TW201908262A - 包含具有硬度與韌性之保護塗層的玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷製品 - Google Patents
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Abstract
一種製品，其包括：基板，其包含玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷組合物及主表面；以及保護膜，其係安置於該主表面上。該基板及該膜中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的光學透射率。另外，該保護膜包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於0.8%之斷裂應變。
Description
本申請案根據專利法主張2017年5月26日申請的美國臨時申請案序列號第62/511,656號之優先權權益，本申請案之內容為本案之基礎且以全文引用方式併入本文中。
本揭示內容大體上係關於包含具有高硬度及韌性之保護膜及塗層、尤其是具有硬度及韌性之組合的透明保護塗層及膜的玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷製品。
玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷材料在許多消費者電子產品之各種顯示器及顯示裝置中流行，該等材料中之許多係經配置或另外經處理具有各種強度增強特徵。例如，化學強化的玻璃對許多觸控螢幕產品為有利的，該等產品包括手機、音樂播放器、電子書閱讀器、文字編譯器、平板、膝上型電腦、自動櫃員機、及其他類似裝置。該些玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷材料中許多者亦用於不具有觸控螢幕能力，但傾向於機械接觸的顯示器及顯示裝置，包括桌上型電腦、膝上型電腦、電梯螢幕、設備顯示器、及其他。
如在一些情況下經處理具有強度增強特徵之玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷材料亦在各種需要顯示器及/或鏡片相關功能性並要求機械性質考量的應用中為流行的。例如，該些材料可用作用於手錶、智慧型電話、零售掃描器、眼鏡、基於眼鏡之顯示器、戶外顯示器、汽車顯示器及其他相關應用的覆蓋透鏡、基板及外殼。該些材料亦可用於車輛擋風玻璃、車輛窗戶、車輛遮月、遮陽及全景遮擋元件、建築學玻璃、住宅及商業窗戶、及其他類似應用。
在用於該些顯示及相關應用中時，該些玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷材料常常利用透明及半透明、防刮膜塗佈以增加耐磨性且抵抗可另外導致過早斷裂的機械誘導缺陷之生成。然而該些習知防刮塗層及膜常常傾向於低斷裂應變。結果，使用該些膜之製品可以良好耐磨性為特徵，且亦以就撓曲強度、掉落抗性及/或韌性而言缺乏益處為特徵。此外，習知防刮膜及塗層之相對低斷裂應變可經由「摩擦開裂」及「顫動開裂」機制有助於較高的刮痕可見度，此通常係與該些膜及塗層之脆性相關聯。
鑒於該些考慮，對包含具有高硬度及韌性之保護膜及塗層、尤其是具有高硬度及韌性之組合的透明保護塗層及膜的玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷製品存在需要。
本揭示內容之一態樣係關於一種製品，其包括：基板，包含玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷組合物及主表面；及保護膜，安置於該主表面上。基板及膜中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的光學透射率。另外，保護膜包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於0.8%之斷裂應變。
本揭示內容之另一態樣係關於一種製品，其包括：玻璃基板，包含主表面及壓縮應力區域，該壓縮應力區域自該主表面延伸至該基板中之第一選定深度；及保護膜，其安置於主表面上。基板及膜中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的光學透射率。另外，保護膜包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於0.8%之斷裂應變。
在該些態樣之實施例中，保護膜包含在約0.2微米至約10微米範圍內之厚度。在一些實施例中，厚度範圍為約0.5微米至約5微米。在一些實施例中，厚度範圍為約1微米至約4微米。
在其他實施例中，保護膜包含在可見光譜中50%或更大之光學透射率；及在大於100 nm或在100 nm與500 nm之間的壓痕深度處大於14 GPa之平均硬度，如藉由Berkovich奈米壓頭所量測；及大於1%之斷裂應變，如藉由環對環測試所量測。保護膜亦可經表徵具有大於16 GPa之平均硬度及大於1.6%之斷裂應變。在一些實施例中，保護膜亦可包含大於約50 MPa之壓縮膜應力及/或大於1 MPa·m1/2
之斷裂韌性。
根據該些態樣之一些實施例，保護膜包含無機材料，其中該材料為多晶的或半多晶的且包含小於1微米之平均微晶大小。在一些實施例中，平均微晶大小小於0.5微米、或小於0.2微米。無機材料可選自由氮化鋁、氮氧化鋁、氧化鋁、尖晶石、富鋁紅柱石、經氧化鋯韌化之氧化鋁、氧化鋯、穩定化氧化鋯、及部分穩定化氧化鋯組成之群。另外，無機材料可包含實質上等向性、非柱狀微結構；且保護膜之厚度與材料之平均微晶大小的比率為4x或更大。在一些實施例中，保護膜之厚度與平均微晶大小之比率為5x或更大、10x或更大、20x或更大、40x或更大、或甚至50x或更大。
根據該些態樣之一些實施例，保護膜包含氧化釔穩定化之正方晶氧化鋯多晶(yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline; Y-TZP)材料。Y-TZP材料可包含約1至8 mol%氧化釔及大於1 mol%之正方晶氧化鋯。
在該些態樣之一些實施例中，保護膜包含具有複數個微結構缺陷之能量吸收材料。能量吸收材料可選自由以下各項組成之群：二矽酸釔、次氧化硼、碳化鈦矽、石英、長石、角閃石、藍晶石及輝石。
