CN116444170A - 光学涂层具有残留压缩应力的经涂覆的制品 - Google Patents
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Abstract
经涂覆的制品包括具有主表面的基材以及布置在基材的主表面上的光学涂层。至少一部分的光学涂层包括约50MPa或更大的残留压缩应力。经涂覆的制品具有约0.5％或更大的失效应变，这是通过环上环拉伸测试过程测得的。经涂覆的制品具有约80％或更大的平均适光透射率。
Description
本发明专利申请是国际申请号为PCT/US2017/067332，国际申请日为2017年12月19日，进入中国国家阶段的申请号为201780086277.2，发明名称为“光学涂层具有残留压缩应力的经涂覆的制品”的发明专利申请的分案申请。
背景技术
相关申请的交叉引用
本申请根据35U.S.C.§119，要求2016年12月30日提交的美国临时申请系列第62/440,682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。
技术领域
本公开涉及耐用和/或耐划痕制品及其制造方法，更具体地，涉及透明基材上的耐用和/或耐划痕光学涂层。
技术背景
覆盖制品通常用于保护电子产品内的器件，用于提供用户界面进行输入和/或显示，和/或提供许多其它功能。此类产品包括移动装置，例如智能手机、可穿戴物(例如，手表)、mp3播放器和平板电脑。覆盖制品还包括建筑制品，运输制品(例如，用于车辆应用、火车、飞行器、船舶等的制品)，电器制品或者受益于部分透明度、耐划痕性、耐磨损性或其组合的任意制品。这些应用通常要求耐划痕性以及最大透光性和最小反射性方面的牢靠光学性能特性。此外，一些覆盖应用受益于在反射和/或透射中所展现或察觉到的颜色没有随着观察角的变化发生可感知的变化。这是因为，在显示器应用中，如果随着观察角的改变，反射或透射的颜色具有可感知程度的变化的话，则产品的用户会察觉到显示器的颜色或亮度变化，这会降低显示器的感官质量。在其他应用中，颜色的变化可能对装置的美学外观或者其他功能造成负面影响。
可以通过使用各种减反射涂层来改善覆盖制品的光学性能；但是已知的减反射涂层易受磨损或者磨耗。此类磨损会危及通过减反射涂层实现的任何光学性能的改善。磨损损坏可以包括来自对立面物体(例如手指)的来回滑动接触。此外，磨损损坏会产生热量，这会劣化膜材料中的化学键，并对覆盖玻璃产生剥落和其他类型的损坏。由于通常在较长期情况下而非引起划痕的单次事件中产生磨损损坏，发生磨损损坏的涂覆材料还会发生氧化，这会进一步劣化涂层的耐用性。
已知的减反射涂层还容易受到划痕损坏，并且通常比其上布置了此类涂层的下方基材更容易受到划痕损坏。在一些情况下，大部分的此类划痕损坏包括微延展性划痕，这通常包括材料中的单槽，其具有约100nm至约500nm的深度和延长的长度。可能通过其他类型的可见损坏造成微延展性划痕，例如，表面下开裂、摩擦开裂、碎片和/或磨损。证据表明，大部分的此类划痕和其他可见损坏是由于单次接触事件中发生的锋利接触导致的。一旦在覆盖基材上出现明显划痕，制品的外观下降，这是因为划痕引起光散射的增加，而这可能引起显示器的亮度、透明度和图像对比度的明显下降。明显划痕还影响了包括触摸感应显示器的制品的精度和可靠性。单次事件划痕损坏可以与磨损损坏形成对比。单次事件划痕损坏不是由多次接触事件(例如与硬的对立面物体(例如，砂、砂砾和砂纸)的往复滑动接触)造成的，其通常也不产生热(这会劣化膜材料中的化学键并导致剥落和其他类型的损坏)。此外，单次事件划痕通常不引起氧化或者涉及导致磨损损坏的相同条件，因此，用于防止磨损损坏的解决方案通常也不可用于防止划痕。除此之外，已知的划痕和磨损损坏解决方案通常有损于光学性质。
发明内容
根据一些实施方式，经涂覆的制品可以包括具有主表面的基材以及光学涂层，所述光学涂层布置在基材的主表面上且形成空气侧表面。光学涂层可以包括一层或多层沉积材料。至少一部分的光学涂层可以包括约50MPa或更大的残留压缩应力。经涂覆的制品可以具有约0.5％或更大的失效应变，这是通过环上环拉伸测试过程测得的。经涂覆的制品可以具有约80％或更大的平均适光透射率。
根据一些实施方式，经涂覆的制品的制造方法可以包括在透明基材的主表面上沉积光学涂层。光学涂层可以形成空气侧表面并且包括一层或多层沉积材料。至少一部分的光学涂层可以包括约50MPa或更大的残留压缩应力。经涂覆的制品可以具有约0.5％或更大的失效应变，这是通过环上环拉伸测试过程测得的。经涂覆的制品可以具有约80％或更大的平均适光透射率。
实施方式1：一种经涂覆的制品，其包括：
包含主表面的基材；
光学涂层，其布置在基材的主表面上并形成空气侧表面，所述光学涂层包括一层或多层沉积材料；
其中，
至少一部分的光学涂层包括大于约50MPa的残留压缩应力；
光学涂层包括约0.4％或更大的失效应变，这是通过环上环拉伸测试过程测得的；
光学涂层包括12GPa或更大的最大硬度，这是通过布氏压痕计硬度测试，沿着约50nm和更大的压痕深度，在空气侧表面上测得的；以及
经涂覆的制品包括约80％或更大的平均适光透射率。
实施方式2：实施方式1的经涂覆的制品，其具有以下一种：
(i)光学涂层包括：厚度是约350nm至小于约600nm；失效应变大于约0.65％；和最大硬度是14GPa或更大；以及
(ii)光学涂层包括：厚度是约600nm或更大；涂层失效应变大于约0.4％；和最大硬度是13GPa或更大。
实施方式3：实施方式1或实施方式2的经涂覆的制品，其中，光学涂层具有残留应力的部分还包括多种可离子交换金属离子和多种经离子交换金属离子，所述经离子交换金属离子包括的原子半径大于所述可离子交换金属离子的原子半径。
实施方式4：实施方式1或实施方式2的经涂覆的制品，其中，通过机械喷粒(mechanical blasting)在光学涂层上赋予残留压缩应力。
实施方式5：实施方式1或实施方式2的经涂覆的制品，其中，至少一部分的光学涂层具有热膨胀系数以及基材具有热膨胀系数，其中，基材包括的热膨胀系数大于所述至少一部分的光学涂层的热膨胀系数，其中，热膨胀系数是在约20℃至约300℃的温度范围上测量的。
实施方式6：实施方式5的经涂覆的制品，其中，基材的热膨胀系数与所述至少一部分的光学涂层的热膨胀系数之比是约1.2:1或更大。
实施方式7：实施方式1-6中任一项的经涂覆的制品，其中，通过布氏压痕计硬度测试，在空气侧表面上测得，经涂覆的制品沿着约50nm和更大的压痕深度展现出约14GPa或更大的最大硬度。
实施方式8：如实施方式1-7中任一项的经涂覆的制品，其中，基材包括无定形基材或晶体基材。
实施方式9：一种经涂覆的制品的制造方法，该方法包括：
在基材的主表面上沉积光学涂层，所述光学涂层形成空气侧表面并且包括一层或多层沉积材料；
其中，
至少一部分的光学涂层包括大于约50MPa的残留压缩应力；
光学涂层包括约0.4％或更大的失效应变，这是通过环上环拉伸测试过程测得的；
光学涂层包括12GPa或更大的最大硬度，这是通过布氏压痕计硬度测试，沿着约50nm和更大的压痕深度，在空气侧表面上测得的；以及
经涂覆的制品包括约80％或更大的平均适光透射率。
实施方式10：实施方式9的方法，其具有以下一种：
(i)光学涂层包括：厚度是约350nm至小于约600nm；失效应变大于约0.65％；和最大硬度是14GPa或更大；以及
(ii)光学涂层包括：厚度是约600nm或更大；涂层失效应变大于约0.4％；和最大硬度是13GPa或更大。
实施方式11：实施方式9或实施方式10的方法，其还包括通过对沉积的光学涂层进行离子交换加工，在光学涂层上赋予残留压缩应力。
实施方式12：实施方式11的方法，其中，离子交换加工包括使光学涂层与离子盐浴接触。
实施方式13：实施方式11或实施方式12的方法，其中，离子交换加工包括场辅助离子交换。
实施方式14：实施方式9或实施方式10的方法，其还包括通过机械喷粒在光学涂层上赋予残留压缩应力。
实施方式15：实施方式9或实施方式10的方法，其还包括：
在沉积光学涂层之前，使得基材在物理应力作用下变形；以及
在沉积光学涂层之后，实现变形基材自身的再成形；
其中，光学涂层沉积在变形的基材上。
实施方式16：实施方式9或实施方式10的方法，其还包括：将一部分的光学涂层布置在基材上，对基材进行加热，以及实现其上布置了涂层的基材冷却。
实施方式17：实施方式9-16中任一项的方法，其中，通过布氏压痕计硬度测试，在空气侧表面上测得，经涂覆的制品沿着约50nm和更大的压痕深度展现出约14GPa或更大的最大硬度。
实施方式18：一种消费者电子产品，其具有：具有前表面、背表面和侧表面的外壳；提供成至少部分位于外壳内的电子组件，所述电子组件至少包括控制器、存储器和显示器，所述显示器提供成位于外壳的前表面或者与外壳的前表面相邻；以及布置在显示器上方的覆盖玻璃，其中，外壳或覆盖玻璃的一部分中的至少一个包括实施方式1-8中任一项的经涂覆的制品。
在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。应理解，在本说明书和附图中揭示的各种特征可以以任意和所有的组合使用。
应理解，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与文字描述一起用来解释各个实施方式的原理和操作。
附图说明
图1是根据本文所述一个或多个实施方式的经涂覆的制品的横截面侧视示意图；
图2是根据本文所述一个或多个实施方式的经涂覆的制品的横截面侧视示意图；
图3是根据本文所述一个或多个实施方式的经涂覆的制品的横截面侧视示意图；
图4图示性显示根据本文所述一个或多个实施方式的光学涂层的折射率与厚度的关系；
图5图示性显示根据本文所述一个或多个实施方式的用于测量经涂覆的制品的失效应变的环上环机械测试装置的横截面侧视图；以及
图6显示根据本文所述一个或多个实施方式，环上环拉伸测试过程之后光学涂层失效的经涂覆的制品的照片图像。
图7A是结合了任意本文所揭示的制品的示例性电子装置的平面图。
图7B是图7A的示例性电子器件的透视图。
具体实施方式
下面详细参考各个实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。本文描述的经涂覆的制品的实施方式包括基材和光学涂层，所述光学涂层具有较高的硬度，具有合乎希望的光学性质，以及当暴露于挠曲负荷时具有较高的失效应变值。可以在基材上(例如，透明基材或者玻璃基材；如本文所用，术语“玻璃”旨在包括至少部分由玻璃制造的任意材料，包括玻璃和玻璃陶瓷)沉积具有高硬度的光学涂层，从而保护透明基材的表面免受磨损或划痕损坏。但是，在挠曲负荷下(例如，对透明基材进行弯曲时)，虽然一些透明基材可以适配耐受此类挠曲负荷，但是光学涂层可能易于发生破损(例如，开裂)。例如，当置于挠曲负荷时(即，以一些方式物理变形时)，虽然基材在很大程度上保持完好，但是经涂覆的制品可能在较为脆性的涂层中展现出开裂。对于较厚的光学涂层(例如，厚度大于约500nm或者厚度是1微米或更大的那些)而言，硬光学涂层的破损可能是特别普遍的。会容易地察觉这种破损，特别是特别较厚的涂层而言，并且即使是基材保持完好的情况下，仍然会破坏装置的外观和/或功能。在一些情况中，涂层失效会与基材失效同时发生，意味着两个失效值是相同的。在任何情况下，都希望具有较高的涂层失效应变值。因此，希望采用在挠曲负荷下不发生破损但是具有良好的光学性质和高硬度的光学涂层。对于经涂覆的基材(或者基材上的涂层)的破坏，可以通过失效应变值进行表征，如本文详细所述。在一个或多个实施方式中，经涂覆的制品可以具有良好的光学特性，例如低反射率，同时展现出较高的硬度，例如12GPa或更大(例如，13GPa或更大、14GPa或更大、15GPa或更大、16GPa或更大、17GPa或更大、18GPa或更大、19GPa或更大、20GPa或更大，以及上述值之间的所有范围和子范围)，较高的失效应变，例如0.5％或更大(例如，0.6％或更大、0.7％或更大、0.8％或更大、0.9％或更大，以及上述值之间的所有范围和子范围)。
