es) 提供的噴濺沉積工具的離子輔助，將SiuAlv0xNy的層/子層沉積到硅晶片上。在沉積過程 中，將晶片加熱到200°C，使用直徑為3英寸的硅靶和直徑為3英寸的鋁靶。所使用的反應(yīng) 性氣體包括氮?dú)夂脱鯕?，氬氣用作惰性氣體。以13. 56Mhz將RF功率供給到硅靶，并將DC 功率供給到鋁靶。
[0157] 耐劃痕層包括SiuAlv0xNy單層，其形成的方式與光學(xué)改性層相同。所得到的耐劃痕 層在550nm具有約為1. 95的折射率，采用波克威馳壓痕儀在SiuAlv0xNy層表面上測試所測 得的硬度大于約15GPa，如上文所述。
[0158] 通過DC反應(yīng)性噴濺，采用離子輔助，在約為50°C的溫度下，從硅靶將Si02包覆層 沉積到硅晶片上。以這種方式形成的包覆層被認(rèn)定為指示物"RS"。
[0159] 采用光譜橢圓對稱法測量形成的光學(xué)膜和玻璃基材的折射率（與波長的關(guān)系）。 表4-7包括測得的折射率和散射曲線。對于模型實(shí)施例F1-F3的光學(xué)改性層中所用的材料 1至材料13,消光系數(shù)（k值）都設(shè)定為零，與得到表7所示的散射曲線的實(shí)驗(yàn)相一致。然 后將由此實(shí)驗(yàn)測得的折射率用于計(jì)算各個(gè)模型實(shí)施例的反射率譜圖和角度色移。
[0160] 表4 :RS_Si02層的折射率和色散曲線vs波長
[0161]
[0162] 表5 :SiuAlv0xrgi的折射率和色散曲線vs波長
[0163]
[0164] 表6 :強(qiáng)化的鋁硼硅酸鹽玻璃基材的折射率和色散曲線vs波長

[0168] 表7 :材料1至材料13的折射率和色散曲線vs波長



[0174] 模型實(shí)施例F1包括制品200,其包括化學(xué)強(qiáng)化的堿性鋁硼硅酸鹽玻璃基材210和 布置在基材上的光學(xué)膜220,如圖16所示。光學(xué)膜包括具有三層子層231A、231B、231C的光 學(xué)改性層230、布置在光學(xué)改性層上的耐劃痕層240以及布置在耐劃痕層上的包覆層250。 在表8中提供了依次布置在光學(xué)膜中的每一層的光學(xué)膜材料和厚度。光學(xué)改性層的三層子 層由于它們的相對厚度和組成，形成了折射率梯度。
[0175] 表8 :模型實(shí)施例F1的光學(xué)膜屬性
[0176]
[0177] 模型實(shí)施例F1的計(jì)算的反射率譜圖如圖17所示。如圖17所示，反射率譜圖中的 振幅是小的（即，在光波長狀態(tài)小于約〇. 5該百分點(diǎn)），導(dǎo)致在F2光源下，對于距離垂直入 射60度的入射觀察角范圍，10度觀察者的較低計(jì)算的可見色移。
[0178] 模型實(shí)施例F2包括制品300,其包括化學(xué)強(qiáng)化的堿性鋁硼硅酸鹽玻璃基材310和 布置在基材上的光學(xué)膜320,如圖18所示。光學(xué)膜包括具有四層子層331A、331B、331C、331D 的光學(xué)改性層330、布置在光學(xué)改性層上的耐劃痕層340以及布置在耐劃痕層上的包覆層 350。在表9中提供了依次布置在光學(xué)膜中的每一層的光學(xué)膜材料和厚度。光學(xué)改性層的 四層子層由于它們的相對厚度和組成，形成了折射率梯度。
[0179] 表9 :模型實(shí)施例F2的光學(xué)膜屬性

[0182] 模型實(shí)施例F2的計(jì)算的反射率譜圖如圖19所示。如圖19所示，反射率譜圖中的 振幅是小的（即，在光波長狀態(tài)小于約〇. 5該百分點(diǎn)），導(dǎo)致在F2光源下，對于距離垂直入 射60度的入射觀察角范圍，10度觀察者的較低計(jì)算的可見色移。
[0183] 模型實(shí)施例F3包括制品400,其包括化學(xué)強(qiáng)化的堿性鋁硼硅酸鹽玻璃基材410和 布置在基材上的光學(xué)膜420,如圖20所示。光學(xué)膜包括具有六層子層431A、431B、431C、 431D、431E、431F的光學(xué)改性層430、布置在光學(xué)改性層上的耐劃痕層440以及布置在耐劃 痕層上的包覆層450。在表10中提供了依次布置在光學(xué)膜中的每一層的光學(xué)膜材料和厚 度。光學(xué)改性層的六層子層由于它們的相對厚度和組成，形成了折射率梯度。
[0184] 表10 :模型實(shí)施例F3的光學(xué)膜屬性

