[发明专利]硬涂覆的玻璃陶瓷制品

说明书

制品包括具有主表面的玻璃陶瓷基材，布置在主表面上形成外观强化表面的光学涂层。光学涂层包括外观强化涂层，以及耐划痕层。制品展现出8GPa或更大的硬度，以及在约400nm至约800nm的光波长区域上，在外观强化表面测得的以下一种适光平均漫射反光率：(i)约0.3％或更小，(ii)约0.2％或更小，(iii)约0.1％或更小。此外，在国际照明委员会的(L*,a*,b*)比色体系中，在接近法向入射时，制品包括以下一种漫反射率dE*：(i)约3或更小，(ii)约2或更小，或者(iii)约1或更小，其中，dE*定义为dE*＝根号(L*²+a*²+b*²)。

相关申请的交叉参考

本申请根据35U.S.C.§119，要求2017年03月21日提交的美国临时申请系列第62/474393号的优先权，本文以该申请为基础并将其全文通过引用结合于此。

背景技术

本公开涉及光学硬涂层与不透明、半透明和有色玻璃陶瓷基材的有利组合。这些光学硬涂层向结合的制品赋予高硬度、高的耐划痕性以及合乎希望的光学外观属性(包括深、鲜艳(rich)或其他美观视觉属性)。

(包括前覆盖和/或后覆盖和/或其他外壳部分的)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)，电器制品或者受益于部分不透明性、半透明性或者有色、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特性和强烈的光学性能特性。

可以通过使用各种外观强化涂层来改善覆盖制品的光学性能；但是已知的外观强化涂层易受磨损或者磨耗。此类磨损会危及通过外观强化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产生磨损损坏，发生磨损损坏的布置的涂层材料还会发生氧化，这进一步劣化了涂层的耐用性。

已知的外观强化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。明显划痕还影响了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，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。

因此，需要新的覆盖制品及其制造方法，其是耐磨损、耐划痕的，并且具有改善的光学性能。

发明内容