(57)【要約】  被覆物品は、主面を有する基板、およびその基板の主面上に配置された光学コーティングを備える。その光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ以上の残留圧縮応力を含む。その被覆物品は、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．５％以上の破壊歪みを有する。その被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有する。
2020504842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被覆物品において、
主面を有する基板と、
前記基板の主面上に配置され、空気側の表面を形成する光学コーティングであって、堆積材料の１つ以上の層を含む光学コーティングと、
を備え、
前記光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ超の残留圧縮応力を有し、
前記光学コーティングは、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．４％以上の破壊歪みを有し、
前記光学コーティングは、約５０ｎｍ以上の圧痕深さに沿って、バーコビッチ圧子硬度試験により前記空気側の表面で測定して１２ＧＰａ以上の最大硬度を有し、
前記被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有する、被覆物品。
【請求項２】
（ｉ）前記光学コーティングが、約３５０ｎｍから約６００ｎｍ未満の厚さ、約０．６５％超の破壊歪み、および１４ＧＰａ以上の最大硬度を有する；および
（ｉｉ）前記光学コーティングが、約６００ｎｍ以上の厚さ、約０．４％超のコーティング破壊歪み、および１３ＧＰａ以上の最大硬度を有する；
の内の一方である、請求項１記載の被覆物品。
【請求項３】
前記残留圧縮応力を有する前記光学コーティングの一部が、複数のイオン交換可能な金属イオンおよび複数のイオン交換された金属イオンをさらに含み、該イオン交換された金属イオンは、該イオン交換可能な金属イオンの原子半径より大きい原子半径を有する、請求項１または２記載の被覆物品。
【請求項４】
前記残留圧縮応力が、機械的ブラスト技法によって前記光学コーティングに与えられる、請求項１または２記載の被覆物品。
【請求項５】
前記光学コーティングの前記少なくとも一部が熱膨張係数を有し、前記基板が熱膨張係数を有し、該基板が、該光学コーティングの該少なくとも一部が有するよりも大きい熱膨張係数を有し、該熱膨張係数は、約２０℃から約３００℃の温度範囲に亘り測定される、請求項１または２記載の被覆物品。
【請求項６】
前記光学コーティングの前記少なくとも一部の熱膨張係数に対する前記基板の熱膨張係数の比が、約１．２：１以上である、請求項５記載の被覆物品。
【請求項７】
消費家電製品において、
前面、背面および側面を有する筐体；
前記筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電気部品であって、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイであって、該筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられたディスプレイを含む電気部品；および
前記ディスプレイ上に配置されたカバーガラス；
を備え、
前記筐体の一部または前記カバーガラスの少なくとも一方が、請求項１から６いずれか１項記載の被覆物品から作られている、消費家電製品。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、その内容が依拠され、ここに全て引用される、２０１６年１２月３０日に出願された米国仮特許出願第６２／４４０６８２号の米国法典第３５編第１１９条の下での優先権の恩恵を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本開示は、耐久性および／または耐引掻性物品およびその製造方法に関し、より詳しくは、透明基板上の耐久性および／または耐引掻性光学コーティングに関する。
【背景技術】
【０００３】
