TW201431684A - 具有中度黏附性及保持強度之積層物件 - Google Patents

Abstract

本揭示案之一或多個態樣係關於一種包括安置於玻璃基板上之薄膜的物件，該玻璃基板可經強化，其中薄膜與玻璃基板之間的界面經修改，以使得物件具有改良之平均撓曲強度，且薄膜保持用於薄膜塗覆之關鍵功能特性。薄膜之一些關鍵功能特性包括光學特性、電氣特性及/或機械特性。在一或多個實施例中，界面展示有效黏附能約小於約4 J/m2。在一些實施例中，界面藉由包括在玻璃基板與薄膜之間的裂紋減輕層得以修改。

Description

具有中度黏附性及保持強度之積層物件 【相關申請案之交叉引用】

本申請案根據專利法主張2012年10月12日申請之美國臨時申請案第61/712,908號之優先權權益且根據專利法主張2013年5月7日申請之美國臨時申請案第61/820,395號之優先權權益，本文依賴該等申請案之內容且該等申請案之內容全部以引用之方式併入本文中。

本揭示案係關於包括具有玻璃基板之積層的物件，該物件具有安置於該物件之表面上之薄膜及在薄膜與玻璃基板之間的經修改界面，以使得玻璃基板實質上保持玻璃基板之平均撓曲強度，且薄膜保持用於薄膜塗覆之關鍵特性。

最近發現包括如本文中所述之可強化或堅固之玻璃基板的物件作為保護蓋玻璃廣泛用於顯示器，尤其是用於觸控螢幕應用中，且存在用於許多其他應用(諸如，車窗或建築窗及用於光伏系統之玻璃)中之潛在可能性。在許多該等應用中，將薄膜塗覆至玻璃基板可能係有利的。示例性薄膜 包括銦錫氧化物(「ITO」)或其他透明導電氧化物(例如，鋁及鎵摻雜氧化鋅及氟摻雜氧化錫)、各種硬質膜(例如，類金剛石碳、Al₂O₃、AlN、AlO_xN_y、Si₃N₄、SiO_xN_y、SiAl_xO_yN_z、TiN、TiC)、IR或UV反射層、導電或半導電層、電子層、薄膜電晶體層或防反射(「AR」)薄膜(例如，SiO₂層狀結構、Nb₂O₅層狀結構及TiO₂層狀結構)。在許多情況下，該等薄膜必需係硬的及/或具有高彈性模數，或否則該等薄膜之其他功能特性(例如，機械特性、耐久特性、電導率特性、光學特性)將降級。在多數情況下，該等膜為薄膜，亦即，該等膜通常具有範圍在0.005μm至10μm(例如，5nm至10000nm)之厚度。

當薄膜塗覆於可經強化或以堅固為特徵之玻璃基板之表面時，例如，當使用落球強度試驗或環對環強度試驗(ball-drop or ring-on-ring strength testing)評估時，玻璃基板之平均撓曲強度可降低。該行為經量測不依賴溫度效應(亦即，經強化玻璃基板中之表面壓縮應力由於任何加熱導致的明顯或可量測鬆弛不引起該行為)。平均撓曲強度之降低亦顯然不依賴來自處理之任何玻璃表面損害或腐蝕，且甚至在薄膜具有範圍在約5nm至約10μm之厚度時，該降低亦顯然為物件之固有機械屬性。在不受理論約束的情況下，平均撓曲強度之該降低被認為與該等薄膜之間相對於經強化或堅固玻璃基板的黏附性、所選經強化或堅固玻璃基板相對於所選薄膜之初始高平均撓曲強度(或高平均失效應變)以及該薄膜與玻璃基板之間的裂紋橫貫相關聯。基於該新的理解，存 在對防止薄膜降低玻璃基板之平均撓曲強度的需求。

本揭示案之第一態樣係關於一種積層物件，該積層物件包括玻璃基板；裂紋減輕層，該裂紋減輕層安置於玻璃基板之第一主表面上，以形成第一界面；及薄膜，該薄膜安置於裂紋減輕層上，以形成第二界面。在一或多個實施例中，玻璃基板具有平均失效應變，該平均失效應變大於薄膜之平均失效應變。在一或多個實施例中，第一界面及/或第二界面展示中度黏附性，以使得當物件拉緊至玻璃基板之平均失效應變與薄膜之平均失效應變之間的應變位準形變時，裂紋減輕層之至少一部分與薄膜或玻璃基板分開。在特定實施例中，當薄膜中出現之裂紋橫貫至裂紋減輕層中時，裂紋減輕層之至少一部分與薄膜分開。在另一實施例中，當玻璃基板中出現之裂紋橫貫至裂紋減輕層中時，裂紋減輕層之至少一部分與玻璃基板分開。在一或多個實施例中，裂紋減輕層導致裂紋出現於薄膜及玻璃基板中之一者中且進入裂紋減輕層以保持在裂紋減輕層內。在一或多個實施例中，裂紋減輕層有效限制薄膜及玻璃基板中之一者中出現之裂紋擴展至該薄膜及玻璃基板中的另一者中。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層具有破裂韌性，該破裂韌性為約50%或小於玻璃基板及薄膜中之一者的破裂韌性。舉例而言，裂紋減輕層之破裂韌性可為約1MPa．m1/2或更小。裂紋減輕層之厚度可為約100nm或更小、約20奈米或更小或在一些情況下，約5nm或更小。一或多個實施例之 裂紋減輕層可為連續層或不連續層。

裂紋減輕層可包括電漿聚合聚合物、矽烷或金屬。電漿聚合聚合物之實例包括電漿聚合含氟聚合物、電漿聚合烴聚合物、電漿聚合矽氧烷聚合物及電漿聚合矽烷聚合物。電漿聚合烴聚合物可為真空沉積材料，該材料由揮發性氣體(例如，烷(CnH2n+2)、烯(CnH2n)及/或炔(CnH2n-2)，其中n<8)及(視情況)氫形成。在另一變體中，裂紋減輕層可包括電漿聚合含氟聚合物，該電漿聚合含氟聚合物包括真空沉積材料，該材料由聚合物形成氟碳化物氣體(例如，CHF3及C4F8)及氟化蝕刻劑(例如，CF4、C2F6、C3F8、NF3及SF6)形成。在又一變體中，裂紋減輕層可包括電漿聚合矽烷聚合物，該電漿聚合矽烷聚合物包括真空沉積材料，該材料由矽烷源材料(例如，包含化學式RxSiX4-x之矽烷源材料，其中R為烷基或芳基有機基團，且X為氫、鹵化物及/或烷氧基)及可選氧化劑(例如，氧、臭氧、氧化亞氮、二氧化碳、水蒸氣及/或過氧化氫)形成。在一或多個實施例中，裂紋減輕層包括矽烷，該矽烷在不使用電漿的情況下為溶液沉積或氣相沉積。矽烷可包括脂族矽烷及/或芳族矽烷。矽烷可視情況包括化學式RxSiX4-x，其中R為氟、烷基、視情況氟化芳基有機基團或氯化芳基有機基團，且X為鹵化物或烷氧基。在一或多個實施例中，裂紋減輕層可包括Au或Cu或可視情況包括多孔層(例如，多孔氧化矽)。

在一或多個實施例中，薄膜可展示一或多個功能特性(例如，光學特性、電氣特性及/或機械特性)，該等特性在 與裂紋減輕層組合時(在來自薄膜及/或玻璃基板之裂紋減輕層的任何後續分離之前，如本文中所述)實質上相同或保持原樣。薄膜可包括透明導電氧化物層、IR反射層、UV反射層、導電層、半導電層、電子層、薄膜電晶體層、EMI屏蔽層、防反射層、防眩光層、防塵層、自潔層、防劃傷層、阻障層、鈍化層、密封層、擴散阻擋層及/或防指紋層。

在一或多個實施例中，玻璃基板具有在與裂紋減輕層及薄膜組合時實質上維持原樣之平均撓曲強度。玻璃基板可包括鹼性鋁矽酸鹽玻璃、含鹼硼矽酸鹽玻璃及/或鹼性鋁硼矽酸鹽玻璃。在一些實施例中，玻璃基板可經化學強化且可展示大於約500MPa之壓縮應力及大於約15μm之壓縮層深度。

在一或多個實施例中，積層物件相比包含玻璃基板及薄膜但不包括裂紋減輕層之物件具有實質上改良之平均撓曲強度。在一些實施例中，物件展示第一界面與第二界面中之一或多者處之小於約4J/m2，或甚至小於約0.85J/m2之有效黏附能。

本揭示案之第二態樣係關於一種形成積層物件之方法。在一或多個實施例中，方法包括以下步驟：提供玻璃基板；將具有一或多個功能特性之薄膜安置於第一相對主表面上，以與玻璃基板形成界面；及將界面之有效黏附能控制至小於約4J/m²。在一或多個實施例中，方法包括以下步驟：藉由將裂紋減輕層安置在薄膜與玻璃基板之間來控制有效黏附能。

10‧‧‧玻璃基板

11‧‧‧穿透裂紋

12‧‧‧薄膜

13‧‧‧單側偏向

14‧‧‧雙邊偏向

15‧‧‧零軸

16‧‧‧止動

17‧‧‧圖形

18‧‧‧扭結

1B-1B‧‧‧線

100‧‧‧積層物件

110‧‧‧薄膜

120‧‧‧玻璃基板

122‧‧‧主表面

124‧‧‧主表面

130‧‧‧裂紋減輕層

132‧‧‧曝露區域

140‧‧‧有效界面

150‧‧‧第一界面

160‧‧‧第二界面

第1圖為根據一或多個實施例之包含玻璃基板、薄膜及裂紋減輕層之積層物件的圖式。

第2圖為裂紋在薄膜中之產生及裂紋之可能橫貫模式的示意圖。

第3圖為薄膜中之裂紋及裂紋之可能橫貫之存在作為彈性失配α之函數的理論模型的圖式。

第4圖為圖示能量釋放比G_d/G_p之圖式。

第5A圖圖示第1圖中所示之玻璃基板及裂紋減輕層之替代實施例在將薄膜安置於裂紋減輕層上之前的頂視圖。

第5B圖圖示沿線1B-1B所取之第5A圖中所示之玻璃基板及裂紋減輕層的橫截面視圖。

第5C圖圖示第1圖中所示之玻璃基板及裂紋減輕層之替代實施例在將薄膜安置於裂紋減輕層上之前的頂視圖。

第6圖為圖示根據實例1A至實例1E之玻璃基板或物件之環對環失效負荷效能的圖表。

第7圖為圖示根據實例2A至實例2E之玻璃基板或物件之環對環失效負荷效能的圖表。

第7圖為圖示根據實例2A及實例2F至實例2H之玻璃基板或物件之環對環失效負荷效能的圖表。

在以下詳細描述中，可闡述眾多具體細節以便提供對本揭示案之實施例的透徹理解。然而，當可在無該等特定細節中之一些或所有的情況下實踐本揭示案之實施例時對熟習此項技術者而言將很明顯。在其他情況下，已知特徵或過程 可不詳細描述，以免不必要地模糊本發明。另外，相似或相同元件符號可用於識別共用或類似元件。

參看第1圖，本揭示案之態樣包括積層物件100，該積層物件100包括薄膜110及玻璃基板120，其中有效界面140處之薄膜110與玻璃基板120之間的界面特性經修改，以使得物件實質上保持物件之平均撓曲強度，且薄膜保持用於薄膜塗覆之關鍵功能特性。在一或多個實施例中，積層物件展示在該修改後亦保持之功能特性。薄膜及/或物件之功能特性可包括光學特性、電氣特性及/或機械特性，諸如，硬度、彈性模數、失效應變、耐磨性、耐劃傷性、機械耐久性、摩擦係數、導電性、電阻率、電子遷移率、電子或電洞載子摻雜、光學折射率、密度、不透明度、透明度、反射率、吸收率、透射率及類似者。薄膜之該等功能特性在與裂紋減輕層組合之後、在與如本文中所述之薄膜及/玻璃基板之裂紋減輕層之任何分離之前保持原樣。

在一或多個實施例中，對薄膜110與玻璃基板120之間的有效界面140的修改包括防止一或多個裂紋自薄膜110或玻璃基板120中之一者橫貫至薄膜110或玻璃基板120中之另一者中，同時保留薄膜110及/或物件之其他功能特性。在一或多個特定實施例中，如第1圖中所示，界面特性之修改包括將裂紋減輕層130安置在玻璃基板120與薄膜110之間。在一或多個實施例中，裂紋減輕層130安置於玻璃基板120上且形成第一界面150，且薄膜110安置於裂紋減輕層130上，以形成第二界面160。有效界面140包括第一界面150、 第二界面160及/或裂紋減輕層130。

塗覆至併入積層物件100之薄膜110及/或其他薄膜之術語「薄膜」包括一或多個層，該一或多個層藉由此項技術中任何已知方法(包括間斷沉積製程或連續沉積製程)形成。該等層可彼此直接接觸。層可由相同材料或不止一種不同材料形成。在一或多個替代實施例中，該等層可具有不同材料之中間層，該等中間層安置在該等層之間。在一或多個實施例中，薄膜可包括一或多個連續且不中斷層及/或一或多個不連續且中斷層(亦即，層所具有之不同材料鄰近彼此形成)。

如本文中所使用，術語「安置」包括使用此項技術中任何已知方法塗佈、沉積及/或形成材料於表面上。經安置材料可構成如本文中所界定之層或薄膜。片語「安置於......上」包括將材料形成於表面上以使得材料直接接觸表面的情況，且亦包括材料形成於表面上(其中一或多個中間材料在經安置材料與表面之間)的情況。一或多個中間材料可構成層或薄膜，如本文中所界定。

