CN116063005A - 用于保持制品强度和耐刮擦性的具有硬膜和裂纹减缓复合结构的基于玻璃的制品 - Google Patents

Abstract

一种制品，其包括：包含相对的主表面的基于玻璃的基材；在其中的一个主表面上方的裂纹减缓复合物，所述复合物包含无机元件和聚合元件；以及设置在裂纹减缓复合物上的硬膜，该硬膜包含的弹性模量大于或等于基于玻璃的基材的弹性模量。所述裂纹减缓复合物以弹性模量大于约30GPa为特征。进一步地，所述硬膜包括以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。

Description

用于保持制品强度和耐刮擦性的具有硬膜和裂纹减缓复合结构的基于玻璃的制品

本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2018/023974，国际申请日为2018年3月23日，进入中国国家阶段的申请号为201880035192.6，发明名称为《用于保持制品强度和耐刮擦性的具有硬膜和裂纹减缓复合结构的基于玻璃的制品》的发明专利申请的分案申请。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119要求于2017年3月28日提交的系列号为62/477708的美国临时申请的优先权权益，本申请以该申请的内容为基础，并通过引用的方式将其全文纳入本文。

背景技术

本公开涉及具有基于玻璃的基材的制品及其显示装置应用，所述基于玻璃的基材在其表面上沉积有耐刮擦膜。

最近人们发现，包含基于玻璃的基材的制品(如本文所述其可被强化或是坚固的)作为用于显示器的保护性盖板玻璃，特别是在触摸屏应用中具有广泛用途，并且所述制品在许多其他应用中有潜在用途，例如汽车或建筑窗户、用于光伏系统的玻璃以及在其他电子装置应用中使用的基于玻璃的基材。另外，消费电子产品中经常使用这些制品来保护产品内部的装置，以为输入和/或显示提供用户界面，以及/或者提供许多其他的功能。这种消费电子产品包括移动装置，如智能手机、mp3播放机和平板电脑。

当这些制品用于盖板基材及一些家用基材应用时，就最大光透射率和最小反射率而言，强的光学性能在许多的这些制品中是有益的。另外，在盖板基材应用中，期望在反射和/或透射中显示或看到的色彩不随观看角度(或入射照明角度)的改变而显著变化。也就是说，如果色彩、反射或透射随着观看角度的变化而发生可感知程度的变化，包含盖板玻璃的产品的使用者会感受到显示器的色彩或亮度发生变化，这会降低显示器的感官质量。在这些变化中，色彩变化往往是最显著的，也是使用者最反感的。

在许多的这些应用中，将耐刮擦膜施加于基于玻璃的基材可以是有利的。所述耐刮擦膜也可包括设置在外部的耐刮擦膜与基材之间的其他功能膜和/或层。因此，示例性的耐刮擦膜可包括以下材料的一层或多层或一个或多个膜：氧化铟锡(ITO)或其他透明导电氧化物(例如铝或镓掺杂的锌氧化物和氟掺杂的锡氧化物)，各种类型的硬膜(例如，类金刚石碳、Al₂O₃、AlN、AlO_xN_y、Si₃N₄、SiO_xN_y、Si_uAl_xO_yN_z、TiN、TiC)，IR或UV反射层，导电或半导电层，电子器件层，薄膜晶体管层或抗反射(AR)膜(例如SiO₂、Nb₂O₅和TiO₂层状结构)。这些耐刮擦膜无论是独立的还是多层的，均期望具有高的耐刮擦性，并且常是硬的和/或具有高的弹性模量，否则它们的其他功能性质或在它们下方的基材的功能性质(例如机械性质、耐久性、导电性和/或光学性质)将受损。在大多数情况中，这些耐刮擦膜是薄膜，因此，它们的厚度一般在0.005μm至10μm的范围内(例如5nm至10,000nm)。

当在基于玻璃的基材(其可以是强化的或特征为坚固的)的表面上施加耐刮擦膜时，所述基于玻璃的基材的平均挠曲强度可能减小，例如，当用环上环强度测试评估时。所述性质的测量不受温度的影响(即，所述性能不是由于任何的加热导致强化的基于玻璃的基材的显著或可测量的表面压缩应力所引起的)。平均挠曲强度的减少显然也不受加工过程中的任何玻璃表面损伤或腐蚀的影响，并且显然是制品的固有机械性能，甚至当厚度为约5nm至约10μm的耐刮擦薄膜施加于所述制品时也如此。不局限于理论，认为这种平均挠曲强度的减少与以下因素有关：耐刮擦膜相对于强化的或坚固的基于玻璃的基材之间的粘合，选定的强化的或坚固的基于玻璃的基材相对于选定的耐刮擦膜的高平均挠曲强度(或高的平均断裂应变)，以及所述膜和基于玻璃的基材之间的裂纹桥接。

当将采用基于玻璃的基材的这些制品用于例如某些电子装置应用时，它们可能在制造过程中经受额外的高温加工。更具体地，所述制品可在将耐刮擦膜沉积在基于玻璃的基材上之后经受额外的高温加工。这些额外的高温处理通常是由于要在所述制品的基材和/或膜上对额外的结构和部分进行特定的应用开发。进一步地，耐刮擦膜自身可在相对较高的温度下沉积在基材上。

从这些新的理解角度来看，需要在这些制品中防止耐刮擦膜降低基于玻璃的基材的平均挠曲强度。还需要确保甚至在耐刮擦膜沉积工艺的额外的特定应用热处理应用的热处理之后，仍基本保持基于玻璃的基材的平均挠曲强度。此外，鉴于基材与耐刮擦膜之间的界面的额外设计、构造和/或加工，也需要保留基材和耐刮擦膜的耐刮擦性和光学性质。也就是说，在引入旨在保留制品强度的额外界面特征时，例如根据特定应用所需引入，需要保留或以其他方式平衡制品的耐刮擦性和光学性能。

发明内容

本公开的第1个方面涉及一种制品，其包括：包含相对的主表面的基于玻璃的基材；在其中的一个主表面上方的裂纹减缓复合物，所述复合物包含无机元件和聚合元件；以及设置在裂纹减缓复合物上的硬膜，该膜包含的弹性模量大于或等于基于玻璃的基材的弹性模量。所述裂纹减缓复合物以弹性模量大于约30GPa为特征。进一步地，所述硬膜包括以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。

根据第2个方面，提供了如第1个方面所述的制品，其中，所述制品的特征在于：当通过环上环(ROR)测试测量，使用五(5)个或更多个样品的平均值时，所述制品的平均挠曲强度大于或等于基材的平均挠曲强度的约50％。

根据第3个方面，提供了如方面1或方面2所述的制品，其中，硬膜的特征还在于：压痕硬度大于或等于约8GPa。

根据第4个方面，提供了如方面1-3中任一个方面所述的制品，其中，无机元件包含氧化物、氮化物或氮氧化物，并且聚合元件包含聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯和氟化聚合物中的至少一种。

根据第5个方面，提供了如方面1-4中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：在约400nm至约800nm的可见光谱中，光透射率大于或等于50％。

根据第6个方面，提供了如方面1-5中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：铅笔硬度为9H或更大。

根据第7个方面，提供了如方面1-6中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：当对所述硬膜使用布氏斜坡载荷刮擦测试(Berkovich Ramped Scratch Test)时，脱层阈值为150mN或更大。

根据第8个方面，提供了如方面1-7中任一个方面所述的制品，其中，所述硬膜包括多层抗反射涂层，并且进一步地，其中，所述裂纹减缓复合物和硬膜一起包含小于约2％的平均单侧光照反射率。

本公开的第9个方面涉及一种制品，其包括：包含相对的主表面的基于玻璃的基材；在其中的一个主表面上方的裂纹减缓复合物，所述复合物包含无机元件和聚合元件；以及设置在裂纹减缓复合物上的硬膜，该膜包含的弹性模量大于或等于基于玻璃的基材的弹性模量。所述裂纹减缓复合物的特征在于：无机元件与聚合元件之间的弹性模量比值大于10:1。进一步地，所述硬膜包括以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。

根据第10个方面，提供了如方面9所述的制品，其中，所述制品的特征在于：当通过环上环(ROR)测试测量，使用五(5)个或更多个样品的平均值时，所述制品的平均挠曲强度大于或等于基材的平均挠曲强度的约50％。

根据第11个方面，提供了如方面9或方面10所述的制品，其中，硬膜的特征还在于：压痕硬度大于或等于约8GPa。

根据第12个方面，提供了如方面9-11中任一个方面所述的制品，其中，无机元件包含氧化物、氮化物或氮氧化物，并且聚合元件包含聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯和氟化聚合物中的至少一种。

根据第13个方面，提供了如方面9-12中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：在约400nm至约800nm的可见光谱中，光透射率大于或等于50％。

根据第14个方面，提供了如方面9-13中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：铅笔硬度为9H或更高。

根据第15个方面，提供了如方面9-14中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：当对所述硬膜使用布氏斜坡载荷刮擦测试时，脱层阈值为150mN或更大。

根据第16个方面，提供了如方面9-15中任一个方面所述的制品，其中，所述硬膜包括多层抗反射涂层，并且进一步地，其中，所述裂纹减缓复合物和硬膜一起包含小于约2％的平均单侧光照反射率。

本公开的第17个方面涉及一种制品，其包括：包含相对的主表面的基于玻璃的基材；在其中的一个主表面上方的裂纹减缓复合物，所述复合物包含无机元件和聚合元件；以及设置在裂纹减缓复合物上的硬膜，该膜包含的弹性模量大于或等于基于玻璃的基材的弹性模量。无机层包含氧化物、氮化物或氮氧化物，并且聚合层包含聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯和氟化聚合物中的至少一种。进一步地，所述硬膜包括以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。

根据第18个方面，提供了如方面17所述的制品，其中，所述制品的特征在于：当通过ROR测试测量，使用五(5)个或更多个样品的平均值时，所述制品的平均挠曲强度大于或等于基材的平均挠曲强度的约50％。

根据第19个方面，提供了如方面17或方面18所述的制品，其中，硬膜的特征还在于：压痕硬度大于或等于约8GPa。

根据第20个方面，提供了如方面17-19中任一个方面所述的制品，其中，至少一个聚合层是聚酰亚胺，其包含PMDA-ODA、ODPA-ODA、BPDA-ODA或氟化聚酰亚胺。

根据第21个方面，提供了如方面17-20中任一个方面所述的制品，其中，至少一个无机层包含：SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、CaO、CaCO₃、SnO、ZnO、SiN_x、AlN_x、AlO_xN_y、Si_uAl_vO_xN_y或SiO_xN_y。

根据第22个方面，提供了如方面17-21中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：在约400nm至约800nm的可见光谱中，光透射率大于或等于50％。

根据第23个方面，提供了如方面17-22中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：铅笔硬度为9H或更大。

根据第24个方面，提供了如方面17-23中任一个方面所述的制品，其中，所述制品的特征还在于：当对所述膜使用布氏斜坡载荷刮擦测试时，脱层阈值为150mN或更大。

根据第25个方面，提供了如方面17-24中任一个方面所述的制品，其中，裂纹减缓复合物包含两个或更多个无机层以及至少一个聚合层，其中，所述两个或更多个无机层中的一个无机层与基材接触，并且所述两个或更多个无机层中的另一个无机层与硬膜接触。

根据第26个方面，提供了如方面17-25中任一个方面所述的制品，其中，所述至少一个无机层中的每个无机层包含无机层厚度，并且所述至少一个聚合层中的每个聚合层包含聚合层厚度，并且进一步地，其中，聚合层厚度与无机层厚度的比值为约0.1:1至约5:1。

根据第27个方面，提供了如方面17-26中任一个方面所述的制品，其中，所述硬膜包括多层抗反射涂层，并且进一步地，其中，所述裂纹减缓复合物和硬膜一起包含小于约2％的平均单侧光照反射率。

根据本公开的第28个方面，提供了一种消费电子产品，其包括：具有前表面、后表面和侧表面的壳体；至少部分位于所述壳体内的电子部件，所述电子部件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器位于所述壳体的前表面处或者毗邻所述壳体的前表面；以及设置在所述显示器上方的盖板玻璃。进一步地，所述壳体的一部分或者所述盖板玻璃中的至少一者包括如方面1-27中任一个方面所述的制品。

根据本公开的第29个方面，提供了如方面1-27中任一个方面所述的制品，其中，在立方角压痕测试期间，当硬膜经受来自250mN载荷水平的金刚石压痕计的压痕后，与硬膜和裂纹减缓复合物中的至少一者相关的任何开裂、损坏或脱层区域的长度小于15微米。

附图说明

图1A是根据一个或多个实施方式所述的包含基于玻璃的基材、硬膜和裂纹减缓复合物的制品的示意图。

图1B是根据一个或多个实施方式所述的包含基于玻璃的基材、硬膜和裂纹减缓复合物的制品的示意图，所述裂纹减缓复合物包含聚合层和两个无机层。

图1C是根据一个或多个实施方式所述的包含基于玻璃的基材、硬膜和裂纹减缓复合物的制品的示意图，所述裂纹减缓复合物包含三个无机层和两个聚合层。

图2是裂纹在膜或层中发展及其可能的桥接模式的示意图。

图3是膜或层中存在裂纹及其可能的桥接路径的理论模型的示意图。

图4是例示了能量释放比G_d/G_p的图。

图5A是根据本公开的一些实施方式，介于硬膜和基于玻璃的基材之间的裂纹减缓复合物中的内聚破坏的示意图。

图6A是根据本公开的一些实施方式，设置在基于玻璃的基材上的裂纹减缓复合物的弹性模量随着复合物中聚合物层的厚度与整个裂纹减缓复合物的厚度的比值变化的图，所述比值根据纳米压痕方法测得。

图6B是根据本公开的一些实施方式，设置在基于玻璃的基材上的裂纹减缓复合物的硬度随着复合物中聚合物层的厚度与整个裂纹减缓复合物的厚度的比值变化的图，所述比值根据纳米压痕方法测得。

图7是根据本公开的一些实施方式，来自包含基于玻璃的基材、硬膜和裂纹减缓复合物的制品的截面的扫描电子显微镜(SEM)图像，所述裂纹减缓复合物包含两个无机层和两个聚合层。

图8是根据本公开的方面，示出了以下物体的环上环载荷失效性能的图，所述物体为基于玻璃的基材对照(实施例1C)；包含基于玻璃的基材(1mm和0.7mm厚)并且具有氮化硅硬膜(440μm厚)的制品(分别为实施例1A和1A1)；包含基于玻璃的基材(1mm和0.7mm厚)并且具有氮化硅硬膜(440μm)和五层裂纹减缓复合物的制品(分别为实施例1B和1B1)。

图9A-9D是来自各制品的光学显微图像，所述各制品包含基于玻璃的基材，其具有包含氮化硅层和氟硅烷层的硬膜，并且各制品不具有裂纹减缓复合物(图9A)，具有包含三个厚氧化铝层和两个薄聚酰亚胺层的裂纹减缓复合物(图9B)，以及具有包含三个薄氧化铝层和两个厚聚酰亚胺层的裂纹减缓复合物(图9C)，或者具有包含聚酰亚胺的裂纹减缓复合物(图9D)。

图10是根据本公开的一些实施方式，表示包括基于玻璃的基材和氮化硅硬膜的制品的光学透射率数据根据可见光谱中波长的变化的图，并且所述制品不具有裂纹减缓复合物(实施例2C)，具有包含聚酰亚胺的裂纹减缓复合物(实施例2B1、2B2)和具有包含氧化铝和聚酰亚胺层的裂纹缓解复合物(实施例2A)。

图11A和11B是根据本公开的一些实施方式，包含基于玻璃的基材、氮化硅硬膜和包含氧化铝和聚酰亚胺层裂纹减缓复合物的制品的原子力显微镜(AFM)图像(图11A)，以及包含基于玻璃的基材、氮化硅硬膜和不具有裂纹减缓复合物的制品的原子力显微镜(AFM)图像(图11B)。

图12A是来自包含基于玻璃的基材、氮化硅硬膜和氟化钡裂纹减缓复合物的制品经受布氏斜坡载荷刮擦测试(0至150mN)时的光学显微镜图像。

图12B是来自本公开实施方式的制品经受布氏斜坡载荷刮擦测试(0至150mN)时的光学显微镜图像，所术制品包含基于玻璃的基材、氮化硅硬膜和裂纹减缓复合物，并且所述裂纹减缓复合物包含氧化铝和聚酰亚胺层。

图13A和13B根据本公开的实施方式，分别提供了中在被构造成具有五层Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和SiO₂/AlO_xN_y耐刮擦膜的层压制品上形成的双表面透射率(即，包含涂覆的层压制品的两侧)和第一表面反射率(即，仅考虑层压制品的涂覆侧)模型化光学数据。

图14A和14B根据本公开的实施方式，分别提供了如在被构造具有五层Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和SiO₂/AlO_xN_y耐刮擦膜的层压制品上形成的双表面透射的颜色和第一表面反射的色彩模型化光学数据。

图15根据本公开的实施方式，提供了如在被构造具有五层Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和SiO₂/AlO_xN_y耐刮擦膜的层压制品上形成的第一表面光照反射率模型化光学数据。

具体实施方式

在以下具体实施方式中，为了提供对本公开实施方式的透彻理解，可陈述许多具体的细节。然而，对本领域技术人员显而易见的是，可以实施本公开的实施方式而无需其具体细节中的一些或全部。在其他情况中，可能没有详细描述众所周知的特征或工艺以免不必要地使本发明含糊不清。此外，类似或相同的附图编号可用于标识相同或类似的元件。

如本文所用，术语“约”指量、尺寸、公式、参数和其他数量和特征不是精确的且无需精确的，但可按照要求是大致的和/或更大或者更小，如反射公差、转化因子、四舍五入、测量误差等，以及本领域技术人员所知的其他因子。当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开包括所参考的具体值或者端点。无论说明书中的范围的数值或端点是否使用“约”列举，范围的数值或端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，另一种未用“约”修饰。还应理解，每个范围的端点在与另一个端点有关及独立于另一个端点时都是重要的。

本文所用的术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所述的特征等于或近似等于一数值或描述(但是当用于“基本上无剥离”时除外，其在别处有定义)。例如，“基本上平坦的表面”旨在表示平坦的或大致平坦的表面。此外，如上文所定义，“基本上相似”旨在表示两个值相等或近似相等。在一些实施方式中，“基本上相似”可以表示彼此相差在约10％以内的值，例如彼此相差在约5％以内，或彼此相差在约2％以内的值。

本文所用的方向术语，例如上、下、右、左、前、后、顶、底，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。

本文所用的冠词“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，并且不应局限为“仅一个(一种)”，除非有明确相反的说明。因此，例如，提到的“一个部件”包括具有两个或更多个这类部件的实施方式，除非上下文有另外明确的表示。

如本文中所使用的，术语“基于玻璃的”意为包含至少部分由玻璃(包括玻璃和玻璃陶瓷)和蓝宝石制成的任何材料。“玻璃陶瓷”包括通过玻璃受控结晶所产生的材料。在实施方式中，玻璃陶瓷具有约1％至约99％的结晶度。可以使用的玻璃陶瓷体系的非限制性示例包括：Li₂O×Al₂O₃×nSiO₂(即，LAS系统)、MgO×Al₂O₃×nSiO₂(即，MAS系统)和ZnO×Al₂O₃×nSiO₂(即，ZAS系统)。

