CN107848876A - 具有中等粘附性、保留强度和光学透射率的膜的玻璃制品 - Google Patents

Abstract

一个或多个方面涉及一种制品，其包括：具有第一平均断裂应变的玻璃基材，和布置在基材的第一主表面上形成第一界面的裂纹减缓层。制品还包括布置在裂纹减缓层上膜，其形成第二界面并具有第二平均断裂应变，所述第二平均断裂应变小于所述第一平均断裂应变。此外，第一和第二界面中的至少一个展现出中等粘附性，从而当制品发生应变的水平处于第一平均断裂应变与第二平均断裂应变之间时，至少一部分的裂纹减缓层在界面处经受内聚失效和粘合剂失效中的一种或多种。此外，裂纹减缓层的折射率位于基材和膜的折射率之间或者与它们相同。

Description

具有中等粘附性、保留强度和光学透射率的膜的玻璃制品

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。

一个或多个实施方式，制品包括：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，其形成第一界面，和布置在裂纹减缓层上的膜，其形成第二界面。在一些实施方式中，制品在第一界面和第二界面中的一个或多个处展现出小于约4J/m²的有效粘合能。在一些实施方式中，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。

在一个或多个实施方式中，制品的特征在于平均挠曲强度至少是基材的平均挠曲强度的90％。在一些实施方式中，制品的特征在于平均挠曲强度至少是基材的平均挠曲强度的90％。

任选地，基材和裂纹减缓层的光学透射率相对于基材的光学透射率变化小于或等于1％。

裂纹减缓层的厚度可以小于或等于约300nm或者小于或等于约50nm。在一些情况下，裂纹减缓层的厚度约为50-150nm。裂纹减缓层可以包括有机硅酸盐/酯材料(例如，甲基化二氧化硅材料)，但是也可以考虑其他材料。在一些实施方式中，在一些情况下，甲基化二氧化硅通过化学气相沉积(CVD)工艺沉积，并且其源自三甲基硅烷前体。在一个或多个实施方式中，有机硅酸盐/酯材料用等离子体强化的化学气相沉积(PECVD)工艺沉积，并且其源自六甲基二硅氧烷(HMDSO)前体。

裂纹减缓层可以包括金属氟化物。任选地，裂纹减缓层可以展现出小于或等于约20％的孔隙率。在一些实施方式中，基材和裂纹减缓层的光学透射率相对于基材的光学透射率变化小于或等于1％。

膜可以包括：氮化硅、氧氮化硅、氧氮化铝、氮化铝、氧氮化硅铝或氧化铟锡。在一些实施方式中，膜可以是减反射膜，其可以具有第一材料和第二材料的交替层的多层结构。第一材料可以包括高折射率材料(例如，氮化硅、氧氮化硅、氧氮化铝、氮化铝、氧氮化硅铝或氧化铟锡)，以及第二材料可以包括折射率低于高折射率材料的材料(例如，氧化硅或氧氮化硅)。

本公开的第二个方面属于包含本文所述制品的电子器件。在一个或多个实施方式中，器件包括：具有前表面、后表面和侧表面的外壳，至少部分位于外壳内的电子组件，位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器，以及布置在显示器上的制品。

附图说明

图1是根据一个或多个实施方式的包括玻璃基材、膜和裂纹减缓层的层叠制品的示意图。

图1A是根据一个或多个实施方式的包括玻璃基材和裂纹减缓层的层叠制品的示意图。

图2是膜或层中裂纹的建立及其可能的桥接模式的示意图。

图3所示是膜或层中存在的裂纹及其可能的桥接与弹性不匹配α之间的关系的理论模型。

图4所示是能量释放比例G_d/G_p。

图5A显示图1和1A所示的玻璃基材和裂纹减缓层的替代实施方式(例如，在裂纹减缓层上布置膜之前)的俯视图。

图5B显示图5A所示的玻璃基材和裂纹减缓层沿线1B-1B的横截面图。

图5C显示图1和1A所示以及图1A所示的玻璃基材和裂纹减缓层的替代实施方式(例如，在裂纹减缓层上布置膜之前)的俯视图。

图6A是根据本公开的方面，与插入膜和基材之间的裂纹减缓层相关的粘合剂失效示意图。

图6B是根据本公开的方面，插入膜和基材之间的裂纹减缓层的内聚失效示意图。

图6C是根据本公开的方面，与基材上的裂纹减缓层相关的内聚失效和粘合剂失效示意图。

图7显示玻璃基材对照样和根据本公开实施例1A-1D给出方面，具有氮化硅膜的基材，具有氮化硅膜和氟化钡裂纹减缓层的基材，以及具有氮化硅膜和氟化钡/氧化铪裂纹减缓层的基材的环上环失效负荷性能图。

图8A显示对于玻璃基材对照样和根据本公开实施例2A-2E给出方面具有低密度氟化钡裂纹减缓层的基材，具有八层耐划痕膜(“8L SCR”)的基材，具有8L SCR膜和低密度氟化钡裂纹减缓层的基材，以及具有8L SCR膜和高密度氟化钡裂纹减缓层的基材，它们的光学透射率和反射率数据与可见光谱的波长的关系。

图8B显示图8A所示的样品的吸收和雾度数据(即，等于1-反射率-透射率)与可见光谱的波长的关系。

图9显示对于裸玻璃基材，根据本公开的实施例3A1-A3、3B1-B3、3C1-C3和3D1-D3给出的方面，具有低密度或高密度氟化钡膜的玻璃基材，以及具有低密度或高密度氟化钡膜的玻璃基材，以及具有低密度或高密度氟化钡膜和氮化硅或8L SCR膜的玻璃基材，它们的吸收和雾度数据与最终样品表面粗糙度的关系图。

图10显示对于玻璃基材对照样，根据本公开实施例4A-4D给出方面的具有低密度或高密度氟化钡裂纹减缓层和十层耐久减反射膜(“10L DAR”)的基材，以及具有10L DAR膜的基材，它们的光学透射率和反射率数据与可见光谱的波长的关系。

图11A显示玻璃基材对照样，和根据本公开实施例1A、1A1、1B和5A-5D给出方面，具有氮化硅膜的基材，具有氮化硅膜和低密度或高密度50nm有机硅酸盐/酯裂纹减缓层的基材，以及具有氮化硅膜和低密度或高密度300nm有机硅酸盐/酯裂纹减缓层的基材的环上环失效负荷性能图。

图11B显示实施例1A和5A-5D给出的图11A所示的样品在可见光谱中的光学透射率和反射率数据。

图12显示对于玻璃基材对照样，根据本公开实施例4A、4B、6A和6B给出的方面，具有10L AR膜的基材，和具有50nm或300nm厚的有机硅酸盐/酯裂纹减缓层和10L AR膜的基材，它们在可见光谱中的光学透射率和反射率数据。

图13显示玻璃基材对照样，和根据本公开的实施例7A-7F给出的方面，具有氧化铟锡(ITO)膜和不同厚度的硅酸盐/酯裂纹减缓层膜的基材，它们的环上环失效负荷性能图。

图14A绘制了对于根据本公开的方面，采用大气压等离子体强化CVD工艺制备的有机硅裂纹减缓层，弹性模量数据与压痕深度的关系图。

图14B是对于图14A的有机硅裂纹减缓层，测试样品实施例8A-8G的硬度数据与压痕深度的关系图。

图15显示根据本公开的另一个方面，采用大气压等离子体强化CVD工艺制备的厚度约为100nm的有机硅裂纹减缓层的光学透射率数据。

图16显示根据本公开的另一个方面，具有采用大气压等离子体强化CVD工艺制备的厚度约为150nm的有机硅裂纹减缓层的玻璃基材的横截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。

图17是根据一个或多个实施方式的器件的俯视平面图。

图18是图17所示装置的透视图。

具体实施方式

在以下详细描述中，为了提供对本公开实施方式的透彻理解，陈述了许多具体的细节。但是，对本领域技术人员显而易见的是，本公开可以在没有这些具体细节中的一些细节或全部细节的情况下实施。在其它情况中，为了不使本公开难以理解，可能没有详细描述众所周知的特征或工艺。此外，类似或相同的附图编号可用于标识共有或类似的元件。

参见图1，本公开的方面包括层叠制品100，其包括膜110、玻璃基材120和裂纹减缓层130。在制品内，膜110与裂纹减缓层130之间或者裂纹减缓130与基材120之间的有效界面140处的界面性质经过改性，从而使得制品100基本保留其平均挠曲强度，以及膜110保留用于其应用的关键功能属性。

如本公开所理解，术语“膜”和“膜110”可以包括一个或多个膜、层、结构或其组合。还应理解的是，对于包括不止一个膜、层、结构等的“膜”，与“膜”相关的折射率是构成“膜”的膜、层、结构等的总和或复合折射率。

参见图1A，本公开的方面包括层叠制品100a，其包括玻璃基材120和裂纹减缓层130。在制品内，裂纹减缓层130与基材120之间的有效界面140处的界面性质经过改性，从而使得制品100a基本保留其平均挠曲强度。

在一个或多个实施方式中，制品100、100a展现出在此类界面改性之后仍然得到保留的功能性质。膜110和/或制品100、100a的功能性质可以包括光学性质、电性质和/或机械性质，例如硬度、弹性模量、断裂应变、耐磨性、耐划痕性、机械耐用性、摩擦系数、导电性、电阻率、电子迁移率、电子或空穴载体掺杂、光学折射率、密度、不透明性、透明度、反射率、吸收率以及透射率等。在一个或多个实施方式中，可以采用由位于加利福尼亚州圣何塞的n&k技术公司(n&k Technology)提供的型号1512-RT分析仪或者本领域已知的光谱椭圆对称法来测量折射率。可以采用本领域已知的方法，通过纳米压痕来测量弹性模量。在某些实践方式中，不依赖于裂纹减缓层130的性质和/或加工，制品100、100a的光学性质得到保留。在某些方面，基材120和裂纹减缓层130的光学透射率相对于基材120的光学透射率变化小于或等于1％。在与裂纹减缓层130结合之后，以及在裂纹减缓层130与玻璃基材120发生任意分离之前，可以保留制品100、100a的这些功能性质，如本文所述。

在层叠制品100的一个或多个实施方式中，膜110与玻璃基材120之间的有效界面140的改性包括：防止来自膜110或玻璃基材120中的一个的一个或多个裂纹桥接进入膜110或玻璃基材120的另一个，同时保有膜110和/或制品的其他功能性质。在一个或多个具体实施方式中，如图1所示，界面性质的改性包括在玻璃基材120与膜110之间布置裂纹减缓层130。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130布置在玻璃基材120上并且形成第一界面150，以及膜110布置在裂纹减缓层130上并且形成第二界面160。有效界面140包括第一界面150、第二界面160和/或裂纹减缓层130。

在本公开涉及层叠制品100a的某些方面(参见图1A)，对于裂纹减缓层130与玻璃基材120之间的有效界面140的改性包括：防止层130或玻璃基材120中的一个的一个或多个裂纹桥接进入层130或玻璃基材120中的另一个，同时保留制品100a的功能性质(特别是与基材120相关的那些)。在一个或多个具体实施方式中，如图1A所示，界面性质的改性包括在玻璃基材120上布置裂纹减缓层130。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130布置在玻璃基材120上并且形成第一界面150。有效界面140包括第一界面150和/或裂纹减缓层130。

对于图1所示的层叠制品100，当用于膜110和/或结合到制品100中的其他膜时，术语“膜”包括通过任意本领域已知方法(包括不连续沉积或连续沉积过程)形成的一层或多层。此类层可以相互直接接触。层可以由相同材料形成，或者由不止一种不同材料形成。在一个或多个替代实施方式中，此类层可具有布置在其间的不同材料的插入层。在一个或多个实施方式中，膜可包括一层或多层毗邻且不间断层和/或一层或多层不连续且间断层(即，由相互相邻的不同材料形成的层)。

如本文(例如，关于层叠制品100、100a)所用术语“布置”包括采用本领域任意已知的方法在表面上涂覆、沉积和/或形成材料。布置的材料可构成本文所定义的层或膜。表述“布置在.……上”包括在表面上形成材料从而使得材料与表面直接接触的情况，还包括在表面上形成材料，其中在布置的材料和表面之间具有一种或多种插入材料的情况。插入材料可构成本文所定义的层或膜。

如本文所用术语“平均挠曲强度”旨在表示含玻璃材料(例如，制品和/或玻璃基材)的挠曲强度，通过诸如环上环、环上球或落球测试之类的方法测试。当用于平均挠曲强度或者任意其他性质时，术语“平均”是基于至少5个样品、至少10个样品或者至少15个样品或者至少20个样品的此类性质测量的数学平均值。平均挠曲强度可表示环上环或环上球测试的失效负荷的两种参数的威布尔统计的尺度参数。该尺度参数也称作威布尔特性强度，在此时，材料的失效概率为63.2％。更宽泛地，平均挠曲强度还可通过其他测试(例如落球测试)定义，其中，玻璃表面挠曲强度表征为可以耐受不发生失效的落球高度。还可以装置构造进行玻璃表面强度测试，其中含有含玻璃材料的器具或装置(例如，制品和/或玻璃基材)制品以可产生表面挠曲应力的不同朝向掉落。在一些情况下，平均挠曲强度还可结合通过本领域已知的其他方法测得的强度，例如3点弯曲或4点弯曲测试。在一些情况下，此类测试方法会受到制品边缘强度的明显影响。

本文所用术语“桥接”或者“桥接进入”指的是裂纹、瑕疵或者缺陷形成，以及此类裂纹、瑕疵或缺陷的尺寸的生长和/或从一种材料、层或膜扩展进入另一材料、层或膜。例如，桥接包括膜110中存在的裂纹扩展进入另一材料、层或膜(例如，玻璃基材120)中的情况。术语“桥接”或“桥接进入”还包括裂纹横跨不同材料、不同层和/或不同膜之间的界面的情况。所述材料、层和/或膜无需相互直接接触以使得裂纹在此类材料、层和/或膜之间桥接。例如，裂纹可通过如下方式从第一材料桥接进入不与该第一材料直接接触的第二材料：桥接通过布置在第一和第二材料之间的中间材料。相同情形可用于层和膜，以及材料、层和膜的组合。在本文所述的层叠制品100中，裂纹可以源自膜110或玻璃基材120中的一个，并跨过有效界面140(具体来说，跨过第一界面150和第二界面160)桥接进入膜110或玻璃基材120中的另一个。类似地，在层叠制品100a中，裂纹可以源自层130或玻璃基材120中的一个，并跨过有效界面140(具体来说，跨过第一界面150)桥接进入层130或玻璃基材120中的另一个。

如本文结合层叠制品100所述，裂纹减缓层130可以使得裂纹偏转不发生膜110和玻璃基材120之间的桥接，而无论裂纹是在哪里引发的(即，在膜110或玻璃基材120中引发)。类似地，层叠制品100a的裂纹减缓层130可以使得裂纹偏转不发生层130与玻璃基材120之间的桥接。裂纹偏转可以包括：在裂纹从一种材料(例如，膜110、玻璃基材120或裂纹减缓层130)桥接到另一材料(例如，膜110、玻璃基材120或裂纹减缓层130)之后，裂纹减缓层130从膜110(制品100的情况下)和/或玻璃基材120的至少部分偏转(如本文所述)。裂纹偏转还可包括引起裂纹扩展通过裂纹减缓层130而不是扩展进入膜110和/或玻璃基材120。在此类情况下，裂纹减缓层130可以在有效界面140处形成低韧性界面，其有助于裂纹扩展通过裂纹减缓层而不是进入玻璃基材或膜。这类机制可以被描述为沿着有效界面140使裂纹偏转。

