JP2016532910A - 光学特性が維持された耐擦傷性物品 - Google Patents

光学特性が維持された耐擦傷性物品 Download PDF

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Abstract

本開示の１つ以上の態様は、耐擦傷性を示し、かつ基板（１１０）であって、その上に配置された光学フィルム構造（２２０）を含まない基板（１１０）と同様または改善された光学特性を維持するように、非晶質または結晶質であり得る強化または非強化基板を含み得る基板（１１０）上に配置された光学フィルム構造（２２０）を含む、物品（２００）に関する。１つ以上の実施形態において、物品（２００）は、可視スペクトル（例えば３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）において、８５％以上の平均透過率を示す。光学フィルム構造（２２０）の実施形態は、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物、アルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮ）およびそれらの組合せを含む。本明細書に開示される光学フィルム構造は、酸化ケイ素、酸化ゲルマニウム、酸化アルミニウムおよびそれらの組合せなどの酸化物を含む透明誘電体も含む。そのような物品の形成方法も提供される。

Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１４年８月７日出願の米国仮特許出願第６２／０３４，４８０号明細書、および２０１３年９月１３日出願の米国仮特許出願第６１／８７７，５６８号明細書の優先権の利益を主張する。上記米国仮特許出願の内容は依拠され、かつ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。本出願は、２０１４年５月１日出願の米国特許出願第１４／２６７，５１６号明細書の一部継続出願であり、かつ米国特許法第１２０条の下、上記米国特許出願の優先権の利益を主張する。上記米国特許出願は、米国特許法第１１９条の下、２０１３年９月１３日出願の米国仮特許出願第６１／８７７，５６８号明細書、および２０１３年５月７日出願の米国仮特許出願第６１／８２０，４０７号明細書の優先権の利益を主張する。上記米国仮特許出願の内容は依拠され、かつ参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
本開示は、耐擦傷性を有し、かつ光学特性が維持された、ディスプレイカバーグラス用途のための物品、特に、耐擦傷性を含んでなる光学フィルム構造を含み、可視スペクトルにおいて８５％以上の平均光線透過率を示す物品に関する。本明細書に定義されるように、「可視スペクトル」という句は、約３８０ｎｍ〜約７８０ｎｍの範囲の波長を含む。
カバー物品は、電子機器製品内の重要なデバイスを保護するため、インプットおよび／またはディスプレイ用のユーザインタフェースを提供するため、および／または多くの他の機能のために、しばしば使用される。そのような製品には、スマートフォン、ｍｐ３プレーヤーおよびコンピュータータブレットなどの移動式デバイスが含まれる。カバー物品には、建築物品、輸送物品（例えば、自動車、電車、航空機、シークラフトなど）、電気機器物品、あるいはいくらかの透明度、耐擦傷性、耐摩耗性またはそれらの組合せを必要とするいずれかの物品も含まれる。これらの用途では、しばしば、耐擦傷性ならびに最大光線透過率および最小反射率に関して、強い光学性能特徴が要求される。さらにまた、いくつかのカバー用途では、反射および／または透過において示されるかまたは知覚される色が、視野角が変化した場合に、相当に変化しないことが要求される。ディスプレイ用途において、これは、反射または透過において、色が視野角によって相当の程度まで変化する場合、製品の使用者は、ディスプレイの色または輝度の変化を知覚し、それによって、ディスプレイの感性品質を減少させるおそれがあるためである。
既知のカバー物品は、しばしば、苛酷な作動条件で使用した後に様々な種類の擦傷を示す。いくつかの場合、それらの擦傷の有意な部分は、典型的に約１００ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の深さで延在する長鎖を有する単一の溝を材料に含む微小展延性（ｍｉｃｒｏｄｕｃｔｉｌｅ）の擦傷である。微小延性擦傷は、表面下亀裂、摩擦による亀裂、切削および／または摩耗などの他の種類の可視のダメージを伴い得る。証拠は、そのような擦傷および他の可視ダメージの大多数が単一の接触事象で生じる鋭い接触に起因することを示唆する。カバー物品上に著しい擦傷が発生すると、擦傷は光散乱の増大を引き起こし、それによって、ディスプレイ上で輝度、像の明瞭さおよびコントラストの有意な減少が引き起こされ得るため、製品の外観は劣化する。著しい擦傷は、タッチ感応性ディスプレイの正確さおよび信頼性に影響を及ぼすおそれもある。上記のような擦傷および他の可視ダメージの一部は、複数の接触事象（往復運動摩擦または摩耗を含む）にも起因し得る。したがって、これらの擦傷およびそれほど著しくない擦傷も、見苦しく、かつ製品性能に影響を及ぼすおそれがある。
単一事象の擦傷ダメージを、摩耗ダメージと対比することができる。摩耗ダメージは、典型的に硬質面式物体（例えば、砂、砂利および紙やすり）などの複数の接触事象からの往復摺動接触に起因する。摩耗ダメージは、フィルム材料における化学結合を劣化させる可能性があり、かつ物品にフレーキングおよび他の種類のダメージを引き起こす可能性がある熱を発生させる可能性がある。加えて、摩耗ダメージは、擦傷を引き起こす単一事象より長期間にわたり経験されることが多いため、摩耗ダメージを経験するフィルム材料が酸化するおそれもあり、これはさらに、フィルム、したがって、物品の耐久性を劣化させる。擦傷を引き起こす単一事象には、一般に、摩耗ダメージを引き起こす事象と同一の条件が関与せず、したがって、摩耗ダメージを防ぐためにしばしば利用される解決案は、物品における擦傷を防ぎ得ない。さらに、既知の擦傷および摩耗ダメージの解決案は、しばしば光学特性を悪化させる。
したがって、広範囲にわたる異なる種類の擦傷に対する耐擦傷性、耐摩耗性および良好な光学性能を示す新規物品、およびそれらの製造方法が必要とされている。
本開示の第１の態様は、対向する主要面および対向するマイナー面を有する基板と、物品の前面を形成する基板の対向する主要面の少なくとも１つにおいて配置される光学フィルム構造とを含む物品に関する。１つ以上の実施形態による物品は、物品の前面において測定される場合、可視スペクトル（例えば、３８０ｎｍ〜７８０ｎｍ）において８５％以上の平均光線透過率を示す。特定の実施形態において、物品は、物品の前面において測定される場合、その上に光学フィルム構造が配置されていない基板の全反射率以下の全反射率（それは、鏡面反射率および拡散反射率を含む）を示す。１つ以上の実施形態の物品は、物品の前面において測定される場合、可視スペクトルにおいて実質的に一定の、実質的に平坦な透過率スペクトル（もしくは反射率スペクトル）、または透過率（もしくは反射率）を示す。物品は、（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系において、参照点からの透過率色または反射率座標距離が約２未満であるような色を示してもよい。換言すると、物品は、本明細書に定義されるように、参照点から約２未満の色シフトを有する物品の前面で測定される透過率色（もしくは透過率色座標）および／または反射率色（もしくは反射率色座標）を示してもよい。１つ以上の実施形態において、参照点は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の起点（０、０）（または色座標ａ＊＝０、ｂ＊＝０）、あるいは基板の透過率または反射率色座標であってもよい。１つ以上の実施形態において、基板は、非晶質基板、結晶質基板またはそれらの組合せを含んでもよい。非晶質基板が利用される実施形態において、非晶質基板としては、強化されていてもよく、または強化されていなくてもよいガラス基板を含むことができる。非晶質基板の例には、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸塩ガラス、および／またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスが含まれる。結晶質の基板の例には、強化ガラスセラミック基板、非強化ガラスセラミック基板、単結晶基板（例えば、サファイヤなどの単結晶基板）、またはそれらの組合せが含まれる。
１つ以上の実施形態によれば、光学フィルム構造は、耐擦傷性を物品に与える。例えば、光学フィルム構造は、約１００ｎｍ以上（例えば、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜約６００ｎｍ）のインデント深さに沿って、本明細書に記載されるＢｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験によって測定される場合、約１２ＧＰａ以上の最大硬度を有する、少なくとも１つの層を含み得る。１つ以上の実施形態において、物品は、約１００ｎｍ以上（例えば、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜約６００ｎｍ）のインデント深さに沿って、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験によって測定される場合、約１２ＧＰａ以上（例えば、１６ＧＰａ以上）の硬度を示す。他の実施形態において、光学フィルム構造は、炭化ケイ素球面対向面に対して測定される場合、０．３未満の摩擦係数を示してもよい。
光学フィルム構造としては、ケイ素含有酸化物、ケイ素含有窒化物、アルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮおよびＡｌｘＳｉｙＮ）、アルミニウム含有酸窒化物（例えば、ＡｌＯｘＮｙおよびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ）、アルミニウム含有酸化物、またはそれらの組合せが含まれてよい。いくつかの実施形態において、光学フィルム構造は、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せなどの透明誘電体物質を含む。１つ以上の実施形態の光学フィルム構造は、層状構造、または特に、少なくとも２層（例えば、第１の層および第２の層）を、第１の層が、基板と第２の層との間に配置されるように有してもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造の第１の層としては、ケイ素含有酸化物、ケイ素含有窒化物、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物（例えば、ＡｌＯｘＮｙおよびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ）、アルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮおよびＡｌｘＳｉｙＮ）、またはそれらの組合せが含まれてよい。特に、第１の層は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙまたはそれらの組合せを含んでもよい。別の任意選択において、第１の層は、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せなどの透明誘電体物質も含んでもよい。
光学フィルム構造がＡｌＮまたはＡｌＯｘＮｙを含む実施形態において、ＡｌＮまたはＡｌＯｘＮｙは、非晶質構造、微結晶質構造、またはそれらの組合せを含んでもよい。あるいは、または追加的に、ＡｌＮまたはＡｌＯｘＮｙは、多結晶質構造を含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、１つ以上の変性剤を組み込んでもよい。あるいは光学フィルム構造は、変性剤を含まなくてもよい。１つ以上の特定の実施形態において、少なくとも１つの変性剤は、ＡｌＮを利用する光学フィルム構造に組み込まれてもよい。そのような実施形態において、ＡｌＮは、少なくとも１つの変性剤によってドーピングされてもよいか、または合金化されてもよい。典型的な変性剤には、ＢＮ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｍｇ、ＣおよびＣａが含まれる。１つの変形形態において、光学フィルム構造は、導電性特性を示す。そのような実施形態において、光学フィルム構造は、Ｍｇおよび／またはＣａをその中に含む変性剤を組み込んでもよい。
光学フィルム構造の第１の層は、第１の副層および第２の副層を含んでもよい。そのような実施形態において、第１の副層は、第２の副層と基板との間に配置されてもよい。１つの変形形態において、第１の副層はＡｌ２Ｏ３を含んでもよく、かつ第２の副層はＡｌＮを含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、第１の副層はＡｌＯｘＮｙを含んでもよく、かつ第２の副層はＡｌＮを含んでもよい。別の変形形態において、第１の層は、３つの副層（例えば、第１の副層、第２の副層および第３の副層）を含む。そのような実施形態において、第１の副層および第３の副層はＡｌＮを含んでもよく、かつ第２の副層は、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せなどの透明誘電体物質を含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造の第１の層は、組成勾配を含んでもよい。組成勾配は、酸素含有量勾配、窒素含有量勾配、ケイ素含有量勾配および／またはアルミニウム含有量勾配を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、組成勾配は、ケイ素およびアルミニウムの原子％が、互いに独立して第１の層の厚さに沿って、または互いに関して変化する、ケイ素／アルミニウム組成勾配を含んでもよい。他の実施形態において、組成勾配は、酸素および窒素の原子％が、互いに独立して第１の層の厚さに沿って、または互いに関して変化する、酸素／窒素組成勾配を含んでもよい。
特定の実施形態において、第１の層の酸素含有量および／またはケイ素含有量は、基板から離れて移動する方向で、第１の層の厚さに沿って低下してもよい。別の実施形態において、アルミニウムおよび／または窒素含有量勾配は、基板から離れて移動する方向で、第１の層の厚さに沿って増加してもよい。１つ以上の例において、第１の層は酸素含有量勾配を含んでもよく、かつＡｌＮを含んでもよい。そのような実施形態において、第１の層は、第２の層に隣接して、酸素を含まなくてもよい。特定の例において、第１の層の組成勾配は、第１の層の厚さに沿って一定である。他の特定の例において、第１の層の組成勾配は、第１の層の厚さに沿って一定ではない。他のより特定の例において、第１の層の組成勾配は、第１の層の厚さに沿って階段状に生じ、かつ階段状組成勾配は一定であっても、または一定でなくてもよい。
１つ以上の実施形態によれば、第１の層は、屈折率勾配を含む。光学フィルム構造および／または物品の本明細書に記載される光学特性を改善するために、第１の層の屈折率は、第１の層の厚さに沿って、増加または減少、あるいは他に変化してもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造の第２の層は、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せなどの透明誘電体物質を含む。
任意に、光学フィルム構造は、光学フィルム構造の第２の層上に配置される追加的なフィルムまたは層を含んでもよい。１つの変形形態において、物品は、巻付フィルムを含んでもよい。巻付フィルムは、基板の対向するマイナー面の１つ以上、および／あるいは対向する主要面の１つ以上において配置されてもよい。巻付フィルムが基板の対向する主要面の１つ以上において配置される実施形態において、巻付フィルムは、基板と光学フィルム構造との間に配置されてもよい。巻付フィルムは、光学フィルム構造の一部（例えば、光学フィルム構造の第１の副層）を形成してもよい。
物品は、不動態化フィルムまたは中間層を任意に含んでもよい。１つ以上の実施形態において、中間層は、光学フィルム構造と基板との間に配置されてもよい。１つ以上の他の実施形態において、中間層は、光学フィルム構造の一部分でもよい。例えば、１つ以上の実施形態において、中間層は、光学フィルム構造の第１の層または第１の副層の一部分を形成してもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、少なくとも約１μｍ、または少なくとも約２μｍの厚さを有してもよい。光学フィルム構造が層状構造を含む場合、第１の層は、光学フィルム構造の第２の層の厚さより大きい厚さを有してもよい。
本明細書に開示される物品としては、ディスプレイを有する物品（またはディスプレイ物品）（例えば、携帯電話、タブレット、コンピューター、ナビゲーションシステムなどを含む消費者向け電子機器）、建築物品、輸送物品（例えば、自動車、電車、航空機、シークラフトなど）、電気機器物品、あるいはいくらかの透明度、耐擦傷性、耐摩耗性またはそれらの組合せを必要とするいずれかの物品が含まれ得る。
本開示の第２の態様は、本明細書に記載される物品の形成方法に関する。１つ以上の実施形態において、この方法は、その他の場合は本明細書に提供されるような基板を提供するステップと、約０．５ｍＴｏｒｒ（０．０７Ｐａ）〜約１０ｍＴｏｒｒ（１．３Ｐａ）の範囲の圧力で、基板上に低応力光学フィルム構造を配置するステップとを含む。光学フィルム構造および／または物品は、約５０ｎｍ以上または約１００ｎｍ以上（例えば、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約１００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約２００ｎｍ〜約６００ｎｍ）のインデント深さに沿って、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験によって測定される場合、約１２ＧＰａ以上の硬度を示し得る。光学フィルム構造は、本明細書に記載されるような層状構造を有してもよい。
１つ以上の実施形態において、この方法は、基板上に光学フィルム構造を配置するために真空蒸着技術を使用するステップを含む。真空蒸着技術には、化学蒸着、物理蒸着、熱蒸発および／または原子層堆積が含まれてもよい。１つ以上の実施形態において、この方法は、さらに、例えば、変性剤によって光学フィルム構造をドーピングすることによる、光学フィルム構造の導電率を増加させるステップを含む。光学フィルム構造の導電率を増加させるために利用されてもよい典型的な変性剤には、Ｍｇ、Ｃａおよびそれらの組合せが含まれる。この方法の１つ以上の実施形態は、光学フィルム構造の潤滑度を増加させるステップを含んでもよい。特定の実施形態において、光学フィルム構造の潤滑度を増加させるステップには、光学フィルム構造にＢＮを組み込むステップを含む。１つ以上の実施形態において、この方法は、光学フィルム構造の応力を低下させるステップを含んでもよい。特定の実施形態において、この方法は、ＢＮ、Ａｇ、Ｃｒまたはそれらの組合せの１つ以上を光学フィルム構造に組み込むことによる、光学フィルム構造の応力を低下させるステップを含んでもよい。
１つ以上の実施形態によれば、この方法は、酸素および／または窒素を光学フィルム構造に導入するステップを含んでもよい。一例において、この方法は、光学フィルム構造において酸素含有量勾配および／または窒素含有量勾配を作成するステップを任意に含んでもよい。１つの変形形態において、酸素含有量勾配は、基板から離れて移動する方向で、光学フィルム構造の厚さに沿って減少する酸素含有量を含む。１つの変形形態において、窒素含有量勾配は、基板から離れて移動する方向で、光学フィルム構造の厚さに沿って増加する窒素含有量を含む。この方法は、ケイ素含有量勾配および／またはアルミニウム含有量勾配を作成するステップを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、この方法は、光学フィルム構造においてケイ素含有量勾配および／またはアルミニウム含有量勾配を作成するために、基板上で、光学フィルム構造を形成するための１つ以上の供給源物質（例えば、ケイ素および／またはアルミニウム）を堆積するステップと、１つ以上の供給源物質に供給される動力などの１つ以上のプロセス条件を変更するステップとを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、この方法は、光学フィルム構造と基板との間に中間層を配置するステップ、または中間層を光学フィルム構造に組み込むステップを含む。
追加的な特徴および効果は、以下の詳細な説明で明らかにされ、そして一部において、その記載から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含む本明細書に記載される実施形態を実施することによって認識されるであろう。
上記の概要および以下の詳細な説明は、両方とも単なる例示であり、かつ特許請求の範囲の性質および特徴を理解するための概要およびフレームワークを提供するように意図されることは理解されるべきである。添付の図面は、さらなる理解を提供するために含まれており、これは、本明細書に組み込まれ、かつ本明細書の一部を構成する。図面は、１つ以上の実施形態を例示し、説明とともに、様々な実施形態の原理および操作を説明するために有用となる。
図１は、１つ以上の実施形態による物品の例示である。 図２は、１つ以上の実施形態による物品の例示である。 図３は、１つ以上の実施形態による物品の例示である。 図４は、１つ以上の実施形態による物品の例示である。 図４Ａは、図４に示される物品の特定の実施形態を示す。 図５は、１つ以上の実施形態による物品の例示である。 図５Ａは、図５に示される物品の特定の実施形態を示す。 図６Ａは、図４および５に示される物品の酸素またはケイ素含有量のグラフである。 図６Ｂは、図４および５に示される物品の窒素またはアルミニウム含有量のグラフである。 図７は、図２の物品の光学フィルム構造の厚さおよび屈折率の関係のグラフである。 図８は、図３の物品の光学フィルム構造の厚さおよび屈折率の関係のグラフである。 図９は、図４の物品の光学フィルム構造の厚さおよび屈折率の関係のグラフである。 図１０Ａは、図５の物品の光学フィルム構造の厚さおよび屈折率の関係のグラフである。 図１０Ｂは、１つ以上の別の実施形態による物品の光学フィルム構造の厚さおよび屈折率の関係のグラフである。 図１１は、実施例１による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１２は、実施例２による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１３は、実施例３による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１４は、実施例４による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１５は、実施例５による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１６は、実施例６による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１７は、実施例７による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１８は、実施例８による光学フィルム構造の透過色を示す等高線プロットである。 図１９Ａは、実施例１の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図１９Ｂは、実施例１のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図１９Ｃは、実施例１のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２０Ａは、実施例２の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図２０Ｂは、実施例２のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図２０Ｃは、実施例２のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２１Ａは、実施例３の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図２１Ｂは、実施例３のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図２１Ｃは、実施例３のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２２Ａは、実施例４の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図２２Ｂは、実施例４のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図２２Ｃは、実施例４のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２３Ａは、実施例５の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図２３Ｂは、実施例５のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図２３Ｃは、実施例５のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２４Ａは、実施例６の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図２４Ｂは、実施例６のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図２４Ｃは、実施例６のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２５Ａは、実施例７の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図２５Ｂは、実施例７のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図２５Ｃは、実施例７のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２６Ａは、実施例８の透過率における明度、Ｌ＊の等高線プロットである。 図２６Ｂは、実施例８のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）の距離、ｄを示すプロットである。 図２６Ｃは、実施例８のＬ＊ａ＊ｂ＊色空間における起点（０、０）からの軸によって示されるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３膜厚に相当する、透過率における特定の色点（ａ＊、ｂ＊）のｌｏｇ１０ｄを示すプロットである。 図２７は、１つ以上の実施形態による層の可視スペクトル上の反射率％を例示する。 図２８は、１つ以上の実施形態による層の可視スペクトル上の透過率％を例示する。 図２９Ａは、実施例１１の光学フィルム構造に関する、反射率におけるａ＊の等高線プロットである。 図２９Ｂは、実施例１１の光学フィルム構造および基板に関する、反射率におけるａ＊の等高線プロットである。 図２９Ｃは、実施例１１の光学フィルム構造および基板に関する、反射率におけるｂ＊の等高線プロットである。 図２９Ｄは、実施例１１の光学フィルム構造および基板に関する、反射率におけるｂ＊の等高線プロットである。 図２９Ｅは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の起点（０、０）からの、実施例１１の光学フィルム構造および基板に関する、反射率におけるａ＊およびｂ＊の距離の等高線プロットである。 図２９Ｆは、基板の色座標からの、光学フィルム構造および基板に関する、反射率におけるａ＊およびｂ＊の距離の等高線プロットである。 図３０Ａは、実施例１１の光学フィルム構造に関する、透過率におけるａ＊の等高線プロットである。 図３０Ｂは、実施例１１の光学フィルム構造および基板に関する、透過率におけるａ＊の等高線プロットである。 図３０Ｃは、実施例１１の光学フィルム構造に関する、透過率におけるｂ＊の等高線プロットである。 図３０Ｄは、実施例１１の光学フィルム構造および基板に関する、透過率におけるｂ＊の等高線プロットである。 図３０Ｅは、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の起点（０、０）からの、実施例１１の光学フィルム構造および基板に関する、透過率におけるａ＊およびｂ＊の距離の等高線プロットである。 図３０Ｆは、基板の色座標からの、光学フィルム構造および基板に関する、透過率におけるａ＊およびｂ＊の距離の等高線プロットである。 図３１は、異なる厚さを有する同一材料の４層の硬度測定を示すグラフである。 図３２は、図３１に示される４層の最大硬度値を比較するグラフである。 図３３は、１つ以上の実施形態による物品、無処理の結晶質基板および無処理のガラス基板の相対的な擦傷深さを示すグラフである。