参考图1A，本公开的方面包括层压制品100a，其具有总堆叠厚度10a。制品100a还包括具有厚度11的硬膜110，具有厚度12的基于玻璃的基材120以及具有厚度13a的裂纹减缓复合物130a，所述裂纹减缓复合物130a包含无机元件33和聚合元件35。在这些方面中，裂纹减缓复合物130a包括无机元件33和聚合元件35，它们中的一者或两种为一个或多个层、膜或其他结构(例如微粒、纤维和/或晶须)的形式。进一步地，裂纹减缓复合物130a(包括其无机元件33和聚合元件35)的特征在于：弹性模量大于30GPa。例如，裂纹减缓复合物130a的特征可以在于弹性模量为30.5GPa、31GPa、32GPa、33GPa、34GPa、35GPa、40GPa、45GPa、50GPa等，包括在这些水平之间的所有弹性模量值，可考虑地，最高达80GPa，在一些情况中甚至接近120GPa。

根据层压制品100a的一些实施方式，裂纹减缓复合物130a包括无机元件33和聚合元件35，并且大于约20体积％的材料与无机元件33有关，且大于约0.5体积％或更多的材料与聚合元件35有关。例如，与无机元件35有关的材料的量可以大于约20体积％、30体积％、40体积％、50体积％、60体积％，并且可以是这些体积水平之间的所有量。优选地，聚合元件35包含具有C-C、C-N、C-O和/或C＝C键作为聚合链形成键的聚合材料。进一步地，在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a的复合物裂纹起始应变(COS)值可以大于约0.8％，大于1％，大于约1.5％，以及这些水平之间或高于这些水平的所有COS值。

玻璃基材上的COS在连接到摄像机系统的环上环装置中进行测量。更具体地，为了确定涂覆的制品100的断裂应变，在环上环机械测试装置中，在向下方向上向顶环304施加力和/或在向上方向上向底环施加力。根据环上环拉伸测试程序，将制品100位于底环与顶环之间。顶环和底环具有不同的直径。如本文所使用的，顶环的直径为12.7mm，底环的直径为25.4mm。接触制品的顶环和底环的部分的截面为圆形，并且各自的半径为1.6mm。顶环和底环由钢制成。测试在约22℃和相对湿度为45％-55％的环境中进行。用于测试的制品的尺寸为50mm×50mm的正方形。增大在顶环和或底环上的力，以使制品100应变直到基材和任何的光学涂层中的一者或两者发生毁灭性失效。在底环下方提供光和摄像机，以记录测试期间的毁灭性失效。提供电子控制器，例如德维创(Dewetron)采集系统，以协调摄像机的图像与所施加的载荷，从而确定摄像机观察到毁灭性图像时的载荷。为了确定断裂应变，通过德维创系统使摄像机图像与载荷信号同步，从而可确定涂层和/或其材显示失效时的载荷。接着，使用有限元分析来分析样品在经历该载荷时的应变水平。可以选择足够精细的元件尺寸，以表示载荷环下的应力集中。应变水平在载荷环下的30个或更多的节点内进行平均。此外，在“Hu,G.等人的Dynamic fracturing of strengthened glass under biaxialtensile loading(《双轴拉伸载荷下的强化玻璃的动态断裂》).Journal of Non-Crystalline Solids(非晶态固体杂志),2014.405(0):第153-158页”中可找到确定载荷失效的测试技术。

进一步地，在层压制品100a的一些实施方式中，裂纹减缓复合物103a的特征可以是无机元件33与聚合元件35之间的弹性模量比值大于10:1(例如弹性模量为150GPa的无机元件33与弹性模量为10GPa的聚合元件将得到15:1的弹性模量比值)。例如，裂纹减缓复合物130a的弹性模量比值可以是11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、100:1以及这些比值之间或高于这些比值的所有弹性模量比值。根据一些实施方式，对于裂纹减缓复合物130a中包含的某些弹性模量极低(例如<1GPa)的聚合元件35并伴随弹性模量相对较高(例如>75GPa)的无机元件33，裂纹减缓复合物130a的实际弹性模量比值极限为约500:1。

进一步地，层压制品100a的硬膜110包含以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。在层压制品100a的一些实施方式中，硬膜110包含氮化硅或二氧化硅。在某些方面中，硬膜110的特征还可以是：压痕硬度大于或等于约8GPa。在另一些实施方式中，硬膜110的特征可以是：压痕硬度大于或等于约12GPa。因此，硬膜110的特征可以是压痕硬度为8GPa、9GPa、10GPa、11GPa、12GPa、13GPa、14GPa、15GPa、20GPa、25GPa、30GPa，以及这些水平之间或高于这些水平的所有压痕硬度值。根据一些实施方式，硬膜110的压痕硬度的实际极限是约50GPa。

在制品100a中，改变硬膜110与裂纹减缓复合物130a之间或者裂纹减缓复合物130a与基材120之间的有效界面140处的界面性质，这一般是通过裂纹减缓复合物130a来改变，使得制品100a基本上保留其平均挠曲强度，并且使膜110保留用于其应用的功能性质，特别是耐刮擦性。例如，在层压制品100a的一些实施方式中，制品的特征在于：平均挠曲强度大于或等于玻璃基材(即，在其上未设置有裂纹减缓复合物130a和硬膜110结构下进行测试的玻璃基材)的平均挠曲强度的约50％。在另一些实施方式中，包含裂纹减缓复合物130a的制品100a的挠曲强度的特征可以通过与包含相同硬膜110和相同基材120但是不具有裂纹减缓复合物结构的类似制品进行比较来表征。在这些实施方式中，包含裂纹减缓复合物130a的制品100a的平均或特征性挠曲强度可以比不具有裂纹减缓复合物的相同制品(即，硬膜110直接沉积在基材120上方的比较制品)大25％，或者大50％。

现在参考图1B，本公开的方面包括层压制品100b，其具有总堆叠厚度10b。制品100b也包括硬膜110、基于玻璃的基材120和裂纹减缓复合物130b，所述裂纹减缓复合物130b具有总厚度13b并且包含无机元件33和聚合元件35。层压制品100b类似于层压制品100a；因此，类似的附图标记具有相同或相似的结构和功能(例如硬膜110)。进一步地，如图1B所示，裂纹减缓复合物130b可包括一个或多个层形式的无机元件33以及一个或多个层形式的聚合元件35。如图1B的示例性形式所示，层压制品100b具有：具备两个层的无机元件33以及一层介于两层无机元件33之间的聚合元件35。同样如图1B所示，无机元件33的各层中的一层与基于玻璃的基材120接触，并且无机元件33的另外层与硬膜110接触。还如图1B所示，无机元件33的各个层具有厚度63，并且聚合元件35的各个层具有厚度65。此外，每个层的厚度可以与其他层相同，或者可以与其他层不同。

进一步地，裂纹减缓复合物130b(包括其层形式的无机元件33和聚合物元件35)的特征在于：弹性模量大于30GPa。例如，裂纹减缓复合物130b的特征可以在于弹性模量为30.5GPa、31GPa、32GPa、33GPa、34GPa、35GPa、40GPa、45GPa、50GPa等，包括在这些水平之间的所有弹性模量值，可考虑地，最高达80GPa，在一些情况中甚至接近120GPa。如本文所述，裂纹减缓复合物130b(包括其层形式的无机元件33和聚合物元件35)的“弹性模量”或“平均弹性模量”通过下述来计算：获得无机元件33和聚合元件35的每一层的测量值——其基于对厚度为大致100nm至1000nm的单个膜进行测量，然后计算裂纹减缓复合物130b的体积平均弹性模量。此外，可以如本公开领域的普通技术人员所理解的那样计算体积平均弹性模量，例如鉴于无机元件33和聚合元件35的各个层的体积估算值或实际的体积测量值来计算。此外，裂纹减缓复合物(其可以包括各层)的模量可以是使用已知的纳米压痕法对复合物直接测得的有效或经验模量，所述纳米压痕法对复合物结构的体积进行取样，该方法将有机和无机层部件的模量平均在一起。

根据层压制品100a的一些实施方式，裂纹减缓复合物130b包括：包含一个或多个层的无机元件33和包含一个或多个层的聚合元件35，并且大于约20体积％的材料与无机元件33有关，且大于约0.5体积％或更多的材料与聚合元件35有关。例如，与无机元件35有关的材料的量可以大于约20体积％、30体积％、40体积％、50体积％、60体积％，并且可以是这些体积水平之间的所有量。优选地，聚合元件35包含具有C-C、C-N、C-O和/或C＝C键作为形成聚合链的键的聚合材料。进一步地，在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130b的复合物裂纹起始应变(COS)值可以大于约0.8％，大于1％，大于约1.5％，以及这些水平之间或高于这些水平的所有COS值。

进一步地，在层压制品100b的一些实施方式中，裂纹减缓复合物103b的特征可以是无机元件33与聚合元件35(即，包含它们各自的层)之间的弹性模量比值大于10:1(例如，具有两个层并且每个层的弹性模量为150GPa的无机元件33与具有一个层且该层的弹性模量为10GPa的聚合元件将得到15:1的弹性模量比值)。例如，裂纹减缓复合物130b的弹性模量比值可以是11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1 70:1、80:1、90:1、100:1以及这些比值之间或高于这些比值的所有弹性模量比值。根据一些实施方式，对于裂纹减缓复合物130b中包含的某些弹性模量极低(例如<1GPa)的聚合元件35并伴随弹性模量相对较高(例如>75GPa)的无机元件33，裂纹减缓复合物130b的实际弹性模量比值极限为约500:1。

再次参考图1B，层压制品100b的裂纹减缓复合物130b包括无机元件33，其具有一个或多个具有厚度63的层。在一些方面中，无机元件33的每个层的厚度63可以在约1nm至约200nm的范围内，优选为约5nm至约150nm。进一步地，在一些方面中，聚合元件35的每个层的厚度65可以在约1nm至约500nm的范围内，优选为约5nm至约300nm。根据另一个实施方式，裂纹减缓复合物130b的总厚度13b可以在约10nm至约1000nm的范围内。在一个优选的方面中，裂纹减缓复合物130b的总厚度13b可以在约50nm至约750nm的范围内。

在一些实施方式中，层压制品100b可包括裂纹减缓复合物130b，该裂纹减缓复合物130b由其无机元件33和聚合元件35的各层的厚度比控制。例如，聚合元件35的总厚度(即，其中的每一层的厚度65的值的总和)与无机元件33的总厚度(其中的每一层的厚度63的值的总和)之间的比值可以是约0.1:1至约5:1。在其他实施方式中，厚度比可以是约0.2:1至约3:1。如还在本文中理解的，层压制品100b以及受所述厚度比控制的裂纹减缓复合物130b的实施方式被构造成使得厚度比的计算与向紧邻硬膜110和/或基于玻璃的基材120中的一者或两者的裂纹减缓复合物130b添加的任何额外的层无关。如本文所述，这样的层被称为“连接层”，其通常比无机元件33和聚合元件35中的其他层薄半个至一个(或多个)数量级。

在制品100b中，改变硬膜110与裂纹减缓复合物130b之间或者裂纹减缓复合物130b与基材120之间的有效界面140处的界面性质，这一般是通过裂纹减缓复合物130b来改变，使得制品100b基本上保留其平均挠曲强度，并且使膜110保留用于其应用的功能性质，特别是耐刮擦性。例如，在层压制品100b的一些实施方式中，制品的特征在于：平均挠曲强度大于或等于玻璃基材(即，在其上未设置有裂纹减缓复合物130b和硬膜110结构下进行测试的玻璃基材)的平均挠曲强度的约70％。

如本公开中所理解的，术语“硬膜”、“耐刮擦膜”和“硬膜110”可以是一个或多个膜、层、结构及其组合。进一步地，在一些实施方式中，硬膜110可以包括另外的功能性膜，包括但不限于防指纹涂层、防污涂层、易清洁涂层、具有低表面能的涂层以及基于氟硅烷的涂层。还应理解，对于包含多于一个膜、层、结构等的“膜”，与“膜”相关的折射率是组成该“膜”的各个膜、层、结构等的总的或综合折射率。

现在参考图1C，本公开的方面包括层压制品100c，其具有总堆叠厚度10c。制品100c也包括硬膜110、基于玻璃的基材120和裂纹减缓复合物130c，所述裂纹减缓复合物130c具有总厚度13c并且包含无机元件33和聚合元件35。层压制品100c类似于层压制品100b；因此，类似的附图标记具有相同或相似的结构和功能(例如硬膜110)。进一步地，如图1C所示，其以示例性的优选形式示出了层压制品100c的裂纹减缓复合物130c。具体地，裂纹减缓复合物130c包括三层形式的无机元件33，其优选包含Al₂O₃；以及包括两层形式的聚合元件35，其优选包含聚酰亚胺。同样如图1C所示，无机元件33的各层中的一层与基于玻璃的基材120接触，并且无机元件33的另外层与硬膜110接触。还如图1C所示，无机元件33的各个层具有厚度62，其优选为约1nm至约200nm，并且聚合元件35的各个层具有厚度65，其优选为约1nm至约500nm。

再次参考图1A-1C，本公开的方面包括层压制品100a、100b、100c，其包括基于玻璃的基材120和裂纹减缓复合物130a、130b、130c。在制品100a、100b、100c中，改变裂纹减缓复合物130a、130b、130c与基材120之间的有效界面140处的界面性质，使得制品100a、100b、100c基本上保留其平均挠曲强度。在另一些实施方式中，改变裂纹减缓复合物130a、130b、130c与基材120之间的有效界面140处的界面性质，使得制品100a、100b、100c基本上保留其平均挠曲强度的50％或更多，60％或更多，70％或更多，80％或更多，90％或更多，或者95％或更多。在另外的实施方式中，改变有效界面140处的界面性质，使得制品100a、100b、100c基本上保留其耐刮擦性，特别是与硬膜110相关的耐刮擦性。

在一个或多个实施方式中，层压制品100a、100b、100c展现出在进行所述界面改变后保留有功能性质，例如耐刮擦性。硬膜100和/或制品100a、100b、100c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、耐摩损性、耐刮擦性、机械耐久性、摩擦系数、导电性、电阻率、电子迁移率、电子或空穴载流子掺杂、光学折射率、密度、不透明度、透明度、反射率、吸收率、透射率等。

在一个或多个实施方式中，可以使用位于加利福尼亚州圣何塞市的n&k技术公司(n&k Technology,Inc.)所提供的1512-RT型分析仪或通过本领域已知的光谱椭圆测量法来测量折射率。弹性模量可以通过纳米压痕，根据本公开领域的技术人员，使用本领域已知的方法来测量。在某些实施方式中，独立于裂纹减缓复合物130a、130b、130c的性质和/或加工，制品100a、100b、100c的光学性质得到了保留。在某些方面中，基于玻璃的基材120和裂纹减缓复合物130a,130b,130c的光学透射率可以与基材120的光学透射率相差1％或更小(例如，来自400nm至800nm的波长的光学透射率)。在另一些方面中，层压制品100a、100b、100c的光学性质的特征可以在于：在约400nm至约800nm或约450至约650nm的可见光谱中，光透射率大于或等于50％。在另一些方面中，层压制品100a、100b、100c的光学性质的特征可以在于：在可见光谱中，光透射率大于或等于20％、50％或80％。如本文所述，在与裂纹减缓复合物130a、130b、130c组合之后，以及在裂纹减缓复合物130a、130b、130c与基于玻璃的基材120发生任何分离之前，可以保留制品100a、100b、100c的这些功能性质。

制品100a-100c的有利性质还可以通过立方角压痕测试来表征。具体地，立方角压痕测试使用形状为立方体的角的金刚石压痕计尖端，其被向下推到待被测量的膜、结构或其他特征的表面中。对于本公开的制品100a-c，对脱层和开裂阈值进行定量是有益的，它们与真实世界应用中制品的刮擦性能有关。这些性质可以通过在立方角压痕测试期间通过立方角压痕计载荷和卸载之后，受损表面的严重性和/或面积来定量。这些与耐刮擦性有关的性质也可通过监测在立方角压痕测试中的载荷阶段期间的载荷与位移曲线的不连续跳跃来定量，所述不连续跳跃是在某些载荷条件下裂纹起始点的指示。这两种方法均可用于对开裂或脱层事件的阈值进行定量。例如，在制品100a-c的实施方式中，在立方角压痕后，开裂、脱层和/或碎裂区域(即，与硬膜和/或裂纹减缓复合物相关的)在250mN载荷水平下其长度中以是从压痕中心出发的小于15微米，并且在400mN载荷水平下其长度可以是从压痕中心小于30微米。此外，在立方角压痕测试中，在用压头计负载期间，从立方角压痕测试得到的载荷与位移曲线的不连续性可发生在在负载的载荷大于200mN期间(在小于200mN的载荷下未观察到显著的不连续性)。

在一个或多个实施方式中，包含裂纹减缓复合物130a、130b、130c和硬膜110的层压制品100a、100b、100c可展现出耐刮擦性基本上得到了保留，如相对于基于玻璃的基材120上直接设置有相同的膜110但没有相当的裂纹减缓复合物的耐刮擦性所判断的。例如，当层压制品100a、100b、100c经受布氏斜坡载荷测试，并且随着触针从左移到右，每个样品上的刮擦载荷从0mN到最高至150mN(或反之亦然)时，层压制品100a、100b、100c可以不展现出脱层迹象。特别地，在布氏斜坡载荷刮擦测试中，使布氏金刚石压头计在层压制品100a、100b、100c的表面上刮擦(具有压头计尖端的角的载荷)，并且是以线性方式升高而从0mN增加至150mN的载荷，在1500微米的长度内并且以15微米/秒(1.5mN/秒)的速度进行刮擦。使用光学显微镜确定脱层的开始(例如，在硬膜和下方的裂纹减缓复合物和/或基于玻璃的基材之间的脱层)，并将分层开始的刮擦位置与脱层开始时的压头载荷水平相关联。

又例如，如通过铅笔硬度测量所确定的，包含裂纹减缓复合物130a、130b、130c和硬膜110的层压制品100a、100b、100c可展现出耐刮擦性基本上得到了保留，如相对于在基于玻璃的基材120上直接设置有相同的膜110但没有相当的裂纹减缓复合物的耐刮擦性来判断的。特别地，可根据ASTM D3363测试方法对层压制品100a-c进行铅笔硬度测试。将铅笔放置在成角度的支架中，并且在硬膜110的侧上利用足以压碎铅笔石墨的力，在层压制品100a-c的表面上进行刮擦。因此，ASTM D3363测试中的最大铅笔硬度值与最硬的普通铅笔(9H铅笔)有关。在一些实施方式中，层压制品100a-c的特征还在于铅笔硬度为9H或更大。

在层压制品100a,100b,100c的一个或多个实施方式中，对硬膜110和基于玻璃的基材120之间的有效界面140进行改变包括防止一个或多个裂纹从膜110或基于玻璃的基材120中的一者桥接至膜110或基于玻璃的基材120中的另一者，同时保留膜110和/或制品的其他功能性质。在一个或多个如图1A、1B和1C所示的具体实施方式中，界面性质的改变包括：在基于玻璃的基材120与硬膜110之间设置裂纹减缓复合物130a、130b、130c。在一个或多个实施方式中，将裂纹减缓复合物130a、130b、130c设置在基于玻璃的基材120上并形成第一界面150，并且将膜110设置在裂纹减缓复合物130a、130b、130c上，从而形成第二界面160。有效界面140包括第一界面150、第二界面160和/或裂纹减缓复合物130a、130b、130c。

对于图1A-1C所示的层压制品100a-c，应用于硬膜110和/或包含到制品100a、100b、100c中的其他膜的术语“硬膜”包括一个或多个层，所述层通过本领域已知方法形成，包括离散沉积或连续沉积工艺。硬膜的这些层可彼此直接接触。各层可由相同的材料或超过一种不同的材料形成。在一个或多个替代性实施方式中，这些层之间可设置有不同材料的居间层。在一个或多个实施方式中，硬膜110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)。

