提交的美国临时申请系列号61/820, 407的优先权，本文以该申请为基础并将其全文 通过引用结合于此。
技术介绍
本专利技术涉及具有保留的光学性质的耐划痕制品，更具体地，涉及当以不同入射照 射角观察时展现出低色移和高硬度的制品。 在消费者电子产品中，覆盖基材通常用于保护产品内的关键器件，用于提供用户 界面进行输入和/或显示，和/或提供许多其它功能。此类消费者电子产品包括移动装置， 例如智能手机、mp3播放器和平板电脑。这些应用以及其他应用通常还需要耐用（例如耐 划痕）覆盖基材，其还具有强的光学性能特性。通常，出于该目的，覆盖基材包含玻璃。 在覆盖基材应用中，需要最大光透射率和最小反应率方面的强光学性能。此外，覆 盖基材应用要求在反射和/或透射中，随着观察角（或者入射照射角）的变化，所展现或察 觉到的颜色没有明显变化。这是因为，如果随着观察角改变，具有明显程度的反射或透射的 颜色变化的话，结合了覆盖玻璃的产品的用户会察觉到显示器的颜色或亮度变化，这会降 低显示器的察觉质量。对于这些变化，颜色的变化通常是最为明显的，并且可能对于用户而 言是最令人讨厌的。 已知的覆盖基材包括玻璃和膜组合，在苛刻操作条件下使用之后，其通常展现出 划痕。证据表明，由于在单次事件中的锋利接触所引起的损坏是用于移动装置中的此类玻 璃-膜覆盖基材的可见划痕的主要来源。一旦在覆盖基材上出现明显划痕，产品的外观下 降，这是因为划痕引起光散射的增加，而这可能引起显示器的亮度、透明度和图像对比度的 明显下降。明显划痕还影响触摸感应显示器的精度和可靠性。这些划痕，甚至是较不明显 的划痕是不好看的，并且会影响产品性能。 单次事件划痕损坏可以与磨损损坏形成对比。覆盖基材通常不发生磨损损坏，因 为磨损损坏通常是由于与硬的对立面物体（例如，砂、砂砾和砂纸）的往复滑动接触造成 的。相反地，用于显示器应用中的覆盖基材通常仅与柔软物体（例如手指）发生往复滑动 接触。此外，磨损损坏会产生热量，这会劣化膜材料中的化学键，并对于覆盖玻璃产生剥落 和其他类型的损坏。此外，由于通常在较长期情况下而非引起划痕的单次事件中产生磨损 损坏，发生磨损损坏的膜材料还会发生氧化，这进一步劣化了膜的耐用性，进而劣化了玻 璃-膜层叠的耐用性。引起划痕的单次事件通常不涉及与引起磨损损坏相同的条件，因此， 通常用于防止磨损损坏的解决方案可能无法用于预防覆盖基材中的划痕。除此之外，已知 的划痕和磨损损坏解决方案通常有损于光学性质。 因此，需要新的覆盖基材及其制造方法，其是耐划痕的并且具有良好的光学性能。
技术实现思路
本专利技术的一个方面属于一种制品，所述制品包括基材，所述基材具有表面和布置 在表面上形成涂覆表面的光学膜。在光源下，以偏离垂直入射约为0-60度的入射照射角观 察时，一个或多个实施方式的制品展现出小于2的色移。在一些实施方式中，制品在光波长 状态展现出至少80%的平均透射率。在光波长状态下，一个或多个实施方式的制品展现出 具有小于或等于约10个百分点的平均振幅幅度的平均透射率或者平均反射率。在一些情 况下，在光波长状态下，制品在约为l〇〇nm的选定波长上所展现出的平均透射率的最大振 幅幅度约为5个百分点。在其他情况下，在光波长状态下，制品在约为100nm的选定波长上 所展现出的透射率的最大振幅幅度约为3个百分点。光学膜可以包括以下至少一种：Al203、Nb205、Ti02、Ta205、Hf02、Y203、A10xNy、Si0xNy、 SiNjPSiAlx0yNz。 一个或多个实施方式的光学膜包括多层。光学膜的厚度范围可约为0.5-3μm。在 一些实施方式中，光学膜具有布置在基材上的第一表面以及第二表面。在此类实施方式中， 第一表面具有第一折射率，第二表面具有第二折射率，所述第二折射率大于所述第一折射 率。