電気製品内の装置を保護するために、入力のためのユーザ・インターフェースおよび／またはディスプレイを提供するために、および／または多くの他の機能を提供するために、カバー物品がしばしば使用される。そのような製品としては、スマートフォン、ウェアラブル物品（例えば、腕時計）、ｍｐ３プレーヤー、およびタブレット型コンピュータなどの携帯型機器が挙げられる。カバー物品は、建築物品、輸送物品（例えば、自動車用途、列車、航空機、船舶などに使用される物品）、電気器具物品、またはある程度の透明性、耐引掻性、耐摩耗性、またはその組合せから恩恵を受ける任意の物品も含む。これらの用途は、しばしば、耐引掻性、並びに最大の光透過率および最小の反射率に関する強力な光学性能特徴を要求する。さらに、いくつかのカバー用途は、視角が変えられたときに感知できるほどは変わらない、反射および／または透過における、示されるまたは知覚される色の恩恵を受ける。ディスプレイ用途において、これは、反射色または透過色が視角により、認識できる程度に変化する場合、その製品の使用者は、ディスプレイの色または輝度の変化を知覚し、これにより、ディスプレイの知覚品質が低下し得るからである。他の用途において、色の変化は、その装置の美的外観または他の機能にマイナスの影響を及ぼすことがある。
【０００４】
カバー物品の光学性能は、様々な反射防止コーティングを使用することにより改善することができる；しかしながら、公知の反射防止コーティングは、損耗や摩耗を受けやすい。そのような摩耗により、反射防止コーティングにより達成されるどのような光学性能の改善も損なわれ得る。摩耗損傷は、対向物体（例えば、指）の往復滑り接触を含み得る。それに加え、摩耗損傷は熱を生じ得、その熱は、膜材料中の化学結合を分解し、剥離およびカバーガラスに対する別のタイプの損傷を生じ得る。摩耗損傷は、大抵、引っ掻き傷を生じる単事象よりも長期間に亘り経験されるので、摩耗損傷を経験する被覆材料は、酸化もすることがあり、これによって、コーティングの耐久性がさらに低下し得る。
【０００５】
公知の反射防止コーティングは、引っ掻き損傷も受けやすく、大抵、そのようなコーティングが上に配置される下層の基板よりも、引っ掻き損傷を一層受けやすい。ある場合には、そのような引っ掻き損傷のかなりの部分は微小延性引っ掻き傷を含み、これは典型的に、約１００ｎｍから約５００ｎｍの範囲の深さを持つ、長い長さを有する材料の単一溝を含む。微小延性引っ掻き傷は、表面下亀裂、摩擦亀裂、剥離および／または摩損などの他のタイプの目に見える損傷を伴うことがある。証拠により、そのような引っ掻き傷および他の目に見える損傷の大半は、１つの接触事象で起こる急な接触により生じることが示唆されている。カバー基板上に著しい引っ掻き傷が一旦現れたら、その引っ掻き傷により光散乱が増加し、これにより、ディスプレイ上の画像の輝度、明瞭さおよびコントラストが著しく低下することがあるので、その物品の外観は劣化する。著しい引っ掻き傷は、タッチセンサー式ディスプレイを含む物品の精度および信頼性にも影響し得る。単事象の引っ掻き損傷は、摩耗損傷と対比され得る。単事象の引っ掻き損傷は、硬い対向物体（例えば、砂、砂利および紙やすり）からの往復滑り接触などの多数の接触事象により生じず、また、膜材料中の化学結合を分解し、剥離および他のタイプの損傷を生じ得る熱を典型的に生じない。その上、単事象の引っ掻きは、典型的に、酸化を生じず、または摩耗損傷を生じる同じ条件を含まず、したがって、摩耗損傷を防ぐためにしばしば利用される解決策は、引っ掻き傷を防ぐこともできないであろう。さらに、公知の引っ掻き損傷および摩耗損傷の解決策は、しばしば、光学的性質を損なう。
【発明の概要】
【０００６】
いくつかの実施の形態によれば、被覆物品は、主面を有する基板、およびその基板の主面上に配置され、空気側の表面を形成する光学コーティングを備えることがある。その光学コーティングは、堆積材料の１つ以上の層を含むことがある。その光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ以上の残留圧縮応力を含むことがある。その被覆物品は、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．５％以上の破壊歪みを有することがある。その被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有することがある。
【０００７】
いくつかの実施の形態によれば、被覆物品を製造する方法は、透明基板の主面上に光学コーティングを堆積させる工程を有してなることがある。その光学コーティングは、空気側の表面を形成し、堆積材料の１つ以上の層を備えることがある。その光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ以上の残留圧縮応力を含むことがある。その被覆物品は、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．５％以上の破壊歪みを有することがある。その被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有することがある。
【０００８】
実施の形態１．
被覆物品において、
主面を有する基板と、
その基板の主面上に配置され、空気側の表面を形成する光学コーティングであって、堆積材料の１つ以上の層を含む光学コーティングと、