以下理论破裂机制分析显示了裂纹可能发生桥接或者在层叠制品(例如，层叠制品100、100a)内可能发生迁移的选定方式。图2所示是布置在玻璃基材上的膜中存在的裂纹及其可能的桥接或迁移模式示意图。图2中的标号元件是：玻璃基材10；玻璃基材10的表面(未标号)的顶部上的膜12；进入玻璃基材10和膜12之间的界面中的双侧偏转14；阻滞16，其是在膜12中开始建立但是没有完全通过膜12的裂纹；“扭结(kinking)”18，其是在膜12的表面中建立，但是当其到达玻璃基材10的表面时，没有渗透进入玻璃基材12，相反地，以如图2所示的横向方向移动然后在另一个位置渗透玻璃基材10的表面的裂纹；渗透裂纹11，其在膜12中建立并渗透进入玻璃基材10；以及单侧偏转13。图2还显示玻璃基材10中相比于零轴15的张力与压缩的关系图17。如所示，在施加了外部负荷之后(在此类情况下，张力负荷是最为有害的情形)，先于残留压缩或强化的玻璃基材中建立裂纹，在膜中的瑕疵会被优先激活以形成裂纹。在如图2所示的情形中，外部负荷持续增加，裂纹会桥接直至它们遭遇玻璃基材。当裂纹在膜中引发时，当裂纹到达基材10的表面时，可能的裂纹桥接模式如下：(a)渗透进入玻璃基材，没有发生路径的改变，如标号11所示；(b)沿着膜和玻璃基材之间的界面偏转进入一侧，如标号13所示；(c)沿着界面偏转进入两侧，如标号14所示；(d)首先沿着界面偏转，然后扭结进入玻璃基材中，如标号18所示；或者(e)由于微观变形机制，例如裂纹尖端的塑性、纳米规格钝化或者纳米规格的偏转，导致裂纹阻滞，如标号16所示。可在膜中引发裂纹，并桥接进入玻璃基材。上述桥接模式也可适用于当在玻璃基材中引发裂纹并桥接进入膜的情况，例如，玻璃基材中预先存在的裂纹或瑕疵可能引发膜中的裂纹或瑕疵或者使其成核，从而导致裂纹从玻璃基材生长或扩展进入膜中，导致裂纹桥接。

相比于单独的玻璃基材120(即，没有膜或裂纹减缓层)的平均挠曲强度，裂纹渗透进入玻璃基材120和/或膜110(当存在时)降低了层叠制品100、100a和玻璃基材120的平均挠曲强度，而裂纹偏转、裂纹钝化或裂纹阻滞(本文统称为裂纹减缓)帮助保留制品的平均挠曲强度。“裂纹钝化”和“裂纹阻滞”可相互区分。“裂纹钝化”可包括裂纹尖端半径的增加，例如，通过塑性变形或屈服机制。另一方面，“裂纹阻滞”可包括多种不同机制，例如，由于存在低模量中间层或者低模量至高模量界面过渡导致的裂纹尖端的应力强度因子的下降、在裂纹尖端遭遇高度的压缩应力；纳米规格裂纹偏转或裂纹扭曲，如一些多晶或复合材料中情况，以及裂纹尖端的应变硬化等。本文将讨论裂纹偏转的各种模式。

不希望受到理论的限制，可以在线性弹性断裂力学中分析某些可能的裂纹桥接路径。在如下段落中，将一个裂纹路径用作一个例子，将断裂力学概念用于裂纹路径以分析问题并显示对于特定范围的材料性质，帮助保留制品的平均挠曲强度性能的材料参数的要求。

下图3显示理论模型框架示意图。这是膜12和玻璃基材10之间的界面区域的简化示意图。术语μ₁、E₁、ν₁和μ₂、E₂、ν₂分别是玻璃基材和膜材料的剪切模量、杨氏模量、泊松比，Γ_c ^玻璃和Γ_c ^IT分别是玻璃基材以及基材与膜之间的界面的临界能量释放速率。

表征膜与基材之间的弹性不匹配的常用参数是登达尔参数(Dundurs’parameter)α和β，如下所定义：

其中，用于简单应变(plain strain)，以及

需要指出的是，临界能量释放速率与材料的断裂韧度紧密相关，其关系如下所定义：

假定在膜中存在预先存在的瑕疵，则在张力负荷之后，裂纹会纵向向下延伸，如图3所示。在界面处，如果满足如下条件的话，则裂纹倾向于沿着界面偏转：

G_d/G_p≥Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃 (4)

以及如果满足如下条件的话，裂纹会渗透进入玻璃基材：

G_d/G_p≤Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃 (5)

其中，G_d和G_p分别是沿着界面偏转的裂纹和渗透进入玻璃基材的裂纹的能量释放速率。在等式(4)和(5)的左边，G_d/G_p之比是弹性不匹配参数α的强函数，并且弱依赖于β；在其右侧，韧度比Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃是材料参数。

图4图示性显示G_d/G_p与弹性不匹配α的关系的趋势，参考双偏转裂纹重现。(参见Ming-Yuan,H.和J.W.Hutchinson，《不同弹性材料间的界面处的裂纹偏转(Crackdeflection at an interface between dissimilar elastic materials)》，国际固体和结构期刊，1989.25(9):p.1053-1067。)

证实G_d/G_p之比强依赖于α。负的α表示膜比玻璃基材硬，正的α表示膜比玻璃基材软。韧度比Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃，其不依赖于α，在图4中是水平线。如果满足等式(4)的标准，则在图4中，在高于水平线的区域，裂纹倾向于沿着界面偏转，这可能有利于基材的平均挠曲强度的保留。另一方面，如果满足等式(5)的标准，在图4中，在低于水平线的区域，裂纹倾向于渗透进入玻璃基材，这导致制品(特别是采用如本文其他地方所述的强化或牢固玻璃基材的)平均挠曲强度的劣化。

基于上述概念，在下文中，采用氧化铟锡(ITO)膜作为示意性例子。对于玻璃基材，E₁＝72GPa，v₁＝0.22，以及K_1c＝0.7MPa m^1/2；对于ITO，E₂＝99.8GPa，以及v₂＝0.25。(Zeng,K.等人，《透明传导氧化物薄膜的机械性质的研究(Investigation of mechanicalproperties of transparent conducting oxide thin films)》，固体薄膜，2003.443(1–2):p.60-65。)ITO膜和玻璃基材之间的该界面韧度可以是约为Γ_in＝5J/m²，取决于沉积条件。(Cotterell,B.和Z.Chen，《压缩下的顺应性基材上的薄膜的弯曲和裂纹(Buckling andcracking of thin films on compliant substrates under compression)》，国际断裂期刊，2000.104(2):p.169-179。)这会得到弹性不匹配α＝-0.17以及Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃＝0.77。这些值见图4。该断裂分析预测对于ITO膜，会有利于裂纹渗透进入玻璃基材，这导致玻璃(特别是强化玻璃或者牢固玻璃)的平均挠曲强度的劣化。相信这是对于设置在玻璃基材(包括强化的玻璃基材或者坚固玻璃基材)上的各种氧化铟锡或其他透明传导氧化物膜观察到的潜在底层机制之一。如图4所示，减缓平均挠曲强度的劣化的一种方式可以是选择合适的材料以改变弹性不匹配α(“选择1”)或者调节界面韧度(“选择2”)。

上文列出的理论分析暗示可以使用裂纹减缓层130来更好地保留层叠制品100、100a的强度。具体来说，(对于制品100)在玻璃基材120和膜110之间插入裂纹减缓层或者在玻璃基材120上插入裂纹减缓层130使得裂纹减缓，如本文所定义，具有更优选的路径，从而使得制品能够更好地保留其强度。在一些实施方式中，裂纹减缓层130有助于裂纹偏转，如本文更详细所述。

玻璃基材

参见图1和1A，层叠制品100、100a包括玻璃基材120，其可以是强化或者坚固的，如本文所述，其具有相对主表面122、124。层叠制品100还包括布置在至少一个相对主表面(122或124)上的膜110。此外，层叠制品100、100a包括裂纹减缓层130。对于制品100，裂纹减缓层130布置在膜110和玻璃基材120之间。对于制品100a，层130布置在基材120上。在一个或多个替代实施方式中，裂纹减缓层130和/或膜110可布置在玻璃基材的次表面上，作为布置在至少一个主表面(122或124)上的补充或替代。

如本文所用，玻璃基材120可以是基本平坦片，但是其他实施方式可采用弯曲或任意其他形状或造型的玻璃基材。玻璃基材120可以是基本干净、透明和没有光散射的。玻璃基材可具有约为1.45-1.55的折射率。在一个或多个实施方式中，玻璃基材120可以经过强化或者其特征是坚固的，如本文进一步详述。玻璃基材120在此类强化之前可以是较为原始且无瑕疵的(例如，具有少量的表面瑕疵或者平均表面瑕疵尺寸小于约1微米)。当采用强化的或者坚固的玻璃基材120时，此类基材的特征可在于，在此类基材的一个或多个相对主表面上具有高平均挠曲强度(当相比于未强化或者不坚固的玻璃基材时)，或者具有高的表面断裂应变(当相比于未强化或者不坚固的玻璃基材时)。

作为补充或替代，出于美观和/或功能原因，玻璃基材120的厚度可沿其一个或多个尺寸发生变化。例如，玻璃基材120的边缘可以相比于玻璃基材120的更为中心的区域更厚。根据制品100的应用或用途，玻璃基材120的长度、宽度和厚度尺寸也可以发生变化。

根据一个或多个实施方式的玻璃基材120包括可在玻璃基材120与膜110、裂纹减缓层130和/或其他膜或层结合之前和之后测量的平均挠曲强度。在本文所述的一个或多个实施方式中，在玻璃基材120与膜110(当其属于层叠制品100时)、裂纹减缓层130和/或其他膜、层或材料结合之后，相比于此类结合之前的玻璃基材120的平均挠曲强度，层叠制品100、100a保留其平均挠曲强度。换言之，在玻璃基材120上布置膜110(当其属于层叠制品100时)、裂纹减缓层130和/或其他膜或层之前和之后，制品100、100a的平均挠曲强度基本相同。在一个或多个实施方式中，制品100、100a的平均挠曲强度明显大于不包含裂纹减缓层130的相似制品的平均挠曲强度(例如，比包括直接接触的膜110和玻璃基材120而没有中间裂纹减缓层的制品更高的强度值)。

根据一个或多个实施方式，玻璃基材120包括可在玻璃基材120与膜110、裂纹减缓层130和/或其他膜或层结合之前和之后测量的平均断裂应变。术语“平均断裂应变”指的是在没有施加额外负荷的情况下裂纹发生传播的应变，通常导致给定材料、层或膜中的灾难性失效，可能甚至桥接到另一材料、层或膜，如本文所定义。可以采用，例如环上球测试来测量平均断裂应变。不希望受到理论的限制，采用合适的数学转变，可以使得平均断裂应变与平均挠曲强度直接相关联。在具体实施方式中，玻璃基材120(其可如本文所定义经过强化或者是坚固的)可具有大于或等于0.5％、大于或等于0.6％、大于或等于0.7％、大于或等于0.8％、大于或等于0.9％、大于或等于1.0％、大于或等于1.1％、大于或等于1.2％、大于或等于1.3％、大于或等于1.4％、大于或等于1.5％、或者甚至大于或等于2％的平均断裂应变。在具体实施方式中，玻璃基材的平均断裂应变为1.2％、1.4％、1.6％、1.8％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％或3％或者更大。膜110的平均断裂应变可小于玻璃基材120的平均断裂应变和/或裂纹减缓层130的平均断裂应变。不希望受到理论的限制，相信玻璃基材或者任意其他材料的平均断裂应变取决于此类材料的表面质量。对于玻璃基材，具体的玻璃基材的平均断裂应变取决于作为玻璃基材的表面质量的补充或替代的离子交换过程或者强化过程的条件。

在一个或多个实施方式中，玻璃基材120在与膜110、裂纹减缓层130和/或其他膜或层结合之后，保留其平均断裂应变。换言之，在玻璃基材120上布置膜110、裂纹减缓层130和/或其他膜或层之前和之后，玻璃基材120的平均断裂应变基本相同。在一个或多个实施方式中，制品100、100a的平均断裂应变明显大于不包含裂纹减缓层130的相似制品的平均断裂应变(例如，比包括直接接触的膜110和玻璃基材120而没有中间裂纹减缓层的制品更高的断裂应变)。例如，制品100、100a可展现出比不包含裂纹减缓层130的相似制品的平均断裂应变高至少10％、25％、50％、100％、200％或者300％的平均断裂应变。

玻璃基材120可采用各种不同工艺来提供。例如，示例性玻璃基材成形方法包括浮法玻璃工艺和下拉法，例如熔合拉制和狭缝拉制。在浮法玻璃工艺中，可通过使得熔融玻璃在熔融金属(通常是锡)床上浮动，来制造可表征为具有光滑表面和均匀厚度的玻璃基材。在一个示例性过程中，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固体玻璃基材，可以将其从锡上举起到辊上。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。

下拉法生产具有均匀厚度的玻璃基材，所述玻璃基材可具有较原始的表面。因为玻璃基材的平均挠曲强度受到表面瑕疵的频率、量和尺寸的控制，因此接触程度最小的原始表面具有较高的初始强度。当随后对该高强度玻璃基材进行进一步强化(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。下拉玻璃基材可以被拉制成约小于2mm的厚度。此外，下拉玻璃基材可具有非常平坦、光滑的表面，其可以不经高成本的研磨和抛光就用于最终应用。

熔合拉制法使用例如拉制罐，该拉制罐具有用来接收熔融玻璃原材料的通道。通道具有堰，其沿着通道的长度在通道两侧的顶部开放。当用熔融材料填充通道时，熔融玻璃从堰溢流。在重力的作用下，熔融玻璃从拉制罐的外表面作为两个流动玻璃膜流下。这些拉制罐的外表面向下和向内延伸，使得它们在拉制罐下方的边缘处结合。两个流动玻璃膜在该边缘处结合以熔合并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个玻璃膜熔合在一起，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此类接触的影响。

狭缝拉制法与熔合拉制法不同。在狭缝拉制法中，向拉制罐提供熔融原材料玻璃。拉制容器的底部具有开放狭缝，其具有沿着狭缝的长度延伸的喷嘴。熔融玻璃流过狭缝/喷嘴，作为连续基材下拉，并进入退火区。

一旦形成，可以对玻璃基材进行强化以形成经强化的玻璃基材。如本文所用术语“强化的玻璃基材”可以表示通过例如用较大离子来离子交换玻璃基材表面中的较小离子进行化学强化的玻璃基材。但是，可以采用本领域已知的其他强化方法，例如热回火，来形成经强化的玻璃基材。如下文所述，经强化的玻璃基材可包括在其表面中具有表面压缩应力以帮助玻璃基材的强度保留的玻璃基材。坚固的玻璃基材也落在本公开的范围内，包括可能未经过具体强化过程以及可能不具有表面压缩应力，但是仍然是坚固的玻璃基材。此类坚固的玻璃基材制品可定义为平均断裂应变大于约0.5％、0.7％、1％、1.5％或者甚至大于2％的玻璃片制品或玻璃基材。此类坚固的玻璃基材可通过如下方式制造，例如，在玻璃基材融化和成形之后，对原始玻璃表面进行保护。此类保护的一个例子发生在融合拉制方法中，其中，在成形之后，玻璃膜的表面不与设备的任意部分或者其他表面发生接触。由融合拉制法形成的玻璃基材由它们的原始表面质量获得他们的强度。还可以通过对玻璃基材表面进行蚀刻或抛光和后续保护，以及本领域已知的其他方法来实现原始表面质量。在一个或多个实施方式中，经强化的玻璃基材和坚固的玻璃基材都可包括如下玻璃片制品，其具有例如当采用环上环或环上球挠曲测试时，大于约0.5％、0.7％、1％、1.5％或者甚至大于2％的平均断裂应变。

如上所述，本文所述的玻璃基材可通过离子交换过程进行化学强化，以得到经强化的玻璃基材120。玻璃基材还可通过本领域已知的其他方法，例如热回火进行强化。在离子交换过程中，通常通过将玻璃基材在熔盐浴中浸没一段预定的时间，使得玻璃基材表面上或者表面附近的离子与盐浴的较大金属离子发生交换。在一个实施方式中，熔盐浴的温度约为350-450℃，预定的时间约为2-8小时。通过在玻璃基材中结合较大的离子，经由在玻璃基材的近表面区域中或者位于且邻近玻璃基材的表面的区域中产生压缩应力来强化玻璃基材。在距离玻璃基材的表面的中心区域或间隔一定距离的区域中引发对应的拉伸应力，以平衡压缩应力。采用该强化过程的玻璃基材可更具体地描述为化学强化玻璃基材120或者离子交换玻璃基材120。未经过强化的玻璃基材在本文中可称作未强化的玻璃基材。

在一个例子中，化学强化的玻璃基材120中的钠离子被熔盐浴(例如硝酸钾盐浴)中的钾离子替换，但是具有较大原子半径的其他碱金属离子(例如铷或铯)也可以替换玻璃中的较小的碱金属离子。根据具体实施方式，玻璃中较小的碱金属离子可以被Ag⁺离子替换。类似地，其它的碱金属盐，例如但不限于硫酸盐、磷酸盐以及卤化物等，可以用于离子交换过程。

在低于玻璃网络会发生松弛的温度下用较大离子替换较小离子，会在强化的玻璃基材120的表面上产生离子分布，这导致应力曲线。进入的离子的较大的体积在表面上产生压缩应力(CS)，在强化的玻璃基材120的中心产生张力(中心张力，或者CT)。交换的深度可描述为强化的玻璃基材120内的深度(即，从玻璃基材的表面到玻璃基材的中心区域的距离)，在该深度，通过进行离子交换过程促进了离子交换。