在一个或多个实施方式中，光学涂层或者至少一部分的光学涂层(例如，光学涂层中的一层或多层)可以具有较高的残留应力。如本文所用，“残留压缩应力”指的是在涂层制造之后保留在光学涂层中的压缩应力。如本文所用，通过如下方式测量残留压缩应力。将所希望的涂层沉积在基材上。使用表面轮廓仪来测量样品的曲率，这是由于涂层所诱发的。然后使用本领域已知的斯托尼方程将样品的曲率(或者翘曲)转化为应力值。不受限于理论，相信在至少一部分的涂层中引入残留压缩应力可以增加涂层或者经涂覆的制品的失效应变。可以通过本文所揭示的各种方法，将残留压缩应力引入光学涂层中。例如，不受限于理论，考虑可以通过如下方式将残留压缩应力引入光学涂层或者引入部分光学涂层中：采用特定的沉积参数(例如，压力、速率、离子辅助)，采用离子交换过程，采用离子注入过程，采用机械喷粒过程，将光学涂层沉积到在物理应力下发生变形的基材上，然后通过自身再成形实现变形基材的应力去除(从而将应力引入光学涂层中)，或者增加光学涂层与基材之间的线性热膨胀系数(“CTE”)差异从而使得当经涂覆的制品冷却到室温时增加了残留压缩应力。在20℃至300℃温度范围上的CTE表述为ppm/K，并且这是通过根据ASTM E228-11的推杆式膨胀计确定的。本文会参照经涂覆的制品对这些工艺和配置进行更详细解释。应理解的是，本文的经涂覆的制品的实施方式不限于通过本文所揭示的特定方法和配置所产生的那些，本文所揭示的用于形成高水平的压缩应力的方法和配置是用于实现可以具有较高失效应变值的高残留压缩应力涂层的合适技术的例子。例如，在一个或多个实施方式中，光学涂层的一层或多层中的至少一部分可以具有如下残留压缩应力：约50MPa或更大、约75MPa或更大、约100MPa或更大、约200MPa或更大、约500MPa或更大或者甚至约1000MPa或更大，以及上述值之间的所有范围和子范围。
参见图1，根据一个或多个实施方式的经涂覆的制品100可以包括基材110以及布置在基材110上的光学涂层120。基材110包括相对主表面112、114以及相对次表面116、118。如图1所示，光学涂层120布置在第一相对主表面112上；但是，光学涂层120可以布置在第二相对主表面114上和/或一个或两个相对次表面116、118上，作为布置在第一相对主表面112上的补充或替代。光学涂层120形成空气侧表面122。
光学涂层120包括至少一种材料的至少一层。术语“层”可以包括单层或者可以包括一层或多层子层。此类子层可以相互直接接触。子层可以由相同材料形成，或者可以由两种或更多种不同材料形成。在一个或多个替代实施方式中，此类子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，层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)。层或子层可以由本领域的任意已知方法形成，包括离散沉积或连续沉积工艺。在一个或多个实施方式中，可以仅使用连续沉积工艺形成层，或者可以仅使用离散沉积工艺形成层。
如本文所用，术语“布置”包括采用任意本领域已知或待开发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。如本文所用，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，或者包括在表面上形成材料，其中在材料与表面之间具有一种或多种插入材料的实施方式。插入材料可构成本文所定义的层。
光学涂层120的厚度可以是约100nm至约10微米。例如，光学涂层的厚度可以是大于或等于约200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、或者甚至8微米，以及小于或等于约10微米，以及上述值之间的任意范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，光学涂层120可以包括耐划痕层150或者可以由耐划痕层150构成。图1显示构成了耐划痕层的光学涂层。但是，在其他实施方式中，可以在光学涂层中提供额外层，如本文所述。根据一些实施方式，耐划痕层150可以包括选自下组的一种或多种材料：SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、AlN、Si3N4、AlOxNy、SiOxNy、SiNx、SiNx:Hy、HfO2、TiO2、ZrO2、Y2O3、Al2O3、MoO3、钻石状碳，或其组合。用于耐划痕层150的示例性材料可以包括无机碳化物、氮化物、氧化物、钻石状材料，或其组合。用于耐划痕层150的合适材料的例子包括金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、金属碳化物、金属氧碳化物，和/或其组合。示例性金属包括B、Al、Si、Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta和W。可用于耐划痕层150的材料的具体例子可以包括：Al2O3、AlN、AlOxNy、Si3N4、SiOxNy、SiuAlvOxNy、钻石、钻石状碳、SixCy、SixOyCz、ZrO2、TiOxNy，及其组合。耐划痕层150还可以包括纳米复合材料，或者具有受控微结构的材料，以改善硬度、韧度或耐磨/耐磨损性。例如，耐划痕层150可以包括尺寸是约5nm至约30nm的纳米微晶。在实施方式中，耐划痕层150可以包括相变增韧氧化锆、部分稳定化氧化锆或者氧化锆增韧的氧化铝。在一些实施方式中，耐划痕层150展现出大于约1MPa√m的断裂韧度值，以及同时展现出大于约8GPa的硬度值。
在一个或多个实施方式中，耐划痕层150可以包括组成梯度。例如，耐划痕涂层150可以包括SiuAlvOxNy的组成梯度，其中，改变了Si、Al、O和N中的任意一种或多种的浓度，以增加或降低折射率。还可以使用孔隙度来形成折射率梯度。此类梯度如2014年4月28日提交的题为“Scratch-Resistant Articles with a Gradient Layer(具有梯度层的耐划痕制品)”的美国专利申请第14/262224号完整所述，其全文通过引用结合入本文。
在一个或多个实施方式中，如图2所示，光学涂层120可以包括减反射涂层130，其可以包括多层(130A、130B)。在一个或多个实施方式中，减反射涂层130可以包括周期132，其包括两层，例如低RI层130A和高RI层130B。如图2所示，减反射涂层130可以包括多个周期132。在其他实施方式中，单个周期可以包括三层，例如，低RI层、中等RI层和高RI层。应理解的是，在本公开全文中，图2是具有周期132的光学涂层120的一些实施方式的例子，并且本文所述的光学涂层120的性质(例如，颜色、硬度等)和材料不应受限于图1或图2的实施方式。
如本文所用，术语低“低RI”、“高RI”和“中等RI”指的是折射率(“RI”)相互之间的相对值(即，低RI<中等RI<高RI)。在一个或多个实施方式中，当用于低RI层时，术语“低RI”包括约1.3至约1.7或者约1.75的范围，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个实施方式中，当用于高RI层时，术语“高RI”包括约1.7至约2.5的范围(例如，约1.85或更大)，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个实施方式中，当用于周期的第三层时，术语“中等RI”包括约1.55至约1.8的范围，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，低RI、高RI和/或中等RI的范围可以重叠；但是，在大多数情况下，减反射涂层130的层对于RI具有如下大致关系：低RI<中等RI<高RI(其中，“中等RI”适用于三层周期的情况)。在一个或多个实施方式中，低RI层与高RI层的折射率差异可以是约0.01或更大、约0.05或更大、约0.1或更大或者甚至约0.2或更大，以及上述值之间的任意范围和子范围。
例如，在图2中，周期132可以包括低RI层130A和高RI层130B。当在光学涂层120中包含多个周期时，低RI层130A(标记为“L”)和高RI层130B(标记为“H”)以如下层顺序交替：L/H/L/H…或者H/L/H/L…，从而使得低RI层与高RI层沿着光学涂层120的物理厚度交替。在图2所示的实施方式中，减反射涂层130包括4个周期132，其中，每个周期132包括低RI层130A和高RI层130B。在一些实施方式中，减反射涂层130可以包括最高至25个周期。例如，减反射涂层130可以包括约2至约20个周期、约2至约15个周期、约2至约10个周期、约2至约12个周期、约3至约8个周期或者约3至约6个周期，例如，3个周期、4个周期、5个周期、6个周期、7个周期、8个周期、9个周期、10个周期、11个周期、12个周期、13个周期、14个周期、15个周期、16个周期、17个周期、18个周期、19个周期、20个周期、21个周期、22个周期、23个周期、24个周期、25个周期，以及上述值之间的任意范围和子范围。
适用于减反射涂层130的示例性材料包括但不限于：SiO2、Al2O3、GeO2、SiO、AlOxNy、AlN、SiNx、SiOxNy、SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、TiN、MgO、MgF2、BaF2、CaF2、SnO2、HfO2、Y2O3、MoO3、DyF3、YbF3、YF3、CeF3、聚合物、含氟聚合物、等离子体聚合化的聚合物、硅氧烷聚合物、倍半硅氧烷、聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸聚合物、氨基甲酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯，下述适用于耐划痕层的其它材料，以及本领域已知的其他材料。用于低RI层130A的一些合适材料的例子包括但不限于：SiO2、Al2O3、GeO2、SiO、AlOxNy、SiOxNy、SiuAlvOxNy、MgO、MgAl2O4、MgF2、BaF2、CaF2、DyF3、YbF3、YF3和CeF3。可以使得用于低RI层130A的材料的氮含量最小化(例如，在诸如Al2O3和MgAl2O4的材料中)。用于高RI层130B的一些合适材料的例子包括但不限于：SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、AlN、Si3N4、AlOxNy、SiOxNy、SiNx、SiNx:Hy、HfO2、TiO2、ZrO2、Y2O3、Al2O3、MoO3和钻石状碳。在一个或多个实施方式中，高RI层130B可以具有高硬度(例如，硬度大于8GPa)，以及上文所列出的高RI材料可以包括高的硬度和/或耐划痕性。可以使得用于高RI层130B的材料的氧含量最小化，特别是SiNx或AlNx材料。AlOxNy材料可以被认为是氧掺杂的AlNx(即，它们可以具有AlNx晶体结构(例如，纤维锌矿)并且不一定具有AlON晶体结构)。示例性AlOxNy高RI材料可以包含：约0原子％至约20原子％氧或者约5原子％至约15原子％氧(以及上述值之间的任意范围和子范围)，同时包含30原子％至约50原子％氮(以及上述值之间的任意范围和子范围)。示例性SiuAlvOxNy高RI材料可以包含：约10原子％至约30原子％或者约15原子％至约25原子％硅、约20原子％至约40原子％或者约25原子％至约35原子％铝、约0原子％至约20原子％或者约1原子％至约20原子％氧以及约30原子％至约50原子％氮。前述材料可以被氢化至最高至约30重量％。当需要具有中等折射率的材料时，一些实施方式可采用AlN和/或SiOxNy。应理解的是，耐划痕层150可以包括本文所揭示的适用于高RI层的任意材料。
如图2所示，在一个或多个实施方式中，光学涂层120可以包括整合作为高RI层的耐划痕层150，以及一个或多个低RI层130A和高RI层130B可以布置在耐划痕层150上。或者，耐划痕层可以定义为整个光学涂层120中或者整个经涂覆的制品100中最厚的高RI层。不受限于理论，相信当在耐划痕层150上沉积较薄量的材料时，经涂覆的制品100可以在压痕深度展现出增加的硬度。此外，在耐划痕层150上包含低RI和高RI层可增强经涂覆的制品100的光学性质。在一些实施方式中，可以在耐划痕层150上布置较少的层(例如，1、2、3、4或5层)，以及这些层可以分别是较薄的(例如，小于100nm、小于75nm、小于50nm或者甚至小于25nm，以及上述值之间的任意范围和子范围)。
相比于其他层，耐划痕层150可以较厚，例如大于或等于约300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米或者甚至8微米，以及上述值之间的任意范围和子范围。例如，耐划痕层的厚度可以是约300nm至约10微米。