を備え、
その光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ超の残留圧縮応力を有し、
その光学コーティングは、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．４％以上の破壊歪みを有し、
その光学コーティングは、約５０ｎｍ以上の圧痕深さに沿って、バーコビッチ圧子硬度試験により空気側の表面で測定して１２ＧＰａ以上の最大硬度を有し、
その被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有する、被覆物品。
【０００９】
実施の形態２．
（ｉ）その光学コーティングが、約３５０ｎｍから約６００ｎｍ未満の厚さ、約０．６５％超の破壊歪み、および１４ＧＰａ以上の最大硬度を有する；および
（ｉｉ）その光学コーティングが、約６００ｎｍ以上の厚さ、約０．４％超のコーティング破壊歪み、および１３ＧＰａ以上の最大硬度を有する；
の内の一方である、実施の形態１の被覆物品。
【００１０】
実施の形態３．
その残留圧縮応力を有する光学コーティングの一部が、複数のイオン交換可能な金属イオンおよび複数のイオン交換された金属イオンをさらに含み、そのイオン交換された金属イオンは、イオン交換可能な金属イオンの原子半径より大きい原子半径を有する、実施の形態１または実施の形態２の被覆物品。
【００１１】
実施の形態４．
その残留圧縮応力が、機械的ブラスト技法によって光学コーティングに与えられる、実施の形態１または実施の形態２の被覆物品。
【００１２】
実施の形態５．
その光学コーティングの少なくとも一部が熱膨張係数を有し、その基板が熱膨張係数を有し、その基板が、光学コーティングの少なくとも一部が有するよりも大きい熱膨張係数を有し、その熱膨張係数は、約２０℃から約３００℃の温度範囲に亘り測定される、実施の形態１または実施の形態２の被覆物品。
【００１３】
実施の形態６．
その光学コーティングの少なくとも一部の熱膨張係数に対する基板の熱膨張係数の比が、約１．２：１以上である、実施の形態５の被覆物品。
【００１４】
実施の形態７．
その被覆物品が、約５０ｎｍ以上の圧痕深さに沿って、バーコビッチ圧子硬度試験により空気側の表面で測定して約１４ＧＰａ以上の最大硬度を示す、実施の形態１から６いずれか１つの被覆物品。
【００１５】
実施の形態８．
その基板が非晶質基板または結晶質基板を含む、実施の形態１から７いずれか１つの被覆物品。
【００１６】
実施の形態９．
被覆物品を製造する方法において、
空気側の表面を形成し、堆積材料の１つ以上の層を備える光学コーティングを基板の主面上に堆積させる工程、
を有してなり、
その光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ超の残留圧縮応力を有し、
その光学コーティングは、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．４％以上の破壊歪みを有し、
その光学コーティングは、約５０ｎｍ以上の圧痕深さに沿って、バーコビッチ圧子硬度試験により空気側の表面で測定して１２ＧＰａ以上の最大硬度を有し、
その被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有する、方法。
【００１７】
実施の形態１０．
（ｉ）その光学コーティングが、約３５０ｎｍから約６００ｎｍ未満の厚さ、約０．６５％超の破壊歪み、および１４ＧＰａ以上の最大硬度を有する；および
（ｉｉ）その光学コーティングが、約６００ｎｍ以上の厚さ、約０．４％超のコーティング破壊歪み、および１３ＧＰａ以上の最大硬度を有する；
の内の一方である、実施の形態９の方法。
【００１８】
実施の形態１１．
堆積された光学コーティングをイオン交換処理することによって、その光学コーティング上に残留圧縮応力を与える工程をさらに含む、実施の形態９または実施の形態１０の方法。
【００１９】
実施の形態１２．
そのイオン交換処理が、その光学コーティングをイオン性塩浴と接触させる工程を含む、実施の形態１１の方法。
【００２０】
実施の形態１３．
そのイオン交換処理が、電界イオン交換を含む、実施の形態１１または実施の形態１２の方法。
【００２１】
実施の形態１４．
機械的ブラスト技法により光学コーティング上に残留圧縮応力を与える工程をさらに含む、実施の形態９または実施の形態１０の方法。
【００２２】
実施の形態１５．
その光学コーティングの堆積前に、物理的応力下で基板を変形させる工程、および
光学コーティングの堆積後に、変形した基板にそれ自体を再形成させる工程、
をさらに含み、
その光学コーティングは、変形した上に堆積されている、実施の形態９または実施の形態１０の方法。
【００２３】
実施の形態１６．