在該些態樣之一些實施例中，保護膜包含具有受控光學性質之耐久及防刮光學塗層，該等光學性質包括反射率、透射率、及顏色。光學塗層包含多層干涉堆疊，該多層干涉堆疊具有與該主表面相反的外表面。該些製品可展現在約400 nm至約700 nm範圍內的光波長區間上的約10%或更小之單側平均光適光反射率(亦即，如在近法向入射下在外表面處所量測)。單側反射率可為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、或2%或更小。單側反射率可低達0.1%。該些製品亦可展現在國際照明委員會施照體下針對0至10度、0至20度、0至30度、0至60度或0至90度的所有入射角的在(L*、a*、b*)比色法系統中的製品反射率色坐標，該等色坐標指示自參考點小於約12之參考點色移。
在該些態樣之一些實施例中，提供一種消費者電子產品，其包括：外殼，包括前表面、背表面及側表面；電氣組件，至少部分地在該外殼內部；及顯示器，處於或相鄰於該外殼之該前表面。另外，前述製品之一為以下至少一種情況：安置在該顯示器上及作為該外殼之一部分安置。
在該些態樣之一些另外實施例中，提供一種車輛顯示系統，其包括：外殼，包括前表面、背表面及側表面；電氣組件，至少部分地在該外殼內部；及顯示器，處於或相鄰於該外殼之該前表面。另外，前述製品之一為以下至少一種情況：安置在該顯示器上及作為該外殼之一部分安置。
另外的特徵及優點將在隨後的詳細說明中闡述，且部分地來說，根據彼描述該等特徵及優點將對熟習此項技術者顯而易見或將藉由實踐如本文(包括隨後的實施方式、申請專利範圍、以及隨附圖式)描述的實施例來識別。
應理解，前述一般描述及隨後的詳細描述兩者僅僅為示範性的，且係意欲提供用於理解本揭示內容及隨附申請專利範圍之性質及特性的概述或框架。
隨附圖式係包括來提供對本揭示內容之原理的進一步理解，且併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式說明一或多個實施例，且連同說明書一起用於例如解釋本揭示內容之原理及操作。應理解，本說明書中及在圖式中揭示的揭示內容之各種特徵可以任何及所有組合使用。藉由非限制性實例，本揭示內容之各種特徵可根據以下實施例彼此組合。
根據第一態樣，提供一種製品，其包括：基板，包含玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷組合物及主表面；及保護膜，安置於該主表面上。基板及膜中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的光學透射率。另外，保護膜包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於0.8%之斷裂應變。
根據第二態樣，提供態樣1之製品，其中該保護膜包含在約0.2微米至約10微米範圍內的厚度。
根據第三態樣，提供態樣2之製品，其中該保護膜包含無機材料，其中該材料為多晶或半多晶的且包含小於1微米之平均微晶大小。
根據第四態樣，提供態樣3之製品，其中無機材料係選自由氮化鋁、氮氧化鋁、氧化鋁、尖晶石、富鋁紅柱石、經氧化鋯韌化之氧化鋁、氧化鋯、穩定化氧化鋯、及部分穩定化氧化鋯組成之群。
根據第五態樣，提供態樣3之製品，其中該無機材料包含實質上等向性、非柱狀微觀結構，且進一步地，其中該保護膜之厚度與該材料之平均微晶大小的比率為4x或更大。
根據第六態樣，提供態樣2之製品，其中該保護膜包含氧化釔穩定化之正方晶氧化鋯多晶(yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline; Y-TZP)材料。
根據第七態樣，提供態樣6之製品，其中該T-TZP材料包含約1至8 mol%氧化釔及大於1 mol%之正方晶氧化鋯。
根據第八態樣，提供態樣1或態樣2之製品，其中該保護膜包含能量吸收材料，其包含複數個微結構缺陷，該能量吸收材料係選自由以下各項組成之群：二矽酸釔、次氧化硼、碳化鈦矽、石英、長石、角閃石、藍晶石及輝石。
根據第九態樣，提供態樣1-8中任一態樣之製品，其中該保護膜包含在可見光譜中50%或更大之光學透射率，且進一步地，其中該膜包含在100 nm或500 nm之壓痕深度處大於14 GPa之硬度，如藉由Berkovich奈米壓頭所量測；及大於1%之斷裂應變，如藉由環對環測試所量測。
根據第十態樣，提供態樣1-9中任一態樣之製品，其中該保護膜進一步包含大於50 MPa之壓縮膜應力。
根據第十一態樣，提供態樣1-10中任一態樣之製品，其中該保護膜包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的在100 nm至500 nm之壓痕深度處大於16 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於1.6%之斷裂應變。
根據第十二態樣，提供態樣1-11中任一態樣之製品，其中該保護膜進一步包含大於1 MPa·m1/2
之斷裂韌性。
根據第十三態樣，提供一種製品，其包括：玻璃基板，包含主表面及壓縮應力區域，該壓縮應力區域自該主表面延伸至該基板中之第一選定深度；及保護膜，安置於該主表面上。基板及膜中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的光學透射率。另外，該保護膜包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於0.8%之斷裂應變。
根據第十四態樣，提供態樣13之製品，其中該保護膜包含在約0.2微米至約10微米範圍內的厚度。
根據第十五態樣，提供態樣14之製品，其中該保護膜包含無機材料，其中該材料為多晶或半多晶的且包含小於1微米之平均微晶大小。
根據第十六態樣，提供態樣15之製品，其中該無機材料係選自由氮化鋁、氮氧化鋁、氧化鋁、尖晶石、富鋁紅柱石、經氧化鋯韌化之氧化鋁、氧化鋯、穩定化氧化鋯、及部分穩定化氧化鋯組成之群。
根據第十七態樣，提供態樣15之製品，其中該無機材料包含實質上等向性、非柱狀微結構，且進一步地，其中該保護膜之厚度與該材料之平均微晶大小的比率為4x或更大。
根據第十八態樣，提供態樣14之製品，其中該保護膜包含氧化釔穩定化之正方晶氧化鋯多晶(yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline; Y-TZP)材料。
根據第十九態樣，提供態樣18之製品，其中該T-TZP材料包含約1至8 mol%氧化釔及大於1 mol%之正方晶氧化鋯。
根據第二十態樣，提供態樣13或態樣14之製品，其中該保護膜包含能量吸收材料，其包含複數個微結構缺陷，該能量吸收材料係選自由以下各項組成之群：二矽酸釔、次氧化硼、碳化鈦矽、石英、長石、角閃石、藍晶石及輝石。
根據第二十一態樣，提供態樣13-20中任一態樣之製品，其中該保護膜包含在可見光譜中50%或更大之光學透射率，且進一步地，其中該膜包含在100 nm至500 nm之壓痕深度處大於14 GPa之硬度，如藉由Berkovich奈米壓頭所量測；及大於1%之斷裂應變，如藉由環對環測試所量測。
根據第二十二態樣，提供態樣13-21中任一態樣之製品，其中該保護膜進一步包含大於50 MPa之壓縮膜應力。
