KR20160012214A - 조절된 파손 강도를 갖는 유리-필름 적층체 - Google Patents

조절된 파손 강도를 갖는 유리-필름 적층체 Download PDF

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Abstract

좁은 파손 분포 또는 10 초과의 와이블 계수를 갖는 유리-필름 적층체 또는 제품. 구체예들에서, 유리-필름 적층체 또는 제품은 강화된 유리 기판 상에 배치된 적어도 하나의 제1 필름을 포함한다. 제1 필름 또는 어떤 부가적인 필름은 강화된 유리 기판의 파손-변형보다 미만인 평균 파손-변형을 나타낼 수 있다. 구현예들에서, 제1 필름이 유리 기판으로부터 가시적 박리를 나타내지 않도록 제1 필름은 유리 기판에 부착된다. 원하는 강도 수준 및 좁은 파손 강도 분포를 갖는 유리-필름 적층체 또는 제품을 형성하는 방법이 또한 개시된다.

Description

조절된 파손 강도를 갖는 유리-필름 적층체 {Glass-Film Laminates with Controlled Failure Strength}
본 출원은 2013년 5월 23일자에 출원한 미국 가 특허출원 제61/826,816호의 우선권을 주장하며, 이들의 전체적인 내용은 여기에 참조로서 병합된다. 본 개시는 잘-조절된 파손 강도 (failure strength)를 나타내는 유리-필름 적층체 또는 제품에 관한 것이고, 좀더 특별하게는, 여기에 기재된 바와 같이, 강화된 유리 기판 및 상기 강화된 유리 기판 상에 배치된 필름을 포함하고, 10 초과의 와이블 계수 (Weibull modulus)를 나타내는 유리-필름 적층체에 관한 것이다.
강화된 유리 기판은, 터치-스크린 적용을 포함한, 다양한 디스플레이 적용용 보호 커버 유리로서 널리 사용된다. 자동차 또는 건축 윈도우, 광기전력 소자용 유리 기판, 및 당해 분야에 공지된 다른 것과 같은 많은 다른 잠재적 적용들은 강화된 유리 기판을 병합할 수 있다. 자동차 윈도우와 같은 몇몇 적용들은, 파손이 조절된 및 반복가능한 충격 또는 휨 하중 조건에서 발생되는 경우, 승객 안전을 위하여 다양한 파손 강도 및 파손 강도 분포 요건을 가질 수 있다.
강화된 유리 기판의 파손 강도 (failure strength) 분포는 결함 크기 분포 (flaw size distribution)에 의해 결정되는 바와 같이 일반적으로 모델링된다. 휨 하중 (flexural loading) 조건 하에서, 최약 링크 이론 (weakest link theory)에 기초하면, 유리 기판에서 가장 큰 결함은 돌발 (catastrophic) 파손을 야기하도록 활성화된다. 공정 능력에서의 변동 (variations)때문에, 유리 기판 표면에 이미 존재하는 상기 가장 큰 결함은 크게 변동될 수 있고, 큰 파손 강도 변동으로 이어진다. 이 변동은 와이블 확률 플롯에서 예시될 수 있다. 와이블 확률 플롯 유리와 같은 취성 물질의 강도 분포를 나타내는 잘-받아들여진 통계적 방법이다. 와이블 계수는 와이블 분포 함수의 무차원 형상 파라미터이고, 취성 물질의 측정된 물질 강도에서 변동도 (variability)를 묘사하기 위해 사용된다. 와이블 계수는 와이블 확률 플롯 상에서 데이타 점들을 따라 그어진 선의 기울기이다. 높은 와이블 계수는 샘플로부터 샘플까지 좁은 강도 변동을 시사하고, 낮은 와이블 계수는 샘플로부터 샘플까지 넓은 강도 변동을 시사한다. 전형적인 본래의 강화된 유리 기판에 대하여, 와이블 계수는 약 5 이하이고, 만약 강화된 유리 기판의 표면이 매우 잘 보호된다면, 와이블 계수는 가끔 10까지 갈 수 있다.
많은 실용적인 적용들에서, 몇몇 유형의 필름(들)을 강화된 유리 기판과 조합하여 유리-필름 적층체를 형성시키는 것은 이로울 수 될 수 있다. 이런 필름은 인듐 주석 산화물 ("ITO") 또는 다른 투명한 전도성 산화물과 같은 반전도성층 , 여러 종류의 하드 코팅 층, IR 또는 UV 차단층, 전도성층, 전자층, 박막-트랜지스터층 및 반사-방지층을 포함할 수 있다. 이들 필름들 중 많은 것은 하드 (hard) 및 취성 물질을 포함한다. 많은 경우에서, 상기 필름은 하드 및 취성일 수 있어서, 하나 이상의 바람직한 기능성 성질을 유지한다 (예를 들어, 내구성, 전기 전도도, 광학 성질, 또는 열적 성질).
강화된 유리 기판 및 하드하고 취성인 필름을 포함하고, 맨 유리 기판과 비교하여 좀더 좁게 분포되고 조정될 수 있는 파손 강도를 나타내는 유리-필름 적층체에 대한 요구가 있다. 게다가, 유리 조성물, 구조 또는 성질에 직접적인 변화를 만들지 않고, 주어진 적용에 대해 요구되는 원하는 수준으로 이런 유리-기판 적층체의 파손 강도를 조정하는 방법에 대한 요구가 있다. 윈도우 적용과 같은 몇몇 적용들에 대해, 이런 유리-필름 적층체는 고 광학 투과, 저 광학 왜곡, 또는 모두를 구현하는 것이 바람직할 수 있고, 저 광학 산란을 포함할 수 있다.
좁은 파손 분포 또는 10 초과의 와이블 계수를 갖는 유리-필름 적층체 또는 제품을 제공하고자 한다. 원하는 강도 수준 및 좁은 파손 강도 분포를 갖는 유리-필름 적층체 또는 제품을 형성하는 방법을 제공하고자 한다.
본 개시의 제1 측면은 링-온-링 (ring-on-ring) 테스트, 4-점 휨 테스트 (4-point bend test) 및 3-점 휨 테스트 (4-point bend test) 중 하나에 의해 측정될 때, 약 10 초과, 또는 택일적으로 15 이상, 30 이상, 또는 50 이상의 와이블 계수를 나타내는 유리-필름 적층체 또는 제품과 관련된다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "유리-필름 적층체 (glass-film laminate)" 및 "제품 (article)"은 상호교환적으로 사용될 수 있다. 하나의 변종에서, 유리-필름 적층체는 가시 파장 범위의 일부에 걸쳐 적어도 약 20%의 광학 투과도를 나타낼 수 있다. 다른 변종에서, 유리-필름 적층체는 유리-필름 적층체의 두께에 걸쳐 약 10% 이하의 광학 투과 헤이즈를 나타낼 수 있다. 구체예들에서, 유리-필름 적층체는 비대칭 휨 강도, 비대칭 충격 저항 또는 이들의 조합을 나타낼 수 있다.
구체예들에서, 유리-필름 적층체는 제1 및 제2 주 표면을 갖는 강화된 유리 기판 및 상기 제1 주 표면 상에 배치되어 상기 강화된 유리 기판과 계면을 형성하는 필름을 포함한다. 상기 계면은 상기 유리 강화된 유리 기판의 파괴 인성 (fracture toughness)의 약 50%를 초과하는 계면 파괴 인성을 나타낼 수 있다.
구체예들에서, 유리-필름 적층체의 휨 하중 동안, 필름은 필름에서 존재하는 균열들이 계면을 가로질러 및 강화된 유리 기판 안으로 다리를 형성하기에 충분한 총 응력을 나타낼 수 있다. 선택적으로, 상기 필름은 상기 강화된 유리 기판에 부착될 수 있고, 약 40 g까지의 영이 아닌 (non-zero) 하중을 사용하여 베르코비치 다이아몬드 압입자 (Berkovich diamond indenter)로 압입시킨 후, 광학 현미경 하에서 관찰될 때, 상기 필름은 상기 강화된 유리 기판으로부터 가시적 박리를 나타내지 않을 수 있다.
구체예들에서, 상기 필름은 적어도 10nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 필름은 상기 기판 표면에서 약 1%를 초과할 수 있는, 상기 강화된 유리 기판의 파손-변형 (strain-to-failure)보다 미만인 평균 파손-변형을 나타낼 수 있다. 상기 필름은 약 10 MPa·m1/2 이하의 파괴 인성, 및 약 1 kJ/m2 미만의 임계 변형 에너지 방출율 (critical strain energy release rate) (GIC = KIC 2/E), 또는 모두를 또한 나타낼 수 있다. 특정 구체예에서, 상기 필름의 임계 변형 에너지 방출율은 약 0.5 kJ/m2이하, 또는 심지어 약 0.1 kJ/m2 이하일 수 있다.
상기 유리-필름 적층체는 부가적인 필름을 포함할 수 있다. 구체예들에서, 상기 필름 또는 부가적인 필름은 IR 차단층, UV 차단층, 전도층, 반전도층, 전자층 (electronics layer), 박막-트랜지스터층, 터치-센싱층 (touch-sensing layer), 이미지-디스플레이층, 형광층, 인광층 (phosphorescent layer), 발광층, 파장-선택성 반사층, 헤드-업 (heads-up) 디스플레이층, 내-스크래치층 (scratch-resistant layer), 반사-방지층 (anti-reflection layer), 방현층 (anti-glare layer), 방진층 (dirt-resistant layer), 자가-세척층 (self-cleaning layer), 배리어층, 패시베이션층 (passivation layer), 밀폐층 (hermetic layer), 확산-차단층, 내지문층 (fingerprint resistant layer), 또는 이들의 조합과 같은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 상기 필름 또는 부가적인 필름은, 예를 들어, 산화물, 산질화물 (oxynitrides), 질화물, 탄화물, 규질 중합체 (siliceous polymers), 반도체, 투명 도전체, 금속, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 구체예들에서, 상기 필름은 층을 통해 균일한 조성물을 갖는 적어도 하나의 층을 포함할 수 있다. 상기 필름 또는 부가적인 필름은 약 10 MPa·m1/2 이하의 파괴 인성 (fracture toughness)을 나타내는 스택을 형성할 수 있다. 상기 필름 또는 부가적인 필름은, 예를 들어, 진공계 기술, 액체계 기술, 또는 이들의 조합을 통해 배치될 수 있다.
본 개시의 제2 측면은 여기에 기재된 바와 같이 유리-필름 적층체를 형성하는 방법과 관련된다. 구체예들에서, 상기 방법은 유리-필름 적층체에 대하여 원하는 파손 강도를 선택하는 단계; 화학적으로 강화된 유리 기판을 제공하는 단계; 상기 화학적으로 강화된 유리 기판의 제1 주 표면 상에 필름을 배치하는 단계, 및 원하는 파손 강도를 달성하기 위해 필름 계수 (film modulus), 필름 두께, 및 필름 잔류 응력 중 하나 이상을 조절하는 단계를 포함한다. 특정 구체예들에서, 상기 방법은 고정된 필름 두께, 고정된 잔류 응력, 또는 모두를 제공하면서, 필름 계수를 조절하는 단계를 포함한다. 구체예들에서, 상기 방법은 고정된 필름 영률, 고정된 필름 잔류 응력, 또는 모두를 제공하면서, 필름의 두께를 조절하는 단계를 포함한다. 다른 구체예들에서, 상기 방법은 고정된 필름 영률, 고정된 필름 두께, 또는 모두를 제공하면서, 필름의 잔류 응력을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 선택적으로, 상기 방법은 필름 두께, 필름 잔류 응력, 및 필름 영률 중 둘을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
구체예들에서, 상기 방법은 필름 및 강화된 유리 기판 사이에 계면을 형성하는 단계를 포함하고, 그리하여 상기 계면은 강화된 유리 기판의 파괴 인성의 약 50%를 초과하는 파괴 인성을 나타낸다. 선택적으로, 상기 방법은 상기 제1 주 표면 상에 상기 필름을 배치하는 단계 전에 상기 강화된 유리 기판의 제1 주 표면을 세척 (예를 들어, 습식-세척 또는 플라즈마 세척)하는 단계를 포함할 수 있다.
추가적인 특징 또는 장점은 하기 상세한 설명에서 설명될 것이다.
전술된 일반적인 설명 및 하기 상세한 설명 모두는 다양한 구체예를 묘사하고, 청구범위의 본질 및 특징을 이해하기 위해 개요 또는 틀을 제공하기 위해 의도된 것으로 이해될 것이다. 도면은 다양한 구체예의 또 다른 이해를 제공하기 위해 포함되고, 본 명세서에 혼입되며, 일부를 구성한다. 도면들은 구체예들을 예시하고, 상세한 설명과 함께 구체예들의 원리 및 작동의 설명을 제공한다.
본 개시의 구체예들에서:
도 1은 유리-필름 적층체를 예시한다.
도 1a는 유리-필름 적층체를 예시한다.
도 2는 유리-필름 적층체를 예시한다.
도 3은 유리-필름 적층체를 예시한다.
도 4는 유리-필름 적층체를 예시한다.
도 5는 실시예 1A-1D의 링-온-링 테스트 결과에 기초한 와이블 확률 플롯이다.
도 6은 실시예 2A-2D의 링-온-링 테스트 결과에 기초한 와이블 확률 플롯이다.
도 7은 실시예 3A-3B의 링-온-링 테스트 결과에 기초한 와이블 확률 플롯이다.
도 8은 실시예 4A-4D의 링-온-링 테스트 결과에 기초한 와이블 확률 플롯이다.
도 9는 실시예 5A-5C의 링-온-링 테스트 결과에 기초한 와이블 확률 플롯이다.
도 10은 유리-필름 적층체의 휨 강도를 예시한다.
본 바람직한 구체예(들), 수반된 도면에서 예시된 실시예들에 대해 상세하게 언급이 있을 것이다.
본 개시의 제1 측면은 잘 조절된 파손 강도를 갖고, 약 10 초과, 또는 심지어 20 초과의 와이블 계수를 나타내는 유리-필름 적층체와 관련된다. 구체예들에서, 유리-필름 적층체는 적어도 15, 적어도 20, 적어도 25, 적어도 30, 적어도 35, 적어도 40, 적어도 45, 적어도 50, 적어도 55, 적어도 60, 또는 적어도 65, 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 와이블 계수를 나타낸다. 특정 구체예들에서, 상기 유리-필름 적층체는 약 15 내지 약 65, 약 15 내지 약 60, 약 15 내지 약 55, 약 15 내지 약 50, 약 15 내지 약 45, 약 15 내지 약 40, 약 15 내지 약 35, 약 20 내지 약 65, 약 25 내지 약 65, 약 30 내지 약 65, 약 35 내지 약 65, 약 36 내지 약 50, 약 38 내지 약 50, 약 40 내지 약 50, 약 42 내지 약 50, 약 44 내지 약 50, 약 46 내지 약 50, 이들 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 범위의 와이블 계수를 나타낸다. 와이블 계수값을 예시하기 위해 여기서 사용된 와이블 확률 플롯은 링-온-링 테스트 하중 구성을 위해 파손 하중 (kgf) 대 파손 확률을 구체적으로 플롯한다. 링-온-링 테스트는 유리-필름 적층체의 표면 강도에 대해 말해준다. 유리-필름 적층체의 개선된 가장자리 강도가 요구되는 경우, 다른 유형의 테스트 또는 하중 지오메트리 또는 방법 (볼 낙하 테스트, 볼-온-링 테스트, 4-점 휨 테스트, 3-점 휨 테스트, 및 당업계에서 공지된 다른 방법을 포함하나, 이에 제한되는 것은 아니다)은 와이블 확률 플롯 및 와이블 계수값을 생산하도록 또한 사용될 수 있다. 와이블 계수값은 본 개시로부터 벗어나지 않으면서, 테스트 조건에 기초하여 어느 정도 변할 수 있다. 적어도 10개의 동일한 유리-필름 적층체의 샘플 개체수는 유리-필름 적층체의 와이블 계수를 결정하기 위해 사용될 수 있다.
