(用于對(duì)玻璃進(jìn)行化學(xué)強(qiáng)化的多階段離子交換）"的美國(guó)專(zhuān)利 8, 312, 739,其要求2008年7月29日提交的美國(guó)臨時(shí)專(zhuān)利申請(qǐng)第61/084, 398號(hào)的優(yōu)先權(quán)， 其中，玻璃通過(guò)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濃度小于第一浴。美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)第12/500650號(hào) 和美國(guó)專(zhuān)利第8, 312, 739號(hào)的內(nèi)容全文參考結(jié)合于此。
[0067]可以基于中心拉伸（CT)、表面CS和層深度（D0L)的參數(shù)對(duì)通過(guò)離子交換所實(shí)現(xiàn) 的化學(xué)強(qiáng)化程度進(jìn)行定量化。可以在強(qiáng)化的玻璃的表面附近或其內(nèi)的各個(gè)深度處測(cè)量表 面CS。最大CS值可以包括在強(qiáng)化基材的表面（CSs)測(cè)得的CS。CT是計(jì)算用于玻璃基材內(nèi) 與壓縮應(yīng)力層相鄰的內(nèi)部區(qū)域，其可以由CS、物理厚度t和D0L計(jì)算得到。采用本領(lǐng)域已 知的那些方式測(cè)量CS和D0L。此類(lèi)方式包括但不限于，使用諸如Luceo有限公司（日本東 京）制造的FSM-6000或者類(lèi)似的商用儀器，來(lái)測(cè)量表面應(yīng)力（FSM)，測(cè)量CS和D0L的方法 如ASTM1422C-99 所述，題為"StandardSpecificationforChemicallyStrengthened FlatGlass(用于化學(xué)強(qiáng)化的平坦玻璃的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格）"和ASTM1279. 19779"Standard TestMethodforNon-DestructivePhotoelasticMeasurementofEdgeandSurface StressesinAnnealed,Heat-Strengthened,andFully-TemperedFlatGlass(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(guò)引用結(jié)合入本文。表面應(yīng)力測(cè)量依賴(lài)于應(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)。進(jìn)而通過(guò)本領(lǐng)域已知的那些方法來(lái)測(cè)量S0C，例如纖維 和四點(diǎn)彎曲方法（它們都參見(jiàn)ASTM標(biāo)準(zhǔn)C770-98(2008)所述，題為"StandardTestMethod forMeasurementofGlassStress-OpticalCoefficient(用于測(cè)量玻璃的應(yīng)力-光學(xué)系 數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試方法）"，其全文通過(guò)引用結(jié)合入本文）以及塊圓柱體方法。CS和CT之間的 關(guān)系如下式（1)所示：
[0068] CT=(CS·D0L) /(t- 2D0L) (1)，
[0069] 式中，t是玻璃制品的物理厚度（μm)。在本發(fā)明的各部分中，CT和CS的單位是兆 帕斯卡（MPa)，物理厚度t的單位是微米（μm)或毫米（mm)，以及D0L的單位是微米（μm)。
[0070] 在一個(gè)實(shí)施方式中，強(qiáng)化的基材110的表面CS可以大于或等于250MPa、大于或等 于300MPa，例如大于或等于400MPa、大于或等于450MPa、大于或等于500MPa、大于或等于 550MPa、大于或等于600MPa、大于或等于650MPa、大于或等于700MPa、大于或等于750MPa或 者大于或等于SOOMPa。強(qiáng)化的基材的D0L可以大于或等于10μπκ大于或等于15μπκ大于 或等于20μm(例如，25μm、30μm、35μm、40μm、45μm、50μm或更大），和/或CT可以大于 或等于lOMPa、大于或等于20MPa、大于或等于30MPa、大于或等于40MPa(例如，42MPa、45MPa 或5010^或更大）但是小于10010^(例如，95、90、85、80、75、70、65、60、5510^或更?。Ｔ?一個(gè)或多個(gè)【具體實(shí)施方式】中，強(qiáng)化的基材具有以下一種或多種性質(zhì)：表面CS大于500MPa、DOL大于15μm，以及CT大于18MPa。