如本文中所使用，術語「平均撓曲強度」意指含玻璃之材料(例如，物件及/或玻璃基板)之如藉由諸如環對環、球對環或落球試驗之方法測試的撓曲強度。術語「平均」在結合平均撓曲強度或任何其他特性使用時係基於對至少5個樣本、至少10個樣本或至少15個樣本或至少20個樣本之該特性之量測的數學平均值。平均撓曲強度可指代失效負荷在環對環或球對環試驗下之兩個參數韋伯(Weibull)統計的尺 度參數。該尺度參數亦稱為韋伯特徵強度，材料在韋伯特徵強度處之失效機率為63.2%。更廣泛而言，平均撓曲強度亦可藉由其他試驗(諸如，落球試驗，其中玻璃表面撓曲強度以在無失效的情況下可容許之落球高度為特徵)界定。玻璃表面強度亦可在裝置配置中測試，其中含有含玻璃材料(例如，物件及/或玻璃基板)物件之設備或裝置降落在可產生表面撓曲應力之不同方位。在一些情況下，平均撓曲強度亦可合併如由此項技術中其他方法(諸如，3點彎曲或4點彎曲試驗)測試之強度。在一些情況下，該等試驗方法可明顯受到物件之邊緣強度影響。

如本文中所使用，術語「橫貫」係指裂紋、瑕疵或缺陷形成及該裂紋、瑕疵或缺陷之大小增長及/或自一種材料、層或薄膜至另一材料、層或薄膜之擴展。舉例而言，橫貫包括以下情況：出現於薄膜110中之裂紋擴展至另一材料、層或薄膜(例如，玻璃基板120)中。術語「橫貫」亦包括以下情況：裂紋跨越不同材料、不同層及/或不同薄膜之間的界面。材料、層及/或薄膜不必彼此直接接觸以使裂紋在該等材料、層及/或薄膜之間橫貫。舉例而言，裂紋可藉由橫貫穿過安置在第一材料與第二材料之間的中間材料自第一材料橫貫至第二材料，但不與第一材料直接接觸。相同情況可適用於層及薄膜以及材料、層及薄膜之組合。在本文中所述之物件中，裂紋可出現於薄膜110或玻璃基板120中之一者中，且跨越有效界面140(且具體而言，跨越第一界面150及第二界面160)而橫貫至薄膜110或玻璃基板120中之另一者中。如本 文中將描述，裂紋減輕層130可使裂紋自薄膜110與玻璃基板120之間的橫貫偏向，而無論裂紋出現在何處(亦即，薄膜110或玻璃基板120)。在裂紋自一種材料(例如，薄膜110、玻璃基板120或裂紋減輕層130)橫貫至另一材料(例如，薄膜110、玻璃基板120或裂紋減輕層130)時，裂紋偏向可包括裂紋減輕層130與薄膜110及/或玻璃基板120的至少部分分層，如本文中所述。裂紋偏向亦可包括使裂紋擴展穿過裂紋減輕層130，而非擴展至薄膜110及/或玻璃基板120中。在該等情況下，裂紋減輕層130可在有效界面140處形成低韌性界面，該低韌性界面140促進裂紋擴展穿過裂紋減輕層，而非擴展至玻璃基板或薄膜中。該類機制可描述為使裂紋沿有效界面140偏向。

以下理論破裂力學分析說明裂紋可橫貫或可在積層物件中減輕的所選方式。第2圖為圖示安置在玻璃基板上之薄膜中之裂紋及裂紋之可能橫貫模式或減輕模式的存在的示意圖。第2圖中之編號元件為以下各者：玻璃基板10；玻璃基板10之表面(未編號)之頂部上的薄膜12；玻璃基板10與薄膜12之間的界面中之雙邊偏向14；止動16，該止動16為開始在薄膜12內發展但未完全穿過薄膜12之裂紋；「扭結」18，該「扭結」18為在薄膜12之表面中產生之裂紋，但當裂紋到達玻璃基板10之表面時，裂紋不穿透玻璃基板12，而是在側向方向上移動，如第2圖中所示，且隨後在另一位置處，穿透玻璃基板10的表面；穿透裂紋11，該穿透裂紋11在薄膜12中發展且穿透玻璃基板10；及單側偏向13。第 2圖亦圖示玻璃基板10中相比於零軸15之張力對壓縮的圖形17。如圖所示，在施加外部負荷時(在該等情況下，張力負荷為最不利情況)，薄膜中之瑕疵可較佳地經活化以形成裂紋，隨後在剩餘壓縮或強化之玻璃基板中裂紋發展。在第2圖中所示的情況下，隨著外部負荷之持續增加，裂紋將橫貫直至該等裂紋遇到玻璃基板。當裂紋到達玻璃基板10之表面時，裂紋在出現於薄膜中時的可能橫貫模式為：(a)在不改變裂紋之路徑的情況下，穿透至玻璃基板中，如由數字11表示；(b)沿薄膜與玻璃基板之間的界面偏向至一側中，如由數字13表示；(c)沿界面偏向至兩側中，如由數字14表示；(d)沿界面之第一偏向且隨後扭結至玻璃基板中，如由數字18表示；或(e)由於微觀變形機制，例如，裂紋尖端處之塑性、奈米級鈍化或奈米級偏向導致之裂紋止動，如由數字16表示。裂紋可出現於薄膜中且可橫貫至玻璃基板中。上述橫貫模式亦可在裂紋出現於玻璃基板中且橫貫至薄膜中的情況下，例如，在玻璃基板中先前存在之裂紋或瑕疵可引起或集結薄膜中之裂紋或瑕疵的情況下適用，因此導致裂紋自玻璃基板至薄膜之增長或擴展，從而導致裂紋橫貫。

至玻璃基板及/或薄膜中的裂紋穿透相比於僅玻璃基板(亦即，沒有薄膜或裂紋減輕層)之平均撓曲強度降低積層物件及玻璃基板之平均撓曲強度，同時裂紋偏向、裂紋鈍化或裂紋止動(本文中統稱為裂紋減輕)幫助保持物件之平均撓曲強度。裂紋鈍化及裂紋止動可彼此區別。裂紋鈍化可包含例如藉由塑性變形機制或塑性屈服機制增加之裂紋尖端 半徑。另一方面，裂紋止動可包含許多不同機制，諸如(例如)在裂紋尖端處遭遇高壓縮應力、裂紋尖端處之應力強度因數由於低彈性模數夾層或低彈性模數至高彈性模數界面過渡之存在導致的降低、如在一些多晶或複合材料中之奈米級裂紋偏向或裂紋彎曲、裂紋尖端處之應變硬化及類似者。本文中將描述各種模式之裂紋偏向。

在不受理論約束的情況下，可在線性彈性破裂力學之背景中分析某些可能之裂紋橫貫路徑。在以下段落中，針對特定範圍之材料特性，一個裂紋路徑用作實例且破裂力學概念應用於裂紋路徑以分析問題及闡明材料參數要求，以幫助保持物件之平均撓曲強度效能。

下文第3圖圖示理論模型框架之圖式。此為薄膜12與玻璃基板10之間的界面區域的簡化示意圖。項μ₁、E ₁ 、v ₁ 及μ₂、E ₂ 、v ₂ 為玻璃基板及薄膜材料之剪切模數、楊氏模量、泊松比，Γ _c ^玻璃 及Γ _c ^IT 分別為玻璃基板及基板與薄膜之間的界面的臨界能量釋放率。

表徵薄膜與基板之間的彈性失配的常見參數為Dundurs參數α及β[1]，如下所界定： 其中對於平面應變，及

值得指出的是，臨界能量釋放率藉由如下界定之關係 與材料之破裂韌性緊密相關：

假設薄膜中先前存在瑕疵，在張力負荷後，裂紋將垂直向下延伸，如第3圖中所示。剛好在界面處，裂紋趨向於沿界面偏向，若 且裂紋將穿透玻璃基板，若 其中G _d 及G _p 分別為沿界面偏向之裂紋及穿透至玻璃基板中之裂紋的能量釋放率[1]。在等式(4)及等式(5)之左手側，比值G _d /G _p 為彈性失配參數α之強函數且較弱地依賴於β；且在右手側，韌性比Γ _c ^IT /Γ _c ^玻璃 為材料參數。

第4圖圖表圖示G _d /G _p 作為自參看雙偏向裂紋再現之彈性失配α之函數的趨勢。(Ming-Yuan,H及J.W.Hutchinson：Crack deflection at an interface between dissimilar elastic materials，國際固體與結構雜誌，1989年第25(9)期，第1053頁至第1067頁)。

顯然，比值G _d /G _p 強烈地依賴於α。負α意謂薄膜比玻璃基板硬，且正α意謂薄膜比玻璃基板軟。不依賴α之韌性比Γ _c ^IT /Γ _c ^玻璃 在第4圖中為水平線。若在第4圖中，滿足水平線上方之區域處的準則(4)，則裂紋趨向於沿界面偏向，此舉可有利於保持基板之平均撓曲強度。另一方面，若在第4圖中，滿足水平線下方之區域處的準則(5)，則裂紋趨向於 穿透玻璃基板，此舉導致物件(特別是利用如本文中別處描述之經強化或堅固玻璃基板的彼等物件)之平均撓曲強度的降級。

根據以上概念，在下文中，銦錫氧化物(ITO)薄膜用作說明性實例。對於玻璃基板，E ₁ =72GPa、v ₁ =0.22且K _1c =0.7MPa m ^1/2 ；對於ITO，E ₂ =99.8GPa、v ₂ =0.25。(Zeng,K等人：Investigation of mechanical properties of transparent conducting oxide thin films，固體薄膜，2003年第443(1-2)期，第60頁至第65頁)。ITO薄膜與玻璃基板之間的界面韌性可為大約Γ _in=5J/m ² ，視沉積條件而定。(Cotterell,B及Z.Chen：Buckling and cracking of thin films on compliant substrates under compression，國際破裂雜誌，2000年第104(2)期刊，第169頁至第179頁)。此舉將給出彈性失配α=-0.17及Γ _c ^IT /Γ _c ^玻璃 =0.77。第4圖中標繪該等值。該破裂分析預測裂紋穿透至用於ITO薄膜之玻璃基板將為有利的，此舉導致玻璃(特別是經強化或堅固玻璃)之平均撓曲強度的降級。據信此舉是用安置在玻璃基板(包括經強化或堅固玻璃基板)上之各種銦錫氧化物薄膜或其他透明導電氧化物薄膜觀察之潛在底層機制中之一者。如第4圖中所示，減輕平均撓曲強度降級的一種方法可為選擇適當材料改變彈性失配α(選擇1)或調節界面韌性(選擇2)。

上文概述之理論分析建議：裂紋減輕層130可用於更好地保持物件強度。具體地，將裂紋減輕層插在玻璃基板120與薄膜110之間使得裂紋減輕(如本文中所述)成為更佳之 路徑，且因此，物件能更好地保持物件的強度。在一些實施例中，裂紋減輕層130促進裂紋偏向，如本文中將更詳細描述。

玻璃基板

參看第1圖，物件100包括：玻璃基板120，該玻璃基板120可為經強化或堅固的，如本文中所述，玻璃基板100具有相對主表面122、124；薄膜110，該薄膜110安置在至少一個相對主表面(122或124)上；及裂紋減輕層130，該裂紋減輕層130安置在薄膜110與玻璃基板120之間。在一或多個替代實施例中，裂紋減輕層130及薄膜110可安置在玻璃基板的一或多個次表面上，除了或代替安置在至少一個主表面(122或124)上。如本文中所使用，玻璃基板120可為實質上平面薄片，雖然其他實施例可利用彎曲或以其他方式成形或雕刻之玻璃基板。玻璃基板120可為實質上清澈、透明且免於光散射。玻璃基板可具有在約1.45至約1.55的範圍中的折射率。在一或多個實施例中，玻璃基板120可經強化或表徵為堅固的，如本文中將更詳細描述。在該強化之前，玻璃基板120可為相對原始且無瑕疵的(例如，具有少量表面瑕疵或小於約1微米之平均表面瑕疵大小)。當利用經強化或堅固玻璃基板120時，該等基板可表徵為在該等基板之一或多個相對主表面上具有高平均撓曲強度(當相比於未經強化或不堅固之玻璃基板時)或高表面失效應變(當相比於未經強化或不堅固之玻璃基板時)。

另外或或者，玻璃基板120之厚度可出於美觀及/或 功能原因而沿玻璃基板120之尺寸中之一或多者改變。舉例而言，玻璃基板120之邊緣相比於玻璃基板120之多個中心區域可為較厚的。玻璃基板120之長度、寬度及厚度尺寸亦可根據物件100應用或使用而改變。

根據一或多個實施例，玻璃基板120包括平均撓曲強度，該平均撓曲強度可在玻璃基板120與薄膜110、裂紋減輕層130及/或其他薄膜或層結合之前及之後量測。在本文中所述之一或多個實施例中，當相比於玻璃基板120在該結合之前的平均撓曲強度時，物件100在玻璃基板120與薄膜110、裂紋減輕層130及/或其他薄膜、層或材料結合之後保持物件100的平均撓曲強度。換言之，物件100之平均撓曲強度在薄膜110、裂紋減輕層130及/或其他薄膜或層安置在玻璃基板120上之前及之後實質上相同。在一或多個實施例中，物件100的平均撓曲強度明顯大於不包括裂紋減輕層130之類似物件之平均撓曲強度(例如，強度高於在沒有中間裂紋減輕層的情況下包含直接接觸之薄膜110及玻璃基板120之物件)。

