CN105874356A - 具有保留的光学性质的耐划痕制品 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个或多个方面涉及一种制品(200)，所述制品(200)包含设置于基材(110)上的光学膜结构(220)，所述制品(200)可包含经过强化或未经强化的基材，所述基材可以是无定形基材或晶体基材，以使所述制品(200)在没有设置于基材(110)上的光学膜结构(220)的条件下能够展现出耐划痕性并保持与基材(110)相同或改善的光学性质。在一种或多种实施方式中，所述制品(200)在可见光谱内(例如380nm～780nm)展现出85％或更高的平均透射率。所述光学膜结构(220)的实施方式包含含铝的氧化物、含铝的氮氧化物、含铝的氮化物(例如AlN)和它们的组合。本发明的光学膜结构还包含透明介电材料，所述透明介电材料包含氧化物，例如氧化硅、氧化锗、氧化铝和它们的组合。本发明还提供了这种制品的形成方法。

Description

具有保留的光学性质的耐划痕制品
本申请依据35U.S.C.§119要求2014年8月7日提交的美国临时申请序列号62/034480和2013年9月13提交的美国临时申请序列号61/877568的优先权，它们的内容作为本申请的基础，并通过引用全文纳入本文。本申请是2014年5月1日提交的美国申请序列号14/267516的部分继续申请并依据35U.S.C.§120要求其优先权，美国申请序列号14/267516依据35U.S.C.§119要求2013年9月13日提交的美国临时申请序列号61/877568和2013年5月7日提交的美国临时申请序列号61/820407的优先权，它们的内容作为本申请的基础，并通过引用全文纳入本文
背景
本发明涉及用于显示器盖板玻璃应用的具有耐划痕性和保留的光学性质的制品，更具体而言，本发明涉及包含光学膜结构的制品，所述光学膜结构包含耐划痕性，其中，所述制品在可见光谱中显示出85％或更高的平均透光率。如本文所用，词语“可见光谱”包括大约380nm～大约780nm的范围内的波长。
人们经常使用盖板制品来保护电子产品内部的关键器件，以提供用于输入和/或显示的用户界面，以及/或者提供许多其他的功能。这种产品包括移动设备，例如智能手机、mp3播放机和平板电脑。盖板制品还包括建筑制品、运输制品(例如汽车、火车、飞机、船舶等)、家用电器制品或任何需要一定程度的透明度、耐划痕性、耐磨性或以上性质的组合的制品。这些应用常常需要耐划痕性和强光学性能特征，即最大的透光性和最小的反射性。另外，一些盖板应用要求在反射和/或透射中显示或看到的颜色不随视角的改变而显著变化。这是因为，在显示器应用中，如果颜色在反射或透射中随着视角的变化而发生可感知程度的变化，则产品的使用者会感觉到显示器的颜色或亮度发生变化，这会降低显示器的感官质量。
已知的盖板制品在恶劣的操作条件下使用后往往会出现各种不同类型的划痕。在一些例子中，这些划痕中的很大一部分是微延展性(microductile)划痕，其通常在材料中包含具有伸长的长度且深度在大约100nm～大约500nm范围内的单一凹槽。微延展性划痕可伴随其它类型的可见损伤一起出现，例如表面下破裂、摩擦破裂、碎片和/或磨耗。有证据暗示这些划痕和其它可见损伤中的大部分是由在单一接触事件中发生的尖锐接触导致的。盖板制品上一旦出现明显划痕，产品外观就会变差，因为划痕使光散射增强，而这会导致显示器图像的亮度、清晰度和对比度显著降低。明显的划痕还会影响触敏显示器的精度和可靠性。上述的这些划痕和其它可见损伤中的一部分还可能是由多个接触事件(包括往复磨损或磨耗)造成的。这些划痕，甚至不那么明显的划痕，都有碍观瞻，并且会影响产品性能。
单一事件划痕损伤可与磨损损伤形成对比。磨损损伤通常是由多个接触事件造成的，例如来自于坚硬相对面物体(例如例如砂子、砾石和砂纸)的往返滑动。磨损损伤会产生热量，这会削弱膜材料中的化学键，造成制品的剥落和其他类型的损伤。另外，由于磨损损伤通常比造成划痕的单一事件经历更长的时间，经历磨损损伤的膜材料还会发生氧化，这进一步降低了膜的耐久性，从而降低制品的耐久性。造成划痕的单一事件与造成磨损损伤的事件一般不涉及相同的条件，因此，通常用于防止磨损损伤的解决方案可能并不能防止制品中的划痕。而且，已知的划痕和磨损损伤解决方案还往往影响光学性质。
因此，需要新的制品及其制造方法，所述制品具有对于宽范围的不同类型划痕的耐划痕性、耐磨性且具有良好的光学性能。
发明概述
本发明的第一方面涉及一种制品，该制品包含基材和光学膜结构，该基材具有相反主表面和相反次表面，该光学膜结构设置于该基材的相反主表面中的至少一个之上，形成该制品的正面。根据一种或多种实施方式的制品在可见光谱(即380nm～780nm)内，在制品的正面处测得85％或更高的平均透光率。在一种特定的实施方式中，制品在其正面测得的总反射率(包括镜面反射和漫反射)等于或小于未在其上设置光学膜结构的基材的总反射率。一种或多种实施方式的制品显示出在可见光谱内在其正面测得的基本上平坦的透射光谱(或反射光谱)或基本上恒定的透射率(或反射率)。该制品还可在(L*,a*,b*)色度系统中展现出色彩，以使透射色彩或反射色彩离参照点的距离小于大约2。换言之，该制品可展现出在其正面测得的透射色彩(或透射色坐标)和/或反射色彩(或反射色坐标)相对于参照点具有小于大约2的色偏，如上文所定义的。在一种或多种实施方式中，参照点可以是L*a*b*色彩空间中的原点(0,0)(或色坐标a*＝0,b*＝0)或基材的透射或反射色坐标。在一种或多种实施方式中，基材可包括无定形基材、晶体基材或它们的组合。在使用无定形基材的实施方式中，无定形基材可包括经过或未经强化的玻璃基材。无定形基材的例子包括钠钙玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、含碱金属的硼硅酸盐玻璃和/或碱金属铝硼硅酸盐玻璃。晶体基材的例子包括经过强化的玻璃陶瓷基材、未经强化的玻璃陶瓷基材、单晶基材(即例如蓝宝石的单晶基材)或它们的组合。
根据一种或多种实施方式，光学膜结构使制品具有耐划痕性。例如，光学膜结构可包含至少一个层，所述层具有大约12GPa或更大的最大硬度，所述最大硬度通过本文所述的布氏压痕硬度测试沿着大约100nm或更深(例如大约100nm～大约300nm、大约100nm～大约400nm、大约100nm～大约500nm、或大约100nm～大约600nm)的压痕深度测得。在一种或多种实施方式中，制品展现出大约12GPa或更大(例如16GPa或更大)的硬度，所述硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约100nm或更深(例如大约100nm～大约300nm、大约100nm～大约400nm、大约100nm～大约500nm、或大约100nm～大约600nm)的压痕深度测得。在其它实施方式中，当相对于碳化硅球体相对表面进行测量时，光学膜结构可展现出小于0.3的摩擦系数。
光学膜结构可包含含硅的氧化物、含硅的氮化物、含铝的氮化物(例如AlN和AlxSiyN)、含铝的氮氧化物(例如AlOxNy和SiuAlvOxNy)、含铝的氧化物或它们的组合。在一些实施方式中，光学膜结构包含透明介电材料，例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合。一种或多种实施方式的光学膜结构可具有层状结构，或者更具体而言，可具有至少两个层(例如第一层和第二层)，以使第一层设置于基材和第二层之间。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构的第一层可包含含硅的氧化物、含硅的氮化物、含铝的氧化物、含铝的氮氧化物(例如AlOxNy和SiuAlvOxNy)、含铝的氮化物(例如AlN和AlxSiyN)或它们的组合。具体而言，第一层可包含Al2O3、AlN、AlOxNy或它们的组合。在另一个选项中，第一层还可包含透明介电材料，例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合。
在光学膜结构包含AlN或AlOxNy的实施方式中，AlN或AlOxNy可包含无定形结构、微晶结构或它们的组合。替代地或附加地，AlN或AlOxNy可包含多晶结构。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构可包含一种或多种改性剂。或者，光学膜结构可不含改性剂。在一种或多种特定的实施方式中，至少一种改性剂可结合入使用AlN的光学膜结构中。在这类实施方式中，AlN可用至少一种改性剂掺杂或与其形成合金。示例性的改性剂包括BN、Ag、Cr、Mg、C和Ca。在一种变化形式中，光学膜结构展现出导电性质。在这类实施方式中，光学膜结构中可结合改性剂，所述改性剂包含Mg和/或Ca。
光学膜结构的第一层可包含第一亚层和第二亚层。在这类实施方式中，第一亚层可设置于第二亚层与基材之间。在一种变化形式中，第一亚层可包含Al2O3，第二亚层可包含AlN。
在一种或多种实施方式中，第一亚层可包含AlOxNy，第二亚层可包含AlN。在另一种变化形式中，第一层包含三个亚层(例如第一亚层、第二亚层和第三亚层)。在这类实施方式中，第一亚层和第三亚层可包含AlN，第二亚层可包含透明介电材料，例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构的第一层可包含组成梯度。组成梯度可包括含氧量梯度、含氮量梯度、含硅量梯度和/或含铝量梯度。在一种或多种实施方式中，组成梯度可包括硅/铝组成梯度，其中，硅和铝的原子％沿着第一层的厚度各自独立地或相互关联地变化。在其它实施方式中，组成梯度可包括氧/氮组成梯度，其中，氧和氮的原子％沿着第一层的厚度各自独立地或相互关联地变化。
在一种特定的实施方式中，第一层的含氧量和/或含硅量可沿着第一层的厚度向着远离基材的方向降低。在另一种实施方式中，含铝量和/或含氮量的梯度可沿着第一层的厚度向着远离基材的方向升高。在一个或多个例子中，第一层可包含含氧量梯度且包含AlN。在这类实施方式中，毗邻第二层的第一层可不含氧。在特定的例子中，第一层中的组成梯度沿着第一层的厚度恒定不变。在其它特定的例子中，第一层中的组成梯度沿着第一层的厚度发生变化。在其它更加特定的例子中，第一层中的组成梯度沿着第一层的厚度步进式出现，且步进式组成梯度可以是不变的或变化的。
根据一种或多种实施方式，第一层包含折射率梯度。第一层的折射率可沿着第一层的厚度升高或降低或以其他方式变化，以改善光学膜结构和/或制品的本文所述的光学性质。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构的第二层包含透明介电材料，例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合。
可选地，光学膜结构可包含设置于光学膜结构的第二层上的附加膜或层。在一种变化形式中，制品可包含包裹膜。包裹膜可设置于基材的一个或多个相反次表面和/或一个或多个相反主表面上。在包裹膜设置于基材的一个或多个相反主表面上的实施方式中，包裹膜可设置于基材与光学膜结构之间。包裹膜还可形成光学膜结构的一部分(例如光学膜结构的第一亚层)。
制品可选择性地包含钝化膜或中间层。在一种或多种实施方式中，中间层可设置于光学膜结构与基材之间。在一种或多种替代性的实施方式中，中间层可以是光学膜结构的一部分。例如，在一种或多种实施方式中，中间层可形成光学膜结构的第一层或第一亚层的一部分。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构可具有至少大约1μm或至少大约2μm的厚度。在光学膜结构包含层状结构的情况中，第一层的厚度可比光学膜结构的第二层的厚度厚。
本发明的制品可包括具有显示器的制品(或显示器制品)(例如消费电子产品，包括手机、平板电脑、电脑、导航系统及类似物)、建筑制品、运输制品(例如汽车、火车、飞机、船舶等)、家用电器制品或任何需要一定程度的透明度、耐划痕性、耐磨性或以上性质的组合的制品。
本发明的第二方面涉及一种如本文所述的制品的形成方法。在一种或多种实施方式中，该方法包括提供如本文其它地方所提供的基材，并以大约0.5毫托～大约10毫托的压力在该基材上设置低应力光学膜结构。光学膜结构和/或制品可展现出大约12GPa或更大的硬度，所述硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约50nm或更深或大约100nm或更深的压痕深度(例如大约100nm～大约300nm、大约100nm～400nm、大约100nm～大约500nm、大约100nm～大约600nm、大约200nm～大约300nm、大约200nm～大约400nm、大约200nm～大约500nm、或大约200nm～大约600nm)测得。光学膜结构可具有本文所述的层状结构。
在一种或多种实施方式中，该方法包括使用真空沉积技术将光学膜结构沉积在基材上。真空沉积技术可包括化学蒸气沉积、物理蒸气沉积、热蒸发和/或原子层沉积。在一种或多种实施方式中，该方法还包括通过例如用改性剂对光学膜结构进行掺杂来提高光学膜结构的导电性。可用于提高光学膜结构导电性的示例性的改性剂包括Mg、Ca以及它们的组合。该方法的一种或多种实施方式可包括提高光学膜结构的润滑性。在特定的实施方式中，提高光学膜结构的润滑性包括将BN结合入光学膜结构中。在一种或多种实施方式中，该方法可包括降低光学膜结构的应力。在一种特定的实施方式中，该方法可包括通过将BN、Ag、Cr或它们的组合中的一种或多种结合入光学膜结构中来降低光学膜结构的应力。
根据一种或多种实施方式，该方法可包括将氧和/或氮结合入光学膜结构中。在一个例子中，该方法可选择性地包括在光学膜结构中形成含氧量梯度和/或含氮量梯度。在一种变化形式中，含氧量梯度包括含氧量沿着光学膜结构的厚度向着远离基材的方向降低。在一种变化形式中，含氮量梯度包括含氮量沿着光学膜结构的厚度向着远离基材的方向升高。该方法还可包括形成含硅量梯度和/或含铝量梯度。在一种或多种实施方式中，该方法可包括将一种或多种原材料(例如硅和/或铝)沉积到基材上以形成光学膜结构，并改变一种或多种工艺条件(例如施加于一种或多种原材料上的功率)来在光学膜结构中形成含硅量梯度和/或含铝量梯度。在一种或多种实施方式中，该方法包括在光学膜结构与基材之间配置中间层，或者将中间层结合入光学膜结构中。
在以下的详细描述中给出了本发明的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。
应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本发明的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了本发明的一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。
附图的简要说明
图1是一种或多种实施方式的制品的示意图。
图2是一种或多种实施方式的制品的示意图。
图3是一种或多种实施方式的制品的示意图。
图4是一种或多种实施方式的制品的示意图。
图4A显示了图4所示制品的一种特定实施方式。
图5是一种或多种实施方式的制品的示意图。
图5A显示了图5所示制品的一种特定实施方式。
图6A是图4和图5所示制品的含氧量或含硅量的图。
图6B是图4和图5所示制品的含氮量或含铝量的图。
图7是图2的制品的光学膜结构的厚度与折射率之间的关系图。
图8是图3的制品的光学膜结构的厚度与折射率之间的关系图。
图9是图4的制品的光学膜结构的厚度与折射率之间的关系图。
图10A是图5的制品的光学膜结构的厚度与折射率之间的关系图。
图10B是一种或多种替代性的实施方式的制品的光学膜结构的厚度与折射率之间的关系图。
图11是显示实施例1的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图12是显示实施例2的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图13是显示实施例3的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图14是显示实施例4的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图15是显示实施例5的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图16是显示实施例6的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图17是显示实施例7的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图18是显示实施例8的光学膜结构的透射色彩的等值线图。
图19A是实施例1中透射的发光度、L*的等值图。
图19B是显示实施例1中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图19C是显示实施例1中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图20A是实施例2中透射的发光度、L*的等值图。
图20B是显示实施例2中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图20C是显示实施例2中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图21A是实施例3中透射的发光度、L*的等值图。
图21B是显示实施例3中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图21C是显示实施例3中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图22A是实施例4中透射的发光度、L*的等值图。
图22B是显示实施例4中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图22C是显示实施例4中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图23A是实施例5中透射的发光度、L*的等值图。
图23B是显示实施例5中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图23C是显示实施例5中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图24A是实施例6中透射的发光度、L*的等值图。
图24B是显示实施例6中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图24C是显示实施例6中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图25A是实施例7中透射的发光度、L*的等值图。
图25B是显示实施例7中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图25C是显示实施例7中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图26A是实施例8中透射的发光度、L*的等值图。
图26B是显示实施例8中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的距离(d)的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图26C是显示实施例8中与SiO2和Al2O3膜厚度相对应的透射中特定颜色点(a*,b*)的log10d的图，所述膜厚度在L*a*b*色彩空间中以从原点(0,0)延伸的轴表示。
图27图示了一种或多种实施方式的层在可见光谱内的反射率％。
图28图示了一种或多种实施方式的层在可见光谱内的透射率％。
图29A是实施例11的光学膜结构反射中a*的等值图。
图29B是实施例11的光学膜结构和基材反射中a*的等值图。
图29C是实施例11的光学膜结构和基材反射中b*的等值图。
图29D是实施例11的光学膜结构和基材反射中b*的等值图。
图29E是实施例11的光学膜结构和基材在L*a*b*色彩空间中从原点(0,0)的反射中a*与b*距离的等值图。
图29F是光学膜结构和基材从基材的色坐标的反射中a*与b*距离的等值图。
图30A是实施例11的光学膜结构透射中a*的等值图。
图30B是实施例11的光学膜结构和基材透射中a*的等值图。
图30C是实施例11的光学膜结构透射中b*的等值图。
图30D是实施例11的光学膜结构和基材透射中b*的等值图。
图30E是实施例11的光学膜结构和基材在L*a*b*色彩空间中从原点(0,0)的透射中a*与b*距离的等值图。
图30F是光学膜结构和基材从基材的色坐标的透射中a*与b*距离的等值图。
图31是显示厚度不同的相同材料的四个层的硬度测量结果的图。
图32是对图31中所示的四个层的最大硬度值进行比较的图。
图33是显示一种或多种实施方式的制品、裸露晶体基材和裸露玻璃基材的相对划痕深度的图。
发明详述