本文中所用的(例如关于层压制品100a、100b、100c所用的)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”包括以下情形：将材料形成到表面上，以使材料直接接触表面，还包括以下情形：使材料在表面上形成，其中在设置的材料与表面之间有一种或多种居间材料。居间材料可构成本文所定义的层或膜。

本文所用的术语“平均挠曲强度”是指含玻璃的材料(例如制品和/或基于玻璃的基材)的挠曲强度，如通过环上环(在本文中也被称为“ROR”)测试的方法测试得到的挠曲强度。当与平均挠曲强度或任何其他性质结合使用时，术语“平均”是基于对5个或更多个样品的该性质的测量值的数学平均值。平均挠曲强度可以指环上环测试下失效载荷的两参数韦布尔统计的尺度参数。该尺度参数也被称为韦布尔特征强度，此时材料的失效概率为63.2％。更广义来说，平均挠曲强度还可以通过其他测试来定义，例如球落测试，其中，玻璃表面的挠曲强度通过可容许而不失效的球落高度来表征。也可以以装置构造来测试玻璃表面强度，在所述装置构造中，容纳含玻璃的材料(例如制品和/或基于玻璃的基材)制品的器具或装置以可产生表面挠曲应力的不同取向掉落。在一些情况中，平均挠曲强度也可以包括通过本领域已知的其他方法来测试的强度，例如三点弯曲或四点弯曲测试。在一些情况中，这些测试方法可能受制品的边缘强度显著影响。

本文所用的术语“桥接”或“桥连”可互换，并且是指裂纹、瑕疵或缺陷的形成以及所述裂纹、瑕疵或缺陷在尺寸上的增加和/或从一种材料、层或膜扩展到另一种材料、层或膜中。例如，桥接包括以下情形：存在于硬膜110中的裂纹扩展至另一种材料、层或膜(例如基于玻璃的基材120)中。术语“桥接”或“桥连”还包括以下情形：裂纹穿过不同材料、不同层和/或不同膜之间的界面。对于裂纹在材料、层和/或膜之间桥接来说，所述材料、层和/或膜无需彼此直接接触。例如，裂纹可以从第一材料桥接到不与第一材料接触的第二材料中，这通过桥接经过设置在第一材料与第二材料之间的中间材料来进行。相同的情况可以应用于各层和各膜以及各材料、各层和各膜的组合。在层压制品100a、100b、100c中，如本文所述(参见图1A-1C)，裂纹可以起始于硬膜110或基于玻璃的基材120中的一者中，并且穿过有效界面140(具体地，穿过第一界面150和第二界面160)桥接到硬膜110和基于玻璃的基材120中的另一者中。

如本文中将结合层压制品100a、100b、100c所述，无论裂纹源自何处(即，膜110或基于玻璃的基材120)，裂纹减缓复合物130a、130b、130c可以使裂纹偏转硬膜110与基于玻璃的基材120之间的桥接。类似地，层压制品100a、100b、100c的裂纹减缓复合物130a、130b、130c可以使裂纹偏转裂纹减缓复合物130a、130b、130c与基于玻璃的基材120之间的桥接。如本文所述，裂纹偏转可包括裂纹从一种材料(例如膜110、基于玻璃的基材120或裂纹减缓复合物130a、130b、130c)桥接至另一种材料(例如膜110、基于玻璃的基材120或裂纹减缓复合物130a、130b、130c)时，裂纹减缓复合物130a、130b、130c与膜110和/或基于玻璃的基材120至少部分脱层。裂纹偏转也可包括使裂纹扩展通过裂纹减缓复合物130a-c但不扩展到膜110和/或基于玻璃的基材120中。在这些情况中，裂纹减缓复合物130a-c可在有效界面140处形成低韧性界面，其促进裂纹扩展通过裂纹减缓复合物但不扩展到基于玻璃的基材或膜中。这种类型的机制可以描述为裂纹沿着有效界面140偏转。

以下理论断裂机制分析说明了裂纹可以在层压制品[例如层压制品100a、100b、100c(参见图1A-1C)]中桥接或可以得到减缓的选定方式。图2是例示了在基于玻璃的基材上设置的膜中存在裂纹及其可能的桥接或减缓模式的示意图。图2中的编号要素是：基于玻璃的基材40(例如，可与图1A-1C中的基于玻璃的基材120相当)，在基于玻璃的基材40的表面(未编号)顶部上的膜42(例如可与硬膜110相当)，进入到基于玻璃的基材40与膜42之间的界面中的双侧偏转裂纹44，中止裂纹(arrest)46(其是开始在膜42中形成但未完全穿过膜42的裂纹)、“扭转裂纹”48(其是在膜42的表面中形成，但是当其到达基于玻璃的基材40的表面时，不直接穿透到基于玻璃的基材中，而是在如图2所示的横向上移动，并接着在另一个位置处穿透基于玻璃的基材40的表面)，穿透裂纹41，其在膜42中发展并且穿透到基于玻璃的基材40中，以及单侧偏转裂纹43。图2还示出了在基于玻璃的基材中相比于零轴(即，要素45)的张力对比压缩的图(即，要素47)，其可以是由基于玻璃的基材40通过化学和/或热回火诱导，其中，基于玻璃的基材的表面处于压缩(包括压缩应力)，而中心部分处于张力中(包括拉伸应力)。因此，在零轴(即，要素45)右边的要素47的部分指示压缩应力，而在零轴左边的要素47的部分指示拉伸应力。如图中所示，当施加外部载荷(在这些情况中，拉伸载荷是最不利的情况)时，在受到残余压缩或经强化的基于玻璃的基材40中的裂纹发展之前，膜中的瑕疵会优先地被激发形成裂纹(例如，偏转裂纹44)。在图2例示的情况中，随着外部载荷继续增大，裂纹将桥接直到它们碰到基于玻璃的基材。当裂纹在膜42中起始后，其即到达基于玻璃的基材40的表面，裂纹的可能桥接模式是：(a)穿透到基于玻璃的基材中但不改变其路径，如附图标记41所表示；(b)沿着膜与基于玻璃的基材之间的界面偏转到一侧中，如附图标记43所示；(c)沿着界面偏转到两侧中，如附图标记44所示；(d)首先沿着界面偏转，接着扭转到基于玻璃的基材中，如附图标记48所示；或者(e)由于微观变形机制(例如，裂纹尖端处的塑性、纳米级钝化或纳米级偏转)，裂纹中止，如附图标记46所示。裂纹可以起源于膜中，并且可以桥接到基于玻璃的基材中。上述桥接模式也可适用于裂纹起源于基于玻璃的基材中并且桥接到膜中的情况，例如，在基于玻璃的基材中的预先存在的裂纹或瑕疵可以诱导膜中的裂纹或瑕疵或使其成核，由此导致裂纹从基于玻璃的基材生长或扩展到膜中，从而导致裂纹桥接。

与基于玻璃的基材120本身(即，没有硬膜110和/或裂纹减缓复合物130a-c)相比，穿透到基于玻璃的基材120和/或硬膜110中的裂纹减少了层压制品100a、100b、100c和基于玻璃的基材120的平均挠曲强度，而裂纹偏转、裂纹钝化或裂纹止裂(本文中统称为裂纹减缓)有助于保留制品的平均挠曲强度。“裂纹钝化”和“裂纹止裂”可以彼此不同。“裂纹钝化”可以包括增加的裂纹尖端半径，例如通过塑性变形或屈服机制。另一方面，“裂纹止裂”可包括多种不同的机制，例如在裂纹尖端处遭遇高压缩应力；由于存在低弹性模量居间层或低弹性模量至高弹性模量界面过渡而使得裂纹尖端处的应力强度因数减小；如在一些多晶或复合材料中的纳米级裂纹偏转或裂纹弯曲；以及在裂纹尖端处的应变硬化等。本文将描述裂纹偏转的各种模式。

不囿于理论，某些可能的裂纹桥接路径可在线性弹性断裂机制的上下文中进行分析。在下面的段落中，使用一个裂纹路径作为实例，并且断裂机制概念适用于该裂纹路径来分析问题以及说明所需的材料参数，以帮助保留用于特定材料性质范围的制品的平均挠曲强度性能。

图3示出了理论模型框架的说明。该图是膜52(例如，膜52可与层压制品100a-100c中的硬膜110相当)与基于玻璃的基材50(例如，基材40可与层压制品100a-100c中的基于玻璃的基材120相当)之间的界面区域的简化示意图。术语μ₁、E₁、ν₁和μ₂、E₂、ν₂是基于玻璃的基材和膜材料的各自的剪切模量(单位为Pa)、杨氏模量(弹性模量)(单位为Pa)、泊松比(无单位)，和分别是基于玻璃的基材以及基材与膜之间的界面的临界能量释放率，单位为J/m²。

表征膜与基材之间的弹性错配的通用参数是Dundurs参数α和β，它们如下所定义：

其中是平面应变，以及

值得注意的是，临界能量释放率通过以下定义的关系与材料的断裂韧度紧密相关：

假设膜中有预先存在的瑕疵，当施加拉伸载荷时，裂纹会如图3所示垂直向下延伸。如果满足式(4)，则就在界面处，裂纹倾向于沿着界面偏转

而如果满足式(5)，则裂纹将穿透到基于玻璃的基材中

其中G_d和G_p分别是沿着界面偏转的裂纹和穿透到基于玻璃的基材中的裂纹的能量释放率。在方程(4)和(5)的左侧，比值G_d/G_p是弹性错配参数α的强函数，并且微弱依赖于β，而在右侧，韧度比值Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃是材料参数。

图4图示了参照双偏转裂纹再现的G_d/G_p与弹性错配α变化关系的趋势。[参见Ming-Yuan,H.和J.W.Hutchinson，“Crack deflection at an interface between dissimilarelastic materials”(《在不相似的弹性材料之间的界面处的裂纹偏转》)，InternationalJournal of Solids and Structures(国际固体与结构杂志)，1989,25(9):第1053-1067页]。

在G_d/G_p高度依赖于α的情况中，负α意为膜比基于玻璃的基材更坚硬，而正α意为膜比基于玻璃的基材更软。韧度比值Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃与α无关，其在图4中是水平线。如果在图4中的水平线上方的区域处满足方程(4)中的判据，则裂纹趋向于沿界面偏转，这对于基材的平均挠曲强度的保留可能是有益的。另一方面，如果在图4中的水平线下方的区域处满足方程(5)的判据，则裂纹趋向于穿透到基于玻璃的基材中，这导致制品的平均挠曲强度下降，特别是那些如本文其他地方所述的使用强化的或坚固的基于玻璃的基材的制品。

根据上述概念，使用氧化铟锡(ITO)膜(例如，如包含ITO的硬膜110)作为根据以下分析的说明性实例。对于基于玻璃的基材，E₁＝72GPa、v₁＝0.22且K_1c＝0.7MPa·m^1/2；对于ITO，E₂＝99.8GPa且v₂＝0.25。[Zeng,K.等人，“Investigation of mechanical propertiesof transparent conducting oxide thin films”(《透明导电氧化物薄膜的机械性质的研究》)。Thin Solid Films(固体薄膜),2003(1–2):第60-65页。]取决于沉积条件，ITO膜与基于玻璃的基材之间的界面韧度可以为约Γ_in＝5J/m²。[Cotterell,B.和Z.Chen，“Bucklingand cracking of thin films on compliant substrates under compression”(《压缩下的顺应性基材上薄膜的翘曲和开裂》)International Journal of Fracture(国际断裂杂志),2000(2):第169-179页。]这将得到弹性错配α＝-0.17和Γ_c ^IT/Γ_c ^玻璃＝0.77。图4绘制出了这些数值。该破裂分析预示了对于ITO膜而言裂纹青睐于穿透到基于玻璃的基材中，这导致基于玻璃的基材的平均挠曲强度下降，特别是基于玻璃的基材是强化的或是坚固的情况。这被认为是在基于玻璃的基材(包括强化的或坚固的基于玻璃的基材)上所设置的各种硬膜中观察到的潜在机制中的一种，所述各种硬膜包括含有氧化铟锡或其他透明导电氧化物、氮化硅的那些膜以及其他硬膜。如图4所示，减缓平均挠曲强度下降的一种方法可以是选择合适的材料来改变弹性错配α(即，“选择1”，其涉及弹性错配值α向右边位移)，或者调整界面韧度(即，“选择2”，其涉及Gd/Gp的值向下位移)。

上文列出的理论分析提示，裂纹减缓复合物130a、130b、130c分别可用于更好地保留层压制品100a、100b、100c的强度。具体地，在基于玻璃的基材120与硬膜110之间插入裂纹减缓复合物130a、130b、130c使得如本文所述的裂纹减缓成为更优选的路径，并且因此所述制品能更好地保留其强度。在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a、130b、130c促进裂纹偏转，这在下文将有更具体的描述。

基于玻璃的基材

参考图1A-1C，层压制品100a、100b、100c包括基于玻璃的基材120，其可以是经过强化的或坚固的，如本文所述，其具有相对的主表面122、124。层压制品100a、100b、100c还包括设置在基材的至少一个相对主表面(122或124)上的硬膜110。此外，层压制品100a、100b、100c包括裂纹减缓复合物130a、130b、130c。对于层压制品100a、100b、100c，裂纹减缓复合物130a、130b、130c被设置在硬膜110与基于玻璃的基材120之间。在一个或多个替代性实施方式中，除了设置在至少一个主表面(例如表面122或124)上或可设置在两个主表面上，或作为上述的替代，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或硬膜110可以设置在基于玻璃的基材120的一个或多个次表面(例如垂直于相对的主表面122、124的基材的边缘)上。

如本文中所使用的，基于玻璃的基材120可以是基本为平面的片材，但是其他实施方式可采用弯曲或其他形状或造型的基于玻璃的基材。基于玻璃的基材120可基本上是清澈的、透明的且不发生光散射的。基于玻璃的基材的折射率可在约1.45至约1.55的范围内。如将在本文中更详细描述的，在一个或多个实施方式中，基于玻璃的基材120可以是经过强化的或表征为坚固的。基于玻璃的基材120在所述强化前可以是相对原始的且无瑕疵的(例如，具有少量表面瑕疵或平均表面瑕疵尺寸小于约1微米)。如果使用经强化的或坚固的基于玻璃的基材120，所述基材可表征为在所述基材的一个或多个相对的主表面上具有高的平均挠曲强度(当与没有被强化或不是坚固的基于玻璃的基材比较时)或具有高的表面断裂应变(当与没有被强化或不是坚固的基于玻璃的基材比较时)。

附加地或替代地，出于美观和/或功能原因，基于玻璃的基材120的厚度12可沿着其一个或多个尺寸变化。例如，基于玻璃的基材120的边缘可以比基于玻璃的基材120的更为中心的区域更厚。基于玻璃的基材120的长度、宽度和厚度尺寸也可根据制品100a、100b、100c的应用或用途而变化。

根据一个或多个实施方式，基于玻璃的基材120包括平均挠曲强度，其可在基于玻璃的基材120与硬膜110，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或其他膜或层组合之前或之后进行测量。在本文所述的一个或多个实施方式中，当相比于基于玻璃的基材120与硬膜110，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或其他膜、层或材料组合之前的基于玻璃的基材120的平均挠曲强度，在这种组合之后，层压制品100a、100b、100c保留了其平均挠曲强度。换言之，制品100a、100b、100c的平均挠曲强度在将硬膜110，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或其他膜或层设置在基于玻璃的基材120上之前和之后基本上是相同的。在一个或多个实施方式中，制品100a、100b、100c的平均挠曲强度显著大于不包括裂纹减缓复合物130a、130b、130c的相似制品的平均弯曲强度(例如，比包括直接接触的膜110和基于玻璃的基材120，但不包括居间裂纹减缓复合物130a、130b、130c的制品具有更高的强度)。在另一些实施方式中，制品100a、100b、100c的平均挠曲强度比仅包含基于玻璃的基材(即，不具有其他涂层或膜)的相似制品高50％或更大。

根据一个或多个实施方式，基于玻璃的基材120具有平均断裂应变，其可以在基于玻璃的基材120与硬膜110，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或其他膜或层组合之前或者之后进行测量。术语“平均断裂应变”是指在不施加额外载荷的情况下裂纹发生扩展的应变，这通常在给定的材料、层或膜中导致突变失效，甚至可能如本文所述桥接到其他材料、层或膜中。平均断裂应变例如可用环上球测试来测量。不囿于理论，可用适当的数学转换使所述平均断裂应变与平均挠曲强度直接相关。在具体的实施方式中，如本文所述的可为强化的或坚固的基于玻璃的基材120的平均断裂应变是0.5％或更高、0.6％或更高、0.7％或更高、0.8％或更高、0.9％或更高、1％或更高、1.1％或更高、1.2％或更高、1.3％或更高、1.4％或更高、1.5％或更高，或者甚至是2％或更高，以及前述数值之间的所有范围和子范围。除非另有说明，否则本文支持的平均断裂应变数通过环上环测试来确定。在具体的实施方式中，基于玻璃基材120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，以及前述数值之间的所有范围和子范围。膜110的平均断裂应变可以小于基于玻璃的基材120的平均断裂应变和/或裂纹减缓复合物130a-c的平均断裂应变。不囿于理论，认为基于玻璃的基材120或任何其他材料的平均断裂应变取决于这些材料的表面品质。对于基于玻璃的基材(例如基材120)，除了取决于基于玻璃的基材的表面品质之外或替代基于玻璃的基材的表面品质，具体的基于玻璃的基材的平均断裂应变还取决于所用的离子交换或强化工艺的条件。在一些实施方式中，基于玻璃的基材的弹性模量可以是约55GPa至约100GPa，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在另一些实施方式中，基于玻璃的基材的弹性模量可以是约55GPa至约80GPa。进一步地，另一些实施方式采用弹性模量为60GPa至90Gpa的基于玻璃的基材。本公开中所述的基于玻璃的基材的弹性模量使用共振超声波谱法来测量。

在一个或多个实施方式中，基于玻璃的基材120在与硬膜110，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或其他膜或层组合之后保留其平均断裂应变。换言之，基于玻璃的基材120的平均断裂应变在将硬膜110，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或其他膜或层设置在基于玻璃的基材120上之前和之后基本上是相同的。在一个或多个实施方式中，制品100a、100b、100c的平均断裂应变显著大于不包括裂纹减缓复合物130a-c的相似制品的平均断裂应变(例如，比包括直接接触的膜110和基于玻璃的基材120，但不包括居间裂纹减缓复合物的制品具有更高的断裂应变)。例如，制品100a、100b、100c可以展现出平均断裂应变比不包含裂纹减缓复合物130a、130b、130c的相似制品的平均断裂应变高10％或更大，高25％，高50％，高100％，高200％或者高300％，以及前述数值之间的所有范围和子范围。类似地，层压制品100a、100b、100c的特征可以为：平均断裂应变为大于约0.5％，大于约0.8％，大于约1％，大于约1.2％，大于约1.4％，以及在这些水平之间的所有平均断裂应变下阈值。

可采用各种不同工艺提供基于玻璃的基材120。例如，基于玻璃的基材的成形方法包括：浮法玻璃工艺、压辊工艺、管成形工艺、上拉工艺和下拉工艺，例如熔合拉制和狭缝拉制。在浮法玻璃工艺中，通过使得熔融玻璃在熔融金属(通常是锡)床上浮动来制造可以光滑表面和均匀厚度为特征的基于玻璃的基材。在一个示例性工艺中，进料到熔融锡床表面上的熔融玻璃形成了浮动的玻璃带。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的基于玻璃的基材，可以将其从锡抬到辊上。一旦离开锡浴，则可以使基于玻璃的基材进一步冷却和退火以降低内应力。