在一个实施方式中，强化的玻璃基材120的表面压缩应力可以大于或等于300MPa，例如，大于或等于400MPa、大于或等于450MPa、大于或等于500MPa、大于或等于550MPa、大于或等于600MPa、大于或等于650MPa、大于或等于700MPa、大于或等于750MPa或者大于或等于800MPa。强化的玻璃基材120的压缩层深度可以是大于或等于15um，大于或等于20um(例如，25um、30um、35um、40um、45um、50um或更大)，和/或中心张力可以是大于或等于10MPa、大于或等于20MPa、大于或等于30MPa、大于或等于40MPa(例如，42MPa、45MPa或50MPa或更大)但是小于100MPa(例如，95、90、85、80、75、70、65、60、55MPa或更小)。在一个或多个具体实施方式中，强化的玻璃基材120可具有以下一种或多种：表面压缩应力大于500MPa、压缩层深度大于15um，以及中心张力大于18MPa。

不希望受到理论的限制，相信表面压缩应力大于500MPa且压缩层深度大于约15um的强化的玻璃基材120通常具有比未强化的玻璃基材(或者，换言之，未经过离子交换或者任意其他强化的玻璃基材)更大的断裂应变。在一些方面中，本文所述的一个或多个实施方式的益处对于不符合此类表面压缩应力或者压缩层深度水平的非强化或者弱强化类型的玻璃基材可能不是显著的，因为在许多典型应用中存在处理或常见的玻璃表面损伤事件。但是，如上文所述，在(通过例如保护涂层或者其他层)对玻璃基材表面进行充分保护以免受划痕或者表面损坏的其他具体应用中，还可以采用例如熔融成型法之类的方法，通过形成原始玻璃表面质量并对其进行保护，来产生具有较高断裂应变的坚固玻璃基材。在此类替代应用中，可以类似地实现本文所述的一个或多个实施方式的益处。

可用于强化的玻璃基材120的示例性可离子交换的玻璃可包括：碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物，但是也考虑其他玻璃组合物。如本文所用，“可离子交换”指的是玻璃基材能够通过尺寸更大或更小的同价态阳离子交换位于玻璃基材表面处或附近的阳离子。一种示例性玻璃组合物包含SiO₂、B₂O₃和Na₂O，其中，(SiO₂+B₂O₃)≥66摩尔％，并且Na₂O≥9摩尔％。在一个实施方式中，玻璃基材120包括具有至少6重量％的氧化铝的玻璃组合物。在另一个实施方式中，玻璃基材120包括具有一种或多种碱土氧化物，从而碱土氧化物的含量至少为5重量％的玻璃组合物。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。在特定实施方式中，用于玻璃基材120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。

适用于可任选地经过强化或者是坚固的玻璃基材120的另一种示例性玻璃组成包含：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；以及小于50ppm的Sb₂O₃；其中12摩尔％≤(Li₂O+Na₂O+K₂O)≤20摩尔％，且0摩尔％≤(MgO+CaO)≤10摩尔％。

适用于可任选地经过强化或者是坚固的玻璃基材120的另一种示例性玻璃组成包含：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；以及小于50ppm的Sb₂O₃；其中14摩尔％≤(Li₂O+Na₂O+K₂O)≤18摩尔％，且2摩尔％≤(MgO+CaO)≤7摩尔％。

在一个具体实施方式中，适用于玻璃基材120的可任选地经过强化或者是坚固的碱性铝硅酸盐玻璃组合物包含：氧化铝、至少一种碱金属以及在一些实施方式中大于50摩尔％的SiO₂，在其他实施方式中至少为58摩尔％的SiO₂，以及在其他实施方式中至少为60摩尔％的SiO₂，它们全都受到等式(6)的比例的限定：

(Al₂O₃+B₂O₃)/Σ改性剂>1 (6)

以及组分表示为摩尔％，改性剂是碱金属氧化物。

在特定实施方式中，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、0-4摩尔％的K₂O，并且如上文的等式(6)进一步限定。

在另一个实施方式中，可任选地经过强化或者是坚固的玻璃基材可包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，其包含：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；以及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％。

在一些实施方式中，可任选地经过强化或者是坚固的玻璃基材120可包括碱性硅酸盐玻璃组成，其包含：大于或等于2摩尔％的Al₂O₃和/或ZrO₂，或者大于或等于4摩尔％的Al₂O₃和/或ZrO₂。

在一些实施方式中，用于玻璃基材120中的玻璃基材可配料有0-2摩尔％的选自下组的至少一种澄清剂，包括：Na₂SO₄、NaCl、NaF、NaBr、K₂SO₄、KCl、KF、KBr和SnO₂。

根据一个或多个实施方式的玻璃基材120可具有约为50μm至5mm的厚度。示例性玻璃基材120的厚度范围为100-500μm，例如，100、200、300、400或500μm。其他示例性玻璃基材120的厚度范围为500-1000μm，例如500、600、700、800、900或者1000μm。玻璃基材120的厚度可以大于1mm，例如约为2、3、4或者5mm。在一个或多个具体实施方式中，玻璃基材120的厚度可以为小于或等于2mm，或者小于1mm。玻璃基材120可经过酸性抛光或者任意其他方式的处理，以去除或减少表面瑕疵的影响。

膜

(参见图1)层叠制品100包括布置在玻璃基材120的表面上，具体来说，布置在裂纹减缓层130上的膜110。膜110可以布置在玻璃基材120的一个或两个主表面122、124上。在一个或多个实施方式中，作为布置在一个或两个主表面122、124上的补充或替代，膜110可布置在玻璃基材120的一个或多个次表面(未示出)上。在一个或多个实施方式中，膜110没有宏观划痕或者是肉眼容易可见的缺陷。膜110与玻璃基材120形成有效界面140。

在一个或多个实施方式中，膜110可能降低结合了此类膜和玻璃基材的层叠制品100的平均挠曲强度，通过本文所述的机制。在一个或多个实施方式中，此类机制包括如下情况：其中，由于此类膜中建立的裂纹桥接进入玻璃基材，膜可能使得制品的平均挠曲强度下降。在其他实施方式中，所述机制包括如下情况：由于玻璃基材中建立的裂纹桥接进入膜中，膜可能使得制品的平均挠曲强度下降。一个或多个实施方式的膜可展现出比本文所述的玻璃基材的断裂应变小2％或者更小的断裂应变。包括任意这些属性的膜可表征为脆性的。

根据一个或多个实施方式，膜110可具有低于玻璃基材120的断裂应变的断裂应变(或者裂纹起始应变水平)。例如，膜110可具有小于或等于约2％、小于或等于约1.8％、小于或等于约1.6％、小于或等于约1.5％、小于或等于约1.4％、小于或等于约1.2％、小于或等于约1％、小于或等于约0.8％、小于或等于约0.6％、小于或等于约0.5％、小于或等于约0.4％或者小于或等于约0.2％的断裂应变。在一些实施方式中，膜110的断裂应变可低于经强化的玻璃基材120的断裂应变，所述经强化的玻璃基材120具有大于500MPa的表面压缩应力和大于约15μm的压缩层深度。在一个或多个实施方式中，膜110可具有比玻璃基材120的断裂应变低至少0.1％或者更低，或者在一些情况下，低至少0.5％或更低的断裂应变。在一个或多个实施方式中，膜110可具有比玻璃基材120的断裂应变低至少约0.15％、0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％或1％或者更低的断裂应变。可以采用例如环上球挠曲测试方法结合光学显微镜或高速照相分析，来测量这些断裂应变值。在一些情况下，可以通过分析导电膜的电阻率来测得膜开裂的起点。可以在施加负荷或应力期间(或者在一些情况下，在施加负荷或应力之后)进行这些各种分析。

示例性的膜110可具有至少25GPa的弹性模量和/或至少1.75GPa的硬度，但是落在该范围外的一些组合也是可能的。在一些实施方式中，膜110可具有大于或等于50GPa或者甚至大于或等于70GPa的弹性模量。例如，膜弹性模量可以是55GPa、60GPa、65GPa、75GPa、80GPa、85GPa或者更大。在一个或多个实施方式中，膜110的硬度可以大于3.0GPa。例如，膜110的硬度可以是5GPa、5.5GPa、6GPa、6.5GPa、7GPa、7.5GPa、8GPa、8.5GPa、9GPa、9.5GPa、10GPa或者更大。可以采用常用于确定膜的弹性模量和硬度的已知的钻石纳米压痕法，来测量此类膜110的这些弹性模量和硬度值。示例性钻石纳米压痕方法可采用布氏钻石压痕计。

本文所述的膜110还可展现出小于约10MPa·m^1/2，或者在一些情况下，小于5MPa·m^1/2，或者在一些情况下，小于1MPa·m^1/2的断裂韧度。例如，膜的断裂韧度可以是4.5MPa·m^1/2、4MPa·m^1/2、3.5MPa·m^1/2、3MPa·m^1/2、2.5MPa·m^1/2、2MPa·m^1/2、1.5MPa·m^1/2、1.4MPa·m^1/2、1.3MPa·m^1/2、1.2MPa·m^1/2、1.1MPa·m^1/2、0.9MPa·m^1/2、0.8MPa·m^1/2、0.7MPa·m^1/2、0.6MPa·m^1/2、0.5MPa·m^1/2、0.4MPa·m^1/2、0.3MPa·m^1/2、0.2MPa·m^1/2、0.1MPa·m^1/2或者更小。

本文所述的膜110还可具有小于约0.1kJ/m²，或者在一些情况下，小于0.01kJ/m²的临界应变能释放速率(G_IC＝K_IC ²/E)。在一个或多个实施方式中，膜110的临界应变能释放速率可以是0.09kJ/m²、0.08kJ/m²、0.07kJ/m²、0.06kJ/m²、0.05kJ/m²、0.04kJ/m²、0.03kJ/m²、0.02kJ/m²、0.0075kJ/m²、0.005kJ/m²、0.0025kJ/m²或更小。

在一个或多个实施方式中，膜110可以包括多层，分别具有相同或不同厚度。在某些方面中，膜中的一层或多层可以具有不同于膜110中其他层的组成。本公开的某些方面还考虑构成膜110的各种层次序。在一个或多个实施方式中，基于一层或多层对于制品110的平均挠曲强度的影响和/或层的断裂应变、断裂韧度或者临界应变能释放速率值，可以将膜的各层表征为脆性，如本文其他方面所述。在一个变化形式中，膜110的层无需具有一致的属性，例如弹性模量和/或断裂韧度。在其他变化形式中，膜110的层可以包括相互不同材料，例如，薄层可交替地具有不同组成。

膜110的组成或材料没有特别的限制。膜110材料的一些非限制性例子包括氧化物，例如SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅；氮氧化物，例如SiO_xN_y、SiAl_xO_yN_z和AlO_xN_y；氮化物，例如SiN_x、AlN_x、立方氮化硼和TiN_x；碳化物，例如SiC、TiC和WC；上述的组合，例如氧碳化物和氧碳氮化物(例如，SiC_xO_y和SiC_xO_yN_z)；半导体材料，例如Si和Ge；透明传导体，例如氧化铟锡(ITO)、氧化锡、氟化氧化锡、氧化铝锌或者氧化锌；碳纳米管或者石墨烯掺杂的氧化物；银或其他金属掺杂的氧化物；高度硅质的聚合物，例如高度固化的硅氧烷和硅倍半氧烷；钻石或者钻石状碳材料；或者会展现出断裂行为的选定的金属膜。

可以通过真空沉积技术，例如，化学气相沉积(例如，等离子体强化的化学气相沉积、大气压化学气相沉积或者等离子体强化的大气压化学气相沉积)、物理气相沉积(例如，反应性或非反应性喷溅或激光烧蚀)、热、电阻或电子束蒸发或者原子层沉积，将膜110布置到玻璃基材120上。还可以采用基于液体的技术，例如，溶胶凝胶涂覆或聚合物涂覆方法，例如，旋涂、喷涂、狭缝拉制、滑动、绕线棒、刀/刀片、空气刀、帘法、凹印和辊涂等，将膜110布置在玻璃基材120的一个或多个表面122、124上。在一些实施方式中，可能希望在膜110和玻璃基材120之间、在玻璃基材120和裂纹减缓层130之间、在裂纹减缓层130的多层(如果存在的话)之间、在膜110的多层(如果存在的话)之间和/或在膜110和裂纹减缓层130之间，采用粘合促进剂，例如硅烷基材料。在一个或多个替代实施方式中，可以将膜110布置在玻璃基材120上作为转移层。

膜110的厚度可取决于制品100的目标用途发生变化。在一个实施方式中，膜110的厚度可以是如下范围：约为0.005-0.5μm或者约为0.01-20μm。在另一个实施方式中，膜110的厚度可以是如下范围：约为0.05-10μm、约为0.05-0.5μm、约为0.01-0.15μm或者约为0.015-0.2μm。

在一些实施方式中，在膜110中包含如下材料(或者多种材料)(例如，作为包含单层、双层或多层结构)可能是有利的：

(1)其折射率与玻璃基材120、裂纹减缓层130和/或其他膜或层的折射率相似(或者比它们大)，从而使得光干涉效应最小化；

(2)将折射率(实部和/或虚部)调节至实现抗反射干涉效应；和/或

(3)将折射率(实部和/或虚部)调节至实现波长选择性反射或者波长选择性吸收效应；例如实现UV或IR阻挡或反射，或者实现有色/着色效应。

在一个或多个实施方式中，膜110的折射率可以大于玻璃基材120的折射率和/或大于裂纹减缓层130的折射率。在一个或多个实施方式中，膜的折射率可以约为1.7-2.2，或者约为1.4-1.6，或者约为1.6-1.9。但是应理解的是，本公开的某些方面可以采用具有一层或多层的膜110，其中，此类层的折射率与基材的折射率相当，即使膜的总折射率超过基材的折射率(例如，具有超过一层二氧化硅层和剩余的氮化硅层的膜110，其布置在具有硅酸盐玻璃组合物的基材120上)。

膜110还可具有多种功能，或者可以整合具有与膜110具有不同功能或者甚至是与膜110具有相同功能的如本文所述的额外膜或层。膜110可包括UV光或IR光反射或吸收层、抗反射层、防眩光层、防污层、自清洁层、耐划痕层、阻隔层、钝化层、气密层、扩散阻挡层以及防指纹层等。此外，膜110可包括导体或者半导体层、薄膜晶体管层、EMI屏蔽层、损坏传感器、警报传感器、电致变色材料、光变色材料、触摸传感层或者信息显示层。膜110和/或任意前述层可包含着色剂或者染色剂。当在制品100中整合信息显示层时，制品100可形成触摸敏感显示器、透明显示器或者头戴显示器的部分。可能希望膜110具有干扰功能，其选择性地透过、反射或者吸收不同波长或颜色的光。例如，在平视显示应用中，膜110可选择性地反射目标波长。

膜110的功能性质可包括光学性质、电性质和/或机械性质，例如硬度、弹性模量、断裂应变、耐磨性、机械耐用性、摩擦系数、导电性、电阻率、电子迁移率、电子或空穴载体掺杂、光学折射率、密度、不透明性、透明度、反射率、吸收率以及透射率等。当膜110与玻璃基材120、裂纹减缓层130和/或制品100中包含的其他膜结合之后，这些功能性质基本维持或者甚至提升。

裂纹减缓层

如本文所述，裂纹减缓层130提供了层叠制品100、100a中的有效界面140处的中等粘合能。裂纹减缓层130通过在有效界面140处形成低韧性层来提供中等粘合能，其促进裂纹偏转进入裂纹减缓层而不是进入膜110(当存在时)或者进入玻璃基材120。裂纹减缓层130还可通过形成低韧性界面来提供中等粘合能。低韧性界面表征为在施加特定负荷之后，裂纹减缓层130与玻璃基材120或膜110脱层。该脱层导致裂纹沿着第一界面150或者第二界面160(例如，对于层叠制品100，当在裂纹减缓层130上存在膜110时)偏转。对于制品100，裂纹还可能沿着第一和第二界面150和160的组合偏转，例如，沿着可能从一个界面穿过到另一个界面的路径。