在一个或多个实施方式中，光学涂层120可以包括布置在减反射光学涂层120上的一层或多层额外顶涂层140，如图2所示。在一个或多个实施方式中，所述额外顶涂层140可以包括易清洁涂层。合适的易清洁涂层的例子如2012年11月30日提交的题为”PROCESS FORMAKING OF GLASS ARTICLES WITH OPTICAL AND EASY-TO-CLEAN COATINGS(用于制造具有光学涂层和易清洁涂层的玻璃制品的工艺)”的美国专利申请第13/690,904号所述，其全文通过引用结合入本文。易清洁涂层可以具有约1nm至约50nm的厚度以及上述值之间的任意范围和子范围，并且可以包括已知材料例如氟化硅烷。作为补充或替代，易清洁涂层可以包括低摩擦涂层或者表面处理。示例性低摩擦涂覆材料可以包括钻石状碳、硅烷(例如，氟化硅烷)、膦酸盐/酯、烯烃和炔烃。在一些实施方式中，易清洁涂层的厚度可以是如下范围：约1nm至约40nm、约1nm至约30nm、约1nm至约25nm、约1nm至约20nm、约1nm至约15nm、约1nm至约10nm、约5nm至约50nm、约10nm至约50nm、约15nm至约50nm、约7nm至约20nm、约7nm至约15nm、约7nm至约12nm或者约7nm至约10nm，以及其间的所有范围和子范围。
顶涂层140可以包括耐划痕层或者多层耐划痕层，其包括本文所揭示的适用于耐划痕涂层150的任意材料。在一些实施方式中，所述额外涂层140包括易清洁材料与耐划痕材料的组合。在一个例子中，组合包括易清洁材料与钻石状碳。此类额外顶涂层140的厚度可以是约1nm至约50nm。可以在分开的层中提供所述额外涂层140的构成。例如，可以布置钻石状碳作为第一层，并可以在钻石状碳第一层上布置易清洁材料作为第二层。第一层与第二层的厚度可以是上文关于所述额外层所提供的厚度范围。例如，钻石状碳第一层的厚度可以是约1nm至约20nm或者约4nm至约15nm(或者更具体来说约10nm)，以及上述值之间的任意范围和子范围；以及易清洁第二层的厚度可以是约1nm至约10nm(或者更具体来说约6nm)，以及上述值之间的任意范围和子范围。钻石状涂层可以包括四面体无定形碳(Ta-C)、Ta-C:H和/或a-C-H。
在一个或多个实施方式中，减反射涂层130中的至少一层(例如，低RI层130A或高RI层130B)可以包括特定的光学厚度(或者光学厚度范围)。如本文所述，术语“光学厚度”指的是层的物理厚度与折射率的乘积。在一个或多个实施方式中，减反射涂层130中的至少一层可以具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm或者约15nm至约5000nm的光学厚度，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，减反射涂层130中的所有层可以分别具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm或者约15nm至约5000nm的光学厚度，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，减反射涂层130中的至少一层具有约50nm或更大的光学厚度。在一些实施方式中，每层低RI层103A分别具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm或者约15nm至约5000nm的光学厚度，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，每层高RI层130A分别具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm或者约15nm至约5000nm的光学厚度，以及上述值之间的任意范围和子范围。在三层周期的实施方式中，每层中等RI层分别具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm或者约15nm至约5000nm的光学厚度，以及上述值之间的任意范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，光学涂层可以包括一层或多层梯度层，其可以分别包括沿着它们各自厚度的组成梯度，如图3所示。在一些实施方式中，光学涂层120可以包括底梯度层170、耐划痕层150(如上文所述)和顶梯度层160。图4显示图3的光学涂层120的示例性折射率分布。基材100、底梯度层170、耐划痕层150和顶梯度层160在图4的折射率分布中它们相应部分被标记出来。底梯度层170的位置可以是与基材110直接接触。耐划痕层150可以在底梯度层170上，以及顶梯度层可以与耐划痕层150直接接触并且在其上。耐划痕层150可以包括一种或多种具有高折射率的较硬材料(例如，SiNx)。在实施方式中，耐划痕层150的厚度可以是约300nm至数微米，例如，在其他实施方式中，参照耐划痕层150所述。底梯度层170可以具有这样的折射率，其从在接触基材110的部分中的近似为基材的折射率(可以是较低的)变化到接触耐划痕层150的部分中的耐划痕层150的折射率(其可以是较高的)。底梯度层170可以具有如下厚度：约10nm至数微米，例如50nm至1000nm、100nm至1000nm或者500nm至1000nm，以及上述值之间的任意范围和子范围。顶梯度层160可以具有这样的折射率，其从在接触耐划痕层150的部分中的近似为耐划痕层150的折射率(可以是较高的)变化到空气侧表面122处的空气界面处较低的折射率。顶梯度层160的最上面那部分(在空气侧表面122处)可以包括折射率是1.38至1.55的材料，例如但不限于：硅酸盐玻璃、二氧化硅、含磷玻璃或者氟化镁。
在一个或多个实施方式中，基材处的底梯度层170的折射率可以是基材110的折射率的0.2之内(例如，0.15、0.1、0.05、0.02、或0.01之内，以及上述值之间的任意范围和子范围)。耐划痕层150处的底梯度层170的折射率可以是耐划痕层150的折射率的0.2之内(例如，0.15、0.1、0.05、0.02、或0.01之内，以及上述值之间的任意范围和子范围)。耐划痕层150处的顶梯度层160的折射率可以是耐划痕层150的折射率的0.2之内(例如，0.15、0.1、0.05、0.02、或0.01之内，以及上述值之间的任意范围和子范围)。空气侧表面122处的顶梯度层160的折射率可以是约1.38至约1.55。在实施方式中，耐划痕层的折射率可以是约1.75或更大，例如，1.8或者甚至1.9，或者上述值之间的任意范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，可以通过真空沉积技术在基材110上沉积光学涂层120的单层或者多层，例如：化学气相沉积(“CVD”)(例如，等离子体强化CVD(PECVD)、低压CVD、大气压CVD和等离子体强化的大气压CVD)，物理气相沉积(“PVD”)(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。也可使用基于液体的方法，例如喷涂、浸涂、旋涂或狭缝涂覆(例如，使用溶胶凝胶材料)。通常来说，气相沉积技术可以包括各种可用于产生薄膜的真空沉积方法。例如，物理气相沉积使用物理过程(例如加热或喷溅)来产生材料的蒸气，然后其沉积到涂覆的物体上。
在一个或多个实施方式中，光学涂层120或者光学涂层120中的一层或多层可以通过特定的真空沉积工艺参数来引入残留压缩应力。预期诸如沉积压力、材料组成、沉积温度、基材偏压和离子枪电流之类的参数是可以影响沉积层的残留压缩应力的参数。应理解的是，各种沉积材料可能以不同方式反应来改变沉积工艺参数，并且对于不同沉积材料的工艺参数可能是不同的。
根据一个或多个实施方式，在沉积过程中的压力可以影响涂层中的残留应力。在一些实施方式中，更高的压力可以形成更大的拉伸应力，而沉积过程中较低的压力可以形成残留压缩应力。在一个或多个实施方式中，当沉积过程中采用的压力是比通常采用以形成具有较低残留应力的情况小了约1％或更大(例如，2％、3％、4％、5％、10％、15％或者甚至20％，或者上述值之间的任意范围或子范围)时，可以增加残留压缩应力和/或失效应变。
在一些实施方式中，涂层的材料组成可以影响涂层的残留应力。例如，AlN的拉伸应力通常可能不适合本文所述的一些实施方式。但是，Al2O3通常可以具有适用于实施方式的残留压缩应力。对于残留压缩应力，AlON可以基于N-O的化学计量比进行调节。
在其他实施方式中，沉积过程中的基材偏压可以影响残留应力。例如，基材上的负DC偏压可以促进形成具有残留压缩应力的涂层，而基材上的正DC偏压可以促进在涂层中形成拉伸应力。此外，RF偏压可以促进形成具有残留压缩应力的涂层。
在其他实施方式中，基于基材与涂层的CTE差异，高温沉积可以促进形成残留压缩应力。例如，当在增加的温度下沉积之后，基材和涂层冷却，取决于冷却量以及基材与涂层之间的CTE失配度，它们形成残留应力。
在其他实施方式中，沉积速率可以影响残留应力。例如，当特定的材料以某些速率沉积时，可以形成残留压缩应力，并且当以另一速率沉积时可以具有不同残留应力。
在其他实施方式中，使用离子枪可以在涂层中形成残留压缩应力。此外，所用的离子枪的电流可以影响残留应力。例如，较高的离子枪电流可以在涂层中形成增加的压缩残留应力。
在一个或多个实施方式中，可以通过采用离子交换工艺向光学涂层引入残留压缩应力。在光学涂层的沉积之后，光学涂层可以接触离子交换浴(例如，热盐浴)。有时候，可以将离子交换称作化学强化。在离子交换过程中，在光学涂层的表面中，光学涂层中的较小离子被较大离子替换。在一个或多个实施方式中，用具有相同价态或氧化态的较大离子代替或交换光学涂层的表面层中的离子。离子交换工艺通常是通过将经涂覆的制品100浸泡在熔盐浴中来进行的，所述熔盐浴包含要与基材中的较小离子交换的较大离子。本领域技术人员会理解的是，离子交换工艺的参数包括但不限于：浴组成和温度、浸没时间、基材在一种或多种盐浴中的浸没次数、多种盐浴的使用、其它步骤例如退火以及洗涤等，其通常是由以下的因素决定的：光学涂层120的组成和所需的残留压缩应力(CS)、通过强化操作得到的光学涂层120的残留压缩应力层深度(或层深度)。例如，含碱金属的光学涂层120的离子交换可以通过以下方式实现：浸没在至少一种包含盐的熔盐浴中，所述盐是例如较大碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物，但不限于此。熔盐浴的温度通常是约100℃至约1000℃(例如，约380℃至最高至约450℃，以及上述值之间的任意范围和子范围)，而浸没时间是约15分钟至最高至约40小时(以及上述值之间的任意范围和子范围)。但是，也可以采用与上述不同的温度和浸没时间。应理解的是，基材110可以在分开的步骤中进行离子交换，或者可以在光学涂层120进行离子交换的相同工艺步骤中进行离子交换。
根据一些实施方式，光学涂层120可以通过将沉积膜暴露于场辅助离子交换工艺来进行离子交换，从而实现光学涂层120的结构中的较大离子与较小离子的交换反应。类似于通过与熔盐浴接触的离子交换，场辅助离子交换工艺可以在光学涂层120中诱发残留压缩应力。场辅助离子交换工艺包括向进行离子交换的基材施加电场，来辅助离子交换过程。场辅助离子交换工艺的例子如撒克逊玻璃技术有限公司(Saxon Glass Technologies,Inc)的美国公开专利申请2015/0166407所述。
在一个或多个实施方式中，可以通过采用离子注入工艺向光学涂层120引入残留压缩应力。离子注入加工指的是这样一种方法：材料的离子在电场中加速，并撞击进入固体(例如，光学涂层120)中。(如果离子不同于光学涂层120的组成的话，)离子通过停止在光学涂层中并留在那里，改变了光学涂层120的元素组成。通过将它们的能量和动量转移到光学涂层120的材料的电子和原子核，与目标发生撞击的离子还引起目标的化学和物理变化。
在一个或多个实施方式中，可以通过采用机械喷粒工艺向光学涂层120引入残留压缩应力。在一些实施方式中，机械喷粒工艺包括喷珠或喷砂工艺。但是，本文也考虑其他机械喷粒工艺，例如，湿研磨剂喷粒、轮喷、水力喷粒、微研磨剂喷粒和毛喷粒(bristleblasting)。根据一个或多个实施方式，喷珠工艺可以在表面中产生压缩而没有产生尺寸大于约100nm的裂纹或瑕疵。
在一个或多个实施方式中，可以通过如下方式向光学涂层120引入残留压缩应力：将光学涂层沉积到处于物理应力下发生变形的基材上，以及然后通过其自身的再成形实现变形基材的应力去除(由此将应力引入光学涂层中)。可以通过在光学涂层120的沉积之前或者沉积过程中的物理作用力使得基材110变形。例如，可以通过弯曲玻璃片来使得玻璃片变形。然后，可以将光学涂层沉积到变形的基材110(例如，弯曲的玻璃片)上。在沉积了光学涂层120之后，允许基材110返回至其变形前的原始形状(例如，平坦)，从而将应力引入光学涂层120中。在实施方式中，基材可以被弯曲成相对于基材110的沉积表面呈凸或凹的形状，从而在凸或凹的表面上沉积光学涂层120。当去除了基材110的凸或凹的形状(即，基材110返回至平坦片)时，应力被引入到光学涂层120中。