下面将详细说明实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。只要可能，在附图中使用相同的附图标记表示相同或相似的组件。
参考图1，本发明的第一方面涉及一种制品100，其包含具有主相反面112、114以及相反次面116、118的基材110、和设置于基材110的相反主面之一112上的光学膜结构120。光学膜结构除了可设置于相反主面112上以外，还可以附加地或替代地设置于另外的相反主面114和/或相反次面116、118中的一者或两者上。
施用于本文所述的光学膜结构的“膜”(术语)可包括一个或多个通过本领域已知的任何方法形成的层，所述方法包括分散沉积法或连续沉积法。这种层可彼此直接接触。这些层可由相同的材料或超过一种不同的材料形成。在一种或多种替代性的实施方式中，这种层之间可沉积有不同材料的中间层。在一种或多种实施方式中，膜可包含一个或多个连续且不间断的层和/或一个或多个不连续而间断的层(即由不同材料彼此毗邻而形成的层)。
如本文所用，术语“设置”包括利用本领域已知的任何方法将材料涂覆、沉积和/或形成到表面上。设置的材料可构成本文所定义的层或膜。词语“设置在……上”包括如下情形：将材料形成到表面上，以使材料直接接触表面，还包括如下情形：使材料在表面上形成，在设置的材料与表面之间有一种或多种中间材料。中间材料可构成本文所定义的层或膜。
根据一种或多种实施方式，制品100在可见光谱内具有85％或更高的平均透射率。在一种或多种实施方式中，制品100具有15％或更低的总反射率。如本文所用，术语“透射率”定义为给定波长范围内的入射光功率穿过材料(例如制品、基材、光学膜结构或其中的部分)的百分率。类似地，术语“反射率”定义为给定波长范围内的入射光功率从材料(例如制品、基材、光学膜结构或其中的部分)反射的百分率。透射率和反射率由特定的线宽测得。在一种或多种实施方式中，表征透射率和反射率的光谱分辨率小于5nm或0.02eV。
在一个或多个特定的例子中，制品100在可见光谱内的平均透射率可为大约85％或更高、大约85.5％或更高、大约86％或更高、大约86.5％或更高、大约87％或更高、大约87.5％或更高、大约88％或更高、大约88.5％或更高、大约89％或更高、大约89.5％或更高、大约90％或更高、大约90.5％或更高、大约91％或更高、大约91.5％或更高、大约92％或更高、大约92.5％或更高、大约93％或更高、大约93.5％或更高、大约94％或更高、大约94.5％或更高、大约95％或更高、大约96％或更高、大约97％或更高、大约98％或更高、大约99％或更高。在一个或多个其它例子中，制品的总反射率可为大约15％或更低、大约14％或更低、大约13％或更低、大约12％或更低、大约11％或更低、大约10％或更低、大约9％或更低、大约8％或更低、大约7％或更低、大约6％或更低。在一些特定的实施方式中，制品的总反射率为大约6.8％或更低、大约6.6％或更低、大约6.4％或更低、大约6.2％或更低、大约6％或更低、大约5.8％或更低、大约5.6％或更低、大约5.4％或更低、大约5.2％或更低、大约5％或更低、大约4.8％或更低、大约4.6％或更低、大约4.4％或更低、大约4.2％或更低、大约4％或更低、大约3.8％或更低、大约3.6％或更低、大约3.4％或更低、大约3.2％或更低、大约3％或更低、大约2.8％或更低、大约2.6％或更低、大约2.4％或更低、大约2.2％或更低、大约2％或更低、大约1.8％或更低、大约1.6％或更低、大约1.4％或更低、大约1.2％或更低、大约1％或更低、大约0.5％或更低。根据一种或多种实施方式，制品100的总反射率等于或小于基材110的总反射率。在其它实施方式中，制品的总反射率与基材的总反射率的差异小于大约20％或10％。
根据一种或多种实施方式，制品100在可见光谱内具有85％或更高的平均透光率。术语“透光率”是指光透过介质的量。透光率的测量值是光入射到介质上的量与光离开介质的量(未被介质反射或吸收的量)之间的比值。换言之，透光率是指入射光未被介质反射和吸收的部分。术语“平均透光率”是指透光率的光谱平均值乘以发光效率函数，如CIE标准观察者所述。制品100在可见光谱内的平均透光率可为85％或更高、85.5％或更高、86％或更高、86.5％或更高、87％或更高、87.5％或更高、88％或更高、88.5％或更高、89％或更高、89.5％或更高、90％或更高、90.5％或更高、91％或更高、91.5％或更高、92％或更高、92.5％或更高、93％或更高、93.5％或更高、94％或更高、94.5％或更高、95％或更高。
制品100包含正面101和光学性质，以使当从垂直入射以外的角度从正面进行观察时，制品不提供反射色调、或者其提供的反射色调是中性的或无色的。换言之，当从正面101的正前方以外的角度进行观察时，反射是无色的。附加地或替代地，即使视角发生变化，从制品反射的色彩也基本上不发生改变。在一种或多种实施方式中，对于透射光或反射光，在垂直入射下，制品在(L*,a*,b*)色度系统中展现出具有小于大约2的偏离参考点的色偏的透射色彩和/或反射色彩。如本文所用，词语“色偏”是指在(L*,a*,b*)色度系统中，参考点与制品的透射色坐标和/或反射色坐标制品之间的距离。在一种或多种实施方式中，参照点可以是L*a*b*色彩空间中的原点(0,0)(或色坐标a*＝0,b*＝0)或基材110的透射色坐标或反射色坐标。在制品的色偏是参照基材来定义的情况中，将制品的透射色坐标与基材的透射色坐标进行比较，而将制品的反射色坐标与基材的反射色坐标进行比较。
在一种或多种特定的实施方式中，透射色彩和/或反射色彩的色偏可小于1或甚至小于0.5。在一种或多种特定的实施方式中，透射色彩和/或反射色彩的色偏可以是1.8、1.6、1.4、1.2、0.8、0.6、0.4、0.2、0以及它们之间的所有范围和子范围。在参考点是色坐标a*＝0,b*＝0的情况中，色偏由下式算得：色坐标距离＝√((a*)2+(b*)2)。在参考点是基材110的色坐标的情况中，色偏由下式算得：色坐标距离＝√((a*制品-a*基材)2+(b*制品-b*基材)2)。
基材
如图1～图5所示，基材110包含设置于相反主表面(112、114)中至少一个之上的光学膜系统120、220、320、420、520。基材110包含次表面116、118，这些表面可包含或不包含设置于其上的膜或材料。基材110可包含无定形基材、晶体基材或它们的组合。
在一些实施方式中，基材110的特征在于其可以是无机的。在一种或多种实施方式中，无定形基材可包括玻璃基材，所述玻璃基材可经过强化或未经过强化。合适的玻璃基材的例子包括钠钙玻璃基材、碱金属铝硅酸盐玻璃基材、含碱金属的硼硅酸盐玻璃基材和碱金属铝硼硅酸盐玻璃基材。在一些变化形式中，玻璃基材可不含氧化锂。在一种或多种替代性的实施方式中，基材110可包含例如玻璃陶瓷基材(可经过强化或未经过强化)的晶体基材，或者可包含例如蓝宝石的单晶结构。在一种或多种特定的实施方式中，基材110包含无定形基底(例如玻璃)和晶体包层(例如蓝宝石层、多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)层)。
在一些实施方式中，基材110可以是有机的且具体来说可以是聚合物。合适的聚合物的例子包括但不限于：热塑性塑料，包括聚苯乙烯(PS)(包括苯乙烯的共聚物和混合物)、聚碳酸酯(PC)(包括共聚物和混合物)、聚酯(包括共聚物和混合物，包括聚对苯二甲酸乙二酯和聚对苯二甲酸乙二酯的共聚物)、聚烯烃(PO)和环聚烯烃(环-PO)、聚氯乙烯(PVC)、包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸聚合物(包括共聚物和混合物)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、聚醚酰亚胺(PEI)以及这些聚合物之间的混合物。其它示例性的聚合物包括环氧树脂、苯乙烯类树脂、酚醛树脂、三聚氰胺树脂和有机硅树脂。
基材110可基本上是平面的，但其他实施方式可使用弯曲的或者经过其他方式成形或雕刻的基材。基材110可基本上是光学澄清的、透明的以及不发生光散射的。基材100可具有在大约1.45～大约1.55范围内的折射率。如本文所用，折射率数值是相对于550nm波长而言的。基材110的特征可在于具有在这种基材的一个或多个主相反表面112、114上测得的高平均弯曲强度(当与未经强化的基材进行比较时，如本文所述)或高表面破裂应变(当与未经强化的基材进行比较时，如本文所述)。
附加地或替代地，出于美观和/或功能原因，基材110的厚度可沿着其一个或多个维度变化。例如，基材110的边缘可比基材110更靠中心的区域更厚一些。基材110的长度、宽度和厚度尺寸也可根据制品的应用或用途而改变。
基材110可采用各种不同的方法来提供。例如，当基材110包含玻璃基材时，示例性的玻璃基材形成方法包括浮法玻璃法和下拉法，例如熔合拉制法和狭缝拉制法。
通过浮法玻璃法制造的玻璃基材的特征在于可具有光滑的表面和均匀的厚度，可通过使熔融玻璃在熔融金属(通常是锡)床上浮动来制造。在一种示例性的方法中，将熔融玻璃进料到熔融锡床表面上，形成浮动玻璃带。随着玻璃带沿着锡浴流动，温度逐渐降低直至玻璃带固化成可从锡上提举至辊上的固体玻璃基材。一旦离开浴，可以对玻璃基材进行进一步冷却和退火以降低内应力。
下拉法生产的具有均匀厚度的玻璃基材具有相对完好的表面。因为玻璃基材的平均弯曲强度受到表面裂纹的量和尺寸的控制，因此接触程度最小的完好表面具有更高的初始强度。当进一步对该高强度玻璃基材进行强化(例如化学强化)时，所得到的强度可以高于表面已经进行过磨光和抛光的玻璃基材的强度。可将下拉法制造的玻璃基材拉至厚度小于大约2mm。另外，下拉玻璃基材具有非常平坦、光滑的表面，其可用于其最终应用而不需要进行昂贵的打磨和抛光。
例如，熔合拉制法使用拉制槽，所述拉制槽具有用来接收熔融玻璃原材料的通道。在通道的两侧沿着通道的长度方向具有顶部开放的堰。当用熔融材料填充通道时，熔融玻璃从堰上溢流。在重力的作用下，熔融玻璃从拉制槽的外表面以两股流动玻璃膜的形式流下。拉制槽的这些外表面向下和向内延伸，以使它们在拉制槽下方的边缘处汇合。两股流动玻璃膜在该边缘处汇合并熔合以形成单个流动玻璃基材。熔合拉制法的优点在于：由于从通道溢流的两股玻璃膜熔合在一起，因此所得到的玻璃基材的任一外表面都没有与设备的任意部件相接触。因此，熔合拉制玻璃基材的表面性质不受到这种接触的影响。
狭缝拉制法与熔合拉制法不同。在狭缝拉制法中，向拉制容器提供熔融原材料玻璃。拉制容器的底部具有开放狭缝，所述开放狭缝具有沿着狭缝的长度方向延伸的喷嘴。熔融玻璃流过狭缝/喷嘴，作为连续基材被向下拉制并进入退火区。
在一些实施方式中，用于玻璃基材的组成可配料有0～2摩尔％的选自Na2SO4、NaCl、NaF、NaBr、K2SO4、KCl、KF、KBr和SnO2中的至少一种澄清剂。
一旦形成，可对基材进行强化以形成强化玻璃基材。应当注意的是，玻璃陶瓷基材也可以通过与玻璃基材相同的方式被强化。如本文所用，术语“强化基材”可指已经经过化学强化的玻璃基材或玻璃陶瓷基材，例如通过离子交换将玻璃或玻璃陶瓷基材表面中较小的离子置换成较大的离子。然而，也可以使用本领域中已知的其它强化方法来形成强化玻璃基材，例如热回火。
可通过离子交换法对本文所述的强化基材进行化学强化。在离子交换处理中，通常通过将玻璃或玻璃陶瓷基材在熔盐浴中浸没一段预定的时间，使得玻璃或玻璃陶瓷基材表面处或者表面附近的离子与来自盐浴的更大的金属离子发生交换。在一种实施方式中，熔盐浴的温度为大约400～430℃，预定的时间为大约4～大约8小时。将更大的离子结合入玻璃或玻璃陶瓷基材通过在基材的一个近表面区域或多个表面区域以及毗邻基材表面的区域形成压缩应力来对基材进行强化。在距离基材表面一定距离的一个或多个中心区域内引发了相应的拉伸应力，以平衡该压缩应力。可将使用该强化方法的玻璃或玻璃陶瓷基材更加特定地描述为经过化学强化或经过离子交换的玻璃或玻璃陶瓷基材。
在一个例子中，经过强化的玻璃或玻璃陶瓷中的钠离子可被熔浴(例如硝酸钾盐浴)中的钾离子置换，但具有更大原子半径的其他碱金属离子(例如铷或铯)也可以置换玻璃中更小的碱金属离子。根据具体的实施方式，玻璃或玻璃陶瓷中更小碱金属离子可被Ag+离子置换。类似地，其它碱金属盐，例如但不限于硫酸盐、磷酸盐、卤化物等，可被用于离子交换处理。
在低于可使玻璃网络松弛的温度下，用更大的离子置换更小的离子会使强化基材的表面上形成离子分布，形成应力曲线。进入的离子的更大的体积在表面形成压缩应力(CS)，而在强化基材的中心之内形成张力(中心张力，或者CT)。压缩应力与中心张力通过下式相关联：
C S = C T ( t - 2 D O L D O L ) ,
其中，t是经过强化的玻璃或玻璃陶瓷基材的总厚度，而压缩层深度(DOL)是交换的深度。交换的深度可描述为经过强化的玻璃或玻璃陶瓷基材内的深度(即从玻璃基材的表面至玻璃或玻璃陶瓷基材的中心区域的距离)，在该深度处发生了离子交换处理所促进的离子交换。
在一种实施方式中，经过强化的玻璃或玻璃陶瓷基材的表面压缩应力可为300MPa或更大，例如400MPa或更大、450MPa或更大、500MPa或更大、550MPa或更大、600MPa或更大、650MPa或更大、700MPa或更大、750MPa或更大或者800MPa或更大。经过强化的玻璃或玻璃陶瓷基材的压缩层深度可为15μm或更大、20μm或更大(例如25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或更大)，并且/或者中心张力可为10MPa或更大、20MPa或更大、30MPa或更大、40MPa或更大(例如42MPa、45MPa或50MPa或更大)但小于100MPa(例如95、90、85、80、75、70、65、60、55MPa或更小)。在一种或多种特定的实施方式中，经过强化的玻璃或玻璃陶瓷基材具有以下各项中的一项或多项：大于500MPa的表面压缩应力、大于15μm的压缩层深度和大于18MPa的中心张力。
无意受限于理论，据信，表面压缩应力大于500MPa且压缩层深度大于大约15μm的经过强化的玻璃或玻璃陶瓷基材通常具有比未经强化的玻璃或玻璃陶瓷基材(或换言之，未经离子交换或其它强化的玻璃基材)更大的破裂应变。
可用于基材的示例性的玻璃可包括碱金属铝硅酸盐玻璃组合物或碱金属铝硼硅酸盐玻璃组合物，但其他玻璃组合物也在构思之列。这种玻璃组合物的特征在于可进行离子交换。如本文所用，“可进行离子交换”是指包含这种组合物的基材能够通过尺寸更大或更小的同价态阳离子来交换位于基材表面处或附近的阳离子。一种示例性的玻璃组合物包含SiO2、B2O3和Na2O，其中，(SiO2+B2O3)≥66摩尔％，且Na2O≥9摩尔％。在一种实施方式中，玻璃组合物包含至少6重量％的氧化铝。在另一种实施方式中，基材包括含有一种或多种碱土金属氧化物的玻璃组合物，以使碱土金属氧化物的含量至少为5重量％。在一些实施方式中，合适的玻璃组合物还包含K2O、MgO和CaO中的至少一种。在一种具体的实施方式中，基材中所使用的玻璃组合物可包含61～75摩尔％的SiO2；7～15摩尔％的Al2O3；0～12摩尔％的B2O3；9～21摩尔％的Na2O；0～4摩尔％的K2O；0～7摩尔％的MgO；以及0～3摩尔％的CaO。
另一种适用于基材的示例性的玻璃组合物包含：60～70摩尔％的SiO2；6～14摩尔％的Al2O3；0～15摩尔％的B2O3；0～15摩尔％的Li2O；0～20摩尔％的Na2O；0～10摩尔％的K2O；0～8摩尔％的MgO；0～10摩尔％的CaO；0～5摩尔％的ZrO2；0～1摩尔％的SnO2；0～1摩尔％的CeO2；小于50ppm的As2O3和小于50ppm的Sb2O3，其中，12摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤20摩尔％且0摩尔％≤(MgO+CaO)≤10摩尔％。
另一种适用于基材的示例性的玻璃组合物包含：63.5～66.5摩尔％的SiO2；8～12摩尔％的Al2O3；0～3摩尔％的B2O3；0～5摩尔％的Li2O；8～18摩尔％的Na2O；0～5摩尔％的K2O；1～7摩尔％的MgO；0～2.5摩尔％的CaO；0～3摩尔％的ZrO2；0.05～0.25摩尔％的SnO2；0.05～0.5摩尔％的CeO2；小于50ppm的As2O3和小于50ppm的Sb2O3，其中，14摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤18摩尔％且2摩尔％≤(MgO+CaO)≤7摩尔％。
在一种具体的实施方式中，适用于基材的碱金属铝硅酸盐玻璃组合物包含氧化铝、至少一种碱金属，且在一些实施方式中包含大于50摩尔％的SiO2，在其它实施方式中包含至少58摩尔％的SiO2，而在其他实施方式中包含至少60摩尔％的SiO2，其中比例((Al2O3+B2O3)/Σ改性剂)＞1，在该比例中，组分以摩尔％计且改性剂是碱金属氧化物。在具体的实施方式中，该玻璃组合物包含：58～72摩尔％的SiO2；9～17摩尔％的Al2O3；2～12摩尔％的B2O3；8～16摩尔％的Na2O；和0～4摩尔％的K2O，其中比例((Al2O3+B2O3)/Σ改性剂)＞1。
在另一种实施方式中，基材可包含碱金属铝硅酸盐玻璃组合物，所述碱金属铝硅酸盐玻璃组合物包含：64～68摩尔％的SiO2；12～16摩尔％的Na2O；8～12摩尔％的Al2O3；0～3摩尔％的B2O3；2～5摩尔％的K2O；4～6摩尔％的MgO；和0～5摩尔％的CaO，其中：66摩尔％≤SiO2+B2O3+CaO≤69摩尔％；Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO＞10摩尔％；5摩尔％≤MgO+CaO+SrO≤8摩尔％；(Na2O+B2O3)-Al2O3≤2摩尔％；2摩尔％≤Na2O-Al2O3≤6摩尔％；以及4摩尔％≤(Na2O+K2O)-Al2O3≤10摩尔％。
在一种替代性的实施方式中，基材可包含碱金属铝硅酸盐玻璃组合物，所述碱金属铝硅酸盐玻璃组合物包含：2摩尔％或更多的Al2O3和/或ZrO2、或4摩尔％或更多的Al2O3和/或ZrO2。
在基材110包含晶体基材的情况中，所述基材可包含单晶，所述单晶可包含Al2O3。这种单晶基材称作蓝宝石。适用于晶体基材的其他材料包括多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)。
可选地，晶体基材100可包含玻璃陶瓷基材，其可经过强化或未经强化。合适的玻璃陶瓷的例子可包括Li2O-Al2O3-SiO2系统(即LAS系统)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2系统(即MAS系统)玻璃陶瓷和/或包含以下主晶相的玻璃陶瓷，所述主晶相包括β-石英固溶体、β-锂辉石固溶体、堇青石和二硅酸锂。可利用本发明的玻璃基材强化方法对玻璃陶瓷基材进行强化。在一种或多种实施方式中，可在Li2SO4熔盐中对MAS体系玻璃陶瓷基材进行强化，从而可发生两个Li+交换Mg2+。
根据一种或多种实施方式的基材110可具有大约100μm～大约5mm范围内的厚度。示例性的基材110的厚度在大约100μm～大约500μm的范围内(例如100、200、300、400或500μm)。另一些示例性的基材110的厚度在大约500μm～大约1000μm的范围内(例如500、600、700、800、900或1000μm)。基材110的厚度可大于大约1mm(例如大约2、3、4或5mm)。在一种或多种特定的实施方式中，基材110可具有2mm或更小或者小于1mm的厚度。基材110可经过酸抛光，或经过其他方式的处理，以消除或降低表面缺陷的影响。
光学膜结构
在本文所述的一些实施方式中，光学膜结构设置于基材110的主表面(112、114)上。在一些例子中，光学膜结构可设置于一个或多个次表面上(未示出)。光学膜结构形成可形成涂覆表面，该涂覆表面形成制品的正面101。
本文所述的光学膜结构具有耐划痕性，其可通过以下各项来表征：测得的包含光学膜结构的制品的硬度、测得的光学膜结构本身的硬度、和/或测得的光学膜结构的一个或多个层的硬度。硬度可通过“布氏压痕硬度测试”来测得，其包括通过利用金刚石布式硬度计压头对材料表面进行压刻，来测量材料表面的硬度。布氏压痕硬度测试包括利用金刚石布氏硬度计压头对制品的正面101或光学膜结构的表面(或光学膜结构中任一层或多层的表面)进行压刻以形成压痕深度在大约50nm～大约1000nm范围内(或者光学膜结构或层的整个厚度，取更小者)的压痕，并测量从该压痕沿着整个压痕深度范围或该压痕深度的一个区段(例如在大约100nm～大约600nm的范围内)的最大硬度，通常使用以下文献中的方法：由Oliver,W.C.；Pharr,G.M.所著的《一种改进的使用负荷和位移传感凹痕实验测定硬度和弹性模量的技术》(An improved techniquefor determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensingindentation experiments)J.Mater.Res.，第7卷，第6期，1992，1564～1583；和Oliver,W.C.；Pharr,G.M.所著的《利用仪器压痕测量硬度和弹性模量：理解的进展和方法的改进》(Measurement of Hardness and Elastic Modulus byInstrument Indentation:Advances in Understanding and Refinements toMethodology)J.Mater.Res.，第19卷，第1期，2004，3～20。由制品的正面101、光学膜结构的表面和/或该光学膜结构中的任一层或更多层的表面来制造压痕深度并对其进行测量。如本文所用，“硬度”是指最大硬度而不是指平均硬度。