여기에 사용된 바와 같이, 용어 "파손 강도 (failure strength)"는 와이블 분포의 특징적 파손 강도, 유리-필름 적층체의 주어진 갯수 또는 샘플의 평균 파손 강도, 단일 유리-필름 적층체의 평균 파손 강도, 또는 이들의 조합을 포함한다. 파손 강도는 링-온-링 (ring-on-ring), 볼-온-링 (ball-on-ring), 또는 볼 낙하 테스와 같은 방법을 통해 측정될 수 있다. 특징적 파손 강도는 링-온-링, 볼-온-링 테스트 하 파손 하중의 두 개 파라미터 와이블 통계의 스케일 파라미터를 의미할 수 있다. 이 스케일 파라미터는 취성 물질의 파손 확률이 63.2%인 곳에서의 와이블 특징적 강도로서 의미될 수 있다. 파손 강도가 볼 낙하 테스트에 의해 측정되는 경우, 유리-필름 적층체의 파손 강도는 파손없이 견딜수 있는 볼 낙하 높이에 의해 특징된다. 몇몇 경우에서, 파손 강도는 3-점 휨 또는 4-점 휨 테스트와 같은 당업계에서 공지된 다른 방법들에 의해 테스트되는 강도를 또한 포함할 수 있다. 몇몇 경우에서, 이들 테스트 방법들은 테스트되는 적층체 또는 제품의 가장자리 강도에 의해 크게 영향받을 수 있다.
도 1을 참조하면, 유리-필름 적층체 (100)는 대향하는 주 표면들 (122, 124)을 갖는 여기에 기재된 바와 같이 강화된 유리 기판 (120), 및 적어도 하나의 대향하는 주 표면 (122 또는 124) 상에 배치된 필름 (110)을 포함한다. 구체예들에서, 필름 (110)은 적어도 하나의 주 표면 (122 또는 124) 상에 배치 대신에 또는 이에 더하여 강화된 유리 기판의 부 표면(들) (미도시) 상에 배치될 수 있다.
용어 "필름 (film)"은, 필름 (110) 또는 부가적인 필름 (112) (도 2-4에서 나타낸 바와 같이) 또는 다른 필름 (114) (도 4에서 나타낸 바와 같이)에 적용된 바와 같이, 불연속 침적 (deposition) 또는 연속 침적 공정을 포함하는, 당업계의 어떤 공지된 방법에 의해 형성된 하나 이상의 층을 포함한다. 이런 층들은 서로 직접 접촉하고 있을 수 있다. 상기 층들은 동일 물질 또는 하나 초과의 다른 물질로부터 형성될 수 있다. 구체예들에서, 이런 층들은 그 사이에 배치된 다른 물질의 개재층 (intervening layers)을 가질 수 있다. 구체예들에서, 필름은 하나 이상의 인접한 및 비단속된 층, 또는 하나 이상의 불연속 및 단속된 층 (즉, 서로 인접하여 형성된 다른 물질을 갖는 층)을 포함할 수 있다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "배치 (dispose)"는 당업계에 공지된 어떤 방법을 이용하여 표면 상에 물질을 코팅, 침적, 형성시키는 것 또는 이들의 조합을 포함한다. 배치된 물질은 여기서 정의된 바에 따라 층 또는 필름을 구성할 수 있다. 문구 "상에 배치된 (disposed on)"은 물질을 표면 상에 형성시켜 상기 물질이 상기 표면과 직접 접촉하는 경우 및 또한 물질이 표면 상에 형성되어, 하나 이상의 개재 물질이 상기 배치된 물질 및 상기 표면 사이에 있는 경우를 포함한다. 상기 개재 물질은 여기서 정의된 바에 따라 층 또는 필름을 구성할 수 있다.
하나의 변종에서, 유리-필름 적층체 (100)는 비대칭 휨 강도를 나타낼 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 비대칭 휨 강도는, 유리-필름 적층체에 적용되고 있는 휨 하중의 방향에 의존하여 달라지는, 유리-필름 적층체 (100)의 휨 강도를 의미한다. 또 다른 변종에서, 유리-필름 적층체 (100)는 비대칭 충격 저항을 나타낼 수 있다. 여기서 사용된 바와 같이, 비대칭 충격 저항은 충격에 방향에 의존하여 (즉, 유리-필름 적층체의 어떤 면이 충격되는지에 의존하여) 달라지는 충격 저항을 의미한다. 또 다른 변종에서, 유리-필름 적층체 (100)는 비대칭 휨 강도 및 비대칭 충격 저항을 나타낼 수 있다.
다른 방법들이 조절된 파손 강도 수준을 가지고 (예를 들어, 샌드블라스팅, 스크라이빙, 레이저 손상, 등) 유리-필름 적층체를 생성시키기 위해 광학 산란 (예를 들어, 표면 조도로부터 광학 광 산란) 또는 광학 왜곡 (예를 들어, 굴절률 변동으로부터)을 도입시킬 수 있는 반면에, 여기에 기재된 유리-필름 적층체 (100)는 광학적으로 투과성이고 어떤 광학 산란을 포함하여 광학 왜곡이 실질적으로 없으며, 이는 하기에서 상세하게 기재될 것이다. 다르게 말하면, 구체예들에 따른 유리-필름 적층체 (100)는 조절된 파손 강도 수준 또는 분포를 갖지 않는 유리-필름 적층체와 유사하거나 또는 개선된 광학 성질을 유지하면서 조절된 파손 강도 수준 또는 분포를 나타낸다.
이론에 의해 결합되지 않으나, 비대칭 충격 저항은 강화된 유리 기판 (120)으로 필름 (110)의 부착에, 및 필름 (110)의 탄성 계수, 필름 (110)의 경도, 및 필름 (110)의 취성 파괴 행동 중 하나 이상에 적어도 부분적으로 의존한다고 믿어진다. 취성 파괴 행동은 최소 연성 또는 소성 변형을 나타내는 물질과 전형적으로 연관된다. 이런 물질들은 비정질 또는 중합성 물질의 경우에서 상대적으로 높은 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 취성 파괴 행동을 나타내는 필름은 유리-필름 적층체 (100)의 비대칭 파손 행동을 향상시킨다고 발견되었다. 취성 파괴 행동은 아래에서 더욱 기재되는 바와 같이, 필름 (110)의 상대적으로 낮은 파손-변형과 또한 연관될 수 있다. 이론에 의해 결합되지 않으나, 부착은 필름 (110)과의 조합 전에 강화된 유리 기판 (120) 표면의 주의 깊은 세척 및 준비, 필름 (110) 물질의 선택, 및 필름-형성 조건의 선택을 통해 촉진될 수 있다.
구체예들에서, 여기서 기재된 유리-필름 적층체 (100)에서 사용된 강화된 유리 기판 (120)은 시트 제품을 포함할 수 있고, 유리 섬유를 배제할 수 있으며, 이는 이런 섬유는 대향하는 주 표면 (122, 124)을 포함하지 않기 때문이다. 여기서 사용된 바와 같이, 강화된 유리 기판 (120)은 실질적으로 평면일 수 있고, 그렇지만 다른 구현예들은 곡면 또는 다르게 성형되거나 조형된 유리 기판을 사용할 수 있다. 구현예들에서, 강화된 유리 기판 (120)은 유리 섬유를 포함할 수 있다. 강화된 유리 기판 (120)은 실질적으로 맑고, 일반적으로 투명하며, 광 산란이 없을 수 있다. 강화된 유리 기판은 약 1.45 내지 약 1.55의 굴절률을 가질 수 있다. 강화된 유리 기판 (120)은 강화되기 전에 원래의 결함-없는 것일 수 있다. 강화된 유리 기판 (120)은 이런 기판의 하나 이상의 주 대향하는 표면 상에 고 평균 휨 강도 (강화되지 않은 유리 기판과 비교할 때) 또는 고 평균 파손-변형 (강화되지 않은 유리 기판과 비교할 때)을 갖는 것으로서 특징될 수 있다. 유리-필름 적층체 (100)는 상대적으로 고 평균 휨 강도 또는 고 평균 파손-변형을 또한 가질 수 있다. 예를 들어, 강화된 유리 기판 (120)은 0.5% 이상, 0.6% 이상, 0.7% 이상, 0.8% 이상, 0.9% 이상, 1% 이상, 1.1% 이상, 1.2% 이상, 1.3% 이상, 1.4% 이상 1.5% 이상, 또는 심지어 2% 이상, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 평균 파손-변형을 나타낼 수 있다. 특정 구체예들에서, 강화된 유리 기판 (120) 또는 유리-필름 적층체 (100)는 1.2%, 1.4%, 1.6%, 1.8%, 2.2%, 2.4%, 2.6%, 2.8%, 또는 3%의 평균 파손-변형을 나타낼 수 있다. 구체예들에서, 강화된 유리 기판 (120)은 필름 (110), 부가적인 필름 (112) (도 2-4에서 나타낸 바와 같이) 및/또는 다른 필름 (114) (도 4에서 나타낸 바와 같이)의 파손-변형보다 큰 평균 파손-변형을 나타낸다. 택일적으로 또는 부가적으로, 강화된 유리 기판 (120) 또는 유리-필름 적층체 (100)는 약 300 MPa 초과, 400 MPa 초과, 500 MPa 초과, 700 MPa 초과, 1000 MPa 초과, 1500 MPa 초과, 또는 2000 MPa 초과, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 평균 휨 강도를 나타낼 수 있다. 이들 값들의 평균 파손-변형 및/또는 평균 휨 강도는 유리-필름 적층체 (100)에 의해 나타내어질 수 있고, 유리-필름 적층체 (100)는 고 와이블 계수 (예를 들어, 10 초과) 또는 좁은 파손 강도 분포 (예를 들어, 약 +/- 20% 미만) 값을 또한 나타낼 수 있으며, 예를 들어 여기의 다른 곳에서 특정된 값들이다.
부가적으로 또는 택일적으로, 강화된 유리 기판 (120)의 두께는 심미적 및/또는 기능적 이유로 하나 이상의 그의 치수들을 따라 변할 수 있다. 예를 들어, 강화된 유리 기판 (120)의 가장자리는 강화된 유리 기판의 좀더 중심적인 영역과 비교하여 더 두꺼울 수 있다. 강화된 유리 기판 (120)의 길이, 너비, 및 두께 치수는 유리-필름 적층체 (100) 적용 또는 용도에 따라 또한 변할 수 있다.
강화된 유리 기판 (120)은 다양한 다른 공정들을 사용하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 예시적인 유리 기판 형성 방법들은 플로트 유리 공정 및 융합 인발 및 슬롯 인발과 같은 다운-인발 공정을 포함한다. 플로트 유리 공정에서, 평탄한 표면 및균일한 두께에 의해 특징되어질 수 있는 유리 기판은 용융 금속, 전형적으로 주석의 베드 상에 용융 유리를 플로팅함으로써 만들어진다. 예시적인 공정에서, 용융 주석 베드의 표면 상으로 공급된 용융 유리는 플로팅 유리 리본을 형성한다. 유리 리본이 주석 배쓰를 따라 흐르면서, 온도는 유리 리본이 고체 유리 기판으로 고형화되어 주석으로부터 롤러 상으로 상승될 수 있을 때까지 점점 감소된다. 배쓰를 벗어 나면, 유리 기판은 더욱 냉각 및 어닐링되어 내부 응력을 감소시킬 수 있다.
다운-인발 공정은 상대적으로 본래의 표면을 소유한 균일한 두께를 갖는 유리 기판을 생산한다. 유리 기판의 평균 휨강도는 표면 결함의 양 및 크기에 의해 조절되기 때문에, 최소 접촉을 하고 있는 본래의 표면은 더 높은 초기 강도를 갖는다. 이 고강도 유리 기판이 그 다음에 더욱 강화되었을 때 (예를 들어, 화학적으로), 그 결과의 강도는 중첩되고 (lapped) 연마된 표면을 갖는 유리 기판의 것보다 더 높을 수 있다. 다운-인발 유리 기판은 약 2 mm 미만의 두께로 인발될 수 있다. 게다가, 다운 인발 유리 기판은 비용이 드는 그라인딩 및 연마 단계 없이 최종 적용에 사용될 수 있는 매우 평평하고 (flat), 평탄한 (smooth) 표면을 갖는다.
융합 인발 공정은, 예를 들어, 용융 유리 원료 물질을 수용하기 위한 채널을 가진 인발 탱크를 사용한다. 채널은 채널의 양면 상에 채널의 길이를 따라 상부에서 개방된 위어 (weirs)를 갖는다. 채널이 용융 물질로 채워진 때, 용융 유리는 위어를 넘쳐 흐른다. 중력에 기인하여, 용융 유리는 두 개의 흐름 유리 필름으로서 인발 탱크의 외부 표면 아래로 흐른다. 인발 탱크의 이들 외부 표면은 이들이 인발 탱크 아래의 가장자리에서 합류하도록 안쪽 및 아래로 확장한다. 상기 두 개의 흐름 유리 필름은 단일 흐름 유리 기판을 융합 및 형성하기 위해 상기 가장자리에서 합류한다. 융합 인발 방법은, 채널을 넘쳐 흐르는 두 개의 유리 필름이 함께 융합하기 때문에, 최종 유리 기판의 외부 표면의 어느 것도 장치의 어떤 부분과 접촉하지 않는다. 따라서, 융합 인발 유리 기판의 표면 성질은 이러한 접촉에 영향을 받지 않는다.
슬롯 인발 공정은 융합 인발 방법과 구별된다. 슬롯 인발 공정에서, 용융 원료 물질 유리는 인발 탱크에 제공된다. 인발 탱크의 하부는 슬롯의 길이를 확장하는 노즐을 갖는 개방 슬롯을 갖는다. 용융 유리는 슬롯/노즐을 통해 흐르고, 어닐링 영역으로 연속 기판으로서 하향으로 인발된다.
형성되면, 유리 기판은 강화되어 강화된 유리 기판을 형성할 수 있다. 여기에 기재된 바와 같이, "강화된 유리 기판 (strengthened glass substrate)"은, 예를 들어, 유리 기판의 표면에서 더 작은 이온을 더 큰 이온으로 이온-교환을 통해, 화학적으로 강화된 유리 기판을 의미할 수 있다. 그러나, 열 템퍼링과 같은 당해 기술분야에 공지된 다른 강화 방법은 강화된 유리 기판을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 기재되는 바와 같이, 강화된 유리 기판은 유리 기판의 강도 보존에서 도움을 주는 표면 내에 표면 압축 응력을 가진 유리 기판을 포함할 수 있다. 융합 인발 방법으로부터 형성된 유리 기판은 본래의 표면 품질로부터 강도를 유도할 수 있다. 본래의 표면 품질은 에칭 또는 폴리싱 및 후속의 유리 기판 표면의 보호, 및 다른 당업계에 공지된 방법들을 통해 달성될 수 있다.