在一个或多个实施方式中，可以通过如下方式向光学涂层引入残留压缩应力：增加光学涂层与基材之间的CTE差异或者增加涂层沉积过程温度，从而当经涂覆的制品冷却到室温时，增加了残留压缩应力。在一些实施方式中，光学涂层120的CTE可以小于基材110的CTE。例如，在一个或多个实施方式中，基材110的CTE与光学涂层的至少一部分的CTE之比是约1.2或更大，例如，1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、3、4或者甚至约5或更大，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个实施方式中，可以在升高的温度下(即，高于室温)将光学涂层120沉积到基材110上。随着经涂覆的制品100冷却到室温，可以在光学涂层120上赋予残留压缩应力。光学涂层120与基材110的CTE失配可以引起在光学涂层120中形成残留压缩应力。在一些实施方式中，一部分的光学涂层120(例如，一层或多层)可以具有较低的CTE，因而可以在光学涂层120的一部分上赋予残留压缩应力。光学涂层120相对于基材110具有较大CTE失配的部分可以具有较高水平的残留压缩应力。
可以使用不止一种本文所揭示的技术以在光学涂层中实现高残留压缩应力和/或失效应变。例如，考虑组合使用如下的一种或多种：采用特定的沉积参数(例如，压力、速率、离子辅助)，采用离子交换过程，采用离子注入过程，采用机械喷粒过程，将光学涂层沉积到在物理应力下发生变形的基材上，然后通过自身再成形实现变形基材的应力去除(从而将应力引入光学涂层中)，或者增加光学涂层与基材之间的CTE差异从而使得当经涂覆的制品(从升高的温度)冷却到室温时增加了残留压缩应力。
基材110可包括无机材料，并且可包括无定形基材、晶体基材或其组合。基材110可以由人造材料和/或天然存在的材料(例如，石英和聚合物)形成。例如，在一些情况下，基材110可表征为有机物，并且具体来说，可以是聚合物。合适的聚合物的例子包括但不限于：热塑性物质，包括聚苯乙烯(PS)(包括苯乙烯共聚物和掺混物)、聚碳酸酯(PC)(包括共聚物和掺混物)、聚酯(包括共聚物和掺混物，包括聚乙二醇对苯二甲酸酯和聚乙二醇对苯二甲酸酯共聚物)、聚烯烃(PO)和环聚烯烃(环PO)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸聚合物，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(包括共聚物和掺混物)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、聚醚酰亚胺(PEI)，以及这些聚合物的相互掺混物。其他示例性聚合物包括环氧树脂、苯乙烯类树脂、酚醛类树脂、三聚氰胺树脂和硅酮树脂。
在一些具体实施方式中，基材110可以具体地排除聚合物、塑料和/或金属基材。基材110可表征为含碱性基材(即，基材包含一种或多种碱性物质)。在一个或多个实施方式中，基材展现出约1.45至约1.55的折射率。在具体实施方式中，通过环上环拉伸测试测量，使用5个并对这5个样品取平均值，基材110在一个或多个相对主表面的表面上可以展现出0.5％或更大、0.6％或更大、0.7％或更大、0.8％或更大、0.9％或更大、1％或更大、1.1％或更大、1.2％或更大、1.3％或更大、1.4％或更大、1.5％或更大或者甚至2％或更大的平均失效应变，以及上述值之间的任意范围和子范围。使用同步摄像机来捕获裂纹起始应变水平以及灾难性玻璃失效水平。在具体实施方式中，基材110在其一个或多个相对主表面的表面上可以展现出约1.2％、约1.4％、约1.6％、约1.8％、约2.2％、约2.4％、约2.6％、约2.8％或者约3％或更大的平均失效应变，以及上述值之间的任意范围和子范围。
合适的基材110可以展现出约30GPa至约120GPa的弹性模量(或者杨氏模量)，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些情况下，基材的弹性模量可以是约30GPa至约110GPa、约30GPa至约100GPa、约30GPa至约90GPa、约30GPa至约80GPa、约30GPa至约70GPa、约40GPa至约120GPa、约50GPa至约120GPa、约60GPa至约120GPa、约70GPa至约120GPa，以及其间的所有范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，无定形基材可以包括玻璃，其可以经过强化或者未经过强化。合适的玻璃的例子包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃。在一些变化形式中，玻璃可以不含氧化锂。在一个或多个替代实施方式中，基材110可以包括晶体基材，例如玻璃陶瓷基材(其可以经过强化或者未经过强化)或者可也包括单晶结构，例如蓝宝石。在一个或多个具体实施方式中，基材110包括无定形基底(例如玻璃)和晶体包覆(例如，蓝宝石层、多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)层)。
一个或多个实施方式的基材110的硬度可以小于制品的硬度(通过本文所述的布氏压痕计硬度测试测量)。
基材110可以是透明或者基本光学透澈的，即基材110可以在光波长区域展现出约85％或更大、约86％或更大、87％或更大、88％或更大、89％或更大、90％或更大、91％或更大或者92％或更大的平均透光率，以及上述值之间的所有范围和子范围。在一个或多个替代实施方式中，基材110可以是不透明的，或者可以在光波长区域展现出小于约10％、小于约9％、小于约8％、小于约7％、小于约6％、小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％或者小于约0.5％的平均透光率，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，这些透光率的值可以是总透射率(考虑了通过基材的两个主表面的透光率)。在一些实施方式中，这些光反射率值可以是总反射率(同时考虑了基材的两个主表面上的反射率)，或者可以在基材单侧观察到这些光反射率(即，仅在空气侧表面122上，而没有考虑相反表面)。除非另有说明，否则单独的基材或者涂覆的制品的平均反射率或透射率规定为采用通过基材两个主表面的透射率，和采用仅来自涂层和基材的涂覆侧的反射率。此外，除非另有说明，否则是在相对于基材表面112的0度入射照射角测量单独的基材或者涂覆制品的平均反射率或透射率(但是，可以是在45度或60度的入射照射角提供此类测量)。基材110可以任选地展现出颜色，例如白色、黑色、红色、蓝色、绿色、黄色、橙色等。
作为补充或替代，出于美观和/或功能原因，基材110的物理厚度可沿其一个或多个尺寸发生变化。例如，基材110的边缘可以相比于基材110的更为中心的区域更厚。根据制品100的应用或用途，基材110的长度、宽度和物理厚度尺寸也可以发生变化。
可采用各种不同工艺来提供基材110。例如，当基材110包括无定形基材例如玻璃时，各种成形方法可以包括浮法玻璃工艺以及下拉工艺例如熔合拉制和狭缝拉制、上拉和压辊。
一旦形成，可以对基材110进行强化以形成经强化的基材。如本文所用，术语“经强化的基材”可以表示通过例如用较大离子来离子交换基材表面中的较小离子进行化学强化的基材。但是，也可采用本领域已知的其他强化方法，例如热回火或者采用基材部分之间的CTE失配来产生压缩应力和中心拉伸区域，以形成经强化的基材。
当基材110通过离子交换工艺进行化学强化时，用具有相同价态或氧化态的较大的离子来代替或交换基材的表面层内的离子。通常通过将基材浸没在熔盐浴中进行离子交换工艺，所述熔盐浴包含要与基材中的较小离子发生交换的较大离子。本领域技术人员会理解的是，离子交换工艺的参数包括但不限于：浴组成和温度、浸没时间、基材在一种或多种盐浴中的浸没次数、多种盐浴的使用、其它步骤例如退火以及洗涤等，其通常是由以下的因素决定的：基材的组成，所需的压缩应力(CS)、通过强化操作得到的基材的压缩应力层深度(或压缩深度DOC)。例如，含碱金属的玻璃基材的离子交换可以通过以下方式实现：浸没在至少一种包含盐的熔盐浴中，所述盐是例如但不限于较大碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物。熔盐浴的温度通常是约380℃至最高至约450℃(以及上述值之间的任意范围和子范围)，而浸没时间是约15分钟至最高至约40小时(以及上述值之间的任意范围和子范围)。但是，也可以采用与上述不同的温度和浸没时间。
另外，在以下文献中描述了在多种离子交换浴中浸没玻璃基材(在浸没之间进行洗涤和/或退火步骤)的离子交换工艺的非限制性例子：Douglas C.Allan等人于2009年7月10日提交的题为“Glass with Compressive Surface for Consumer Applications(用于消费者应用的具有压缩表面的玻璃)”的美国专利申请第12/500,650号，其要求2008年7月11日提交的美国临时专利申请第61/079,995号的优先权，其中，通过在不同浓度的盐浴中多次浸没，进行连续的离子交换处理，从而对玻璃基材进行强化；以及2012年11月20日公告的Christopher M.Lee等人的题为“Dual Stage Ion Exchange for ChemicalStrengthening of Glass(用于对玻璃进行化学强化的双阶段离子交换)”的美国专利8,312,739，其要求2008年7月29日提交的美国临时专利申请第61/084,398号的优先权，其中，玻璃基材通过以下方式进行强化：首先在用流出离子稀释的第一浴中进行离子交换，然后在第二浴中浸没，所述第二浴的流出离子浓度小于第一浴。美国专利申请第12/500,650号和美国专利第8,312,739号的内容全文参考结合于此。
可以基于中心拉伸(CT)、表面CS和压缩深度(DOC)的参数对通过离子交换所实现的化学强化程度进行定量化。可以在强化的玻璃的表面附近或其内的各个深度处测量表面CS。最大CS值可以包括在强化基材的表面(CSs)测得的CS。采用本领域已知的散射光偏光镜(SCALP)来测量最大CT值。
通过表面应力计(FSM)，采用日本折原实业有限公司(Orihara Industrial Co.,Ltd.(Japan))制造的商业仪器例如FSM-6000，来测量(玻璃的表面处的)压缩应力。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ASTM标准C770-16中所述的方案C(玻璃碟的方法)来测量SOC，题为“Standard Test Method forMeasurement of Glass Stress-Optical Coefficient(测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法)”，其全文通过引用结合入本文。
如本文所用，压缩深度(DOC)表示本文所述的化学强化碱性铝硅酸盐玻璃制品中的应力从压缩变化至拉伸的深度。取决于离子交换处理，可以通过FSM或SCALP测量DOC。当通过将钾离子交换进入玻璃制品，在玻璃制品中产生应力时，使用FSM来测量DOC。当通过将钠离子交换进入玻璃制品，在玻璃制品中产生应力时，使用SCALP来测量DOC。当通过将钾离子和钠离子这两者交换进入玻璃中，在玻璃制品中产生应力时，通过SCALP测量DOC，因为相信钠的交换深度表示了DOC，以及钾离子的交换深度表示了压缩应力的大小的变化(而不是应力从压缩变化至拉伸)；在此类玻璃制品中，钾离子的交换深度通过FSM测量。
在一些实施方式中，强化的基材110的表面CS可以是250MPa或更大、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，以及上述值之间的任意范围和子范围。强化基材的DOC可以是10μm或更大、15μm或更大、20μm或更大(例如，25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或更大)，以及上述值之间的任意范围和子范围；和/或CT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)，以及上述值之间的任意范围和子范围，但是小于100MPa(例如，95、90、85、80、75、70、65、60、55MPa或更小)，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个具体实施方式中，强化的基材具有以下一种或多种性质：表面CS大于500MPa，DOC大于15μm，以及CT大于18MPa。