一个或多个实施方式的光学膜包括折射率梯度，它的折射率沿着厚度从第一表面到第 二表面发生增加。在一些实施方式中，折射率梯度包括正斜率梯度。折射率可以沿着折射 率梯度以约为〇. 2-0. 5/μm的平均速率增加。一个或多个实施方式的折射率梯度可以约为 1. 5-2. 0。折射率梯度可以包括光学膜的第一表面处的第一折射率（其约为1. 4-1. 65)以 及光学膜的第二表面处的第二折射率（其约为1. 7-2. 2)。 光学膜可以包括组成梯度。在一些情况下，组成梯度包括Si、Al、N和0中的至少 两种。 -个或多个实施方式的光学膜可以包括光学改性层，其中，所述光学改性层包括 光学膜的第一表面以及与第一表面相对的第二表面。在此类实施方式中，光学改性层包括 至少一部分或者全部的折射率梯度。一个或多个实施方式的光学膜的平均硬度约为5_30GPa或者约为8_50GPa，这是 在（制品的）涂覆表面上，通过用波克威驰（Berkovitch)压痕仪对涂覆表面进行压痕，形 成距离涂覆表面的表面至少约l〇〇nm压痕深度的压痕所测得的。光学膜可以在光波长状 态下展现出大于或等于80%的平均透射率。根据一个或多个实施方式，光学膜包括耐划痕 层。在一个或多个替代实施方式中，光学膜包括孔隙度梯度、密度梯度、弹性模量梯度或其 组合。在一个变化形式中，光学膜包括耐划痕层以及抑制了桥连在基材和耐划痕层之间的 裂纹生长的梯度。在另一个变化形式中，通过孔隙率梯度提供裂纹生长抑制。在一个例子 中，孔隙率梯度包括多个纳米孔。在另一个例子中，光学膜具有厚度大于或等于约50nm的 区域，所述区域具有约为10-60%的平均孔隙度。 本专利技术的第二个方面属于形成本文所述的制品的方法。在一个或多个实施方式 中，方法包括提供具有主表面的基材，将具有厚度的光学膜布置在主表面上，以及沿着光学 膜的至少一部分厚度产生折射率梯度。在一个或多个实施方式中，基材包括无定形基材或 晶体基材。在光波长状态下，制品可展现出平均幅度小于约5%的平均透光率或平均反光 率。根据一个或多个实施方式，方法包括产生折射率梯度，其包括沿着光学膜的至少一部分 厚度改变光学膜的组成。改变光学膜的组成可以包括沿着光学膜的至少一部分的厚度增加 以下一种或多种含量：氧含量、氮含量、硅含量和铝含量。作为补充或替代，产生折射率梯度 包括沿着厚度改变光学膜的孔隙度。在一个实施方式中，孔隙度范围约为20-35%。 在一个或多个实施方式中，方法包括降低光学膜的光吸收。降低光学膜的光吸收 可以包括当光学膜布置在表面上的时候，将光学膜暴露于提升的温度和/或光。在一些实 施方式中，将光学膜暴露于提升的问题可以包括约为75-300°C的温度范围。 下面将详细描述其他特征和优势。通过本说明书，其他特征和优势对于本领域技 术人员会是显而易见的，或者通过实践本文所述和附图中的实施方式，本领域技术人员能 够得到其他特征和优势。 应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解 权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了对本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制品，所述制品包括：具有表面的基材；以及布置在所述表面上的光学膜，其形成涂覆表面，其中，在光源下，以偏离垂直入射约为0‑60度的入射照射角观察时，所述制品展现出小于2的色移。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿迪比，S·D·哈特，K·W·科齐三世，C·A·保尔森，P·A·萨琴科，J·J·普莱斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US