ここで、添付の図面に例示される実施形態、実施例を詳細に参照する。図面を通して、可能な場合は常に、同一参照番号が、同一または同類の部分を参照するために使用される。
図１を参照すると、本開示の第１の態様は、対向する主要側面１１２、１１４および対向するマイナー側面１１６、１１８を有する基板１１０と、基板１１０の対向する主要側面１１２の１つにおいて配置される光学フィルム構造１２０とを含む物品１００に関する。光学フィルム構造は、対向する主要側面１１２において配置されることに加えて、またはその代わりに、他の対向する主要側面１１４および／または対向するマイナー側面１１６、１１８の一方もしくは両方において配置されてもよい。
「フィルム」という用語は、本明細書に記載される光学フィルム構造に適用される場合、非連続堆積または連続堆積プロセスを含む、当該技術分野におけるいずれかの既知の方法によって形成される１つ以上の層を含んでもよい。そのような層は、互いに直接接触していてもよい。この層は、同一材料または２種以上の異なる材料から形成されてもよい。１つ以上の他の実施形態において、そのような層は、その間に配置される異なる材料の介在層を有してもよい。１つ以上の実施形態において、フィルムは、１つ以上の連続的かつ中断されない層および／あるいは１つ以上の非連続的かつ中断された層（すなわち、互いに隣接して形成される異なる材料を有する層）を含んでもよい。
本明細書で使用される場合、「配置」という用語は、コーティング、堆積および／または当該技術分野において既知のいずれかの方法を使用する表面上への材料の形成を含む。配置された材料によって、本明細書に定義される層またはフィルムが構成されてもよい。「上に配置される」という句は、材料が表面と直接接触するように、表面上へ材料を形成することの実例を含み、かつ１つ以上の介在材料が、配置された材料と表面との間にあるように、材料が表面上で形成される実例も含む。介在材料は、本明細書に定義される層またはフィルムを構成してもよい。
１つ以上の実施形態によると、物品１００は可視スペクトルにおいて８５％以上の平均透過率を示す。１つ以上の実施形態において、物品１００は１５％以下の全反射率を有する。本明細書で使用される場合、「透過率」という用語は、材料（例えば、物品、基板または光学フィルム構造またはそれらの一部分）を通して透過する、所与の波長範囲内での入射光強度のパーセントとして定義される。「反射率」という用語は、同様に、材料（例えば、物品、基板または光学フィルム構造またはそれらの一部分）から反射する、所与の波長範囲内での入射光強度のパーセントとして定義される。透過率および反射率は、特定の線幅を使用して測定される。１つ以上の実施形態において、透過率および反射率の特徴決定のスペクトル分解は、５ｎｍ未満または０．０２ｅＶである。
１つ以上の特定の実施例において、物品１００は、可視スペクトルにおいて、約８５％以上、約８５．５％以上、約８６％以上、約８６．５％以上、約８７％以上、約８７．５％以上、約８８％以上、約８８．５％以上、約８９％以上、約８９．５％以上、約９０％以上、約９０．５％以上、約９１％以上、約９１．５％以上、約９２％以上、約９２．５％以上、約９３％以上、約９３．５％以上、約９４％以上、約９４．５％以上、約９５％以上、約９６％以上、約９７％以上、約９８％以上または約９９％以上の平均透過率を示し得る。１つ以上の他の実施例において、物品は、約１５％以下、約１４％以下、約１３％以下、約１２％以下、約１１％以下、約１０％以下、約９％以下、約８％以下、約７％以下または約６％以下の全反射率を有し得る。いくつかの特定の実施形態において、物品は、約６．８％以下、約６．６％以下、約６．４％以下、約６．２％以下、約６％以下、約５．８％以下、約５．６％以下、約５．４％以下、約５．２％以下、約５％以下、約４．８％以下、約４．６％以下、約４．４％以下、約４．２％以下、約４％以下、約３．８％以下、約３．６％以下、約３．４％以下、約３．２％以下、約３％以下、約２．８％以下、約２．６％以下、約２．４％以下、約２．２％以下、約２％以下、約２．８％以下、約２．６％以下、約２．４％以下、約２．２％以下、約２％以下、約１．８％以下、約１．６％以下、約１．４％以下、約１．２％以下、約１％以下または約０．５％以下の全反射率を有する。１つ以上の実施形態によると、物品１００は、基板１１０の全反射率以下の全反射率を有する。他の実施形態において、物品は、約２０％または１０％未満で、基板の全反射率とは異なる全反射率を有する。
１つ以上の実施形態によると、物品１００は、可視スペクトルにおいて、８５％以上の平均光透過を示す。「光透過」という用語は、媒体を透過する光の量を示す。光透過の測定は、媒体上での光入射と、媒体を出る（媒体によって反射または吸収されない）光の量との間の比率である。言い換えると、光透過は、媒体によって反射されず、かつ媒体によって吸収されない入射光の分数である。「平均光透過」という用語は、ＣＩＥ規格の観測者によって記載されるように、光効率関数によって乗算される光透過のスペクトル平均を示す。物品１００は、可視スペクトルにおいて、８５％以上、８５．５％以上、８６％以上、８６．５％以上、８７％以上、８７．５％以上、８８％以上、８８．５％以上、８９％以上、８９．５％以上、９０％以上、９０．５％以上、９１％以上、９１．５％以上、９２％以上、９２．５％以上、９３％以上、９３．５％以上、９４％以上、９４．５％以上または９５％以上の平均光透過を示し得る。
物品１００は、物品が、前面からの直入射以外の角度で見られる時に、物品は、反射率色調を提供しないか、あるいは提供される反射率色調が中性または無色であるように、前面１０１および光学特性を含む。言い換えると、前面１０１の前で直接的にではない別の角度から観察されると、反射率は無色である。追加的に、または代わりに、視野角が変化する場合でさえも、物品から反射する色は実質的に変化しない。１つ以上の実施形態において、物品は、透過光または反射光に関して直入射で、参照点から約２未満の（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系における透過率色および／または反射率色の色シフトを示す。本明細書で使用される場合、「色シフト」という句は、比色分析系（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）における、物品の透過率色座標および／または物品反射率色座標と参照点との間の距離を指す。１つ以上の実施形態において、参照点は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の起点（０、０）（または色座標ａ＊＝０、ｂ＊＝０）であってもよいか、あるいは基板１１０の透過率色座標または反射率色座標であってもよい。物品の色シフトが基板に関して定義される場合、物品の透過率色座標は、基板の透過率色座標と比較され、および物品の反射率色座標は、基板の反射率色座標と比較される。
１つ以上の特定の実施形態において、透過率色および／または反射率色の色シフトは、１未満または０．５未満であってもよい。１つ以上の特定の実施形態において、透過率色および／または反射率色に関する色シフトは、１．８、１．６、１．４、１．２、０．８、０．６、０．４、０．２、０、ならびにその間の全範囲および部分範囲であってよい。参照点が色座標ａ＊＝０、ｂ＊＝０である場合、色シフトは、次の式、色座標距離＝√（（ａ＊）２＋（ｂ＊）２）によって算出される。参照点が基板１１０の色座標である場合、色シフトは、次の式、色座標距離＝√（（ａ＊ 物品−ａ＊ 基板）２＋（ｂ＊ 物品−ｂ＊ 基板）２）によって算出される。
基板
図１〜５に示すように、基板１１０は、少なくとも１つの対向する主要面（１１２、１１４）上に配置される光学フィルム系１２０、２２０、３２０、４２０、５２０を含む。基板１１０は、マイナー表面１１６、１１８であって、その上に配置されるフィルムまたは材料を含んでもよく、または含まなくてもよい、マイナー表面１１６、１１８を含む。基板１１０は、非晶質基板、結晶質基板またはそれらの組合せを含んでもよい。
いくつかの実施形態において、基板１１０は無機であるものとして特徴づけられてもよい。１つ以上の実施形態において、非晶質基板として、強化されていてもよく、または強化されていなくてもよいガラス基板を含んでもよい。適切なガラス基板の例には、ソーダ石灰ガラス基板、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス基板、アルカリ含有ホウケイ酸塩ガラス基板、およびアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス基板が含まれる。いくつかの変形形態において、ガラス基板は酸化リチウムを含まなくてもよい。１つ以上の他の実施形態において、基板１１０は、ガラスセラミック基板（強化されていても、または強化されていなくてもよい）などの結晶の基板を含んでもよく、あるいはサファイヤなどの単結晶構造を含んでもよい。１つ以上の特定の実施形態において、基板１１０は、非晶質ベース（例えば、ガラス）および結晶質クラッディング（例えば、サファイヤ層、多結晶質アルミナ層および／または尖晶石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）層）を含む。
いくつかの実施形態において、基板１１０は有機であってもよく、具体的にはポリマーであってもよい。適切なポリマーの例には、限定されないが、熱可塑性物質、例えば、ポリスチレン（ＰＳ）（スチレンコポリマーおよびブレンドを含む）、ポリカーボネート（ＰＣ）（コポリマーおよびブレンドを含む）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレートコポリマーを含むコポリマーおよびブレンドを含む）、ポリオレフィン（ＰＯ）および環状ポリオレフィン（環状ＰＯ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）（コポリマーおよびブレンドを含む）を含むアクリルポリマー、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ならびにこれらのポリマーの混合物が含まれる。他の例示的なポリマーとしては、エポキシ、スチレン系、フェノール系、メラミンおよびシリコーン樹脂が含まれる。
基板１１０は、実質的に平面であってもよいが、他の実施形態では、曲線状であるか、あるいはその他の場合に成形されたか、または調整された基板を利用してもよい。基板１１０は、実質的に光学的に透明であり、透過であり、かつ光散乱がなくてもよい。基板１１０は、約１．４５〜約１．５５の範囲の屈折率を有してもよい。本明細書で使用される場合、屈折率値は、５５０ｎｍの波長に関してである。基板１１０は、そのような基板の１つ以上の対向する主要表面１１２、１１４で測定される、（本明細書に記載されるような非強化の基板と比較して）高い平均曲げ強度、または（本明細書に記載されるような非強化の基板と比較して）破損に対する大きい表面歪みを有するものとして特徴づけられてもよい。
追加的に、または代わりに、基板１１０の厚さは、美的理由および／または機能的理由のため、その寸法の１つ以上に沿って変化してもよい。例えば、基板１１０の端縁は、基板１１０のより中心領域と比較して、より厚くてもよい。基板１１０の長さ、幅および厚さ寸法は、物品の用途または使用によって変化してもよい。
基板１１０は、様々な異なるプロセスを使用して提供されてもよい。例えば、基板１１０がガラス基板を含む場合、典型的なガラス基板の形成方法としては、フロートガラスプロセスおよびダウンドロープロセス、例えば、フュージョンドローおよびスロットドローが含まれる。
フロートガラスプロセスによって調製されるガラス基板は、なめらかな表面によって特徴づけられてもよく、そして溶融金属、典型的にスズの床において溶融ガラスをフローティングすることによって均一な厚さが作成される。一例のプロセスにおいて、溶融スズ床の表面上に供給される溶融ガラスは、フローティングガラスリボンを形成する。スズ浴に沿ってガラスリボンが流れるため、ガラスリボンが、スズからローラー上へ持ち上げることができる固体ガラス基板へと凝固するまで、温度は徐々に低下する。浴から出たら、ガラス基板はさらに冷却することができ、内部応力を低下させるためにアニールすることができる。
ダウンドロープロセスは、比較的初期の表面を有する、均一な厚さを有するガラス基板を製造する。ガラス基板の平均曲げ強度は、表面欠陥の量および径によって制御されるため、最小限の接触を有した初期表面は、より高い初期強度を有する。次いで、この高強度のガラス基板が、（例えば、化学的に）さらに強化される場合、結果として生じる強度は、ラップされて研磨された表面を有するガラス基板のものより高くなることができる。ダウンドローされたガラス基板は、約２ｍｍ未満の厚さまで引き抜かれてもよい。加えて、ダウンドローガラス基板は、費用が高い研磨を必要とせず、その最終用途で使用することができる、非常に平面で、なめらかな表面を有する。
フュージョンドロープロセスは、例えば、溶融ガラス原材料を受け取るためのチャネルを有するドローイングタンクを使用する。チャネルは、チャネルの両側で、チャネルの長さに沿って上部で開いている堰を有する。チャネルに溶融材料が充填した場合、溶融ガラスは堰からあふれ出る。重力のため、溶融ガラスは、２つのフローティングガラスフィルムとして、ドローイングタンクの外部表面から下へ流れる。ドローイングタンクのこれらの外部表面は、それらがドローイングタンクの下の端縁で一緒になるように、下方向および内心に延在する。２つのフローティングガラスフィルムは、この端縁で一緒になり、溶融して、単一のフローティングガラス基板を形成する。フュージョンドロー方法は、チャネル上でフローティングする２つのガラスフィルムが溶融するため、得られたガラス基板の外部表面のいずれも、装置のいずれかの部分と接触しないという利点を提供する。したがって、フュージョンドローガラス基板の表面特性は、そのような接触による影響を受けない。
スロットドロープロセスは、フュージョンドロー法とは異なる。低速ドロープロセスにおいて、溶融原材料ガラスがドローイングタンクに提供される。ドローイングタンクの底部は、スロットの長さに延在するノズルを有する開放スロットを有する。溶融ガラスはスロット／ノズルの中を流れて、連続的な基板として、アニール化領域に、下方向へ引き抜かれる。
いくつかの実施形態において、ガラス基板のために使用される組成物は、Ｎａ２ＳＯ４、ＮａＣｌ、ＮａＦ、ＮａＢｒ、Ｋ２ＳＯ４、ＫＣｌ、ＫＦ、ＫＢｒおよびＳｎＯ２を含む群から選択される、０〜２モル％の少なくとも１つの清澄剤でバッチ処理されてもよい。
一旦形成されたら、ガラス基板は、強化されたガラス基板を形成するために強化されてもよい。ガラスセラミック基板は、ガラス基板と同様の方法で強化されてもよいことに留意する必要がある。本明細書で使用される場合、「強化された基板」という用語は、例えば、ガラスまたはガラスセラミック基板の表面において、より小さなイオンに対して、より大きいイオンのイオン交換によって、化学的に強化されたガラス基板またはガラスセラミック基板を示し得る。しかしながら、熱テンパリングなどの当該技術分野において既知の他の強化方法が、強化されたガラス基板を形成するために利用されてもよい。
本明細書に記載される強化された基板は、イオン交換プロセスによって化学的に強化されてもよい。イオン交換プロセスにおいて、典型的に、所定の期間、溶融塩浴へのガラスまたはガラスセラミック基板の浸漬によって、ガラスまたはガラスセラミック基板の表面またはその付近のイオンは、塩浴からのより大きい金属イオンに交換される。一実施形態において、溶融塩浴の温度は約４００〜４３０℃であり、かつ所定の時間は約４〜約８時間である。ガラスまたはガラスセラミック基板へのより大きいイオンの組み込みによって、基板の近表面領域、または基板の表面および隣接領域において圧縮応力が形成され、基板が強化される。相当する引張応力は、圧縮応力の釣合いをとるために、基板の中心領域、または基板の表面からある距離をおいた領域において誘導される。この強化プロセスを利用するガラスまたはガラスセラミック基板は、化学的に強化されたか、またはイオン交換されたガラスもしくはガラスセラミック基板として、より詳細に記載されてもよい。
一例において、強化されたガラスまたはガラスセラミック基板中のナトリウムイオンは、硝酸カリウム塩浴などの溶融浴からのカリウムイオンによって置き換えられるが、より大きい原子半径を有する他のアルカリ金属イオン、例えば、ルビジウムまたはセシウムをガラス中のより小さなアルカリ金属イオンと置き換えることができる。特定の実施形態によると、ガラスまたはガラスセラミック中のより小さなアルカリ金属イオンは、Ａｇ＋イオンによって置き換えられることができる。同様に、限定されないが、硫酸塩、リン酸塩、ハロゲン化物などの他のアルカリ金属塩を、イオン交換プロセスにおいて使用してもよい。
ガラスネットワークが弛緩することができる温度未満の温度における、より大きいイオンによるより小さなイオンの置換によって、応力プロフィールをもたらす、強化された基板の表面を横切るイオンの分布を生じる。入って来るイオンのより大きい体積は、強化された基板の表面において圧縮応力（ＣＳ）、および中心において張力（中心張力またはＣＴ）を生じる。圧縮応力は、以下の関係によって中心張力と関連する。
式中、ｔは、強化されたガラスまたはガラスセラミック基板の全体の厚さであり、そして層の圧縮深さ（ＤＯＬ）は、交換の深さである。交換の深さは、イオン交換プロセスによって促進されるイオン交換が生じる、強化されたガラスまたはガラスセラミック基板内の深さ（すなわち、ガラス基板の表面から、ガラスまたはガラスセラミック基板の中心領域までの距離）として記載されてもよい。
一実施形態において、強化されたガラスまたはガラスセラミック基板は、３００ＭＰａ以上、例えば、４００ＭＰａ以上、４５０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、５５０ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、６５０ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、７５０ＭＰａ以上または８００ＭＰａ以上の表面圧縮応力を有することができる。強化されたガラスまたはガラスセラミック基板は、１５μｍ以上、２０μｍ以上（例えば、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ以上）の層の圧縮深さ、および／または１０ＭＰａ以上、２０ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以上（例えば、４２ＭＰａ、４５ＭＰａまたは５０ＭＰａ以上）であるが、１００ＭＰａ未満（例えば、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５ＭＰａ以下）の中心張力を有してもよい。１つ以上の特定の実施形態において、強化されたガラスまたはガラスセラミック基板は、以下：５００ＭＰａより大きい表面圧縮応力、１５μｍより大きい層の圧縮深さ、および１８ＭＰａより大きい中心張力の１つ以上を有する。
理論によって束縛されることなく、５００ＭＰａより大きい表面圧縮応力および約１５μｍより大きい層の圧縮深さを有する強化されたガラスまたはガラスセラミック基板は、典型的に、非強化ガラスまたはガラスセラミック基板（または言い換えると、イオン交換されなかったか、もしくはその他の場合で強化されなかったガラス基板）よりも、破損に対する大きい歪みを有することが考えられる。
基板で使用されてもよいガラスの例には、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物が含まれてよいが、他のガラス組成物が考察される。そのようなガラス組成物は、イオン交換可能として特徴づけられてもよい。本明細書で使用される場合、「イオン交換可能」とは、基板の表面または付近に位置するカチオンを、サイズが大きいか、または小さい、同一原子価を有するカチオンと交換することができる組成物を含んでなる基板を意味する。一例において、ガラス組成物は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＮａ２Ｏを含んでなり、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）≧６６モル％およびＮａ２Ｏ≧９モル％である。一実施形態において、ガラス組成物は、少なくとも６重量％の酸化アルミニウムを含む。さらなる実施形態において、基板は、アルカリ土属酸化物の含有量が少なくとも５重量％であるように、１つ以上のアルカリ土属酸化物を有するガラス組成物を含む。適切なガラス組成物は、いくつかの実施形態において、少なくともＫ２Ｏ、ＭｇＯおよびＣａＯの１つをさらに含んでなる。特定の実施形態において、基板で使用されるガラス組成物は、６１〜７５モル％のＳｉＯ２、７〜１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜１２モル％のＢ２Ｏ３、９〜２１モル％のＮａ２Ｏ、０〜４モル％のＫ２Ｏ、０〜７モル％のＭｇＯおよび０〜３モル％のＣａＯを含んでなることができる。
さらなる例において、基板のために適切なガラス組成物は、６０〜７０モル％のＳｉＯ２、６〜１４モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜１５モル％のＢ２Ｏ３、０〜１５モル％のＬｉ２Ｏ、０〜２０モル％のＮａ２Ｏ、０〜１０モル％のＫ２Ｏ、０〜８モル％のＭｇＯ、０〜１０モル％のＣａＯ、０〜５モル％のＺｒＯ２、０〜１モル％のＳｎＯ２、０〜１モル％のＣｅＯ２、５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含んでなり、１２モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦２０モル％および０モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦１０モル％である。
なおさらなる例において、基板のために適切なガラス組成物は、６３．５〜６６．５モル％のＳｉＯ２、８〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜３モル％のＢ２Ｏ３、０〜５モル％のＬｉ２Ｏ、８〜１８モル％のＮａ２Ｏ、０〜５モル％のＫ２Ｏ、１〜７モル％のＭｇＯ、０〜２．５モル％のＣａＯ、０〜３モル％のＺｒＯ２、０．０５〜０．２５モル％のＳｎＯ２、０．０５〜０．５モル％のＣｅＯ２、５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含んでなり、１４モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦１８モル％および２モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦７モル％である。
特定の実施形態において、基板のために適切なアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、アルミナ、少なくとも１つのアルカリ金属、ならびにいくつかの実施形態において、５０モル％より多いＳｉＯ２、他の実施形態において、少なくとも５８モル％のＳｉＯ２、およびさらに他の実施形態において、少なくとも６０モル％のＳｉＯ２を含んでなり、その比率は、（（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ変性剤）＞１である。この比率において、成分はモル％で表され、そして変性剤はアルカリ金属酸化物である。このガラス組成物は、特定の実施形態において、５８〜７２モル％のＳｉＯ２、９〜１７モル％のＡｌ２Ｏ３、２〜１２モル％のＢ２Ｏ３、８〜１６モル％のＮａ２Ｏおよび０〜４モル％のＫ２Ｏを含んでなり、その比率は、（（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ変性剤）＞１である。
なおさらに別の実施形態において、基板は、６４〜６８モル％のＳｉＯ２、１２〜１６モル％のＮａ２Ｏ、８〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜３モル％のＢ２Ｏ３、２〜５モル％のＫ２Ｏ、４〜６モル％のＭｇＯおよび０〜５モル％のＣａＯを含んでなり、６６モル％≦ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ≦６９モル％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０モル％、５モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８モル％、（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）−Ａｌ２Ｏ３≦２モル％、２モル％≦Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３≦６モル％、および４モル％≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３≦１０モル％であるアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含んでもよい。
他の実施形態において、基板は、２モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２、あるいは４モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２を含んでなるアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含んでなってもよい。
基板１１０が結晶質基板を含む場合、基板は、Ａｌ２Ｏ３を含んでもよい単結晶を含んでもよい。そのような単結晶質基板は、サファイヤと呼ばれる。結晶質基板のための他の適切な材料には、多結晶質アルミナ層および／または尖晶石（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が含まれる。
任意に、結晶質基板１００は、強化されていても、または強化されていなくてもよいガラスセラミック基板を含んでもよい。適切なガラスセラミックの例としては、Ｌｉ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系（すなわち、ＬＡＳ系）ガラスセラミック、ＭｇＯ−Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２系（すなわち、ＭＡＳ系）ガラスセラミック、および／またはβ−石英固溶体、β−リシア輝石ｓｓ、菫青石および二ケイ酸リチウムを含む支配的結晶相を含むガラスセラミックが含まれてよい。ガラスセラミック基板は、本明細書に開示されるガラス基板強化プロセスを使用して強化されてもよい。１つ以上の実施形態において、ＭＡＳ系ガラスセラミック基板は、Ｌｉ２ＳＯ４溶融塩で強化されてもよく、それによって、Ｍｇ２＋に対して２Ｌｉ＋の交換を生じることができる。
１つ以上の実施形態による基板１１０は、約１００μｍ〜約５ｍｍの範囲の厚さを有することができる。基板１１０の厚さの例は、約１００μｍ〜約５００μｍの範囲（例えば、１００、２００、３００、４００または５００μｍ）である。基板１１０厚さのさらなる例は、約５００μｍ〜約１０００μｍの範囲（例えば、５００、６００、７００、８００、９００または１０００μｍ）である。基板１１０は、約１ｍｍより大きい（例えば、約２、３、４または５ｍｍ）厚さを有してもよい。１つ以上の特定の実施形態において、基板１１０は、２ｍｍ以下または１ｍｍ未満の厚さを有してもよい。基板１１０は、酸性研磨されるか、またはその他の場合で表面欠陥の影響を除去するか、もしくは低下させるために処理されてもよい。
光学フィルム構造
本明細書に記載される実施形態において、光学フィルム構造は、基板１１０の主要面（１１２、１１４）上に配置される。いくつかの場合、光学フィルム構造は、１つ以上のマイナー表面（図示せず）上に配置されてもよい。光学フィルム表面は、物品の前面１０１を形成するコーティングされた表面を形成する。