特别是在对于比下方基材更硬的涂层所进行的纳米压痕测试方法(例如通过使用布氏硬度计压头)中，由于在较浅的压痕深度处形成了塑性区，因此所测得的硬度似在最初显示为增加，然后增加并在更深的压痕深度处达到最大值或平台期。随后，由于下方基材的影响，硬度在更深的压痕深度处开始下降。在基材相对于所使用的涂层具有增加的硬度的情况中，可以看到相同的效应；但是，由于下方基材的影响，硬度在更深的压痕深度处增加。
对压痕深度范围和在某压痕深度范围内的硬度值进行选择，以确定与光学膜结构及其层相对应的具体硬度，如本文所述，而不受下方基材的影响。当利用布氏硬度计压头对光学膜结构(当设置于基材上时)的硬度进行测量时，材料的永久形变区域(塑性区)与材料的硬度相关联。在压刻过程中，弹性应力场的范围延伸大大超出该永久形变区域。随着压刻深度的增加，表观硬度和模量受到应力场与下方基材相互作用的影响。基材对硬度的影响发生于更深的压痕深度处(例如，通常是在大于光学膜结构或层深度的大约10％的深度)。另外，另一种同时出现的情况是硬度响应需要某个最小负荷以在压刻过程中形成完全的塑性。在达到该最小负荷前，硬度显示出大体增加的趋势。
在小的压刻深度处(也可被表征为小的负荷)(例如不超过大约100nm或小于大约70nm)，材料的表观硬度显示为相对于压痕深度急剧增加。该小的压刻深度区段不代表硬度的真实度量，而是反映出如上文所述的塑性区的形成，其与硬度计的曲率的有限半径有关。在中间压痕深度处，表观硬度接近最大水平。在更深的压痕深度处，随着压痕深度的增加，基材的影响更加显著。一旦压痕深度超过光学膜结构厚度或层厚度的大约30％，硬度就会开始急剧减小。
如图31所示，在中间压痕深度(硬度在此处接近并保持在最大水平)和更深的压痕深度处测得的硬度取决于材料或层的厚度。图31图示了具有不同厚度的AlOxNy的四种不同层的硬度响应。利用布氏压痕硬度测试对各层的硬度进行测量。厚度为500nm的层在大约100nm～180nm的压痕深度处展现出最大硬度，接着该硬度在大约180nm～大约200nm的压痕深度处急剧减小，这表明基材的硬度对硬度测量产生了影响。厚度为1000nm的层在大约100nm～大约300nm的压痕深度处展现出最大硬度，接着该硬度在大于大约300nm的压痕深度处急剧减小。厚度为1500nm的层在大约100nm～大约500nm的压痕深度处展现出最大硬度，而厚度为2000nm的层在大约100nm～大约600nm的压痕深度处展现出最大硬度。
在一些实施方式中，该制品、光学膜结构和/或光学膜结构中的层在大于大约100nm或大于大约200nm的压痕深度处展现出最大硬度，从而展现出足以提供耐划痕性的硬度，其不受基材的影响。在一些实施方式中，制品、光学膜结构和/或光学膜结构中的层在这些压痕深度处具有最大硬度，从而能够耐受例如微延展性划痕(其通常具有大约100nm～大约500nm或大约200nm～大约400nm的深度)的特定划痕。例如，正面101(或光学膜结构的表面或光学膜结构的任一层或多个层)能够耐受微延展性划痕，因为该制品沿着特定的压痕深度展现出本文所述的硬度值，该硬度通过布氏压痕硬度测试测得。
另外，如图32所述，可通过调整光学膜结构或光学膜结构中的一层或多层的厚度来使测定的或表观的硬度最大化。图32显示了图31所示的层的测定的最大硬度值。对于厚度为500nm的层，在50nm处出现10％的压痕深度阈值；然而，直到压痕深度大于大约70nm前，并未出现完全形成的塑性区。结果是，厚度为500nm的层的表观硬度明显低于更厚的膜的硬度。
在一种或多种特定的实施方式中，光学膜结构的硬度(在光学膜结构的表面测得，例如图2中的221)为大约12GPa或更大、大约13GPa或更大、大约14GPa或更大、大约15GPa或更大、大约16GPa或更大、大约17GPa或更大、大约18GPa或更大、大约19GPa或更大、大约20GPa或更大、大约22GPa或更大、大约23GPa或更大、大约24GPa或更大、大约25GPa或更大、大约26GPa或更大、或大约27GPa或更大(不超过大约50GPa)，所述硬度通过布氏压痕硬度测试测得。光学膜结构可沿着大约50nm或更大、或者大约100nm或更大(例如大约100nm～大约300nm、大约100nm～大约400nm、大约100nm～大约500nm、大约100nm～大约600nm、大约200nm～大约300nm、大约200nm～大约400nm、大约200nm～大约500nm、或者大约200nm～大约600nm)的压痕深度展现出这些测得的硬度值。
光学膜结构120可具有至少一个具有以下硬度的层(在该层的表面测得，例如图2中的第二亚层228的表面229)：大约12GPa或更大、大约13GPa或更大、大约14GPa或更大、大约15GPa或更大、大约16GPa或更大、大约17GPa或更大、大约18GPa或更大、大约19GPa或更大、大约20GPa或更大、大约22GPa或更大、大约23GPa或更大、大约24GPa或更大、大约25GPa或更大、大约26GPa或更大、或大约27GPa或更大(不超过大约50GPa)，所述硬度通过布氏压痕硬度测试测得。这种层的硬度可在大约18GPa～大约21GPa的范围内，所述硬度通过布氏压痕硬度测试测得。至少一个层可沿着大约50nm或更大、或者大约100nm或更大(例如大约100nm～大约300nm、大约100nm～大约400nm、大约100nm～大约500nm、大约100nm～大约600nm、大约200nm～大约300nm、大约200nm～大约400nm、大约200nm～大约500nm、或者大约200nm～大约600nm)的压痕深度展现出这些测得的硬度值。在一种或多种实施方式中，光学膜结构包含具有最大硬度的层，且这种层形成了光学膜结构的大约50体积％或更大。
在一种或多种实施方式中，制品(在正面101上测量)的硬度可为大约12GPa或更大、大约13GPa或更大、大约14GPa或更大、大约15GPa或更大、大约16GPa或更大、大约17GPa或更大、大约18GPa或更大、大约19GPa或更大、大约20GPa或更大、大约22GPa或更大、大约23GPa或更大、大约24GPa或更大、大约25GPa或更大、大约26GPa或更大、或大约27GPa或更大(不超过大约50GPa)，所述硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约50nm或更深、或者大约100nm或更深的压痕深度测得。在一种或多种实施方式中，压痕深度可在以下范围内：大约100nm～大约300nm、大约100nm～大约400nm、大约100nm～大约500nm、大约100nm～大约600nm、大约200nm～大约300nm、大约200nm～大约400nm、大约200nm～大约500nm、大约200nm～大约600nm。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构具有耐划痕性，所述耐划痕性通过划痕深度的减小来测量。具体而言，当与无光学膜结构的基材110的划痕深度相比较时，包含光学膜结构的制品可展现出划痕深度的减小。当使用布氏硬度计压头，利用160mN的负荷，以10μm/秒的速度，沿着制品的表面(在光学膜结构侧)对具有设置在其上的光学膜结构的制品进行长度至少为100μm的划刻时，得到的划痕的深度比按照相同方式(即使用相同的硬度计压头、负荷、速度和长度)在基材110(无设置在其上的光学膜结构)上形成的划痕的深度浅至少大约30％、至少大约31％、至少大约32％、至少大约33％、至少大约34％、至少大约35％、至少大约36％、至少大约37％、至少大约38％、至少大约39％、至少大约40％、至少大约41％、至少大约42％、至少大约43％、至少大约44％、至少大约45％、至少大约46％、至少大约47％、至少大约48％、至少大约49％、至少大约50％、至少大约51％、至少大约52％、至少大约53％、至少大约54％、至少大约55％、至少大约56％、至少大约57％、至少大约58％、至少大约59％、至少大约60％(以及它们之间的所有范围和子范围)。光学膜结构的该耐划痕性质可在制品使用无定形基材(例如经过强化的玻璃基材和/或未经强化的玻璃基材)、晶体基材(例如经过强化的玻璃陶瓷基材、未经强化的玻璃陶瓷玻璃基材以及例如蓝宝石的单晶基材)或它们的组合的情况中显现。在一些实施方式中，耐划痕性可在基材是聚合物的情况中显现。另外，当使用布氏硬度计压头以10μm/秒的速度对制品进行长度至少为1mm、至少为2mm、至少为3mm、至少为4mm或至少为5mm的划刻时，光学膜结构的这种耐划痕性质可显现。在一种或多种实施方式中，光学膜结构具有耐划痕性，以使当使用布氏硬度计压头，利用160mN的负荷，以10μm/秒的速度，沿着制品的表面对包含光学膜结构的制品进行长度至少为100μm的划刻时，得到的划痕的划痕深度小于250nm、小于240nm、小于230nm、小于220nm、或小于200nm。本文所述的划痕深度可由光学膜结构的原始和未受干扰的表面测得。换言之，划痕深度不包括任何数量的由于布氏硬度计压头刺入光学膜结构内所导致的光学膜结构材料的位移而可能在划痕边缘周围构建的光学膜结构。
当光学膜结构设置于基材上时，其降低的划痕深度示于图33。图33显示了裸露的玻璃基材(以“G表示”)、裸露的蓝宝石基材(以“S”表示)和具有设置在与G相同的玻璃基材上的光学膜结构的制品(以“A”表示)的划痕深度。A的光学膜结构具有与本文所述的图2的结构相同的结构，其具有Al2O3第一亚层(具有大约115nm的厚度)、AlOxNy第二亚层(具有大约2000nm的厚度)和SiO2第二层(具有大约32nm的厚度)。在所有负荷下，制品与裸露的玻璃和裸露的蓝宝石基材相比显示出降低的划痕深度。所以，本文所述的制品的实施方式显示出耐划痕性，以使当利用布氏硬度计压头，使用30mN或60mN的负荷，以10μm/秒的速度，沿着制品的表面对正面101进行长度至少为100μm的划刻时，得到的划痕具有小于100nm或小于大约50nm的压痕深度。类似地，当利用布氏硬度计压头，使用125mN的负荷，以10μm/秒的速度，沿着制品的表面对正面101进行长度至少为100μm的划刻时，得到的划痕具有小于大约200nm、小于150nm或小于100nm的划痕深度。
在一种或多种实施方式中，当与包含蓝宝石的裸露基材110、或包含经过化学强化的玻璃的裸露基材110进行比较时，制品100展现出划痕深度的减小。在一种或多种具体实施方式中，制品100的划痕深度相对于包含经过化学强化的玻璃的裸露基材110的划痕深度的降幅比裸露的蓝宝石基材的划痕深度相对于裸露的经过化学强化的玻璃基材的划痕深度的降幅大至少两倍。例如，当与裸露的经过强化的玻璃基材进行比较时，裸露的蓝宝石基材可展现出30％～40％的划痕深度降幅；然而，当与裸露的经过强化的玻璃基材进行比较时，本发明的制品可展现出60％～75％或更大的划痕深度降幅。在一种或多种特定的实施方式中，当与包含经过化学强化的玻璃的裸露基材110进行比较时，制品100的划痕深度的降幅至少为50％、至少为55％、至少为60％、至少为65％、至少为70％、至少为75％或至少为80％，以及它们之间的所有范围和子范围。可在相同制品上进行制品100与裸露基材的比较，其中，对涂覆表面101进行测试以对制品的划痕深度进行评价，对基材的相反表面(例如图1中的114)进行测试以对裸露基材的划痕深度进行评价；可对得到的划痕深度进行比较以确定涂覆表面101相对于裸露基材的划痕深度降幅。在一种或多种实施方式中，制品100与具有大约7GPa～大约8GPa的硬度的裸露基材相比，在划痕深度上展现出改善的降低，所述硬度通过布氏压痕硬度测试测得。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构展现出耐划痕性，所述耐划痕性通过划痕宽度的减小来测量。具体而言，当与无光学膜结构的基材110的划痕深度相比较时，包含光学膜结构的制品可展现出划痕宽度的减小。当使用布氏硬度计压头，利用160mN的负荷，以10μm/秒的速度，沿着制品的表面(在光学膜结构侧)对具有如本文所述的设置于其上的光学膜结构的制品进行长度至少为100μm的划刻时，得到的划痕的宽度比按照相同方式(即使用相同的硬度计压头、负荷、速度和长度)在基材110(无设置在其上的光学膜结构)上形成的划痕的宽度窄至少大约30％、至少大约31％、至少大约32％、至少大约33％、至少大约34％、至少大约35％、至少大约36％、至少大约37％、至少大约38％、至少大约39％、至少大约40％、至少大约41％、至少大约42％、至少大约43％、至少大约44％、至少大约45％(以及它们之间的所有范围和子范围)。光学膜结构的该耐划痕性质可在制品使用无定形基材(例如经过强化的玻璃基材和/或未经强化的玻璃基材)、晶体基材(例如经过强化的玻璃陶瓷基材、未经强化的玻璃陶瓷玻璃基材以及例如蓝宝石的单晶基材)或它们的组合的情况中显现。在一种或多种替代性的实施方式中，耐划痕性可在基材是聚合物的情况中显现。另外，当使用布氏硬度计压头以10μm/秒的速度对制品进行长度至少为1mm、至少为2mm、至少为3mm、至少为4mm或至少为5mm的划刻时，光学膜结构的这种耐划痕性质可显现。可在相同制品上进行制品100与裸露基材的比较，其中，对涂覆表面101进行测试以对制品的划痕宽度进行评价，对基材的相反表面(例如图1中的114)进行测试以对裸露基材的划痕深度进行评价；可对得到的划痕宽度进行比较以确定涂覆表面101相对于裸露基材的划痕宽度降幅。在一种或多种实施方式中，制品100与具有大约7GPa～大约8GPa的硬度的裸露基材相比，在划痕宽度上展现出改善的降低，所述硬度通过布氏压痕硬度测试测得。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构具有耐划痕性，以使当使用布氏硬度计压头，利用160mN的负荷，以10μm/秒的速度，沿着制品的表面对包含光学膜结构的制品进行长度至少为100μm的划刻时，得到的划痕具有小于大约10μm的划痕宽度。在一些实施方式中，得到的划痕的划痕宽度可在以下范围以及它们之间的所有范围和子范围内：大约1μm～大约10μm，大约2μm～大约10μm，大约3μm～大约10μm，大约4μm～大约10μm，大约5μm～大约10μm，大约1μm～大约9μm，大约1μm～大约8μm，大约1μm～大约7μm，大约1μm～大约6μm，大约2μm～大约8μm，大约2μm～大约6μm，大约2μm～大约5μm或大约2μm～大约4μm。本文所述的划痕宽度可由光学膜结构的原始和未受干扰的表面测得。换言之，划痕宽度不包括任何数量的由于布氏硬度计压头刺入光学膜结构内所导致的光学膜结构材料的位移而可能在划痕边缘周围累积的光学膜结构。
在一些实施方式中，光学膜减少了(本文所述的)微延展性划痕和/或横向划痕的形成、或将它们的形成降到最低。横向划痕是由于微延展性划痕而形成的裂纹或划痕。横向划痕在长度上具有类似的延伸，但是从其形成的地方、从微延展性划痕沿横向取向形成。在一种或多种实施方式中，光学膜结构使正面101具有对摩擦损坏的耐受性。如本文所用，摩擦损坏包括可能伴随微延展性划痕一起出现的破碎、剥落和开裂。然而，摩擦损坏可导致划痕损伤可见性的增加，且会降低制品的光学性质，即降低透射率和/或增加反射率或增加光散射。而且，摩擦损坏可导致光学膜结构的失效。无意受限于理论，硬度并不是涂层是否会经历摩擦损坏的唯一指标。
在一种或多种实施方式中，当使用石榴石砂纸测试来进行评估时，本文所述的光学膜结构可展现出耐划痕性。所述石榴石砂纸测试旨在重现或模拟当本文所述的制品被结合入例如移动电话的移动电子装置时的日常使用条件。手持150号石榴石砂纸(由3M提供)对表面进行单次划擦，然后用肉眼观察，在本文所述的制品的表面上基本上观察不到任何划痕。
在一种或多种实施方式中，具有本文所述的光学膜结构的制品还展现出对划痕以及由磨损(或多个接触事件)形成的其它损坏的耐受性。各种形式的磨损测试在本领域中是已知的，例如ASTM D1044-99中所规定的方法，使用由泰伯尔工业(Taber Industries)提供的磨损介质。可通过利用不同类型的磨损介质、研磨剂的几何构型和运动、压力等来得到与ASTM D1044-99相关的修改的磨损方法，以提供可重复的和可测量的磨损或磨耗轨迹，从而有意义地区分不同样品的耐磨性。例如，不同的测试条件通常适用于软质塑料对硬质无机测试样品的比较。本发明的实施方式所展示的耐划痕性是通过在本文中被称为泰伯尔测试(Taber Test)的ASTM D1044-99的一个特定的修改版本来测得的，其为主要包含硬质无机材料的不同样品之间提供了清晰且可重复的区分。这些测试方法可使微延展性划痕与上述其它损坏模式组合出现，这取决于进行测试的特定样品。如本文所用，词语“泰伯尔测试”是指使用由泰伯尔工业提供的泰伯尔线性研磨器5750(TLA 5750)和附件、在大约22℃±3℃的温度和不超过大约70％的相对湿度的环境下进行的测试方法。TLA 5750包括具有直径为6.7mm的研磨头的CS-17研磨器材料。按照泰伯尔测试使各样品发生磨损，利用雾度和双向透射分布函数(BTDF)测量以及其它方法对磨损损伤进行评价。在泰伯尔测试中，使各样品磨损的程序包括将TLA 5750和一个平坦的样品载具置于一个坚硬而平坦的表面上，并将TLA 5750和该样品固定在该表面上。在使各样品在泰伯尔测试中发生磨损前，使用粘合在玻璃上的崭新的S-14磨刀条对研磨器材料(CS-17)进行表面修整。使用25次循环/分钟的循环速度和1英寸的冲程长度，在不使用额外增加的负重(即表面修整过程中所使用的大约350g的总负重，这是固定研磨器的纺锤体和筒夹的总负重)的条件下，对研磨器进行10个表面修整循环。然后，该程序包括操作TLA 5750使样品磨损，其中，样品置于与研磨头相接触并承载施加到研磨头上的负重的样品载具中，使用25次循环/分钟的循环速度和1英寸的冲程长度，且向样品施加的总负重为850g(即在纺锤体和筒夹的350g的总负重以外再施加500g附加负重)。该程序包括为了重复性而在各样品上形成两个磨耗轨迹，并且对各样品上的两个磨损轨迹中每一个进行500次循环的磨损。
在一种或多种实施方式中，制品的正面101按照上述泰伯尔测试而受到磨损，制品显示出大约5％或更低的雾度，该雾度是使用BYK加德纳(BYKGardner)提供的雾度计(商品名：Haze-Gard)在磨损表面上测得的，在源端口上使用孔，该孔的直径为8mm。
在一些实施方式中，泰伯尔测试后测得的雾度可为大约4％或更低、大约3％或更低、大约2％或更低、大约1％或更低、大约0.8％或更低、大约0.5％或更低、大约0.4％或更低、大约0.3％、大约0.2％或更低、或者大约0.1％或更低。
在一种或多种实施方式中，制品的正面101在经过泰伯尔测试的磨损后可展现出耐磨性，所述耐磨性通过光散射测量测量。在一种或多种实施方式中，光散射测量包括使用Radiant Zemax IS-SATM测试仪进行的双向反射分布函数(BRDF)或双向透射分布函数(BTDF)测量。该仪器可灵活地使用反射中任何从垂直至大约85度的入射角作为输入角度的光散射以及透射中任何从垂直至大约85度的入射角作为输入角度的光散射进行测量，同时，还能够捕获反射或透射中向2*Pi球面度(反射或折射中的完整半球)内输出的所有散射光。在一种实施方式中，制品100展现出耐磨性，使用BTDF在垂直入射下进行测量，并在选定的角度范围内对透射的散射光进行分析，例如在大约10°～大约80°的极角以及其间的任何角度范围内。可对角度的完整方位角范围进行分析和整合、或者可选择具体的方位角的区间(slice)，例如方位角上从大约0°至90°。在线性磨损的情况中，可使用与磨损方向基本上正交的方位角方向，以增加光学散射测量的信噪比。在一种或多种实施方式中，该制品在经过泰伯尔测试之后在正面101处测得的散射光强度可为大约小于大约0.1、大约0.05或更小、大约0.03或更小、大约0.02或更小、大约0.01或更小、大约0.005或更小、或大约0.003或更小(单位为l/球面度)，所述散射光强度的测试利用具有2mm孔的Radiant Zemax IS-SA工具进行，模式为CCBTDF，以垂直入射进行透射，且将单色仪设定在600nm波长处，并且在大约15°～大约60°(例如，特定地，为大约20°)的极散射角范围内进行评价。以垂直入射进行透射也可以称为以0度进行透射，其可被仪器软件表示为180°入射。在一种或多种实施方式中，可沿着与被泰伯尔测试磨损的样品的磨损方向基本上正交的方位角方向对散射光强度进行测量。这些光强数值也可相当于小于散射入大于大约5度、大于大约10度、大于大约30度或大于大约45度的极散射角的入射光强度的大约1％、大约0.5％、大约0.2％或大约0.1％。
通常，本文所述的垂直入射下的BTDF测试与透射雾度测量紧密相关，体现在它们都是对光线透射穿过样品(或者，在本发明的制品的情况中，在使正面101磨损后)后散射的量进行测量。BTDF测量相比于雾度测量能够提供更高的灵敏度以及更详细的角度信息。BTDF允许对形成不同极角度和方位角度的散射进行测量，例如允许我们有选择性地对形成基本上与线性泰伯尔测试中的磨损方向正交的方位角度(这些角度是从线性磨损散射出的光最强的角度)的散射进行评价。透射雾度基本上是所有进入极角大于大约+/-2.5度的整个半球的通过垂直入射BTDF测得的散射光的积分。
