耐破裂的多層式基材及包含所述多層式基材的制品的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種多層式基材，其實(shí)施方式包含基材和設(shè)置于所述基材之上的層，其中，當(dāng)將所述多層式基材裝配于裝置中并使所述裝置從至少100cm的高度墜落至墜落表面上時(shí)，所述多層式基材能夠承受所述墜落而不發(fā)生破裂。所述多層式基材的硬度可至少為大約12GPa或至少為大約20GPa。所述基材可包含無定形基材或晶體基材。無定形基材的例子包括玻璃，所述玻璃可選地經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化。晶體基材的例子包括單晶基材(例如藍(lán)寶石)和玻璃陶瓷。本申請(qǐng)還公開了包含所述多層式基材的制品和/或裝置，以及這些裝置的制造方法。
【專利說明】耐破裂的多層式基材及包含所述多層式基材的制品
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)依據(jù)35 U.S.C. §119要求2013年9月13日提交的美國臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)61/ 877371的優(yōu)先權(quán)，本申請(qǐng)以其內(nèi)容為基礎(chǔ)，并通過引用將其全文納入本文。
[0003] 背景
[0004] 本發(fā)明涉及耐破裂的多層式基材、包含所述多層式基材的制品和裝置、以及這些 多層式基材、制品和/或裝置的制造方法。更具體而言，本發(fā)明涉及包含基材和層的多層式 基材，當(dāng)將所述多層式基材裝配于制品（例如電子裝置、建筑結(jié)構(gòu)、家用電器、汽車部件等） 中并墜落至墜落表面上或暴露以使其它物體墜落至其上時(shí)，所述多層式基材能夠承受所述 墜落而不發(fā)生破裂。
[0005] 例如電子裝置(例如手機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦、視頻播放器、信息終端裝置、筆記 本電腦等）、建筑結(jié)構(gòu)（例如工作臺(tái)面或墻壁）、家用電器(例如爐灶面、冰箱和洗碗機(jī)的門 等）、信息顯示器(例如白板）、汽車部件(例如儀表盤、擋風(fēng)玻璃、車窗組件等)等制品中包含 各種作為內(nèi)部組件和外部組件的基材。當(dāng)用于這些制品中時(shí)，基材可以是外殼或顯示器的 一部分。當(dāng)用于顯示器中時(shí)，基材可稱為覆蓋基材，且在一些例子中，基材可形成觸摸模塊 的一部分。覆蓋基材常常是透明的且具有耐劃痕性。用作外殼的基材可形成外殼的側(cè)面、背 面和正面部分，且可具有耐劃痕性和不透明性，而不是透明的。
[0006] 人們不斷致力于使一些制品或制品的組件更輕更薄并具有更多的功能，用作覆蓋 基材或外殼基材的基材都越來越薄。隨著基材越來越薄，它們也更加容易受到在結(jié)合有這 些基材的制品的正常使用過程中發(fā)生的損壞的影響。開發(fā)具有改善的幸存能力 (survivability)的基材變得越來越重要，特別是當(dāng)基材要經(jīng)受在"現(xiàn)實(shí)生活"里使用和應(yīng) 用中由例如瀝青或混凝土等堅(jiān)硬/鋒利表面接觸或掉落物體所導(dǎo)致的拉伸應(yīng)力時(shí)。
[0007] 另外，需要這些基材具有耐受會(huì)導(dǎo)致磨損損傷的劃痕和/或會(huì)導(dǎo)致單一事件劃痕 損傷的劃痕的性能。單一事件劃痕損傷可與磨損損傷形成對(duì)比。在一些情況中，用作例如電 子裝置等裝置的外部組件的基材通常不會(huì)受到磨損損傷，因?yàn)槟p損傷通常是由具有堅(jiān)硬 對(duì)向面的物體(例如砂子、礫石和砂紙)的往返滑動(dòng)接觸而引起的。相反，覆蓋基材通常只是 經(jīng)受例如手指等軟物體的往返滑動(dòng)接觸。另外，在這些基材與層(或涂層)相結(jié)合的場(chǎng)合，磨 損損傷會(huì)產(chǎn)生熱量，所述熱量會(huì)削弱這些層中的化學(xué)鍵并會(huì)導(dǎo)致剝落和其它類型的損傷。 由于磨損損傷常常會(huì)經(jīng)歷一段很長的時(shí)間，設(shè)置于經(jīng)歷了磨損損傷的基材上的層也會(huì)發(fā)生 氧化，這會(huì)進(jìn)一步降低層的耐久性，從而降低多層式基材的耐久性。導(dǎo)致劃痕損傷的單一事 件與導(dǎo)致磨損損傷的事件通常涉及不同的條件，因此，經(jīng)常用來防止磨損損傷的解決方案 可能并不適合用來防止基材或多層式基材中的單一事件劃痕損傷。另外，已知的劃痕和磨 損損傷解決方案常會(huì)犧牲光學(xué)性能，這在絕大部分基材、多層式基材或結(jié)合有所述基材和 多層式基材的制品的使用中是無法接受的。
[0008] 發(fā)明概述
[0009] 本發(fā)明的一種或多種實(shí)施方式涉及包含耐破裂的多層式基材的裝置或制品，當(dāng)使 所述裝置或制品從至少l〇〇cm的高度墜落至墜落表面(例如瀝青或180號(hào)砂紙)上時(shí)，所述多 層式基材能夠承受所述墜落而不發(fā)生破裂。多層式基材可包含具有相反主表面的基材和設(shè) 置于第一相反主表面上的層。在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材具有第一平均彎曲強(qiáng) 度，且在磨損后具有第二平均彎曲強(qiáng)度，其中，第二平均彎曲強(qiáng)度至少是第一平均彎曲強(qiáng)度 的80%。多層式基材可基本上是透明的，且/或可具有至少為90%的透射率。在一種或多種 實(shí)施方式中，多層式基材可基本上是不透明的，且/或具有小于20%或小于10%的透射率。
[0010] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層基材可具有耐受一種或多種缺陷由層進(jìn)入基材的 缺陷穿透的性能。這些缺陷可以由多層式基材與墜落表面的接觸而引入層中，或者在進(jìn)行 沖擊測(cè)試前就存在于層中。沖擊測(cè)試包括墜落測(cè)試和使物體墜落至多層式基材上的測(cè)試。 在一種或多種替代性的實(shí)施方式中，層可基本上防止基材中引入新的缺陷。
[0011] 在一種或多種實(shí)施方式中，基材可以是透明的或不透明的，且可包含無定形基材 (例如鈣鈉玻璃、堿金屬鋁硅酸鹽玻璃、含堿金屬的硼硅酸鹽玻璃和/或堿金屬鋁硼硅酸鹽 玻璃）、晶體基材(例如藍(lán)寶石等單晶基材和/或玻璃陶瓷基材)或它們的組合。在一些實(shí)施 方式中，基材的折射率在大約1.45~1.55的范圍內(nèi)。在其它實(shí)施方式中，基材在一個(gè)或多個(gè) 相反主表面的表面上具有平均破裂應(yīng)變，所述平均破裂應(yīng)變?yōu)?.5 %或更大。在使用無定形 基材的場(chǎng)合，基材可以是經(jīng)過可選的強(qiáng)化或化學(xué)強(qiáng)化的玻璃。例如，一些玻璃基材可包含在 經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃內(nèi)從經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃的表面延伸至層深度D0L(單位:μπι)的壓縮 應(yīng)力(CS)層。所述CS可至少為250MPa且所述D0L可至少為ΙΟμπι或甚至彡75μπι。在一種或多種 具體的實(shí)施方式中，CSs/DOL的比值可< 15，其中，CSs表示基材表面的壓縮應(yīng)力。在更加特定 的實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材可具有應(yīng)力曲線，以使位于表面以下50μπι的中間臨界深度處 的壓縮應(yīng)力CS D至少為CSs的5%。在一種或多種替代性的實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材的壓縮 應(yīng)力可在表面CSs處顯示出尖峰。
[0012] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材包含單獨(dú)存在或與基材相結(jié)合的層，所述 層可顯示出特定的硬度且使基材具有耐劃痕性，所述硬度由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得(如本 文所述），例如，所述硬度沿著大約為l〇〇nm或更深(例如大約100nm~大約300nm、大約100nm ~大約400nm、大約100nm~大約500nm或大約100nm~大約600nm)的壓痕深度大于大約 8GPa。在一些實(shí)施方式中，層或與基材（例如多層式基材）相結(jié)合的層的硬度沿著大約為 100nm或更深的壓痕深度（例如大約100nm~大約300nm、大約100nm~大約400nm、大約100nm ~大約500nm或大約100nm~大約600nm)至少為大約lOGPa、至少為大約15GPa、至少為大約 20GPa或至少為大約23Gpa，所述硬度由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得。層可包含金屬氧化物、金屬 氮化物、金屬氮氧化物、金屬碳化物、金屬硼化物、類金剛石碳或它們的組合。示例性的金屬 包括B、Al、Si、T i、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta和W。層可利用原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、物 理氣相沉積或熱蒸發(fā)來形成。在一種或多種實(shí)施方式中，層還能夠改善多層式基材的光學(xué) 性能。在一個(gè)例子中，層可降低基材的反射率。
[0013] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材可包含一個(gè)或多個(gè)附加層。附加層可設(shè)置 于層上、層與基材之間或既設(shè)置于層上也設(shè)置于層與基材之間。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或 多個(gè)附加層可左右多層式基材的一種或多種光學(xué)性能（例如反射性、透射性、反射率、透射 率、反射的顏色和/或透射顏色）。例如，一個(gè)或多個(gè)附加層的折射率可小于層的折射率。在 另一種實(shí)施方式中，附加層的厚度也可與層的厚度不同或相同。一個(gè)或多個(gè)附加層的厚度 和折射率可改變多層式基材的反射性、透射性、反射率、透射率、反射的顏色和/或透射顏 色。
[0014] 在一種變化形式中，一個(gè)或多個(gè)附加層可包含金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧 化物和/或它們的組合。示例性的金屬包括8^1、3丨、11、￥、0、￥、2^恥、1〇、311、^\了 &和1在 一種或多種特定的實(shí)施方式中，層可包含A10xNy，而附加層可包含Si0 2或Al2〇3。在另一種變 化形式中，多層式基材可包含兩個(gè)附加層且第一附加層可包含Si0 2或Al2〇3中的一種，而第 二附加層可包含Si02或Al2〇3中的另一種。第一附加層和第二附加層也可包含相同的多層式 基材。第一和第二附加層彼此之間可具有相同或不同的厚度，或者其厚度(第一或第二附加 層的厚度或第一附加層加第二附加層的厚度)與層的厚度相同或不同。
[0015] 在一些實(shí)施方式中，附加層可包含裂紋減輕層且所述裂紋減輕層可設(shè)置于層與基 材之間。2013年10月11日提交的美國專利申請(qǐng)第14/052055號(hào)、2013年10月14日提交的美國 專利申請(qǐng)第14/053093號(hào)以及2013年10月14日提交的美國專利申請(qǐng)第14/053139號(hào)對(duì)裂紋 減輕層的例子進(jìn)行了描述，這些文件的內(nèi)容通過引用納入本文。
[0016] 本發(fā)明還提供了一種裝置的制造方法。在一種或多種實(shí)施方式中，本方法包括提 供包含相反主表面的基材;在第一相反主表面上設(shè)置如上所述的層以形成多層式基材，當(dāng) 將所述多層式基材裝配于裝置中并使所述裝置與裝配于其上的多層式基材一起在墜落測(cè) 試中從至少100cm的高度墜落至墜落表面上時(shí)，所述多層式基材能夠承受所述墜落而不發(fā) 生破裂;將所述多層式基材裝配于所述裝置。
[0017] 本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種便攜式裝置，所述便攜式裝置包含提供用戶界面且 具有初始的耐劃痕性和初始的耐沖擊性的基材，還包含設(shè)置于所述基材上的層，以形成具 有改善的耐劃痕性和改善的耐沖擊性的多層式基材。在一種或多種實(shí)施方式中，改善的耐 沖擊性包括多層式基材磨損后的平均彎曲強(qiáng)度，該彎曲強(qiáng)度至少是所述多層式基材磨損前 的平均彎曲強(qiáng)度的80%。改善的耐劃痕性包括由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得的硬度，所述硬度 沿著大約為100或更深的壓痕深度至少為大約20GPa。
[0018] 在以下的詳細(xì)描述中給出了本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)，其中的部分特征和優(yōu)點(diǎn)對(duì) 本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，根據(jù)所作描述就容易看出，或者通過實(shí)施包括以下詳細(xì)描述、權(quán)利 要求書以及附圖在內(nèi)的本文所述的各種實(shí)施方式而被認(rèn)識(shí)。
[0019] 應(yīng)理解，前面的一般性描述和以下的詳細(xì)描述都僅僅是示例性的，用來提供理解 權(quán)利要求的性質(zhì)和特性的總體評(píng)述或框架。所附附圖提供了對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖 被結(jié)合在本說明書中并構(gòu)成說明書的一部分?！靖綀D說明】了本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式， 并與說明書一起用來解釋各種實(shí)施方式的原理和操作。
[0020] 附圖的簡要說明
[0021] 圖1是一種或多種實(shí)施方式的多層式基材的側(cè)視圖。
[0022] 圖1A是一種或多種實(shí)施方式的層的俯視圖。
[0023] 圖1B是圖1A中所示的層沿直線1B-1B的截面圖。
[0024] 圖1C是一種或多種實(shí)施方式的層的俯視圖。
[0025] 圖1D是一種或多種實(shí)施方式的多層式基材的側(cè)視圖。
[0026]圖1E是一種或多種實(shí)施方式的多層式基材的側(cè)視圖。
[0027] 圖1F是一種或多種實(shí)施方式的多層式基材的側(cè)視圖。
[0028] 圖2是一種或多種實(shí)施方式的基材的示意圖。
[0029] 圖3是一種或多種實(shí)施方式的具有936MPa的CSs和80μπι的D0L、厚度為1mm的強(qiáng)化玻 璃基材的應(yīng)力曲線圖。
[0030] 圖4是一種或多種實(shí)施方式的具有897MPa的CSs和108μπι的D0L、厚度為1mm的強(qiáng)化 玻璃基材的應(yīng)力曲線圖。
[0031] 圖5是一種或多種實(shí)施方式的具有372MPa的CSs和80μπι的D0L、厚度為1mm的強(qiáng)化玻 璃基材的應(yīng)力曲線圖。
[0032] 圖6是一種或多種實(shí)施方式的具有225MPa的CSs和112μπι的D0L、厚度為1mm的強(qiáng)化 玻璃基材的應(yīng)力曲線圖。
[0033]圖7是一種或多種實(shí)施方式的基材的壓縮應(yīng)力曲線圖。
[0034]圖8是一種或多種實(shí)施方式的基材的壓縮應(yīng)力曲線圖。
[0035]圖9顯示了一種或多種實(shí)施方式的多層基材和已知基材在墜落測(cè)試中的表現(xiàn)。 [0036]圖10顯示了一種或多種實(shí)施方式的多層式基材的磨損后強(qiáng)度和已知基材的磨損 后強(qiáng)度。
[0037] 圖11顯示了一種或多種實(shí)施方式的多層式基材的磨損后強(qiáng)度和已知基材的磨損 后強(qiáng)度。
[0038] 圖12顯不了實(shí)施例6的手機(jī)樣品的幸存％。
[0039]圖13顯示了實(shí)施例6的一些手機(jī)樣品發(fā)生破裂時(shí)的墜落高度。
[0040] 圖14顯示了相比于裸露的玻璃基材，實(shí)施例N、0和P以及裸露的晶體基材在劃痕深 度上的減輕。
[0041] 圖15A是實(shí)施例6的所選擇的基材和實(shí)施例N的L*a*b色彩空間中的透射色彩坐標(biāo) a*和b*的圖。
[0042] 圖15B是實(shí)施例6的所選擇的基材和實(shí)施例0的L*a*b色彩空間中的透射色彩坐標(biāo) a*和b*的圖。
[0043] 圖15C是實(shí)施例6的所選擇的基材和實(shí)施例P的L*a*b色彩空間中的透射色彩坐標(biāo) a*和b*的圖。
[0044] 發(fā)明詳述
[0045] 下面將詳細(xì)說明實(shí)施方式，這些實(shí)施方式的例子在附圖中示出。只要可能，在附圖 中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的組件。
