具有多层光学膜的浅色耐刮擦制品制造技术

本公开内容的实施方式涉及具有耐刮擦性和改善的光学性质的制品(100)。在一些示例中，当在光源下相对于法线约0‑60度范围内的入射照明角度观察时，所述制品具有约2以下的色偏。在一个或多个实施方式中，所述制品(100)包括基片(110)和设置在该基片上的光学薄膜(120)。所述光学薄膜(120)包括耐刮擦层(140)和光学干涉层(130)。所述光学干涉层(130)可包括一个或多个具有不同折射率的亚层(131)。在一个示例中，所述光学干涉层(130)包括第一低折射率亚层(131A)和第二高折射率亚层(131B)。在一些情况下，光学干涉层包括第三亚层。

Light colored scratch resistant products with multilayer optical films

The embodiment of the disclosure relates to articles with scratch resistance and improved optical properties (100). In some examples, the product has a color deviation of about 2 or less when viewed at an incident illumination angle within a normal range of about 0 to 60 degrees. In one or more embodiments, the article (100) includes a substrate (110) and an optical film (120) disposed on the substrate. The optical film (120) comprises a scratch resistant layer (140) and an optical interference layer (130). The optical interference layer (130) may comprise one or more sub layers (131) with different refractive indices. In one example, the optical interference layer (130) includes a first low refractive index sublayer (131A) and a second high refractive index sublayer (131B). In some cases, the optical interference layer includes the Sanya layer.

