CN111788161B - 具有光变化特征的涂覆制品及其生产方法 - Google Patents
具有光变化特征的涂覆制品及其生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
根据本文所述的一个或多个实施方式，涂覆制品可以包括：具有主表面的透明基材，所述主表面包括包含光散射的纹理化表面或粗糙表面；以及布置在透明基材的主表面上且形成空气侧表面的光学涂层，所述光学涂层包括一层或多层材料，所述光学涂层具有大于300nm的物理厚度，其中，涂覆制品展现出约10GPa或更大的最大硬度，这是在空气侧表面上通过布氏压痕计硬度测试沿着约50nm或更大的压痕深度测得的。
Description
相关申请的交叉参考
本申请要求2018年1月9日提交的美国临时申请序列第62/615,226号的优先权，其全文通过引用结合入本文，如下所详述。
背景技术
本公开内容涉及涂覆制品及其制造方法，更具体地，涉及在透明基材上具有耐用和/或耐划痕光学涂层的涂覆制品。
覆盖制品通常用于保护电子产品内的关键器件，用于提供用户界面进行输入和/或显示，和/或提供许多其它功能。此类产品包括移动装置，例如智能手机、mp3播放器和平板电脑。覆盖制品还包括建筑制品，运输制品(例如，用于车辆应用、火车、飞行器、船舶等的制品)，电器制品，或者需要部分透明度、耐划痕性、耐磨损性或其组合的任意制品。这些应用通常要求耐划痕性以及最大透光性和最小反射性方面的牢靠光学性能特性。此外，一些覆盖应用要求在反射和/或透射中所展现或察觉到的颜色没有随着观察角的变化发生可感知的变化。这是因为，在显示器应用中，如果随着观察角的改变，反射或透射的颜色具有可感知程度的变化的话，则产品的用户会察觉到显示器的颜色或亮度变化，这会降低显示器的感官质量。在其他应用中，颜色的变化可能对美观要求或者其他功能要求造成负面影响。
可以通过使用各种减反射(“AR”)涂层来改善覆盖制品的光学性能；但是已知的减反射涂层易受磨损或者磨耗。此类磨损会危及通过减反射涂层实现的任何光学性能的改善。例如，滤光器通常由具有不同折射率的多层涂层制造，并且是由透光电介质材料(例如，氧化物、氮化物和氟化物)制造的。用于此类滤光器的大多数的常用氧化物是宽带隙材料，其不具有用于移动装置、建筑制品、运输制品或电器制品所需的机械性质，例如硬度。
磨损损坏可以包括来自对立面物体(例如手指)的来回滑动接触。此外，磨损损坏会产生热量，这会劣化膜材料中的化学键，并对覆盖玻璃产生剥落和其他类型的损坏。由于通常在较长期情况下而非引起划痕的单次事件中经历磨损损坏，经历磨损损坏的涂覆材料还会发生氧化，这会进一步劣化涂层的耐用性。
已知的减反射涂层还容易受到划痕损坏，并且通常比其上布置了此类涂层的下方基材更容易受到划痕损坏。在一些情况下，大部分的此类划痕损坏包括微延展性划痕，这通常包括材料中的单槽，其具有约100nm至约500nm的深度和延长的长度。可能通过其他类型的可见损坏造成微延展性划痕，例如，表面下开裂、摩擦开裂、碎片和/或磨损。证据表明，大部分的此类划痕和其他可见损坏是由于单次接触事件中发生的锋利接触导致的。一旦在覆盖基材上出现明显划痕，制品的外观下降，这是因为划痕引起光散射的增加，而这可能引起显示器的亮度、透明度和图像对比度的明显下降。明显划痕还会影响包括触摸感应显示器的制品的精度和可靠性。单次事件划痕损坏可以与磨损损坏形成对比。单次事件划痕损坏不是由多次接触事件(例如与硬的对立面物体(例如，砂、砂砾和砂纸)的往复滑动接触)造成的，其通常也不产生热(这会劣化膜材料中的化学键并导致剥落和其他类型的损坏)。此外，由于单次事件划痕通常不引起氧化或者涉及导致磨损损坏的相同条件，因此，用于防止磨损损坏的解决方案通常也不可用于防止划痕。除此之外，已知的划痕和磨损损坏解决方案通常有损于光学性质。
已经制造了具有光散射“防眩光”功能的粗糙化或纹理化表面用于显示屏。这些表面通过使得反射图像发生漫射或模糊化以及通过降低镜面反射增加了环境光照下的显示器可读性。已经将薄的(<300nm)减反射涂层添加到这些类型的纹理化表面从而结合(来自纹理化表面的)光散射和(来自涂层的)基于干涉的减反射效果。这些类型的涂层通常遭遇低的耐划痕性和高的划痕可见性问题。
近来，已经验证了具有高的耐划痕性和低的划痕可见性的高硬度减反射涂层。参见例如：美国专利9,079,802、9,359,261、9,366,784、9,335,444和9,726,786，以及尚未授权的美国公开US2015/0322270和US2017/0307790。这些涂层通常包括>500nm(并且在一些情况下，大于1000、大于1500或者大于2000nm)的厚度，从而实现了对于显示器应用有益的高硬度、高耐划痕性、低反射性和低色移的组合。
发明内容
本文显示了较厚的光学耐划痕涂层可以均匀地沉积到纹理化的防眩光表面上，而没有干扰来自表面纹理的光散射或者来自光学涂层的受控颜色的减反射效果。此外，获得了有利的属性。具体来说，通过光散射表面与低反射率光学涂层的组合最大化了隐藏划痕和抑制环境反射的能力。
本文描述了纹理化光散射化学强化玻璃表面与均匀颜色受控低反射率光学硬涂层的组合。高硬度使得划痕的形成最小化。低反射率和光散射一起起到增加显示器可读性、降低炫光或者最小化眼睛疲劳的作用。光散射表面(光变化特征(light-alteringfeatures))还提供了次级划痕隐藏机制，因为光散射背景帮助隐藏了来自某些常规表面划痕和相关破损类型的散射光。光散射和低反射率特征组合使得炫光最小化以及使得显示器可读性、表观色域和/或表观亮度最大化，特别是在室外环境的情况下。
在以下的详细描述中提出了本文的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各种实施方式而被认识。例如，可以根据如下实施方式结合各种特征。
实施方式1：一种涂覆制品，其包括：
具有主表面的透明基材，所述主表面包括纹理化或粗糙表面，其包括光散射；
光学涂层，其布置在透明基材的主表面上并形成空气侧表面，所述光学涂层包括一层或多层材料，所述光学涂层具有大于300nm的物理厚度；
其中，通过布氏压痕计硬度测试，在所述空气侧表面上测得，所述涂覆制品沿着约50nm或更大的压痕深度展现出约10GPa或更大的最大硬度。
实施方式2：如实施方式1所述的涂覆制品，其中，主表面包括以下至少一种粗糙度：100nm或更大的Rq；和(ii)100nm或更大的Ra。
实施方式3：如实施方式2所述的涂覆制品，其中，光学涂层的物理厚度大于纹理化表面的Ra或Rq。
实施方式4：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其中，光学涂层的物理厚度大于600nm。
实施方式5：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种双侧镜面反射率(SCI-SCE)：小于4.5％，或者小于4％。
实施方式6：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种一侧镜面反射率：小于约0.5％，或者小于约0.25％，或者小于0.2％，或者小于0.15％，或者小于0.1％，或者小至适光平均值。
实施方式7：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种一侧镜面反射率：从近法向入射角到最高至40度入射角，小于约0.5％；以及在60度入射角，低于3％、低于1.5％或者低于1％。
实施方式8：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括如下双侧漫反射率(SCE)：大于约0.05或者大于0.1，且小于或等于约0.5或者约1或者约1.5或者约2.0或者约3.0。
实施方式9：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括小于约5.5的双侧总反射率(SCI)。
实施方式10：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括绝对值小于16、小于12、小于10、小于5或者甚至小于2的a*和b*反射色值。
实施方式11：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括：
绝对值是以下至少一种的a*和/或b*：大于约6；约10至约16；大于约16；约10至约20；约10至约30；约10至约40；和约10至约50；以及
主表面上的透射雾度值是以下至少一种：约4％至约7％，和小于10％。
实施方式12：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括：
绝对值是以下至少一种的a*和/或b*：小于6、小于5、小于4和小于2；以及
主表面上的透射雾度值是以下至少一种：大于10％，大于20％，大于25％，大于27％，大于40％，大于50％，和大于60％。
实施方式13：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种20度DOI：小于95，小于90，小于80，或者小于70。
实施方式14：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括小于80或者小于60的60度光泽度值。
实施方式15：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种总(双侧、可见光镜面加漫射)光透射率：高于80％、高于90％、高于94％。
实施方式16：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种通过PPD测得的(与每英寸具有140个像素的显示器相关的)闪光性能：小于10％或者小于5％。
实施方式17：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其中，在4kg负荷下(包括齿条、杆状物、底座和砝码固定器的总负荷)，在150目佳奈特(Garnet)划痕测试，1次循环(速率为25次循环/分钟)之后，制品包括以下至少一种：
双侧镜面反射率(SCI-SCE)是：小于6.0％或者小于5.0％；和/或相对于未磨损值变化小于2％、小于1％或者小于0.5％；
双侧漫反射率(SCE)是：小于3％、小于2％、小于1％或者小于0.5％；和/或相对于未磨损值变化小于1％、小于0.5％或者小于0.2％；以及
双侧总反射率(SCI)小于6.0％或者小于5.0％；相对于未磨损值变化小于2％、小于1％、小于0.5％或者小于0.2％。
实施方式18：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其中，在1kg总重负荷下，在以400目克夫科思(Kovax)砂纸进行泰伯尔磨损测试，50次循环(速率为25次循环/分钟)之后，制品包括以下至少一种：
双侧镜面反射率(SCI-SCE)是：小于7.5％、小于6.0％或者小于5.0％；和/或相对于未磨损值变化小于3％、小于2％或者小于1％；
双侧漫反射率(SCE)是：小于5％、小于3％、小于2％或者小于1％；和/或相对于未磨损值变化小于3％、小于2％、小于1％或者小于0.5％；和/或
双侧总反射率(SCI)是：小于8.0％；和/或相对于未磨损值变化小于3％、小于2％、小于1％或者小于0.5％。
实施方式19：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种硬度：12GPa或更大；14GPa或更大；16GPa或更大。
实施方式20：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括至少12GPa或更大的硬度以及大于300nm的光学涂层厚度。
实施方式21：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其还包括至少14GPa或更大的硬度以及至少500nm的光学涂层厚度。
实施方式22：如实施方式1所述的涂覆制品，其中，根据国际照明委员会光源，在法向入射条件下，在L*a*b*色度体系中的制品透射和/或反射色坐标展现出：相对于参照点小于约10的参照点色移，这是在空气侧表面测得的，所述参照点包括：色坐标(a*＝0,b*＝0)、(a*＝-2,b*＝-2)、或者基材的相应的透射或反射色坐标，其中：
当参照点是色坐标(a*＝0,b*＝0)时，通过√((a*制品)2+(b*制品)2)定义色移；
当参照点是色坐标(a*＝-2,b*＝-2)时，通过√((a*制品+2)2+(b*制品+2)2)定义色移；以及
当参照点是基材的色坐标时，通过√((a*制品-a*基材)2+(b*制品-b*基材)2)定义色移。
实施方式23：如实施方式1所述的涂覆制品，其中，涂覆制品的透射雾度值是约50％或更小。
实施方式24：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其中，基材包括无定形基材或晶体基材。
实施方式25：如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品，其中，涂覆制品的平均适光透射率是约50％或更大。
实施方式26：一种电子装置，其包括如前述实施方式中任一项所述的涂覆制品。
附图说明
要理解的是，上面的一般性描述和下面的详细描述都仅仅是示例性的，用来提供理解权利要求书的性质和特点的总体评述或框架。所附附图提供了进一步理解，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，并与文字描述一起用来解释各个实施方式的原理和操作，其中：
图1是根据本文所述一个或多个实施方式的涂覆制品的横截面侧视图；
图2A是根据本文所述一个或多个实施方式的涂覆制品的横截面侧视图；
图2B是根据本文所述一个或多个实施方式的涂覆制品的横截面侧视图；
图3是根据本文所述一个或多个实施方式的涂覆制品的横截面侧视图；
图4是根据本文所述一个或多个实施方式的涂覆制品的横截面侧视图；
图5是根据本文所述一个或多个实施方式的涂覆制品的横截面侧视图；
图6是根据本文所述一个或多个实施方式的图5的涂覆制品中折射率与距离的函数关系图；
图7A-7D显示根据本文所述一个或多个实施方式的玻璃基材上的示例性BaF2涂层的原子力显微镜图；
图8A-8D显示根据本文所述一个或多个实施方式的玻璃基材上的BaF2涂层上沉积的示例性SiNx涂层的原子力显微镜图；
图9显示根据本文所述一个或多个实施方式的示例性涂层的总透射率与波长的函数关系图；
图10显示根据本文所述一个或多个实施方式的示例性涂层的镜面反射率与波长的函数关系图；
图11A和11B是在其上具有光变化特征的基材表面的原子力显微镜图；
图12A和12B分别是图11A和11B中的基材表面的原子力显微镜图，根据本文所述一个或多个实施方式，在其上布置了光学涂层；
图13A是在其上具有光变化特征的基材的杨氏模量(单位是GPa，左侧y轴)和硬度(单位是GPa，右侧y轴)分别相对于进入表面中的位移(单位是nm，x轴)的关系图；
图13B是根据本文所述一个或多个实施方式在其上具有光变化特征和光学涂层的基材的杨氏模量(单位是GPa，左侧y轴)和硬度(单位是GPa，右侧y轴)分别相对于进入表面中的位移(单位是nm，x轴)的关系图；
图14是根据本文所述一个或多个实施方式的基材(包括在其上布置有光变化特征和光学涂层的那些)的第一表面反射率(单位是％，y轴)与波长(单位是nm，x轴)的关系图；
图15是根据本文所述一个或多个实施方式的基材(包括在其上布置有光变化特征和光学涂层的那些)的透射率(单位是％，y轴)与波长(单位是nm，x轴)的关系图；
图16是根据本文所述一个或多个实施方式的基材(包括具有光变化特征的那些以及在其上布置有光变化特征和光学涂层的那些)的光颜色坐标图(对于各种观察角，在D65光源下，第1表面反射的颜色)；
图17是根据本文所述一个或多个实施方式的基材(包括具有光变化特征的那些以及在其上布置有光变化特征和光学涂层的那些)的光颜色坐标图(6度入射角，在D65光源下，双表面透射的颜色)；
图18A和18B分别是根据本文所述一个或多个实施方式的玻璃基材以及其上同时布置了光变化特征和光学涂层的玻璃基材的佳耐特划痕测试的图像；
图19A和19B分别是根据本文所述一个或多个实施方式的玻璃基材以及其上同时布置了光变化特征和光学涂层的玻璃基材的泰伯尔磨损测试的图像；