[0046] 本發(fā)明的第一方面涉及具有改善的幸存能力的多層式基材。如本文所用，"幸存能 力"是指多層式基材在如上所述的墜落測(cè)試中或在一個(gè)物體墜落至多層基材上后能夠耐受 或承受墜落而不發(fā)生破裂的能力。如圖1所示，多層式基材10可包括基材100和設(shè)置于其上 的層200,根據(jù)基材100在制品和/或裝置中的用途，其可被稱作覆蓋基材或外殼基材?；?100包含相反主表面110、112和相對(duì)次表面(未在圖中顯不）。層200在圖1中顯不為設(shè)置于第 一相反主表面110上;但是，在設(shè)置于第一相反主表面110上之外或者不設(shè)置于第一相反主 表面110上時(shí)，層200也可設(shè)置在第二相反主表面112上和/或一個(gè)或兩個(gè)相對(duì)次表面上。 [0047]在一種實(shí)施方式中，多層式基材可包含基材100和層200,互相結(jié)合的不同的層(包 括層200、其它多層式基材層和/或薄膜層），如本文所述的基材和不連續(xù)的層200,和/或?qū)?200和不連續(xù)的其它層。
[0048]術(shù)語"層"可包括單一層，或者可包括一個(gè)或多個(gè)亞層。這些亞層可彼此直接接觸。 亞層可由相同材料或者多種不同材料形成。在一種或多種替代性的實(shí)施方式中，這些亞層 之間可設(shè)置有不同材料的居間層。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，層可包括一個(gè)或多個(gè)毗鄰且 不間斷的層以及/或者一個(gè)或多個(gè)不連續(xù)的間斷層(例如由不同材料彼此相鄰形成的層）。 層或亞層可通過本領(lǐng)域已知的任何方法形成，包括離散沉積(discrete deposit ion)或連 續(xù)沉積法。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，層可僅利用連續(xù)沉積法形成，或僅利用離散沉積法來 形成。
[0049] 如本文所用，術(shù)語"設(shè)置"包括利用本領(lǐng)域已知的任何方法將材料涂覆、沉積和/或 形成到表面上。設(shè)置的材料可構(gòu)成本文所定義的層。詞語"設(shè)置在……上"包括如下情形:將 材料形成到表面上，以使材料直接接觸表面，還包括如下情形:使材料在表面上形成，在設(shè) 置的材料與表面之間有一種或多種居間材料。居間材料可構(gòu)成本文所定義的層。
[0050] 關(guān)于"不連續(xù)的層"，這些層可包括未完全覆蓋基材100的表面的層或包括未完全 被層覆蓋的基材1〇〇的區(qū)域。例如，如圖1A和1B所示，可將層200以離散的材料塊的形式設(shè)置 于基材100之上，這些材料塊彼此不連接，在層200的塊之間留下基材100上未被覆蓋的空間 210?；蛘?，如圖1C所示，層200可以橫跨基材100表面的離散線的形式設(shè)置，以使層200的線 之間存在未覆蓋的空間210。在一些例子中，層200的離散線可相交，以使層200在基材100上 形成黏接層，盡管在這些線條之間存在未覆蓋的空間210。
[0051 ] 基材
[0052] 如本文在其它方面所述，基材100可作為外殼基材或覆蓋基材用于制品和/或裝置 中（例如在顯示器中）。當(dāng)用于顯示器中時(shí)，基材100可構(gòu)成觸摸模塊的一部分。作為外殼基 材用于制品和/或裝置中的基材100可構(gòu)成外殼的側(cè)表面、背表面和/或前表面的至少一部 分。
[0053] 基材100可包含無定形基材、晶體基材或它們的組合?；?00可由人工材料和/或 天然材料形成。在一些特定的實(shí)施方式中，基材100可特定地排除塑料和/或金屬基材。在一 種或多種實(shí)施方式中，基材的折射率在大約1.45~大約1.55的范圍內(nèi)。在特定的實(shí)施方式 中，基材100可在一個(gè)或多個(gè)相反主表面上具有平均破裂應(yīng)變，所述平均破裂應(yīng)變?yōu)?.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，所述破裂應(yīng)變是 利用球疊環(huán)測(cè)試(ball-〇n-ring testing)使用至少5個(gè)、至少10個(gè)、至少15個(gè)或至少20個(gè)樣 品來測(cè)得的。在特定的實(shí)施方式中，基材100可在一個(gè)或多個(gè)相反主表面上具有平均破裂應(yīng) 變，所述平均破裂應(yīng)變?yōu)榇蠹s1.2%、大約1.4%、大約1.6%、大約1.8%、大約2.2%、大約 2.4%、大約2.6%、大約2.8%或大約為3%或更大。
[0054]在一種或多種實(shí)施方式中，無定形基材可包含玻璃，所述玻璃可以是經(jīng)過強(qiáng)化的 或未經(jīng)過強(qiáng)化的。合適的玻璃的例子包括鈉鈣玻璃、堿金屬鋁硅酸鹽玻璃、含堿金屬的硼硅 酸鹽玻璃和堿金屬鋁硼硅酸鹽玻璃。在一些變化形式中，玻璃可不含氧化鋰。在一種或多種 替代性的實(shí)施方式中，基材100可包含例如玻璃陶瓷基材等晶體基材(可以是經(jīng)過強(qiáng)化的或 未經(jīng)過強(qiáng)化的），或者可包含例如藍(lán)寶石等單晶結(jié)構(gòu)。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，基 材100包含無定形基底(例如玻璃)和晶體包層(例如藍(lán)寶石層、多晶氧化鋁層和/或尖晶石 (MgAh〇4)層)。
[0055]基材100可基本上是平面的或片狀的，但其他實(shí)施方式可使用彎曲的或者經(jīng)過其 他方式成形或雕刻的基材?；?00可基本上是光學(xué)澄清的、透明的以及不發(fā)生光散射的。 在這些實(shí)施方式中，基材在可見光譜內(nèi)（例如380nm~780nm)的平均透射率可為大約85 %或 更大、大約86%或更大、大約87%或更大、大約88%或更大、大約89%或更大、大約90%或更 大、大約91 %或更大或者大約92%或更大。在一種或多種替代性的實(shí)施方式中，基材100可 以是不透明的，或者在可見光譜內(nèi)（例如380nm~780nm)的平均透射率小于大約10%、小于 大約9 %、小于大約8 %、小于大約7 %、小于大約6 %、小于大約5 %、小于大約4%、小于大約 3%、小于大約2%、小于大約1%或小于大約0%?；?00可選地具有顏色，例如白色、黑色、 紅色、藍(lán)色、綠色、黃色、橙色等。如本文所用，術(shù)語"透光率"是指光透過介質(zhì)的量。透光率的 測(cè)量值是光進(jìn)入介質(zhì)的量與光離開介質(zhì)的量(未被介質(zhì)反射或吸收的量)之間的差值。術(shù)語 "平均透光率"是指透光率的光譜平均值乘以發(fā)光效率函數(shù)，如CIE標(biāo)準(zhǔn)觀察者所述。如本文 所用，術(shù)語"透射率"定義為給定波長范圍內(nèi)的入射光功率透過材料(例如制品、無機(jī)氧化物 基材、多層式基材或其部分）的百分比。類似的，術(shù)語"反射率"定義為給定波長范圍內(nèi)的入 射光功率從材料(例如制品、無機(jī)氧化物基材、多層式基材或其部分)反射的百分比。透射率 和反射率由特定的線寬測(cè)得。在一種或多種實(shí)施方式中，表征透射率和反射率的光譜分辨 率小于5nm或0 · 02eV。
[0056] 附加地或替代地，出于美觀和/或功能原因，基材100的厚度可沿著其一個(gè)或多個(gè) 維度變化。例如，基材1 〇〇的邊緣可比基材1 〇〇更靠中心的區(qū)域更厚一些?；? 〇〇的長度、寬 度和厚度尺寸也可根據(jù)多層式基材10的應(yīng)用或用途而改變。
[0057] 基材100可采用各種不同的方法來提供。例如，當(dāng)基材100包含例如玻璃等無定形 基材時(shí)，各種成形方法可包括浮法玻璃法和下拉法，例如熔合拉制法和狹縫拉制法。
[0058] 由浮法玻璃法制造的玻璃基材可通過光滑表面來表征，且均勻的厚度可通過使熔 融玻璃在熔融金屬(通常是錫)床上浮動(dòng)來制造。在一種示例性的方法中，將熔融玻璃進(jìn)料 到熔融錫床表面上，形成浮動(dòng)玻璃帶。隨著玻璃帶沿著錫浴流動(dòng)，溫度逐漸降低直至玻璃帶 固化成可從錫上提舉至輥上的固體玻璃基材。一旦離開浴，可以對(duì)玻璃基材進(jìn)行進(jìn)一步冷 卻和退火以降低內(nèi)應(yīng)力。
[0059] 下拉法生產(chǎn)的具有均勻厚度的玻璃基材具有較原始的表面。因?yàn)椴ＡЩ牡钠骄?彎曲強(qiáng)度受到表面缺陷的量和尺寸的控制，因此接觸程度最小的相對(duì)原始的表面具有較高 的初始強(qiáng)度。當(dāng)進(jìn)一步對(duì)該高強(qiáng)度玻璃基材進(jìn)行強(qiáng)化(例如化學(xué)強(qiáng)化)時(shí)，所得到的強(qiáng)度可 以高于表面已經(jīng)進(jìn)行過磨光和拋光的玻璃基材的強(qiáng)度?？梢詫⑾吕ㄖ圃斓牟ＡЩ睦?厚度小于大約2_。另外，下拉玻璃基材具有非常平坦、光滑的表面，其可用于其最終應(yīng)用而 不需要進(jìn)行昂貴的打磨和拋光。
[0060] 例如，熔合拉制法使用拉制槽，所述拉制槽具有用來接收熔融玻璃原材料的通道。 所述通道在頂部在通道的兩側(cè)沿著通道的長度方向具有開放的堰。當(dāng)用熔融材料填充通道 時(shí)，熔融玻璃從堰上溢流。在重力的作用下，熔融玻璃從拉制槽的外表面以兩股流動(dòng)玻璃膜 的形式流下。拉制槽的這些外表面向下和向內(nèi)延伸，以使它們?cè)诶撇巯路降倪吘壧巺R合。 兩股流動(dòng)玻璃膜在該邊緣處匯合并熔合以形成單個(gè)流動(dòng)玻璃基材。熔合拉制法的優(yōu)點(diǎn)在 于：由于從通道溢流的兩股玻璃膜熔合在一起，因此所得到的玻璃板的任一外表面都沒有 與設(shè)備的任意部件相接觸。因此，熔合拉制玻璃基材的表面性質(zhì)不受到這種接觸的影響。 [0061 ]狹縫拉制法與熔合拉制法不同。在狹縫拉制法中，向拉制槽提供熔融原材料玻璃。 拉制容器的底部具有開放狹縫，所述開放狹縫具有沿著狹縫的長度方向延伸的噴嘴。熔融 玻璃流過狹縫/噴嘴，作為連續(xù)基材被向下拉制并進(jìn)入退火區(qū)。
[0062] 一旦成形，可對(duì)基材進(jìn)行強(qiáng)化以形成強(qiáng)化玻璃基材。如本文所用，術(shù)語"強(qiáng)化玻璃 基材"可指已經(jīng)經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的基材，例如通過離子交換將基材表面中較小離子交換成較 大離子。但是，也可利用本領(lǐng)域已知的其他強(qiáng)化方法來形成強(qiáng)化玻璃基材，例如熱退火，或 者利用基材不同部分之間熱膨脹系數(shù)的錯(cuò)配來產(chǎn)生壓縮應(yīng)力區(qū)域和中心張力區(qū)域。
[0063] 可通過離子交換法對(duì)玻璃基材進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化。在該方法中，玻璃基材的表面層中 的離子可被具有相同價(jià)態(tài)或氧化態(tài)的更大的離子取代(或交換）。在玻璃基材包含堿金屬鋁 硅酸鹽玻璃的實(shí)施方式中，玻璃表面層中的離子以及較大離子是一價(jià)的堿金屬陽離子，例 如Li + (當(dāng)存在于玻璃中時(shí)）、他+、1(+、1^+和(^+?；蛘?，表面層中的一價(jià)陽離子可被例如48 +等 堿金屬陽離子以外的一價(jià)陽離子取代。
[0064] 離子交換法通常這樣進(jìn)行:將玻璃基材浸泡在熔融鹽浴中，所述熔融鹽浴含有將 與玻璃基材中的較小離子進(jìn)行交換的較大離子。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解，離子交換法的參 數(shù)包括但不限于浴的組成和溫度、浸泡時(shí)間、所述玻璃在一種或多種鹽浴中的浸泡次數(shù)、多 種鹽浴的使用、其它的步驟(例如退火、洗滌等），這些參數(shù)通常是根據(jù)以下因素確定的：玻 璃基材的組成、欲通過強(qiáng)化操作獲得的玻璃基材的壓縮層深度和壓縮應(yīng)力。例如，含堿金屬 的玻璃基材的離子交換可以通過以下方式實(shí)現(xiàn):在至少一種包含鹽的熔融浴中進(jìn)行浸泡， 所述鹽例如但不限于較大堿金屬離子的硝酸鹽、硫酸鹽和鹽酸鹽。熔融鹽浴的溫度通常在 大約380°C~大約450°C的范圍內(nèi)，而浸泡時(shí)間在大約15分鐘~大約40小時(shí)的范圍內(nèi)。但是， 也可以采用不同于上文所述的溫度和浸泡時(shí)間。
[0065] 另外，在以下文獻(xiàn)中描述了在多離子交換浴中浸泡玻璃基材且在浸泡之間進(jìn)行洗 滌和/或退火步驟的離子交換法的非限制性示例：由Douglas C.Allan等人于2009年7月10 日提交的美國專利申請(qǐng)第12/500650號(hào)，題為《用于消費(fèi)用途的具有壓縮表面的玻璃》 (Glass with Compressive Surface for Consumer Applications)，其要求于2008年7月 11日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/079995號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其中通過在具有不同濃度的鹽浴 中多次浸泡，相繼進(jìn)行離子交換處理，從而對(duì)該玻璃基材進(jìn)行強(qiáng)化；以及Christopher M.Lee等人于2012年11月20日獲得授權(quán)的美國專利8312739,題為《用于玻璃化學(xué)強(qiáng)化的兩 步離子交換〉〉（Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass)，其要 求于2008年7月29日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)第61/084398號(hào)的優(yōu)先權(quán)，其中玻璃基材通過 以下方式進(jìn)行強(qiáng)化:首先在用流出離子稀釋的第一浴中進(jìn)行離子交換，然后在第二浴中浸 泡，所述第二浴的流出離子的濃度小于第一浴。美國專利申請(qǐng)第12/500650號(hào)和美國專利第 8312739號(hào)的內(nèi)容通過引用全文納入本文。
[0066]可基于中心張力(CT)、壓縮應(yīng)力（CS)、層深度(D0L)和壓縮層深度(D0C)等參數(shù)對(duì) 通過離子交換獲得的化學(xué)強(qiáng)化程度進(jìn)行量化。壓縮應(yīng)力、D0L和D0C由本領(lǐng)域已知的方式測(cè) 得。此類方法包括但不限于，使用例如魯機(jī)歐有限公司（Luceo,日本東京）制造的FSM-6000 或者類似的商用儀器，來進(jìn)行表面應(yīng)力的測(cè)量(FSM)，測(cè)量壓縮應(yīng)力和層深度的方法如ASTM 1422099所述，題為《用于化學(xué)強(qiáng)化的平坦玻璃的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格》和43了1 1279.19779《用于退火 的、熱強(qiáng)化的、完全回火的平坦玻璃中的邊緣和表面應(yīng)力的非破壞性光彈性測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)測(cè) 試方法》，其全文通過引用結(jié)合入本文。表面應(yīng)力測(cè)量依賴于對(duì)應(yīng)力光學(xué)系數(shù)(S0C)的精確 測(cè)量，其與玻璃基材的雙折射相關(guān)。SOC則使用本領(lǐng)域已知的那些方法來進(jìn)行測(cè)量，例如纖 維和四點(diǎn)彎曲法(這些方法如ASTM標(biāo)準(zhǔn)C770-98(2008)所述，題為《測(cè)試玻璃應(yīng)力-光學(xué)系數(shù) 的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法》（Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient)，其全文通過引用結(jié)合入本文)和大圓柱體法。
[0067] CS可在表面附近或者在強(qiáng)化玻璃內(nèi)的不同深度處測(cè)量。最大壓縮應(yīng)力值可包括在 強(qiáng)化玻璃基材表面測(cè)得的壓縮應(yīng)力(CSs)。以D0L表征的壓縮應(yīng)力層的厚度可使用例如FSM-6000等市售的儀器通過表面應(yīng)力計(jì)(FSM)測(cè)量來確定。壓縮應(yīng)力也可以用D0C表征，這是指 玻璃中的應(yīng)力從壓縮應(yīng)力轉(zhuǎn)化為拉伸應(yīng)力時(shí)的深度。在D0C處，應(yīng)力從正應(yīng)力(壓縮應(yīng)力)轉(zhuǎn) 化為負(fù)應(yīng)力(拉伸應(yīng)力），因此其數(shù)值為0。在一些例子中，CT可由壓縮應(yīng)力CS、厚度t和D0L計(jì) 算得到，它是為玻璃基材內(nèi)鄰近壓縮應(yīng)力層的內(nèi)核區(qū)域計(jì)算的。CS與中心張力CT的關(guān)系由 表達(dá)式(1)給出：
[0068] CT=(CS · D0L)/(t_2D0L) (1)，
[0069] 其中t表示玻璃制品的厚度，以微米(μπι)表示。在本文的各個(gè)部分，中心張力CT和 壓縮應(yīng)力CS在這里以兆帕(MPa)表示，厚度t以微米(μπι)或毫米(mm)表示，層深度D0L以微米 (Mi)表示。當(dāng)使用D0C時(shí)，其也可以微米表示(μπι)。
[0070] 在一種實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材100的表面壓縮應(yīng)力可以是250MPa或更大、 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或更大或者800MPa或更大。強(qiáng)化玻璃基材的壓 縮層深度可以是lOwn或更大、15μηι或更大、20μηι或更大(例如25μηι、30μηι、35μηι、40μηι、45μηι、 50μπι或更大），并且/或者中心張力CT可以是lOMPa或更大、20MPa或更大、30MPa或更大、 40MPa 或更大（例如 42MPa、45MPa 或 50MPa 或更大）但小于 lOOMPa(例如 95、90、85、80、75、70、 65、60、55MPa或更小）。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材具有以下參數(shù)中的 一種或多種：大于500MPa的表面壓縮應(yīng)力、大于15μηι的壓縮層深度和大于18MPa的中心張 力。