根據第二十三態樣，提供態樣13-22中任一態樣之製品，其中該保護膜包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的在100 nm至500 nm之壓痕深度處大於16 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於1.6%之斷裂應變。
根據第二十四態樣，提供態樣13-23中任一態樣之製品，其中該保護膜進一步包含大於1 MPa·m1/2
之斷裂韌性。
根據第二十五態樣，提供一種消費者電子產品，其包括：外殼，其包括前表面、背表面及側表面；電氣組件，其至少部分地在該外殼內部；及顯示器，其處於該外殼之前表面處或相鄰於該前表面。另外，態樣1-24中任一態樣之製品為以下至少一種情況：安置在該顯示器上及作為該外殼之一部分安置。
根據第二十六態樣，提供一種車輛顯示系統，其包括：外殼，其包括前表面、背表面及側表面；電氣組件，其至少部分地在該外殼內部；及顯示器，其處於該外殼之前表面處或相鄰於該前表面。另外，態樣1-24中任一態樣之製品為以下至少一種情況：安置在該顯示器上及作為該外殼之一部分安置。
在以下詳細描述中，出於解釋而非限制之目的，闡述揭示特定細節的示例性實施例以提供對本揭示內容之各種原理之徹底理解。然而，對獲益於本揭示內容的一般技藝人士將明顯的是，本揭示內容可在脫離本文揭示的特定細節的其他實施例中實踐。此外，熟知裝置、方法及材料之描述可經省略以便不模糊本揭示內容之各種原理之描述。最終，在任何可適用之處，相同參考數字係指相同元件。
範圍可在本文表達為自「約」一個特定值，及/或至「約」另一特定值。如本文所使用，術語「約」意味著量、大小、調配物、參數、及其他數量及特性不且不必為確切的，但可視需要為近似值及/或較大或較小，從而反映公差、換算因數、捨入、量測誤差及類似因素、及熟習此項技術者所知的其他因素。當術語「約」用於描述範圍之值或端點時，本揭示內容應理解為包括所提及的特定值或端點。無論說明書中範圍之數值或端點是否敘述「約」，範圍之數值或端點意欲包括兩個實施例：一個藉由「約」修飾，而一個不藉由「約」修飾。將進一步理解，每一範圍之端點與另一端點顯著相關，且獨立於另一端點。
如本文所使用的術語「實質」、「實質上」及其變化形式意欲指出所描述特徵係等於或近似等於一值或描述內容。例如，「實質上平坦」表面意欲表示平坦或大致平坦的表面。此外，「實質上」意欲表示兩個值相等或近似相等。在一些實施例中，「實質上」可表示值彼此相差約10%以內，諸如彼此相差約5%以內，或彼此相差約2%以內。
如本文所使用的方向性術語—例如上、下、右、左、前、後、頂部、底部—僅係參考所繪製的圖式且並不意欲暗示絕對定向。
除非另外明確地陳述，否則本文闡述的任何方法決不意欲解釋為需要以特定順序執行其步驟。因此，在其中方法請求項實際上並未敘述其步驟所遵循之順序或在申請專利範圍或說明書中並未另外明確地陳述步驟將限於特定順序的情況下，決不意欲在任何方面推斷順序。此適用於任何可能的非表達解釋基礎，包括：關於步驟或操作流程之佈置的邏輯事物；來源於語法組織或標點的普通含義；說明書中描述的實施例之數量或類型。
如本文所使用，單數形式「一(a/an)」及「該」包括複數指示物，除非上下文另外清楚地指定。因此，例如，提及「一組分」包括具有兩個或兩個以上此種組分之實施例，除非上下文另外清楚地指示。
本揭示內容之實施例大體上係關於製品，其具有帶保護膜、較佳地具有高硬度及韌性之組合的透明保護膜的玻璃、玻璃陶瓷及陶瓷基板。例如，該保護膜可安置於該些基板之一或多個主表面上且大體上藉由實質透明度來表徵，例如，在可見光譜中20%或更大之光學透射率。該些保護膜亦可藉由高硬度，例如，大於10 GPa之高硬度，及高韌性，例如，大於0.8%之斷裂應變來表徵。本揭示內容亦係關於製品，其具有：玻璃基板，具有壓縮應力區域；及保護膜，安置於該基板之一或多者主表面上。
參考第1圖，描繪一種製品100，其包括包含玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷組合物之基板10。亦即，基板10在其中可包括玻璃、玻璃陶瓷、或陶瓷材料中之一或多者。基板10包含一對相反的主表面12、14。另外，製品100包括保護膜90，其具有安置在主表面12上的外表面92b。亦如第1圖中所展示，保護膜90具有厚度94。在實施例中，製品100可包括安置在基板10之一或多個主表面12、14上的一或多個保護膜90。如第1圖所示，膜90之一或多者係安置在基板10之主表面12上。根據一些實施方式，保護膜或膜90亦可安置在基板10之主表面14上。
根據一些實施方式，第1圖描繪的製品100包括：基板10，其包含玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷組合物及主表面12、14；及保護膜90，其安置於主表面12、14上。基板10及膜90中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的光學透射率。另外，保護膜90包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於0.8%之斷裂應變。
根據其他實施方式，第1圖中描繪的製品100包括具有玻璃組合物之基板10，其包含主表面12、14及壓縮應力區域50。如所示，壓縮應力區域50自主表面12延伸至基板中之第一選定深度52；然而，一些實施例包括自主表面14延伸至第二選定深度（未展示）的相當壓縮應力區域50。製品100亦包括安置於主表面12上的保護膜90。基板10及膜90中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的光學透射率。另外，保護膜90包含如藉由Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之硬度，及如藉由環對環測試量測的大於0.8%之斷裂應變。
在製品100之一些實施例中，如第1圖所描繪，基板10包含玻璃組合物。例如，基板10可包含硼矽酸鹽玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、鈉鈣玻璃、化學強化硼矽酸鹽玻璃、化學強化鋁矽酸鹽玻璃、及化學強化鈉鈣玻璃。在一些實施例中，玻璃可為無鹼的。基板可具有選定長度及寬度、或直徑以界定其表面區域。基板可具有在基板10之主表面12、14之間的藉由其長度及寬度、或直徑界定的至少一個邊緣。基板10亦可具有選定厚度。在一些實施例中，基板具有約0.2 mm至約1.5 mm、約0.2 mm至約1.3 mm、及約0.2 mm至約1.0 mm之厚度。在其他實施例中，基板具有約0.1 mm至約1.5 mm、約0.1 mm至約1.3 mm、或約0.1 mm至約1.0 mm之厚度。