강화된 유리 기판 (120)이 이온-교환 공정을 통해 강화되는 경우, 유리 기판 (120)은 용융 배쓰에 미리 정해진 시간 동안 전형적으로 침지된다. 유리 기판이 침지되고 있는 동안, 유리 기판의 표면 또는 근처의 이온은 염 배쓰로부터의 더 큰 금속이온으로 교환된다. 하나의 구체예에서, 용융 염 배쓰의 온도는 약 370 ℃ 내지 약 480 ℃의 범위이고, 미리 결정된 시간은 약 2 내지 약 12 시간이다. 더 큰 이온의 유리 기판으로의 병합은 유리 기판의 표면 영역 근처에서 또는 표면에서 및 인접한 영역에서 압축 응력을 생성시킴으로써 유리 기판을 강화시킨다. 대응하는 인장 응력은 압축 응력과 균형을 맞추기 위해 유리 기판의 표면(들)으로부터 소정의 거리의 영역 또는 중심 영역 내에서 결과적으로 발생한다. 상기 강화 공정을 사용하는 유리 기판은 화학적으로-강화된 유리 기판 (120) 또는 이온-교환된 유리 기판 (120)으로서 좀더 구체적으로 기재될 수 있다.
하나의 실시예서, 유리 기판에서 나트륨 이온은 질산 칼륨 염 배쓰과 같은 용융 배쓰로부터의 칼륨이온에 의해 대체되고, 그렇지만 루비듐 또는 세슘과 같은 더 큰 원자 반경을 갖는 다른 알칼리 금속 이온은 유리에서 더 작은 알칼리 금속 이온을 대체할 수 있다. 특정 구체예에 따르면, 유리에서 더 작은 알칼리 금속 이온은 Ag+ 이온으로 대체될 수 있다. 유사하게, 황산염, 인산염, 할로겐염 등과 같은 다른 알칼리 금속 염은 이온 교환 공정에서 사용될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다.
유리 네트워크가 이완할 수 있는 온도 미만에서 더 큰 이온에 의해 더 작은 이온의 대체는 응력 프로파일 결과를 가져오는 강화된 기판 (120)의 표면(들)을 가로질러 이온의 농도 프로파일을 생산한다. 유입하는 이온의 더 큰 부피는 강화된 유리 기판 (120)의 중심에서 인장 (중심 인장 (central tension, CT)) 및 표면 상에서 압축 응력 (compressive stress, CS)을 생산한다. 압축 응력은 하기 관계식에 의해 중심 인장과 대략적으로 관련된다.
Figure pct00001
여기서, t는 강화된 유리 기판 (120)의 총 두께이고, 압축 층 깊이 (compressive depth of layer, DOL)는 교환의 깊이이다. 교환의 깊이는 강화된 유리 기판 (120) 내의 깊이로서 기재될 수 있고 (즉, 유리 기판의 표면으로부터 유리기판의 중심 영역까지의 거리), 상기 깊이에서 이온 교환 공정에 의해 용이하게 된 이온 교환이 발생한다.
하나의 구체예서, 강화된 유리 기판 (120)은 300 MPa 이상, 예를 들어, 400 MPa 이상, 450 MPa 이상, 500 MPa 이상, 550 MPa 이상, 600 MPa 이상, 650 MPa 이상, 700 MPa 이상, 750 MPa 이상 또는 800 MPa 이상의 표면 압축 응력을 가질 수 있다. 강화된 유리 기판 (120)은 15 ㎛ 이상, 20 ㎛ 이상 (예를 들어, 25 ㎛, 30 ㎛, 35 ㎛, 40 ㎛, 45 ㎛, 50 ㎛ 이상)의 압축 층 깊이 및/또는 10 MPa 이상, 20 MPa 이상, 30 MPa 이상, 40 MPa 이상 (예를 들어, 42 MPa, 45 MPa, 또는 50 MPa 이상) 그러나 100 MPa 미만 (예를 들어, 95, 90, 85, 80, 75, 70, 65, 60, 55 MPa 이하)의 중심 인장을 가질 수 있다. 하나 이상의 특정 구체예에서, 강화된 유리 기판 (120)은 하기 중 하나 이상을 갖는다: 400 MPa 초과의 표면 압축 응력, 15 ㎛ 초과의 압축 층 깊이, 및 18 MPa 초과의 중심 인장.
이론에 결합되지는 않으나, 400 MPa 초과의 표면 압축 응력 및 15 ㎛ 초과의 압축 층 깊이를 갖는 강화된 유리 기판 (120)은 비-강화된 유리 기판(즉, 이온 교환되지 않거나 또는 그렇지 않으면 강화되지 않은 유리 기판) 또는 큰 또는 비조절된 결함 분포 또는 빈약한 표면 품질을 갖는 몇몇 강화된 유리 기판보다 더 큰 파손-변형 (strain-to-failure)을 전형적으로 갖는다고 믿어진다.
강화된 유리 기판 (120)에 사용될 수 있는 예시적인 유리는 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물 또는 알칼리 알루미노보로실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있고, 그렇지만 다른 유리 조성물도 고려된다. 여기에 사용된 바와 같이, "이온 교환가능"은 유리 기판이 유리 기판의 표면에 또는 근처에 위치한 양이온을 크기에서 더 크거나 또는 더 작은 등가의 양이온과 교환할 수 있는 것을 의미한다. 하나의 예시적인 유리 조성물은 SiO2, B2O3 및 Na2O를 포함하며, 여기서 (SiO2 + B2O3) ≥ 66 몰%, 및 Na2O ≥ 9 몰%이다. 하나의 구체예에서, 상기 유리 기판 (120)은 적어도 6 중량%의 알루미늄 산화물을 갖는 유리 조성물을 포함한다. 추가적인 구체예서, 유리 기판 (120)은 알칼리 토 산화물의 함량이 적어도 5 중량%가 되도록 하나 이상의 알칼리 토 산화물을 갖는 유리 조성물을 포함한다. 적합한 유리 조성물은, 몇몇 구체예들에서, K2O, MgO, 및 CaO 중 적어도 하나를 더욱 포함한다. 특정 구체예에서, 상기 유리 기판 (120)에 사용되는 유리 조성물은 61-75 몰% SiO2; 7-15 몰% Al2O3; 0-12 몰% B2O3; 9-21 몰% Na2O; 0-4 몰% K2O; 0-7 몰% MgO; 및 0-3 몰% CaO를 포함할 수 있다.
상기 강화된 유리 기판 (120)에 적합한 추가적인 예시적인 유리 조성물은 다음을 포함한다: 60-70 몰% SiO2; 6-14 몰% Al2O3; 0-15 몰% B2O3; 0-15 몰% Li2O; 0-20 몰% Na2O; 0-10 몰% K2O; 0-8 몰% MgO; 0-10 몰% CaO; 0-5 몰% ZrO2; 0-1 몰% SnO2; 0-1 몰% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3; 여기서 12 몰% ≤ (Li2O + Na2O + K2O)≤20 몰% 및 0 몰% ≤(MgO + CaO)≤10 몰%이다.
상기 강화된 유리 기판 (120)에 적합한 또 다른 예시적인 유리 조성물은 다음을 포함한다: 63.5-66.5 몰% SiO2; 8-12 몰% Al2O3; 0-3 몰% B2O3; 0-5 몰% Li2O; 8-18 몰% Na2O; 0-5 몰% K2O; 1-7 몰% MgO; 0-2.5 몰% CaO; 0-3 몰% ZrO2; 0.05-0.25 몰% SnO2; 0.05-0.5 몰% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3; 여기서 14 몰% ≤(Li2O + Na2O + K2O) ≤18 몰% 및 2 몰% ≤(MgO + CaO) ≤7 몰%이다.
특정 구체예에서, 상기 강화된 유리 기판 (120)에 적합한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물은 알루미나, 적어도 하나의 알칼리 금속 및, 몇몇 구체예들에서, 50 몰% 초과의 SiO2, 다른 구체예에서 적어도 58 몰%의 SiO2, 그리고 또 다른 구체예에서 적어도 60 몰%의 SiO2를 포함하며, 여기서 비 (ratio)
Figure pct00002
이고,
여기서 상기 비에서 성분은 몰%로 나타내며, 상기 개질제는 알칼리 금속 산화물이다.　특정 구체예에서, 상기 유리 조성물은 다음을 포함하거나, 다음으로 필수적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어진다: 58-72 몰% SiO2; 9-17 몰% Al2O3; 2-12 몰% B2O3; 8-16 몰% Na2O; 및 0-4 몰% K2O, 여기서, 비
Figure pct00003
이다.
다른 구체예에서, 강화된 유리 기판 (120)에 적합한 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물은 다음을 포함하거나, 다음으로 필수적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어진다: 61-75 몰% SiO2; 7-15 몰% Al2O3; 0-12 몰% B2O3; 9-21 몰% Na2O; 0-4 몰% K2O; 0-7 몰% MgO; 및 0-3 몰% CaO.
또 다른 구체예에서, 강화된 유리 기판 (120)은 다음을 포함하거나, 다음으로 필수적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어진 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있다: 60-70 몰% SiO2; 6-14 몰% Al2O3; 0-15 몰% B2O3; 0-15 몰% Li2O; 0-20 몰% Na2O; 0-10 몰% K2O; 0-8 몰% MgO; 0-10 몰% CaO; 0-5 몰% ZrO2; 0-1 몰% SnO2; 0-1 몰% CeO2; 50 ppm 미만의 As2O3; 및 50 ppm 미만의 Sb2O3; 여기서 12 몰% ≤ Li2O + Na2O + K2O ≤ 20 몰% 및 0 몰% ≤MgO + CaO ≤　10 몰%이다.　
여전히 또 다른 구체예에서, 강화된 유리 기판 (120)은 다음을 포함하거나, 다음으로 필수적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어진 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있다: 64-68 몰% SiO2; 12-16 몰% Na2O; 8-12 몰% Al2O3; 0-3 몰% B2O3; 2-5 몰% K2O; 4-6 몰% MgO; 및 0-5 몰% CaO, 여기서: 66 몰% ≤ SiO2 + B2O3 + CaO　 ≤ 69 몰%; Na2O + K2O + B2O3 + MgO + CaO + SrO > 10 몰%; 5 몰% ≤ MgO + CaO + SrO ≤ 8 몰%; (Na2O + B2O3) - Al2O3 ≤ 2 몰%; 2 몰% ≤ Na2O - Al2O3 ≤ 6 몰%; 및 4 몰% ≤ (Na2O + K2O) - Al2O3 ≤10 몰%이다.　
택일적인 구체예에서, 강화된 유리 기판 (120)은 다음을 포함하거나, 다음으로 필수적으로 이루어지거나, 또는 다음으로 이루어진 알칼리 알루미노실리케이트 유리 조성물을 포함할 수 있다: 2 mol% 이상의 Al2O3 및/또는 ZrO2, 또는 4 mol% 이상의 Al2O3 및/또는 ZrO2.
몇몇 구체예들에서, 강화된 유리 기판 (120)에 사용되는 조성물은 0-2 mol%의 Na2SO4, NaCl, NaF, NaBr, K2SO4, KCl, KF, KBr, 및 SnO2을 포함하는 그룹으로 선택된 적어도 하나의 청징제와 함께 뱃치 (batch)될 수 있다.
하나 이상의 구체예들에 따른 강화된 유리 기판 (120)은 약 100 ㎛ 내지 5 mm 범위의 두께를 가질 수 있다. 예시적인 강화된 유리 기판 (120) 두께는 100 ㎛ 내지 500 ㎛의 범위, 예를 들어, 100, 200, 300, 400, 또는 500 ㎛일 수 있다. 추가적인 예시적인 강화된 유리 기판 (120) 두께는 500 ㎛ 내지 1000 ㎛의 범위, 예를 들어, 500, 600, 700, 800, 900, 또는 1000 ㎛일 수 있다. 강화된 유리 기판 (120)은 1 mm 초과, 예를 들어, 약 2, 3, 4, 또는 5 mm의 두께를 가질 수 있다. 하나 이상의 특정 구체예에서, 강화된 유리 기판 (120)은 2mm 이하 또는 1 mm 미만의 두께를 가질 수 있다. 강화된 유리 기판 (120)은 산 폴리싱 또는 다르게 처리되어 표면 결함의 효과를 제거하거나 또는 감소시킬 수 있다.
도 1, 1a 및 2-4에서 나타낸 바와 같이, 필름 (110)은 강화된 유리 기판 (120)의 주 표면들 (122, 124) 중 하나 상에 배치될 수 있다. 도 3 및 5에서 나타낸 바와 같이, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름 (114)은 강화된 기판 상에 배치될 수 있다. 필름 (110), 부가적인 필름 (112) 및 다른 필름 (114)의 배열은 서로에 대하여 및/또는 강화된 유리 기판 (120)에 대하여 적용에 따라 변할 수 있다.
도 1, 1a 및 2-4에서 나타낸 바와 같이, 필름 (110)은 유리 기판 (120)과 제1 계면 (130)을 형성할 수 있다. 하나 이상의 구체예에서, 필름 (110)은 강화된 유리 기판 (120)의 평균 파손-변형보다 미만인 평균 필름 파손-변형을 가질 수 있다. 특정 구체예에서, 휨 하중 동안, 필름 및 강화된 유리 기판 (120) 사이의 강한 부착 때문에, 크랙은 필름 (110)에서 기원하는 경향이 있고, 필름 (110)에서 기원하고 있는 크랙은, 여기서 정의된 바와 같이, 강화된 유리 기판 (120) 안으로 다리를 형성할 수 있고, 유리-필름 적층체 (100)의 돌발 파손으로 결국 이어질 수 있다. 이 구별되고 공학적인 (engineered) 파손 공정은 강화된 유리 기판 (120) 상에서 이미 존재하는 결함 크기 (flaw size) 개체수의 효과를 완화시키고, 더 좁은 강도 분포로 이어진다.
여기서 사용된 바와 같이, 용어 "다리 형성 (bridge)" 또는 "다리를 형성하는 (bridging)"은, 크랙, 결함 또는 흠 형성 및 이러한 크랙, 결함 또는 흠의 크기의 성장 및/또는 하나의 물질, 층 또는 필름으로부터 또 다른 물질, 층 또는 필름으로 전파를 의미한다. 예를 들어, 다리를 형성하는 것은 필름 (110)에 존재하는 크랙이 또 다른 물질, 층 또는 필름 (예를 들어, 강화된 유리 기판 (120))으로 전파되는 경우를 포함한다. 상기 용어 "다리 형성" 또는 "다리를 형성하는"은 또한 크랙이 다른 물질들, 다른 층들 및/또는 다른 필름들 사이의 계면을 가로지르는 경우를 포함한다. 상기 물질들, 층들 및/또는 필름들은 크랙이 이러한 물질들, 층들 및/또는 필름들 사이에서 다리를 형성하기 위해 서로 직접 접촉하고 있을 필요는 없다. 예를 들어, 상기 크랙은 제1 및 제2 물질 사이에 배치된 중간 물질을 통하여 다리를 형성하여, 제1 물질과 직접 접촉하지 않고, 제1 물질로부터 제2 물질로 다리를 형성할 수 있다. 동일한 시나리오는 층 및 필름 및 물질, 층 및 필름의 조합에 적용할 수 있다. 여기에 기재된 유리-필름 적층체에서, 크랙은 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 다른 필름들 (114), 및/또는 강화된 유리 기판 (120) 중 하나에서 기원할 수 있고, 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 다른 필름들 (114), 및/또는 강화된 유리 기판 (120) 중 다른 하나로 다리를 형성할 수 있다. 여기에 기재된 유리-필름 적층체 (100)는 파손 강도의 좁은 분포를 나타내어, 크랙 다리 형성은 좀더 예측가능하고 조절된 방식으로 발생한다.