图20是根据本文所述一个或多个实施方式的具有各种AG(防眩光)雾度水平的示例性制品的第一表面镜面反射率(单位是％，y轴，6度入射角)与波长(单位是nm，x轴)的关系图；
图21是根据本文所述一个或多个实施方式的具有各种AG雾度水平的示例性制品的第一表面镜面反射率(单位是％，y轴，40度入射角)与波长(单位是nm，x轴)的关系图；
图22是根据本文所述一个或多个实施方式的具有各种AG雾度水平的示例性制品的第一表面镜面反射率(单位是％，y轴，60度入射角)与波长(单位是nm，x轴)的关系图；
图23是根据本文所述一个或多个实施方式的具有各种AG雾度水平的示例性制品的光颜色坐标图(各种入射角，D65光源下的第1表面反射颜色)；
图24是根据本文所述一个或多个实施方式的基材(包括具有光变化特征的那些以及在其上布置有光变化特征和光学涂层的那些)的光泽度(60度测量，单位沿y轴)与雾度(单位是％，沿x轴)的关系图；
图25是根据本文所述一个或多个实施方式的基材(包括具有光变化特征的那些以及在其上布置有光变化特征和光学涂层的那些)的图像鲜映度(DOI)(20度入射测量，单位沿y轴)与雾度(单位是％，沿x轴)的关系图；以及
图26是根据本文所述一个或多个实施方式的基材(包括具有光变化特征的那些以及在其上布置有光变化特征和光学涂层的那些)的像素功率偏差(PPD)(单位是％，沿y轴)与雾度(单位是％，沿x轴)的关系图。
具体实施方式
下面详细参考各个实施方式，这些实施方式的例子在附图中示出。本文描述的是涂覆制品的实施方式，其包括布置在基材上的(可包含一层或多层离散层的)光学涂层。光学涂层包含一个或多个光变化特征。结合到光学涂层中的光变化特征可以降低反射振荡、降低可见的颜色和/或降低角度色移，如本文所述。可以被包含在本文所述的光学涂层中的光变化特征可以包括光散射结构元件，例如但不限于：层界面处的粗糙度，或者光学涂层的层中或者边缘处的光散射元件内含物。层的粗糙界面和光散射元件可以散射光学涂层中的光，从而来自整个涂覆制品的反射的光学干涉是不相干的，导致降低了涂覆制品的反射和/或透射谱中的振荡。作为上文所述的替代或者补充，光变化特征可以存在于基材上或者基材中(在所述基材上布置了光学涂层)和/或位于基材与光学涂层之间的界面处。
通常来说，可能在涂覆制品中不具有相同折射率的任意两层之间的界面处存在一些反射。在涂覆制品的实施方式中，这可能包括：光学涂层与空气之间的界面，光学涂层与其上沉积了光学涂层的基材之间的界面，以及光学涂层的任意两层之间的界面。每个界面的反射都对涂覆制品的总反射谱具有贡献作用。在涂覆制品的一些实施方式中，与涂覆制品的两个或更多个界面发生相互作用的反射光波、透射光波或者入射光波可能由于在频率、相位、偏振、空间、时间或者这些参数的组合上具有固定或良好限定的关系从而是相干的，并且这种固定或良好限定的关系在足够大到被观察者注意到的一定程度的空间和时间上得到维持。例如，通过两种不同界面产生的反射谱可能具有相似的波长，以及每个反射谱可能对涂覆制品的总反射谱具有相长性(constructively)贡献。产生相干干涉的界面可能是来自光学涂层中的单层，或者是来自涂覆制品中不共享共用层的两个或更多个界面。
本领域存在对于低反射率颜色受控的光散射硬涂覆的玻璃制品的需求，其可以最小化显示器可读性并提供还可以对于可见光、IR或者微波/RF电磁辐射具有透明性的低反射率低炫光高度耐划痕组件。光散射表面与低反射率涂层的组合使得显示器在明亮光照周围环境中的可读性最大化，这是由于同时降低了抵达用户的镜面反射的绝对强度以及降低了来自显示器表面的反射图像的表观锐度(清晰度)这两者所导致的。
可以通过例如对玻璃表面进行喷砂和蚀刻，之后对所述玻璃表面进行化学强化(例如玻璃基材)来形成(具有光变化特征的)光散射表面。可以在形成纹理之后，例如采用设计成具有低反射率和低颜色的高硬度多层光学干涉膜，通过纹理化玻璃表面的薄膜涂覆(例如，蒸发、喷溅或CVD涂覆)来赋予高硬度。
(具有光变化特征的)光散射表面与保形光学硬涂层(conformal opticalhardcoating)的组合通过如下机制中的一种或多种降低了划痕可见性：
(i)由于表面的高硬度使得不形成划痕；
(ii)通过表面粗糙度降低了表面与磨料颗粒(例如，沙)的摩擦接触。例如，光变化特征可以减小制品表面与研磨剂之间的接触面积，从而降低了制品表面可能发生磨损的面积和/或降低了制品表面与研磨剂之间的摩擦系数(这使得研磨剂更容易离开制品表面)。还可以通过在硬涂层的顶表面上添加有机‘单层’类型涂层(例如，硅烷或氟硅烷‘易清洁’层)来进一步实现摩擦下降；和/或
(iii)确实形成了划痕，所述划痕对于用户较不具有可见性(‘隐藏’)，因为纹理化表面产生了光散射，其看上去与某些类型的划痕所产生的光散射是相似的。
因此，已经产生了表面纹理化的硬涂覆的制品，其结合了本文所述的结构特征和属性性质中的一些或全部，例如：
-在未磨损状态下：
(a)双侧镜面反射率(SCI-SCE)小于4.5％或者甚至小于4％；
(b)一侧镜面反射率小于约0.5％，例如对于450nm至550nm、600nm或650nm的波长低于0.25％，或者作为适光平均值低于约0.2％或者约0.15％或者低于0.1％；
(c)从近法向入射角到最高至40度入射角，一侧镜面反射率小于约0.5％，以及在60度入射角低于3％、低于1.5％或者低于1％；
(d)双侧漫反射(SCE)大于0.05或者大于0.1，以及小于或等于约0.5、或者约1、或者约1.5、或者约2.0、或者约3.0；
(e)双侧总反射率(SCI)小于约5.5；
(f)a*和b*反射色值的绝对值小于16、小于12、小于10、小于5或者甚至小于2。可以与下方基材上较低的雾度值(例如，4-7％，或者小于10％)结合使用更高的色值(例如，a*和/或b*的绝对值大于6或者10-16或者更高)，以强化(或者不降低)高颜色效应。可以与下方基材上较高的雾度值(例如，大于10％、或者大于20％、或者大于25％、或者大于27％、或者大于40％、或者大于50％或者大于60％)结合使用低色值(例如，a*和/或b*的绝对值小于6、或者小于5或者小于4或者小于2)，以进一步促进低颜色。例如，下方基材上较高的雾度可以用于削弱(对于某些应用)不合乎希望的反射颜色；
(g)20度DOI小于95、或者小于90、或者小于80、或者小于70；
(h)60度光泽度值小于80或者小于60；
(i)总(双侧可见光镜面加漫射)光透射率高于80％或者高于90％或者高于94％；和/或
(j)通过PPD测得的(与每英寸具有140个像素的显示器相关的)闪光性能小于10％或者小于5％。
-在经过划痕/磨损状态下，在佳耐特4kg(包括齿条、杆状物、底座和砝码固定器的重量的总负荷)，1次循环测试(速率为25次循环/分钟)之后：
(k)双侧镜面反射率(SCI-SCE)小于6.0％或者小于5.0％，相对于未磨损值变化小于2％、小于1％或者小于0.5％；
(l)双侧漫反射率(SCE)小于3％、小于2％、小于1％或者小于0.5％；相对于未磨损值变化小于1％、小于0.5％或者小于0.2％；和/或
(m)双侧总反射率(SCI)小于6.0％或者小于5.0％；相对于未磨损值变化小于2％、小于1％、小于0.5％或者小于0.2％。
-在经过划痕/磨损状态下，在克夫科思(Kovax)1kg(总重)，50次循环测试(速率为25次循环/分钟)之后：
(n)双侧镜面反射率(SCI-SCE)小于7.5％、小于6.0％或者小于5.0％；相对于未磨损值变化小于3％、小于2％或者小于1％；
(o)双侧漫反射率(SCE)小于5％、小于3％、小于2％或者小于1％；相对于未磨损值变化小于3％、小于2％、小于1％或者小于0.5％；和/或
(p)双侧总反射率(SCI)小于8.0％；相对于未磨损值变化小于3％、小于2％、小于1％或者小于0.5％。
也就是说，上文(a-p)中的任意一个或多个可以用于与(a-p)中的任意其他那些进行任意和全部组合，和/或用于与本文所述的制品的物理性质进行任意和全部组合，包括但不限于：制品和/或光学涂层的硬度；表面粗糙度；光学涂层、基材和/或顶涂层、厚度；光学涂层中的层厚度(物理和/或光学)和/或配置；用于基材、光变化特征、光学涂层和/或顶涂层的材料；光变化特征的配置；基材组成和/或强化属性；和/或雾度。
尽管存在粗糙的光散射表面纹理，但是发明人惊讶地发现，可以在这种纹理化表面上涂覆厚的光学涂层，同时维持光学硬涂层中的光学干涉层的光学相干性，从而维持所需的来自光学涂层中的光学干涉层的低反射率和受控颜色性能。这种结果可以被认为是令人惊讶的，因为对光进行散射的粗糙表面还倾向于降低光线的相干性，这会倾向于降低光学涂层中基于干涉的光管理层的光学效率，例如干扰了它们的减反射或者颜色控制属性。对于光学涂层的厚度明显大于纹理化表面的平均表面粗糙度的情况来说(如同本发明的优选实施方式那样，其中，表面粗糙度范围是40-500nm RMS，而光学涂层厚度范围是0.6-3微米)这是特别令人惊讶的。不希望受限于理论，我们将这种情况皆归于纹理化表面的较大的横向特征尺寸(其倾向于大于涂层厚度)以及来自无规纹理的相对有限的衍射效果。
在一些实施方式中，不合乎希望的相长性干涉可能具体是由于来自光学涂层的单层(本文称作“耐划痕层”)的空气侧和基材侧的界面处的相干反射波所引起的。在本文所述的实施方式中，可以在光学涂层中包含一层或多层耐划痕层。这些耐划痕层可以是较厚(例如，大于约300nm，并且最高至10微米)且是硬的(例如，布氏硬度大于10GPa)。这些耐划痕层可以为涂覆制品赋予所需的物理特性，例如，增加硬度和增加耐磨料磨损性。但是，它们可能在它们的空气侧和与其他层的基材侧界面处产生相干反射波，由于干涉导致反射振荡增加。在一个或多个实施方式中，可以在光学涂层中，在耐划痕层中或者耐划痕层的边缘处提供光变化特征。作为上文所述的替代或者补充，光变化特征可以存在于基材上或者基材中(在所述基材上布置了光学涂层)和/或位于基材与光学涂层之间的界面处。
参见图1，根据一个或多个实施方式的经涂覆的制品100可以包括基材110以及布置在基材110上的光学涂层120。基材110包括相对主表面112、114以及相对次表面116、118。如图1所示，光学涂层120布置在第一相对主表面112上；但是，光学涂层120可以布置在第二相对主表面114上和/或一个或两个相对次表面116、118上，作为布置在第一相对主表面112上的补充或替代。光学涂层120形成空气侧表面122。可以在光学涂层120中提供一个或多个光变化特征，本文描述了它们的实施方式。作为上文所述的替代或者补充，光变化特征可以存在于基材上或者基材中(在所述基材上布置了光学涂层120)和/或存在于基材110与光学涂层120之间的界面处。
光学涂层120包括至少一种材料的至少一层。术语“层”可以包括单层或者可以包括一层或多层子层。此类子层可以相互直接接触。子层可以由相同材料形成，或者可以由两种或更多种不同材料形成。在一个或多个替代实施方式中，此类子层可以具有布置在其间的不同材料的***层。在一个或多个实施方式中，层可包括一层或多层毗邻且不间断层和/或一层或多层不连续且间断层(即，由相互相邻的不同材料形成的层)。层或子层可以由本领域的任意已知方法形成，包括离散沉积或连续沉积工艺。在一个或多个实施方式中，可以仅使用连续沉积工艺形成层，或者可以仅使用离散沉积工艺形成层。
如本文所用，术语“布置”包括采用任意本领域已知或待开发的方法在表面上涂覆、沉积和/或形成材料。布置的材料可构成本文所定义的层。如本文所用，表述“布置在...上”包括在表面上形成材料从而使得材料与表面直接接触，或者包括在表面上形成材料，其中在材料与表面之间具有一种或多种***材料的实施方式。***材料可以构成本文所定义的层。
在一个或多个实施方式中，可以通过真空沉积技术，例如，化学气相沉积(例如，等离子体强化的化学气相沉积(PECVD)、低压化学气相沉积、大气压化学气相沉积、和等离子体强化的大气压化学气相沉积)，物理气相沉积(例如，反应性或非反应性喷溅或激光烧蚀)，热或电子束蒸发，和/或原子层沉积，在基材110上沉积光学涂层120的单层或多层。也可使用基于液体的方法，例如喷涂、浸涂、旋涂或狭缝涂覆(例如，使用溶胶凝胶材料)。通常来说，气相沉积技术可以包括各种可用于产生薄膜的真空沉积方法。例如，物理气相沉积使用物理过程(例如加热或喷溅)来产生材料的蒸气，然后其沉积到涂覆的物体上。
光学涂层120的厚度可以是约100nm至约10微米。例如，光学涂层的厚度可以是大于或等于约200nm、300nm、325nm、350nm、375nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米或者甚至8微米以及小于或等于约10微米。
在一个或多个实施方式中，光学涂层120可以包括耐划痕层或者可以由耐划痕层构成。现参见图2A，显示的涂覆制品100包括布置在底层154上的耐划痕层150。根据一个实施方式，耐划痕层150可以包括选自下组的一种或多种材料：SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、AlN、Si3N4、AlOxNy、SiOxNy、SiNx、SiNx:Hy、HfO2、TiO2、ZrO2、Y2O3、Al2O3、MoO3、钻石状碳，或其组合。用于耐划痕层150的示例性材料可以包括无机碳化物、氮化物、氧化物、钻石状材料，或其组合。用于耐划痕层150的合适材料的例子包括金属氧化物、金属氮化物、金属氧氮化物、金属碳化物、金属氧碳化物，和/或其组合。示例性金属包括B、Al、Si、Ti、V、Cr、Y、Zr、Nb、Mo、Sn、Hf、Ta和W。可以用于耐划痕层150的材料的具体例子可以包括：Al2O3、AlN、AlOxNy、Si3N4、SiOxNy、SiuAlvOxNy、钻石、钻石状碳、SixCy、SixOyCz、ZrO2、TiOxNy，及其组合。耐划痕层150还可以包括纳米复合材料，或者具有受控微结构的材料，以改善硬度、韧度或耐磨/耐磨损性。例如，耐划痕层150可以包括尺寸是约5nm至约30nm的纳米微晶。在实施方式中，耐划痕层150可以包括相变增韧氧化锆、部分稳定化氧化锆或者氧化锆增韧的氧化铝。在实施方式中，耐划痕层150展现出大于约1MPa√m的断裂韧度值，以及同时展现出大于约10GPa的硬度值。
在一个或多个实施方式中，耐划痕层150可以包括组成梯度。例如，耐划痕涂层150可以包括SiuAlvOxNy的组成梯度，其中，改变了Si、Al、O和N中的任意一种或多种的浓度，以增加或降低折射率。还可以使用孔隙度来形成折射率梯度。此类梯度如2014年4月28日提交的题为“Scratch-Resistant Articles with a Gradient Layer(具有梯度层的耐划痕制品)”的美国专利申请第14/262224号更完整描述，其全文通过引用结合入本文。
相比于其他层，耐划痕层150可以是较厚的，例如大于或等于约300nm、325nm、350nm、375nm、400nm、425nm、450nm、475nm、500nm、525nm、550nm、575nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1微米、2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米或者甚至8微米。例如，耐划痕层的厚度可以是约300nm至约10微米。当耐划痕层的厚度变得太薄时(例如，低于500nm、低于475nm、低于450nm、低于425nm、低于400nm、低于375nm、低于350或者低于325nm)，则降低了制品的硬度，并且其变得更倾向于发生划痕。例如，可以通过使用约500nm或更大的耐划痕层厚度来合适地获得14GPa的硬度。
在一个或多个实施方式中，底层154可以包括折射率类似于基材110的折射率的材料。例如，底层154的折射率可以与基材110的折射率相差约0.1、0.05或者甚至0.01之内。底层154的材料可以取决于基材110的组成，但是在基材是玻璃的实施方式中，BaF2可能是用于底层154的合适材料。使得底层154的折射率与基材110的折射率匹配，这可以降低源自基材表面112处的反射。
本文所述的光学涂层可以包括一个或多个光变化特征。例如，如图2A示意性所示，光学涂层120可以在光学涂层中的两个相邻层(例如，底层154与耐划痕层150)之间包括粗糙界面124。涂覆制品100的其他界面可以是粗糙的，例如基材表面112处的界面(在图2A中没有显示为粗糙的，但是通过基材自身的粗糙化表面产生，或者通过表面112处的光学涂层中的光变化特征产生)以及光学涂层120的空气侧表面122处。在一个或多个实施方式中，粗糙界面可以用其算术平均粗糙度(Ra)或其均方根粗糙度(Rq)进行表征。可以通过如下方程式确定Ra和Rq：
