JP2022510861A - 硬度および靭性を有する保護コーティングを備えるガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック物品 - Google Patents

硬度および靭性を有する保護コーティングを備えるガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック物品 Download PDF

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Abstract

物品は、主面を有する透明基材と、主面の上に配置された保護フィルムとを含み、その結果、基材および保護フィルムのそれぞれは、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有し、保護フィルムは、（１）バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１３ＧＰａを超える硬度、または（２）１μｍを超える深さの押し込み破壊によって測定されたとき、２．５ＭＰａ・ｍ１／２を超える有効破壊靭性（Ｋｃ）のうちの少なくとも１つを有する。

Description

関連出願
本願は、米国特許法第１１９条のもと、２０１８年１１月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／７７０，４４４号の優先権の利益を主張し、その内容が依拠され、その内容全体を参照により本明細書に援用するものとする。
本開示は、概して、高い硬度と靭性とを有する保護フィルムおよびコーティング、より詳細には、硬度と靭性との組み合わせを有する透明な保護コーティングおよびフィルムを備えるガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック物品に関する。
ガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック材料は、その多くが様々な強度増強特性を有するように構成あるいは加工されており、多くの消費者向け電子製品の様々なディスプレイおよびディスプレイデバイスで普及している。例えば、化学強化されたガラスは、携帯電話、音楽プレーヤー、電子書籍リーダー、ノートパッド、タブレット、ラップトップコンピュータ、現金自動預け払い機、およびその他の同様のデバイスを含む多くのタッチスクリーン製品に好まれている。これらのガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック材料の多くは、タッチスクリーン機能を持たないが機械的に接触しやすい、デスクトップパソコン、ラップトップコンピュータ、エレベータースクリーン、装置のディスプレイなどの、消費者向け電子製品のディスプレイやディスプレイデバイスにも採用されている。
場合によっては強度増強特性を有するように加工されたガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック材料は、ディスプレイ、および／または光学に関連する機能が所望されていて、機械的特性の考慮が要求される様々な用途でも普及している。例えば、これらの材料は、時計、スマートフォン、リテールスキャナ、眼鏡、眼鏡型ディスプレイ、屋外ディスプレイ、自動車用ディスプレイ、およびその他の関連用途のためのカバーレンズ、基材、およびハウジングとして使用することができる。これらの材料は、車両のフロントガラス、車両の窓、車両のムーンルーフ、サンルーフ、およびパノラマルーフ要素、建築用ガラス、住宅用および商業用の窓、ならびに他の同様の用途にも使用することができる。
これらのディスプレイおよび関連する用途で使用されるようなこれらのガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック材料は、耐摩耗性を増加させるために、かつ早期の破損をもたらす可能性のある機械的に生じる欠陥の発生に抵抗するために、多くの場合、透明および半透明の耐引掻き性のフィルムでコーティングされる。しかしながら、これらの従来の耐引掻き性のコーティングおよびフィルムは、破壊ひずみが小さい傾向にあることが多い。結果として、これらのフィルムを使用する物品は、優れた耐摩耗性によって特徴付けることができるものの、曲げ強度、耐落下性、および／または靭性に関する利点がないことによっても特徴付けることができる。さらに、従来の耐引掻き性のフィルムおよびコーティングの比較的小さい破壊ひずみは、通常、これらのフィルムおよびコーティングの脆性に関連する「摩擦割れ」および「びびり割れ」メカニズムにより、より大きい引掻き傷が見られることの一因となる場合がある。
これらの考慮事項に鑑みると、高い硬度と靭性とを有する保護フィルムおよびコーティング、特に高い硬度と靭性との組み合わせを有する透明な保護コーティングおよびフィルムを備えるガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック物品が必要とされている。
幾つかの実施形態では、物品は、主面を含む透明基材と、主面の上に配置された保護フィルムとを含み、この保護フィルムは、（１）バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１３ＧＰａを超える硬度、（２）２．５ＭＰａ・ｍ１／２を超える有効破壊靭性（Ｋｃ）、または（３）４００ｎｍの波長で測定された１×１０－２以下の光学的消衰係数（ｋ）のうちの少なくとも１つを有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、リングオンリング試験によって測定されたとき、０．７％を超える破壊ひずみを有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、１．０μｍ～５０μｍの範囲の厚さを有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、（１）および（２）の両方を有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、５０ＭＰａを超える圧縮フィルム応力を有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、可視スペクトルにおいて５０％以上の光透過率を有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、５５０ｎｍの波長で測定された少なくとも２．０の屈折率（ｎ）を有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、基材および保護フィルムのそれぞれは、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、８００ＭＰａを超えるコーティング破壊応力を有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、モル濃度または体積基準で８０％を超えるＺｒＯ２を有する組成物を含む。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、正方晶系ＺｒＯ２、単斜晶系ＺｒＯ２、またはこれらの組み合わせを含む。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは無機材料を含み、この材料は多結晶または半多結晶であり、かつ１マイクロメートル未満の平均結晶子サイズを有する。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、基材は、主面から基材内の第１の選択された深さまで延びる圧縮応力領域をさらに含む。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、保護フィルムは、反射防止フィルム、誘電体ミラーフィルム、赤外線遮断フィルム、紫外線遮断フィルム、波長選択バンドパスフィルム、またはノッチフィルタのうちの少なくとも１つから選択される多層光学コーティングを含む。
任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、多層光学コーティングは、ｎ１の屈折率を有する少なくとも１つのＺｒＯ２系フィルムと、ｎ２の屈折率を有する少なくとも１つの低屈折率材料フィルムとを含み、ｎ１はｎ２よりも大きい。
幾つかの実施形態では、消費者向け電子製品は、前面、背面、および側面を含むハウジングと、少なくとも部分的にハウジングの内側にある電気コンポーネントと、ハウジングの前面に設けられたまたは前面に隣接して設けられたディスプレイとを含み、請求項１記載の物品は、ディスプレイ上に配置されている、かつ／またはハウジングの一部として配置されている。
幾つかの実施形態では、車両ディスプレイシステムは、前面、背面、および側面を含むハウジングと、少なくとも部分的にハウジングの内側にある電気コンポーネントと、ハウジングの前面に設けられたまたは前面に隣接して設けられたディスプレイとを含み、請求項１記載の物品は、ディスプレイ上に配置されている、かつ／またはハウジングの一部として配置されている。
幾つかの実施形態では、デバイスは、本明細書に記載の物品を含む。任意の別の態様または実施形態と組み合わせることができる一態様では、デバイスは、カメラレンズカバー、光学センサカバー、または赤外線（ＩＲ）センサカバーを含む。
追加の特徴および利点は以降の詳細な説明に記載されるが、それらはその説明から当業者に容易に明らかになり、あるいは以下の詳細な説明、特許請求の範囲、および添付の図面を含む本明細書に記載の実施形態を実施することによって認識されるであろう。
前述した概略的な説明と以下の詳細な説明は、ともに例示に過ぎず、これらは本開示および添付の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または枠組みを提供することを意図していると理解すべきである。