光学膜结构可包含一个或多个层，如图1～图5所示。这些层中的一个或多个层可使光学膜结构具有耐划痕性，进而使制品100具有耐划痕性，同时还提供光学管理功能(例如提供抗反射性质和/或无色透射性质)。在一种或多种替代性的实施方式中，光学膜结构中最厚的层使光学膜结构具有耐划痕性，进而使制品具有耐划痕性。可改变光学膜结构的层的厚度以调节光学膜结构和/或制品的耐划痕性。附加地或替代地，光学膜结构的一个或多个层可包含特定的材料和/或材料性质，以调节光学膜结构和/或制品的光学性质。例如，这种层可包含透明介电材料，例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合。
光学膜结构可具有1μm或更厚的厚度。在一种或多种特定的实施方式中，光学膜结构的厚度可为大约2μm或更厚。在一种或多种替代性的实施方式中，光学膜结构的厚度可在以下所有范围或它们的子范围内：大约1μm～大约20μm、大约1μm～大约15μm、大约1μm～大约10μm、大约1μm～大约8μm、大约1μm～大约5μm、大约1.5μm～大约20μm、大约2μm～大约20μm、大约2.5μm～大约20μm、大约3μm～大约20μm。在一些实施方式中，光学膜结构可具有大约0.5μm～大约5μm或大约1μm～大约3μm范围内的厚度。特定的光学膜结构120的厚度可为大约1.1μm、大约1.3μm、大约1.4μm、大约1.5μm、大约1.6μm、大约1.7μm、大约1.8μm、大约1.9μm、大约2.1μm、大约2.2μm、大约2.3μm、大约2.4μm、大约2.5μm、大约2.6μm、大约2.7μm、大约2.8μm、大约2.9μm、大约3.0μm、大约4μm、大约5μm、大约6μm、大约7μm、大约8μm、大约9μm、大约10μm、大约15μm、或大约20μm。
根据一种或多种实施方式的光学膜结构可在可见光谱内是基本上澄清或透明的。在一种或多种实施方式中，光学膜结构维持或降低了制品100的反射率且不包含任何旨在增加制品100的反射率的材料。在一种或多种实施方式中，光学膜结构具有大约1.8～2.2范围内的平均折射率。在一些实施方式中，光学膜结构(包括本文所述的第一层和/或第二层)展现出在400nm处测得的大约小于或等于大约10-4的消光系数。
光学膜结构可包含以下材料中的一种或多种：含硅的氧化物、含硅的氮化物、含硅的氮氧化物、含铝的氮化物(例如AlN和AlxSiyN)、含铝的氮氧化物(例如AlOxNy和SiuAlvOxNy，其中x和y大于0)和含铝的氧化物。在一种或多种实施方式中，含铝的氮氧化物材料可包含不超过大约60原子％的铝、不超过大约20原子％的氧以及不超过大约40原子％的氮。在一些实施方式中，含铝的氮氧化物材料可包含大约45原子％～大约55原子％范围内的量(例如大约50原子％)的铝、大约12原子％～大约20原子％范围内的量(例如大约15原子％～大约17原子％)的氧、和大约30原子％～大约35原子％范围内的量(例如大约32原子％或大约33原子％)的氮。在一些例子中，可改变含铝的氮氧化物中氧的量以提供所需的结晶度或晶体粒度(粒度范围)。在一些实施方式中，可将晶体粒度限制为小于大约50nm、小于大约20nm或小于大约10nm。在一些例子中，晶体粒度可在大约4nm～大约8nm的范围内。可控制氮的量以提供所需的硬度，所述硬度通过布氏压痕硬度测试测得。氮的量相对于氧的量的增加可提供含铝的氮氧化物层，进而提供包含该铝的氮氧化物层的制品，它们的硬度比包含氮的量少于氧的量的层或制品的硬度更大。另外，氮相对于氧的量会改变折射率，进而会影响该制品的透射和色偏。可将上述对组成的改变应用至包含氧和/或氮的光学膜结构所使用的任何材料中。
在一种或多种实施方式中，SiuAlvOxNy包含(u+v)＝1且(x+y)＝1的组成。在一种或多种实施方式中，AlOxNy包含x+y＝1且x<0.5的组成。
合适的含铝的氧化物的一个例子包含Al2O3。在一种或多种实施方式中，光学膜结构包含单一层，所述单一层包含AlOxNy或SiuAlvOxNy。在一种或多种替代性的实施方式中，光学膜结构可包含AlOxNy或SiuAlvOxNy，其中x可在大约0～大约1的范围内。在一种或多种替代性的实施方式中，光学膜结构还可包含其它金属氧化物、金属氮化物、金属氮氧化物、金属碳化物、金属硼化物、类金刚石碳材料和/或它们的组合。除了铝和硅以外的示例性的金属包括B、Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta和W。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构可包含AlN、AlOxNy、SiAlN、SiuAlvOxNy和氧化铝中的至少一种和/或氧化硅。可选地，包含AlN和氧化铝的光学膜结构可不含含铝的氮氧化物。在一种或多种替代性的实施方式中，光学膜结构可包含AlN和含铝的氮氧化物。可选地，包含AlN和含铝的氮氧化物的光学膜结构可不含含铝的氧化物。在特定的实施方式中，光学膜结构可包含铝的氮氧化物，可改变其中氧和氮的量，以使含铝的氧化物、AlN和含铝的氮氧化物这三种材料都存在于光学膜结构中。光学膜结构可包含硅，以使光学膜结构包含SiO2、SiOxNy、AlxSiyN、SiuAlvOxNy和Si3N4中的一种或多种，且可改变氧、氮、硅和/或铝的量以提供这些材料中的任一种、多种或全部。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构中所使用的材料可以是介电的(即不导电的)。例如，在一些实施方式中，光学膜结构可基本上由介电材料组成。在其它实施方式中，光学膜结构的特征在于其可以是无机的，其基本上由无机材料组成(即基本上不含有机材料)。在一些例子中，光学膜结构可不含IR反射材料或层(例如基本上不含金属层)，并且/或不含热解沉积材料。在其它例子中，光学膜结构可基本上的不含透明导电的氧化物材料。光学膜结构可基本上不含微粒材料。
在一种或多种实施方式中，可对光学膜结构中所使用的材料进行选择以使光学膜结构的光学性质最优化。例如，可在光学膜结构中使用Al2O3、SiO2、SiOxNy、SiuAlvOxNy和AlOxNy以将制品从制品的正面101的反射色坐标和/或透射色坐标随着视角从垂直入射(即0度)变为倾斜入射的变化降到最低。倾斜入射可在大于0度～小于90度的范围内(例如10度或更大、20度或更大、30度或更大、40度或更大、50度或更大、60度或更大、70度或更大、75度或更大、80度或更大、85度或更大、86度或更大、87度或更大、88度或更大、89度或更大或89.5度或更大)。
在一种或多种特定的实施方式中，可调节光学膜结构中氧和/或氮的量或光学膜结构的一个或多个层中氧和/或氮的量，以使光学膜结构在大约500nm的波长处具有大于1.9的折射率。在一种或多种特定的实施方式中，可调节含氧量和/或含氮量，以使光学膜结构或光学膜结构的一个或多个层在大约500nm的波长处的折射率为1.92或更大、1.94或更大、1.96或更大、1.98或更大、2.0或更大、2.2或更大、2.4或更大或2.5或更大。可对光学膜结构中特定层的含氧量和/或含氮量进行调节。例如，可按照上述方式对含有AlOxNy、SiOxNy和/或AlxSiyN的光学膜结构的层的含氧量和/或含氮量进行调节。
在一种或多种实施方式中，可对光学膜结构中所使用的材料进行选择以使光学膜结构的耐划痕性最优化。例如，Si3N4和/或AlN可包含至少50重量％的用于光学膜结构120中的材料。Si3N4和/或AlN可选择性地包含55重量％或更多、60重量％或更多、65重量％或更多、70重量％或更多或75重量％或更多的用于光学膜结构120中的材料。附加地或替代地，可改变含氧量以调节硬度，并且/或者可使用掺杂剂和合金以改变光学膜结构120的润滑性。
光学膜结构所选用的材料可带来离子扩散屏障性质。在一种或多种实施方式中，光学膜结构可提供针对钠离子和/或钾离子从基材110扩散入设置在基材上的其它膜或层(例如光学膜结构自身或任何透明导电氧化物层、抗反射层或其它这种层)中的扩散屏障。
在一种或多种实施方式种，光学膜结构可包含具有小颗粒多晶结构的AlN。在一种或多种具体实施方式中，光学膜结构可包含具有无定形和/或微晶结构的AlN。无意受限于理论，据信，在光学膜结构中包含至少一些无定形结构带来了各向同性机械性质，其可防止在光学膜结构中形成裂纹，以及/或者使来自裂纹或由裂纹导致的作用力的能量消散。
在图2所图示的实施方式中，制品200包含设置在基材110的相反主表面112、114中的一个上的光学膜结构220。图2中所示的光学膜结构220包含表面221、第一层222和第二层224。第一层222包含第一亚层226和(具有第二亚层表面229的)第二亚层228，以使第一亚层226设置在基材110与第二亚层228之间。在一种或多种实施方式中，第一层222可包含含铝的氧化物、含铝的氮氧化物、AlN或它们的组合，而第二层224可包含透明介电材料，例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合。在一种或多种特定的实施方式中，第一层222可包含Al2O3、AlN、AlOxNy、SiAlN、SiuAlvOxNy或它们的组合。在一种变化形式中，第一亚层226可包含Al2O3。在另一种变化形式中，第一亚层可包含AlOxNy。在另一种变化形式中，第二亚层228包含AlN。在一种实施方式中，光学膜结构220包含第一层222和第二层224，第一层222包含第一亚层226和第二亚层228，第一亚层226包含Al2O3，第二亚层228包含AlN；第二层224包含透明介电材料(例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合)。在另一种实施方式中，光学膜结构220包含第一层222和第二层224，第一层222包含第一亚层226和第二亚层228，第一亚层226包含AlOxNy，第二亚层228包含AlN；第二层224包含透明介电材料(例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合)。第二层的硬度可在大约7GPa～大约10GPa的范围内，所述硬度通过布氏压痕硬度测试测得。在第二层224中使用Al2O3的实施方式中，可改变氮气和氧气的浓度以形成Al2O3、AlOxNy和/或AlN来形成光学膜结构的层。
在一种或多种特定的实施方式中，第二亚层228可包含AlN、AlOxNy、SiAlN、SiuAlvOxNy或它们的组合，且第二亚层228比第一亚层226和/或第二层224要厚或厚得多。在一种或多种实施方式中，第二亚层228的厚度比第一亚层226和第二层224的厚度和还要厚或厚得多。在一种变化形式中，第二亚层228可具有1μm或更厚的厚度。例如，第二亚层228的厚度可在大约1μm～大约3μm的范围内，更具体而言，可在大约2μm～大约3μm的范围内。特定的实施方式可包含第二亚层228，第二亚层228的厚度可为大约1.1μm或更厚、大约1.2μm或更厚、大约1.3μm或更厚、大约1.4μm或更厚、大约1.5μm或更厚、大约1.6μm或更厚、大约1.7μm或更厚、大约1.8μm或更厚、大约1.9μm或更厚、大约2μm或更厚、大约2.1μm或更厚、大约2.2μm或更厚、大约2.3μm或更厚、大约2.4μm或更厚、大约2.5μm或更厚、大约2.6μm或更厚、大约2.7μm或更厚、大约2.8μm或更厚、大约2.9μm或更厚或大约3μm或更厚。在第二亚层228包含AlN的实施方式中，第二亚层的厚度可为大约2μm或更厚。例如，第二亚层的厚度可为大约2.2μm或更厚、大约2.3μm或更厚、大约2.4μm或更厚、大约2.5μm或更厚、大约2.6μm或更厚、大约2.7μm或更厚、大约2.8μm或更厚、大约2.9μm或更厚，或大约3μm或更厚。第一亚层226和第二层224的示例性的厚度示于本文的实施例中，且可以改变这些厚度以提供本文所述的光学性质。
在一些实施方式中，第二层224可具有小于大约200nm的厚度(例如在以下范围内：大约1nm～大约200nm、大约10nm～大约200nm、大约20nm～大约200nm、大约40nm～大约200nm、大约50nm～大约200nm、大约60nm～大约200nm、大约1nm～大约180nm、大约1nm～大约160nm、大约1nm～大约140nm、大约1nm～大约120nm、大约1nm～大约100nm或大约10nm～大约150nm)。在一些例子中，第二层224可以是光学膜结构的最外层，而在一些情况中，其可以是本文所述的制品的最外层(进而形成制品的正面101)。在一些情况中，第二层224降低了正面101受到磨损后的光散射，且降低了任何磨损损坏的可见性。无意受限于理论，第二层224可包含下文中详述的低折射率材料，其降低了光散射，进而降低了划痕或损伤的可见性。在一些实施方式中，第二层224与光学膜结构中的其它层相比可具有降低的硬度，并可抑制一些损伤模式，例如可能与单一接触事件或多次接触事件的划痕损伤有关的摩擦破裂。
在一些实施方式中，使用更厚的第二亚层228(例如具有大于大约5μm或大于大约10μm的厚度)提供了增强的光学性质。例如，在一些例子中，使用更厚的亚层228降低或消除了角同色异谱。角同色异谱导致了当视角为倾斜入射时，透射或反射中出现可感知的色彩变化。在光学膜的一些设计中，反射谱或透射谱在可见光谱内包含振幅。在某些条件下，当视角从垂直入射变为倾斜入射时，这些振幅会发生位移。当光源的线宽很窄时(例如F02光源中光谱分量的线宽)，振幅的这种位移以色彩变化(在透射和反射中)的形式更易被感知(进而存在角同色异谱)。当光源的线宽更宽时(例如D65光源中光谱分量的线宽)，振幅的这种位移以色彩变化(在透射和反射中)的形式不易被感知或不被感知(进而降低或消除了角同色异谱)。无意受限于理论，据信，使用更厚的第二亚层至少降低或甚至消除了在所有或特定光源下的角同色异谱。这种光源可包括CIE确定的标准光源，例如A光源(代表钨丝照明设备)、B光源(日光模拟光源)、C光源(日光模拟光源)、D系列光源(代表自然日光)和F系列光源(代表各种类型的荧光照明设备)。在特定的实施方式中，使用更厚的第二亚层可降低或消除F02光源下的角同色异谱。当视角相对于垂直入射为以下范围及它们之间的所有范围和子范围内的倾斜入射时，通过使用更厚的第二亚层，角同色异谱可被降低或甚至消除：大约0度～大约80度、大约0度～大约75度、大约0度～大约70度、大约0度～大约65度、大约0度～大约60度、大约0度～大约55度、大约0度～大约50度、大约0度～大约45度、大约0度～大约40度、大约0度～大约35度、大约0度～大约30度、大约0度～大约25度、大约0度～大约20度、大约0度～大约15度、大约5度～大约80度、大约5度～大约80度、大约5度～大约70度、大约5度～大约65度、大约5度～大约60度、大约5度～大约55度、大约5度～大约50度、大约5度～大约45度、大约5度～大约40度、大约5度～大约35度、大约5度～大约30度、大约5度～大约25度、大约5度～大约20度、大约5度～大约15度。光学膜可在相对于垂直入射为大约0度～大约80度范围内的所有倾斜入射下展现出降低的角同色异谱。
第一亚层226的折射率可在大约1.45～大约1.8的范围内。在一种或多种特定的实施方式中，第一亚层226的折射率可在大约1.6～大约1.75的范围内。例如，第一亚层226的折射率可包含1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.5、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.57、1.58、1.59、1.60、1.61、1.62、1.63、1.64、1.65、1.66、1.67、1.68、1.69、1.70、1.71、1.72、1.73、1.74、1.76、1.77、1.78、1.79、1.8以及它们之间的所有范围和子范围，其可存在于沿着第一亚层的位置。第二亚层228的折射率可在大约1.8～大约2.2的范围内。在一种或多种实施方式中，第二亚层的折射率可在大约2.0～大约2.15的范围内。例如第二亚层228的折射率可包含1.8、1.82、1.84、1.86、1.88、1.90、1.92、1.94、1.96、1.98、1.99、2.0、2.02、2.04、2.06、2.08、2.1、2.12、2.14、2.15、2.16、2.18、2.2以及它们之间的所有范围或子范围，其可存在于沿着第二亚层的位置。第二层224的折射率可在大约1.4～大约1.6的范围内(例如大约1.46±0.03)。在特定的实施方式中，第二层224可具有在大约1.45～大约1.55范围内的折射率。例如，第二层224的折射率可包含1.4、1.42、1.44、1.46、1.48、1.50、1.52、1.54、1.56、1.58、1.6以及它们之间的所有范围和子范围，其可存在于沿着第二层的位置。
图7大致图示了图2所示的光学膜结构220的光学性质。图中，x轴上的厚度值显示了光学膜结构220在远离基材110的方向上的厚度。y轴上提供了光学膜结构220的折射率值，显示了折射率沿着光学膜结构的厚度发生的变化。图7的图并未考虑基材110(或任何其它位于基材110与光学膜结构220之间的层)或空气(或任何其它设置于光学膜结构220之上的层)的折射率。基材110与第一亚层226之间的界面以标记600表示，第一亚层226与第二亚层228之间的界面以标记610表示，第二亚层228与第二层224之间的界面以标记620表示，而第二层224与空气之间的界面以标记630表示。如图7所示，第一亚层226与第二层224的折射率比第二亚层228的折射率小。在一种具体的实施方式中，第一亚层226具有大约1.75的折射率，第二亚层具有大约2.1的折射率，而第二层224具有大约1.5的折射率。图7中，第二亚层228的厚度比第一亚层226和第二层224的厚度厚。
在图3所示的实施方式中，制品300包含设置在基材110的相反主表面112、114中的一个上的光学膜结构320。图3所示的光学膜结构320包含第一层322和第二层324。第一层322包含第一亚层326、第二亚层328和第三亚层330。在图3所示的实施方式中，在第一层320中，第二亚层328位于第一亚层326与第三亚层330之间。第一亚层326设置在基材110与第二亚层328之间，而第三亚层330设置在第二亚层328与第二层324之间。在一种或多种实施方式中，第一层322可包含含铝的氧化物、含铝的氮氧化物、AlN或它们的组合，且还可包含透明介电材料(例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合)。在一种或多种特定的实施方式中，第一层322可包含Al2O3、AlN、AlOxNy或它们的组合，且还可包含透明介电材料(例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合)。第二层324可包含透明介电材料(例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合)。在一种变化形式中，第一亚层326可包含AlN，第二亚层328可包含SiO2，而第三亚层330可包含AlN。在另一种变化形式中，第一亚层326可包含AlN，第二亚层328可包含Al2O3，而第三亚层330可包含AlN。在第二亚层328和第二层324中使用Al2O3的实施方式中，可改变氮气和氧气的浓度以形成Al2O3或AlN来形成光学膜结构的层。
在一种或多种特定的实施方式中，第一亚层326和第三亚层330各自的厚度或它们的厚度之和可比第二亚层328或第二层324的厚度要厚或厚得多。在一种或多种实施方式中，第一亚层326和第三亚层330各自的厚度或它们的厚度之和可比第二亚层328与第二层324的厚度之和还要厚或厚得多。在一种变化形式中，第一亚层326和/或第三亚层330各自的厚度或它们的厚度之和可为大约1μm或更厚。例如，第一亚层326和/或第三亚层330各自的厚度或它们的厚度之和可为大约1.1μm或更厚、大约1.2μm或更厚、大约1.3μm或更厚、大约1.4μm或更厚、大约1.5μm或更厚、大约1.6μm或更厚、大约1.7μm或更厚、大约1.8μm或更厚、大约1.9μm或更厚，或大约2μm或更厚。在第一亚层326和/或第三亚层330包含AlN的实施方式中，这些亚层326、328各自的厚度或它们的厚度之和可为大约2μm或更厚。例如，第一亚层326和/或第三亚层328各自的厚度或它们的厚度之和可为大约2.1μm或更厚、大约2.2μm或更厚、大约2.3μm或更厚、大约2.4μm或更厚、大约2.5μm或更厚、大约2.6μm或更厚、大约2.7μm或更厚、大约2.8μm或更厚、大约2.9μm或更厚，或大约3μm或更厚。在一种或多种实施方式中，第一亚层326的厚度可与第三亚层330的厚度相同或不同。第一亚层326的厚度可比第三亚层330的厚度厚或薄。在一种或多种实施方式中，第二亚层328的厚度和第二层324的厚度可以相同。在一种或多种替代性的实施方式中，光学膜结构320具有厚/薄/厚/薄的厚度区段，其中，第一和第三亚层326、330是厚的，而第二亚层328和第二层324相对于第一和第三亚层326、330而言是薄的。