根據製品100之一些實施例，基板10包含壓縮應力區域50(參見第1圖)，其自主表面12、14之至少一個延伸至選定深度52。如本文所使用，「選定深度」(例如，選定深度52)、「壓縮深度」及「DOC」可互換地使用以定義在本文描述的化學強化鹼性鋁矽酸鹽玻璃製品之應力自壓縮變化為拉伸的深度。取決於離子交換處理，DOC可藉由諸如FSM-6000之表面應力量計，或散射光偏光鏡 (scattered light polariscope; SCALP)量測。在玻璃製品中之應力係藉由將鉀離子交換至玻璃製品中而產生的情況下，表面應力量計係用於量測DOC。在應力係藉由將鈉離子交換至玻璃製品中而產生的情況下，SCALP係用於量測DOC。在玻璃製品中之應力係藉由將鉀離子及鈉離子兩者交換至玻璃中而產生的情況下，DOC係藉由SCALP量測，因為咸信鈉之交換深度指示DOC而鉀離子之交換深度指示壓縮應力之量值的改變(而非應力自壓縮至拉伸之改變)；鉀離子在此種玻璃製品中之交換深度係藉由表面應力量計量測。亦如本文所使用，「最大壓縮應力」係定義為在基板10中壓縮應力區域50內的最大壓縮應力。在一些實施例中，最大壓縮應力係在一或多個主表面12、14的界定壓縮應力區域50處或在緊接其之處獲得。在其他實施例中，在一或多個主表面12、14與壓縮應力區域50之選定深度52之間獲得最大壓縮應力。
在製品100之一些實施方式中，如第1圖中之示範性形式所描繪的，基板10係選自化學強化鋁矽酸鹽玻璃。在其他實施例中，基板10係選自化學強化鋁矽酸鹽玻璃，其具有延伸至大於10 µm之第一選定深度52的壓縮應力區域50，該壓縮應力區域具有大於150 MPa之最大壓縮應力。在其他實施例中，基板10係選自化學強化鋁矽酸鹽玻璃，其具有延伸至大於25 µm之第一選定深度52的壓縮應力區域50，該壓縮應力區域具有大於400 MPa之最大壓縮應力。製品100之基板10亦可包括自主表面12、14之一或多者延伸至選定深度52 (或多個選定深度)的一或多個壓縮應力區域50，其具有以下最大壓縮應力：大於約150 MPa、大於200 MPa、大於250 MPa、大於300 MPa、大於350 MPa、大於400 MPa、大於450 MPa、大於500 MPa、大於550 MPa、大於600 MPa、大於650 MPa、大於700 MPa、大於750 MPa、大於800 MPa、大於850 MPa、大於900 MPa、大於950 MPa、大於1000 MPa、及該些值之間的所有最大壓縮應力位準。在一些實施例中，最大壓縮應力為2000 MPa或更低。另外，壓縮深度(depth of compression; DOC)或第一選定深度52可設定在10 µm或更大、15 µm或更大、20 µm或更大、25 µm或更大、30 µm或更大、35 µm或更大、及甚至更高深度，此取決於基板10之厚度及與產生壓縮應力區域50相關聯的處理條件。在一些實施例中，DOC為基板50之厚度(t)的小於或等於0.3倍，例如0.3 t、0.28 t、0.26 t、0.25 t、0.24 t、0.23 t、0.22 t、0.21 t、0.20 t、0.19 t、0.18 t、0.15 t、或0.1 t。壓縮應力(包括表面壓縮應力(compressive stress; CS)位準)係藉由表面應力量計，使用諸如藉由Orihara Industrial Co., Ltd. (日本)製造的FSM-6000 (亦即，FSM)之可商購儀器來量測。表面應力量測依賴於應力光學係數(stress optical coefficient; SOC)之精密量測，該應力光學係數與玻璃之雙折射率有關。SOC又根據標題為「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」之ASTM標準C770-16中描述的程序C (玻璃盤方法)量測，該ASTM標準C770-16之內容係以全文引用方式併入本文中。
類似地，相對於玻璃陶瓷，選用於製品100之基板10的材料可為具有玻璃相及陶瓷相兩者的任何廣泛範圍的材料。說明性玻璃陶瓷包括其中玻璃相係由矽酸鹽、硼矽酸鹽、鋁矽酸鹽、或硼鋁矽酸鹽形成，且陶瓷相係由β-鋰輝石、β-石英、霞石、六方鉀霞石、或三斜霞石形成的彼等材料。「玻璃陶瓷」包括經由玻璃之受控結晶產生的材料。在實施例中，玻璃陶瓷具有約30%至約90%結晶度。適合的玻璃陶瓷之實例可包括Li2
O-Al2
O3
-SiO2
系統(亦即，LAS系統)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2系統(亦即MAS系統)玻璃陶瓷、ZnO x Al2
O3
x nSiO2
(亦即，ZAS系統)、及/或包括主結晶相係包括β-石英固溶體、β-鋰輝石、堇青石、及二矽酸鋰之玻璃陶瓷。玻璃陶瓷基板可使用本文揭示的化學強化製程強化。在一或多個實施例中，MAS系統玻璃陶瓷基板可在Li2
SO4
熔融鹽中強化，藉以可發生2Li+
對Mg2+
之交換。
相對於陶瓷，選用於製品100之基板10的材料可為任何廣泛範圍的無機結晶氧化物、氮化物、碳化物、氧氮化物、碳氮化物、及/或類似物。說明性陶瓷包括具有氧化鋁、鈦酸鋁、富鋁紅柱石、堇青石、鋯石、尖晶石、鈣鈦礦、氧化鋯、氧化鈰、碳化矽、氮化矽、氮氧化矽鋁或沸石相之彼等材料。
在第1圖所描繪的製品100之一些實施方式中，保護膜90包含無機材料，較佳地為多晶或半多晶的無機材料。典型地，歸因於晶粒邊界引起裂紋缺陷且增加在主應力方向上供裂紋生長之能量的能力，該些多晶及半多晶材料具有比純非晶形材料(例如，玻璃膜)更高的斷裂韌性。在一些實施例中，保護膜90之平均微晶大小可小於1微米、小於0.9微米、小於0.8微米、小於0.7微米、小於0.6微米、小於0.5微米、小於0.4微米、小於0.3微米、小於0.2微米、及該些值內的所有平均微晶上限。在某些實施方式中，保護膜90可包括氮化鋁、氮氧化鋁、氧化鋁、尖晶石、富鋁紅柱石、經氧化鋯韌化之氧化鋁、氧化鋯、穩定化氧化鋯、及部分穩定化氧化鋯組成之群。對於包含氮化物及氧氮化物之彼等實施例，保護膜90可包括AlN、AlOx
Ny
、SiOx
Ny
、及Siu
Alx
Oy
Nz
。
如本揭示內容之領域的一般技藝人士關於保護膜90之任何前述材料(例如，AlN)所理解的，下標「u」、「x」、「y」、及「z」中之每一者可自0至1變化，下標之總和將小於或等於1，且組合物之剩餘者為材料中之第一元素(例如，Si或Al)。另外，本領域一般技藝人士可認識到「Siu
Alx
Oy
Nz
」可經配置以使得「u」等於零且材料可描述為「AlOx
Ny
」。更進一步地，用於保護膜90的前述組合物排除將產生純的元素形式(例如，純矽、純鋁金屬、氧氣、等等)的下標組合。最終，一般技藝人士亦將認識到先前組合物可包括未明確表示的其他元素(例如，氫)，其可產生非化學計量組合物(例如，SiNx