式中，n表示测量位置的数量，以及y表示测得的高度。在一个或多个实施方式中，粗糙界面的Ra可以大于或等于5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、165nm、170nm、175nm、180nm、190nm、或者甚至200nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、165nm、170nm、175nm、180nm、190nm、200nm、210nm、220nm、225nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、或者甚至275nm。在一个或多个实施方式中，粗糙界面的Rq可以大于或等于5nm、10nm、15nm、20nm、25nm、30nm、35nm、40nm、50nm、60nm、70nm、80nm、90nm、100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、165nm、170nm、175nm、180nm、190nm、200nm、210nm、220nm、225nm、230nm、240nm、250nm、260nm、270nm、275nm、300nm、350、400nm、400nm、500nm、或者甚至600nm，以及最高至1微米(微米或μm)，或者在一些情况下，最高至2微米，以及上述数字之间的任意范围或子范围，例如：40nm至300nm、50nm至350nm、或者50nm至400nm、或者50nm至500nm、或者50nm至550nm、或者50nm至600nm、或者50nm至650nm、或者50nm至700nm、或者50nm至1000nm、或者60nm至350nm、或者60nm至400nm、或者60nm至500nm、或者60nm至550nm、或者60nm至600nm、或者60nm至650nm、或者60nm至700nm、或者60nm至1000nm、或者70nm至350nm、或者70nm至400nm、或者70nm至500nm、或者70nm至550nm、或者70nm至600nm、或者70nm至650nm、或者70nm至700nm、或者70nm至1000nm、或者90nm至350nm、或者90nm至400nm、或者90nm至500nm、或者90nm至550nm、或者90nm至600nm、或者90nm至650nm、或者90nm至700nm、或者90nm至1000nm、或者100nm至350nm、或者100nm至400nm、或者100nm至500nm、或者100nm至550nm、或者100nm至600nm、或者100nm至650nm、或者100nm至700nm、或者100nm至1000nm、或者120nm至350nm、或者120nm至400nm、或者120nm至500nm、或者120nm至550nm、或者120nm至600nm、或者120nm至650nm、或者120nm至700nm、或者120nm至1000nm、或者140nm至350nm、或者140nm至400nm、或者140nm至500nm、或者140nm至550nm、或者140nm至600nm、或者140nm至650nm、或者140nm至700nm、或者140nm至1000nm、或者160nm至350nm、或者160nm至400nm、或者160nm至500nm、或者160nm至550nm、或者160nm至600nm、或者160nm至650nm、或者160nm至700nm、或者160nm至1000nm、或者180nm至350nm、或者180nm至400nm、或者180nm至500nm、或者180nm至550nm、或者180nm至600nm、或者180nm至650nm、或者180nm至700nm、或者180nm至1000nm、或者200至350nm、或者200nm至400nm、或者200nm至500nm、或者200nm至550nm、或者200nm至600nm、或者200nm至650nm、或者200nm至700nm、或者200nm至1000nm、或者220至350nm、或者220nm至400nm、或者200nm至500nm、或者220nm至550nm、或者220nm至600nm、或者220nm至650nm、或者220nm至700nm、或者220nm至1000nm、或者240至350nm、或者240nm至400nm、或者240nm至500nm、或者240nm至550nm、或者240nm至600nm、或者240nm至650nm、或者240nm至700nm、或者240nm至1000nm、或者260至350nm、或者260nm至400nm、或者260nm至500nm、或者260nm至550nm、或者260nm至600nm、或者260nm至650nm、或者260nm至700nm、或者260nm至1000nm、或者280至350nm、或者280nm至400nm、或者280nm至500nm、或者280nm至550nm、或者280nm至600nm、或者280nm至650nm、或者280nm至700nm、或者280nm至1000nm、或者300至350nm、或者300nm至400nm、或者300nm至500nm、或者300nm至550nm、或者300nm至600nm、或者300nm至650nm、或者300nm至700nm、或者300nm至1000nm。
可以采用用于测量粗糙度的任意已知技术来测量粗糙度，例如，光学轮廓仪(例如，使用Zygo干涉计)和表面接触轮廓仪(例如，使用原子力显微镜，AFM)。测量的表面积足够大到俘获可以存在于样品上表面特征类型的统计学上具有代表性的样品。例如，对于具有x-y平面上约为50μm x 50μm的特征的防眩光表面，合适的测量表面积可以是至少500μmx 500μm。在一些例子中，样品面积的侧边长度可以是10至30个横向特征尺寸，这取决于纹理或粗糙度的表面地貌。
根据实施方式，可以通过各种方法产生粗糙界面，例如但不限于：在层中使得晶体形貌生长(这产生了粗糙度)，化学加工(例如，化学蚀刻)，或者机械加工(例如，机械蚀刻、切割、工具处理)等。例如，在一个实施方式中，BaF2可以作为光学涂层120的层沉积(例如，底层154)，具有冠型微晶形态。此类BaF2沉积的实施方式在下文实施例中进行解释。在沉积之后，底层154的顶表面(界面124处)可以是粗糙的，以及另一层(例如，耐划痕层150)可以在粗糙界面124处沉积到底层154上。如果耐划痕层150的沉积是较为一致的，则可以在空气侧表面122处存在粗糙表面，如图2A所示。在另一个实施方式中，空气侧表面122可以是光滑的。例如，可以通过(化学或机械)抛光或者通过层叠，使得空气侧表面122是光滑的，如图2B的实施方式所示。在另一个实施方式中，空气侧表面122可以是由于结合了诸如PECVD之类的涂覆工艺所以是光滑的，这经过调节以具有平坦化作用，从而导致沉积到粗糙的埋入界面的顶部上沉积的层中光滑的空气侧表面122。
应理解的是，粗糙层或光滑层可以作为光学涂层120的任意层沉积。例如，可以通过例如本文所述的方法(例如，生长粗糙结晶层或者在粗糙界面上生长具有一致厚度的层)使得涂覆制品100中的任意界面是粗糙的。可以通过抛光或者促进平坦表面形成的沉积技术来使得粗糙界面变光滑。
在图2A或2B所示的实施方式中，如果底层154具有与基材110相似或者同样的折射率，则在基材110的主表面112处会几乎没有反射，以及绝大部分反射会来自于空气侧表面122和粗糙界面124。但是，不受限于理论，相信粗糙表面124处的光散射导致来自粗糙表面124和空气侧表面122的反射干涉发生散射。
在一个或多个实施方式中，光散射元件可以布置在一层或多层中，或者布置在光学涂层120的一个或多个界面处。例如，现参见图3，光散射元件180可以布置在光学涂层120中的两个相邻层(例如，底层154与耐划痕层150)之间。同样如图3所示，光散射元件180可以布置在光学涂层120的一层(例如，耐划痕层150)中。在一些实施方式中，光散射元件180可以布置在耐划痕层中而没有布置在层界面124处，或者反之亦可。作为上文所述的替代或者补充，光散射元件180可以存在于基材上或者基材中(在所述基材上布置了光学涂层)和/或位于基材与光学涂层之间的界面处。
如图3所示，光散射元件180的形状可以是基本球形的。但是，在其他实施方式中，光散射元件180可以具有其他形状或者形成因子，例如，具有圆角或基本平坦表面的不规则形状体，包括包含了锐角特征的颗粒。光散射元件180可以具有变化的尺寸。在一个实施方式中，每个光散射元件180可以具有约1nm至约1微米的最大尺寸(例如，约1nm至约900nm、约1nm至约800nm、约1nm至约700nm、约1nm至约600nm、约1nm至约500nm、约1nm至约400nm、约1nm至约300nm、约1nm至约200nm、约1nm至约100nm、约1nm至约50nm、或者约1nm至约25nm)。如本文所用，“最大尺寸”指的是单个光散射元件180的穿过光散射元件180的表面之间的最大距离。例如，球形光散射元件180的最大尺寸是球体直径。“平均最大尺寸”指的是玻璃制品100的所有光散射元件180的最大尺寸的平均值。
光散射元件180可以包括与和光散射元件180相邻的光学涂层120的其他部分不同的组成或相。在实施方式中，光散射元件180可以包括固体和/或气体，或者可以包括空穴空间。还应理解的是，一些光散射元件180可以相互具有不同的组成或相。
光散射元件180可以具有变化的尺寸和形状，从而它们以不同的方式影响具有不同波长的光。在一个实施方式中，光散射元件180的尺寸分布适合对整个可见光谱上的光(即，约400nm至约700nm范围内的光)进行散射。界面的每表面积上的光散射颗粒的量可以发生变化。但是，应理解的是，本文所述的用于生产涂覆制品100的方法可以是能够控制光散射元件180的尺寸、形状、尺寸分布和/或相对量。
在其他实施方式中，光变化特征可以包括经过设计的光学相位修饰表面或界面，例如高折射率层150下方、上方或其中的光栅或超常材料表面。例如，光栅可以布置在本文所述各种实施方式中粗糙界面所处的位置。如本文所述，“超常材料”指的是这样的结构，其包括材料元素的周期性排列，从而产生所需的电磁性质。电磁性质来自于原子或分子的周期性排列。可以通过光刻或者自组装产生物质的周期性排列来产生超常材料(但不限于此)，从而产生自然界中不存在的性质。
在另一个实施方式中，光变化特征可以包括耐划痕层150内、耐划痕层150上方或者耐划痕层150下方的折射率的图案化或者随机变化。这些变化可以导致反射光或透射光的方向改变或者相变。在一个或多个实施方式中，变化可以主要导致前向散射，从而使得外部反射雾度最小化。例如，底层154可以不包括离散颗粒或者界面。相反地，在一些实施方式中，底层154可以包括折射率的光滑或逐渐变化，没有明显的锋利界面，其中，底层154还可以具有折射率的空间变化，这可以是例如具有光栅状或者散射状效应，导致反射光波或透射光波的相或者局部角度内容(local angular content)发生变化。这参见美国专利第9,588,263号所述，其通过引用结合入本文。
应理解的是，本文所述的光变化特征(例如，参见图2和3所述位于耐划痕层中的那些)可以被结合到光学涂层120的其他实施方式中。例如，本文参照图4和5提供了其他实施方式。所述的光变化特征可以被结合到图4和5的实施方式的耐划痕层150中。但是，应理解的是，本文所述的光变化特征可以被结合到涂覆制品100的许多实施方式中，特别是结合到涂覆制品100的耐划痕层150中。所述的光变化特征的位置不应限制到本文具体描述的涂覆制品100的实施方式，因为它们可以被结合到任意涂覆制品100的任意层中。作为上文所述的替代或者补充，光变化特征可以存在于基材上或者基材中(在所述基材上布置了光学涂层)和/或位于基材与光学涂层之间的界面处。
光散射组件的材料可以具有与光学涂层120的相邻材料不同的折射率。例如，光散射组件180的材料的折射率可以与光学涂层120中的相邻材料的折射率相差(即，比它大或者比它小)至少约1％、至少约2％、至少约3％、至少约4％、至少约5％、至少约10％、至少约20％、至少约30％、至少约40％、或者甚至至少约50％。
在一个或多个实施方式中，如图4所示，光学涂层120可以包括减反射涂层130，其可以包括多层(130A、130B)。在一个或多个实施方式中，减反射涂层130可以包括周期132，其包括两层，例如低RI层130A和高RI层130B。如图4所示，减反射涂层130可以包括多个周期132。在其他实施方式中，单个周期可以包括三层，例如，低RI层、中等RI层和高RI层。应理解的是，在本公开内容全文中，图4是具有周期132的光学涂层120的示例性实施方式，并且本文所述的光学涂层120的性质(例如，颜色、硬度等)和材料不应受限于图4的实施方式。
如本文所用，术语低“RI”、“高RI”和“中等RI”指的是折射率(“RI”)相互之间的相对值(即，低RI<中等RI<高RI)。在一个或多个实施方式中，当用于低RI层时，术语“低RI”包括约1.3至约1.7或者约1.75的范围。在一个或多个实施方式中，当用于高RI层时，术语“高RI”包括约1.7至约2.5的范围(例如，约1.85或更大)。在一个或多个实施方式中，当用于周期的第三层时，术语“中等RI”包括约1.55至约1.8的范围。在一些实施方式中，低RI、高RI和/或中等RI的范围可以重叠；但是，在大多数情况下，减反射涂层130的层对于RI具有如下大致关系：低RI<中等RI<高RI(其中，“中等RI”适用于三层周期的情况)。在一个或多个实施方式中，低RI层与高RI层的折射率差异可以是约0.01或更大、约0.05或更大、约0.1或更大或者甚至约0.2或更大。
例如，在图4中，周期132可包括低RI层130A和高RI层130B。当在光学涂层120中包含多个周期时，低RI层130A(标记为“L”)和高RI层130B(标记为“H”)以如下层顺序交替：L/H/L/H…或者H/L/H/L…，从而使得低RI层与高RI层沿着光学涂层120的物理厚度交替。在图4所示的实施方式中，减反射涂层130包括4个周期132，其中，每个周期132包括低RI层130A和高RI层130B。在一些实施方式中，减反射涂层130可以包括最高至25个周期。例如，减反射涂层130可以包括约2个至约20个周期、约2个至约15个周期、约2个至约10个周期、约2个至约12个周期、约3个至约8个周期、或者约3个至约6个周期。
适用于减反射涂层130的示例性材料包括但不限于：SiO2、Al2O3、GeO2、SiO、AlOxNy、AlN、SiNx、SiOxNy、SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、TiO2、ZrO2、TiN、MgO、MgF2、BaF2、CaF2、SnO2、HfO2、Y2O3、MoO3、DyF3、YbF3、YF3、CeF3、聚合物、含氟聚合物、等离子体聚合化的聚合物、硅氧烷聚合物、倍半硅氧烷、聚酰亚胺、氟化聚酰亚胺、聚醚酰亚胺、聚醚砜、聚苯砜、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯、丙烯酸聚合物、氨基甲酸酯聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯，下述适用于耐划痕层的其它材料，以及本领域已知的其他材料。用于低RI层130A的一些合适材料的例子包括但不限于：SiO2、Al2O3、GeO2、SiO、AlOxNy、SiOxNy、SiuAlvOxNy、MgO、MgAl2O4、MgF2、BaF2、CaF2、DyF3、YbF3、YF3和CeF3。可以使得用于低RI层130A的材料的氮含量最小化(例如，在诸如Al2O3和MgAl2O4的材料中)。用于高RI层130B的一些合适材料的例子包括但不限于：SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、AlN、Si3N4、AlOxNy、SiOxNy、SiNx、SiNx:Hy、HfO2、TiO2、ZrO2、Y2O3、Al2O3、MoO3和钻石状碳。在一个或多个实施方式中，高RI层130B可以具有高硬度(例如，硬度大于8GPa)，以及上文所列出的高RI材料可以包括高的硬度和/或耐划痕性。可以使得用于高RI层130B的材料的氧含量最小化，特别是SiNx或AlNx材料。AlOxNy材料可以被认为是氧掺杂的AlNx(即，它们可以具有AlNx晶体结构(例如，纤维锌矿)并且不一定具有AlON晶体结构)。示例性AlOxNy高RI材料可以包含：约0原子％至约20原子％氧、或者约5原子％至约15原子％氧，同时包含30原子％至约50原子％氮。示例性SiuAlvOxNy高RI材料可以包含：约10原子％至约30原子％或者约15原子％至约25原子％硅，约20原子％至约40原子％或者约25原子％至约35原子％铝，约0原子％至约20原子％或者约1原子％至约20原子％氧，以及约30原子％至约50原子％氮。前述材料可以被氢化至最高至约30重量％。当需要具有中等折射率的材料时，一些实施方式可采用AlN和/或SiOxNy。应理解的是，耐划痕层150可以包括本文所揭示的适用于高RI层的任意材料。