添付の図面は、本開示の原理を詳細に理解するために含められており、本明細書に組み込まれており、また本明細書の一部を構成する。図面は、１つ以上実施形態を示しており、明細書の記述とともに、例えば本開示の原理および工程を説明する役割を果たす。本明細書および図面に開示される本開示の様々な特徴はあらゆる組み合わせで使用できると理解すべきである。非限定的な例として、本開示の様々な特徴は、以下の実施形態に従って互いに組み合わせることができる。
第１の態様によれば、物品であって、ガラス、ガラス－セラミックまたはセラミック組成物および第１の主面を含む基材と、第１の主面の上に配置された保護フィルムとを含む物品が提供される。基材およびフィルムのそれぞれは、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有する。さらに、保護フィルムは、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１０ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、０．８％を超える破壊ひずみを有する。
第２の態様によれば、保護フィルムが、約０．２マイクロメートル～約１０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、態様１記載の物品が提供される。
第３の態様によれば、保護フィルムが無機材料を含み、この材料が多結晶または半多結晶であり、かつ１マイクロメートル未満の平均結晶子サイズを有する、態様２記載の物品が提供される。
第４の態様によれば、無機材料が、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、アルミナ、スピネル、ムライト、ジルコニア強化アルミナ、ジルコニア、安定化ジルコニア、および部分的に安定化されたジルコニアからなる群から選択される、態様３記載の物品が提供される。
第５の態様によれば、無機材料が、実質的に等方性の非柱状微細構造を含み、さらに、材料の平均結晶子サイズに対する保護フィルムの厚さの比が４倍以上である、態様３記載の物品が提供される。
第６の態様によれば、保護フィルムが、イットリアで安定化された正方晶ジルコニア多結晶（Ｙ－ＴＺＰ）材料を含む、態様２記載の物品が提供される。
第７の態様によれば、Ｙ－ＴＺＰ材料が、約１～８モル％のイットリアと、１モル％を超える正方晶ジルコニアとを含む、態様６記載の物品が提供される。
第８の態様によれば、保護フィルムが、複数の微細構造欠陥を含むエネルギー吸収材料を含み、このエネルギー吸収材料が、二ケイ酸イットリウム、亜酸化ホウ素、炭化チタンケイ素、石英、長石、角閃石、藍晶石、および輝石からなる群から選択される、態様１または態様２記載の物品が提供される。
第９の態様によれば、保護フィルムが、可視スペクトルにおいて５０％以上の光透過率を有し、さらに、フィルムが、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１００ｎｍ～５００ｎｍの押し込み深さで１４ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、１％を超える破壊ひずみを有する、態様１から８までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第１０の態様によれば、保護フィルムが、５０ＭＰａを超える圧縮フィルム応力をさらに有する、態様１から９までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第１１の態様によれば、保護フィルムが、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１００ｎｍ～５００ｎｍの押し込み深さで１６ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、１．６％を超える破壊ひずみを有する、態様１から１０までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第１２の態様によれば、保護フィルムが、１ＭＰａ・ｍ１／２を超える破壊靭性をさらに有する、態様１から１２までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第１３の態様によれば、主面、および主面から基材内の第１の選択された深さまで延びる圧縮応力領域を含むガラス基材と、主面の上に配置された保護フィルムとを含む物品が提供される。基材およびフィルムのそれぞれは、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有する。さらに、保護フィルムは、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１０ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、０．８％を超える破壊ひずみを有する。
第１４の態様によれば、保護フィルムが、約０．２マイクロメートル～約１０マイクロメートルの範囲の厚さを有する、態様１３記載の物品が提供される。
第１５の態様によれば、保護フィルムが無機材料を含み、この材料が多結晶または半多結晶であり、かつ１マイクロメートル未満の平均結晶子サイズを有する、態様１４記載の物品が提供される。
第１６の態様によれば、無機材料が、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、アルミナ、スピネル、ムライト、ジルコニア強化アルミナ、ジルコニア、安定化ジルコニア、および部分的に安定化されたジルコニアからなる群から選択される、態様１５記載の物品が提供される。
第１７の態様によれば、無機材料が、実質的に等方性の非柱状微細構造を含み、さらに、材料の平均結晶子サイズに対する保護フィルムの厚さの比が４倍以上である、態様１５記載の物品が提供される。
第１８の態様によれば、保護フィルムが、イットリアで安定化された正方晶ジルコニア多結晶（Ｙ－ＴＺＰ）材料を含む、態様１４記載の物品が提供される。
第１９の態様によれば、Ｙ－ＴＺＰ材料が、約１～８モル％のイットリアと、１モル％を超える正方晶ジルコニアとを含む、態様１８記載の物品が提供される。
第２０の態様によれば、保護フィルムが、複数の微細構造欠陥を含むエネルギー吸収材料を含み、このエネルギー吸収材料が、二ケイ酸イットリウム、亜酸化ホウ素、炭化チタンケイ素、石英、長石、角閃石、藍晶石、および輝石からなる群から選択される、態様１３または態様１４記載の物品が提供される。
第２１の態様によれば、保護フィルムが、可視スペクトルにおいて５０％以上の光透過率を有し、さらに、フィルムが、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１００ｎｍ～５００ｎｍの押し込み深さで１４ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、１％を超える破壊ひずみを有する、態様１３から２０までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第２２の態様によれば、保護フィルムが、５０ＭＰａを超える圧縮フィルム応力をさらに有する、態様１３から２１までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第２３の態様によれば、保護フィルムが、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１００ｎｍ～５００ｎｍの押し込み深さで１６ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、１．６％を超える破壊ひずみを有する、態様１３から２２までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第２４の態様によれば、保護フィルムが、１ＭＰａ・ｍ１／２を超える破壊靭性をさらに有する、態様１３から２３までのいずれか１つ記載の物品が提供される。
第２５の態様によれば、前面、背面、および側面を含むハウジングと、少なくとも部分的にハウジングの内側にある電気コンポーネントと、ハウジングの前面に設けられたまたは前面に隣接して設けられたディスプレイとを含む、消費者向け電子製品が提供される。さらに、態様１から２４までのいずれか１つ記載の物品は、ディスプレイの上に配置されている、かつ／またはハウジングの一部として配置されている。
第２６の態様によれば、前面、背面、および側面を含むハウジングと、少なくとも部分的にハウジングの内側にある電気コンポーネントと、ハウジングの前面に設けられたまたは前面に隣接して設けられたディスプレイとを含む、車両ディスプレイシステムが提供される。さらに、態様１から２４までのいずれか１つ記載の物品は、ディスプレイの上に配置されている、かつ／またはハウジングの一部として配置されている。
本開示のこれらおよびその他の特徴、態様、および利点は、添付の図面を参照しながら以降に開示の詳細な説明を読むことでよりよく理解される。
本開示の幾つかの実施形態による、基材上に配置された保護フィルムを有するガラス、ガラス－セラミックまたはセラミック基材を含む物品の断面概略図である。 本明細書に開示された物品のいずれかが組み込まれた例示的な電子デバイスの平面図である。 図２Ａの例示的な電子デバイスの斜視図である。 本明細書に開示の物品のいずれかを組み込むことができる車両内装システムを備えた車両内部の斜視図である。
以降の詳細な説明では、限定ではなく説明の目的で、本開示の様々な原理の完全な理解を提供するために、特定の詳細事項を開示する例示的な実施形態が示される。しかしながら、本開示が、本明細書に開示の具体的な詳細事項から逸脱する他の実施形態で行われ得ることは、本開示の利益を有する当業者には明らかであろう。さらに、本開示の様々な原理の説明を不明瞭にしないように、周知のデバイス、方法、および材料の説明は省略される場合がある。最後に、該当する場合には同様の参照番号は同様の要素を指す。