필름 (110)은 하드 및/또는 취성으로서 특징될 수 있다. 구체예들에서, 필름 (110)은 약 10 GPa 이상의 영률을 나타낼 수 있다. 특정 구체예들에서, 필름 (110)은 약 70 GPa 이상, 140 GPa 이상, 또는 심지어 200 GPa 이상, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 영률을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 필름 (110)은 약 10 GPa 내지 약 300 GPa 범위, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 영률을 나타낼 수 있다. 하나 이상의 변종에서, 필름 (110)은 약 10 GPa,약 11 GPa, 약 12 GPa, 약 13 GPa, 약 14 GPa, 약 15 GPa, 약 16 GPa, 약 17 GPa, 약 18 GPa, 약 19 GPa, 약 20 GPa, 약 25 GPa, 약 30 GPa, 약 35 GPa, 약 40 GPa, 약 45 GPa, 약 50 GPa, 약 55 GPa, 약 60 GPa, 약 65 GPa, 약 75 GPa, 약 80 GPa, 약 85 GPa, 약 90 GPa, 약 95 GPa, 약 100 GPa, 약 105 GPa, 약 110 GPa, 약 115 GPa, 약 120 GPa, 약 125 GPa, 약 130 GPa, 약 135 GPa, 약 145 GPa, 약 150 GPa, 약 155 GPa, 약 160 GPa, 약 165 GPa, 약 170 GPa, 약 175 GPa, 약 180 GPa, 약 185 GPa, 약 190 GPa, 약 195 GPa, 약 205 GPa, 약 210 GPa, 약 215 GPa, 약 220 GPa, 약 225 GPa, 약 230 GPa, 약 235 GPa, 약 240 GPa, 약 245 GPa, 약 250GPa, 약 255 GPa, 약 260 GPa, 약 265 GPa, 약 270 GPa, 약 275 GPa, 약 280 GPa, 약 285 GPa, 약 290 GPa, 약 295 GPa, 약 300 GPa, 또는 약 305 GPa의 영률을 나타낼 수 있다.
구체예들에서, 필름 (110)은 강화된 유리 기판 (120)의 평균 파손-변형보다 미만인 평균 파손-변형을 나타낸다. 하나 이상의 구체예들에서, 필름 (110)은 2% 이하의 평균 파손-변형을 나타낼 수 있다. 특정 구체예들에서, 필름 (110)은 1.9% 이하, 1.8% 이하, 1.7% 이하, 1.6% 이하, 1.5% 이하, 1.4% 이하, 1.3% 이하, 1.2% 이하, 1.1% 이하, 1.0% 이하, 0.9% 이하, 0.8% 이하, 0.7% 이하, 0.6% 이하, or 0.5% 이하, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 평균 파손-변형을 나타낼 수 있다. 몇몇 경우들에서, 필름 (110)은 약 0.01% 초과, 또는 몇몇 경우들에서 0.1% 초과의 평균 파손-변형을 나타내어, 적용들에서 정상적인 사용을 견딜 수 있다.
필름 (110)은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 도 1a에서 나타낸 바와 같이, 필름 (110)은 제1 층 (101), 제2 층 (102), 제3 층 (103), 제4 층 (104), 및/또는 제5 층 (105)을 포함할 수 있다. 도 1a는 단순히 예시적이고, 필름 (110)의 층들의 개수는 변할 수 있으며, 필름은 단일 층, 두 개 층, 세 개 층, 네 개 층, 다섯 개 층, 또는 그 이상을 포함할 수 있다는 것이 이해될 것이다. 상기 층은 IR 차단 (예를 들어, 반사 또는 흡수) 층, UV 차단 (예를 들어, 반사 또는 흡수) 층, 전도층, 반전도층, 전자층 (electronics layer), 박막-트랜지스터층, 터치-센싱층 (touch-sensing layer), 이미지-디스플레이층, 형광층, 인광층 (phosphorescent layer), 발광층, 파장-선택성 반사층, 헤드-업 (heads-up) 디스플레이층, 내-스크래치층 (scratch-resistant layer), 반사-방지층 (anti-reflection layer), 방현층 (anti-glare layer), 방진층 (dirt-resistant layer), 자가-세척층 (self-cleaning layer), 배리어층, 패시베이션층 (passivation layer), 밀폐층 (hermetic layer), 확산-차단층, 및 내지문층 (fingerprint resistant layer) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 전술한 층들은 서로 동일하거나 다른 조성물의 서브-층을 포함할 수 있다. 택일적으로 또는 부가적으로, 서브-층은 서로 다른 성질 (예를 들어, 기계적, 광학적 또는 전기적 성질)을 가질 수 있다. 서브-층은 서로 동일하거나 다른 두께를 가질 수 있다.
구체예들에서, 필름 (110) 또는 필름의 층 또는 서브-층은 산화물, 산질화물 (oxynitrides), 질화물, 탄화물, 규질 중합체 (siliceous polymers), 반도체, 투명 도전체, 금속, 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, ZrO2, 및 이들의 조합을 포함한다. 유사하게, 산질화물 또는 질화물은 Si, Ti, Al 등의 화합물을 결합된 산소 및/또는 질소의 변화하는 양과 함께 포함할 수 있다. 예시적인 탄화물은 Si, B, Ti, Zr 등의 화합물을 포함한다. 규질 중합체는 실록산, 실세스퀴옥산, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 반도체는 Si, Ge, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 투명성 도체는 인듐-주석-산화물, 주석 산화물, 아연 산화물, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 구체예들에서, 심지어 전체 필름의 층은 균일한 조성물을 가질 수 있다.
필름 (110)은 하나 이상의 기능성 성질을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 이런 기능성 성질은 경도, 계수 (modulus), 내마모성 (abrasion resistance), 내스크래치성 (scratch resistance), 기계적 내구성, 마찰 계수, 전기 전도도, 광학 굴절률, 밀도, 불투명도, 투명도, 반사도 등을 포함할 수 있다.
구체예들에서, 필름 (110) 뿐만 아니라 유리-필름 적층체 (100)는 저 광학 산란을 포함하여 저 광학 왜곡 및 광학 투명도를 나타낼 수 있다. 어떤 구체예들에서, 여기에 개시된 이런 유리-필름 적층체 (100)는 윈도우 적용에서 사용될 수 있다. 유리-필름 적층체 (100)는 가시 파장 영역의 일부에 걸쳐 약 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 또는 90% 이상인 광학 투과도 (optical transmittance)를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 유리-필름 적층체 (100)는 약 10% 내지 약 99%, 약 15% 내지 약 99%, 약 20% 내지 약 99%, 약 25% 내지 약 99%, 약 30% 내지 약 99%, 약 40% 내지 약 99%, 약 50% 내지 약 99%, 약 10% 내지 약 90%, 약 10% 내지 약 80%, 약 10% 내지 약 70%, 약 10% 내지 약 60%, 약 50% 내지 약 90%, 약 60% 내지 약 80%, 약 50% 내지 약 70%, 약 70% 내지 약 99%, 약 70% 내지 약 90%, 약 80% 내지 약 99%, 약 80% 내지 약 90%, 또는 약 90% 내지 약 99%의 범위, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 광학 투과도를 나타낼 수 있다.
유리-필름 적층체 (100)는 10% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 또는 심지어 0.5% 이하인 광학 투과 헤이즈 (ASTM D1003 또는 유사한 방법들에 측정될 때)를 나타낼 수 있다. 구체예들에서, 유리-필름 적층체 (100)는 약 0.01% 내지 약 10%, 약 1% 내지 약 10%, 약 2% 내지 약 10%, 약 3% 내지 약 10%, 약 4% 내지 약 10%, 약 5% 내지 약 10%, 약 6% 내지 약 10%, 약 7% 내지 약 10%, 약 8% 내지 약 10%, 약 9% 내지 약 10%, 약 0.01% 내지 약 5%, 약 0.1% 내지 약 4%, 약 0.1% 내지 약 3%, 약 0.1% 내지 약 2%, or 약 0.1% 내지 약 1%, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함하는 범위의 광학 투과 헤이즈를 나타낼 수 있다. 유리-필름 적층체 (100)는 유리-필름 적층체 (100) (사용된 강화된 유리 기판 및/또는 그 위에 배치된 어떤 필름을 포함하여)의 두께와 상관없이 이런 투과 헤이즈를 나타낸다.
다양한 두께는 필름 (110)에 대해 고려된다. 예를 들어, 필름 (110)은 100 ㎛까지의 두께를 포함할 수 있다. 구체예들에서, 필름 (110)은 약 0.002 내지 약 100 ㎛, 약 0.002㎛ 내지 약 90㎛, 약 0.002㎛ 내지 약 80㎛, 약 0.002㎛ 내지 약 70㎛, 약 0.002㎛ 내지 약 60㎛, 약 0.002㎛ 내지 약 50㎛, 약 1㎛ 내지 약 100㎛, 약 10㎛ 내지 약 100㎛, 약 20㎛ 내지 약 100㎛, 약 30㎛ 내지 약 100㎛, 약 40㎛ 내지 약 100㎛, 약 50㎛ 내지 약 100㎛, 약 0.002㎛ 내지 약 10㎛, 약 0.1㎛ 내지 약 10㎛, 약 1㎛ 내지 약 10㎛ or 약 1.5㎛ 내지 약 10㎛의 범위, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 두께를 가질 수 있다. 특정 구체예들에서, 필름 (110)은 약 0.002㎛, 약 0.0025㎛, 약 0.003㎛, 약 0.004㎛, 약 0.005㎛, 약 0.006㎛, 약 0.007㎛, 약 0.008㎛, 약 0.009㎛, 약 0.01㎛, 약 0.015 ㎛, 약 0.02㎛, 약 0.025 ㎛, 약 0.03㎛, 약 0.035㎛, 약 0.04㎛, 약 0.045 ㎛, 약 0.05㎛, 약 0.055㎛, 약 0.06㎛, 약 0.065 ㎛, 0.07㎛, 0.075 ㎛, 약 0.08㎛, 약 0.085㎛, 약 0.09㎛, 약 0.095㎛, 약 0.10㎛, 약 0.15㎛, 약 0.20㎛, 약 0.25㎛, 약 0.30㎛, 약 0.35㎛, 약 0.40㎛, 약 0.45㎛, 약 0.50㎛, 약 0.55㎛, 약 0.60㎛, 약 0.65㎛, 약 0.70㎛, 약 0.75㎛, 약 0.80㎛, 약 0.85㎛, 약 0.90㎛, 약 0.95㎛, 약 1.0㎛, 약 1.1㎛ , 약 1.2㎛, 약 1.3㎛, 약 1.4㎛, 약 1.5㎛, 약 1.6㎛, 약 1.7㎛, 약 1.8㎛, 약 1.9㎛,약 2㎛, 약 2.5㎛, 약 3㎛, 약 3.5㎛, 약 4㎛, 약 4.5㎛, 약 5㎛, 약 5.5㎛,약 6㎛, 약 6.5㎛, 약 7㎛, 약 7.5㎛, 약 8㎛, 약 8.5㎛, 약 9㎛, 약 9.5㎛ 또는 약 10㎛의 두께를 가질 수 있다. 특정 구체예들에서, 필름 (110)의 두께는 최소화될 수 있다.
하나 이상의 구체예들에 따라, 유리-필름 적층체 (100)는 필름 및 강화된 유리 기판 (120) 사이에서 계면 (130)을 포함하고, 거기서 필름은 강화된 유리 기판에 부착된다. 구체예들에서, 필름 (110)은 강화된 유리 기판에 부착되고, 유리-필름 적층체가 베르코비치 다이아몬드 압입자로, 약 40 g까지 (예를 들어, 약 2 g까지, 약 4 g까지, 약 6 g까지, 약 8 g까지, 약 10 g까지, 약 12 g까지, 약 14 g까지, 약 16 g까지, 약 18 g까지, 약 20 g까지, 약 22 g까지, 약 24 g까지, 약 26 g까지, up to about 28 g까지, 약 30 g까지, 약 32 g까지, 약 34 g까지, 약 36 g까지, 또는 약 38 g까지, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함)의 영이 아닌 (non-zero) 하중을 사용하여 압입된 후에, 광학 현미경 하에서 관찰될 때, 유리 기판으로부터 필름의 어떤 가시적 박리도 없다.
유리-필름 적층체 (100)가 휨 하중에 적용될 때 (예를 들어, 휨 강도 테스트 동안), 필름 (110)은 이런 하중 동안 필름 (110) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이에 크랙 다리 형성을 일으키기에 충분한 총 순 응력을 나타낼 수 있다. 필름 (110)의 총 순 응력은 계면 (130)을 가로질러 크랙 다리 형성을 일으키기에 충분하다 (예를 들어, 필름 (110)에서 기원하는 크랙이 강화된 유리 기판 (120) 안으로 다리 형성 또는 강화된 유리 기판 (120)에서 기원하는 크랙이 필름 (110) 안으로 다리 형성). 필름 (110)의 총 순 응력은 필름, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114) 사이에서 크랙 다리 형성을 일으키기에 충분할 수 있다. 여기에 사용된 바와 같이, 용어 "순 응력 (net stress)"은 필름 (110) 내 고유 응력 (intrinsic stress) (예를 들어, 배치 또는 형성 도안 필름 (110)에서 존재하거나 생성된 응력), 열 팽창 계수 부정합에 기인한 응력 (예를 들어, 필름 (110), 강화된 유리 기판 (120), 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114) 사이에서), 및 휨 하중에 기인한 인장 응력을 포함한다. 순 응력은 전술한 응력들의 합을 포함할 수 있다.
구체예들에서, 필름 (110)은 약 10 MPa·m1/2 이하의 파괴 인성을 나타낸다. 예를 들어, 필름 (110)은 약 0.1MPa·m1/2 내지 약 10MPa·m1/2 범위, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 파괴 인성을 나타낼 수 있다. 특정 구체예들에서, 필름 (110)의 파괴 인성은 약 0.1MPa·m1/2, 약 0.2MPa·m1/2, 약 0.3MPa·m1/2, 약 0.4MPa·m1/2, 약 0.5 MPa·m1/2, 약 0.6MPa·m1/2, 약 0.7MPa·m1/2, 약 0.8 MPa·m1/2, 약 0.9MPa·m1/2, 약 1 MPa·m1/2, 약 2 MPa·m1/2, 약 3 MPa·m1/2, 약 4 MPa·m1/2, 약 5 MPa·m1/2, 약 6 MPa·m1/2, 약 7 MPa·m1/2, 약 8 MPa·m1/2, 약 9MPa·m1/2, 또는 10MPa·m1/2이다. 구체예들에서, 필름 (110)의 파괴 인성은 강화된 유리 기판 (120)의 파괴 인성보다 미만이다.