[0187] 模型實(shí)施例F3的計(jì)算的反射率譜圖如圖21所示。如圖21所示，反射率譜圖中的 振幅是小的（即，在光波長狀態(tài)小于約〇. 5該百分點(diǎn)），導(dǎo)致在F2光源下，對于距離垂直入 射60度的入射觀察角范圍，10度觀察者的較低計(jì)算的可見色移。
[0188] 對本領(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)明的范圍或精神的情 況下對本發(fā)明進(jìn)行各種修改和變動(dòng)。模型實(shí)施例F1-F3展現(xiàn)出折射率vs厚度的較快變化， 以及更為不連續(xù)的折射率的步階變化曲線，比本文所述的前述其他實(shí)施例具有較少的步驟 和較薄的整體光學(xué)改性層。例如，模型實(shí)施例F1-F3可包含在某些情況下下通過子層產(chǎn)生 的步階梯度。在此類實(shí)施方式中，步階梯度可具有過渡區(qū)厚度，其中，在小于約5nm或者甚 至小于約lnm的步驟（或子層）之間，折射率從一個(gè)值變化到另一個(gè)值，具有小于10個(gè)步驟 (或子層）、小于7個(gè)步驟（或子層）或者小于5個(gè)步驟（或子層），其中，步驟之間的折射 率變化至少為0. 01以及在一些情況下至少為0. 05。模型實(shí)施例F1-F3所示的步階折射率 梯度中的每個(gè)步驟（或子層）可具有小于約l〇〇nm的物理厚度，或者10-200nm或40-200nm 或40-160nm的光學(xué)厚度n*d。包含步階折射率梯度的全部子層的光學(xué)模型層的整體物理厚 度可以小于約800nm、小于約400nm或者小于約300nm，在該物理厚度上，在550nm測得的折 射率變化至少為〇. 1、至少為〇. 2或者至少為0. 3。
[0189] 實(shí)施例G
[0190] 進(jìn)行實(shí)施例G1-G3來評價(jià)不同厚度的耐劃痕層對于制品的硬度和光學(xué)性質(zhì)的影 響。采用實(shí)施例B所用的相同基材，以及先前實(shí)施例中的類似AJA噴濺沉積工藝來分別 制造實(shí)施例G1-G5,工藝參數(shù)如下進(jìn)一步所述。實(shí)施例G1包括布置在ABS基材上的含有 SiuAlv0xNy的光學(xué)膜。SiuAlv0xNy光學(xué)膜包括鋁含量梯度和氧含量梯度，其在SiuAlv0xNy膜中 提供約為1. 51-2. 0的折射率梯度。SiuAlvOxN y膜的總厚度約為2. 26μm，通過輪廓測定法測 得。實(shí)施例G1的光學(xué)膜不包括任意其他層（包括在大于或等于約lOOnm的厚度上具有均 勻折射率或組成的任意層），并且測試了硬度和楊氏模量，如表11所示。采用本文所述的 噴濺工藝形成實(shí)施例G1的光學(xué)膜。用于形成實(shí)施例G1的工藝條件如表12所示，其包括氬 氣、氧氣和氮?dú)獾牧髁恳约肮┙o到A1和/或Si靶的功率（RF或DC)。
[0191] 實(shí)施例G2包括布置在ABS基材上的含有SiuAlvOxN y*學(xué)改性層的光學(xué)膜。 SiuAlvOxN y光學(xué)改性層包括鋁含量梯度和氧含量梯度，其在SiuAlvOxNy膜中提供約為 1. 51-2. 0的折射率梯度。SiuAlvOxN y膜的總厚度約為2. 1μπι。實(shí)施例G2的光學(xué)膜包括布 置在光學(xué)改性層上的耐劃痕層。耐劃痕層包括SiuAlvOxN y，并且厚度約為900nm，至少沿著耐 劃痕層的約lOOnm的厚度的折射率約為2。實(shí)施例G2的光學(xué)膜還包括SiOxNy的包覆層，其 厚度約為l〇nm，折射率約為1. 51。（包括基材和光學(xué)膜的）G2的制品展現(xiàn)出硬度和楊氏模 量，如表11所示。采用表12中本文所述的噴濺工藝形成實(shí)施例G1的光學(xué)膜。形成實(shí)施例 G2的光學(xué)膜的工藝條件如表13所示。
[0192] 表11:實(shí)施例G1和G2的硬度和楊氏模量
[0193]
[0194] 表12 :實(shí)施例G1的光學(xué)膜的噴濺工藝條件
[0195]














[0215]