本明細書に記載される光学フィルム構造は、光学フィルム構造を含む物品の測定された硬度、光学フィルム構造そのものの測定された硬度、および／または光学フィルム構造の１つ以上の層の測定された硬度によって特徴づけられてよい耐擦傷性を有する。硬度は、ダイヤモンドＢｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターによって表面を押込むことによってそれらの表面における材料の硬度を測定するステップを含む「Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験」によって測定されてもよい。Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験は、ダイヤモンドＢｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターで物品の前面１０１または光学フィルム構造の表面（または光学フィルム構造における層のいずれか１つ以上の表面）にインデントをつけ、約５０ｎｍ〜約１０００ｎｍ（または、光学フィルム構造もしくは層の全体の厚さのいずれかより小さい方）の範囲のインデント深さにインデントを形成するステップと、一般に、Ｏｌｉｖｅｒ，Ｗ．Ｃ．；Ｐｈａｒｒ，Ｇ．Ｍ．Ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｆｏｒ ｄｅｔｅｒｍｉｎｉｎｇ ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ ｕｓｉｎｇ ｌｏａｄ ａｎｄ ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ ｓｅｎｓｉｎｇ ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．６，１９９２，１５６４−１５８３；およびＯｌｉｖｅｒ，Ｗ．Ｃ．；Ｐｈａｒｒ，Ｇ．Ｍ．Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｈａｒｄｎｅｓｓ ａｎｄ Ｅｌａｓｔｉｃ Ｍｏｄｕｌｕｓ ｂｙ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ：Ａｄｖａｎｃｅｓ ｉｎ Ｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇ ａｎｄ Ｒｅｆｉｎｅｍｅｎｔｓ ｔｏ Ｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ．Ｊ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．，Ｖｏｌ．１９，Ｎｏ．１，２００４，３−２０に明示される方法を使用して、全インデント深さ範囲またはこのインデント深さのセグメント（例えば、約１００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲）に沿って、このインデントから最大硬度を測定するステップとを含む。インデント深さは、物品の前面１０１、光学フィルム構造の表面および／または光学フィルム構造の層のいずれか１つ以上の表面から製造および測定される。本明細書で使用される場合、硬度は最大硬度を指し、平均硬度ではない。
典型例として、下層の基板より硬質のコーティングの（Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターを使用することなどによる）ナノインデンテーション測定法において、測定された硬度は、浅いインデント深さの可塑性領域の発生により、最初に増加するように見え、次いで増加し、より深いインデント深さにおいて最大値または安定期に達する。その後、硬度は、下層の基板の影響のために、より深いインデント深さでさえ減少し始める。コーティングと比較して増加した硬度を有する基板が利用される場合、同様の影響が見られるが、硬度は、下層の基板の影響のために、より深いインデント深さにおいて増加する。
インデント深さ範囲および特定のインデント深さ範囲における硬度値は、下層の基板の影響を受けずに、本明細書に記載される光学フィルム構造およびそれらの層の特定の硬度応答を識別するために選択されることができる。Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターで（基板上で配置される場合の）光学フィルム構造の硬度を測定する場合、材料の永久ひずみの領域（可塑性領域）は、材料の硬度と関連する。インデント形成の間、弾性応力場は、永久ひずみのこの領域を越えて十分に延長する。インデント深さが増加すると、見かけの硬度および弾性率は、下層の基板との応力場相互作用によって影響される。硬度に対する基板の影響は、より深いインデント深さにおいて（すなわち、典型的に、光学フィルム構造または層厚さの約１０％を超える深さにおいて）生じる。さらに、さらなる複雑化の要因は、硬度応答がインデント形成プロセスの間に全可塑性を生じさせるために特定の最小負荷を必要とすることである。その特定の最小負荷の前に、硬度は一般に増加する傾向を示す。
小さいインデント深さ（小さい負荷として特徴づけられてもよい）（例えば、約１００ｎｍまで、または約７０ｎｍ未満）において、材料の見かけの硬度は、インデント深さに対して劇的に増加する。この小さいインデント深さ領域は、硬度の真の測定基準を表さないが、その代わりに、インデンターの有限の曲率半径に関連する上述の可塑性領域の発生を反映する。中間的なインデント深さにおいて、見かけの硬度は最大レベルに接近する。より深いインデント深さでは、インデント深さが増加するため、基板の影響はより大きくなる。インデント深さが光学フィルム構造厚さまたは層厚さの約３０％を超えると、硬度は劇的に低下し始め得る。
図３１に示すように、中間的なインデント深さ（そこでは硬度は最大レベルに接近し、それを維持する）およびより深いインデント深さで測定される硬度は、材料または層の厚さ次第である。図３１は、異なる厚さを有するＡｌＯｘＮｙの４層の異なる層の硬度応答を示す。それぞれの層の硬度は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験を使用して測定された。厚さ５００ｎｍの層は、約１００ｎｍ〜１８０ｎｍのインデント深さでその最大硬度を示し、続いて、約１８０ｎｍ〜約２００ｎｍのインデント深さにおいて硬度の劇的な減少があり、基板の硬度が硬度測定に影響することを示す。厚さ１０００ｎｍの層は、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍのインデント深さで最大硬度を示し、続いて、約３００ｎｍより深いインデント深さにおいて硬度の劇的な減少があった。厚さ１５００ｎｍの層は、約１００ｎｍ〜５５０ｎｍのインデント深さで最大硬度を示し、厚さ２０００ｎｍの層は、約１００ｎｍ〜６００ｎｍのインデント深さで最大硬度を示した。
いくつかの実施形態において、物品、光学フィルム構造および／または光学フィルム構造の層は、約１００ｎｍを超えるか、または約２００ｎｍを超えるインデント深さで最大硬度を示し、したがって、基板によって影響されない耐擦傷性を提供するために十分な硬度を示す。いくつかの実施形態において、物品、光学フィルム構造および／または光学フィルム構造の層は、そのようなインデント深さで最大硬度を示し、したがって、（典型的に約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約２００ｎｍ〜約４００ｎｍの深さを有する）微小延性擦傷などの特定の擦傷に耐性を示す。例えば、前面１０１（または光学フィルム構造の表面または光学フィルム構造の１つ以上のいずれかの層）は、物品が、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定されるように特定のインデント深さに沿って本明細書に列挙される硬度値を示すため、微小延性擦傷に耐性を示す。
加えて、図３２に示すように、測定されたまたは見かけの硬度は、光学フィルム構造または光学フィルム構造の１つ以上の層の厚さを調整することによって最大化されてもよい。図３２は、図３１に示される層の測定された最大硬度値をプロットする。厚さ５００ｎｍの層に関しては、１０％インデント深さ閾値は５０ｎｍで生じるが、インデント深さが約７０ｎｍを超えるまで、可塑性領域の完全な発生が生じるようには見えない。その結果、厚さ５００ｎｍの層の見かけの硬度は、より厚いフィルムの硬度より有意に低い。
１つ以上の特定の実施形態において、光学フィルム構造は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定される場合、約１２ＧＰａ以上、約１３ＧＰａ以上、約１４ＧＰａ以上、約１５ＧＰａ以上、約１６ＧＰａ以上、約１７ＧＰａ以上、約１８ＧＰａ以上、約１９ＧＰａ以上、約２０ＧＰａ以上、約２２ＧＰａ以上、約２３ＧＰａ以上、約２４ＧＰａ以上、約２５ＧＰａ以上、約２６ＧＰａ以上または約２７ＧＰａ以上（約５０ＧＰａまで）の（光学フィルム構造の表面、例えば、図２の２２１で測定される）硬度を有する。そのような測定された硬度値は、約５０ｎｍ以上、または約１００ｎｍ以上（例えば、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約２００ｎｍ〜約６００ｎｍ）のインデント深さに沿って、光学フィルム構造によって示されてもよい。
光学フィルム構造１２０は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定される場合、約１２ＧＰａ以上、約１３ＧＰａ以上、約１４ＧＰａ以上、約１５ＧＰａ以上、約１６ＧＰａ以上、約１７ＧＰａ以上、約１８ＧＰａ以上、約１９ＧＰａ以上、約２０ＧＰａ以上、約２２ＧＰａ以上、約２３ＧＰａ以上、約２４ＧＰａ以上、約２５ＧＰａ以上、約２６ＧＰａ以上または約２７ＧＰａ以上（約５０ＧＰａまで）の（そのような層の表面、例えば、図２の第２の副層２２８の表面２２９で測定される）硬度を有する少なくとも１層を有し得る。そのような層の硬度は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定される場合、約１８ＧＰａ〜約２１ＧＰａの範囲にあってもよい。そのような測定された硬度値は、約５０ｎｍ以上、または約１００ｎｍ以上（例えば、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約２００ｎｍ〜約６００ｎｍ）のインデント深さに沿って、少なくとも１層によって示されてもよい。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は最大硬度を有する層を含み、そのような層は光学フィルム構造の約５０体積％以上を形成する。
１つ以上の実施形態において、物品は（前面１０１で測定される場合）、約５０ｎｍ以上または約１００ｎｍ以上のインデント深さに沿って、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定される場合、約１２ＧＰａ以上、約１３ＧＰａ以上、約１４ＧＰａ以上、約１５ＧＰａ以上、約１６ＧＰａ以上、約１７ＧＰａ以上、約１８ＧＰａ以上、約１９ＧＰａ以上、約２０ＧＰａ以上、約２２ＧＰａ以上、約２３ＧＰａ以上、約２４ＧＰａ以上、約２５ＧＰａ以上、約２６ＧＰａ以上または約２７ＧＰａ以上（約５０ＧＰａまで）の硬度を有する。１つ以上の実施形態において、インデント深さは、約１００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約５００ｎｍ、約１００ｎｍ〜約６００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約３００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約４００ｎｍ、約２００ｎｍ〜約５００ｎｍ、または約２００ｎｍ〜約６００ｎｍの範囲であってもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、擦傷深さの減少によって測定される耐擦傷性を有する。特には、光学フィルム構造を含む物品は、光学フィルム構造のない基板１１０における擦傷深さと比較した場合、擦傷深さの減少を示してもよい。光学フィルム構造がその上に配置された物品が、（光学フィルム構造の側面において）物品の表面に沿って少なくとも１００μｍの長さに関して、１０μｍ／秒の速度で１６０ｍＮの負荷を使用する場合、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターを使用して擦傷を受ける場合、得られる擦傷は、（その上に光学フィルム構造を配置していない）基板１１０において、同様に（すなわち、同一インデンター、負荷、速度および長さを使用して）形成される擦傷の深さよりも、少なくとも約３０％、少なくとも約３１％、少なくとも約３２％、少なくとも約３３％、少なくとも約３４％、少なくとも約３５％、少なくとも約３６％、少なくとも約３７％、少なくとも約３８％、少なくとも約３９％、少なくとも約４０％、少なくとも約４１％、少なくとも約４２％、少なくとも約４３％、少なくとも約４４％、少なくとも約４５％、少なくとも約４６％、少なくとも約４７％、少なくとも約４８％、少なくとも約４９％、少なくとも約５０％、少なくとも約５１％、少なくとも約５２％、少なくとも約５３％、少なくとも約５４％、少なくとも約５５％、少なくとも約５６％、少なくとも約５７％、少なくとも約５８％、少なくとも約５９％、少なくとも約６０％（ならびにその間の全範囲および部分範囲）浅い深さを有する。光学フィルム構造のこの耐擦傷性特性は、物品が、非晶質基板（例えば、強化ガラス基板および／または非強化ガラス基板）、結晶質基板（例えば、サファイヤなどの強化ガラスセラミック基板、非強化ガラスセラミックガラス基板および単結晶基板）あるいはそれらの組合せを利用する場合、存在し得る。いくつかの実施形態において、基板がポリマーである場合、耐擦傷性が存在し得る。加えて、光学フィルム構造のこの耐擦傷性特性は、物品が、少なくとも１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ、少なくとも３ｍｍ、少なくとも４ｍｍまたは少なくとも５ｍｍの長さに関して１０μｍ／秒の速度で、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターを使用して擦傷が与えられる場合に存在し得る。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、光学フィルム構造を含む物品が、物品の表面に沿って少なくとも１００μｍの長さに関して１０μｍ／秒の速度で１６０ｍＮの負荷を使用して、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターによって擦傷を与えられる場合、得られた擦傷が、２５０ｎｍ未満、２４０ｎｍ未満、２３０ｎｍ未満、２２０ｎｍ未満または約２００ｎｍ未満の擦傷深さを有するような耐擦傷性を有する。本明細書に記載される擦傷深さは、光学フィルム構造の最初のそのままの表面から測定されてもよい。言い換えると、擦傷深さは、光学フィルム構造へのＢｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターの貫入に起因する光学フィルム構造材料の移動による擦傷の端縁の周囲で構築され得るいずれの量の光学フィルム構造も含まない。
光学フィルム構造の減少した擦傷深さは、基板上で配置される場合、図３３に示される。図３３は、無処理のガラス基板（「Ｇ」によって示される）、無処理のサファイヤ基板（「Ｓ」によって示される）、およびＧと同一のガラス基板上で配置される光学フィルム構造を有する物品（「Ａ」によって示される）の擦傷深さを示す。Ａの光学フィルム構造は、本明細書に記載される図２と同じ構造を有し、（約１１５ｎｍの厚さを有する）Ａｌ２Ｏ３の第１の副層、（約２０００ｎｍの厚さを有する）ＡｌＯｘＮｙの第２の副層および（約３２ｎｍの厚さを有する）ＳｉＯ２の第２の層を有する。全ての負荷において、物品は、無処理のガラスおよび無処理のサファイヤ基板と比較して、減少した擦傷深さを示す。したがって、本明細書に記載される物品の実施形態は、物品が、物品の表面に沿って少なくとも１００μｍの長さに関して１０μｍ／秒の速度で３０ｍＮまたは６０ｍＮの負荷を使用して、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターによって前面１０１において擦傷を与えられる場合、得られた擦傷が、１００ｎｍ未満または約５０ｎｍ未満の擦傷深さを有するような耐擦傷性を示す。同様に、物品が、物品の表面に沿って少なくとも１００μｍの長さに関して１０μｍ／秒の速度で１２５ｍＮの負荷を使用して、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターによって前面１０１において擦傷を与えられる場合、得られた擦傷が、約２００ｎｍ未満、１５０ｎｍ未満または１００ｎｍ未満の擦傷深さを有するような耐擦傷性を示す。
１つ以上の実施形態において、物品１００は、サファイヤを含む無処理の基板１１０と比較した場合、および化学強化ガラスを含む無処理の基板１１０と比較した場合、擦傷深さの減少を示す。１つ以上の特定の実施形態において、化学強化ガラスを含む無処理の基板１１０に対する物品１００の擦傷深さの減少は、無処理の化学強化ガラス基板に対する無処理のサファイヤ基板の擦傷深さの減少の少なくとも２倍より大きい。例えば、無処理のサファイヤ基板は、無処理の強化ガラス基板と比較した場合、３０〜４０％の擦傷深さの減少を示し得るが、物品は、無処理の強化ガラス基板と比較した場合、６０〜７５％以上の擦傷深さの減少を示す。１つ以上の特定の実施形態において、物品１００の擦傷深さの減少は、化学強化ガラスを含む無処理の基板１１０と比較して、少なくとも５０％、少なくとも５５％、少なくとも６０％、少なくとも６５％、少なくとも７０％、少なくとも７５％または少なくとも８５％、ならびにその間の全範囲および部分範囲である。物品１００と無処理の基板との間の比較は同一物品上で実行されてもよく、コーティングされた表面１０１が物品の擦傷深さを評価するために試験され、かつ基板の反対の表面（例えば、図１の１１４）が無処理の基板の擦傷深さを評価するために試験され、得られた擦傷深さは、無処理の基板に関して、コーティングされた表面１０１における擦傷深さの減少を決定するために比較されてもよい。１つ以上の実施形態において、物品１００は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定された場合、約７ＧＰａ〜約８ＧＰａの範囲の硬度を有する無処理の基板と比較すると、改善された擦傷深さの減少を示す。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、擦傷幅の減少によって測定される耐擦傷性を示す。特には、光学フィルム構造を含む物品は、光学フィルム構造のない基板１１０における擦傷深さと比較した場合、擦傷幅の減少を示してもよい。本明細書に記載の光学フィルム構造がその上に配置された物品が、（光学フィルム構造の側面において）物品の表面に沿って少なくとも１００μｍの長さに関して、１０μｍ／秒の速度で１６０ｍＮの負荷を使用する場合、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターを使用して擦傷を受ける場合、得られる擦傷は、その上に光学フィルム構造を配置していない基板１１０において、同様に（すなわち、同一インデンター、負荷、速度および長さを使用して）形成される擦傷の幅よりも少なくとも約３０％、少なくとも約３１％、少なくとも約３２％、少なくとも約３３％、少なくとも約３４％、少なくとも約３５％、少なくとも約３６％、少なくとも約３７％、少なくとも約３８％、少なくとも約３９％、少なくとも約４０％、少なくとも約４１％、少なくとも約４２％、少なくとも約４３％、少なくとも約４４％、少なくとも約４５％（ならびにその間の全範囲および部分範囲）狭い幅を有する。光学フィルム構造のこの耐擦傷性特性は、物品が、非晶質基板（例えば、強化ガラス基板および／または非強化ガラス基板）、結晶質基板（例えば、サファイヤなどの強化ガラスセラミック基板、非強化ガラスセラミックガラス基板および単結晶基板）あるいはそれらの組合せを利用する場合、存在し得る。１つ以上の実施形態において、基板がポリマーである場合、この耐擦傷性が存在し得る。加えて、光学フィルム構造のこの耐擦傷性特性は、物品が、少なくとも１ｍｍ、少なくとも２ｍｍ、少なくとも３ｍｍ、少なくとも４ｍｍまたは少なくとも５ｍｍの長さに関して１０μｍ／秒の速度で、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターを使用して擦傷が与えられる場合に存在し得る。物品１００と無処理の基板との間の比較は同一物品上で実行されてもよく、コーティングされた表面１０１が物品の擦傷幅を評価するために試験され、かつ基板の反対の表面（例えば、図１の１１４）が無処理の基板の擦傷深さを評価するために試験され、得られた擦傷幅は、無処理の基板に関して、コーティングされた表面１０１における擦傷幅の減少を決定するために比較されてもよい。１つ以上の実施形態において、物品１００は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定された場合、約７ＧＰａ〜約８ＧＰａの範囲の硬度を有する無処理の基板と比較すると、擦傷幅の改善された減少を示す。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、光学フィルム構造を含む物品が、物品の表面に沿って少なくとも１００μｍの長さに関して１０μｍ／秒の速度で１６０ｍＮの負荷を使用して、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターによって擦傷を与えられる場合、得られた擦傷が、約１０μｍ未満の擦傷幅を有するような耐擦傷性を有する。いくつかの実施形態において、得られた擦傷は、約１μｍ〜約１０μｍ、約２μｍ〜約１０μｍ、約３μｍ〜約１０μｍ、約４μｍ〜約１０μｍ、約５μｍ〜約１０μｍ、約１μｍ〜約９μｍ、約１μｍ〜約８μｍ、約１μｍ〜約７μｍ、約１μｍ〜約６μｍ、約２μｍ〜約８μｍ、約２μｍ〜約６μｍ、約２μｍ〜約５μｍ、または約２μｍ〜約４μｍの範囲、ならびにその間の全範囲および部分範囲の擦傷幅を有する。本明細書に記載される擦傷幅は、光学フィルム構造の最初のそのままの表面から測定されてもよい。言い換えると、擦傷幅は、光学フィルム構造へのＢｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターの貫入に起因する光学フィルム構造材料の移動による擦傷の端縁の周囲で構築され得るいずれの量の光学フィルム構造も含まない。
いくつかの実施形態において、光学フィルムは、微小延性擦傷（本明細書に記載される）および／または横方向の擦傷の形成を低減させるか、または最小化する。横方向の擦傷は、亀裂、または微小延性擦傷の結果として形成される擦傷である。横方向の擦傷は、長さにおいて同様に延長するが、それらが形成する微小延性擦傷から横方向に配向される。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、前面１０１への摩擦によるダメージに対する抵抗を提供する。本明細書で使用される場合、摩擦によるダメージは、微小延性擦傷を伴う可能性のある切削、フレーキングおよび亀裂を含む。しかしながら、摩擦によるダメージは、擦傷ダメージの可視性を高めるおそれがあり、かつ減少した透過率および／または増加した反射率または増大した光散乱に関して物品の光学特性を低下させ得る。さらに、摩擦によるダメージは、光学フィルム構造の破損をもたらし得る。理論によって束縛されることなく、硬度のみが、コーティングが摩擦によるダメージを経験するか否かの指標でない。
１つ以上の実施形態において、本明細書に記載される光学フィルム構造を有する物品は、ガーネット紙やすり試験を使用して評価した場合、耐擦傷性を示してもよい。ガーネット紙やすり試験は、携帯電話などの移動式電子デバイスに組み込まれる場合の本明細書に記載される物品の日々の使用条件を複製するか、または模倣するように意図される。本明細書に記載される物品は、表面を１５０グリットガーネット紙やすり（３Ｍによって供給される）によって手で１回けずった後、肉眼で観察した場合、その表面上にいずれの擦傷も実質的に含まない。
１つ以上の実施形態において、本明細書に記載される光学フィルム構造を有する物品は、擦傷および他の摩耗（または複数の接触事象）によって形成されるダメージに対する耐性も示す。摩耗試験の様々な形態は当該技術分野において既知であり、例えば、Ｔａｂｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓによって供給される研磨媒体を用いるＡＳＴＭ Ｄ１０４４−９９に明記されている。ＡＳＴＭ Ｄ１０４４−９９に関連する変性された摩耗法は、反復可能で測定可能な摩耗または摩耗トラックを提供し、異なる試料の耐摩耗性を有意に区別するため、異なる種類の摩耗媒体、摩耗形状および運動、圧力などを使用して作成することができる。例えば、異なる試験条件は、通常、硬質無機試験試料に対して軟質プラスチックに適切である。本明細書に記載される実施形態は、「Ｔａｂｅｒ試験」として以下に記載されるＡＳＴＭ Ｄ１０４４−９９試験の特定の変形型によって測定される耐擦傷性を示す。これは、主として硬質無機材料を含んでなる異なる試料の間の耐久性の明らかで反復可能な区別を提供する。これらの試験方法は、試験される特定の試料次第で、上記の他のダメージモードとともに微小延性擦傷の組合せを生じてもよい。本明細書で使用される場合、「Ｔａｂｅｒ試験」という句は、約２２℃±３℃の温度および約７０％までの相対湿度を含む環境において、Ｔａｂｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓによって供給されるＴａｂｅｒ Ｌｉｎｅａｒ Ａｂｒａｓｅｒ ５７５０（ＴＬＡ ５７５０）、およびアクセサリーを使用する試験方法を指す。ＴＬＡ ５７５０は、直径６．７ｍｍの磨耗試験機頭部を有するＣＳ−１７磨耗試験機材料を含む。それぞれの試料は、Ｔａｂｅｒ試験によって摩耗され、および摩耗ダメージは、他の方法の中でも、ＨａｚｅおよびＢｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌ Ｔｒａｎｓｍｉｔｔａｎｃｅ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ（ＢＴＤＦ）測定を使用して評価した。Ｔａｂｅｒ試験において、それぞれの試料を摩耗するための手順は、ＴＬＡ ５７５０および平坦な試料支持体を剛性の平坦な表面配置するステップと、ＴＬＡ ５７５０および試料支持を表面に固定するステップとを含む。それぞれの試料がＴａｂｅｒ試験で摩耗される前に、磨耗試験機材料（ＣＳ−１７）は、ガラスに接着される新しいＳ−１４リフェーシングストリップを使用して、ストリップの表面をリフェースする。磨耗試験機は、２５サイクル／分のサイクル速度および１インチ（２．５４ｃｍ）のストローク長さを使用して、１０回のリフェーシングサイクルを受け、追加的な重量の追加はなかった（すなわち、磨耗試験機を保持するスピンドルおよびコレットの組み合わせられた重量である約３５０ｇの全重量がリフェーシングの間に使用される）。次の手順には、試料を摩耗するためにＴＬＡ ５７５０を作動するステップにおいて、試料が磨耗試験機頭部と接触する試料支持において配置されるステップと、２５サイクル／分のサイクル速度および１インチ（２．５４ｃｍ）のストローク長さならびに、試料に適用される全重量が８５０ｇである（すなわち、５００ｇの補助重量は、スピンドルおよびコレットの３５０ｇの組み合わせられた重量に加えて適用される）ような重量を使用して、磨耗試験機頭部に適用される重量を担持するステップとを含む。この手順は、反復してそれぞれの試料において２つの摩耗トラックを形成するステップと、それぞれの試料におけるそれぞれ２つの摩耗トラックにおいて５００サイクルカウントに関してそれぞれの試料を摩耗させるステップを含む。
１つ以上の実施形態において、物品の前面１０１は上記のＴａｂｅｒ試験によって摩耗され、そして物品は、供給源ポート上の８ｍｍの直径を有する開口を使用して、商標Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ ｐｌｕｓ（登録商標）でＨａｚｅ−Ｇａｒｄ ｐｌｕｓによって供給される曇り度計を使用して擦過側面上で測定される場合、約５％以下の曇りを示す。
いくつかの実施形態において、Ｔａｂｅｒ試験後に測定された曇りは、約４％以下、約３％以下、約２％以下、約１％以下、約０．８％以下、約０．５％以下、約０．４％以下、約０．３％、約０．２％以下または約０．１％以下であってよい。
１つ以上の実施形態において、物品の前面１０１は、光散乱測定で測定されるように、Ｔａｂｅｒ試験によって摩耗された後、耐摩耗性を示し得る。１つ以上の実施形態において、光散乱測定は、Ｒａｄｉａｎｔ Ｚｅｍａｘ ＩＳ−ＳＡ（商標）器具を使用して実行される両指向性反射率分布関数（ＢＲＤＦ）または両指向性透過率分布関数（ＢＴＤＦ）測定を含む。この器具は、２＊Ｐｉステラジアン（反射または透過の全半球）に反射または透過のいずれかにおける全ての散乱光アウトプットを捕捉しながらも、垂直面から約８５度の反射入射および垂直面から約８５度の透過入射のいずれかの入力角を使用する光散乱を測定する適応性を有する。一実施形態において、物品１００は、直入射でＢＴＤＦを使用し、および選択された角度範囲、例えば、約１０°〜約８０°の極角、およびその中のいずれかの角度範囲において透過した散乱光を分析して測定される耐摩耗性を示す。角度の全方位範囲は、分析および集積化することができるか、または特定の方位角度スライス、例えば、約０°および９０°の方位角度から選択されることができる。線形摩耗の場合、摩耗方向に対して実質的に直角である方位方向は、光学散乱測定のノイズに対するシグナルを増加させるために利用されてもよい。１つ以上の実施形態において、物品は、Ｔａｂｅｒ試験の後、透過において直入射で、２ｍｍの開口で、および６００ｎｍの波長に設定されたモノクロメーターで、ＣＣＢＴＤＦモードでＲａｄｉａｎｔ Ｚｅｍａｘ ＩＳ−ＳＡ工具を使用する場合、かつ約１５°〜約６０°の範囲（例えば、具体的には約２０°）で極性散乱角度で評価される場合、前面１０１で測定される、約０．１未満、約０．０５以下、約０．０３以下、約０．０２以下、約０．０１以下、約０．００５以下または約０．００３以下（１／ステラジアンの単位で）の散乱光強度を示してもよい。透過の直入射は、その他の場合、透過の０度として既知であり得、これは器具ソフトウェアによって１８０°入射として示されてもよい。１つ以上の実施形態において、散乱光強度は、Ｔａｂｅｒ試験によって摩耗された試料の摩耗方向に対して実質的に直角な方位方向に沿って測定されてもよい。これらの光学強度値は、約５度を超える、約１０度を超える、約３０度を超える、または約４５度を超える極性散乱角度に散乱する入力光強度の約１％未満、約０．５％未満、約０．２％未満または約０．１％未満にも相当し得る。