[0071] 可用于基材的示例性玻璃可包括堿性鋁硅酸鹽玻璃組合物或者堿性鋁硼硅酸鹽 玻璃組合物，但是也考慮其他玻璃組合物。此類(lèi)玻璃組合物能夠通過(guò)離子交換過(guò)程進(jìn)行化 學(xué)強(qiáng)化。一種示例性玻璃組合物包含Si02、B203和Na20,其中，（Si02+B203)彡66摩爾％，并 且Na20多9摩爾％。在一個(gè)實(shí)施方式中，玻璃組合物包含至少6重量％的氧化鋁。在另一 個(gè)實(shí)施方式中，基材包含具有一種或多種堿土氧化物，從而堿土氧化物的含量至少為5重 量％的玻璃組合物。在一些實(shí)施方式中，合適的玻璃組合物還包含K20、Mg0和CaO中的至少 一種。在一個(gè)特定實(shí)施方式中，用于基材的玻璃組合物可包含：61-75摩爾％的510 2;7-15 摩爾％的Al203;0-12摩爾％的B203;9-21摩爾％的Na20 ;0-4摩爾％的K20 ;0-7摩爾％的 MgO;以及0-3摩爾％的CaO。
[0072] 適合基材的另一種示例性玻璃組合物包含：60-70摩爾％的Si02;6_14摩爾％的 Al203;0-15 摩爾 ％ 的B203;0-15 摩爾 ％ 的Li20 ;0-20 摩爾 ％ 的Na20 ;0-10 摩爾 ％ 的K20 ;0-8 摩爾％的MgO;0-10摩爾％的CaO;0-5摩爾％的Zr02;0-1摩爾％的SnO2;0-1摩爾％的 Ce02;小于 50ppm的As203;以及小于 50ppm的Sb203;其中 12 摩爾 ％ 彡（Li20+Na20+K20)彡 20 摩爾％，0摩爾（Mg0+Ca0)彡10摩爾％。
[0073] 適合基材的另一種示例性玻璃組成包含：63. 5-66. 5摩爾％的Si02;8-12摩爾％ 的Al203;0-3 摩爾 ％ 的B203;0-5 摩爾 ％ 的Li20 ;8-18 摩爾 ％ 的Na20 ;0-5 摩爾 ％ 的K20 ; 1-7 摩爾 ％ 的MgO;0-2· 5 摩爾 ％ 的CaO;0-3 摩爾 ％ 的Zr02;0. 05-0. 25 摩爾 ％ 的SnO2; 0· 05-0. 5摩爾％的Ce02;小于50ppm的As203;以及小于50ppm的Sb203;其中14摩爾％ 彡（Li20+Na20+K20)彡18摩爾％，且2摩爾％彡（Mg0+Ca0)彡7摩爾％。
[0074] 在一個(gè)【具體實(shí)施方式】中，適用于基材120的堿性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Si02，在另一些實(shí)施方 式中至少58摩爾％的Si02，以及在其他實(shí)施方式中至少60摩爾％的Si02，其中比例
，其中比例的組分以摩爾％計(jì)，改性劑是堿金屬氧化物。在【具體實(shí)施方式】 中，該玻璃組合物包含：58-72摩爾％的Si02;9-17摩爾％的A1 203;2-12摩爾％的B203;8-16 摩爾％的Na20 ;以及0-4摩爾％的K20,其中比例
[0075] 在另一個(gè)實(shí)施方式中，基材可包括堿性鋁硅酸鹽玻璃組合物，其包含：64-68摩 爾 ％ 的Si02;12-16 摩爾 ％ 的Na20 ;8-12 摩爾 ％ 的Al203;0-3 摩爾 ％ 的B203;2-5 摩爾 ％ 的K20 ;4-6摩爾％的MgO;以及0-5摩爾％的CaO,其中66摩爾％彡Si02+B203+Ca0彡69 摩爾 ％ ;Na20+K20+B203+Mg0+Ca0+Sr0>10 摩爾 ％ ;5 摩爾Mg0+Ca0+Sr0 彡 8 摩爾 ％ ; (Na20+B203)_A1203 彡 2 摩爾 ％;2 摩爾 20-Al203 彡 6 摩爾 ％;以及 4 摩爾 ％ 彡（Na20+K20)_A1203彡 10 摩爾％。
[0076] 在一個(gè)替代實(shí)施方式中，基材可包括堿性鋁硅酸鹽玻璃組合物，其包含：大于或等 于2摩爾％的A1203和/或ZrO2或者大于或等于4摩爾％的A1 203和/或ZrO2。