하나 이상의 구체예에 따라서, 필름 (110)은 약 1 kJ/m2 미만의 임계 변형 에너지 방출율 (GIC = KIC 2/E)을 나타낸다. 예를 들어, 임계 변형 에너지 방출율은 약 0.99kJ/m2, 0.95kJ/m2, 0.9 kJ/m2, 약 0.8 kJ/m2, 약 0.7 kJ/m2, 약 0.6 kJ/m2, 약 0.5 kJ/m2, 약 0.4 kJ/m2, 약 0.3 kJ/m2, 약 0.2 kJ/m2, 약 0.1 kJ/m2, 약 0.09 kJ/m2, 약 0.08 kJ/m2, 약 0.07kJ/m2, 약 0.06kJ/m2, 약 0.05kJ/m2, 약 0.04kJ/m2, 약 0.03kJ/m2, 약 0.02kJ/m2, 약 0.01kJ/m2, 약 0.009 kJ/m2, 약 0.008kJ/m2, 약 0.007kJ/m2, 약 0.006kJ/m2, 약 0.005kJ/m2, 약 0.004kJ/m2, 약 0.003kJ/m2, 약 0.002kJ/m2, 또는 약 0.001kJ/m2일 수 있고, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위를 포함한다.
필름 (110) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이의 계면 (130)은 강화된 유리 기판 (120)의 파괴 인성의 약 25% 초과 또는 심지어 50%를 초과하는 계면 파괴 인성을 나타낼 수 있다. 하나 이상의 특정 구체예에서, 계면 파괴 인성은 유리 기판 파괴 인성의 약 55%, 60%, 65%, 70%, 80%, 90% 또는 100%를 초과할 수 있다. 어떤 구체예에서, 계면 파괴 인성은 유리 기판 파괴 인성보다 적어도 1.1 배, 1.2 배, 1.3 배, 1.4 배, 1.5 배, 1.6 배, 1.7 배, 1.8 배, 1.9 배, 2 배, 2.5 배, 3 배, 3.5 배, 4 배, 4.5 배, 5 배, 5.5 배, 6 배, 6.5 배, 7 배, 7.5 배, 8 배, 8.5 배, 9 배, 9.5 배, 또는 심지어 10 배 크다. 상대적으로 고 계면 파괴 인성은 필름 (110) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이의 상대적으로 강한 부착성에 전형적으로 연관성이 있다. 부착성은 여기에 기재된 다이아몬드 압입 방법을 사용하는 것과 같은 다양한 다른 측정법 (metrics)에 의해 또한 특징될 수 있다.
구체예들에서, 부가적인 필름 (112) (즉, 제2 또는 둘 이상이면 복수개)은 필름 (110) (즉, 제1) 상에 배치될 수 있어, 도 2에서 나타낸 바와 같이, 필름 (110)은 부가적인 필름 (112) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이에 있다. 택일적으로, 부가적인 필름 (112)은 필름 (110) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이에 배치될 수 있다 (미도시). 도 3에서 나타낸 구체예에서, 부가적인 필름 (112)은 필름 (110)으로부터 대향하는 주 표면 (122, 124) 상에 배치될 수 있고, 그리하여 강화된 유리 기판 (120)은 필름 (110) 및 부가적인 필름 (112) 사이에 배치된다. 특별히, 필름 (110)은 하나의 주 표면 (122) 상에 배치될 수 있고, 부가적인 필름 (112)은 다른 하나의 주 표면 (124) 상에 배치될 수 있다. 이런 구체예들에서, 필름 (110)은 휨 하중 동안 인장에 적용될 수 있다.
구체예들에서, 유리-필름 적층체 (100)는 강화된 유리 기판 (120)의 하나 또는 양쪽 주 표면 (122, 124) 상에 다중 필름들을 포함할 수 있다. 이런 구체예들은 다중-필름 시스템을 포함하는 유리-필름 적층체 (100)로서 불리울 수 있다. 도 4에 나타낸 바와 같이, 유리-필름 적층체 (100)는 필름 (110), 부가적인 필름 (112) 및 다른 필름들 (114)을 포함하는 다중-필름 시스템을 포함할 수 있다. 다른 필름들 (114)은 강화된 유리 기판 (120)의 주 표면 (122, 124)의 어느 하나 상에 배치될 수 있다. 하나의 변종에서, 다른 필름들 (114)은 필름 (110) 및 부가적인 필름 (112) 사이에 배치될 수 있다. 다른 변종에서, 다른 필름들 (114)은 필름 (110) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이에 배치될 수 있거나, 또는 부가적인 필름 (112) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이에 배치될 수 있다.
부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 필름 (110)과 동일한 성질을 가질 수 있거나, 또는 필름 (110)과 다른 성질을 가질 수 있다. 예를 들어, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 취성으로서 특징될 수 있으나, 그러나 필름 (110)과 동일한 수준의 취성을 갖지 않을 수 있다. 이런 구체예들에서, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 다른 필름들 (114) 및/또는 강화된 유리 기판 (120) 사이에 크랙이 다리 형성하는 것을 허용한다.
부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 상기 층은 하나 이상의 IR 반사층, UV 반사층, 전도층, 반전도층, 전자층, 박막-트랜지스터층, 터치-센싱층, 이미지-디스플레이층, 형광층, 인광층, 발광 (유기 발광 다이오드와 같은)층, 파장-선택성 반사층, 헤드-업 디스플레이층, 내-스크래치층, 반사-방지층, 방현층, 방진층, 자가-세척층, 배리어층, 패시베이션층, 밀폐층, 확산-차단층 및 내지문층을 포함할 수 있다. 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)의 전술한 층들은 서로 동일하거나 또는 다른 조성물의 서브-층들을 포함할 수 있다. 택일적으로 또는 부가적으로, 서브-층들은 서로 다른 성질 (예를 들어, 기계적, 광학적 또는 전기적 성질)을 가질 수 있다. 서브-층들은 동일하거나 또는 다른 두께를 가질 수 있다.
구체예들에서, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 산화물, 산질화물, 질화물, 탄화물, 규질 중합체 (siliceous polymers), 반도체, 투명 도전체, 금속 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예시적인 산화물은 SiO2, Al2O3, TiO2, Nb2O5, Ta2O5, ZrO2, 및 이들의 조합을 포함한다. 유사하게, 산질화물 또는 질화물은 Si, Ti, Al 등의 화합물을 결합된 산소 및/또는 질소의 변화하는 양과 함께 포함할 수 있다. 예시적인 탄화물은 Si, B, Ti, Zr 등의 화합물을 포함한다. 규질 중합체는 실록산, 실세스퀴옥산, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 반도체는 Si, Ge, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 투명성 도체는 인듐-주석-산화물, 주석 산화물, 아연 산화물, 또는 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)의 두께는 적용에 따라 변할 수 있다. 구체예들에서, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)의 두께는 최소화될 수 있다. 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 100 ㎛까지의 두께, 또는 약 0.002 ㎛ 내지 약 10 ㎛ 범위, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 두께를 포함할 수 있다. 특정 구체예들에서, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 약 0.003㎛, 약 0.004㎛, 약 0.005㎛, 약 0.006㎛, 약 0.007㎛, 약 0.008㎛, 약 0.009㎛, 약 0.01㎛, 약 0.015 ㎛, 약 0.02㎛, 약 0.025 ㎛, 약 0.03㎛, 약 0.035㎛, 약 0.04㎛, 약 0.045 ㎛, 약 0.05㎛, 약 0.055㎛, 약 0.06㎛, 약 0.065 ㎛, 약 0.07㎛, 약 0.075 ㎛, 약 0.08㎛, 약 0.085㎛, 약 0.09㎛, 약 0.095㎛, 약 0.10㎛, 약 0.15㎛, 약 0.20㎛, 약 0.25㎛, 약 0.30㎛, 약 0.35㎛, 약 0.40㎛, 약 0.45㎛, 약 0.50㎛, 약 0.55㎛, 약 0.60㎛, 약 0.65㎛, 약 0.70㎛, 약 0.75㎛, 약 0.80㎛, 약 0.85㎛, 약 0.90㎛, 약 0.95㎛, 약 1.0㎛, 약 1.1㎛ , 약 1.2㎛, 약 1.3㎛, 약 1.4㎛, 약 1.5㎛, 약 1.6㎛, 약 1.7㎛, 약 1.8㎛, 약 1.9㎛,약 2㎛, 약 2.5㎛, 약 3㎛, 약 3.5㎛, 약 4㎛, 약 4.5㎛, 약 5㎛, 약 5.5㎛,약 6㎛, 약 6.5㎛, 약 7㎛, 약 7.5㎛, 약 8㎛, 약 8.5㎛, 약 9㎛, 또는 약 9.5㎛, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 두께를 갖는다. 부가적인 필름 (112) 및 다른 필름들 (114)의 두께는 서로간에 및/또는 필름 (110)과 동일하거나 또는 다를 수 있다.
구체예들에서, 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 및/또는 다른 필름들 (114)은, 도 2 및 4에서 나타낸 바와 같이, 약 10 MPa·m1/2 이하의 파괴 인성을 나타내는 스택 (116)을 형성한다. 특정 구체예들에서, 스택 (116)은 약 0.1 MPa·m1/2 내지 약 10 MPa·m1/2의 범위, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 파괴 인성을 나타낼 수 있다. 하나 이상의 변종에서, 스택 (116)은 약 0.05MPa·m1/2, 약 0.1MPa·m1/2, 약 0.2MPa·m1/2, 약 0.3MPa·m1/2, 약 0.4MPa·m1/2, 약 0.5 MPa·m1/2, 약 0.6MPa·m1/2, 약 0.7MPa·m1/2, 약 0.8 MPa·m1/2, 약 0.9MPa·m1/2, 약 1 MPa·m1/2, 약 2 MPa·m1/2, 약 3 MPa·m1/2, 약 4 MPa·m1/2, 약 5 MPa·m1/2, 약 6 MPa·m1/2, 약 7 MPa·m1/2, 약 8 MPa·m1/2, 약 9MPa·m1/2, 또는 10MPa·m1/2의 파괴 인성을 나타낼 수 있다. 구체예들에서, 스택 (116)의 파괴 인성은 강화된 유리 기판의 파괴 인성보다 미만이다.
필름 (110), 부가적인 필름 (112), 및/또는 다른 필름들 (114)은 진공 침적 (deposition) 기술, 예를 들어, 화학적 증기 침적 (예를 들어, 플라즈마 강화된 화학적 증기 침적), 물리적 증기 침적 (예를 들어, 반응성 또는 비반응성 스퍼터링 또는 레이저 어블레이션 (ablation)), 열적 또는 e-빔 증발, 또는 원자층 침적에 의해 배치될 수 있다. 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 및/또는 다른 필름들 (114)은 강화된 유리 기판 (120)의 하나 이상의 표면 (122, 124) 상에, 액체계 기술, 예를들어 졸-겔 코팅 또는 중합체 코팅 방법, 그 중에서도, 예를 들어 스핀, 스프레이, 슬롯 인발, 슬라이드, 와이어-권취 로드, 블레이드/나이프, 에어 나이프, 커튼, 그라비어, 및 롤러 코팅을 사용하여 또한 배치될 수 있다. 몇몇 구체예들에서, 필름 (110) 및 강화된 유리 기판 (120) 사이에, 강화된 유리 기판 (120) 및 부가적인 필름 (112) 사이에, 필름 (110), 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114) 사이에, 필름 (110) 사이에, 필름 (110)의 (만약 있다면) 층들 사이에, 부가적인 필름 (112)의 (만약 있다면) 층들 사이에 및/또는 다른 필름들 (114)의 (만약 있다면) 층들 사이에 부착 촉진제를 사용하는 것이 바람직할 수 있다. 택일적인 구체예들에서, 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 및/또는 다른 필름들 (114)은 전달층 (transfer layer)으로서 배치될 수 있다.
유리-필름 적층체가 다중-필름 시스템을 포함하는 구체예들에서, 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 및/또는 다른 필름들 (114)은 서로 간에 및 강화된 유리 기판 (120)에 부착될 수 있고, 그래서, 유리-필름 적층체가 베르코비치 다이아몬드 압입자로 약 40 g까지의 (예를 들어, 약 2 g까지, 약 4 g까지, 약 6 g까지, 약 8 g까지, 약 10 g까지, 약 12 g까지, 약 14 g까지, 약 16 g까지, 약 18 g까지, 약 20 g까지, 약 22 g까지, 약 24 g까지, 약 26 g까지, 약 28 g까지, 약 30 g까지, 약 32 g까지, 약 34 g까지, 약 36 g까지, 또는 약 38 g까지, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위 포함) 영이 아닌 하중을 이용하여 압입된 후, 광학 현미경 하에서 관찰될 때, 필름 (110), 부가적인 필름 (112), 또는 다른 필름들 (114)의 가시적 박리는 강화된 유리 기판 (120) 또는 서로로부터 없다. 구체예들에서, 적어도 필름 (110)이 압입이 적용되는 측면 상에 존재하는 (즉, 필름 (110)이 압입에 적용되는) 한, 압입은 유리-필름 적층체 (100)의 양 측면에 대해 적용될 수 있다.
유리-필름 적층체가 다중-필름 시스템으 포함하는 구체예들에서, 필름 (110) 및 하나 또는 모두의 부가적인 필름 (112) 또는 다른 필름들 (114)은 서로 간에 및/또는 강화된 유리 기판 (120)과 계면을 형성하고, 적어도 하나의 이런 계면은 강화된 유리 기판 (120)의 파괴 인성의 25% 또는 50%를 초과하는 파괴 인성을 나타낸다. 구체예들에서, 다중-필름 시스템에서 이런 계면들의 전부는 강화된 유리 기판 (120)의 파괴 인성의 약 50%를 초과하는 파괴 인성을 나타낸다. 예를 들어, 계면의 파괴인성은 강화된 유리 기판 (120)의 파괴 인성의 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 95%, 또는 심지어 100%를 초과할 수 있다. 어떤 구체예들에서, 적어도 하나의 계면의 파괴 인성은 유리 기판 파괴 인성보다 적어도 1.1 배, 1.2 배, 1.3 배, 1.4 배, 1.5 배, 1.6 배, 1.7 배, 1.8 배, 1.9 배, 2 배, 2.5 배, 3 배, 3.5 배, 4 배, 4.5 배, 5 배, 5.5 배, 6 배, 6.5 배, 7 배, 7.5 배, 8 배, 8.5 배, 9 배, 9.5 배, 또는 심지어 10 배 클 수 있다.
본 개시의 제2 측면은 여기에 개시된 유리-필름 적층체 (100)를 병합하는 특정 적용에 관련된다. 하나 이상의 구체예들에서, 자동차 윈도우는 유리-필름 적층체 (100)를 포함한다. 자동차 윈도우 적용에 사용될 때, 유리-필름 적층체 (100)는 가시 파장 영역의 일부에 걸쳐, 약 10% 이상, 20% 이상, 30% 이상, 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 또는 90% 이상, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 광학 투과를 나타낼 수 있다. 유리-필름 적층체 (100)는 (ASTM D1003 또는 유사한 방법들에 의해 측정될 때) 10% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 또는 심지어 0.5% 이하, 그 사이의 모든 범위 및 서브-범위의 광학 투과 헤이즈로서 특징될 수 있는 저 광학 산란을 또한 나타낼 수 있다. 유리-필름 적층체 (100)는 (사용된 강화된 유리 기판 및/또는 그 위에 배치된 어떤 필름 포함하는) 유리-필름 적층체 (100)의 두께와 상관없이 이런 투과 헤이즈를 나타낸다.