一般的に言って、本明細書に記載される直入射におけるＢＴＤＦ試験は、両方とも試料（またはこの場合、前面１０１を摩耗した後の物品）を通した透過において散乱する光の量を測定するという点で、透過曇り測定に密接に関連する。ＢＴＤＦ測定は、曇り測定と比較して、より多くの感度、ならびにより詳細な角度情報を提供する。ＢＴＤＦは、異なる極性および方位角度への散乱の測定を可能にし、例えば、線形Ｔａｂｅｒ試験の摩耗方向に対して実質的に直角である方位角度への散乱を選択的に評価することを可能にする（これらは、線形摩耗からの散乱光が最高である角度である）。透過曇りは、本質的に、約２．５度＋／−より大きい極角の全半球への、直入射ＢＴＤＦで測定される全ての散乱光の集積である。
光学フィルム構造は、図１〜５に示すように、１つ以上の層を含んでもよい。これらの層の１つ以上は、光学的マネージメント機能（例えば、反射防止および／または無色透過率特性の提供）を提供しながらも、光学フィルム構造、したがって、物品１００に、耐擦傷性特性を与え得る。１つ以上の他の実施形態において、光学フィルム構造において最も厚い層は、光学フィルム構造、したがって、物品に、耐擦傷性特性を提供する。光学フィルム構造の層の厚さは、光学フィルム構造および／または物品の耐擦傷性を調整するために変更されてもよい。追加的に、または代わりに、光学フィルム構造の１つ以上の層は、光学フィルム構造および／または物品の光学特性を調整するために、特定の材料および／または材料特性を含んでもよい。例えば、層は、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せなどの透明誘電体物質を含んでもよい。
光学フィルム構造は、１μｍ以上の厚さを有してもよい。１つ以上の特定の実施形態において、光学フィルム構造の厚さは、約２μｍ以上であってもよい。１つ以上の他の実施形態において、光学フィルム構造の厚さは、約１μｍ〜約２０μｍ、約１μｍ〜約１５μｍ、約１μｍ〜約１０μｍ、約１μｍ〜約８μｍ、約１μｍ〜約５μｍ、約１．５μｍ〜約２０μｍ、約２μｍ〜約２０μｍ、約２．５μｍ〜約２０μｍ、約３μｍ〜約２０μｍの範囲、ならびにその間の全範囲および部分範囲であってよい。いくつかの実施形態において、光学フィルム構造は、約０．５μｍ〜約５μｍ、または約１μｍ〜約３μｍの範囲の厚さを有してもよい。特定の光学フィルム構造１２０は、約１．１μｍ、約１．３μｍ、約１．４μｍ、約１．５μｍ、約１．６μｍ、約１．７μｍ、約１．８μｍ、約１．９μｍ、約２．１μｍ、約２．２μｍ、約２．３μｍ、約２．４μｍ、約２．５μｍ、約２．６μｍ、約２．７μｍ、約２．８μｍ、約２．９μｍ、約３．０μｍ、約４μｍ、約５μｍ、約６μｍ、約７μｍ、約８μｍ、約９μｍ、約１０μｍ、約１５μｍまたは約２０μｍの厚さを有してもよい。
１つ以上の実施形態による光学フィルム構造は、可視スペクトルにおいて実質的に透明であり得るか、または透明であり得る。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、物品１００の反射率を維持するか、または低下させて、かつ故意に物品１００の反射率を増加させるいずれの材料も含まない。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、約１．８〜２．２の範囲の平均屈折率を有する。いくつかの実施形態において、光学フィルム構造（本明細書に記載される第１の層および／または第２の層を含む）は、約１０−４以下の４００ｎｍで測定される減衰係数値を示す。
光学フィルム構造は、以下の材料：ケイ素含有酸化物、ケイ素含有窒化物、ケイ素含有酸窒化物、アルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮおよびＡｌｘＳｉｙＮ）、アルミニウム含有酸窒化物（例えば、ｘおよびｙがゼロより大きいＡｌＯｘＮｙおよびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ）、ならびにアルミニウム含有酸化物の１つ以上を含んでよい。１つ以上の実施形態において、アルミニウム含有酸窒化物材料は、約６０原子％までのアルミニウム、約２０原子％までの酸素および約４０原子％までの窒素を含んでもよい。いくつかの実施形態において、アルミニウム含有酸窒化物材料は、約４５原子％〜約５５原子％（例えば、約５０原子％）の範囲の量のアルミニウム、約１２原子％〜約２０原子％（例えば、約１５原子％〜約１７原子％）の範囲の量の酸素、および約３０原子％〜約３５原子％（例えば、約３２原子％または約３３原子％）の範囲の量の窒素を含んでもよい。いくつかの実例において、アルミニウム含有酸窒化物材料中の酸素の量は、所望の結晶化度または結晶径（または径範囲）を提供するために変更されてもよい。いくつかの実施形態において、結晶径は、約５０ｎｍ未満、約２０ｎｍ未満または約１０ｎｍ未満に限定されてもよい。いくつかの場合、結晶径は約４ｎｍ〜約８ｎｍの範囲にあってもよい。窒素の量は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験によって測定される所望の硬度を提供するために制御されてもよい。酸素と比較して増加した窒素の量は、酸素の量と比較して少ない窒素を含むそのような層または物品より高い硬度を示すアルミニウム含有酸窒化物層、したがって、それを含む物品を提供し得る。さらに、酸素に対する窒素の量は屈折率を変更し得、したがって、物品の透過率および色シフトに影響し得る。上記の組成変更は、酸素および／または窒素を含む光学フィルム構造で使用されるいずれの材料にも適用可能である。
１つ以上の実施形態において、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙは、（ｕ＋ｖ）＝１および（ｘ＋ｙ）＝１である組成物を含む。１つ以上の実施形態において、ＡｌＯｘＮｙは、ｘ＋ｙ＝１およびｘ＜０．５である組成物を含む。
適切なアルミニウム含有酸化物の一例には、Ａｌ２Ｏ３が含まれる。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、ＡｌＯｘＮｙまたはＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙを含んでなる単層を含む。１つ以上の他の実施形態において、光学フィルム構造は、ｘが約０〜約１の範囲にあるＡｌＯｘＮｙまたはＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙを含んでもよい。１つ以上の他の実施形態において、光学フィルム構造は、他の金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、金属炭化物、金属ホウ化物、ダイヤモンド様炭素材料および／またはそれらの組合せを含んでもよい。典型的な金属には、アルミニウムおよびケイ素に加えて、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｈｆ、ＴａおよびＷが含まれる。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＡｌＮ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ならびに酸化アルミニウムおよび／または酸化ケイ素の少なくとも１つを含んでもよい。任意に、ＡｌＮおよび酸化アルミニウムを含む光学フィルム構造は、アルミニウム含有酸窒化物を含まなくてもよい。１つ以上の他の実施形態において、光学フィルム構造は、ＡｌＮおよびアルミニウム含有酸窒化物を含んでもよい。任意に、ＡｌＮおよびアルミニウム含有酸窒化物を含む光学フィルム構造は、アルミニウム含有酸化物を含まなくてもよい。特定の実施形態において、光学フィルム構造は、酸窒化アルミニウムを含んでなってもよく、アルミニウム含有酸化物、ＡｌＮおよびアルミニウム含有酸窒化物の全３種が光学フィルム構造に存在するように、酸素および窒素の量が変更されてもよい。光学フィルム構造は、光学フィルム構造が、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙおよびＳｉ３Ｎ４の１つ以上を含むように、ケイ素を含んでもよく、かつ酸素、窒素、ケイ素および／またはアルミニウムの量が、これらの材料のいずれか、および全てを提供するために変更されてもよい。
１つ以上である実施形態において、光学フィルム構造で使用される材料は、誘電性（すなわち、非導電性）でもよい。例えば、いくつかの実施形態において、光学フィルム構造は、本質的に誘電体物質からなっていてもよい。他の実施形態において、光学フィルム構造は、無機であるとして特徴づけられてよく、本質的に無機材料からなっている（すなわち、実質的に有機材料を含まない）ものとして特徴づけられてもよい。いくつかの場合、光学フィルム構造は、ＩＲ反射材料または層を含まず（すなわち、実質的に金属層を含まない）、かつ／または熱分解的に堆積された材料を含み得ない。他の実例において、光学フィルム構造は、透明な導電性酸化物材料を実質的に含み得ない。光学フィルム構造は、微粒子材料を実質的に含み得ない。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造に利用される材料は、光学フィルム構造の光学特性を最適化するために選択されてもよい。例えば、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙおよびＡｌＯｘＮｙは、視野角が物品の前面１０１から直入射（すなわち、０度）から斜入射に変化する場合に物品の反射率色座標および／または透過率色座標における変動を最小化するために、光学フィルム構造に利用されてもよい。斜入射は、０度より大きく、９０度未満（例えば、１０度以上、２０度以上、３０度以上、４０度以上、５０度以上、６０度以上、７０度以上、７５度以上、８０度以上、８５度以上、８６度以上、８７度以上、８８度以上、８９度以上または８９．５度以上）の範囲であってよい。
１つ以上の特定の実施形態において、光学フィルム構造における酸素および／または窒素の量、あるいは光学フィルム構造の１つ以上の層における酸素および／または窒素の量は、光学フィルム構造が、約５００ｎｍの波長において１．９を超える屈折率を有するように調整されてもよい。１つ以上の特定の実施形態において、酸素含有量および／または窒素含有量は、光学フィルム構造、あるいは光学フィルム構造の１つ以上の層が、約５００ｎｍの波長において、１．９２以上、１．９４以上、１．９６以上、１．９８以上、２．０以上、２．２以上、２．４以上または２．５以上の屈折率を示すように調整されてもよい。酸素含有量および／または窒素含有量は、光学フィルム構造の特定の層において調整されてもよい。例えば、酸素含有量および／または窒素含有量は、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙおよび／またはＡｌｘＳｉｙＮを含有する光学フィルム構造の層において、上記の様式で調整されてもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造で利用される材料は、光学フィルム構造の耐擦傷性を最適化するために選択されてもよい。例えば、Ｓｉ３Ｎ４および／またはＡｌＮは、光学フィルム構造１２０で利用される材料の少なくとも５０重量％を構成してもよい。Ｓｉ３Ｎ４および／またはＡｌＮは、任意に、光学フィルム構造１２０で利用される材料の５５重量％以上、６０重量％以上、６５重量％以上、７０重量％以上または７５重量％以上を構成してもよい。追加的に、または代わりに、酸素含有量は、硬度を調整するために変更されてもよく、そして／またはドーパントおよび合金は、光学フィルム構造１２０の潤滑度を変更するために使用されてもよい。
光学フィルム構造のために選択される材料は、イオン拡散バリア特性を付与し得る。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、基板１１０から、基板上に配置される他のフィルムまたは層（例えば、光学フィルム構造そのもの、またはいずれかの透明導電性酸化物層、反射防止層または他のそのような層）へのナトリウムイオンおよび／またはカリウムイオンの拡散に対して、拡散バリアを提供してもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、小グレイン多結晶質構造を有するＡｌＮを含んでもよい。１つ以上の特定の実施形態において、光学フィルム構造は、非晶質および／または微結晶質構造を有するＡｌＮを含んでもよい。理論によって束縛されることなく、光学フィルム構造における少なくともいくつかの非晶質構造の含有は、光学フィルム構造における亀裂の形成を防ぎ得、かつ／または亀裂または亀裂を引き起こす力からのエネルギーを分散させる等方性機械特性を付与すると考えられる。
図２に例示される実施形態において、物品２００は、基板１１０の対向する主要面１１２、１１４の１つにおいて配置される光学フィルム構造２２０を含む。図２に示される光学フィルム構造２２０は、表面２２１、第１の層２２２および第２の層２２４を含む。第１の層２２２は、第１の副層２２６が、基板１１０と第２の副層２２８との間に配置されるように、第１の副層２２６および第２の副層２２８（第２の副層表面２２９を有する）を含む。１つ以上の実施形態において、第１の層２２２は、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物、ＡｌＮまたはそれらの組合せを含んでもよく、かつ第２の層２２４は、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せなどの透明誘電体物質を含んでもよい。１つ以上の特定の実施形態において、第１の層２２２は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＡｌＮ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙまたはそれらの組合せを含んでもよい。１つの変形形態において、第１の副層２２６はＡｌ２Ｏ３を含んでもよい。別の変形形態において、第１の副層はＡｌＯｘＮｙを含んでもよい。さらにもう１つの変形形態において、第２の副層２２８はＡｌＮを含む。一実施形態において、光学フィルム構造２２０は、Ａｌ２Ｏ３を含んでなる第１の副層２２６およびＡｌＮを含む第２の副層２２８を含む第１の層２２２と、透明誘電体物質（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せ）を含む第２の層２２４とを含んでなる。もう１つの実施形態において、光学フィルム構造２２０は、ＡｌＯｘＮｙを含む第１の副層２２６およびＡｌＮを含む第２の副層２２８を有する第１の層２２２と、透明誘電体物質（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せ）を含む第２の層２２４とを含んでなる。第２の層の硬度は、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験で測定されるように、約７ＧＰａ〜約１０ＧＰａの範囲にあってもよい。Ａｌ２Ｏ３が第２の層２２４で利用される実施形態において、窒素および酸素ガス濃度は、光学フィルム構造の層を形成するためのＡｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙおよび／またはＡｌＮを形成するために変更することができる。
１つ以上の特定の実施形態において、第２の副層２２８は、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＡｌＮ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙまたはそれらの組合せを含むことができ、そして第１の副層２２６および／または第２の層２２４より実質的に厚いか、または厚い。１つ以上の実施形態において、第２の副層２２８は、第１の副層２２６および第２の層２２４の組み合わせられた厚さより実質的により大きいか、または大きい厚さを有する。１つの変形形態において、第２の副層２２８は、１μｍ以上の厚さを有してもよい。例えば、第２の副層２２８は、約１μｍ〜約３μｍ、または特に、約２μｍ〜約３μｍの範囲の厚さを有してもよい。特定の実施形態としては、約１．１μｍ以上、約１．２μｍ以上、約１．３μｍ以上、約１．４μｍ以上、約１．５μｍ以上、約１．６μｍ以上、約１．７μｍ以上、約１．８μｍ以上、約１．９μｍ以上、約２μｍ以上、約２．１μｍ以上、約２．２μｍ以上、約２．３μｍ以上、約２．４μｍ以上、約２．５μｍ以上、約２．６μｍ以上、約２．７μｍ以上、約２．８μｍ以上、約２．９μｍ以上または約３μｍ以上の厚さを有する第２の副層２２８が含まれてもよい。第２の副層２２８がＡｌＮを含む実施形態において、第２の副層の厚さは、約２μｍ以上でもよい。例えば、第２の副層は、約２．２μｍ以上、約２．３μｍ以上、約２．４μｍ以上、約２．５μｍ以上、約２．６μｍ以上、約２．７μｍ以上、約２．８μｍ以上、約２．９μｍ以上または約３μｍ以上の厚さを有してもよい。第１の副層２２６および第２の層２２４の典型的な厚さは、本明細書の実施例で例示され、かつ本明細書に記載される光学特性を提供するために変更することができる。
いくつかの実施形態において、第２の層２２４は、約２００ｎｍ未満（例えば、約１ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約２０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約４０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約５０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約６０ｎｍ〜約２００ｎｍ、約１ｎｍ〜約１８０ｎｍ、約１ｎｍ〜約１６０ｎｍ、約１ｎｍ〜約１４０ｎｍ、約１ｎｍ〜約１２０ｎｍ、約１ｎｍ〜約１００ｎｍ、または約１０ｎｍ〜約１５０ｎｍの範囲）の厚さを有してもよい。いくつかの場合、第２の層２２４は、光学フィルム構造の最外層であってもよく、場合によっては、本明細書に記載される物品の最外層でもよい（したがって、物品の前面１０１を形成する）。いくつかの場合、前面１０１が摩耗を受け、いずれの摩耗ダメージの可視性も低下した後、第２の層２２４は光散乱を低減させる。理論によって束縛されることなく、第２の層２２４は、以下により完全に記載される、光散乱を低減させて、したがって擦傷またはダメージ可視性を低下させる低屈折率材料を含んでもよい。いくつかの実施形態において、第２の層２２４は、光学フィルム構造の他の層と比較して低下した硬度を有し得、および単一接触事象または複数の接触事象擦傷ダメージと関連し得る摩擦による亀裂などのダメージモードのいくつかを抑制し得る。
いくつかの実施形態において、より厚い第２の副層２２８（例えば、約５μｍまたは約１０μｍより大きい厚さを有するもの）の使用によって、光学特性の向上が提供される。例えば、いくつかの実例において、より厚い副層２２８の使用は、角度メタメリズムを低下させるか、または排除する。角度メタメリズムは、視野角が斜入射にある時の透過率または反射率における知覚色変化をもたらす。光学フィルムのいくつかのデザインにおいて、反射率スペクトルまたは透過率スペクトルは、可視スペクトルにおける振動を含む。ある種の条件において、これらの振動は、視野角が直入射から斜入射まで変化する時に移動する。発光物の線幅（例えば、Ｆ０２発光物のスペクトル成分の線幅）が狭い場合、振動のこの運動は、（透過率または反射率における）色の変化として、より容易に知覚される（したがって、角度メタメリズムが存在する）。発光物の線幅（例えば、Ｄ６５発光物のスペクトル成分の線幅）がより広い場合、振動の運動は、（透過率または反射率における）色の変化として、容易に知覚されないか、または知覚されない（したがって、角度メタメリズムは低下するか、または排除される）。理論によって束縛されることなく、より厚い第２の副層の使用によって、全てまたは特定の発光物における角度メタメリズムが少なくとも低下させるか、または排除され得ると考えられる。そのような発光物は、ＣＩＥによって決定される標準光源、例えば、Ａ発光物（タングステンフィラメント照明を表す）、Ｂ発光物（日光をシミュレーションする発光物）、Ｃ発光物（日光をシミュレーションする発光物）、Ｄシリーズ発光物（天然日光を表す）、およびＦシリーズ発光物（さまざまな蛍光灯を表す）を含む。特定の実施形態において、より厚い第２の副層の使用は、Ｆ０２発光物における角度メタメリズムを低下さ得るか、または排除し得る。角度メタメリズムは、視野角が、直入射から、約０度〜約８０度、約０度〜約７５度、約０度〜約７０度、約０度〜約６５度、約０度〜約６０度、約０度〜約５５度、約０度〜約５０度、約０度〜約４５度、約０度〜約４０度、約０度〜約３５度、約０度〜約３０度、約０度〜約２５度、約０度〜約２０度、約０度〜約１５度、約５度〜約８０度、約５度〜約８０度、約５度〜約７０度、約５度〜約６５度、約５度〜約６０度、約５度〜約５５度、約５度〜約５０度、約５度〜約４５度、約５度〜約４０度、約５度〜約３５度、約５度〜約３０度、約５度〜約２５度、約５度〜約２０度、約５度〜約１５度の範囲、ならびにそれらの間の全範囲および部分範囲の斜入射にある場合、より厚い第２の副層を用いることによって低下され得るか、または排除され得る。光学フィルムは、直入射から約０度〜約８０度の範囲の全ての斜入射角度において、角度メタメリズムの低下を示してもよい。
第１の副層２２６の屈折率は、約１．４５〜約１．８の範囲にあってもよい。１つ以上の特定の実施形態において、第１の副層２２６の屈折率は、約１．６〜約１．７５の範囲にあってもよい。例えば、第１の副層２２６の屈折率は、１．４５、１．４６、１．４７、１．４８、１．４９、１．５、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、１．５６、１．５７、１．５８、１．５９、１．６０、１．６１、１．６２、１．６３、１．６４、１．６５、１．６６、１．６７、１．６８、１．６９、１．７０、１．７１、１．７２、１．７３、１．７４、１．７６、１．７７、１．７８、１．７９、１．８、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよく、これは第１の副層に沿った位置に存在し得る。第２の副層２２８の屈折率は、約１．８〜約２．２の範囲にあってもよい。１つ以上の実施形態において、第２の副層の屈折率は、約２．０〜約２．１５であってもよい。例えば、第２の副層２２８の屈折率は、１．８、１．８２、１．８４、１．８６、１．８８、１．９０、１．９２、１．９４、１．９６、１．９８、１．９９、２．０、２．０２、２．０４、２．０６、２．０８、２．１、２．１２、２．１４、２．１５、２．１６、２．１８、２．２、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよく、これは第２の副層に沿った位置に存在し得る。第２層２２４の屈折率は、約１．４〜約１．６の範囲（例えば、約１．４６±０．０３）であってもよい。特定の実施形態において、第２の層２２４は、約１．４５〜約１．５５の範囲の屈折率を有してもよい。例えば、第２の層２２４の屈折率は、１．４、１．４２、１．４４、１．４６、１．４８、１．５０、１．５２、１．５４、１．５６、１．５８、１．６、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよく、これは第２の層に沿った位置に存在し得る。
図７は、一般に、図２に例示される光学フィルム構造２２０の光学特性を例示する。グラフ中、ｘ軸上の厚さの値は、基板１１０から離れて移動する方向の、光学フィルム構造２２０の厚さを示す。光学フィルム構造２２０の屈折率の値はｙ軸上で提供され、光学フィルム構造の厚さに沿った屈折率の変化を示す。図７のグラフは、基板１１０（または基板１１０と光学フィルム構造２２０との間の他のいずれかの層）、あるいは空気（または光学フィルム構造２２０上に配置される他のいずれかの層）の屈折率を考慮しない。基板１１０と第１の副層２２６との間の界面は、番号６００によって示され、第１の副層２２６と第２の副層２２８との間の界面は、番号６１０によって示され、第２の副層２２８と第２の層２２４との間の界面は、番号６２０によって示され、そして第２の層２２４と空気との間の界面は、番号６３０によって示される。図７に示すように、第１の副層２２６および第２の層２２４の屈折率は、第２の副層２２８の屈折率より小さい。１つの特定の実施形態において、第１の副層２２６は約１．７５の屈折率を有し、第２の副層は約２．１の屈折率を有し、そして第２の層２２４は約１．５の屈折率を有する。図７中、第２の副層２２８は、第１の副層２２６および第２の層２２４より大きい厚さを有する。
図３に例示される実施形態において、物品３００は、基板１１０の対向する主要面１１２、１１４の１つにおいて配置される光学フィルム構造３２０を含む。図３に示される光学フィルム構造３２０は、第１の層３２２および第２の層３２４を含む。第１の層３２２は、第１の副層３２６、第２の副層３２８および第３の副層３３０を含む。図３に示される実施形態において、第１の層３２２中、第２の副層３２８は、第１の副層３２６と第３の副層３３０との間にある。第１の副層３２６は、基板１１０と第２の副層３２８との間に配置され、一方、第３の副層３３０は、第２の副層３２８と第２の層３２４との間に配置される。１つ以上の実施形態において、第１の層３２２は、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物、ＡｌＮまたはそれらの組合せを含んでもよく、そして透明誘電体物質（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ならびに他の同様の材料、およびそれらの組合せ）をさらに含んでもよい。１つ以上の特定の実施形態において、第１の層３２２は、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙまたはそれらの組合せを含んでもよく、そして透明誘電体物質（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ならびに他の同様の材料、およびそれらの組合せ）をさらに含んでもよい。第２の層３２４は、透明誘電体物質（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３、ならびに他の同様の材料、およびそれらの組合せ）を含んでもよい。１つの変形形態において、第１の副層３２６はＡｌＮを含んでもよく、第２の副層３２８はＳｉＯ２を含んでもよく、そして第３の副層３３０はＡｌＮを含んでもよい。別の変形形態において、第１の副層３２６はＡｌＮを含んでもよく、第２の副層３２８はＡｌ２Ｏ３を含んでもよく、そして第３の副層３３０はＡｌＮを含んでもよい。Ａｌ２Ｏ３が第２の副層３２８および第２の層３２４で利用される実施形態において、窒素および酸素ガス濃度は、光学フィルム構造の層を形成するためのＡｌ２Ｏ３またはＡｌＮのいずれかを形成するために変更することができる。
１つ以上の特定の実施形態において、第１の副層３２６および第３の副層３３０は、第２の副層３２８または第２の層３２４のいずれかの厚さより大きいか、または実質的に大きいそれぞれの厚さを有し得るか、または組み合わされた厚さを有し得る。１つ以上の実施形態において、第１の副層３２６および第３の副層３３０は、第２の副層３２８および第２の層３２４の組み合わされた厚さより大きいか、または実質的に大きいそれぞれの厚さを有し得るか、または組み合わされた厚さを有し得る。１つの変形形態において、第１の副層３２６および／または第３の副層３３０は、約１μｍ以上のそれぞれの、または組み合わされた厚さを有してもよい。例えば、第１の副層３２６および／または第３の副層３３０は、約１．１μｍ以上、約１．２μｍ以上、約１．３μｍ以上、約１．４μｍ以上、約１．５μｍ以上、約１．６μｍ以上、約１．７μｍ以上、約１．８μｍ以上、約１．９μｍ以上、または約２μｍ以上のそれぞれの、または組み合わされた厚さを有してもよい。第１の副層３２６および／または第３の副層３３０がＡｌＮを含む実施形態において、これらの副層３２６、３３０の厚さは、約２μｍ以上のそれぞれの、または組み合わされた厚さを有してもよい。例えば、第１の副層３２６および／または第３の副層３３０は、約２．１μｍ以上、約２．２μｍ以上、約２．３μｍ以上、約２．４μｍ以上、約２．５μｍ以上、約２．６μｍ以上、約２．７μｍ以上、約２．８μｍ以上、約２．９μｍ以上または約３μｍ以上のそれぞれの、または組み合わされた厚さを有してもよい。１つ以上の実施形態において、第１の副層３２６は、第３の副層３３０と同一あるか、または異なる厚さを有してもよい。第１の副層３２６は、第３の副層３３０の厚さより大きいか、またはそれ未満の厚さを有してもよい。１つ以上の実施形態において、第２の副層３２８およびと第２の層３２４の厚さは同一である。１つ以上の他の実施形態において、光学フィルム構造３２０は、第１および第３の副層３２６、３３０が厚く、そして第２の副層３２８および第２の層３２４が、第１および第３の副層３２６、３３０と比べて薄い厚／薄／厚／薄の厚さ体制を有する。