第一亚层326的折射率可在大约1.7～大约2.1的范围内。例如，第一亚层326的折射率可包含1.70、1.72、1.74、1.76、1.78、1.80、1.82、1.84、1.86、1.88、1.90、1.92、1.94、1.96、1.98、2.0、2.1以及它们之间的所有范围和子范围。在一种或多种替代性的实施方式中，折射率与第一亚层326的硬度的增大相关。第三亚层330的折射率可在大约1.7～大约2.1的范围内。在一种或多种实施方式中，第三亚层330的折射率可在大约2.0～大约2.1的范围内。例如，第三亚层330的折射率可包含1.70、1.72、1.74、1.76、1.78、1.80、1.82、1.84、1.86、1.88、1.90、1.92、1.94、1.96、1.98、2.0、2.1以及它们之间的所有范围和子范围。在一种或多种替代性的实施方式中，折射率与第一亚层326的硬度的增大相关。第二亚层328的折射率可在大约1.45～大约1.8的范围内。在一种或多种实施方式中，第二亚层328的折射率可在大约1.65～大约1.75的范围内。例如，第二亚层328的折射率可为1.45、1.46、1.48、1.50、1.52、1.54、1.56、1.58、1.60、1.62、1.64、1.65、1.66、1.67、1.68、1.69、1.70、1.71、1.72、1.73、1.74、1.75、1.76、1.78、1.8以及它们之间的所有范围和子范围。第二层324的折射率可在大约1.45～大约1.8的范围内。在一种或多种实施方式中，第二亚层328的折射率可在大约1.45～大约1.55的范围内。例如，第二亚层328的折射率可为1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55、1.56、1.58、1.60、1.62、1.64、1.65、1.66、1.67、1.68、1.69、1.70、1.71、1.72、1.73、1.74、1.75、1.76、1.78、1.8以及它们之间的所有范围和子范围。
图8大致图示了图3所示的光学膜结构320的光学性质。图中，x轴上的厚度值显示了光学膜结构320在远离基材110的方向上的厚度。y轴上提供了光学膜结构320的折射率值，显示了折射率沿着光学膜结构的厚度发生的变化。图8中，该图并未考虑基材110(或任何其它位于基材110与光学膜结构320之间的层)或空气(或任何其它设置于光学膜结构320之上的层)的折射率。基材110与第一亚层326之间的界面以标记700表示，第一亚层326与第二亚层328之间的界面以标记710表示，第二亚层328与第三亚层330之间的界面以标记720表示，第三亚层330与第二层324之间的界面以标记730表示，而第二层324与空气之间的界面以标记740表示。如图8所示，第一亚层326和第三亚层330的折射率比第二亚层328和第二层324的折射率大。在图8所示的实施方式中，所示的第一亚层326和第三亚层330的折射率彼此相等，而所示的第二亚层328和第二层324的折射率彼此相等。在一种或多种替代性的实施方式中，第一亚层326的折射率可与第三亚层330的折射率不同，而第二亚层328的折射率可与第二层324的折射率不同。图8中，所示的第一和第三亚层326、330的厚度比第二亚层328和第二层324的厚度厚。另外，所示的第三亚层330的厚度比第一亚层324的厚度厚；但是第一亚层324也可能具有比第三亚层330更厚的厚度。
在图4所示的实施方式中，制品400包含设置在基材110的相反主表面112、114中的一个上的光学膜结构420。图4所示的光学膜结构420包含第一层422和第二层424。第一层422包含含硅的氧化物、含硅的氮氧化物、含硅的氮化物、含铝的氧化物、含铝的氮氧化物(例如AlOxNy和SiuAlvOxNy)、含铝的氮化物(例如AlN和AlxSiyN)或它们的组合。第二层424可包含透明介电材料(例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合)。
第一层422可包含含氧量梯度、含氮量梯度、含硅量梯度和含铝量梯度以及它们的各种组合之中的至少一项。如本文所用，术语“梯度”是指元素的原子％在层的组成中的变化。元素的原子％的变化可在层的多个亚层之间发生。在一些例子中，可使用不超过10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120或甚至130个同一种元素彼此之间具有不同的原子％的亚层来形成一个具有梯度的层。在包含氧梯度的层中，在层与基材110的界面处或接近该界面处，层组成中氧的量(原子％)可与在层与另一个层(例如第一层和第二层)之间的界面处或接近该界面处以及它们之间的其它区域内的层的组成中氧的量(原子％)有所不同。
在一种或多种实施方式中，组成梯度可包括硅/铝组成梯度，其中，硅和铝的原子％沿着第一层的厚度各自独立地或相互关联地变化。在其它实施方式中，组成梯度可包括氧/氮组成梯度，其中，氧和氮的原子％沿着第一层的厚度各自独立地或相互关联地变化。在一种或多种实施方式中，基材110与第一层422之间的界面处或接近该界面处的氧:氮的比值可大于第一层422与第二层424之间的界面处或接近该界面处的氧:氮的比值。例如，在基材110与第一层422之间的界面处或接近该界面处，第一层422中可以存在很少的氮或不存在氮，并且/或者在第一层422与第二层424之间的界面处或接近该界面处，第一层422中可以存在很少的氧或不存在氧。在一种或多种实施方式中，基材110与第一层422之间的界面处或接近该界面处的硅:铝的比值可大于第一层422与第二层424之间的界面处或接近该界面处的硅:铝的比值。例如，在基材110与第一层422之间的界面处或接近该界面处，第一层422中可以存在很少的铝或不存在铝，并且/或者在第一层422与第二层424之间的界面处或接近该界面处，第一层422中可以存在很少的硅或不存在硅。
在一种或多种实施方式中，含氧量梯度和/或含氮量的梯度可通过控制沉积过程中(例如通入将光学膜结构沉积于基材之上的沉积室中)通入的氧气和/或氮气的流速来控制。为了增加氧或氮的含量、可提高氧气或氮气的流速。在一些实施方式中，铝和/或硅的梯度可以通过控制导向铝和/硅的原材料上的功率来控制(例如在使用溅射法形成光学膜结构的场合，控制导向铝和/或硅溅射靶上的功率)。为了增加铝和硅的含量，可提高施加于铝和/硅的原材料上的功率。
第一层422中的含氧量和/或含硅量可沿着第一层422的厚度t，朝着厚度t远离基材110的方向降低，如图6A所示。含氧量梯度和/或含硅量梯度可沿着第一层422的整个厚度t延伸。在另一种变化形式中，含氧量梯度和/或含硅量梯度可沿着第一层422的厚度t的一部分延伸，而第一层422的剩余部分则可不包含含氧量梯度和/或含硅量梯度，进而可具有恒定的含氧量和/或含硅量(可包括无氧和/或硅的情况)。例如，含氧量梯度和/或含硅量梯度可持续至光学膜结构与基材110之间的界面处、或基材110与包含含氧量梯度和/或含硅量梯度的层之间的任何其他层处，例如将在下文详述的中间层。或者，含氧量梯度和/或含硅量梯度可在距离基材110或设置于基材110与第一层422之间的中间层一段距离处停止。在一种或多种实施方式中，第一层422的含氧量和/或含硅量可在光学膜结构420与基材110之间的界面处最高，且在至少接近第一层422与第二层424之间的界面处最低。在一种或多种实施方式中，第一层422的组成可取决于第一层422的含氧量和/或含硅量。例如，第一层422可在第一层422毗邻基材110的区域内具有最高的含氧量和/或含硅量。
第一层422可在第一层422毗邻第二层424的区域内包含最低的含氧量和/或含硅量，例如图5所示的实施方式。
在一种或多种特定的实施方式中，第一层422毗邻基材110的区域可包含最高的含氧量且无含氮量(即y＝0)。在一种这样的特定的实施方式中，第一层422毗邻基材110的区域可包含Al2O3、SiO2或它们的组合。
在一种或多种实施方式中，第一层422可包含含铝量梯度和/或含氮量梯度。第一层422中的含铝量和/或含氮量可沿着第一层422的厚度t，朝着厚度t远离基材110的方向增加，如图6B所示。含铝量梯度和/或含氮量梯度可沿着第一层422的整个厚度t延伸。在另一种变化形式中，含铝量梯度和/或含氮量梯度可沿着第一层422的厚度t的一部分延伸，而第一层422的剩余部分则可不包含含铝量梯度和/或含氮量梯度，进而可具有恒定的含铝量和/或含氮量(可包括无铝和/或氮的情况)。例如，含铝量梯度和/或含氮量梯度可持续至光学膜结构与基材110之间的界面处、或基材110与包含含铝量梯度和/或含氮量梯度的层之间的任何其他层处，例如将在下文详述的中间层。或者，含铝量梯度和/或含氮量梯度可在距离基材110或设置于基材110与第一层422之间的中间层一段距离处停止。在一种或多种实施方式中，第一层422的含铝量和/或含氮量可在光学膜结构420与基材110之间的界面处最低，且在接近第一层422与第二层424之间的界面处最高。图6B显示了第一层424的相对含铝量和/或含氮量。在一种或多种实施方式中，第一层422包含氧化硅、氮氧化硅、氮化硅、含铝的氧化物、含铝的氮氧化物(例如AlOxNy和SiuAlvOxNy)或含铝的氮化物(例如AlN和AlxSiyN)，这取决于第一层422的含硅量、含氧量、含铝量和/或含氮量。例如，第一层422可在第一层422毗邻第二层424的区域内包含最低的含硅量和/或含氧量，如图6A所示。如图6A所示，第一层422可在第一层422毗邻基材110的区域内包含最高的含硅量和/或含氧量。图4A显示了一种实施方式，其中，第一层422包含硅梯度、铝梯度、氧梯度和氮梯度。在图4A中，含硅量和含氧量沿着厚度、朝着远离基材110的方向降低，而含铝量和含氮量沿着厚度、朝着远离基材110的方向升高。硅、铝、氧和氮的相对量示于图4A；但是应当注意的是，硅、铝、氧和氮的量的变化可以不是线性或恒定的，且SiO2、SiOxNy、SiuAlvOxNy、AlxSiyN和AlN的混合物可存在于第一层422的各种厚度中。
在毗邻基材110的区域与毗邻第二层424的区域之间，第一层422可包含AlOxNy，其中x和y取决于存在的氮的量，其可随着含氮量沿着厚度t、朝着远离基材110的方向的升高而改变。而且，在毗邻基材110的区域与毗邻第二层424的区域之间，第一层422可包含SiuAlvOxNy(其中(u+v)＝1且(x+y)＝1)或SiOxNy，其中x和y取决于存在的氮和/或铝的量，其可随着含氮量和/或含铝量沿着厚度t、朝着远离基材110的方向的升高而改变。
在另一种实施方式中，第一层包含SiuAlvOxNy和/或SiOxNy，其中，在第一层422沿着厚度t的至少一个区域内，x或y可等于0。在一种或多种特定的实施方式中，第一层422毗邻基材110的区域可无含氮量且包含最高的含氧量(即y＝0)。在一种这样的特定的实施方式中，第一层422毗邻基材110的区域可包含SiO2。在另一种特定的实施方式中，第一层422毗邻第二层424的区域可包含最高的含氮量和/或最高的含铝量、以及最低的含氧量和/或最低的含硅量。在这类实施方式中，第一层422毗邻第二层424的区域可包含AlN、Si3N4或AlxSiyN。
在一种或多种实施方式中，第一层422包含毗邻基材110的SiO2、或可富含硅和/或氧以及可以铝和/或氮不足或缺乏铝和/或氮。在一种或多种实施方式中，第一层422包含毗邻第二层424的AlN、或可富含铝和/或氮以及可以硅和/或氧不足或缺乏硅和/或氧。
在另一种实施方式中，第一层包含AlOxNy，其中，在第一层422沿着厚度t的至少一个区域内，y可等于0。在一种或多种特定的实施方式中，第一层422毗邻基材110的区域可包含最高的含氧量且无含氮量(即y＝0)。在一种这类特定的实施方式中，第一层422毗邻基材110的区域可包含Al2O3。
在一种或多种实施方式中，可调节层422的组成以使反射色彩点随着视角从垂直入射(即0度)变为倾斜入射的改变降到最低。在这类实施方式中，对层422的组成进行分级，以使第一层422与第二层424之间的界面附近的组成、第一层包含AlN、AlxSiyN、Si3N4、SiuAlvOxNy(其中x＜0.1)或AlOxNy(其中x＜0.1)。
在一种或多种特定的实施方式中，第一层422的厚度比第二层424的厚度厚或厚得多。在一种变化形式中，第一层422可具有1μm或更厚的厚度。例如，第一层422的厚度可为1.1μm或更厚、1.2μm或更厚、1.3μm或更厚、1.4μm或更厚、1.5μm或更厚、1.6μm或更厚、1.7μm或更厚、1.8μm或更厚、1.9μm或更厚、2μm或更厚、2.1μm或更厚、2.2μm或更厚、2.3μm或更厚、2.4μm或更厚、2.5μm或更厚、2.6μm或更厚、2.7μm或更厚、2.8μm或更厚、2.9μm或更厚、3μm或更厚。
在图4所示的实施方式中，第一层422的折射率可在大约1.6～大约2.1的范围内。例如，第一层422的折射率可包含1.6、1.62、1.64、1.66、1.68、1.70、1.72、1.74、1.76、1.78、1.80、1.82、1.84、1.86、1.88、1.90、1.92、1.94、1.96、1.98、2.0、2.1以及它们之间的所有范围和子范围。第二层424的折射率可在大约1.45～大约1.55的范围内。例如，第二层424的折射率可包含1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55以及它们之间的所有范围和子范围。如下文详述，光学膜结构420的第一层422可具有折射率梯度。
在第二层424中使用Al2O3的实施方式中，可改变氮气和氧气的浓度以形成任何Al2O3、AlOxNy和/或AlN来形成光学膜结构的层。
在一种或多种替代性的实施方式中，光学膜结构420可不包含第二层424，而只包含第一层422。
图9大致图示了图4所示的光学膜结构420的光学性质。图中，x轴上的厚度值显示了光学膜结构420在远离基材110的方向上的厚度。y轴上提供了光学膜结构420的折射率值，显示了折射率沿着光学膜结构的厚度发生的变化。图9中，该图并未考虑基材110(或任何其它位于基材110与光学膜结构420之间的层)或空气(或任何其它设置于光学膜结构420之间的层)的折射率。基材110与第一层422之间的界面以标记800表示，第一层422与第二层424之间的界面以标记810表示，第二层424与空气之间的界面以820表示。如图9所示，第一层422的折射率沿着厚度朝着远离基材110(或基材-第一层的界面800)的方向升高。在一种或多种实施方式中，折射率随着第一层422中的含氧量改变。图9中，第一层422中折射率比第二层424的折射率高的部分占第一层422的更大比例。换言之，第一层422的更大一部分具有比第二层424更高的折射率。图9中，所示的第一层422的厚度大于第二层424的厚度。
在图5显示了一种制品500，其包含设置在基材110的相反主表面112、114中的一个上的光学膜结构520。图5所示的光学膜结构520包含第一层522和第二层524。第一层522包含含硅的氧化物、含硅的氮氧化物、含氮化硅、含铝的氧化物、含铝的氮氧化物(例如AlOxNy和SiuAlvOxNy)、含铝的氮化物(例如AlN和AlxSiyN)或它们的组合。第二层524可包含透明介电材料(例如SiO2、GeO2、Al2O3、Nb2O5、TiO2、Y2O3和其它类似的材料以及它们的组合)或它们的组合。第一层522包含第一亚层526和第二亚层528。第一亚层526可包含含氧量梯度、含氮量梯度、含硅量梯度和含铝量梯度以及它们的各种组合，如参考光学膜结构420所做的描述所述。
在一种或多种实施方式中，第一亚层526包含含硅的氧化物、含硅的氮氧化物、氮化硅、含铝的氧化物、含铝的氮氧化物(例如AlOxNy和SiuAlvOxNy)、含铝的氮化物(例如AlN和AlxSiyN)和/或它们的组合，这取决于第一亚层526的含氧量、含硅量、含氮量和/或含铝量。在一种特定的实施方式中，第一亚层526可不含AlN和/或Si3N4。换言之，一种或多种特定的实施方式的第一亚层526在整个厚度t中包含氧，但是含氧量沿着厚度t变化。第二亚层528可包含AlN和/或Si3N4。在一种或多种实施方式中，第二亚层528可不含任何有意包含的氧。所以，在一种或多种实施方式中，第一层522的含氧量梯度可只沿着第一亚层526的厚度t延伸，而第二亚层528可不含氧。
图5A显示了一种实施方式，其中，第一亚层526包含硅梯度、铝梯度、氧梯度和氮梯度。在图5A中，含硅量和含氧量沿着厚度、朝着远离基材110的方向降低，而含铝量和含氮量沿着厚度、朝着远离基材110的方向升高。显示了硅、铝、氧和氮各自的相对量；但是应当注意的是，硅、铝、氧和氮的量的变化可以不是线性或恒定的，且SiO2、SiOxNy、SiuAlvOxNy、AlxSiyN和AlN的混合物可存在于第一亚层526的各种厚度中。在一种或多种实施方式中，第一亚层可不含AlN，且可只包含SiO2、SiOxNy、SiuAlvOxNy和/或AlxSiyN，而第二亚层可包含AlN。
在一种或多种实施方式中，含氧量、含硅量、含铝量和/或含氮量沿着第一层422或第一亚层526的厚度t、朝着远离基材110的方向的降低或升高可以是恒定的。在一种或多种替代性的实施方式中，氧、硅、铝和/或氮的减少或增加是不恒定的。在这类氧、硅、铝和/或氮的减少或增加是不恒定的实施方式中，应当理解的是，硅、铝和/或氮会沿着厚度t的一部分、朝着远离基材110的方向减少或保持不变；但是第一层422或第一亚层526中各含氧量、含硅量、含铝量和/或含氮量会呈大趋势地沿着厚度t、朝着远离基材110的方向降低或升高。例如，光学膜结构中具有本文所述的含氧量梯度的层不包括含氧量沿着厚度t、朝着远离基材110的方向升高。在含氧量沿着第一层422或第一亚层526的厚度t的一些部分降低或保持不变的实施方式中，该含氧量梯度称为“步进式(step-wise)”含氧量梯度或可描述成沿着第一层422或第一亚层526的厚度步进式降低的含氧量。在一种或多种特定的实施方式中，含氧量可沿着第一层422或第一亚层526更接近基材110的部分的厚度以更缓慢的速度降低，而沿着第一层422或第一亚层526更接近第二层424或第二亚层528的部分的厚度以更快速的速度降低。换言之，含氧量沿着第一层422或第一亚层526的厚度变化的速度可朝着远离基材110的方向增加。所以，含氧量可沿着厚度t、朝着远离基材的方向线性地或非线性地上升。这些类型的梯度(即步进的、恒定的、更快的/更慢的速率、线性的和非线性的)同样适用于本文所述的含硅量梯度、含铝量梯度、含氮量梯度，其中，含硅量、含铝量和/或含氮量沿着第一层422或第一亚层526的厚度上升和下降。
在一种或多种实施方式中，第二亚层528具有经过调节的厚度，以使光学膜结构的硬度最优化。在一种或多种特定的实施方式中，可相对第一亚层526对第二亚层528的厚度进行调节。在一种或多种特定的实施方式中，第二亚层528比第一亚层526或第二层524厚或厚得多。在一种或多种实施方式中，第二亚层528的厚度比第一亚层526和第二层524的厚度之和还要厚或厚得多。在一种变化形式中，第二亚层528可具有1μm或更厚的厚度。例如，第二亚层528的厚度可在大约1μm～大约3μm的范围内，或更具体而言，可在大约2μm～大约3μm的范围内。第二亚层528的特定的实施方式的厚度可为大约1.1μm或更厚、大约1.2μm或更厚、大约1.3μm或更厚、大约1.4μm或更厚、大约1.5μm或更厚、大约1.6μm或更厚、大约1.7μm或更厚、大约1.8μm或更厚、大约1.9μm或更厚、大约2μm或更厚、大约2.1μm或更厚、大约2.2μm或更厚、大约2.3μm或更厚、大约2.4μm或更厚、大约2.5μm或更厚、大约2.6μm或更厚、大约2.7μm或更厚、大约2.8μm或更厚、大约2.9μm或更厚，或大约3μm或更厚。在第二亚层528包含AlN的实施方式中，第二亚层的厚度可为2μm或更厚。例如，第二亚层528的厚度可为大约2.2μm或更厚、大约2.3μm或更厚、大约2.4μm或更厚、大约2.5μm或更厚、大约2.6μm或更厚、大约2.7μm或更厚、大约2.8μm或更厚、大约2.9μm或更厚，或大约3μm或更厚。
第一亚层526的折射率可在大约1.6～大约2.1的范围内。例如，第一亚层326的折射率可包括1.6、1.62、1.64、1.66、1.68、1.70、1.72、1.74、1.76、1.78、1.80、1.82、1.84、1.86、1.88、1.90、1.92、1.94、1.96、1.98、2.0、2.1以及它们之间的所有范围和子范围。第二亚层528的折射率可在大约2.0～大约2.1的范围内。例如，第二亚层的折射率可包括2.0、2.01、2.02、2.03、2.04、2.05、2.06、2.07、2.08、2.09、2.1以及它们之间的所有范围和子范围。第二层524的折射率可在大约1.45～大约1.55的范围内。例如，第二层524的折射率可包括1.45、1.46、1.47、1.48、1.49、1.50、1.51、1.52、1.53、1.54、1.55以及它们之间的所有范围和子范围。如下文详述，光学膜结构520的第一层522可具有折射率梯度。
在第二层524中使用Al2O3的实施方式中，可改变氮气和氧气的浓度以形成任何Al2O3、AlOxNy和/或AlN来形成光学膜结构的层。