根據一或多個實施例，玻璃基板120具有平均失效應變，該平均失效應變可在玻璃基板120與薄膜110、裂紋減輕層130及/或其他薄膜或層結合之前及之後量測。術語「平均失效應變」係指裂紋在未施加額外負荷的情況下擴展的應變，通常導致既定材料、層或薄膜之災難性失效，且或許甚至橫貫至另一材料、層或薄膜之災難性失效，如本文中所界定。可使用例如球對環試驗量測平均失效應變。在不受理論 約束的情況下，平均失效應變可使用適當數學換算直接與平均撓曲強度有關。在特定實施例中，可如本文中所述經強化或堅固的玻璃基板120具有平均失效應變，該平均失效應變為0.5%或更大、0.6%或更大、0.7%或更大、0.8%或更大、0.9%或更大、1%或更大、1.1%或更大、1.2%或更大、1.3%或更大、1.4%或更大、1.5%或更大或甚至2%或更大。在特定實施例中，玻璃基板具有平均失效應變，該平均失效應變為1.2%、1.4%、1.6%、1.8%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%或3%或更大。薄膜110之平均失效應變可能小於玻璃基板120之平均失效應變及/或裂紋減輕層130之平均失效應變。在不受理論約束的情況下，據信玻璃基板或任何其他材料之平均失效應變依賴於該材料之表面品質。對於玻璃基板，除了玻璃基板之表面品質之外或代替玻璃基板之表面品質，特定玻璃基板之平均失效應變依賴於所利用的離子交換或強化方法之條件。

在一或多個實施例中，玻璃基板120在與薄膜110、裂紋減輕層130及/或其他薄膜或層結合之後保持玻璃基板120之平均失效應變。換言之，玻璃基板120之平均失效應變在薄膜110、裂紋減輕層130及/或其他薄膜或層安置在玻璃基板120上之前及之後實質上相同。在一或多個實施例中，物件100的平均失效應變明顯大於不包括裂紋減輕層130之類似物件之平均失效應變(例如，失效應變高於沒有中間裂紋減輕層的情況下包含直接接觸之薄膜110及玻璃基板120之物件)。舉例而言，物件100可展示平均失效應變，該平均失效應變比不包括裂紋減輕層130之類似物件之平均失效 應變高至少10%、25%、50%、100%、200%或300%。

可使用各種不同方法提供玻璃基板120。例如，示例性玻璃基板形成方法包括浮制玻璃法及下拉法，諸如，熔融拉製及狹槽拉製。

在浮制玻璃法中，可以光滑表面及均勻厚度為特徵之玻璃基板由在熔融金屬(通常為錫)床上之浮動熔融玻璃製成。在示例性方法中，送至熔融錫床之表面上的熔融玻璃形成浮動玻璃帶。由於玻璃帶沿錫浴流動，故溫度逐漸降低，直至玻璃帶凝固成固體玻璃基板中，該固體玻璃基板可自錫提升至滾子中。一旦離開浴，玻璃基板可進一步冷卻且退火以降低內部應力。

下拉法產生具有均勻厚度之玻璃基板，該玻璃基板具有相對原始的表面。由於玻璃基板之平均撓曲強度由表面瑕疵之頻率、量及/或大小控制，故已具有最小接觸之原始表面具有較高之初始強度。當該高強度玻璃基板接著進一步(例如，化學法)強化時，所得強度可高於具有經重疊及拋光之表面之玻璃基板的強度。下拉玻璃基板可拉伸至小於約2mm之厚度。另外，下拉玻璃基板可具有極平坦、光滑之表面，該表面可用於玻璃基板之最終應用中而無昂貴的研磨及拋光。

例如，熔融拉製使用具有通道之拉製槽用於接收熔融玻璃原材料。通道在通道之兩側上沿通道之長度具有在頂部處打開的堰。當通道填滿熔融材料時，熔融玻璃溢出堰。由於重力，熔融玻璃向下流至拉製槽之外表面作為兩個流動玻 璃薄膜。拉製槽之該等外表面向下及向內延伸，以使得該等外表面在拉製槽下方之邊緣處結合。兩個流動玻璃薄膜在該邊緣處結合，以融合且形成單一流動玻璃基板。熔融拉製法提供以下優點：因為溢出通道之兩個玻璃薄膜融合在一起，故所得玻璃基板之外表面皆不接觸裝置之任何部分。因此，熔融拉製之玻璃基板之表面特性不受該接觸影響。

狹槽拉製法不同於熔融拉製法。在狹槽拉製法中，熔融原材料玻璃提供至拉製槽。拉製槽之底部具有開口槽，該開口槽具有延伸狹槽之長度的噴嘴。熔融玻璃流動穿過狹槽/噴嘴且向下拉製製成連續基板且拉製至退火區域中。

一旦形成，玻璃基板可經強化以形成經強化玻璃基板。如本文中所使用，術語「經強化玻璃基板」可指例如藉由玻璃基板之表面中之較大離子與較小離子之離子交換經化學強化的玻璃基板。然而，此項技術中已知之其他強化方法(諸如，熱回火)可用於形成經強化玻璃基板。如將描述，經強化玻璃基板可包括具有玻璃基板之表面中的表面壓縮應力的玻璃基板，該表面壓縮應力幫助玻璃基板之強度保持。堅固玻璃基板亦在本揭示案之範疇內且包括可能未經受特定強化製程且可能不具有表面壓縮應力但仍然堅固的玻璃基板。該等堅固玻璃基板物件可界定為具有大於約0.5%、0.7%、1%、1.5%或甚至大於2%之平均失效應變的玻璃片物件或玻璃基板。該等堅固玻璃基板可例如藉由在融化及形成玻璃基板後保護原始玻璃表面而製成。該保護之實例發生在熔融拉製法中，其中玻璃薄膜之表面在形成後不接觸裝置之任何部分 或另一表面。由熔融拉製法形成之玻璃基板自該等玻璃基板之原始表面品質獲得該等玻璃基板的強度。原始表面品質亦可藉由玻璃基板表面之蝕刻或拋光及後續保護及此項技術中已知之其他方法實現。在一或多個實施例中，例如，在使用環對環或球對環撓曲試驗量測時，經強化玻璃基板及堅固玻璃基板兩者可包含具有大於約0.5%、0.7%、1%、1.5%或甚至大於2%之平均失效應變的玻璃片物件。

如上所述，本文中所述之玻璃基板可由離子交換處理化學地強化以提供經強化玻璃基板120。玻璃基板亦可藉由此項技術中已知之其他方法(諸如，熱回火)強化。在離子交換處理中，通常藉由將玻璃基板浸入熔融鹽浴中預定時間週期，玻璃基板之一或多個表面處或附近之離子與來自鹽浴之較大金屬離子交換。在一個實施例中，熔融鹽浴之溫度為約350℃至450℃，且預定時間週期為約兩小時至約八小時。將較大離子併入玻璃基板中藉由在玻璃基板之近表面區域或在玻璃基板之一或多個表面處及附近之區域中形成壓縮應力來強化玻璃基板。在玻璃基板之中心區域或距玻璃基板之一或多個表面一距離處之區域內誘發相應拉伸應力。利用該強化製程之玻璃基板可更具體描述為化學強化玻璃基板120或離子交換玻璃基板120。未經強化之玻璃基板在本文中可稱為非強化玻璃基板。

在一個實例中，經強化玻璃基板120中之鈉離子由來自熔融浴(諸如，硝酸鉀鹽浴)之鉀離子替代，儘管具有較大原子半徑之其他鹼金屬離子(諸如，鉫或銫)可替代玻璃 中之較小鹼金屬離子。根據特定實施例，玻璃中之較小鹼金屬離子可由Ag⁺離子替代。類似地，其他鹼金屬鹽(諸如(但不限於)硫酸鹽、磷酸鹽、鹵化物及類似者)可用於離子交換處理中。

較小離子在低於玻璃網絡可鬆弛之溫度的溫度下由較大離子替代引起離子分佈在經強化玻璃基板120之一或多個表面上，該分佈導致應力特徵曲線。較大量之進入離子產生表面上之壓縮應力(CS)及經強化玻璃基板120之中心處之張力(中心張力或CT)。交換深度可描述為經強化玻璃基板120內之深度(亦即，自玻璃基板之表面至玻璃基板之中心區域的距離)，由離子交換處理促進之離子交換在該深度處發生。

在一個實施例中，經強化玻璃基板120可具有300MPa或更大(例如，400MPa或更大、450MPa或更大、500MPa或更大、550MPa或更大、600MPa或更大、650MPa或更大、700MPa或更大、750MPa或更大或800MPa或更大)之表面壓縮應力。經強化玻璃基板120可具有15μm或更大、20μm或更大(例如，25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或更大)之壓縮層深度，及/或10MPa或更大、20MPa或更大、30MPa或更大、40MPa或更大(例如，42MPa、45MPa或50MPa或更大)但小於100MPa(例如，95MPa、90MPa、85MPa、80MPa、75MPa、70MPa、65MPa、60MPa、55MPa或更小)之中心張力。在一或多個特定實施例中，經強化玻璃基板120具有以下中之一或多者：大於500MPa之表面壓 縮應力、大於15μm之壓縮層深度及大於18MPa之中心張力。

在不受理論約束的情況下，據信具有大於500MPa之表面壓縮應力及大於15μm之壓縮層深度的經強化玻璃基板120通常具有比非強化玻璃基板(或，換言之，未經離子交換或經其他方式強化之玻璃基板)大的失效應變。在一些實施例中，本文中所述之一或多個實施例之益處可能對非強化或弱強化類型之玻璃基板不明顯，該等玻璃基板不滿足表面壓縮應力或壓縮層深度之該等位準，因為許多典型應用中發生搬運或常見玻璃表面損壞事件。然而，如前所述，在可(例如，藉由保護塗層或其他層)充分保護玻璃基板表面免受劃傷或表面損壞之其他特定應用中，具有相對高失效應變之堅固玻璃基板亦可藉由使用方法(諸如熔融成形方法)形成及保護原始玻璃表面品質而形成。在該等替代應用中，可類似地實現本文中所述之一或多個實施例之益處。

可用於經強化玻璃基板120中之示例性可離子交換玻璃可包括鹼性鋁矽酸鹽玻璃組合物或鹼性鋁硼矽酸鹽玻璃組合物，儘管想到其他玻璃組合物。如本文中所使用，「可離子交換」意謂玻璃基板能夠交換位於玻璃基板之表面處或附近之陽離子與同價之大小更大或更小之陽離子。一個示例性玻璃組合物包含SiO₂、B₂O₃及Na₂O，其中(SiO₂+B₂O₃)66莫耳%，且Na₂O9莫耳%。在實施例中，玻璃基板120包括具有至少6重量%氧化鋁之玻璃組合物。在進一步實施例中，玻璃基板120包括具有一或多個鹼土氧化物之玻璃組合物，以使得鹼土氧化物之含量為至少5重量%。在一些實施例 中，適合玻璃組合為進一步包含K₂O、MgO及CaO中之至少一者。在特定實施例中，用於玻璃基板120中之玻璃組合物可包含61莫耳%至75莫耳%之SiO₂、7莫耳%至15莫耳%之Al₂O₃、0莫耳%至12莫耳%之B₂O₃、9莫耳%至21莫耳%之Na₂O、0莫耳%至4莫耳%之K₂O、0莫耳%至7莫耳%之MgO及0莫耳%至3莫耳%之CaO。

適用於玻璃基板120(該玻璃基板120可視情況為強化或堅固的)之進一步示例性玻璃組合物包含：60莫耳%至70莫耳%之SiO₂、6莫耳%至14莫耳%之Al₂O₃、0莫耳%至15莫耳%之B₂O₃、0莫耳%至15莫耳%之Li₂O、0莫耳%至20莫耳%之Na₂O、0莫耳%至10莫耳%之K₂O、0莫耳%至8莫耳%之MgO、0莫耳%至10莫耳%之CaO、0莫耳%至5莫耳%之ZrO₂、0莫耳%至1莫耳%之SnO₂、0莫耳%至1莫耳%之CeO₂、小於50ppm之As₂O₃及小於50ppm之Sb₂O₃，其中12莫耳%(Li₂O+Na₂O+K₂O)20莫耳%，且0莫耳%(MgO+CaO)10莫耳%。

適用於玻璃基板120(該玻璃基板120視情況可為強化或堅固的)之更進一步示例性玻璃組合物包含：63.5莫耳%至66.5莫耳%之SiO₂、8莫耳%至12莫耳%之Al₂O₃、0莫耳%至3莫耳%之B₂O₃、0莫耳%至5莫耳%之Li₂O、8莫耳%至18莫耳%之Na₂O、0莫耳%至5莫耳%之K₂O、1莫耳%至7莫耳%之MgO、0莫耳%至2.5莫耳%之CaO、0莫耳%至3莫耳%之ZrO₂、0.05莫耳%至0.25莫耳%之SnO₂、0.05莫耳%至0.5莫耳%之CeO₂、小於50ppm之As₂O₃及小於50ppm 之Sb₂O₃，其中14莫耳%(Li₂O+Na₂O+K₂O)18莫耳%，且2莫耳%(MgO+CaO)7莫耳%。

在特定實施例中，適用於玻璃基板120(該玻璃基板120視情況可為強化或堅固的)之鹼性鋁矽酸鹽玻璃組合物包含氧化鋁、至少一種鹼金屬及在一些實施例中，大於50莫耳%之SiO₂，在其他實施例中，至少58莫耳%之SiO₂，且在仍然其他實施例中，至少60莫耳%之SiO₂，其中比值 ，其中在該比值中，組分以莫耳%為單位表示，且 改質劑為鹼金屬氧化物。在特定實施例中，該玻璃組合物包含：58莫耳%至72莫耳%之SiO₂、9莫耳%至17莫耳%之Al₂O₃、2莫耳%至12莫耳%之B₂O₃、8莫耳%至16莫耳%之 Na₂O及0莫耳%至4莫耳%之K₂O，其中比值。