可用于基材110的示例性玻璃可以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。此类玻璃组合物能够通过离子交换过程进行化学强化。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，玻璃组合物包含6重量％或更多的氧化铝。在其他实施方式中，基材110包含具有一种或多种碱土氧化物，从而碱土氧化物的含量是5重量％或更大的玻璃组合物。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。在一些实施方式中，用于基材的玻璃组合物可以包含：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。
适合基材的另一种示例性玻璃组合物包含：60-70摩尔％的SiO2；6-14摩尔％的Al2O3；0-15摩尔％的B2O3；0-15摩尔％的Li2O；0-20摩尔％的Na2O；0-10摩尔％的K2O；0-8摩尔％的MgO；0-10摩尔％的CaO；0-5摩尔％的ZrO2；0-1摩尔％的SnO2；0-1摩尔％的CeO2；小于50ppm的As2O3；以及小于50ppm的Sb2O3；其中12摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤20摩尔％，以及0摩尔％≤(MgO+CaO)≤10摩尔％。
适合基材的另一种示例性玻璃组合物包含：63.5-66.5摩尔％的SiO2；8-12摩尔％的Al2O3；0-3摩尔％的B2O3；0-5摩尔％的Li2O；8-18摩尔％的Na2O；0-5摩尔％的K2O；1-7摩尔％的MgO；0-2.5摩尔％的CaO；0-3摩尔％的ZrO2；0.05-0.25摩尔％的SnO2；0.05-0.5摩尔％的CeO2；小于50ppm的As2O3；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％。
在一些实施方式中，适合基材110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，在其他实施方式中大于或等于58摩尔％的SiO2，以及在其他实施方式中大于或等于60摩尔％的SiO2，其中，(Al2O3+B2O3)/∑改性剂(即，改性剂总和)之比大于1，其中，组分的比例以摩尔％计，以及改性剂是碱金属氧化物。在特定实施方式中，这种玻璃组合物包含：58-72摩尔％的SiO2、9-17摩尔％的Al2O3、2-12摩尔％的B2O3、8-16摩尔％的Na2O以及0-4摩尔％的K2O，其中，(Al2O3+B2O3)/∑改性剂(即，改性剂总和)之比大于1。
在一些实施方式中，基材可以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，基材110可以包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，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。
其中，基材110包括晶体基材，基材可以包括单晶体，其可以包括Al2O3。此类单晶基材称作蓝宝石。晶体基材的其他合适材料包括多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)。
任选地，基材110可以包括玻璃陶瓷基材，其可以是经过强化的或未经过强化的。玻璃陶瓷包括通过玻璃的受控结晶产生的材料。在实施方式中，玻璃陶瓷具有约30％至约90％结晶度。合适的玻璃陶瓷的例子可以包括Li2O-Al2O3-SiO2体系(即，LAS体系)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2体系(即，MAS体系)玻璃陶瓷，和/或包括具有β-石英固溶体、β-锂辉石、堇青石和二硅酸锂的主晶相的玻璃陶瓷。可以采用本文所揭示的化学强化工艺对玻璃陶瓷基材进行强化。在一个或多个实施方式中，MAS体系玻璃陶瓷基材可以在Li2SO4熔盐中进行强化，从而可以发生2Li+被Mg2+交换。
根据一个或多个实施方式的基材110可以在基材110的各个部分中具有约100μm至约5mm的物理厚度，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，基材110的物理厚度范围是约100μm至约500μm(例如，100、200、300、400或500μm)。在一些实施方式中，基材110的物理厚度范围是约500μm至约1000μm(例如500、600、700、800、900或者1000μm)，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，基材110的物理厚度可以大于约1mm(例如，约2、3、4或者5mm)。基材110可以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。
根据本文所述的一个或多个实施方式，经涂覆的制品100、光学涂层120或者光学涂层的单层100可以具有如下失效应变(即，裂纹起始应变)：大于或等于约0.4％、大于或等于约0.5％、大于或等于约0.6％、大于或等于约0.7％、大于或等于约0.8％、大于或等于约0.9％、大于或等于约1.0％、大于或等于约1.5％或者甚至大于或等于约2.0％，以及上述值之间的任意范围和子范围。术语“失效应变”指的是在没有施加额外负荷的情况下，在光学涂层120中、在基材110中或者两者同时发生裂纹传播的应变，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。也就是说，光学涂层120破裂而基材没有破裂构成失效，并且基材110破裂也构成失效。当用于平均失效应变或者任意其他性质时，术语“平均”是基于5个样品的此类性质测量的数学平均值。通常来说，裂纹起始应变测量在正常实验室条件下是可重复的，并且在多次样品中测得的裂纹起始应变的标准偏差可以小至观察到的应变的0.01％。如本文所用，采用环上环拉伸测试来测量平均失效应变。但是，除非另有说明，否则本文所述的失效应变测量指的是来自下文所述的环上环测试装置的测量。
图5示意性显示用于测量经涂覆的制品100的失效应变的环上环机械测试装置300的横截面图。根据环上环拉伸测试过程，经涂覆的制品100放在底环302与顶环304之间。顶环304和底环302具有不同直径，其中，顶环304的直径表示为虚线308，而底环302的直径表示为虚线306。如本文所用，顶环304的直径308是12.7mm，以及底环302的直径306是25.4mm。顶环304和底环302接触经涂覆的制品100的部分是圆形横截面，并且分别具有1.6mm的半径。顶环304和底环302由钢材制造。在约22℃和45％-55％相对湿度的环境下进行测试。用于测试的经涂覆的制品的尺寸是50mm乘50mm正方形。
为了确定经涂覆的制品100的失效应变，以向下方向向顶环304和/或以向上方向向底环施加作用力，如图5所示的取向。增加顶环304和或底环302上的作用力，引起经涂覆的制品100中的应变，直到基材110和光学涂层120中的一个或两个发生灾难性失效。在底环30下方提供光和照相机(图5未示出)，以记录测试过程中的灾难性失效。提供电子控制器(例如，Dewetron采集系统)来对照相机图像和施加的负荷进行坐标处理，以确定当照相机观察到灾难性破坏时的负荷。图6显示环上环拉伸测试过程中的示例性失效的图像。为了确定失效应变，通过Dewetron系统同步照相机图像和负荷信号，从而可以确定当图像显示出失效时的负荷。然后，采用有限元分析(参见Hu,G.,等人“Dynamic fracturing ofstrengthened glass under biaxial tensile loading(双轴拉伸负荷下的强化玻璃的动态断裂)”，Journal of Non-Crystalline Solids(非结晶固体期刊)，2014.405(0):第153-158页)来分析样品在这个负荷下经受的应变水平。可以选择足够细小的元尺寸，来代表负荷环下方的应力集中。在负荷环下方的30个节点或更多个节点情况下，对应变水平取平均值。
可以通过经由布氏压痕计硬度测试测得的硬度和/或杨氏模量来描述光学涂层120和/或制品100。如本文所用，“布氏压痕计硬度测试”包括在代理层上测量薄膜元件的杨氏模量。代理层由与用于产生涂层的相同材料制造并且以相同工艺沉积，但是是在玻璃基材上沉积了300nm厚的代理层。采用广泛接受的纳米压痕实践来确定薄膜涂层的硬度和杨氏模量。参见Fischer-Cripps,A.C.的“Critical Review of Analysisand Interpretation of Nanoindentation Test Data(纳米压痕测试数据的分析和解读的关键复习)”，Surface&Coatings Technology(表面和涂层技术)，200,4153–4165(2006)，下文称作“Fischer-Cripps”以及Hay,J.,Agee,P和Herbert,E.的“Continuous Stiffnessmeasurement During Instrumented Indentation Testing(仪器压痕测试过程中的连续刚度测量)”，Experimental Techniques(实验技术)，34(3)86–94(2010)，下文称作“Hey”。对于涂层，通常测量硬度和模量与压痕深度的关系。只要涂层足够厚，则可以从所得到的响应分布分离出涂层的性质。应该认识到的是，如果涂层太薄(例如，小于约500nm)，则可能无法完全分离出涂层性质，因为它们会受到具有不同机械性质的靠近的基材的影响。(参见Hay)。用于记录本文性质的方法是涂层自身的代表。工艺是测量硬度和模量与出来的压痕深度到接近1000nm的深度的关系。在较软玻璃上的硬涂层的情况下，响应曲线会展现出硬度和模量在较小压痕深度(</＝约200nm)下的最大水平。在较深压痕深度下，硬度和模量这两者都会逐渐减小，因为响应受到较软玻璃基材的影响。在这种情况下，涂层硬度和模量取自与展现出最大硬度和模量的区域相关的那些。在较硬玻璃基材上的软涂层的情况下，涂层属性会展现为发生在较小压痕深度的最低硬度和模量水平。在较深压痕深度，由于受到较硬玻璃的影响，硬度和模量会逐渐增加。可以通过采用常规的Oliver和Pharr方法(如Fischer-Cripps所述)或者通过更高效的连续刚度方法(参见Hay)来获得硬度和模量与深度关系的这些分布。提取可靠的纳米压痕数据需要遵循完善的方案。否则的话，这些度量可能存在明显误差。对于此类薄膜，采用已知的钻石纳米压痕方法(如上文所述，用的是布氏钻石压痕计尖端)测量这些弹性模量和硬度值。
通常来说，在涂层比下方基材硬的纳米压痕测量方法(例如，使用布氏压痕计)中，测得的硬度可能看上去是初始增加的，这是由于在浅的压痕深度(例如，小于25nm或者小于50nm)的弹性区的建立，以及然后增加并在更深的压痕深度(例如，50nm至约500nm或者1000nm)抵达最大值或高台。之后，在甚至更深的压痕深度，硬度开始降低，这是由于当基材比涂层更软时下方基材的影响所导致的。当采用相比于涂层具有更大硬度的基材时，可以看到相同影响；但是，由于下方基材的影响，在更深的压痕深度，硬度增加。
可以选择压痕深度范围以及在某些压痕深度范围的硬度值来鉴定本文所述的光学涂层120及其层的特定硬度响应，而没有来自下方基材110的影响。当用布氏压痕计测量(当布置在基材110上的)光学涂层120的硬度时，材料发生永久变形的区域(塑性区)与材料的硬度相关。在压痕过程中，弹性应力场延伸远超过该永久变形区域。随着压痕深度增加，表观硬度和模量受到与下方基材110相互作用的应力场的影响。基材对于硬度的影响发生于较深的压痕深度(即，通常深度大于光学涂层120的约10％处)。此外，更复杂之处在于，硬度响应是通过某一最小负荷所建立的，在压痕过程期间建立起完全塑性。在该特定最小负荷之前，硬度显示大致增加的趋势。
在小的压痕深度(其也可表征为小的负荷)(例如，最高至约50nm)处，材料的表观硬度看上去随着压痕深度急剧增加。这种小的压痕深度区域不代表硬度的真实度量，相反地，反映的是前述塑性区的建立，这与压痕计的有限曲率半径相关。在中等压痕深度，表观硬度接近最大水平。在更深的压痕深度，随着压痕深度的增加，基材的影响变得更为主要。一旦压痕深度超过光学涂层厚度的约30％，硬度可能开始急剧下降。