在一个或多个实施方式中，例如如图4所示，光学涂层120可以包括整合作为高RI层的耐划痕层150，以及一个或多个低RI层130A和高RI层130B可以布置在耐划痕层150上。或者，耐划痕层可以定义为整个光学涂层120中或者整个经涂覆的制品100中最厚的高RI层。不受限于理论，相信当在耐划痕层150上沉积较薄量的材料时，涂覆制品100可以在压痕深度展现出增加的硬度。但是，在耐划痕层150上方包含低RI和高RI层可以增强涂覆制品100的光学性质。在一些实施方式中，可以在耐划痕层150上方布置较少的层(例如，仅1、2、3、4或5层)，以及这些层可以分别是较薄的(例如，小于100nm、小于75nm、小于50nm或者甚至小于25nm)。
根据一个或多个实施方式中，耐划痕层150可以包括一个或多个光变化特征。将光变化特征结合到耐划痕层150中起到降低涂覆制品100的反射谱和/或透射谱中的振荡，其中，涂覆制品的大百分比的反射干涉发生在耐划痕层的界面155处。例如，如图4所示，与耐划痕层150相邻的界面155可以是粗糙的，如本文所述。界面155中的一个或两个可以是粗糙的。在一些实施方式中，其他界面(例如，层130A与层130B之间的那些，和/或层130B与层140之间的那些，或者甚至涂覆制品100的空气侧表面122)可以是粗糙的。作为上文所述的替代或补充，基材表面112可以是粗糙的，和/或基材表面112与光学涂层130A之间的界面处可以是粗糙的。
在一个或多个实施方式中，可以在耐划痕层150中存在其他光变化特征。例如，如本文所述，光散射元件180可以沉积到耐划痕层150中或者沉积在界面155处。在其他实施方式中，光学涂层120的其他层可以包括光变化特征，例如高RI层130B或低RI层130A。作为上文所述的替代或者补充，光散射元件180可以存在于基材110上或者基材110中(包括表面112和114中的一个或多个上)和/或存在于基材110与光学涂层120之间的界面处。
在一个或多个实施方式中，光学涂层120可以包括布置在减反射涂层130上的一层或多层额外顶涂层140，如图4所示。在一个或多个实施方式中，所述额外顶涂层140可以包括易清洁涂层。合适的易清洁涂层的例子如美国公开号2014/0113083所述，其全文通过引用结合入本文。易清洁涂层可以具有约5nm至约50nm的厚度，并且可以包括已知材料例如氟化硅烷。作为补充或替代，易清洁涂层可以包括低摩擦涂层或者表面处理。示例性低摩擦涂层材料可以包括钻石状碳、硅烷(例如，氟化硅烷)、膦酸盐/酯、烯烃和炔烃。在一些实施方式中，易清洁涂层的厚度可以是如下范围：约1nm至约40nm、约1nm至约30nm、约1nm至约25nm、约1nm至约20nm、约1nm至约15nm、约1nm至约10nm、约5nm至约50nm、约10nm至约50nm、约15nm至约50nm、约7nm至约20nm、约7nm至约15nm、约7nm至约12nm、约7nm至约10nm、约1nm至约90nm、约5nm至约90nm、约10nm至约90nm、或者约5nm至约100nm，以及其间的所有范围和子范围。
顶涂层140可以包括耐划痕层或者多层耐划痕层，其包括本文所揭示的适用于耐划痕层150的任意材料。在一些实施方式中，所述额外涂层140包括易清洁材料与耐划痕材料的组合。在一个例子中，该组合包括易清洁材料与钻石状碳。此类额外顶涂层140的厚度可以是约5nm至约20nm。可以在分开的层中提供所述额外涂层140的构成。例如，可以布置钻石状碳作为第一层，并可以在钻石状碳第一层上布置易清洁材料作为第二层。第一层与第二层的厚度可以是上文关于所述额外层所提供的厚度范围。例如，钻石状碳第一层的厚度可以是约1nm至约20nm或者约4nm至约15nm(或者更具体来说约为10nm)，以及易清洁第二层的厚度可以是约1nm至约10nm(或者更具体来说约为6nm)。钻石状涂层可以包括四面体无定形碳(Ta-C)、Ta-C:H和/或a-C-H。
在一个或多个实施方式中，减反射涂层130中的至少一层(例如，低RI层130A或高RI层130B)可以包括特定的光学厚度(或者光学厚度范围)。如本文所述，术语“光学厚度”指的是层的物理厚度与折射率的乘积。在一个或多个实施方式中，减反射涂层130中的至少一层可以具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm、或者约15nm至约5000nm的光学厚度。在一些实施方式中，减反射涂层130中的所有层可以分别具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm、或者约15nm至约5000nm的光学厚度。在一些实施方式中，减反射涂层130中的至少一层具有约50nm或更大的光学厚度。在一些实施方式中，低RI层103A中的每一个可以具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm、或者约15nm至约5000nm的光学厚度。在一些实施方式中，高RI层130B中的每一个可以具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm、或者约15nm至约5000nm的光学厚度。在具有三层周期的实施方式中，中等RI层中的每一个可以具有约2nm至约200nm、约10nm至约100nm、约15nm至约100nm、约15nm至约500nm、或者约15nm至约5000nm的光学厚度。在一些实施方式中，耐划痕层是光学涂层中最厚的层，和/或具有比光学涂层中的任意其他层高的折射率。
在一个或多个实施方式中，光学涂层可以包括一层或多层梯度层，其可以分别包括沿着它们各自厚度的组成梯度，如图5所示。在一个实施方式中，光学涂层120可以包括底梯度层170、耐划痕层150(如上文所述)和顶梯度层160。图6显示图5的光学涂层120的示例性折射率分布。在图6的折射率分布中，基材100、底梯度层170、耐划痕层150和顶梯度层160它们的相应部分被标记出来。底梯度层170的位置可以是与基材110直接接触。耐划痕层150可以在底梯度层170上，以及顶梯度层可以与耐划痕层150直接接触并且在其上。耐划痕层150可以包括一种或多种具有高折射率的较硬材料(例如，SiNx)。在实施方式中，耐划痕层150的厚度可以是约300nm至数微米，例如，在其他实施方式中，参照耐划痕层150所述。底梯度层170可以具有这样的折射率，其从在接触基材110的部分中的近似为基材的折射率(可以是较低的)变化到接触耐划痕层150的部分中的耐划痕层150的折射率(其可以是较高的)。底梯度层170可以具有如下厚度：约10nm至数微米，例如50nm至1000nm、100nm至1000nm、或者500nm至1000nm。顶梯度层160可以具有这样的折射率，其从在接触耐划痕层150的部分中的近似为耐划痕层150的折射率(可以是较高的)变化到空气侧表面122处的空气界面处较低的折射率。顶梯度层160的最上面那部分(在空气侧表面122处)可以包括折射率是1.35至1.55的材料，例如但不限于：硅酸盐玻璃、二氧化硅、含磷玻璃或者氟化镁。
如涂覆制品100的其他实施方式中所述，耐划痕层150可以包括光变化特征，例如粗糙界面165或者光散射元件(在其他实施方式中显示)。作为上文所述的替代或者补充，光变化特征可以存在于基材上或者基材中(在所述基材上布置了光学涂层)和/或位于基材与光学涂层之间的界面处(特别是对于底梯度层的情况)。
在一个或多个实施方式中，基材处的底梯度层170的折射率可以与基材110的折射率相差在0.2之内(例如，相差在0.15、0.1、0.05、0.02、或0.01之内)。耐划痕层150处的底梯度层170的折射率可以与耐划痕层150的折射率相差在0.2之内(例如，相差在0.15、0.1、0.05、0.02、或0.01之内)。耐划痕层150处的顶梯度层160的折射率可以与耐划痕层150的折射率相差在0.2之内(例如，相差在0.15、0.1、0.05、0.02、或0.01之内)。空气侧表面122处的顶梯度层160的折射率可以是约1.35至约1.55。在实施方式中，耐划痕层的折射率可以是至少约1.75、1.8、或者甚至1.9。
基材110可以包括无机材料，并且可以包括无定形基材、晶体基材或其组合。基材110可以由人造材料和/或天然存在的材料(例如，石英和聚合物)形成。例如，在一些情况下，基材110可以表征为有机物，并且具体来说，可以是聚合物。合适的聚合物的例子包括但不限于：热塑性物质，包括聚苯乙烯(PS)(包括苯乙烯共聚物和掺混物)、聚碳酸酯(PC)(包括共聚物和掺混物)、聚酯(包括共聚物和掺混物，包括聚乙二醇对苯二甲酸酯和聚乙二醇对苯二甲酸酯共聚物)、聚烯烃(PO)和环聚烯烃(环PO)、聚氯乙烯(PVC)、丙烯酸聚合物，包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)(包括共聚物和掺混物)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、聚醚酰亚胺(PEI)，以及这些聚合物的相互掺混物。其他示例性聚合物包括环氧树脂、苯乙烯类树脂、酚醛类树脂、三聚氰胺树脂和硅酮树脂。
在一些具体实施方式中，基材110可以具体地排除聚合物、塑料和/或金属基材。基材110可以表征为含碱性基材(即，基材包含一种或多种碱性物质)。在一个或多个实施方式中，基材展现出约1.45至约1.55的折射率。在具体实施方式中，利用环上球测试，使用至少5个、至少10个、至少15个或者至少20个样品进行测量，基材110在一个或多个相对主表面的表面上可以展现如下平均失效应变：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％或更大或者甚至2％或更大。在具体实施方式中，基材110在其一个或多个相对主表面的表面上可以展现出约1.2％、约1.4％、约1.6％、约1.8％、约2.2％、约2.4％、约2.6％、约2.8％或者约3％或更大的平均失效应变。
术语“失效应变”指的是在没有施加额外负荷的情况下，在光学涂层120中、在基材110中或者两者同时发生裂纹传播的应变，通常导致给定材料、层或膜中的灾难性失效，可能甚至桥接到另一材料、层或膜，如本文所定义。也就是说，光学涂层120破裂而基材没有破裂构成失效，并且基材110破裂也构成失效。当用于平均失效应变或者任意其他性质时，术语“平均”是基于5个样品的此类性质测量的数学平均值。通常来说，裂纹起始应变测量在正常实验室条件下是可重复的，并且在多次样品中测得的裂纹起始应变的标准偏差可以小至观察到的应变的0.01％。如本文所用，采用环上环拉伸测试来测量平均失效应变。但是，除非另有说明，否则本文所述的失效应变测量指的是来自环上环测试的测量，如题为“CoatedArticles with Optical Coatings Having Residual Compressive Stress(具有残留压缩应力的光学涂层的涂覆制品)”的国际公开号WO18/125676所述，其全文通过引用结合入本文。
合适的基材110可以展现出约30GPa至约120GPa的弹性模量(或者杨氏模量)。在一些情况下，基材的弹性模量可以是约30GPa至约110GPa、约30GPa至约100GPa、约30GPa至约90GPa、约30GPa至约80GPa、约30GPa至约70GPa、约40GPa至约120GPa、约50GPa至约120GPa、约60GPa至约120GPa、约70GPa至约120GPa，以及其间的所有范围和子范围。在一些例子中，可以通过超声震荡(ASTM E1875)、震荡超声谱或者采用布氏压痕计的纳米压痕来测量杨氏模量。
在一个或多个实施方式中，无定形基材可以包括玻璃，其可以经过强化或者未经过强化。合适的玻璃的例子包括钠钙玻璃、碱性铝硅酸盐玻璃、含碱性硼硅酸盐玻璃以及碱性铝硼硅酸盐玻璃。在一些变化形式中，玻璃可以不含氧化锂。在一个或多个替代实施方式中，基材110可以包括晶体基材，例如玻璃陶瓷基材(其可以经过强化或者未经过强化)或者可以包括单晶结构，例如蓝宝石。在一个或多个具体实施方式中，基材110包括无定形基底(例如玻璃)和晶体包覆(例如，蓝宝石层、多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)层)。
一个或多个实施方式的基材110的硬度可以小于制品的硬度(通过本文所述的布氏压痕计硬度测试测量)。采用布氏压痕计硬度测试来测量基材110的硬度。
基材110可以是基本上光学透澈、透明和没有光散射的。在此类实施方式中，基材110在光波长区域可以展现出约85％或更大、约86％或更大、约87％或更大、约88％或更大、约89％或更大、约90％或更大、约91％或更大或者约92％或更大平均透光率。在一个或多个替代实施方式中，基材110可以是不透明的，或者可以在光波长区域展现出小于约10％、小于约9％、小于约8％、小于约7％、小于约6％、小于约5％、小于约4％、小于约3％、小于约2％、小于约1％或者小于约0.5％的平均透光率。在一些实施方式中，这些光反射率值和透射率值可以是总反射率或者总透射率(同时考虑了基材的两个主表面上的反射率或透射率)，或者可以在基材单侧观察到这些光反射率值和透射率值(即，仅在空气侧表面122上，而没有考虑相反表面)。除非另有说明，否则是在相对于基材表面112的0度入射照射角测量仅仅基材的情况下的平均反射率或透射率(但是，可以是在45度或60度的入射照射角提供此类测量)。基材110可以任选地展现出颜色，例如白色、黑色、红色、蓝色、绿色、黄色、橙色等。
作为补充或替代，出于美观和/或功能原因，基材110的物理厚度可以沿其一个或多个尺寸发生变化。例如，基材110的边缘可以相比于基材110的更为中心的区域更厚。根据制品100的应用或用途，基材110的长度、宽度和物理厚度尺寸也可以发生变化。
可以采用各种不同工艺来提供基材110。例如，当基材110包括无定形基材例如玻璃时，各种成形方法可以包括浮法玻璃工艺以及下拉工艺例如熔合拉制和狭缝拉制。
一旦形成，可以对基材110进行强化以形成经强化的基材。如本文所用，术语“强化基材”可以表示通过例如用较大离子来离子交换基材表面中的较小离子进行化学强化的基材。但是，也可以采用本领域已知的其他强化方法，例如采用热回火或者基材部分之间的热膨胀系数的不匹配来产生压缩应力和中心张力区域，以形成强化基材。
当基材110通过离子交换工艺进行化学强化时，用具有相同价态或氧化态的较大的离子来代替或交换基材的表面层内的离子。通常通过将基材浸没在熔盐浴中进行离子交换工艺，所述熔盐浴包含要与基材中的较小离子发生交换的较大离子。本领域技术人员会理解的是，离子交换工艺的参数包括但不限于：浴组成和温度、浸没时间、基材在一种或多种盐浴中的浸没次数、多种盐浴的使用、其它步骤例如退火以及洗涤等，其通常是由以下的因素决定的：基材的组成，所需的压缩应力(CS)、通过强化操作得到的基材的压缩应力层深度(或层深度)。例如，含碱金属的玻璃基材的离子交换可以通过以下方式实现：浸没在至少一种包含盐的熔盐浴中，所述盐是例如但不限于较大碱金属离子的硝酸盐、硫酸盐和氯化物。熔盐浴的温度通常约为380℃至高至约450℃，而浸入时间约为15分钟至高至约40小时。但是，也可以采用与上述不同的温度和浸没时间。
另外，在以下文献中描述了在多个离子交换浴中浸入玻璃基材(在浸入之间进行洗涤和/或退火步骤)的离子交换工艺的非限制性例子：美国专利第8,561,429号，其中，通过不同浓度的盐浴中多次连续离子交换处理中的浸入对玻璃基材进行强化；和美国专利8,312,739，其中，玻璃基材通过如下方式进行强化：在用流出离子进行稀释的第一浴中进行离子交换，之后浸入流出离子浓度小于第一浴的第二浴中。美国专利第8,561,429号和美国专利第8,312,739号的内容全文参考结合于此。