在又一實施例中，視情況可為強化或堅固的玻璃基板可包括鹼性鋁矽酸鹽玻璃組合物，該組合物包含：64莫耳%至68莫耳%之SiO₂、12莫耳%至16莫耳%之Na₂O、8莫耳%至12莫耳%之Al₂O₃、0莫耳%至3莫耳%之B₂O₃、2莫耳%至5莫耳%之K₂O、4莫耳%至6莫耳%之MgO及0莫耳%至5莫耳%之CaO，其中66莫耳%SiO₂+B₂O₃+CaO69莫耳%，Na₂O+K₂O+B₂O₃+MgO+CaO+SrO>10莫耳%，5莫耳%MgO+CaO+SrO8莫耳%，(Na₂O+B₂O₃)-Al₂O₃ 2莫耳%，2莫耳%Na₂O-Al₂O₃ 6莫耳%，且4莫耳%(Na₂O+K₂O)-Al₂O₃ 10莫耳%。

在一些實施例中，視情況可為強化或堅固的玻璃基板120可包含鹼性矽酸鹽玻璃組合物，該組合物包含：2莫耳 %或更大之Al₂O₃及/或ZrO₂或4莫耳%或更大之Al₂O₃及/或ZrO₂。

在一些實施例中，用於玻璃基板120中之玻璃基板可用0莫耳%至2莫耳%之至少一種澄清劑分批處理，該澄清劑係選自包括Na₂SO₄、NaCl、NaF、NaBr、K₂SO₄、KCl、KF、KBr及SnO₂之群組。

根據一或多個實施例，玻璃基板120可具有範圍自約50μm至5mm的厚度。示例性玻璃基板120之厚度的範圍自100μm至500μm，例如，100μm、200μm、300μm、400μm或500μm。進一步示例性玻璃基板120之厚度的範圍自500μm至1000μm，例如，500μm、600μm、700μm、800μm、900μm或1000μm。玻璃基板120可具有大於1mm之厚度，例如，約2mm、3mm、4mm或5mm。在一或多個特定實施例中，玻璃基板120可具有2mm或更小或小於1mm之厚度。玻璃基板120可經酸拋光或經其他方式處理以移除或降低表面瑕疵的影響。

薄膜

物件100包括薄膜110，該薄膜110安置在玻璃基板120之表面上，且具體地安置在裂紋減輕層130上。薄膜110可安置在玻璃基板120之一個或兩個主表面122、124上。在一或多個實施例中，除了安置在一個或兩個主表面122、124上之外或代替安置在一個或兩個主表面122、124上，薄膜110可安置在玻璃基板120之一或多個次表面(未圖示)上。在一或多個實施例中，薄膜110沒有眼睛輕易 可見之肉眼可見的刮痕或缺陷。薄膜110形成與玻璃基板120之有效界面140。

在一或多個實施例中，薄膜可藉由本文中所述之機制降低合併該等薄膜與玻璃基板之物件的平均撓曲強度。在一或多個實施例中，該等機制包括以下情況：因為在該薄膜中發展之一或多個裂紋橫貫至玻璃基板中，薄膜可降低物件之平均撓曲強度。在其他實施例中，機制包括以下情況：因為在玻璃基板中發展之裂紋橫貫至薄膜中，薄膜可降低物件之平均撓曲強度。一或多個實施例之薄膜可展示2%或更小之失效應變或比本文中所述之玻璃基板之失效應變小的失效應變。包括該等屬性中之任何屬性的薄膜可特徵化為脆性的。

根據一或多個實施例，薄膜110可具有失效應變(或裂紋開始應變位準)，該失效應變低於玻璃基板120之失效應變。舉例而言，薄膜110可具有約2%或更小、約1.8%或更小、約1.6%或更小、約1.5%或更小、約1.4%或更小、約1.2%或更小、約1%或更小、約0.8%或更小、約0.6%或更小、約0.5%或更小、約0.4%或更小或約0.2%或更小之失效應變。在一些實施例中，薄膜110之失效應變可能低於經強化玻璃基板120之失效應變，該等經強化玻璃基板120具有大於500MPa之表面壓縮應力及大於約15μm之壓縮層深度。在一或多個實施例中，薄膜110可具有失效應變，該失效應變比玻璃基板120之失效應變低或小至少0.1%，或在一些情況下，該失效應變比玻璃基板120之失 效應變低或小至少0.5%。在一或多個實施例中，薄膜110可具有失效應變，該失效應變比玻璃基板120之失效應變低或小至少約0.15%、0.2%、0.25%、0.3%、0.35%、0.4%、0.45%、0.5%、0.55%、0.6%、0.65%、0.7%、0.75%、0.8%、0.85%、0.9%、0.95%或1%。該等失效應變值可例如使用球對環撓曲試驗方法結合可選微觀或高速攝像機分析量測。在一些情況下，薄膜裂紋之開始可藉由分析導電薄膜之電阻率量測。該等各種分析可在施加負荷或應力期間或在一些情況下，在施加負荷或應力之後執行。

示例性薄膜110可具有至少25GPa之彈性模數及/或至少1.75GPa之硬度，儘管在該範圍之外的一些組合物係可能的。在一些實施例中，薄膜110可具有50GPa或更大，或甚至70GPa或更大之彈性模數。舉例而言，薄膜彈性模數可為55GPa、60GPa、65GPa、75GPa、80GPa、85GPa或更大。在一或多個實施例中，薄膜110可具有大於3.0GPa之硬度。舉例而言，薄膜110可具有5GPa、5.5GPa、6GPa、6.5GPa、7GPa、7.5GPa、8GPa、8.5GPa、9GPa、9.5GPa、10GPa或更大之硬度。針對該等薄膜110，該等彈性模數值及硬度值可使用已知金剛石奈米壓痕方法量測，該等方法常用於決定薄膜之彈性模數及硬度。示例性金剛石奈米壓痕方法可利用Berkovich金剛石壓痕器。

本文中所述之薄膜110亦可展示破裂韌性，該破裂韌性小於約10MPa．m^1/2，或在一些情況下，小於5MPa．m^1/2，或在一些情況下，小於1MPa．m^1/2。舉例而言，薄膜可具 有4.5MPa．m^1/2、4MPa．m^1/2、3.5MPa．m^1/2、3MPa．m^1/2、2.5MPa．m^1/2、2MPa．m^1/2、1.5MPa．m^1/2、1.4MPa．m^1/2、1.3MPa．m^1/2、1.2MPa．m^1/2、1.1MPa．m^1/2、0.9MPa．m^1/2、0.8MPa．m^1/2、0.7MPa．m^1/2、0.6MPa．m^1/2、0.5MPa．m^1/2、0.4MPa．m^1/2、0.3MPa．m^1/2、0.2MPa．m^1/2、0.1MPa．m^1/2或更小之破裂韌性。

本文中所述之薄膜110亦可具有臨界應變能量釋放率(G_IC=K_IC ²/E)，該釋放率小於約0.1kJ/m²，或在一些情況下，小於0.01kJ/m²。在一或多個實施例中，薄膜110可具有0.09kJ/m²、0.08kJ/m²、0.07kJ/m²、0.06kJ/m²、0.05kJ/m²、0.04kJ/m²、0.03kJ/m²、0.02kJ/m²、0.0075kJ/m²、0.005kJ/m²、0.0025kJ/m²或更小之臨界應變能量釋放率。

在一或多個實施例中，薄膜110可包括複數個層。在一或多個實施例中，基於層對物件之平均撓曲強度之影響及/或層之失效應變值、破裂韌性值或臨界應變能量釋放率值中之一或多者，薄膜之層中之每一層可特徵化為脆性的，如本文中另有所述。在一個變體中，薄膜110之層不必具有相同特性，諸如，彈性模數及/或破裂韌性。在另一變體中，薄膜110之層可包括彼此不同之材料。

不特別限制薄膜110之組合物或一或多種材料。薄膜110材料之一些非限制性實例包括氧化物(諸如，SiO₂、Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅)、氮氧化物(諸如，SiO_xN_y、SiAl_xO_yN_z及AlO_xN_y)、氮化物(諸如，SiN_x、AlN_x、立 方晶氮化硼及TiN_x)、碳化物(諸如，SiC、TiC及WC)、上述各者之組合(諸如，碳氧化物及氧碳氮化物(例如，SiC_xO_y及SiC_xO_yN))、半導體材料(諸如，Si及Ge)、透明導體(諸如，銦錫氧化物、氧化錫、氟化錫氧化物、氧化鋁鋅或氧化鋅)、碳奈米管或石墨烯摻雜氧化物、銀或其他金屬摻雜氧化物、高矽質聚合物(諸如，高固化矽氧烷及倍半氧矽烷)、金剛石或類金剛石碳材料或可展示破裂行為之經選擇金屬薄膜。

薄膜110可藉由真空沉積技術(例如，化學氣相沉積(例如，電漿增強化學氣相沉積或常壓化學氣相沉積)、物理氣相沈積(例如，反應性濺鍍或非反應性濺鍍或雷射剝蝕)、熱蒸鍍、電阻性蒸鍍、電子束蒸鍍或原子層沉積)安置在玻璃基板120上。薄膜110亦可使用基於液體的技術安置在玻璃基板120之一或多個表面122、124上，該等沉積技術例如溶膠凝膠塗佈法或聚合物塗佈法，例如，旋塗、噴塗、狹槽拉製塗佈、滑動塗佈、線繞桿塗佈、刀片/小刀塗佈、氣刀塗佈、幕式塗佈、凹板塗佈及滾塗等等。在一些實施例中，在薄膜110與玻璃基板120之間、在玻璃基板120與裂紋減輕層130之間、在裂紋減輕層130之層(若存在)之間、在薄膜110之層(若存在)之間及/或在薄膜110與裂紋減輕層130之間使用助黏劑可能係理想的。在一或多個替代實施例中，薄膜110可作為轉移層安置在玻璃基板120上。

薄膜110厚度可視物件100之預期用途而改變。在一 個實施例中，薄膜110厚度可在約0.005μm至約0.5μm或約0.01μm至約20μm之範圍中。在另一實施例中，薄膜110可具有範圍在約0.05μm至約10μm、約0.05μm至約0.5μm約0.01μm至約0.15μm或約0.015μm至約0.2μm之厚度。

在一些實施例中，在薄膜110中包括材料可為有利的，該材料具有以下任一者：(1)折射率，該折射率類似於玻璃基板120、裂紋減輕層130及/或其他薄膜或層之折射率，以便最小化光學干擾效應；(2)折射率(實分量及/或虛分量)，該折射率經調諧以實現防反射干擾效應；及/或(3)折射率(實分量及/或虛分量)，該折射率經調諧以實現波長選擇反射或波長選擇吸收效應，如此以實現UV或IR阻擋或UV或IR反射或實現著色/染色效應。在一或多個實施例中，薄膜110可具有折射率，該折射率大於玻璃基板120之折射率及/或大於裂紋減輕層130之折射率。在一或多個實施例中，薄膜可具有範圍在約1.7至約2.2或範圍在約1.4至約1.6或範圍在約1.6至約1.9之折射率。

薄膜110亦可提供多個功能或與本文中所述之一或多個額外薄膜或層整合，該一或多個額外薄膜或層提供不同於薄膜110之功能或甚至與薄膜110相同之一或多個功能。薄膜110可包括UV或IR光反射層或UV或IR光吸收層、防 反射層、防眩光層、防塵層、自潔層、防劃傷層、阻障層、鈍化層、密封層、擴散阻擋層、防指紋層及類似者。進一步地，薄膜110可包括導電層或半導電層、薄膜電晶體層、EMI屏蔽層、破裂感測器、警報感測器、電致變色材料、光色材料、觸摸感測層或資訊顯示層。薄膜110及/或前述層中之任何層可包括著色劑或染色劑。當資訊顯示層整合到物件100中時，物件100可形成觸摸敏感顯示器、透明顯示器或平視顯示器之部分。薄膜110執行干擾功能可為理想的，該干擾功能選擇性地透射、反射或吸收不同波長或顏色之光。舉例而言，在平視顯示器應用中，薄膜110可選擇性地反射目標波長。

薄膜110之功能特性可包括光學特性、電氣特性及/或機械特性，諸如，硬度、彈性模數、失效應變、耐磨性、機械耐久性、摩擦係數、導電性、電阻率、電子遷移率、電子或孔載子摻雜、光學折射率、密度、不透明度、透明度、反射率、吸收率、透射率及類似者。該等功能特性在薄膜110與玻璃基板120、裂紋減輕層130及/或包括在物件100中之其他薄膜結合之後得以實質上維持或甚至改良。

裂紋減輕層

如本文中所述，裂紋減輕層在有效界面140處提供中度黏附能。裂紋減輕層130藉由在有效界面處形成低韌性層來提供中度黏附能，該低韌性層促進裂紋偏向至裂紋減輕層中，而非薄膜110或玻璃基板120中。裂紋減輕層130亦可藉由形成低韌性界面提供中度黏附能。低韌性界面以裂紋減 輕層130在施加特定負荷後與玻璃基板120或薄膜110的分層為特徵。該分層導致裂紋沿第一界面150或第二界面160偏向。裂紋亦可沿第一界面150與第二界面160之組合(例如，沿可自一個界面跨越至另一界面之路徑)偏向。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層130藉由修改玻璃基板120與薄膜110之間的有效界面140處之有效黏附能提供中度黏附性。在一或多個特定實施例中，第一界面150及第二界面160中之一者或兩者展示有效黏附能。在一或多個實施例中，有效黏附能可為約5J/m²或更小、約4.5J/m²或更小、約4J/m²或更小、約3.5J/m²或更小、約3J/m²或更小、約2.5J/m²或更小、約2J/m²或更小、約1.5J/m²或更小、約1J/m²或更小或約0.85J/m²或更小。有效黏附能之下限可為約0.1J/m²或約0.01J/m²。在一或多個實施例中，一或多個實施例之有效黏附能可在約0.85J/m²至約3.85J/m²、約0.85J/m²至約3J/m²、約0.85J/m²至約2J/m²、約0.85J/m²至約1J/m²之範圍中。