範囲は、本明細書では、「約」ある特定の値から、および／または「約」別の特定の値まで、として表すことができる。本明細書において使用される「約」という用語は、量、サイズ、配合物、パラメータ、ならびにその他の量および特性が正確ではなく、また正確である必要はないが、必要に応じて公差、換算係数、四捨五入、測定誤差など、および当業者に知られている他の因子を反映し、概算であってよいことおよび／またはそれよりも大きくても小さくてもよいことを意味する。「約」という用語が値または範囲の端点の記述において使用される場合、本開示は、言及される特定の値または端点を含むと理解されるべきである。明細書の数値または範囲の端点に「約」が記載されているかどうかにかかわらず、数値または範囲の端点は、「約」によって修飾されているものと、「約」によって修飾されていないものの２つの実施形態を含むことが意図されている。さらに、各範囲の端点は、他の端点と関連して、および他の端点とは無関係に、の両方の意味を有することが理解されるであろう。
本明細書で使用される用語「実質的な」、「実質的に」、およびそれらの変形形態は、説明された特徴が値または説明と等しいかほぼ等しいことに特に言及することが意図されている。例えば、「実質的に平面状の」表面は、平面状であるかほぼ平面状である表面を意味することが意図されている。さらに、「実質的に」は、２つの値が等しいかほぼ等しいことを意味することが意図されている。幾つかの実施形態では、「実質的に」は、互いに約１０％以内、例えば互いに約５％以内、または互いに約２％以内である値を意味し得る。
本明細書で使用される方向に関する用語、例えば、上、下、右、左、前、後、頂部、底部は、描かれている図に関してのみ言及しており、絶対的な方向を意味することを意図するものではない。
別段の明示的な記載がない限り、本明細書に記載の任意の方法が、そのステップを特定の順序で行うことを要するとして解釈されることは全く意図されていない。したがって、そのステップが従うべき順序が方法クレームに実際に記載されていない場合、またはステップを特定の順序に限定すべきことが請求項または説明の中に具体的に記載されていない場合には、いかなる点においても順序が暗示されることは全く意図されていない。これは、ステップの配置または操作の流れに関する論理的事項；文法的な構成または区切りに由来する明白な意味；本明細書に記載の実施形態の数またはタイプ；などの解釈のための任意の考え得る非明示的な根拠に適用される。
本明細書で使用される単数形「a」、「an」、および「the」は、文脈からそうでないとの明示的な指示がない限り複数の指示対象を含む。したがって、例えば、１つの（a）「構成要素」への言及は、文脈から明らかにそうでないとの指示がない限り、２つ以上のそのような構成要素を有する実施形態を含む。
本開示の複数の実施形態は、概して、保護フィルム、好ましくは高い硬度と靭性との組み合わせを有する透明な保護フィルムを備えるガラス、ガラス－セラミックおよびセラミック基材を有する物品に関する。例えば、保護フィルムは、これらの基材の１つ以上の主面の上に配置することができ、これは、通常、実質的な透明性、例えば可視スペクトルにおける２０％以上の光透過率によって特徴付けることができる。これらの保護フィルムは、高い硬度、例えば１０ＧＰａを超える硬度、および高い靭性、例えば０．８％を超える破壊ひずみによっても特徴付けることができる。本開示は、圧縮応力領域を有するガラス基材と、基材の１つ以上の主面の上に配置されている保護フィルムとを有する物品にも関する。
図１を参照すると、ガラス、ガラス－セラミックまたはセラミック組成物を含む基材１０を含む物品１００が示されている。すなわち、基材１０は、その中にガラス、ガラス－セラミックまたはセラミック材料のうちの１つ以上を含み得る。基材１０は、一対の対向する主面１２、１４を含む。さらに、物品１００は、主面１２上に配置された外表面９２ｂを有する保護フィルム９０を含む。図１にも示されているように、保護フィルム９０は厚さ９４を有する。複数の実施形態では、物品１００は、基材１０の１つ以上の主面１２、１４上に配置された１つ以上の保護フィルム９０を含み得る。図１に示されているように、１つ以上のフィルム９０は、基材１０の主面１２を覆うように配置される。幾つかの実現形態によれば、１つ以上の保護フィルム９０は、基材１０の主面１４を覆うように配置することもできる。
幾つかの実現形態によれば、図１に示されている物品１００は、ガラス、ガラス－セラミックまたはセラミック組成物を含む基材１０と、主面１２、１４と、主面１２、１４上に配置されている保護フィルム９０とを含む。基材１０およびフィルム９０のそれぞれは、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有する。さらに、保護フィルム９０は、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１０ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、０．８％を超える破壊ひずみを有する。
別の実現形態によれば、図１に示されている物品１００は、主面１２、１４と圧縮応力領域５０とを含む、ガラス組成物を有する基材１０を含む。示されているように、圧縮応力領域５０は、主面１２から基材内の第１の選択された深さ５２まで延びている。しかしながら、幾つかの実施形態は、主面１４から第２の選択された深さ（図示せず）まで延びる同等の圧縮応力領域５０を含む。物品１００は、主面１２上に配置された保護フィルム９０も含む。基材１０およびフィルム９０のそれぞれは、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有する。さらに、保護フィルム９０は、バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１０ＧＰａを超える硬度、およびリングオンリング試験によって測定されたとき、０．８％を超える破壊ひずみを有する。
図１に示されているように、物品１００の幾つかの実施形態では、基材１０はガラス組成物を含む。基材１０は、例えば、ホウケイ酸塩ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス、ソーダ石灰ガラス、化学強化されたホウケイ酸ガラス、化学強化されたアルミノケイ酸ガラス、および化学強化されたソーダ石灰ガラスを含み得る。幾つかの実施形態では、ガラスはアルカリを含まなくてよい。基材は、その表面積を規定するために、選択された長さおよび幅、または直径を有し得る。基材は、その長さおよび幅、または直径によって規定される基材１０の主面１２、１４の間の少なくとも１つのエッジを有し得る。基材１０は、選択された厚さも有し得る。幾つかの実施形態では、基材は、約０．２ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．２ｍｍ～約１．３ｍｍ、および約０．２ｍｍ～約１．０ｍｍの厚さを有する。別の実施形態では、基材は、約０．１ｍｍ～約１．５ｍｍ、約０．１ｍｍ～約１．３ｍｍ、または約０．１ｍｍ～約１．０ｍｍの厚さを有する。
物品１００の幾つかの実施形態によれば、基材１０は、主面１２、１４の少なくとも１つから選択された深さ５２まで延びる圧縮応力領域５０（図１を参照）を含む。本明細書では、「選択された深さ」（例えば選択された深さ５２）、「圧縮深さ」、および「ＤＯＣ」は、本明細書に記載の化学強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス物品の応力が圧縮から引張に変化する深さを定義するために交換可能に使用される。ＤＯＣは、イオン交換処理に応じて、ＦＳＭ－６０００などの表面応力計または散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）によって測定することができる。ガラス物品にカリウムイオンを交換することによってガラス物品に応力が発生する場合には、ＤＯＣを測定するために表面応力計が使用される。ガラス物品にナトリウムイオンを交換することによって応力が発生する場合には、ＤＯＣを測定するためにＳＣＡＬＰが使用される。ナトリウムの交換深さはＤＯＣを示し、カリウムイオンの交換深さは圧縮応力の大きさの変化を示すと考えられる（ただし圧縮から引張への応力の変化ではない）ことから、カリウムイオンとナトリウムイオンの両方を交換することによってガラス物品に応力が発生する場合には、ＤＯＣはＳＣＡＬＰによって測定される。そのようなガラス物品のカリウムイオンの交換深さは、表面応力計によって測定される。同様に本明細書で使用される「最大圧縮応力」は、基材１０の圧縮応力領域５０内の最大圧縮応力として定義される。幾つかの実施形態では、最大圧縮応力は、圧縮応力領域５０を規定する１つ以上の主面１２、１４で、またはこれに近接して得られる。別の実施形態では、最大圧縮応力は、１つ以上の主面１２、１４と、圧縮応力領域５０の選択された深さ５２との間で得られる。