その基板上に光学コーティングの一部を堆積させ、その基板を加熱し、その基板を、その上に堆積されたコーティングと共に冷ます工程をさらに含む、実施の形態９または実施の形態１０の方法。
【００２４】
実施の形態１７．
その被覆物品が、約５０ｎｍ以上の圧痕深さに沿って、バーコビッチ圧子硬度試験により空気側の表面で測定して約１４ＧＰａ以上の最大硬度を示す、実施の形態９から１６のいずれか１つの方法。
【００２５】
実施の形態１８．
消費家電製品において、前面、背面および側面を有する筐体；その筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電気部品であって、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイであって、その筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられたディスプレイを含む電気部品；およびそのディスプレイ上に配置されたカバーガラスを有し、その筐体の一部またはカバーガラスの少なくとも一方が、実施の形態１から８いずれか１つの被覆物品から作られている、消費家電製品。
【００２６】
追加の特徴および利点は、以下の詳細な説明に述べられており、一部は、その説明から当業者に容易に明白となるか、または以下の詳細な説明、特許請求の範囲、並びに添付図面を含む、ここに記載されたような実施の形態を実施することによって認識されるであろう。本明細書および図面に開示された様々な特徴は、任意の組合せと全ての組合せで使用できることが理解されよう。
【００２７】
先の一般的な説明および以下の詳細な説明の両方とも、例示に過ぎず、請求項の性質および特徴を理解するための概要または骨子を提供することが意図されているのが理解されよう。添付図面は、さらなる理解を与えるために含まれ、本明細書に包含され、その一部を構成する。図面は、１つ以上の実施の形態を示しており、説明と共に、様々な実施の形態の原理および作動を説明する働きをする。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、被覆物品の概略断面側面図
【図２】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、被覆物品の概略断面側面図
【図３】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、被覆物品の概略断面側面図
【図４】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、光学コーティングの厚さの関数としての屈折率を示すグラフ
【図５】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、被覆物品の破壊歪みを測定するために利用されるリング・オン・リング機械的試験装置の断面側面図
【図６】ここに記載された１つ以上の実施の形態による、光学コーティング損傷を有する、リング・オン・リング引張試験手順後の被覆物品の画像
【図７Ａ】ここに開示された物品のいずれかを組み込んだ例示の電子機器の平面図
【図７Ｂ】図７Ａの例示の電子機器の斜視図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
ここで、その例が添付図面に示されている、様々な実施の形態を詳しく参照する。基板と、比較的高い硬度を有し、所望の光学的性質を有し、曲げ荷重に曝されたときに、比較的高い破壊歪み値を有する光学コーティングとを備えた被覆物品の実施の形態が、ここに記載されている。摩耗または引っ掻き損傷から基板の表面を保護するために、基板（例えば、透明基板、またはガラス基板；ここに用いられているように、「ガラス」という用語は、ガラスおよびガラスセラミックを含む、少なくとも部分的にガラスから作られた任意の材料を含むことを意味する）上に高硬度を有する光学コーティングが堆積されることがある。しかしながら、曲げ荷重（例えば、透明基板の曲げ）下では、いくつかの透明基板はそのような曲げ荷重に耐えるのに適しているであろうが、光学コーティングは、亀裂などの損傷を受けやすいであろう。例えば、被覆物品は、曲げ荷重下に置かれた（すなわち、何らかの方法で物理的に変形された）ときに、比較的脆いコーティングに亀裂を示すことがある一方で、その基板は大部分が無傷のままである。硬質光学コーティングに対する損傷は、約５００ｎｍ超の厚さ、または１マイクロメートル以上の厚さを有するものなど、比較的厚い光学コーティングに特によく見られるであろう。この損傷は、特により厚いコーティングにとって、容易に見え、基板が無傷のままである場合でさえ、その機器の外観および／または機能を台無しにし得る。ある場合には、そのコーティングの損傷は、基板の損傷と同時に生じ得、これは、両方の破損値が同じであることを意味する。いずれの場合でも、コーティングの破壊歪みの値が高いことが望ましい。