[0071]強(qiáng)化玻璃基材的一種或多種【具體實(shí)施方式】的截面示意圖示于圖2。強(qiáng)化玻璃基材 300具有厚度t、第一表面310和第二表面312。強(qiáng)化玻璃基材300具有從第一表面310向玻璃 基材300體積內(nèi)部延伸至層深度D0&的第一壓縮層320。在圖2所示的實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃 基材300還具有從第二表面312延伸至第二層深度D0L 2的第二壓縮層322。強(qiáng)化玻璃基材300 還具有位于壓縮層320與322之間的中心區(qū)域330。中心區(qū)域330處于拉伸應(yīng)力或中心張力 (CT)下，其分別平衡或抵消層320和322的壓縮應(yīng)力。
[0072]在圖2所示的實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材300在壓縮應(yīng)力層320和322中包含中間臨 界深度CDjPCD2。無意受限于理論，不論是否存在層200(未在圖中示出），這些中間臨界深度 CDjPCD2以及這些臨界深度處的壓縮應(yīng)力都可足以增加強(qiáng)化玻璃基材300的幸存能力。 [0073] 在一種或多種實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材300可包含表面CS(CSs)和大于或等于75 μπι的D0L，其中，CSs/DOL的比值彡15、或甚至彡12。在一些例子中，CSs/DOL的比值可在大約 0.1~大約12的范圍內(nèi)。在一種具體的實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材300可具有應(yīng)力曲線，以使 表面以下50μπι的中間臨界深度處的壓縮應(yīng)力CS D至少為CSs的5 %、至少為CSs的10 %、至少為 CSs的25%或在CSs的大約25%~大約75%的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施方式中，D0L可在大約80~ 大約120μπι的范圍內(nèi)。CSs可彡250MPa或在大約350MPa~大約500MPa的范圍內(nèi)。在一些例子 中，CSs可彡500MPa(例如為大約700~大約1200MPa)。在一種或多種實(shí)施方式中，CSD可在大 約70MPa~大約200MPa的范圍內(nèi)。
[0074] 如附圖進(jìn)一步所示，圖3~6顯示了具有深D0L(例如D0L彡75μπι)且厚度為1mm的強(qiáng) 化堿金屬鋁硅酸鹽玻璃基材的應(yīng)力曲線。如圖3所示，CSs為936MPa且D0L為80μπι的強(qiáng)化玻璃 基材的壓縮應(yīng)力在玻璃基材的表面具有尖峰或增大。在50μπι的中間深度處，存在大約 lOOMPa的壓縮應(yīng)力CSD。與圖3所示的玻璃基材相似，圖4表示在表面具有壓縮應(yīng)力尖峰的強(qiáng) 化玻璃基材。CSs為897MPa且D0L為108μπι的強(qiáng)化玻璃基材在50μπι的深度處的壓縮應(yīng)力為大 約lOOMPa。圖5和圖6表示不在表面具有壓縮應(yīng)力尖峰的強(qiáng)化玻璃基材。圖5所示的強(qiáng)化玻璃 基材的CSs為372Mpa、D0L為80μπι且在50μπι的CD處的CS D為大約lOOMpa。圖6所示的強(qiáng)化玻璃基 材的CSs為225Mpa、D0L為112μπι且在50μπι的CD處的CSd為大約llOMpa。
[0075] 在一種或多種實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材可具有至少一個(gè)從基材表面向基材內(nèi)部 延伸至至少為大約45μπι的D0C處的深壓縮層。在一種實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材的壓縮應(yīng)力 曲線包含從表面延伸至壓縮深度D0C處的單一線性區(qū)段?；蛘撸瑥?qiáng)化玻璃基材的壓縮應(yīng)力曲 線包含兩個(gè)近似線性部分:第一部分從表面延伸至相對(duì)較淺的深度且具有陡峭的斜率;而 第二部分從較淺的深度延伸至壓縮深度。在一些實(shí)施方式中，本文所述的強(qiáng)化玻璃基材的 最大壓縮應(yīng)力CSs至少為大約150MPa。在一些實(shí)施方式中，最大壓縮應(yīng)力CSs至少為大約 210MPa，在其它實(shí)施方式中，至少為大約300MPa。在一些實(shí)施方式中，最大壓縮應(yīng)力CSs位于 表面（圖2中的310、312)。然而，在其它實(shí)施方式中，最大壓縮CSs可位于強(qiáng)化玻璃基材的壓 縮區(qū)域(320、322)內(nèi)，且位于表面以下一定深度處。壓縮區(qū)域從強(qiáng)化玻璃基材的表面延伸至 至少為大約45微米(μπι)的壓縮深度D0C處。在一些實(shí)施方式中，D0C至少為大約60μπι。在其它 實(shí)施方式中，D0C至少為大約70μπι，在一些實(shí)施方式中，至少為大約80μπι，在另一些實(shí)施方式 中，D0C至少為大約90μπι。在某些實(shí)施方式中，壓縮深度D0C至少為大約100μπι，而在一些實(shí)施 方式中至少為大約140μηι。在某些實(shí)施方式中，壓縮深度的最大值為大約100μπι。
[0076] 壓縮應(yīng)力隨著強(qiáng)化玻璃基材表面以下位置的深度的變化而變化，在壓縮區(qū)域（圖2 中的330)中繪制出壓縮應(yīng)力曲線。如2014年6月19日提交的題為《具有深壓縮深度的強(qiáng)化玻 璃》（Strengthened Glass with Deep Depth of Compression)的美國專利申請(qǐng)第62/ 014464中所描述的那樣，強(qiáng)化玻璃基材可具有特定的壓縮應(yīng)力，通過引用將該文件納入本 文。如圖7所示意，在一些實(shí)施方式中，壓縮區(qū)域內(nèi)的壓縮應(yīng)力曲線基本上是線性的。在圖7 中，壓縮應(yīng)力基本上呈線性，形成一條具有以MPa/μπι為單位的斜率m a的直線a，所述直線與 縱軸y(CS)相交于CSsXS曲線a與X軸相交于壓縮深度D0C?？倯?yīng)力在該點(diǎn)處為0。在D0C以下， 玻璃制品處于張力CT中，到達(dá)中心值CT。在一種非限定性的實(shí)施方式中，可存在亞區(qū)，其中 的張力在0至不超過與CT相等的最大張力(絕對(duì)值)的范圍內(nèi)變化;還可存在這樣一個(gè)區(qū)域， 其中的張力基本上是不變的且與CT相等。
[0077] 在一些實(shí)施方式中，本發(fā)明的玻璃制品的壓縮應(yīng)力曲線a的斜率ma在特定的范圍 內(nèi)。圖7中，例如，線a的斜率m a位于上邊界δ2和下邊界δ?之間，g卩δ2彡ma>Sl。在一些實(shí)施方 式中，2MPa/ym彡m a<200MPaAim。在一些實(shí)施方式中，2MPa/ym彡ma<8MPaAxm，在一些實(shí)施方 式中，3MPa/ym彡 ma<6MPaAxm，在其它實(shí)施方式中，2MPa/ym 彡ma<4.5MPaAxm。
[0078] 在某些實(shí)施方式中，斜率1小于大約1 .5MPa/ym，在一些實(shí)施方式中，為大約 0.7MPaAxm~大約2MPaAxm。當(dāng)斜率叫具有這些值且壓縮深度D0C至少為大約100μπι時(shí)，對(duì)于 可能廣泛存在于某些裝置設(shè)計(jì)的現(xiàn)場(chǎng)失效中的至少一種失效模式(例如非常深的穿刺），強(qiáng) 化玻璃的耐受能力特別有優(yōu)勢(shì)。
[0079] 在其它實(shí)施方式中，如圖8所示意，壓縮應(yīng)力曲線是多種基本上呈線性的函數(shù)的結(jié) 合。如圖8所示，壓縮應(yīng)力曲線具有第一區(qū)段或部分a'和第二區(qū)段或部分b。第一部分a在玻 璃制品的強(qiáng)化表面至深度d a之間基本上呈線性。部分a'具有斜率nw且與y軸相交于CSs。壓 縮應(yīng)力曲線的第二部分b大致從深度心延伸至壓縮深度D0C并具有斜率m b。位于深度心處的 壓縮應(yīng)力CS(da)由以下的表達(dá)式給出：
[0080] CS(da)^CSs-da(m^) (7)。
[0081 ] 在一些實(shí)施方式中，深度da在大約3μηι~大約8μηι的范圍內(nèi)，即3ym<d a<8ym。在其 它實(shí)施方式中，3μL?彡Κ?ΟμL?。在其它實(shí)施方式中，3μL?彡Κ?2μπ?。
[0082]在一些實(shí)施方式中，壓縮應(yīng)力曲線可包含附加區(qū)段。在一些實(shí)施方式中，壓縮應(yīng)力 的不同的線性部分或區(qū)段可由過渡區(qū)段(未在圖中示出）來連接，在所述過渡區(qū)段中，曲線 的斜率從第一斜率過渡至第二斜率(g卩從nw至W )。
[0083]如圖8所示，壓縮應(yīng)力曲線部分a'的斜率比部分b的斜率要陡峭得多，即|nw |彡|mb 。這相當(dāng)于以下情況：由連續(xù)進(jìn)行的多離子交換過程形成了在玻璃制品表面具有"尖峰"的 壓縮應(yīng)力曲線，以使表面具有足夠的壓縮應(yīng)力來耐受由沖擊產(chǎn)生的一些缺陷的引入或生 長。
[0084] 在一些實(shí)施方式中，本文所述的玻璃制品的壓縮應(yīng)力曲線a和b分別具有斜率nw和 mb，且都在特定的范圍內(nèi)。在圖8中，例如，線a'的斜率nw位于上邊界δ3和下邊界δ4之間，而 線b的斜率mb位于上邊界δ5和下邊界δ6之間，即δ4彡nw彡δ3以及δ6彡m b彡δ5。在一些實(shí)施方 式中，40MPaAim<ma'彡200MPaAxm，而 2MPa/ym 彡 mb 彡 8MPa/ym。在一些實(shí)施方式中，40MPaAxm <ma'彡 120MPaAxm，而在一些實(shí)施方式中，50MPaAim<ma'彡 120MPaAxm。
[0085] 在一些實(shí)施方式中，玻璃基材的壓縮區(qū)域在玻璃制品的表面的壓縮應(yīng)力CSs至少 為大約150MPa，其中，壓縮區(qū)域從表面延伸至至少為大約45μπι的壓縮深度DOC，且其壓縮應(yīng) 力曲線的第一部分從表面延伸至至少為大約45μπι的深度d a并具有斜率ma，其中，2MPaAim< ma<SMPa/μπι，且所述壓縮應(yīng)力曲線可選地具有第二部分Y，所述第二部分a'從表面延伸至 至少為大約3ym的深度da'，其中，40MPa/ym^ima' ^^OOMPa/ym(或40MPa/ym^ima' ^Ξ?20ΜΡ&/μηι 或3MPaAxm彡ma<6MPaAim)。在一些實(shí)施方式中，壓縮應(yīng)力曲線包含：第一部分a，所述第一 部分a從表面延伸至深度d a并具有斜率ma，其中，3μηι< cK 8μηι且40MPa/ym<ma< 200MPa/ym (或40MPaAxm彡ma< 120MPaA?ii或50MPaAxm彡ma< 120MPaA?ii);和第二部分b，所述第二部分b 從丄延伸至不超過壓縮深度DOC并具有斜率mb，其中，2MPaAxm彡mb彡8MPaA?。
[0086] 深度da可與壓縮深度相同，第一部分a從表面延伸至da。在一些實(shí)施方式中，第二部 分a'從表面延伸至深度ck，第一部分a從心延伸至不超過深度d a。厚度可在大約0.1mm~大 約1.5mm的范圍內(nèi)。
[0087] 可用于本文所述的強(qiáng)化玻璃基材的示例性的可離子交換的玻璃可包括堿金屬鋁 硅酸鹽玻璃組合物或堿金屬鋁硼硅酸鹽玻璃組合物，但也可考慮其他玻璃組合物。如本文 所用，"可離子交換"是指玻璃基材能夠通過尺寸更大或更小的同價(jià)態(tài)陽離子來交換位于玻 璃基材表面處或附近的陽離子。在一種或多種實(shí)施方式中，用于形成玻璃基材的玻璃組合 物可具有至少為130千泊的液相線粘度。一種示例性玻璃組成包含Si0 2、B2〇3和Na20,其中， (Si02+B2〇3)多66摩爾％，且Na20>9摩爾％。在一種實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材包含具有至 少6重量％的氧化鋁的玻璃組合物。在另一種實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材(或非強(qiáng)化玻璃基 材)包含具有一種或多種堿土金屬氧化物的玻璃組合物，以使堿土金屬氧化物的含量至少 為5重量％。在一些實(shí)施方式中，合適的玻璃組合物還包含K 20、Mg0和CaO中的至少一種。在 一種具體的實(shí)施方式中，用于強(qiáng)化玻璃基材(或非強(qiáng)化玻璃基材）中的玻璃組合物可包含61 ~75摩爾％的5丨〇2、7~15摩爾％的厶1 2〇3、0~12摩爾％的82〇3、9~21摩爾％的似2〇、0~4摩 爾％的1(20、0~7摩爾％的]\%0和0~3摩爾％的0&0。
[0088] 另一種適用于強(qiáng)化玻璃基材或非強(qiáng)化玻璃基材的示例性的玻璃組合物包含:60~ 70摩爾％的51〇2、6~14摩爾％的六12〇3、0~15摩爾％的8 2〇3、0~15摩爾％的1^2〇、0~20摩 爾％的似20、0~10摩爾％的1(20、0~8摩爾％的]\%0、0~10摩爾％的030、0~5摩爾％的2抑2、 0~1摩爾％的3]1〇2、0~1摩爾％的〇6〇2、小于50ppm的As2〇3和小于50ppm的Sb2〇3，其中，12摩 爾％彡（Li2〇+Na 20+K2〇)彡20摩爾％且0摩爾％彡（MgO+CaO)彡10摩爾％。
[0089] 另一種適用于強(qiáng)化玻璃基材或非強(qiáng)化玻璃基材的示例性的玻璃組合物包含:63.5 ~66.5摩爾％的5丨〇2、8~12摩爾％的六12〇3、0~3摩爾％的82〇3、0~5摩爾％的1^2〇、8~18摩 爾％的似20、0~5摩爾％的1(20、1~7摩爾％的]\%0、0~2.5摩爾％的030、0~3摩爾％的2抑2、 0.05~0.25摩爾％的3]1〇2、0 · 05~0 · 5摩爾％的〇6〇2、小于50ppm的As2〇3和小于50ppm的 Sb2〇3，其中，14摩爾％ < (Li2〇+Na2〇+K2〇K 18摩爾％且2摩爾％ < (MgO+Ca〇K7摩爾％。
[0090] 在一種【具體實(shí)施方式】中，適用于強(qiáng)化玻璃基材或非強(qiáng)化玻璃基材的堿金屬鋁硅酸 鹽玻璃組合物包含氧化鋁、至少一種堿金屬以及，在一些實(shí)施方式中大于50摩爾％的310 2， 在另一些實(shí)施方式中至少58摩爾％的^〇2，在又一些實(shí)施方式中至少 60摩爾％的^〇2，其中
在所述比例中，組分以摩爾％計(jì)且改性劑是堿金屬氧化物。在具體的實(shí) ，. 施方式中，該玻璃組合物包含:58~72摩爾％的3丨02、9~17摩爾％的六12〇3、2~12摩爾％的 B2〇3、8~16摩爾％的恥2〇和0~4摩爾％的1(20，
[0091] 在另一種實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材或非強(qiáng)化玻璃基材可包含堿金屬錯(cuò)娃酸鹽玻 璃組合物，所述堿金屬鋁硅酸鹽玻璃組合物包含:64~68摩爾％的310 2、12~16摩爾％的 Na20、8~12摩爾％的厶12〇3、0~3摩爾％的8 2〇3、2~5摩爾％的1(20、4~6摩爾％的]\%0和0~5 摩爾 ％ 的0&0，其中：66摩爾 ％ 彡Si〇2+B2〇3+CaO彡69摩爾 ％ ;Na2〇+K2〇+B2〇3+MgO+CaO+SrO> 10 摩爾 ％;5 摩爾 ％<Mg0+Ca0+Sr0 彡 8 摩爾 ％ ;(Na2〇+B2〇3)-Al2〇3 彡 2 摩爾 ％;2 摩爾 Na2〇-Al2〇3彡6摩爾 ％ ;以及4摩爾 ％ 彡（Na2〇+K2〇)-Al2〇3彡 10摩爾 ％。
[0092] 在另一種選擇性的實(shí)施方式中，強(qiáng)化玻璃基材或非強(qiáng)化玻璃基材可包含堿金屬鋁 硅酸鹽玻璃組合物，所述堿金屬鋁硅酸鹽玻璃組合物包含：2摩爾％或更多的Al 2〇3和/或 Zr〇2，或4摩爾％或更多的Ah〇3和/或Zr〇2。
[0093] 在一些實(shí)施方式中，用于玻璃基材的組合物可配料有0~2摩爾％的選自Na2S〇4、 NaCl、NaF、NaBr、K2S〇4、KCl、KF、KBr和 Sn02 中的至少一種澄清劑。
[0094]在基材100包含晶體基材的場(chǎng)合，所述基材可包含單晶，所述單晶可包含Al2〇3。這 種單晶基材稱作藍(lán)寶石。適用于晶體基材的其他材料包括多晶氧化鋁層和/或尖晶石 (MgAl2〇4)〇
[0095] 可選地，晶體基材100可包含玻璃陶瓷基材，其可以是經(jīng)過強(qiáng)化的或未經(jīng)過強(qiáng)化 的。合適的玻璃陶瓷的例子可包括Li2〇-Al 2〇3-Si02體系（即LAS體系）玻璃陶瓷、Mg〇-Al2〇 3-Si02體系（即MAS體系)玻璃陶瓷和/或包含主晶相的玻璃陶瓷，所述主晶相包括β-石英固溶 體、β-鋰輝石固溶體、堇青石和二硅酸鋰?？衫帽疚乃龅牟ＡЩ膹?qiáng)化方法對(duì)玻璃陶瓷 基材進(jìn)行強(qiáng)化。在一種或多種實(shí)施方式中，可在Li 2S〇4熔融鹽中對(duì)MAS體系玻璃陶瓷基材進(jìn) 行強(qiáng)化，從而可發(fā)生2Li+對(duì)Mg2+的交換。
[0096] 根據(jù)一種或多種實(shí)施方式的基材100的厚度可在大約100μπι~大約5mm的范圍內(nèi)。 示例性的基材100的厚度在大約100μπι~大約500μπι的范圍內(nèi)（例如100、200、300、400或50(^ m)。另一些示例性的基材100的厚度在大約500μπι~大約ΙΟΟΟμπι的范圍內(nèi)（例如500、600、 700、800、900或ΙΟΟΟμπι)?；?00的厚度可大于大約1mm(例如大約2、3、4或5mm)。在一種或 多種特定的實(shí)施方式中，基材100的厚度可以是2mm或更小，或者小于1_?；?00可經(jīng)過酸 拋光，或者以其他方式處理，以消除或減少表面缺陷的影響。