物品１００の幾つかの実現形態では、図１に例示的な形で示されているように、基材１０は、化学強化されたアルミノケイ酸塩ガラスから選択される。別の実施形態では、基材１０は、１０μｍを超える第１の選択された深さ５２まで延びている１５０ＭＰａを超える最大圧縮応力の圧縮応力領域５０を有する化学強化されたアルミノケイ酸塩ガラスから選択される。更なる実施形態では、基材１０は、２５μｍを超える第１の選択された深さ５２まで延びている４００ＭＰａを超える最大圧縮応力の圧縮応力領域５０を有する化学強化されたアルミノケイ酸塩ガラスから選択される。物品１００の基材１０は、１つ以上の主面１２、１４から選択された深さ５２まで延びている、約１５０ＭＰａを超える、２００ＭＰａを超える、２５０ＭＰａを超える、３００ＭＰａを超える、３５０ＭＰａを超える、４００ＭＰａを超える、４５０ＭＰａを超える、５００ＭＰａを超える、５５０ＭＰａを超える、６００ＭＰａを超える、６５０ＭＰａを超える、７００ＭＰａを超える、７５０ＭＰａを超える、８００ＭＰａを超える、８５０ＭＰａを超える、９００ＭＰａを超える、９５０ＭＰａを超える、１０００ＭＰａを超える最大圧縮応力、およびこれらの値の間の全ての最大圧縮応力レベルを有する１つ以上の圧縮応力領域５０も含み得る。幾つかの実施形態では、最大圧縮応力は２０００ＭＰａ以下である。さらに、圧縮深さ（ＤＯＣ）または第１の選択された深さ５２は、基材１０の厚さおよび圧縮応力領域５０の生成に関連する処理条件に応じて、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上、２５μｍ以上、３０μｍ以上、３５μｍ以上、およびさらに深い深さに設定することができる。幾つかの実施形態では、ＤＯＣは、基材５０の厚さ（ｔ）の０．３倍以下、例えば０．３ｔ、０．２８ｔ、０．２６ｔ、０．２５ｔ、０．２４ｔ、０．２３ｔ、０．２２ｔ、０．２１ｔ、０．２０ｔ、０．１９ｔ、０．１８ｔ、０．１５ｔ、または０．１ｔである。表面圧縮応力（ＣＳ）レベルを含む圧縮応力は、Orihara Industrial Co., Ltd.（日本）によって製造されたＦＳＭ－６０００（すなわちＦＳＭ）などの市販の装置を使用して表面応力計によって測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する応力光学係数（ＳＯＣ）の正確な測定に依存する。ＳＯＣは、その後、「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」という表題のASTM規格C770-16に記載された手順Ｃ（ガラスディスク法）に従って測定される。この内容は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
同様に、ガラス－セラミックに関して、物品１００の基材１０のために選択される材料は、ガラス相とセラミック相の両方を有する広範囲の材料のいずれかとすることができる。例示的なガラス－セラミックとしては、ガラス相がケイ酸塩、ホウケイ酸塩、アルミノケイ酸塩、またはアルミノホウケイ酸塩から形成されており、かつセラミック相がβ－スポジュメン、β－石英、ネフェリン、カルシライト、またはカーネギアイトから形成される材料が挙げられる。「ガラス－セラミック」には、ガラスの結晶化を制御することにより製造される材料が含まれる。複数の実施形態では、ガラス－セラミックは、約３０％～約９０％の結晶化度を有する。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、ＺｎＯ×Ａｌ２Ｏ３×ｎＳｉＯ２（すなわちＺＡＳ系）、ならびに／またはβ－石英固溶体、β－スポジュメン、コーディエライト、および二ケイ酸リチウムを含む主要結晶相を含むガラス－セラミックを挙げることができる。ガラス－セラミック基材は、本明細書に開示の化学強化プロセスを使用して強化することができる。１つ以上の実施形態では、ＭＡＳ系ガラス－セラミック基材は、Ｌｉ２ＳＯ４溶融塩で強化することができ、これにより２Ｌｉ＋のＭｇ２＋への交換を行うことができる。
セラミックに関し、物品１００の基材１０のために選択される材料は、広範囲の無機結晶性酸化物、窒化物、炭化物、酸窒化物、炭窒化物などのいずれかであってよい。例示的なセラミックとしては、アルミナ、チタン酸アルミニウム、ムライト、コーディエライト、ジルコン、スピネル、ペロブスカイト（persovskite）、ジルコニア、セリア、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸窒化ケイ素アルミニウム、またはゼオライト相を有する材料が挙げられる。
図１に示されている物品１００の幾つかの実現形態では、保護フィルム９０は、無機材料、好ましくは多結晶または半多結晶である無機材料を含む。典型的には、これらの多結晶および半多結晶材料は、粒界が亀裂欠陥を生じさせて主応力の方向に亀裂成長のエネルギーを増加させる能力に起因して、純粋なアモルファス材料（ガラスフィルムなど）よりも大きい破壊靭性を有する。幾つかの実施形態では、保護フィルム９０の平均結晶子サイズは、１マイクロメートル未満、０．９マイクロメートル未満、０．８マイクロメートル未満、０．７マイクロメートル未満、０．６マイクロメートル未満、０．５マイクロメートル未満、０．４マイクロメートル未満、０．３マイクロメートル未満、０．２マイクロメートル未満、およびこれらの値内の全ての平均の結晶子上限であってよい。特定の実施形態では、保護フィルム９０は、窒化アルミニウム、酸窒化アルミニウム、アルミナ、スピネル、ムライト、ジルコニア強化アルミナ、ジルコニア、安定化ジルコニア、および部分的に安定化されたジルコニアを含むことができる。窒化物および酸窒化物を含むこれらの実施形態では、保護フィルム９０は、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、およびＳｉｕＡｌｘＯｙＮｚを含むことができる。
保護フィルム９０の前述した材料（例えばＡｌＮ）のいずれかに関して、本開示の分野の当業者によって理解されるように、それぞれの下付き文字「ｕ」、「ｘ」、「ｙ」、および「ｚ」は０から１まで変化することができ、下付き文字の合計は１以下になり、組成の残部が材料の最初の元素（例えばＳｉまたはＡｌ）になる。さらに、当業者であれば、「ＳｉｕＡｌｘＯｙＮｚ」を「ｕ」がゼロに等しくなるように構成することができ、その材料を「ＡｌＯｘＮｙ」と記述できることを認識することができる。加えて、保護フィルム９０の前述した組成では、純粋な元素形態（例えば純粋なケイ素、純粋なアルミニウム金属、酸素ガスなど）になる下付き文字の組み合わせは除外される。最後に、当業者は、前述した組成が、明示的に示されていない他の元素（例えば水素）を含む場合があり、それが非化学量論組成物（例えばＳｉＮｘ対Ｓｉ３Ｎ４）になる場合があることも認識するであろう。したがって、光学フィルム用の前述した材料は、前述した組成の表現における下付き文字の値に応じて、ＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－ＳｉＮｘ－ＡｌＮまたはＳｉＯ２－Ａｌ２Ｏ３－Ｓｉ３Ｎ４－ＡｌＮ状態図内の利用可能な空間を示すことができる。
本開示における「ＡｌＯｘＮｙ」、「ＳｉＯｘＮｙ」、および「ＳｉｕＡｌｘＯｙＮｚ」材料には、下付き文字「ｕ」、「ｘ」、「ｙ」、および「ｚ」についての特定の数値および範囲に従って説明される、本開示の分野の当業者に理解されるような様々な酸窒化アルミニウム、酸窒化ケイ素、および酸窒化ケイ素アルミニウム材料が含まれる。すなわち、固体をＡｌ２Ｏ３のように「整数式」の記述で表すのが一般的である。また、Ａｌ０．４Ｏ０．６のように、同等の「原子比率式」の記述を使用して固体を表すことも一般的であり、これはＡｌ２Ｏ３と等価である。原子比率式では、式中の全ての原子の合計が０．４＋０．６＝１になり、式中のＡｌおよびＯの原子比率はそれぞれ０．４および０．６である。原子比率による記述は、多くの一般的なテキストで説明されており、合金を表すために多くの場合、原子比率の記述が使用される。（例えば：（ｉ）Charles Kittel, 「Introduction to Solid State Physics,」 seventh edition, John Wiley & Sons, Inc., NY, 1996, pp. 611-627；（ｉｉ）Smart and Moore, 「Solid State Chemistry, An introduction,」 Chapman & Hall University and Professional Division, London, 1992, pp. 136-151；および（ｉｉｉ）James F. Shackelford, 「Introduction to Materials Science for Engineers,」 Sixth Edition, Pearson Prentice Hall, New Jersey, 2005, pp. 404-418を参照のこと。）
本開示における「ＡｌＯｘＮｙ」、「ＳｉＯｘＮｙ」、および「ＳｉｕＡｌｘＯｙＮｚ」材料について再度言及すると、下付き文字により、当業者は、具体的な下付き文字の値を指定せずに、これらの材料をある分類の材料として言及することができる。すなわち、アルミニウム酸化物などの合金に関して一般的に伝えるためには、具体的な下付き文字の値を指定せずに、ＡｌｖＯｘと述べることができる。ＡｌｖＯｘという記述は、Ａｌ２Ｏ３とＡｌ０．４Ｏ０．６のいずれかを表すことができる。ｖ＋ｘの合計が１になる（すなわちｖ＋ｘ＝１となる）ように選択すると、式は原子比率による記述になる。同様に、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙのようなさらに複雑な混合物を記述することができ、これについても同じようにｕ＋ｖ＋ｘ＋ｙの合計が１になるようにすると、原子比率による記述の事例が得られる。
本開示において「ＡｌＯｘＮｙ」、「ＳｉＯｘＮｙ」、および「ＳｉｕＡｌｘＯｙＮｚ」材料についてもう一度言及すると、これらの表記法により、当業者はこれらの材料と他の材料とを容易に比較することができる。すなわち、比較においては原子比率式を使用する方が容易な場合がある。例えば；（Ａｌ２Ｏ３）０．３（ＡｌＮ）０．７からなる例示的な合金は、Ａｌ０．４４８Ｏ０．３１Ｎ０．２４１という式による記述、およびＡｌ３６７Ｏ２５４Ｎ１９８という式による記述とほぼ同等である。（Ａｌ２Ｏ３）０．４（ＡｌＮ）０．６からなる別の例示的な合金は、Ａｌ０．４３８Ｏ０．３７５Ｎ０．１８８およびＡｌ３７Ｏ３２Ｎ１６という式による記述とほぼ同等である。原子比率式Ａｌ０．４４８Ｏ０．３１Ｎ０．２４１およびＡｌ０．４３８Ｏ０．３７５Ｎ０．１８８は、互いの比較が比較的容易である。例えば、Ａｌが０．０１の原子比率減少し、Ｏが０．０６５の原子比率増加し、Ｎが０．０５３の原子比率減少している。整数式での記述：Ａｌ３６７Ｏ２５４Ｎ１９８およびＡｌ３７Ｏ３２Ｎ１６を比較するためには、より詳細な計算および考察を要する。したがって、固体の原子比率式による記述を使用することが好ましい場合がある。それにもかかわらず、ＡｌｖＯｘＮｙの使用はＡｌ、Ｏ、およびＮ原子を含有するあらゆる合金を表現することから、これが一般的である。