在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130通过改性了有效界面140处(例如，对于制品100是在玻璃基材120和膜110之间，以及对于制品100a是在层130和基材120之间)的有效粘合能，提供了中等粘合。在一个或多个具体实施方式中，第一界面150和/或第二界面160展现出有效粘合能。在一个或多个实施方式中，有效粘合能可以是：约为5J/m²或更小、约为4.5J/m²或更小、约为4J/m²或更小、约为3.5J/m²或更小、约为3J/m²或更小、约为2.5J/m²或更小、约为2J/m²或更小、约为1.5J/m²或更小、约为1J/m²或更小、或者约为0.85J/m²或更小。有效粘合能的下限可以约为0.1J/m²或者约为0.01J/m²。在一个或多个实施方式中，在第一界面和第二界面的一个或多个处的有效粘合能可以是如下范围：约为0.85-3.85J/m²、约为0.85-3J/m²、约为0.85-2J/m²、以及约为0.85-1J/m²。在第一界面150和第二界面160的一个或多个处的有效粘合能也可以是约为0.1-0.85J/m²或者约为0.3-0.7J/m²。根据一些实施方式，从环境温度到最高至约600℃，在第一界面和第二界面的一个或多个处的有效粘合能保持基本恒定，或者例如0.1J/m²至约0.85J/m²的目标范围内。在一些实施方式中，从环境温度到最高至约600℃，在一个或多个界面处的有效粘合能比玻璃基材的平均内聚粘合能小至少25％。

在层叠制品100、100a(参见图1和1A)的有效界面140、第一界面150和/或第二界面160展现中等粘合的实施方式中，可以在负荷过程期间从玻璃基材和/或膜分离至少一部分的裂纹减缓层130，所述负荷过程导致膜和/或裂纹减缓层中的裂纹生长和/或裂纹形成。当从玻璃基材120和/或膜110分离至少一部分的裂纹减缓层130时，此类分离可以包括裂纹减缓层与(与裂纹减缓层发生分离的)玻璃基材120和/或膜110之间的粘合下降或者没有粘合。在其他实施方式中，当仅分离了一部分的裂纹减缓层时，该分离的部分可以被裂纹减缓层仍然与玻璃基材120和/或膜110粘合的部分完全围绕或者至少部分围绕。在一个或多个实施方式中，当在此类负荷过程中，层叠制品在特定应变水平下发生应变时，可以从膜110或玻璃基材120中的一个发生裂纹减缓层130的至少部分分离。在一个或多个实施方式中，该应变水平可以是在玻璃基材120的第一平均断裂应变或膜110的平均断裂应变之间。

在层叠制品100的一个或多个具体实施方式中，当源自膜110中的裂纹桥接进入裂纹减缓层130时(或者跨过第二界面160时)，至少一部分的裂纹减缓层130与膜110分离。在制品100的一个特定实施方式中，当源自膜110的裂纹桥接进入裂纹减缓层130时，由于界面160处的粘合剂失效190(参见图6A)，至少一部分的裂纹减缓层130与膜110分离。在层叠制品100和100a的其他实施方式中，当源自玻璃基材120中的裂纹桥接进入裂纹减缓层130(或者跨过第一界面150)(参见图6A和6C)时，至少一部分的裂纹减缓层130与玻璃基材120分离。在另一个特定实施方式中，当源自玻璃基材120的裂纹桥接进入裂纹减缓层130时，由于界面150处的粘合剂失效190(参见图6A和6C)，至少一部分的裂纹减缓层130与玻璃基材120分离。如本文所用术语“粘合剂失效”指的是裂纹扩展基本限于制品100、100a的裂纹减缓层130、膜110和玻璃基材120之间的一个或多个界面150和160。

在不导致裂纹生长和/或裂纹形成的负荷水平(即，平均断裂应变水平小于玻璃基材的平均断裂应变水平且小于膜的平均断裂应变水平)，裂纹减缓层130没有分离并且保持与玻璃基材120粘合(以及对于制品100，与膜110粘合)。不希望受限于理论，裂纹减缓层130的脱层或者部分脱层降低了玻璃基材120中的应力集中。因此，相信玻璃基材120中的应力集中的下降导致使得玻璃基材120发生失效(并最终导致层叠制品100、100a发生失效)所需的负荷或应变水平增加。以这种方式，相比于没有裂纹减缓层的层叠制品，裂纹减缓层130防止了层叠制品的平均挠曲强度的下降或增加。

裂纹减缓层130的材料和厚度可用于控制玻璃基材120和/或膜110之间的有效粘合能。通常来说，两个表面之间的粘合能如下所示(参见L.A.Girifalco和R.J.Good，《评估表面和界面能的理论：I界面张力的推导和应用(A theory for the estimation ofsurface and interfacial energies,I.derivation and application to interfacialtension)》，物理化学期刊(Journal of Physical Chemistry)，第61卷，904页(“Girifalco和Good”))：

W＝γ₁+γ₂+γ₃ (7)

其中γ₁、γ₂和γ₁₂分别是表面1、表面2的表面能以及表面1和2的界面能。单个表面能通常是如下两方面的组合：色散分量γ^d和极性分量γ^p，如下所示：

γ＝γ^d+γ^p (8)

当粘合主要是由于伦敦色散力(γ^d)和极性作用力(例如氢键，γ^p)时，可以通过(参见Girifalco和Good)，给出界面能：

在将(9)代入(7)之后，粘合能可以近似计算如下：

在上式(10)中，仅仅考虑了粘合能的范德华(和/或氢键)键合分量。它们包括极性-极性相互作用(基桑力(Keesom))、极性-非极性相互作用(德拜力(Debye))以及非极性-非极性相互作用(伦敦力(London))。但是，也可能存在其他引力能，例如共价键和静电结合。因此，作为更一般化形式，上式写作：

其中w_c和w_e是共价粘合能和静电粘合能。等式(11)描述了粘合能是四个表面能参数加上共价能和静电能(如果存在的话)的函数。通过选择裂纹减缓层130材料来控制范德华(和/或氢)键合和/或共价键合，可以实现合适的粘合能。

薄膜的粘合能(包括裂纹减缓层130与玻璃基材120或膜110之间的粘合能)的直接测量是具有挑战性的。相反地，两片玻璃之间的粘结的粘结强度可以通过插入薄刀片并测量裂纹长度来确定。在薄玻璃与较厚的载体(具有涂层或表面改性)的情况下，粘结粘合能γ与载体杨氏模量E₁、载体厚度t_w1、薄玻璃模量E₂、薄玻璃厚度t_w2、刀片厚度t_b和裂纹长度L相关，符合如下等式(12)的关系：

等式(12)可以用于近似获得裂纹减缓层130与玻璃基材120或膜110之间的粘合能(例如，分别地，对于图1所示的层叠制品100是界面150和160处的粘合能；以及对于图1A所示的层叠制品100a是界面150处所示的粘合能)。例如，可以采用等式(12)测得的两块玻璃基材(例如，一块厚的和一块薄的)之间的粘合能作为对照样。然后，可以通过对对照玻璃基材(例如，厚载体基材)进行表面处理制备各种玻璃基材样品。表面处理是特定裂纹减缓膜130的示例。在表面处理之后，然后将经过处理的玻璃基材粘结到与对照样中所用的薄基材相当的薄玻璃基材。然后可以采用等式(12)测量经过处理的样品的粘合能，然后将从可比测量获得的结果与玻璃对照样品进行对比。

在层叠制品100和110a的一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130可以形成除了膜110与玻璃基材120之间的桥接之外的裂纹扩展的优选路径。换言之，裂纹减缓层130可以使得形成在膜110和玻璃基材120中的一个中并且朝向膜120和玻璃基材120中的另一个的裂纹偏转进入裂纹减缓层130。在此类实施方式中，裂纹可以(对于层叠制品100)沿着基本平行于第一界面150或第二界面160中的一个的方向或者可以(对于层叠制品100a)沿着基本平行于第一界面150的方向扩展通过裂纹减缓层130。如图6B和6C所示，裂纹变成限制在裂纹减缓层130内的内聚失效180。如本文所用术语“内聚失效”指的是裂纹扩展基本限于裂纹减缓层130内。

在此类实施方式中，当构造成建立如图6B和6C所示的内聚失效180时，裂纹减缓层130提供了裂纹扩展的优选路径。裂纹减缓层130可以导致源自膜110或玻璃基材120且进入裂纹减缓层130中的裂纹保留在裂纹减缓层中。作为替代或补充，层叠制品100的裂纹减缓层130有效地限制了源自膜110和玻璃基材120中的一个的裂纹扩展进入此类膜和玻璃基材中的另一个。类似地，层叠制品100a的裂纹减缓层130有效地限制了源自层130和玻璃基材120中的一个的裂纹扩展进入此类层和基材中的另一个。这些行为可单独或统一表征为裂纹偏转。以这种方式，裂纹偏转而没有发生膜110与玻璃基材120之间或者裂纹减缓层130与玻璃基材120之间的桥接。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130可以提供低韧性层或界面，其展现出低断裂韧性和/或低临界应变能量释放速率，这可促进裂纹偏转进入裂纹减缓层130而不是贯穿裂纹减缓层进入膜110和/或玻璃基材120。如本文所用“有助于”包括产生使得裂纹偏转进入裂纹减缓层130而不是扩展进入玻璃基材120或膜110的有利条件。“有助于”还可包括产生较不曲折路径，使得裂纹扩展进入和/或通过裂纹减缓层130而不是进入玻璃基材120或膜110。

裂纹减缓层130可以展现出较低的断裂韧性，以提供低韧性裂纹减缓层，如下文进一步详述。在此类实施方式中，裂纹减缓层130展现出的断裂韧性可以是玻璃基材120或膜110的断裂韧性的约50％或者小于50％。在更多的具体实施方式中，裂纹减缓层130的断裂韧性可以是玻璃基材120或膜110的断裂韧性的约25％或者小于25％。例如，裂纹减缓层130可展现出如下断裂韧性：约为1MPa·m^1/2或更小、0.75MPa·m^1/2或更小、0.5MPa·m^1/2或更小、0.4MPa·m^1/2或更小、0.3MPa·m^1/2或更小、0.25MPa·m^1/2或更小、0.2MPa·m^1/2或更小、0.1MPa·m^1/2或更小，并且包括前述值之间的有所范围和子范围。

根据制品100的一个或多个实施方式，裂纹减缓层130的平均断裂应变可大于膜110的平均断裂应变。在层叠制品100和100a的一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130可具有大于或等于约0.5％、0.7％、1％、1.5％、2％或者甚至4％的平均断裂应变。裂纹减缓层130可具有0.6％、0.8％、0.9％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、5％或6％或者甚至更大的平均断裂应变。在一个或多个实施方式中，膜110可具有1.5％、1.0％、0.7％、0.5％或者甚至0.4％或者更小的平均断裂应变(裂纹起始应变)。膜110可具有1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、0.9％、0.8％、0.6％、0.3％、0.2％、0.1％或者更低的平均断裂应变。对于层叠制品100，玻璃基材120的平均断裂应变可大于膜110的平均断裂应变，在一些情况下，可大于裂纹减缓层130的平均断裂应变。在层叠制品100和100a的一些其他具体实施方式中，裂纹减缓层130可具有高于玻璃基材120的平均断裂应变，以使得裂纹减缓层对于玻璃基材的任意负面机械影响最小化。

根据一个或多个实施方式，裂纹减缓层130的临界应变能释放速率(G_IC＝K_IC ²/E)可大于膜110的临界应变能释放速率。在其他实施方式中，裂纹减缓层130展现出的临界应变能释放速率可以小于玻璃基材的临界应变能释放速率的0.25倍或小于0.5倍。在具体实施方式中，裂纹减缓层130的临界应变能释放速率可以约为0.1kJ/m²或更小、约为0.09kJ/m²或更小、约为0.08kJ/m²或更小、约为0.07kJ/m²或更小、约为0.06kJ/m²或更小、约为0.05kJ/m²或更小、约为0.04kJ/m²或更小、约为0.03kJ/m²或更小、约为0.02kJ/m²或更小、约为0.01kJ/m²或更小、约为0.005kJ/m²或更小、约为0.003kJ/m²或更小、约为0.002kJ/m²或更小、约为0.001kJ/m²或更小；但是在一些实施方式中，大于约0.0001kJ/m²(即，大于约0.1J/m²)。

用于层叠制品100、100a的裂纹减缓层130的折射率可以大于玻璃基材120的折射率。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130的折射率可以小于膜110的折射率。在一个更具体的实施方式中，裂纹减缓层130的折射率可以在玻璃基材120和膜110的折射率之间。例如，裂纹减缓层130的折射率可以约为1.45-1.95，约为1.5-1.8，或者约为1.6-1.75。或者，在大部分的可见光波长范围(例如，450-650nm)，裂纹减缓层的折射率可以比玻璃基材大不超过0.05个折射率单位或小不超过0.05个折射率单位，或者裂纹减缓层的折射率可以与玻璃基材基本相同。在某些实践方式中，裂纹减缓层130构造成使得基材与裂纹减缓层的光学透射率相比于单独的基材的光学透射率变化小于或等于1％。换言之，裂纹减缓层130可构造成使得保留了基材的光学性质(例如，光学透射率和反射率)。

在一个或多个实施方式中，层叠制品100、100a的裂纹减缓层130能够耐受高温过程。此类过程可包括真空沉积过程，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，反应性或非反应性喷溅或激光烧蚀)、热或电子束蒸发和/或原子层沉积。在一个或多个具体实施方式中，裂纹减缓层130能够耐受真空沉积过程，其中，通过真空沉积，将布置在玻璃基材120上的膜110和/或其他膜沉积到裂纹减缓层130上。如本文所用术语“耐受”包括裂纹减缓层130抵挡超过100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃的温度，以及潜在的甚至更高的温度。在一些实施方式中，可以将裂纹减缓层130视作耐受真空沉积过程或温度处理过程，如果在将膜110和/或其他膜沉积到玻璃基材上(以及裂纹减缓层130上)之后，裂纹减缓层130经受的重量损失小于或等于10％，小于或等于8％，小于或等于6％，小于或等于4％，小于或等于2％或者小于或等于1％的话。裂纹减缓层经受重量损失的沉积过程(或者沉积过程之后的测试)可以包括：大于或等于约100℃、大于或等于约200℃、大于或等于约300℃、大于或等于约400℃的温度；富集具体气体(例如，氧气、氮气、氩气等)的环境；和/或可在高真空(例如10^-6托)、大气条件和/或其间压力(例如，10毫托)下进行沉积的环境。如下文所述，用于形成裂纹减缓层130的材料可以具体地为其选择高温耐受性(即，耐受高温过程例如真空沉积过程的能力)和/或为其选择环境耐受性(即，耐受富集具体气体或者具体压力的环境的能力)。这些耐受性可包括高温耐受性、高真空耐受性、低真空除气、等离子体或离子化气体的高耐受性、臭氧的高耐受性、UV高耐受性、溶剂高耐受性或者酸或碱的高耐受性。在一些实施方式中，可以对裂纹减缓层130进行选择以通过根据ASTM E595的除气测试。在一个或多个实施方式中，相比于没有裂纹减缓层130的制品，包含裂纹减缓层130的层叠制品100、100a可展现出改进的平均挠曲强度。换言之，分别地，包括玻璃基材120、膜110和裂纹减缓层130的制品100以及包括玻璃基材120和裂纹减缓层130的制品100这两者都展现出比包括玻璃基材120和膜110但是不包括裂纹减缓层130的制品以及包括玻璃基材但是不包括裂纹减缓层130的制品更大的平均挠曲强度。

在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130可以包括有机硅酸盐/酯或者有机硅材料，其可以通过大气等离子体化学气相沉积(AP-CVD)、等离子体强化的化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积(LPCVD)或者旋涂玻璃(SOG)加工技术来沉积。在某些方面，有机硅酸盐/酯材料或者有机硅材料源自甲基化的二氧化硅。在一些方面，有机硅酸盐/酯的特征在于平均硅连通度小于4的硅氧烷网络，其中，平均来说，每个硅原子具有一定的非零可能性与最高至三个有机基团直接键合。通常来说，此类材料是通过单官能、二官能或三官能有机硅化合物(任选地，和其他添加剂，例如硅前体和氧化剂)反应形成的。在一些方面，这些有机硅酸盐/酯或者有机硅材料源自如下有机金属前体中的任意一种：六甲基二硅氧烷(HMDSO)、六甲基二硅氮烷(hexamethyldislazane)(HMDSN)、四乙基正硅酸盐(TEOS)、四甲基二硅氧烷(tetramethyldisoloxane)(TMDSO)和四乙基硅烷(TMS)。另一个方面涉及采用有机铝前体开发有机硅酸盐/酯或有机硅材料用作裂纹减缓层130。此外，取决于用于建立层130的等离子体强化的化学气相沉积技术，可以通过调整如下参数中的一个或多个来调节裂纹减缓层130的性质，例如弹性模量、孔隙度和表面粗糙度：等离子体源频率和功率、工作气体和载体流量、前体流量、前体物质、等离子体源与基材之间的距离等。对于PECVD和LPCVD工艺，可以调整前述参数以及室压力、真空水平等，来调节裂纹减缓层130的性质，使得这些工艺方法具有一定的额外灵活性。