在一个或多个实施方式中，经涂覆的制品100可以展现出约5GPa或更大、约8GPa或更大、约10GPa或更大或者约12GPa或更大的硬度(例如，14GPa或更大、16GPa或更大、18GPa或更大或者甚至20GPa或更大)，以及上述值之间的任意范围和子范围，这是通过布氏压痕计硬度测试在空气侧表面122上测得的。在一个或多个实施方式中，光学涂层120可以展现出约8GPa或更大、约10GPa或更大或者约12GPa或更大的最大硬度(例如，14GPa或更大、16GPa或更大、18GPa或更大或者甚至20GPa或更大)，以及上述值之间的任意范围和子范围，这是通过布氏压痕计硬度测试在空气侧表面122上测得的。在一些实施方式中，通过布氏压痕计硬度测试测得的高RI层和/或耐划痕层150的最大硬度可以是约8GPa或更大、约10GPa或更大、约12GPa或更大、约15GPa或更大、约18GPa或更大或者甚至约20GPa或更大，以及上述值之间的任意范围和子范围。可以通过向制品施加单层并测试最大布氏硬度，来进行单层的测量。经涂覆的制品100、光学涂层120、高RI层130B和/或耐划痕层150可以沿着约50nm或更大或者约100nm或更大的压痕深度(例如，约100nm至约300nm、约100nm至约400nm、约100nm至约500nm、约100nm至约600nm、约200nm至约300nm、约200nm至约400nm、约200nm至约500nm或者约200nm至约600nm，以及上述值之间的任意范围和子范围)展现出此类测得的硬度值。在一个或多个实施方式中，制品展现出的硬度大于基材的硬度(该硬度可以是在与空气侧表面122相反的表面上测得)。
来自光学涂层120/空气界面的反射波与光学涂层120/基材110界面的反射波之间的光学干涉会导致光谱反射和/或透射振荡，这在制品100中产生表观颜色。如本文所用，术语“透射率”定义为给定波长范围内，透射过材料(例如，制品、基材或者光学膜或其部分)的入射光功率的百分比。术语“反射率”类似地定义为给定波长范围内，从材料(例如，制品、基材或者光学膜或其部分)反射的入射光功率的百分比。如本文所用，“平均透射率”指的是在限定波长区域上，透射过材料的入射光功率的平均量。如本文所用，“平均反射率”指的是在被材料反射的入射光功率的平均量。当仅在经涂覆的制品100的空气侧表面122测量时(例如，当去除了来自未涂覆背表面(例如，图1中的114)的反射时，这是通过例如使用在与吸收器连接的背表面上使用折射率匹配的油，或者其它已知方法)，反射率可以测量作为单侧反射率。在一个或多个实施方式中，透射率和反射率表征的光谱分辨率小于5nm或0.02eV。颜色可能在反射中更为明显。由于光谱反射振荡随着入射照射角发生偏移，反射的角度颜色可能随着观察角而发生偏移。由于光谱透射振荡随着入射照射角发生相同偏移，透射的角度颜色也随着观察角而发生偏移。观察到的颜色和随着入射照射角发生的角度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。透射中的角度色移还对反射中的色移起到作用，反之亦然。透射和/或反射中的角度色移中的因素还可包括由于观察角或角度色移偏移某白点导致的角度色移，这可能是由于材料吸收引起的(稍微不依赖于角度)，其是由特定光源或测试系统所限定的。
本文所述的制品在可见光谱中或靠近可见光谱的特定波长范围上展现出平均光透射和单侧平均光反射。此外，本文所述的制品在可见光谱中的特定波长范围上展现出平均可见光适光透射率和平均可见光适光反射率。在实施方式中，用于测量平均透光率、单侧平均反光率、平均可见光适光透射率和平均可见光适光反射率的波长范围(本文有时称作“光学波长区域”)可以是约450nm至约650nm、约420nm至约680nm、约420nm至约700nm、约420nm至约740nm、约420nm至约850nm、约420nm至约950nm或者优选约350nm至约850nm。除非另有说明，否则是在靠近与减反射表面122呈法向的入射照射角(例如，入射角是约0度至约10度)测量平均透光率、单侧平均反光率、平均可见光适光透射率和平均可见光适光反射率(但是，也可以在其他入射照射角收集此类测量(例如，30度、45度或60度))。
在一个或多个实施方式中，当在仅有空气侧表面122测量时(例如，当从制品的未涂覆背表面去除反射时，例如通过采用与吸收器相连的背表面上的折射率匹配油时)，经涂覆的制品100可以在光学波长区域展现出约50％或更小、约40％或更小、约30％或更小、约20％或更小、约10％或更小、约9％或更小、约8％或更小、约7％或更小、约6％或更小、约5％或更小、约4％或更小、约3％或更小或者甚至约2％或更小的平均单侧反光率，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式中，平均单侧反光率可以是如下范围：约0.4％至约9％、约0.4％至约8％、约0.4％至约7％、约0.4％至约6％或者约0.4％至约5％，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个实施方式中，经涂覆的制品100在光学波长区域上展现出如下平均透光率：约50％或更大、约60％或更大、约70％或更大、约80％或更大、约90％或更大、约92％或更大、约94％或更大、约96％或更大、约98％或更大或者约99％或更大，以及上述值之间的任意范围和子范围。在实施方式中，经涂覆的制品100可以展现出约99.5至约90％、92％、94％、96％、98％或99％的透光率，以及上述值之间的任意范围和子范围。
在一些实施方式中，经涂覆的制品100在光学波长区域上可以展现出如下平均可见光适光反射率：约50％或更小、约40％或更小、约30％或更小、约20％或更小、约10％或更小、约9％或更小、约8％或更小、约7％或更小、约6％或更小、约5％或更小、约4％或更小、约3％或更小、约2％或更小、约1％或更小或者甚至约0.8％或更小，以及上述值之间的任意范围和子范围。如本文所用，适光反射模拟了人眼响应，根据人眼敏感度加权了反射率与波长谱。根据已知的规定，例如CIE色空间规定，适光反射率还可定义为反射光的亮度或三色Y值。如下等式定义平均适光反射率：光谱反射率R(λ)乘以光源谱I(λ)和CIE的色匹配函数与眼睛的光谱响应相关：
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在一些实施方式中，制品100在光学波长区域上可以展现出如下平均可见光适光透光率：约50％或更大、60％或更大、70％或更大、80％或更大、约85％或更大、约90％或更大、约92％或更大、约94％或更大、约96％或更大或者甚至约98％或更大，以及上述值之间的任意范围和子范围。类似地，可以通过如下等式确定适光透射率：
在一个或多个实施方式中，涂覆制品100在CIE L*a*b*色度体系(本文称作“色坐标”)中，在反射和透射中展现出可测得的颜色(或者不含可测得的颜色)。透射色坐标指的是透射中观察到的L*a*b*色坐标，以及反射色坐标指的是反射中观察到的L*a*b*色坐标。可以在各种照明光类型下测量透射色坐标或者反射色坐标，这可以包括CIE确定的标准光源，包括A光源(表示钨丝发光体)、B光源(模拟日光光源)、C光源(模拟日光光源)、D系列光源(表示自然日光)以及F系列光源(表示各种类型的荧光发光体)。具体的光源包括F2、F10、F11、F12或D65，如CIE所定义。此外，可以在不同观察的入射角(例如，法向(0度)、5度、10度、15度、30度、45度或60度)来测量反射色坐标和透射色坐标。
在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、30度、45度或60度的入射角观察时，经涂覆的制品100在透射和/或反射中的a*小于或等于约10、8、6、5、4、3、2或者甚至1，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、30度、45度或60度的入射角观察时，经涂覆的制品100在透射和/或反射中的b*小于或等于约10、8、6、5、4、3、2或者甚至1，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、30度、45度或60度的入射角观察时，经涂覆的制品100在透射和/或反射中的a*大于或等于约-10、-8、-6、-5、-4、-3、-2或者甚至-1，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、30度、45度或60度的入射角观察时，经涂覆的制品100在透射和/或反射中的b*大于或等于约-10、-8、-6、-5、-4、-3、-2或者甚至-1，以及上述值之间的任意范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，可以在参照点与透射色坐标或反射色坐标之间测量参照点色移。参照点色移测量了参照点色坐标与观察的色坐标(无论是反射还是透射)之间的颜色差异。反射参照点色移(有时称作反射中的参照点色移)指的是反射的色坐标与参照点之间的差异。透射参照点色移(有时称作透射中的参照点色移)指的是透射的色坐标与参照点之间的差异。为了确定参照点色移，选择参照点。根据本文所述的实施方式，参照点可以是CIE L*a*b*色度体系中的原点(色坐标a*＝0，b*＝0)、坐标(a*＝-2,b*＝-2)或者基材的透射或反射色坐标。应理解的是，除非另有说明，否则本文所述制品的L*坐标与参照点相同，并且不影响色移。当相对于基材定义制品的参照点色移时，制品的透射率色坐标与基材的透射率色坐标对比，以及制品的反射率色坐标与基材的反射率色坐标对比。除非另有说明，否则参照点色移指的是在相对于涂覆制品100的空气侧表面122呈法向角度测得的透射或反射中的参照点与色坐标之间的偏移。但是，应理解的是，可以基于非法向入射角(例如，5度、10度、15度、30度、45度或60度)来确定参照点色移。此外，除非另有说明，否则仅在制品的空气侧表面122上测量反射色坐标。但是，可以在制品的空气侧表面122和制品的相对侧(即，图1的主表面114)这两个上，测量本文所述的反射色坐标，采用2表面测量(同时包含了来自制品两侧的反射)或者1表面测量(仅测量来自制品的空气侧表面122的反射)。其中，1表面反射测量通常是对于减反射涂层实现低参照点色移值的更具有挑战性的度量，并且这对于制品的背表面与吸光介质(例如，黑色墨或LCD或OLED装置)粘结的应用(例如，智能手机等)有关。
当参照点是色坐标a*＝0，b*＝0时(原点)，通过如下方程式计算参照点色移：参照点色移＝√((a*制品)2+(b*制品)2)。
当参照点是色坐标a*＝-2，b*＝-2时，通过如下方程式计算参照点色移：参照点色移＝√((a*制品+2)2+(b*制品+2)2)。
当参照点是基材的色坐标时，通过如下方程式计算参照点色移：参照点色移＝√((a*制品–a*基材)2+(b*制品–b*基材)2)。
在一个或多个实施方式中，反射和/或透射中的参照点色移是：小于约10、小于约9、小于约8、小于约7、小于约6、小于约5、小于约4、小于约3、小于约2.5、小于约2、小于约1.8、小于约1.6、小于约1.4、小于约1.2、小于约1、小于约0.8、小于约0.6、小于约0.4或者甚至小于约0.25，以及上述值之间的任意范围和子范围，这是相对于所揭示的参照点中的一个进行测量的。
本公开的一些方面属于经涂覆的制品100，当在光源下，甚至以非法向入射角观察时，其在反射和/或透射中展现出无色。在一个或多个实施方式中，当观察角变化时，本文所述的经涂覆的制品100在反射和/或透射中可以具有最小的可见光颜色变化。这可以通过经涂覆的制品100在反射或透射中的角度色移来表征。可以采用如下等式确定角度色移，其中：角度色移＝√((a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2)。在角度色移等式中，a*1和b*1表示当以入射参照照射角(可以包括法向入射)观察时的制品的a*和b*坐标，以及a*2和b*2表示当以入射照射角观察时的制品的a*和b*坐标，前提是入射照射角不同于参照照射角，并且在一些情况下，与参照照射角相差约1度或更大，例如约2度或者约5度。应理解的是，除非另有说明，否则本文所述制品的L*坐标在任意角度或基准点都是相同的，并且不影响色移。
参照照射角可以包括法向入射(即，0度)，或者例如距离法向入射5度、10度、15度、30度、45度或60度。但是，除非另有说明，否则参照照射是法向入射角。入射照射角可以是例如距离参照照射角约为5度、10度、15度、30度、45度或60度。