在有效界面140、第一界面150及/或第二界面160展示中度黏附性之實施例中，至少一部分裂紋減輕層可在負載過程期間與玻璃基板及/或薄膜分開，導致薄膜及/或裂紋減輕層中之裂紋增長及/或裂紋形成。當至少一部分裂紋減輕層與玻璃基板120及/或薄膜110分開時，該分開可包括裂紋減輕層與玻璃基板120及/或薄膜110之間的減小的黏附性或無黏附性，裂紋減輕層與該玻璃基板120及/或薄膜110分開。在其他實施例中，當僅一部分裂紋減輕層分開時，該分開之部 分可由裂紋減輕層仍黏附至玻璃基板120及/或薄膜110的部分完全或至少部分地包圍。在一或多個實施例中，當積層物件在該負載期間以特定應變位準拉緊時，至少一部分裂紋減輕層130可與薄膜110或玻璃基板120中之一者分開。在一或多個實施例中，應變位準可在玻璃基板120之第一平均失效應變與薄膜110之平均失效應變之間。在一或多個特定實施例中，當薄膜110中出現之裂紋橫貫至裂紋減輕層130中(或跨越第二界面160)時，至少一部分裂紋減輕層130與薄膜110分開。在其他實施例中，當玻璃基板120中出現之裂紋橫貫至裂紋減輕層130中(或跨越第一界面150)時，至少一部分裂紋減輕層130與玻璃基板120分開。在不導致裂紋增長及/或裂紋形成的負荷位準下(亦即，在小於玻璃基板之平均失效應變且小於薄膜之平均失效應變之平均失效應變位準下)裂紋減輕層不分開且保持黏附至玻璃基板120及薄膜110。在不受理論約束的情況下，裂紋減輕層130之分層或部分分層降低玻璃基板120中之應力集中。因此，據信玻璃基板120中之應力集中的降低導致玻璃基板120(及最終積層物件100)失效所需之負荷位準或應變位準的增加。以此方式，相比不具有裂紋減輕層之積層物件，裂紋減輕層130防止降低或增加積層物件之平均撓曲強度。

裂紋減輕層130之材料及厚度可用於控制玻璃基板120與薄膜110之間的有效黏附能。大體而言，兩個表面之間的黏附能由以下等式(「A theory for the estimation of surface and interfacial energies.I.derivation and application to interfacial tension」，洛杉磯，Girifalco及R.J.Good，化學物理雜誌，第61卷，第904頁)給出：W=γ ₁ +γ ₂ -γ ₁₂ (1)其中γ₁、γ₂及γ₁₂分別為表面1之表面能、表面2之表面能及表面1與表面2之界面能。個別表面能通常為兩項(分散分量γ^d及極性分量γ^p)之組合。

γ=γ ^d +γ ^p (2)

當黏附性主要歸因於倫敦分散力(γ^d)及極性力(例如，氫鍵結)(γ^p)時，界面能可由以下等式(Girifalco及R.J.Good，如上所提及)給出：

在將等式(3)代入等式(1)之後，黏附能可大致計 算為：

在以上等式(4)中，僅考慮黏附能之凡得瓦(及/或氫鍵結)分量。該等分量包括極性對極性相互作用(科梭姆；Keesom)、極性對非極性相互作用(德拜；Debye)及非極性對非極性相互作用(倫敦)。然而，亦可存在其他引力能，例如共價鍵結及靜電鍵結。因此，在更廣義形式中，以上等 式寫成： 其中w_c及w_e為共價黏附能及靜電黏附能。等式(5)描述黏附能為四個表面能參數加共價能及靜電能(若存在)之函數。可藉由選擇一或多種裂紋減輕層130材料實現適當黏附能， 以控制凡得瓦(及/或氫)鍵結及/或共價鍵結。

在一或多個實施例中，除了在薄膜110與玻璃基板120之間橫貫，裂紋減輕層130可形成較佳裂紋擴展路徑。換言之，裂紋減輕層130可使裂紋偏向形成於薄膜110及玻璃基板120中之一者中且朝向薄膜110及玻璃基板120中之另一者擴展至裂紋減輕層130中。在該等實施例中，裂紋可在實質上平行於第一界面150或第二界面160中之至少一者的方向上擴展穿過裂紋減輕層130。在該等實施例中，裂紋減輕層130為裂紋擴展提供較佳路徑。裂紋減輕層130可使出現於薄膜110或玻璃基板120中且進入裂紋減輕層130中之裂紋保持在裂紋減輕層中。或者或另外，裂紋減輕層130有效約束薄膜110及玻璃基板120中之一者中出現之裂紋擴展至該薄膜及玻璃基板中的另一者中。該等行為可個別地或共同地稱為為裂紋偏向。以此方式，裂紋自薄膜110與玻璃基板120之間的橫貫偏向。在一或多個實施例中，裂紋減輕層130可提供低韌性層或界面，該層或界面展示低破裂韌性及/或低臨界應變能量釋放率，此舉可促進裂紋偏向至裂紋減輕層130中，而非穿過裂紋減輕層進入薄膜110及/或玻璃基板120中。如本文中所使用，「促進」包括形成有利條件，在該等條件下，裂紋偏向至裂紋減輕層130，而非擴展至玻璃基板120或薄膜110中。「促進」亦可包括形成較不彎曲之路徑用於裂紋擴展至及/或穿過裂紋減輕層130，而非進入玻璃基板120或薄膜110中。

裂紋減輕層130可展示相對低的破裂韌性，以提供低 韌性裂紋減輕層，如下文將更詳細描述。在該等實施例中，裂紋減輕層130可展示破裂韌性，該破裂韌性為玻璃基板120或薄膜110之破裂韌性之約50%或小於50%。在更特定實施例中，裂紋減輕層130之破裂韌性可為玻璃基板120或薄膜110之破裂韌性之約25%或小於25%。舉例而言，裂紋減輕層130可展示破裂韌性，該破裂韌性為約1MPa．m^1/2或更小、0.75MPa．m^1/2或更小、0.5MPa．m^1/2或更小、0.4MPa．m^1/2或更小、0.3MPa．m^1/2或更小、0.25MPa．m^1/2或更小、0.2MPa．m^1/2或更小、0.1MPa．m^1/2或更小及在該等值之間的所有範圍及子範圍。

根據一或多個實施例，裂紋減輕層130可具有平均失效應變，該平均失效應變大於薄膜110之平均失效應變。在一或多個實施例中，裂紋減輕層130可具有平均失效應變，該平均失效應變等於或大於約0.5%、0.7%、1%、1.5%、2%或甚至4%。裂紋減輕層130可具有0.6%、0.8%、0.9%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、2.2%、2.4%、2.6%、2.8%、3%、3.2%、3.4%、3.6%、3.8%、5%或6%或更大之平均失效應變。在一或多個實施例中，薄膜110可具有平均失效應變(裂紋開始應變)，該平均失效應變為1.5%、1.0%、0.7%、0.5%或甚至0.4%或更小。薄膜110可具有1.4%、1.3%、1.2%、1.1%、0.9%、0.8%、0.6%、0.3%、0.2%、0.1%或更小之平均失效應變。玻璃基板120之平均失效應變可大於薄膜110之平均失效應變，且在一些情況下，可大於裂紋減輕層130之平均失效應變。在一些特定實施例中，裂紋減 輕層130可具有比玻璃基板高之平均失效應變，以最小化裂紋減輕層對玻璃基板之任何負面機械效應。

根據一或多個實施例，裂紋減輕層130可具有臨界應變能量釋放率(G_IC=K_IC ²/E)，該能量釋放率大於薄膜110之臨界應變能量釋放率。在其他實例中，裂紋減輕層可展示臨界應變能量釋放率，該能量釋放率為玻璃基板之臨界應變能量釋放率的小於0.25倍或小於0.5倍。在特定實施例中，裂紋減輕層之臨界應變能量釋放率可為約0.1kJ/m²或更小、約0.09kJ/m²或更小、約0.08kJ/m²或更小、約0.07kJ/m²或更小、約0.06kJ/m²或更小、約0.05kJ/m²或更小、約0.04kJ/m²或更小、約0.03kJ/m²或更小、約0.02kJ/m²或更小、約0.01kJ/m²或更小、約0.005kJ/m²或更小、約0.003kJ/m²或更小、約0.002kJ/m²或更小、約0.001kJ/m²或更小，但在一些實施例中，大於約0.0001kJ/m²(亦即，大於約0.1J/m²)。

裂紋減輕層130可具有折射率，該折射率大於玻璃基板120之折射率。在一或多個實施例中，裂紋減輕層130之折射率可小於薄膜110之折射率。在更特定實施例中，裂紋減輕層130之折射率可在玻璃基板120與薄膜110之折射率之間。舉例而言，裂紋減輕層130之折射率可在約1.45至約1.95、約1.5至約1.8或約1.6至約1.75之範圍中。或者，裂紋減輕層可具有實質上與玻璃基板相同之折射率或在可見波長範圍之實質部分(例如，自450nm至650nm)內大於或小於玻璃基板不超過0.05折射率單位之折射率。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層130能夠耐受高溫 製程。該等製程可包括真空沉積製程，諸如，化學氣相沉積(例如，電漿增強化學氣相沉積)、物理氣相沉積(例如，反應性濺鍍或非反應性濺鍍或雷射剝蝕)、熱蒸鍍或電子束蒸鍍及/或原子層沉積。在一或多個特定實施例中，裂紋減輕層能夠耐受真空沉積製程，在該製程中，安置在玻璃基板120上之薄膜110及/或其他薄膜經由真空沉積而沉積在裂紋減輕層130上。如本文中所使用，術語「耐受」包括裂紋減輕層130對超過100℃、200℃、300℃、400℃之溫度及可能甚至更大的溫度的抵抗力。在一些實施例中，在將薄膜110及/或其他薄膜沉積在玻璃基板上(及在裂紋減輕層130上)之後，若裂紋減輕層130經歷10%或更小、8%或更小、6%或更小、4%或更小、2%或更小或1%或更小之失重，裂紋減輕層130則可視為耐受真空沉積或溫度處理製程。裂紋減輕層經歷失重之沉積製程(或沉積製程之後的試驗)可包括：約100℃或更大、200℃或更大、300℃或更大、400℃或更大之溫度；特定氣體(例如，氧氣、氮氣、氬氣等)豐富之環境；及/或可在高真空(例如，10^-6托)、大氣條件及/或高真空與大氣條件之間的壓力(例如，10毫托)下執行沉積的環境。如本文中將論述，用於形成裂紋減輕層130之材料可針對以下條件經特別選擇：材料之耐高溫性(亦即，耐受高溫製程(諸如，真空沉積製程)之能力)及/或材料之環境耐受性(亦即，耐受特定氣體豐富或特定壓力下之環境的能力)。該等耐受性可包括耐高溫性、高真空耐受性、低真空除氣、高電漿或電離氣體耐受性、高臭氧耐受性、高UV耐受性、高溶劑耐受性 或高酸或鹼耐受性。在一些情況下，根據ASTM E595，裂紋減輕層130可經選擇通過除氣試驗。

在一或多個實施例中，包括裂紋減輕層130之物件可展示優於不具有裂紋減輕層130之物件的改良平均撓曲強度。換言之，包括玻璃基板120、薄膜110及裂紋減輕層130之物件展示比包括玻璃基板120及薄膜110但不包括裂紋減輕層130之物件大的平均撓曲強度。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層130可包括電漿聚合聚合物。電漿聚合包括在大氣壓力或減小壓力及電漿激發(例如，DC或RF平行板、感應耦合電漿(Inductively Coupled Plasma；ICP)電子迴旋共振(Electron Cyclotron Resonance；ECR)順流式微波或RF電漿)下自源氣體沉積聚合物薄膜。示例性源氣體包括氟碳化物源(包括CF₄、CHF₃、C₂F₆、C₃F₆、C₂F₂、CH₃F、C₄F₈、氟氯化碳或氫氟氯化碳)、烴類(例如，烷烴(包括甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)、烯烴(包括乙烯、丙烯)、炔烴(包括乙炔)及芳烴(包括苯、甲苯))、氫氣及其他氣體源，例如，SF₆。電漿聚合形成高度交聯材料層。對反應條件及源氣體之控制可用於控制薄膜厚度、密度及化學性質以為所需應用定製管能團。