相對Si3
N4
)。因此，用於光學膜之前述材料可指示SiO2
-Al2
O3
-SiNx
-AlN或SiO2
-Al2
O3
-Si3
N4
-AlN相位圖中的可用空間，此取決於前述組合物表示中下標之值。
如本文所使用，本揭示內容中之「AlOx
Ny
」、「SiOx
Ny
」、及「Siu
Alx
Oy
Nz
」材料包括各種氮氧化鋁、氮氧化矽及氮氧化矽鋁材料，如本揭示內容之領域的一般技藝人士所理解，其係根據下標「u」、「x」、「y」、及「z」之某些數值及範圍來描述。亦即，通常利用「整數式」表述來描述固體，諸如Al2
O3
。亦通常使用諸如Al0.4
O0.6
之等效「原子分數式」表述來描述固體，該Al0.4
O0.6
係等效於Al2
O3
。在原子分數式中，式中所有原子之總和為0.4 + 0.6 = 1，且式中Al及O之原子分數分別地為0.4及0.6。許多普通教科書中描述了原子分數表述且原子分數表述係常常用於描述合金。(參見，例如：(i) Charles Kittel, 「Introduction to Solid State Physics」, 第七版, John Wiley & Sons, Inc., NY, 1996, 第611-627頁；(ii) Smart and Moore, 「Solid State Chemistry, An Introduction」, Chapman & Hall University and Professional Division, London, 1992, 第136-151頁；及(iii) James F. Shackelford, 「Introduction to Materials Science for Engineers」, 第六版, Pearson Prentice Hall, New Jersey, 2005, 第404-418頁。)
再次參考本揭示內容中之「AlOx
Ny
」、「SiOx
Ny
」、及「Siu
Alx
Oy
Nz
」材料，下標允許一般技藝人士將該些材料作為一類材料引用而無需指定特定的下標值。亦即，為一般地說明諸如氧化鋁之合金而不指定特定的下標值，吾等可提及Alv
Ox
。表述Alv
Ox
可表示Al2
O3
或Al0.4
O0.6
。若v + x係選擇成合計為1 (亦即v + x = 1)，則式將為原子分數表述。類似地，可描述更複雜混合物，諸如Siu
Alv
Ox
Ny
，其中再次若總和u + v + x + y等於1，則吾等將具有原子分數表述情況。
再次參考本揭示內容中之「AlOx
Ny
」、「SiOx
Ny
」、及「Siu
Alx
Oy
Nz
」材料，該些注釋允許一般技藝人士容易地將該些材料與其他材料進行比較。亦即，原子分數式有時更易於用於比較。例如；由(Al2
O3
)0.3
(AlN)0.7
組成的示例性合金接近地等效於式表述Al0.448
O0.31
N0.241
以及Al367
O254
N198
。由(Al2
O3
)0.4(
AlN)0.6
組成的另一實例合金接近地等效於式表述Al0.438
O0.375
N0.188
及Al37
O32
N16
。原子分數式Al0.448
O0.31
N0.241
及Al0.438
O0.375
N0.188
相對易於彼此相較。例如，Al之原子分數減少0.01，O之原子分數增加0.065且N之原子分數減少0.053。要耗費更多詳細計算及考慮來比較整數式表述Al367
O254
N198
及Al37
O32
N16
。因此，有時較佳地使用固體之原子分數式表述。儘管如此，Alv
Ox
Ny
之使用為普遍的，因為其涵蓋含有Al、O及N原子之任何合金。
如前所述，第1圖描繪的製品100之保護膜90可包括為多晶或半多晶的無機材料。在該些保護膜90之一些實施方式中，無機材料包含實質上等向性、非柱狀微結構。亦即，保護膜90之微晶在其形狀及/或關於彼此之定向上為等向性或近等向性的。在一些實施例中，實質上等向性微結構可藉由在600℃及較低之沉積溫度下的高功率脈衝磁控濺射(high power impulse magnetron sputtering;「HiPIMS」)製程來獲得。如本領域一般技藝人士所理解的，HiPIMS製程參數包括但不限於濺射功率、溫度、組合物、腔室壓力、腔室製程氣體且基板偏壓可設計來達成在具有實質上等向性微結構之保護膜90中的高硬度及韌性之合乎需要的組合。
在一些實施例中，保護膜90包含氧化釔穩定化之正方晶氧化鋯多晶(yttria-stabilized tetragonal zirconia polycrystalline; Y-TZP)材料。咸信沉積在基板10之主表面12、14之上的此種膜90適用於利用HiPIMS製程進行處理。在一些實施方式中，Y-TZP材料可包含約1至8 mol%氧化釔及大於1 mol%之正方晶氧化鋯。亦應理解膜90之剩餘者可包括氧化鋯之其他相，包括單斜晶及立方晶、非晶形氧化鋯、及/或其他材料諸如氧化鋁。在將應力施加至具有此種組合物之保護膜90之後，晶體結構可自四方晶改變至單斜晶，從而產生可阻滯裂紋生成及/或緩和任何預現存的瑕疵及裂紋之傳播的體積膨脹。淨結果為保護膜90，其具有經由變形韌化機制產生的高韌性。在該些保護膜90之其他類似實施例中，四方晶體結構可藉由氧化鈰以一般技藝人士理解的達成所要韌化而對硬度連同光學性質無害的組合物進行穩定化。
根據保護膜90之一些實施例，厚度94與其平均微晶大小之間的關係可經控制以增強該些膜之韌化。詳言之，保護膜90之厚度94與平均微晶大小之比率可為4x或更大、5x或更大、10x或更大、20x或更大、或甚至50x或更大，但是小於約10,000x。具有例如2微米之厚度94的保護膜90可藉由500 nm或更小、200 nm或更小、100 nm或更小、或甚至50 nm或更小，但是大於1 nm之平均微晶大小來表徵。在其他實施例中，保護膜90可具有較大厚度94，諸如5微米厚或10微米厚的膜，或可具有較薄保護膜90，諸如1微米或0.5微米之厚度94。
在第1圖描繪的製品100之其他實施方式中，保護膜90可包括具有許多微結構缺陷(例如，如在膜內有意生成或自膜之微結構填塞的缺陷)之一或多個能量吸收組合物。在一些實施例中，能量吸收材料可選自由以下各項組成之群：二矽酸釔、次氧化硼、碳化鈦矽、石英、長石、角閃石、藍晶石及輝石。微結構缺陷可促進在施加應力之後膜90之塑性變形。在一些實施例中，微結構缺陷包括但不限於剪切帶、扭結帶、錯位、及其他微米尺度及奈米尺度缺陷。例如，剪切帶可藉由沿結晶滑移系統的塑性變形形成以產生雙晶區域，且可在諸如二矽酸釔之陶瓷及諸如次氧化硼及碳化鈦矽之陶瓷金屬中觀察到。扭結帶可在塑性變形不沿結晶面發生時形成且可常見於變質岩材料，例如，石英、長石、角閃石、藍晶石及輝石。