第１の副層３２６の屈折率は、約１．７〜約２．１の範囲にあってもよい。例えば、第１の副層３２６の屈折率は、１．７０、１．７２、１．７４、１．７６、１．７８、１．８０、１．８２、１．８４、１．８６、１．８８、１．９０、１．９２、１．９４、１．９６、１．９８、２．０、２．１、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよい。１つ以上の他の実施形態において、屈折率は、第１の副層３２６の硬度の増大に関連する。第３の副層３３０の屈折率は、約１．７〜約２．１の範囲にあってもよい。１つ以上の実施形態において、第３の副層３３０の屈折率は、約２．０〜約２．１の範囲にあってもよい。例えば、第３の副層３３０の屈折率は、１．７０、１．７２、１．７４、１．７６、１．７８、１．８０、１．８２、１．８４、１．８６、１．８８、１．９０、１．９２、１．９４、１．９６、１．９８、２．０、２．１、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよい。１つ以上の他の実施形態において、屈折率は、第１の副層３２６の硬度の増大に関連する。第２の副層３２８の屈折率は、約１．４５〜約１．８の範囲にあってもよい。１つ以上の実施形態において、第２の副層３２８の屈折率は、約１．６５〜約１．７５の範囲にあってもよい。例えば、第２の副層３２８の屈折率は、１．４５、１．４６、１．４８、１．５０、１．５２、１．５４、１．５６、１．５８、１．６０、１．６２、１．６４、１．６５、１．６６、１．６７、１．６８、１．６９、１．７０、１．７１、１．７２、１．７３、１．７４、１．７５、１．７６、１．７８、１．８、ならびにその間の全範囲および部分範囲でもよい。第２の層３２４の屈折率は、約１．４５〜約１．８の範囲であってよい。１つ以上の実施形態において、第２の副層３２８の屈折率は、約１．４５〜約１．５５の範囲にあってもよい。例えば、第２の副層３２８の屈折率は、１．４５、１．４６、１．４７、１．４８、１．４９、１．５０、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、１．５６、１．５８、１．６０、１．６２、１．６４、１．６５、１．６６、１．６７、１．６８、１．６９、１．７０、１．７１、１．７２、１．７３、１．７４、１．７５、１．７６、１．７８、１．８、ならびにその間の全範囲および部分範囲でもよい。
図８は、一般に、図３に例示される光学フィルム構造３２０の光学特性を示す。グラフ中、ｘ軸上の厚さの値は、基板１１０から離れて移動する方向の、光学フィルム構造３２０の厚さを示す。光学フィルム構造３２０の屈折率の値はｙ軸上で提供され、光学フィルム構造の厚さに沿った屈折率の変化を示す。図８中、グラフは、基板１１０（または基板１１０と光学フィルム構造３２０との間の他のいずれかの層）、あるいは空気（または光学フィルム構造３２０上に配置される他のいずれかの層）の屈折率を考慮しない。基板１１０と第１の副層３２６との間の界面は、番号７００によって示され、第１の副層３２６と第２の副層３２８との間の界面は、番号７１０によって示され、第２の副層３２８と第３の副層３３０との間の界面は、番号７２０によって示され、第３の副層３３０と第２の層３２４との間の界面は、番号７３０によって示され、そして第２の層３２４と空気との間の界面は、番号７４０によって示される。図８に示すように、第１の副層３２６および第３の層３３０の屈折率は、第２の副層３２８の屈折率および第２の層３２４の屈折率より大きい。図８に示される実施形態において、第１の副層３２６および第３の副層３３０の屈折率は互いに等しいように示され、そして第２の副層３２８および第２の層３２４の屈折率は互いに等しいように示される。１つ以上の他の実施形態において、第１の副層３２６の屈折率は、第３の副層３３０の屈折率とは異なってもよく、そして第２の副層３２８の屈折率は、第２の層３２４の屈折率とは異なってもよい。図８中、第１および第３の副層３２６、３３０の厚さは、第２の副層３２８および第２の層３２４の厚さより大きいものとして示される。加えて、第３の副層３３０の厚さは、第１の副層３２６の厚さより大きいように示されるが、第１の副層３２６が、第３の副層３３０より大きい厚さを有することも可能であり得る。
図４に示される実施形態において、物品４００は、基板１１０の対向する主要面１１２、１１４の１つにおいて配置される光学フィルム構造４２０を含む。図４に示される光学フィルム構造４２０は、第１の層４２２および第２の層４２４を含む。第１の層４２２は、ケイ素含有酸化物、ケイ素含有酸窒化物、窒化ケイ素、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物（例えば、ＡｌＯｘＮｙおよびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ）、アルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮおよびＡｌｘＳｉｙＮ）、またはそれらの組合せを含む。第２の層４２４は、透明誘電体物質（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せ）を含んでもよい。
第１の層４２２は、酸素含有量勾配、窒素含有量勾配、ケイ素含有量勾配およびアルミニウム含有量勾配の少なくとも１つ、ならびにそれらの様々な組合せを含んでもよい。本明細書で使用される場合、「勾配」という用語は、層の組成中の元素の原子％における変動を示す。元素の原子％の変動は、層の複数の副層の間で生じてもよい。いくつかの場合には、勾配を有する層を形成するために、互いと異なる元素の原子％を有する、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０または１３０の副層が利用されてもよい。酸素勾配を含む層において、層と基板１１０との間の界面またはその付近の層の組成における酸素（原子％）の量は、層と別の層（例えば、第１の層および第２の層）との間の界面またはその付近、およびそれらの間の他の領域の層の組成における酸素（原子％）の量とは異なってもよい。
１つ以上の実施形態において、組成勾配は、ケイ素およびアルミニウムの原子％が、互いに独立して、または互いに関連して、第１の層の厚さに沿って変化するケイ素／アルミニウム組成勾配を含んでもよい。他の実施形態において、構成勾配は、酸素および窒素の原子％が、互いに独立して、または互いに関連して、第１の層の厚さに沿って変化する酸素／窒素組成勾配を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、基板１１０と第１の層４２２との間の界面またはその付近の酸素対窒素の比率は、第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面またはその付近の酸素対窒素の比率より大きくてもよい。例えば、基板１１０と第１の層４２２との間の界面またはその付近における第１の層４２２に存在する窒素は、非常に少なくなり得るか、または窒素は存在し得ず、かつ／あるいは第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面の界面またはその付近における第１の層４２２に存在する酸素は、非常に少なくなり得るか、または窒素は存在し得ない。１つ以上の実施形態において、基板１１０と第１の層４２２との間の界面またはその付近のケイ素対アルミニウムの比率は、第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面またはその付近のケイ素対アルミニウムの比率より大きくてもよい。例えば、基板１１０と第１の層４２２との間の界面またはその付近における第１の層４２２に存在するアルミニウムは、非常に少なくなり得るか、またはアルミニウムは存在し得ず、かつ／あるいは第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面の界面またはその付近における第１の層４２２に存在するケイ素は、非常に少なくなり得るか、またはケイ素は存在し得ない。
１つ以上の実施形態において、酸素含有量勾配および／または窒素含有量勾配は、堆積プロセス（すなわち、光学フィルム構造が基板上へ堆積される堆積チャンバー）に導入される酸素ガスおよび／または窒素ガスの流速によって制御されてもよい。酸素または窒素含有量を増加させるためには、酸素または窒素の流速を増加させる。いくつかの実施形態において、アルミニウムおよび／またはケイ素勾配は、アルミニウムおよび／またはケイ素供給源物質に向けられる電力を制御することによって制御されてもよい（例えば、光学フィルム構造を形成するためにスパッタリングが使用される場合、アルミニウムおよび／またはケイ素スパッタリングターゲットに向けられる電力は制御される）。アルミニウムまたはケイ素含有量を増加させるためには、アルミニウムおよび／またはケイ素供給源物質に向けられる電力を増加させる。
第１の層４２２における酸素および／またはケイ素の含有量は、図６Ａにおいて例示されるように、基板１１０から離れて移動する厚さｔに沿って移動して、第１の層４２２の厚さｔに沿って減少してもよい。酸素含有量および／またはケイ素含有量勾配は、第１の層４２２の全厚さｔに沿って延在してもよい。別の変形形態において、酸素含有量および／またはケイ素含有量勾配は、第１の層４２２の一部分の厚さｔに沿って延在してもよく、一方、第１の層４２２の残りの部分は、酸素含有量および／またはケイ素含有量勾配を含まなくてもよく、したがって、一定の酸素および／またはケイ素含有量を有してもよい（酸素および／またはケイ素を含まなくてもよい）。例えば、酸素含有量および／またはケイ素含有量勾配は、光学フィルム構造と基板１１０との間の界面、あるいは基板１１０と酸素含有量および／またはケイ素含有量勾配を含有する層との間の他の層、例えば、中間層まで続いてもよく、これについては、以下に詳細に説明される。あるいは、酸素含有量および／またはケイ素含有量勾配は、基板１１０、または基板１１０と第１の層４２２の間に配置される中間層からある距離において停止してもよい。１つ以上の実施形態において、第１の層４２２の酸素含有量および／またはケイ素含有量は、光学フィルム構造４２０と基板１１０との間の界面の付近で最大であってよく、かつ、第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面の付近で最少となってよい。１つ以上の実施形態において、第１の層４２２の組成は、第１の層４２２の酸素含有量および／またはケイ素含有量次第であり得る。例えば、第１の層４２２は、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域において最高酸素含有量および／またはケイ素含有量を含んでもよい。図５に示される実施形態のように、第１の層４２２は、第２の層４２４に隣接する第１の層４２２の領域において、最低酸素含有量および／またはケイ素含有量を含んでもよい。
１つ以上の特定の実施形態において、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域は、最高酸素含有量を含み、かつ窒素含有量を含まなくてもよい（すなわち、ｙ＝０）。１つのそのような特定の実施形態において、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域は、Ａｌ２Ｏ３、ＳｉＯ２またはそれらの組合せを含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、第１の層４２２は、アルミニウム含有量勾配および／または窒素含有量勾配を含んでもよい。第１の層４２２におけるアルミニウムおよび／または窒素の含有量は、図６Ｂにおいて例示されるように、基板１１０から離れて移動する厚さｔに沿って移動して、第１の層４２２の厚さｔに沿って増加する。アルミニウム含有量および／または窒素含有量勾配は、第１の層４２２の全厚さｔに沿って延在してもよい。別の変形形態において、アルミニウム含有量および／または窒素含有量勾配は、第１の層４２２の一部分の厚さｔに沿って延在してもよく、一方、第１の層４２２の残りの部分は、アルミニウム含有量および／または窒素含有量勾配を含まなくてもよく、したがって、一定のアルミニウム含有量および／または窒素含有量を有してもよい（アルミニウムおよび／または窒素を含まなくてもよい）。例えば、アルミニウム含有量および／または窒素含有量勾配は、光学フィルム構造と基板１１０との間の界面、あるいは基板１１０とアルミニウム含有量および／または窒素含有量勾配を含有する層との間の他の層、例えば、中間層まで続いてもよく、これについては、以下に詳細に説明される。あるいは、アルミニウム含有量および／または窒素含有量勾配は、基板１１０、または基板１１０と第１の層４２２の間に配置される中間層からある距離において停止してもよい。１つ以上の実施形態において、第１の層４２２のアルミニウム含有量および／または窒素含有量は、光学フィルム構造４２０と基板１１０との間の界面の付近で最低であってよく、かつ、第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面の付近で最大となってよい。図６Ｂは、第１の層４２２の相対的なアルミニウム含有量および／または窒素含有量を例示する。１つ以上の実施形態において、第１の層４２２は、第１の層４２２のケイ素含有量、酸素含有量、アルミニウム含有量および／または窒素含有量に応じて、酸化ケイ素、ケイ素酸窒化物、窒化ケイ素、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物（例えば、ＡｌＯｘＮｙおよびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ）またはアルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮおよびＡｌｘＳｉｙＮ）を含む。例えば、第１の層４２２は、図６Ａに示すように、第２の層４２４に隣接する第１の層４２２の領域において、最低ケイ素含有量および／または酸素含有量を含んでもよい。図６Ａに示されるように、第１の層４２２は、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域において、最高ケイ素含有量および／または酸素含有量を含んでもよい。図４Ａは、第１の層４２２が、ケイ素勾配、アルミニウム勾配、酸素勾配および窒素勾配を含む実施形態を例示する。図４Ａ中、ケイ素および酸素含有量は、基板１１０から離れて移動する方向の厚さとともに減少し、そしてアルミニウムおよび窒素含有量は、基板１１０から離れて移動する方向の厚さにおいて増加させる。ケイ素、アルミニウム、酸素および窒素のそれぞれの相対的な量は、図４Ａに示されるが、ケイ素、アルミニウム、酸素および窒素の含有量の変化は、線形または一貫していなくてもよく、そしてＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮおよびＡｌＮの混合物が、第１の層４２２の様々な厚さにおいて存在してもよいことは留意されるべきである。
基板１１０に隣接する領域と第２の層４２４に隣接する領域との間で、第１の層４２２は、ＡｌＯｘＮｙ（式中、ｘおよびｙは存在する窒素の量次第であり、かつ基板１１０から離れて移動する方向の厚さｔに沿って窒素含有量が増加すると、変化してもよい）を含んでもよい。そのうえ、基板１１０に隣接する領域と第２の層４２４に隣接する領域との間で、第１の層４２２は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ（式中、（ｕ＋ｖ）＝１および（ｘ＋ｙ）＝１である）またはＳｉＯｘＮｙ（式中、ｘおよびｙは存在する窒素および／またはアルミニウムの量次第であり、かつ基板１１０から離れて移動する方向の厚さｔに沿って窒素含有量および／またはアルミニウム含有量が増加すると、変化する）を含んでもよい。
別の実施形態において、第１の層は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙおよび／またはＳｉＯｘＮｙ（式中、厚さｔに沿った第１の層４２２の少なくとも１つの領域において、ｘまたはｙはゼロに等しくてもよい）を含む。１つ以上の特定の実施形態において、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域は、窒素含有量を含まず、かつ最高酸素含有量（すなわち、ｙ＝０）を含んでもよい。そのような特定の実施形態において、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域は、ＳｉＯ２を含んでもよい。別の特定の実施形態において、第２の層４２４に隣接する第１の層４２２の領域は、最高窒素含有量および／または最高アルミニウム含有量、ならびに最低酸素含有量および／または最低ケイ素含有量を含んでもよい。そのような実施形態において、第２の層４２４に隣接する第１の層４２２の領域は、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４またはＡｌｘＳｉｙＮを含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、第１の層４２２は、基板１１０に隣接するＳｉＯ２を含むか、あるいはケイ素および／または酸素が豊富であってもよく、かつアルミニウムおよび／または窒素が不足もしくは欠如していてもよい。１つ以上の実施形態において、第１の層４２２は、第２の層４２４に隣接するＡｌＮを含むか、あるいはアルミニウムおよび／または窒素が豊富であってもよく、かつケイ素および／または酸素が不足もしくは欠如していてもよい。
別の実施形態において、第１の層は、ＡｌＯｘＮｙ（式中、厚さｔに沿った第１の層４２２の少なくとも１つの領域において、ｙはゼロに等しくてもよい）を含む。１つ以上の特定の実施形態において、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域は、最高酸素含有量を含んでもよく、かつ窒素含有量を含まなくてもよい（すなわち、ｙ＝０）。１つのそのような特定の実施形態において、基板１１０に隣接する第１の層４２２の領域は、Ａｌ２Ｏ３を含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、層４２２の組成は、視野角が直入射（すなわち、０度）から斜入射に変化する場合に反射率色点における変動を最小化するために、調整されてもよい。そのような実施形態において、層４２２の組成は、第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面の付近の組成、第１の層が、ＡｌＮ、ＡｌｘＳｉｙＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ（式中、ｘ＜０．１）またはＡｌＯｘＮｙ（式中、ｘ＜０．１）を含んでなるようにグラデュエーション化される。
１つ以上の特定の実施形態において、第１の層４２２は、第２の層４２４の厚さよりも実質的により大きいか、または大きい厚さを有する。１つの変形形態において、第１の層４２２は１μｍ以上の厚さを有する。例えば、第１の層４２２は、１．１μｍ以上、１．２μｍ以上、１．３μｍ以上、１．４μｍ以上、１．５μｍ以上、１．６μｍ以上、１．７μｍ以上、１．８μｍ以上、１．９μｍ以上、２μｍ以上、２．１μｍ以上、２．２μｍ以上、２．３μｍ以上、２．４μｍ以上、２．５μｍ以上、２．６μｍ以上、２．７μｍ以上、２．８μｍ以上、２．９μｍ以上または３μｍ以上の厚さを有してもよい。
図４に示される実施形態において、第１の層４２２の屈折率は、約１．６〜約２．１の範囲にあってもよい。例えば、第１の層４２２の屈折率は、１．６、１．６２、１．６４、１．６６、１．６８、１．７０、１．７２、１．７４、１．７６、１．７８、１．８０、１．８２、１．８４、１．８６、１．８８、１．９０、１．９２、１．９４、１．９６、１．９８、２．０、２．１、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよい。第２の層４２４の屈折率は、約１．４５〜約１．５５の範囲にあってもよい。例えば、第２の層４２４の屈折率は、１．４５、１．４６、１．４７、１．４８、１．４９、１．５０、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよい。以下により詳細に説明されるように、光学フィルム構造４２０の第１の層４２２は、屈折率勾配を有してもよい。
Ａｌ２Ｏ３が第２の層４２４に利用される実施形態において、窒素および酸素ガス濃度は、光学フィルム構造の層を形成するためのＡｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙおよび／またはＡｌＮのいずかを形成するために変更することができる。
１つ以上の他の実施形態において、光学フィルム構造４２０は、第２の層４２４を含まなくてもよく、かつ第１の層４２２のみを含んでもよい。
図９は、一般に、図４に例示される光学フィルム構造４２０の光学特性を例示する。グラフ中、ｘ軸上の厚さ値は、基板１１０から離れて移動する方向における光学フィルム構造４２０の厚さを示す。光学フィルム構造４２０の屈折率値はｙ軸上で提供され、光学フィルム構造の厚さに沿った屈折率の変化を示す。図９中、グラフは、基板１１０（または基板１１０と光学フィルム構造４２０との間の他のいずれかの層）、あるいは空気（または光学フィルム構造４２０上に配置される他のいずれかの層）の屈折率を考慮しない。基板１１０と第１の層４２２との間の界面は、番号８００によって示され、第１の層４２２と第２の層４２４との間の界面は、番号８１０によって示され、第２の層４２４と空気との間の界面は、番号８２０によって示される。図９に示すように、第１の層４２２の屈折率は、基板１１０（または基板と第１の層との間の界面８００）から離れて移動する厚さに沿って増加させる。１つ以上の実施形態において、屈折率は、第１の層４２２の酸素含有量の変化とともに変化する。図９中、第１の層４２２の屈折率は、第１の層４２２のより広い部分に関して、第２の層４２４の屈折率より大きい。言い換えると、第１の層４２２のより大きい部分は、第２の層４２４より高い屈折率を有する。図９中、第１の層４２２の厚さは、第２の層４２４の厚さより大きいものとして示される。
図５は、基板１１０の対向した主要面１１２、１１４の１つの上で配置される光学フィルム構造５２０を含む物品５００を例示する。図５に示される光学フィルム構造５２０は、第１の層５２２および第２の層５２４を含む。第１の層５２２は、ケイ素含有酸化物、ケイ素含有酸窒化物、窒化ケイ素、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物（例えば、ＡｌＯｘＮｙおよびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ）、アルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮおよびＡｌｘＳｉｙＮ）、またはそれらの組合せを含む。第２の層５２４は、透明誘電体物質（例えば、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ｙ２Ｏ３および他の同様の材料、ならびにそれらの組合せ）、あるいはそれらの組合せを含んでもよい。第１の層５２２は、第１の副層５２６および第２の副層５２８を含む。第１の副層５２６は、光学フィルム構造４２０に関して記載されるように、酸素含有量勾配、窒素含有量勾配、ケイ素含有量勾配およびアルミニウム含有量勾配、ならびにそれらの様々な組合せを含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、第１の副層５２６は、第１の副層５２６の酸素含有量、ケイ素含有量、窒素含有量および／またはアルミニウム含有量次第で、ケイ素含有酸化物、ケイ素含有酸窒化物、窒化ケイ素、アルミニウム含有酸化物、アルミニウム含有酸窒化物（例えば、ＡｌＯｘＮｙおよびＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ）、アルミニウム含有窒化物（例えば、ＡｌＮおよびＡｌｘＳｉｙＮ）、ならびに／あるいはそれらの組合せを含む。特定の実施形態において、第１の副層５２６は、ＡｌＮおよび／またはＳｉ３Ｎ４を含まなくてもよい。言い換えると、１つ以上の特定の実施形態の第１の副層５２６は、厚さｔを通して酸素を含むが、酸素の量は厚さｔに沿って変化する。第２の副層５２８は、ＡｌＮおよび／またはＳｉ３Ｎ４を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、第２の副層５２８は、いずれかの故意に含まれた酸素を含まなくてもよい。したがって、１つ以上の実施形態において、第１の層５２２の酸素含有量勾配は、第１の副層５２６の厚さｔのみに沿って延在してもよいが、第２の副層５２８は、酸素を含まなくてもよい。
図５Ａは、第１の副層５２６が、ケイ素勾配、アルミニウム勾配、酸素勾配および窒素勾配を含む実施形態を例示する。５Ａ図中、ケイ素および酸素含有量は、基板１１０から離れて移動する方向の厚さにおいて減少し、かつアルミニウムおよび窒素含有量は、基板１１０から離れて移動する方向の厚さにおいて増加させる。ケイ素、アルミニウム、酸素および窒素のそれぞれの相対的な量が示されるが、ケイ素、アルミニウム、酸素および窒素の含有量の変化は、線形または一貫していなくてもよく、そしてＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮおよびＡｌＮの混合物が、第１の副層５２６の様々な厚さにおいて存在してもよいことは留意されるべきである。１つ以上の実施形態において、第１の副層はＡｌＮを含まなくてもよく、かつＳｉＯ２、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙおよび／またはＡｌｘＳｉｙＮのみを含んでもよく、かつ第２の副層は、ＡｌＮを含んでもよい。
１つ以上の実施形態において、基板１１０から離れて移動する方向における、第１の層４２２または第１の副層５２６の厚さｔに沿った酸素、ケイ素、アルミニウムおよび／または窒素含有量の減少または増加は一定であってよい。１つ以上の他の実施形態において、酸素、ケイ素、アルミニウムおよび／または窒素の減少または増加は一定ではない。酸素、ケイ素、アルミニウムおよび／または窒素の減少または増加が一定ではない、そのような実施形態において、酸素、ケイ素、アルミニウムおよび／または窒素は、基板１１０から離れて移動する方向において厚さｔの部分に沿って減少するか、または一定のままであるが、第１の層４２２または第１の副層５２６のそれぞれの酸素、ケイ素、アルミニウムおよび／または窒素含有量は、一般的な傾向として、基板１１０から離れて移動する方向において厚さｔに沿って増加または減少することは理解されるであろう。例えば、本明細書に開示される酸素含有量勾配を有する光学フィルム構造の層は、基板１１０から離れて移動する方向において厚さｔに沿って酸素含有量の増加を含まない。第１の層４２２または第１の副層５２６の厚さｔの部分に沿って、酸素含有量が減少するか、または一定のままである実施形態の酸素含有量勾配は、「階段状」酸素含有量勾配と呼ばれてもよく、あるいは第１の層４２２または第１の副層５２６の厚さに沿って階段状に減少する酸素含有量を有すると記載されてもよい。１つ以上の特定の実施形態において、酸素含有量は、基板１１０のより付近で、第１の層４２２または第１の副層５２６の厚さに沿って、より遅い割合で減少してもよく、かつ第２の層４２４または第２の副層５２８のより付近で、第１の層４２２または第１の副層５２６の厚さに沿ってより速い割合で減少してもよい。言い換えると、酸素含有量が第１の層４２２または第１の副層５２６の厚さに沿って減少する割合は、基板１１０から離れて移動する方向において増加してもよい。したがって、酸素含有量勾配は、基板から離れて移動する方向において厚さｔに沿って、線形または非線形に増加してもよい。これらの種類の勾配（すなわち、階段状、一定、より速い／よい遅い割合、線形および非線形）は、ケイ素含有量、アルミニウム含有量および／または窒素含有量が、第１の層４２２または第１の副層５２６の厚さに沿って増減する、本明細書に記載されるケイ素含有量勾配、アルミニウム勾配および窒素勾配に等しく適用可能である。
１つ以上の実施形態において、第２の副層５２８は、光学フィルム構造の硬度を最適化するために調整される厚さを有する。１つ以上の特定の実施形態において、第２の副層５２８の厚さは、第１の副層５２６に関して調整されてもよい。１つ以上の特定の実施形態において、第２の副層５２８は、第１の副層５２６または第２の層５２４よりも実質的に厚いか、または厚い。１つ以上の実施形態において、第２の副層５２８は、第１の副層５２６および第２の層５２４の組合せられた厚さよりも実質的に大きいか、または大きい厚さを有する。１つの変形形態において、第２の副層５２８は、１μｍ以上の厚さを有してもよい。例えば、第２の副層５２８は、約１μｍ〜約３μｍ、より特には、約２μｍ〜約３μｍの厚さを有してもよい。第２の副層５２８の特定の実施形態は、約１．１μｍ以上、約１．２μｍ以上、約１．３μｍ以上、約１．４μｍ以上、約１．５μｍ以上、約１．６μｍ以上、約１．７μｍ以上、約１．８μｍ以上、約１．９μｍ以上、約２μｍ以上、約２．１μｍ以上、約２．２μｍ以上、約２．３μｍ以上、約２．４μｍ以上、約２．５μｍ以上、約２．６μｍ以上、約２．７μｍ以上、約２．８μｍ以上、約２．９μｍ以上または約３μｍ以上の厚さを有してもよい。第２の副層５２８がＡｌＮを含む実施形態において、第２の副層の厚さは、２μｍ以上であってもよい。例えば、第２の副層５２８は、約２．２μｍ以上、約２．３μｍ以上、約２．４μｍ以上、約２．５μｍ以上、約２．６μｍ以上、約２．７μｍ以上、約２．８μｍ以上、約２．９μｍ以上または約３μｍ以上の厚さを有してもよい。
