JP6171088B2 - 多層光学フィルムを有する低着色耐擦傷性物品 - Google Patents
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Description
基板
基板110は、非晶質基板、結晶質基板またはそれらの組合せを含んでもよい。基板110は、人工材料および/または天然に存在する材料から形成されてもよい。いくつかの特定の実施形態において、基板110は、プラスチックおよび/または金属基板を特に排除してもよい。1つ以上の実施形態において、基板は、約1.45〜約1.55の範囲の屈折率を示す。特定の実施形態において、基板110は、少なくとも5、少なくとも10、少なくとも15または少なくとも20の試料を使用して、ボールオンリング試験を使用して測定した場合、1つ以上の対向する主要面上の表面において、0.5%以上、0.6%以上、0.7%以上、0.8%以上、0.9%以上、1%以上、1.1%以上、1.2%以上、1.3%以上、1.4%以上1.5%以上または2%以上の破損に対する平均歪みを示してもよい。特定の実施形態において、基板110は、1つ以上の対向する主要面上のその表面において、約1.2%、約1.4%、約1.6%、約1.8%、約2.2%、約2.4%、約2.6%、約2.8%または約3%以上の破損に対する平均歪みを示してもよい。
CSおよびCTの関係は、式(1):
CT=(CS・DOL)/(t−2DOL) (1)
(式中、tはガラス物品の物理的厚さ(μm)である)によって与えられる。本開示の様々な項において、CTおよびCSはメガパスカル(MPa)で表され、物理的厚さtは、マイクロメートル(μm)またはミリメートル(mm)のいずれかで表され、そしてDOLはマイクロメートル(μm)で表される。
光学フィルム
図5〜6に示すように、光学フィルム120は、複数の層130、140、150を含んでもよい。追加的な層が光学フィルム120に含まれてもよい。そのうえ、いくつかの実施形態において、1つ以上のフィルムまたは層が、基板110の、光学フィルム120とは反対の側面上に(すなわち、主要表面114に)配置されてもよい。
モデル化された実施例1は、図6に示すものと同一構造を有する物品を含んだ。モデル化された実施例1は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板および基板上に配置された光学フィルムを含んだ。光学フィルムは、3組の副層を有する光干渉層、光干渉層上に配置された耐擦傷性層、および耐擦傷性層上に配置されたキャッピング層を含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表8に提供される。
実施例2
モデル化された実施例2は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板210および基板上に配置された光学フィルム220を含む物品200を含んだ。図9に示すように、光学フィルム220は、光干渉層230、光干渉層上に配置された耐擦傷性層240、およびキャッピング層250を含んだ。光干渉層230は、4組の副層231A、231Bを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表9に提供される。
モデル化された実施例3は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板310および基板上に配置された光学フィルム320を含む物品300を含んだ。光学フィルム320は、光干渉層330、光干渉層上に配置された耐擦傷性層340、および耐擦傷性層250上に配置されたキャッピング層350を含んだ。光干渉層は、図12で示すように、2組の副層331A、331B、複数の副層と耐擦傷性層との間に配置された第3の副層331C、および複数の副層と基板との間に配置された第3の副層331Dを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表10に提供される。
モデル化された実施例4は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板410および基板上に配置された光学フィルム420を含む物品400を含んだ。光学フィルム420は、光干渉層430、光干渉層上に配置された耐擦傷性層440、および耐擦傷性層上に配置されたキャッピング層450を含んだ。光干渉層は、図15で示すように、3組の副層431A、431B、複数の副層と耐擦傷性層との間に配置された第3の副層431C、および複数の副層と基板との間に配置された第3の副層431Dを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表11に提供される。
モデル化された実施例5は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板510および基板上に配置された光学フィルム520を含む物品500を含んだ。光学フィルム520は、光干渉層530、光干渉層上に配置された耐擦傷性層540、および耐擦傷性層550上に配置されたキャッピング層550を含んだ。光干渉層は、図18で示すように、6組の副層531A、531B、複数の副層と耐擦傷性層との間に配置された第3の副層531Cを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表12に提供される。