保護膜90之源材料可沉積為單層膜或多層膜、塗層或結構。更一般而言，無論呈單一膜還是多層結構，保護膜90可藉由選定厚度，亦即，厚度94表徵(參見第1圖)。在一些實施例中，單層或多層保護膜90之厚度94可大於或等於50 nm、75 nm、100 nm、125 nm、150 nm、175 nm、200 nm、或甚至較大的厚度下限值。在一些實施例中，單層或多層保護膜90之厚度94可小於或等於10,000 nm、9,000 nm、8,000 nm、7,000 nm、6,000 nm、5,000 nm、4,000 nm、3,000 nm、2000 nm、1500 nm、1000 nm、500 nm、250 nm、150 nm或100 nm。在其他實施例中，單層或多層保護膜90之厚度94可在約200 nm與約10,000 nm之間、在約200 nm與約5,000 nm之間、在約200 nm與2,000 nm之間，及該些厚度之間的所有厚度值。如本揭示內容之領域的一般技藝人士所理解，涵蓋如本文報告的保護膜90之厚度，如藉由橫截面之掃描電子顯微鏡(scanning electron microscope; SEM)、藉由光學橢圓量測術(例如，藉由n&k分析器)、或藉由薄膜反射量測術所量測的。對於多層元件(例如，層之堆疊)，藉由SEM進行的厚度量測係較佳的。
如製品100中所存在的，保護膜90可使用各種方法來沉積，該等方法包括物理氣相沉積 (physical vapor deposition;「PVD」)、電子束沉積(「電子束」或「EB」)、離子輔助沉積-EB (ion-assisted deposition-EB;「IAD-EB」)、雷射剝蝕、真空電弧沉積、熱蒸發、濺射、電漿增強化學氣相沉積(plasma enhanced chemical vapor deposition; PECVD)及其他類似沉積技術。
根據一些實施例，第1圖描繪的製品100使用具有10 GPa或更大之平均硬度的保護膜90。在一些實施例中，該些膜之平均硬度可為約10 GPa或更大、11 GPa或更大、12 GPa或更大、13 GPa或更大、14 GPa或更大、15 GPa或更大、16 GPa或更大、17 GPa或更大、18 GPa或更大、19 GPa或更大、及該些值之間的所有平均硬度值。如本文所使用，「平均硬度值」係報告為使用奈米壓痕設備在保護膜90之外表面92b上量測的一組量測值之平均值。更特地而言，如本文報告的薄膜塗層之硬度係使用廣泛接受的奈米壓痕實踐方法測定。(參見Fischer-Cripps, A.C., Critical Review of Analysis and Interpretation of Nanoindentation Test Data, Surface & Coatings Technology, 200, 4153-4165 (2006) (下文為「Fischer-Cripps」)；及Hay, J., Agee, P., 及Herbert, E., Continuous Stiffness measurement During Instrumented Indentation Testing, Experimental Techniques, 34 (3) 86-94 (2010) (下文為「Hay」)。) 對於塗層而言，典型的是量測硬度隨壓痕深度的變化。只要塗層具有充分的厚度，則可能將塗層之性質與所得回應分佈分離。應認識到若塗層太薄(例如，小於約500 nm)，則不可能完全地分離塗層性質，因為其可受基板的可具有不同機械性質的鄰近區所影響。(參見Hay。)本文用於報告性質之方法係塗層自身的代表。方法係量測相對直至接近1000 nm之深度的壓痕深度的硬度及模數。在較軟玻璃上的硬塗層之情況下，回應曲線將揭露在相對小的壓痕深度(小於或等於約200 nm)下硬度及模數之最大位準。在較深壓痕深度處，因為回應受較軟玻璃基板的影響，所以硬度及模數兩者將逐漸地減少。在此情況下，塗層硬度及模數係獲取為與展現最大硬度及模數之區域相關聯的彼等者。在較深壓痕深度下，歸因於較硬玻璃之影響，硬度及模數將逐漸地增加。硬度及模數相對深度之該些分佈可使用傳統的Oliver及Pharr方法(如Fischer-Cripps)所述，或藉由更有效的連續剛度方法(參見Hay)來獲得。本文針對此種薄膜報告的彈性模數及硬度值係使用已知的金剛石奈米壓痕方法，如上文所述，利用Berkovich金剛石壓頭尖端來量測。
在第1圖描繪的製品100之一些實施例中，保護膜90係藉由大於50 MPa、大於75 MPa、大於100 MPa、大於125 MPa、大於150 MPa之壓縮膜應力表徵，且允許該些值之間的壓縮膜應力之下限。在一些實施例中，保護膜90之壓縮膜應力可在以下範圍：約50 MPa至約400 MPa、約50 MPa至約200 MPa、或約75 MPa至約175 MPa。在一些實施例中，CS為2000 MPa或更小。
在第1圖描繪的製品100之一些實施例中，保護膜90係藉由以下斷裂韌性表徵：大於約1 MPa·m1/2
、大於約2 MPa·m1/2
、大於約3 MPa·m1/2
、大於約4 MPa·m1/2
、或甚至大於約5 MPa·m1/2
。薄膜之斷裂韌性係如以下中所述來量測：D.S Harding, W.C. Oliver, 及G.M. Pharr, 「Cracking During Nanoindentation and its Use in the Measurement of Fracture Toughness」, Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 第356卷, 1995, 663-668。在一些實施方式中，保護膜90之韌性亦可以高斷裂應變值來證明。例如，保護膜90可藉由以下斷裂應變表徵：大於0.8%、0.9%、1.0%、1.1%、1.2%、1.3%、1.4%、1.5%、1.6%、1.7%、1.8%、1.9%、或2.0%，但不大於10%，其全部如藉由環對環測試所量測。
如本文所使用，「環對環」測試使用以下程序來量測斷裂負荷、斷裂強度、及斷裂應變值。製品(例如，製品100)係定位在環對環機械測試裝置之底部環與頂部環之間。頂部環及底部環具有不同的直徑。如本文所使用，頂部環具有12.7 mm之直徑且底部環具有25.4 mm之直徑。接觸製品100及保護膜90的頂部環及底部環之部分在橫截面上為圓形且各自具有1.6 mm之半徑。頂部環及底部環係由鋼製成。測試係在約22℃與45%-55%相對濕度之環境中執行。用於測試之製品為在大小上為50 mm乘50 mm正方形。