在一或多個實施例中，電漿聚合聚合物可包括電漿聚合含氟聚合物、電漿聚合烴聚合物、電漿聚合矽氧烷聚合物及電漿聚合矽烷聚合物中之一或多者。當電漿聚合聚合物包括電漿聚合氟碳化物時，該材料可為真空沉積材料，該真空沉積材料由一或多種聚合物形成氟碳化物源氣體(如上所述) 及氟化蝕刻劑形成。在該等實施例中，氟碳化物源氣體及氟化蝕刻劑連續或同時地流動以實現所需層及層厚度。在一或多個實施例中，電漿聚合烴可包括真空沉積材料，該材料由揮發性氣體及視情況由氫形成。揮發性氣體可包括烷(C_nH_2n+2)、烯(C_nH_2n)及/或炔(C_nH_2n-2)及上述各者之組合，其中n<8。在利用電漿聚合矽烷聚合物之實施例中，該材料可為真空沉積材料且可由矽烷源材料及視情況由氧化劑形成。矽烷源材料可包括化學式R_xSiX_4-x，其中R為烷基或芳基有機基團，且X包含氫、鹵化物或烷氧基中之一者。可選氧化劑可包括氧、臭氧、氧化亞氮、二氧化碳、水蒸氣、過氧化氫及/或上述各者之組合。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層130可包括矽烷，該矽烷不同於電漿聚合矽烷聚合物。在一或多個實施例中，矽烷可包括溶液沉積矽烷及/或氣相沉積矽烷，該氣相沉積矽烷在不使用電漿的情況下形成。矽烷可包括脂族矽烷及/或芳族矽烷。在一些實施例中，矽烷可包括化學式R_xSiX_4-x，其中R包含氟、烷基或視情況氟化或氯化之芳基有機基團，且X包含鹵化物或烷氧基。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層可包括金屬(諸如，Al、Cu、Ti、Fe、Ag、Au)或其他類似金屬及上述各者之組合。在一些實施例中，極薄之金屬膜(例如，範圍在約1nm至約100nm、約1nm至約50nm及/或約1nm至約10nm)可用於修改一或多個界面處之黏附性，同時維持相對高之光學透射率(例如，大於50%或大於80%之光學透射率)。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層130可包括：多孔氧化物，諸如，SiO₂、SiO、SiO_x、Al₂O₃、TiO₂、ZrO₂、Nb₂O₅、Ta₂O₅、GeO₂及此項技術中已知之一或多種類似材料)；本文中其他地方提及之薄膜之多孔版本，例如，多孔銦錫氧化物、多孔氧化鋅鋁或多孔氟化錫氧化物；多孔氮化物或碳化物，例如，Si₃N₄、AlN、TiN、TiC；多孔碳氧化物及氧碳氮化物，例如，SiC_xO_y及SiC_xO_yN_z；多孔半導體，諸如，Si或Ge；多孔氮氧化物，諸如，SiO_xN_y,AlO_xN_y或SiAl_xO_yN_z；多孔金屬，諸如，Al、Cu、Ti、Fe、Ag、Au；及其他金屬。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層130可為連續層或不連續層。在裂紋減輕層為不連續層的情況下，安置有裂紋減輕層130之第一相對表面122可包括曝露區域132(或不包括裂紋減輕層130之區域)及包括裂紋減輕層130的區域，如第5A圖至第5C圖中所示。裂紋減輕層130之圖案可包括由曝露區域132(或不包括裂紋減輕層130之區域)包圍之離散材料島，如第5B圖中所示。或者，裂紋減輕層130可用由裂紋減輕層130包圍之曝露區域132(或不包括裂紋減輕層130之區域)形成連續材料基質，如第5C圖中所示。裂紋減輕層130可覆蓋第一相對表面122之約50%、約60%、約70%、約80%、約90%或約100%之區域。裂紋減輕層130之厚度沿安置有裂紋減輕層130之第一相對表面之實質上所有區域可為均勻的。在一或多個替代實施例中，裂紋減輕層之厚度可改變以提供更小厚度之區域及更大厚度之區域。可在裂紋減輕層為連續或不連續的情況下出現厚度變化。

裂紋減輕層130可藉由各種方法安置在薄膜110與玻璃基板120之間。裂紋減輕層130可使用真空沉積技術安置，該等真空沉積技術例如，化學氣相沉積(例如，電漿增強化學氣相沉積)、物理氣相沉積(例如，反應性濺鍍或非反應性濺鍍、熱蒸鍍、電子束蒸鍍或雷射剝蝕)、熱蒸鍍、電阻性蒸鍍或電子束蒸鍍及/或原子層沉積。一或多個實施例之裂紋減輕層130可展示較高耐溫性、對UV臭氧或電漿處理之穩健性、UV透明度、對環境老化之穩健性、真空中之低除氣及類似者。在薄膜亦由真空沉積形成的情況下，裂紋減輕層及薄膜兩者可形成於相同或類似真空沉積腔室或使用相同或類似塗佈設備形成。

裂紋減輕層130亦可使用基於液體的沉積技術安置，該等沉積技術例如，溶膠凝膠塗佈法或聚合物塗佈法，例如，旋塗、噴塗、狹槽拉製塗佈、滑動塗佈、線繞桿塗佈、刀片/小刀塗佈、氣刀塗佈、幕式塗佈、滾塗、凹板塗佈等等及此項技術中已知之其他方法。

在一或多個實施例中，裂紋減輕層130可包括多孔層，或更具體而言，可包括奈米多孔層。如本文中所使用，術語「奈米多孔」包括具有傳統界定之「孔」(例如，開口或空隙)之材料，且亦包括以預期比具有相同或相似化學組分之全緻密材料低之密度或彈性模數為特徵的材料。因此，奈米多孔層中之「孔」可採用以下形式：柱狀空隙、原子空位、球形孔、晶粒或微粒之間的間隙、低密度或變化密度或導致肉眼可見的降低奈米多孔層之密度或彈性模數之任何其 他形態。針對具有奈米級孔及無光散射或極低光散射之材料，多孔性之體積分數可使用已知方法由折射率量測估計。在一或多個實施例中，多孔性之體積分數可大於約5%、大於約10%或大於約20%。在一些實施例中，多孔性之體積分數可小於約90%或小於約60%，以在搬運及最終使用期間保持奈米多孔層之機械耐久性。

奈米多孔層可為實質上光學透明且沒有光散射，例如，具有10%或更小、9%或更小、8%或更小、7%或更小、6%或更小、5%或更小、4%或更小、3%或更小、2%或更小、1%或更小及在上述值之間的所有範圍及子範圍之光學透射濁度。奈米多孔層之透射濁度可藉由控制孔之平均大小得以控制，如本文中所界定。奈米多孔層中之例示性平均孔大小可包括200nm或更小、100nm或更小、90nm或更小、80nm或更小、70nm或更小、60nm或更小、50nm或更小、40nm或更小、30nm或更小、20nm或更小、10nm或更小、5nm或更小及在上述值之間的所有範圍及子範圍。該等孔大小可由光散射量測估計或使用透射電子顯微鏡術(TEM)及其他已知方法直接分析。

在一或多個實施例中，奈米多孔層可包括無機材料。在一或多個特定實施例中，裂紋減輕層僅包括奈米多孔層且整體為奈米多孔的。奈米多孔層可包括無機材料且可或者排除有機材料。在一或多個實施例中，裂紋減輕層可包括無機奈米多孔層，該無機奈米多孔層展示低固有薄膜應力。在特定實施例中，該等裂紋減輕層可使用控制裂紋減輕層中之固 有薄膜應力(例如，真空沉積)之技術(相對於例如一些溶膠凝膠塗佈法)形成。控制固有薄膜應力亦可使得能夠控制其他機械特性，諸如，裂紋減輕層之失效應變。

裂紋減輕層之多孔性及機械特性可使用沉積方法之謹慎控制(諸如，真空腔室中氣體之輕微超壓、低溫沉積、沉積率控制及電漿能修改及/或離子束能修改)而得以控制。儘管通常使用氣相沉積方法，但其他已知方法可用於向裂紋減輕層提供所需多孔性及/或機械特性。舉例而言，包括奈米多孔層之裂紋減輕層亦可由濕式化學方法或溶膠凝膠方法(諸如，旋塗、浸塗、狹縫/隙縫塗佈、滾塗、凹板塗佈及噴塗)形成。可藉由使用稍後溶解或熱分解之成孔劑(諸如，嵌段共聚物成孔劑)、相分離方法或在微粒之間的間隙保持部分為空的情況下鑄造微粒或奈米微粒層將多孔性引入濕式塗佈之奈米多孔層。

在一些實施例中，奈米多孔層可展示類似於玻璃基板及/或薄膜及/或額外層(如本文中所述)之折射率，以最小化光學干擾效應。另外或或者，奈米多孔層可展示折射率，該折射率經調諧以實現防反射干擾效應。奈米多孔層之折射率可藉由控制奈米多孔層之奈米多孔性稍加設計。舉例而言，在一些情況下，選擇具有相對高之折射率之材料(諸如，Al₂O₃、TiO₂、Nb₂O₅、Si₃N₄或AlN)可為理想的，當製成具有目標多孔性位準之奈米多孔層時，該材料可展示範圍在約1.4至約1.8之中間折射率或近似玻璃基板之折射率(例如，範圍在約1.45至約1.6)。奈米多孔層之折射率可使用此項技 術中已知之「有效折射率」模型而與多孔性位準相關。

裂紋減輕層130之厚度(該厚度包括在裂紋減輕層之厚度改變的情況下的平均厚度)可在自約0.001μm至約10μm(1nm至10000nm)之範圍中或在自約0.005μm至約0.5μm(5nm至約500nm)、自約0.01μm至約0.5μm(10nm至約500nm)、自約0.02μm至約0.2μm(20nm至約200nm)之範圍中；然而，在一些情況下，薄膜可能薄得多，例如，裂紋減輕層130可為具有約0.1nm至約1nm之厚度的單分子「單層」。在一或多個實施例中，裂紋減輕層130之厚度的範圍自約0.02μm至約10μm、自約0.03μm至約10μm、自約0.04μm至約10μm、自約0.05μm至約10μm、自約0.06μm至約10μm、自約0.07μm至約10μm、自約0.08μm至約10μm、自約0.09μm至約10μm、自約0.1μm至約10μm、自約0.01μm至約9μm、自約0.01μm至約8μm、自約0.01μm至約7μm、自約0.01μm至約6μm、自約0.01μm至約5μm、自約0.01μm至約4μm、自約0.01μm至約3μm、自約0.01μm至約2μm、自約0.01μm至約1微米、自約0.02μm至約1微米、自約0.03至約1μm、自約0.04μm至約0.5μm、自約0.05μm至約0.25μm或自約0.05μm至約0.15μm。在一或多個特定實施例中，裂紋減輕層之厚度可為約30nm或更小、約20nm或更小、約10nm或更小、約5nm或更小、約4nm或更小、約3nm或更小、約2nm或更小或約1nm或更小。

在一或多個實施例中，玻璃基板120、薄膜110及/ 或裂紋減輕層130之厚度可彼此相關地指定。舉例而言，裂紋減輕層可具有厚度，該厚度小於或等於薄膜之厚度的約10倍。在另一實例中，在薄膜110具有約85nm之厚度的情況下，裂紋減輕層130可具有約850nm或更小之厚度。在又一實例中，裂紋減輕層130之厚度可在約35nm至約80nm之範圍中，且薄膜110可具有範圍在約30nm至約300nm之厚度。在一個變體中，裂紋減輕層可具有厚度，該厚度小於或等於薄膜之厚度的約9倍、8倍、7倍、6倍、5倍、4倍、3倍或2倍。在另一變體中，薄膜之厚度及裂紋減輕薄膜之厚度各自小於約10μm、小於約5μm、小於約2μm、小於約1μm、小於約0.5μm或小於約0.2μm。在一些實施例中，裂紋減輕層130厚度與薄膜110厚度之比可在約1：1至約1：8的範圍中、在約1：2至約1：6的範圍中、在約1：3至約1：5的範圍中或在約1：3至約1：4的範圍中。在另一變體中，裂紋減輕層之厚度小於約0.1μm，且薄膜之厚度大於裂紋減輕層。

物件之一或多個實施例包括裂紋減輕層130，該裂紋減輕層130包含電漿聚合聚合物、矽烷、金屬或上述各者之組合。在該等實施例中，當使用裂紋減輕層130時，薄膜110維持功能特性(例如，光學特性、電氣特性及機械特性)，且物件100保持物件100之平均撓曲強度。在該等實施例中，薄膜110可包括一或多個透明導電氧化物層(諸如，銦錫氧化物層)或防劃傷層(諸如，AlOxNy、AlN及上述各者之組合)。此外，玻璃基板120可經強化，或更具體而言，玻璃 基板120可經化學強化。

另外或或者，包括銦錫氧化物層、防劃傷層(例如，AlOxNy、AlN及上述各者之組合)、易清潔層、防反射層、防指紋層及類似者中之一或多者的薄膜110及包含電漿聚合聚合物、矽烷、金屬或上述各者之組合的裂紋減輕層130形成堆疊，其中該堆疊具有整體低光學反射率。舉例而言，該堆疊之整體(或總)反射率在450nm至650nm、420nm至680nm或甚至400nm至700nm之可見波長範圍中可為15%或更小、10%或更小、8%或更小、7%或更小、6.5%或更小、6%或更小、5.5%或更小。上述反射率數值在一些實施例中可提供為包括來自一個裸(或未經塗佈)玻璃界面之反射率，該反射率為僅來自未經塗佈玻璃界面之反射率的近似4%，或可特徵化為用於玻璃基板之第一主表面及安置在第一主表面上之薄膜及層(及相關聯界面)的反射率(排除來自玻璃基板之未經塗佈的第二主表面的4%反射率)。在一些情況下，當玻璃基板之一或多個主表面由具有約1.45至1.65之密封劑折射率之典型密封劑(亦即，額外薄膜或層)覆蓋時，僅來自薄膜堆疊結構及薄膜玻璃塗佈界面之反射率(減去了未經塗佈玻璃界面之反射率)在450nm至650nm、420nm至680nm或甚至400nm至700nm之可見波長範圍中可為小於約5%、4%、3%、2%或甚至小於約1.5%。此外，堆疊結構可展示高光學透射率，該高光學透射率根據一般關係式(透射率=100%-反射率-吸收率)指示低反射率及低吸收率兩者。堆疊結構之透射率值(當忽略僅與玻璃基板或密封劑層相關聯之 反射率及吸收率時)在450nm至650nm、420nm至680nm或甚至400nm至700nm之可見波長範圍中可大於約75%、80%、85%、90%、95%或甚至98%。