モデル化された実施例6は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板610および基板上に配置された光学フィルム620を含む物品600を含んだ。光学フィルム620は、光干渉層630、光干渉層上に配置された耐擦傷性層640、および耐擦傷性層650上に配置されたキャッピング層650を含んだ。光干渉層は、図20で示すように、2組の副層631A、631B、複数の副層と基板との間に配置された第3の副層631Cを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表13に提供される。
モデル化された実施例7は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板710および基板上に配置された光学フィルム720を含む物品700を含んだ。光学フィルム720は、光干渉層730、光干渉層上に配置された耐擦傷性層740、および耐擦傷性層750上に配置されたキャッピング層750を含んだ。光干渉層は、図22で示すように、3組の副層731A、731B、複数の副層と基板との間に配置された第3の副層731Cを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表14に提供される。
モデル化された実施例8は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板810および基板上に配置された光学フィルム820を含む物品800を含んだ。光学フィルム820は、光干渉層830、光干渉層上に配置された耐擦傷性層840、および耐擦傷性層840上に配置されたキャッピング層850を含んだ。光干渉層は、図23で示すように、4組の副層831A、831B、複数の副層と耐擦傷性層との間に配置された第3の副層831Cを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表15に提供される。
モデル化された実施例9は、化学的に強化されたアルカリアルミノボロシリケートガラス基板910および基板上に配置された光学フィルム920を含む物品900を含んだ。光学フィルム920は、光干渉層930、光干渉層上に配置された耐擦傷性層940、および耐擦傷性層950上に配置されたキャッピング層950を含んだ。光干渉層は、図27で示すように、3組の副層931A、931B、複数の副層と耐擦傷性層との間に配置された第3の副層931Cを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表16に提供される。
実施例10は製造され、基板および基板上に配置された光学フィルムを含んだ。基板は、約900MPaの圧縮応力および約45μmのDOLを有する化学的に強化されたABSガラス基板を含んだ。表17で示すように、光学フィルムは、6つの副層の組合せを有する光干渉層を含んだ。6つの副層の組合せは、SiOxNyの第1の低RI副層(約550nmの波長で約1.49の屈折率値を有する)、およびAlOxNyの第2の高RI副層(約550nmの波長で約2.0の屈折率値を有する)を含んだ。光学フィルムは、AlOxNy耐擦傷性層も含んだ。実施例10の光干渉層は、酸化および窒化環境を使用して、AJA−Industriesスパッタリング堆積ツールを使用し、反応性マグネトロンスパッタリングを使用して形成された。使用されるスパッタリングターゲットは、直径3インチ(7.62cm)ケイ素ターゲットおよび直径3インチ(7.62cm)アルミニウムターゲットを含んだ。
モデル化された実施例13は、化学的に強化されたガラス基板1010と、基板上に配置された光学フィルム1020とを有する物品1000を含んだ。光学フィルム1020は、光干渉層1030、光干渉層上に配置された耐擦傷性層1040、および耐擦傷性層1040上に配置されたキャッピング層1050を含んだ。光干渉層は、図32で示すように、基板と耐擦傷性層との間に3組の副層1031A、1031Bを含んだ。各層の光学フィルム材料および厚さは、光学フィルムで配置される順番で表21に提供される。
Claims (31)
- 表面を有し、かつガラス、ガラス−セラミックまたは単結晶サファイヤを含んでなる基板と、
前記基板表面上に配置されて、コーティングされた表面を形成する光学フィルムと
を含んでなる物品において、前記光学フィルムが、耐擦傷性層、および該耐擦傷性層と前記基板との間に配置される光干渉層を含んでなり、
前記物品が、Berkovitchインデンターで、前記コーティングされた表面にインデントをつけ、前記コーティングされた表面の前記表面から少なくとも100nmのインデント深さを有するインデントを形成することによって測定した場合、14GPa以上の硬度を有してなり、
前記物品が85%以上の平均透過率を含んでなり、
前記物品が、Aシリーズ発光物、Bシリーズ発光物、Cシリーズ発光物、Dシリーズ発光物およびFシリーズ発光物からなる群から選択された国際照明委員会発光物の下、直入射から2度〜60度の範囲の入射照明角度で見た場合、2以下の色シフトを含んでなり、