用于裂纹减缓层130的组合物中的这些材料中的有机取代具有一些令人感兴趣的优势。例如，随着有机取代的增加，有机基团可以将硅酸盐的表面能从接近玻璃的值(即，通过Wu等式，与去离子水、十六烷和二碘甲烷的接触角测量并计算的约75mJ/m²)降低到接近35mJ/m²的值(更典型的聚合物材料的值)。有机取代的另一个优点在于，其能够通过降低其网络密度、降低Si-O-Si键的极性以及增加摩尔自由体积来降低材料的弹性模量。有机取代的另一个优点是，随着有机分数的增加，其提升了硅酸盐的折射率。

在某些其他实施方式中，裂纹减缓层130的特征在于，弹性模量为20GPa或更小、19GPa或更小、18GPa或更小、17GPa或更小、16GPa或更小、15GPa或更小、14GPa或更小、13GPa或更小、12GPa或更小、11GPa或更小、10GPa或更小、9GPa或更小、8GPa或更小、7GPa或更小、6GPa或更小，或者更优选地，5GPa或更小。在一些方面中，裂纹减缓层130的特征在于弹性模量约为20GPa至约0.1GPa。

在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130可以包括低孔隙度、氧化物结构，其包括如下一种或多种：HfO₂、SiO₂、SiO、SiO_x、Al₂O₃；TiO₂、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、GeO₂，以及本领域已知的类似材料。在一些情况下，裂纹减缓层130可以包括具有低孔隙度的无机材料(单独或者与前述氧化物结构中的一种或多种组合)。例如，无机材料可以包括金属氟化物(例如，CaF₂、BaF₂、AlF₃、MgF₂、SrF₂、LaF₃，以及镧系三氟化物)。在一些实施方式中，裂纹减缓层130可以包括两种或更多种金属氟化物。当裂纹减缓层130包括氧化物和/或氟化物结构时，其孔隙度水平应该是20％或更小、19％或更小、18％或更小、17％或更小、16％或更小、15％或更小、14％或更小、13％或更小、12％或更小、11％或更小、10％或更小、9％或更小、8％或更小、7％或更小、6％或更小、5％或更小、4％或更小、3％或更小、2％或更小、1％或更小。除非另有说明，否则可以通过本领域已知方法，在沉积过程中原位测量裂纹减缓层130中的孔隙度。此外，还可以测量含有膜110和基材120的制品100中的裂纹减缓层130中的孔隙度。例如，可以采用卢瑟福背散射(“RBS”)和聚焦离子束(“FIB”)技术来测量和计算层130中的孔隙度，以分别探知层的面积密度和厚度。

在一个实践方式中，裂纹减缓层130可以包括高度致密的BaF₂膜，其厚度约为300nm，孔隙率约为4％。在另一个实践方式中，裂纹减缓层130可以包括低孔隙度BaF₂膜(其厚度约为300nm，孔隙率约为19％)以及HfO₂膜(厚度为100nm)。

用于裂纹减缓层130的金属氟化物可以以致密晶体、多晶、半无定形或无定形膜的形式沉积。此外，这些膜可以通过各种方法以不连续膜沉积在玻璃基材120上，包括但不限于各种真空沉积技术和其他沉积技术，例如，电子束蒸发、物理气相沉积、离子辅助沉积、喷溅、原子层沉积(ALD)等。在一些实践方式中，用于裂纹减缓层130的致密、无定形金属氟化物膜可以包括如下金属体系，其包含钡、钛、锆和铪的氟化物，例如BaF₂-TiF₄、BaF₂-HfF₄。有利的是，用于裂纹减缓层130的不连续的金属氟化物膜以及其他无机材料可以作为不连续膜原位沉积，后续采用此类真空沉积技术沉积膜110。可以在此类多次膜沉积序列过程中维持清洁度。此外，通过在单个真空室中在玻璃基材120上沉积多层膜可以降低制造时间。

在某些方面，裂纹减缓层130中所含的无机材料还可包括至少部分源自玻璃基材120的反应产物。在这些实施方式的一部分中，可以通过选择性蚀刻玻璃基材120的表面(例如，界面150处)的某些玻璃组成，来建立裂纹减缓层130。在一些情况下，采用低压等离子体处理(例如，约50毫托)来进行沉积和/或蚀刻。

在一个或多个实施方式中，层叠制品100、100a的裂纹减缓层130可以是连续层或者不连续层。当裂纹减缓层是不连续层时，其上布置了裂纹减缓层130的第一相对表面122可以包括暴露区域132(或者不包含裂纹减缓层130的区域)以及包含裂纹减缓层130的区域，如图5A-5C所示。裂纹减缓层130的式样可以包括被暴露区域132(或者不包含裂纹减缓层130的区域)围绕的材料的离散岛，如图5B所示。或者，裂纹减缓层130可以形成材料的连续基质，使暴露区域132(或者不包含裂纹减缓层130的区域)被裂纹减缓层130围绕，如图5C所示。裂纹减缓层130可以覆盖第一相对表面122的面积的约50％、约60％、约70％、约80％、约90％、或者约100％。裂纹减缓层130的厚度可以是沿着其所布置的第一相对表面的所有面积是基本均匀的。在一个或多个替代实施方式中，裂纹减缓层130的厚度可以变化以提供较小厚度的区域和较大厚度的区域。当裂纹减缓层是连续或不连续时，可以存在厚度变化。

通过各种方法，裂纹减缓层130可以布置在膜110与玻璃基材120之间(即，如同层叠制品100所采用的那样)，或者可以单独地布置在基材120上(即，如同层叠制品100a所采用的那样)。可以采用真空沉积技术，例如，化学气相沉积(例如，等离子体强化的化学气相沉积、大气压化学气相沉积或者等离子体强化的大气压化学气相沉积)、物理气相沉积(例如，反应性或非反应性喷溅、热蒸发、电子束蒸发或者激光烧蚀)、热、电阻或电子束蒸发和/或原子层沉积，来布置裂纹减缓层130。一个或多个实施方式的裂纹减缓层130可以展现出较高的温度耐受性、UV臭氧或等离子体处理可靠性、UV透明性、环境老化的可靠性、以及真空中的低脱气等。在还通过真空沉积形成了膜的情况下，裂纹减缓层和膜这两者可以采用相同或相似的真空沉积室或者采用相同或相似的涂覆设备形成。

还可以采用基于液体的沉积技术，例如，溶胶凝胶涂覆或聚合物涂覆方法，例如，旋涂、喷涂、狭缝拉制、滑动、绕线棒、刀/刀片、空气刀、帘法、辊涂和凹印涂覆等，以及本领域已知的其他方法来布置裂纹减缓层130。

裂纹减缓层130可以是基本上光学透明的且不含光散射，例如，光学透射雾度小于或等于10％、小于或等于9％、小于或等于8％、小于或等于7％、小于或等于6％、小于或等于5％、小于或等于4％、小于或等于3％、小于或等于2％、小于或等于1％，以及其间的所有范围和子范围。可以通过控制裂纹减缓层130中的孔的平均尺寸来控制层的透射雾度，如本文所定义。层中的示例性平均孔尺寸可以包括200nm或更小、100nm或更小、90nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、50nm或更小、40nm或更小、30nm或更小、20nm或更小、10nm或更小、5nm或更小，以及其间的所有范围和子范围。可以经由光散射测量或者采用透射电子显微镜(TEM)进行直接分析或者其他已知方法来评估这些孔尺寸。

可以采用沉积方法的小心控制来控制裂纹减缓层130的孔隙度和机械性质，例如，真空室内的略微过压的气体、低温沉积、沉积速率控制以及等离子体和/或电子束能量改性。虽然通常使用气相沉积方法，但是也可以使用其他已知方法来提供具有所需孔隙度和/或机械性质的裂纹减缓层。例如，包含纳米多孔层的裂纹减缓层也可通过湿化学或者溶胶凝胶方法形成，例如，旋涂、浸涂、狭缝/裂缝涂覆、辊涂、凹印涂覆和喷涂。

对于某些应用，可以通过使用稍后发生溶解或热降解的成孔剂(例如，嵌段共聚物成孔剂)、相分离方法、或者浇铸颗粒层或纳米颗粒层(其在颗粒间产生空隙并保留部分空穴)，从而有意地在裂纹减缓层130中引入孔隙度。在本公开的某些方面，裂纹减缓层130可以通过结合气相沉积和降解方法来制备具有纳米孔隙度。这些方法包括沉积基质和惰性多孔体或致孔剂。然后在后续分解步骤中，从层130去除多孔体或致孔剂，以实现所需的纳米孔隙度。因此，对于最终得到的刚加工的层130的所需纳米孔隙度而言，惰性多孔体或致孔剂的进行合适的尺寸调节、筛分或者其他方式加工至它们位于基质中的最终尺寸和密度。

在一些实施方式中，裂纹减缓层130可以展现出于玻璃基材120和/或膜110和/或(如本文所述的)其他层相似的折射率，以使得光学干涉效应最小化。因此，裂纹减缓层130展现出的折射率可以略微高于、等于、或者略微低于基材120和/或膜110的折射率。作为补充或替代，裂纹减缓层130展现出的折射率可以经过调节以实现减反射的干涉效应。可以通过控制层的孔隙度和/或纳米孔隙度，来略微加工裂纹减缓层130的折射率。例如，在一些情况下，可能希望选择具有较高折射率的材料，当其制造成具有目标孔隙度水平的裂纹减缓层时，可以展现出约为1.4-1.8的中等折射率，或者近似等于玻璃基材的折射率或略高于玻璃基材的折射率的折射率(例如，约为1.45-1.6)。裂纹减缓层130的折射率可以采用本领域已知的“有效折射率”模型与孔隙度水平相关联。

用于层叠制品100、100a的裂纹减缓层130的厚度(其包括发生厚度变化的裂纹减缓层的平均厚度)可以是如下范围：约0.001-10μm(1-10,000nm)或者约为0.005-0.5μm(5nm至约500nm)、约为0.01-0.5μm(10nm至约500nm)、约0.02-0.2μm(20nm至约200nm)；但是，在一些情况下，膜可以薄得多，例如，裂纹减缓层130可以是单分子“单层”，其厚度约为0.1-1nm。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130的厚度可以是约为0.02μm至约为10μm、约为0.03μm至约为10μm、约为0.04μm至约为10μm、约为0.05μm至约为10μm、约为0.06μm至约为10μm、约为0.07μm至约为10μm、约为0.08μm至约为10μm、约为0.09μm至约为10μm、约为0.1μm至约为10μm、约为0.01μm至约为9μm、约为0.01μm至约为8μm、约为0.01μm至约为7μm、约为0.01μm至约为6μm、约为0.01μm至约为5μm、约为0.01μm至约为4μm、约为0.01μm至约为3μm、约为0.01μm至约为2μm、约为0.01μm至约为1微米、约为0.02μm至约为1微米、约为0.03至约为1μm、约为0.04μm至约为0.5μm、约为0.05μm至约为0.25μm或者约为0.05μm至约为0.15μm。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层的厚度可以约为30nm或更小、约为20nm或更小、约为10nm或更小、约为5nm或更小、约为4nm或更小、约为3nm或更小、约为2nm或更小、或者约为1nm或更小。

在一个或多个实施方式中，玻璃基材120、膜110和/或裂纹减缓层130的厚度可以是具体地相互相关。例如，裂纹减缓层130的厚度可以小于或等于膜厚度的约10倍。例如，当膜110的厚度约为85nm时，裂纹减缓层130的厚度可以小于或等于约850nm。在另一个例子中，裂纹减缓层130的厚度可以约为35-80nm，以及膜110的厚度可以约为30-300nm。在一个变化形式中，裂纹减缓层130的厚度小于或等于膜110厚度的9倍、8倍、7倍、6倍、5倍、4倍、3倍或者2倍。在另一个变化形式中，膜110的厚度和裂纹减缓层130的厚度分别小于约10μm、小于约5μm、小于约2μm、小于约1μm、小于约0.5μm或者小于约0.2μm。在一些实施方式中，裂纹减缓层130厚度与膜110厚度之比可以是约为1:1至1:8，约为1:2至1:6，约为1:3至1:5或者约为1:3至1:4。在另一个变化形式中，裂纹减缓层130的厚度小于约0.1μm，以及膜110的厚度大于裂纹减缓层。

层叠制品的一个或多个实施方式包括裂纹减缓层130，其包含有机硅酸盐/酯材料、金属氟化物、金属氧化物，或其组合。在此类实施方式中，当采用裂纹减缓层130时，膜110维持功能性质(例如，光学性质、电性质和机械性质)，制品100保留其平均挠曲强度。在此类实施方式中，膜110可以包括一层或多层透明传导氧化物层(例如氧化铟锡层)或者耐划痕层(例如，AlOxNy、AlN)，及其组合。此外，玻璃基材120可以经过强化，或者更具体地，经过化学强化。

作为补充或替代，包含氧化铟锡层、耐划痕层(例如，AlOxNy、AlN及其组合)、易清洁层、减反射层和防指纹层等中的一种或多种的膜110与包含有机硅酸盐/酯材料、金属氟化物、金属氧化物或其组合的裂纹减缓层130形成堆叠，其中，堆叠具有低的整体光学反射性。例如，在450-650nm、420-680nm或者甚至400-700nm的可见光波长范围，该堆叠的整体反射率(总反射率)可以是小于或等于15％、小于或等于10％、小于或等于8％、小于或等于7％、小于或等于6.5％、小于或等于6％、小于或等于5.5％。上述反射率数字可能存在于包含来自一个裸玻璃界面(或者未涂覆玻璃界面)的反射率一些实施方式，对于来自单独的未涂覆的玻璃界面近似为4％反射率，或者可以表征为是玻璃基材的第一主表面和布置在第一主表面上的膜和层(以及相关的界面)的反射率(排除了来自玻璃基材的未涂覆的第二主表面的4％的反射率)。在一些情况下，当玻璃基材的一个或多个主表面被包覆折射率约为1.45-1.65的典型包覆(即，额外膜或层)覆盖时，在450-650nm、420-680nm或者甚至400-700nm的可见光波长范围，来自膜堆叠结构和单独的膜-玻璃涂覆界面的反射率(减去未涂覆的玻璃界面的反射率)的反射率可以小于约5％、4％、3％、2％或者甚至小于约1.5％。此外，堆叠结构可展现出高光学透过率，其表明同时具有低反射率和低吸收率，根据一般关系：透过率＝100％-反射率-吸收率。(当忽略与玻璃基材相关或者单独的包覆层的反射率和吸收率时)对于堆叠结构在450-650nm、420-680nm或者甚至400-700nm可见光波长范围的透过率可以大于约75％、80％、85％、90％、95％、或者甚至98％。

可以通过改变膜110、裂纹减缓层130和/或玻璃基材120的性质中的一个或多个，来调节制品100、100a的光学性质。例如，制品100、100a可展现出在约为400-700nm可见光波长范围内小于或等于15％、小于或等于10％、小于或等于8％、小于或等于7％、小于或等于6.9％、小于或等于6.8％、小于或等于6.7％、小于或等于6.6％、小于或等于6.5％、小于或等于6.4％、小于或等于6.3％、小于或等于6.2％、小于或等于6.1％和/或小于或等于6％的总反射率。范围可如上文具体所述进一步改变，膜堆叠/单独的涂覆的玻璃界面的范围如上文所列。在更具体的实施方式中，本文所述的制品100、100a可展现出比没有裂纹减缓层130的制品更低的平均反射率和更高的平均挠曲强度。在一个或多个替代实施方式中，可以通过改变玻璃基材120、膜110和/或裂纹减缓层130的厚度，对制品100的光学性质、电性质或者机械性质的至少两个进行调节。作为补充或替代，可以通过改变玻璃基材120、膜110和/或裂纹减缓层130的厚度，对制品100、100a的平均挠曲强度进行调节或改进。

制品100、100a可包括布置在玻璃基材120上的一个或多个额外膜。在制品100的一个或多个实施方式中，所述一个或多个额外膜可以布置在膜110上或者布置在与膜相对的主表面上。额外膜可以布置成与膜110直接接触。在一个或多个实施方式中，额外膜的位置可以是：1)玻璃基材120与裂纹减缓层130之间(例如，在层叠制品100a中)；或者2)裂纹减缓层130与膜110之间(例如，在层叠制品100中)。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓层130和膜110都可以布置在玻璃基材120和额外膜之间。额外膜可包括保护层、粘合剂层、平坦化层、防碎裂层、光学粘结层、显示层、偏振层、吸光层，反射改性干涉层、耐划痕层、阻隔层、钝化层、气密层、扩散阻挡层及其组合，以及本领域已知的其他层，以实现这些或相关功能。合适的保护层或阻隔层的例子包括含有SiO_x、SiN_y、SiO_xN_y、其他类似材料及其组合的层。还可以对此类层进行改性以匹配或者补偿膜110、裂纹减缓层130和/或玻璃基材120的光学性质。例如，可以选择保护层具有与裂纹减缓层130、膜110或玻璃基材120相似的折射率。本领域技术人员应理解的是，可以出于各种原因插入具有不同折射率和/或厚度的多个额外膜。可以对额外膜(以及裂纹减缓层130和膜110)的折射率、厚度以及其他性质进行进一步改性和优化，而不背离本公开的精神。在其他情况下，例如，当裂纹减缓层130可能具有比膜高的折射率时，可以采用交替膜设计。