物件之一或多個實施例包括裂紋減輕層130，該裂紋減輕層130包含奈米多孔之氣相沉積SiO₂。在該等實施例中，當使用裂紋減輕層130時，薄膜110維持功能特性(例如，光學特性、電氣特性及機械特性)，且物件100保持物件100之平均撓曲強度或相對於包含薄膜110及玻璃基板120但不具有裂紋減輕層130之類似物件具有改良的平均撓曲強度。在該等實施例中，薄膜110可包括一或多個透明導電氧化物層，諸如，銦錫氧化物層、耐劃傷層、易清洗層、防反射層、防指紋層及類似這。此外，玻璃基板120可經強化，或更具體而言，可經化學強化。在該等實施例中，由於本文其他地方提及之溫度因素、真空因素及環境耐受性因素，本文中所述之裂紋減輕層之用途可用於一些應用。

物件100之光學特性可藉由改變薄膜110、裂紋減輕層130及/或玻璃基板120之特性中之一或多者來調節。舉例而言，物件100在約400nm至約700nm之可見波長範圍內可展示15%或更小、10%或更小、8%或更小、7%或更小、6.9%或更小、6.8%或更小、6.7%或更小、6.6%或更小、6.5%或更小、6.4%或更小、6.3%或更小、6.2%或更小、6.1%或更小及/或6%或更小之總反射率。範圍可如上文指定進一步改變，且上文僅列出用於薄膜堆疊/塗佈之玻璃界面的範圍。在更特定實施例中，本文中所述之物件100可展示比不具有裂紋減輕 層130之物件更低之平均折射率及更高之平均撓曲強度。在一或多個替代實施例中，物件100之光學特性、電氣特性或機械特性中之至少兩者可藉由改變玻璃基板120、薄膜110及/或裂紋減輕層130之一或多個厚度得以調節。另外或或者，物件100之平均撓曲強度可藉由修改玻璃基板120、薄膜110及/或裂紋減輕層130之一或多個厚度得以調節或改良。

物件100可包括安置在玻璃基板上之一或多個額外薄膜。在一或多個實施例中，一或多個額外薄膜可安置在薄膜110上或安置在來自薄膜之相對主表面上。一或多個額外薄膜可經安置直接接觸薄膜110。在一或多個實施例中，一或多個額外薄膜可定位在以下各者之間：1)玻璃基板120與裂紋減輕層130之間；或2)裂紋減輕層130與薄膜110之間。在一或多個實施例中，裂紋減輕層130及薄膜110兩者可定位在玻璃基板120與一或多個額外薄膜之間。一或多個額外薄膜可包括保護層、黏著劑層、平面層、防分裂層、光學黏結層、顯示層、偏光層、光吸收層、反射修改干擾層、耐劃傷層、阻障層、鈍化層、密封層、擴散阻擋層及上述各者之組合及此項技術中已知之用以執行該等功能或相關功能之其他層。適合保護層或阻障層之實例包括含有SiO_x、SiN_y、SiO_xN_y、其他類似材料及上述各者之組合之層。該等層亦可經修改以與薄膜110、裂紋減輕層130及/或玻璃基板120之光學特性匹配或互補。舉例而言，保護層可經選擇以具有與裂紋減輕層130、薄膜110或玻璃基板120類似之折射率。對熟習此項技術者將顯而易見的是，可因各種理由而插入具有 變化之折射率及/或厚度之多個額外薄膜。額外薄膜(以及裂紋減輕層130及薄膜110)之折射率、厚度及其他特性可在不背離本揭示案之精神的情況下進一步經修改及最佳化。在其他情況下，例如，在裂紋減輕層130可具有比薄膜高之折射率的情況下，可利用替代薄膜設計。

在一或多個實施例中，所述之物件100可用於資訊顯示裝置及/或觸摸感測裝置。在一或多個替代實施例中，物件100可為積層結構之部分，例如，作為玻璃-聚合物-玻璃積層安全玻璃用於車窗或飛機窗。用作該等積層中之夾層的示例性聚合物材料為PVB(聚乙烯丁醛)，且存在此項技術中已知之可使用的許多其他夾層材料。此外，存在用於積層玻璃之結構之許多選擇，該等選擇未特定受限制。在最終應用中(例如，在汽車擋風玻璃、天窗或側窗中)，物件100可經彎曲或定形。物件100之厚度可出於設計或機械原因而改變，例如，物件100在邊緣處可比在物件之中心處厚。物件100可經酸拋光或以其他方式處理以移除或降低表面瑕疵之影響。

本揭示案之第二態樣係關於使用本文中所述之物件的蓋玻璃應用。在一或多個實施例中，蓋玻璃可包括：積層物件，該物件具有玻璃基板120(玻璃基板120可經強化或未經強化)；耐劃傷薄膜，該薄膜包括一或多種硬質材料，諸如AlO_xN_y、AlN、SiO_xN_y、SiAl_vO_xN_y、Si₃N₄及上述各者之組合；及裂紋減輕層130。積層物件可包括一或多個額外薄膜，用於降低反射及/或在積層物件上提供易清洗表面或防指紋表 面。

本揭示案之另一態樣係關於包括本文中所述之物件之觸摸感測裝置。在一或多個實施例中，觸摸感測器裝置可包括玻璃基板120(該玻璃基板120可經強化或未經強化)、包含透明導電氧化物之薄膜110及裂紋減輕層130。透明導電氧化物可包括銦錫氧化物、氧化鋅鋁、氟化錫氧化物或此項技術中已知之其他氧化物。在一或多個實施例中，薄膜110間斷地安置在玻璃基板120上。換言之，薄膜110可安置在玻璃基板120之不連續區域中。具有薄膜之不連續區域形成經圖案化或塗佈之區域(未圖示)，同時不具有薄膜之不連續區域形成未經圖案化或未經塗佈之區域(未圖示)。在一或多個實施例中，藉由將薄膜110連續地安置在玻璃基板120之表面上及接著選擇性地蝕刻掉不連續區域中之薄膜110，以使得該等不連續區域中不存在薄膜110來形成經圖案化或塗佈之區域及未經圖案化或未經塗佈之區域。可使用諸如HCl或FeCl₃之蝕刻劑水溶液(諸如，可購自Transene Co.之TE-100蝕刻劑)蝕刻掉薄膜110。在一或多個實施例中，裂紋減輕層130由蝕刻劑不明顯地降解或移除。或者，薄膜110可選擇性地沉積在玻璃基板120之表面的不連續區域上，以形成經圖案化或塗佈之區域及未經圖案化或未經塗佈之區域。

在一或多個實施例中，未經塗佈之區域具有總折射率，該總折射率類似於經塗佈之區域之總折射率。在一或多個特定實施例中，未經圖案化或未經塗佈之區域具有總折射率，該總折射率在約450nm至650nm、約420nm至680nm 或甚至約400nm至700nm之可見波長範圍中與經圖案化或塗佈之區域之總折射率相差約5%或更小、4.5%或更小、4%或更小、3.5%或更小、3%或更小、2.5%或更小、2.0%或更小、1.5%或更小或甚至1%或更小。

根據本揭示案之另一態樣，包括裂紋減輕層130及薄膜110兩者之物件100展示在觸摸感測裝置中使用該等物件可接受之電阻率，該薄膜110可包括銦錫氧化物或其他透明導電氧化物。在一或多個實施例中，薄膜110在存在於本文中所揭示之物件中時展示約100歐姆/平方或更小、80歐姆/平方或更小、50歐姆/平方或更小或甚至30歐姆/平方或更小之薄片電阻。在該等實施例中，薄膜可具有約200nm或更小、150nm或更小、100nm或更小、80nm或更小、50nm或更小或甚至35nm或更小之厚度。在一或多個特定實施例中，該等薄膜在存在於物件中時展示10×10^-4歐姆-cm或更小、8×10^-4歐姆-cm或更小、5×10^-4歐姆-cm或更小或甚至3×10^-4歐姆-cm或更小之電阻率。因此，薄膜110在存在於本文中所揭示之物件100中時可有利地維持透明導電氧化物薄膜及用於觸摸感測器應用(包括投影電容性觸摸感測器裝置)中之其他該等薄膜預期的電氣效能及光學效能。

本文中之揭示案亦可應用於物件，該物件具有不為交互式或不用於顯示器之物件；例如，該等物件可用於裝置具有用於顯示器且可交互之玻璃正面及在極廣泛意義上可稱為「裝飾」之背面的情況，意謂著背面可「油漆」某種顏色、具有工藝圖或關於製造商、型號及序號、紋理或其他特徵之 資訊。

本揭示案之另一態樣係關於用於形成物件100之方法。在一或多個實施例中，該等方法包括以下步驟：提供玻璃基板120；將薄膜110安置在玻璃基板之第一主表面上，以在薄膜110與玻璃基板之間形成有效界面；及控制有效界面之有效黏附能。在一或多個實施例中，方法包括以下步驟：將有效黏附能控制為小於約4J/m²。在一或多個實施例中，控制有效黏附能之步驟包括以下步驟：在安置薄膜之前，將裂紋減輕層130安置於玻璃基板120之表面(例如，主表面122、主表面124及/或一或多個次表面中之一或多者)上。換言之，控制有效黏附能之步驟包括以下步驟：將裂紋減輕層130安置在薄膜110與玻璃基板120之間。

在一或多個實施例中，方法包括以下步驟：經由真空沉積製程安置薄膜110及/或裂紋減輕層130。在特定實施例中，該等真空沉積製程可使用至少約100℃、200℃、300℃、400℃及該等值之間的所有範圍及子範圍之溫度。在一些實施例中，裂紋減輕層可由濕式製程形成。

在一或多個特定實施例中，方法包括以下步驟：控制裂紋減輕層130及/或薄膜110之一或多個厚度。本文中所揭示之控制裂紋減輕層及/或薄膜之一或多個厚度之步驟可藉由控制用於形成裂紋減輕層及/或薄膜之一或多個製程以使得施加具有所需或界定之厚度之裂紋減輕層及/或薄膜而執行。在甚至更特定實施例中，方法包括以下步驟：控制裂紋減輕層130及/或薄膜110之一或多個厚度，以維持玻璃基板120之 平均撓曲強度及/或薄膜110之功能特性。

在一或多個替代實施例中，方法包括以下步驟：控制裂紋減輕層130及/或薄膜之連續性。控制裂紋減輕層130之連續性之步驟可包括以下步驟：形成連續裂紋減輕層，及移除裂紋減輕層之一或多個經選擇部分，以形成不連續裂紋減輕層。在其他實施例中，控制裂紋減輕層之連續性之步驟可包括以下步驟：選擇性地形成裂紋減輕層以形成不連續裂紋減輕層。該等實施例可使用遮罩、蝕刻劑及遮罩與蝕刻劑之組合，以控制裂紋減輕層之連續性。

在一或多個替代實施例中，方法包括以下步驟：當將裂紋減輕層130安置於玻璃基板120上時，但在安置薄膜110之前，控制裂紋減輕層130之表面能。在製造之該中間階段處控制裂紋減輕層之表面能可用於建立可重複製造製程。在一或多個實施例中，方法包括以下步驟：將裂紋減輕層130之表面能(在裂紋減輕層130未經覆蓋且暴露於空氣時量測)控制為小於約70mJ/m²或更小、60mJ/m²或更小、50mJ/m²或更小、40mJ/m²或更小、30mJ/m²或更小、20mJ/m²或更小，但在一些情況下，大於約15mJ/m²。在一或多個實施例中，前述表面能值及範圍包括極性分量及分散分量兩者，且可藉由將已知之由S.Wu(1971年)開發之理論模型擬合至三種試驗液體(水、二碘甲烷及十六烷)之三個接觸角而量測。(參考：S.Wu，J.Polym.Sci C，34，19，1971)。

在一或多個實施例中，方法可包括以下步驟：在裂紋減輕層130中形成多孔性。方法可視情況包括以下步驟：控 制裂紋減輕層之多孔性，如本文中另有所述。方法可進一步包括以下步驟：經由控制裂紋減輕層之沉積製程及製造製程來控制裂紋減輕層及/或薄膜之固有薄膜應力。

方法可包括以下步驟：將如本文中所述之額外薄膜安置於玻璃基板120上。在一或多個實施例中，方法可包括以下步驟：將額外薄膜安置於玻璃基板上，以使得額外薄膜安置在玻璃基板120與裂紋減輕層130之間、裂紋減輕層130與薄膜110之間，或以使得薄膜110在裂紋減輕層130與額外薄膜之間。或者，方法可包括以下步驟：將額外薄膜安置於與安置有薄膜之表面相對的玻璃基板120之主表面上。

在一或多個實施例中，方法包括以下步驟：在將裂紋減輕層130、薄膜110及/或額外薄膜安置於玻璃基板上之前或之後，強化玻璃基板120。玻璃基板120可經化學強化或以其他方式強化。玻璃基板120可在將裂紋減輕層130安置於玻璃基板120上之後但在將薄膜110安置於玻璃基板上之前經強化。玻璃基板120可在將裂紋減輕層130及薄膜110安置於玻璃基板120上之後但在將額外薄膜(若存在)安置於玻璃基板上之前經強化。在未使用額外薄膜的情況下，玻璃基板120可在將裂紋減輕層130及薄膜110安置於玻璃基板上之後經強化。

以下實例表示本揭示案之某些非限制性實施例。

實例1A至實例1E。

實例1A至實例1E藉由提供玻璃基板形成，該等玻璃基板包括61莫耳%SiO₂ 75莫耳%、7莫耳%Al₂O₃ 15 莫耳%、0莫耳%B₂O₃ 12莫耳%、9莫耳%Na₂O21莫耳%、0莫耳%K₂O4莫耳%、0莫耳%MgO7莫耳%、0莫耳%CaO3莫耳%及0莫耳%SnO₂ 1莫耳%之組合物。玻璃基板具有0.7mm之厚度。玻璃基板藉由離子交換而強化，以提供約690MPa之表面壓縮應力(CS)及約24μm之壓縮層深度(DOL)。離子交換處理藉由將玻璃基板浸入加熱至約350℃至450℃之溫度範圍之熔融硝酸鉀(KNO₃)浴中而執行。玻璃基板浸入浴中持續3小時至8小時，以實現表面CS及壓縮DOL。在完成離子交換處理之後，實例1A至實例1E之玻璃基板在由Semiclean KG提供之2%濃度之KOH清潔劑溶液中清洗，該溶液具有約50℃之溫度。