色シフトが、方程式√((a* 2−a* 1)2+(b* 2−b* 1)2)(式中、a* 1およびb* 1は、直入射で見た時の前記物品の座標を表し、かつa* 2およびb* 2は、前記入射照明角度で見た時の前記物品の座標を表す)を使用して算出されるものであり、
前記耐擦傷性層の前記厚さは、少なくとも100nmであることを特徴とする物品。 - 表面を有し、かつガラス、ガラス−セラミックまたは単結晶サファイヤを含んでなる基板と、
前記基板表面上に配置されて、コーティングされた表面を形成する光学フィルムと
を含んでなる物品において、前記光学フィルムが、耐擦傷性層、および該耐擦傷性層と前記基板との間に配置される光干渉層を含んでなり、
前記物品が、Berkovitchインデンターで、前記コーティングされた表面にインデントをつけ、前記コーティングされた表面の前記表面から少なくとも100nmのインデント深さを有するインデントを形成することによって測定した場合、14GPa以上の硬度を有してなり、
前記物品が85%以上の平均透過率を含んでなり、
前記物品が、Aシリーズ発光物、Bシリーズ発光物、Cシリーズ発光物、Dシリーズ発光物およびFシリーズ発光物からなる群から選択された国際照明委員会発光物の下、直入射から2度〜60度の範囲の入射照明角度で見た場合、2以下の色シフトを含んでなり、
色シフトが、方程式√((a* 2−a* 1)2+(b* 2−b* 1)2)(式中、a* 1およびb* 1は、直入射で見た時の前記物品の座標を表し、かつa* 2およびb* 2は、前記入射照明角度で見た時の前記物品の座標を表す)を使用して算出されるものであり、
前記耐擦傷性層は、1.6以上の屈折率を有する高屈折率材料の層であることを特徴とする物品。 - 前記耐擦傷性層の前記厚さは、少なくとも100nmであることを特徴とする、請求項2に記載の物品。
- 前記耐擦傷性層の前記厚さは、少なくとも200nmであることを特徴とする、請求項1から3いずれか1項に記載の物品。
- 前記光干渉層が、第1の低屈折率副層および第2の高屈折率副層を含んでなることを特徴とする、請求項1から4いずれか1項に記載の物品。
- 前記第1の低屈折率副層の屈折率と前記第2の高屈折率副層の屈折率との差異が0.01以上であることを特徴とする、請求項5に記載の物品。
- 前記光干渉層が複数の副層の組合せを含んでなり、該複数の副層の組合せが、第1の低屈折率副層および第2の高屈折率副層を含んでなることを特徴とする、請求項1から4いずれか1項に記載の物品。
- 前記光干渉層が、
前記複数の副層の組合せおよび前記耐擦傷性層;ならびに
前記基板および前記複数の副層の組合せ
の少なくとも一方の間に配置される第3の副層をさらに含んでなり、前記第3の副層が、前記第1の低屈折率副層の前記屈折率と前記第2の高屈折率副層の前記屈折率との間のRIを有することを特徴とする、請求項7に記載の物品。 - 前記光干渉層が、10までの副層の組合せを含むことを特徴とする、請求項7に記載の物品。
- 前記第1の低屈折率副層および前記第2の高屈折率副層の少なくとも1つが、2nm〜200nmの範囲の光学的厚さ(n*d)を含んでなることを特徴とする、請求項7に記載の物品。
- 前記光干渉層が800nm以下の厚さを有することを特徴とする、請求項1から10いずれか1項に記載の物品。
- 前記光干渉層が、光学波長域において0.5%以下の平均光反射を含んでなることを特徴とする、請求項1から11いずれか1項に記載の物品。
- 前記物品が、前記光学波長域において5%ポイント以下の平均振動振幅を有する平均透過率または平均反射率を含んでいることを特徴とする、請求項1から12いずれか1項に記載の物品。
- 前記物品が、Berkovitchインデンターで前記コーティングされた表面にインデントをつけ、前記コーティングされた表面の前記表面から少なくとも100nmのインデント深さを有するインデントを形成することによって測定した場合、16GPa以上の硬度を有してなることを特徴とする、請求項1から13いずれか1項に記載の物品。
- 前記物品が、Berkovitchインデンターで前記コーティングされた表面にインデントをつけ、前記コーティングされた表面の前記表面から少なくとも100nmのインデント深さを有するインデントを形成することによって、前記コーティングされた表面で測定した場合、14GPa以上の表面硬度を示すことを特徴とする、請求項1から14いずれか1項に記載の物品。
- 前記基板が、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノシリケートガラス、アルカリ含有ボロシリケートガラス、およびアルカリアルミノボロシリケートガラスから成る群より選択されることを特徴とする、請求項1から15いずれか1項に記載の物品。
- 前記基板が化学的に強化され、該化学的に強化されたガラスの表面から少なくとも10μmの層深さ(DOL)まで前記化学的に強化されたガラス内で延在する、少なくとも250MPaの表面CSを有する圧縮応力(CS)層を含むことを特徴とする、請求項16に記載の物品。
- 基板表面を有し、かつガラス、ガラス−セラミックまたは単結晶サファイヤを含んでなる基板と、