前述したように、図１に示されている物品１００の保護フィルム９０は、多結晶または半多結晶である無機材料を含むことができる。これらの保護フィルム９０の幾つかの実現形態では、無機材料は、実質的に等方性の非柱状微細構造を含む。すなわち、保護フィルム９０の結晶子は、それらの形状および／または互いに対する配向に関して等方性であるかほぼ等方性である。幾つかの実施形態では、実質的に等方性の微細構造は、６００℃以下の堆積温度における高出力インパルスマグネトロンスパッタリング（「ＨｉＰＩＭＳ」）プロセスによって得ることができる。ＨｉＰＩＭＳプロセスパラメータとしては、限定するものではないが、実質的に等方性の微細構造を有する保護フィルム９０において高い硬度および靭性の望ましい組み合わせを得るための、スパッタリング出力、温度、組成、チャンバー圧力、チャンバープロセスガス、および基材電圧バイアスが挙げられる。
幾つかの実施形態では、保護フィルム９０は、イットリア安定化正方晶ジルコニア多結晶（「Ｙ－ＴＺＰ」）材料を含む。基材１０の主面１２、１４上に堆積されるそのようなフィルム９０は、ＨｉＰＩＭＳプロセスを用いた処理に適していると考えられている。幾つかの実現形態では、Ｙ－ＴＺＰ材料は、約１～８モル％のイットリアと１モル％を超える正方晶ジルコニアとを含むことができる。フィルム９０の残りの部分は、単斜晶系および立方晶系、アモルファスのジルコニアなどの、ジルコニアの他の相、および／またはアルミナのような他の材料を含み得ることも理解すべきである。そのような組成を有する保護フィルム９０に応力を加えると、結晶構造は正方晶から単斜晶に変化することができ、その結果、亀裂の発生を阻止できるおよび／または既存の欠陥および亀裂の伝搬を軽減することができる体積膨張が生じる。最終的な結果として、変態強化メカニズムによってもたらされる高い靭性を備えた保護フィルム９０が得られる。これらの保護フィルム９０の別の同様の実施形態では、正方晶結晶構造は、光学特性とともに、硬度を損なうことなく望まれる強化を達成するために当業者に理解される組成で、セリアによって安定化することができる。
保護フィルム９０の幾つかの実施形態によれば、これらのフィルムの靭性を強化するために、厚さ９４とその平均結晶子サイズとの間の関係を制御することができる。特に、平均結晶子サイズに対するフィルム９０の厚さ９４の比は、４倍以上、５倍以上、１０倍以上、２０倍以上、さらには５０倍以上であってよいが、約１０，０００倍未満とすることができる。例えば、２マイクロメートルの厚さ９４を有する保護フィルム９０は、５００ｎｍ以下、２００ｎｍ以下、１００ｎｍ以下、または５０ｎｍ以下であるが１ｎｍより大きい平均結晶子サイズによって特徴付けることができる。別の実施形態では、保護フィルム９０は、厚さ５マイクロメートルもしくは厚さ１０マイクロメートルもしくは厚さ２０マイクロメートルもしくは厚さ５０マイクロメートルなどのより大きい厚さ９４を有することができ、あるいは１マイクロメートルもしくは０．５マイクロメートルの厚さ９４などのより薄い保護フィルム９０を有することができる。
図１に示されている物品１００の別の実施形態では、保護フィルム９０は、多数の微細構造欠陥（例えばフィルム内で意図的に発生させた欠陥またはフィルムの微細構造に起因する欠陥として）を有する１つ以上のエネルギー吸収性組成物を含むことができる。幾つかの実施形態では、エネルギー吸収材料は、二ケイ酸イットリウム、亜酸化ホウ素、炭化チタンケイ素、石英、長石、角閃石、藍晶石、および輝石からなる群から選択することができる。微細構造の欠陥は、応力が加えられる際にフィルム９０の塑性変形を促進することができる。幾つかの実施形態では、微細構造欠陥には、限定するものではないが、せん断帯、キンクバンド、転位、ならびにその他のマイクロおよびナノスケールの欠陥が含まれる。例えば、せん断帯は、結晶学的なすべり系に沿った塑性変形によって形成されて、双晶領域を生じさせることができる。これは、二ケイ酸イットリウムなどのセラミック、ならびに亜酸化ホウ素および炭化チタンケイ素などのサーメットで観察することができる。キンクバンドは、結晶面に沿って塑性変形が発生しない場合に形成される場合があり、例えば石英、長石、角閃石、藍晶石、および輝石などの変成岩系材料で一般的である。
保護フィルム９０の原材料は、単層フィルムまたは多層フィルム、コーティングまたは構造として堆積することができる。より一般的には、保護フィルム９０は、単一フィルムであるか多層構造であるかにかかわらず、選択された厚さ、すなわち厚さ９４によって特徴付けることができる（図１を参照）。幾つかの実施形態では、単層または多層の保護フィルム９０の厚さ９４は、５０ｎｍ以上、７５ｎｍ以上、１００ｎｍ以上、１２５ｎｍ以上、１５０ｎｍ以上、１７５ｎｍ以上、２００ｎｍ以上、さらにはそれより上の厚さ下限であってよい。幾つかの実施形態では、単層または多層の保護フィルム９０の厚さ９４は、５０，０００ｎｍ以下、２０，０００ｎｍ以下、１０，０００ｎｍ以下、９，０００ｎｍ以下、８，０００ｎｍ以下、７，０００ｎｍ以下、６，０００ｎｍ以下、５，０００ｎｍ以下、４，０００ｎｍ以下、３，０００ｎｍ以下、２０００ｎｍ以下、１５００ｎｍ以下、１０００ｎｍ以下、５００ｎｍ以下、２５０ｎｍ以下、１５０ｎｍ以下、または１００ｎｍ以下であってよい。更なる実施形態では、単層または多層の保護フィルム９０の厚さ９４は、約２００ｎｍ～５０，０００ｎｍ、約２００ｎｍ～２０，０００ｎｍ、約２００ｎｍ～約１０，０００ｎｍ、約２００ｎｍ～約５，０００ｎｍ、約２００ｎｍ～２，０００ｎｍ、およびこれらの厚さの間の全ての厚さの値であってよい。本開示の分野の当業者に理解されるように、本明細書で報告される保護フィルム９０の厚さは、断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）によって、光学エリプソメトリーによって（例えばｎ＆ｋアナライザーによって）、または薄膜リフレクトメトリーによって測定されたものであることが意図されている。複数の層の要素（例えば層の積層体）については、ＳＥＭによる厚さ測定が好ましい。
物品１００に存在する保護フィルム９０は、物理蒸着（「ＰＶＤ」）、電子ビーム蒸着（「電子ビーム」または「ＥＢ」）、イオン支援蒸着－ＥＢ（「ＩＡＤ－ＥＢ」）、レーザーアブレーション、真空アーク蒸着、熱蒸着、スパッタリング、プラズマ強化化学蒸着（ＰＥＣＶＤ）、およびその他の同様の堆積技術を含む様々な方法を使用して堆積することができる。
幾つかの実施形態によれば、図１に示されている物品１００は、１０ＧＰａ以上の平均硬度を有する保護フィルム９０を採用する。幾つかの実施形態では、これらのフィルムの平均硬度は、約１０ＧＰａ以上、１１ＧＰａ以上、１２ＧＰａ以上、１３ＧＰａ以上、１４ＧＰａ以上、１５ＧＰａ以上、１６ＧＰａ以上、１７ＧＰａ以上、１８ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以上、およびこれらの値の間の全ての平均硬度値とすることができる。本明細書で使用される「平均硬度値」は、ナノインデンテーション装置を使用した保護フィルム９０の外表面９２ｂにおける一組の測定値の平均として報告される。より具体的には、本明細書で報告される薄膜コーティングの硬度は、広く受け入れられているナノインデンテーションの慣行を使用して決定した。（Fischer-Cripps, A.C., Critical Review of Analysis and Interpretation of Nanoindentation Test Data, Surface & Coatings Technology, 200, 4153 - 4165 (2006)（以降「Fischer-Cripps」）；およびHay, J., Agee, P., and Herbert, E., Continuous Stiffness measurement During Instrumented Indentation Testing, Experimental Techniques, 34 (3) 86 - 94 (2010) （以降「Hay」）を参照のこと。）コーティングについては、押し込み深さの関数として硬度を測定するのが一般的である。コーティングが十分な厚さを有している限り、得られる応答プロファイルからコーティングの特性を分離することが可能である。コーティングが薄すぎる（例えば約５００ｎｍ未満）場合には、異なる機械的特性を有し得る基材の近さの影響を受ける可能性があるため、コーティング特性を完全に分離できない場合があることを認識する必要がある。（Hayを参照のこと。）本明細書で特性を報告するために使用される方法は、コーティング自体を表すものである。このプロセスでは、１０００ｎｍに到達する深さまでの押し込み深さに対する硬度および弾性率を測定する。より柔らかいガラス上のハー
ドコーティングの場合、応答曲線は、比較的小さな押し込み深さ（約２００ｎｍ以下）で最大レベルの硬度および弾性率を示す。より深い押し込み深さでは、応答がより柔らかいガラス基材の影響を受けるため、硬度および弾性率はともに徐々に低下する。この場合、コーティングの硬度および弾性率は、最大の硬度および弾性率を示す領域に関連するものとみなされる。より深い押し込み深さでは、より硬いガラスの影響により、硬度および弾性率が徐々に増加する。深さに対する硬度および弾性率のこれらのプロファイルは、従来のOliverおよびPharrの手法（Fischer-Crippsで説明）を使用するか、より効率的な連続剛性手法（Hayを参照）によって得ることができる。このような薄膜について本明細書で報告されている弾性率および硬度の値は、バーコビッチダイヤモンド圧子チップを用いて、上述した公知のダイヤモンドナノインデンテーション法を使用して測定した。
図１に示されている物品１００の幾つかの実施形態では、保護フィルム９０は、５０ＭＰａを超える、７５ＭＰａを超える、１００ＭＰａを超える、１２５ＭＰａを超える、１５０ＭＰａを超える圧縮フィルム応力によって特徴付けられ、これらの値の間の圧縮フィルム応力の下限が可能である。幾つかの実施形態では、保護フィルム９０の圧縮フィルム応力は、約５０ＭＰａ～約４００ＭＰａ、約５０ＭＰａ～約２００ＭＰａ、または約７５ＭＰａ～約１７５ＭＰａの範囲とすることができる。幾つかの実施形態では、ＣＳは２０００ＭＰａ以下である。
