[发明专利]具有中等粘附性、保留强度和光学透射率的膜的玻璃制品

说明书

相关申请的交叉参考

本申请根据35 U.S.C.§119，要求2015年04月30日提交的美国临时申请系列第62/155,051号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

本公开涉及具有玻璃基材的制品，所述玻璃基材具有设置在其表面上的膜，以及膜和玻璃基材之间的改性界面，从而使得玻璃基材基本保留其平均挠曲强度，以及使得膜保留用于其应用的关键性质，包括与显示器装置应用相关的光学性质。

包括玻璃基材的制品，其可如本文所述是经过强化或者是坚固的，近来被广泛地用作显示器，特别是触摸屏应用的保护覆盖玻璃，并且其具有用于许多其他应用，例如车辆或建筑玻璃以及用于光伏系统的玻璃和用于其他电子器件应用的玻璃基材的潜力。此外，此类制品通常用于消费者电子产品，来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。这些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。

当制品用于覆盖基材和一些外罩基材应用时，出于最大化光透射和最小化反射率，这些制品许多都需要牢固的光学性能。此外，覆盖基材应用通常要求在反射和/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，并且对于用户而言是令人讨厌的。

在许多此类应用中，向玻璃基材施加膜会是有利的。示例性膜包括氧化铟锡(“ITO”)或者其他透明传导氧化物(例如，铝和镓掺杂的氧化锌和氟掺杂的氧化锡)、各种类型的硬膜(例如，钻石状碳、Al₂O₃、AlN、AlO_xN_y、Si₃N₄、SiO_xN_y、SiAl_xO_yN_z、TiN、TiC)、IR或UV反射层、传导层或半导体层、电子层、薄膜晶体管层或者防反射(“AR”膜)(例如，SiO₂、Nb₂O₅和TiO₂层状结构)。在许多情况下，这些膜必须一定是硬的和/或具有高弹性模量，否则的话他们的其他功能性质(例如，机械性质、耐用性、导电性、光学性质)会劣化。在大多数情况下，这些膜是薄膜，即，他们的厚度通常为0.005-10μm(例如，5-10000nm)。

当膜被施加到玻璃基材的表面(其可以经过强化或者特性在于坚固)的时候，可能降低玻璃基材的平均挠曲强度，例如，当采用落球或环上环强度测试进行评价时。测得该行为不依赖温度的作用(即，该行为不是由于任意加热导致强化的玻璃基材中的显著或可测得的表面压缩应力的释放所引起的)。平均挠曲强度的降低显然也不依赖来自加工的任意玻璃表面损坏或腐蚀，并且显然是制品的固有机械性质，即使是当向制品施加厚度约为5nm至约为10μm的薄膜时。不希望受限于理论，相信这种平均挠曲强度的下降与此类膜相对于强化或牢固玻璃基材之间的粘附，选定的强化或牢固玻璃基材相对于选定的膜的初始高的平均挠曲强度(或者高的平均断裂应变)，以及此类膜与玻璃基材之间的裂纹桥接有关。

例如，当采用玻璃基材的这些制品用于某些电子器件应用时，它们可能在制造过程中经受额外的高温加工。更具体来说，在将膜沉积到玻璃基材上之后，制品会经受额外的热处理。这些额外的高温处理通常是制品的基材和/或膜上建立额外结构和组件的基于具体应用的结果。此外，在基材上沉积膜自身会是在较高温度下进行。

由于这些新的理解，需要防止膜使得这些制品中的玻璃基材的平均挠曲强度下降。还需要确保玻璃基材的平均挠曲强度基本得到保留，甚至是在膜沉积过程和额外的基于具体应用的热处理的高温暴露之后。此外，出于基材和膜之间的界面设计、构造和/或加工考虑，还需要保留基材和膜的光学性质。

发明内容

本公开的第一个方面属于一种制品，其包括：具有相对主表面的玻璃基材，布置在第一主表面上的裂纹减缓层，和布置在裂纹减缓层上的膜。在一些实施方式中，裂纹减缓层的特征在于弹性模量小于或等于约20GPa。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层的折射率大于或等于基材的折射率且小于或等于膜的折射率。