在一个或多个实施方式中，所述的制品100、100a可用于信息显示装置和/或触摸传感装置。在一个或多个替代实施方式中，制品100、100a可以是层叠结构的部分，例如用于汽车或航天器窗的玻璃-聚合物-玻璃层叠的安全玻璃。用于这些层叠的示例性聚合物材料是PVB(聚乙烯基缩丁醛)，并且本领域已知许多可以使用的其他中间层材料。此外，对于层叠玻璃的结构存在各种选项，其没有具体的限制。制品100、100a在最终应用(例如，汽车挡风玻璃、遮阳篷顶或侧玻璃)中可以是弯曲或者有形状的。出于设计或机械原因，制品100、100a的厚度可以发生变化；例如，制品100、100a的边缘处可以比制品的中心处厚。制品100、100a可经过酸性抛光或者任意其他方式的处理，以去除或减少表面瑕疵的影响。

本公开的第二个方面属于采用本文所述的制品100用于覆盖玻璃应用。在一个或多个实施方式中，覆盖玻璃可以包括具有玻璃基材120(其可也经过强化或者未经强化)、耐划痕膜(例如，膜110，其包括硬材料，例如AlO_xN_y、AlN、SiO_xN_y、SiAl_vO_xN_y、Si₃N₄及其组合)和裂纹减缓层130的层叠制品。层叠制品可以包括一层或多层额外膜用于在层叠制品上减少反射和/或提供易清洁或防指纹表面。

本公开的另一个方面涉及包括本文所述的制品的触摸传感装置。在一个或多个实施方式中，触摸传感装置可包括玻璃基材120(其可以经过强化或者未经过强化)、包含透明传导氧化物的膜110以及裂纹减缓层130。透明传导氧化物可包括氧化铟锡、氧化铝锌、氟化氧化锡或者其他本领域已知的。在一个或多个实施方式中，膜110可不连续地布置在玻璃基材120上。换言之，膜110可布置在玻璃基材120的离散区域上。具有膜的离散区域形成图案化或涂覆区域(未示出)，而没有膜的离散区域形成未图案化或未涂覆区域(未示出)。在一个或多个实施方式中，图案化或涂覆区域以及未图案化或未涂覆区域是通过如下方式形成的：将膜110连续地布置在玻璃基材120的表面上，然后在离散区域中选择性地蚀刻掉膜110，从而在那些离散区域中不存在膜110。可以采用蚀刻剂，例如水性溶液中的HCl或FeCl₃，例如市售可得自仟斯公司(Transene Co)的TE-100蚀刻剂，来蚀刻掉膜110。在一个或多个实施方式中，蚀刻剂没有使得纹减缓层130发生明显降解或去除。或者，可以将膜110选择性地沉积到玻璃基材120的表面的离散区域上，以形成图案化或涂覆区域以及未图案化或未涂覆区域。

在一个或多个实施方式中，未涂覆区域的总反射率与涂覆区域的总反射率相似。在一个或多个具体实施方式中，在约为450-650nm、约为420-680nm或者甚至约为400-700nm的可见光波长范围内，未图案化或未涂覆区域的总反射率与图案化或涂覆区域的总反射率相差约为小于或等于5％、小于或等于4.5％、小于或等于4％、小于或等于3.5％、小于或等于3％、小于或等于2.5％、小于或等于2.0％、小于或等于1.5％或者甚至小于或等于1％。

根据本公开的另一个方面，同时包括裂纹减缓层130和膜110(其可包括氧化铟锡或其他透明传导氧化物)的制品100展现出对于在触摸传感装置使用此类制品可接受的电阻率。在一个或多个实施方式中，当存在于本文所揭示的制品中的时候，膜110展现出约为小于或等于100欧姆/平方、小于或等于80欧姆/平方、小于或等于50欧姆/平方或者甚至小于或等于30欧姆/平方的片电阻。在此类实施方式中，膜厚度可以小于或等于约200nm、小于或等于150nm、小于或等于100nm、小于或等于80nm、小于或等于50nm或者甚至小于或等于35nm。在一个或多个具体实施方式中，当存在于制品100中的时候，此类膜展现出小于或等于10x 10^-4欧姆-cm、小于或等于8x 10^-4欧姆-cm、小于或等于5x 10^-4欧姆-cm或者甚至小于或等于3x 10^-4欧姆-cm的电阻率。因此，当存在于本文所揭示的制品100中的时候，膜110可有助于维持用于触摸传感应用(包括投射电容式触摸传感器装置)中的透明传导氧化物膜和其他此类膜所预期的电性能和光学性能。

本文公开内容还可用于具有非交互式或用于显示器的制品100、100a，例如，此类制品可用于如下情况，其中，装置具有玻璃前侧和后侧，所述玻璃前侧用于显示并且可以是交互的，所述后侧可能表述为非常广泛意义的“装饰性的”，表示后侧可以“涂漆”一些颜色，具有艺术性或关于制造商、型号和序列号的信息、织构化或者其他特征。

对于层叠制品100(参见图1)的光学性质，膜110可以包括耐划痕材料，例如，AlN、Si₃N₄、AlO_xN_y和SiO_xN_y，其具有约为1.7-2.1的较高折射率。用于层叠制品100和100a(参见图1A)的玻璃基材120通常具有约为1.45-1.65的折射率。此外，用于制品100和100a的裂纹减缓层130通常具有在某处接近基材120和膜110(当存在时)的常见折射率范围，或者位于它们之间。这些折射率值的差异(例如，基材120与裂纹减缓层130之间)可以导致不合乎希望的光学干涉效应。具体来说，在界面150和/或160处(参加图1和1A)的光学干涉会导致光谱反射振荡，这产生制品100和100a中观察到的明显颜色。由于光谱参照振幅随着入射照射角发生偏移，反射的颜色随着观察角而发生偏移。最终，观察到的颜色和随着入射照射角发生的色移通常对于装置使用者而言是分散注意力或令人讨厌的，特别是在诸如荧光发光和一些LED发光的锋利光谱特征的照射情况下。

根据本公开的一些方面，可以通过使得界面150和160中的一处或两处的反射率最小化，从而减少整个制品的反射振荡和反射色移，来减小制品100和100a中观察到的颜色和色移。在一些方面，可以调节裂纹减缓层130的密度、厚度、组成和/或孔隙度，来使得界面150和160处的此类反射率最小化。例如，根据前述方面来构造层130可以减少可见光谱上的反射的振幅和/或振荡。

如本文所用术语“振幅”包括反射率或透射率的峰谷变化。同样地，如本文所用术语“透射率”定义为给定波长范围内，穿透制品100和100a的入射光功率百分比。术语“平均透射率”指的是透光率的光谱平均值乘以发光效率函数，如CIE标准观察者所定义。术语“反射率”类似地定义为给定波长范围内，从制品100和100a反射的入射光功率百分比。通常采用具体谱线宽度来测量透射率和反射率。此外，术语“平均振幅”包括光波长状态内，每个可能的100nm波长范围上取平均值的反射率或透射率峰谷变化。如本文所用，“光波长状态”包括约为420-700nm的范围。

根据一个或多个实施方式，层叠制品100和100a在光学状态展现出大于或等于约85％的平均透射率。在一些实施方式中，层叠制品100和100a可以展现出大于或等于80％、大于或等于82％、大于或等于85％、大于或等于90％、大于或等于91％、大于或等于92％、大于或等于93％、大于或等于94％、或者大于或等于95％的平均透射率。

在一些方面，制品100和100a在可见光谱展现出小于或等于20％的平均总反射率。例如，制品100、100a的某些实施方式展现出小于或等于20％、小于或等于15％、小于或等于10％、小于或等于9％、小于或等于8％、小于或等于7％、小于或等于6％、或者小于或等于5％的总反射率。

根据一个或多个实施方式，制品100和100a的总反射率可以等于或小于玻璃基材120的总反射率。在一个或多个实施方式中，制品100和100a在光波长状态展现出较平坦的透射率谱图、反射率谱图或者透射率谱图与反射率谱图。在一些实施方式中，较平坦的透射率和/或反射率谱图包括沿着整个光波长状态或者光波长状态内的波长范围区段小于或等于约5个百分点的平均振幅幅度。波长范围区段可以是约50nm、约100nm、约200nm或者约300nm。在一些实施方式中，平均振幅幅度可以如下：小于或等于约4.5个百分点、小于或等于约4个百分点、小于或等于约3.5个百分点、小于或等于约3个百分点、小于或等于约2.5个百分点、小于或等于约2个百分点、小于或等于约1.75个百分点、小于或等于约1.5个百分点、小于或等于约1.25个百分点、小于或等于约1个百分点、小于或等于约0.75个百分点、小于或等于约0.5个百分点、小于或等于约0.25个百分点或者约0个百分点，以及其间的所有范围和子范围。在一个或多个具体实施方式中，制品100和100a在光波长状态的约100-200nm的选定波长范围区段展现出如下透射率，其中，谱图的振幅的最大峰约为80％、约为82％、约为84％、约为86％、约为87％、约为88％、约为89％、约为90％、约为91％、约为92％、约为93％、或者约为95％，以及其间的所有范围和子范围。

在一些实施方式中，较为平坦的平均透射率和/或平均反射率包括：沿着光波长状态中的具体波长范围区段的最大振幅幅度，其表述为平均透射率或平均反射率的百分比。还会沿着光波长状态的相同特定波长范围区段测量层叠制品100和100a的平均透射率或平均反射率。波长范围区段可以约为50nm、约为100nm或者约为200nm。在一个或多个实施方式中，制品100和100a展现出如下平均透射率和/或平均反射率，其平均振幅幅度小于或等于约10％、小于或等于约5％、小于或等于约4.5％、小于或等于约4％、小于或等于约3.5％、小于或等于约3％、小于或等于约2.5％、小于或等于约2％、小于或等于约1.75％、小于或等于约1.5％、小于或等于约1.25％、小于或等于约1％、小于或等于约0.75％、小于或等于约0.5％、小于或等于约0.25％或者小于或等于约0.1％，以及其间的所有范围和子范围。沿着光波长状态的约为50nm、约为100nm、约为200nm或者约为300nm的波长范围区段，制品可以展现出该基于百分比的平均振幅幅度。例如，沿着约为500-600nm的波长范围(其是光波长状态内约为100nm的波长范围区段)，根据本公开的制品可展现出约为85％的平均透射率。沿着相同波长范围(500-600nm)，这表示沿着500-600nm的波长范围，制品还可展现出约为3％的基于百分比的振幅幅度，绝对振幅幅度(非基于百分比的振幅幅度)约为2.55个百分点。

本公开的第二个方面属于结合了本文所揭示的制品100、100a的装置，如图17和18所示。图17-18所示的装置是移动电话，但是可以包括：具有显示屏的任意装置或制品(例如，消费者电子件，包括移动电话、平板、电脑和导航系统等)，建筑制品，运输制品(例如，车辆、火车、飞行器、航海器等)，电器制品，或者任意需要部分透明性、耐划痕性、耐磨性或其组合的制品。图17显示消费者电子器件1000，其包括：具有前表面1040、后表面1060和侧表面1080的外壳1020；(未示出的)电子组件，其至少部分位于或者完全位于外壳内并且至少包括控制器、存储器和位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻的显示器1120；以及位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的制品100、100a，从而使其位于显示器上方。在一些实施方式中，外壳1020可以在背表面1060、侧表面1080或者部分前表面1040中的任意一处或多处包括制品100、100a。

本公开的另一个方面属于形成制品100和100a的方法。在一个或多个实施方式中，此类方法包括：提供玻璃基材120，在玻璃基材的第一主表面上布置膜110，从而在其间产生有效界面，以及控制有效界面的有效粘合能。在某些方面，此类方法包括：提供玻璃基材120和在基材上产生有效界面，以及控制有效界面的有效粘合能。在一个或多个实施方式中，方法包括将有效粘合能控制到小于约4J/m²。在一个或多个实施方式中，控制有效粘合能包括：在布置膜之前(例如，对于制品100)，在玻璃基材120的表面(例如，主表面122、124中的一个或多个和/或一个或多个次表面)上布置裂纹减缓层130。换言之，控制有效粘合能包括：对于制品100，在膜110和玻璃基材120之间布置裂纹减缓层130，以及对于制品100a，在基材120上布置裂纹减缓层130。

在形成制品100和100a的方法中，裂纹减缓层130可以包含氟，以及在一些情况下，还可包含金属。根据一些实施方式，裂纹减缓层130包括金属氟化物。此外，可以通过物理气相沉积和其他沉积技术在玻璃基材120上沉积金属氟化物，包括但不限于：蒸发、电子束蒸发、离子辅助沉积、喷溅和原子层沉积(ALD)技术。当裂纹减缓层130结合两种或更多种金属氟化物时，可以采用上述技术中的一些来以单膜结构共沉积此类材料，这是本领域技术人员能够理解的。在其他实践方式中，裂纹减缓层可以单独包括金属氧化物或者包括金属氧化物与前述金属氟化物的组合。可以通过各种热工艺(包括经由任意前述沉积技术，之后在氧化环境中进行热处理来沉积金属)来建立金属氧化物层。

根据一些实践方式，形成制品100和100a的方法采用包含有机硅酸盐/酯材料(例如，甲基化二氧化硅)的裂纹减缓层130。这样，用于形成制品100、100a的这些方法可以采用用于沉积裂纹减缓层的步骤，其包括以下沉积技术中的任意一种：大气等离子体化学气相沉积(AP-CVD)、等离子体强化的化学气相沉积(PECVD)或者旋涂玻璃(SOG)加工技术。在一些方面，有机硅酸盐/酯的特征在于平均硅连通度小于4的硅氧烷网络，其中，平均来说，每个硅原子具有一定的非零可能性与最高至三个有机基团直接键合。通常来说，此类材料是通过单官能、二官能或三官能有机硅化合物(任选地，和其他添加剂，例如硅前体和氧化剂)反应形成的。

在一个或多个实施方式中，方法包括通过真空沉积过程布置膜110和/或裂纹减缓层130。在具体实施方式中，此类真空沉积过程可采用至少约25℃、50℃、75℃、100℃、200℃、300℃、400℃的温度，以及其间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，裂纹减缓层130可以通过湿工艺形成。

在一个或多个具体实施方式中，方法包括控制裂纹减缓层130和/或膜110的厚度。本文所揭示的控制裂纹减缓层和/或膜的厚度可通过如下方式进行：控制用于形成裂纹减缓层和/或膜的一个或多个过程，从而使得施加的裂纹减缓层和/或膜具有所需或者所限定的厚度。在一个甚至更具体的实施方式中，方法包括控制裂纹减缓层130和/或膜110的厚度，以维持(或者在一些情况下增强)玻璃基材120的平均挠曲强度、玻璃基材120的功能性质和/或膜110的功能性质。

在一个或多个替代实施方式中，方法包括控制裂纹减缓层130和/或膜的连续性。控制裂纹减缓层130的连续性可以包括：形成连续的裂纹减缓层，以及去除裂纹减缓层的选定部分，以产生不连续的裂纹减缓层。在其他实施方式中，控制裂纹减缓层的连续性可以包括选择性地形成裂纹减缓层以形成不连续裂纹减缓层。此类实施方式可以使用掩膜、蚀刻剂及其组合，从而控制裂纹减缓层的连续性。

在一个或多个替代实施方式中，方法包括：当裂纹减缓层130布置在玻璃基材120上(对于形成层叠制品100、100a的方法而言)，但是在沉积膜110之前(特别是对于制品100a而言)，控制裂纹减缓层130的表面能。在制造的该中间阶段控制裂纹减缓层的表面能可能对于建立可重复的制造过程是有用的。在一个或多个实施方式中，方法包括：将裂纹减缓层130的表面能控制到小于约70mJ/m²或更小、60mJ/m²或更小、50mJ/m²或更小、40mJ/m²或更小、30mJ/m²或更小、20mJ/m²或更小，但是在一些情况下，大于约15mJ/m²(当裂纹减缓层130未被覆盖且暴露于空气时测量)。在一个或多个实施方式中，前述表面能值和范围同时包括极性分量和色散分量，并且可以通过将三种测试液体(水、二碘甲烷和十六烷)的三个接触角与S.Wu(1971)建立的已知理论模型拟合来进行测量。(参见S.Wu，J.Polym.Sci.C部分,第34卷,第19-30页,1971)