[0097] 層
[0098]可使用本文所述的層200的實(shí)施方式來使基材100和/或多層式基材10具有耐劃痕 性、耐破裂性或耐損壞性。可選地，可以使用層200來改善基材100和/或多層式基材10的光 學(xué)性能。層200的這些屬性可以組合使用。因此，層200在本文中可稱為"耐劃痕"層、"耐破 裂"層或更普遍地被稱為"耐損壞"層。層200可以是連續(xù)的層或不連續(xù)的層。
[0099]在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材10和/或?qū)?00和/或一個(gè)或多個(gè)形成層的 亞層的硬度可以通過其測(cè)得的硬度來表征。如本文所用，硬度由"布氏壓痕硬度測(cè)試"測(cè)得， 其包括通過利用金剛石布式硬度計(jì)壓頭對(duì)材料表面進(jìn)行壓刻，從而測(cè)量材料表面的硬度。 布氏壓痕硬度測(cè)試包括利用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭對(duì)表面進(jìn)行壓刻，以形成壓痕深度在大 約50nm~大約lOOOnrn范圍內(nèi)（或者材料或?qū)拥恼麄€(gè)厚度，取更小者）的壓痕，并測(cè)量從該壓 痕沿著整個(gè)壓痕深度范圍或該壓痕深度的一個(gè)區(qū)段的最大硬度，通常使用以下文獻(xiàn)中的方 法：由011代11.(：.;?1^^，6.1.所著的《一種改進(jìn)的使用負(fù)荷和位移傳感凹痕實(shí)驗(yàn)測(cè)定硬 度和彈性模量的技術(shù)》（An improved technique for determining hardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentation experiments) 了.]\&^611^8.，￥〇1.7，吣.6，1992，1564~1583;和01"61￥.(：. ;?1^^，6.]\1.所著的《利用儀 器壓痕測(cè)量硬度和彈性模量:理解的進(jìn)展和方法的改進(jìn)》(Measurement of Hardness and Elastic Modulus by Instrument Indentation: Advances in Understanding and Refinements to Methodology)J.Mater.Res.，Vol · 19，No. 1，2004,3~20。從表面材料或?qū)?上形成和測(cè)量壓痕深度。如本文所用，"硬度"是指最大硬度而不是指平均硬度。
[0100] 特別是在對(duì)于比下方基材更硬的涂層所進(jìn)行的納米壓痕測(cè)試方法(例如通過使用 布氏硬度計(jì)壓頭）中，由于在較淺的壓痕深度處形成了塑性區(qū)，因此所測(cè)得的硬度似乎可在 最初增加，然后增加并在更深的壓痕深度處達(dá)到最大值或平臺(tái)期。隨后，由于下方基材的影 響，硬度在更深的壓痕深度處開始下降。
[0101] 對(duì)壓痕深度范圍以及在一個(gè)或多個(gè)壓痕深度范圍內(nèi)的硬度值進(jìn)行選擇，以確定材 料或?qū)拥木唧w硬度響應(yīng)，如本文所述，而不受下方基材的影響。當(dāng)利用布氏硬度計(jì)壓頭對(duì)材 料或?qū)樱ó?dāng)設(shè)置于基材上時(shí)）的硬度進(jìn)行測(cè)量時(shí)，材料的永久形變區(qū)域(塑性區(qū)）與材料的硬 度相關(guān)聯(lián)。在壓刻過程中，彈性應(yīng)力場(chǎng)的范圍延伸大大超出該永久形變區(qū)域。隨著壓刻深度 的增加，表觀硬度和模量受到應(yīng)力場(chǎng)與下方基材相互作用的影響?；膶?duì)硬度的影響發(fā)生 于更深的壓痕深度處(例如特別是在深度大于材料或?qū)拥暮穸鹊?0%處）。另外，另一種復(fù) 雜情況是硬度響應(yīng)需要某個(gè)最小負(fù)荷以在壓刻過程中形成完全的塑性。在達(dá)到該最小負(fù)荷 前，硬度顯示出普遍遞增的趨勢(shì)。
[0102] 在較小的壓刻深度處(也可被表征為較小的負(fù)荷）（例如不超過大約100nm或小于 大約70nm)，材料的表觀硬度似乎相對(duì)于壓刻深度急劇增加。該較小的壓刻深度區(qū)域不代表 硬度的真實(shí)度量，而是反映出如上文所述的塑性區(qū)的形成，其與硬度計(jì)壓頭的有限曲率半 徑有關(guān)。在中間壓痕深度處，表觀硬度接近最大水平。在更深的壓痕深度處，隨著壓痕深度 的增加，基材的影響更加顯著。一旦壓痕深度超過層厚度的大約30%，硬度就急劇下降。
[0103] 觀察到在中間壓痕深度(硬度在此處接近并保持在最大水平)和更深的壓痕深度 處的測(cè)量取決于材料或?qū)拥暮穸?。?dāng)使用布氏壓痕硬度測(cè)試對(duì)具有不同厚度(例如500nm、 lOOOnm、1500nm和2000nm)的四層相同材料的硬度響應(yīng)進(jìn)行評(píng)估時(shí)，厚度為500nm的層在大 約100nm~180nm的壓痕深度處顯不出其最大硬度，其硬度隨后在大約180nm~大約200nm的 壓痕深度處急劇下降（表明基材的硬度對(duì)硬度測(cè)試產(chǎn)生影響），厚度為l〇〇〇nm的層在大約 100nm~大約300nm的壓痕深度處顯示出最大硬度，其硬度隨后在大于大約300nm的壓痕深 度處急劇下降，厚度為1500nm的層在大約100nm~大約550nm的壓痕深度處顯示出最大硬 度，而厚度為2000nm的層在大約lOOnm~大約600nm的壓痕深度處顯示出最大硬度。
[0104]在一些實(shí)施方式中，在大于大約200nm的壓痕深度處具有最大硬度使材料或該材 料的層具有足夠的硬度以提供耐劃痕性，這不受基材的影響。在一些實(shí)施方式中，在這些壓 痕深度處具有最大硬度提供了對(duì)例如微延展性劃痕(深度通常為大約200nm~大約400nm) 等特定劃痕的耐受性。如本文所用，術(shù)語"微延展性劃痕"包括具有延伸長度的材料的單槽。 例如，制品（或制品的表面)可具有對(duì)微延展性劃痕的耐受性，因?yàn)樵撝破费刂囟ǖ膲汉?深度顯示出本文所列舉的硬度值，所述硬度值由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得。
[0105] 在一種或多種特定的實(shí)施方式中，層200的硬度沿著大約50nm或更深或大約100nm 或更深的壓痕深度（例如大約l〇〇nm~大約300nm、大約100nm~大約400nm、大約100nm~大 約500nm、大約100nm~大約600nm、大約200nm~大約300nm、大約200nm~大約400nm、大約 200nm~大約500nm、或大約200nm~大約600nm)為大約大于8GPa，所述硬度由布氏壓痕硬度 測(cè)試測(cè)得。在一種或多種實(shí)施方式中，層200的硬度沿著這些壓痕深度為大約16GPa或更大、 大約17GPa或更大、大約18GPa或更大、大約19GPa或更大、大約20GPa或更大、大約22GPa或更 大。層200可具有至少一個(gè)亞層，所述亞層的硬度沿著大約50nm或更深或大約100nm或更深 的壓痕深度（大約l〇〇nm~大約300nm、大約100nm~大約400nm、大約100nm~大約500nm、大 約100nm~大約600nm、大約200nm~大約300nm、大約200nm~大約400nm、大約200nm~大約 500nm、大約200nm~大約600nm)為大約16GPa或更大、大約17GPa或更大、大約18GPa或更大、 大約19GPa或更大、大約20GPa或更大、大約22GPa或更大，所述硬度由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè) 得。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，層200(或至少一個(gè)形成層200的亞層）的硬度沿著大 約50nm或更深或大約100nm或更深的壓痕深度（大約100nm~大約300nm、大約100nm~大約 400nm、大約100nm~大約500nm、大約100nm~大約600nm、大約200nm~大約300nm、大約 200nm~大約400nm、大約200nm~大約500nm、大約200nm~大約600nm)為大約15GPa~大約 25GPa、大約16GPa~大約25GPa、大約18GPa~大約25GPa、大約20GPa~大約25GPa、大約 22GPa~25GPa、大約23GPa~大約25GPa以及它們之間的所有范圍和子范圍，所述硬度由布 氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得。如下文將要描述的，層200使多層式基材10具有一個(gè)硬度?？梢詫?duì)層 200的硬度進(jìn)行選擇以使其大于基材100的硬度。
[0106]本文所述的層200的實(shí)施方式可通過其模量和/或一個(gè)或多個(gè)形成該層的亞層的 模量來表征。如本文所用，"模量"是指楊氏模量。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，層200的 模量為150GPa或更大。在一種或多種實(shí)施方式中，層200的模量為大約160GPa或更大、大約 170GPa或更大、大約180GPa或更大、大約190GPa或更大、大約200GPa或更大、大約220GPa或 更大，所述模量由已知方法測(cè)得，包括通過利用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭的納米壓痕方法。在 一種或多種實(shí)施方式中，層200的模量在大約lOOGPa~大約250GPa或大約150GPa~大約 240GPa的范圍內(nèi)，以及它們之間的所有范圍和子范圍。
[0107] 在一些實(shí)施方式中，層200可具有耐劃痕性，所述耐劃痕性通過劃痕深度和/或劃 痕寬度的減小來測(cè)量。在這種方式中，根據(jù)一種或多種實(shí)施方式的層200通過減小劃痕寬度 和/或深度而特別能夠預(yù)防或減輕單一事件劃痕損傷。包含層200的多層式基材10的劃痕深 度和/或劃痕寬度相比于不含層200的基材100(經(jīng)歷相同的劃痕條件）的劃痕深度和/或劃 痕寬度可有所減小。如果適用的話，不論基材100是無定形和/或晶體并且/或者不論基材 100經(jīng)過或未經(jīng)強(qiáng)化，這種劃痕深度和/或?qū)挾壬系臏p小都會(huì)發(fā)生。
[0108] 在一種或多種實(shí)施方式中，當(dāng)使用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭沿著多層式基材的表面 以160mN的負(fù)荷、ΙΟμπι/秒的速度對(duì)多層式基材10進(jìn)行長度至少為100μπι的劃刻時(shí)(在多層式 基材的設(shè)置有層200的一面上），所得到的劃痕的深度比在未設(shè)置層200的基材100上以相同 方式（即采用相同的壓頭、負(fù)荷、速度和長度）形成的劃痕的深度至少小20%，在一些情況 中，至少小30 %。當(dāng)負(fù)荷降至120mN、60mN或30mN時(shí)，劃痕深度的降幅進(jìn)一步增加。換言之，在 更低的負(fù)荷下，根據(jù)一種或多種實(shí)施方式的多層式基材10中所得到的劃痕深度可比其上未 設(shè)置層200的基材100中的劃痕深度更淺。另外，當(dāng)使用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭以ΙΟμπι/秒的 速度對(duì)多層式基材10進(jìn)行長度至少為1mm、至少為2mm、至少為3mm、至少為4mm或至少為5_ 的劃刻時(shí)，該耐劃痕性也可顯現(xiàn)。在一種或多種實(shí)施方式中，層200具有耐劃痕性，以使當(dāng)使 用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭沿著多層式基材的表面以160mN的負(fù)荷、ΙΟμπι/秒的速度對(duì)包含層 200的多層式基材10進(jìn)行長度為100μπι的劃刻時(shí)，所得到的劃痕的劃痕深度小于300nm、小于 290nm、小于280nm、小于270nm、小于260nm、小于250nm、小于240nm、小于230nm、小于220nm、 小于210nm、小于200nm、小于180nm、小于170nm、小于160nm、小于150nm、小于140nm、小于 130nm、小于120nm、小于110nm、小于100nm、小于90nm、小于80nm、小于70nm、小于60nm、小于 50nm、小于40nm、小于30nm、小于20nm、小于10nm以及它們之間的所有范圍和子范圍。本文所 述的這些劃痕深度可由層200的未受干擾的原始表面測(cè)得。換言之，劃痕深度不包括任何在 劃痕邊緣附近由于金剛石布氏硬度計(jì)壓頭刺入層中而導(dǎo)致層材料位移所形成的層200。
[0109] 在一種或多種實(shí)施方式中，當(dāng)使用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭沿著多層式基材的表面 以160mN的負(fù)荷、ΙΟμπι/秒的速度對(duì)多層式基材10進(jìn)行長度為100μπι的劃刻時(shí)(在多層式基材 的設(shè)置有層200的一面），所得到的劃痕的寬度比在未設(shè)置層200的基材100上以相同方式 (即采用相同的壓頭、負(fù)荷、速度和長度)形成的劃痕的寬度至少小10%，在一些情況中，至 少小30%或甚至小50%。當(dāng)負(fù)荷降至120mN、60mN或30mN時(shí)，劃痕寬度的降幅進(jìn)一步增加。換 言之，在更低的負(fù)荷下，根據(jù)一種或多種實(shí)施方式的多層式基材10中所得到的劃痕寬度可 比未設(shè)置層200的基材100中的劃痕深度更窄。另外，當(dāng)使用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭以ΙΟμπι/ 秒的速度對(duì)多層式基材10進(jìn)行長度至少為1_、至少為2mm、至少為3mm、至少為4mm或至少為 5mm的劃刻時(shí)，該耐劃痕性也可顯現(xiàn)。在一種或多種實(shí)施方式中，層200具有耐劃痕性，以使 當(dāng)使用金剛石布氏硬度計(jì)壓頭沿著多層式基材的表面以160mN的負(fù)荷、ΙΟμπι/秒的速度對(duì)包 含層200的多層式基材10進(jìn)行長度為1 OOwii的劃刻時(shí)，所得到的劃痕的劃痕寬度小于1 Onm、 小于9 · 5nm、小于9nm、小于8 · 5nm、小于8nm、小于7 · 5nm、小于7nm、小于6 · 5nm、小于6nm、小于 5 · 5nm、小于5nm、小于4 · 5nm、小于4nm、小于3 · 5nm、小于3nm、小于2 · 5nm、小于2nm、小于 1.5nm、小于lnm、小于0.5nm以及它們之間的所有范圍和子范圍。本文所述的這些劃痕寬度 可由層200的未受干擾的原始表面測(cè)得。換言之，劃痕寬度不包括任何在劃痕邊緣附近由于 金剛石布氏硬度計(jì)壓頭刺入層中導(dǎo)致層材料位移所形成的層200。
[0110]在一種或多種實(shí)施方式中，當(dāng)使用石榴石砂紙測(cè)試來進(jìn)行評(píng)估時(shí)，本文所描述的 層200可顯示出耐劃痕性。所述石榴石砂紙測(cè)試旨在重現(xiàn)或模仿當(dāng)本文所述的材料被結(jié)合 入例如手機(jī)等移動(dòng)電子裝置時(shí)的日常使用條件。在一種或多種實(shí)施方式中，手持150號(hào)石榴 石砂紙（由3M供應(yīng))對(duì)表面進(jìn)行單次劃擦，然后用肉眼觀察，在本文所述的材料的包含層的 表面上基本上觀察不到任何劃痕。 層200的厚度可以是0·05μπι或Ο.?μπι或更大。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，層 200的厚度可以是2μπι或更大、或3μπι或更大。特定的層200的厚度可以是0.05μπι、0.06μπι、 0 · 07μπι、0 · 08μπι、0 · 09μπι、0 · 1μπι、0 · 2μπι、0 · 3μπι、0 · 4μπι、0 · 5μπι、0 · 6μπι、0 · 7μπι、0 · 8μπι、0 · 9μπι、 1 · Ομπι、1 · Ιμπι、1 · 3μπι、1 · 4μπι、1 · 5μπι、1 · 6μπι、1 · 7μπι、1 · 8μπι、1 · 9μπι、2 · 1μπι、2 · 2μπι、2 · 3μπι、2 · 4μ πι、2.5μπι、2.6μπι、2.7μπι、2.8μπι、2.9μπι、3.0μπι、以及它們之間的所有范圍和子范圍。層200的 厚度可以是基本上均勻的。