可以基于中心拉伸(CT)、表面CS、压缩深度(DOC)和钾离子层深度(DOL)的参数对通过离子交换所实现的化学强化程度进行定量化。通过表面应力计(FSM)，采用日本折原实业有限公司(Orihara Industrial Co.,Ltd.(Japan))制造的商业仪器如FSM-6000，来测量压缩应力(包括表面CS)。表面应力测量依赖于应力光学系数(SOC)的精确测量，其与玻璃的双折射相关。进而根据ASTM标准C770-16中所述的方案C(玻璃碟的方法)来测量SOC，题为“Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient(测量玻璃应力-光学系数的标准测试方法)”，其全文通过引用结合入本文。可以使用折射近场(RNF)方法或者SCALP来测量应力分布。当采用RNF方法来测量应力分布时，在RNF方法中采用SCALP提供的最大CT值。具体来说，通过RNF测得的应力分布是作用力平衡的，并且用SCALP测量提供的最大CT值进行校准。RNF方法如题为“Systems and methods formeasuring a profile characteristic of a glass sample(用于测量玻璃样品的分布特性的***和方法)”的美国专利第8,854,623号所述，其全文通过引用结合入本文。具体来说，RNF方法包括将玻璃制品靠近参照块放置，产生偏振切换光束(其以1Hz至50Hz的速率在正交偏振之间切换)，测量偏振切换光束中的功率量，以及产生偏振切换参比信号，其中，每个正交偏振中测得的功率量是在相互50％之内。方法还包括使偏振切换光束穿过玻璃样品和参照块，进入玻璃样品不同深度，然后采用延迟光学***来延迟穿过的偏振切换光束到达信号光检测器，所述信号光检测器产生偏振切换的检测器信号。方法还包括：用参比信号除检测器信号以形成标准化检测器信号，以及从标准化检测器信号来确定玻璃样品的分布特性。可以使用折射近场(RNF)方法或者SCALP来测量应力分布。当采用RNF方法来测量应力分布时，在RNF方法中采用SCALP提供的最大CT值。具体来说，通过RNF测得的应力分布是作用力平衡的，并且用SCALP测量提供的最大CT值进行校准。具体来说，RNF方法包括将玻璃制品靠近参照块放置，产生偏振切换光束(其以1Hz至50Hz的速率在正交偏振之间切换)，测量偏振切换光束中的功率量，以及产生偏振切换参比信号，其中，每个正交偏振中测得的功率量是在相互50％之内。方法还包括使偏振切换光束穿过玻璃样品和参照块，进入玻璃样品不同深度，然后采用延迟光学***来延迟穿过的偏振切换光束到达信号光检测器，所述信号光检测器产生偏振切换的检测器信号。方法还包括：用参比信号除检测器信号以形成标准化检测器信号，以及从标准化检测器信号来确定玻璃样品的分布特性。采用本领域已知的散射光偏光镜(SCALP)技术来测量最大CT值。
在一个实施方式中，强化基材110的表面CS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。强化基材的DOL可以是10μm或更大、15μm或更大、20μm或更大(例如，25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或更大)，和/或CT可以是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)但是小于100MPa(例如，95、90、85、80、75、70、65、60、55MPa或更小)。DOC可以是基材厚度(t)的0.05倍至约0.3t，例如：约0.05t至约0.25t，或者约0.05t至约0.24t，或者约0.05t至约0.23t，或者约0.05t至约0.22t，或者约0.05t至约0.21t，或者约0.05t至约0.20t，或者约0.05t至约0.19t，或者约0.05t至约0.18t。在一个或多个具体实施方式中，强化基材具有以下一种或多种性质：表面CS大于500MPa，DOL大于15μm，DOC约0.05t至约0.22t，以及CT大于18MPa。
可以用于基材110的示例性玻璃可以包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物或者碱性铝硼硅酸盐玻璃组合物，但是也考虑其他玻璃组合物。此类玻璃组合物能够通过离子交换过程进行化学强化。一种示例性玻璃组合物包含SiO2、B2O3和Na2O，其中，(SiO2+B2O3)≥66摩尔％，并且Na2O≥9摩尔％。在一个实施方式中，玻璃组合物包含至少6重量％的氧化铝。在另一个实施方式中，基材110包含具有一种或多种碱土氧化物，从而碱土氧化物的含量至少为5重量％的玻璃组合物。在一些实施方式中，合适的玻璃组合物还包含K2O、MgO和CaO中的至少一种。在一个特定实施方式中，用于基材的玻璃组合物可以包含：61-75摩尔％的SiO2；7-15摩尔％的Al2O3；0-12摩尔％的B2O3；9-21摩尔％的Na2O；0-4摩尔％的K2O；0-7摩尔％的MgO；以及0-3摩尔％的CaO。
适合基材的另一种示例性玻璃组合物包含：60-70摩尔％SiO2；6-14摩尔％Al2O3；0-15摩尔％B2O3；0-15摩尔％Li2O；0-20摩尔％Na2O；0-10摩尔％K2O；0-8摩尔％MgO；0-10摩尔％CaO；0-5摩尔％ZrO2；0-1摩尔％SnO2；0-1摩尔％CeO2；小于50ppm的As2O3；以及小于50ppm的Sb2O3；其中，12摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤20摩尔％，以及0摩尔％≤(MgO+CaO)≤10摩尔％。
适合基材的另一种示例性玻璃组合物包含：63.5-66.5摩尔％SiO2；8-12摩尔％Al2O3；0-3摩尔％B2O3；0-5摩尔％Li2O；8-18摩尔％Na2O；0-5摩尔％K2O；1-7摩尔％MgO；0-2.5摩尔％CaO；0-3摩尔％ZrO2；0.05-0.25摩尔％SnO2；0.05-0.5摩尔％CeO2；小于50ppm的As2O3；以及小于50ppm的Sb2O3；其中，14摩尔％≤(Li2O+Na2O+K2O)≤18摩尔％，以及2摩尔％≤(MgO+CaO)≤7摩尔％。
在一个具体实施方式中，适合基材110的碱性铝硅酸盐玻璃组合物包含氧化铝；至少一种碱金属；以及在一些实施方式中大于50摩尔％的SiO2，在其他实施方式中至少为58摩尔％的SiO2，和在其他实施方式中至少为60摩尔％的SiO2；其中，(Al2O3+B2O3)/Σ改性剂(即，改性剂总和)之比大于1，式中，组分的比例以摩尔％计，以及改性剂是碱金属氧化物。在特定实施方式中，这种玻璃组合物包含：58-72摩尔％的SiO2、9-17摩尔％的Al2O3、2-12摩尔％的B2O3、8-16摩尔％的Na2O以及0-4摩尔％的K2O，其中，比例(Al2O3+B2O3)/Σ改性剂(即，改性剂总和)大于1。
在另一个实施方式中，基材可包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，其包含：64-68摩尔％的SiO2；12-16摩尔％的Na2O；8-12摩尔％的Al2O3；0-3摩尔％的B2O3；2-5摩尔％的K2O；4-6摩尔％的MgO；以及0-5摩尔％的CaO，其中，66摩尔％≤SiO2+B2O3+CaO≤69摩尔％；Na2O+K2O+B2O3+MgO+CaO+SrO>10摩尔％；5摩尔％≤MgO+CaO+SrO≤8摩尔％；(Na2O+B2O3)-Al2O3≤2摩尔％；2摩尔％≤Na2O-Al2O3≤6摩尔％；以及4摩尔％≤(Na2O+K2O)-Al2O3≤10摩尔％。
在一个替代实施方式中，基材110可以包括碱性铝硅酸盐玻璃组合物，其包含：2摩尔％或更多的Al2O3和/或ZrO2，或者4摩尔％或更多的Al2O3和/或ZrO2。
当基材110包括晶体基材时，基材可以包括单晶体，其可以包括Al2O3。此类单晶基材称作蓝宝石。晶体基材的其他合适材料包括多晶氧化铝层和/或尖晶石(MgAl2O4)。
任选地，晶体基材110可以包括玻璃陶瓷基材，其可以经过强化或者未经过强化。合适的玻璃陶瓷的例子可以包括Li2O-Al2O3-SiO2体系(即，LAS体系)玻璃陶瓷、MgO-Al2O3-SiO2体系(即，MAS体系)玻璃陶瓷，和/或包括具有β-石英固溶体、β-锂辉石ss、堇青石和二硅酸锂的主晶相的玻璃陶瓷。可以采用本文所揭示的化学强化工艺对玻璃陶瓷基材进行强化。在一个或多个实施方式中，MAS体系玻璃陶瓷基材可以在Li2SO4熔盐中进行强化，从而可以发生2Li+被Mg2+交换。
根据一个或多个实施方式的基材110可在基材110的各个部分中具有约为100μm至约5mm的物理厚度。示例性基材110的物理厚度范围是约100μm至约500μm(例如，100、200、300、400或500μm)。其他示例性基材110的物理厚度范围是约500μm至约1000μm(例如500、600、700、800、900或1000μm)。基材110的物理厚度可以大于约1mm(例如约2、3、4或5mm)。在一个或多个具体实施方式中，基材110的物理厚度可以是2mm或更小，或者小于1mm。基材110可以经过酸性抛光或者任意其他方式的处理，以去除或减少表面瑕疵的影响。
可以通过经由布氏压痕计硬度测试测得的硬度来描述光学涂层120和/或制品100。如本文所用，“布氏压痕计硬度测试”包括用钻石布氏压痕计对表面进行压痕，来测量表面上的材料的硬度。布氏压痕计硬度测试包括用钻石布氏压痕计对涂覆制品100的空气侧表面122(或者减反射涂层中的任意一层或多层的表面)进行压痕，以形成压痕，压痕深度约为50-1000nm(或者光学涂层120的整个厚度，取较小者)，并沿着整个压痕深度范围或者该压缩深度的区段(例如，约100-600nm)从这个压痕测量最大硬度(例如，约为100-600nm)，通常采用如下方法：Oliver,W.C.；Pharr,G.M.“An improved technique for determininghardness and elastic modulus using load and displacement sensing indentationexperiments(采用负荷和位移传感压痕实验来确定硬度和弹性模量的改进技术)”，J.Mater.Res.，第7卷，第6期，1992，第1564-1583页；以及Oliver,W.C.；Pharr,G.M.“Measurement of Hardness and Elastic Modulus by Instrument Indentation:Advances in Understanding and Refinements to Methodology(通过仪器压痕来测量硬度和弹性模量：方法理解与改进的进展)”，J.Mater.Res.，第19卷，第1期，2004，第3-20页。如本文所用，硬度指的是沿着压痕深度范围测得的最大硬度，而非平均硬度。
通常来说，在涂层比下方基材硬的纳米压痕测量方法(例如，使用布氏压痕计)中，测得的硬度可能看上去是初始增加的，这是由于在浅的压痕深度(例如，小于25nm或者小于50nm)的弹性区的建立，以及然后增加并在更深的压痕深度(例如，50nm至约500nm或者1000nm)抵达最大值或高台。之后，在甚至更深的压痕深度，硬度开始降低，这是由于下方基材的影响所导致的。当采用相比于涂层具有更大硬度的基材时，可以看到相同影响；但是，由于下方基材的影响，在更深的压痕深度，硬度增加。
可以选择压痕深度范围以及在某些压痕深度范围的硬度值来鉴定本文所述的光学涂层120及其层的特定硬度响应，而没有来自下方基材110的影响。当用布氏压痕计测量(当布置在基材110上的)光学涂层120的硬度时，材料发生永久变形的区域(塑性区)与材料的硬度相关。在压痕过程中，弹性应力场延伸远超过该永久变形区域。随着压痕深度增加，表观硬度和模量受到与下方基材110相互作用的应力场的影响。基材对于硬度的影响发生于较深的压痕深度(即，通常深度大于光学涂层120的约10％处)。此外，更复杂之处在于，硬度响应需要某一最小负荷来建立压痕过程期间的完全塑性。在该特定最小负荷之前，硬度显示大致增加的趋势。
在小的压痕深度(其也可表征为小的负荷)(例如，最高至约50nm)处，材料的表观硬度看上去随着压痕深度急剧增加。这种小的压痕深度区域不代表硬度的真实度量，相反地，反映的是前述塑性区的建立，这与压痕计的有限曲率半径相关。在中等压痕深度，表观硬度接近最大水平。在更深的压痕深度，随着压痕深度的增加，基材的影响变得更为主要。一旦压痕深度超过光学涂层厚度的约30％，硬度可能开始急剧下降。
在一个或多个实施方式中，涂覆制品100可以展现出约10GPa或更大或者约12GPa或更大的硬度(例如，14GPa或更大、16GPa或更大、18GPa或更大或者甚至20GPa或更大)，这是通过布氏压痕硬度测试在空气侧表面122上测得的。在一个或多个实施方式中，光学涂层120可以展现出约10GPa或更大或者约12GPa或更大的最大硬度(例如，14GPa或更大、16GPa或更大、18GPa或更大或者甚至20GPa或更大)，这是通过布氏压痕硬度测试在空气侧表面122上测得的。此外，可以具体地对高RI层130B和/或耐划痕层150的材料的硬度进行表征。在一些实施方式中，通过布氏压痕计硬度测试测得的高RI层和/或耐划痕层150的最大硬度可以是约8GPa或更大、约10GPa或更大、约12GPa或更大、约15GPa或更大、约18GPa或更大、或者甚至约20GPa或更大。可以通过分析其中进行测量的层是最顶层的涂覆制品，来测得层的硬度。如果待测量硬度的层是埋入层，则其硬度可以通过生产不包含上方层的涂覆制品并后续测试涂覆制品的硬度来测得。涂覆制品100、光学涂层120、高RI层130B和/或耐划痕层150可以沿着约50nm或更大或者约100nm或更大的压痕深度(例如，约100nm至约300nm、约100nm至约400nm、约100nm至约500nm、约100nm至约600nm、约200nm至约300nm、约200nm至约400nm、约200nm至约500nm、或者约200nm至约600nm)展现出此类测得的硬度值。在一个或多个实施方式中，制品展现出的硬度大于基材的硬度(该硬度可以是在与空气侧表面122相反的表面上测得)。
来自光学涂层120/空气界面的反射波与光学涂层120/基材110界面的反射波之间的光学干涉会导致光谱反射和/或透射振荡，这在制品100中产生表观颜色。如本文所用，术语“透射率”定义为给定波长范围内，透射过材料(例如，制品、基材或者光学膜或其部分)的入射光功率的百分比。术语“反射率”类似地定义为给定波长范围内，从材料(例如，制品、基材或者光学膜或其部分)反射的入射光功率的百分比。采用具体谱线宽度来测量透射率和反射率。如本文所用，“平均透射率”指的是在限定波长区域上，透射过材料的入射光功率的平均量。如本文所用，“平均反射率”指的是在被材料反射的入射光功率的平均量。当仅在涂覆制品100的空气侧表面122测量时(例如，当去除了来自未涂覆背表面(例如，图3中的114)的反射时，这是通过例如使用在与吸收器连接的背表面上使用折射率匹配的油，或者其它已知方法)，反射率可以测量作为单侧(或第一侧)反射率。在一个或多个实施方式中，透射率和反射率表征的光谱分辨率小于5nm或0.02eV。颜色可能在反射中更为明显。由于光谱反射震荡随着入射照射角发生偏移，反射的角度颜色可能随着观察角而发生偏移。由于光谱透射振荡随着入射照射角发生相同偏移，透射的角度颜色也随着观察角而发生偏移。观察到的颜色和随着入射照射角发生的角度色移通常对于装置使用者而言是分散注意力或令人讨厌的，特别是在诸如荧光发光和一些LED发光的锋利光谱特征的照射情况下。透射中的角度色移还对反射中的色移起到作用，反之亦然。透射和/或反射中的角度色移中的因素还可包括由于观察角或角度色移偏移某白点导致的角度色移，这可能是由于材料吸收引起的(稍微不依赖于角度)，其是由特定光源或测试***所限定的。
本文所述的制品在可见光谱中或靠近可见光谱的特定波长范围上展现出平均光透射和单侧平均光反射。此外，本文所述的制品在可见光谱中或靠近可见光谱的特定波长范围上展现出平均可见光适光反射和平均可见光适光反射率。在实施方式中，用于测量平均透光率、单侧平均反光率、平均可见光适光反射和平均可见光适光反射率的波长范围(本文有时称作“波长区域”)可以是：约450nm至约650nm、约420nm至约680nm、约420nm至约700nm、约420nm至约740nm、约420nm至约850nm或者约420nm至约950nm；除非另有说明，否则是对于约420nm至约700nm的波长区域给出这些量值。除非另有说明，否则是在靠近与空气侧表面122呈法向的入射照射角(例如，入射角是约0度至约10度(但是，也可以在其他入射照射角收集此类测量(例如，30度、45度、或60度)))测量平均透光率、单侧平均反光率、平均可见光适光反射、和平均可见光适光反射率。