在一个或多个实施方式中，方法可以包括在裂纹减缓层130中产生受控量的孔隙度。方法可任选地包括如本文其他地方所述控制裂纹减缓层的孔隙度。方法还可包括通过控制裂纹减缓层的沉积和制造过程来控制裂纹减缓层和/或膜的固有膜应力。

方法可以包括在玻璃基材120上布置额外膜，如本文所述。在一个或多个实施方式中，该方法可包括在玻璃基材上布置额外膜，从而使得在玻璃基材120和裂纹减缓层130之间、裂纹减缓层130和膜110之间布置所述额外膜，或者使得膜110在裂纹减缓层130和所述额外膜之间。或者，方法可以包括在玻璃基材120与布置了膜的表面相对的主表面上布置额外膜。

在一个或多个实施方式中，该方法包括在玻璃基材上布置了裂纹减缓层130、膜110和/或额外膜之前或之后，对玻璃基材120进行强化。玻璃基材120可以经过化学强化或者任意其他方式强化。可以在玻璃基材120上布置了裂纹减缓层130之后但是在玻璃基材上布置了膜110之前，对玻璃基材120进行强化。可以在玻璃基材120上布置了裂纹减缓层130和膜110之后但是在玻璃基材上布置了额外膜(如果存在的话)之前，对玻璃基材120进行强化。对于没有采用额外膜的时候，可以在玻璃基材上布置了裂纹减缓层130和膜110之后对玻璃基材120进行强化。

以下实施例表示本公开的某些非限制性实施方式。

实施例1：具有BaF₂和BaF₂/HfO₂裂纹减缓层的层叠制品的强度。

实施例1A-1D所指定的层叠制品样品(“实施例1A-1D”)是通过提供具有根据如下组成的玻璃基材形成的：约65摩尔％SiO₂、约5摩尔％B₂O₃、约14摩尔％Al₂O₃、约14摩尔％Na₂O、和约2.5摩尔％MgO。玻璃基材的厚度为1mm。玻璃基材经过离子交换进行强化，以提供约为690MPa的表面压缩应力(CS)和约为24μm的压缩层深度(DOL)。通过将玻璃基材浸入加热至约为350-450℃温度范围内的熔融硝酸钾(KNO₃)浴，来进行离子交换过程。将玻璃基材浸入浴中，持续3-8小时，以实现表面CS和压缩DOL。在完成离子交换过程之后，实施例1A-1D的玻璃基材在温度约为50℃的2％浓度的KOH清洁剂溶液中进行清洁，其购自半清洁KG公司(Semiclean KG)。

在实施例1中，实施例1A样品表示对照样，因为其仅含有玻璃基材。类似地，实施例1B样品也作为对照样，因为其含有厚度约为440nm的SiN_x耐划痕膜并且不含裂纹减缓层。在实施例1B样品中，在150℃，以硅烷前体气体和氮气在等离子体热Versaline HDPCVD系统中沉积SiN_x耐划痕膜。在实施例1C和1D样品中，采用根据实施例1A和1B的玻璃基材和耐划痕SiN_x膜。此外，实施例1C和1D具有裂纹减缓层，其包括厚度约为300nm的BaF₂膜。更具体来说，用于实施例1C样品的裂纹减缓层包括BaF₂/HfO₂结构，其中，HfO₂膜的厚度约为100nm。在实施例1C中，BaF₂膜在50℃加工，并且构造成具有约19％的孔隙度。对于实施例1D，用于该层叠制品样品的BaF₂膜明显比用于实施例1C的BaF₂膜更致密，因为其是在200℃加工并且构造成孔隙度约为4％。

使用环上环(ROR)负荷失效测试来证实实施例1A-1D的平均挠曲强度的保留，如图7所示。对于ROR负荷失效测试，具有膜和/或裂纹减缓层的那侧处于拉伸。ROR负荷失效测试参数包括：1.6mm的接触半径、1.2mm/分钟的十字头速度、0.5英寸的负荷环直径、以及1英寸的支撑环直径。在测试之前，将粘合膜放置在进行测试的样品的两侧上，以装纳破碎的玻璃碎片。

如图7所示，添加包含BaF₂或BaF₂/HfO₂的裂纹减缓层(分别是实施例1C和1D)导致层叠制品保留与不含裂纹减缓层或膜的玻璃基材(实施例1A)几乎相同的平均挠曲强度。此外，具有裂纹减缓层的制品(实施例1C和1D)展现出的平均挠曲强度大于包括仅具有SiN_x膜且不含裂纹减缓层的强化玻璃基材的制品(实施例1B)。具体来说，相比于仅包括强化玻璃基材而没有额外膜或层的对照样品(实施例1A)，具有SiN_x膜且没有裂纹减缓层的实施例1B样品展现出明显的平均挠曲强度下降。

实施例2：具有BaF₂裂纹减缓层和SiN_x耐划痕膜的层叠制品的光学性质。

在实施例2中，通过提供0.7mm厚的离子交换强化铝硅酸盐玻璃基材，来制造实施例2A-2E指定的层叠制品样品(“实施例2A-2E”)。这些基材具有与实施例1相同的组成。玻璃基材在温度约为350-450℃的KNO₃熔盐浴中离子交换持续3-8小时。离子交换玻璃基材具有约687MPa的压缩应力和约24微米的离子交换层深度。然后玻璃基材在KOH清洁剂溶液(1-4％半清洁KG)中清洗，其温度约为50-70℃，40-110kHz超声搅拌，以相同频率范围超声在DI水中冲洗，并干燥。

在实施例2中，实施例2A样品表示对照样，因为其仅含有玻璃基材。类似地，实施例2B样品也作为对照样，因为其含有8层耐划痕(“8L SCR”)膜(层厚度如下表1所示)且不含裂纹减缓层。在实施例2B样品中，用于实施例1的可适用样品所采用的相同系统和参数来沉积耐划痕膜堆叠。在实施例2C、2D和2E样品中，采用根据实施例2A和2B的玻璃基材。此外，实施例2C、2D和2E具有裂纹减缓层，其包括厚度约为200nm的BaF₂膜。在实施例2C和2D中，裂纹减缓层结构的BaF₂部分在50℃加工并且构造成具有约19％的孔隙度。在实施例2E中，裂纹减缓层结构在200℃加工并且构造成具有约4％的孔隙度。此外，实施例2D和2E具有沉积在裂纹减缓层上的如下表1所述的8L SCR堆叠。

表1：实施例2A-2E的8层耐划痕涂层设计

在图8A中，提供了实施例2A-2E指定的层叠制品的反射谱和透射谱。图例中的前缀“R”和“T”分别表示对应于反射率和透射率数据的数据序列。更具体来说，在光波长状态(即，420-700nm)，反射谱和透射谱的振幅不超过约14％。实施例2A、2B、2C、2D和2E所指定的层叠制品样品在可见光范围上展现出约为3-5％或更小的R和T振幅。注意的是，相对于裸玻璃基材和具有8L SCR堆叠的基材对照样(实施例2A和2B)，具有多孔BaF₂裂纹减缓层和8LSCR堆叠的实施例2D样品展现出最大透射率下降。具体来说，实施例2D在380-780nm展现出约为75-85％的透射率水平。

参见图8B，该图显示对于实施例2A、2B、2C、2D和2E，1-(R+T)与波长的关系，其中，R是反射率以及T是透射率。也就是说，“1-(R+T)”的大小等于透射率与反射率之和(如图8A所示)与1之差。因此，“1-(R+T)”反映了吸收和/或散射而不是其他方式被样品反射和透射通过的光量。在图8B中，明显的是，相比于玻璃基材对照样(即，实施例2A)，BaF₂裂纹减缓层(即，实施例2C)几乎不产生至不产生光散射或吸收。但是，当在BaF₂裂纹减缓层上沉积8LSCR涂层时(即，实施例2D和2E)，发生部分散射和/或吸收，但是在450-800nm波长范围内，该水平通常小于10％。

实施例3：图8B所示的散射和/或吸收的来源

制备一组12个样品(实施例3A1-A3、3B1-B3、3C1-C3和3D1-D3)来研究由于表面粗糙度导致的光散射作为具有多孔BaF₂裂纹减缓层和8L SCR的制品所观察到的透射率水平的略微下降的缘由(参见例如图8B中的实施例2C和2D)。实施例3A1-A3对应：具有裸基材的样品，具有在50℃沉积的200nm的BaF₂层的基材，以及具有在200℃沉积的200nm的BaF₂层的基材。实施例3B1-B3分别具有与相应的实施例3A1-3A3相同的结构，以及布置在相应的裸基材或者BaF₂层/基材结构上的400nm的SiN_x膜。实施例3C1-C3分别具有与相应的实施例3A1-3A3相同的结构，以及布置在相应的裸基材或者BaF₂层/基材结构上的2000nm的SiN_x膜。实施例3D1-B3分别具有与相应的实施例3A1-3A3相同的结构，以及布置在相应的裸基材或者BaF₂层/基材结构上的8LSCR膜。

如图9所示，对于实施例3A1-3D3所指定的12个样品进行透射率、反射率和表面粗糙度测量，以建立400nm波长处的1-(R+T)与均方根(“RMS”)表面粗糙度(R_q，nm)的关系。采用原子力显微镜(“AFM”)技术，对于每个样品进行RMS测量，这是本领域技术人员所能够理解的。在图9中，来自每组具有最高光滑度(即，最低R_q值)的样品是未经涂覆的玻璃基材(例如，实施例3A1、3B1、3C1和3D1)。相反地，最粗糙的样品是具有50℃沉积的200nm的BaF₂层的那些(例如，实施例3A3、3B3、3C3和3D3)。因此，图9显示被对于未经涂覆的玻璃基材样品，这些样品散射和/或吸收的光量不受到表面粗糙度的影响。相反地，当制品含有400nm SiN_x、2000nm SiN_x、或8L SCR堆叠时，散射和/或吸收效应更为明显并且随着制品粗糙度而增加。因此，根据本公开的裂纹减缓层应该具有<5nm R_q的表面粗糙度，从而不散射和/或吸收光并且不影响含有该层的制品的整体光学性质。

实施例4：具有BaF₂裂纹减缓层和10层AR膜的层叠制品的光学性质。

在实施例4中，通过提供1mm厚的离子交换强化铝硅酸盐玻璃基材，来制造实施例4A-4D指定的层叠制品样品(“实施例4A-4D”)。这些基材具有与实施例1相同的组成。玻璃基材在温度约为350-450℃的KNO₃熔盐浴中离子交换持续3-8小时。离子交换玻璃基材具有约687MPa的压缩应力和约24微米的离子交换层深度。然后玻璃基材在KOH清洁剂溶液(1-4％半清洁KG)中清洗，其温度约为50-70℃，40-110kHz超声搅拌，以相同频率范围超声在DI水中冲洗，并干燥。

在实施例4中，实施例4A样品表示裸玻璃对照样。实施例4B也是对照样，因为其在玻璃基材上含有10层AR(“10L AR”)膜(其具有SiO₂和SiN_x的交替层(参见下表2))，但是不含裂纹减缓层。在实施例4B样品中，10L AR膜在150℃的等离子体-热Versaline HDCVD设备中沉积。在实施例4C样品中，根据实施例4B构造制备玻璃基材和10L AR膜，以及插入基材和10L AR膜之间的200nm厚的多孔BaF₂裂纹减缓层(即，在50℃沉积)。在实施例4D样品中，根据实施例4B构造制备玻璃基材和10L AR膜，以及插入基材和10L AR膜之间的200nm厚的致密BaF₂裂纹减缓层(即，在200℃沉积)。多孔BaF₂裂纹减缓层结构(实施例4C)的孔隙度约为19％，以及致密BaF₂裂纹减缓层结构(实施例4D)展现出约为4％的孔隙度。

表2：实施例4A-4D的10层AR膜设计

在图10中，提供了实施例4A-4D指定的层叠制品的反射谱和透射谱。因而，图10呈现的数据可用于对于多孔或致密BaF₂裂纹减缓层结构对于具有10LAR膜的层叠制品的影响。图例中的前缀“R”和“T”分别表示对应于反射率和透射率数据的数据序列。在图10中，呈现的数据表示在光波长状态(即，380-700nm)，反射谱和透射谱的振幅不超过约5％。通过对比实施例4A和4B的谱图，证实在基材上添加10L AR膜不明显增加光波长状态中的反射率和透射率幅度的大小。类似地，在实施例4C和4D中，在玻璃基材与10L AR膜之间存在BaF₂裂纹减缓层也没有明显增加光波长状态中的反射率和透射率振幅的大小。此外，在实施例4C和4D中存在BaF₂裂纹减缓层也没有明显降低透射率或者增加来自10L AR堆叠的反射。如图7-10所示的数据所证实，BaF₂裂纹减缓层结构可以提供强度保留而没有损害用于根据实施例1-4所制备的层叠制品中所采用的玻璃基材和膜(例如，SiN_x、8L SCR和10L AR膜)的光学性质。

实施例5：具有源自三甲基硅酸盐/酯(TMS)的有机硅酸盐/酯裂纹减缓层的层叠制品的强度

在实施例5中，如上文所述，实施例1A-1B所指定的层叠制品样品也用于该实施例。具体来说，通过提供具有与实施例1相同组成的玻璃基材来形成实施例1A和1B。此外，在与实施例1A所指定样品类似的离子交换调节下，对实施例1A1的一组层叠制品进行加工，其具有与实施例1A所采用的相同基材组成的裸玻璃基材。所有这些玻璃基材的厚度都是1.0mm。用于实施例1A和1B的玻璃基材经过离子交换进行强化，以提供约为690MPa的表面压缩应力(CS)和约为24μm的压缩层深度(DOL)。用于实施例1A1的玻璃基材还通过离子交换强化以提供约887MPa的表面CS和约42.2μm的DOL。通过如下方式进行实施例1A、1A1和1B的离子交换过程：将玻璃基材浸入加热至约为350-450℃温度范围内的熔融硝酸钾(KNO₃)浴中。将玻璃基材浸入浴中，持续3-8小时，以实现表面CS和压缩DOL。在完成离子交换过程之后，实施例1A、1A1和1B的玻璃基材在温度约为50℃的2％浓度的KOH清洁剂溶液中进行清洁，其购自半清洁KG公司(Semiclean KG)。

在实施例5中，实施例1A和实施例1A1样品表示对照样，因为它们仅含有玻璃基材。类似地，实施例1B样品也作为对照样，因为其含有厚度约为440nm的SiN_x SCR膜并且不含裂纹减缓层。如上文所述，在150℃，以硅烷和氮气在等离子体热Versaline HDPCVD系统中沉积实施例1B的SiN_x SCR膜。

还在实施例5中制备了指定为实施例5A、5B、5C和5D的样品。对于实施例5A-5D样品，制备根据实施例1A1条件的强化玻璃基材和根据实施例1B条件的SiN_x SCR膜。此外，实施例5A-5D分别具有布置在基材与SiN_x SCR膜之间的裂纹减缓层，其包括源自三甲基硅酸盐/酯(TMS)的有机硅酸盐/酯层。因此，有机硅酸盐/酯层沉积在基材上，之后SCR膜沉积在硅酸盐/酯层上。在实施例5A和5B中，TMS层分别具有50nm和约300nm的目标厚度。采用大气等离子体化学气相沉积(APCVD)工艺，在空气室温下，在线性DBD型大气等离子体系统中采用10sccm TMS和180W等离子体功率，来沉积这些裂纹减缓层。类似地，用于实施例5C和5D的TMS层分别具有50nm和约300nm的目标厚度。采用APCVD工艺，在空气150℃下，在线性DBD型大气等离子体系统中采用10sccm TMS和180W等离子体功率，来沉积这些裂纹减缓层。通过采用本领域技术人员所理解的针尖轮廓仪和扫描电子显微镜技术，实施例5A、5B、5C和5D所用的相应膜所测得的实际厚度分别是52.5nm、319.7nm、28.1nm和315.6nm。通过纳米压痕测量实施例5A、5B、5C和5D的膜硬度数据，分别提供0.1GPa、0.1GPa、0.44GPa和0.44GPa的值。也通过纳米压痕测量实施例5A、5B、5C和5D的膜模量数据，分别提供4GPa、4GPa、9GPa和9GPa的值。

使用环上环(ROR)负荷失效测试来证实实施例1A-1B和5A-5D的平均挠曲强度的保留，如图11A所示。对于ROR负荷失效测试，具有膜和/或裂纹减缓层的那侧处于拉伸。ROR负荷失效测试参数包括：1.6mm的接触半径、1.2mm/分钟的十字头速度、0.5英寸的负荷环直径、以及1英寸的支撑环直径。在测试之前，将粘合膜放置在进行测试的样品的两侧上，以装纳破碎的玻璃碎片。