[0112]根據(jù)一種或多種實(shí)施方式的層200在光學(xué)區(qū)域（例如波長在大約380nm~大約 780nm的范圍）內(nèi)可以是基本上清晰或透明的。在一種或多種實(shí)施方式中，層200維持或降低 了多層式基材10的反射性且不包含任何旨在增加多層式基材10的反射性的材料。在一種或 多種替代性的實(shí)施方式中，層200可以基本上不透明。在一種或多種實(shí)施方式中，層200的平 均折射率在大約1.8~2.2的范圍內(nèi)。在一種或多種實(shí)施方式中，層200和/或多層式基材10 不提供反射或透射色調(diào)（或換言之，其提供的反射色調(diào)是中性的或無色的）。在一種或多種 實(shí)施方式中，多層式基材10具有在透射的CIELAB色彩空間坐標(biāo)中顯示的色彩，其由按照以 下條件利用分光光度計(jì)的鏡面反射率測(cè)量來確定:D65光源、CIE a*在大約-2~大約2的范 圍內(nèi)（例如-1.5~1.5、-1~1、-0.5~0.5、-0.25~0.25、-0.1~0.1以及它們之間的所有范 圍和子范圍）、CIE b*在大約-4~大約4的范圍內(nèi)（例如約-3.5~3.5、-3~3、-2.5~2、-2~ 2、-1.5~1.5、-1~1、-0.5~0.5、-0.1~0.1、-0.05~0.05以及它們之間的所有范圍和子范 圍）、CIE L*在大約90~大約100的范圍內(nèi)（例如91~100、92~100、93~100、94~100、95~ 100、96~100、97~100、98~100以及它們之間的所有范圍和子范圍）。在一種或多種實(shí)施方 式中，多層式基材10具有在CIELAB色彩空間坐標(biāo)中顯示的反射色彩，其是通過按照以下條 件利用分光光度計(jì)的鏡面反射率測(cè)量來確定的:D65光源、CIE a*在大約-2~大約2的范圍 內(nèi)（例如-1.5~1.5、-1~1、-0.5~0·5、-0·25~0·25、-0·1~0.1、以及它們之間的所有范圍 和子范圍）、CIE b*在大約-4~大約4的范圍內(nèi)（例如大約-3.5~3.5、-3~3、-2.5~2、-2~ 2、-1.5~1.5、-1~1、-0.5~0.5、-0.1~0.1、-0.05~0.05，以及它們之間的所有范圍和子 范圍）、CIE L*為50或更?。ɡ?5或更小、40或更小、35或更小、30或更小、25或更小、20或 更小、15或更小以及它們之間的所有范圍和子范圍）。
[0113] 在一種或多種實(shí)施方式中，層200可包含金屬氧化物、金屬氮化物、金屬碳化物、金 屬硼化物、類金剛石碳或它們的組合。在一些實(shí)施方式中，層200可包含金屬氮氧化物和/或 金屬碳氧化物。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，一種或多種用于金屬氧化物、金屬氮化 物、金屬氮氧化物、金屬碳化物、金屬碳氧化物和/或金屬硼化物中的金屬可包括B、Al、Si、 Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta、W以及它們的組合?？砂趯?00中的合適的材料的例子 包括31必4)11410^^、310^^)1^一、31(：以及其它類似的材料。在一種或多種實(shí)施方式 中，層200在整個(gè)層中包含相同的材料。
[0114] 在一種多種實(shí)施方式中，層200可包含氧含量梯度、氮含量梯度、娃含量梯度和錯(cuò) 含量梯度以及它們的各種組合。如本文所用，術(shù)語"梯度"是指元素的原子％在層的組成中 的變化。元素的原子％的變化可在層200的多個(gè)亞層(未在圖中示出）之間發(fā)生。在一些例子 中，可使用不超過10、20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120或甚至130個(gè)同一種元素的 亞層來形成一個(gè)具有梯度的層，各亞層彼此之間具有該元素的不同的原子％。在包含氧梯 度的層中，層在其與基材100的界面處或接近該界面處的組成中氧的量(原子％ )可與層在 其相反面處或接近其相反面處(或接近層200與附加層之間的界面，如本文所述）以及它們 之間的其它區(qū)域的組成中氧的量有所不同。
[0115] 在一種或多種實(shí)施方式中，層200中的組成梯度可包括硅/鋁的組成梯度，其中，硅 和鋁的原子％沿著層的厚度各自獨(dú)立地或相互關(guān)聯(lián)地變化。在其它實(shí)施方式中，組成梯度 可包括氧/氮的組成梯度，其中，氧和氮的原子％沿著層的厚度各自獨(dú)立地或相互關(guān)聯(lián)地變 化。在一種或多種實(shí)施方式中，基材100與層200之間的界面處或接近該界面處的氧與氮的 比值可大于層200的相反面處(或接近層200與附加層之間的界面，如本文所述)或它們之間 的其它區(qū)域的氧與氮的比值。例如，在位于或接近基材100與層200之間的界面處，層200中 可以存在很少的氮或不存在氮，并且/或者在層200的相反面處(或接近層200與附加層之間 的界面，如本文所述），層200中可以存在很少的氧或不存在氧。在一種或多種實(shí)施方式中， 基材100與層200之間的界面處或接近該界面處的硅與鋁的比值可大于層200的相反面處 (或接近層200與附加層之間的界面，如本文所述)或它們之間的其它區(qū)域的硅與鋁的比值。 例如，在位于或接近基材100與層200之間的界面處，層200中可以存在很少的鋁或不存在 鋁，并且/或者在層200的相反面處(或接近層200與附加層之間的界面，如本文所述），層200 中可以存在很少的硅或不存在硅。
[0116] 在一種或多種實(shí)施方式中，氧含量梯度和/或氮含量梯度可通過沉積過程中通入 (例如通入將層200沉積于基材100之上的沉積室中）的氧氣和/或氮?dú)獾牧魉賮砜刂?。為?增加氧或氮的含量，可增加氧氣或氮?dú)獾牧魉?。在一些?shí)施方式中，鋁和/或硅的梯度可以 通過控制施加于鋁源和/硅源材料上的功率來控制(例如在使用噴濺法形成層的場(chǎng)合，控制 施加于鋁和/或硅噴濺靶上的功率）。為了增加鋁和硅的含量，可增加施加于鋁源和/硅源材 料上的功率。
[0117] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材10可包含一個(gè)或多個(gè)附加層300。附加層 300可設(shè)置于層200之上(如圖1D所示)或?qū)?00與基材100之間（如圖1E所示）。在使用多層的 場(chǎng)合，第一附加層310可設(shè)置于層200與基材100之間（如圖1F所示），而第二附加層320可設(shè) 置于層200之上。在一些實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)附加層300可左右多層式基材的一種或多 種光學(xué)性能（例如平均反光率、平均透光率、反射性、透射性、反射的顏色和/或透射的顏 色），并且/或者可使多層式基材具有耐劃痕性的性質(zhì)。例如，一個(gè)或多個(gè)附加層300的折射 率可小于層的折射率。在另一種實(shí)施方式中，一個(gè)或多個(gè)附加層300可具有與層不同或相同 的厚度，且通過與層的折射率相組合，一個(gè)或多個(gè)附加層可改變多層式基材的平均反光率、 平均透光率、反射性、透射性、反射的顏色和/或透射的顏色。在另一種實(shí)施方式中，一個(gè)或 多個(gè)附加層可具有特定的硬度和/或厚度以改變多層式基材的耐劃痕性。
[0118] 在一種變化形式中，一個(gè)或多個(gè)附加層300可包含金屬氧化物、金屬氮化物、金屬 氮氧化物或它們的組合。示例性的金屬包括 在一種或多種特定的實(shí)施方式中，層200可包含A10xNy，而附加層300可包含Si0 2或Al2〇3。在 另一種變化形式中，多層式基材可包含Si〇2和AI2O3中的一種的第一附加層和包含Si〇2和 Al2〇3中的另一種的第二附加層。第一附加層和第二附加層可包含不同或相同的材料。第一 和第二附加層彼此之間可具有相同或不同的厚度，或者其厚度(第一或第二附加層的厚度 或第一附加層加第二附加層的厚度)與層的厚度相同或不同。
[0119] 在一些實(shí)施方式中，附加層可包含裂紋減輕層且所述裂紋減輕層可設(shè)置于層與基 材之間。2013年10月11日提交的美國專利申請(qǐng)第14/052055號(hào)、2013年10月14日提交的美國 專利申請(qǐng)第14/053093號(hào)以及2013年10月14日提交的美國專利申請(qǐng)第14/053139號(hào)對(duì)裂紋 減輕層的例子進(jìn)行了描述，這些文件的內(nèi)容通過引用納入本文。
[0120] 在一種或多種實(shí)施方式中，可對(duì)層200中所用的材料進(jìn)行選擇，以使其各種性質(zhì)達(dá) 到最佳。在一些實(shí)施方式中，可改變層200的氧含量以調(diào)節(jié)其光學(xué)性質(zhì)和/或機(jī)械性質(zhì)(例如 硬度、模量等）?？墒褂美缌? 2〇3、5102、51(?^^1(?^等含氧材料來使反射色點(diǎn)隨視角從垂 直入射（即0°)轉(zhuǎn)變?yōu)閮A斜入射(例如70°或更大、75°或更大、80°或更大、85°或更大、86°或 更大、87°或更大、88°或更大、89°或更大、89.5°或更大，但是傾斜入射應(yīng)當(dāng)小于90°)而產(chǎn)生 的變化降到最低。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，可調(diào)節(jié)層200或其任意亞層中的氧含量 以控制層200的折射率和/或其它性質(zhì)。
[0121] 在一種或多種實(shí)施方式中，可對(duì)層200中所用的材料進(jìn)行選擇以使層的耐劃痕性 達(dá)到最佳。例如，可以為了特定性質(zhì)（例如硬度）而使用Si 3N4、AlN、SiC等，且可占至少50重 量％。這些材料可選擇性地占層200中所用材料的55重量％或更多、60重量％或更多、65重 量％或更多、70重量％或更多或75重量％或更多。
[0122] 層200可使用任何本領(lǐng)域已知的方法來形成。例如，合適的方法包括不連續(xù)或連續(xù) 式的真空沉積法，例如化學(xué)氣相沉積(例如等離子體強(qiáng)化的化學(xué)氣相沉積）、物理氣相沉積 (例如反應(yīng)或非反應(yīng)噴濺或激光燒蝕）、熱蒸發(fā)或電子束蒸發(fā)和/或原子層沉積。在一種或多 種特定的實(shí)施方式中，層200可通過除了原子層沉積以外的方法來形成。層200的保形性可 低于由原子層沉積形成的層的保形性，或由原子層沉積形成的其它層的保形性。在一些例 子中，基材100可包含微裂紋，但是層200不會(huì)填入在玻璃中所發(fā)現(xiàn)的大量微裂紋中。
[0123] 多層式基材
[0124] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材10的硬度沿著大約50nm或更深或大約 100nm或更深的壓痕深度(例如大約100nm~大約300nm、大約100nm~400nm、大約100nm~大 約500nm、大約100nm~大約600nm、大約200nm~大約300nm、大約200nm~大約400nm、大約 200nm~大約500nm、或大約200nm~大約600nm)為大約大于8GPa，所述硬度由布氏壓痕硬度 測(cè)試測(cè)得。在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材10的硬度沿著這些壓痕深度為大約16GPa 或更大、大約17GPa或更大、大約18GPa或更大、大約19GPa或更大、大約20GPa或更大、大約 22GPa或更大。在一種或多種特定的實(shí)施方式中，多層式基材10的硬度沿著大約50nm或更深 或大約l〇〇nm或更深的壓痕深度（例如大約100nm~大約300nm、大約100nm~大約400nm、大 約100nm~大約500nm、大約100nm~大約600nm、大約200nm~大約300nm、大約200nm~大約 400nm、大約200nm~大約500nm、大約200nm~大約600nm)為大約15GPa~大約25GPa、大約 16GPa~大約25GPa、大約18GPa~大約25GPa、大約20GPa~大約25GPa、大約22GPa~25GPa、 大約23GPa~大約25GPa以及它們之間的所有范圍和子范圍，所述硬度由布氏壓痕硬度測(cè)試 測(cè)得。在一些例子中，由于層200的存在，多層式基材10的硬度大于下方基材100的硬度。
[0125] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材可通過其平均彎曲強(qiáng)度來表征。如本文所 用，術(shù)語"平均彎曲強(qiáng)度"旨在指多層式基材(例如多層式基材10和/或基材100)的彎曲強(qiáng) 度，或在通過例如環(huán)疊環(huán)、球疊環(huán)或落球測(cè)試等方法進(jìn)行測(cè)試時(shí)，多層式基材在彎曲負(fù)荷下 破裂或折斷時(shí)的強(qiáng)度。使用至少5個(gè)樣品、至少10個(gè)樣品或至少15個(gè)樣品或至少20個(gè)樣品來 測(cè)量"平均彎曲強(qiáng)度"。"平均彎曲強(qiáng)度"還可包括負(fù)荷、應(yīng)力以及其它本領(lǐng)域已知的測(cè)量參 數(shù)的數(shù)學(xué)平均值。更廣泛地，"平均彎曲強(qiáng)度"還可通過其它測(cè)試來定義，例如落球測(cè)試，其 中，表面彎曲強(qiáng)度是通過落球高度來表征的，所述表面能夠經(jīng)受所述落球高度的沖擊而不 失效。還可在裝置構(gòu)造中對(duì)多層式基材表面強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)試，其中，使包含多層式基材(例如 多層式基材10和/或基材100)制品的器具或裝置從會(huì)產(chǎn)生表面彎曲應(yīng)力的不同方向墜落 (即墜落測(cè)試）。在一些情況中，"平均彎曲強(qiáng)度"還包含通過例如三點(diǎn)彎曲或四點(diǎn)彎曲測(cè)試 等本領(lǐng)域的其它方法測(cè)得的強(qiáng)度。在一些情況中，這些測(cè)試方法會(huì)顯著地受到制品（例如多 層式基材10和/或基材100)的邊緣強(qiáng)度的影響。
[0126] 在一種或多種實(shí)施方式中，在如本文所述經(jīng)過磨損后，通過環(huán)疊環(huán)測(cè)試測(cè)得的多 層式基材的平均彎曲強(qiáng)度基本上與磨損前的多層式基材的平均彎曲強(qiáng)度相同。多層式基材 或基材磨損后的平均彎曲強(qiáng)度可記為"磨損后強(qiáng)度"。如本文所用，術(shù)語"磨損"包括基材或 多層式基材的表面被磨損的過程。這種磨損的基材或多層式基材的平均彎曲強(qiáng)度可提供基 材或多層式基材經(jīng)過使用后的強(qiáng)度的指示。換言之，磨損后強(qiáng)度可提供顯示基材或多層式 基材對(duì)缺陷或表面損傷的耐受能力的指示，以使基材或多層式基材的平均彎曲強(qiáng)度在引入 缺陷或表面損傷后保持在運(yùn)行中的目標(biāo)水平以上。如本文所用，ASTM方法C158-02描述了一 種使基材或多層式基材的表面磨損的方法，其總體上提供了一種利用空氣來加速微粒(例 如SiC)以使所述微粒碰撞基材或多層式基材的表面的方法。多層式基材的平均彎曲強(qiáng)度是 通過環(huán)疊環(huán)失效測(cè)試來測(cè)量的。
[0127] 環(huán)疊環(huán)失效測(cè)試包括將基材或多層式基材置于負(fù)荷環(huán)與支撐環(huán)之間。在測(cè)試多層 式基材的場(chǎng)合，在負(fù)荷環(huán)與支撐環(huán)之間將多層式基材的沉積有層200的一面保持在拉伸狀 態(tài)下。在本文所述的實(shí)施方式中，負(fù)荷環(huán)的直徑為0.5英寸，而支撐環(huán)的直徑為1英寸。這些 實(shí)施方式的測(cè)試參數(shù)包括接觸半徑和十字頭速度，所述接觸半徑為大約1.6mm，而所述十字 頭速度為1.2mm/分鐘。為了測(cè)量平均彎曲強(qiáng)度，向負(fù)荷環(huán)施加一個(gè)負(fù)荷以確定基材或多層 式基材破裂或斷裂時(shí)的應(yīng)力。在進(jìn)行該測(cè)試前，可以在基材或多層式基材的兩個(gè)面上設(shè)置 粘接劑膜以容納玻璃碎渣。
[0128] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材10在磨損前具有第一平均彎曲強(qiáng)度，而在 磨損后具有第二平均彎曲強(qiáng)度，其中，第二平均彎曲強(qiáng)度與第一平均彎曲強(qiáng)度基本相同或 是第一平均彎曲強(qiáng)度的至少80%、至少82%、至少84%、至少86%、至少88%、至少90%、至 少92%、至少94%、至少96%、至少98%或至少99%。
[0129] 本文所述的多層式基材10的實(shí)施方式在反復(fù)進(jìn)行的墜落測(cè)試或有物體反復(fù)墜落 至多層式基材的主表面上時(shí)展現(xiàn)出改進(jìn)的耐破裂性。盡管本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可考慮墜 落測(cè)試的各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)，本文所述的多層式基材10能夠承受從至少l〇〇cm的高度、或從至少 150cm的高度、或從至少200cm的高度、或從大約220cm的高度墜落至墜落表面而不發(fā)生破 裂。在一種或多種實(shí)施方式中，盡管本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可考慮物體墜落至多層式基材的 主表面上的測(cè)試中的各種實(shí)驗(yàn)參數(shù)，本文所述的多層式基材10能夠承受該物體從至少 10cm、20cm、30cm、40cm、50cm、60cm、70cm、80cm、90cm、100cm、110cm、120cm、130cm、140cm、 150cm、160cm、170cm、180cm、190cm、200cm、210cm 或 220cm 以及它們之間的所有范圍和子范 圍的高度的墜落而不發(fā)生破裂。該測(cè)試可與落球測(cè)試相似或相同，或可使用經(jīng)過選擇的特 定的物體來模擬可對(duì)多層式基材的表面造成沖擊的"真實(shí)世界"的物體(例如該物體可具有 特定的硬度和/或參次不齊或粗糙的表面）。如本文所用，術(shù)語"破裂"包括層200、基材100 和/或多層式基材10中的裂紋、缺口或甚至是機(jī)械缺陷。