下拉工艺生产厚度均匀的基于玻璃的基材，该基于玻璃的基材具有相对较原始的表面。因为基于玻璃的基材的平均挠曲强度受到表面瑕疵的频率、数量和/或尺寸的控制，因此接触程度最小的原始表面具有更高的初始强度。当随后进一步强化(例如化学强化或热强化)该高强度的基于玻璃的基材时，所得到的强度可以高于表面已经进行过磨光和抛光的基于玻璃的基材的强度。可将经过下拉的基于玻璃的基材拉制到小于约2mm的厚度。另外，经过下拉的基于玻璃的基材具有非常平坦、光滑的表面，这种表面可用于其最终应用形式而不需要昂贵的研磨和抛光工艺。

熔合拉制工艺例如使用拉制槽，其具有用来接收熔融原料的通道。通道具有堰，其沿着通道两侧上通道的长度在顶部开放。当通道填充有熔融材料时，熔融材料从堰溢流。在重力的作用下，熔融材料作为两个流动的膜从拉制槽的外表面向下流动。这些拉制槽的外表面向下并向内延伸，以使它们在拉制槽下方的边缘处汇合。这两个流动的膜在该边缘处汇合以熔合并形成单个流动的基材。熔合拉制方法的优点在于：由于从通道溢流的两个膜熔合在一起，因此所得到的基材的任一外表面均不与设备的任意部分相接触。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。

狭缝拉制工艺与熔合拉制法不同。在狭缝拉制法中，向拉制罐提供熔融原材料玻璃。拉制槽的底部具有开放狭缝，其具有沿着狭缝长度延伸的喷嘴。熔融材料流动通过狭缝/喷嘴，并且作为连续的基材向下拉制且进入到退火区域中。

一旦成形，则可对基于玻璃的基材120进行强化，以形成用于层压制品100a-c的经强化的基于玻璃的基材。如本文所用，术语“经强化的基于玻璃的基材”可以指已经经过化学强化的基于玻璃的基材，例如通过离子交换将基于玻璃的基材的表面中的较小离子交换成较大的离子来进行化学强化。然而，也可以使用本领域中已知的其他强化方法(例如热回火)来形成经过强化的基于玻璃的基材。如将要阐述的，经过强化的基于玻璃的基材可包括这样的基于玻璃的基材：在其表面中具有表面压缩应力，从而有助于基于玻璃的基材的强度保留。还如本文中所使用的，“坚固的”基于玻璃的基材也在本公开的范围内，并且其包括可能没有经过特定强化工艺的玻璃基材，且可不具有表面压缩应力，但仍然坚固，如本领域普通技术人员所理解。这种坚固的基于玻璃的基材制品可限定为平均断裂应变大于约0.5％、0.7％、1％、1.5％或者甚至大于2％(以及为前述数值之间的所有范围和子范围)的玻璃片制品或基于玻璃的基材。可通过例如在熔化和成形基于玻璃的基材后保护原始玻璃表面来制造坚固的基于玻璃的基材。所述保护的一个例子发生在熔合拉制法中，其中，在成形后，玻璃膜的表面不与设备的任何部分或其他表面接触。由熔合拉制法形成的基于玻璃的基材从其原始表面品质中获得了其强度。原始表面品质也可通过蚀刻或抛光并随后保护基于玻璃的基材表面获得，以及通过本领域已知的其他方法获得。在一个或多个实施方式中，经过强化的基于玻璃的基材和坚固的基于玻璃的基材均可包含平均断裂应变大于约0.5％、0.7％、1％、1.5％或者甚至大于2％(以及为前述数值之间的所有范围和子范围)的玻璃片制品，所述平均断裂应变例如是当使用环上环或环上球挠曲测试测量时的值。

如上所述，本文所述的基于玻璃的基材可通过离子交换过程进行化学强化，以提供经过强化的基于玻璃的基材120。所述基于玻璃的基材也可通过本领域已知的其他方法来强化，例如通过热回火来强化。在离子交换过程中，通常通过将基于玻璃的基材浸没到熔融盐浴中一段预定的时间，使得基于玻璃的基材表面处或者表面附近的离子与来自盐浴的较大金属离子发生交换。在一些实施方式中，熔融盐浴的温度为约350℃至450℃，并且预定的时间为约2个小时至约8个小时。将更大的离子包含到基于玻璃的基材中通过在基于玻璃的基材的表面处或附近的一个近表面区域或多个区域中形成压缩应力而强化了基于玻璃的基材。在离基于玻璃的基材表面一定距离的一个或多个中心区域内诱导了对应的拉伸应力，以平衡该压缩应力。可将使用该强化过程的基于玻璃的基材更加具体地描述为经过化学强化的基于玻璃的基材120或经过离子交换的基于玻璃的基材120。用于层压制品100a-100c并且未经强化的基于玻璃的基材在本文中可被称为非强化的基于玻璃的基材。

在一个实例中，经过强化的基于玻璃的基材120中的钠离子被来自熔融协浴(例如硝酸钾盐浴)的钾离子替换，但具有更大原子半径的其他碱金属离子(例如铷或铯)也可以替换玻璃中更小的碱金属离子。根据具体实施方式，玻璃中的较小碱金属离子可以被Ag⁺离子替换。类似地，其他碱金属盐，例如硫酸盐、磷酸盐、卤化物等，可以用于离子交换过程。

在低于可使玻璃网络松弛的温度下，用较大的离子替换较小的离子会在整个经过强化的基于玻璃的基材120的表面上形成离子分布，从而形成应力分布。进入的离子的更大体积在经过强化的基于玻璃的基材120的表面上形成压缩应力(CS)，而在经过强化的基于玻璃的基材120的中心中形成张力(中心张力，或者CT)。交换深度可描述为在经过强化的基于玻璃的基材120内并且发生了由离子交换过程所促进的离子交换的深度(即从基于玻璃的基材的表面到基于玻璃的基材的中心区域的距离)。

通过表面应力计(FSM)，使用商购仪器，例如日本折原实业有限公司[OriharaIndustrial Co.,Ltd.]制造的FSM-6000，来测量压缩应力(在玻璃的表面处)。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的精确测量，其与玻璃的双折射相关。进而根据题为“Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient”(《测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法》)的ASTM标准C770-16中所述的方案C(玻璃盘方法)来测量SOC，所述文献通过引用全文结合入本文。

如本文所用，压缩深度(DOC)意为本文所述的经过强化的基于碱金属硅铝酸盐玻璃的基材中的应力从压缩应力变为拉伸应力处的深度。当通过化学诱导时，根据离子交换处理，DOC可以通过FSM或散射光偏振镜(SCALP)来测量。如果玻璃制品中的应力是通过将钾离子交换到玻璃制品中产生的，则使用FSM测量DOC。如果应力是通过将钠离子交换到玻璃制品中产生的，则使用SCALP测量DOC。如果玻璃制品中的应力是通过将钾离子和钠离子二者交换到玻璃中产生的，则通过SCALP测量DOC，因为认为钠的交换深度表示的是DOC，而钾离子的交换深度表示的是压缩应力的变化幅度(但不表示应力从压缩应力变为拉伸应力)；在这种玻璃制品中的钾离子的交换深度通过FSM测量。

在一些实施方式中，用于层压制品100a-c的经过强化的基于玻璃的基材120的表面CA可以是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，以及前述数值之间的所有范围和子范围。经过强化的基于玻璃的基材120的DOC可以是15μm或更大，20μm或更大(例如25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或更大)，并且/或者中心张力可以是10MPa或更大、20MPa或更大、30MPa或更大、40MPa或更大(例如42MPa、45MPa或者50MPa或更大)但是小于100MPa(例如，95MPa、90MPa、85MPa、80MPa、75MPa、70MPa、65MPa、60MPa、55MPa或更小)，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一个或多个具体的实施方式中，经过强化的基于玻璃的基材120具有下述中的一项或多项：大于500MPa的表面CS、大于15μm的压缩层深度和大于18MPa的中心张力。

不囿于理论，认为表面CS大于500MPa且DOC大于约15μm的经过强化的基于玻璃的基材120通常比非强化的基于玻璃的基材(或换言之，未经离子交换或其他方式强化的基于玻璃的基材)具有更大的断裂应变。在一些方面中，本文所述的一个或多个实施方式的益处与不能满足这些CS或DOC的非强化的或微弱强化型的基于玻璃的基材相比可能并不显著，这是因为在许多典型应用中存在处理或常见的玻璃表面损坏事件。然而，如之前所述，在基于玻璃的基材的表面可得到充分保护而不受刮擦或表面损坏(例如通过保护性涂层或其他层得到保护)的具体应用中，具有相对较高的断裂应变的坚固的基于玻璃的基材也可通过例如使用熔合成形法形成并保护原始玻璃表面品质产生。在这些替代应用中，本文所述的一个或多个实施方式的益处可相似地实现。

可用于层压制品100a-100c的经过强化的基于玻璃的基材120的示例性可离子交换的玻璃可包含碱金属硅铝酸盐玻璃组合物或碱金属铝硼硅酸盐玻璃组合物，但也考虑了其他玻璃组合物。如本文所用，“可离子交换”是指基于玻璃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于玻璃的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％。在一些实施方式中，基于玻璃的基材120包含氧化铝等于或大于6重量％的玻璃组合物。在一些实施方式中，基于玻璃的基材120包括具有一种或多种碱土金属氧化物的玻璃组合物，从而碱土金属氧化物的含量为5重量％或更多。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。在一些实施方式中，基于玻璃的基材120中所用的玻璃组合物可包含：61-75摩尔％SiO₂；7-15摩尔％Al₂O₃；0-12摩尔％B₂O₃；9-21摩尔％Na₂O；0-4摩尔％K₂O；0-7摩尔％MgO；以及0-3摩尔％CaO。

适用于基于玻璃的基材120(其可以任选地是经过强化的或是坚固的)的另一种示例性的玻璃组合物包含：60-70摩尔％SiO₂；6-14摩尔％Al₂O₃；0-15摩尔％B₂O₃；0-15摩尔％Li₂O；0-20摩尔％Na₂O；0-10摩尔％K₂O；0-8摩尔％MgO；0-10摩尔％CaO；0-5摩尔％ZrO₂；0-1摩尔％SnO₂；0-1摩尔％CeO₂；小于50ppm As₂O₃；以及小于50ppm Sb₂O₃；其中12摩尔％≤(Li₂O+Na₂O+K₂O)≤20摩尔％且0摩尔％≤(MgO+CaO)≤10摩尔％。

适用于基于玻璃的基材120(其可以任选地是经过强化的或是坚固的)的另一种示例性的玻璃组合物包含：63.5-66.5摩尔％SiO₂；8-12摩尔％Al₂O₃；0-3摩尔％B₂O₃；0-5摩尔％Li₂O；8-18摩尔％Na₂O；0-5摩尔％K₂O；1-7摩尔％MgO；0-2.5摩尔％CaO；0-3摩尔％ZrO₂；0.05-0.25摩尔％SnO₂；0.05-0.5摩尔％CeO₂；小于50ppm As₂O₃；以及小于50ppmSb₂O₃；其中14摩尔％≤(Li₂O+Na₂O+K₂O)≤18摩尔％且2摩尔％≤(MgO+CaO)≤7摩尔％。

在一些实施方式中，适于基于玻璃的基材120(其可以任选地是经过强化的或是坚固的)的碱金属硅铝酸盐玻璃组合物包含氧化铝，至少一种碱金属，并且在一些实施方式中，包含大于50摩尔％SiO₂，在另一些实施方式中，包含58摩尔％或更多的SiO₂,在另一些实施方式中，包含60摩尔％或更多的SiO₂，它们全部如通过方程(6)给出的比值进一步限定：

各组分用摩尔％表示，并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％SiO₂；9-17摩尔％Al₂O₃；2-12摩尔％B₂O₃；8-16摩尔％Na₂O；0-4摩尔％K₂O，并且如上述方程(6)进一步限定。

在一些实施方式中，可任选地为经过强化的或坚固的基于玻璃的基材120可包含碱金属硅铝酸盐玻璃组合物，其包含：64-68摩尔％SiO₂；12-16摩尔％Na₂O；8-12摩尔％Al₂O₃；0-3摩尔％B₂O₃；2-5摩尔％K₂O；4-6摩尔％MgO；和0-5摩尔％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％；且4摩尔％≤(Na₂O+K₂O)-Al₂O₃≤10摩尔％。

在一些实施方式中，可任选地为经过强化的或坚固的基于玻璃的基材120可包含碱金属硅酸盐玻璃组合物，其包含：2摩尔％或更多的Al₂O₃和/或ZrO₂，或者4摩尔％或更多的Al₂O₃和/或ZrO₂。

在一些实施方式中，在层压制品100a-100c的基于玻璃的基材120中使用的基于玻璃的基材可配料有0-2摩尔％的选自下组的至少一种澄清剂，所述组包括：Na₂SO₄、NaCl、NaF、NaBr、K₂SO₄、KCl、KF、KBr和SnO₂。

根据一个或多个实施方式所述的基于玻璃的基材120的厚度12可在约50μm至约5mm的范围内。基于玻璃的基材120的示例性厚度可以是100μm至500μm，例如100μm、200μm、300μm、400μm或500μm。其他示例性厚度12为500μm至1000μm，例如，500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm。基于玻璃的基材120的厚度12可以大于1mm，例如，约2mm、3mm、4mm或者5mm。在一个或多个实施方式中，基于玻璃的基材120的厚度12可以是2mm或更小，或者小于1mm。基于玻璃的基材120可经过酸抛光或者任意其他方式处理，以去除或减少表面瑕疵的影响。

硬膜

层压制品100a、100b、100c(参见图1A-1C)包括设置在基于玻璃的基材120的表面上，具体设置在裂纹减缓复合物130a、130b、130c上的膜110。可以在基于玻璃的基材120的一个或两个主表面122、124上设置硬膜110。在一个或多个实施方式中，除了设置在一个或两个主表面122、124上或者作为对上述的替代，可以在基于玻璃的基材120的一个或多个次表面(未示出)上设置膜110。在一个或多个实施方式中，硬膜110不含眼睛易见到的宏观刮痕或缺陷。进一步地，如图1A-1C所示，膜110与基于玻璃的基材120形成了有效界面140。

在一个或多个实施方式中，通过本文所述的机制，硬膜110可降低层压制品100a、100b、100c(例如，如包含所述膜和基于玻璃的基材120的制品)的平均挠曲强度。在一个或多个实施方式中，所述机制包括以下情况：由于在膜110中发展的裂纹桥接到基于玻璃的基材120中，膜110可降低制品的平均挠曲强度。在另一些实施方式中，所述机制包括以下情况：由于在基于玻璃的基材中发展的裂纹桥接到膜中，膜可降低制品的平均挠曲强度。一个或多个实施方式的膜110可展现出断裂应变为2％或更小，或者断裂应变小于本文所述的基于玻璃的基材的断裂应变。进一步地，一个或多个实施方式的膜110可以展现出弹性模量大于或等于基于玻璃的基材120的弹性模量。包含一个或多个这些属性的膜在本公开中可以表征为“脆性”。

根据层压制品100a-c的一个或多个实施方式，硬膜110的断裂应变(或裂纹起始应变水平)可以低于基于玻璃的基材120的断裂应变。例如，膜110的断裂应变可以为约2％或更小、约1.8％或更小、约1.6％或更小、约1.5％或更小、约1.4％或更小、约1.2％或更小、约1％或更小、约0.8％或更小、约0.6％或更小、约0.5％或更小、约0.4％或更小或者约0.2％或更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，膜110的断裂应变可以比表面CS大于500MPa且DOC大于约15μm的经过强化的基于玻璃的基材120的断裂应变更低。在一个或多个实施方式中，膜110的断裂应变可以比基于玻璃的基材120的断裂应变低或少0.1％(或更多)，或者在一些情况中，低或少0.5％(或更多)，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，膜110的断裂应变可以比基于玻璃的基材120的断裂应变低或少约0.15％(或更多)，例如低或少0.2％、0.25％、0.3％、0.35％、0.4％、0.45％、0.50％、0.55％、0.6％、0.65％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％或者1％，以及前述数值之间的所有范围和子范围。例如可使用结合了任选的显微或高速摄像分析的环上球或环上环挠曲测试方法来测量这些断裂应变值。除非另有说明，本公开中的基材(例如基材120)上的膜(例如膜110)的断裂应变属性和测量通过使用显微摄像机来进行，所述显微摄像机原位附接于环上环挠曲测试设备(与上文所述的用于测量COS的相同)，以测量位移及其他相关数据，从而根据本公开领域的普通技术人员所理解的方程来计算断裂应变值。还如普通技术人员所理解的，这些评估的可在施加载荷或应力期间进行，或者在一些情况中，在施加载荷或应力之后通过检查来进行。在膜(例如膜110)是导电的或者在膜上涂覆有导电薄层的情况中，本领域技术人员还理解，通过分析导电膜的电阻率可测量膜开裂的开始。

用于层压制品100a-c的示例性膜110可具有至少25GPa的弹性模量和/或至少1.75GPa的硬度，但此范围外的一些组合也是可能的。然而，一般而言，用于层压制品100a-c的硬膜110在它们展现出至少25GPa的弹性模量和/或至少1.75GPa的硬度的意义上来说，它们是“硬的”。在一些实施方式中，硬膜110的弹性膜量可以是50Gpa或更大，或者甚至是70Gpa或更大，以及前述数值之间的所有范围和子范围。例如，膜的弹性模量可以是55GPa、60GPa、65GPa、75GPa、80GPa、85GPa，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，所测得的膜110的硬度值高于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、11GPa、12GPa、13GPa、14GPa、15GPa、16GPa或更大，以及这些水平之间或高于这些水平的所有压痕硬度值。根据另一个实施方式，用于层压制品100a-c的硬膜110可展现出硬度大于或等于8GPa，或者大于或等于12GPa。可使用本公开领域的普通技术人员常使用的用于确定膜的弹性模量和硬度的已知的金刚石纳米压痕方法来测量所述膜110的这些弹性模量和硬度值。示例性的金刚石纳米压痕方法可以使用布氏金刚石压痕计。使用广泛接受的纳米压痕实践操作来确定薄膜涂层的硬度和杨氏模量，所述薄膜涂层例如本公开的膜和层(例如膜110和裂纹减缓复合物130a、130b、130c)。[参见Fischer-Cripps,A.C.，“Critical Review of Analysis andInterpretation of Nanoindentation Test Data”(《纳米压痕测试数据的分析和解释的批判性综述》”，Surface&Coatings Technology(表面与涂层技术)，第200卷，第4153-4165页，2006年(下文称为“Fischer-Cripps”)；以及Hay,J.等人，“Continuous Stiffnessmeasurement During Instrumented Indentation Testing”(《仪器压痕测试期间的连续刚度测量》)，Experimental Techniques(实验技术)，34(3)，第86-94页，2010年(以下简称“Hay”)]。对于涂层，通常根据压痕深度来测量硬度和模量。只要涂层足够地厚，则可使涂层性质与所得到的响应分布隔离开。应当认识到，如果涂层太薄(例如，小于～500nm)，则可能无法完全隔离开涂层性质，因为它们可能会受到具有不同机械性质的基材附近的影响。(参见Hay)。用于报告本文性质的方法表示的是涂层自身。所述过程是测量硬度和模量与压痕深度的关系，直到深度接近1000nm。在较软的玻璃上具有硬涂层的情况中，响应曲线将揭示在相对较小的压痕深度(≤约200nm)处的硬度和模量的最大水平。在较深的压痕深度处，硬度和模量二者均将逐渐消失，因为响应受较软的玻璃基材的影响。在这种情况中，选取的涂层硬度和模量是与展现出最大硬度和模量的区域相关的那些硬度和模量。在较硬的玻璃上具有软涂层的情况中，涂层性质将通过在相对较小的压痕深度处出现的最低硬度和模量水平来表示。在较深的压痕深度处，由于较硬玻璃的影响，硬度和模量将逐渐增加。这些硬度和模量对比深度的分布曲线可使用传统的Oliver和Pharr方法(如Fischer-Cripps中所述)或更有效的连续刚度方法(参见Hay)获得。可靠的纳米压痕数据的求得需要遵循公认的方案。否则，这些度量可能遭受显著的误差。使用如上所述的已知的金刚石纳米压痕方法，用布氏金刚石压头尖端测量所述薄膜的这些弹性模量和硬度值。进一步地，不囿于理论，硬膜110所展现的硬度值指示的是层压制品100a-c的硬度，条件是：在层压制品100a-c的所有方面——包括裂纹减缓复合物130a-c和基于玻璃的基材120均就位的情况下，对膜进行的硬度测量。