자동차 윈도우 적용은 필름 (110), 필름 (112), 또는 다른 필름들 (114)의 첨가된 기능성으로부터 부가적으로 이익을 얻을 수 있고, 예를 들어, 여기서 언급된 몇몇의 기능은 UV 차단, IR 차단, 터치 센싱, 정보 디스플레이, 또는 헤드-업 디스플레이용 파장-선택성 반사이다. 유리-필름 적층체 (100)는, 자동차 윈도우 적용에 사용된 때, 좁고 및 조절된 파손 강도 분포 모두뿐만 아니라 비대칭 휨 강도 또는 비대칭 충격 저항을 나타낼 수 있고, 그래서, 유리-필름 적층체는 더 큰 외부 충격 강도를 견디나, 비교적 저 내부 충격 강도 하에서는 파손되어, 승객 안전을 향상시킨다.
여기에 개시된 유리-필름 적층체 (100)의 구체예들은 강화된 유리 기판 (120) 및 그 위의 필름 (110)의 성질들 사이의 관계를 인식함으로써 좁은 파손 강도를 나타낸다. 구체예들에서, 사용된 강화된 유리 기판 (120)은 이온 교환 공정, 취급, 세척, 및/또는 다른 인자의 결과로서 특정 결함 분포를 갖는다. 이들 인자의 전부는 개시된 강화된 유리 기판 (120)를 포함하는 유리 기판의 파손-변형에 기여할 수 있다. 큰 또는 조절되지 않은 결함 분포 또는 저급 표면 품질을 갖는 유리 기판은, 강화되어도, 상대적으로 고 파손-변형을 나타내는 여기에 개시된 강화된 유리 기판 (120)과 비교하여, 상대적으로 저 파손-변형을 여전히 나타낼 수 있다. 몇몇 구체예들에서, 필름 (110)은 개시된 강화된 유리 기판 (120)에 특별히 맞춰진 잘-정의된 성질들을 나타낸다. 예를 들어, 필름 (110)의 파손-변형 또는 인성은 주어진 강화된 유리 기판에서 결함 분포에 관해서 정의되고, 유기 기판의 파손-변형이 하나 이상의 필름들의 파손 변형보다 더 높은 조건의 결과를 가져온다.
구체예들에서, 유리-필름 적층체는 (강화될 수 있는) 유리 기판 을 포함할 수 있고, 제1 주 표면 및 제2 주 표면 중 하나 또는 모두에서 측정되었을 때, 유리 기판은 평균 필름 파손-변형보다 큰 평균 기판 파손-변형을 가지며, 및 상기 적층체는, 10개 이상의 실질적으로 동일한 적층체들에서 측정되었을 때, 상기 10개 이상의 적층체의 평균 강도의 상하로 약 +/- 20% 미만 (예를 들어, +/- 10% 미만, 또는 +/- 5% 미만)으로 변하는 파손 강도 분포를 갖는다.
본 개시의 제3 측면은 유리-필름 적층체의 형성 방법과 관련된다. 구체예들에서, 상기 방법은 강화된 유리 기판 (120)을 제공하는 단계 및 상기 강화된 유리 기판의 표면 상에 필름 (110)을 배치하는 단계를 포함한다. 상기 필름은 강화된 유리 기판의 평균 파손-변형보다 큰 평균 파손-변형을 나타낼 수 있다. 상기 방법은 필름 및 강화된 유리 기판 사이에 계면을 형성하는 단계를 포함할 수 있고, 계면은 여기에 기재된 바와 같이 파괴 인성을 나타낸다 (예를 들어, 강화된 유리 기판의 파괴 인성의 25% 또는 심지어 50%를 초과). 특정 구체예들에서, 상기 방법은 필름이 배치되는 강화된 유리 기판의 표면을 필름을 배치하기 전에 세척하는 단계를 포함한다. 상기 표면은 습식-세척 또는 플라즈마 세척에 의해 세척될 수 있다. 습식-세척은 액체 세척 용액의 사용에 의해 세척하는 단계를 포함할 수 있다. 예시적인 액체 세척 용액은 KOH 용액, NaOH 용액, 세제 용액, 산성 용액, 수산화물 용액, 및 다양한 용액, 및 "피라냐 (Piranha)" 및 "RCA 클린 (RCA clean)" 레시피와 같은 당업계에 공지된 용액들의 조합을 포함할 수 있다. 플라즈마 세척은 강화된 유리 기판을 하나 이상의 기체 종 (예를 들어, 아르곤, 산소, 공기 등)으로부터 생성된 플라즈마에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다. 구체예들에서, 상기 방법은 부가적인 필름 (112) 또는 다른 필름들 (114)을 여기서 기재된 바와 같이 강화된 유리 기판 (120) 상에 배치하는 단계를 포함한다. 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 강화된 유리 기판 (120) 및 필름 (110) 사이에 배치될 수 있다. 택일적으로, 부가적인 필름 (112) 및/또는 다른 필름들 (114)은 필름 (110)으로부터 강화된 유리 기판 (120)의 대향하는 주 표면 상에 배치될 수 있다.
구체예들에서, 상기 방법은 유리-필름 적층체 (100)의 파손 강도를 조정하기 위해 필름 (110)의 하나 이상의 성질을 조절하는 단계를 포함한다. 여기서 사용된 바와 같이, 용어 "조절 (control)"은 하나 이상의 성질의 선택, 변동 또는 유지를 포함할 수 있다. 이런 필름 성질은 필름 두께, 필름 계수 또는 필름 잔류 응력을 포함할 수 있다. 필름의 두께, 계수 또는 잔류 응력의 다른 것(들)이 고정될 수 있으면서 필름의 두께, 계수 또는 잔류 응력 중 하나 이상은 조절될 수 있다. 예를 들어, 필름의 두께가 조절되는 동안, 필름의 영률 및 잔류 응력은 고정될 수 있다. 다른 예에서, 영률이 조절되는 동안, 필름의 두께 및 잔류 응력은 고정된다. 또 다른 예에서, 필름의 잔류 응력이 조절되는 동안, 필름의 두께 및 영률은 고정된다. 선택적으로, 잔류 응력이 조절되는 동안, 두께 및 영률은 조절된다. 다른 옵션에서, 두께가 고정되는 동안, 영률 및 잔류 응력은 조절된다. 또 다른 옵션에서, 영률이 고정되는 동안, 두께 및 잔류 응력은 조절된다. 택일적으로 또는 부가적으로, 필름 두께, 필름 계수 또는 필름 잔류 응력의 세 개 전부는 동시에 조절될 수 있다.
하나의 변종에서, 상기 방법은 유리-필름 적층체의 파손 강도를 조정하기 위해 특정 필름 두께를 제공하도록 조절된 양의 필름을 침적시킴으로써 필름 (110) 두께를 조절하는 단계를 포함한다. 필름 두께는 필름 두께를 증가시키거나 감소시키도록 조절될 수 있다. 구체예들에서, 두께를 증가시키는 단계는 유리-필름 적층체 (100)의 파손 강도를 감소시킨다.
다른 변종에서, 상기 방법은 특정 영률을 갖는 필름을 선택함으로써 필름 (110) 계수를 조절하는 단계를 포함하고, 그래서 유리-필름 적층체는 원하는 파손 강도를 갖는다. 구체예들에서, 더 큰 영률을 갖는 필름의 선택은 더 낮은 파손 강도를 갖는 유리-필름 적층체의 결과를 가져온다.
또 다른 변종에서, 필름 (110)의 잔류 응력은 원하는 파손 강도를 갖는 유리-필름 적층체를 제공하기 위해, 필름의 잔류 응력을 증가시키거나 또는 감소시키는 방식으로 필름 (110)을 침적시킴으로써 조절될 수 있다. 잔류 응력은 필름의 침적 또는 형성 동안 형성된 필름 (110) 내의 초기 응력으로서 특징될 수 있고, 인장 응력 또는 압축 응력을 포함할 수 있다. 하나의 변종에서, 잔류 인장 응력은 필름 (110)에서 증가될 수 있고, 그래서 필름 (110)은 더 낮은 파손-변형을 갖고 또는, 다시 말해서, 유리-필름 적층체 (100)가 더 낮은 변형 수준에 적용될 때, 크랙은 필름 (110)에서 형성될 수 있다. 더욱이, 이론에 결합되지 않으나. 더 낮은 파손-변형을 갖는 필름 (110)은 크랙이 주어진 하중에서 필름 (110) 내에 형성될 확률을 증가시키고, 따라서 좁은 파손 강도 분포를 제공하는 경향이 있다. 잔류 인장 응력은 당업계에 공지된 방법을 사용하여 필름 (110)의 침적 또는 형성을 변경시킴으로써 필름 (110) 내에서 증가되거나 또는 감소될 수 있다.
필름 (110)의 성질을 조절할 때, 필름의 다른 성질들 중 하나 이상은 조절된 파손 강도의 원하는 효과를 달성하기 위해 고정되어 유지될 수 있다. 필름의 이런 다른 성질들은 고정되어 유지될 수 있고, 파괴 인성, 밀도, 마이크로구조, 결정성, 화학적 조성, 흠 수준 (defect level), 조도 (roughness), 미립자 오염, 항복 강도, 가소도 (plasticity), 필름 내 갭 또는 핀홀, 및 여기서 언급되거나 또는 당업계에 공지된 다른 필름 성질들을 포함할 수 있다.
유리-필름 적층체 (100)의 파손 강도 또는 원하는 파손 강도는 당업계에 공지된 방법을 사용하여 추정될 수 있다. 예를 들어,상기 파손 강도는 영률, 푸아송비, 필름의 두께 및 잔류 응력, 강화된 유리 기판의 임계 에너지 방출률 (GIC), 알려진 지오메트리 인자, 및/또는 강화된 유리 기판 내의 압축 응력과 같은 변수 또는 상수를 사용하여 추정될 수 있다. 유리-필름 적층체 (100)의 파손 강도를 추정하는데 있어 고려될 수 있는 다른 인자는 강화된 유리 기판 표면에서 형성될 수 있는 크랙의 추측되는 길이를 포함한다. 또한, 유리-필름 적층체 (100)의 파손-강도는 링-온-링 테스트 또는 볼 낙하 테스트와 같은, 여기서 개시된 방법을 사용하여 실험적으로 결정될 수 있다.
유리-필름 적층체의 파손 강도 또는 파손 강도 분포를 추정 또는 측정하기 위해 사용된 이들 상기 방법들은 적층체에 사용된 강화된 유리 기판 (120)의 파손 강도 및 파손 강도 분포를 추정 또는 측정하기 위해 또한 사용될 수 있다. 구체예들에서, 강화된 유리 기판 (120)의 파손 강도는 강화된 유리 기판 (120)의 외부 표면에서 휨 응력 (σ)을 측정하는 링-온-링 휨 테스트를 사용하여 측정될 수 있다. 이론과 결합되지 않으나, 크랙된 필름은 하부에 놓인 유리 기판 (하부에 놓인 강화된 유리 기판 포함)의 파괴를 조절하도록 사용될 수 있는 연관된 에너지를 갖는다고 믿어진다. 에너지의 크기는, 에너지 방출률의 형태로, 필름 및 하부에 놓인 유리 기판 물질의 기계적 성질에 의존한다. 예를 들어, 에너지 방출률은 유리 기판 영률 분의 필름 영률의 비의 함수일 수 있다. 에너지 방출률은 필름의 두께에 또한 비례할 수 있다. 더욱이, 더 높은 인장 잔류 응력은 유리 기판의 파괴에 대해 상기 에너지에 또한 영향을 줄 수 있다.
구체예들에서, 강화된 유리 기판 (120)이 알려진 파손 강도 및/또는 파손 강도 분포를 갖는 경우, 여기에 기재된 바와 같이, 필름 (110)의 영률은 고정될 수 있고, 필름 (110)의 두께는 조절될 수 있어서, 원하는 파손 강도 또는 파손 강도 분포를 갖는 유리-필름 적층체를 제공할 수 있다.
부가적으로 또는 택일적으로, 강화된 유리 기판 (120)이 알려진 파손 강도 및/또는 파손 강도 분포를 갖는 경우, 여기에 기재된 바와 같이, 필름 (110)의 두께는 고정될 수 있고, 필름 (110)의 영률은 조절될 수 있어서, 원하는 파손 강도 또는 파손 강도 분포를 갖는 유리-필름 적층체를 제공할 수 있다.
상기 방법은 강화된 유리 기판 (120)의 알려진 파손 강도 또는 파손 강도 분포를 이용하는 단계 및, 여기에 기재된 바와 같이, 필름 (110)의 잔류 응력을 조절하는 단계를 포함할 수 있어서, 원하는 파손 강도 또는 파손 강도 분포를 갖는 유리-필름 적층체 (100)를 제공할 수 있다.
택일적으로 또는 부가적으로, 상기 방법은 파손-변형 또는 인성과 같은 필름 (110)의 다른 성질을 조절하는 단계를 포함할 수 있어서, 원하는 파손 강도 또는 파손 강도 분포를 갖는 유리-필름 적층체를 제공할 수 있다. 상기 방법은 필름 계수, 필름 두께 또는 필름 잔류 응력 중 하나 이상을 조절하는 단계에 더하여 또는 대신에 필름 (110)의 파손-변형 또는 인성을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
택일적으로 또는 부가적으로, 상기 방법은 필름 (110)의 파손-변형을 조절하기 위해 (밀도, 마이크로구조, 결정성, 화학적 조성, 흠 수준, 조도, 미립자 오염, 항복 강도, 가소도, 필름 내 갭 또는 핀홀, 및 여기서 언급되거나 또는 당업계에 공지된 다른 필름 성질들과 같은) 필름 (110)의 하나 이상의 다른 성질들을 조절하는 단계를 포함할 수 있다. 필름 (110)의 파손-변형의 조절은 유리-필름 적층체 (100)의 파손 강도의 조절을 가능하게 한다.
도 1a를 참조하면, 필름 (110)은, 여기에 기재된 바와 같이, 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 이런 구체예들에서, 강화된 유리 기판 (120)이 알려진 강도 분포를 갖는 경우, 하나 이상의 층 (101, 102, 103, 104, 및 105)의 두께, 영률, 잔류 응력, 파손-변형 및/또는 인성은 조절된 파손 강도 또는 파손 강도 분포를 갖는 유리-필름 적층체를 제공하도록 조절될 수 있다. 하나 이상의 필름 (110) 성질들이 고정된 여기에 개시된 구체예들에서,이런 성질들은 정상적인 공정 변동성에 따라 변하도록 택일적으로 또는 부가적으로 허용될 수 있다 (예를 들어, 두께를 변화시키는 것은 잔류 필름이 변하도록 할 수 있다). 부가적인 필름 (112) 및 다른 필름들 (114)의 성질은 필름 (110)에 대해 여기에 기재된 바와 같이 또한 조절될 수 있다.
도 10은 여기에 개시된 방법의 하나 이상의 구체예를 예시한다. 도 10에 나타낸 그래프의 수평축은 강화된 유리 기판 (120) 내의 결함 크기 (flaw size)를 미터로 나타낸다. 점선은 그 위에 배치된 어떤 필름도 갖지 않은 강화된 유리 기판 (120)에 대한 링-온-링 강도 결과를 예시한다 (실시예 6A). 나머지 실선은 여기에 개시된 하나 이상의 구체예에 따른 유리-필름 적층체의 파손 강도의 추정을 예시한다. 이런 추정은 당업계에 공지된 방법을 사용하여 평가된다. 유리-필름 적층체는 도 10에서 지시되는 바와 같이, 다른 두께를 갖는 ITO 필름 (110)을 포함한다. 실시예 6B는 30 nm ITO 필름 (110)을 포함하고, 실시예 6C는 60nm ITO 필름 (110)을 포함하며, 실시예 6D는 85 nm ITO 필름 (110)을 포함한다. 이론에 결합되지 않으나, 이 추정은, 필름 (110)의 두께가 증가하면서, 강화된 유리 기판 (120)의 어떤 이미-존재하는 결함은 이런 강화된 유리 기판 (120)을 포함하는 유리-필름 적층체 (100)의 파손 강도 분포에서 덜 영향력이 있고, 따라서 이것은 더 낮은 파손 강도 변동성, 즉, 더 높은 와이블 계수로 이어진다는 것을 나타낸다. 이 관계는 도 10에서 예시된다.