在一个或多个实施方式中，当在仅有空气侧表面122测量时(例如，当从制品的未涂覆背表面去除反射时，例如通过采用与吸收器相连的背表面上的折射率匹配油，或者其他已知方法时)，涂覆制品100可以在光波长区域展现出如下平均单侧反光率(其可以是适光平均值或者其可以是镜面反射率)：约50％或更小、40％或更小、30％或更小、20％或更小、10％或更小、9％或更小、约8％或更小、约7％或更小、约6％或更小、约5％或更小、约4％或更小、约3％或更小、约2％或更小、约1％或更小、约0.5％或更小、约0.4％或更小、约0.3％或更小、或者约0.2％或更小、约0.15％或更小、约0.1％或更小、或者甚至约0.05％或更小。在实施方式中，平均单侧反光率可以是如下范围：约0.4％至约9％、约0.4％至约8％、约0.4％至约7％、约0.4％至约6％、或者约0.4％至约5％。在实施方式中，平均单侧反光率可以是如下范围：约0.2％至约9％、约0.2％至约8％、约0.2％至约7％、约0.2％至约6％、或者约0.2％至约5％。在一个或多个实施方式中，涂覆制品100在光波长区域上展现出如下平均透光率：约50％或更大、约60％或更大、约70％或更大、约80％或更大、约90％或更大、约92％或更大、约94％或更大、约96％或更大、约98％或更大、或者约99％或更大。在实施方式中，涂覆制品100可以展现出约99.5至约90％、92％、94％、96％、98％或99％的透光率。
在一些实施方式中，经涂覆的制品100在光学波长区域上可以展现出如下平均可见光适光反射率：约50％或更小、40％或更小、30％或更小、20％或更小、10％或更小、约9％或更小、约8％或更小、约7％或更小、约6％或更小、约5％或更小、约4％或更小、约3％或更小、约2％或更小、约1％或更小、约0.8％或更小、约0.7％或更小、约0.6％或更小、约0.5％或更小、约0.4％或更小、约0.3％或更小、或者约0.25％或更小、约0.15％或更小、约0.1％或更小、或者甚至约0.05％或更小。如本文所用，适光反射率模拟了人眼响应，根据人眼敏感度加权了反射率与波长谱。根据已知的规定，例如CIE色空间规定，适光反射率还可以定义为反射光的亮度或三色Y值。如下等式定义平均适光反射率：
光谱反射率R(λ)乘以光源谱I(λ)和CIE的色匹配函数y(λ)，与眼睛的光谱响应相关，
在一些实施方式中，制品100在光波长区域上可以展现出如下平均可见光适光透光率：约50％或更大、60％或更大、70％或更大、80％或更大、约85％或更大、约90％或更大、约92％或更大、约94％或更大、约96％或更大、或者甚至约98％或更大。如下等式定义平均适光透射率：光谱透射率T(λ)乘以光源
谱I(λ)和CIE的色匹配函数y(λ)，与眼睛的光谱响应相关，
在一个或多个实施方式中，涂覆制品100在CIE L*a*b*色度体系(本文称作“色坐标”)中，在反射和透射中展现出可测得的颜色(或者不含可测得的颜色)。透射色坐标指的是透射中观察到的L*a*b*色坐标，以及反射色坐标指的是反射中观察到的L*a*b*色坐标。可以在各种照明光类型下测量透射色坐标或者反射色坐标，这可以包括CIE确定的标准光源，包括A光源(表示钨丝发光体)、B光源(模拟日光光源)、C光源(模拟日光光源)、D系列光源(表示自然日光)以及F系列光源(表示各种类型的荧光发光体)。具体的光源包括F2、F10、F11、F12或D65，如CIE所定义。此外，可以在不同的观察入射角(例如，法向(0度)、5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度)来测量反射色坐标和透射色坐标。
在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度的入射角观察时，涂覆制品100在透射和/或反射中的a*小于或等于约10、8、6、5、4、3、2、或者甚至1。在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度的入射角观察时，涂覆制品100在透射和/或反射中的b*小于或等于约10、8、6、5、4、3、2、或者甚至1。在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度的入射角观察时，涂覆制品100在透射和/或反射中的a*大于或等于约-10、-8、-6、5、-4、-3、-2、或者甚至-1。在一个或多个实施方式中，当以法向入射角或者5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度的入射角观察时，涂覆制品100在透射和/或反射中的b*大于或等于约-10、-8、-6、5、-4、-3、-2、或者甚至-1。
在一个或多个实施方式中，可以在参照点与透射色坐标或反射色坐标之间测量参照点色移。参照点色移测量了参照点色坐标与观察的色坐标(无论是反射还是透射)之间的颜色差异。反射参照点色移(有时称作反射中的参照点色移)指的是反射的色坐标与参照点之间的差异。透射参照点色移(有时称作透射中的参照点色移)指的是透射的色坐标与参照点之间的差异。为了确定参照点色移，选择参照点。根据本文所述的实施方式，参照点可以是CIE L*a*b*色度体系中的原点(色坐标a*＝0,b*＝0)、坐标(a*＝-2,b*＝-2)或者基材的透射或反射色坐标。应理解的是，除非另有说明，否则本文所述制品的L*坐标与参照点相同，并且不影响色移。当相对于基材定义制品的基准点色移时，制品的透射色坐标与基材的透射色坐标对比，以及制品的反射色坐标与基材的反射色坐标对比。除非另有说明，否则参照点色移指的是在相对于涂覆制品100的空气侧表面122呈法向角度测得的透射或反射中的参照点与色坐标之间的偏移。但是，应理解的是，可以基于非法向入射角(例如，5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度)来确定参照点色移。此外，除非另有说明，否则仅在制品的空气侧表面122上测量反射色坐标。但是，可以在制品的空气侧表面122和制品的相对侧(即，图1的主表面114)这两个上，测量本文所述的反射色坐标，采用2表面测量(同时包含了来自制品两侧的反射)或者1表面测量(仅测量来自制品的空气侧表面122的反射)。其中，一表面反射测量通常是对于减反射涂层实现低参照点色移值的更具有挑战性的度量，并且这对于制品的背表面与吸光介质(例如，黑色墨或LCD或OLED装置)粘结的应用(例如，智能手机等)有关。
当参照点是色坐标a*＝0，b*＝0时(原点)，通过如下方程式计算参照点色移：参照点色移＝√((a*制品)2+(b*制品)2)。
当参照点是色坐标a*＝-2，b*＝-2时，通过如下方程式计算参照点色移：参照点色移＝√((a*制品+2)2+(b*制品+2)2)。
当参照点是基材的色坐标时，通过如下方程式计算参照点色移：参照点色移＝√((a*制品–a*基材)2+(b*制品–b*基材)2)。
在一个或多个实施方式中，反射和/或透射中的参照点色移是：小于约10、小于约9、小于约8、小于约7、小于约6、小于约5、小于约4、小于约3、小于约2.5、小于约2、小于约1.8、小于约1.6、小于约1.4、小于约1.2、小于约1、小于约0.8、小于约0.6、小于约0.4、或者甚至小于约0.25，这是相对于所揭示的参照点中的一个进行测量的。
本公开内容的一个方面属于涂覆制品100，当在光源下，甚至以非法向入射角观察时，其在反射和/或透射中展现出无色。在一个或多个实施方式中，当观察角变化时，本文所述的涂覆制品100在反射和/或透射中可以具有最小的可见光颜色变化，或者可以通过角度偏移感知相同的颜色。这可以通过经涂覆的制品100在反射或透射中的角度色移来表征。可以采用如下方程式确定角度色移：角度色移＝√((a*2-a*1)2+(b*2-b*1)2)。在角度色移方程式中，a*1和b*1表示当以参照照射角(可包括法向入射)观察时的制品的a*和b*坐标，以及a*2和b*2表示当以入射照射角观察时的制品的a*和b*坐标，前提是入射照射角不同于参照照射角，并且在一些情况下，与参照照射角相差至少约1度、2度或者约5度。应理解的是，除非另有说明，否则本文所述制品的L*坐标在任意角度或基准点都是相同的，并且不影响色移。
参照照射角可以包括法向入射(即，0度)，或者例如距离法向入射5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度。但是，除非另有说明，否则参照照射角是法向入射角或者近法向入射角(即，与法向相差10度以内)。入射照射角可以是例如距离参照照射角约为5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度。在一个或多个实施方式中，参照照射角可以是0至10度，以及入射照射角可以是30至60度。
在一个或多个实施方式中，在光源下，涂覆制品100从0-10度(例如，5度或更小、4度或更小、3度或更小、或者2度或更小)的入射照射角到范围为30-60度的入射照射角在反射和/或透射中具有角度色移。在一些实施方式中，反射和/或透射中的角度色移是约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、1.9或更小、1.8或更小、1.7或更小、1.6或更小、1.5或更小、1.4或更小、1.3或更小、1.2或更小、1.1或更小、1或更小、0.9或更小、0.8或更小、0.7或更小、0.6或更小、0.5或更小、0.4或更小、0.3或更小、0.2或更小、或者0.1或更小。在一些实施方式下，角度色移可以约为0。光源可以包括CIE确定的标准光源，包括A光源(表示钨丝发光体)、B光源(模拟日光光源)、C光源(模拟日光光源)、D系列光源(表示自然日光)以及F系列光源(表示各种类型的荧光发光体)。在具体例子中，在CIE F2、F10、F11、F12或D65光源下，或者更具体来说，在CIE F2光源下，当以偏离参照照射角的入射照射角观察时，制品展现出约2或更小的反射和/或透射中的角度色移。
在一个或多个实施方式中，在相对于参照照射角为给定范围内的所有入射照射角，经涂覆的制品100在反射和/或透射中具有约10或更小的角度色移(例如，5或更小、4或更小、3或更小或者2或更小)。例如，在从参照照射角到距离参照照射角约为5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度的所有入射照射角，经涂覆的制品100的角度色移可以是约10或更小、5或更小、4或更小、3或更小或者2或更小。在其他实施方式中，在从参照照射角到距离参照照射角约为5度、10度、15度、20度、30度、40度、45度或60度的所有入射照射角，涂覆制品100的角度色移可以是约1.9或更小、1.8或更小、1.7或更小、1.6或更小、1.5或更小、1.4或更小、1.3或更小、1.2或更小、1.1或更小、1或更小、0.9或更小、0.8或更小、0.7或更小、0.6或更小、0.5或更小、0.4或更小、0.3或更小、0.2或更小、或者0.1或更小。
在一个或多个实施方式中，经涂覆的制品100展现出约10％或更小的雾度，这是采用BYK加德纳公司(BYK Gardner)提供的商品名为的雾度测量仪在磨损侧上测得的，采用源端口上的孔隙，孔隙的直径为8mm。在一些例子中，样品可以首先经过磨损，然后用磨损之后进行测量的雾度来量化磨损的严重程度。除非另有说明，否则本文所用的所有雾度值都是以前述方式测量的。在一些实施方式中，雾度可以是约70％或更小、50％或更小、约25％或更小、约20％或更小、约15％或更小、约10％或更小、约9％或更小、约8％或更小、约7％或更小、约6％或更小、约5％或更小、约4％或更小、约3％或更小、约2％或更小、约1％或更小、约0.5％或更小或者约0.3％或更小。在一些具体实施方式中，制品100展现出如下雾度范围：约0.1％至约10％、约0.1％至约9％、约0.1％至约8％、约0.1％至约7％、约0.1％至约6％、约0.1％至约5％、约0.1％至约4％、约0.1％至约3％、约0.1％至约2％、约0.1％至约1％、0.3％至约10％、约0.5％至约10％、约1％至约10％、约2％至约10％、约3％至约10％、约4％至约10％、约5％至约10％、约6％至约10％、约7％至约10％、约1％至约8％、约2％至约6％、约3％至约5％，以及其间的所有范围和子范围。
反射率测量：SCI、SCE和(SCI-SCE)
在一个或多个实施方式中，制品展现出总反射率(SCI)、漫反射率(SCE)和/或镜面反射率(SCI-SCE)。采用具有6mm直径孔隙的Konica-Minolta CM700D，通过依次执行如下步骤1-19来测量这些反射率值。
1.进行CM700d的日常工作台认证以确保其功能正常。Konica-Minolta规定了分开的流程。
2.打开仪器电源。
3.启动程序并建立与仪器的连接。
4.如程序所指导的那样校准仪器。
5.在程序中装载新的SCE/SCI数据接收电子数据表模板。
6.使用压缩空气，在封盖仍然附连到CM700d的情况下对样品容器进行清洁，以避免来自开放孔隙的颗粒渗入到仪器。
7.依次进行步骤a-d的清洁流程，从而对样品进行清洁。
a.用甲醇润湿干净的布片，并擦拭两个样品表面。小心不要擦掉任何表明样品取向的标记。
b.在湿清洁之后，通过使用新鲜的布片立即将样品擦干并再次擦拭两个表面直到去除了了甲醇残留物/污渍。将样品地靠住黑色背景放置从而进行频繁检查。
c.将压缩空气喷洒到样品的两个表面上以去除任何的疏松灰尘颗粒和来自布的纤维。
d.将样品移动到后续步骤。
8.使用标记物作为指示，将样品放置在机械固定装置上。经磨损侧向下面朝CM700d的孔隙。要注意的是，标记物面朝上，但是仍然沿着样品的顶边缘放置。箭头会指向左上方，并且现在数字在右上方上面。
9.在程序中对测量进行标示。测量三个未磨损位置(迹线之间的区域)作为基线并对它们进行标示。将靠近操作者的迹线指定为底迹线，而其他的称作顶迹线。
10.滑动样品靠住固定装置的左上角，以测量顶迹线上的右侧斑点，并对其进行标示。
11.滑动样品靠住顶边缘直到边缘与标记对齐，从而测量顶迹线上的中间斑点，并对其进行标示。
12.将靠住顶边缘的样品滑动到靠住右上角，以测量顶迹线上的左侧斑点，并对其进行标示。每个迹线的右侧斑点、中间斑点和左侧斑点的中心间隔的距离应该是用于该特定测试的孔隙的直径(除非另有说明，否则是6mm)。此外，作为整体考虑的情况下，右侧斑点、中间斑点和左侧斑点应该大致上位于进行测量的迹线的长度和宽度上的中心处。
13.采用底边缘和两个底角，对底迹线重复整个过程。
14.确保记录了9次测量(每个迹线3次，并且迹线之间的空间进行3次)。如此，储存这个样品，并且如果存在的话对另一个进行测量。
数据分析：使用数据计算程序(例如，Matlab)
15.输出测量。复制CM700d程序上的整个相关的数据组，并将其粘贴到excel文件。将excel文件储存到指定文件夹，并确保该文件夹还含有另一个excel文件来接收输出。
16.对于9个斑点中的每一个，使用数据计算程序(例如，Matlab)来计算如下等式，以得到SCE的9个值。
其中：SCE*是加权平均SCE；SCE是来自CM700d的对于每个波长的源测量；λ是400nm至700nm的波长，每次计算的增量是10nm；S是D65光谱照明(CIE 1931 10度)；以及Y是光谱发光效率函数(CIE 1931 10度)。
17.每个数字(SCE*)是对于该斑点排除了散射分量的加权平均值。
18.(磨损迹线或者磨损迹线之间的空间中的任一种情况)对于一个迹线中的这三个斑点中的每一个，取SCE值的平均值。这是该样品迹线在磨损之后的SCE值。5.可以通过(对于磨损迹线之间的空间的情况)磨损之前的SCE值以及每个磨损迹线的步骤1-4计算得到的SCE值之差来计算得到SCE值的变化。
19.测量总反射率(SCI)，然后通过从SCI减去SCE计算得到镜面反射率。
泰伯尔磨损测试
在一个或多个实施方式中，在对其各种性质(SCI、SCE和SCI-SCE)进行测量之前，对样品进行磨损。为了磨损样品，使用泰伯尔工业线性磨损仪5750(Taber IndustriesLinear Abraser 5750)，依次执行以下步骤(泰伯尔磨损测试的1至18)。