用于层压制品100a-c的本文所述的硬膜110还可展现出断裂韧度小于约10MPa·m^1/2，或者在一些情况中小于5MPa·m^1/2，或者在一些情况中小于1MPa·m^1/2。例如，所述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或更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。如本文所报告的断裂韧度是如下述文献所述进行测量的：D.S Harding,W.C.Oliver和G.M.Pharr,Cracking During Indentation and its use in the Measurement of FractureToughness(《压痕期间的开裂及其在断裂韧度测量中的应用》),Mat.Res.Soc.Symp.Proc.,第356卷,1995,663-668。

用于层压制品100a-c的本文所述的硬膜110还可具有临界应变能量释放率(G_IC＝K_IC ²/E)，其小于约0.1kJ/m²，或在一些情况中小于0.01kJ/m²。在一个或多个实施方式中，膜110的临界应变能量释放率可以是0.09kJ/m²、0.08kJ/m²、0.07kJ/m²、0.06kJ/m²、0.05kJ/m²、0.04kJ/m²、0.03kJ/m²、0.02kJ/m²、0.01kJ/m²、0.0075kJ/m²、0.005kJ/m²、0.0025kJ/m²或更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。利用如上文所述测得的断裂韧度和模量的数值来计算临界应变能量释放率。

在一个或多个实施方式中，硬膜110可以包括多个层，每个层个有相同或不同的厚度。在某些方面中，膜110中的一个或多个层的组成可以与膜110中的其他层不同。本公开的某些方面还考虑了组成膜110的各层的各种顺序。在一个或多个实施方式中，基于一个或多个层对于层压制品100a、100b、100c的平均挠曲强度的影响和/或如本文其他部分所述的一个或多个层的断裂应变、断裂韧度、弹性模量或临界应变能量释放率值，所述膜的每一层可表征为脆性的。在一个变化形式中，硬膜110中的各层不需要具有相同的性质，例如弹性模量和/或断裂韧度。在另一变化形式中，膜110的各层可包括彼此不同的材料，例如，如具有不同组合物的交替的薄层。在一些实施方式中，硬膜110包括具有高耐刮擦性的一个或多个最外层(例如一个或多个氮化硅和/或二氧化硅层)和具有其他功能性质的一个或多个最内层[例如包含透明导电氧化物(如ITO)的导电膜]。

从硬膜110的本体，或至少是其一个或多个最外层应展现出有益于层压制品100a、100b、100c的所需应用的耐刮擦性的角度来说，在某些实施方式中，硬膜110的组成或材料可能是有限的。根据层压制品100a、100b、100c的一些实施方式，硬膜110可包含以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。硬膜110的材料的一些另外的实例包括：氧化物，例如SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅；氮氧化物，例如SiO_xN_y、Si_uAl_vO_xN_y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，例如碳氧化物和氧碳氮化物(例如SiC_xO_y和SiC_xO_yN_z)；半导体材料，例如Si和Ge；透明导体，例如氧化铟锡(ITO)、锡氧化物、氟化锡氧化物、铝锌氧化物或氧化锌；碳纳米管或掺杂石墨烯的氧化物；掺杂银或其他金属的氧化物；高硅质聚合物，例如高度固化的硅氧烷和倍半硅氧烷；金刚石或类金刚石碳材料；或可展现出断裂性质的选定金属膜。进一步地，对于含有材料通常与高耐刮擦性不相关(例如半导体材料、立方氮化硼等)的一个或多个层的那些硬膜110，硬膜的一个或多个最外层可含：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、类金刚石碳材料及其组合。此外，在第9,079,802号、第9,355,444号、第9,359,261号和第9,366,784号美国专利中所述的各种多层硬涂层设计也可用于层压制品中并由此获得本公开的裂纹减缓复合物方案的益处，所述文献通过引用纳米本文。

通常用“整数式”表述(例如Al₂O₃)来描述固体。也常使用等效的“原子分数公式”表述(例如Al_0.4O_0.6)来描述固体，Al_0.4O_0.6等效于Al₂O₃。在原子分数式中，式中的所有原子的总和为0.4+0.6＝1，式中的Al和O的原子分数分别是0.4和0.6。在许多普通教科书中描述了原子分数表述，并且原子分数表述常用于描述合金。另见例如：(i)Charles Kittel，Introduction to Solid State Physics(《固态物理学导论》)，第七版，纽约约翰·威利父子公司(John Wiley&Sons,Inc.)，1996年，第611-627页；(ii)Smart和Moore,Solid StateChemistry,An introduction(《固态化学导论》)，伦敦查普曼和霍尔大学与专业图书部(Chapman&Hall University and Professional Division)，1992年，第136-151页；(iii)James F.Shackelford，《工程师材料科学导论》，第六版，新泽西州普伦蒂斯霍尔出版社(Pearson Prentice Hall)，2005年，第404-418页。

简而言之，关于合金，例如铝氧化物，在没有指定具体的下标数值情况下，可说成是Al_vO_x。Al_vO_x的表述可代表Al₂O₃或Al_0.4O_0.6。如果选定v+x的总和为1(即，v+x＝1)，则式子会是原子分数表述。类似的，可描述更为复杂的混合物，例如Si_uAl_vO_xN_y，其中同样地，如果u+v+x+y的总和等于1，则是原子分数表述情况。

原子分数式有时在比较时更容易使用。例如，由(Al₂O₃)_0.3(AlN)_0.7组成的示例性合金与下面的式表述——Al_0.448O_0.31N_0.241和Al₃₆₇O₂₅₄N₁₉₈极为相似。由(Al₂O₃)_0.4(AlN)_0.6组成的另一个示例性合金与下面的式表述Al_0.438O_0.375N_0.188和Al₃₇O₃₂N₁₆极为相似。原子分数式Al_0.448O_0.31N_0.241和Al_0.438O_0.375N_0.188相对容易互相比较；例如，发现Al的原子分数下降了0.01，O的原子分数增加了0.065，并且N的原子分数下降了0.053。比较整数式表述Al₃₆₇O₂₅₄N₁₉₈和Al₃₇O₃₂N₁₆则需要采取更详细的计算和考虑因素。因此，有时候优选使用固体的原子分数式表述。然而，通常使用Al_vO_xN_y，因为其捕获了含有Al、O和N原子的任何合金。

可通过真空沉积技术，例如化学气相沉积(例如等离子体增强的化学气相沉积、大气压化学气相沉积或等离子体增强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溅镀或者激光烧蚀)、热蒸发、电阻加热或电子束蒸发或原子层沉积，在基于玻璃的基材120上设置硬膜110。也可以使用基于液体的技术将硬膜110沉积在基于玻璃的基材120的一个或多个表面122、124上，所述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，尤其是旋涂、喷涂、狭缝涂抹、滑动涂覆、缠绕棒涂覆、刮刀/刀涂覆、空气刀涂覆、幕涂、凹版涂覆和辊涂覆。在一些实施方式中，可能期望在硬膜110与基于玻璃的基材120之间，在基于玻璃的基材120与裂纹缓缓复合物130a、130b、130c之间，在裂纹减缓复合物130a、130b、130c的各层(如果有)之间，在膜110的各层(如果有)之间和/或在膜110与裂纹减缓复合物130a、130b、130c之间使用促粘剂，例如基于硅烷的材料。

硬膜110的厚度11(参见图1A-1C)可根据层压制品100a、100b、100c的预期用途而变化。在一些实施方式中，硬膜110的厚度11可以在以下范围内：约0.005μm至约5μm、约0.2μm至约5μm或约0.2μm至约0.5μm。在一些实施方式中，硬膜110的厚度11可以在以下范围内：约0.005μm至约10μm、约0.05μm至约0.5μm、约0.01μm至约0.15μm或约0.015μm至约0.2μm，以及前述数值之间的所有范围和子范围。

在层压制品100a、100b、100c的一些实施方式中，在硬膜110中包含一种材料(或多种材料)可以是有利的(例如，如包含单层、双层或多层结构)，所述材料具有：(1)与基于玻璃的基材120，裂纹减缓复合物130a,130b,130c和/或其他膜或层的折射率近似(或大于其)的折射率，以使光学干涉效应最小化；(2)通过调整以实现抗反射干涉效果的折射率(实部和/或虚部)；和/或(3)通过调整以实现波长选择性反射效果或波长选择性吸收效果的折射率(实部和/或虚部)，例如，以实现UV或IR阻挡或反射效果，或者以实现上色/着色效果。在层压制品100a-c的一些实施方式中，例如，硬膜110可包含多层抗反射涂层，其中，裂纹减缓复合物130a-c和硬膜110一起包含小于约2％的平均单侧光照反射率。如本公开中所指的单侧反射率值是通过将基于玻璃的基材的后表面光学耦合到强光吸收器，以从测量值中有效除去来自基材的后表面的反射而测量到的。进一步地，根据人眼的灵敏度，通过对测得的反射率进行加权，并且使用本领域普通技术人员容易理解的方法将结果平均来获得光照平均值。

在一个或多个实施方式中，硬膜110的折射率可以大于基于玻璃的基材120的折射率和/或大于裂纹减缓复合物130a、130b、130c的折射率。在一个或多个实施方式中，膜110的折射率可以在约1.7至约2.2的范围内，或者在约1.4至约1.6的范围内，或者在约1.6至约1.9的范围内，以及前述数值之间的所有范围和子范围。一些实施方式可采用具有一个或多个层的膜110，其中，所述一个或多个层的折射率可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也如此(例如，在具有硅酸盐玻璃组合物的基材120上方设置的具有一个或多个二氧化硅层且剩余的为氮化硅层的膜110)。

硬膜110也可用于多种功能，包括耐刮擦性，或者可与本文所述另外的膜或层整合，所述另外的膜或层用于除与硬膜110相关的耐刮擦性之外的功能。例如，硬膜110可以包括UV或IR光反射或吸收层、抗反射层、抗眩光层、耐污层、自清洁层、耐刮擦层、阻挡层、钝化层、气密性层、扩散阻挡层、防指纹层等。此外，膜110可以包括导电层或半导体层、薄膜晶体管层、EMI屏蔽层、破损传感器、警报传感器、电致变色材料、光致变色材料、触摸传感层或信息显示层。膜110和/或前述任何的层可以包含上色剂或着色剂。当在层压制品100a、100b、100c中整合了信息显示层时，制品可形成触敏显示器、透明显示器或抬头显示器的部件。在这些情况中，可能希望硬膜110执行干涉功能，该干涉功能选择性地透射、反射或吸收不同波长或颜色的光。例如，在抬头显示应用中，硬膜110可以选择性地反射目标波长。

除了耐刮擦性外，硬膜110的其他功能性质包括光学性质、电学性质和/或机械性质，例如硬度、弹性模量、断裂应变、耐摩损性、机械耐久性、摩擦系数、导电性、电阻率、电子迁移率、电子或空穴载流体掺杂、光折射率、密度、不透明度、透明度、反射率、吸收率、透射率等。在硬膜110与层压制品100a、100b、100c中包含的基于玻璃的基材120，裂纹减缓复合物130a、130b、130c和/或其他膜组合之后，这些功能性质基本上得到了维持或者甚至是有所改进。

裂纹减缓复合物

如本文所述，裂纹减缓复合物130a、130b、130c(参见图1A-1C)通过层压制品100a、100b、100c中的有效界面140抑制裂纹生长。裂纹减缓复合物130a-c可以通过以下一种或多种机制抑制裂纹生长：1)由于改变复合结构中的弹性模量而降低了裂纹尖端处的应力强度；2)通过复合结构中的塑性变形而使裂纹钝化；以及3)通过向裂纹生长提供优选路径而使裂纹偏转，所述优选路径是曲折的并且消耗裂纹减缓复合物/堆叠而不是硬膜110或基于玻璃的基材120中的断裂能量。

对于层压制品100a-c，裂纹减缓复合物130a-c包含无机元件33和聚合元件35。在这些方面中，裂纹减缓复合物130a-c包括无机元件33和聚合元件35，它们中的一者或两种为一个或多个层、膜或其他结构(例如微粒、纤维和/或晶须)的形式。在一些实施方式中，无机元件33可包含氧化物、氮化物或氮氧化物，并且聚合元件35可包含聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯和氟化聚合物中的至少一种。在一些实施方式中，无机元件33可包含SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、CaO、CaCO₃、SnO、ZnO、SiN_x、AlN_x、AlO_xN_y或SiO_xN_y中的一种或多种；并且/或者裂纹减缓复合物130a-c的聚合元件35可包含衍生自或以其他方式包含下述中的一种或多种的聚酰亚胺：聚(苯均四酸二酐-共-4,4'-氧基二苯胺)(PMDA-ODA)；4,4'-氧双邻苯二甲酸酐和4,4'-二氨基二苯基醚单体(ODPA-ODA)；联苯四甲酸二酐-4,40-氧基二苯胺(BPDA-ODA)和氟化聚酰亚胺。在一些情况中，聚合物组分或整个复合物可显示出高的温度容限，其可通过多种方式来表征，包括以下中的一种或多种：1)层或全部的裂纹减缓复合物的质量改变2％或更低；和2)在将制品加热到200℃并持续30分钟后，或者在一些情况中加热到250℃并持续30分钟后，光学反射率或透射率改变2％或更低。

根据层压制品100a-c的一些实施方式，裂纹减缓复合物130a-c包括无机元件33和聚合元件35，并且大于约20体积％的材料与无机元件33有关，且大于约0.5体积％或更多的材料与聚合元件35有关。例如，与无机元件35有关的材料的量可以大于约20体积％、30体积％、40体积％、50体积％、60体积％，并且可以是这些体积水平之间的所有量。优选地，聚合元件35包含具有C-C、C-N、C-O和/或C＝C键作为形成聚合链的键的聚合材料。进一步地，在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的复合物裂纹起始应变(COS)值可以大于约0.8％，大于1％，大于约1.5％，以及这些水平之间或高于这些水平的所有COS值。进一步地，裂纹减缓复合物130a-c(包括其无机元件33和聚合物元件35)的特征可以在于：弹性模量大于30GPa。例如，裂纹减缓复合物130a-c的特征可以在于弹性模量为30.5GPa、31GPa、32GPa、33GPa、34GPa、35GPa、40GPa、45GPa、50GPa等，包括在这些水平之间的所有弹性模量值，可考虑的，最高达80GPa，在一些情况中甚至接近120GPa。

进一步地，在层压制品100a-c的一些实施方式中，裂纹减缓复合物103a-c的特征可以是无机元件33与聚合元件35之间的弹性模量比值大于10:1(例如弹性模量为150GPa的无机元件33与弹性模量为10GPa的聚合元件将得到15:1的弹性模量比值)。例如，裂纹减缓复合物130a的弹性模量比值可以是11:1、12:1、13:1、14:1、15:1、20:1、30:1、40:1、50:1、60:1、70:1、80:1、90:1、100:1以及这些比值之间或高于这些比值的所有弹性模量比值。根据一些实施方式，对于裂纹减缓复合物130a-c中包含的某些弹性模量极低(例如<1GPa)的聚合元件35并伴随弹性模量相对较高(例如>75GPa)的无机元件33，裂纹减缓复合物130a-c的实际弹性模量比值极限为约500:1。

进一步地，如图1B-1C所示，层压制品100b、100c的裂纹减缓复合物130b、130c可包括一个或多个层状无机元件33以及一个或多个层状聚合元件35。不囿于理论，针对组成无机元件33和聚合元件35中的每一者的一个或多个层的各种品质、组合、厚度和/或组成，可获得层压制品100b-c的得以保留的强度、光学性质和耐刮擦值。优选地，采用各自为一个或多个层状的无机元件33和聚合元件35的层压制品(例如层压制品100b、100c)即是如此，使得无机元件33和聚合元件35的各层是交替的。在一些实施方式中，层压制品100b、100c包括裂纹减缓复合物130b、130c，使得无机元件33的一层与基于玻璃的基材120和硬膜110中的至少一者接触。在无机元件33的一层与基于玻璃的基材120和硬膜110均接触的情况中，无机元件33的各个不同的层将起到该作用，因为聚合元件35的至少一层将被设置在这些层之间。

如此处所述或前文所述，裂纹减缓复合物130b、130c(包括其层形式的无机元件33和聚合物元件35)的“弹性模量”或“平均弹性模量”可通过下述来计算：获得无机元件33和聚合元件35的每一层的测量值——其基于对厚度为大致100nm至1000nm的单个膜进行测量，然后计算裂纹减缓复合物130b的体积平均弹性模量。此外，可以如本公开领域的普通技术人员所理解的那样计算体积平均弹性模量，例如鉴于无机元件33和聚合元件35的各个层的体积估算值或实际的体积测量值来计算。进一步地，这些计算裂纹减缓复合物的平均弹性模量的方法极度吻合通过同样如本公开所述的纳米压痕方法而对裂纹减缓复合物直接进行的弹性测量的测量。

如图1B和1C所示，层压制品100b、100c的裂纹减缓复合物130b、130c包括无机元件33，其具有一个或多个具有厚度63的层。在一些方面中，无机元件33的每个层的厚度63可以在约1nm至约200nm的范围内，优选为约5nm至约150nm。另外，在一些方面中，聚合元件35的每个层的厚度65可以在约1nm至约500nm的范围内，优选为约5nm至约300nm。根据另一个实施方式，裂纹减缓复合物130b的总厚度13b可以在约10nm至约1000nm的范围内。在另一个方面中，裂纹减缓复合物130b的总厚度13b在约50nm至约750nm的范围内。在另外的实施方式中，裂纹减缓复合物130b的总厚度13b在以下范围内：约25nm至约1000nm、约50nm至约800nm、约50nm至约700nm、约50nm至约600nm、约50nm至约500nm，以及这些范围中的所有总厚度范围和子范围。

在一些实施方式中，层压制品100b、100c可包括裂纹减缓复合物130b、100c，该裂纹减缓复合物130b、100c由其无机元件33和聚合元件35的各层的厚度比控制。例如，聚合元件35的总厚度(即，其中的每一层的厚度65的值的总和)与无机元件33的总厚度(其中的每一层的厚度63的值的总和)的比值可以是约0.1:1至约5:1。在其他实施方式中，厚度比可以是约0.2:1至约3:1。如还在本文中理解的，层压制品100b、100c以及受所述厚度比控制的裂纹减缓复合物130b、130c的实施方式被构造成使得厚度比的计算与向紧邻硬膜110和/或基于玻璃的基材120中的一者或两者的裂纹减缓复合物130b、130c添加的任何额外的层无关。如本文所述，这样的层被称为“连接层”，其通常比无机元件33和有机元件35中的其他层薄半个至一个(或多个)数量级。