图10A大致图示了图5所示的光学膜结构520的光学性质。图中，x轴上的厚度值显示了光学膜结构520在远离基材110的方向上的厚度。y轴上提供了光学膜结构520的折射率值，显示了折射率沿着光学膜结构的厚度发生的变化。图10A中，该图并未考虑基材110(或任何其它位于基材110与光学膜结构520之间的层)或空气(或任何其它设置于光学膜结构520之上的层)的折射率。基材110与第一亚层526之间的界面以标记900表示，第一亚层526与第二亚层528之间的界面以标记910表示，第二亚层528与第二层524之间的界面以标记920表示，而第二层524与空气之间的界面以标记930表示。如图10A所示，第一亚层526的折射率沿着第一亚层526的厚度、朝着远离基材110(或基材-第一亚层526的界面900)的方向升高。在一种或多种替代性的实施方式中，第一亚层526的折射率随着第一亚层526中的含氧量的改变而改变。另外，第一亚层526沿着第一亚层526的大部分厚度的折射率大于第二层524的折射率。第二亚层沿着第二亚层的整个厚度的折射率大于第二层524的折射率。图10A中，所示的第一层和第二亚层526、528的厚度大于第二层524的厚度。另外，所示的第一和第二亚层526、528的厚度大致相等；但是在一些实施方式中，第一和第二亚层526、528中的一个的厚度可比另一个厚。
图10B大致图示了图5所示的光学膜结构的一种替代性的实施方式的光学性质。在图10B所示的实施方式中，第二亚层528具有与第二层524相同的折射率。在一种或多种实施方式中，第二亚层528可在组成上与第二层524的至少一部分相似或相同。在图10B所示的图中，x轴上的厚度值显示了光学膜结构520在远离基材110的方向上的厚度。y轴上提供了光学膜结构520的折射率值，显示了折射率沿着光学膜结构的厚度发生的变化。图10B中，该图并未考虑基材110(或任何其它位于基材110与光学膜结构520之间的层)或空气(或任何其它设置于光学膜结构520之上的层)的折射率。基材110与第一亚层526之间的界面以标记1000表示，第一亚层526与第二亚层528之间的界面以标记1010表示，第二亚层528与第二层524之间的界面以标记1020表示，而第二层524与空气之间的界面以标记1030表示。如图10AB所示，第一亚层526的折射率沿着第一亚层526的厚度、朝着远离基材110(或基材-第一亚层526的界面900)的方向升高。在一种或多种替代性的实施方式中，第一亚层526的折射率随着第一亚层526中的含氧量的改变而改变。另外，第一亚层526沿着第一亚层526的至少一部分厚度的折射率小于第二层524的折射率。第二亚层沿着第二亚层的整个厚度的折射率等于第二层524的折射率。图10B中，所示的第一和第二亚层526、528的厚度大于第二层524的厚度；但是，第一亚层526、第二亚层528和第二层524的厚度可彼此相等或有薄有厚，以提供所需的耐划痕性和光学性质。另外，所示的第一和第二亚层526、528的厚度大致相等；但是在一些实施方式中，第一和第二亚层526、528中的一个的厚度可比另一个厚。
在图4和图5所示的实施方式中，光学膜结构的第一层422、522可具有折射率梯度。该折射率梯度可与第一层422、522中含氧量和/或含氮量梯度有关，或可由第一层422、522中的组成梯度导致。图2和图3中所示的第一层222、322也可以具有折射率梯度。在这类实施方式中，光学膜结构的第一层的折射率可沿着厚度t、朝着远离基材110的方向升高。例如，该折射率梯度可在大约1.45～大约2.2的范围内，或者更具体而言，在大约1.7～大约2.1的范围内。在使用含氧量梯度的实施方式中，可调整含氧量以使沿着可见光谱的光学性质最优化。类似地，在使用含氮量梯度的实施方式中，可调整含氮量以使沿着可见光谱的光学性质最优化。
在一种或多种实施方式中，第一层222、322、422、522不含硅或不含铝。在一种或多种特定的实施方式中，第一层222、322、422、522包含AlN或Si3N4，但是在第一层222、322、422、522和基材110中的AlN或Si3N4之间设置一种氧化物。可对该氧化物进行选择以调整光学性质，以使制品在可见光谱内展现出大约85％或更高的平均透射率，如本文的其它部分所述。在一种或多种实施方式中，可对该氧化物进行选择以调整光学性质，以使制品在可见光谱内的总反射率等于或小于本文所述的无光学膜结构的基材110的总反射率。在一种或多种实施方式中，可对该氧化物进行选择以调整光学性质，以使制品的透射色彩、反射色彩或这两者展现出本文所述的色偏值。
在一种或多种实施方式中，本文所述的光学膜结构不含纳米结构或有意添加的纳米结构，例如微粒。有意添加的纳米结构是指为了这类纳米结构的性质(例如为了增加光学膜结构或其中任意层的表面积，以提供防眩光性质等)而故意引入光学膜结构中的微粒。在一种或多种实施方式中，本文所述的光学膜结构不含多孔层或被有意添加孔隙率的层。有意填加的孔隙率包括对光学膜结构进行处理以提供或增加孔隙率、向光学膜结构内加入孔形成材料以提供或增加孔隙率。在一种或多种实施方式中，第二层224、324、424、524不包含铝或铝的氮氧化物。
在一种或多种实施方式中，本文所述的光学膜结构可包含增强或抑制一种或多种性质的改性剂。在一种或多种特定的实施方式中，改性剂可结合入光学膜结构中以增强该光学膜结构的导电性。在这类实施方式中，可对光学膜结构进行改性或利用Mg和/或Ca对其进行掺杂以控制导电性。其它例如Si和/或Ge的改性剂掺杂剂可结合入本文所述的光学膜结构中，具体而言结合入包含AlN的光学膜结构的层中。在一种或多种实施方式中，Si和/或Ge改性剂或掺杂剂的使用允许对折射率进行控制，而无需改变本文所述的光学膜结构的给定层的含氧量或含氮量。换言之，Si和/或Ge的使用允许对光学膜结构内给定层的折射率进行控制，而无需改变含氧量或含氮量。而且，当少量使用Si时，其还能够增强AlN的硬度(即提供AlNxSiy，其中y＜0.1，且x+y＝1)。还可使硼与任何适合设置于此的材料形成合金。例如，可使AlN与硼形成合金以提供AlxByN，其中x+y＝1。少量硼的引入可使光学膜结构内的特定层或光学膜结构整体具有改善的润滑性。少量硼的引入还可使光学膜结构内的特定层或光学膜结构整体具有改善增加的硬度。包含氮或氮化物的本文所述的光学膜结构的层可选择性地包含碳改性剂或掺杂剂。在一种或多种实施方式中，碳改性剂或掺杂剂可作为合金使用以在光学膜结构内形成碳化物。或者，光学膜结构可不含改性剂或掺杂剂或可不含有意添加的改性剂或掺杂剂。
在一种或多种替代性的实施方式中，包含六方BN的改性剂或掺杂剂可结合入光学膜结构中以改善光学膜结构的光学性质。例如，六方BN可结合入光学膜结构中以提高该光学膜结构的一个或多个层的折射率。以这种方式改性或掺杂的光学膜结构的层可包含AlN、Si3N4、SiOxNy、SiuAlvOxNy、AlxSiyN或AlOxNy。
可选地，包含六方BN、Ag、Cr和/或其它更大原子的改性剂可结合入光学膜结构中以改善该光学膜结构的机械性质。具体而言，包含六方BN、Ag、Cr和/或其它更大原子的改性剂的使用可结合入光学膜结构中以管理该光学膜结构中的应力。无意受限于理论，利用某些原子对AlN、Si3N4、SiOxNy、SiuAlvOxNy、AlxSiyN或AlOxNy层的掺杂可允许膜松弛并具有更小的应力。松弛的膜在受到例如单一事件划刻的作用力时没有剥落的倾向，这防止了划痕损伤，还防止了光学损伤。示例性的原子包括银(Ag)、钇(Y)、铟(In)和锡(Sn)和元素周期表第五周期的其它元素。另外，含磷物质作为掺杂剂的使用也可提供光学膜结构以松弛效果。松弛的膜还能抵御在导致划痕的滑动接触事件中出现的作用力的拉拽。所以，将某些原子引入光学膜结构中允许膜具有所需的硬度，而不包含不希望的张力或压缩。同样地，某些原子的引入提供了用于调整光学膜结构的光学性质的额外的自由度。
在一种或多种实施方式中，六方BN改性剂可结合入光学膜结构中以使该光学膜结构具有润滑性。六方BN可具有与石墨烯类似的片状结构。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构的摩擦系数可小于其它包含AlN、Si3N4、SiOxNy、SiuAlvOxNy、AlxSiyN或AlOxNy但未将六方BN改性剂结合入光学膜结构中的光学膜结构的摩擦系数。例如，当使用碳化硅球体相对表面进行测量时，包含AlN、Si3N4、SiOxNy、SiuAlvOxNy、AlxSiyN或AlOxNy并结合有六方BN改性剂的光学膜结构可具有小于大约0.3的摩擦系数。在一种或多种实施方式中，摩擦系数可为大约0.28或更小、大约0.26或更小、大约0.24或更小、大约0.22或更小、大约0.20或更小、大约0.18或更小、大约0.16或更小、大约0.14或更小、大约0.12或更小，或大约0.1或更小。
在一种或多种实施方式中，改性剂可结合入包含AlN、Si3N4、SiOxNy、SiuAlvOxNy、AlxSiyN或AlOxNy的光学膜结构的层中。例如，在图2所示的实施方式中，改性剂可结合入包含AlN或AlOxNy的第二亚层226中。在图3所示的实施方式中，第一亚层326和/或第三亚层330可包含改性剂。在图4所示的实施方式中，第一层422可包含改性剂。在图5所示的实施方式中，第一亚层526或第二亚层528可包含改性剂。
在一种或多种实施方式中，包含氟的改性剂可结合入本文所述的第二层224、324、424、524中。在这类实施方式中，氟改性剂降低了第二层的摩擦系数，进而降低了光学膜结构的摩擦系数。氟改性剂可结合入光学膜结构的其它层中。在一种或多种实施方式中，本文所述的第二层包含SiO2和包含氟的改性剂。
一种或多种实施方式的光学膜结构可包含或具有传感功能，或者包含或具有一种或多种使其能够传感的性质。如本文所用，传感可包含光学传感、电传感、磁传感、机械传感或它们的组合。传感功能可包括电容传感、电阻传感、感应传感、表面声波传感、光电传感、或其它已知的传感功能。在一种或多种实施方式中，光学膜结构的一部分(例如一个单一层或一个或多个选定层)可具有这种传感功能或一种或多种使其能够传感的性质。在一种实施方式中，光学膜结构或其部分可具有压电性质、热电性质或它们的组合。在一些实施方式中，光学膜结构可具有压电性质但基本上无热电性质，反之亦然。光学膜结构中的一个或多个压电层可包含晶体或多晶材料，且还可具有本文所述的硬度和/或低光学吸收(和/或高光学透明度)。在一些实施方式中，压电性质可存在于光学膜中的一个或多个氮化铝或氧掺杂的氮化铝层中。在一些实施方式中，这些光学膜结构可感应作用力或压力的大小、可感应声学信号、以及/或者感应加速度。这类实施方式可被描述成具有包含传感器或传感层的光学膜结构。光学膜结构可包含或可就一个或多个导电层、透明导体层(例如光学透明和导电的层)和/或光学波导层使用，以实现这些传感功能。光学膜结构可与信号检测器、电极或信号处理器相连，以捕获、储存或解读传感功能的输出。
在一种或多种实施方式中，本文所述的光学膜结构不含红外反射层或材料。光学膜结构还可不含具有特别调整至红外区段的光学性质的层或材料。
如图1所示，基材110包含相反次表面116、118。在一种或多种实施方式中，基材100可包含包裹膜(未示出)，该包裹膜可设置于相反次表面116、118和/或相反主表面112、114之上。在这类实施方式中，包裹膜可设置在基材110与光学膜结构120、220、320、420、520之间。或者，包裹膜可形成第一层222、322、422、522的全部或部分。在一种特定的实施方式中，包裹膜可形成第一亚层226、326、526的全部或部分。包裹膜可包含Al2O3。包裹膜可为本文所述的第一亚层226、326、526和第一层424提供成核层。成核层可对第一亚层226、326和526或第一层424中最初的少数几个原子层中原子的原子排布产生效果(即成核层离第一亚层226、326、526或第一层424与包裹膜之间界面的距离小于10nm)。
本文所述的制品可包含设置于其上的附加的膜或层。例如，制品可包含抗反射膜和/或钝化膜。示例性的抗反射膜可包含单一层或多层(例如4层膜、6层膜等)。在使用具有多层的抗反射膜的情况中，各层可具有不同的折射率，且可包含具有高折射率(H)和低折射率(L)的层，其中“高”和“低”是彼此相对而言，而且在用于抗反射膜的已知范围内。可对各层进行排布以使高折射率和低折射率的层交替配置。在一种或多种实施方式中，中间层可设置于基材110与本文所述的光学膜结构之间。在一种特定的实施方式中，中间层可包含有机材料、无机材料或它们的组合的膜或层，以维持制品的平均弯曲强度。中间层可包含若干层的复合体，这些层可彼此具有相同或不同的组成。在一种或多种特定的实施方式中，中间层包含聚合物。示例性的聚合物包括聚酰亚胺、聚硅氧烷、聚醚砜、聚砜、聚乙基醚酮、聚对二甲苯、聚四氟乙烷等。中间层还可包含类金刚石碳。中间层可具有平均破裂应变、断裂韧度或模量性质，这些性质能够防止在光学膜结构中发源的裂纹桥接进入基材中。在一种或多种实施方式中，中间层可形成本文所述的光学膜结构的第一亚层。在这类实施方式中，包含中间层的第一亚层可具有大约300nm的厚度。应当理解的是，光学膜结构的其他层可具有大于300nm的厚度，以使光学膜结构作为一个整体具有本文其它部分所述的厚度。在中间层作为光学膜结构的隔离层或作为光学膜结构的部分而被引入的情况中，可对光学膜结构(和/或其中的任何层)进行调整以改变该结构的光学性质。
本文所述的光学膜结构可利用真空沉积技术沉积材基材110上，例如化学气相沉积(例如等离子体强化的化学气相沉积)、物理气相沉积(例如反应或非反应溅射或激光烧蚀)、热蒸发或电子束蒸发和/或原子层沉积。可改变用于设置本文所述的光学膜结构的处理条件，以调整光学膜结构的机械性质或光学膜结构的一个或多个特定层的机械性质。例如，在一种或多种实施方式中，光学膜结构在升高的压力下沉积，以降低光学膜结构内的应力。示例性的升高的压力包括在大约0.5毫托～大约50毫托(例如大约1毫托)范围内的压力。在一种或多种实施方式中，升高的压力包括10毫托。在一种或多种实施方式中，包含AlN的光学膜结构的层在高压下设置。在特定的实施方式中，光学膜结构的其它层，例如那些不含AlN的层可在低压下设置。低压的例子包括在大约2毫托～大约20毫托范围内的压力。
本发明的制品可包括具有显示器的制品(或显示器制品)(例如消费电子产品，包括手机、平板电脑、电脑、导航系统及类似物)、建筑制品、运输制品(例如汽车、火车、飞机、船舶等)、家用电器制品或任何需要一定程度的透明度、耐划痕性、耐磨性或以上性质的组合的制品。
本发明的第二方面涉及一种本文所述的制品的形成方法。在一种或多种实施方式中，该方法包括提供基材，该基材可以是如本文所述的经过强化的玻璃基材、未经强化的玻璃基材、经过强化的玻璃陶瓷基材或未经强化的玻璃陶瓷基材，这些基材具有相反主表面，以及在该基材的相反主表面的一个上设置光学膜结构。在一种或多种实施方式中，光学膜结构在大约0.5毫托～大约20毫托范围内的压力下设置于基材之上，以提供比在更低压力下沉积的光学膜结构具有更低应力的光学膜结构。在一种或多种特定的实施方式中，光学膜结构在大约3毫托的压力下设置。可以使用的压力可以变化。请注意，这些是例子，它们的实际值可随着所使用的反应器、所反应器改装设计(例如反应器形状、尺寸、载气、产量等)而改变。沉积温度可在大约100℃～大约200℃的范围内。该方法可包括使以下工艺气体中的任一种或多种流动：N2、O2和氩气。可以增加氧气的流速以形成更低折射率的层。
在一种或多种实施方式中，光学膜结构可通过真空沉积技术设置在基材上。示例性的真空沉积技术包括化学气相沉积；等离子体强化的化学气相沉积；物理气相沉积，例如溅射、反应溅射；热蒸发和原子层沉积。
在一种或多种实施方式中，该方法包括改变光学膜结构的一种或多种性质。所述一种或多种性质可包括导电性、润滑性、应力、折射率、硬度、厚度、沉积速度和环境下的膜活性以及它们的组合。对导电性、润滑性、应力和折射率性质中的一种或多种的改变可包括将一种或多种本文所述的改性剂结合入光学膜结构中。在一种或多种实施方式中，该方法可包括增加光学膜结构的导电性。在一种特定的实施方式中，增加光学膜结构的导电性包括利用改性剂或掺杂剂对光学膜结构进行掺杂，所述改性剂或掺杂剂可包含Mg、Ca或它们的组合。根据一种或多种实施方式的方法可包括提高光学膜结构的润滑性。在一种或多种特定的实施方式中，提高光学膜结构的润滑性包括将BN结合入光学膜结构中。在一种或多种实施方式中，该方法包括降低光学膜结构中的应力。在这类实施方式中，降低应力包括将BN、Ag、Cr或它们的组合中的一种或多种结合入光学膜结构中。
在一种或多种实施方式中，该方法包括将氧引入光学膜结构中。氧的引入可改变光学膜结构的折射率。在一种或多种实施方式中，该方法可包括在光学膜结构中形成含氧量梯度，如本文其它部分所述。
实施例
通过以下实施例对各种实施方式作进一步阐述。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离权利要求的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改和变动。
实施例1～8
在以下实施例中，设计了三层式光学膜结构，且使用各种模型在可见光谱内对这些样品的透射率进行评价。使用椭圆光度法对三层式光学膜结构中各层的折射率和消光系数进行表征。在已知建模工具(例如薄膜设计代码(thin filmdesigning code))中使用各层的折射率和消光系数信息，以确定实施例1～8所述的光学膜结构的光学特性。上述表征和建模可用于本文所述的光学膜结构的双层式、四层式或其它层构型。
实施例1～8所使用的光学膜结构是通过在宽度和长度尺寸为大约2"×2"的经过强化的玻璃基材上使用离子束溅射法来形成的，从这些光学膜结构上测得折射率和消光系数信息。玻璃基材包含具有以下组成的碱金属铝硼硅酸盐玻璃：大约65摩尔％的SiO2、大约14摩尔％的Al2O3；大约5摩尔％的B2O3；大约14摩尔％的Na2O；大约2.5摩尔％的MgO和大约0.1摩尔％的SnO2。对玻璃基材进行强化以使其展现出至少大约700MPa的CS和至少大约40μm的DOL。CS和DOL通过将玻璃基材在温度为大约400～430℃的盐浴中浸泡大约4～大约8小时来形成。通过沉积时间来控制光学膜结构各层的厚度。将沉积温度保持在大约200℃，并将压力保持在6.7×10-6托。在存在以大约75sccm的流速流动的氩气、且供给大约4kW的DC功率的条件下，从合适的靶(例如Ge靶以形成含锗的氧化物、Si靶以形成含硅的氧化物或Al靶以形成含铝的氧化物、氮化物或氮氧化物)上对光学膜结构的每一层进行溅射。使用氧气(以大约2sccm的流速流动)、氮气(以大约50sccm的流速流动)和氩气(以大约25sccm的流速流动)的混合气以大约180W～大约800W范围内的功率形成离子束。例如，当形成Al2O3时，离子束在大约600W的功率下形成，当形成AlOxNy时，离子束在大约180W的功率下形成，当形成SiO2时，离子束在大约800W的功率下形成。Al2O3以大约/秒的速率形成，AlOxNy以大约 /秒的速率形成，而SiO2以大约/秒的速率形成。
在已知的结构中，随着视角从垂直入射(即0度)变为倾斜入射，具有最低反射率的设计仍然在反射色彩点处显示出变化。所以，低反射率区段(并不一定是反射率最低的区段)具有变浅的色彩，(即低反射率区段更靠近(a*,b*)原点)，这是通过设计的两个阻抗匹配层(impedance-matching layer)的色散和厚度的变化而实现的。
在实施例1中，一种光学膜结构的阻抗匹配层包含包裹具有高折射率和相对高硬度的层(例如AlOxNy，其中x≥0)的Al2O3和SiO2层。具体而言，在实施例1中，制备了具有光学膜结构的样品，并使用椭圆光度法对各层的折射率和消光系数进行测量，所述光学膜结构包含Al2O3第一亚层、AlOxNy第二亚层和SiO2第二层。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度。AlOxNy层的厚度恒定不变。针对SiO2和Al2O3层的每一个厚度，对实施例1的样品在(L*,a*,b*)色度系统中的色坐标进行预测。图11显示了实施例1的光学膜结构透射中的色彩性能的等值线图，其中，条件为a*为0且b*为0。另外，光学膜结构的色坐标与原点(坐标(0,0))之间的距离或色偏给出了最接近真实无歪曲的白色(或无色)透明的测量结果。
对于图11所示的等值线图，使用如上所述的建模，AlOxNy厚度恒定在1850nm，而SiO2和Al2O3层的厚度则分别在0～160nm以及0～800nm的范围内变化。使用与包含三种材料的层的折射率和消光系数的试验测量结果相适应的色散函数。
将图11所示的等值线图限制为接近零点的等值线，以向设计参数(例如SiO2层和Al2O3层的厚度)提供关于浅色方案(a*,b*)≈(0,0)的灵敏度的数据。为了清晰度而抑制其它等值线水平。
结果表面，在最细的等值实线(a*＝0.0处)与最宽的等值虚线(b*＝0.0处)相交或接近相交的区域中存在一致的方案。引入在图11中这些交点处具有厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会提供具有无色透射的光学膜结构。这类光学膜结构示于表1。
表1：具有图11所示的无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构1 40nm 1850nm 500nm