1.使用数字式量角器来检查并确保5750线性磨损仪的泰伯尔磨损仪和样品固定装置是水平的(泰伯尔杆状物和样品固定装置之差应该小于0.3度)。
2.检查齿条的润滑性。在开始每次工作之前，在其上没有任何砝码的情况下上下移动钢齿条，来检查是否存在明显的摩擦信号。如果存在明显的摩擦信号，则对齿条进行润滑。
3.检查样品放置区域。在固定装置上喷洒压缩空气并使用甲醇擦干净，以去除疏松颗粒/灰尘和油，从而避免磨损迹线的相对侧上的任何潜在划痕和污染物。
4.通过喷洒压缩空气来清洁样品，以去除疏松灰尘颗粒。如果需要的话，使用甲醇清洁样品以去除油脂以及其他类型的污染物，特别是在目标磨损侧上的那些。
5.对样品侧进行鉴定，以在上面进行磨损/划痕。
6.在与目标磨损侧相对的那侧上，在样品上制造任意标记用于取向对准。与目标磨损侧相对地方上，在样品上制造标记用于取向对准(重要)。使用箭头指向一个角落，以及沿着同一边缘在另一侧上记下样品编号。
7.在放置区域上安装样品。使得目标磨损侧面朝上。
8.对磨损器(wearaser)尖端进行表面重修。应该使用深度量规来调节尖端的暴露深度，以及通过调紧夹具来固定擦除器。将表面重修条粘到表面重修板上。每次使用装在泰伯尔单元上的激光引导器，将迹线路径的位置与条上的新鲜区域对齐。打开磨损仪上的覆盖，并将迹线长度设定为3英寸(75mm)。表面重修条件应该设定为25次循环/分钟，进行25次循环。在这个步骤不需要放置额外的砝码。总重应该是齿条、杆状物、夹具个体重量加上固定器的重量。(齿条+杆状物+砝码固定器+夹具＝350g)
9.通过按下泰伯尔单元上的绿色启动按钮开始表面重修过程。
10.在表面重修完成之后，从齿条取下夹具，以及将空气喷洒到磨损器的尖端以去除任何疏松颗粒。
11.由于表面重修去除了一定深度的磨损器，从而缩短了暴露路径。使用深度量规对磨损器的暴露深度进行重新调节并且将夹具重新安装到齿条上。
12.在泰伯尔单元上，将磨损迹线的长度重新设定为1英寸(25mm)。
13.堆叠额外1kg的外部重物，从而总重为1350g。对于组件个体的重量，参见泰伯尔手册。
14.手动或者通过使用电动螺丝刀将固定装置移动到目标位置。将激光束对齐到与样品放置区域相邻的标记线中的一条。
15.在泰伯尔上，设定循环速度(25次循环/分钟，除非另有规定)和循环计数(10次，除非另有规定)。
16.通过按下绿色启动按钮开始磨损。
17.从步骤8开始重复磨损同一个样品上的另一条迹线，直到制造了所需的迹线数量。
18.在已经磨损了所需数量的迹线之后(2条，除非另有规定)，从固定装置取出样品进行临时储存。对于每个额外的样品，从步骤3开始重复。
克夫科思(Kovax)测试
对于克夫科思测试，除了以下之外，根据(上文所述的)泰伯尔磨损测试使用泰伯尔线性磨损仪。作为磨损器尖端的替代，使用由购自日本东京克夫科思(Kovax)公司制造的400目‘Eagle’氧化铝砂纸作为磨料。然后，测试的步骤8和9简化为将新鲜的砂纸片安装到尖端上作为对其进行表面重修的替代。可以以本文所述的各种限定的负荷和循环来进行克夫科思测试。
佳奈特划痕测试
对于佳奈特划痕测试，除了以下之外，根据(上文所述的)泰伯尔磨损测试使用泰伯尔线性磨损仪。作为磨损器尖端的替代，使用由美国明尼苏达州圣保罗市3M公司制造的150目佳奈特砂纸制造的磨料。然后，测试的步骤8和9简化为将新鲜的砂纸片安装到尖端上作为对其进行表面重修的替代。可以以本文所述的各种限定的负荷和循环来进行佳奈特划痕测试。通常来说，以泰伯尔线性磨损仪上1kg、2kg或4kg的总重(包括齿条、杆状物、夹具和砝码固定器的重量)来进行佳奈特划痕测试。
光泽度值测试
在一个或多个实施方式中，本文所述的制品展现出光泽度值。在购自Rhopoint仪器有限公司的Rhopoint IQTM仪器上，以如下方式进行光泽度值测量。光泽度是与表面中直接反射的光相关的视觉感知，并且描述了当光从表面反射时，看上去“闪亮”的感知程度。将具有高反射率的表面确定为是有光泽的；较不具有反射性的表面是半光泽或者无光泽的。光泽度仪通过测量在限定角度从样品反射的光来量化了这个效果。在包括ISO 2813和ASTMD523的国际标准中定义了光泽度单位(GU)。通过来自具有已知折射率的玻璃标准的反射光的量来确定GU。常规光泽度仪光学件使用60和85度角度，并且这些光学件完全符合上文所述的国际光泽度标准。
鲜映度测试
在一个或多个实施方式中，本文所述的制品展现出鲜映度(DOI)值。在购自英国Rhopoint仪器有限公司的Rhopoint IQTM(设定为20度入射的测角光度计)上进行DOI测量。表面的DOI值是0至100之间的数字；展现出完美不变形图像的表面返回的值是100，随着数值下降，图像变得难以辨析。
像素功率偏差测试
在一个或多个实施方式中，本文所述的制品展现出像素功率偏差(PPD)值。如题为“Apparatus and Method for Determining Sparkle(用于确定闪光的设备和方法)”的美国专利第9,411,180号所述进行PPD值的测量，其全文通过引用结合入本文。例如，没有测试样品的参比显示器图像与具有测试样品的显示器图像的对比(即，从而该PPD值对应于没有相对于显示器背景的变化的样品的PPD值)。
实施例
实施例1
为了生产涂覆制品，在(市售可得自康宁有限公司(Corning Inc.)的GORILLAGLASS)的离子交换玻璃基材上沉积BaF2作为诱发粗糙度的光散射层。具体来说，在提升的温度下，通过电子束蒸发沉积生长BaF2膜，从而产生导致粗糙度的冠型微晶形貌。BaF2膜以3埃/秒在Temescal BJD-1800电子束蒸发单元中沉积，用石英灯将基材加热到约200℃。沉积之前的基础压力是1.2x10-6托。由于微晶成核和生长的动力学，BaF2膜的粗糙度随着膜厚度的增加而增加。采用Veeco Dimension原子力显微镜来测量粗糙度。图7A-7D显示玻璃基材上沉积的BaF2膜的显微图像。表1显示每种涂覆样品的BaF2厚度和粗糙度测量，并且额外地提供图7A-7D的图例。粗糙度测量为Ra(算术平均绝对值粗糙度)和Rq(均方根粗糙度)。作为对比，玻璃基材的粗糙度(Ra或Rq)小于1nm。
表1
此外，采用等离子体-热HDPCVD在150℃下，通过PECVD，在之前所述的BaF2层的顶部上沉积2微米的SiNx层。沉积采用的是电感耦合等离子体源，以获得与基材偏压无关的高电离，这是通过对其上放置了基材的台板进行驱动的RF供给设定的。PECVD是相当保形的涂覆工艺，当沉积时具有较少的粗糙度。在BaF2层的顶部上沉积2微米的SiNx之后，BaF2层的粗糙度得到极大保留。图8A-8D显示玻璃基材上沉积的BaF2膜上沉积的SiNx膜的显微图像。表1显示每种涂覆样品的SiNx层和BaF2层厚度和SiNx层粗糙度测量，并且额外地提供图8A-8D的图例。
表2
| 图 | BaF2厚度(nm) | SiNx厚度(nm) | Ra(nm) | Rq(nm) |
| 图8A | 300 | 2000 | 6.08 | 7.73 |
| 图8B | 600 | 2000 | 10.8 | 13.6 |
| 图8C | 1200 | 2000 | 17.3 | 17.3 |
| 图8D | 2400 | 2000 | 33.3 | 33.3 |
玻璃基材/BaF2/SiNx涂覆制品具有17-21GPa的布氏压痕硬度值，而未涂覆的基材具有约7GPa的硬度。测量这些样品的模量值，在192-212GPa的范围内。
对制造的样品在可见光谱上的总透射率和镜面反射率进行评估。图9显示总透射率(镜面光和漫射光之和)与波长的函数关系。图10显示镜面反射(6度入射角)与波长的函数关系。在图9和10中，分别地，附图标记502表示具有300nm BaF2层和2000nm SiNx涂层的样品，附图标记504表示具有600nm BaF2层和2000nm SiNx涂层的样品，附图标记506表示具有1200nm BaF2层和2000nm SiNx涂层的样品，以及附图标记508表示具有2400nm BaF2层和2000nm SiNx涂层的样品。此外，附图标记510表示未涂覆基材的比较例，以及附图标记512表示仅涂覆2微米SiNx(较光滑涂层)的玻璃基材。如图9和10所示，通过添加粗糙层，使得透射和反射中的锋利的谱振荡变光滑，随着粗糙度的增加振荡光滑。
对样品额外地评估反射角度色移(F2光源，从6度到40度，在40度测量的样品与其自身在6度进行测量的情况对比)、雾度和(D65光源)的总平均适光透射。结果如表3所示。
表3
虽然通过包含粗糙的BaF2层显著地降低了镜面反射，但是明显维持了总透射，仅具有非常微小的下降(对于2400nm厚的BaF2层，从约85％总适光平均透射率到约78％，如表3所示)。相信较厚的BaF2层引入更多的光散射，这使得频率振荡变光滑并且减少了镜面反射。还相信镜面反射的减小效应与粗糙表面的常规“防眩光”效应相关。此外，结合了粗糙的BaF2光散射中心的样品显示随着角度变化的反射颜色的较小变化，这是由于光散射产生的光谱平滑所导致的。具有较厚的BaF2层的样品具有更多的光散射，以及具有更多的谱平滑。取决于散射中心的横向尺寸，光散射还可以产生颜色效应(为人所熟知的瑞利散射或米氏散射)。
实施例2
为了生产涂覆制品，通过喷砂之后进行酸抛光，为离子交换玻璃基材(市售可得自康宁有限公司的玻璃)在其一个表面上提供光变化特征，从而在其表面上产生7％的雾度。图11A和11B显示在80平方微米表面窗口上进行测量的两种不同样品的显微镜图。通过原子力显微镜(AFM)测得的表面粗糙度如表4所示。
表4：具有光变化特征的基材的表面性质
| 样品 | Ra(nm) | Rq(nm) | 雾度 |
| 图11A | 200 | 242 | 7％ |
| 图11B | 115 | 156 | 7％ |
然后在具有光变化特征的每个表面上布置光学涂层。光学涂层具有如表5所示的结构。
表5：光学涂层的结构
在每个基材表面上布置了光学涂层之后，再次测量样品的粗糙度，并且结果如表6所示。图12A和12B分别显示在布置了光学涂层之后的图11A和11B的样品表面。
表6：具有光变化特征和光学涂层的基材的表面性质
| 样品 | Ra(nm) | Rq(nm) |
| 图12A | 169 | 222 |
| 图12B | 141 | 176 |
从表4和6的数值对比可以看出，即使在其上布置了较厚的(数微米)的光学涂层之后，仍然存在初始布置在基材表面上的(表面粗糙度形式的)光变化特征。因此，较厚的光学涂层没有对光变化特征的有益性质造成不利影响。相反地，发现较厚的光学涂层为样品提供了额外的有益性质，而没有对光变化特征的有益性质造成不利影响。例如，发现较厚的光学涂层：为制品提供了更高的最大硬度和更高的弹性模量；降低了制品的第一表面反射率；以及增加了制品的双表面总透射率。
图13A和13B分别是根据图11A-B制备的样品以及根据图12A-B的描述制备的样品的硬度和弹性模量图(都是通过本文所述的布氏压痕计测试测量的)。在图13A和13B的图中，线1302代表图11A-B的样品，以及线1304代表图12A-B的样品。弹性模量和最大硬度如下表7所示。从图13A-B和表7可以看出，光学涂层同时增加了制品的模量和最大硬度。更高的模量和硬度导致对于制品而言有利的耐划痕性。例如，更高的耐划痕性可以提供具有更牢固覆盖的显示器装置，其对于长期使用而言会在美观上是更令人愉悦的，即使是在掉落到粗糙表面和/或经过磨损之后依然如此。
表7：各种基材的杨氏模量和硬度
| 样品 | 杨氏模量(GPa) | 最大硬度(GPa) |
| 图11A-B | 76 | 8.4 |
| 图12A-B | 165 | 19 |
图18A-B和19A-B显示图12A-B中的样品的光学涂层是如何帮助在磨损事件之后降低划痕的。
图18A-B显示(上文所述的)佳奈特划痕测试的结果，其中，图18A是不具有光变化特征的玻璃基材，而图18B是与图12A-B的样品一致的涂覆制品。在图18A-B中分别存在3个划痕迹线：最顶部的划痕迹线(图18A-B中的标记1)是以25次循环/分钟的速率和1千克(kg)的负荷进行的一次循环测试；中间划痕迹线(图18A-B中的标记2)是以25次循环/分钟的速率和2kg的负荷进行的一次循环测试；以及最底的划痕迹线(图18A-B中的标记4)是以25次循环/分钟的速率和4kg的负荷进行的一次循环测试。利用布置在图像俘获装置与样品之间的“环形光(ring light)”得到的图18A-B。对比图18A和18B可以看出，对应于图12A-B制备的样品相比于其他那些具有较少的可见划痕，因而在美观上更令人愉悦。
图19A-B显示(上文所述的)泰伯尔磨损测试的结果，其中，图19A是不具有光变化特征的玻璃基材，而图19B是与图12A-B的样品一致的方式制备的涂覆制品。在图19A-B中，分别具有两种划痕迹线。每个划痕迹线是利用CS17磨料(购自泰伯尔工业公司)，以25次循环/分钟的速率和1350kg的负荷进行10次循环测试的结果。利用布置在图像俘获装置与样品之间的“环形光(ring light)”得到图19A-B。对比图19A和19B可以看出，对应于图12A-B制备的样品相比于其他那些具有较少的可见划痕，因而在美观上更令人愉悦。
此外，光学涂层为制品提供了降低的第一表面镜面反射率和增加的双表面透射(或者总透射)。图14显示不具有光变化特征的基材(线1400)、根据图11A-B具有光变化特征的基材(线1402)以及根据图12A-B具有光变化特征和光学涂层的基材(线1404)的第一表面反射率。图15显示不具有光变化特征的基材(线1500)、根据图11A-B具有光变化特征的基材(线1502)以及根据图12A-B具有光变化特征和光学涂层的基材(线1504)的双表面透射(或总透射)。从图14和15可以看出，根据这个实施方式的样品能够在光波长区域上实现小于1％的第一表面反射率，并且还实现该相同波长区域上大于92％的总透射。降低的镜面反射率和增加的透射为显示器装置提供了更好的可读性，特别是对于高环境光条件而言。
此外，涂覆制品的颜色主要受到光学涂层自身的颜色所驱动。图16显示在D65光源下，对于6、20、40和60度入射角的第一表面反射颜色，而图17显示对于D65光源在法向入射下的双表面透射颜色。菱形数据点(1602，1702)显示与图11A-B那些一致的样品的颜色，而圆形数据点(1604，1074)显示与图12A-B那些一致的样品的颜色。从图16和17可以看出，没有涂层(但是具有光变化特征的)制品(样品11A-B)的颜色在a*，b*坐标上非常紧密地位于中心(0,0)。虽然经过涂覆的制品(具有光变化特征和光学涂层，样品12A-B)相比于未涂覆制品(图11A-B)颜色增加，但是颜色仍然是非常小的，特别是对于40和60度入射角的反射以及双表面透射。因此，如果需要有颜色的基材的话，则可以通过改变光学涂层来实现此类情况。
实施例3
(实施例3A)为了生产涂覆制品，通过喷砂之后进行酸抛光，为离子交换玻璃基材(市售可得自康宁有限公司的玻璃)在其一个表面上提供光变化特征，从而在其表面上产生4％的雾度。然后在具有光变化特征的表面上布置光学涂层。光学涂层具有如表8所示的结构。
表8：光学涂层的结构
(实施例3B)除了形成光变化特征以在其表面上产生7％雾度之外，以与实施例3A相同方式制备涂覆制品。
(实施例3C)除了形成光变化特征以在其表面上产生27％雾度之外，以与实施例3A相同方式制备涂覆制品。
(实施例3D)除了形成光变化特征以在其表面上产生42％雾度之外，以与实施例3A相同方式制备涂覆制品。
(实施例3E)除了形成光变化特征以在其表面上产生50％雾度之外，以与实施例3A相同方式制备涂覆制品。
(实施例3F)除了形成光变化特征以在其表面上产生60％雾度之外，以与实施例3A相同方式制备涂覆制品。
(实施例3G)除了形成光变化特征以在其表面上产生7％雾度并且没有在光变化特征上方布置光学涂层之外，以与实施例3A相同方式制备涂覆制品。
(实施例3H)除了形成光变化特征以在其表面上产生27％雾度并且没有在光变化特征上方布置光学涂层之外，以与实施例3A相同方式制备涂覆制品。