根据层压制品100b、100c的另一些实施方式，裂纹减缓复合物130b、130c包括足以保留膜110的耐刮擦性的硬度，同时其还展现出足以改进或以其他方式保留基于玻璃的基材120和硬膜110的挠曲强度的韧度。为了找到硬度与韧度之间的有利平衡，可通过控制聚合元件35的各层的厚度(例如，各厚度63的总和)与复合物的总厚度13b、13c之间的厚度比来调整裂纹减缓复合物130b、130c的弹性模量E和硬度H。如图6A和6B所示，其是根据本公开的一些实施方式，设置在基于玻璃的基材上的裂纹减缓复合物的弹性模量(GPa)和硬度(GPa)随着复合物中聚合物层的厚度与整个裂纹减缓复合物的厚度的比值变化的图，所述比值根据纳米压痕方法测得。如根据图6A和6B显见的，聚合元件的总厚度与裂纹减缓复合物的总厚度(即，对于数据点，为约400nm)的厚度比的增加超于使得层压制品的弹性模量和硬度水平降低。此外，针对图6A和6B所示的数据的拟合线分别具有0.93和0.91的R²，表明厚度比与裂纹减缓复合物的弹性模量或硬度之间强相关。

现在更具体地参考层压制品100a-c，改变硬膜110与裂纹减缓复合物130a-c之间或者裂纹减缓复合物130a-c与基材120之间的有效界面140处的界面性质，这一般是通过裂纹减缓复合物130a-c来改变，使得制品100a-c基本上保留其平均挠曲强度，并且使硬膜110保留用于其应用的功能性质，特别是耐刮擦性。例如，在层压制品100a-c的一些实施方式中，制品的特征在于：平均挠曲强度大于或等于玻璃基材(即，在其上未设置有裂纹减缓复合物130c和硬膜110结构下进行测试的玻璃基材)的平均挠曲强度的约50％。

在图1A-1C所示的层压制品100a-c的一个或多个实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c可形成优选的裂纹扩展路径而不在硬膜110与基于玻璃的基材120之间桥接。换言之，裂纹减缓复合物130a-c可以使在膜110和基于玻璃的基材120的一者中形成并朝向膜110和基于玻璃的基材120中的另一者扩展的裂纹偏转到裂纹减缓复合物130a-c中。在这样的实施方式中，裂纹可以在基本平行于层压制品100a-c的第一界面150或第二界面160中的至少一者的方向上扩展通过裂纹减缓复合物130a-c。如图5A所示，当裂纹被限制在裂纹减缓复合物130a-c中时，裂纹变成内聚破坏180。如本文中所使用的，术语“内聚破坏”涉及裂纹扩展基本上被限制在裂纹减缓复合物130a-c中。

当裂纹减缓复合物130a-c被构造用于生成如图5A所示的内聚破坏180时，在这样的实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c提供了优选的裂纹扩展路径。裂纹减缓复合物130a-c可以造成裂纹在硬膜110或基于玻璃的基材120中起始并进入到裂纹减缓复合物130a-c中，从而保留在裂纹减缓复合物中。替代性地或附加地，层压制品100a-c的裂纹减缓复合物130a-c有效地限制了起源于硬膜110和基于玻璃的基材120中的一者的裂纹而不使其扩展到所述膜和基于玻璃的基材中的另一者中。类似地，层压制品100a-c的裂纹减缓复合物130a-c有效地限制了起源于复合物130a-c和基于玻璃的基材120中的一者的裂纹而不使其扩展到所述复合物和基材中的另一者中。这些行为可以单独或一起表征为裂纹偏转。由此，裂纹从膜110与基于玻璃的基材120之间，或者裂纹减缓复合物130a-c与基于玻璃的基材120之间的桥接偏转。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c可提供展现出低断裂韧度和/或低临界应变能量释放率的低韧度层或界面，这可促进裂纹偏转到裂纹减缓复合物130a-c中而不是通过所述裂纹减缓复合物进入到膜110和/或基于玻璃的基材120中。如本文所用，“促进”包括形成使裂纹偏转到裂纹减缓复合物130a-c中而不是扩展到基于玻璃的基材120或膜110中的有利条件。术语“促进”还可以包括为裂纹扩展进入和/或通过裂纹减缓复合物130a-c而不进入到基于玻璃的基材120或膜110中提供不那么曲折的路径。

根据层压制品100a-c的一个或多个实施方式，裂纹减缓复合物130a-c的平均断裂应变可以大于硬膜110的平均断裂应变。在层压制品100a-c的一个或多个实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的平均断裂应变可以等于或大于约0.5％、0.7％、1％、1.5％、2％或者甚至是4％。裂纹减缓复合物130a-c的平均断裂应变可以为0.6％、0.8％、0.9％、1.1％、1.2％、1.3％、1.4％、1.5％、1.6％、1.7％、1.8％、1.9％、2.0％2.2％、2.4％、2.6％、2.8％、3％、3.2％、3.4％、3.6％、3.8％、4％、5％或6％或者更大，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一个或多个实施方式中，硬膜110的平均断裂应变(裂纹起始应变)可以为1.5％、1.0％、0.7％、0.5％或者甚至是0.4％或更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。膜110的平均断裂应变可以为1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、0.9％、0.8％、0.6％、0.3％、0.2％、0.1％或者更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。对于层压制品100a-c，基于玻璃的基材的平均断裂应变可以大于硬膜110的平均断裂应变，在一些实施方式中，可以大于裂纹减缓复合物130a-c的平均断裂应变。在层压制品100a-c的另一些具体的实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c可以具有比基于玻璃的基材120更高的平均断裂应变，以最大程度地减小裂纹减缓复合物对基于玻璃的基材的任何不利的机械效应。

根据一个或多个实施方式，裂纹减缓复合物130a-c的临界应变能量释放率(G_IC＝K_IC ²/E)可大于硬膜110的临界应变能量释放率。在其他实例中，所述裂纹减缓复合物130a-c可展现出临界应变能量释放率比基于玻璃的基材的临界应变能量释放率小0.25倍或小0.5倍。在具体的实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的临界应变能量释放率可以是约0.1kJ/m²或更小，约0.09kJ/m²或更小，约0.08kJ/m²或更小，约0.07kJ/m²或更小，约0.06kJ/m²或更小，约0.05kJ/m²或更小，约0.04kJ/m²或更小，约0.03kJ/m²或更小，约0.02kJ/m²或更小，约0.01kJ/m²或更小，约0.005kJ/m²或更小，约0.003kJ/m²或更小，约0.002kJ/m²或更小，约0.001kJ/m²或更小；但在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的临界应变能量释放率大于约0.0001kJ/m²(即大于约0.1J/m²)，以及前述数值之间的所有范围和子范围。

层压制品100a-c中所用的裂纹减缓复合物130a-c的折射率可大于基于玻璃的基材120的折射率。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的折射率可以小于硬膜110的折射率。在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的折射率可以在基于玻璃的基材120与膜110的折射率之间。例如，裂纹减缓复合物130a-c的折射率可以在约1.45至约1.95的范围内，在约1.5至约1.8的范围内，在约1.6至约1.75的范围内，以及前述数值之间的所有范围和子范围。或者，裂纹减缓复合物130a-c在大部分的可见波长范围内(例如450-650nm)的折射率可以基本上等于基于玻璃的基材的折射率，或者其折射率不比基于玻璃的基材的折射率更大或更小超过0.05个折射率单位。在某些实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c被构造成使得基材和裂纹减缓复合物的光学透射率与单独的基材的光学透射率相差1％或更小。换言之，裂纹减缓复合物130a-c可被构造成使得基材的光学性质(例如光学反射率和透射率)得到保留。

在一个或多个实施方式中，层压制品100a、100b、100c的裂纹减缓复合物130a-c能承受高温过程。这些过程可包括真空沉积过程，例如化学气相沉积(例如等离子体增强的化学气相沉积)、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。在一个或多个具体的实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c能够承受真空沉积过程，在过程中，设置在基于玻璃的基材120上的硬膜110和/或其他膜通过真空沉积而沉积在裂纹减缓复合物130a-c上。如本文所使用的术语“承受”包括裂纹减缓复合物130a-c耐受超过100℃、200℃、300℃、400℃、500℃、600℃以及潜在的甚至更高的温度，使得在裂纹减缓复合物中观察到的重量损失不超过10％和/或光学透射率损失不超过2％。在一些实施方式中，如果在膜110和/或其他膜沉积在基于玻璃的基材上(以及沉积在裂纹减缓复合物130a-c上)之后，裂纹减缓复合物130a-c经历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％，则可以认为裂纹减缓复合物130a-c承受得住真空沉积或温度处理过程。裂纹减缓复合物130a-c经受重量损失的沉积过程(或沉积过程之后的测试)可包括：约100℃或更高、200℃或更高、300℃或更高、400℃或更高的温度；富含特定气体(例如氧气、氮气、氩气等)的环境；和/或可以在高真空(例如10^-6托)下、大气条件下和/或高真空与大气条件之间的压力下进行沉积的环境。如将在本文中论述的，可以针对其高的温度容限(即，承受高温过程，例如真空沉积过程的能力)和/或其环境容限(即，承受富含特定气体或处于特定压力的环境的能力)来专门选择用于形成裂纹减缓复合物130a或堆叠体130b的材料。这些容限可以包括高温容限，高真空容限，低真空排气，对等离子体或离子化气体的高容限，对臭氧的高度容限，对UV的高容限，对溶剂的高容限或者对酸或碱的高容限。在一些情况中，可以对裂纹减缓复合物130a-c进行选择以使其通过ASTM E595的排气测试。

对于裂纹减缓复合物130a-c的加工，可使用各种工艺，以沉积、涂覆或以其他方式形成其无机元件33和聚合元件35.例如，至少是为了形成聚合元件35，可以通过各种有机溶剂来利用湿法涂覆法，例如旋涂、喷涂和浸涂。然而，优选地，可采用各种基于真空的沉积方法，例如热蒸发、电子束蒸发、溅射和CVD方法，以促进制造无机元件33和聚合元件35二者。由此真空沉积方法不依赖于任何有机溶剂(其可具有毒性)的使用，因此真空沉积方法是有利的。另外，相对于其他沉积和成形方法，真空沉积方法可实现更好地控制厚度、层均匀性以及裂纹减缓复合物130a-c的各层之间和复合物的各层与硬膜110或基于玻璃的基材120之间的粘合。

例如，这些加工技术可通过图7中的扫描电子显微镜(SEM)图像来显示，所述图像是根据本公开的一些实施方式，来自包含基于玻璃的基材720、硬膜710和裂纹减缓复合物730的层压制品的截面，所述裂纹减缓复合物730包含两个无机层733和两个聚合层735。在图7的层压制品中，有机层(PMDA-ODA)735通过热蒸发而共蒸发，而无机层733(Al₂O₃)通过电子束蒸发沉积在基于玻璃的基材720上。重复这些步骤以完成裂纹减缓复合物730，其包含两层的聚酰亚胺和两层的Al₂O₃。此外，PMDA和ODA是聚酰亚胺前体(例如聚合层735的聚酰亚胺前体)，当它们沉积到基于玻璃的基材720或随后的无机层733的层的表面上，并接着在200℃下热固化时，它们经历逐步聚合，以完成聚酰亚胺层的形成。使用这些基于真空的沉积工艺，例如，如根据前述生产的层压制品的图7的图像中所描绘的，可在能够引入多个前体源的单个室中沉积裂纹减缓复合物730的无机层733和聚合层735两者。在一个优选的实施方式中，在对构成无机层733和聚合层735的各个层进行沉积之间，进行额外的离子清洁步骤，以改进随后的各层和/或硬膜710的粘合。此外，根据前述来制造层压制品100a-100c(包括图7所示的制品)的裂纹减缓复合物130a-c的一些方面，随后利用等离子体增强的化学气相沉积技术来沉积包含氮化硅(SiN_x)的硬膜。在200℃下，利用硅烷前体气体和氮气，在Plasma-Therm公司的高密度等离子体增强的气相沉积(HDPCVD)Versaline系统中，沉积SiNx耐刮擦膜(例如图7所示的膜710)。

此外，层压制品100a-c(图1A-1C)的一个或多个实施方式的裂纹减缓复合物130a-c可以展现出更高的温度容限，对UV臭氧或等离子体处理的鲁棒性，UV透明，对环境老化的鲁棒性，在真空环境中的低排气等。在硬膜110也通过真空沉积形成的情况中，裂纹减缓复合物130a-c和膜110二者均可在相同或相似的真空沉积室中形成，或者使用相同或相似的涂覆设备形成。

根据一些实施方式，包含裂纹减缓复合物130a-c的层压制品100a-c，其硬膜110的特征为：当膜110暴露于石榴石(Garnet)刮擦测试时，其不从制品剥离或基本上不从制品剥离。如本文所使用的，“石榴石刮擦测试”通过下述进行：使用双面胶将150粒度的石榴石砂纸的～6mm直径的圆形片附接于泰伯尔耐磨试验仪(Taber Abraser)单元的头部。将总共1kg的载荷施加于磨头(～650g的附加载荷加上～350g的心轴载荷)。或者，可以施加总共4kg的载荷。然后，使磨头在单次刮擦中在样品的表面上扫掠～30mm的长度，接着检查刮痕。虽然在样品上可见到一些刮痕或损坏标记，但是如本文所用的“基本上无剥离”的标准被定义为：在当使用光学显示镜检查时，在～30mm石榴石刮擦路径的中心区域中不具有在任何空间尺寸上大于约100微米的耐刮擦膜110与基材完全脱离的可见区域。换言之，“剥离”或“与剥离相关的失效”被定义为在经历石榴石刮擦测试之后，耐刮擦膜完全移除。根据该标准，当经受使用总载荷为1kg和4kg二者的石榴石刮擦测试时，本公开的方面展现出基本上无剥离。

裂纹减缓复合物130a-c(参见图1A-1C)可以基本上是光学透明的并且没有光散射，例如，其光学透射雾度为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，以及其间的所有范围和子范围。如本文所述，层的透射雾度可通过控制裂纹减缓复合物130a-c中的孔的平均尺寸来控制。层中的示例性平均孔尺寸可包含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。这些孔尺寸可根据光散射测量来估计，或者使用透射电子显微技术(TEM)和其他已知方法来直接分析。

在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c可以展现出与基于玻璃的基材120和/或硬膜110中的任一者相似的折射率，以最大程度地减小光学干涉效应。因此，裂纹减缓复合物130a-c可展现出折射率略微高于，等于或略微低于基材120和/或硬膜110的折射率。附加或替代性地，裂纹减缓复合物130a-c可以展现出通过调节而实现抗反射干涉效应的折射率。裂纹减缓复合物130a-c的折射率可以略微通过控制无机元件33和聚合元件35的相对含量和组成以及组成元件33、35的任何层的厚度(例如，如与图1B和1C所示的裂纹减缓的复合物130b、130c一致)来进行设计。

用于层压制品100a-c的裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c(其包括裂纹减缓复合物变化的情况中的平均厚度)可以在以下范围内：约0.001μm至约10μm(1nm至10,000nm)、约0.01μm至约1μm(10nm至约1000nm)、约0.05μm至约0.75μm(50nm至约750nm)、约0.01μm至约0.5μm(10nm至约500nm)、约0.02μm至约0.2μm(20nm至约200nm)。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c在以下范围内：约0.02μm至约10μm、约0.03μm至约10μm、约0.04μm至约10μm、约0.05μm至约10μm、约0.06μm至约10μm、约0.07μm至约10μm、约0.08μm至约10μm、约0.09μm至约10μm、约0.1μm至约10μm、约0.01μm至约9μm、约0.01μm至约8μm、约0.01μm至约7μm、约0.01μm至约6μm、约0.01μm至约5μm、约0.01μm至约4μm、约0.01μm至约3μm、约0.01μm至约2μm、约0.01μm至约1微米、约0.02μm至约1微米、约0.03至约1μm、约0.04μm至约0.5μm、约0.05μm至约0.25μm、或约0.05μm至约0.15μm，以及前述数值之间的所有范围和子范围。

在一个或多个实施方式中，基于玻璃的基材120、硬膜110和/或裂纹减缓复合物130a-c的厚度(例如，分别是厚度12、11和13a-c)可以相对于彼此来特定的(参见图1A-1C)。例如，裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c可以小于或等于硬膜110的厚度11的10倍。在另一个实例中，如果硬膜110的厚度11为约85nm，那么裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c可以为约850nm或更小。在另一个实例中，裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c可以在约35nm至约80nm的范围内，并且膜110的厚度11可以在约30nm至约300nm的范围内。在另一个实例中，裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c可以在约150nm至约450nm的范围内，并且膜110的厚度11可以在约1微米至约3微米的范围内。

在一个变化形式中，裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c可以小于可等于膜110的厚度11的约9倍、8倍、7倍、6倍、5倍、4倍、3倍或两倍，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在另一个变化形式中，膜110的厚度11与裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c各自小于约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，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a-c与膜110的厚度11的比值可以在约1:1至约1:20的范围内，在约1:2至约1:6的范围内，在约1:3至约1:5的范围内，或者在约1:3至约1:4的范围内，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在另一个变化形式中，裂纹减缓复合物130a-c的厚度13a、13b小于约0.4μm，并且膜110的厚度11大于裂纹减缓复合物130a-c。

附加或替代性地，包括氧化铟锡层、耐刮擦层(例如AlO_xN_y、AlN和它们的组合)、和抗反射层中的一种或多种的硬膜110；以及裂纹减缓复合物130a-c形成了堆叠体元件，其中所述堆叠体元件具有低的总光学反射率。例如，在450-650nm、420-680nm或甚至400-700nm的可见波长范围内，所述堆叠体元件的总体(或总)反射率可为小于或等于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％，以及前述数值之间的所有范围和子范围。上述反射率数值可存在于一些实施方式中，这些实施方式包括一个空白(或未涂覆的)玻璃界面(例如基于玻璃的基材120)的反射率(其中来自未涂覆的玻璃界面本身的反射率为约4％)，或者可表征为来自基于玻璃的基材的第一主表面以及设置在第一主表面上的堆叠体元件(以及相关界面)的反射率(不包括来自基于玻璃的基材的未涂覆的第二主表面的4％反射率)。当基于玻璃的基材220的一个或多个主表面被通常的封装件(即，另外的膜或层)覆盖，并且该封装件的折射率为约1.45-1.65时，在450-650nm、420-680nm或甚至400-700nm的可见波长范围内，来自仅堆叠体元件结构和堆叠体元件-玻璃的涂覆界面(减去未涂覆的玻璃界面的反射率)的平均反射率可以小于约5％、4％、3％、2％或者甚至是小于约1.5％，以及前述数值之间的所有范围和子范围。此外，堆叠体元件可以展现出高的光学透射率，根据如下的一般关系，这表面同时具有低的反射率和低的吸收率：透射率＝100％-反射率-吸收率。在450-650nm、420-680nm或甚至400-700nm的可见波长范围内，所述堆叠体元件的培元透射率值(当忽略与单独的基于玻璃的基材120或封装件层相关的反射率和吸收率时)可以大于约75％、80％、85％、90％、95％或者甚至是98％，以及前述数值之间的所有范围和子范围。