第１の副層５２６の屈折率は、約１．６〜約２．１の範囲にあってもよい。例えば、第１の副層３２６の屈折率は、１．６、１．６２、１．６４、１．６６、１．６８、１．７０、１．７２、１．７４、１．７６、１．７８、１．８０、１．８２、１．８４、１．８６、１．８８、１．９０、１．９２、１．９４、１．９６、１．９８、２．０、２．１、ならびにそれらの間の全範囲および部分範囲を含んでもよい。第２の副層５２８の屈折率は、約２．０〜約２．１の範囲にあってもよい。例えば、第２の副層の屈折率は、２．０、２．０１、２．０２、２．０３、２．０４、２．０５、２．０６、２．０７、２．０８、２．０９、２．１、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよい。第２の層５２４の屈折率は、約１．４５〜約１．５５の範囲にあってもよい。例えば、第２の層５２４の屈折率は、１．４５、１．４６、１．４７、１．４８、１．４９、１．５０、１．５１、１．５２、１．５３、１．５４、１．５５、ならびにその間の全範囲および部分範囲を含んでもよい。以下により詳細に記載されるように、光学フィルム構造５２０の第１の層５２２は、屈折率勾配を有してもよい。
Ａｌ２Ｏ３が第２の層５２４に利用される実施形態において、窒素および酸素ガス濃度は、光学フィルム構造の層を形成するためのＡｌ２Ｏ３、ＡｌＯｘＮｙおよび／またはＡｌＮのいずれかを形成するために変更することができる。
図１０Ａは、一般に、図５に例示される光学フィルム構造５２０の光学特性を例示する。グラフ中、ｘ軸上の厚さ値は、基板１１０から離れて移動する方向における光学フィルム構造５２０の厚さを示す。光学フィルム構造５２０の屈折率値はｙ軸上で提供され、光学フィルム構造の厚さに沿った屈折率の変化を示す。図１０Ａ中、グラフは、基板１１０（または基板１１０と光学フィルム構造５２０との間の他のいずれかの層）、あるいは空気（または光学フィルム構造５２０上に配置される他のいずれかの層）の屈折率を考慮しない。基板１１０と第１の副層５２６との間の界面は、番号９００によって示され、第１の副層５２６と第２の副層５２８との間の界面は、番号９１０によって示され、第２の副層５２８と第２の層５２４との間の界面は、番号９２０によって示され、第２の層５２４と空気との間の界面は、番号９３０によって示される。図１０Ａに示すように、第１の副層５２６の屈折率は、基板１１０から離れて移動する方向において第１の副層５２６（または基板と第１の副層５２６との間の界面９００）の厚さに沿って増加する。１つ以上の他の実施形態において、第１の副層５２６の屈折率は、第１の副層５２６の酸素含有量の変化とともに変化する。加えて、第１の副層５２６は、第１の副層５２６の大部分の厚さに沿って、第２の層５２４の屈折率より大きい屈折率を有する。第２の副層は、第２の副層の全厚さに沿って、第２の層５２４の屈折率より大きい屈折率を有する。図１０Ａ中、第１および第２の副層５２６、５２８の厚さは、第２の層５２４の厚さより大きいものとして示される。加えて、第１および第２の副層５２６、５２８の厚さは、ほぼ等しいように示されるが、いくつかの実施形態において、第１および第２の副層５２６、５２８の１つは、第１および第２の副層の他方よりも大きい厚さを有してもよい。
図１０Ｂは、一般に、図５に示される光学フィルム構造の他の実施形態の光学特性を示す。図１０Ｂで示される実施形態において、第２の副層５２８は、第２の層５２４と同一の屈折率を有する。１つ以上の実施形態において、第２の副層５２８は、第２の層５２４の少なくとも一部分と組成が同様でもよいか、または同一でもよい。図１０Ｂに示されるグラフ中、ｘ軸上の厚さの値は、基板１１０から離れて移動する方向における光学フィルム構造５２０の厚さを示す。光学フィルム構造５２０の屈折率値はｙ軸上で提供され、光学フィルム構造の厚さに沿った屈折率の変化を示す。図１０Ｂ中、グラフは、基板１１０（または基板１１０と光学フィルム構造５２０との間の他のいずれかの層）、あるいは空気（または光学フィルム構造５２０上に配置される他のいずれかの層）の屈折率を考慮しない。基板１１０と第１の副層５２６との間の界面は、番号１０００によって示され、第１の副層５２６と第２の副層５２８との間の界面は、番号１０１０によって示され、第２の副層５２８と第２の層５２４との間の界面は、番号１０２０によって示され、そして第２の層５２４と空気との間の界面は、番号１０３０によって示される。図１０ＡＢに示すように、第１の副層５２６の屈折率は、基板１１０（または基板と第１の副層５２６との間の界面９００）から離れて移動する方向において、第１の副層５２６の厚さに沿って増加する。１つ以上の他の実施形態において、第１の副層５２６の屈折率は、第１の副層５２６の酸素含有量の変化とともに変化する。加えて、第１の副層５２６は、第１の副層５２６の厚さの少なくとも一部分に沿って、第２の層５２４の屈折率より低い屈折率を有する。第２の副層は、第２の副層の全厚さに沿って、第２の層５２４の屈折率と同様の屈折率を有する。図１０Ｂ中、第１および第２の副層５２６、５２８の厚さは、第２の層５２４の厚さより大きく示されるが、第１の副層５２６、第２の副層５２８および第２の層５２４の厚さは、所望の耐擦傷性および光学特性を提供する必要に応じて、等しくてもよく、あるいは互いに対してより厚くても、またはより薄くてもよい。加えて、第１および第２の副層５２６、５２８の厚さは、ほぼ等しいように示されるが、いくつかの実施形態において、第１および第２の副層５２６、５２８の１つは、第１および第２の副層の他方よりも大きい厚さを有してもよい。
図４および５に示される実施形態において、光学フィルム構造の第１の層４２２、５２２は、屈折率勾配を有してもよい。屈折率勾配は、第１の層４２２、５２２における酸素および／または窒素含有量勾配に関連してもよく、あるいは第１の層４２２、５２２における組成勾配に起因してもよい。図２および３に示される第１の層２２２、３２２は、屈折率勾配を有してもよい。そのような実施形態において、光学フィルム構造の第１の層の屈折率は、基板１１０から離れて移動する方向において、厚さｔに沿って増加してもよい。例えば、屈折率勾配は、約１．４５〜約２．２の範囲、または特に、約１．７〜約２．１の範囲にあってもよい。酸素含有量勾配を利用する実施形態において、酸素含有量は、可視スペクトルに沿って光学特性を最適化するために調節されてもよい。同様に、窒素含有量勾配を利用する実施形態において、窒素含有量は、可視スペクトルに沿って光学特性を最適化するために調節されてもよい。
１つ以上の実施形態において、第１の層２２２、３２２、４２２、５２２は、ケイ素を含まないか、またはアルミニウムを含まない。１つ以上の特定の実施形態において、第１の層２２２、３２２、４２２、５２２はＡｌＮまたはＳｉ３Ｎ４を含むが、酸化物は、第１の層２２２、３２２、４２２、５２２のＡｌＮまたはＳｉ３Ｎ４と基板１１０との間で配置される。酸化物は、物品が、その他の場合には本明細書に記載されるように、可視スペクトルにおいて約８５％以上の平均透過率を示すように光学特性を調節するように選択されてもよい。１つ以上の実施形態において、酸化物は、可視スペクトルにおいて本明細書に記載される光学フィルム構造を含まない基板１１０の全反射率以下である全反射率を物品が示すように、光学特性を調節するように選択されてもよい。１つ以上の実施形態において、酸化物は、物品が、透過率色、反射率色または透過率色および反射率色の両方に関して本明細書に記載の色シフト値を示すように、光学特性を調節するように選択されてもよい。
１つ以上の実施形態において、本明細書に記載される光学フィルム構造は、ナノ構造または故意に添加されたナノ構造、例えば、微粒子を含まない。故意に添加されたナノ構造は、そのようなナノ構造の特性（例えば、光学フィルム構造またはその中のいずれかの層の表面積を増加させるため、反射防止特性を提供するため、など）のために、光学フィルム構造に故意に導入された微粒子である。１つ以上の実施形態において、本明細書に記載される光学フィルム構造は、多孔性層または故意に添加された多孔性を有する層を含まない。故意に添加された多孔性は、多孔性を提供するか、または増加させるために光学フィルム構造を処理すること、あるいは多孔性を提供するか、または増加させるために光学フィルム構造に細孔形成材料を含むことを含む。１つ以上の実施形態において、第２の層２２４、３２４、４２４、５２４は、アルミニウムまたはアルミニウム酸窒化物を排除する。
１つ以上の実施形態において、本明細書に記載される光学フィルム構造は、１つ以上の特性を向上させるか、または抑制するために、変性剤を含んでもよい。１つ以上の特定の実施形態において、光学フィルム構造の導電率を向上させるために、変性剤を光学フィルム構造に組み込むことができる。そのような実施形態において、光学フィルム構造は、導電率を制御するために変性されてもよいか、あるいはＭｇおよび／またはＣａでドーピングされてもよい。Ｓｉおよび／またはＧｅなどの他の変性剤ドーパントが、本明細書に記載される光学フィルム構造、特に、ＡｌＮを含んでなる光学フィルム構造の層に組み込まれてもよい。１つ以上の実施形態において、Ｓｉおよび／またはＧｅ変性剤またはドーパントの使用によって、本明細書に記載される光学フィルム構造の所与の層の酸素または窒素含有量を変更することを必要とせずに、屈折率の制御が可能となる。言い換えると、Ｓｉおよび／または、Ｇｅの使用によって、酸素または窒素含有量を変更させることを必要とすることなく、光学フィルム構造内の所与の層の屈折率の制御を可能にする。さらに、少量で使用される場合（すなわち、ｙ＜０．１およびｘ＋ｙ＝１のＡｌＮｘＳｉｙを提供するため）、ＳｉはＡｌＮの硬度を向上させ得る。ホウ素は、適切に本明細書に開示されるいずれの材料とも合金化されてもよい。例えば、ＡｌＮは、ｘ＋ｙ＝１であるＡｌｘＢｙＮを提供するために、ホウ素と合金化されてもよい。少量のホウ素の組み込みは、光学フィルム構造内の特定の層に、または光学フィルム構造全体に潤滑度の改善を提供し得る。ホウ素の組み込みは、光学フィルム構造内の特定の層に、または光学フィルム構造全体に硬度の増加を提供することもできる。本明細書に記載される窒素または窒化物を含む光学フィルム構造の層は、炭素変性剤またはドーパントを任意に含んでもよい。１つ以上の実施形態において、炭素変性剤またはドーパントは、光学フィルム構造内で炭化物を形成するための合金として使用されてもよい。あるいは光学フィルム構造は、変性剤またはドーパントを含まなくてもよく、あるいは故意に添加された変性剤またはドーパントを含まなくてもよい。
１つ以上の他の実施形態において、六方晶系ＢＮを含む変性剤またはドーパントを、光学フィルム構造の光学特性を改善するために、光学フィルム構造に組み込むことができる。例えば、六方晶系ＢＮは、光学フィルム構造の１つ以上の層の屈折率を増加させるために、光学フィルム構造に組み込まれてもよい。このように変性されるか、またはドーピングされる光学フィルム構造の層は、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮまたはＡｌＯｘＮｙを含んでもよい。
任意に、六方晶系ＢＮ、Ａｇ、Ｃｒおよび／または他の大きい原子を含む変性剤は、光学フィルム構造の機械的特性を改善するために、光学フィルム構造に組み込まれてもよい。特に、六方晶系ＢＮ、Ａｇ、Ｃｒおよび／または他の大きい原子を含む変性剤の使用は、光学フィルム構造における応力を管理するために、光学フィルム構造に組み込まれてもよい。理論によって束縛されることなく、ある種の原子によるＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮまたはＡｌＯｘＮｙ層のドーピングは、フィルムの応力を緩和し、フィルムがより低い応力を有することを可能にし得る。緩和されたフィルムは、単一事象の擦傷などの力を受けた場合、フレーク剥離の傾向がなく、それによって擦傷ダメージが防がれ、さらに、光学ダメージが防がれる。例となる原子は、銀（Ａｇ）、イットリウム（Ｙ）、インジウム（Ｉｎ）およびスズ（Ｓｎ）、ならびに周期表の第５列の他の元素を含む。追加的に、ドーパントとしてのリンの使用は、光学フィルム構造に緩和効果を提供し得る。緩和されたフィルムは、擦傷を引き起こすスライド接触事象の間に生じる力によって引き離されることに抵抗する。したがって、光学フィルム構造へのある種の原子の含有は、望ましくない張力または圧縮を生じることなく、フィルムが所望の硬度を有することを可能にする。そのようなある種の原子の含有は、光学フィルム構造の光学特性の調整に関する追加的な自由度を提供する。
１つ以上の実施形態において、六方晶系ＢＮ変性剤は、光学フィルム構造に潤滑度を与えるために、光学フィルム構造に組み込まれてもよい。六方晶系ＢＮは、グラフェンと同様のシート様構造を有してもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮまたはＡｌＯｘＮｙを含むが、六方晶系ＢＮ変性剤を光学フィルム構造に組み込んでいない他の光学フィルム構造の摩擦係数より低い摩擦係数を有してもよい。例えば、炭化ケイ素球面対向面を使用して測定される場合、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮまたはＡｌＯｘＮｙを含んでなり、かつ六方晶系ＢＮ変性剤を組み込んだ光学フィルム構造は、約０．３未満の摩擦係数を有してもよい。１つ以上の実施形態において、摩擦係数は、約０．２８以下、約０．２６以下、約０．２４以下、約０．２２以下、約０．２０以下、約０．１８以下、約０．１６以下、約０．１４以下、約０．１２以下または約０．１以下であってもよい。
１つ以上の実施形態において、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＡｌｘＳｉｙＮまたはＡｌＯｘＮｙを含んでなる光学フィルム構造の層に変性剤が組み込まれてもよい。例えば、図２に示される実施形態において、変性剤は、ＡｌＮまたはＡｌＯｘＮｙを含む第２の副層２２６に組み込まれてもよい。図３に示される実施形態において、第１の副層３２６および／または第３の副層３３０に変性剤が組み込まれてもよい。図４に示される実施形態において、第１の層４２２において変性剤が組み込まれてもよい。図５に示される実施形態において、第１の副層５２６または第２の副層５２８において変性剤が組み込まれてもよい。
１つ以上の実施形態において、フッ素を含む変性剤が、本明細書に開示される第２の層２２４、３２４、４２４、５２４に組み込まれてもよい。そのような実施形態において、フッ素変性剤は、第２の層、したがって光学フィルム構造の摩擦係数を低下させる。フッ素変性剤は、光学フィルム構造の他の層に組み込まれてもよい。１つ以上の実施形態において、本明細書に開示される第２の層は、ＳｉＯ２およびフッ素を含む変性剤を含んでなる。
１つ以上の実施形態の光学フィルム構造は、センシング機能を含み得るか、または示し得るか、あるいはセンシングを可能にする１つ以上の特性を含み得るか、または示し得る。本明細書で使用される場合、センシングは、光学センシング、電気センシング、磁気センシング、機械式センシングまたはそれらの組合せを含んでもよい。センシング機能は、容量センシング、抵抗センシング、帰納的センシング、弾性表面波センシング、光電センシングまたは他の既知のセンシング機能を含んでもよい。１つ以上の実施形態において、一部の光学フィルム構造（例えば、単一または選択層）は、そのようなセンシング機能、あるいは１つ以上のセンシングを可能にする特性を示してもよい。一実施形態において、光学フィルム構造またはそれらの一部分は、圧電性特性、焦電気特性またはそれらの組合せを示してもよい。いくつかの実施形態において、光学フィルム構造は、圧電性特性を示し得るが、焦電気特性を本質的に含まないことができ、およびその逆であり得る。光学フィルム構造内の１つ以上の圧電層は、結晶質または多結晶質材料を含んでなってもよく、かつ本明細書に記載される硬度および／または低光学吸収（および／または高光学透明度）を示してもよい。いくつかの実施形態において、圧電性特性は、光学フィルム構造内で１つ以上の窒化アルミニウムまたは酸素ドーピングされた窒化アルミニウム層に存在してもよい。いくつかの実施形態において、そのような光学フィルム構造は、力または圧力を検知し、防音シグナルを検知し、かつ／または加速を検知し得る。そのような実施形態は、センサーまたはセンサー層を含む光学フィルム構造を有するものとして記載されてもよい。光学フィルム構造は、そのようなセンシング機能を実行するために、１つ以上の電導層、透明導体層（すなわち、光学的に透明および電導層）および／または光学波長ガイド層を含んでもよいか、またはそれらとともに使用されてもよい。光学フィルム構造は、センシング機能のアウトプットを捕捉するか、貯蔵するか、翻訳するために、シグナル検出器、電極またはシグナル処理装置に連結されてもよい。
１つ以上の実施形態において、本明細書に記載される光学フィルム構造は、赤外線反射層または材料を排除する。光学フィルム構造は、赤外線領域に特に調整される光学特性を有する層または材料を排除してもよい。
図１に示すように、基板１１０は、対向するマイナー表面１１６、１１８を含む。１つ以上の実施形態において、物品１００は、対向するマイナー面１１６、１１８、および／または対向する主要面１１２、１１４において配置されてもよい巻付フィルム（示されず）を含んでもよい。そのような実施形態において、巻付フィルムは基板１１０と、光学フィルム構造１２０、２２０、３２０、４２０、５２０との間に配置されてもよい。あるいは巻付フィルムは、第１の層２２２、３２２、４２２、５２２の全部または一部を形成してもよい。特定の実施形態において、巻付フィルムは、第１の副層２２６、３２６、５２６の全部または一部を形成してもよい。巻付フィルムは、Ａｌ２Ｏ３を含んでもよい。巻付フィルムは、本明細書に開示される第１の副層２２６、３２６、５２６および第１の層４２２に核形成層を提供し得る。核形成層は、第１の副層２２６、３２６および５２６または第１の層４２２の最初のいくつかの原子層における原子の原子配置に影響を及ぼし得る（すなわち、第１の副層２２６、３２６、５２６または第１の層４２２と巻付フィルムとの間の界面から１０ｎｍ未満である核形成層）。
本明細書に開示される物品は、その上に配置される追加的なフィルムまたは層を含んでもよい。例えば、物品は反射防止フィルムおよび／または不動態化フィルムを含んでもよい。典型的な反射防止フィルムは、単層または複数の層（例えば、４層フィルム、６層フィルムなど）を含んでもよい。複数の層を有する反射防止フィルムが利用される場合、層は異なる屈折率を含んでもよく、そして高い屈折率（Ｈ）および低屈折率（Ｌ）を有する層を含んでもよい。ここで、「高い」および「低い」とは、互いに対して、および反射防止フィルムの既知の範囲内である。層は、高い屈折率層と低い屈折率層が交替するように配置されてもよい。１つ以上の実施形態において、本明細書に記載される基板１１０と光学フィルム構造との間に中間層が配置されてもよい。特定の実施形態において、中間層は、物品の平均曲げ強度を維持するために、有機材料、無機材料またはそれらの組合せのフィルムまたは層を含んでもよい。中間の層は、互いに同一の組成または異なる組成を有してもよい、いくつかの層の複合でもよい。１つ以上の特定の実施形態において、中間層はポリマーを含む。典型的なポリマーとしては、ポリイミド、ポリシロキサン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン、ポリエチルエーテルケトン、パリレン、ポリテトラフルオロエタンなどが含まれる。中間層は、ダイヤモンド様炭素を含んでもよい。中間層は、光学フィルム構造に起因する亀裂が基板に架橋することを防ぐ、破損に対する平均歪み、破壊靱性または弾性率特性を有してもよい。１つ以上の実施形態において、中間層は、本明細書に記載される光学フィルム構造の第１の副層を形成してもよい。そのような実施形態において、中間層を含んでなる第１の副層は、約３００ｎｍの厚さを有してもよい。光学フィルム構造の他の層は、光学フィルム構造が、全体として、その他の場合には本明細書に記載されるような厚さを有するように、３００ｎｍを超える厚さを有してもよいことは理解されるであろう。光学フィルム構造の間の別々の層として、または光学フィルム構造の一部として中間層が含まれる場合、光学フィルム構造（および／またはその中の層のいずれも）は、構造の光学特性を変性するために調整されてもよい。
本明細書に記載される光学フィルム構造は、真空蒸着技術、例えば、化学蒸着（例えば、プラズマ強化化学蒸着）、物理蒸着法（例えば、反応性もしくは非反応性スパッタリングまたはレーザー切除）、熱またはｅビーム蒸発および／または原子層堆積を使用して、基板１１０上に配置されてもよい。本明細書に開示される光学フィルム構造を配置することの処理条件は、光学フィルム構造の機械的特性、あるいは光学フィルム構造の１つ以上の特定の層の機械的特性を調整するために変性されてもよい。例えば、１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、光学フィルム構造内の応力を低下させるために、高圧で堆積される。典型的な高圧は、約０．５ｍＴｏｒｒ（０．０７Ｐａ）〜約５０ｍＴｏｒｒ（６．７Ｐａ）の範囲（例えば、約１ｍＴｏｒｒ（０．１３Ｐａ））の圧力を含む。１つ以上の実施形態において、高圧は、１０ｍＴｏｒｒ（１．３Ｐａ）を含む。１つ以上の実施形態において、ＡｌＮを含む光学フィルム構造の層は、高圧で配置される。特定の実施形態において、光学フィルム構造の他の層、例えば、ＡｌＮを含んでいないものは、低圧で配置されてもよい。低圧の例には、約２ｍＴｏｒｒ（０．２７Ｐａ）〜約２０ｍＴｏｒｒ（２．７Ｐａ）の範囲の圧力を含む。
本明細書に開示される物品としては、ディスプレイを有する物品（またはディスプレイ物品）（例えば、携帯電話、タブレット、コンピューター、ナビゲーションシステムなどを含む消費者向け電子機器）、建築物品、輸送物品（例えば、自動車、電車、航空機、シークラフトなど）、電気機器物品、あるいはいくらかの透明度、耐擦傷性、耐摩耗性またはそれらの組合せを必要とするいずれかの物品が含まれ得る。
本開示の第２の態様は、本明細書に記載される物品を形成する方法に関する。１つ以上の実施形態において、この方法は、本明細書に記載されるように、対向する主要面を有する強化ガラス基板、非強化ガラス基板、強化ガラスセラミック基板、または非強化ガラスセラミック基板であってよい基板を提供するステップと、基板の対向する主要面の１つにおいて光学フィルム構造を配置するステップとを含んでなる。１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、約０．５ｍＴｏｒｒ（０．０７Ｐａ）〜約２０ｍＴｏｒｒ（２．７Ｐａ）ｔの範囲の圧力で基板上に配置され、より低圧で堆積された光学フィルム構造より低い応力を有する光学フィルム構造が提供される。１つ以上の特定の実施形態において、光学フィルム構造は約３ｍＴｏｒｒ（０．４Ｐａ）の圧力で配置される。利用されてもよい圧力は、変化されてもよい。これらは例であり、それらの正確な値は、利用される反応器、反応器エンジニアリング（例えば、反応器形状、寸法、キャリアガス、スループットなど）次第で変化させることができることに留意されたい。堆積温度は、約１００℃〜約２００℃の範囲にあってもよい。この方法は、Ｎ２、Ｏ２およびアルゴンのいずれか１つ以上のプロセスガスを流すステップを含んでもよい。酸素の流速は、より低い屈折率層を形成するために上昇させてもよい。
１つ以上の実施形態において、光学フィルム構造は、真空蒸着技術によって基板上に配置されてもよい。例示的な真空蒸着技術には、化学蒸着、プラズマ強化型化学蒸着、物理蒸着法、例えば、スパッタリング、反応性スパッタリング、熱蒸着および原子層堆積が含まれる。
１つ以上の実施形態において、この方法は、光学フィルム構造の１つ以上の特性を変性することを含む。１つ以上の特性には、導電率、潤滑度、応力、屈折率、硬度、厚さ、堆積速度および環境とのフィルム反応性、およびそれらの組合せが含まれてよい。導電性、潤滑度、応力および屈折率特性の１つ以上の変性は、光学フィルム構造への、本明細書に記載される変性剤の１つ以上の組み込みを含んでもよい。１つ以上の実施形態において、この方法は、光学フィルム構造の導電率を増加させることを含む。特定の実施形態において、光学フィルム構造の導電率を増加させることは、Ｍｇ、Ｃａまたはそれらの組合せを含んでもよい変性剤またはドーパントによって光学フィルム構造にドーピングすることを含む。１つ以上の実施形態による方法は、光学フィルム構造の潤滑度を増加させることを含んでもよい。１つ以上の特定の実施形態において、光学フィルム構造の潤滑度を増加させることは、光学フィルム構造にＢＮを組み込むことを含む。１つ以上の実施形態において、この方法は、光学フィルム構造における応力を低下させることを含む。そのような実施形態において、応力を低下させることは、光学フィルム構造に、１つ以上のＢＮ、Ａｇ、Ｃｒ、またはそれらの組合せを組み込むことを含む。
１つ以上の実施形態において、この方法は、光学フィルム構造に酸素を導入することを含む。酸素の導入は、光学フィルム構造の屈折率を変性し得る。１つ以上の実施形態において、この方法は、その他の場合は本明細書に記載される通りの光学フィルム構造において酸素含有量勾配を作成することを含んでもよい。
様々な実施形態は、以下の実施例によってさらに明らかにされる。
本開示の精神または範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を実行することができることは当業者に明白である。
実施例１〜８
以下の実施例において、３層光学フィルム構造が設計され、そして試料の透過率は、様々なモデルを使用して、可視スペクトルに渡って評価された。３層光学フィルム構造の各層の屈折率および減衰係数を特徴づけるために偏光解析法が使われた。実施例１〜８に記載される光学フィルム構造の光学挙動を決定するために、各層の屈折率および減衰係数情報を、既知のモデルツール（例えば、薄フィルム設計コード）において使用した。上記特徴決定およびモデリングは、本明細書に記載される光学フィルム構造の２層、４層または他の層構成において使用することができる。
屈折率および減衰係数情報が測定されて、実施例１〜８において使用される光学フィルム構造は、約２インチ（約５．０８ｃｍ）×２インチ（約５．０８ｃｍ）の幅および長さ寸法を有する強化ガラス基板上でイオンビームスパッタリングプロセスを使用して形成した。ガラス基板は、約６５モル％のＳｉＯ２、約１４モル％のＡｌ２Ｏ３、約５モル％のＢ２Ｏ３、約１４モル％のＮａ２Ｏ、約２．５モル％のＭｇＯおよび約０．１モル％のＳｎＯ２を含む組成を有するアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスを含んだ。ガラス基板は、少なくとも約７００ＭＰａのＣＳおよび少なくとも約４０μｍのＤＯＬを示すように強化された。ＣＳおよびＤＯＬは、ガラス基板を約４００〜４３０℃の温度を有する溶融塩浴に約４〜約８時間、浸漬することによって形成された。光学フィルム構造のそれぞれの層の厚さは、堆積時間によって制御された。堆積温度は約２００℃で維持され、そして圧力は６．７×１０−６トル（８９３×１０−６Ｐａ）で維持された。光学フィルム構造の各層は、約４ｋＷで供給されたＤＣ電力を用いて、約７５ｓｃｃｍ（１２６．７５×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の速度で流されるアルゴンの存在下、適切なターゲット（例えば、ゲルマニウム含有酸化物を形成するためのＧｅターゲット、ケイ素含有酸化物を形成するためのＳｉターゲット、あるいはアルミニウム含有酸化物、窒化物または酸窒化物を形成するためのＡｌターゲット）からスパッタリングされた。イオンビームは、酸素（約２ｓｃｃｍ（３．３８×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の速度で流れる）、窒素（約５０ｓｃｃｍ（８４．５×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の速度で流れる）、およびアルゴン（約２５ｓｃｃｍ（４２．２５×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の速度で流れる）ガスの混合物を使用して、約１８０Ｗ〜約８００Ｗの範囲で電力で発生させた。例えば、Ａｌ２Ｏ３を形成する場合、イオンビームは約６００Ｗの電力で発生し、ＡｌＯｘＮｙを形成する場合、イオンビームは約１８０Ｗの電力で発生し、そしてＳｉＯ２を形成する場合、イオンビームは約８００Ｗの電力で発生した。Ａｌ２Ｏ３は、約３Å（０．３ｎｍ）／秒の速度で形成され、ＡｌＯｘＮｙは、約１．６Å（０．１６ｎｍ）／秒の速度で形成され、そしてＳｉＯ２は、約５Å（０．５ｎｍ）／秒の速度で形成された。
既知の構造において、最低反射率を有するデザインは、視野角が直入射（すなわち、０度）から斜入射に変化した時、反射率色点においてなお変動を示した。したがって、低反射率領域（必ずしも最低反射率領域ではない）は色の低下を有し（すなわち、低反射率領域は、（ａ＊、ｂ＊）起点により近い）、これは、デザインの２層のインピーダンス整合層の厚さおよび分散の変動によって達成される。
実施例１において、光学フィルム構造のインピーダンス整合層は、高い屈折率および比較的高い硬度を有する層（例えば、ｘ≧０のＡｌＯｘＮｙ）を包囲するＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層を含む。特に、実施例１において、Ａｌ２Ｏ３の第１の副層、ＡｌＯｘＮｙの第２の副層およびＳｉＯ２の第２の層を含む光学フィルム構造を有する試料は調製され、そして各層の屈折率および減衰係数値は偏光解析法を使用して測定された。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更された。ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは一定であった。ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層のそれぞれの厚さに関して、実施例１による試料の（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系における色座標は予測された。図１１は、実施例１による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットを示すが、ここで、ａ＊のための条件はゼロであり、およびｂ＊のための条件はゼロである。追加的に、起点（または座標（０，０））からの光学フィルム構造の色座標間の距離または色シフトは、真に先入観のない白色（または無色）透明度への近さの尺度を与える。