図１に示されている物品１００の幾つかの実施形態では、保護フィルム９０は、約１ＭＰａ・ｍ１／２を超える、約２ＭＰａ・ｍ１／２を超える、約３ＭＰａ・ｍ１／２を超える、約４ＭＰａ・ｍ１／２を超える、さらには約５ＭＰａ・ｍ１／２を超える破壊靭性によって特徴付けられる。薄膜の破壊靭性は、D.S Harding, W.C. Oliver, and G.M. Pharr, 「Cracking During Nanoindentation and its Use in the Measurement of Fracture Toughness,」 Mat. Res. Soc. Symp. Proc., vol. 356, 1995, 663-668に記載の通りに測定される。保護フィルム９０の靭性は、幾つかの実現形態では、高い破壊ひずみ値で表れることもある。例えば、保護フィルム９０は、０．８％、０．９％、１．０％、１．１％、１．２％、１．３％、１．４％、１．５％、１．６％、１．７％、１．８％、１．９％、または２．０％を超えるが１０％以下である破壊ひずみによって特徴付けることができ、これらは全てリングオンリング試験によって測定される。
本明細書で使用される「リングオンリング」試験は、破壊荷重、破壊強度、および破壊ひずみの値を測定するために以下の手順を使用する。物品（例えば物品１００）は、リングオンリング機械試験装置の下部リングと上部リングとの間に配置される。上部リングと下部リングは異なる直径を有する。本明細書で使用される上部リングの直径は１２．７ｍｍであり、下部リングの直径は２５．４ｍｍである。物品１００および保護フィルム９０に接触する上部リングおよび下部リングの部分は、断面が円形であり、それぞれ１．６ｍｍの半径を有する。上部リングおよび下部リングは鋼製である。試験は、４５％～５５％の相対湿度の約２２℃の環境で行われる。試験に使用される物品は、５０ｍｍ×５０ｍｍのサイズの正方形である。
物品１００および／または保護フィルム９０の破壊ひずみを決定するために、加重／１．２ｍｍ／分のクロスヘッド速度を使用して、下方向に上部リングに、かつ／または上方向に下部リングに力が加えられる。上部リングおよび／または下部リングにかけられる力が増やされ、これにより基材１０とフィルム９０のうちの一方または両方の壊滅的破壊まで物品１００にひずみが生じる。光およびカメラが下部リングの下に設けられ、試験中の壊滅的破壊が記録される。印加された荷重でカメラ画像を調整してカメラによって壊滅的破壊が観察された際の負荷を決定するために、Dewetron収集システムなどの電子コントローラが設けられる。破壊ひずみを決定するために、カメラ画像と荷重シグナルとが、Dewetronシステムを介して同期され、その結果、保護フィルム９０が破損を示す荷重を決定することができる。物品１００の破損荷重は、このカメラシステムではなく応力ゲージまたはひずみゲージを使用して記録することもできるものの、カメラシステムは、典型的にはフィルム９０の破損レベルを独立して測定するために好ましい。サンプルがこの荷重で受けるひずみレベルを分析するために、Hu, G., et al., 「Dynamic fracturing of strengthened glass under biaxial tensile loading,」 Journal of Non-Crystalline Solids, 2014. 405(0): p. 153-158の中でみられる有限要素分析が使用される。要素のサイズは、加重リングの下での応力集中を表すのに十分に細かく選択することができる。ひずみレベルは、加重リングの下の３０個以上の節点以上で平均化される。別の実現形態によれば、物品１００は、リングオンリング試験手順で測定された厚さ０．７ｍｍの物品１００について、約２００ｋｇｆ（約１９６０Ｎ）を超える、２５０ｋｇｆ（２４５０Ｎ）を超える、さらには３００ｋｇｆ（２９４０Ｎ）を超えるワイブル特性破壊荷重を有し得る。これらのリングオンリング試験では、保護フィルム９０を有する基材１０の片面が張力下に置かれ、典型的にはこれが破壊面である。
平均の荷重、応力（強度）、および破壊ひずみに加えて、ワイブル特性荷重、応力、または破壊ひずみを計算することができる。ワイブル特性荷重（ワイブルスケールパラメータとも呼ばれる）は、公知の統計手法を使用して計算される、脆性材料の破壊確率が６３．２％になる荷重レベルである。これらの破壊荷重値、サンプル形状、ならびに上述したリングオンリング試験設定および形状の数値解析を使用して、物品１００について、０．８％を超える、１％を超える、さらには１．２％を超えるワイブル特性破壊ひずみ値、および／または６００ＭＰａ、８００ＭＰａ、または１０００ＭＰａを超えるワイブル特性強度（破壊応力）値を計算することができる。本開示の分野の当業者に認識されるように、破壊ひずみおよびワイブル特性強度値は、破壊荷重値と比較して、例えば基材の厚さ、形状、および／または異なる荷重もしくは試験形状に関して変化するような物品１００の様々な変化に対してより広く適用することができる。理論に拘束されるものではないが、物品１００は、リングオンリング曲げ試験によって全て測定されたとき、約３．０を超える、４．０を超える、５．０を超える、８．０を超える、さらには１０を超えるワイブル弾性率（すなわちワイブル「形状係数」、または破壊荷重、破壊ひずみ、破壊応力、もしくはこれらの測定基準のうちの２つ以上を使用して破壊まで荷重がかけられたサンプルのワイブルプロットの勾配）をさらに有し得る。破損荷重で物品１００が受けるひずみレベルを分析するために上述した有限要素解析が使用され、その後、既知の関係であるひずみ＝応力×弾性率を使用して、破壊ひずみレベルを破損応力（つまり強度）値に変換することができる。
本明細書で使用される「破壊ひずみ」および「平均破壊ひずみ」という用語は、追加の荷重を加えずに亀裂を伝播させ、典型的には本明細書で規定される所定の材料、層、またはフィルムにおいて、おそらくはさらに別の材料、層、またはフィルムへのつなぎの部分において、光学的に目に見える破壊をもたらすひずみを指す。破壊ひずみの値は、例えばリングオンリング試験を使用して測定することができる。
図１に示されている物品１００の幾つかの実施形態によれば、保護フィルム９０は、透明であるか実質的に透明である。幾つかの好ましい実施形態では、保護フィルム９０は、５０％を超える、６０％を超える、７０％を超える、８０％を超える、９０％を超える、およびこれらの下限透過率レベルの間の全ての値の可視スペクトルにおける光透過率によって特徴付けられる。別の実施では、保護フィルムは、２０％を超える、３０％を超える、４０％を超える、５０％を超える、６０％を超える、７０％を超える、８０％を超える、９０％を超える、およびこれらの下限透過率レベルの間の全ての値の可視スペクトルにおける光透過率によって特徴付けることができる。
複数の実施形態では、図１に示されている物品１００は、保護フィルム９０と、ガラス、ガラス－セラミックまたはセラミック基材１０とを通る約５パーセント以下のヘイズを有し得る。特定の態様では、保護フィルム９０と基材１０とを通るヘイズは、５パーセント以下、４．５パーセント以下、４パーセント以下、３．５パーセント以下、３パーセント以下、２．５パーセント以下、２パーセント以下、１．５パーセント以下、１パーセント以下、０．７５パーセント以下、０．５パーセント以下、または０．２５パーセント以下（これらのレベルの間の全てのレベルのヘイズを含む）である。測定されたヘイズは、ゼロまで低くてよい。本明細書において、本開示で報告される「ヘイズ」特性および測定値は、BYK-Gardnerヘイズメーターで測定されたものであるか、BYK-Gardnerヘイズメーターからの測定値に基づくものである。
図１に示されている物品１００の幾つかの実施形態では、保護フィルム９０は、反射率、透過率、および色を含む制御された光学特性を有する、耐久性と耐引掻き性とを備えた光学コーティング（図示せず）を含むことができる。これらの構成では、保護フィルム９０の光学コーティングは、多層干渉積層体を含むことができ、多層干渉積層体は、基材１０の主面１２と対向する外表面を有する。これらの物品１００は、約４００ｎｍ～約７００ｎｍの範囲の光波長領域にわたって約１０％以下の片面平均視感光反射率（すなわちほぼ垂直入射にて外面で測定されたとき）を示し得る。片面反射率は、９％以下、８％以下、７％以下、６％以下、５％以下、４％以下、３％以下、または２％以下とすることができる。片面反射率は０．１％ほどまで低くすることができる。これらの物品１００は、国際照明委員会に従って保護フィルム９０の光学コーティングの外表面で測定されたとき、基準点から約１２未満の基準点カラーシフトを示す、０～１０度、０～２０度、０～３０度、０～６０度、または０～９０度の全ての入射角についての（Ｌ＊，ａ＊，ｂ＊）表色系における反射色座標も示し得る。本明細書で使用される「基準点」は、色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）および基材１０の反射色座標のうちの少なくとも１つを含む。基準点が色座標（ａ＊＝０、ｂ＊＝０）として定義される場合、カラーシフトは√（（ａ＊ 物品）２＋（ｂ＊ 物品）２）で定義される。基準点が基材１０の色座標によって定義される場合、カラーシフトは√（（ａ＊ 物品－ｒｔ基材）２＋（ｂ＊ 物品－ｒｔ基材）２）で定義される。したがって、基準点からの前述した物品１００のカラーシフトは、約１２未満、約１０未満、約８未満、約６未満、約４未満、または約２未満とすることができる。