可通过改变硬膜110、裂纹减缓复合物130a-c和/或基于玻璃的基材120的一种或多种性质来调整层压制品100a-c(参见图1A-1C)的光学性质。例如，在约400nm至约700nm的可见波长范围内，制品100a-c可以展现出总反射率为15％或更低、10％或更低、8％或更低、7％或更低、6.9％或更低、6.8％或更低、6.7％或更低、6.6％或更低、6.5％或更低、6.4％或更低、6.3％或更低、6.2％或更低、6.1％或更低和/或6％或更低，以及在前述数值之间的所有范围和子范围。各范围还可以如上文所规定地进一步变化，并且上文列出了堆叠体元件(即，如包含硬膜110和裂纹减缓复合物130a-c的堆叠体元件)/涂覆玻璃界面自身的范围。在更具体的实施方式中，本文所述的制品100a-c可以展现出比不具有裂纹减缓复合物130a-c的制品更低的平均反射率和更大的平均挠曲强度。在一个或多个替代性实施方式中，通过改变基于玻璃的基材120、膜110和/或裂纹减缓复合物130a-c的厚度，可以调整制品100a-c的光学性质、电性质或机械性质中的至少两种性质。附加或替代性地，通过改变基于玻璃的基材120、膜110和/或裂纹减缓复合物130a-c的厚度，可以调整或改进制品100a-c的平均挠曲强度。

此外，涂覆有裂纹减缓复合物130a-c的基于玻璃的基材120的反射率与基于玻璃的基材自身的折射率可以相差2％以内或相差1％以内。裂纹减缓复合物的折射率可以比基材的折射率高小于1.55，高1.35至1.55，或者高不超过0.05。裂纹减缓复合物在400-800nm的可见波长范围内的总吸收和散射值小于入射光学能量的5％。

制品100a-c(参见图1A-1C)可包括设置在基于玻璃的基材120上的一个或多个额外的膜(未示出)。在制品100a-c的一个或多个实施方式中，所述一个或多个额外的膜可以设置在硬膜110上，或者更通常地，设置与在膜110相背的主表面上。可以与膜110直接接触地设置某些额外的膜。在一个或多个实施方式中，所述额外的膜可位于：1)基于玻璃的基材120与裂纹减缓复合物130a-c之间(例如在层压制品100a-c中)；或者2)在裂纹减缓复合物130a-c与膜110之间。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c和膜110二者均可位于基于玻璃的基材120与额外的膜之间。额外的膜可以包括保护层、粘合层、平面化层、抗分裂层、光学结合层、显示层、偏振层、光吸收层、反射修改干涉层、耐刮擦层、阻挡层、钝化层、气密性层、扩散阻挡层及其组合，以及本领域已知的其他层，从而执行这些或相关的功能。适于保护层或阻挡层的实例包括含有SiO_x、SiN_y、SiO_xN_y或其他相似材料及其组合的层。还可改变这些层以匹配或补充硬膜110、裂纹减缓复合物130a-c和/或基于玻璃的基材120的光学性质。例如，可以对保护层进行选择，以具有与裂纹减缓复合物130a-c、膜110或基于玻璃的基材120相似的折射率。

在一个或多个实施方式中，所述制品100a-c可用于信息显示装置和/或触摸传感装置。在一个或多个替代性实施方式中，制品100a-c可以是层压结构的部分，例如，作为用于汽车或飞行器窗户的玻璃-聚合物-玻璃层压安全玻璃。用作这些层压件中的居间层的示例性聚合物材料是PVB(聚乙烯醇缩丁醛)，并且在本领域中存在许多可使用的其他居间层材料。此外，对于层压玻璃的结构有多种选择而不特别限制。在最终应用中，例如，用作汽车挡风玻璃、天窗或侧窗，制品100a-c可以是弯曲的或具有形状的。出于设计或机械原因，制品100a-c的厚度10a-c可以有所变化；例如，制品100a-c在边缘处可以经制品中心处更厚。可对制品100a-c进行酸抛光或者其他方式的处理，以去除或减少表面瑕疵的影响。

本公开的一些实施方式涉及利用本文所述的制品100a-c的盖板玻璃应用。在一个或多个实施方式中，覆盖玻璃可包括层压制品，所述层压制品具有基于玻璃的基材120(其可以是经过强化或未经强化的)、硬膜110(例如AlO_xN_y、AlN、SiO_xN_y、SiAl_vO_xN_y、Si₃N₄)以及包含无机元件和聚合元件的裂纹减缓复合物130a-c。层压制品100a-c可以包括一个或多个额外的膜以用于在层压制品上减少反射和/或提供易清洁或抗指纹表面。具体地，可以将～1-10nm厚的硅烷或氟化硅烷层施加于硬膜的表面以在制品的用户表面处减少摩擦，改进可清洁性或帮助减少刮痕。

本公开的一些实施方式涉及包含本文所述制品的触摸传感装置。在一个或多个实施方式中，触摸传感器装置可以包括基于玻璃的基材120(其可以是经过强化或未经强化的)、硬膜110(例如，如包含透明导电氧化物和耐刮擦材料的硬膜，所述耐刮擦材料例如AlO_xN_y、AlN、SiO_xN_y、SiAl_vO_xN_y、Si₃N₄及其组合)以及裂纹减缓复合物130a-c。透明导电氧化物可以包含氧化铟锡、铝锌氧化物、氟化的锡氧化物或本领域已知的其他物质。在一个或多个实施方式中，在基于玻璃的基材120上非连续地设置硬膜110的导电氧化物部分。换言之，硬膜110的导电部分可设置在基于玻璃的基材120(具有裂纹减缓复合物130a-c)的离散区域上。具有所述膜的离散区域形成了图案化的或经涂覆的区域(未显示)，而没有膜的离散区域形成了未图案化的或未经涂覆的区域(未显示)。在一个或多个实施方式中，通过在裂纹减缓复合物130a-c的表面上连续设置膜110，其进而位于基于玻璃的基材120的表面上，随后在离散的区域中选择性地蚀刻掉膜110以在这些离散区域中没有膜110，而形成图案化或涂覆的区域和未经图案化或未经涂覆的区域。可以使用蚀刻剂蚀刻掉膜110，所述蚀刻剂例如HCl或FeCl₃的水溶液，例如商购自川思公司(Transene Co.)的TE-100蚀刻剂。在一个或多个实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c不被蚀刻剂显著降解或移除。或者，可将膜110选择性地沉积到裂纹减缓复合物130a-c的表面的离散区域上，其进而在基于玻璃的基材120的表面上，从而形成经图案化或经涂覆的区域和未经图案化或未经涂覆的区域。

在具有硬膜110并且所述硬膜110包含导电氧化物部分和离散区域的层压制品100a-c的一个或多个实施方式中，未经涂覆的区域的总反射率与经涂覆的区域的总反射率相似。在一个或多个实施方式中，在约400nm至约800nm、约450nm至约650nm、约420nm至约680nm或者甚至约400nm至约700nm范围内的可见波长内，未经图案化或未经涂覆的区域的总反射率与经图案化或经涂覆的区域的总反射率相差约5％或更小、4.5％或更小、4％或更小、3.5％或更小、3％或更小、2.5％或更小、2.0％或更小、1.5％或更小，或者甚至1％或更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。

在本公开的一些实施方式中，包括裂纹减缓复合物130a-c和硬膜110(其可以包含氧化铟锡或其他透明导电氧化物)的制品100a-c展现出在触摸传感装置中使用所述制品时可接受的电阻率。在一个或多个实施方式中，当膜110存在于本文公开的制品中时，该膜110展现出薄膜电阻等于或小于约100欧姆/□，等于或小于80欧姆/□，等于或小于50，或者甚至是等于或小于30欧姆/□。在这样的实施方式中，膜的厚度可以是约200nm或更小，150nm或更小，100nm或更小，80nm或更小，50nm或更小，或者甚至是35nm或更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一个或多个具体的实施方式中，当在制品100a-c中存在所述膜中，所述膜展现出电阻率为10x 10^-4Ω-cm或更小，8x 10^-4Ω-cm或更小，5x 10^-4Ω-cm或更小，或者甚至是3x 10^-4Ω-cm或更小，以及前述数值之间的所有范围和子范围。因此，当具有导电氧化物部分的本文所述的制品100a-c中存在硬膜110时，该硬膜110可有利地保持透明导电氧化物膜和用于触摸传感应用(包括投射电容触摸传感装置)的其他此类膜所预期的电性能和光性能。

本文的公开内容还可应用于制品100a-c还可应用于非交互或非显示的制品100a-c；例如，此类制品可用于装置具有用于显示且可交互的玻璃前侧和在非常广义上可被称为“装饰性”的后侧的情况，这意味着后侧可以“上漆”有某种颜色，具有艺术作品或关于制造商的信息、型号和序列号，纹理或其他特征。

对于层压制品100a-c(参见图1A-1C)的光学性质，硬膜110可包含耐刮擦材料，例如AlN、Si₃N₄、AlO_xN_y和SiO_xN_y，其拥有约1.7至约2.1的相对较高的折射率。用于层压制品100a-c的基于玻璃的基材120通常具有约1.45至约1.65的折射率。此外，用于制品100a-c的裂纹减缓复合物130a-c的折射率通常是接近基材120和膜110(当存在时)常见的折射率范围或在该范围之间的某个值。这些率值的差异(例如，基材120与裂纹减缓复合物130a-c之间的差异)可导致不期望的光学干涉效应。具体地，在界面150和/或160(参见图1A-1C)处的光学干涉可导致光谱反射率振荡，其产生在制品100a-c中观察到的表观颜色。由于光谱反射率振荡随着入射照明角度发生偏移，因此反射中的色彩也随视角发生偏移。最终，观察到的色彩和色偏随入射照明角变化常常引起装置使用者分心或反感，特别是在具有尖锐谱特征的照明下，例如荧光照明和一些LED照明。附加或替代性地，裂纹减缓复合物130a-c和/或硬膜110可以具有各个层或子层，其具有交替的高折射率和低折射率，因此提供了光阻抗调制效应，其可用于降低反射率，控制反射率以匹配目标值，减少色彩或降低经涂覆制品的色偏，如在下文实施例中进一步说明的。

根据本公开的方面，通过使界面150和/或界面160处(参见图1A-1C)的反射率降到最低，可以减少观察到的色彩和色偏，从而减小整个制品的反射率振荡和反射色偏。在一些方面中，可调整裂纹减缓复合物130a-c的密度、厚度、组成和/或孔隙率，以最大程度地减小界面150和160处的这种反射率。例如，根据前述方面构造层130a-c可降低可见光谱内的反射率的振幅和/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。还如本文中所使用的，术语“透射率”定义为给定波长范围内的入射光功率透射通过制品100a-c的百分率。术语“平均透射率”是指光透射率的光谱平均值乘以光效率函数，如CIE标准观察者所述。术语“反射率”定义为给定波长范围内的入射光功率从制品100a-c反射的百分率。一般来说，透射率和反射率是使用特定的线宽测得。此外，词语“平均振幅”包括在光学波长区内针对每个可能的100nm波长范围计算平均值的反射率或透射率的峰-谷变化。如本文所用“光学波长区”包括约400nm至约800nm的范围。

根据一个或多个实施方式，层压制品100a-c在可见波谱范围内展现出85％或更高的平均透射率。在一些实施方式中，层压制品100a-c可展现出平均透射率为80％或更高，82％或更高，85％或更高，90％或更高，91％或更高，92％或更高，93％或更高，94％或更高，或者95％或更高，以及前述数值之间的所有范围和子范围。

在一些方面中，制品100a-c展现出在可见波谱内的平均总反射率为20％或更低。例如，制品100a-c的某些实施方式展现出总反射率为20％或更低，15％或更低，10％或更低，9％或更低，8％或更低，7％或更低，6％或更低，或者5％或更低，4％或更低，3％或更低，2％或更低，以及前述数值之间的所有范围和子范围。

根据一个或多个实施方式，制品100a-c的总反射率等于或小于基于玻璃的基材120的总反射率。在一个或多个实施方式中，制品100a-c在光学波长区中展现出相对平坦的透射谱、反射谱或者透射和反射谱。在一些实施方式中，相对平坦的透射和/或反射谱包括沿着整个光学波长区或者在光学波长区中的一些波长范围区段内具有约5个百分点或更小的平均振幅。波长范围区段可以是约50nm、约100nm、约200nm或约300nm，以及前述数值之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，平均振荡振幅可以是约4.5个百分点或更小，约4个百分点或更小，约3.5个百分点或更小，约3个百分点或更小，约2.5个百分点或更小，约2个百分点或更小，约1.75个百分点或更小，约1.5个百分点或更小，约1.25个百分点或更小，约1个百分点或更小，约0.75个百分点或更小，约0.5个百分点或更小，约0.25个百分点或更小，或者约0个百分点，以及它们之间的所有范围和子范围。在一个或多个具体的实施方式中，制品100和100a在光学波长区中选定的约100nm或200nm的波长范围区段内具有透射率，其中，来自光谱的振荡的最大峰值为约80％、约82％、约84％、约86％、约87％、约88％、约89％、约90％、约91％、约92％、约93％、约94％或约95％，以及它们之间的所有范围和子范围。

在一些实施方式中，相对平稳的平均透射率和/或平均反射率包括在光学波长区中沿特定的波长范围区段的最大振幅，表示为平均透射率或平均反射率的百分数。层压制品100a-c的平均透射率或平均反射率也在光学波长区中沿相同的特定波长范围区段测量。波长范围区段可为约50nm、约100nm或约200nm。在一个或多个实施方式中，制品100和100a所具有的平均透射率和/或平均反射率的平均振荡振幅为约10％或更小、约5％或更小，约4.5％或更小，约4％或更小，约3.5％或更小，约3％或更小，约2.5％或更小，约2％或更小，约1.75％或更小，约1.5％或更小，约1.25％或更小，约1％或更小，约0.75％或更小，约0.5％或更小，约0.25％或更小，或者约0.1％或更小，以及它们之间的所有范围和子范围。在光学波长区内，制品沿着约50nm、约100nm、约200nm或约300nm的波长范围区段具有这种基于百分数的平均振荡振幅。例如，在光学波长区内，本公开的制品沿着约500nm至约600nm波长范围的平均透射率可为约85％，所述波长范围是约100nm波长区段。该制品沿着相同的波长范围(500nm至约600nm)还可具有约3％的基于百分数的振荡振幅，这意味着沿着500nm至600nm的波长范围，绝对(非基于百分数的)振荡振幅为约2.55个百分点。

一些实施方式涉及包含本文公开的制品100a-c的电子装置(未示出)。这些电子装置可包括具有显示器的任何装置或制品[例如消费电子器件，包括手机、平板电脑、电脑、可穿戴设备(如手表)、导航系统等]、建筑制品、运输制品(例如汽车、火车、飞行器、船舶等)、电器制品或需要一定程度的透明度、耐刮擦性、耐磨性或以上性质的组合的任何制品。手机可包括壳体；至少部分或完全位于所述壳体内的电子部件，其至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器在壳体的前表面处或附近；以及在壳体的前表面处或上方的层压制品100a-c以使得其在显示器上方。本公开的制品的另外的应用不必包括电子装置，例如眼镜、太阳镜、窗户、汽车或飞行器的挡风玻璃或使用粘合剂层压到电子装置的基于玻璃的屏幕保护物。

在一个或多个实施方式中，所述方法包括通过真空沉积过程设置硬膜110和/或裂纹减缓复合物130a-c。在具体的实施方式中，所述真空沉积过程可以采用以下温度：约25℃、50℃、75℃、100℃、200℃、300℃、400℃以及在它们之间的所有范围和子范围。在一些实施方式中，裂纹减缓复合物130a-c可以通过湿法形成。

在一个或多个具体的实施方式中，所述方法包括：控制裂纹减缓复合物130a-c和/或硬膜110的厚度。控制本文公开的裂纹减缓复合物130a-c和/或膜(例如硬膜110)的厚度可以通过控制形成裂纹减缓复合物、堆叠体和/或膜的一个或多个过程来进行，以使得裂纹减缓复合物、堆叠体和/或膜以具有所需或所限定的厚度来施加。在一些实施方式中，所述方法包括：控制裂纹减缓层130a-c和/或硬膜110的厚度，以保持(或在一些情况中，增强)基于玻璃的基材120的平均挠曲强度，基于玻璃的基材120的功能性质和/或膜110的功能性质。

在一个或多个替代性实施方式中，所述方法包括：控制裂纹减缓复合物130a-c和/或硬膜110的连续性。控制裂纹减缓复合物130a或堆叠体130b的连续性可以包括：形成裂纹的裂纹减缓复合物以及移除裂纹减缓复合物或堆叠体选定部分，以产生不连续的裂纹减缓复合物。在另一些实施方式中，控制裂纹减缓复合物或堆叠体的连续性可以包括：选择性地形成裂纹减缓复合物或堆叠体，以形成不连续的裂纹减缓复合物或堆叠体。这样的实施方式可使用掩模、蚀刻剂及其组合来控制裂纹减缓复合物130a-c的连续性。

在一个或多个实施方式中，所述方法可以包括：在裂纹减缓复合物130a-c中产生受控的弹性模量。所述方法还可以包括：通过控制裂纹减缓复合物或堆叠体的沉积和制造过程，来控制裂纹减缓复合物130a、堆叠体130b和/或膜110的固有膜应力。

如本文所述，所述方法可包括在基于玻璃的基材120上设置额外的膜。在一个或多个实施方式中，所述方法可以包括：在基于玻璃的基材上沉积额外的膜，以使得额外的膜被设置在基于玻璃的基材120与裂纹减缓复合物130a-c之间，在裂纹减缓复合物130a-c与硬膜110之间，或者使得膜110位于裂纹减缓复合物130a-c与额外的膜之间。或者，所述方法可包括：在与基于玻璃的基材120的设置有所述膜的表面相对的主表面上设置额外的膜。

在一个或多个实施方式中，所述方法包括：在将裂纹减缓复合物130a-c、硬膜110和/或额外的膜设置在基于玻璃的基材上之前或之后，对基于玻璃的基材120进行强化。可通过化学强化或其他方式强化基于玻璃的基材120。可以在将裂纹减缓复合物130a-c设置在基于玻璃的基材120上之后但是在将膜110设置在基于玻璃的基材上之前，对基于玻璃的基材120进行强化。可以在将裂纹减缓复合物130a-c和膜110设置在基于玻璃的基材120上之后但是在将额外的膜(如果有)设置在基于玻璃的基材上之前，对基于玻璃的基材120进行强化。如果不使用额外的膜，则可以在将裂纹减缓复合物130a-c和膜110设置在基于玻璃的基材上之后，对基于玻璃的基材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：具有五层Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和氮化硅硬膜的层压制品的强度。

通过提供2320Gorilla的基于玻璃的基材来形成指定实施例1A-1C(“Ex.1A、Ex.1B、Ex.1A1、Ex.1B1和Ex.1C”)的层压制品样品，所述基于玻璃的基材具有如下组成：约67摩尔％SiO₂、约4摩尔％B₂O₃、约13摩尔％Al₂O₃、约14摩尔％Na₂O和约2.5摩尔％MgO。基于玻璃的基材的厚度为1mm(Ex.1A、Ex.1B)或0.7mm(Ex.1A1、Ex.1B1和Ex.1C)。通过离子交换强化基于玻璃的基材以提供约800MPa的表面CS和约40μm的DOC。通过以下方式进行所述离子交换过程：将基于玻璃的基材浸没在熔融硝酸钾(KNO₃)浴中，所述熔融硝酸钾浴被加热至约350℃至450℃的温度。将基于玻璃的基材浸没在所述浴中持续3-8个小时以获得所述表面CS和DOC。在完成离子交换过程后，在温度为约50℃且浓度为2％的由横滨油脂KG公司(Semiclean KG)所提供的KOH洗涤剂溶液中清洁实施例1A-1C的基于玻璃的基材。在实施例1中，Ex.1C样品表示对照，因为其仅含有基于玻璃的基材。类似地，Ex.1A和Ex.1A1样品也用作对照，因为它们具有厚度为约440nm的SiN_x但缺少裂纹减缓复合物。在Ex.1A和Ex.1A1样品中，在200℃下，利用硅烷前体气体和氮气，在Plasma-Therm公司的Versaline HDPCVD系统中，沉积SiN_x硬膜。