[0216] 采用F2光源，以5度、20度、40度和60度的入射照射角，測量實(shí)施例G1-G2的透 射率，繪制在圖22中。繪制實(shí)施例G1-G2在各個(gè)入射觀察角的反射的a*和b*值，并在圖 23中與用于形成實(shí)施例G1-G2的基材的各個(gè)入射觀察角的反射的a*和b*值進(jìn)行比較。實(shí) 施例G1和G2的a*和b*值接近基材的a*和b*值，表明低色移，例如色移為±0. 5。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種制品，所述制品包括： 具有表面的基材；以及 布置在所述表面上的光學(xué)膜，其形成涂覆表面， 其中，在光源下，以偏離垂直入射約為0-60度的入射照射角觀察時(shí)，所述制品展現(xiàn)出 小于2的色移。2. 如權(quán)利要求1所述的制品，所述制品在光波長狀態(tài)還展現(xiàn)出至少80%的平均透射 率。3. 如權(quán)利要求1或2所述的制品，其特征在于，所述制品在光波長狀態(tài)展現(xiàn)出具有小于 或等于約10個(gè)百分點(diǎn)的平均振幅幅度的平均透射率或者平均反射率。4. 如權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，在所述光波長狀態(tài)約為100nm的選定波長上 的透射率的最大振幅幅度約為5個(gè)百分點(diǎn)。5. 如權(quán)利要求3所述的制品，其特征在于，在所述光波長狀態(tài)約為lOOnm的選定波長上 的透射率的最大振幅幅度約為3個(gè)百分點(diǎn)。6. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括多層。7. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其特征在于，光學(xué)膜的厚度約為0. 5-3μπι。8. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜具有布置在所述基材 上的第一表面以及第二表面，所述第一表面具有第一折射率，所述第二表面的折射率大于 所述第一折射率。9. 如權(quán)利要求8所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括折射率梯度，所述折射率梯 度包括沿著所述厚度從所述第一表面到所述第二表面發(fā)生增加的折射率。10. 如權(quán)利要求9所述的制品，其特征在于，所述折射率以約為0. 2-0. 5/μm的平均速 率發(fā)生增加。11. 如權(quán)利要求8-10中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括光學(xué)改性層， 并且所述光學(xué)改性層包括所述第一表面以及與所述第一表面相對的所述第二表面。12. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜的平均硬度約為 5-30GPa，其是在所述涂覆表面上，通過用波克威馳壓痕儀對所述涂覆表面進(jìn)行壓痕，形成 距離所述涂覆表面的表面至少約l〇〇nm壓痕深度的壓痕所測得的。13. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜在光波長狀態(tài)的平均 透射率大于或等于80%。14. 如前述任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜還包括耐劃痕層。15. 一種制品，所述制品包括： 包括基材表面的基材；以及 布置在所述表面上的光學(xué)膜，其形成涂覆表面， 其中，所述光學(xué)膜包括與所述基材表面相鄰的第一表面、第二表面以及從所述第一表 面延伸到所述第二表面的折射率梯度， 其中，在所述第二表面處的折射率大于在所述第一表面處的折射率，以及 其中，所述制品展現(xiàn)出約為8-50GPa的平均硬度，其是在所述涂覆表面上，通過用波克 威馳壓痕儀對所述涂覆表面進(jìn)行壓痕，形成距離所述涂覆表面的表面至少約l〇〇nm壓痕深 度的壓痕所測得的。16. 如權(quán)利要求15所述的制品，其特征在于，所述折射率梯度包括正斜率梯度。17. 如權(quán)利要求15或16所述的制品，其特征在于，所述折射率梯度約為1. 5-2. 0。18. 如權(quán)利要求15-17中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括光學(xué)改性 層，所述光學(xué)改性層具有第一表面以及與所述第一表面相對的第二表面，所述折射率梯度 從所述第一表面延伸到所述第二表面。19. 如權(quán)利要求15-18中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述折射率梯度包括在所述 第一表面處的第一折射率，所述第一折射率約為1. 4-1. 65,以及在所述第二表面處的第二 折射率，所述第二折射率約為1. 7-2. 2。20. 如權(quán)利要求15-19中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括組成梯度。