前記基板表面上に配置されて、コーティングされた表面を形成する光学フィルムと
を含んでなる物品において、
前記光学フィルムが、耐擦傷性層、および該耐擦傷性層と前記基板との間に配置される光干渉層を含んでなり、前記光干渉層は、第1の低屈折率副層および第2の高屈折率副層を有する少なくとも1つの副層の組合せを有し、
前記物品が、Berkovitchインデンターで、前記コーティングされた表面にインデントをつけ、前記コーティングされた表面の前記表面から少なくとも100nmのインデント深さを有するインデントを形成することによって測定した場合、14GPaから50GPaまでの範囲の硬度を有してなり、
前記物品が85%以上の平均透過率を含んでなり、
前記物品が、国際照明委員会発光物およびFシリーズ発光物の下、直入射から2度〜60度の範囲の入射照明角度で見た場合、2未満の色シフトを含んでなり、
色シフトが、方程式√((a* 2−a* 1)2+(b* 2−b* 1)2)(式中、a* 1およびb* 1は、直入射で見た時の前記物品の座標を表し、かつa* 2およびb* 2は、前記入射照明角度で見た時の前記物品の座標を表す)を使用して算出されるものであり、
前記耐擦傷性層の前記厚さは、少なくとも100nmである
ことを特徴とする物品。 - 基板表面を有し、かつガラス、ガラス−セラミックまたは単結晶サファイヤを含んでなる基板と、
前記基板表面上に配置されて、コーティングされた表面を形成する光学フィルムと
を含んでなる物品において、
前記光学フィルムが、耐擦傷性層、および該耐擦傷性層と前記基板との間に配置される光干渉層を含んでなり、前記光干渉層は、第1の低屈折率副層および第2の高屈折率副層を有する少なくとも1つの副層の組合せを有し、
前記物品が、Berkovitchインデンターで、前記コーティングされた表面にインデントをつけ、前記コーティングされた表面の前記表面から少なくとも100nmのインデント深さを有するインデントを形成することによって測定した場合、14GPaから50GPaまでの範囲の硬度を有してなり、
前記物品が85%以上の平均透過率を含んでなり、
前記物品が、国際照明委員会発光物およびFシリーズ発光物の下、直入射から2度〜60度の範囲の入射照明角度で見た場合、2未満の色シフトを含んでなり、
色シフトが、方程式√((a* 2−a* 1)2+(b* 2−b* 1)2)(式中、a* 1およびb* 1は、直入射で見た時の前記物品の座標を表し、かつa* 2およびb* 2は、前記入射照明角度で見た時の前記物品の座標を表す)を使用して算出されるものであり、
前記耐擦傷性層は、1.6以上の屈折率を有する高屈折率材料の層である
ことを特徴とする物品。 - 前記耐擦傷性層の前記厚さは、少なくとも100nmであることを特徴とする、請求項19に記載の物品。
- 前記耐擦傷性層の前記厚さは、少なくとも200nmであることを特徴とする、請求項18から20いずれか1項に記載の物品。
- 前記第1の低屈折率副層が、SiO2、Al2O3、GeO2、SiO、AlOxNy、SiOxNy、SiuAlvOxNy、MgO、MgF2、BaF2、CaF2、DyF3、YbF3、YF3、およびCeF3の少なくとも1つを含み、前記第2の高屈折率副層が、SiuAlvOxNy、Ta2O5、Nb2O5、AlN、Si3N4、AlOxNy、SiOxNy、HfO2、TiO2、ZrO2、Y2O3、Al2O3、およびMoO3の少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項18から21いずれか1項に記載の物品。
- 前記耐擦傷性層が、AlN、Si3N4、AlOxNy、SiOxNy、Al2O3、SixCy、SixOyCz、ZrO2、TiOxNy、ダイヤモンド、ダイヤモンド様炭素、およびSiuAlvOxNyの少なくとも1つを含むことを特徴とする、請求項18から22いずれか1項に記載の物品。
- 前記物品がさらに、前記光学フィルムと前記基板との間、または前記光学フィルム内に配置され、前記耐擦傷性層と前記基板との間の亀裂架橋を抑制または防止する亀裂軽減層を含むことを特徴とする、請求項18から23いずれか1項に記載の物品。
- 前記基板が、曲線状基板を含むことを特徴とする、請求項1から24いずれか1項に記載の物品。
- 前記基板が、30GPaから120GPaまでの範囲のヤング率を有することを特徴とする、請求項1から25いずれか1項に記載の物品。
- 前記基板が、1.45から1.55までの範囲の屈折率を有することを特徴とする、請求項1から26いずれか1項に記載の物品。
- 前記基板が、ガラスまたはガラスセラミックを含むことを特徴とする、請求項1から27いずれか1項に記載の物品。
- 前記入射照明角度が5度〜30度の範囲にあり、かつ前記発光物が、国際照明委員会Fシリーズ発光物を含んでなることを特徴とする、請求項1から17いずれか1項に記載の物品。
- 前記入射照明角度が30度〜60度の範囲にあることを特徴とする、請求項1から28いずれか1項に記載の物品。
- 前記耐擦傷性層の前記厚さが3μm以下であることを特徴とする、請求項1から30いずれか1項に記載の物品。
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