在实施例1中，还制备指定Ex.1B和Ex.1B1的样品。对于Ex.1B和Ex.1B1样品，根据Ex.1A或1A1条件(例如，厚度为约440nm的SiN_x膜以及0.7mm或1mm厚的基于玻璃的基材)制备经过强化的基于玻璃的基材和硬膜。此外，Ex.1B和Ex.1B1各自具有裂纹减缓复合物，其包含五层Al₂O₃和聚酰亚胺(“PI”)层的序列，各层具有以下厚度：10nm Al₂O₃(在基材上方)/75nm PI/75nm Al₂O₃/75nm PI/75nm Al₂O₃(直接在硬膜的下方)。

环上环(ROR)失效载荷测试用于证明Ex.1A-1C的平均挠曲强度的保留情况。对于环上环失效载荷测试，使具有膜和/或裂纹减缓复合物的侧处于张力中。环上环失效载荷测试参数包括1.6mm(0.063英寸)的接触半径，1.2mm/分钟(0.047英寸/分钟)的十字头速度，1.27mm(0.5英寸)的载荷环直径和2.54cm(1英寸)的支承环直径。测试前，在要测试的样品两侧上都放置粘性膜以容纳破碎的玻璃碎片。

如图8所示，将裂纹减缓复合物(如包含五层Al₂O₃/PI层序列的)添加到具有SiN_x硬膜和基于玻璃的基材的层压制品[Ex.1B(1mm厚的基材)和Ex.1B1(0.7mm厚的基材)]使得层压制品的失效载荷相对于具有类似构造但不具有这种裂纹减缓复合物的层压制品(即，Ex.1A-1B和Ex.1A1-1B1)有约36％和42％的增加(1mm厚和0.7mm厚的基材)。还如图8所示，包含厚度为440nm的耐刮擦膜(Ex.1B和Ex.1B1)但不具有裂纹减缓复合物显著降低了基于玻璃的基材(参见Ex.1C)的平均弯曲强度。鉴于在基于玻璃的基材的厚度不同的两组样品之间观察到的平均挠曲强度的相对较小的差异(即，分别是36％和42％)，显然基于玻璃的基材的厚度对裂纹减缓复合物的显著作用没有很大的影响。

实施例2：具有五层Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和氮化硅硬膜的层压制品的耐刮擦性。

现在参考图9A-9D，它们是来自各层压制品的光学显微图像，所述各层压制品包含基于玻璃的基材，其具有包含2微米厚的氮化硅层和氟硅烷层的硬膜，并且各层压制品不具有裂纹减缓复合物(图9A)，具有包含三个厚氧化铝层和两个薄聚酰亚胺层的裂纹减缓复合物(图9B)，具有包含三个薄氧化铝层和两个厚聚酰亚胺层的裂纹减缓复合物(图9C)，或者具有仅包含聚酰亚胺的裂纹减缓复合物(图9D)。使图9A-9D所示的各个样品经受4kg载荷的石榴石刮擦测试。更具体地，图9A所示的层压制品被构造成具有氟硅烷和氮化硅多层硬膜，并且其直接在基于玻璃的基材的上方。图9B和9C所示的层压制品被构造成具有氟硅烷和氮化硅多层硬膜，接着是直接在基于玻璃的基材上方的五层裂纹减缓复合物层。用于图9B和9C的层压制品的五层裂纹减缓复合物包含：Al₂O₃/PI/Al₂O₃/PI/Al₂O₃，其厚度为：100/50/100/50/20nm(图9B)和25/125/25/125/20nm(图9C)，并具有20nm Al₂O₃层，当将该Al₂O₃层放置在玻璃基材附近时，发现其起促粘层的作用。相反，发现，使聚酰亚胺层或SiO₂层紧邻具有裂纹减缓复合物结构的玻璃基材导致在这些层压制品中具有差的粘合和耐刮擦性。最后，图9D所示的层压制品被构造成具有氟硅烷和氮化硅多层硬膜，并且厚度为450nm的聚酰亚胺(PI)层直接设置在基于玻璃的基材上方。具体地，图9D的层压制品用作具有仅具备聚合物的裂纹减缓层(非复合物)的比较例。从图9A-9D的光学显微图像显见的是，与本公开的各方面一致的具有五层裂纹减缓复合结构的层压制品(图9B和9C)证明与不具有裂纹减缓复合物的对照样品(图9A)具有相当的耐刮擦性。相比之下，具有单层类型的裂纹减缓层并且其仅包含聚酰亚胺的层压制品(图9D)在石榴石刮擦测试期间易脱层。

实施例3：具有七层Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和氮化硅硬膜的层压制品的光学性质。

在图10中，提供了不具有裂纹减缓复合物和硬膜(Ex.2C，基于玻璃的基材对照)以及三组具有不同裂纹减缓复合物样品(Ex.2A、2B1和2B2)的指定层压制品的透射光谱。更具体地，指定为Ex.2A的层压制品包括在基于玻璃的基材上方的裂纹减缓复合物，其具有以下结构和厚度：SiO₂(在基材上方)/Al₂O₃/PI/Al₂O₃/PI/Al₂O₃/PI/Al₂O₃以及80/10/50/10/80/10/50/20nm。进一步地，指定为Ex.2B1和Ex.2B2的层压制品包括分别衍生自PMDA-ODA和ODPA-ODA的聚酰亚胺层，它们的厚度分别为450nm和150nm。由于部署在裂纹减缓复合物上的硬膜将支配本公开的层压制品的光学性质，因此判断，不含此类硬膜的样品具有代表性，以证明裂纹减缓复合物对本公开的层压制品的整体光学性质相对地没有任何影响。

如图10所示，相比于不具有裂纹减缓复合物的基线层压制品(Ex.2C，迹线1006)，具有聚酰亚胺裂纹减缓复合物层的样品(分别是Ex.2B1和Ex.2B2，迹线1002和1004)在可见波长范围内具有相对较相似的光学透射水平，表明PI层具有高的光学透射性。虽然相比于其他样品，具有七层裂纹减缓复合物的层压制品(Ex.2，迹线1000)展现出在可见波谱中具有略微更多的振荡，但是其仍证明在整个可见波谱内具有高的光学透射性。不囿于理论，还认为，相比于Ex.2A的层压制品，可设计裂纹减缓复合物中的各个层的厚度和组成，以消除或以其他方式最大程度地减少在图10的Ex.2A的结果中观察到的光学干涉效应。例如，下文的实施例6中详细描述了符合本公开原理，具有裂纹减缓复合物并且该复合物具有更加优化的光学层结构的层压制品。

实施例4：具有Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和氮化硅硬膜的层压制品的表面粗糙度。

现在参考图11A和11B，其提供了层压制品的原子力显微镜(AFM)图像，所述层压制品根据本公开的一些实施方式，包含基于玻璃的基材、厚度为440nm的氮化硅硬膜和包含氧化铝和聚酰亚胺层裂纹减缓复合物(图11A)，以及不具有裂纹减缓复合物(图11B)。在图11A和11B中，较白的区域对应于表明这些样品的整体表面粗糙度的峰和其他表面特征。此外，如图11A和11B所示，使用原子力显微镜(AFM)技术，在这些样品的各个氮化硅膜外表面上的2微米×2微米的窗口内，对这些样品进行均方根(RMS)粗糙度测量。具体地，图11A所示的样品具有裂纹减缓复合物和氮化硅硬膜，其表面粗糙度(在氮化硅膜上)为1.68nm。相比之下，图11B所示样品具有氮化硅硬膜但没有裂纹减缓复合物，其表面粗糙度(在氮化硅膜上)为1.55nm。因此，使用裂纹减缓复合物仅导致表面粗糙度的标称增加(即，从1.55nm增加到1.68nm)，当观察图11A和11B所示的样品的表面时，这实际上是无法区分的。由于用于本公开预期用途的层压制品的外表面粗糙度可有助于耐刮擦性、耐磨性和低摩擦性能，因此本公开的层压制品及其裂纹减缓复合物和层的优点尤其在于它们提供了其他改进的性质(即，强度保留)但不会显著降低制品的外表面粗糙度。

实施例5：具有五层Al₂O₃/聚酰亚胺和BaF裂纹减缓复合物和氮化硅硬膜的层压制品的耐刮擦性。

现在参考图12A和12B，其描绘了包括基于玻璃的基材、氮化硅硬膜和氟化钡裂纹减缓复合物的制品进行了布氏斜坡载荷刮擦测试(0至150mN)的光学显微镜图像(图12A)；以及包含基于玻璃的基材、氮化硅硬膜和包含氧化铝和聚酰亚胺层的裂纹减缓复合物的制品进行了布氏斜坡载荷刮擦测试的光学显微镜图像(图12B)。在图12A和12B中，示出了样品的刮擦表面，并且从左到右进行了刮擦测试，随着触针在样品上从左到右移动，载荷水平增加。载荷水平随着在样品上移动的距离的增加而线性增加。因此，触针行进直到脱层的距离，该距离可用于测量与脱层相关的载荷水平。

图12A所示的层压制品包括厚度为300nm的氟化钡裂纹减缓复合物和厚度为2μm的氮化硅硬膜，从该图12A所示的层压制品的布氏斜坡载荷测试的结果可以明显看出，在测试期间，在约100mN处观察到脱层。即，在图12A所示的样品中观察到的磨损痕迹是具有较窄宽度的刮痕，其在样品右侧的磨损痕迹的最后三分之一处脱层时显著变宽。相反，图12B所示的层压制品具有Al₂O₃/PI/Al₂O₃/PI/Al₂O₃五层结构且它们的厚度为20nm/50nm/100nm/50nm/100nm的裂纹减缓复合物以及厚度为2μm的氮化硅硬膜，该层压制品在不超过150nM的刮擦载荷下不经历任何脱层。也就是说，触针从左向右在图12B所示的样品上方移动，并且载荷一直增加到150mN而没有观察到任何脱层的迹象。

实施例6：具有五层Al₂O₃/聚酰亚胺裂纹减缓复合物和SiO₂/AlO_xN_y耐刮擦膜的层压制品的光学性质。

如以下表1中详述，根据本公开的实施方式，制备了具有裂纹减缓复合物和硬膜结构的层压制品，其被构造用于优化光学性质。具体地，在玻璃基材的主表面上方形成了包括交替的聚酰亚胺和Al₂O₃层的裂纹减缓复合物。还如下表1所示，在裂纹减缓复合物上形成了包括交替的SiO₂和AlO_xN_y层的耐刮擦膜。通过分别对聚酰亚胺和Al₂O₃层进行热蒸发和电子束蒸发，以及对SiO₂和AlO_xN_y层进行反应性溅射来制造各个层材料。此外，制造AlO_xN_y层，以使得每个这样的层包含约10摩尔％的氧。

层压制品的各个层的光学性质通过椭圆偏振光谱法进行表征，然后置于薄膜光学模型中以形成下表1中列出的结构。即，进行光学建模以优化层厚度，从而证明包含五层裂纹减缓复合物的层压制品具有优化的光学性能。如以下表1中所列，与裂纹减缓复合物和耐刮擦膜相关的各层的折射率值是在550nm的参比波长下通过光学测量来报告的。

表1

层	材料	折射率	厚度(nm)
				N/A	Air	1	N/A
1	<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]>	1.4685	102.9
				2	<![CDATA[AlO<sub>x</sub>N<sub>y</sub>]]>	1.9540	32.7
3	<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]>	1.4685	14.6
				4	<![CDATA[AlO<sub>x</sub>N<sub>y</sub>]]>	1.9540	2000
5	<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]>	1.4685	8.1
				6	<![CDATA[AlO<sub>x</sub>N<sub>y</sub>]]>	1.9540	39.2
7	<![CDATA[SiO<sub>2</sub>]]>	1.4685	16.7
				8	<![CDATA[AlO<sub>x</sub>N<sub>y</sub>]]>	1.9540	14.0
9	<![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]>	1.6629	6.53
				10	PMDA-ODA聚酰亚胺	1.6862	41.3
11	<![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]>	1.6629	67.3
				12	PMDA-ODA聚酰亚胺	1.6862	114.0
13	<![CDATA[Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>]]>	1.6629	24.8
				基材	玻璃	1.5063

现在参考图13A和13B，其呈现了在从如表1所列构造的层压制品获得的双表面透射率(即，包含涂覆的层压制品的两侧)和第一表面反射率(即，仅考虑层压制品的涂覆侧)的模形化数据。基于假设可以安全地忽略玻璃中的吸收，双表面透射率用于1mm的基材。因此，在相同的假设下，对于0.7mm厚度(或其他厚度)，结果将不会不同，因此，表1中未示出具体厚度。如图13A所示，在420至700nm的波长范围内，6度、20度和40度入射角(AOI)下的透射率大于90％。此外，在相同波长范围内，60度的入射角(AOI)下的透射率大于84％。如图13B所示，在420至700nm的波长范围内，6度、20度和40度AOI下的反射率低于5％。此外，在相同波长范围内，60度的入射角(AOI)下的反射率低于10％。

现在参考图14A和14B，其示出了从如表1所列构造的层压制品获得的双表面透射色和第一表面反射色的模型化数据。图14A和14B所示的颜色数据使得对于a*，正值是红色，负值是绿色，而对于b*，正值是黄色，负值是蓝色。更具体地，如本公开领域的普通技术人员所理解的，使用D65和F2标准光源，在0度至90度之间的所有入射角进行图14A和14B中所示的估计测量。对于图14A，对于所有入射角，透射色在a*坐标中处于0至-1之间，在b*坐标中处于0至+4之间。对于图14B，对于所有入射角，反射色在a*坐标中处于-2至+2之间，在b*坐标中处于-5至+2之间。

现在参考图15，其示出了从如表1所列构造的层压制品获得的第一表面光照反射率的模型化光学数据。针对D65和F2标准光源的在0至90度之间的所有入射角进行图15所示的估计测量。根据图15，对于0至40度之间的入射角，反射率小于2％，而对于0至60度之间的入射角，反射率小于6％。

尽管已经用有限数量的用于说明目的的实施方式描述了本发明，但是本领域技术人员得益于本发明的公开，会理解能设计出其他的实施方式而不偏离本文所揭示的本公开范围。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 (21)

1.一种制品，其包括：

基于玻璃的基材，其包括相对的主表面；

在其中的一个主表面上的裂纹减缓复合物，所述复合物包含无机元件和聚合元件；和

设置在裂纹减缓复合物上的硬膜，所述膜包含的弹性模量大于或等于基于玻璃的基材的弹性模量，并且

其中，所述硬膜包括以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。

2.如权利要求1所述的制品，其中，当通过ROR测试测量，使用五(5)个或更多个样品的平均值时，所述制品的平均挠曲强度大于或等于基材的平均挠曲强度的约50％。

3.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，裂纹减缓复合物具有大于10:1的无机元件与聚合元件之间的弹性模量比值。

4.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，硬膜具有大于或等于约8GPa的压痕硬度。

5.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，无机元件包含氧化物、氮化物或氮氧化物，并且聚合元件包含聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯和氟化聚合物中的至少一种。

6.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，在约400nm至约800nm的可见光谱中，所述制品具有大于或等于约50％的光透射率。

7.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，所述制品具有9H或更高的铅笔硬度。

8.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，当使用布氏斜坡载荷刮擦测试来测试所述硬膜时，所述制品具有150mN或更大的脱层阈值。

9.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，所述硬膜包括多层抗反射涂层，并且进一步地，其中，所述裂纹减缓复合物和硬膜一起包含小于约2％的平均单侧光照反射率。

10.如权利要求1或权利要求2所述的制品，其中，在立方角压痕测试期间，当硬膜经受来自250mN载荷水平的金刚石压痕计的压痕后，与硬膜和裂纹减缓复合物中的至少一者相关的任何开裂、损坏或脱层的长度小于15微米。

11.一种消费电子产品，其包括：

壳体，所述壳体具有前表面、后表面和侧表面；

至少部分位于所述壳体内的电子部件，所述电子部件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器位于所述壳体的前表面处或附近；以及

设置在所述显示器上方的盖板玻璃，

其中，所述壳体的一部分或者所述盖板玻璃中的至少一者包括如权利要求1或权利要求2所述的制品。

12.一种制品，其包括：

基于玻璃的基材，其包括相对的主表面；

在其中的一个主表面上的裂纹减缓复合物，所述复合物包含至少一个无机层和至少一个聚合层；和

设置在裂纹减缓复合物上的硬膜，所述膜包含的弹性模量大于或等于基于玻璃的基材的弹性模量，

其中，无机层包含氧化物、氮化物或氮氧化物，并且聚合层包含聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚氨酯、聚酯和含氟聚合物中的至少一种，并且

进一步地，其中，所述硬膜包括以下中的至少一种：含金属的氧化物、含金属的氮氧化物、含金属的氮化物、含金属的碳化物、含硅的聚合物、碳、半导体及其组合。

13.如权利要求12所述的制品，其中，当通过ROR测试测量，使用五(5)个或更多个样品的平均值时，所述制品具有大于或等于基材的平均挠曲强度的约50％的平均挠曲强度。

14.如权利要求12或权利要求13所述的制品，其中，所述制品具有下述中的至少一项：

在约400nm至约800nm的可见光谱中，光透射率大于或等于50％；

当使用布氏斜坡载荷刮擦测试来测试所述硬膜时，脱层阈值为150mN或更大。

15.如权利要求12或权利要求13所述的制品，其中：

硬膜具有大于或等于约8GPa的压痕硬度；或者

所述制品具有9H或更大的铅笔硬度。

16.如权利要求12或权利要求13所述的制品，其中：

所述至少一个聚合层是聚酰亚胺，其包含PMDA-ODA、ODPA-ODA、BPDA-ODA或氟化聚酰亚胺；并且

所述至少一个无机层包含：SiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、CaO、CaCO₃、SnO、ZnO、SiN_x、AlN_x、AlO_xN_y、Si_uAl_vO_xN_y、或SiO_xN_y。

17.如权利要求12或权利要求13所述的制品，其中，裂纹减缓复合物包含两个或更多个无机层以及至少一个聚合层，其中，所述两个或更多个无机层中的一个无机层与基材接触，并且所述两个或更多个无机层中的另一个无机层与硬膜接触。

18.如权利要求12或权利要求13所述的制品，其中，所述至少一个无机层中的每个无机层包含无机层厚度，并且所述至少一个聚合层中的每个聚合层包含聚合层厚度，并且进一步地，其中，聚合层厚度与无机层厚度的比值为约0.1:1至约5:1。

19.如权利要求12或权利要求13所述的制品，其中，所述硬膜包括多层抗反射涂层，并且进一步地，其中，所述裂纹减缓复合物和硬膜一起包含小于约2％的平均单侧光照反射率。

20.如权利要求12或权利要求13所述的制品，其中，在立方角压痕测试期间，当硬膜经受来自250mN载荷水平的金刚石压痕计的压痕后，与硬膜和裂纹减缓复合物中的至少一者相关的任何开裂、损坏或脱层的长度小于15微米。

21.一种消费电子产品，其包括：

壳体，所述壳体具有前表面、后表面和侧表面；

至少部分位于所述壳体内的电子部件，所述电子部件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器位于所述壳体的前表面处或附近；以及

设置在所述显示器上方的盖板玻璃，

其中，所述壳体的一部分或者所述盖板玻璃中的至少一者包括如权利要求12或权利要求13所述的制品。

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