包括電漿聚合含氟聚合物之裂紋減輕層使用ICP腔室安置在實例1C至實例1E之經強化玻璃基板上。在60秒沉積製程中，在約5mT之壓力下，使用分別以40sccm及20sccm流動之C₄F₈氣體及H₂氣體之混合物在約25℃之溫度下在旋管上以1500W 13.56MHz RF及在壓板上以50W 13.56MHz RF沉積裂紋減輕層。在與薄膜結合之前，裂紋減輕層之表面能經量測在約19mJ/m²至約24mJ/m²之範圍中。藉由使用接觸角量測利用DI水、十六烷及二碘甲烷量測表面能。包括Cr之薄膜使用電子束蒸鍍製程安置在實例1B至實例1E中之每一者上。對比實例1A不包括裂紋減輕層或薄膜，且對比實例B包括薄膜，但不包括裂紋減輕層。在將薄膜沉積在實例1C至實例1E上之前，實例1A至實例1E中之每一者在約2×10^-7托之壓力下加熱至約120℃且隨後冷卻至室溫。表1中 提供之厚度量測由光譜橢圓對稱法量測。

環對環失效負荷試驗用於證明實例1A至實例1E之平均撓曲強度之保持，如第6圖中所示。對於環對環失效負荷試驗，具有薄膜及/或裂紋減輕層之側面承受張力。環對環失效負荷試驗參數包括1.6mm之接觸半徑、1.2mm/min之十字頭速度、0.5英寸之負荷環直徑及1英寸之支撐環直徑。在測試之前，黏著薄膜置放於經測試樣本之兩側上，該樣本含有破裂玻璃碎片。

如第6圖中所示，裂紋減輕層之添加導致保持與不具有裂紋減輕層或薄膜之玻璃基板(對比實例1A)相同之平均撓曲強度的物件。此外，相較於僅具有薄膜而不具有裂紋減輕層之強化玻璃基板及未經強化玻璃基板(亦即，對比實例1B，該等玻璃基板展示平均撓曲強度之實質降低)，具有裂紋減輕層之物件展示較大平均撓曲強度。

實例2：奈米多孔裂紋減輕層。

實例2A至實例2G藉由提供0.7mm厚之離子交換強化鋁矽酸鹽玻璃基板形成。玻璃基板包括61莫耳%SiO₂ 75莫耳%、7莫耳%Al₂O₃ 15莫耳%、0莫耳%B₂O₃ 12莫耳%、9莫耳%Na₂O21莫耳%、0莫耳%K₂O4莫 耳%、0莫耳%MgO7莫耳%、0莫耳%CaO3莫耳%及0莫耳%SnO₂ 1莫耳%之組合物。在具有約350℃至450℃之溫度之KNO₃熔融鹽浴中離子交換玻璃基板3小時至8小時。經離子交換玻璃基板具有約687MPa之壓縮應力及約24微米之離子交換層深度。隨後，在具有約50℃至70℃之溫度之KOH清潔劑溶液(1%至4%之Semiclean KG)中用超音波攪拌以40KHz至110KHz清洗玻璃基板、在DI水中用超音波以相同頻率範圍沖洗玻璃基板且乾燥玻璃基板。

實例2A之玻璃基板保持裸露，其中沒有層或薄膜安置在該玻璃基板上。使用電阻式熱蒸鍍SiO前驅體材料以5埃/秒之沉積速率、7.3×10^-4托之沉積壓力、100sccm之氧流動速率、100sccm之氬流動速率及最初約25℃之基板溫度將奈米多孔SiO₂層沉積在實例2B、實例2C、實例2F及實例2G之玻璃基板中之每一者上，該基板溫度在沉積期間由於沉積製程產生之熱而增加至約50℃。所得奈米多孔SiO₂層在550nm波長處具有1.38之折射率，該折射率導致估計21%之多孔性。使用奈米壓痕量測多孔SiO₂層具有20GPa之彈性模數。實例2B及實例2F包括具有約200nm之厚度之奈米多孔SiO₂層，且實例2C及實例2G包括具有約500nm之厚度之奈米多孔SiO₂。

實例2D至實例2E(實例2D至實例2E不包括奈米多孔層)以及實例2F及實例2G(實例2F及實例2G各自包括奈米多孔層)之玻璃基板進一步塗佈有銦錫氧化物(ITO)薄膜，該薄膜具有約100nm之厚度。使用濺鍍製程及KDF 之型號903i的ITO塗佈系統形成ITO薄膜。使用亦由KDF供應之SnO₂：In₂O₃=10：90(按重量計)之濺鍍靶材。在15毫托之壓力下以90：10混合Ar：O₂之5sccm流動、95sccm Ar流動及1000W DC功率濺鍍ITO薄膜。在沉積之後，實例2E至實例2G在200℃下於空氣中退火60min。實例2D未經退火。表2概述實例2A至實例2G之屬性及處理。

以與實例1A至實例1E相同之方式評估實例2A至實例2G之平均撓曲強度。如第7圖及第8圖中所示，實例2F及實例2G(實例2F及實例2G各自包括安置在玻璃基板與ITO薄膜之間的氣相沉積奈米多孔SiO₂層展示優於實例2D及實例2E(實例2D及實例2E僅包括ITO薄膜)之改良強度。實例2D及實例2E亦展示相較於實例2A(實例2A為裸玻璃基板)之平均撓曲強度之實質降低。不包括ITO薄膜之實例2B及實例2C展示與實例2A相同之平均撓曲強度，指示奈米多 孔SiO₂層不使玻璃基板之強度降級。

僅包括100nm之ITO薄膜且經退火之實例2D將物件之韋伯特徵強度降低至約106kgf。在實例2F及實例2G中，將200nm至500nm之奈米多孔SiO₂層添加在玻璃基板與100nm之ITO薄膜(具有相同退火週期)之間將特徵撓曲強度提高至175kgf至183kgf。

在實驗篩分中，沉積在奈米多孔SiO₂層之頂部上之ITO薄膜展示與直接沉積在玻璃基板(不具有中間奈米多孔SiO₂層)上之ITO薄膜相當之電阻率位準。針對實例2D至實例2G，薄片電阻之範圍自35歐姆/平方至95歐姆/平方(該薄片電阻對應於小於約10×10^-4歐姆-cm之電阻率)。

實例3：具有氮氧化鋁薄膜之奈米多孔無機裂紋減輕層。

實例3A至實例3B藉由提供1.0mm厚之離子交換強化鋁矽酸鹽玻璃基板形成。玻璃基板包括61莫耳%SiO₂ 75莫耳%、7莫耳%Al₂O₃ 15莫耳%、0莫耳%B₂O₃ 12莫耳%、9莫耳%Na₂O21莫耳%、0莫耳%K₂O4莫耳%、0莫耳%MgO7莫耳%、0莫耳%CaO3莫耳%及0莫耳%SnO₂ 1莫耳%之組合物。在具有約350℃至450℃之溫度之KNO₃熔融鹽浴中離子交換玻璃基板3小時至8小時，以提供經強化玻璃基板。經強化玻璃基板具有約885MPa之壓縮應力及約42微米之離子交換層深度。隨後，在具有約50℃至70℃之溫度之KOH清潔劑溶液(1%至4%之Semiclean KG)中用超音波攪拌以40KHz至110KHz清洗玻璃基板、 在DI水中用超音波以相同頻率範圍沖洗玻璃基板且乾燥玻璃基板。

對比實例3A之五個玻璃基板保持裸露，其中沒有層或薄膜安置在該等玻璃基板上。使用電阻式熱蒸鍍SiO前驅體材料以5埃/秒之沉積速率、9.0×10^-4托之沉積壓力、150sccm之氧流動速率、100sccm之氬流動速率及最初約25℃之基板溫度將奈米多孔SiO₂層安置在真空腔室中之實例3B之五個玻璃基板上，該基板溫度在沉積期間由於沉積製程產生之熱而增加至約50℃。隨後藉由DC反應性濺鍍自鋁靶材在約0.75毫托之壓力下在以115sccm之速率流動的氬、以50sccm之速率流動的氮及以4sccm之速率流動的氧的存在下用2000nm厚之AlO_xN_y薄膜進一步塗佈實例3B之五個樣本。DC功率以4000W供應。AlO_xN_y薄膜以約70埃/分鐘之沉積速率形成。表3概述實例3A至實例3B之屬性及平均強度值。如表3中可見，來自該集合之未經塗佈之玻璃樣本(對比實例3A)的平均強度為約330kgf，在此情況下，該平均強度經計算作為五個經測試樣本之RoR失效負荷的平均值。實例3B之樣本的平均強度為約391kgf。考慮到平均強度值之標準偏差，熟習此項技術者可容易理解，該等兩個樣本集(對比實例3A及對比實例3B)之強度分佈在統計上類似或實質上相同。韋伯分佈分析得出類似統計結論。如由對比實例2B所示，直接安置在類似玻璃基板上之類似2000nm厚之AlO_xN_y薄膜得出約140kgf至160kgf之RoR平均失效負荷值。因此，相對於在沒有裂紋減輕層的情況下製成之相同或實質上相同 物件，實例3B之裂紋減輕層導致經塗佈玻璃強度之實質改良。

雖然已關於有限數目之用於說明性目的之實施例描述本揭示案，但得益於本揭示案，熟習此項技術者將理解：可在不背離本文中所揭示之本揭示案之範疇的情況下設計其他實施例。因此，在不背離本揭示案之精神及範疇的情況下，熟習此項技術者可想到各種修改、變化及替代物。

100‧‧‧積層物件

110‧‧‧薄膜

120‧‧‧玻璃基板

122‧‧‧主表面

124‧‧‧主表面

130‧‧‧裂紋減輕層

140‧‧‧有效界面

150‧‧‧第一界面

160‧‧‧第二界面

Claims (10)

1. 一種積層物件，該積層物件包含：一玻璃基板，該玻璃基板具有相對主表面及一第一平均失效應變；一裂紋減輕層，該裂紋減輕層安置於一第一主表面上，以形成一第一界面；及一薄膜，該薄膜安置於該裂紋減輕層上，以形成一第二界面，該薄膜具有一第二平均失效應變，該第二平均失效應變小於該第一平均失效應變，其中該第一界面與該第二界面中之至少一者展示一中度黏附性，以使得當該物件受到該第一平均失效應變與該第二平均失效應變之間的一應變位準形變時，該裂紋減輕層之至少一部分與該薄膜或該玻璃基板分開。
2. 如請求項1所述之積層物件，其中該裂紋減輕層之該至少一部分在該薄膜中出現之一裂紋橫貫至該裂紋減輕層中時與該薄膜分開，或在該玻璃基板中出現之一裂紋橫貫至該裂紋減輕層中時與該玻璃基板分開。
3. 如請求項1或2所述之積層物件，其中該裂紋減輕層具有一破裂韌性，該破裂韌性為約50%或小於該玻璃基板與該薄膜中之一者的該破裂韌性。
4. 如前述請求項中任一項所述之積層物件，其中該裂紋減輕層包含一電漿聚合聚合物、一矽烷或一金屬，該電漿聚合聚合物包含一電漿聚合含氟聚合物、一電漿聚合烴聚合物、一電漿聚合矽氧烷聚合物及一電漿聚合矽烷聚合物中之一或多者，該矽烷包含一溶液沉積矽烷或氣相沉積矽烷，該氣相沉積矽烷在不使用電漿的情況下形成，且該金屬包含Au或Cu中之一者。
5. 如前述請求項中任一項所述之積層物件，其中該裂紋減輕層具有100nm或更小之一厚度。
6. 如前述請求項中任一項所述之積層物件，其中該裂紋減輕層具有一連續層或一不連續層。
7. 如前述請求項中任一項所述之積層物件，其中該玻璃基板包含一鹼性鋁矽酸鹽玻璃、一含鹼硼矽酸鹽玻璃及一鹼性鋁硼矽酸鹽玻璃中之一者，且該玻璃基板具有大於約500MPa之一壓縮應力及大於約15μm之一壓縮層深度。
8. 一種積層物件，該積層物件包含：一玻璃基板，該玻璃基板具有相對主表面且具有一第一平均失效應變； 一裂紋減輕層，該裂紋減輕層安置於一第一主表面上，以形成一第一界面；及一薄膜，該薄膜安置於該裂紋減輕層上，以形成一第二界面，該薄膜具有一第二平均失效應變，該第二平均失效應變小於該第一平均失效應變，其中該物件展示該第一界面與該第二界面中之一或多者處之小於約4J/m²之一有效黏附能。
9. 如請求項8所述之積層物件，其中該裂紋減輕層在該薄膜中出現之一裂紋橫貫至該裂紋減輕層中時至少部分地自該薄膜分層，或在該玻璃基板中出現之一裂紋橫貫至該裂紋減輕層中時至少部分地自該玻璃基板分層。
10. 一種積層物件，該積層物件包含：一玻璃基板，該玻璃基板具有相對主表面且具有一第一平均失效應變；一裂紋減輕層，該裂紋減輕層安置於一第一主表面上；及一薄膜，該薄膜安置於該裂紋減輕層上，該薄膜具有一第二平均失效應變，該第二平均失效應變小於該第一平均失效應變，其中該裂紋減輕層導致一裂紋出現於該薄膜及該玻璃基板中之一者中且進入該裂紋減輕層中以保持在該裂紋減輕層 內。