光学膜结构2 52nm 1850nm 440nm
光学膜结构3 62nm 1850nm 450nm
光学膜结构4 30nm 1850nm 350nm
光学膜结构5 75nm 1850nm 330nm
光学膜结构6 35nm 1850nm 160nm
在实施例2中，使用实施例1中测得的折射率和消光系数。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度；但是，使AlOxNy层的厚度恒定在大约2000nm。针对SiO2和Al2O3层的每一个模拟厚度，对根据实施例2的样品在(L*,a*,b*)色度系统中的色坐标进行预测。相对于实施例1，将AlOxNy层的厚度增加至2000nm，以显示等值线对AlOxNy层厚度的依赖性。图12是实施例2的光学膜结构在透射中的色彩性能。
引入具有在图12中这些交点处厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会提供具有无色透射的光学膜结构。这类光学膜结构示于表2。
表2：具有图12所示的无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构7 43nm 2000nm 500nm
光学膜结构8 67nm 2000nm 490nm
光学膜结构9 62nm 2000nm 450nm
光学膜结构10 35nm 2000nm 350nm
光学膜结构11 63nm 2000nm 300nm
光学膜结构12 75nm 2000nm 380nm
在实施例3中，使用实施例1中测得的折射率和消光系数。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度；但是，使AlOxNy层的厚度恒定在大约2250nm。图13是实施例3的光学膜结构在透射中的色彩性能的等值曲线，其中，AlOxNy层具有2250nm的恒定厚度。
引入具有在图13中这些交点处厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会提供具有无色透射的光学膜结构。这类光学膜结构示于表3。
表3：具有图13所示的无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构13 48nm 2250nm 495nm
光学膜结构14 65nm 2250nm 490nm
光学膜结构15 60nm 2250nm 310nm
光学膜结构16 37nm 2250nm 350nm
光学膜结构17 72nm 2250nm 320nm
在实施例4中，使用实施例1中测得的折射率和消光系数。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度；但是，使AlOxNy层的厚度恒定在大约2500nm。图14是实施例4的光学膜结构在透射中的色彩性能的等值线，其中，AlOxNy层具有2500nm的恒定厚度。
引入具有在图14中这些交点处厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会提供具有无色透射的光学膜结构。这类光学膜结构示于表4。
表4：具有图14所示的无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构18 53nm 2500nm 490nm
光学膜结构19 60nm 2500nm 490nm
光学膜结构20 38nm 2500nm 240nm
光学膜结构21 68nm 2500nm 325nm
在实施例5中，使用实施例1中测得的折射率和消光系数。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度；但是，使AlOxNy层的厚度恒定在大约2750nm。图15是实施例5的光学膜结构在透射中的色彩性能的等值线，其中，AlOxNy层具有2750nm的恒定厚度。
引入具有在图15中这些交点处厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会提供具有无色透射的光学膜结构。这类光学膜结构示于表5。
表5：具有图15所示的无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构22 42nm 2750nm 340nm
光学膜结构23 65nm 2750nm 330nm
在实施例6中，使用实施例1中测得的折射率和消光系数。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度；但是，使AlOxNy层的厚度恒定在大约3000nm。图16是实施例6的光学膜结构在透射中的色彩性能的等值线，其中，AlOxNy层具有3000nm的恒定厚度。
引入具有在图16中这些交点处厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会提供具有无色透射的光学膜结构。这类光学膜结构示于表6。
表6：具有图16所示的无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构24 42nm 3000nm 340nm
光学膜结构25 61nm 3000nm 320nm
在实施例7中，使用实施例1中测得的折射率和消光系数。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度；但是，使AlOxNy层的厚度恒定在大约3250nm。图17是实施例7的光学膜结构在透射中的色彩性能的等值线，其中，AlOxNy层具有3250nm的恒定厚度。
引入具有在图17中该交点处厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会提供具有无色透射的光学膜结构。这类光学膜结构示于表7。
表7：具有图17所示的无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构26 55nm 3250nm 330nm
在实施例8中，使用实施例1中测得的折射率和消光系数。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度；但是，使AlOxNy层的厚度恒定在大约3500nm。图18是实施例8的光学膜结构在透射中的色彩性能的等值线，其中，AlOxNy层具有3250nm的恒定厚度。
引入具有在图18中这些交点处厚度的SiO2,Al2O3和AlOxNy层会使光学膜结构具有接近无色(但不是完全无色)的透射。这类光学膜结构示于表8。
表8：具有图18所示的接近无色透射的光学膜结构
SiO2 AlOxNy Al2O3
光学膜结构27 55nm 3500nm 340nm
如图11～18所示，对于光学膜结构中更厚(例如厚度为大约3500nm)的AlOxNy层，参数空间中的b*表面不再穿过参数空间中该区域的零点(即b*表面参数空间不再在b*＝0且a*＝0的位置与a*参数空间相交)。所以，对于更厚的AlOxNy层，为了实现无色或接近无色透射而调整其他层(例如SiO2和Al2O3层)的选项更少。
如本文其它部分所述，(L,a*,b*)色度系统中具体色彩点(a*,b*)(透射的或反射的)离原点(0,0)的距离或色偏由欧几里德距离给出：d＝√(a*2+b*2)。图19A、20A、21A、22A、23A、24A、25A和26A所示的等值线图分别显示了实施例1～8的样品的设计空间的相同范围内的发光度L*。图19B、19C、20B、20C、21B、21C、22B、22C、23B、23C、24B、24C、25B、25C、26B和26C分别显示了实施例1～8样品的图，其通过伪彩色在线性(图19B、20B、21B、22B、23B、24B、25B和26B)和对数坐标(图19C、20C、21C、22C、23C、24C、25C和26C)内表明了d的值，即离原点的距离或色偏与SiO2和Al2O3厚度的关系。作出离色彩原点(清晰/白色)的距离或色偏关于设计参数的函数关系图。
图19A、20A、21A、22A、23A、24A、25A和26A显示了透射率或发光度，越大的发光度代表越大的透射率。图19B、19C、20B、20C、21B、21C、22B、22C、23B、23C、24B、24C、25B、25C、26B和26C中的暗区显示了L*a*b*色彩空间中离原点(0,0)的距离最短处的SiO2、Al2O3和AlOxNy层的厚度。当对发光度和距离d进行比较时，可以得到SiO2、Al2O3和AlOxNy的合适的厚度，以使透射最大化，同时使距离d(和透射色彩)最小化。例如，在图19A和19B中，基于图19B，具有厚度为35nm的SiO2层、厚度为200nm的Al2O3层和厚度为1850nm的AlOxNy层的光学膜结构可具有无色透射；但是这类光学膜结构可具有95％～96％的发光度。同样地，选取具有厚度为90nm的SiO2层、厚度为100nm的Al2O3层和厚度为1850的AlOxNy层的光学膜结构，其可提供99％的发光度；但是这类光学膜结构可具有大于2或3的距离d或色偏，从而会不具有无色透射。
参考图19C、20C、21C、22C、23C、24C、25C和26C，暗区显示了对变化不敏感的光学膜结构设计的层的厚度。所以，可使用这些图来选择光学膜结构的层的厚度，使其能够承受制造差异并实现所需的无色透射。
实施例9
使用溅射法形成了实施例9和比较例9A的每一个样品。每个样品都通过提供长度和宽度尺寸各为50mm的用于实施例1～8中的相同的基材来制造。实施例9包含具有SiuAlvOxNy的层，其中，u、v、x和y沿着层的厚度变化，以提供含氧量梯度、含硅量梯度、含铝量梯度和含氮量梯度。比较例9A包含AlN层。包含实施例9的SiuAlvOxNy的层具有大约260nm的厚度，其利用硅和铝靶以及氮气和氧气、通过溅射法形成，所述厚度通过轮廓测定法测得。AlN层(无梯度)具有大约250nm的厚度，所述厚度通过轮廓测定法测得。比较例9A的无梯度的层采用与实施例9的层相似的方式形成；但是只使用铝靶且只使用氮气。形成实施例9和比较例9A的各层的总沉积时间为大约6小时。
图27显示了包含SiuAlvOxNy梯度的实施例9的层以及无这类梯度的比较例9A的层的反射率％。当与比较例9A的无梯度的层相比时，实施例9的层在可见光谱内展现出平坦的反射光谱(或透射光谱)。换言之，实施例9的层显示反射率％波动的振幅相对于比较例9A的均匀层有所减弱。如图27所示，实施例9的层在可见光谱内的反射率基本上恒定或不发生超过大约20％的变化。换言之，实施例9的层具有大约16％的平均反射率，且其最大值(例如18％)和最小值(例如14％)小于平均反射率(16％)的大约20％。作为比较，比较例9A的AlN层的反射率％显示出波动，反射率％在可见光谱内在低至大约8％～高至大约27％的范围内变化。
实施例10
使用溅射法形成了实施例10和比较例10A的每一个样品。每个样品都通过提供长度和宽度尺寸各为50mm的与用于实施例1～8中的相同的基材来制造。实施例10包含具有121个亚层的层，这些亚层包含SiuAlvOxNy，其中，u、v、x和y沿着层的厚度变化，以提供含氧量梯度、含硅量梯度、含铝量梯度和含氮量梯度。将SiuAlvOxNy层的121个亚层形成在玻璃基材的一个侧面上。该层通过以下方式形成，首先在以下条件下溅射硅靶：在大约3毫托的压力下，存在以大约20sccm的流速流动的氩气，以40sccm的流速流动的氮气和以2sccm的流速流动的氧气。在至少最初的三分钟内提供4W的RF功率。经过最初的三分钟以后，从50W开始产生DC功率以从铝靶溅射铝。随后以20W每三分钟的增幅将DC功率提高至300W。在提高DC功率的同时，RF功率、氩气流速、氮气流速和氧气流速恒定不变。在到达300W的DC功率后，在连续步骤中使RF功率从400W降至0W，并以20W每三分钟的增幅提高DC功率直至产生480W的DC功率。然后，在连续步骤中，以大约0.2sccm的降幅使氧气流速从2sccm降至0.25sccm氧气，并具有0.05sccm的最终降低。在氧气流速降至0.25sccm以后，沉积过程继续进行附加的3小时，且在层中只形成AlN。换言之，当氧气以0.25sccm流动时所形成的亚层中包含AlN。在整个沉积处理过程中，氮气和氩气的流速恒定且压力恒定。在沉积过程中或流速、RF功率或DC功率的任何改变之间都不进行清洁步骤。
比较例10A包含单一AlOxNy层。包含实施例10的SiuAlvOxNy的层的厚度与比较例10A的AlOxNy单层的厚度相同。实施例10使用硅钯和铝靶以及氮气和氧气通过溅射来形成。比较例10A(无梯度)采用与实施例10的层相似的方式形成；但是只使用铝靶且使用氧气和氮气。
图28显示了包含SiuAlvOxNy梯度的实施例10的层以及无这类梯度的比较例10A的层的透射率％。当与比较例10A的无梯度的层相比时，实施例10的层在可见光谱内展现出平坦的透射光谱。换言之，实施例10的层显示透射率％波动的振幅相对于比较例10A的均匀层有所减弱。如图28所示，实施例10的层在可见光谱内的透射率基本上恒定或不发生超过大约4％的变化。作为比较，比较例10A的AlOxNy层的透射率％显示出波动，透射率％在可见光谱内在低至大约78％～高至大约93％的范围内变化。实施例10的梯度层还展现出如本文其它部分所述的耐划痕性。
无意受限于理论，据信，当含氧量沿着层的厚度线性降低时，本文所述的光学膜结构以及包含含铝量梯度、含硅量梯度、含氮量梯度和/或含氧量梯度的层(例如第一层422和/或第一亚层526和/或实施例9和实施例10的层)的反射率％振幅的波动可降至大约为0。
实施例11
在以下实施例中，设计了设置在玻璃基材上的三层式光学膜结构。利用各种模型，采用与实施例1～8相同的方式，在可见光谱内对该光学膜结构和玻璃基材的透射和反射进行评价。再次使用椭圆光度法对三层式光学膜结构中各层的折射率和消光系数进行表征。在已知建模工具(例如薄膜设计代码)中使用各层的折射率和消光系数信息，以确定该光学膜结构和基材的光学特性。
使用与实施例1～8中所用的基材相同的基材，采用与实施例1～8相同的方式来形成该光学膜结构。
在实施例11中，一种光学膜结构的阻抗匹配层包含包裹具有高折射率和相对高硬度的层的Al2O3和SiO2层。具体而言，该光学膜结构包含Al2O3第一亚层、AlOxNy第二亚层和SiO2第二层。如上所述，基于测得的折射率和消光系数，使用建模来改变Al2O3和SiO2层的厚度。AlOxNy层的厚度恒定在2μm。对于SiO2和Al2O3层的每个厚度，预测这些样品的L*a*b*色坐标。
图29A显示了根据实施例11的光学膜结构和基材的a*反射色彩性能的等值线图。在该等值线图中，0值表明光学膜结构和基材的反射的组合是无色的。SiO2层和Al2O3层的合适的厚度包括沿着实线R(a*＝0.5)和虚线R(a*＝-0.5)之间的等值线的厚度，或者在一些例子中，包括两条虚线R(a*＝0)之间的等值线的厚度。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜和基材会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的a*值，这会反过来限制光学膜和基材的色坐标与色坐标(a*＝0,b*＝0)之间的距离或色偏。对于厚度在0nm～500nm之间的Al2O3，合适的SiO2层厚度的例子包括大约0nm～大约60nm，更具体而言，Al2O3和/或SiO2层的厚度落入实线(a*＝0.5)与虚线(a*＝-0.5)之间。在一种或多种实施方式中，对于厚度在0nm～500nm之间的Al2O3，SiO2层的合适的厚度还可包括大约0nm～大约150nm范围的厚度；但是，使用落入实线R(a*＝0.5)与虚线R(a*＝-0.5)之间的层厚度的更宽的范围内的厚度能够在制造中提供更高的灵活性(即较小的厚度变化不会对a*值产生大的影响)。为此，0nm～60nm之间的SiO2的厚度和0nm～200nm之间的Al2O3层厚度可向光学膜厚度变化提供更大的公差，同时提供光学膜和基材的组合，所述组合展现出大约-0.5～大约0.5范围内的a*值、以及离色坐标(a*＝0,b*＝0)具有最短距离或色偏的色坐标。
图29B显示了根据实施例11的光学膜结构和下方基材的a*反射色彩性能的等值线图，其中的等值线显示出光学膜结构与基材的组合与(无光学膜结构的)裸露基材之间的差异。在该等值线图中，所绘量的0值表示光学膜结构与基材的组合具有与裸露基材相同的色坐标。如图29B所示，等值线发生偏移以适应基材。所以，位于实线R(a*＝0.5)与虚线R(a*＝-0.5)之间或在一些例子中位于两条虚线R(a*＝-0.5)之间的SiO2和Al2O3层的厚度是从图29A所示的那些厚度修改得到的。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜和基材的组合会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的a*值，这会反过来限制光学膜和基材的组合的色坐标与(无光学膜的)裸露基材的色坐标之间的距离或色偏。对于厚度在0nm～500nm之间的Al2O3，合适的SiO2层厚度的例子包括大约0nm～大约60nm，更具体而言，Al2O3和/或SiO2层的具体厚度落入实线(a*＝0.5)与虚线(a*＝-0.5)之间。在一种或多种实施方式中，对于厚度在0nm～500nm之间的Al2O3，SiO2层的合适的厚度还可包括大约0nm～大约140nm范围的厚度；但是，使用落入实线R(a*＝0.5)与虚线R(a*＝-0.5)之间的层厚度的更宽的范围内的厚度能够在制造中提供更高的灵活性(即较小的厚度变化不会对a*值产生大的影响)。为此，使用厚度在大约0nm～大约60nm范围的SiO2层和厚度在大约0nm～大约200nm范围内的Al2O3层可向光学膜厚度的变化提供更大的公差，同时提供光学膜和基材的组合，所述组合展现出大约-0.5～大约0.5范围内的a*值。当与基材相结合时，在光学膜中使用这类SiO2和Al2O3层和2μm厚的AlOxNy层会提供一种制品，所述制品展现出离色坐标(a*＝0,b*＝0)的距离或色偏较近(例如＜2)的色坐标。
图29C显示了根据实施例11的光学膜结构和基材的b*反射色彩性能的等值线图。在该等值线图中，0值表明光学膜结构和基材的组合是无色的。SiO2层和Al2O3层的合适的厚度包括沿着实线R(b*＝0.5)和虚线R(b*＝-0.5)之间的等值线的厚度，或者在一些例子中，包括两条虚线R(b*＝-0.5)之间的等值线的厚度。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜和基材的组合会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的b*值，这会反过来限制离色坐标(a*＝0,b*＝0)的距离或色偏。对于厚度在0nm～大约500nm之间的Al2O3层，合适的SiO2层厚度的例子包括大约0～大约40nm、或大约170nm～大约175nm，更具体而言，Al2O3和SiO2层的厚度落入实线R(b*＝0.5)与虚线R(b*＝-0.5)之间。可使用厚度为大约175nm的SiO2层，其可提供具有改善的b*反射色彩性能的光学膜和基材的组合；但是，该厚度的任何偏差都可导致b*值发生变化。
图29D显示了根据实施例11的光学膜结构和基材的b*反射色彩性能的等值线图。该等值线图中的等值线显示出光学膜结构和基材的组合与(无光学膜结构的)裸露基材之间的差异。在该等值线图中，所绘量的0值表示光学膜结构与基材的组合具有与裸露基材相同的色坐标。如图29D所示，等值线发生偏移以适应基材。所以，位于实线R(b*＝0.5)与虚线R(b*＝-0.5)之间或在一些例子中位于两条虚线R(b*＝-0.5)之间的SiO2和Al2O3层的厚度是从图29C所示的那些厚度修改得到的。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜和基材的组合会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的b*值，这会反过来限制光学膜和基材的组合的色坐标与(无光学膜的)裸露基材的色坐标之间的距离或色偏。对于厚度在0nm～大约500nm之间的Al2O3层，合适的SiO2层厚度的例子包括0～大约30nm、或大约170nm～大约175nm，更具体而言，Al2O3和SiO2的厚度都落入实线R(b*＝0.5)与虚线R(b*＝-0.5)之间。与图29C相比，Al2O3层的厚度和厚度范围在图29D中没有明显变化。
图29E显示了SiO2和Al2O3层的厚度，其中，制品(包含光学膜和基材)的反射色坐标与色坐标(a*＝0,b*＝0)之间的距离或色偏小于大约1、小于大约0.5、小于大约0.2且小于大约0.1。图29E显示，当具有以下各层的光学膜与2μm厚的AlOxNy层结合时，会展现出离色坐标(a*＝0,b*＝0)的距离或色偏小于大约1的反射的色坐标：厚度在大约0nm～大约50nm范围内的SiO2层和厚度在大约0nm～大约180nm范围内的Al2O3层，更具体而言，落入实线d＝0.1与虚线d＝1.0之间的Al2O3和/或SiO2层厚度。在另一个例子中，厚度在大约0nm～大约50nm范围内的SiO2层、厚度在大约0nm～大约500nm范围内的Al2O3层、2μm厚的AlOxNy层和玻璃基材的组合也会展现出所需的反射色彩性能。在另一个例子中，厚度在大约75nm～大约100nm范围内的SiO2层、厚度在大约250nm～大约500nm范围内的Al2O3层、2μm厚的AlOxNy层和玻璃基材的组合也会展现出所需的反射色彩性能；尽管SiO2和Al2O3层的这些厚度范围允许在厚度变化中具有更小的公差，但是发现光学膜和基材的组合的透射相对于一些其它厚度有所改善。