[0077] 其中，基材110包括晶體基材，基材可以包括單晶體，其可以包括A1203。此類(lèi) 單晶體基材被稱(chēng)作藍(lán)寶石。晶體基材的其他合適材料包括多晶氧化鋁層和/或尖晶石 (MgAl204) 〇
[0078] 任選地，晶體基材110可包括玻璃陶瓷基材，其可以經(jīng)過(guò)強(qiáng)化或者未經(jīng)過(guò)強(qiáng) 化。合適的玻璃陶瓷的例子可以包括Li20-Al203-Si02體系（S卩，LAS體系）玻璃陶瓷、 Mg0-Al203-Si02體系（S卩，MAS體系）玻璃陶瓷，和/或包括具有β-石英固溶體、β-鋰輝 石ss、堇青石和二硅酸鋰的主晶相的玻璃陶瓷?？梢圆捎帽疚乃沂镜幕瘜W(xué)強(qiáng)化工藝對(duì)玻 璃陶瓷基材進(jìn)行強(qiáng)化。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，MAS體系玻璃陶瓷基材可以在1^#04恪 鹽中進(jìn)行強(qiáng)化，從而可以發(fā)生2Li+被Mg2+交換。
[0079] 根據(jù)一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式的基材110可具有約為100μm至5mm的物理厚度。示例 性基材110的物理厚度范圍約為100-500μm，例如，100、200、300、400或500μm。其他示例 性基材110的物理厚度范圍約為500-100(^111，例如500、600、700、800、900或者100(^111。 基材110的物理厚度可以大于約1_，例如約為2、3、4或者5_。在一個(gè)或多個(gè)具體實(shí)施方 式中，基材110的物理厚度可以小于或等于2_，或者小于1_?；?10可經(jīng)過(guò)酸性?huà)伖?或者任意其他方式的處理，以去除或減少表面瑕疵的影響。
[0080] 光學(xué)膜
[0081] 如圖5-6所示，光學(xué)膜120可包括多層130、140、150。還可在光學(xué)膜120中包含額 外的層。此外，在一些實(shí)施方式中，可以在基材110與光學(xué)膜120的相對(duì)側(cè)上（即，主表面 114上）布置一層或多層膜或?qū)印?br>[0082] 光學(xué)膜120的物理厚度范圍可以約為0.5-3μπι。在一些情況下，光學(xué)膜120的 物理厚度可以是如下范圍：約為0. 5-2. 9μπκ約為0. 5-2. 8μπκ約為0. 5-2. 7μπκ約為 0· 5-2. 6μm、約為 0· 5-2. 5μm、約為 0· 5-2. 4μm、約為 0· 5-2. 3μm、約為 0· 5-2. 2μm、約為 0· 5-2. 1μπκ約為 0· 5-2μπκ約為 0· 75-3μπκ約為 1-3μπκ約為 1· 1-3μπκ約為 1· 2-3μπκ 約為1. 3-3μm、約為1. 4-3μm或者約為1. 5-3μm，以及其間的所有范圍和子范圍。
[0083] 光學(xué)膜120可展現(xiàn)出大于約5GPa的平均硬度，這是在涂覆表面101上，通過(guò)用波 克威馳壓痕儀對(duì)表面進(jìn)行壓痕，形成具有（由涂覆表面101測(cè)得的）至少約l〇〇nm壓痕深 度的壓痕所測(cè)得的。例如，光學(xué)膜120可展現(xiàn)出如下范圍的平均硬度：約為6-30GPa、約為 7-30GPa、約為 8-30GPa、約為 9-30GPa、約為 10-30GPa、約為 12-30GPa、約為 5-28GPa、約為 5-26GPa、約為 5-24GPa、約為 5-22GPa、約為 5-20GPa、約為 12-25GPa、約為 15-25GPa、約為 16-24GPa、約為18-22GPa，以及其間的所有范圍和子范圍。
[0084] 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，光學(xué)膜包括：布置在基材110的主表面112上的光學(xué)改 性層130、布置在光學(xué)改性層130上的耐劃痕層140以及布置在耐劃痕層140上的任選的包 覆層150。在所示的實(shí)施方式中，光學(xué)改性層130布置在基材110和耐劃痕層140之間，從 而對(duì)基材110和耐劃痕層140之間的界面進(jìn)行改性。
[0085] 如本文所述，光學(xué)膜120包括折射率梯度，其可形成部分或全部的光學(xué)改性層 130。折射率梯度通過(guò)如下方式對(duì)基材110和耐劃痕層140之間的界面進(jìn)行改性：使得在不 同光源下，當(dāng)以不同于垂直入射的各種入射觀察角對(duì)制品進(jìn)行觀察時(shí)，反射率和吸收最小 化、透射率最大化并降低色移。本文所述的折射率的實(shí)施方式采用基于干涉和基于非干涉 的結(jié)構(gòu)提供了該改性。