实施例3A-3F在各种入射角实现了低的单侧镜面反射率。图20-22显示对于实施例3A-3F的第一表面镜面反射率(单位是％，沿y轴)与波长(单位是nm，沿x轴)的关系图，其中，图20是6度入射角，图21是40度入射角，以及图22是60度入射角。在图20中，线203A是实施例3A的反射率，线203B是实施例3B的反射率，线203C是实施例3C的反射率，线203D是实施例3D的反射率，线203E是实施例3E的反射率，以及线203F是实施例3F的反射率。在图21中，线213A是实施例3A的反射率，线213B是实施例3B的反射率，线213C是实施例3C的反射率，线213D是实施例3D的反射率，线213E是实施例3E的反射率，以及线213F是实施例3F的反射率。在图22中，线223A是实施例3A的反射率，线223B是实施例3B的反射率，线223C是实施例3C的反射率，线223D是实施例3D的反射率，线223E是实施例3E的反射率，以及线223F是实施例3F的反射率。从图20-22可以看出，对于本发明的硬涂覆的纹理化样品，对于450nm至550nm、600nm或650nm的波长，单侧(第一表面)镜面反射率可以低于0.5％或者甚至低于0.25％。对于从近法向入射角到最高至40度入射角，这些反射率值可以保持低的(低于0.5％)(参见图20和21)，并且对于一些样品，在60度入射角可以保持低于3％、低于1.5％或者低于1％(参见图22和下表9)。
表9
图23显示在D65光源下，实施例3A-F在6、20、40和60度入射角的第一表面反射颜色。在图23中，线233A是实施例3A的反射颜色，线233B是实施例3B的反射颜色，线233C是实施例3C的反射颜色，线233D是实施例3D的反射颜色，线233E是实施例3E的反射颜色，以及线233F是实施例3F的反射颜色。在沉积光学涂层之前，下方基材上的更高雾度(如雾度值分别是42％、50％和60％的实施例3C-E)导致更柔和的反射颜色。因此，在优选低颜色的情形下(例如，显示器应用)，可以在下方基材上使用较高的雾度值。或者，在优选高颜色的情形下(例如，眼镜)，可以在下方基材上使用较低的雾度值(例如，雾度值分别是4％和7％的实施例3A和3B)。在任何情况下，a*和b*反射色值的绝对值可以小于16、小于12、小于10、小于5或者甚至小于2，例如参见图23。
然后采用如下反射率值测试实施例3A-F以及比较例3G和H的耐划痕性和抗磨损性。具体来说，研究了3种反射率值：总反射率(SCI)、漫反射率(SCE)和镜面反射率(SCI-SCE)。根据上文所述过程，用Konica-Minolta CM700D仪器测量SCI、SCE和镜面反射率(SCI-SCE)。对于实施例3A-F中的每一个以及比较例3G和H中的每一个，在对样品进行任何磨损之前测量反射率作为参照点。然后，根据(如上文所述的)克夫科思测试，采用1kg负荷(总重)和25次损坏/分钟的速率进行50次循环，对实施例3A-F的样品分别进行磨损。然后，根据(上文所述的)佳耐特测试，采用4kg负荷(包括齿条、杆状物、夹具和砝码固定器的重量的总负荷)和25次损坏/分钟的速率进行1次循环，对实施例3A-F的其他样品分别进行磨损。在下表10中，记录了每个样品在磨损之前、在克夫科思磨损之后和在佳耐特磨损之后的总反射率SCI，以及每个样品在磨损之前、在克夫科思磨损之后和在佳耐特磨损之后的漫反射率SCE，以及每个样品在磨损之前、在克夫科思磨损之后和在佳耐特磨损之后的镜面反射率(SCI-SCE)。
表10
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相信单次划痕循环的佳耐特测试与现实中的划痕更相关，因为现实中的大部分划痕是单次循环事件。50次循环的克夫科思测试更多的是磨料磨损测试，其与现实中的诸如智能手机、触摸屏、智能手表和汽车显示屏之类的应用中的划痕较不相关，但是克夫科思测试可以提供略微更高水平的可重复性，因为更高的循环次数和所得到的高密度划痕导致更为光学均匀的划痕/磨损区域。
表10中的值表示SCE和SCI的D65适光平均值，采用的是3个样品拷贝中的每一个上的3次测量斑点平均值，每个样品上1次划痕迹线为佳耐特划痕测试，以及每个样品上2次划痕迹线为克夫科思测试。每次取平均值的数据点的数值范围通常对于SCI约为+/-0.5或更小，以及对于SCE+/-0.1或更小。
表10中的SCE和SCI值包括来自玻璃样品的后侧未处理表面的约4％的反射率。至少对于低散射样品，可以通过从所示的SCE和SCI值减去4％来近似得到样品的前表面反射率。当测量标记为‘双侧’测量时，样品的背表面具有包含在测量中的反射率，并且没有通过光学连接到吸收器进行去除(如果去除了背表面反射率的话，则将这种情况标记为‘一侧’或‘第一表面’测量)。
实施例4
(实施例4A至4L)为了生产涂覆制品，通过喷砂之后进行酸抛光，为离子交换玻璃基材(市售可得自康宁有限公司的玻璃)在其一个表面上提供光变化特征，从而在该表面上产生各种雾度水平。然后在具有光变化特征的表面上布置光学涂层。光学涂层具有如上表8所示的结构。产生的实施例4A至4L具有下表11所述的雾度水平。
(比较例4M至4S)除了没有在这些比较例上布置光学涂层之外，以与实施例4A至4L相同方式生产比较例4M至4S。比较例4M至4S具有下表11所述的雾度水平。
表11
| 雾度水平(％) | 实施例 | 比较例 |
| 3 | 4A | |
| 3 | 4B | 4M |
| 4 | 4N | |
| 6 | 4C | 4O |
| 6 | 4D | |
| 23 | 4E | |
| 23.5 | 4P | |
| 24 | 4F | |
| 41 | 4G | 4Q |
| 42 | 4H | |
| 46 | 4R | |
| 49 | 4I | |
| 53 | 4J | |
| 60 | 4K | |
| 61 | 4S | |
| 62 | 4L |
然后，研究实施例4A至4L它们在如下各种防眩光和光学显示器覆盖玻璃度量中的性能。对光泽度(如上文所述测量，60度)、鲜映度(DOI)(如上文所述测量，20度入射)以及像素功率偏差(PPD)(如上文所述测量)进行研究。PPD与被具有光变化特征的表面覆盖的像素化显示器上的颗粒或闪光的视觉外观相关。
图24是光泽度(60度测量，y轴)与％雾度(x轴)的关系图。图24包括：作为双侧测量的对应于比较例4M-S的三角形数据点；作为双侧测量的对应于实施例4A-L的圆形数据点；作为单侧测量的对应于比较例4M-S的菱形数据点；以及作为单侧测量的对应于实施例4A-L的正方形数据点。为了进行单侧测量，将进行测量的样品的背表面连接到光学吸收器以去除背表面反射；而双侧测量不包含此类连接的光学吸收器。
图25是DOI(20度测量，y轴)与％雾度(x轴)的关系图。图25包括：作为双侧测量的对应于比较例4M-S的三角形数据点；作为双侧测量的对应于实施例4A-L的圆形数据点；作为单侧测量的对应于比较例4M-S的菱形数据点；以及作为单侧测量的对应于实施例4A-L的正方形数据点。为了进行单侧测量，将进行测量的样品的背表面连接到光学吸收器以去除背表面反射；而双侧测量不包含此类连接的光学吸收器。
图26是PPD(测量的下方显示器具有140个像素每英寸，y轴)与％雾度(x轴)的关系图。图26包括：对应于比较例4M-S的三角形数据点；以及对应于实施例4A-L的圆形数据点。
图24-26分别显示了相比于没有光学涂层的样品，通过在具有纹理化光变化(或防眩光)特征的基材表面上添加光学耐划痕涂层，光泽度、DOI和PPD得到了维持、略微改善或者没有明显劣化。
如本文所用，术语“约”表示量、尺寸、制剂、参数和其他变量和特性不是也不需要是确切的，而是可以按照需要是近似的和/或更大或更小的，反映了容差、转换因子、舍入和测量误差等，以及本领域技术人员已知的其他因素。当使用术语“约”来描述范围的值或端点时，应理解本公开内容包括所参考的具体值或者端点。无论本说明书的数值或者范围的端点有没有陈述“约”，该数值或者范围的端点旨在包括两种实施方式：一种用“约”修饰，一种没有用“约”修饰。还会理解的是，每个范围的端点在与另一个端点有关及独立于另一个端点时都是重要的。
本文所用术语“基本”、“基本上”及其变化形式旨在表示所描述的特征与数值或描述相等同或近似相同。例如，“基本平面”表面旨在表示平面或近似平面的表面。此外，“基本上”旨在表示两个值是相等或者近似相等的。在一些实施方式中，“基本上”可以表示数值相互相差在约为10％之内，例如相互相差在约为5％之内，或者相互相差在约为2％之内。
本文所用的方向术语，例如上、下、左、右、前、后、顶、底、内、外，仅仅是参照绘制的附图而言，并不用来表示绝对的取向。
如本文所用，术语“该”、“一个”或“一种”表示“至少一个(一种)”，并且不应限制为“仅一个”，除非另有明确相反说明。因此，例如，提到的“一种组件”包括具有两种或更多种这类组件的实施方式，除非文本中有另外的明确表示。
对本领域的技术人员而言，显而易见的是，可以在不偏离本公开内容的范围和精神的情况下对本公开内容进行各种修改和变动。因此，本文旨在覆盖本文内容的修改和变动，只要这些修改和变动在所附权利要求及其等同方案的范围之内。
Claims (27)
1.一种涂覆制品，其包括：
具有主表面的透明基材，所述主表面包括粗糙表面，其诱发光散射；以及
光学涂层，其布置在透明基材的主表面上并形成空气侧表面，所述光学涂层包括一层或多层材料，所述光学涂层具有大于200nm的物理厚度；
其中，通过布氏压痕计硬度测试，在所述空气侧表面上测得，所述涂覆制品沿着50nm或更大的压痕深度展现出10GPa或更大的最大硬度，
其中，主表面包括以下至少一种粗糙度：(i)100nm或更大的Rq，以及(ii)100nm或更大的Ra，以及
其中，空气侧表面包括以下至少一种粗糙度：(i)100nm或更大的Rq，以及(ii)100nm或更大的Ra。
2.如权利要求1所述的涂覆制品，其中，光学涂层的物理厚度大于粗糙表面的Ra或Rq。
3.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，光学涂层的物理厚度大于600nm。
4.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种双侧镜面反射率(SCI-SCE)：小于4.5％，或者小于4％。
5.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种一侧镜面反射率：小于0.5％，或者小于0.25％，或者小于0.2％，或者小于0.15％，或者小于0.1％，或者小至适光平均值。
6.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种一侧镜面反射率：从近法向入射角到最高至40度入射角，小于0.5％；以及在60度入射角，低于3％、低于1.5％或者低于1％。
7.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括如下双侧漫反射率(SCE)：大于0.05或者大于0.1，且小于或等于0.5或者1.0或者1.5或者2.0或者3.0。
8.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括小于5.5的双侧总反射率(SCI)。
9.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括绝对值小于16、小于12、小于10、小于5或者小于2的a*和b*反射色值。
10.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括：(1)从近法向入射角到最高至40度入射角小于0.5％的一侧镜面反射率；以及(2)绝对值小于10的a*和b*反射色值。
11.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括：
绝对值是以下至少一种的a*和/或b*：大于6；10至16；大于16；10至20；10至30；10至40；和10至50；以及
主表面上的透射雾度值是以下至少一种：4％至7％，和小于10％。
12.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括：
绝对值是以下至少一种的a*和/或b*：小于6、小于5、小于4和小于2；以及
主表面上的透射雾度值是以下至少一种：大于10％，大于20％，大于25％，大于27％，大于40％，大于50％，和大于60％。
13.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种20度DOI：小于95，小于90，小于80，或者小于70。
14.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括小于80或者小于60的60度光泽度值。
15.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种总透光率：高于80％、高于90％、高于94％。
16.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种通过像素功率偏差(PPD)测得的闪光性能：小于10％，或者小于5％。
17.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，在4kg负荷下，在150目佳耐特划痕测试，以25次循环/分钟的速率进行1次循环之后，制品包括以下至少一种：
双侧镜面反射率(SCI-SCE)是：小于6.0％或者小于5.0％；和/或相对于未磨损值变化小于2.0％、小于1.0％或者小于0.5％；
双侧漫反射率(SCE)是：小于3.0％、小于2.0％、小于1.0％或者小于0.5％；和/或相对于未磨损值变化小于1.0％、小于0.5％或者小于0.2％；以及
双侧总反射率(SCI)小于6.0％或者小于5.0％；相对于未磨损值变化小于2.0％、小于1.0％、小于0.5％或者小于0.2％。
18.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，在1kg总重负荷下，在以400目克夫科思砂纸进行泰伯尔磨损测试，在以25次循环/分钟的速率进行50次循环之后，制品包括以下至少一种：
双侧镜面反射率(SCI-SCE)是：小于7.5％、小于6.0％或者小于5.0％；和/或相对于未磨损值变化小于3.0％、小于2.0％或者小于1.0％；
双侧漫反射率(SCE)是：小于5.0％、小于3.0％、小于2.0％或者小于1.0％；和/或相对于未磨损值变化小于3.0％、小于2.0％、小于1.0％或者小于0.5％；和/或
双侧总反射率(SCI)是：小于8.0％；和/或相对于未磨损值变化小于3.0％、小于2.0％、小于1.0％或者小于0.5％。
19.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括以下至少一种硬度：12GPa或更大；14GPa或更大；16GPa或更大。
20.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括至少12GPa或更大的硬度以及大于300nm的光学涂层厚度。
21.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其还包括至少14GPa或更大的硬度以及至少500nm的光学涂层厚度。
22.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，根据国际照明委员会光源，在法向入射条件下，在L*a*b*色度体系中的制品透射和/或反射色坐标展现出：相对于参照点小于10的参照点色移，这是在空气侧表面测得的，所述参照点包括：色坐标(a*＝0,b*＝0)、(a*＝-2,b*＝-2)、或者基材的相应的透射或反射色坐标，其中：
当参照点是色坐标(a*＝0,b*＝0)时，通过√((a*制品)2+(b*制品)2)定义色移；
当参照点是色坐标(a*＝-2,b*＝-2)时，通过√((a*制品+2)2+(b*制品+2)2)定义色移；以及
当参照点是基材的色坐标时，通过√((a*制品-a*基材)2+(b*制品-b*基材)2)定义色移。
23.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，涂覆制品的透射雾度值是50％或更小。
24.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，基材包括无定形基材或晶体基材。
25.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，涂覆制品的平均适光透射率是50％或更大。
26.如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品，其中，主表面包括40至500nm RMS的表面粗糙度。
27.一种电子装置，其包括如权利要求1-2中任一项所述的涂覆制品。
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