為測定製品100及/或保護膜90之斷裂應變，力係使用1.2 mm/分鐘之加載/十字頭速度在向下方向上施加於頂部環及/或在向上方向上施加於底部環。增加頂部環及/或底部環上之力，從而在製品100中引起應變直至基板10及膜90之一或兩者的突發斷裂。在底部環下方提供光及攝影機以在測試期間記錄突發斷裂。提供諸如Dewetron獲取系統的電子控制器以將攝影機影像與施加負荷配合來在藉由攝影機觀察到突發破壞時測定負荷。為測定斷裂應變，攝影機影像及負荷信號經由Dewetron系統同步，以便可測定保護膜90展示斷裂時的負荷。製品100之斷裂負荷亦可使用應力或應變儀而非此攝影機系統來記錄，但攝影機系統對於獨立地量測膜90之斷裂位準而言係典型較佳的。如在見於Hu, G.等人, 「Dynamic fracturing of strengthened glass under biaxial tensile loading」, Journal of Non-Crystalline Solids, 2014. 405(0): 第153-158頁中的有限元分析係用於分析樣本在此負荷下經歷的應變位準。元件大小可經選擇為足夠精細的以代表加載環之下的應力集中。加載環之下的應變位準平均超過30個節點或更大。根據其他實施方式，製品100可具有針對0.7 mm厚製品100，在環對環測試程序中量測的大於約200 kgf、大於250 kgf、或甚至大於300 kgf之韋伯特性斷裂負荷。在該些環對環測試中，具有保護膜90之基板10之側面係置於張力中且典型地，此為斷裂的側面。
除平均負荷之外，可計算應力(強度)及斷裂應變、韋伯特性負荷、應力、或斷裂應變。韋伯特性斷裂負荷(亦稱為韋伯尺度參數)為使用已知統計學方法計算的脆性材料之斷裂機率為63.2%的負荷位準。使用該些斷裂負荷值、樣本幾何形狀、及上文所述的環對環測試設置及幾何形狀之數值分析，針對製品100可計算斷裂應變值為大於0.8%、大於1%、或甚至大於1.2%及/或韋伯特性強度(斷裂應力)值大於600 MPa、800 MPa、或1000 MPa。如本揭示內容之領域的一般技藝人士所認識到，相較於斷裂負荷值，斷裂應變及韋伯特性強度值可更廣泛地應用於製品100之不同變化，例如，關於基板厚度、形狀、及/或不同加載或測試幾何形狀的變化。在不受理論約束的情況下，製品100可進一步包含大於約3.0、大於4.0、大於5.0、大於8.0、或甚至大於10之韋伯模數(亦即，韋伯形狀因子，或樣本經加載直至斷裂的韋伯圖之斜率，使用斷裂負荷、破壞應變、破壞應力、該些度量中之一者)，其全部如藉由環對環撓曲測試所量測。如上文所述的有限元分析係用於分析製品100在斷裂負荷下經歷的應變位準，且斷裂應變位準可隨後使用已知的關係應變=應力x彈性模數來轉變成斷裂應力(亦即，強度)值。
如本文所使用，術語「斷裂應變」及「平均斷裂應變」係指在不施加另外負荷的情況下裂紋傳播時的應變，其典型地在給定材料、層或膜及或許甚至連至另一材料、層、或膜之橋中(如本文所定義)導致光學可見的斷裂。斷裂應變值可使用例如環對環測試來量測。
根據第1圖描繪的製品100之一些實施例，保護膜90係透明或實質上透明的。在一些較佳實施例中，保護膜90係藉由以下來表徵：大於50%、大於60%、大於70%、大於80%、大於90%之可見光譜內的光學透射率，及該些下限透射率位準之間的所有值。在其他實施方式中，保護膜可藉由以下來表徵：大於20%、大於30%、大於40%、大於50%、大於60%、大於70%、大於80%、大於90%之可見光譜內的光學透射率，及該些下限透射率位準之間的所有值。
在實施例中，第1圖描繪的製品100可包含小於或等於約5百分比的穿透保護膜90及玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基板10之霧度。在某些態樣中，穿透保護膜90及基板10之霧度係等於或小於5百分比、4.5百分比、4百分比、3.5百分比、3百分比、2.5百分比、2百分比、1.5百分比、1百分比、0.75百分比、0.5百分比、或0.25百分比(包括該些位準之間所有霧度位準)。所量測霧度可低達零。如本文所使用，在本揭示內容中報告的「霧度」屬性及量測值係在Gardner霧度計上量測或另外基於來自Gardner霧度計之量測值來量測。
在第1圖描繪的製品100之一些實施例中，保護膜90可包含具有包括反射率、透射率、及顏色的受控光學性質之耐久及防刮光學塗層(未展示)。在該些配置中，保護膜90之光學塗層可包含多層干涉堆疊，該多層干涉堆疊具有與基板10之主表面12相反的外表面。該些製品100可展現在約400 nm至約700 nm範圍內的光波長區間上的約10%或更小之單側平均光適光反射率(亦即，如在近法向入射下在外表面處所量測)。單側反射率可為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、或2%或更小。單側反射率可低達0.1%。該些製品100亦可展現在國際照明委員會施照體下針對0至10度、0至20度、0至30度、0至60度或0至90度的所有入射角的在(L*、a*、b*)比色法系統中的反射率色坐標，該等色坐標指示如在保護膜90之光學塗層之外表面處量測的自參考點小於約12之參考點色移。如本文所使用，「參考點」包括色坐標(a* = 0, b* = 0)及基板10之反射率色坐標之至少一者。當參考點係定義為色坐標(a* = 0, b* = 0)時，色移係藉由√((a*製品
)2
+ (b*製品
)2
)定義。當參考點係藉由基板10之色坐標定義時，色移係藉由√((a*製品
-rt基板
)2
+(b*製品
-rt基板
)2
)定義。因此，前述製品100自參考點之色移可小於約12、小於約10、小於約8、小於約6、小於約4、或小於約2。
本文揭示的製品100可併入裝置製品中，諸如具有顯示器(或顯示裝置製品)之裝置製品(例如，消費者電子設備，包括行動電話、平板、電腦、導航系統、可佩戴裝置(例如，手錶)及類似物)，實景增強顯示器，抬頭式顯示器，基於玻璃之顯示器，建築裝置製品，運輸裝置製品(例如，汽車、火車、飛行器、船舶等等)，電器裝置製品，或受益於某種透明度、防刮性、耐磨性或其組合之任何裝置製品。併入有本文揭示的任何製品之示範性裝置製品(例如，依據第1圖描繪的製品100)係展示在第2A圖及第2B圖。具體而言，第2A圖及第2B圖展示消費者電子裝置200，其包括外殼202，其具有前表面204、背表面206、及側表面208；電氣組件(未展示)，其至少部分地在該外殼內部或完全地在該外殼內且在該外殼之前表面處或相鄰於該前表面包括至少控制器、記憶體、及顯示器210；及蓋基板212，其處於該外殼之前表面處或在該前表面上以使得其處於該顯示器上。在一些實施例中，蓋基板212可包括本文揭示的任何製品。在一些實施例中，該外殼之一部分或該蓋玻璃中至少一者包含本文揭示的製品。