本明細書に開示の物品１００は、デバイス製品、例えばディスプレイを有するデバイス製品（またはディスプレイデバイス製品）（例えば携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステム、ウェアラブルデバイス（例えば時計）などを含む消費者向け電子製品）、拡張現実ディスプレイ、ヘッドアップディスプレイ、メガネ型ディスプレイ、アーキテクチャーデバイス製品、輸送デバイス製品（例えば自動車、電車、航空機、船舶など）、電気機器製品、またはある程度の透明性、耐引掻き性、耐摩耗性、もしくはそれらの組み合わせから利益を得る任意のデバイス製品に組み込むことができる。本明細書に開示の物品のいずれかが組み込まれた例示的なデバイス製品（例えば図１に示されている物品１００と一致するもの）が、図２Ａおよび２Ｂに示されている。具体的には、図２Ａおよび図２Ｂは、前面２０４、背面２０６、および側面２０８を有するハウジング２０２；少なくとも部分的にまたは全体がハウジングの内部にあり、かつ少なくともコントローラと、メモリと、ハウジングの前面にあるか前面に隣接するディスプレイ２１０とを含む電気コンポーネント（図示せず）；およびディスプレイを覆うようにハウジングの前面にあるか前面を覆うカバー基材２１２；を含む消費者向け電子デバイス２００を示している。幾つかの実施形態では、カバー基材２１２は、本明細書に開示の物品のいずれかを含み得る。幾つかの実施形態では、ハウジングまたはカバーガラスの一部のうちの少なくとも１つは、本明細書に開示の物品を含む。
幾つかの実施形態によれば、図３に示されているような物品１００は、車両内装システムを備えた車両内装内に組み込むことができる。より具体的には、物品１００（図１を参照）は、様々な車両内装システムと併せて使用することができる。車両内装システム３４４、３４８、３５２の３つの異なる例を含む車両の内装３４０が示されている。車両内装システム３４４は、ディスプレイ３６４を備えた表面３６０を有するセンターコンソール基材３５６を含む。車両内装システム３４８は、ディスプレイ３７６を備えた表面３７２を有するダッシュボード基材３６８を含む。ダッシュボード基材３６８は、典型的には、ディスプレイも含み得る計器パネル３８０を含む。車両内装システム３５２は、表面３８８とディスプレイ３９２とを備えたダッシュボードステアリングホイール基材３８４を含む。１つ以上の例では、車両内装システムは、アームレスト、ピラー、シートバック、フロアボード、ヘッドレスト、ドアパネル、または表面を含む車両の内装の任意の一部である基材を含み得る。本明細書に記載の物品１００は、車両内装システム３４４、３４８、および３５２のそれぞれにおいて交換可能に使用できることが理解されるであろう。
幾つかの実施形態によれば、物品１００は、受動光学要素、例えばレンズ、窓、照明カバー、眼鏡、またはサングラスにおいて使用することができ、これらは電子ディスプレイまたは電気的に活性なデバイスと一体化されていてもされていなくてもよい。
再度図３を参照すると、ディスプレイ３６４、３７６、および３９２は、それぞれ、前面、背面、および側面を有するハウジングを含むことができる。少なくとも１つの電気コンポーネントは、少なくとも一部がハウジングの内側にある。ディスプレイ要素は、ハウジングの前面にあるか前面と隣接している。物品１００（図１を参照）は、ディスプレイ要素を覆うように配置される。物品１００は、アームレスト、ピラー、シートバック、フロアボード、ヘッドレスト、ドアパネル、または上で説明したような表面を含む車両の内装の任意の一部の上で、またはそれらと組み合わせて使用することもできることが理解されるであろう。様々な例によれば、ディスプレイ３６４、３７６、および３９２は、車両視覚表示システムまたは車載インフォテインメントシステムであってよい。物品１００は、自動運転車両の様々なディスプレイおよび構造部品に組み込むことができ、従来の車両に関して本明細書で示されている説明は限定的ではないことが理解されるであろう。
実施例１
本明細書に記載したように、反射防止多層フィルムと他の種類の干渉フィルム（例えば誘電体ミラーフィルム、ＩＲ遮断フィルム、ＵＶ遮断フィルム、波長選択バンドパス、またはノッチフィルタ）とを含む、高い機械的耐久性を備えた多層光学フィルムの構成要素として使用するための、硬度、有効靭性、屈折率、光吸収（すなわち消衰係数）、およびフィルム応力の所定の組み合わせを有するＺｒＯ２系フィルムを製造するために、反応性スパッタリングを使用することができる。
本明細書で使用される「ＺｒＯ２系」フィルムは、モル濃度または体積基準で８０％を超えるＺｒＯ２を含み得る。さらに、ＺｒＯ２系フィルムは、任意選択的に、部分的に安定化されているかまたは安定化されているジルコニアも含み得る。最後に、ＺｒＯ２系フィルムは、Ａｌ２Ｏ３、Ｙ２Ｏ３などの添加剤またはドーパント、またはＣｅ、Ｌａ、Ｓｒ、Ｍｎ、Ｃａなどの安定剤も含み得る。
言い換えると、高い硬度と高い靭性とを併せ持つコーティングは、高い硬度のみを有するコーティングよりも、複数の異なるモードの擦り傷、摩耗、摩擦、衝撃、および接触損傷に対してより大きな耐性を有することができる。さらに、より高い靭性を有するコーティングは、より大きいひずみに耐えることができ、それによって、例えば可撓性基材上で使用される場合により大きく屈曲することができる。
幾つかの実施例では、本明細書に記載のコーティングは、透明基材（例えばサファイア、ポリマー、ガラス、または化学強化されたガラス、例えば化学強化されたアルミノケイ酸塩ガラスもしくはゴリラガラス（登録商標））上に形成することができる。幾つかの実施例では、ＺｒＯ２系フィルムは、ガラス基材、薄いガラス基材、可撓性ガラス基材、または化学強化されたガラス基材上にコーティングされて、光学的にコーティングされた耐久性のある物品を形成することができる。透明基材は、２ｍｍ未満、または１ｍｍ未満、または０．７ｍｍ未満、または０．５ｍｍ未満、または０．３ｍｍ未満、または０．２５ｍｍ未満、または０．１ｍｍ未満の厚さを有し得る。
表１に、ＺｒＯ２および比較フィルムの特性が説明されている。
Figure 2022510861000002
このように、上述したように、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、１０ＧＰａを超える、または１１ＧＰａを超える、または１２ＧＰａを超える、または１３ＧＰａを超えるナノインデンテーション硬度を有する。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、２．５を超える、または３．０を超える、または３．５を超える、または４．０を超える有効破壊靭性（Ｋｃ）（押し込み破壊によって測定）を有する。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、－５０ＭＰａ～－１０００ＭＰａの範囲、または－７５ＭＰａ～－５００ＭＰａの範囲、または－１００ＭＰａ～－４００ＭＰａの範囲などの－５０ＭＰａ未満の圧縮応力（すなわちより負の、またはより大きい圧縮応力の）コーティングフィルム応力を有する。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、５０％を超える、または６０％を超える、または７０％を超える、または７５％を超える可視範囲の平均視感光透過率を有する。
幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、５５０ｎｍの波長で測定された１．８を超える、または１．９を超える、または２．０を超える、または２．１を超える、または２．１５を超える屈折率を有する。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、４００ｎｍ波長で測定された０．１未満、または０．０１未満、または５×１０－３未満、または１×１０－３未満、または５×１０－４未満の光学的消衰係数（ｋ）を有する。
幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、０．５μｍ～５０μｍの範囲；または０．５μｍ～２０μｍの範囲；または０．５μｍ～１０μｍの範囲；または１．０μｍ～５．０μｍの範囲；または１．１μｍ～３．７５μｍの範囲；または１．５μｍ～２．５μｍの範囲のコーティング厚さを有する。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、１μｍを超える、または２μｍを超える、または３μｍを超える厚さを有するコーティングについて、０．５％を超える、または０．６％を超える、または０．７％を超えるコーティング破壊ひずみを有する。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、同じコーティングについて、８００ＭＰａを超える、または１０００ＭＰａを超える、または１２００ＭＰａを超えるコーティング破壊応力を有する。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、モル濃度または体積基準で８０％を超えるＺｒＯ２、または９０％を超えるＺｒＯ２、または９５％を超えるＺｒＯ２、または９８％を超えるＺｒＯ２、または９９％を超えるＺｒＯ２を有する組成物を含む。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、正方晶系ＺｒＯ２、単斜晶系ＺｒＯ２、またはこれらの組み合わせを含む。幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、１０％未満、または５％未満、または３％未満、または２％未満、または１％未満の平均視感光吸収（１００％－反射率－透過率として測定）を有する。
幾つかの実施例では、ハードコーティングまたはハードコーティングされたガラス物品は、光干渉を使用するものなどの多層光学コーティング（例えば反射防止コーティング、誘電体ミラーフィルム、ＩＲ遮断フィルム、ＵＶ遮断フィルム、波長選択バンドパス、ノッチフィルタなど）を含み得る。これらの多層光学コーティングは、本明細書に記載のＺｒＯ２系フィルムの高い硬度および高い有効靭性のため、高い機械的耐久性を有し得る。これらの多層フィルムでは、望まれる光学干渉効果を実現するために、高屈折率ＺｒＯ２を低屈折率材料（例えばＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３など）のうちの少なくとも１つの層と組み合わせることができる。