在一个或多个实施方式中，当在光源下，以不同于参照照射角的特定入射照射角观察时，经涂覆的制品100在反射和/或透射中具有约10或更小的角度色移(例如，5或更小、4或更小、3或更小或者2或更小，以及上述值之间的任意范围和子范围)。在一些实施方式中，反射率和/或透射率中的角度色移是约1.9或更小、约1.8或更小、约1.7或更小、约1.6或更小、约1.5或更小、约1.4或更小、约1.3或更小、约1.2或更小、约1.1或更小、约1或更小、约0.9或更小、约0.8或更小、约0.7或更小、约0.6或更小、约0.5或更小、约0.4或更小、约0.3或更小、约0.2或更小或者约0.1或更小，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些实施方式下，角度色移可以约为0。光源可以包括CIE确定的标准光源，包括A光源(表示钨丝发光体)、B光源(模拟日光光源)、C光源(模拟日光光源)、D系列光源(表示自然日光)以及F系列光源(表示各种类型的荧光发光体)。在具体例子中，在CIE F2、F10、F11、F12或D65光源下，或者更具体来说，在CIE F2光源下，当以偏离参照照射角的入射照射角观察时，制品展现出约2或更小的反射和/或透射中的角度色移。
在一个或多个实施方式中，在相对于参照照射角为给定范围内的所有入射照射角，经涂覆的制品100在反射和/或透射中具有约10或更小的角度色移(例如，5或更小、4或更小、3或更小或者2或更小)。例如，在从参照照射角到距离参照照射角约为5度、10度、15度、30度、45度或60度的所有入射照射角，经涂覆的制品100的角度色移可以是约10或更小、约5或更小、约4或更小、约3或更小或者约2或更小。在其他实施方式中，在从参照照射角到距离参照照射角约为5度、10度、15度、30度、45度或60度的所有入射照射角，经涂覆的制品100的角度色移可以是约1.9或更小、1.8或更小、1.7或更小、1.6或更小、1.5或更小、1.4或更小、1.3或更小、1.2或更小、1.1或更小、1或更小、0.9或更小、0.8或更小、0.7或更小、0.6或更小、0.5或更小、0.4或更小、0.3或更小、0.2或更小或者0.1或更小，以及上述值之间的任意范围和子范围。
在一个或多个实施方式中，经涂覆的制品100展现出约10％或更小的雾度，这是采用BYK加德纳公司(BYK Gardner)提供的商品名为的雾度测量仪在磨损侧上测得的，采用源端口上的孔隙，孔隙的直径为8mm。在一些实施方式中，雾度可以是：约50％或更小、约25％或更小、约20％或更小、约15％或更小、约10％或更小、约9％或更小、约8％或更小、约7％或更小、约6％或更小、约5％或更小、约4％或更小、约3％或更小、约2％或更小、约1％或更小、约0.5％或更小或者约0.3％或更小，以及上述值之间的任意范围和子范围。在一些具体实施方式中，制品100展现出如下雾度范围：约0.1％至约10％、约0.1％至约9％、约0.1％至约8％、约0.1％至约7％、约0.1％至约6％、约0.1％至约5％、约0.1％至约4％、约0.1％至约3％、约0.1％至约2％、约0.1％至约1％、0.3％至约10％、约0.5％至约10％、约1％至约10％、约2％至约10％、约3％至约10％、约4％至约10％、约5％至约10％、约6％至约10％、约7％至约10％、约1％至约8％、约2％至约6％、约3％至约5％，以及其间的所有范围和子范围。
本文所揭示的经涂覆的制品可以被整合到另一制品中，例如具有显示屏的制品(或显示器制品)(例如，消费者电子件，包括移动电话、平板、电脑、导航系统以及可穿戴装置(如手表)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。结合了如本文所揭示的任意经涂覆的制品的示例性制品如图7A和7B所示。具体来说，图7A和7B显示消费者电子器件700，其包括：具有前表面704、背表面706和侧表面708的外壳702；(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710；以及位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖基材712，从而使其位于显示器上方。在一些实施方式中，覆盖基材712可以包括本文所揭示的任意经涂覆的制品。在一些实施方式中，外壳或覆盖玻璃中的一部分的至少一个包括本文所揭示的经涂覆的制品。
实施例
通过以下实施例进一步阐述经涂覆的制品的各种实施方式。实施例自然是示意性的，并且不应理解为限制本公开的主题。
实施例1
通过等离子体沉积将膜沉积到玻璃基材上。采用反应性喷溅沉积，将膜沉积到玻璃(康宁编号#5318，CS约850MPa和DOC约40微米，以及厚度1.0毫米(mm))上。喷溅靶是硅和铝的3英寸直径靶。每个靶具有气动驱动快门，当快门关闭时，其可以防止喷溅材料的沉积，或者当快门打开时，其可以允许喷溅材料沉积到基材上。样品置于喷溅靶上方。室中的喷溅投掷距离是约100mm。样品在喷溅靶上方转动从而改善均匀性。布置在靠近基材固定器的热电偶用于对靠近基材的温度(距离～1mm)进行监测。在沉积之前和在沉积过程中，样品在室中加热并控制成保持在200℃。室使用可变角度闸阀来控制压力。这种可变角度阀对于实现本文所揭示的膜性质是方便的，但是不是必需的。沉积室使用负载锁定用于将样品运输到室中。通过涡轮分子泵对室进行泵送。室的基础压力是约0.1毫托(即，1e-7托)。
一次沉积运行从将样品装载到负载锁定中开始，向下泵送负载锁定，以及然后将样品运输到沉积室中。在沉积室中启动氩气流，以及使用可变角度闸阀将压力控制到约30毫托。在稳定了约30毫托的压力之后，然后在旨在用于涂覆运行的每个喷溅靶启动等离子体。通过DC和/或RF(13.56MHz)电源驱动等离子体。通常来说，在99.99％纯铝靶上使用300瓦DC叠加200瓦RF，以及在p掺杂的Si靶上使用500瓦DC，但变化如表1所示。后续实验发现Al也可以在没有叠加RF的情况下被单独的500瓦DC驱动。在等离子体稳定化了约1分钟之后，采用可变角度闸阀将压力降低至沉积压力。
在等离子体在沉积压力稳定化之后，引入氧化剂、氮气和氧气。通常来说，使用30标准立方厘米/分钟(sccm)的N2流，以及约0.5sccm的氧。这些值在一次沉积运行与另一次沉积运行之间还发生变化，如表1所示。一些沉积运行没有使用氧，而一些使用最高至3sccm的氧。引入氧化剂气体使得具有氮和氧的喷溅靶表面部分中毒，这从供给到磁控管的电源上的压力下降可以看出。确切的中毒度未知。在约1分钟的短时间稳定化之后，打开通往磁控管靶的快门，允许喷溅材料沉积到样品上。
表1显示实施例1的各种样品的沉积条件。
表1
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表2显示实施例1生产的涂层的组成。
表2
| 样品# | N | O | Al | Si |
| 样品1 | 46.84 | 1.67 | 30.54 | 20.96 |
| 样品2 | 43.84 | 4.67 | 28.20 | 23.28 |
| 样品3 | 32.41 | 15.96 | 51.62 | 0.00 |
| 样品4 | 45.68 | 3.82 | 24.76 | 25.74 |
| 比较例样品A | 37.38 | 10.27 | 52.36 | 0.00 |
| 比较例样品B | 36.91 | 10.37 | 52.72 | 0.00 |
| 比较例样品C | 38.46 | 9.17 | 52.37 | 0.00 |
| 比较例样品D | 42.99 | 5.66 | 39.20 | 12.15 |
表3显示实施例1的涂层所测得的性质。具体来说，表3显示：涂层的涂层厚度、失效应变(对于位于基材上的涂层而言)，基材的失效应变(对于其上具有涂层进行测试的基材而言)，模量(E)(对于位于基材上的涂层进行测量)，硬度(H)(对于位于基材上的涂层进行测量)，以及膜应力(膜中的残留应力)(采用上文所述的技术进行测量)。此外，对于下表4所记录的结果，使用与表3相同的约定和上述注释。
表3
如表3所示，在基材失效之前，具有残留压缩应力的膜(例如，5MPa或更大、大于50MPa、大于100MPa、大于150MPa、大于200MPa、大于400MPa、500MPa或更大、大于800MPa和大于900MPa，其中表格中的负号表示压缩应力)没有发生开裂。也就是说，涂层与基材具有相同的失效应变，即它们在相同负荷下失效。因为所涉及的材料是脆性的，并且因为基材厚度远大于涂层厚度，所以当基材失效时，涂层会随之一起失效。因此，当涂层失效应变等于基材失效应变时，涂层至少如同基材那么牢固。在一些情况下，使得涂层和基材是相似的牢固度(即，在相似的失效应变下失效)是有利的。但是，在一些情况下，相比于实现涂层与基材之间相似的失效应变，更希望的是如果它们相互不相似的话，涂层和基材分别实现高的失效应变。也就是说，当基材和涂层这两者都具有高失效应变时，包含此类经涂覆的基材的产品会比包括经涂覆的基材(其中涂层与基材之间具有相似但是低的失效应变)在施加负荷和挠曲方面而言更耐用。此外，失效应变取决于涂层的厚度以及基材的厚度。在表3和4中，全都使用相同的基材厚度。
因此，例如，对比较例样品D和样品6进行对比，它们具有相似的涂层厚度(分别是726nm和720nm)，尽管比较例样品D的涂层失效应变与基材的失效应变相似(分别是0.38％)而样品6的涂层失效应变低于基材的失效应变(分别是0.61％vs.0.78％)，但是样品6更合乎希望，因为涂层失效应变高于比较例样品D的情况(分别是0.61％vs.0.38％)。进一步考虑这些样品的对比，样品6中的残留压缩应力(约200MPa)高于比较例样品D的情况(约5MPa)，这导致更高的涂层失效应变和更合乎希望的经涂覆的基材。也就是说，控制涂层中的残留应力，具体来说，将残留应力控制成压缩，以及更具体来说，将残留应力控制成足够的压缩水平，对于增加涂层的失效应变是合乎希望的。
例如，样品2和比较例样品C具有近似相同的厚度(1160nm vs.1152nm)、模量(228GPa vs.229GPa)和硬度(19.8GPa vs.20.9GPa)，但是由于样品2具有更高的残留压缩应力(960MPa vs.比较例样品C的479MPa的拉伸残留应力)，所以样品2的涂层失效应变比比较例样品C的要高得多(0.72％vs.0.31％)。
类似地，样品4优于比较例样品D，因为其对于涂层和基材都具有更高的失效应变(0.73％vs.0.38％)，其中，这些样品具有相似的硬度(分别是17.4GPa vs.17.5GPa)和相似的模量(分别是200GPa vs.198GPa)。再次，看出样品4中较高的压缩应力(828MPa vs.比较例样品D的5MPa)导致更高的失效应变(0.73％vs.比较例样品D的0.38％)。虽然样品4的厚度略高于比较例样品D(分别是855nm vs.726nm)，但是会预期较薄的涂层会产生更高的失效应变(对于相同的涂层残留压缩应力)，如实施例2的表4所示。
实施例2
采用Tecport Symphony沉积装置，将涂层沉积到玻璃(康宁编号#5318，CS约850MPa和DOC约40微米，以及厚度1.0mm)上。表4示出了沉积条件。实施例2的所有涂层都由AlON形成。在沉积过程中，施加到Al磁控管的功率是4kW。沉积时间如表4所示变化。施加到磁控管的氩气流是40sccm，以及施加到离子枪的氩气流是25sccm。施加到离子枪的氮气流是45sccm，以及施加到离子枪的氧气流是2.5sccm。沉积泵采用2cyro泵，1.39mT室压力。样品以20rpm转动。表4还显示样品的模量和硬度，以及经涂覆的基材的失效应变。
表4
从实施例2、样品5-7看出，对于给定残留压缩应力(例如，约200MPa)，随着涂层厚度从约1000nm降低到约700nm降低到约350nm，涂层失效应变从约0.4％增加到约0.6％增加到约0.8％。
从上述实施例1和2可以看出：(i)对于给定涂层厚度、硬度和模量，膜中较高的残留压缩应力导致膜中所希望的更高的失效应变；(ii)对于膜中给定的残留压缩应力量，较薄的膜导致膜中更高的失效应变；以及(iii)可以通过具有各种硬度和模量来实现膜中所希望的失效应变水平，这从而可以提供合乎希望的耐划痕程度。也就是说，大致来说，涂层的模量越高和硬度越高，耐划痕性越好。但是，模量越高和硬度越高，则材料会越脆，因而会降低其失效应变。因此，使用本公开的概念，可以适当地平衡涂层性质(例如，厚度、硬度、模量和残留应力)，从而设计的涂层具有合乎希望的耐划痕性(高硬度和/或模量)和耐用性(高失效应变，例如高的涂层失效应变)。