[0130]多層式基材還展現(xiàn)出改進(jìn)的幸存能力，當(dāng)多層式基材以平角、非平角中的一種或 兩種與墜落表面接觸時(shí)，多層式基材10能夠承受該接觸而不發(fā)生破裂。如本文所用，"平角" 是指相對(duì)于墜落表面呈180°。"非平角"被考慮為相對(duì)于墜落表面的各種角度。在下文的實(shí) 施例中，非平角是指相對(duì)于墜落表面成30°。當(dāng)一個(gè)物體(例如堅(jiān)硬和/或鋒利的物體）以如 本文所定義的平角、非平角中的一種或兩種與多層式基材接觸時(shí)，多層式基材10能夠承受 該接觸而不發(fā)生破裂，這類似地展現(xiàn)出多層式基材的改進(jìn)的幸存能力。
[0131] 在一種或多種實(shí)施方式中，當(dāng)考慮進(jìn)行墜落測(cè)試時(shí)，墜落表面是粗糙表面，配置該 粗糙表面以模擬當(dāng)制品和/或裝置(例如電子裝置)墜落至例如瀝青等"真實(shí)世界"表面上時(shí) 所產(chǎn)生的損傷。在反復(fù)向粗糙表面上的墜落中幸存是在瀝青以及例如混凝土或花崗巖等其 它表面上的更好的性能的指示。可以考慮各種材料作為粗糙表面。在一種特定的實(shí)施方式 中，粗糙表面是砂紙，例如SiC砂紙、經(jīng)過改造的砂紙或任何本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的設(shè) 置于載體(例如不銹鋼板)上的具有相當(dāng)?shù)挠捕群?或鋒利度的粗糙材料?？墒褂?80號(hào)且平 均粒度為大約80μπι的SiC砂紙，因?yàn)槠漕w粒鋒利度的范圍是已知的，其表面形貌相對(duì)于混凝 土或?yàn)r青更加均勻，且其粒度和鋒利度能夠產(chǎn)生所需水平的樣品表面損傷。一種市售可得 的可用于本文所述的墜落測(cè)試的180號(hào)SiC砂紙的非限制性例子是由Indasa制造的 Khyno wet_? 180 號(hào) SiC砂紙。
[0132] 在這些測(cè)試中，可在每次墜落后更換砂紙以避免在混凝土或?yàn)r青墜落表面的反復(fù) 使用中觀察到的"老化"效果。除了老化以外，不同的瀝青形貌和/或不同的溫度和濕度也會(huì) 影響瀝青的性能。不像混凝土或?yàn)r青，砂紙的粗糙表面對(duì)所有樣品都造成相同程度的損傷。
[0133] 另外，在墜落測(cè)試中（下文所述的實(shí)施例），使用了各種墜落高度。例如，墜落測(cè)試 可使用最小墜落高度(例如，大約1米的墜落高度）。使大約20塊多層式基材所組成的樣品組 中的每一塊從該墜落高度處墜落，以觀察每一個(gè)樣品是否會(huì)發(fā)生破裂。一旦多層式基材(或 基材或其它進(jìn)行測(cè)試的材料)發(fā)生破裂，就停止測(cè)試。如本文所用，術(shù)語"破裂"包括產(chǎn)生貫 穿多層式基材或單獨(dú)基材(對(duì)裸露基材進(jìn)行墜落測(cè)試的場(chǎng)合)的整個(gè)厚度的裂紋。如果多層 式基材從墜落高度墜落后沒有發(fā)生破裂，也可以停止墜落測(cè)試，或者也可使多層式基材(或 基材或其它進(jìn)行測(cè)試的材料)反復(fù)從最大高度處墜落。當(dāng)多層式基材、基材或其它材料被包 含在裝置中，并以與多層式基材、基材和/或其它材料相同的方式進(jìn)行墜落測(cè)試時(shí)，其測(cè)試 程序可與上述墜落測(cè)試的程序相同。可對(duì)多層式基材的方向進(jìn)行控制，以對(duì)多層式基材與 墜落表面之間的沖擊所作用的表面進(jìn)行控制。特別是，可對(duì)多層式基材的方向進(jìn)行控制，以 使該沖擊發(fā)生于設(shè)置有層的表面上。
[0134] 在使物體墜落至多層式基材的表面上的測(cè)試中，包含層200的多層式基材的表面 暴露于墜落的物體之下。換言之，包含層200的多層式基材10的表面經(jīng)歷來自墜落物體的彎 曲應(yīng)力。如本文所述的其他情況，可按照已知的落球測(cè)試方法對(duì)物體進(jìn)行選擇和/或根據(jù)特 定的硬度和/或鋒利度和/或參差不齊的一個(gè)或多個(gè)表面對(duì)物體進(jìn)行選擇，以在對(duì)多層式基 材10的表面施加彎曲應(yīng)力的同時(shí)對(duì)其表面造成損傷(例如劃痕），或在對(duì)多層式基材10的表 面施加彎曲應(yīng)力之前立即對(duì)其表面造成損傷(例如劃痕）。在這些實(shí)施方式中，包含層200的 多層式基材10的表面經(jīng)歷了表面損傷和彎曲應(yīng)力。
[0135] 可使用各種變化的測(cè)試形式，其中在對(duì)多層式基材施加彎曲應(yīng)力的同時(shí)對(duì)多層式 基材10造成損傷，或在對(duì)多層式基材施加彎曲應(yīng)力之前立即對(duì)多層式基材10造成損傷。例 如，可通過用砂紙沿著表面進(jìn)行摩擦、將砂子顆粒墜落或吹至表面等方式來對(duì)多層式基材 的表面造成損傷，然后對(duì)多層式基材進(jìn)行彎曲應(yīng)力測(cè)試(例如落球、環(huán)疊環(huán)或球疊環(huán)）。
[0136] 在使物體墜落至多層式基材10的表面上的測(cè)試中，可對(duì)該物體使用各種墜落高 度。例如，使物體墜落至多層式基材10上的測(cè)試可使用最小墜落高度作為起點(diǎn)(例如大約10 ~20cm的墜落高度），且可在連續(xù)墜落中以固定增量或可變?cè)隽康男问皆黾痈叨?。一旦多?式基材(或基材或其它進(jìn)行測(cè)試的材料)發(fā)生斷裂，就停止測(cè)試?；蛘?，如果墜落高度到達(dá)最 大墜落高度(例如大約220cm的高度)且多層式基材(或基材或其它進(jìn)行測(cè)試的材料)在物體 墜落至其表面上以后沒有發(fā)生破裂，則也可以停止測(cè)試，或者可使物體從最大高度反復(fù)墜 落至多層式基材(或基材或其它進(jìn)行測(cè)試的材料)上。當(dāng)多層式基材、基材或其它材料被包 含在裝置或制品中，并以與多層式基材、基材和/或其它組件相同的方式進(jìn)行測(cè)試時(shí)，其測(cè) 試程序可與這些墜落測(cè)試的程序相同。
[0137] 在一種或多種實(shí)施方式中，至少大約60%的樣品在本文所述的墜落測(cè)試中幸存。 在其它實(shí)施方式中，至少大約65%、至少大約70%、至少大約75%、至少大約80%、至少大約 85%或至少大約90%的樣品在本文所述的墜落測(cè)試中幸存。在這些實(shí)施方式中，多層式基 材10被表征為具有至少60 %的幸存能力(或至少65 %的幸存能力、至少70%的幸存能力、至 少75 %的幸存能力、至少80 %的幸存能力、至少85 %的幸存能力或至少90 %的幸存能力）。
[0138] 在一種或多種實(shí)施方式中，無論是否使用下方基材100,本發(fā)明的多層式基材10都 展現(xiàn)出改進(jìn)的耐劃痕性。另外，在基材包含強(qiáng)化玻璃或未經(jīng)強(qiáng)化的玻璃的場(chǎng)合，也觀察到多 層式基材10具有耐破裂性。無論基材是否包含晶體基材和/或無定形基材(包括或不包括玻 璃），都可觀察到多層式基材10具有耐破裂性。這些改進(jìn)表明層200起到了防止存在于層200 中的缺陷(例如通過沉積條件或過程或其它原因）或被引入層中的缺陷（例如通過多層式基 材10與墜落表面之間的沖擊)被引入或穿透進(jìn)入基材100的作用。
[0139] 在一種或多種實(shí)施方式中，特別是在基材包含玻璃基材的場(chǎng)合，基材100的強(qiáng)度可 影響耐破裂性的水平。如上所述，即使是未經(jīng)強(qiáng)化并與層200組合的玻璃基材，也在墜落測(cè) 試中展現(xiàn)出改進(jìn)的耐破裂性;然而，強(qiáng)化基材與層200的組合在墜落測(cè)試中在耐破裂性上 (比裸露的玻璃基材和/或未經(jīng)強(qiáng)化卻與層200組合的基材)展現(xiàn)出更大的改進(jìn)。在一種或多 種實(shí)施方式中，包含具有較深的層深度(例如>50μπι)和/或經(jīng)過強(qiáng)化以使其在特定DOC處具 有一些CS的玻璃基材的材料在墜落測(cè)試中展現(xiàn)出更強(qiáng)的耐破裂性。
[0140] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材10在可見光范圍（例如380nm~780nm)內(nèi)測(cè) 定的平均透射率為70%或更大、75%或更大、80%或更大、85%或更大或90%或更大。在一 些特定的實(shí)施方式中，多層式基材10的平均透射率為大約90.5 %或更大、91 %或更大、 91.5%或更大、92%或更大、92.5%或更大、93%或更大、93.5%或更大、94%或更大、 94.5%或更大或95%或更大。在一些變化形式中，多層式基材10是基本上不透明的并且/或 者其在可見光范圍（例如380nm~780nm)內(nèi)的平均透射率為大約10%或更小。例如，平均透 射率可以是大約9%或更小、大約8%或更小、大約7%或更小、大約6%或更小、大約5%或更 小、大約4%或更小、大約3%或更小、大約2%或更小、大約1 %或更小或甚至是0%，以及它 們之間的所有范圍或子范圍。
[0141] 在一種或多種實(shí)施方式中，多層式基材10在可見光范圍內(nèi)（例如380nm~780nm)的 平均總反射率為10%或更小。例如，多層式基材10的總反射率可以是9%或更小、8%或更 小、7%或更小、6%或更小。在一些特定的實(shí)施方式中，多層式基材10的平均總反射率為 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、6.0%或更小、5.9%或更小、5.8%或更小、5.7%或更 小、5.6%或更小、或5.5%或更小。根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，多層式基材10的總反射率等 于或小于基材100的總反射率。
[0142] 多層式基材10可包括一個(gè)或多個(gè)設(shè)置于層200上或設(shè)置于基材100的與層200相反 的表面上（例如在第二相反主表面112上，如圖1所示）的功能層。該功能層可包括紅外線阻 擋層、紫外線阻擋層、導(dǎo)電層、半導(dǎo)電層、電子層、薄膜晶體管層、觸摸傳感層、圖像顯示層、 熒光層、磷光層、發(fā)光層、波長選擇性反射層、抬頭顯示器層、防反射層、防眩光層、耐污層、 自清潔層、阻擋層、鈍化層、氣密層、擴(kuò)散阻擋層、防指紋層或它們的組合。
[0143] 本發(fā)明的第二方面涉及包含本文所述的多層式基材10的裝置和/或制品。多層式 基材10可用作裝置和/或制品的外殼的一部分或全部。多層式基材10還可用作裝置和/或制 品所包含的顯示器的蓋板。示例性的裝置包括電子裝置(例如手機(jī)、智能手機(jī)、平板電腦、視 頻播放器、信息終端裝置、筆記本電腦等）、建筑結(jié)構(gòu)(例如工作臺(tái)面或墻壁）、家用電器(例 如爐灶面、冰箱和洗碗機(jī)的門等）、信息顯示器(例如白板）、汽車部件(例如儀表盤、擋風(fēng)玻 璃、車窗組件等)等。
[0144] 本發(fā)明的另一個(gè)方面涉及一種如本文所述的制品和/或裝置的形成方法。在一種 或多種實(shí)施方式中，本方法包括提供如本文所述的包含相反主表面的基材;在第一相反主 表面上設(shè)置層200以形成多層式基材，當(dāng)將所述多層式基材裝配于制品和/或裝置中并使所 述裝置在墜落測(cè)試中從至少100cm的高度墜落至墜落表面上或進(jìn)行使一個(gè)物體從至少 l〇〇cm的高度墜落至多層式基材上的測(cè)試時(shí)，所述多層式基材能夠承受所述墜落而不發(fā)生 破裂。本方法還包括將多層式基材裝配至裝置中。在一種或多種實(shí)施方式中，本方法包括通 過原子層沉積、化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積、熱蒸發(fā)或它們的組合來沉積層。在一些實(shí)施 方式中，本方法包括通過除了原子層沉積以外的方法來設(shè)置層。在一種或多種特定的實(shí)施 方式中，所得到的層的保形性不如通過原子層沉積形成的層的保形性。 實(shí)施例
[0145] 通過以下實(shí)施例對(duì)各種實(shí)施方式作進(jìn)一步闡述。
[0146] 實(shí)施例1
[0147] 如表1所示，制備實(shí)施例A和B以及比較例C和D。根據(jù)實(shí)施例A，通過提供五塊厚度為 1mm、長度為110mm且寬度為56mm的強(qiáng)化玻璃基材，制備了五個(gè)樣品。這些玻璃基材包含鋁硼 硅酸鹽玻璃，所述鋁硼硅酸鹽玻璃的組成包括至少大約50摩爾％的310 2、大約12摩爾％~ 大約22摩爾％的六12〇3、大約4.5摩爾％~大約10摩爾％的82〇3、大約10摩爾％~大約20 %的 Na20、0摩爾％~大約5摩爾％的1(20、至少為大約0.1摩爾％的]\%0、211〇或它們的組合，其中，0 摩爾％<MgO彡6且0彡ZnO彡6摩爾％。使用離子交換法對(duì)玻璃基材進(jìn)行強(qiáng)化，使其具有至少 大約700MPa的CS和至少大約40μπι的D0L，在所述離子交換法中，將玻璃基材浸入加熱至大約 350°C~450°C的熔融硝酸鉀(ΚΝ〇3)浴中3~8小時(shí)。使用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺 法將Si 3N4層沉積至每塊玻璃基材的一個(gè)面上。在存在以大約6〇SCCm的流速流動(dòng)的氬氣以及 以2 . lkW供給的DC功率下，以大約0.5毫托的壓力和大約109.6°C的溫度從靶噴濺層。使用 lOOsccm的氮?dú)庠?.2kW的功率下產(chǎn)生電子束。在實(shí)施例A的樣品上所形成的Si3N4層的厚度 為大約2μηι。
[0148] 根據(jù)實(shí)施例Β，通過提供組成和尺寸與實(shí)施例Α的基材相同的十塊玻璃基材，制備 了十個(gè)樣品。這些玻璃基材未經(jīng)強(qiáng)化。以與實(shí)施例A相同的方式在實(shí)施例B的每塊玻璃基材 的一個(gè)面上形成與用于實(shí)施例A的樣品中的層相同的Si 3N4層。在實(shí)施例B的樣品上所形成的 Si3N4層的厚度為大約2μπι。
[0149] 根據(jù)比較例C，通過提供組成、尺寸、CS和D0L與實(shí)施例Α的玻璃基材相同的十塊玻 璃基材，制備了十個(gè)樣品。用于比較例C的樣品的玻璃基材不與任何層或涂層結(jié)合。
[0150] 根據(jù)比較例D，通過提供組成和尺寸與實(shí)施例A的基材相同的玻璃基材，制備了一 個(gè)樣品。該玻璃基材未經(jīng)強(qiáng)化或不與任何層或涂層結(jié)合。
[0151] 表1:實(shí)施例A和B以及比較例C和D
[0153] 將根據(jù)實(shí)施例A、實(shí)施例B、比較例C和比較例D的每個(gè)樣品裝配入手機(jī)中。使用瀝青 墜落表面通過墜落測(cè)試對(duì)手機(jī)進(jìn)行測(cè)試。圖9顯示了使每個(gè)手機(jī)樣品從1米的高度墜落后各 樣品在該墜落測(cè)試中幸存的比例(沿X軸），測(cè)試中采用不同方向或位置，包括至少一種使多 層式基材或基材與墜落表面接觸的方向。
[0154] 比較例D在墜落至如上文所提供的瀝青墜落表面上時(shí)失效。半數(shù)的比較例C的樣品 在墜落至瀝青墜落表面上時(shí)失效。20%的實(shí)施例B的樣品在墜落至瀝青表面上時(shí)幸存。所有 根據(jù)實(shí)施例A的樣品都在墜落至瀝青墜落表面上時(shí)幸存。
[0155] 實(shí)施例2
[0156] 將實(shí)施例E制成九個(gè)樣品，對(duì)其中的八個(gè)使用Berkeley砂和SiC顆粒按照如下所述 的方式進(jìn)行磨損。這九個(gè)樣品是通過提供九個(gè)厚度為1mm、長度為50mm且寬度為50mm的強(qiáng)化 玻璃基材來制備的。所使用的玻璃基材具有與實(shí)施例1相同的組成，并且以與實(shí)施例1的玻 璃基材相同的方式經(jīng)過強(qiáng)化，且具有相同的CS和D0L。使用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴 濺法將Si 3N4層形成至每塊玻璃基材的一個(gè)面上。在存在以大約75SCCm的流速流動(dòng)的氬氣以 及以4kW供給的DC功率下，以大約6.9ΧΠΓ 4托的壓力從靶噴濺層。在存在以115SCCm流動(dòng)的 氮?dú)庖约?.310kW的功率下產(chǎn)生電子束。沉積速率為1.4 A/秒且總沉積時(shí)間為230分鐘。所得 到的Si3N4層的厚度為大約2ym。
[0157] 在不進(jìn)行磨損的條件下，使用環(huán)疊環(huán)強(qiáng)度測(cè)試對(duì)實(shí)施例Ε的樣品1的平均彎曲強(qiáng)度 進(jìn)行測(cè)量，以提供平均彎曲強(qiáng)度的基線。如表2所示，對(duì)實(shí)施例Ε的樣品2~9進(jìn)行磨損，然后 對(duì)它們進(jìn)行環(huán)疊環(huán)強(qiáng)度測(cè)試。本文描述了所使用的環(huán)疊環(huán)強(qiáng)度測(cè)試的程序。使用Berkeley 砂對(duì)樣品2~5進(jìn)行磨損，所述Berkeley砂來源于美國二氧化娃公司(U.S.Silica Company， 伯克利斯普林斯(Berkeley Springs)，西弗吉尼亞州(WV))并被篩至70~100目。使用90號(hào) SiC顆粒對(duì)樣品6~9進(jìn)行磨損，所述SiC顆粒的商品名為Carborex C-6，其來源于華盛頓米 爾斯(Washington Mills)，尼亞加拉瀑布(Niagara Falls)，紐約州（NY)。
[0158] 表2:使用Berkeley砂和SiC顆粒的磨損后強(qiáng)度
[0159] 實(shí)施例E
[0161] 圖10顯示了實(shí)施例E的樣品1~5的平均彎曲強(qiáng)度。圖11顯示了實(shí)施例E的樣品1和6 ~9的平均彎曲強(qiáng)度。在圖10和11中，已基于樣品1(未經(jīng)磨損的樣品)將平均失效負(fù)荷(kgf) 歸一化。換言之，用每個(gè)磨損樣品（例如樣品2~9)的平均失效負(fù)荷除以樣品1的平均失效負(fù) 荷(未經(jīng)磨損的樣品）。圖10和圖11中所示的經(jīng)過歸一化的分布圖顯示，當(dāng)樣品未經(jīng)磨損以 及之后使用不同的研磨劑和磨損壓力對(duì)樣品進(jìn)行磨損后，其平均失效負(fù)荷發(fā)生了相對(duì)變 化。圖10和圖11還顯示了使用不同的研磨劑和磨損壓力對(duì)樣品進(jìn)行磨損后，殘余的強(qiáng)度的 百分?jǐn)?shù)。如圖10和圖11中所示，根據(jù)實(shí)施例E的樣品的平均彎曲強(qiáng)度在磨損前后基本上相 同。