したがって、曲げ荷重下で損傷していないだけでなく、良好な光学特性および高硬度を有する光学コーティングを利用することが望ましい。被覆基板、または基板上のコーティングに対する損傷は、破壊歪み値により特徴付けることができ、その破壊歪み値は、ここに詳しく述べられている。１つ以上の実施の形態において、被覆物品は、１２ＧＰａ以上（例えば、１３ＧＰａ以上、１４ＧＰａ以上、１５ＧＰａ以上、１６ＧＰａ以上、１７ＧＰａ以上、１８ＧＰａ以上、１９ＧＰａ以上、２０ＧＰａ以上、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲）など、比較的高い硬度および０．５％以上（例えば、０．６％以上、０．７％以上、０．８％以上、０．９％以上、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲）など、比較的高い破壊歪みを示しつつ、低い反射率などの良好な光学特性を有することがある。
【００３０】
１つ以上の実施の形態において、光学コーティング、または光学コーティングの少なくとも一部（例えば、光学コーティングの１つ以上の層）は、比較的高い残留応力を有することがある。ここに用いられているように、「残留圧縮応力」は、光学コーティングの製造後にそのコーティング内に残っている圧縮応力を称する。ここに用いられているように、その残留圧縮応力は、以下のように測定される。所望のコーティングを基板上に堆積させる。表面プロファイラを使用して、コーティングにより誘発された試料の曲率を測定する。次に、当該技術分野で公知のストーニーの式を使用して、試料の曲率（または反り）を応力値に変換する。理論で束縛するものではないが、コーティングの少なくとも一部に導入された残留圧縮応力は、そのコーティングまたは被覆物品の破壊歪みを増加させるであろうと考えられる。その残留圧縮応力は、ここに開示された様々な方法によって光学コーティングに導入することができる。例えば、理論で束縛するものではないが、残留圧縮応力は、特定の堆積パラメータ（例えば、圧力、速度、イオン支援）を使用することにより、イオン交換過程を使用することにより、イオン注入過程を使用することにより、機械的ブラスト過程を使用することにより、物理的応力下で変形した基板上に光学コーティングを堆積させ、次いで、変形した基板にそれ自体の再成形により応力を除去させることにより（それゆえ、光学コーティングに応力を導入することにより）、または被覆物品が室温に冷めるときに残留圧縮応力が増加するように、光学コーティングと基板との間の線形熱膨張係数（「ＣＴＥ」）の差を増加させることにより、光学コーティング、または光学コーティングの一部に導入できると考えられる。２０℃から３００℃の温度範囲に亘るＣＴＥは、ｐｐｍ／Ｋで表され、ＡＳＴＭ  Ｅ２２８−１１にしたがって、プッシュロッド膨張計を使用して決定した。これらの過程および構成は、被覆物品に関して、ここにより詳しく説明される。被覆物品のこの実施の形態は、ここに開示された特定の方法および構成により製造されたものに限定されず、むしろ、高レベルの圧縮応力を生じるためのここに開示された方法および構成は、比較的高い破壊歪み値を有するであろう、高い残留圧縮応力のコーティングを得るための適切な技法の例であることを理解すべきである。例えば、１つ以上の実施の形態において、その光学コーティングの１つ以上の層の少なくとも一部は、約５０ＭＰａ以上、約７５ＭＰａ以上、約１００ＭＰａ以上、約２００ＭＰａ以上、約５００ＭＰａ以上、またさらには約１０００ＭＰａ以上、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の残留圧縮応力を有することがある。
【００３１】
図１を参照すると、１つ以上の実施の形態による被覆物品１００は、基板１１０および基板１１０上に配置された光学コーティング１２０を備えることがある。基板１１０は、互いに反対の主面１１２、１１４および互いに反対の副面１１６、１１８を備える。光学コーティング１２０は、図１に、第１の主面１１２上に配置されていると示されている；しかしながら、光学コーティング１２０は、第１の主面１１２上に配置されることに加え、またはその代わりに、第２の主面１１４および／または互いに反対の副面１１６、１１８の一方または両方に配置されてもよい。光学コーティング１２０は、空気側の表面１２２を形成する。
【００３２】
光学コーティング１２０は、少なくとも１種類の材料の少なくとも１つの層を含む。「層」という用語は、単層を含んでも、１つ以上の副層を含んでもよい。そのような副層は、互いに直接接触していてよい。その副層は、同じ材料または２種類以上の異なる材料から形成されてもよい。１つ以上の代わりの実施の形態において、そのような副層は、それらの間に配置された異なる材料の介在層を有することがある。１つ以上の実施の形態において、層は、１つ以上の接触した連続層および／または１つ以上の不連続の断続層（すなわち、互いに隣接して形成された異なる材料を有する層）を含むことがある。層または副層は、個別堆積過程または連続堆積過程を含む、当該技術分野で公知のどの方法により形成されてもよい。１つ以上の実施の形態において、その層は、連続堆積過程のみ、または、あるいは、個別堆積過程のみを使用して形成されてもよい。