【技术实现步骤摘要】
具有多层光学膜的浅色耐刮擦制品分案申请说明本申请系申请日为2014年05月06日、国际申请号为PCT/US2014/036872、进入中国国家阶段后的国家申请号为201480037881.2、题为“具有多层光学膜的浅色耐刮擦制品”的专利技术专利申请的分案申请。本申请根据35U.S.C.§119要求2014年3月18日提交的美国临时申请序列第61/954,697号、2013年9月13日提交的美国临时申请序列第61/877,568号和2013年5月7日提交的美国临时申请序列第61/820,407号的优先权，其内容作为本申请的基础，并通过引用完整地纳入本文。背景本公开内容涉及具有持久光学性质的耐刮擦制品，更具体地涉及具有高硬度并且从不同的入射照明角度观察时具有低色偏(colorshift)的制品。消费电子产品中经常使用防护基片来保护产品内部的关键器件，为输入和/或显示提供用户界面，以及/或者提供许多其他的功能。这种消费电子产品包括移动设备，如智能手机、mp3播放机和平板电脑。上述及其他应用往往还需要耐用(例如耐刮擦)的防护基片，这种基片还具有很强的光学性能特征。防护基片常常包括用于此目的的玻璃。就强光学性能而言，防护基片在应用中需要尽可能大的透光性和尽可能小的反射性。此外，防护基片在应用中要求反射和/或透射中显示或看到的颜色不随观察角度(或入射照明角度)的改变而显著变化。这是因为，如果颜色、反射或透射随着观察角度显著变化，包含防护玻璃的产品的使用者会感受到显示器的颜色或亮度的变化，这会降低显示器的感官质量。在这些变化中，颜色变化往往是最显著的，也是使用者最反感的。已知的防护基片包括玻璃和薄膜的组合，这种组合在恶劣的操作条件下使用后往往显示出擦痕。有证据表明，对于移动设备中采用的这种玻璃-薄膜防护基片，在单一事件中发生的与尖锐物的接触所导致的损伤是可见擦痕的主要来源。防护基片上一旦出现明显擦痕，产品外观就会变差，因为擦痕使光散射增强，而这会导致显示图像的亮度、清晰度和对比度显著降低。明显的擦痕还会影响触敏显示器的精度和可靠性。这些擦痕，甚至不那么明显的擦痕，都有碍观瞻，并且会影响产品性能。单一事件刮擦损伤可与磨损损伤作对照。防护基片通常不会受到磨损损伤，因为磨损损伤通常由具有坚硬对向面的物体(例如砂子、砾石和砂纸)的往返滑动接触引起。相反，显示器应用中使用的防护基片通常只是经受软物体如手指的往返滑动接触。此外，磨损损伤会生热，这会削弱薄膜材料中的化学键，给防护玻璃造成剥落及其他类型的损伤。此外，由于磨损损伤通常比造成擦痕的单一事件经历更长的时间，经历磨损损伤的薄膜材料还会发生氧化，这进一步降低了薄膜的耐久性，从而降低玻璃-薄膜层合物的耐久性。造成擦痕的单一事件与造成磨损损伤的事件一般涉及不同的条件，因此，经常用来防止磨损损伤的解决方案可能并不适合用来防止防护基片中的擦痕。不仅如此，已知的刮擦和磨损损伤解决方案往往影响光学性质。因此，需要新的防护基片及其制造方法，它们耐刮擦并且具有良好的光学性能。概述本
技术实现思路
的一个方面涉及一种制品，该制品包括具有表面的基片以及设置在该基片表面上形成涂覆表面的光学薄膜。在一个或多个实施方式中，在光源下相对于垂直入射方向以约0-60度的入射照明角度观察时，该制品具有约2以下的色偏，或者约0.5以下的色偏。示例性光源包括国际照明委员会(InternationalCommissiononIllumination)(“CIE”)F2或CIEF10。在一些实施方式中，经在涂覆表面上测定，该制品具有约8GPa以上的表面硬度，测定方法是：用伯克维奇(Berkovitch)压头按压涂覆表面，形成自涂覆表面起具有至少约100nm压入深度的压痕。在一些情况下，该制品可具有高达约500GPa的表面硬度。该制品可任选包括设置在光学薄膜与基片之间，或者设置在光学薄膜内部的裂纹减缓层。在一个或多个实施方式中，光学薄膜包括耐刮擦层。耐刮擦层可具有约8GPa以上的硬度。在一些实施方式中，耐刮擦层具有约1.7以上的折射率。耐刮擦层可包含AlN,Si3N4,AlOxNy,SiOxNy,Al2O3,SixCy,SixOyCz,ZrO2,TiOxNy,金刚石,类金刚石碳和SiuAlvOxNy中的一种或多种。在一个或多个实施方式中，光学薄膜包括设置在耐刮擦层与基片之间的光学干涉层。光学干涉层可包括第一低折射率(RI)亚层和第二高RI亚层。第一低RI亚层的折射率与第二高RI亚层的折射率之差可约为0.01以上。在一个或多个实施方式中，光学干涉层包括多个亚层组(例如多达约10个亚层组)，其可包括第一低RI亚层和第二高RI亚层。第一低RI亚层可包括SiO2,Al2O3,GeO2,SiO,AlOxNy,SiOxNy,SiuAlvOxNy,MgO,MgF2,BaF2,CaF2,DyF3,YbF3,YF3和CeF3中的一种或多种。第二高RI亚层可包括SiuAlvOxNy,Ta2O5,Nb2O5,AlN,Si3N4,AlOxNy,SiOxNy,HfO2,TiO2,ZrO2,Y2O3,Al2O3和MoO3中的至少一种。在一些情况下，光学干涉层包括第三亚层。第三亚层可设置在所述多个亚层组与所述耐刮擦层之间。或者，第三亚层可设置在所述基片与所述多个亚层组之间。在一个或多个实施方式中，第三亚层组所具有的RI可在第一低RI亚层组的折射率与第二高RI亚层组的折射率之间。在一些实施方式中，光学薄膜可包括设置在耐刮擦层上的盖层。光学干涉层的第一低RI亚层和/或第二高RI亚层可具有约2-200nm的光学厚度(n*d)。光学干涉层可具有约800nm以下的厚度。在一些实施方式中，光学干涉层在光波长范围内的平均光反射率约为0.5％以下。在一些实施方式中，所述制品在光学波长区内具有平均振幅约为5个百分点以下的平均透射率或平均反射率。在一种或多种实施方式中，基片可包括无定形基片或晶体基片。无定形基片可包括选自下组的玻璃：钠钙玻璃、碱金属铝硅酸盐玻璃、含碱金属的硼硅酸盐玻璃以及碱金属铝硼硅酸盐玻璃。玻璃可任选化学强化且/或可包括压缩应力(CS)层，该压缩应力层具有至少250MPa的表面压缩应力，在化学强化玻璃内自化学强化玻璃表面延伸至层深度(DOL)。这种基片的DOL可至少约为10μm。其他特征和优点将在以下详细描述中予以说明。本领域技术人员通过该描述很容易理解其他特征和优点，或者通过实施本文所述和附图所示的实施方式获得认识。应理解，前面的一般性描述和以下的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求的性质和特性的总体评述或框架。所附附图提供了对本专利技术的进一步理解，附图被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图说明了一个或多个实施方式，并与说明书一起用来解释各种实施方式的原理和操作。附图简要说明图1是已知基片和耐刮擦材料的实施方式的示意图；图2是包括单层干涉层的已知制品的示意图；图3是图2所示制品的反射谱；图4是显示基于图3所示反射谱计算的a*和b*色偏范围的图线；图5是一种或多种实施方式的制品的示意图；图6是图5所示制品的更详细的图示；图7是根据模拟实施例1的制品的计算反射谱，所述制品具有含三个亚层组的光学干涉层；图8是显示模拟实施例1的计算的a本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，其包括：包含用户界面的显示器；以及设置在显示器上的防护制品，所述防护制品包含具有表面的基片和设置在基片表面上形成涂覆表面的光学薄膜，所述光学薄膜包含物理厚度为0.2‑3μm的耐刮擦层，其中所述防护制品具有：约12GPa以上的最大硬度，其利用伯克维奇压头硬度测试法沿约100nm以上的压入深度测量；在可见光谱范围内85％以上的平均透光率；当在包含CIE A光源、CIE B光源、CIE C光源、CIE D光源或CIE F光源的光源下相对于垂直入射约2‑60度范围内的入射照明角度观察时约2以下的色偏，其中色偏利用下式确定：