[0162] 實(shí)施例3
[0163] 為實(shí)施例F和比較例G各自制備了三個(gè)樣品，相比于裸露基材，它們具有更淺的劃 痕深度和更窄的劃痕寬度，從而顯示本發(fā)明的多層式基材具有改進(jìn)的耐劃痕性。
[0164] 通過以下方式制備實(shí)施例F的四個(gè)樣品：提供三塊經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃基材，每塊 玻璃基材具有相反主表面，并在各個(gè)樣品的一個(gè)主表面上形成包含SiO xNy的層。這些玻璃基 材包含與用于實(shí)施例1和2中的玻璃基材相同的組成，并且對(duì)這些玻璃基材進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化以 使其具有至少為大約700MPa的CS和至少為大約40μπι的D0L。這些玻璃基材的厚度為大約 1mm、長度為大約50mm、寬度為大約50mm。SiO xNy層的厚度為大約2μηι且使用與用于形成實(shí)施 例2的SiOxNy層時(shí)相同的條件，使用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺法來沉積。通過提供 三塊與用于實(shí)施例F的樣品中的玻璃基材具有相同組成、尺寸、壓縮應(yīng)力和壓縮應(yīng)力層厚度 (D0L)的經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃基材，來制備比較例G的四個(gè)樣品。使用金剛石布氏硬度計(jì)壓 頭沿著樣品的表面以1〇μπι/秒的速率對(duì)實(shí)施例F和比較例G的每個(gè)樣品進(jìn)行四種不同負(fù)荷的 長度至少100Μ1或至少為1mm的劃刻。對(duì)于實(shí)施例F的樣品，對(duì)玻璃基材的包含層的面進(jìn)行劃 亥IJ。對(duì)各個(gè)樣品上的劃痕的寬度和深度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果示于表3。
[0165] 表3:包含SiOxNy層的多層式基材的劃刻負(fù)荷以及寬度和深度的測(cè)量結(jié)果
[0167] 實(shí)施例4
[0168] 為實(shí)施例Η和比較例I各自制備了四個(gè)樣品，相比于裸露基材，它們具有更淺的劃 痕深度和更窄的劃痕寬度，從而顯示本發(fā)明的多層式基材具有改進(jìn)的耐劃痕性。
[0169] 通過以下方式制備實(shí)施例Η的四個(gè)樣品：提供四塊經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃基材，每塊 玻璃基材具有相反主表面，并在各個(gè)樣品的一個(gè)主表面上形成包含Α1Ν的層。這些玻璃基材 包含與用于實(shí)施例1和2中的玻璃基材相同的組成，并且對(duì)這些玻璃基材進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化，以 使其具有至少為大約700MPa的CS和至少為大約40μπι的D0L。這些玻璃基材的厚度為大約 1mm、長度為大約50mm、寬度為大約50mm。設(shè)置于每塊玻璃基材上的Α1Ν層的厚度為大約2μπι 且是使用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺法來沉積的。在存在以大約74.91SCCm的流速 流動(dòng)的氬氣以及以3.9kW供給的DC功率下，以大約5.88 X 1 0-4托的壓力和大約160 °C的溫度 從靶噴濺A1N層。在存在分別以98.84sccm和24.66sccm流動(dòng)的氮?dú)夂蜌鍤庖约?.224kW的功 率下產(chǎn)生離子束。沉積速率為1.4 A/秒且總沉積時(shí)間為113分鐘。在實(shí)施例Η的樣品上所形 成的Α1Ν層的厚度為大約1.175μπι。
[0170] 通過提供四塊與用于實(shí)施例Η的樣品中的玻璃基材具有相同組成、尺寸、壓縮應(yīng)力 和壓縮應(yīng)力層厚度(D0L)的經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃基材，來制備比較例I的四個(gè)樣品。使用金 剛石布氏硬度計(jì)壓頭沿著樣品的表面以1〇μπι/秒的速率對(duì)實(shí)施例Η和比較例I的每個(gè)樣品進(jìn) 行四種不同負(fù)荷的長度至少為1〇〇μπι或至少為1mm的劃刻。對(duì)于實(shí)施例Η的樣品，對(duì)玻璃基材 的包含Α1Ν層的一面進(jìn)行劃刻。對(duì)各個(gè)樣品上的劃痕的寬度和深度進(jìn)行測(cè)量，結(jié)果示于表4。
[0171] 表4:包含Α1Ν層的多層式基材的劃刻負(fù)荷以及寬度和深度的測(cè)量結(jié)果
[0173] 實(shí)施例5
[0174] 制備實(shí)施例J和K以顯示本發(fā)明的多層式基材具有改進(jìn)的機(jī)械性質(zhì)（例如劃痕深度 的減少)和相關(guān)的光學(xué)性質(zhì)(例如無色的透射和/或反射）。結(jié)果列于表5和表6。
[0175] 如以下的表5所示，實(shí)施例J中制備了兩個(gè)樣品，包括具有包含A1N且厚度為大約2μ m的層的玻璃基材(實(shí)施例J1)和具有包含SiO xNy且厚度為大約2μπι的層的玻璃基材(實(shí)施例 J2)。用于形成這兩個(gè)樣品的基材與實(shí)施例1和實(shí)施例2中所使用的基材相同?；牡拈L度和 寬度為2〃 X 2〃且厚度為大約1mm。
[0176] 使用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺法來沉積A1N層以制備實(shí)施例J1。在存在 以大約lOOsccm的流速流動(dòng)的氬氣以及以4kW供給的DC功率下，以約1.7毫托的壓力從靶噴 派A1N層。分別使用以大約50sccm和75sccm的速率流動(dòng)的氬氣和氮?dú)獾幕旌蠚怏w，在大約 0.434kW~大約0.345kW的功率范圍內(nèi)產(chǎn)生離子束。沉積時(shí)間為120分鐘，沉積速率為大約 3 A/秒。
[0177] 使用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺法來制備根據(jù)實(shí)施例J2的包含SiOxNy層的 樣品。在存在以大約60sccm的流速流動(dòng)的氬氣以及以6kW供給的DC功率下，以大約0.5毫托 的壓力從靶噴濺SiO xNy層。采用氮?dú)夂脱鯕獾幕旌蠚怏w以0.18kW的功率產(chǎn)生離子束。
[0178] 在實(shí)施例K1和實(shí)施例K2中各制備一個(gè)樣品，且所使用的基材與用于實(shí)施例1和實(shí) 施例2中的基材(長度和寬度為2〃 X 2〃且厚度為大約1mm)相同。然后將實(shí)施例K1的基材與 A10xNy層相結(jié)合，將Al2〇3的第一附加層設(shè)置在A10xN y層與基材之間，并將Si02的第二附加層 設(shè)置在A10xNy層之上。利用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺法形成Al 2〇3附加層。在存在 以大約50 sc cm的流速流動(dòng)的氬氣以及以大約4kW供給的DC功率下，以大約0.4毫托的壓力從 靶噴濺Al2〇3附加層;使用氬氣（以大約lOsccm的流速流動(dòng))和氧氣（以大約40sccm的流速流 動(dòng)）的混合氣體以大約〇.6kW的功率產(chǎn)生離子束。Al 2〇3層的沉積速率為大約3 A/秒，所得到 的厚度為300nm。利用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴派法將A10xNy形成于AI2O3附加層上。 在存在以大約75 SCCm的流速流動(dòng)的氬氣以及以大約4kW供給的DC功率下，以大約0.95毫托 的壓力從靶噴派A10xN y層;使用氬氣（以大約25sccm的流速流動(dòng)）、氧氣（以大約2sccm的流速 流動(dòng)）和氮?dú)猓ㄒ源蠹s50sccm的流速流動(dòng)）的混合氣體以大約0.18kW的功率產(chǎn)生離子束。 A10xNy層的沉積速率為大約1.6A/秒，所得到的層的厚度為2mi。在存在分別以3〇 SCCm和 15sccm的流速流動(dòng)的氬氣和氧氣下，使用大約0.8kW的功率通過電子束來形成Si02附加層。 Si02附加層的沉積速率為5 Α/?少，其厚度為83nm。
[0179] 將實(shí)施例K2的基材與使用DC磁控管通過離子輔助DC噴濺法形成的Si0xNy層相結(jié) 合。Si0 xNy層在14個(gè)連續(xù)的沉積循環(huán)中形成，各個(gè)循環(huán)被一個(gè)使用離子束的清潔步驟隔開， 所述離子束是在存在氬氣（以40sccm流動(dòng))和氮?dú)猓ㄒ?0sccm流動(dòng)）下，在大約0.76毫托的壓 力下產(chǎn)生。第一沉積循環(huán)包括在存在以大約75sCCm的流速流動(dòng)的氬氣以及以大約4kW供給 的DC功率下，以大約0.86毫托的壓力從靶噴濺SiO xNy層;在存在氧氣（以大約lOsccm的流速 流動(dòng))和氮?dú)猓ㄒ源蠹s115sCCm的流速流動(dòng))下產(chǎn)生離子束。第一沉積循環(huán)的沉積速率為大約 1.4 少而總沉積時(shí)間為1 〇分鐘。后續(xù)的十個(gè)沉積循環(huán)包括在存在以大約75sCCm的流速流 動(dòng)的氬氣以及以大約4kW供給的DC功率下，以大約0.75~大約8.88毫托的壓力從靶噴濺 SiOxNy層;在存在氧氣（以大約5sccm的流速流動(dòng))和氮?dú)猓ㄒ源蠹s115sccm的流速流動(dòng))下產(chǎn) 生離子束。這十個(gè)沉積循環(huán)的沉積速率為大約L3 A/秒'，每個(gè)循環(huán)的沉積時(shí)間為28分鐘。第 十二個(gè)沉積循環(huán)和第十四個(gè)循環(huán)包括在存在以大約75sCCm的流速流動(dòng)的氬氣以及以大約 4kW供給的DC功率下，分別以大約0.84毫托和0.82毫托的壓力從靶噴濺SiO xNy層;在存在氧 氣（以大約2sccm的流速流動(dòng))和氮?dú)猓ㄒ源蠹s115sccm的流速流動(dòng))下產(chǎn)生離子束。第十二個(gè) 沉積循環(huán)和第十四個(gè)循環(huán)的沉積速率為大約1.3 A/秒'，沉積時(shí)間分別為21分鐘和4分鐘。第 十三個(gè)沉積循環(huán)包括在存在以大約60 s ccm的流速流動(dòng)的氬氣以及以大約4kW供給的DC功率 下，以大約0.68毫托的壓力從靶噴濺SiOxN y層;在存在氧氣（以大約lOOsccm的流速流動(dòng)）下 產(chǎn)生離子束。第十三個(gè)沉積循環(huán)的沉積速率為大約0.5 A席少而總沉積時(shí)間為10分鐘。所得 到的SiOxNy層的厚度為大約2.434μπι。
[0180] 表5:實(shí)施例J的機(jī)械性質(zhì)
[0181]
[0182] 表6:實(shí)施例Κ的機(jī)械和光學(xué)性質(zhì)
[0183]
[0184] 根據(jù)表5和表6中所示的劃痕深度減少的測(cè)量結(jié)果，顯示了根據(jù)實(shí)施例J和實(shí)施例Κ 的樣品相對(duì)于裸露基材的劃痕深度的減少。應(yīng)當(dāng)理解的是，裸露基材與用于制備實(shí)施例J和 實(shí)施例Κ的樣品的基材相同，但是這些比較性的裸露的基材不包含層。另外，以與實(shí)施例J和 實(shí)施例Κ的樣品相同的方式對(duì)這些比較性的裸露基材進(jìn)行劃刻以提供基線測(cè)試值，并且將 在實(shí)施例J和實(shí)施例Κ的樣品上形成的劃痕與之進(jìn)行比較。使用裸露基材得到的基線劃痕深 度測(cè)量值和實(shí)施例J、實(shí)施例Κ的樣品得到的劃痕深度測(cè)量值來計(jì)算劃痕深度的減少。
[0185] 表6所示CIELAB色彩空間坐標(biāo)是通過鏡面反射率測(cè)量來確定的，測(cè)量中采用分光 光度計(jì)和D65光源。
[0186] 實(shí)施例6
[0187] 準(zhǔn)備了 143部手機(jī)的樣品以確定各種基材和多層式基材裝配入手機(jī)時(shí)的耐破裂 性。各樣品的屬性示于表7。
[0188] 總共143個(gè)樣品中的十個(gè)(比較例L1~L10)是市售可得的手機(jī)，且未對(duì)這十部手機(jī) 進(jìn)行改裝。
[0189] 這些手機(jī)樣品中的33個(gè)(實(shí)施例Ml~M33)是與比較例L1~L10相同的市售可得的 手機(jī)，但每部手機(jī)的蓋板玻璃都被替換或改裝為包含玻璃組合物的玻璃基材，所述玻璃組 合物包含大約60.1摩爾％的3丨〇2、大約15.6摩爾％的41 2〇3、大約16摩爾％他2〇、大約3摩 爾％的180、大約5.1摩爾％的？2〇 5和大約0.1摩爾％的Sn02。所述玻璃組合物的長度和寬度 尺寸分別為110mm和56mm，且厚度為大約1mm。每一塊改裝入實(shí)施例Ml~M33的手機(jī)的玻璃基 材都在裝配入手機(jī)前經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化，其CS為大約900MPa、D0L為大約40μπι~大約45μπι。
[0190] 通過提供十五塊與實(shí)施例Ml~Μ33中所使用的玻璃基材具有相同組成、尺寸、CS和 D0L的玻璃基材來準(zhǔn)備十五個(gè)手機(jī)樣品（實(shí)施例N1~N15)。在實(shí)施例N1~N15的十五塊玻璃 基材上涂覆厚度為l〇〇nm的氮化硅層以形成十五塊玻璃多層式基材。使用DC磁控管系統(tǒng)通 過離子輔助DC噴濺法將Si 3N4層沉積至實(shí)施例N1~N15的每塊玻璃基材的一個(gè)面上。在存在 以大約59.92SCCm的流速流動(dòng)的氬氣以及以2.04kW供給的DC功率下，以大約5.73 X ΚΓ4托的 壓力和大約99.9°C的溫度從靶噴濺層。使用98.81SCCm的氮?dú)庠?.186kW的功率下產(chǎn)生離子 束。將所述十五塊玻璃多層式基材改裝入十五臺(tái)與比較例L1~L10的手機(jī)相同的手機(jī)中。 [0191]通過提供五十八塊組成和尺寸與實(shí)施例Ml~M33中所使用的玻璃基材相同的玻璃 基材來準(zhǔn)備五十八個(gè)手機(jī)樣品(實(shí)施例01~058)。將這些玻璃基材與表7中所示的一個(gè)層和 一個(gè)或多個(gè)可選的附加層相結(jié)合以形成多層式基材，所述多層式基材各自被改裝入與比較 例L1~L10的手機(jī)相同的手機(jī)中。
[0192] 以與實(shí)施例Ml~M33相同的方式對(duì)十五塊玻璃基材（用于實(shí)施例01~015)進(jìn)行化 學(xué)強(qiáng)化，所述玻璃基材的CS為大約900MPa、D0L為大約40μπι~大約45μπι。將實(shí)施例01~015與 單一 A10xNy層相結(jié)合。使用DC磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺法將A10xN y層沉積至每塊玻 璃基材的一個(gè)面上。在存在以大約75SCCm的流速流動(dòng)的氬氣以及以4kW供給的DC功率下，以 大約7.4ΧΠΓ 4托的壓力和200°C的溫度從靶噴濺層。在存在分別以2sccm、25sccm和50sccm 的流速流動(dòng)的氧氣、氬氣和氮?dú)庀乱约癌?15kW的功率下產(chǎn)生離子束。沉積速率為1.3 A/秒 且沉積時(shí)間為275分鐘。A10xNy層的厚度為大約2微米。
[0193] 在450°C下，在Na+離子濃度為大約29重量％的謂03浴中對(duì)十五塊玻璃基材(用于實(shí) 施例016~030)進(jìn)行27小時(shí)的化學(xué)強(qiáng)化，以使其CS為375MPa、D0L為大約100μπι。使用與實(shí)施 例01~015相同的方法將實(shí)施例016~030與形成于玻璃基材上的單一 Α10Ν層相結(jié)合。所得 到的A10xNy層的厚度為大約2微米。
[0194] 以與實(shí)施例016~030相同的方式對(duì)九塊玻璃基材（用于實(shí)施例031~039)進(jìn)行化 學(xué)強(qiáng)化，但接著將這些玻璃基材浸入第二浴中以提供CS為大約375MPa、D0L為大約75μπι且CS 在玻璃基材表面處具有尖峰的玻璃基材。然后將實(shí)施例031~039中所用的每塊玻璃基材與 A10xNy層相結(jié)合，將Α12〇3的第一附加層設(shè)置在A10xN y層與玻璃基材之間，并將Si02的第二附 加層設(shè)置在A10xN y層之上。使用DS磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC噴濺法將層、Al2〇3的第一附 加層和Si02的第二附加層形成于每塊玻璃基材的一個(gè)面上。在存在以大約75SCCm的流速流 動(dòng)的氬氣以及以4kW供給的DC功率下，以大約6.5 X 10-4托的壓力和200 °C的溫度從靶噴濺第 一附加層。在存在分別以2〇SCCm、4〇SCCm的流速流動(dòng)的氬氣和氧氣下以及0.155kW的功率下 產(chǎn)生離子束。沉積速率為3 A席少且沉積時(shí)間為8分鐘。Al2〇3層的厚度為88.7nm。在存在以大 約75SCCm的流速流動(dòng)的氬氣以及以4kW供給的DC功率下，以大約7.6 X 10-4托的壓力和200°C 的溫度從靶噴派A10xNy層。在存在分別以25sccm、4sccm和50sccm的流速流動(dòng)的氬氣、氧氣和 氮?dú)庀乱约癘.lSOkW的功率下產(chǎn)生離子束。沉積速率為1.5 A/秒且沉積時(shí)間為217分鐘。 A10xNy層的厚度為大約2微米。在存在分別以3〇Sccm和15s CCm的流速流動(dòng)的氬氣和氧氣下， 使用大約〇.8kW的功率通過電子束來形成Si02的第二附加層。Si0 2附加層的沉積速率為 5 A/秒，沉積時(shí)間為3分鐘，厚度為33_。