더욱이, 도 10에서 또한 나타낸 바와 같이, ITO 필름 (110) 두께가 30㎚로부터 60㎚로, 및 85㎚로 증가하면서, 유리-필름 적층체 (100)의 두께는 감소한다. 그러므로, 여기에 개시된 방법들의 구체예들은 필름 (110)의 두께를 선택함으로써 원하는 수준의 강도가 달성되는 것을 허용한다. 유리-필름 적층체 (100)의 결함 크기의 기능으로서 도 10의 강도 곡선들은 사실상 (virtually) 수평선들이라는 것이 또한 주목되어야 한다. 이것은 유리-필름 적층체 (100)의 강도는 결함 크기에 상대적으로 둔감하다는 것을 시사한다. 이들 유리-필름 적층체 (100)의 강도는 그 위에 배치된 필름을 갖지 않는 강화된 유리 기판 (120)과 비교하여 더 좁은 강도 분포를 가지며, 이는 도 10에서 또한 나타난다. 이론에 결합되지 않으나, 도 10에 의해 예시된 추정 방법은 여기에 개시된 실험 결과와 일치하고, 실험 결과는 더 두꺼운 필름 (110)이 유리-필름 적층체 (100)의 파손 강도를 낮추도록 사용될 수 있다는 것을 예시하고, 이런 필름의 존재는 유리-필름 적층체에 대해 더 좁은 강도 분포 (더 높은 와이블 계수)를 생성시킨다는 것이 실험적으로 예시된다.
실시예
여러 구체예들은 하기 실시예들에서 더욱 기재될 것이다.
실시예 1A-1D
실시예 1A-1D는 본 개시의 하나 이상의 구체예에 따른 유리-필름 적층체 또는 그위에 배치된 필름을 갖지 않은 강화된 유리 기판을 포함하였다. 각각의 실시예 1A-1D는 알루미노실리케이트 유리 (Corning®2319)를 포함하여 상업적으로 구입가능한 유리 기판을 사용하였다. 유리 기판은 0.7mm의 두께를 가졌고, 856 MPa의 표면 압축 강도 및 약 20 ㎛의 압축 층 깊이를 제공하도록 이온 교환 공정에 의해 강화되었다. 이온 교환 공정 동안, 유리 기판은 용융 질산칼륨 (KNO3) 배쓰에 침지되었고, 상기 배쓰는 약 350℃ 내지 약 450℃ 범위의 온도로 약 3-8 시간 동안 가열되었다.
이온 교환 공정이 완료된 후에, 실시예 1A-1D의 강화된 유리 기판은 50-70℃의 온도를 갖는, Semiclean KG에 의해 공급되는, 1-4% 농도 KOH 세제 용액에서 습식 세척되었다. 세척 공정 동안, 세정 용액은 40-110 KHz로 초음파적으로 교반되었다. 그 결과의 강화된 유리 기판은 그 다음에 DI 물에서 린스되었고, DI 물도 또한 40-110 KHz로 초음파적으로 교반되었으며, 그 다음에 건조되었다.
실시예 1A-1D의 강화된 유리 기판은, 모델 이름 903i로 KDF에 의해 공급되는 챔버를 사용하여 플라즈마 세척되었다. 플라즈마 세척은 약 15 mTorr의 압력 및 약 5 sccm의 산소 유속 및 약 50 sccm의 Ar 유속에서 약 400 W RF 전력을 약 1 분의 지속시간 동안 사용하여 수행되었다.
플라즈마 세척이 완료된 이후, ITO 필름은 DC 마그네트론 스퍼터링을 통해 실시예 1A 및 1C의 강화된 유리 기판의 표면 상에 배치되었다. ITO 필름은, 모델 903i 이름으로 KDF에 의해 공급되는 시스템을 이용하여 산화물 타겟으로부터 스퍼터링되었다. 스퍼터링 타겟은 또한 KDF에 의해 공급되었고, 10:90 중량비로 존재하는 SnO2 및 In2O3 를 포함하였다. ITO 필름은, 10mTorr의 압력에서, 약 0.2 sccm 내지 약 0.5 sccm 유속의 산소 및 30 sccm 유속의 아르곤의 존재에서 600 W로 공급되는 DC전력으로, 스퍼터링되었다. ITO 필름이 배치된 후, 실시예 1A 및 1C는 약 200 ℃의 온도에서 60 분 동안 공기에서 어닐링되었다. 비교 실시예 1B 및 1D는 필름과 결합되지 않았다는 것을 제외하고는 위에서 언급된 동일한 조건 하에서 또한 어닐링되었다. 실시예 1A의 ITO 필름은 약 30nm의 두께를 가졌고, 실시예 1C의 ITO 필름은 약 85 nm의 두께를 가졌다. 각각의 실시예 1A-1D는 2 인치 x 2 인치의 크기를 가졌다.
각각의 실시예 1A-1D는 링-온-링 테스트에 적용되어, 실시예 1A 및 1C의 유리-필름 적층체 및 비교 실시예 1B 및 1D의 강화된 유리 기판의 휨 강도를 평가하였다. 이 테스트 방법은 단조 단축 하중 (monotonic uniaxial loading) 하에서 동심 링 구성을 통해 주위 온도에서 실시예 1A-1D의 이축 강도 (biaxial strength)의 결정을 포함한다. 링-온-링 테스트는 약 1 인치의 직경을 가진 지지 링 (support ring) 및 약 0.5 인치의 직경을 가진 하중 링을 사용하여 수행되었다. 하중 링의 접촉 반경은 약 1.6 mm이었고, 헤드 속도는 1.2 mm/min이었다. 링-온-링 테스트는 "Monotonic Equibiaxial Flexural Strength of Advanced Ceramics at Ambient Temperatures"을 위한 ASTM C-1499-03 표준 테스트 방법에 따라 수행되었고, 미국 공개특허 제2013/0045375호의 단락 [0027]에서 개요된 바와 같이 테스트 기구 및 테스트 조건을 약간 변경하였으며, 이는 참조로서 여기에 병합된다. 실시예 1A-1D는 ROR 테스트 전에 마모되지 않았다는 것을 주목한다. 실시예 1A 및 1C의 경우, 그 위에 배치된 ITO 필름을 포함한 유리-필름 적층체의 측면은 링-온-링 테스트 동안 인장에 적용되었다. 링-온-링 테스트의 결과는 도 5에서 나타낸 와이블 플롯으로 제공된다.
도 5에 나타낸 바와 같이, 실시예 1A 및 1C의 와이블 계수는 각각 약 12 보다 크거나 또는 약 20보다 크다. 비교하면, 비교 실시예 1B 및 1D의 와이블 계수는 각각 5보다 작거나 4보다 작다. 도 5는 유리-필름 적층체의 파손 강도는 강화된 유리 기판 상에 배치된 필름의 두께를 변화시킴으로써 조정될 수 있다는 것을 또한 예시한다. 강화된 유리 기판 상에 더 두꺼운 필름을 배치시키는 것은 더 얇은 필름을 포함했던 유리-필름 적층체보다 더 낮은 파손 강도를 나타내었던 유리-필름 적층체를 제공하였다. 실시예 1A 및 1C의 유리-필름 적층체는 모두 가시 파장 스펙트럼의 일부에 걸쳐 약 70% 초과의 광학 투과도, 및 약 2% 미만의 광학 투과 헤이즈를 나타내었다.
더욱이, 실시예 1A 및 1C의 유리-필름 적층체는, 도 5의 "스케일 (scale)"에 의해 지시되는 바와 같이, 각각 216.6 kgf 및 175.4 kgf의 특징적 파손 강도를 또한 나타내었다. 비교 하면, 실시예 1B 및 1D는 각각 356.0 kgf 및 354.1 kgf의 특징적 파손 강도를 나타내었다.
상기 데이타는 강화된 유리 기판에 취성 필름의 첨가는 강도를 (즉, 파손-하중) 감소시킨다는 것을 실증한다. 이 강도에서의 감소는 필름의 두께가 증가함에 따라 증가한다. 그러나, 강화된 유리 기판과 필름의 조합은 강도 변동성에서의 감소를 제공한다 (즉, 더 높은 와이블 계수).
실시예 2A-2D
실시예 2A-2D는 본 개시의 구체예에 따른 유리-필름 적층체 또는 그 위에 배치된 필름을 갖지 않은 강화된 유리 기판을 포함하였다. 각각의 실시예 2A-2D는 알루미노실리케이트 유리 (Corning®2318)를 포함하여 상업적으로 구입가능한 기판을 사용하였다. 상기 유리 기판은 0.7mm의 두께를 가졌고, 실시예 1A-1D와 동일한 방법으로 강화되고 세척되었다; 그러나 그 결과의 실시예 2A-2D의 강화된 유리 기판은 약 684 MPa의 압축 응력 및 약 23 ㎛의 압축 층 깊이를 나타내었다. 게다가, 실시예 2A-2D의 강화된 유리 기판은 플라즈마 세척되지 않았다.
습식 세척이 완료된 이후, 크롬 필름은 실시예 2B, 2C 및 2D의 강화된 유리 기판의 표면 상에, 전자 빔 증발을 통해, 실온 및 약 5x10-6Torr 베이스 압력에서, 크롬 필름의 침적 전에 배치되었다. 비교 실시예 2A의 강화된 유리 기판은 필름과 조합되지 않았다. 실시예 2B의 필름은 약 300nm의 두께를 가졌고, 실시예 2C의 필름은 약 950nm의 두께를 가졌으며, 실시예 2D의 필름은 약 3000nm의 두께를 가졌다. 각각의 실시예 2A-2D는 2 인치 x 2 인치의 크기를 가졌다.
각각의 실시예 2A-2D는 실시예 1A-1D과 같은 방법으로 링-온-링 테스트에 적용되었다. 링-온-링 테스트의 결과는 도 6에서 나타낸 와이블 플롯으로 제공된다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 실시예 2B, 2C 및 2D의 와이블 계수는 각각 약 48보다 컸고, 약 21보다 컸으며, 약 25보다 컸다. 비교하면, 비교 실시예 2A의 와이블 계수는 8보다 미만이었다. 도 6은 유리-필름 적층체의 파손 강도가 강화된 유리 기판 상에 배치된 필름의 두께를 변화시킴으로써 조정될 수 있다는 것을 또한 예시한다. 강화된 유리 기판 상에 더 두꺼운 필름을 배치시키는 것은 더 얇은 필름을 병합하는 유리-필름 적층체보다 더 낮은 파손 강도를 갖는 유리-필름 적층체를 제공하였다.
더욱이, 실시예 2B, 2C 및 2D의 유리-필름 적층체는, 도 6의 "스케일 (scale)" 파라미터에 의해 지시되는 바와 같이, 각각, 136.5kgf, 121.3kgf, 및 102.5kgf의 특징적 파손 강도를 또한 나타내었다. 비교 실시예 2A는 244.3kgf의 특징적 파손 강도를 나타내었다.
도 6에서 나타낸 데이타는 도 5와 유사한 경향을 예시하였다. 따라서, 도 5에서 나타낸 경향은 다른 필름이 사용된 곳에서도 또한 보인다.
비교 실시예 3A 및 3B
비교 실시예 3A는 그 위에 배치된 필름이 없는 알려진 강화된 유리 기판을 포함하였고, 실시예 3B는 본 개시의 하나 이상의 구체예에 따른 유리-필름 적층체를 포함하였다. 비교 실시예 3A및 실시예 3B는 알루미노실리케이트 유리 (Corning®2319)을 포함하는 상업적으로 구입가능한 기판을 사용하였다. 상기 유리 기판은 0.7mm의 두께를 가졌고, 실시예 1A-1D과 동일한 방법으로 강화되고, 습식 세척되었다; 그러나 그 결과의 강화된 유리 기판은 약 983 MPa의 표면 압축 응력 및 약 20 ㎛의 압축 층 깊이를 가졌다. 크롬 필름은 실시예 2B-2D와 동일한 방법으로 실시예 3B의 강화된 유리 기판 상에 배치되었다; 그러나 그 결과의 크롬 필름은 10nm의 두께를 가졌다. 비교 실시예 3A 및 실시예 3B는 플라즈마 세척되었다.
도 7에서 나타낸 바와 같이, 실시예 3B의 와이블 계수는 18을 초과하였고, 반면에 비교 실시예 3A의 와이블 계수는 5 보다 미만이었다. 도 7은 몇몇의 경우에서 심지어 매우 얇은 필름 (예를 들어, 10nm)이 15를 초과하여 와이블 계수를 증가시킬 수 있다는 것을 예시한다.
더욱이, 실시예 3B의 유리-필름 적층체는 도 7의 "스케일 (scale)" 파라미터에 의해 지시되는 바와 같이 251.8kgf의 특징적 파손 강도를 또한 나타내었다. 비교 실시예 3A는 379.0 kgf의 특징적 파손 강도를 나타내었다.
실시예 4A-4D
비교 실시예 4A-4B는 필름이 없는 강화된 유리 기판를 포함하였고, 실시예 4C-4D는 본 개시의 구체예에 따른 유리-필름 적층체를 포함하였다. 각각의 실시예 4A-4D는 알루미노실리케이트 유리 (Corning®2318)을 포함하는 상업적으로 구입가능한 기판을 사용하였다. 상기 유리 기판은 0.7mm의 두께를 가졌고, 실시예 1A-1D와 같이 강화되고 습식 세척되었다; 그러나 그 결과의 강화된 유리 기판은 약 740 MPa의 표면 압축 응력 및 약 44 ㎛의 압축 층 깊이를 가졌다. 실시예 4A-4D의 강화된 유리 기판은 플라즈마 세척되지 않았다.
비교 실시예 4A의 강화된 유리 기판은 필름과 조합되지 않았고, 테스트 전에 더욱 처리되지 않았으며, 하기에서 기재될 것이다. 비교 실시예 4B의 강화된 유리 기판은 필름과 조합되지 않았으나, 습식 세척 후, 실시예 4C 및 4D와 같은 방법으로, 약 290 ℃의 온도로 가열되었다. 실시예 4C의 강화된 유리 기판은, 아래서 기재되는 바와 같이, SiO2 졸-겔로 코팅되어, 100nm의 두께를 갖는 SiO2 필름을 제공하였고, 그 다음 약 290 ℃의 온도에서 경화 (cure)되었다. 실시예 4D는: 1) 아래서 기재되는 바와 같이, SiO2 졸-겔로 코팅되어, 약 100nm의 두께를 갖는 SiO2 필름을 제공하였고; 2) 약 290 ℃의 온도에서 경화되었으며; 및 3) 실시예 1A 및 1C와 같은 방법으로 ITO 필름으로 코팅되어, 약 85nm의 두께를 갖는 ITO 필름을 제공하였다. 따라서, 실시예 4D는 약 100nm의 두께를 갖는 SiO2 필름을 갖는 강화된 유리 기판, 및 약 85 nm의 두께를 갖는 ITO 필름를 포함하였고, 여기서 상기 SiO2 필름은 강화된 유리 기판 및 ITO 필름 사이에 배치된다.