図１１に示される等高線プロットに関して、ＡｌＯｘＮｙ厚さは１８５０ｎｍで一定に保持され、そして、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さは、上記モデリングを使用して、それぞれ、０〜１６０ｎｍおよび０〜８００ｎｍで変動する。３種の材料を含む層の屈折率および減衰係数の実験的測定に適合された分散体関数が利用された。
図１１に示される等高線プロットは、デザインパラメーター（すなわち、ＳｉＯ２層およびＡｌ２Ｏ３層の厚さ）に低い色分解（ａ＊、ｂ＊）≒（０、０）の感度に関するデータを提供するために、ゼロ付近の等高線に限定される。他の等高線レベルは、明確にするため、抑制された。
結果は、実線の最も細い等高線（ａ＊＝０．０）および破線の最も太い等高線（ｂ＊＝０．０）が交差、またはほぼ交差する領域で一致する分解があった。図１１のこれらの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、無色透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表１に示される。
実施例２において、実施例１で測定された屈折率および減衰係数値を利用した。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更されたが、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、約２０００ｎｍで一定であった。ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層のそれぞれのモデル化された厚さに関して、実施例２による試料の（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系における色座標は予測された。実施例１に関して、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、２０００ｎｍまで増加し、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さにおける等高線の依存を示す。図１２は、実施例２による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットである。
図１２のこれらの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、無色透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表２に示される。
実施例３において、実施例１で測定された屈折率および減衰係数値を利用した。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更されたが、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、約２２５０ｎｍで一定であった。図１３は、ＡｌＯｘＮｙ層が約２２５０ｎｍの一定の厚さを有する実施例３による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットである。
図１３のこれらの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、無色透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表３に示される。
実施例４において、実施例１で測定された屈折率および減衰係数値を利用した。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更されたが、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、約２５００ｎｍで一定であった。図１４は、ＡｌＯｘＮｙ層が約２５００ｎｍの一定の厚さを有する実施例４による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットである。
図１４のこれらの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、無色透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表４に示される。
実施例５において、実施例１で測定された屈折率および減衰係数値を利用した。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更されたが、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、約２７５０ｎｍで一定であった。図１５は、ＡｌＯｘＮｙ層が約２７５０ｎｍの一定の厚さを有する実施例５による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットである。
図１５のこれらの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、無色透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表５に示される。
実施例６において、実施例１で測定された屈折率および減衰係数値を利用した。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更されたが、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、約３０００ｎｍで一定であった。図１６は、ＡｌＯｘＮｙ層が約３０００ｎｍの一定の厚さを有する実施例６による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットである。
図１６のこれらの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、無色透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表６に示される。
実施例７において、実施例１で測定された屈折率および減衰係数値を利用した。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更されたが、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、約３２５０ｎｍで一定であった。図１７は、ＡｌＯｘＮｙ層が約３２５０ｎｍの一定の厚さを有する実施例７による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットである。
図１７のこの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、無色透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表７に示される。
実施例８において、実施例１で測定された屈折率および減衰係数値を利用した。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更されたが、ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは、約３５００ｎｍで一定であった。図１８は、ＡｌＯｘＮｙ層が約３２５０ｎｍの一定の厚さを有する実施例８による、透過における光学フィルム構造色性能の等高線プロットである。
図１８のこれらの交差における厚さを有するＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の含有は、ほぼ無色（完全に無色ではない）透過率を有する光学フィルム構造を提供する。そのような光学フィルム構造は、表８に示される。
図１１〜１８に示すように、光学フィルム構造内のＡｌＯｘＮｙのより厚い層に関して（例えば約３５００ｎｍの厚さ）、パラメーター空間のｂ＊表面は、パラメーター空間のこの領域に関して、ゼロをもはや横切らない（すなわち、ｂ＊表面パラメーター空間は、ｂ＊＝０およびａ＊＝０であるａ＊パラメーター空間ともはや交差しない）。したがって、より厚いＡｌＯｘＮｙ層によって、無色またはほぼ無色の透過率を達成するために他の層（例えば、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層）を調整するための選択がほとんどない。
本明細書の他で明示されたように、（Ｌ、ａ＊、ｂ＊）比色分析系の起点（０、０）からの特定の色点（ａ＊、ｂ＊）（透過または反射）の距離または色シフトは、ユークリッドの距離、ｄ＝√（ａ＊２＋ｂ＊２）によって与えられる。図１９Ａ、２０Ａ、２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ、２５Ａおよび２６Ａに示される等高線プロットは、それぞれ、実施例１〜８による試料のためのデザイン空間の同一範囲における明度、Ｌ＊を示す。図１９Ｂ、１９Ｃ、２０Ｂ、２０Ｃ、２１Ｂ、２１Ｃ、２２Ｂ、２２Ｃ、２３Ｂ、２３Ｃ、２４Ｂ、２４Ｃ、２５Ｂ、２５Ｃ、２６Ｂおよび２６Ｃは、それぞれ、実施例１〜８の試料のプロットを示す。偽色は、一次（図１９Ｂ、２０Ｂ、２１Ｂ、２２Ｂ、２３Ｂ、２４Ｂ、２５Ｂおよび２６Ｂ）および対数（図１９Ｃ、２０Ｃ、２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｃ、２５Ｃおよび２６Ｃ）規模の両方におけるＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３厚さの関数としての起点からの距離または色シフト、ｄの値を示す。色起点（透明／白色）からの距離または色シフトは、デザインパラメーターの関数としてプロットされる。
図１９Ａ、２０Ａ、２１Ａ、２２Ａ、２３Ａ、２４Ａ、２５Ａおよび２６Ａは、透過率または明度を示し、明度が大きいほど、より大きい透過率を表す。図１９Ｂ、１９Ｃ、２０Ｂ、２０Ｃ、２１Ｂ、２１Ｃ、２２Ｂ、２２Ｃ、２３Ｂ、２３Ｃ、２４Ｂ、２４Ｃ、２５Ｂ、２５Ｃ、２６Ｂおよび２６Ｃの暗い領域は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の起点（０，０）からの距離が最少であるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙ層の厚さを示す。明度および距離（ｄ）を比較する場合、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３およびＡｌＯｘＮｙの適切な厚さは、透過率が最大化され、一方、距離ｄ（および透過色）が最小化されるように得ることができる。例えば、図１９Ａおよび１９Ｂ中、３５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、２００ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層および１８５０ｎｍの厚さを有するＡｌＯｘＮｙ層を有する光学フィルム構造は、図１９Ｂをベースとする無色透過率を有するが、そのような光学フィルム構造は、９５％〜９６％の明度を有し得る。同様に、９０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、１００ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層、および１８５０ｎｍの厚さを有するＡｌＯｘＮｙ層を選択することによって、９９％の明度を提供され得るが、そのような光学フィルム構造は、２または３を超える距離、ｄまたは色シフトを有し得、したがって、無色透過率を有さない。
図１９Ｃ、２０Ｃ、２１Ｃ、２２Ｃ、２３Ｃ、２４Ｃ、２５Ｃと２６Ｃを参照すると、暗い領域は、変形形態に対してあまり感応性ではない光学フィルム構造デザインの層の厚さを示す。したがって、これらの図は、製造変動に耐え、なおかつ所望の無色透過率を達成することが可能であり得る光学フィルム構造の層の厚さを選択するために使用されてもよい。
実施例９
実施例９および比較例９Ａのそれぞれの試料１つは、スパッタリング法を使用して形成された。各試料は、それぞれ、５０ｍｍの長さおよび幅寸法を有する、実施例１〜８で利用されたものと同一の基板を提供することによって製造された。実施例９は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ（式中、ｕ、ｖ、ｘおよびｙは、層の厚さに沿って変動して、酸素含有量勾配、ケイ素含有量勾配、アルミニウム含有量勾配および窒素含有量勾配を提供する）を含んでなる層を含んだ。比較例９ＡはＡｌＮ層を含んだ。実施例９のＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙを含む層は、プロフィロメトリーで測定される約２６０ｎｍの厚さを有し、そしてケイ素およびアルミニウムターゲット、ならびに窒素および酸素ガスを使用して、スパッタリングプロセスによって形成された。ＡｌＮ層（勾配なし）は、プロフィロメトリーで測定したところ、約２５０ｎｍの厚さを有した。比較例９Ａの勾配のない層は、実施例９の層と同様の方法で形成されたが、アルミニウムターゲットのみが利用され、そして窒素ガスのみが利用された。実施例９および比較例９Ａのそれぞれの層を形成するための全堆積時間は、約６時間であった。
図２７は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ勾配を含む実施例９の層およびそのような勾配のない比較例９Ａの層の反射率％を示す。比較例９Ａの勾配のない層と比較した場合、実施例９の層は、可視スペクトルにおいて平坦な反射率スペクトル（または透過率スペクトル）を示す。言い換えると、実施例９の層は、比較例９Ａの均一な層と比較して、反射率％における振動の振幅の減少を示す。図２７に示すように、可視スペクトルにおける実施例９の層の反射率は、実質的に一定であるか、または約２０％より大きい変化がない。言い換えると、実施例９の層は約１６％の平均反射率を有し、そして最大（例えば１８％）および最小（例えば１４％）は１６％の平均反射率の約２０％未満である。比較のために、比較例９ＡのＡｌＮ層の反射率％は、可視スペクトルにおける反射率％が約８％程度の低さから約２７％程度の高さまで変化するような振動を示す。
実施例１０
実施例１０および比較例１０Ａのそれぞれの試料１つは、スパッタリング法を使用して形成された。各試料は、それぞれ、５０ｍｍの長さおよび幅寸法を有する、実施例１〜８で利用されたものと同一の基板を提供することによって製造された。実施例１０は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ（式中、ｕ、ｖ、ｘおよびｙは、層の厚さに沿って変動して、酸素含有量勾配、ケイ素含有量勾配、アルミニウム含有量勾配および窒素含有量勾配を提供する）を含んでなる１２１副層を有する層を含んだ。ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ層の１２１副層は、ガラス基板の１つの側面上に形成された。層は、最初に、約２０ｓｃｃｍ（３３．８×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の速度で流れるアルゴン、４０ｓｃｃｍ（６７．６×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の速度で流れる窒素、および２ｓｃｃｍ（３．３８×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の速度で流れる酸素の存在下で、約３ｍＴｏｒｒ（０．４Ｐａ）の圧力においてケイ素ターゲットをスパッタリングすることによって形成された。ＲＦ電力は、４Ｗで、少なくとも最初に３分間供給された。最初の３分後、次いで、ＤＣ電力を発生させ、５０Ｗで開始してアルミニウムターゲットからアルミニウムをスパッタリングさせた。ＤＣ電力は、その後３分ごとに３００Ｗまで２０Ｗずつ増加させた。ＤＣ電力が増加する間、ＲＦ電力、アルゴンガス流速、窒素ガス流速および酸素ガス流速は一定だった。３００ＷのＤＣ電力に達した後、ＲＦ電力を、連続段階で４００Ｗから０Ｗまで減少させ、そしてＤＣ電力は、４８０ＷのＤＣ電力が発生するまで、各増加の間に３分間で、２０Ｗの増加で増加を続けた。その後、次いで、連続段階において、約０．２ｓｃｃｍ（０．３３８×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の増加で、０．０５ｓｃｃｍ（０．０８４５×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の最終減少で、酸素ガス流速を、２ｓｃｃｍ（３．３８×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）から０．２５ｓｃｃｍ（０．４２２５×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）の酸素まで減少させた。酸素流速が０．２５ｓｃｃｍ（０．４２２５×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）まで減少した後、堆積プロセスをさらに３時間続けて、そしてＡｌＮのみの層が形成された。言い換えると、酸素が０．２５ｓｃｃｍ（０．４２２５×１０−３Ｐａ・ｍ３／秒）で流された時に形成された副層は、ＡｌＮを含んでなった。全堆積プロセスの間、窒素およびアルゴンの流速は一定であり、かつ圧力は一定であった。クリーニングステップは、堆積の間、あるいは流速、ＲＦ電力またはＤＣ電力のいずれかの変化の間に実行されなかった。
比較例１０Ａは、単一のＡｌＯｘＮｙ層を含んだ。実施例１０のＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙを含む層は、比較例１０ＡのＡｌＯｘＮｙの単層と同一の厚さを有した。実施例１０は、ケイ素およびアルミニウムターゲット、ならびに窒素および酸素ガスを使用して、スパッタリングによって形成された。比較例１０Ａ（勾配なし）は、実施例１０の層と同様の方法で形成されたが、アルミニウムターゲットのみが利用され、そして酸素および窒素ガスが利用された。
図２８は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ勾配を含む実施例１０の層およびそのような勾配のない比較例１０Ａの層の透過率％を示す。比較例１０Ａの勾配のない層と比較した場合、実施例１０の層は、可視スペクトルにおいて平坦な透過率スペクトルを示す。言い換えると、実施例１０の層は、比較例１０Ａの均一な層と比較して、透過率％における振動の振幅の減少を示す。図２８に示すように、可視スペクトルにおける実施例１０の層の透過率は、実質的に一定であるか、または約４％より大きい変化がない。比較のために、比較例１０ＡのＡｌＯｘＮｙ層の透過率％は、可視スペクトルにおける透過率％が約７８％程度の低さから約９３％程度の高さまで変化するような振動を示す。実施例１０の勾配層は、その他の場合は本明細書に記載されるような擦傷耐性も示した。
理論によって束縛されることなく、本明細書に記載される光学フィルム構造、ならびにアルミニウム含有量、ケイ素含有量、窒素含有量および／または酸素含有量勾配を含む層（例えば、第１の層４２２および／または第１の副層５２６および／または実施例９および実施例１０の層）の反射率％の振動の振幅は、酸素含有量が層の厚さに沿って一次的に減少する場合、約０まで減少し得ることが考えられる。
実施例１１
以下の実施例において、ガラス基板上で配置された３層光学フィルム構造が設計された。光学フィルム構造およびガラス基板の透過率および反射率は、実施例１〜８と同一の方法で、様々なモデルを使用して、可視スペクトルに渡って評価された。３層光学フィルム構造の各層の屈折率および減衰係数を特徴づけるために、再び偏光解析法が使われた。光学フィルム構造および基板の光学挙動を決定するために、各層の屈折率および減衰係数情報を、既知のモデルツール（例えば、薄フィルム設計コード）において使用した。
光学フィルム構造は、実施例１〜８と同一の方法で形成され、実施例１〜８で使用されるものと同一の基板を使用した。
実施例１１において、光学フィルム構造のインピーダンス整合層は、高い屈折率および比較的高い硬度を有する層を包囲するＡｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層を含んだ。特に、光学フィルム構造は、Ａｌ２Ｏ３の第１の副層、ＡｌＯｘＮｙの第２の副層およびＳｉＯ２の第２の層を含んだ。Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層の厚さは、測定された屈折率および減衰係数値をベースとして、上記のモデリングを使用して変更された。ＡｌＯｘＮｙ層の厚さは２μｍで一定であった。ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層のそれぞれの厚さに関して、試料のＬ＊ａ＊ｂ＊色座標は予測された。
図２９Ａは、実施例１１による光学フィルム構造および基板のａ＊反射率色性能の等高線プロットを示す。等高線プロットでは、光学フィルム構造および基板の組合せの反射率が無色であることを示す。ＳｉＯ２層およびＡｌ２Ｏ３層のための適切な厚さは、実線Ｒ、ａ＊＝０．５線と破線Ｒ、ａ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｒ、ａ＊＝０線の間の等高線に沿った厚さを含む。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムおよび基板は、約−０．５〜約０．５の範囲のａ＊値を示し、これは、次に、光学フィルムおよび基板の色座標と色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）との間の距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３厚さに関して、適切なＳｉＯ２層厚さの例には、約０ｎｍ〜約６０ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のためのより特定の厚さは、実線Ｒ、ａ＊＝０．５線と破線Ｒ、ａ＊＝−０．５線の間に含まれる。１つ以上の実施形態において、０ｎｍ〜５００ｎｍのＡｌ２Ｏ３厚さに関して、ＳｉＯ２層のための適切な厚さは、約０ｎｍ〜約１５０ｎｍの範囲の厚さを含むこともできるが、実線Ｒ、ａ＊＝０．５線と破線Ｒ、ａ＊＝−０．５線との間のより広範囲にわたる層厚の範囲含まれる厚さを使用することによって、製造におけるより高い適応性が提供される（すなわち、厚さの軽度の変動は、ａ＊値に劇的に影響を及ぼさない）。このために、０ｎｍ〜６０ｎｍのＳｉＯ２の厚さ、および０ｎｍ〜２００ｎｍのＡｌ２Ｏ３層厚さによって、約−０．５〜約０．５の範囲のａ＊値および色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）から最小距離または色シフトの色座標を示す光学フィルムと基板との組合せが提供されながら、光学フィルム厚の変動に対するより大きい耐性が提供され得る。
図２９Ｂは、実施例１１による光学フィルム構造およびその下の基板のａ＊反射率色性能の等高線プロットを示す。この等高線は、光学フィルム構造および基板の組合せと無処理の基板（光学フィルム構造なし）との差異を示す。等高線プロットでは、プロットされた量に関するゼロの値は、光学フィルム構造および基板の組合せが、無処理の基板と同じ色座標を有することを意味する。図２９Ｂに示すように、等高線は、基板に適応するようにシフトする。したがって、実線Ｒ、ａ＊＝０．５線と破線Ｒ、ａ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｒ、ａ＊＝−０．５線の間のＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さは、図２９Ａに示されるものから変更される。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムおよび基板の組合せは、約−０．５〜約０．５の範囲のａ＊値を示し、これは、次に、光学フィルムおよび基板の組合せの色座標と無処理の基板（光学フィルム構造なし）色座標との間の距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３厚さに関して、適切なＳｉＯ２層厚さの例には、約０ｎｍ〜約６０ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のためのより特定の厚さは、実線Ｒ、ａ＊＝０．５線と破線Ｒ、ａ＊＝−０．５線の間に含まれる。１つ以上の実施形態において、０ｎｍ〜５００ｎｍのＡｌ２Ｏ３厚さに関して、ＳｉＯ２層のための適切な厚さは、約０ｎｍ〜約１４０ｎｍの範囲の厚さを含むこともできるが、実線Ｒ、ａ＊＝０．５線と破線Ｒ、ａ＊＝−０．５線との間のより広範囲にわたる層厚の範囲含まれる厚さを使用することによって、製造におけるより高い適応性が提供される（すなわち、厚さの軽度の変動は、ａ＊値に劇的に影響を及ぼさない）。このために、０ｎｍ〜６０ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層、および０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ２Ｏ３層の使用によって、約−０．５〜約０．５の範囲のａ＊値を示す光学フィルムと基板との組合せが提供されながら、光学フィルム厚の変動に対するより大きい耐性が提供され得る。光学フィルムにおける、そのようなＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層、ならびに２μｍ厚のＡｌＯｘＮｙ層の使用は、基板と組み合わせられる場合、色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）からの距離または色シフトにおいて近い（例えば、＜２）色座標を示す物品を提供する。
図２９Ｃは、実施例１１による光学フィルム構造および基板のｂ＊反射率色性能の等高線プロットを示す。等高線プロットでは、光学フィルム構造および基板の組合せが無色であることを示す。ＳｉＯ２層およびＡｌ２Ｏ３層のための適切な厚さは、実線Ｒ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｒ、ｂ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｒ、ｂ＊＝−０．５線の間の等高線に沿った厚さを含む。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムおよび基板の組合せは、約−０．５〜約０．５の範囲のｂ＊値を示し、これは、次に、色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）からの距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜約５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３層厚に関して、適切なＳｉＯ２層厚さの例には、約０ｎｍ〜約４０ｎｍ、または約１７０ｎｍ〜約１７５ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２層のためのより特定の厚さは、実線Ｒ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｒ、ｂ＊＝−０．５線の間に含まれる。約１７５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層が使用されてもよく、改善されたｂ＊反射率色性能を有する光学フィルムおよび基板の組み合わせが提供され得るが、この厚さからの偏差はｂ＊値への変化をもたらし得る。
図２９Ｄは、実施例１１による光学フィルム構造および基板のｂ＊反射率色性能の等高線プロットを示す。等高線プロットの等高線は、光学フィルム構造および基板の組合せと無処理の基板（光学フィルム構造なし）との差異を示す。等高線プロットでは、プロットされた量に関するゼロの値は、光学フィルム構造および基板の組合せが、無処理の基板と同じ色座標を有することを意味する。図２９Ｄに示すように、等高線は、基板に適応するようにシフトする。したがって、実線Ｒ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｒ、ｂ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｒ、ｂ＊＝−０．５線の間のＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さは、図２９Ｃに示されるものから変更される。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムおよび基板の組合せは、約−０．５〜約０．５の範囲のｂ＊値を示し、これは、次に、光学フィルムおよび基板の組合せの色座標と無処理の基板（光学フィルム構造なし）色座標との間の距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜約５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３層厚に関して、適切なＳｉＯ２層の厚さの例には、０ｎｍ〜約３０ｎｍ、または約１７０ｎｍ〜約１７５ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の両方のためのより特定の厚さは、実線Ｒ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｒ、ｂ＊＝−０．５線の間に含まれる。図２９Ｃと比較して、Ａｌ２Ｏ３層のための厚さおよび厚さ範囲は、図２９Ｄにおいて有意に変化しなかった。