[0195] 以與實(shí)施例031~039相同的方式對(duì)九塊玻璃基材（用于實(shí)施例040~048)進(jìn)行化 學(xué)強(qiáng)化，但是對(duì)一個(gè)或多個(gè)離子交換過程的持續(xù)時(shí)間和/或浴的組成進(jìn)行調(diào)整，以提供CS為 大約375Mpa、D0L為大約125μπι且CS在玻璃基材表面處具有尖峰的玻璃基材。然后將這些玻 璃基材與A10 xNy層相結(jié)合，將Α12〇3的第一附加層設(shè)置在A10xN y層與玻璃基材之間，并將Si02 的第二附加層設(shè)置在A10xNy層之上。使用與實(shí)施例031~039相同的條件將A10 xNy層、第一附 加層和第二附加層形成在每塊玻璃基材之上。所得到的層、第一附加層和第二附加層的厚 度也與實(shí)施例031~039中的相同。
[0196] 十塊玻璃基材（用于實(shí)施例049~058)的組成、CS和D0L與實(shí)施例01~015相同。實(shí) 施例049~058的玻璃基材各自與A10 xNy層相結(jié)合，將Al2〇3第一附加層設(shè)置在A10xN y層與玻 璃基材之間，并將Si02第二附加層設(shè)置在A10xN y層之上。使用DS磁控管系統(tǒng)通過離子輔助DC 噴濺法將層、第一附加層和第二附加層形成于每塊玻璃基材的一個(gè)面上。在存在以大約 75seem的流速流動(dòng)的氬氣以及以4kW供給的DC功率下，以大約7.5 X 1 0-4托的壓力和200 °C的 溫度從靶噴濺第一附加層。在存在分別以2〇SCCm、4〇SCCm的流速流動(dòng)的氬氣和氧氣下以及 0.2kW的功率下產(chǎn)生離子束。沉積速率為2.5 A/秒且沉積時(shí)間為8分鐘。A12〇3層的厚度為 88.6nm。在存在以大約75sccm的流速流動(dòng)的氬氣以及以4kW供給的DC功率下，以大約7.5 X 10-4托的壓力和200°C的溫度從靶噴濺A10xNy層。在存在分別以25sccm、4sccm和50sccm的流 速流動(dòng)的氬氣、氧氣和氮?dú)庀乱约?.180kW下產(chǎn)生離子束。沉積速率為1.6 A/秒。A10xNy層的 厚度為大約2微米。在存在分別以30sccm和15sccm的流速流動(dòng)的氬氣和氧氣下，使用大約 0.8kW的功率通過電子束來形成Si0 2第二附加層。Si02附加層的沉積速率為5 A/秒，沉積時(shí) 間為3分鐘，厚度為33nm〇
[0197] 通過提供組成、尺寸、CS和D0L與實(shí)施例016~030相同的玻璃基材來準(zhǔn)備27個(gè)手機(jī) 樣品（實(shí)施例P1~P27)。這些基材未與層或附加層相結(jié)合。將這些玻璃基材各自改裝入與比 較例L1~L10的手機(jī)相同的手機(jī)中。
[0198] 表7:實(shí)施例6的基材和涂層屬性
[0200]然后使實(shí)施例L、M、N、0和P的手機(jī)樣品各自沿不同的方向從lm的高度墜落至瀝青 墜落表面上。包括和不包括經(jīng)歷邊緣失效的樣品的幸存樣品的百分比列于表8。包括經(jīng)歷邊 緣失效的樣品的幸存樣品的百分比（"幸存％ (包括經(jīng)歷了邊緣失效的樣品)"）包括玻璃基 材或多層式基材(包括玻璃基材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加層)經(jīng)歷了任何種類的缺陷的 手機(jī)樣品。不包括經(jīng)歷邊緣失效的樣品的幸存樣品的百分比（"幸存％ (不包括經(jīng)歷了邊緣 失效的樣品)"）是通過從(1)測(cè)試樣品的總數(shù)和(2)幸存樣品數(shù)量中剔除經(jīng)歷邊緣失效的樣 品的數(shù)量來計(jì)算的，這是因?yàn)檫吘壧幍氖Р槐粴w為玻璃基材或多層式基材(包括玻璃基 材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加層）的耐破裂性。因此，剔除了經(jīng)歷邊緣失效的樣品的幸 存％表示同樣剔除了經(jīng)歷邊緣失效的手機(jī)樣品之后的樣品數(shù)量中在玻璃基材或多層式基 材(包括玻璃基材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加層)的主表面上沒有發(fā)生破裂的手機(jī)樣品的 數(shù)量。關(guān)于實(shí)施例01~058，在這58個(gè)手機(jī)樣品中，8個(gè)手機(jī)樣品經(jīng)歷了邊緣失效，使手機(jī)樣 品的總數(shù)降至50,而未在玻璃基材或多層式基材(包括玻璃基材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附 加層）的主表面上發(fā)生破裂的樣品數(shù)為44。因此，實(shí)施例01~058的幸存％為88%。在"包括 經(jīng)歷邊緣失效的樣品的幸存％"與"不包括經(jīng)歷邊緣失效的樣品的幸存％"相同的情形中， 失效都不是邊緣失效。
[0201] 表8:實(shí)施例L、M、N、0和P的墜落測(cè)試結(jié)果
[0202]
[0203]圖12表示實(shí)施例L、M、N、0和P的幸存％ (不包括邊緣失效）。
[0204]然后使在從lm的高度墜落至瀝青表面上的墜落測(cè)試中幸存的手機(jī)樣品從增加的 高度，從30cm起，墜落至瀝青表面。使這些手機(jī)樣品墜落，以使多層式基材(包括玻璃基材、 層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加層)或玻璃基材首先直接與瀝青表面接觸。以l〇cm的增幅遞增 每個(gè)幸存的手機(jī)樣品的墜落高度。測(cè)試樣品失效的平均高度列于表9中并圖示于圖13中。
[0206] 將實(shí)施例N、0和P以及裸露的晶體基材的耐劃痕性與裸露的玻璃基材進(jìn)行比較。按 照相同的程序，使用布氏硬度計(jì)壓頭對(duì)實(shí)施例N和0中所用的至少一塊多層式基材(包括玻 璃基材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加層）、實(shí)施例P中所用的至少一塊玻璃基材、至少一塊裸 露的藍(lán)寶石基材和至少一塊裸露的玻璃基材進(jìn)行劃刻。對(duì)在每塊多層式基材(包括玻璃基 材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加層）、藍(lán)寶石基材和玻璃基材中所得劃痕的深度進(jìn)行比較。 使用原子力顯微鏡(AFM)，通過本領(lǐng)域已知的方法測(cè)量劃痕的深度。在圖14中，將實(shí)施例N、0 和P的劃痕深度的減少與裸露玻璃基材進(jìn)行比較。另外，將藍(lán)寶石基材的劃痕深度的減少與 相同的玻璃基材進(jìn)比較。如圖14所示，相比于裸露玻璃基材，藍(lán)寶石基材的劃痕深度減少了 35~38%。實(shí)施例N的劃痕深度減少了大約5%~大約10%。實(shí)施例0的劃痕深度減少了大約 45 %~大約75 %。當(dāng)與比較性的裸露玻璃基材相比較時(shí)，實(shí)施例P，也就是裸露玻璃基材的 劃痕深度沒有任何減少。
[0207] 將實(shí)施例N和0中所用的多層式基材(包括玻璃基材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加 層）、實(shí)施例P中所用的玻璃基材和藍(lán)寶石基材的透射顏色與第一玻璃基材(參照例1)和第 二玻璃基材(參照例2)的透射顏色進(jìn)行比較。第一玻璃基材的標(biāo)稱組成為大約65摩爾％的 Si〇2、大約14摩爾％的六12〇3、大約5摩爾％的82〇3、大約14摩爾％的似2〇和大約2.5摩爾％的 MgO。對(duì)第一玻璃基材也進(jìn)行強(qiáng)化以具有至少大約700MPa的CS和至少大約40μπι的D0L。第二 玻璃基材（參照例2)的標(biāo)稱組成為大約65摩爾％的310 2、大約14摩爾％的六12〇3、大約7摩 爾％的出03、大約14摩爾％的似 20和大約0.5摩爾％的1(20。如圖15Α、15Β和15C中所示，實(shí)施 例Ν和0的多層式基材(包括玻璃基材、層和一個(gè)或多個(gè)可選的附加層）、實(shí)施例Ρ中所用的玻 璃基材、藍(lán)寶石基材、第一玻璃基材和第二玻璃基材的透射顏色呈現(xiàn)在透射的CIELAB色彩 空間坐標(biāo)中，其是通過利用分光光度計(jì)和D65光源的鏡面反射率測(cè)量來確定的。
[0208] 對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，顯而易見的是可以在不偏離本發(fā)明的精神和范圍的情 況下對(duì)本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變動(dòng)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種多層式基材，所述多層式基材包含： 具有朝外的表面的基材;和 設(shè)置于所述朝外的表面上的層，其中，多層式結(jié)構(gòu)的硬度沿著大約為l〇〇nm或更深的壓 痕深度至少為大約12GPa，所述硬度由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得，且當(dāng)將所述多層式基材裝配 于裝置中并使所述裝置從至少100cm的高度墜落至墜落表面上時(shí)，所述多層式基材能夠承 受所述墜落而不發(fā)生破裂。2. 如權(quán)利要求1所述的多層式基材，其特征在于，所述基材包含選自無定形基材或晶體 基材的透明或不透明基材。3. 如權(quán)利要求1或2所述的多層式基材，其特征在于，所述基材在一個(gè)或多個(gè)相反主表 面的表面上具有平均斷裂應(yīng)變，所述平均斷裂應(yīng)變?yōu)?.5 %或更大。4. 如權(quán)利要求2或3所述的多層式基材，其特征在于，所述無定形基材包含選自鈉鈣玻 璃、堿金屬鋁硅酸鹽玻璃、含堿金屬的硼硅酸鹽玻璃和堿金屬鋁硼硅酸鹽玻璃的玻璃。5. 如權(quán)利要求4所述的多層式基材，其特征在于，所述玻璃經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化且包含壓縮應(yīng) 力(CS)至少為250MPa的壓縮應(yīng)力層，所述壓縮應(yīng)力層在經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃中從所述經(jīng)過 化學(xué)強(qiáng)化的玻璃的表面延伸至至少為ΙΟμπι的層深度(D0L)。6. 如權(quán)利要求2或3所述的多層式基材，其特征在于，所述晶體基材包含單晶基材或玻 璃陶瓷基材。7. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的多層式基材，其特征在于，所述層的硬度沿著大約 為100nm或更深的壓痕深度至少為大約20GPa，所述硬度由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得。8. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的多層式基材，其特征在于，所述層的厚度至少為大 約500nm。9. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的多層式基材，其特征在于，所述層包含金屬氧化物、 金屬氮化物、金屬氮氧化物、金屬碳化物、金屬硼化物、類金剛石碳或它們的組合，其中，所 述金屬選自 8、厶1、5丨、11、￥、0、￥、2廣他、]\1〇、511、^\了3和110. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的多層式基材，其特征在于，所述多層式基材的透射 率至少為大約85%或小于大約10%。11. 如前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的多層式基材，其特征在于，所述多層式基材還包含 附加層，其中，所述附加層可設(shè)置于所述層上或所述層與所述基材之間。12. 如權(quán)利要求11所述的多層式基材，其特征在于，所述層包含A10xNy，且所述附加層包 含Si〇2和AI2O3中的一種。13. 如權(quán)利要求11所述的多層式基材，其特征在于，所述層包含A10xNy，且所述多層式基 材還包含第一附加層和第二附加層，所述第一附加層包含Si0 2和Al2〇3中的一種，所述第二 附加層包含Si〇2和AI2O3中的另一種。14. 一種耐破裂制品，所述耐破裂制品包含： 具有相反主表面的基材;和 沉積于所述基材的第一相反主表面上的層， 其中，所述制品的硬度沿著大約為lOOnm或更深的壓痕深度至少為大約lOGPa，所述硬 度由布氏壓痕硬度測(cè)試測(cè)得，且當(dāng)將所述制品裝配于裝置中并使所述裝置從至少100cm的 高度墜落至墜落表面上時(shí)，所述制品能夠承受所述墜落而不發(fā)生破裂。15. 如權(quán)利要求14所述的耐破裂制品，其特征在于，所述墜落表面包含瀝青或180號(hào)砂 紙。16. 如權(quán)利要求14或15所述的耐破裂制品，其特征在于，所述基材包含透明或不透明基 材，所述透明或不透明基材包含無定形基材或晶體基材。17. 如權(quán)利要求14~16中任一項(xiàng)所述的耐破裂制品，其特征在于，所述基材在一個(gè)或多 個(gè)相反主表面的表面上具有平均斷裂應(yīng)變，所述平均斷裂應(yīng)變?yōu)?.5 %或更大。18. 如權(quán)利要求16或17所述的耐破裂制品，其特征在于，所述無定形基材包含玻璃，所 述玻璃可選地經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化。19. 如權(quán)利要求18所述的耐破裂制品，其特征在于，所述基材經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化且包含壓縮 應(yīng)力(CS)至少為250MPa的壓縮應(yīng)力層，所述壓縮應(yīng)力層在經(jīng)過化學(xué)強(qiáng)化的玻璃中從經(jīng)過化 學(xué)強(qiáng)化的玻璃的表面延伸至至少為ΙΟμπι的層深度(DOL)。20. 如權(quán)利要求16或17所述的耐破裂制品，其特征在于，所述晶體基材包含藍(lán)寶石。21. 如權(quán)利要求14~20中任一項(xiàng)所述的耐破裂制品，其特征在于，所述層包含金屬氧化 物、金屬氮化物、金屬氮氧化物、金屬碳化物、金屬硼化物、類金剛石碳或它們的組合，其中， 所述金屬選自 8^1、3丨、11、￥、0、￥、2廣他、]\1〇、311、^\了3和122. 如權(quán)利要求14~21中任一項(xiàng)所述的耐破裂制品，其特征在于，還具有耐受一種或多 種來源于所述層的缺陷的缺陷穿透的性能。23. 如權(quán)利要求22所述的耐破裂制品，其特征在于，所述一種或多種來源于層的缺陷包 括以下缺陷中的至少一種： 由所述多層式基材與所述墜落表面的接觸而引入所述層中的缺陷;和 在墜落前就存在于所述層中的缺陷。24. 如權(quán)利要求14~23中任一項(xiàng)所述的耐破裂制品，其特征在于，所述層基本上防止新 缺陷被引入所述基材中。25. 如權(quán)利要求14~24中任一項(xiàng)所述的耐破裂制品，其特征在于，所述多層式基材的透 射率至少為85 %。26. 如權(quán)利要求14~25中任一項(xiàng)所述的耐破裂制品，其特征在于，所述裝置包括電子裝 置。27. -種便攜式裝置，所述便攜式裝置包含： 基材，所述基材具有提供用戶界面的主表面，且具有初始耐劃痕性和初始耐沖擊性;和 位于所述主表面上的層，從而形成多層式基材，所述多層式基材具有改善的耐劃痕性 和改善的耐沖擊性。28. 如權(quán)利要求27所述的便攜式裝置，其特征在于，所述改善的耐沖擊性包括平均彎曲 強(qiáng)度，所述多層式基材磨損后的平均彎曲強(qiáng)度至少是所述多層式基材磨損前的平均彎曲強(qiáng) 度的80 %。29. 如權(quán)利要求27或28所述的便攜式裝置，其特征在于，所述改善的耐劃痕性包括硬 度，所述硬度沿著大約為l〇〇nm或更深的壓痕深度至少為大約lOGPa，所述硬度由布氏壓痕 硬度測(cè)試測(cè)得。30. 如權(quán)利要求27~29中任一項(xiàng)所述的便攜式裝置，其特征在于，所述便攜式裝置包括 電子裝置。31. 如權(quán)利要求27~30中任一項(xiàng)所述的便攜式裝置，其特征在于，所述層包含對(duì)可能暴 露于外部負(fù)荷的所述主表面的至少一部分進(jìn)行覆蓋的基本上連續(xù)的層。32. 如權(quán)利要求27~31中任一項(xiàng)所述的便攜式裝置，其特征在于，所述基材在所述用戶 界面的至少一部分處是基本上透明的。33. -種裝置，所述裝置包含： 具有相反主表面的基材;和 設(shè)置于所述基材的第一相反主表面上的層，從而形成多層式基材，其中，當(dāng)使所述裝置 從至少100cm的高度墜落至墜落表面上時(shí)，所述多層式基材能夠承受所述墜落而不發(fā)生破 裂。
【文檔編號(hào)】G01N3/42GK105980323SQ201480062442
【公開日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2014年9月12日
【發(fā)明人】J·阿明, A·M·馬約利, C·A·保爾森, J·J·普萊斯, K·B·雷曼
【申請(qǐng)人】康寧股份有限公司