图29F显示了SiO2和Al2O3层的厚度，其中，制品的色坐标与基材的色坐标之间的距离或色偏小于大约1、小于大约0.5、小于大约0.2，小于大约0.1。图29F显示，当玻璃基材与具有2μm厚的AlOxNy层、厚度在大约0nm～大约30nm或35nm范围内的SiO2层和厚度在大约0nm～大约170nm范围内的Al2O3层(更具体而言，Al2O3和SiO2的厚度落入实线d＝0.1与虚线d＝1.0之间)的光学膜结合时，会展现出离基材的色坐标的距离或色偏小于大约1的反射的色坐标。另一个例子包含基材和光学膜，所述光学膜具有2μm厚的AlOxNy层的、厚度在大约30nm～大约40nm范围内的SiO2层和厚度在大约260nm～大约290nm范围内的Al2O3层。另一个例子包含基材和光学膜，所述光学膜具有2μm厚的AlOxNy层、厚度在大约20nm～大约40nm范围内的SiO2层和厚度在大约420nm～大约450nm范围内的Al2O3层。
图30A显示了根据实施例11的光学膜结构和基材的a*透射色彩性能的等值线图。在该等值线图中，0值表明光学膜结构和基材的组合是无色的。SiO2层和Al2O3层的合适厚度包括沿着实线T(a*＝0.5)与虚线T(a*＝-0.5)之间的等值线的厚度，或在一些例子中，包括沿着两条虚线T(a*＝-0.5)之间的等值线的厚度，当其与光学膜中2μm厚的AlOxNy层组合时，会提供大约-0.5～大约0.5范围内的a*值。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的a*值，这会反过来限制光学膜和基材的色坐标与色坐标(a*＝0,b*＝0)之间的距离或色偏。对于厚度在0nm～大约500nm之间的Al2O3层，合适的SiO2层厚度的例子包括大约0～大约160nm，更具体而言，Al2O3和SiO2的具体厚度都落入实线T(a*＝0.5)与虚线T(a*＝-0.5)之间。不提供所需的a*透射的厚度的例子包括厚度在大约65nm～大约105nm范围内的SiO2层与厚度在大约10nm～大约120nm范围内的Al2O3层的组合、厚度在大约20nm～大约140nm范围内的SiO2层与厚度在大约185nm～大约275nm范围内的Al2O3层的组合、或厚度在大约0nm～大约125nm范围内的SiO2层与厚度在大约350nm～大约420nm范围内的Al2O3层的组合，因为这些厚度范围和组合都落入了两条虚线T(a*＝-0.5)之间。
图30B显示了根据实施例11的光学膜结构和基材的a*透射色彩性能的等值线图。这些等值线显示出光学膜结构和基材的组合与(无光学膜结构的)裸露基材之间的差异。在该等值线图中，所绘量的0值表示光学膜结构与基材的组合具有与裸露基材相同的色坐标。如图30B所示，等值线发生偏移以适应基材。所以，位于实线T(a*＝0.5)与虚线T(a*＝-0.5)之间或在一些例子中位于两条虚线T(a*＝-0.5)之间的SiO2和Al2O3层的厚度是从图30A所示的那些厚度修改得到的。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜和基材会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的a*值，这会反过来限制光学膜和基材的色坐标与(无光学膜的)裸露基材的色坐标之间的距离或色偏。对于厚度在0nm～大约500nm之间的Al2O3层，合适的SiO2层厚度的例子包括大约0～大约160nm，更具体而言，Al2O3层和/或SiO2层的厚度落入实线T(a*＝0.5)与虚线T(a*＝-0.5)之间。不提供所需的a*透射的厚度的例子包括厚度在大约65nm～大约105nm范围内的SiO2层与厚度在大约0nm～大约120nm范围内的Al2O3层的组合、厚度在大约20nm～大约120nm范围内的SiO2层与厚度在大约190nm～大约275nm范围内的Al2O3层的组合、或厚度在大约0nm～大约125nm范围内的SiO2层与厚度在大约330nm～大约420nm范围内的Al2O3层的组合，因为这些厚度范围和组合都落入了两条虚线T(a*＝-0.5)之间。
图30C显示了根据实施例11的光学膜结构和基材的b*透射色彩性能的等值线图。在该等值线图中，0值表明光学膜结构和基材的组合是无色的。SiO2层和Al2O3层的合适的厚度包括沿着实线T(b*＝0.5)和虚线T(b*＝-0.5)之间的等值线的厚度，或者在一些例子中，包括两条虚线T(b*＝-0.5)之间的等值线的厚度。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜和基材的组合会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的b*值，这会反过来限制光学膜结构和基材的色坐标与色坐标(a*＝0,b*＝0)之间的距离或色偏。对于厚度在0nm～大约500nm之间的Al2O3层，合适的SiO2层厚度的例子包括大约0～大约90nm，更具体而言，Al2O3层和/或SiO2层的厚度落入实线T(b*＝0.5)与虚线T(b*＝-0.5)之间。不提供所需的b*透射的厚度的例子包括厚度在大约20nm～大约80nm范围内的SiO2层与厚度在大约0nm～大约250nm范围内的Al2O3层的组合、厚度在大约20nm～大约80nm范围内的SiO2层与厚度在大约260nm～大约500nm范围内的Al2O3层的组合、或厚度在大约0nm～大约25nm范围内的SiO2层与厚度在大约80nm～大约150nm、大约220nm～大约290nm或大约380nm～大约440nm范围内的Al2O3层的组合，因为这些厚度范围和组合都落入了两条虚线T(b*＝-0.5)之间或两条实线T(b*＝0.5)之间。
图30D显示了根据实施例11的光学膜结构和基材的b*反射色彩性能的等值线图。这些等值线显示出光学膜结构和基材的组合与(无光学膜结构的)裸露基材之间的差异。在该等值线图中，所绘量的0值表示光学膜结构与基材的组合具有与裸露基材相同的色坐标。如图30D所示，等值线发生偏移以适应基材。所以，位于实线T(b*＝0.5)与虚线T(b*＝-0.5)之间或在一些例子中位于两条虚线T(b*＝-0.5)之间的SiO2和Al2O3层的厚度是从图30C所示的那些厚度修改得到的。当具有这些厚度的SiO2和Al2O3层与2μm的AlOxNy层组合时，光学膜会展现出大约-0.5～大约0.5范围内的b*值，这会反过来限制光学膜和基材的组合的色坐标与(无光学膜的)裸露基材的色坐标之间的距离或色偏。对于厚度在0nm～大约500nm之间的Al2O3层，合适的SiO2层厚度的例子包括大约0～大约40nm、大约70nm～大约100nm、或大约160nm～大约175nm，更具体而言，Al2O3和/或SiO2层的厚度落入实线T(b*＝0.5)与虚线T(b*＝-0.5)之间。不提供所需的b*透射的厚度的例子包括厚度在大约0nm～大约80nm范围内的SiO2层与厚度在大约0nm～大约500nm范围内的Al2O3层的组合、厚度在大约80nm～大约170nm范围内的SiO2层与厚度在大约0nm～大约500nm范围内的Al2O3层的组合、厚度在大约0nm～大约25nm范围内的SiO2层与厚度在大约100nm～大约130nm、或大约230nm～大约290nm或大约390nm～大约420nm范围内的Al2O3层的组合，因为这些厚度范围和组合中的一些落入了两条虚线T(b*＝-0.5)之间或两条实线T(b*＝0.5)之间。
图30E显示了SiO2和Al2O3层的厚度，其中，制品(包含光学膜和基材)的反射色坐标与色坐标(a*＝0,b*＝0)之间的距离或色偏小于大约1、小于大约0.5、小于大约0.2且小于大约0.1。图30E显示了一种光学膜，其中，SiO2层和Al2O3层的厚度都很小，该光学膜与2μm厚的AlOxNy层组合时会展现出离色坐标(a*＝0,b*＝0)的距离或色偏大于大约1的透射的色坐标。例如，当具有厚度在大约0nm～大约50nm范围内的SiO2层和厚度在大约0nm～大约500nm范围内的Al2O3层(更具体而言，Al2O3和/或SiO2厚度落入实线d＝0.1与虚线d＝1.0之间)的光学膜与2μm厚的AlOxNy层结合时，会展现出离色坐标(a*＝0,b*＝0)的距离或色偏小于大约1的透射的色坐标。在另一个例子中，SiO2层的厚度可为大约0nm～大约50nm，而Al2O3层的厚度可为大约0nm～大约220nm，更具体而言，Al2O3层和/或SiO2层的厚度落入实线d＝0.1与虚线d＝1.0之间。在另一个例子中，SiO2层的厚度可为大约60nm～大约100nm，而Al2O3层的厚度可为大约100nm～大约500nm，更具体而言，Al2O3层和/或SiO2层的厚度落入实线d＝0.1与虚线d＝1.0之间。
图30F显示了SiO2和Al2O3层的厚度，其中，制品的色坐标与基材的色坐标之间的距离或色偏小于大约1、小于大约0.5、小于大约0.2且小于大约0.1。图30F显示，基材和具有2μm厚的AlOxNy层、厚度在大约0nm～大约50nm范围内的SiO2层和厚度在大约0nm～大约200nm范围内的Al2O3层(更具体而言，Al2O3和/或SiO2层的厚度落入实线d＝0.1与虚线d＝1.0之间)的光学膜会展现出离裸露基材的色坐标的距离或色偏小于大约1的透射的色坐标。在另一个例子中，SiO2层的厚度可为大约70nm～大约100nm，而Al2O3层的厚度可为大约100nm～大约500nm，更具体而言，Al2O3层和/或SiO2层的厚度落入实线d＝0.1与虚线d＝1.0之间。
在图29A～图29F和图30A～图30F中，使用a*和b*在-0.5～0.5范围内且d为0.1、0.2、0.5和1的等值线，以例示实现本文所述的光学性质的各种设计参数。应当注意的是，可使用范围更大的等值线(例如a*或b*在大约-1～大约1或大约-2～大约2的范围内，或d＝1.5、2、2.5等)，这取决于感兴趣的发光度和/或观察者的偏好(例如一些观察者发现a*、b*的更大的变化、a*和b*的组合的更大的变化以及更大的距离d是可接受的)。
实施例12
实施例12A通过使用经过化学强化的铝硅酸盐玻璃基材来形成，且展现出范围在大约700MPa～大约900MPa内的压缩应力、以及范围在大约40大约40μm～大约50μm内的压缩应力层深度。实施例12A包含光学膜结构，所述光学膜结构包含设置在基材上的厚度为大约115nm的Al2O3第一亚层、设置在第一亚层上的厚度为大约2000nm的AlOxNy第二亚层、和设置在第二亚层上的厚度为大约32nm的SiO2第二层。比较例12B包含与实施例12A相同的基材，但是未经涂覆。比较例12C包含与实施例12A相同的基材、以及设置在该基材上的厚度为大约10nm的疏水性低摩擦氟硅烷涂层。比较例12D～12F包含与实施例12A相同的基材、以及厚度为186nm(12D)或478nm(12E)的SiuAlvOxNy单层、或者厚度为294nm(12F)的AlOxNy单层。
实施例12A和比较例12D～12F上的涂层通过使用从金属靶的反应性DC溅镀或同时使用从金属靶的反应性DC和RF溅镀来形成。应当注意的是，AlOxNy的各层常常可被SiuAlvOxNy层的各层所取代，且可通过使用与形成这些层相同或相似的工艺来形成。SiuAlvOxNy和AlOxNy层都可制成在550nm处具有大约1.95～2.05的折射率以及具有大于15GPa的测得的硬度，所述硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约100nm或更深的压痕深度测得。
表9显示了这些样品经过泰伯尔测试后的散射光强度(CCBTDF，1/球面度)和透射雾度(8mm孔)。表9还显示了实施例12A和比较例12B-F的平均散射光强度值和雾度值，以作为基线。磨损测试后，更低的散射光强度和更低的雾度对应于更少的可见划痕和更少的可见损伤。泰伯尔测试后，实施例12A具有最低的散射光强度和雾度，表明其对多次接触事件损伤具有优异的耐受性。
表9：实施例12A和比较例12B～12F的散射光强度和雾度测量结果
对本领域的技术人员而言，显而易见的是可以在不偏离本发明的精神和范围的情况下对本发明进行各种修改和变动。

Claims (30)

1.一种透明制品，其包含：
具有相反主表面的基材；和
设置在所述基材的第一主表面上的光学膜结构，其形成正面，
其中，所述制品包含大约12GPa或更大的最大硬度，所述最大硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约100nm或更深的压痕深度在所述正面上测得；和
以下各项中的任一项或多项：
(L*,a*,b*)色度系统中的制品的透射色坐标展现出在所述正面测得的相对于参照点小于大约2的色偏，所述参照点包含所述色坐标(a*＝0,b*＝0)和所述基材的所述透射色坐标中的至少一种；和
(L*,a*,b*)色度系统中的制品的反射色坐标展现出在所述正面测得的相对于参照点小于大约2的色偏，所述参照点包含所述色坐标(a*＝0,b*＝0)和所述基材的所述反射色坐标中的至少一种，
其中，所述色偏定义为√((a*制品-a*基材)2+(b*制品-b*基材)2)。
2.如权利要求1所述的透明制品，其特征在于，所述制品在可见光谱内包含在正面测得的85％或更高的平均透射率。
3.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，还包含耐划痕性，以使当利用布氏硬度计压头以160mN的负荷、10μm/秒的速度沿着所述制品的表面对所述正面进行长度至少为100μm的划刻时，形成划痕深度小于250nm的划痕。
4.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，还包含耐划痕性，以使当利用布氏硬度计压头以160mN的负荷、10μm/秒的速度沿着所述制品的表面对所述正面进行长度至少为100μm的划刻时，形成划痕宽度小于10nm的划痕。
5.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，所述制品包含大约12GPa或更大的最大硬度，所述最大硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约200nm～大约600nm的压痕深度在所述正面上测得。
6.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，所述光学膜结构包含含硅的氧化物、含硅的氮氧化物、氮化硅、氮化铝、含铝的氮氧化物、含铝的氧化物、铝硅的氮氧化物或它们的组合中的一种。
7.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，所述光学膜结构包含至少两个层，其中，第一层设置于所述基材与第二层之间。
8.如权利要求7所述的透明制品，其特征在于，所述第一层包含含硅的氧化物、含硅的氮氧化物、氮化硅、氮化铝、含铝的氮氧化物、含铝的氧化物、铝硅的氮氧化物中的至少一种，其中，所述第二层包含SiO2、GeO2和Al2O3中的至少一种。
9.如权利要求7所述的透明制品，其特征在于，所述第一层包含Al2O3、AlN、AlOxNy或它们的组合。
10.如权利要求7所述的透明制品，其特征在于，所述第一层包含第一亚层和第二亚层，所述第一亚层包含Al2O3，所述第二亚层包含AlN，其中，所述第一亚层设置于所述基材与所述第二亚层之间。
11.如权利要求7所述的透明制品，其特征在于，所述第一层包含第一亚层和第二亚层，所述第一亚层包含AlOxNy，所述第二亚层包含AlN，其中，所述第一亚层设置于所述基材与所述第二亚层之间。
12.如权利要求7所述的透明制品，其特征在于，所述第一层还包含SiO2。
13.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，所述光学膜结构包含第一层和第二层，其中，所述第一层的厚度比所述第二层的厚度厚。
14.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，所述光学膜结构具有2μm或更厚的厚度。
15.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，所述光学膜结构包含组成梯度，所述组成梯度包括含氧量梯度、含氮量梯度、含硅量梯度和含铝量梯度中的任一种或多种。
16.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，所述基材包含晶体基材。
17.如前述权利要求中任一项所述的透明制品，其特征在于，还包含设置于所述光学膜结构与所述基材之间中间层，其中，所述中间层包含聚合物。
18.一种制品，其包含：
具有相反主表面的基材；
设置于所述基材的第一主表面上的光学膜结构，其形成正面，所述光学膜结构包含第一层和设置在所述第一层上的第二层，所述第一层具有至少大约1μm的厚度且包含含铝的氮化物、含铝的氮氧化物、含铝的氧化物或它们的组合；
其中，所述制品包含12GPa或更大的最大硬度，所述最大硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约100nm或更深的压痕深度在所述正面上测得，且
其中，所述制品在可见光谱内包含85％或更高的平均透射率。
19.如权利要求18所述的制品，其特征在于，所述第一层包含第一亚层、第二亚层和第三亚层，其中，所述第二亚层设置于所述第一亚层与所述第三亚层之间，其中，所述第一和第三亚层包含AlN，所述第二亚层包含SiO2。
20.如权利要求18或19所述的制品，其特征在于，所述第二层包含SiO2、GeO2、Al2O3以及它们的组合。
21.如权利要求19或20所述的制品，其特征在于，所述光学膜结构还包含选自BN、Ag、Cr和它们的组合中的改性剂。
22.如权利要求21所述的制品，其特征在于，当相对于碳化硅球体相对表面进行测量时，所述光学膜结构具有小于0.3的摩擦系数。
23.如权利要求18～22中任一项所述的制品，其特征在于，所述制品包含大约12GPa或更大的最大硬度，所述最大硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约200nm～大约600nm的压痕深度在所述正面上测得。
24.如权利要求18～23中任一项所述的制品，其特征在于，所述制品包含以下各项中的至少一项：
(L*,a*,b*)色度系统中的制品的透射色坐标包含在所述正面测得的相对于参照点小于大约2的色偏，所述参照点包含色坐标(a*＝0,b*＝0)和所述基材的所述透射色坐标中的至少一种；和
(L*,a*,b*)色度系统中的制品的反射色坐标包含在所述正面测得的相对于参照点小于大约2的色偏，所述参照点包含色坐标(a*＝0,b*＝0)和所述基材的所述反射色坐标中的至少一种，且
其中，所述色偏定义为√((a*制品-a*基材)2+(b*制品-b*基材)2)。
25.如权利要求18～24中任一项所述的制品，其特征在于，所述制品包含大约16GPa或更大的最大硬度，所述最大硬度通过布氏压痕硬度测试沿着大约100nm或更深的压痕深度在所述正面上测得。
26.如权利要求18～24中任一项所述的制品，其特征在于，所述光学膜结构包含传感器层。
27.一种透明制品，其包含：
具有相反主表面的基材；和
设置在所述基材的第一主表面上的光学膜结构，其形成正面，
其中，所述制品包含以下各项中的任一项或多项：
(L*,a*,b*)色度系统中的制品的透射色坐标展现出在所述正面测得的相对于参照点小于大约2的色偏，所述参照点包含色坐标(a*＝0,b*＝0)和所述基材的所述透射色坐标中的至少一种；和
(L*,a*,b*)色度系统中的制品的反射色坐标展现出在所述正面测得的相对于参照点小于大约2的色偏，所述参照点包含色坐标(a*＝0,b*＝0)和所述基材的所述反射色坐标中的至少一种，
其中，所述色偏定义为√((a*制品-a*基材)2+(b*制品-b*基材)2)，且
其中，所述制品具有耐磨性，所述耐磨性包括以下各项中的任一项或多项：
大约5％或更低的雾度，所述雾度通过带孔的雾度计测得，其中，所述孔具有大约8mm的直径，和
在大约15度～大约60度的极散射角内为大约0.1或更低的散射光强度(单位为l/球面度)，所述散射光强度是使用具有2mm孔的用于测量散射的成像球在600nm的波长处在垂直入射透射下测得的，且
其中，所述耐磨性在利用泰伯尔磨损测试进行500次循环磨损后在所述正面上测量。
28.如权利要求27所述的透明制品，其特征在于，所述耐磨性包含大约1％或更低的雾度。
29.如权利要求27所述的透明制品，其特征在于，所述耐磨性包含在大约40度或更小的极散射角下为大约0.05或更低的散射光强度(单位：1/球面度)。
30.如权利要求27所述的透明制品，其特征在于，所述耐磨性包含在大约20度或更小的极散射角下为大约0.1或更低的散射光强度(单位：1/球面度)。
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