【００３３】
ここに用いられているように、「配置する」という用語は、当該技術分野で公知の任意の方法またはまだ開発されていない方法を使用して、表面上に材料を被覆する過程、堆積する過程、および／または形成する過程を含む。配置された材料は、ここに定義されるような、層を構成することができる。ここに用いられているように、「上に配置された」という句は、材料が表面と直接接触しているように表面上に材料を形成する過程を含む、またあるいは、材料が表面上に、その材料と表面との間に１種類以上の介在材料が配置されて形成される実施の形態を含む。その介在材料は、ここに定義されるような、層を構成することができる。
【００３４】
光学コーティング１２０は、約１００ｎｍから約１０マイクロメートルの厚さを有することがある。例えば、その光学コーティングは、約２００ｎｍ以上、３００ｎｍ以上、４００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、６００ｎｍ以上、７００ｎｍ以上、８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以上、１マイクロメートル以上、２マイクロメートル以上、３マイクロメートル以上、４マイクロメートル以上、５マイクロメートル以上、６マイクロメートル以上、７マイクロメートル以上、またさらには８マイクロメートル以上、および約１０マイクロメートル以下、並びに先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の厚さを有することがある。
【００３５】
１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０は、耐引掻性層１５０を含む、またはそれからなることがある。図１は、耐引掻性層からなる光学コーティングを示している。しかしながら、他の実施の形態において、ここに記載されるように、追加の層が光学コーティング内に設けられてもよい。いくつかの実施の形態によれば、耐引掻性層１５０は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘ：Ｈｙ、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｏＯ３、ダイヤモンド状炭素、またはその組合せから選択される１種類以上の材料から作ることができる。耐引掻性層１５０に使用される例示の材料としては、無機炭化物、窒化物、酸化物、ダイヤモンド状材料、またはその組合せが挙げられる。耐引掻性層１５０に適した材料の例としては、金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物、金属炭化物、金属酸炭化物、および／またはその組合せが挙げられる。例示の金属としては、Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｙ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｈｆ、ＴａおよびＷが挙げられる。耐引掻性層１５０に利用できる材料の特別な例としては、Ａｌ２Ｏ３、ＡｌＮ、ＡｌＯｘＮｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ダイヤモンド、ダイヤモンド状炭素、ＳｉｘＣｙ、ＳｉｘＯｙＣｚ、ＺｒＯ２、ＴｉＯｘＮｙ、およびその組合せが挙げられる。耐引掻性層１５０は、硬度、靭性、または耐摩耗性／摩耗抵抗を改善するために、ナノ複合材料、または微細構造が制御された材料も含むことがある。例えば、耐引掻性層１５０は、約５ｎｍから約３０ｎｍのサイズ範囲のナノ微結晶を含むことがある。実施の形態において、耐引掻性層１５０は、転移強化ジルコニア、部分安定化ジルコニア、またはジルコニア強化アルミナを含むことがある。いくつかの実施の形態において、耐引掻性層１５０は、約１ＭＰａ√ｍ超の破壊靭性を示すと同時に、約８ＧＰａ超の硬度値を示す。
【００３６】
１つ以上の実施の形態において、耐引掻性層１５０は、組成勾配を含むことがある。例えば、耐引掻性層１５０は、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙの組成勾配を含むことがあり、ここで、Ｓｉ、Ａｌ、ＯおよびＮのいずれか１つ以上の濃度は、屈折率を増減するように変えられている。その屈折率勾配は、気孔率を使用して形成してもよい。そのような勾配は、ここに全て引用される、２０１４年４月２８日に出願された、「Scratch-Resistant Articles with a Gradient Layer」と題する米国特許出願第１４／２６２２２４号明細書により詳しく記載されている。