図２９Ｅは、物品（光学フィルムおよび基板を含む）の反射率色座標と色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）との距離または色シフトが、約１未満、約０．５未満、約０．２未満および約０．１未満である、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さを示す。図２９Ｅは、約０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層、および約０ｎｍ〜約１８０ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ２Ｏ３層を有し、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のより特定の厚さが実線ｄ＝０．１線と破線ｄ＝１．０線の間に含まれる光学フィルムは、２μｍの厚さのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わされる場合、約１未満の色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）からの距離または色シフトを有する反射における色座標を示すことを示す。別の例において、約０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層、約０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ２Ｏ３層、２μｍの厚さのＡｌＯｘＮｙ層およびガラス基板の組合せは、所望の反射率色性能を示す。別の例において、約７５ｎｍ〜約１００ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層、約２５０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ２Ｏ３層、２μｍの厚さのＡｌＯｘＮｙ層およびガラス基板の組合せは、所望の反射率色性能を示すが、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層のこれらの厚さ範囲は、厚さ変動におけるより低い耐性をもたらし、光学フィルムおよび基板の組合せの透過率が、いくつかの他の厚さ以上に改善されることが発見された。
図２９Ｆは、物品の色座標と基板の色座標との距離または色シフトが、約１未満、約０．５未満、約０．２未満および約０．１未満である、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さを示す。図２９Ｆは、ガラス基板および光学フィルム、２μｍ厚のＡｌＯｘＮｙ層、約０ｎｍ〜約３０ｎｍまたは３５ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層、および約０ｎｍ〜約１７０ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ２Ｏ３層の組合せ（Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の両方のより特定の厚さは実線ｄ＝０．１線と破線ｄ＝１．０線との間に含まれる）は、約１未満の基板の色座標からの距離または色シフトを有する反射における色座標を示すことを示す。別の例には、基板、ならびに２μｍ厚ＡｌＯｘＮｙ層、約３０ｎｍ〜約４０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層および約２６０ｎｍ〜約２９０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層を有する光学フィルムが含まれる。さらにもう１つの例には、基板、ならびに２μｍ厚ＡｌＯｘＮｙ層、約２０ｎｍ〜約４０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層および約４２０ｎｍ〜約４５０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層を有する光学フィルムが含まれる。
図３０Ａは、実施例１１による光学フィルム構造および基板のａ＊透過率色性能の等高線プロットを示す。等高線プロットでは、光学フィルム構造および基板の組合せが無色であることを示す。ＳｉＯ２層およびＡｌ２Ｏ３層のための適切な厚さは、実線Ｔ、ａ＊＝０．５線と破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線の間の等高線に沿った厚さを含む。これは、光学フィルムにおいて２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、約−０．５〜約０．５の範囲のａ＊値を提供する。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムは、約−０．５〜約０．５の範囲のａ＊値を示し、これは、次に、光学フィルムおよび基板の色座標と色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）との間の距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜約５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３層厚に関して、適切なＳｉＯ２層厚さの例には、約０ｎｍ〜約１６０ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３およびＳｉＯ２の両方のためのより特定の厚さは、実線Ｔ、ａ＊＝０．５線と破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線との間に含まれる。所望のａ＊透過率を提供しない厚さの例には、約１０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約６５ｎｍ〜約１０５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、約１８５ｎｍ〜約２７５ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約２０ｎｍ〜約１４０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、または約３５０ｎｍ〜約４２０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約０ｎｍ〜約１２５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層が含まれ、これらの厚さ範囲および組合せは、２つの破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線の間に含まれる。
図３０Ｂは、実施例１１による光学フィルム構造および基板のａ＊透過率色性能の等高線プロットを示す。この等高線は、光学フィルム構造および基板の組合せと無処理の基板（光学フィルム構造なし）との差異を示す。等高線プロットでは、プロットされた量に関するゼロの値は、光学フィルム構造および基板の組合せが、無処理の基板と同じ色座標を有することを意味する。図３０Ｂに示すように、等高線は、基板に適応するようにシフトする。したがって、実線Ｔ、ａ＊＝０．５線と破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線の間のＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さは、図３０Ａに示されるものから変更される。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムおよび基板は、約−０．５〜約０．５の範囲のａ＊値を示し、これは、次に、基板（光学フィルムなし）の色座標からの光学フィルムおよび基板の色座標の距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜約５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３層厚に関して、適切なＳｉＯ２層厚さの例には、約０ｎｍ〜約１６０ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２のためのより特定の厚さは、実線Ｔ、ａ＊＝０．５線と破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線との間に含まれる。所望のａ＊透過率を提供しない厚さの例には、約０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約６５ｎｍ〜約１０５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、約１９０ｎｍ〜約２７５ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約２０ｎｍ〜約１２０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、または約３３０ｎｍ〜約４２０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約０ｎｍ〜約１２５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層が含まれ、これらの厚さ範囲および組合せは、２つの破線Ｔ、ａ＊＝−０．５線の間に含まれる。
図３０Ｃは、実施例１１による光学フィルム構造および基板のａ＊透過率色性能の等高線プロットを示す。等高線プロットでは、光学フィルム構造および基板の組合せが無色であることを示す。ＳｉＯ２層およびＡｌ２Ｏ３層のための適切な厚さは、実線Ｔ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線の間の等高線に沿った厚さを含む。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムおよび基板の組合せは、約−０．５〜約０．５の範囲のｂ＊値を示し、これは、次に、光学フィルム構造および基板の色座標と色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）との間の距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜約５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３層厚に関して、適切なＳｉＯ２層厚さの例には、約０ｎｍ〜約９０ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のためのより特定の厚さは、実線Ｔ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線との間に含まれる。所望のｂ＊透過率を提供しない厚さの例には、約０ｎｍ〜約２５０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約２０ｎｍ〜約８０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、約２６０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約２０ｎｍ〜約８０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、または約８０ｎｍ〜約１５０ｎｍ、約２２０ｎｍ〜約２９０ｎｍ、もしくは約３８０ｎｍ〜約４４０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約０ｎｍ〜約２５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層が含まれ、これらの厚さ範囲および組合せは、２つの破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線の間または２つの実線ｂ＊＝０．５線の間に含まれる。
図３０Ｄは、実施例１１による光学フィルム構造および基板のｂ＊反射率色性能の等高線プロットを示す。この等高線は、光学フィルム構造および基板の組合せと無処理の基板（光学フィルム構造なし）との差異を示す。等高線プロットでは、プロットされた量に関するゼロの値は、光学フィルム構造および基板の組合せが、無処理の基板と同じ色座標を有することを意味する。図３０Ｄに示すように、等高線は、基板に適応するようにシフトする。したがって、実線Ｔ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線との間、いくつかの場合、２つの破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線の間のＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さは、図３０Ｃに示されるものから変更される。これらの厚さを有するＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層が２μｍのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わせられる場合、光学フィルムは、約−０．５〜約０．５の範囲のｂ＊値を示し、これは、次に、光学フィルムおよび基板の組合せの色座標と基板（光学フィルムなし）の色座標との間の距離または色シフトを制限する。０ｎｍ〜約５００ｎｍの間のＡｌ２Ｏ３層厚に関して、適切なＳｉＯ２層厚さの例には、約０ｎｍ〜約４０ｎｍ、約７０ｎｍ〜約１００ｎｍ、もしくは約１６０ｎｍ〜約１７５ｎｍが含まれ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２のためのより特定の厚さは、実線Ｔ、ｂ＊＝０．５線と破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線との間に含まれる。所望のｂ＊透過率を提供しない厚さの例には、約０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約０ｎｍ〜約８０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、約０ｎｍ〜約５００ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約８０ｎｍ〜約１７０ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層、または約１００ｎｍ〜約１３０ｎｍ、もしくは約２３０ｎｍ〜約２９０ｎｍ、もしくは約３９０ｎｍ〜約４２０ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３層と組み合わせた約０ｎｍ〜約２５ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２層が含まれ、これらの厚さ範囲および組合せのいくつかは、２つの破線Ｔ、ｂ＊＝−０．５線の間または２つの破線Ｔ、ｂ＊＝０．５線の間に含まれる。
図３０Ｅは、物品（光学フィルムおよび基板を含む）の反射率色座標と色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）との距離または色シフトが、約１未満、約０．５未満、約０．２未満および約０．１未満である、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さを示す。図３０Ｅは、ＳｉＯ２層およびＡｌ２Ｏ３層の厚さが極めて少ない光学フィルムが、２μｍの厚さのＡｌＯｘＮｙ層と組み合わされる場合、約１より大きい色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）からの距離または色シフトを有する透過率における色座標を示すことを示す。例えば、約０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層、および約０ｎｍ〜約５００ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ２Ｏ３層を有する光学フィルムは（Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のより特定の厚さは実線ｄ＝０．１線と破線ｄ＝１．０線との間に含まれる）、２μｍの厚さのＡｌＯｘＮｙと組み合わされる場合、約１未満の色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）からの距離または色シフトを有する透過率における色座標を示す。別の例において、ＳｉＯ２層の厚さは約０ｎｍ〜約５０ｎｍであることができ、Ａｌ２Ｏ３層の厚さは約０ｎｍ〜約２２０ｎｍであることができ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のより特定の厚さは、実線ｄ＝０．１線と破線ｄ＝１．０線との間に含まれる。別の例において、ＳｉＯ２層の厚さは約６０ｎｍ〜約１００ｎｍであることができ、Ａｌ２Ｏ３層の厚さは約１００ｎｍ〜約５００ｎｍであることができ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のより特定の厚さは、実線ｄ＝０．１線と破線ｄ＝１．０線との間に含まれる。
図３０Ｆは、物品の色座標と基板の色座標との距離または色シフトが、約１未満、約０．５未満、約０．２未満および約０．１未満である、ＳｉＯ２およびＡｌ２Ｏ３層の厚さを示す。図３０Ｆは、基板および２μｍの厚さのＡｌＯｘＮｙ層を有する光学フィルム、約０ｎｍ〜約５０ｎｍの範囲の厚さを有するＳｉＯ２層、および約０ｎｍ〜約２００ｎｍの範囲の厚さを有するＡｌ２Ｏ３層が（Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のより特定の厚さは実線ｄ＝０．１線と破線ｄ＝１．０線との間に含まれる）、約１未満の基板の色座標からの距離または色シフトを有する透過率における色座標を示すことを示す。別の例において、ＳｉＯ２層の厚さは約７０ｎｍ〜約１００ｎｍであることができ、Ａｌ２Ｏ３層の厚さは約１００ｎｍ〜約５００ｎｍであることができ、Ａｌ２Ｏ３および／またはＳｉＯ２層のより特定の厚さは、実線ｄ＝０．１線と破線ｄ＝１．０線との間に含まれる。
図２９Ａ〜２９Ｆおよび３０Ａ〜３０Ｆにおいて、−０．５〜０．５の範囲のａ＊およびｂ＊、ならびに０．１、０．２、０．５および１のｄの等高線を利用し、本明細書に記載される光学特性を達成するための様々なデザインパラメーターを示した。関心の発光物および／または観察者の好み次第で、より大きい範囲の等高線（例えば、約−１〜約１、または約−２〜約２の範囲のａ＊またはｂ＊、あるいはｄ＝１．５、２、２．５など）を使用することができることに留意されたい（すなわち、いくつかの観察者は、ａ＊、ｂ＊、ａ＊およびｂ＊の組合せのより大きい変動、ならびにより大きい距離ｄが容認できることを発見する）。
実施例１２
実施例１２Ａは、化学強化され、かつ約７００ＭＰａ〜約９００ＭＰａの範囲の圧縮応力および約４０μｍ〜約５０μｍの範囲の圧縮応力層深さを示すアルミノケイ酸塩ガラス基板を使用して形成された。実施例１２Ａは、基板上に配置される約１１５ｎｍの厚さを有するＡｌ２Ｏ３の第１の副層と、第１の副層上に配置される約２０００ｎｍの厚さを有するＡｌＯｘＮｙの第２の副層と、第２の副層上に配置される約３２ｎｍの厚さを有するＳｉＯ２の第２の層とを含む光学フィルム構造を含んだ。比較例１２Ｂは、実施例１２Ａと同一基板を含んだが、コーティングされなかった。比較例１２Ｃは、実施例１２Ａと同一基板を含み、基板上に配置された約１０ｎｍの厚さを有する疎水性、低摩擦フルオロシランコーティングを有した。比較例１２Ｄ〜１２Ｆは、実施例１２Ａと同一基板を含み、１８６ｎｍ（１２Ｄ）または４７８ｎｍ（１２Ｅ）の厚さを有するＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、あるいは約２９４ｎｍ（１２Ｆ）の厚さを有するＡｌＯｘＮｙのいずれかの単層を有した。
実施例１２Ａおよび比較例１２Ｄ〜Ｆのコーティングは、金属ターゲットからの反応性ＤＣスパッタリング、または反応性ＤＣスパッタリングおよびＲＦスパッタリングの組合せを使用して作成された。ＡｌＯｘＮｙの層をＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ層の層と置き換えることはしばしば可能であり、かつそのような層を作成するために使用される同一または同様のプロセスを使用して作成することができることに留意する必要がある。ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙおよびＡｌＯｘＮｙ層は両方とも、５５０ｎｍにおいて約１．９５〜２．０５の屈折率、および約１００ｎｍ以上のインデント深さに沿ってＢｅｒｋｏｖｉｃｈインデント硬度試験を使用して測定された１５ＧＰａを超える測定された硬度を示すように製造することができる。
表９は、試料にＴａｂｅｒ試験を受けさせた後の散乱光強度（ＣＣＢＴＤＦ、１／ステラジアン）および透過曇り（８ｍｍの開口による）を示す。表９は、ベースラインとして、実施例１２Ａおよび比較例１２Ｂ〜Ｆの平均散乱光強度値および曇り値も示す。より低い散乱光強度およびより低い曇りは、摩耗試験の後、より目に見えない擦傷およびより目に見えないダメージに相関する。実施例１２Ａは、Ｔａｂｅｒ試験の後の最低の散乱光強度および曇りを示し、複数の接触事象ダメージに対して優れた耐性を示す。
本発明の精神または範囲から逸脱することなく、様々な修正および変更を実行することができることは当業者に明白である。

Claims (10)

  1. 対向する主要面を有する基板と、
    前面を形成する前記基板の第１の主要面において配置される光学フィルム構造と
    を含んでなる透明物品において、
    約２００ｎｍ〜約６００ｎｍのインデント深さに沿って、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験によって前記前面において測定される場合、約１２ＧＰａ以上の最大硬度と、
    前記前面において測定される場合、色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）および前記基板の透過率色座標の少なくとも１つを含んでなる参照点から約２未満の色シフトを示す、直入射での（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系における物品透過率色座標、および
    前記前面において測定される場合、前記色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）および前記基板の反射率色座標の少なくとも１つを含んでなる参照点から約２未満の色シフトを示す、直入射での前記（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系における物品反射率色座標
    の一方または両方のいずれかと
    を有し、
    前記参照点が前記基板の前記色座標である場合、前記色シフトが、√（（ａ＊ 物品−ａ＊ 基板）２＋（ｂ＊ 物品−ｂ＊ 基板）２）によって定義され、
    前記参照点が前記色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）である場合、前記色シフトが、√（（ａ＊ 物品）２＋（ｂ＊ 物品）２）として定義されることを特徴とする、透明物品。
  2. 前記前面において測定される場合、可視スペクトルにおいて８５％以上の平均透過率を有することを特徴とする、請求項１に記載の透明物品。
  3. 前記物品の前記前面に沿って少なくとも１００μｍの長さに亘り１０μｍ／秒の速度で１６０ｍＮの負荷を使用して、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンターによって前記前面が擦傷を与えられる場合、２５０ｎｍ未満の擦傷深さを有する擦傷が形成されるような耐擦傷性をさらに有することを特徴とする、請求項１または２に記載の透明物品。
  4. 前記インデント深さに沿って、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験によって前記前面において測定される場合、約１６ＧＰａ以上の最大硬度を有することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の透明物品。
  5. 前記光学フィルム構造が、ケイ素含有酸化物、ケイ素含有酸窒化物、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミニウム含有酸窒化物、アルミニウム含有酸化物、酸窒化ケイ素アルミニウムまたはそれらの組合せの１つを含んでなることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の透明物品。
  6. 前記光学フィルム構造が少なくとも２つの層を含み、第１の層が前記基板と第２の層との間に配置され、前記第１の層が、ケイ素含有酸化物、ケイ素含有酸窒化物、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、アルミニウム含有酸窒化物、アルミニウム含有酸化物および酸窒化ケイ素アルミニウムの少なくとも１つを含んでなり、前記第２の層が、ＳｉＯ２、ＧｅＯ２およびＡｌ２Ｏ３の少なくとも１つを含んでなることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の透明物品。
  7. 前記光学フィルム構造が１μｍ以上の厚さを有することを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の透明物品。
  8. 前記光学フィルム構造が、酸素含有量勾配、窒素含有量勾配、ケイ素含有量勾配およびアルミニウム含有量勾配のいずれか１つ以上を含んでなる組成勾配を有することを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の透明物品。
  9. 対向する主要面を有する基板と、
    前面を形成する前記基板の第１の主要面において配置される光学フィルム構造であって、少なくとも約１μｍの厚さを有し、かつアルミニウム含有窒化物、アルミニウム含有酸窒化物、アルミニウム含有酸化物またはそれらの組合せを含んでなる第１の層と、前記第１の層上に配置される第２の層とを含んでなる、光学フィルム構造と
    を含んでなる透明物品において、
    約１００ｎｍ以上のインデント深さに沿って、Ｂｅｒｋｏｖｉｃｈインデンター硬度試験によって前記前面において測定される場合、１２ＧＰａ以上の最大硬度を有し、
    可視スペクトルにおいて８５％以上の平均透過率を有することを特徴とする、透明物品。
  10. 対向する主要面を有する基板と、
    前面を形成する前記基板の第１の主要面において配置される光学フィルム構造と
    を含んでなる透明物品において、
    前記前面において測定される場合、色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）および前記基板の透過率色座標の少なくとも１つを含んでなる参照点から約２未満の色シフトを示す、（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系における物品透過率色座標、および
    前記前面において測定される場合、前記色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）および前記基板の反射率色座標の少なくとも１つを含んでなる参照点から約２未満の色シフトを示す、前記（Ｌ＊、ａ＊、ｂ＊）比色分析系における物品反射率色座標
    のいずれか１つ以上
    を有し、
    前記色シフトが、√（（ａ＊ 物品−ａ＊ 基板）２＋（ｂ＊ 物品−ｂ＊ 基板）２）によって定義され、
    前記物品が、
    約８ｍｍの直径を有する開口を有する曇り度計を使用して測定される場合、約５％以下の曇り、および
    ６００ｎｍの波長において２ｍｍの開口を有する散乱測定用のイメージングスフィアを使用して、透過における直入射で測定される場合、約１５度〜約６０度の範囲の極性散乱角度において（１／ステラジアンの単位で）約０．１以下の散乱光強度
    のいずれか１つ以上を含んでなる耐摩耗性を有し、
    前記耐摩耗性が、Ｔａｂｅｒ試験を使用して前記前面において５００サイクルの摩耗の後に測定されることを特徴とする、透明物品。
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