ガラス物品が化学的または熱的に強化されたガラス基材を使用する実施例では、コーティングされたガラス物品は、少なくとも２００ＭＰａ、または少なくとも４００ＭＰａ、または少なくとも６００ＭＰａ、または少なくとも８００ＭＰａの表面圧縮応力を有し得る。高レベルの圧縮応力は、典型的には、ガラスのひずみ点に近い温度で長時間強化した後、ガラスを処理しない必要がある。言い換えると、ＺｒＯ２フィルム堆積温度（例えば３５０℃未満、または１００℃未満、実施例で使用されるフィルム堆積中の３００℃の基材温度および公称室温の基材温度を含む）は、硬くて靱性のあるコーティングの利点を有する最適な強化ガラス物品の実現に重要である。
幾つかの実施例では、本明細書に記載のジルコニウム系コーティングは、（１）ＺｒまたはＺｒＯ２を含むスパッタリングターゲットからのＲＦスパッタリング；（２）１０～３０μ秒の「オン」から６０～１００μ秒の「オフ」のパルスのオン／オフ比を使用する高出力インパルスマグネトロンスパッタリング（ＨｉＰＩＭＳ）；（３）０．１ｍＴｏｒｒ～１．０ｍＴｏｒｒの分圧の酸素ガスを用いたスパッタリング；および（４）３５０℃未満、または３１０℃未満、または２００℃未満、または１００℃未満、または６０℃未満の堆積中の基材温度；のうちの少なくとも１つによって堆積することができる。
硬度は、公知のナノインデンテーション技術によって測定した。有効靭性は、Lawn-Evans-Marshallモデルを使用して測定および計算した。報告された靭性レベルは、半ペニーの亀裂形態を確保するために、より深い深さ（例えば約１μｍを超える）から選択される。有効靭性は、堆積したフィルムの応力に依存し得る。例えば、圧縮応力が高いほど、測定された有効靭性が高くなる可能性がある。ただし、サンプルの反りを低減するために、本明細書で加えられる圧縮応力の制御された範囲が好ましい。言い換えると、フィルム応力が過度に高いと、特により薄い基材では製品の反りが生じるため、フィルム応力は開示の範囲内に保たれる。したがって、高い圧縮応力の他の負のアーチファクトを形成せずに高い有効靭性を形成するために圧縮応力を任意に増加させることはできない。亀裂発生ひずみおよびコーティング破壊応力は、本明細書に記載したように、リングオンリング試験設定を使用して屈曲で測定した。
本開示の趣旨および様々な原理から実質的に逸脱することなしに、本開示の上述した実施形態に対して多くの変更および修正を行うことができる。そのような全ての修正および変更は、本開示の範囲内に含まれ、以降の特許請求の範囲によって保護されることが意図されている。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
物品であって、
主面を含む透明基材と、
前記主面の上に配置された保護フィルムと
を備え、
前記保護フィルムが、
（１）バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１３ＧＰａを超える硬度、
（２）２．５ＭＰａ・ｍ１／２を超える有効破壊靭性（Ｋｃ）、または
（３）４００ｎｍの波長で測定された１×１０－２以下の光学的消衰係数（ｋ）
のうちの少なくとも１つを有する、
物品。
実施形態２
前記保護フィルムが、リングオンリング試験によって測定されたとき、０．７％を超える破壊ひずみを有する、実施形態１記載の物品。
実施形態３
前記保護フィルムが、１．０μｍ～５０μｍの範囲の厚さを有する、実施形態１または２記載の物品。
実施形態４
前記保護フィルムが、（１）および（２）の両方を有する、実施形態１から３までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態５
前記保護フィルムが、５０ＭＰａを超える圧縮フィルム応力を有する、実施形態１から４までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態６
前記保護フィルムが、可視スペクトルにおいて５０％以上の光透過率を有する、実施形態１から５までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態７
前記保護フィルムが、５５０ｎｍの波長で測定された少なくとも２．０の屈折率（ｎ）を有する、実施形態１から６までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態８
前記基材および前記保護フィルムのそれぞれが、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有する、実施形態１から７までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態９
前記保護フィルムが、８００ＭＰａを超えるコーティング破壊応力を有する、実施形態１から８までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態１０
前記保護フィルムが、モル濃度または体積基準で８０％を超えるＺｒＯ２を有する組成物を含む、実施形態１から９までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態１１
前記保護フィルムが、正方晶系ＺｒＯ２、単斜晶系ＺｒＯ２、またはこれらの組み合わせを含む、実施形態１０記載の物品。
実施形態１２
前記保護フィルムが無機材料を含み、前記材料が多結晶または半多結晶であり、かつ１マイクロメートル未満の平均結晶子サイズを有する、実施形態１から１１までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態１３
前記基材が、前記主面から前記基材内の第１の選択された深さまで延びる圧縮応力領域をさらに含む、実施形態１から１２までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態１４
前記保護フィルムが、反射防止フィルム、誘電体ミラーフィルム、赤外線遮断フィルム、紫外線遮断フィルム、波長選択バンドパスフィルム、またはノッチフィルタのうちの少なくとも１つから選択される多層光学コーティングを含む、実施形態１から１３までのいずれか１つ記載の物品。
実施形態１５
前記多層光学コーティングが、ｎ１の屈折率を有する少なくとも１つのＺｒＯ２系フィルムと、ｎ２の屈折率を有する少なくとも１つの低屈折率材料フィルムとを含み、ｎ１がｎ２よりも大きい、実施形態１４記載の物品。
実施形態１６
消費者向け電子製品であって、
前面、背面、および側面を含むハウジングと、
少なくとも部分的に前記ハウジングの内側にある電気コンポーネントと、
前記ハウジングの前記前面に設けられたまたは前記前面に隣接して設けられたディスプレイと
を備え、
実施形態１から１５までのいずれか１つ記載の物品が、前記ディスプレイ上に配置されている、かつ／または前記ハウジングの一部として配置されている、
消費者向け電子製品。
実施形態１７
車両ディスプレイシステムであって、
前面、背面、および側面を含むハウジングと、
少なくとも部分的に前記ハウジングの内側にある電気コンポーネントと、
前記ハウジングの前記前面に設けられたまたは前記前面に隣接して設けられたディスプレイと
を備え、
実施形態１から１６までのいずれか１つ記載の物品が、前記ディスプレイ上に配置されている、かつ／または前記ハウジングの一部として配置されている、
車両ディスプレイシステム。
実施形態１８
実施形態１から１７までのいずれか１つ記載の物品を備えるデバイス。
実施形態１９
カメラレンズカバー、光学センサカバー、または赤外線（ＩＲ）センサカバーを含む、実施形態１８記載のデバイス。

Claims (10)

  1. 物品（１００）であって、
    主面（１２）を含む透明基材（１０）と、
    前記主面の上に配置された保護フィルム（９０）と
    を備え、
    前記保護フィルムが、
    （１）バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１３ＧＰａを超える硬度、
    （２）２．５ＭＰａ・ｍ１／２を超える有効破壊靭性（Ｋｃ）、または
    （３）４００ｎｍの波長で測定された１×１０－２以下の光学的消衰係数（ｋ）
    のうちの少なくとも１つを有する、
    物品（１００）。
  2. 前記保護フィルムが、リングオンリング試験によって測定されたとき、０．７％を超える破壊ひずみを有する、請求項１記載の物品。
  3. 前記保護フィルムが、１．０μｍ～５０μｍの範囲の厚さを有する、請求項１または２記載の物品。
  4. 前記保護フィルムが、（１）バーコビッチナノインデンタによって測定されたとき、１３ＧＰａを超える硬度および（２）２．５ＭＰａ・ｍ１／２を超える有効破壊靭性（Ｋｃ）の両方を有する、請求項１から３までのいずれか１項記載の物品。
  5. 前記保護フィルムが、５０ＭＰａを超える圧縮フィルム応力を有する、請求項１から４までのいずれか１項記載の物品。
  6. 前記保護フィルムが、可視スペクトルにおいて５０％以上の光透過率を有し、前記保護フィルムが、５５０ｎｍの波長で測定された少なくとも２．０の屈折率（ｎ）を有する、請求項１から５までのいずれか１項記載の物品。
  7. 前記基材および前記保護フィルムのそれぞれが、可視スペクトルにおいて２０％以上の光透過率を有する、請求項１から６までのいずれか１項記載の物品。
  8. 前記保護フィルムが、８００ＭＰａを超えるコーティング破壊応力を有する、請求項１から７までのいずれか１項記載の物品。
  9. 前記保護フィルムが、モル濃度または体積基準で８０％を超えるＺｒＯ２を有する組成物を含む、請求項１から８までのいずれか１項記載の物品。
  10. 消費者向け電子製品（２００）であって、
    前面（２０４）、背面（２０６）、および側面（２０８）を含むハウジング（２０２）と、
    少なくとも部分的に前記ハウジングの内側にある電気コンポーネントと、
    前記ハウジングの前記前面に設けられたまたは前記前面に隣接して設けられたディスプレイ（２１０）と
    を備え、
    請求項１から９までのいずれか１項記載の物品が、前記ディスプレイ上に配置されている、かつ／または前記ハウジングの一部として配置されている、
    消費者向け電子製品（２００）。
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