根據一些實施例，製品100可併入具有車輛內部系統之車輛內部內，如第3圖所描繪。更特地而言，製品100 (參見第1圖)可結合各種車輛內部系統使用。描繪了車輛內部340，其包括車輛內部系統344、348、352三個不同的實例。車輛內部系統344包括中央控制基座356，其具有包括顯示器364之表面360。車輛內部系統348包括儀錶板基座368，其具有包括顯示器376之表面372。儀錶板基座368典型地包括亦可包括顯示器之儀錶板380。車輛內部系統352包括儀錶板方向盤基座384，其具有表面388及顯示器392。在一或多個實例中，車輛內部系統可包括基座，其為肘靠、柱、椅背、地板、頭靠、門板、或車輛之內部的包括表面的任何部分。應理解，本文描述的製品100可在車輛內部系統344、348及352中之每一者中可互換地使用。
根據一些實施例，製品100可用於被動光學元件，諸如透鏡、窗戶、照明蓋、鏡片、或太陽眼鏡，可或可不與電子顯示器或電氣主動裝置整合。
再次參考第3圖，顯示器364、376及392可各自包括具有前表面、背表面及側表面之外殼。至少一個電氣組件係至少部分地處於外殼內。顯示元件係處於該外殼之前表面處或相鄰於該前表面。製品100 (參見第1圖)係安置在顯示元件上。應理解，製品100亦可用於以下各項或與以下各項結合使用：肘靠、柱、椅背、地板、頭靠、門板、或車輛之內部的包括如上文所解釋的表面的任何部分。根據各種實例，顯示器364、376及392可為車輛視覺顯示系統或車輛資訊娛樂系統。應理解，製品100可併入各種顯示器及自主車輛之結構組件且本文關於習知車輛提供的描述不為限制性的。
在實質上不脫離本揭示內容之精神及各種原理的情況下，可對本揭示內容之上文描述的實施例做出許多變化及修改。所有此種修改及變化意欲包括本文中屬於本揭示內容之範疇內且由隨附申請專利範圍保護。
10‧‧‧基板
12‧‧‧主表面
14‧‧‧主表面
50‧‧‧壓縮應力區域
52‧‧‧第一選定深度
90‧‧‧保護膜
92b‧‧‧外表面
94‧‧‧厚度
100‧‧‧製品
200‧‧‧消費者電子裝置
202‧‧‧外殼
204‧‧‧前表面
206‧‧‧背表面
208‧‧‧側表面
210‧‧‧顯示器
212‧‧‧蓋基板
340‧‧‧車輛內部
344‧‧‧車輛內部系統
348‧‧‧車輛內部系統
352‧‧‧車輛內部系統
356‧‧‧中央控制基座
360‧‧‧表面
364‧‧‧顯示器
368‧‧‧儀錶板基座
372‧‧‧表面
376‧‧‧顯示器
380‧‧‧儀錶板
384‧‧‧儀錶板方向盤基座
388‧‧‧表面
392‧‧‧顯示器
當參考隨附圖式閱讀本揭示內容之以下詳細描述時，本揭示內容之該些及其他特徵、態樣及優點得以更好地理解，圖式中：
第1圖為根據本揭示內容之一些實施例的製品之橫截面示意圖，該製品包含玻璃、玻璃陶瓷或陶瓷基板，其具有安置在該基板上的保護膜。
第2A圖為併入有本文揭示的任何製品的示範性電子裝置之平面圖。
第2B圖為第2A圖之示範性電子裝置之透視圖。
第3圖為具有可併入有本文揭示的任何製品的車輛內部系統之車輛內部之透視圖。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
Claims (14)
- 一種製品，其包含： 一基板，其包含一玻璃、玻璃陶瓷或一陶瓷組合物及一主表面；及一保護膜，其係安置於該主表面上，其中該基板及該膜中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的一光學透射率，且進一步地，其中該保護膜包含如藉由一Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之一硬度，及如藉由一環對環測試量測的大於0.8%之一斷裂應變。
- 如請求項1所述之製品，其中該保護膜包含在約0.2微米至約10微米範圍內的一厚度，且其中該保護膜包含一無機材料，其中該材料為多晶或半多晶的且包含小於1微米之一平均微晶大小。
- 如請求項2所述之製品，其中該無機材料係選自由氮化鋁、氮氧化鋁、氧化鋁、尖晶石、富鋁紅柱石、經氧化鋯韌化之氧化鋁、氧化鋯、穩定化氧化鋯、及部分穩定化氧化鋯組成之群。
- 如請求項2所述之製品，其中該無機材料包含一實質上等向性、非柱狀微結構，且進一步地，其中該保護膜之該厚度與該材料之該平均微晶大小的一比率為4x或更大。
- 如請求項2所述之製品，其中該保護膜包含一氧化釔穩定化之正方晶氧化鋯多晶(Y-TZP)材料，且其中該Y-TZP材料可包含約1至8 mol%氧化釔及大於1 mol%之正方晶氧化鋯。
- 如請求項1或請求項2所述之製品，其中該保護膜包含以下至少一者： 一能量吸收材料，其包含複數個微結構缺陷，該能量吸收材料係選自由以下各項組成之群：二矽酸釔、次氧化硼、碳化鈦矽、石英、長石、角閃石、藍晶石及輝石；大於50 MPa之一壓縮膜應力；及大於1 MPa·m1/2 之一斷裂韌性。
- 一種製品，其包含： 一玻璃基板，包含一主表面及一壓縮應力區域，該壓縮應力區域自該主表面延伸至該基板中之一第一選定深度；及一保護膜，其係安置於該主表面上，其中該基板及該膜中之每一者包含在可見光譜中20%或更大的一光學透射率，且進一步地，其中該保護膜包含如藉由一Berkovich奈米壓頭量測的大於10 GPa之一硬度，及如藉由一環對環測試量測的大於0.8%之一斷裂應變。
- 如請求項7所述之製品，其中該保護膜包含在約0.2微米至約10微米範圍內的一厚度，且其中該保護膜包含一無機材料，其中該材料為多晶或半多晶的且包含小於1微米之一平均微晶大小。
- 如請求項8所述之製品，其中該無機材料係選自由氮化鋁、氮氧化鋁、氧化鋁、尖晶石、富鋁紅柱石、經氧化鋯韌化之氧化鋁、氧化鋯、穩定化氧化鋯、及部分穩定化氧化鋯組成之群。
- 如請求項8所述之製品，其中該無機材料包含一實質上等向性、非柱狀微結構，且進一步地，其中該保護膜之該厚度與該材料之該平均微晶大小的一比率為4x或更大。
- 如請求項8所述之製品，其中該保護膜包含一氧化釔穩定化之正方晶氧化鋯多晶(Y-TZP)材料，且其中該Y-TZP材料可包含約1至8 mol%氧化釔及大於1 mol%之正方晶氧化鋯。
- 如請求項7或請求項8所述之製品，其中該保護膜包含以下至少一者： 一能量吸收材料，其包含複數個微結構缺陷，該能量吸收材料係選自由以下各項組成之群：二矽酸釔、次氧化硼、碳化鈦矽、石英、長石、角閃石、藍晶石及輝石；大於50 MPa之一壓縮膜應力；及大於1 MPa·m1/2 之一斷裂韌性。
- 一種消費者電子產品，其包含： 一外殼，其包含前表面、背表面及側表面；電氣組件，其至少部分地在該外殼內部；及一顯示器，其處於該外殼之該前表面處或相鄰於該前表面，其中如請求項1-5或7-11中任一項所述之製品為以下至少一種情況：安置在該顯示器上及作為該外殼之一部分安置。
- 一種車輛顯示系統，其包含： 一外殼，其包含前表面、背表面及側表面；電氣組件，其至少部分地在該外殼內部；及一顯示器，其處於該外殼之該前表面處或相鄰於該前表面，其中如請求項1-5或7-11中任一項所述之製品為以下至少一種情況：安置在該顯示器上及作為該外殼之一部分安置。
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