例如，可以实现厚度是约600nm至约1160nm(例如，约700nm至约900nm，参见样品2、4、5和6)，和硬度是大于约12GPa(例如，约13GPa或更大、约15GPa或更大、约17GPa或更大或者约19GPa或更大，分别参见样品5、6、4和2)，以及涂层失效应变是大于或等于约0.42％(例如，约0.42％或更大、约0.6％或更大、约0.7％或更大，分别参见样品5、6以及2&4)的涂层，其具有的残留压缩应力是大于5MPa或者大于50MPa或者大于100MPa(例如，大于150MPa、大于200MPa、大于800MPa和大于900MPa，分别参见样品6、5、4和2)。类似地，可以实现厚度是约300nm至约600nm(例如，约350nm或更大、约400nm或更大或者约550nm或更大，分别参见样品7、3和1)，和硬度是大于或等于约14GPa(例如，14GPa或更大、约17GPa或更大或者约18GPa或更大，分别参见样品7、3和1)，涂层失效应变是大于或等于约0.65(例如，大于约0.7、约0.74或更大、约0.8％或更大，分别参见样品3、1和7)的涂层，其具有的残留压缩应力是大于5MPa或者大于50MPa或者大于75MPa或者大于100MPa(例如，200MPa或更大、大于400MPa和大于或等于500MPa，分别参见样品7、3、和1)。
从表3可以看出，对于涂层是1um或更大厚度且(涂层或制品)硬度大于12、14、16或18GPa的经涂覆的制品，当没有小心地控制膜应力时(即，当残留膜应力不是充分压缩时)，涂层失效应变会是不合乎希望地低至0.31(参见比较例样品C)。对于这种相同的厚度和硬度范围，当良好地控制膜应力时(即，控制残留膜应力是压缩时，例如，残留压缩应力大于5MPa或者大于50MPa或者大于100MPa或者大于150MPa或者大于200MPa或者大于250MPa或者大于300MPa或者大于350MPa或者大于400MPa或者大于450MPa或者大于500MPa或者大于550MPa或者大于600MPa或者大于650MPa或者大于700MPa或者大于750MPa或者大于800MPa或者大于850MPa或者大于900MPa或者大于950MPa时)，涂层失效应变会是大于0.4、大于0.5、大于0.6或者大于0.7。
此外，对于涂层的厚度范围是600-1000nm或者700-900nm，硬度大于12、14或16GPa的经涂覆的制品，当膜应力没有得到良好的控制时(即，当残留膜应力不是充分压缩时)，涂层失效应变会低至0.38(如比较例样品D所示)，但是当良好地控制膜应力时(即，控制残留膜应力是压缩时，例如，残留压缩应力大于5MPa或者大于50MPa或者大于100MPa或者大于150MPa或者大于200MPa或者大于250MPa或者大于300MPa或者大于350MPa或者大于400MPa或者大于450MPa或者大于500MPa或者大于550MPa或者大于600MPa或者大于650MPa或者大于700MPa或者大于750MPa或者大于800MPa或者大于850MPa或者大于900MPa或者大于950MPa时)，失效应变会是大于0.45、大于0.55、大于0.65或者大于0.7。
对于涂层的厚度是400-600nm，硬度大于12、14或16GPa的经涂覆的制品，当膜应力没有得到良好控制时，涂层失效应变会低至0.59(参见比较例样品A)，但是当良好地控制膜应力时(即，控制残留膜应力是压缩时，例如，残留压缩应力大于5MPa或者大于50MPa或者大于100MPa或者大于150MPa或者大于200MPa或者大于250MPa或者大于300MPa或者大于350MPa或者大于400MPa或者大于450MPa或者500MPa或更大时)，涂层失效应变可以大于0.65或者大于0.7。
如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。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。无论本说明书的数值或者范围的端点有没有陈述“约”，该数值或者范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，一种没有用“约”修饰。还会理解的是，每个范围的端点值在与另一个端点值有关和与另一个端点值无关时，都是有意义的。
本文所用术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所描述的特征与数值或描述相等同或近似相同。例如，“基本平坦”表面旨在表示平坦或近似平坦的表面。此外，“基本上”旨在表示两个值是相等或者近似相等的。在一些实施方式中，“基本上”可表示数值相互在约为10％之内，例如相互在约为5％之内，或者相互在约为2％之内。
本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、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。
如本文所用，术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，并且不应限制为“仅一个”，除非另有明确相反说明。因此，例如，提到的“一种组件”包括具有两种或更多种这类组件的实施方式，除非文本中有另外的明确表示。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是，可以在不偏离本公开的范围和精神的情况下对本公开进行各种修改和变动。因此，本文旨在覆盖本文内容的修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。
Claims (39)
1.一种经涂覆的制品，其包括：
玻璃陶瓷基材；以及
在玻璃陶瓷基材上的光学涂层，所述光学涂层包括压缩应力层和组成梯度层；
其中，组成梯度层从压缩应力层延伸到玻璃陶瓷基材。
2.如权利要求1所述的经涂覆的制品，还包括：
耐指纹层；
额外的压缩应力层；以及
额外的组成梯度层，
其中，额外的压缩应力层位于耐指纹层与额外的组成梯度层之间；并且
其中，额外的组成梯度层从额外的压缩应力层延伸至压缩应力层。
3.如权利要求2所述的经涂覆的制品，其中，压缩应力层包含SiOxNy，额外的压缩应力层包含SiNx。
4.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，压缩应力层包含SiOxNy。
5.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，压缩应力层包含SiOxNy，组成梯度层包含SiOxNy和SiO2。
6.如权利要求5所述的经涂覆的制品，还包括：
耐指纹层，所述耐指纹层布置在光学涂层上。
7.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，组成梯度层的厚度为约10-1000nm。
8.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，组成梯度层的厚度为约50-500nm。
9.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，组成梯度层包含SiOxNy。
10.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，压缩应力层的厚度为约300nm-10um。
11.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，压缩应力层的厚度为约500nm-2um。
12.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，组成梯度层具有这样的折射率，其从在接触玻璃陶瓷基材的部分中的近似为玻璃陶瓷基材的折射率变化到压缩应力层的折射率。
13.如权利要求12所述的经涂覆的制品，其中，组成梯度层的折射率在玻璃陶瓷基材的折射率的0.2之内。
14.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，光学涂层包括10GPa或更大的最大硬度，这是通过布氏压痕计硬度测试，沿着约50nm和更大的压痕深度，在空气侧表面上测得的。
15.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，光学涂层包括12GPa或更大的最大硬度，这是通过布氏压痕计硬度测试，沿着约50nm和更大的压痕深度，在空气侧表面上测得的。
16.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，光学涂层包括15GPa或更大的最大硬度，这是通过布氏压痕计硬度测试，沿着约50nm和更大的压痕深度，在空气侧表面上测得的。
17.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，经涂覆的制品展现出约10％或更小的平均可见光适光反射率。
18.如权利要求1或2所述的经涂覆的制品，其中，经涂覆的制品展现出约8％或更小的平均可见光适光反射率。
19.一种电子器件，其包括：
外壳；
显示器；以及
位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖物，从而使其位于显示器上方，
其中，覆盖物包括基材，
其中，基材包括化学强化的表面层，
其中，覆盖物包括在化学强化的表面层上的光学涂层，以及
其中，所述光学涂层包括无机压缩应力层和组成梯度层，该组成梯度层位于无机压缩应力层和化学强化的表面层之间。
20.如权利要求19所述的电子器件，其中，组成梯度层的厚度为约10-1000nm。
21.如权利要求19所述的电子器件，其中，组成梯度层的厚度为约50-500nm。
22.如权利要求19-21中任一项所述的电子器件，其中，组成梯度层包含SiOxNy。
23.如权利要求22所述的电子器件，其中，组成梯度层还包含SiO2。
24.如权利要求19-21中任一项所述的电子器件，其中，无机压缩应力层的厚度为约300nm-10um。
25.如权利要求19-21中任一项所述的电子器件，其中，无机压缩应力层的厚度为约500nm-2um。
26.如权利要求19-21中任一项所述的电子器件，其中，组成梯度层具有这样的折射率，其从在接触基材的部分中的近似为基材的折射率变化到无机压缩应力层的折射率。
27.如权利要求26所述的电子器件，其中，组成梯度层的折射率在基材的折射率的0.2之内。
28.如权利要求19-21中任一项所述的电子器件，其中，组成梯度层与无机压缩应力层接触并且面向化学强化的表面层。
29.如权利要求28所述的电子器件，其中，无机压缩应力层包含约400MPa或更大的残留压缩应力。
30.如权利要求29所述的电子器件，其中，无机压缩应力层包含SiNx、Si3N4、SiOxNy或SiuAlvOxNy。
31.如权利要求30所述的电子器件，其中，无机压缩应力层包含SiOxNy。
32.如权利要求31所述的电子器件，其中，化学强化的表面层包含玻璃陶瓷材料，并且光学涂层还包括耐指纹层。
33.一种电子器件，其包括：
具有内部的外壳；
显示器；
位于外壳内部的电子组件；以及
位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖物，从而使其位于显示器上方，
其中，覆盖物包括经涂覆的制品，所述经涂覆的制品包括：
玻璃陶瓷基材，其包含化学强化的表面层；以及
在化学强化的表面层上的光学涂层，其中，所述光学涂层包括：
无机压缩应力层，该无机压缩应力层包含约400MPa或更大的残留压缩应力；以及
组成梯度层，该组成梯度层位于无机压缩应力层和化学强化的表面层之间。
34.如权利要求33所述的电子器件，其中，无机压缩应力层包含SiOxNy。
35.如权利要求33或34所述的电子器件，其中，光学涂层还包括：额外的无机压缩应力层，该额外的无机压缩应力层包含SiNx。
36.如权利要求33或34所述的电子器件，其中，无机压缩应力层包含约1000MPa或更大的残留压缩应力。
37.一种电子器件，其包括：
具有内部的外壳；
显示器；
位于外壳内部的电子组件；以及
位于外壳的前表面或者在外壳的前表面上方的覆盖物，从而使其位于显示器上方，
其中，覆盖物包括经涂覆的制品，所述经涂覆的制品包括：
玻璃陶瓷基材，其包含化学强化的表面层；以及
在化学强化的表面层上的光学涂层，其中，所述光学涂层包括：
无机压缩应力层。
38.如权利要求37所述的电子器件，其中，无机压缩应力层包含约400MPa或更大的残留压缩应力。
39.如权利要求37或38所述的电子器件，其中，光学涂层还包含：
组成梯度层，该组成梯度层位于无机压缩应力层与化学强化的表面层之间。
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