【技术特征摘要】
2013.05.07 US 61/820,407;2013.09.13 US 61/877,568;1.一种设备，其包括：包含用户界面的显示器；以及设置在显示器上的防护制品，所述防护制品包含具有表面的基片和设置在基片表面上形成涂覆表面的光学薄膜，所述光学薄膜包含物理厚度为0.2-3μm的耐刮擦层，其中所述防护制品具有：约12GPa以上的最大硬度，其利用伯克维奇压头硬度测试法沿约100nm以上的压入深度测量；在可见光谱范围内85％以上的平均透光率；当在包含CIEA光源、CIEB光源、CIEC光源、CIED光源或CIEF光源的光源下相对于垂直入射约2-60度范围内的入射照明角度观察时约2以下的色偏，其中色偏利用下式确定：a*1和b*1表示沿垂直入射方向观察时制品的坐标，a*2和b*2表示沿入射照明角度观察时制品的坐标，其中沿垂直入射方向和入射照明角度观察时制品的坐标均为透射或反射坐标。2.如权利要求1所述的设备，其还包括电子制品、建筑制品、运输制品或家电制品。3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述电子制品包括选自下组的移动设备：智能手机、mp3播放器和平板电脑。4.如权利要求2所述的设备，其特征在于，所述运输制品包括汽车、列车、航空器或航海器。5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述光学薄膜还包含设置在耐刮擦层与基片之间的光学干涉层。6.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光学干涉层包含第一低折射率(RI)亚层和第二高RI亚层。7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，所述第一低RI亚层的折射率与所述第二高RI亚层的折射率之差约为0.01以上。8.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光学干涉层包含多个亚层组，所述多个亚层组包含第一低RI亚层和第二高RI亚层。9.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述光学干涉层还包含第三亚层，所述第三亚层设置在：所述多个亚层组与所述耐刮擦层之间；以及/或者所述基片与所述多个亚层组之间，其中所述第三亚层所具有的RI处在所述第一低RI亚层的折射率与所述第二高RI亚层的折射率之间。10.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述光学干涉薄膜包含最多约10个亚层组。11.如权利要求8所述的设备，其特征在于，所述第一低RI亚层与所述第二高RI亚层中的至少一个亚层具有约2-200nm范围内的光学厚度(n*d)。12.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光学干涉层具有约800nm以下的厚度。13.如权利要求5所述的设备，其特征在于，所述光学干涉层在光学波长区...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·A·贝尔曼，S·D·哈特，K·W·科齐三世，C·A·保尔森，J·J·普莱斯，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US