실시예 4C 및 4D는 하기에 의해 제조된 SiO2 졸-겔로 코팅되었다:
1) 25 mL 의 TEOS (테트라에틸오쏘실리케이트)를 한 방울씩 200 mL의 메탄올에 메탄올을 교반하면서 첨가하는 단계;
2) 25 mL 의 0.01 M HCl (in water)을 한 방울씩 메탄올 및 TEOS 혼합물에 첨가하는 단계;
3) 상기 메탄올, TEOS, 및 HCl (in water) 혼합물을 약 70 ℃ 온도에서, 리플럭스 하에 약 2 시간 동안 가열하는 단계;
4) 상기 메탄올, TEOS, 및 HCl (in water) 혼합물을 실온으로 냉각시켜 혼합물 "A"를 형성시키는 단계; 및
5) 12.5 mL의 혼합물 "A"를 5 mL의 2-프로판올 및 5 mL의 2-에톡시에탄올과 혼합시키는 단계.
SiO2 졸-겔은 그 다음에 실시예 4C 및 4D의 세척된 강화된 유리 기판의 표면 상에서 450 RPM의 회전 속도로 90 초 동안 스핀-코팅된다. SiO2 필름으로 강화된 유리 기판은 그 다음에 약 290 ℃의 온도에서 약 1.5 시간 동안, 다음과 같이 경화되었다: 1) 온도는 약 2 ℃/분의 속도로 290 ℃까지 증가되었다; 2) 온도는 290 ℃에서 약 1.5 시간 동안 유지되었다; 그리고 3) 온도는 10 ℃/분의 속도로 냉각되었다. 그 결과의 SiO2 필름은 치밀 (dense)하였고, 응력은 SiO2 코팅내에 경화시키는 동안 형성되었으며, 경화는 강화된 유리 기판에 비하여 저 크랙 시작 변형 (또는 파손-변형)을 갖는 SiO2 필름에 기여한다.
실시예 4A-4D는 실시예 1A-1D에서와 같이 링-온-링 테스트 (t)에 적용되었다. 상기 링-온-링 테스트의 결과는 도 8에 나타낸 와이블 플롯으로 제공된다. 도 8에 나타낸 바와 같이, SiO2 필름 단독의 사용은 좁고 조절된 파손 강도 분포를 유리-필름 적층체에 준다. 이론에 결합되지 않으나, 좁고 조절된 파손 강도 분포는,졸-겔 건조 및 경화 동안 필름에서 발생한 인장 응력에 기인한, SiO2 졸-겔 필름의 저 파손-변형에 의해 부분적으로 발생된다고 믿어진다. 실시예 4C 및 4D에 따른 유리-필름 적층체의 와이블 계수는 각각 22 및 26이었고, 반면에 비교 실시예 4A 및 4B의 와이블 계수는 5 및 10이었다. 실시예 4C의 유리-필름 적층체는 가시 파장 스펙트럼의 일부에 걸쳐 약 90% 초과의 광학 투과도, 및 약 0.5% 미만의 광학 투과 헤이즈를 나타내었다.
더욱이, 실시예 4C 및 4D의 유리-필름 적층체는, 도 8의 "스케일" 파라미터에 의해 지시되는 바와 같이, 각각, 135.9 kgf, 및 122.4kgf의 특징적 파손 강도를 또한 나타내었다. 비교 실시예 4A 및 4B는, 각각, 242.3 kgf 및 313.9 kgf의 특징적 파손 강도를 나타내었다.
비교 실시예 5A-5C
비교 실시예 5A-5C는 비-강화된 유리 기판 또는 여기에 기재된 바와 같이 강화되지 않은 유리 기판을 사용한 유리-필름 적층체를 포함하였다. 각각의 비교 실시예 5A-5C는 알루미노실리케이트 유리 (Corning®2319)을 포함하는 상업적으로 구입가능한 유리 기판을 사용하였다. 상기 유리 기판은 0.7mm의 두께를 가졌다. 비교 실시예 5A-5C의 유리 기판은 실시예 1A-1D에서와 같이, 플라즈마 세척되었다.
습식 세척이 완료된 후, ITO 필름은 비교 실시예 5A 및 5C의 유리 기판의 표면 상에 실시예 1A 및 1C와 같은 방법으로 배치되었다. 실시예 5A의 ITO 필름은 약 30nm의 두께를 가졌고, 실시예 5C의 ITO 필름은 약 85nm의 두께를 가졌다. 각각의 비교 실시예 5A-5C는 2 인치 x 2 인치의 크기를 가졌다.
각각의 비교 실시예 5A-5C는 실시예 1A-1D와 같은 방법으로 링-온-링 테스트에 적용되었다. 상기 링-온-링 테스트의 결과는 도 9에 나타낸 와이블 플롯으로 제공된다.
도 9에 나타낸 바와 같이, 비-강화된유리 기판이 사용되었을 때, 비록 유사한 ITO 필름이 실시예 1A 및 1D에서 사용된 것과 같이 비교 실시예 5A 및 5C에서 사용되었을 지라도, 좁은 파손 분포 (또는 급격한 와이블 계수)는 생성되지 않았다. 정말로, 비교 실시예 5A 및 5C의 파손-변형 분포는, 어떤 ITO 필름도 포함하지 않는, 비교 실시예 5B의 파손-변형 분포와 유사하다. 이론에 결합되지는 않으나, 비교 실시예 5A 및 5C의 (비-강화된 유리 기판 및 ITO 필름 포함하는) 유리-필름 적층체는 (강화된 유리 기판을 포함했던) 여기에 개시된 유리-필름 적층체의 좁은 파손 강도 분포를 나타내지 않았고, 이는 이들 비교 실시예들에서, 비-강화된 유리 기판이 ITO 필름의 평균 파손-변형과 비슷하거나 또는 더 낮은 평균 파손-변형을 갖기 때문이다. 이것은, (표면 품질, 흠 개체수, 강화 방법, 및 여기에 언급된 다른 인자들에 의해 영향을 받는) 파손-변형과 같은 강화된 유리 기판 (120) 성질의 주의 깊은 선택 및 조절, 및 여기에 언급된 다양한 필름 성질의 주의 깊은 선택은 강화된 유리 기판 성질에 관한 필름 성질 추가적인 주의 깊은 고려와 함께, 원하는 조절된 및 좁은 파손 강도 분포를 달성하는데 영향을 줄 수 있다.
본 개시가 예시를 위해 제한된 개수의 구체예에 대해 기재되었으나, 당업자는, 본 개시의 장점을 가지면서, 다른 구체예들이 여기에 개시된 본 개시의 범주를 벗어나지 않으면서 안출될 수 있다는 것을 알 것이다. 따라서, 다양한 변경, 적응, 및 대안은 본 개시의 범주를 벗어나지 않고 당업자에게 일어날 수 있다.

Claims (20)

  1. 제1 주 표면, 제2 주 표면 및 상기 제1 주 표면 및 상기 제2 주 표면의 하나 또는 모두에서 평균 기판 파손-변형 (strain-to-failure)을 갖는 강화된 유리 기판; 및
    상기 평균 강화된 유리 기판 파손-변형보다 미만의 평균 필름 파손-변형을 갖는 상기 제1 주 표면 상에 배치된 제1 필름을 포함하고,
    링-온-링 (ring-on-ring) 테스트에 의해 측정될 때, 약 10 초과의 와이블 계수 (Weibull modulus)를 갖는 제품.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 필름은 상기 강화된 유리 기판에 부착되어, 약 40 g까지의 영이 아닌 (non-zero) 하중을 사용하여 베르코비치 다이아몬드 압입자 (Berkovich diamond indenter)로 압입시킨 후, 광학 현미경 하에서 관찰될 때, 상기 필름은 상기 강화된 유리 기판으로부터 가시적 박리를 나타내지 않는 제품.
  3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
    상기 필름은 IR 차단층, UV 차단층, 전도층, 반전도층, 전자층 (electronics layer), 박막-트랜지스터층, 터치-센싱층 (touch-sensing layer), 이미지-디스플레이층, 형광층, 인광층 (phosphorescent layer), 발광층, 파장-선택성 반사층, 헤드-업 (heads-up) 디스플레이층, 내-스크래치층 (scratch-resistant layer), 반사-방지층, 방현층 (anti-glare layer), 방진층 (dirt-resistant layer), 자가-세척층 (self-cleaning layer), 배리어층, 패시베이션층 (passivation layer), 밀폐층, 확산-차단층, 및 내지문층 (fingerprint resistant layer) 중 적어도 하나를 포함하는 제품.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 필름은 산화물, 산질화물 (oxynitrides), 질화물, 탄화물, 규질 중합체 (siliceous polymers), 반도체, 투명 도전체, 금속, 또는 이들의 조합을 포함하는 제품.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 와이블 계수는 링-온-링 테스트에 의해 측정될 때, 약 15 이상, 약 20 이상, 및 약 50 이상 중 적어도 하나인 제품.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 강화된 유리 기판 상에서 상기 제1 필름 상에 배치된 적어도 하나의 제2 필름을 더욱 포함하고, 여기서 적어도 하나의 제2 필름은 IR 반사층, UV 반사층, 전도층, 반전도층, 전자층, 박막-트랜지스터층, 터치-센싱층, 이미지-디스플레이층, 형광층, 인광층, 발광층, 파장-선택성 반사층, 헤드-업 디스플레이층, 내-스크래치층, 반사-방지층, 방현층, 방진층, 자가-세척층, 배리어층, 패시베이션층, 밀폐층, 확산-차단층, 및 내지문층 중 적어도 하나를 포함하는 제품.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 필름 및 적어도 하나의 제2 필름은 약 10 MPa·m1/2 이하의 파괴 인성 (fracture toughness)을 나타내는 스택을 형성하는 제품.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 층은 상기 강화된 유리 기판과 계면을 형성하고, 상기 계면을 가로질러 및 상기 강화된 유리 기판 안으로 상기 제1 필름에 존재하는 크랙을 다리 형성시키기에 충분한 휨 하중 (flexural loading) 동안 총 순 응력 (net stress)을 나타내는 제품.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 임계적 파손-변형은 상기 제1 주 표면 또는 상기 제2 주 표면에서 약 1%를 초과하는 제품.
  10. 청구항 1 내지 9 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 필름은 약 10 MPa·m1/2 이하의 파괴 인성, 및 약 1 kJ/m2 미만의 임계 변형 에너지 방출율 (critical strain energy release rate) (GIC = KIC 2/E) 중 적어도 하나를 나타내는 제품.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제품은, 가시 파장 범위의 일부에 걸쳐, 약 20% 이상의 광학 투과도, 및 약 10% 이하의 광학 투과 헤이즈 중 적어도 하나를 나타내는 제품.
  12. 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 가지며, 파괴 인성을 갖는 강화된 유리 기판; 및
    상기 유리 기판과 계면을 형성하는 상기 제1 주 표면 상에 배치된 제1 필름을 포함하는 제품으로서, 상기 계면은 상기 기판 파괴 인성의 약 50%를 초과하는 계면 파괴 인성을 가지며, 상기 제품은 링-온-링 테스트에 의해 측정될 때, 20 초과의 와이블 계수를 갖는 제품.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 필름은 상기 강화된 유리 기판에 부착되어, 약 4 내지 약 40 g의 하중을 사용하여 베르코비치 다이아몬드 압입자로 압입시킨 후, 광학 현미경 하에서 관찰될 때, 상기 필름은 상기 유리 기판으로부터 가시적 박리를 나타내지 않는 제품.
  14. 청구항 12 또는 13에 있어서,
    상기 제1 필름은 IR 반사층, UV 반사층, 전도층, 반전도층, 전자층, 박막-트랜지스터층, 내-스크래치층, 반사-방지층, 방현층, 방진층, 자가-세척층, 배리어층, 패시베이션층, 밀폐층, 확산-차단층, 및 내지문층 중 적어도 하나를 포함하는 제품.
  15. 청구항 12 내지 14 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 필름은 약 10 MPa·m1/2 이하의 파괴 인성을 나타내는 제품.
  16. 청구항 12 내지 15 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 필름 상에 배치된 제2 필름을 더욱 포함하고, 여기서 상기 제1 필름은 약 1 kJ/m2 미만의 임계 변형 에너지 방출율 (GIC = KIC 2/E)을 갖는 제품.
  17. 제1 주 표면 및 제2 주 표면을 갖는 화학적으로 강화된 유리 기판; 및
    상기 제1 주 표면 상에 배치되며, 약 0.5 kJ/m2 이하의 임계 변형 에너지 방출율 (GIC = KIC 2/E)을 갖는 제1 필름을 포함하는 제품으로서,
    여기서, 상기 제1 필름은 상기 유리 기판에 부착되어, 약 4 g 내지 약 40 g범위의 하중을 사용하여 베르코비치 다이아몬드 압입자로 압입시킨 후, 광학 현미경 하에서 관찰될 때, 상기 제1 필름은 상기 유리 기판으로부터 가시적 박리를 나타내지 않고,
    상기 제품은 링-온-링 테스트에 의해 측정될 때 10 초과의 와이블 계수를 갖는 제품.
  18. 제1 주 표면, 제2 주 표면, 및 평균 파손-변형값을 갖는 화학적으로 강화된 유리 기판; 및
    상기 유리 기판과 계면을 형성하는 상기 제1 주 표면 상에 배치되며, 상기 기판 평균 파손-변형값보다 미만의 평균 파손-변형값 및 약 1.0 kJ/m2 미만의 임계 변형 에너지 방출율 (GIC = KIC 2/E)을 갖는 제1 필름을 포함하는 제품으로서,
    여기서, 상기 제1 필름은 상기 유리 기판에 부착되어, 약 4 g 내지 약 40 g범위의 하중을 사용하여 베르코비치 다이아몬드 압입자로 압입시킨 후, 광학 현미경 하에서 관찰될 때, 상기 제1 필름은 상기 유리 기판으로부터 가시적 박리를 나타내지 않고,
    상기 제품은 비대칭 휨 강도 (flexural strength), 비대칭 충격 저항, 또는 이들의 조합을 나타내는 제품.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 제품은, 가시 파장 범위의 일부에 걸쳐, 약 20% 이상의 광학 투과도, 및 약 10% 이하의 광학 투과 헤이즈 중 적어도 하나를 나타내는 제품.
  20. 링-온-링 테스트, 4-점 휨 테스트 (4-point bend test), 및 3-점 휨 테스트 중 하나에 의해 측정될 때, 10 초과의 와이블 계수를 갖는 유리-필름 적층체를 형성하는 방법으로서, 상기 방법은 하기를 포함한다:
    상기 유리-필름 적층체에 대하여 원하는 파손 강도를 선택하는 단계;
    제1 주 표면 및 제2 주 표면을 가지며, 평균 파손-변형값 및 파괴 인성을 갖는 화학적으로 강화된 유리 기판을 제공하는 단계;
    상기 제1 주 표면 상에 제1 필름을 배치하는 단계, 여기서 상기 제1 필름은 계수, 두께 및 잔류 응력으로부터 선택된 성질을 포함하고, 상기 기판 평균 파손-변형보다 미만인 평균 파손-변형을 나타내며; 및
    상기 원하는 파괴 인성을 달성하기 위해 상기 제1 필름 성질들 중 하나를 조절하는 단계.
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