[0086] 折射率梯度可沿著一部分或者全部光學(xué)膜120延伸。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中， 光學(xué)膜120包括基材110和光學(xué)膜120之間的界面處的第一表面122,以及第二表面124。 光學(xué)膜120的第一表面122處或者與第一表面122相鄰處的折射率可以小于光學(xué)膜120的 第二表面處或者與第二表面相鄰處的折射率。在圖5-6所示的實(shí)施方式中，第一表面122 形成光學(xué)改性層130的一端，第二表面124形成光學(xué)改性層的相對(duì)端。在此類(lèi)實(shí)施方式中， 光學(xué)改性層包括了全部的折射率梯度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，折射率梯度從第一表面 122延伸到第二表面124,其可以位于沿著耐劃痕層140的部分，如圖7所示。在一個(gè)或多 個(gè)實(shí)施方式中，沿著第一表面122和第二表面124之間的光學(xué)膜的厚度，折射率從第一表面 122到第二表面124發(fā)生增加。
[0087] 折射率梯度范圍可以是從基材110的折射率到耐劃痕層140的折射率。在一個(gè) 或多個(gè)【具體實(shí)施方式】中，折射率梯度的折射率可以約為1. 3-2. 5。例如，折射率梯度的折射 率可以是如下范圍：約為1. 3-2. 4、約為1. 3-2. 3、約為1. 3-2. 2、約為1. 3-2. 1、約為1. 3-2、 約為 1. 3-1. 9、約為 1. 3-1. 8、約為 1. 3-1. 7、約為 1. 4-2. 5、約為 1. 5-2. 5、約為 1. 6-2. 5、約 為1. 7-2. 5、約為1. 8-2. 5、約為1. 9-2. 5,以及其間的所有范圍和子范圍。在一個(gè)或多個(gè) 實(shí)施方式中，第一表面122處或者與第一表面122相鄰處的折射率可以是如下范圍：約為 1. 3-1. 7、約為 1. 35-1. 7、約為 1. 4-1. 7、約為 1. 45-1. 7、約為 1. 3-1. 65、約為 1. 3-1. 6、約 為1. 3-1. 55,以及其間的所有范圍和子范圍。第二表面124處或者與第二表面124相鄰處 的折射率可以是如下范圍：約為1. 5-2. 5、約為1. 6-2. 5、約為1. 7-2. 5、約為1. 8-2. 5、約為 1. 9-2. 5、約為 1. 5-2. 4、約為 1. 5-2. 3、約為 1. 5-2. 2、約為 1. 5-2. 1、約為 1. 5-2. 0,以及其間 的所有范圍和子范圍。
[0088] 在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，折射率梯度中的折射率增加是單獨(dú)或者連續(xù)增加。在 相同或其他實(shí)施方式中，折射率梯度可以包括正斜率梯度，其中，折射率隨著第一表面122 到第二表面124的距離增加而增加。在其他實(shí)施方式中，除了負(fù)斜率區(qū)域之外，折射率梯度 可包括正斜率區(qū)域（折射率隨著距離基材的距離增加而增加）。
[0089] 在一些實(shí)施方式中，從第一表面122到第二表面124的折射率增加的平均速率 范圍如下：約為 0· 01/μηι-1/μηι、約為 0· 01/μηι-0· 9/μπκ約為 0· 01/μηι-0· 8/μπκ約為 0· 01/μηι-〇· 7/μπι、約為 0· 01/μηι-〇· 6/μπι、約為 0· 1/μπι-1/μπι、約為 0· 2/μπι-1/μπι、約 為0. 3/μπι-1/μπι、約為0. 4/μπι-1/μπι、約為0. 5/μπι-1/μπι，以及其間的所有范圍和子范 圍。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，折射率梯度可以具有如下折射率斜率，當(dāng)降低或最小化時(shí)， 導(dǎo)致制品在反射率和/或透射率譜圖展現(xiàn)出甚至更小的振幅。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中， 作為厚度的函數(shù)的折射率梯度的斜率小于或等于約l/μπ