21. 如權(quán)利要求20所述的制品，其特征在于，所述組成梯度包括Si、Al、N和0中的至 少兩種。22. 如權(quán)利要求15-21中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括選自下組中 的至少一種的梯度：孔隙度梯度、密度梯度以及彈性模量梯度。23. 如權(quán)利要求15-22中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括耐劃痕層， 并且所述梯度抑制了橋連在所述基材和所述耐劃痕層之間的裂紋生長。24. 如權(quán)利要求15-23中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括以下至少一 種：A1203、Nb205、Ti02、Ta205、Hf02、Y203、A10xNy、SiOxNy、SiNx和SiAlxOyNz。25. 如權(quán)利要求22所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括形成所述孔隙度梯度的 多個(gè)納米孔。26. 如權(quán)利要求15-25中任一項(xiàng)所述的制品，其特征在于，所述光學(xué)膜包括厚度大于或 等于約50nm的區(qū)域，所述區(qū)域具有約為10-60%的平均孔隙度。27. -種形成制品的方法，所述方法包括： 提供具有主表面的基材，所述基材包括無定形基材或晶體基材； 將具有厚度的光學(xué)膜布置在所述主表面上；以及 沿著至少一部分的所述光學(xué)膜的厚度產(chǎn)生折射率梯度， 其中，所述制品在光波長狀態(tài)展現(xiàn)出平均幅度小于約5%的平均透光率或平均反光率。28. 如權(quán)利要求27所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生折射率梯度包括沿著所述厚度改變 所述光學(xué)膜的組成。29. 如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，改變所述光學(xué)膜的組成包括沿著所述光 學(xué)膜的厚度增加以下一種或多種含量：氧含量、氮含量、硅含量和鋁含量。30. 如權(quán)利要求28或29所述的方法，其特征在于，產(chǎn)生折射率梯度包括沿著所述厚度 改變所述光學(xué)膜的孔隙度。31. 如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述孔隙度約為20-35 %。32. 如權(quán)利要求27-31中任一項(xiàng)所述的方法，所述方法還包括降低所述光學(xué)膜的光吸 收。33. 如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，降低所述光學(xué)膜的光吸收包括當(dāng)所述光 學(xué)膜布置在所述表面上的時(shí)候，將所述光學(xué)膜暴露于提升的溫度或光中的一種。34. 如權(quán)利要求33所述的方法，其特征在于，所述提升的溫度包括約75-300°C的溫度 范圍。
【專利摘要】本發(fā)明的實(shí)施方式屬于展現(xiàn)出耐劃痕性和改善的光學(xué)性質(zhì)的制品。在一些例子中，在光源下，以偏離垂直入射約為0-60度的入射照射角觀察時(shí)，制品(100)展現(xiàn)出小于或等于約2的色移。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，制品(100)包括基材(110)和布置在基材上的光學(xué)膜(120)。光學(xué)膜包括耐劃痕層(140)和折射率梯度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方式中，折射率包括如下折射率，其從基材和光學(xué)膜之間的界面處的第一表面(122)到第二表面(124)是增加的?？梢杂山M成梯度和/或孔隙度梯度形成折射率梯度。
【IPC分類】G02B1/115, G02B1/14
【公開號】CN105408774
【申請?zhí)枴緾N201480038909
【發(fā)明人】K·阿迪比, S·D·哈特, K·W·科齊三世, C·A·保爾森, P·A·薩琴科, J·J·普萊斯
【申請人】康寧股份有限公司
【公開日】2016年3月16日
【申請日】2014年4月30日
【公告號】EP2994783A1, US20140334006, WO2014182520A1