如图11A所示，具有裂纹减缓层的层叠制品(实施例5A、5B、5C和5D)展现出的平均挠曲强度大于包括仅具有SiN_x SCR膜且不含裂纹减缓层的强化玻璃基材的制品(实施例1B)。具体来说，相比于仅包括强化玻璃基材而没有额外膜或层的对照样品(实施例1A和1A1)，具有SiN_x SCR膜且没有裂纹减缓层的实施例1B样品展现出明显的平均挠曲强度下降。

同样如图11A所示，添加包括源自TMS的有机硅酸盐/酯材料的4GPa模量(分别是实施例5A和5B)导致层叠制品保留的平均挠曲强度几乎与没有裂纹减缓层或膜的玻璃基材(实施例1A和1A1)相同。对于实施例5D(具有300nm厚的9GPa模量的裂纹减缓层)，还观察到了玻璃挠曲强度的完全保留。对于实施例5C(具有较薄的50nm厚的9GPa模量的裂纹减缓层)，观察到了部分强度保留。相信实施例5C观察到的挠曲强度的变化与加工相关问题有关，这导致裂纹减缓层的不连续性，导致基材与SCR膜之间的直接或紧密接触区域。

如图11A所呈现的数据所证实的那样，包含源自TMS的有机硅酸盐/酯材料的裂纹减缓层可能在SiN_x SCR膜和/或玻璃基材之间具有中等粘合。根据实施例5制备的50nm和300nm有机硅酸盐/酯膜进行表面能测量。具体来说，50和300nm的有机硅酸盐/酯膜分别展现出29.07和28.72mJ/m²的总表面能水平。这些表面能水平低于与文献中的典型烃类聚合物相关的表面能值，并且预期会导致用于该实施例的层叠制品中的基材与SiN_x膜之间的中等粘合。此外，用于实施例5A、5B、5C和5D的裂纹减缓层的较低的弹性模量对于图11A所观察到的强度保留也起到作用。如本公开上文所述，这些膜的弹性模量值(4GPa和9GPa)是足够低的，从而有助于SCR膜与下方结构之间的裂纹偏转，确保SCR膜的存在不对制品的整体强度造成负面影响。

实施例5A：具有有机硅酸盐/酯裂纹减缓层和SiN_x耐划痕膜的层叠制品的光学性质。

层叠制品样品实施例1A1和实施例5A-5D用于实施例5A来评估在SiN_xSCR膜下方含有有机硅酸盐/酯裂纹减缓层的层叠制品的光学性质。在图11B中，提供了实施例1A1、5A-5D指定的层叠制品的反射谱和透射谱。图例中的前缀“R”和“T”分别表示对应于反射率和透射率数据的数据序列。除了在低于450nm的波长处透射有小的下降之外，含有源自TMS的有机硅酸盐/酯裂纹减缓层的制品(实施例5A-5D)的透射水平近乎与裸玻璃基材(实施例1A1)的情况一致。对于含有有机硅酸盐/酯层的制品(实施例5A-5D)，在可见光波长范围(380-830nm)，相对于裸玻璃基材(实施例1A1)透射的平均下降分别是0.9％、1.1％、0.7％、1.3％。此外，对于这些样品，相对于含裸玻璃基材的样品实施例1A1，透射的平均下降分别是1.2％、3.5％、1.2％和4.9％。

实施例6：具有有机硅酸盐/酯裂纹减缓层和9层AR膜的层叠制品的光学性质。

在实施例6中，通过提供1mm厚的离子交换强化铝硅酸盐玻璃基材来制造层叠制品样品，其与实施例4A指定的裸玻璃基材对照样和实施例4B指定的玻璃基材/10L DAR膜对照样是一致的(参见实施例4)。这些基材具有与实施例1相同的组成。玻璃基材在温度约为350-450℃的KNO₃熔盐浴中离子交换持续3-8小时。离子交换玻璃基材具有约687MPa的压缩应力和约24微米的离子交换层深度。然后玻璃基材在KOH清洁剂溶液(1-4％半清洁KG)中清洗，其温度约为50-70℃，40-110kHz超声搅拌，以相同频率范围超声在DI水中冲洗，并干燥。实施例4A样品表示对照样，因为其仅含有玻璃基材。类似地，实施例4B样品也作为对照样，因为其含有10层耐久性减反射(10L DAR)膜。具体来说，用于实施例4B的10L DAR膜包括在玻璃基材上的SiO₂和SiN_x的交替层(参见下表2)，但是不含裂纹减缓层。在实施例4B样品中，10L DAR膜在等离子体-热Versaline HDCVD设备中沉积。

对于实施例6中还采用的实施例6A和6A样品，这些制品还含有10L DAR膜，以类似于实施例4B所指定的层叠制品的方式加工。此外，实施例6A和6A样品分别在10L DAR膜下具有厚度约为50nm和300nm的包含源自TMS的有机硅酸盐/酯层的裂纹减缓层。具体来说，用于实施例6A和6A的源自TMS的有机硅酸盐/酯材料分别在与用于实施例5A和5B样品相同的条件下加工(即，室温沉积，目标厚度为50nm和300nm)，如关于实施例5所述。

在图12中，提供了实施例4A、4B、6A和6B指定的层叠制品的反射谱和透射谱。图例中的前缀“R”和“T”分别表示对应于反射率和透射率数据的数据序列。更具体来说，对于实施例4A、4B、6A和6B所指定的样品，光波长状态(即，约400-780nm之间)的透射谱分别是92.1％、94.8％、94.7％和94.3％。相对于含有10L DAR膜的对照样(实施例4B)，在实施例6A和6B样品中含有有机硅酸盐/酯裂纹减缓层导致整体透射率下降不超过0.5％。换言之，有机硅酸盐/酯层对于制品的整体透射率几乎没有影响。

实施例7：具有有机硅裂纹减缓层的层叠制品的强度。

实施例7A-7F指定的层叠制品样品(“实施例7A-7F”)通过提供具有与实施例1相同组成的玻璃基材形成。玻璃基材的厚度为1.0mm。玻璃基材经过离子交换进行强化，以提供约为687MPa的表面压缩应力(CS)和约为24μm的压缩层深度(DOL)。通过将玻璃基材浸入加热至约为350-450℃温度范围内的熔融硝酸钾(KNO₃)浴，来进行离子交换过程。将玻璃基材浸入浴中，持续3-8小时，以实现表面CS和压缩DOL。在完成离子交换过程之后，实施例7A-7F的玻璃基材在温度约为50℃的2％浓度的KOH清洁剂溶液中进行清洁，其购自半清洁KG公司(Semiclean KG)。

在实施例7中，实施例7A样品表示对照样，因为其仅含有玻璃基材。类似地，实施例7D1和7D2也作为对照样，因为它们含有厚度约为100nm的ITO透明导电墨，且不含裂纹减缓层。在实施例7D1和7D2样品中，沉积ITO膜。在实施例7B、7C、7E和7F样品中，采用根据实施例7A、7D1和7D2的玻璃基材和ITO膜。此外，实施例7B、7C、7E和7F分别具有裂纹减缓层，其包括通过HMDSO前体采用AP等离子体强化的CVD工艺沉积的有机硅膜。实施例7B、7C、7E和7F的有机硅膜分别具有10、25、50和100nm的厚度。此外，用于实施例7B、7C、7E和7F的玻璃基材的有机硅膜具有约12GPa的弹性模量和小于2GPa的硬度(参见图14A和14B)。

使用ROR负荷失效测试来证实实施例7A-7F的平均挠曲强度的保留，如图13所示。对于ROR负荷失效测试，具有膜和/或裂纹减缓层的那侧处于拉伸。ROR负荷失效测试参数包括：1.6mm的接触半径、1.2mm/分钟的十字头速度、0.5英寸的负荷环直径、以及1英寸的支撑环直径。在测试之前，将粘合膜放置在进行测试的样品的两侧上，以装纳破碎的玻璃碎片。

如图13所示，添加包含厚度为50nm或100nm的有机硅的裂纹减缓层(分别是实施例7E和7F)导致层叠制品保留与不含裂纹减缓层或膜的玻璃基材(实施例7A)几乎相同的平均挠曲强度。例如，具有50nm有机硅裂纹减缓层的玻璃基材(实施例7E)保留了不具有裂纹减缓层或ITO膜的“裸”基材约66％的强度(实施例7A)。具有100nm有机硅裂纹减缓层的玻璃基材(实施例7F)保留了不具有裂纹减缓层或ITO膜的“裸”基材约84％的强度(实施例7A)。此外，具有裂纹减缓层的制品(实施例7E和7F)展现出的平均挠曲强度大于包括仅具有ITO膜且不含裂纹减缓层的强化玻璃基材的制品(实施例7D1和7D2)。具体来说，相比于仅包括强化玻璃基材而没有额外膜或层的对照样品(实施例7A)，具有ITO膜且没有裂纹减缓层的实施例7D1和7D2样品展现出明显的平均挠曲强度下降。

参见图14A，绘制了对于根据本公开的方面，采用大气压等离子体强化CVD工艺利用HDMSO前体制备的有机硅裂纹减缓层，弹性模量数据与压痕深度的关系图。用于图14A所呈现数据来源的有机硅膜与实施例7B、7D、7E和7F所用的有机硅膜相当。注意的是，图14A中的数据证实对于最高至100nm的压痕深度，有机硅层具有约12GPa的弹性模量。相信对于超过100nm的压痕深度的弹性模量数据受到测试相关的物品的影响。

参见图14B，绘制了对于用于产生图14A的数据的有机硅裂纹减缓层样品的硬度数据与压痕深度的关系图。对于图14B，“实施例8A-8G”所示数据序列对应具有相同有机硅层的基材的单独硬度测试运作。如图14B所证实，有机硅层的硬度小于2GPa。此处，相信与最初数纳米深度以及超过100nm的压痕深度相关的硬度数据受到测试相关物品的影响。

参见图15，提供的图呈现了厚度约为100nm的有机硅裂纹减缓层的光学透射率数据。采用大气压等离子体强化CVD工艺来制备层。如图15所证实，100nm的有机硅层在300至约900nm的宽波长范围(其包括可见光波长)展现出高于90％的光学透射率。

在图16中，提供了具有厚度约为150nm的有机硅裂纹减缓层的玻璃基材的横截面的扫描电子显微镜(SEM)图像。采用根据本公开的另一个方面的大气压等离子体强化CVD工艺来制备层。如图16所示，在选定区域内，有机硅层具有约143-155nm的非常恒定的厚度。

尽管已经参考有限数量的实施方式描述了本公开，但是受益于本公开的本领域技术人员可以理解能够在不背离本公开所揭示的范围的前提下进行其他的实施方式。因此，本领域技术人员可进行各种修改、改动和选择，而不背离本公开的精神和范围。

Claims (34)

1.一种制品，所述制品包括：

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；以及

布置在所述裂纹减缓层上的膜，

其中，所述裂纹减缓层的特征在于弹性模量小于或等于约20GPa，以及

其中，所述裂纹减缓层的折射率大于或等于所述基材的折射率且小于或等于所述膜的折射率。

2.如权利要求1所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层还包含有机硅酸盐/酯材料。

3.如权利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层的厚度小于或等于约300nm。

4.如前述任一项权利要求所述的制品，其特征在于，所述膜包括：氮化硅、氧氮化硅、氧氮化铝、氮化铝、氧氮化硅铝或者氧化铟锡。

5.如前述任一项权利要求所述的制品，其特征在于，所述膜是包括多层结构的减反射膜，其具有第一材料与第二材料的交替层，其中，所述第一材料包括：氮化硅、氧氮化硅、氧氮化铝、氮化铝、氧氮化硅铝或者氧化铟锡，以及所述第二材料包括氧化硅或氧氮化硅。

6.如前述任一项权利要求所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层包括孔隙度小于或等于20％的金属氟化物层。

7.如权利要求2-6中任一项所述的制品，其特征在于，所述有机硅酸盐/酯材料是甲基化二氧化硅材料。

8.如权利要求7所述的制品，其特征在于，所述甲基化二氧化硅通过化学气相沉积(CVD)工艺沉积，并且其源自三甲基硅烷前体。

9.如权利要求2-6中任一项所述的制品，其特征在于，所述有机硅酸盐/酯材料用等离子体强化的化学气相沉积(PECVD)工艺沉积，并且其源自六甲基二硅氧烷(HMDSO)前体。

10.一种装置，其包括：

具有前表面、后表面和侧表面的外壳；

至少部分位于所述外壳内的电子组件；以及

位于所述外壳的前表面或者与所述外壳的前表面相邻的显示器；

其中，在所述显示器上布置权利要求1-9中任一项所述的制品。

11.一种制品，所述制品包括：

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，其形成第一界面；以及

布置在所述裂纹减缓层上的膜，其形成第二界面，

其中，所述制品在所述第一界面和第二界面中的一个或多个处展现出小于约4J/m²的有效粘合能，以及

其中，所述裂纹减缓层的折射率大于或等于所述基材的折射率且小于或等于所述膜的折射率。

12.如权利要求11所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层还包含有机硅酸盐/酯材料。

13.如权利要求11-12中任一项所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层的厚度小于或等于约300nm。

14.如权利要求11-13中任一项所述的制品，其特征在于，所述膜包括氮化硅。

15.如权利要求11-14中任一项所述的制品，其特征在于，所述膜是包括多层结构的减反射膜，其具有氮化硅与氧化硅的交替层。

16.如权利要求11-15中任一项所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层包括孔隙度小于或等于20％的金属氟化物层。

17.如权利要求12-16中任一项所述的制品，其特征在于，所述有机硅酸盐/酯材料是甲基化二氧化硅材料。

18.一种装置，其包括：

具有前表面、后表面和侧表面的外壳；

至少部分位于所述外壳内的电子组件；以及

位于所述外壳的前表面或者与所述外壳的前表面相邻的显示器；

其中，在所述显示器上布置权利要求11-17中任一项所述的制品。

19.一种制品，所述制品包括：

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；以及

布置在所述裂纹减缓层上的膜，

其中，所述制品的特征在于平均挠曲强度至少是基材的平均挠曲强度的90％，以及

其中，所述裂纹减缓层的折射率大于或等于所述基材的折射率且小于或等于所述膜的折射率。

20.如权利要求19所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层还包含有机硅酸盐/酯材料。

21.如权利要求19或20所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层的厚度小于或等于约300nm。

22.如权利要求19-21中任一项所述的制品，其特征在于，所述膜包括氮化硅。

23.如权利要求19-22中任一项所述的制品，其特征在于，所述膜是包括多层结构的减反射膜，其具有氮化硅与氧化硅的交替层。

24.如权利要求19-23中任一项所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层包括孔隙度小于或等于20％的金属氟化物层。

25.如权利要求19-24中任一项所述的制品，其特征在于，所述有机硅酸盐/酯材料是甲基化二氧化硅材料。

26.一种装置，其包括：

具有前表面、后表面和侧表面的外壳；

至少部分位于所述外壳内的电子组件；以及

位于所述外壳的前表面或者与所述外壳的前表面相邻的显示器；

其中，在所述显示器上布置权利要求19-25中任一项所述的制品。

27.一种制品，所述制品包括：

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；以及

布置在所述裂纹减缓层上的膜，

其中，所述制品的特征在于平均挠曲强度至少是基材的平均挠曲强度的90％，以及

其中，所述基材和裂纹减缓层分别包括光学透射率，以及所述裂纹减缓层的光学透射率相对于所述基材的光学透射率变化小于或等于1％。

28.如权利要求27所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层包括孔隙度小于或等于20％的金属氟化物层。

29.如权利要求27或28所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层还包含有机硅酸盐/酯材料。

30.如权利要求29所述的制品，其特征在于，所述有机硅酸盐/酯材料是甲基化二氧化硅材料。

31.如权利要求30所述的制品，其特征在于，所述甲基化二氧化硅通过化学气相沉积(CVD)工艺沉积，并且其源自三甲基硅烷前体。

32.如权利要求27-31中任一项所述的制品，其特征在于，所述裂纹减缓层的厚度约为50-150nm。

33.如权利要求29-32中任一项所述的制品，其特征在于，所述有机硅酸盐/酯材料用等离子体强化的化学气相沉积(PECVD)工艺沉积，并且其源自六甲基二硅氧烷(HMDSO)前体。

34.一种装置，其包括：

具有前表面、后表面和侧表面的外壳；

至少部分位于所述外壳内的电子组件；以及

位于所述外壳的前表面或者与所述外壳的前表面相邻的显示器；

其中，在所述显示器上布置权利要求27-33中任一项所述的制品。