【００３７】
図２に示されるような、１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０は、複数の層（１３０Ａ、１３０Ｂ）を含むことがある反射防止コーティング１３０を含むことがある。１つ以上の実施の形態において、反射防止コーティング１３０は、低ＲＩ層１３０Ａおよび高ＲＩ層１３０Ｂなどの２つの層からなる周期１３２を含むことがある。図２に示されるように、反射防止コーティング１３０は、複数の周期１３２を含むことがある。他の実施の形態において、一周期が、低ＲＩ層、中ＲＩ層、および高ＲＩ層などの３層を含むことがある。本開示の全体に亘り、図２は、複数の周期１３２を有する光学コーティング１２０のいくつかの実施の形態の一例であり、ここに記載された光学コーティング１２０の性質（例えば、色、硬度など）および材料は、図１または図２の実施の形態に限定されるべきではないことを理解すべきである。
【００３８】
ここに用いられているように、「低ＲＩ」、「高ＲＩ」および「中ＲＩ」という用語は、互いに対する屈折率（「ＲＩ」）の相対値を称する（すなわち、低ＲＩ＜中ＲＩ＜高ＲＩ）。１つ以上の実施の形態において、「低ＲＩ」という用語は、低ＲＩ層と共に使用された場合、約１．３から約１．７または１．７５の範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲を含む。１つ以上の実施の形態において、「高ＲＩ」という用語は、高ＲＩ層と共に使用された場合、約１．７から約２．５（例えば、約１．８５以上）の範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲を含む。１つ以上の実施の形態において、「中ＲＩ」という用語は、周期の第３層と共に使用された場合、約１．５５から約１．８の範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲を含む。いくつかの実施の形態において、低ＲＩ、高ＲＩ、および／または中ＲＩの範囲は重複することがある；しかしながら、ほとんどの場合、反射防止コーティング１３０の層は、低ＲＩ＜中ＲＩ＜高ＲＩ（ここで、「中ＲＩ」は、３層周期の場合に適用できる）のＲＩに関する一般的関係を有する。１つ以上の実施の形態において、低ＲＩ層および高ＲＩ層の屈折率の差は、約０．０１以上、約０．０５以上、約０．１以上、またさらには約０．２以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲であることがある。
【００３９】
例えば、図２において、周期１３２は、低ＲＩ層１３０Ａおよび高ＲＩ層１３０Ｂを含むことがある。光学コーティング１２０に複数の周期が含まれる場合、低ＲＩ層１３０Ａ（「Ｌ」と示される）および高ＲＩ層１３０Ｂ（「Ｈ」と示される）は、低ＲＩ層および高ＲＩ層が光学コーティング１２０の物理的厚さに沿って交互になるように、以下の層の配列：Ｌ／Ｈ／Ｌ／Ｈ・・・またはＨ／Ｌ／Ｈ／Ｌ・・・で交互になる。図２に示された実施の形態において、反射防止コーティング１３０は、４つの周期１３２を含み、ここで、各周期１３２は、低ＲＩ層１３０Ａおよび高ＲＩ層１３０Ｂを含む。いくつかの実施の形態において、反射防止コーティング１３０は、２５までの周期を含んでよい。例えば、反射防止コーティング１３０は、約２から約２０の周期、約２から約１５の周期、約２から約１０の周期、約２から約１２の周期、約３から約８の周期、または約３から約６の周期、例えば、３周期、４周期、５周期、６周期、７周期、８周期、９周期、１０周期、１１周期、１２周期、１３周期、1４周期、１５周期、１６周期、１７周期、１８周期、１９周期、２０周期、２１周期、２２周期、２３周期、２４周期、２５周期、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲を含むことがある。
【００４０】
反射防止コーティング１３０に使用するのに適した例示の材料としては、制限なく、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、高分子、フルオロポリマー、プラズマ重合高分子、シロキサン高分子、シルセスキオキサン、ポリイミド、フッ素化ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリエーテルスルホン、ポリフェニルスルホン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アクリル高分子、ウレタン高分子、ポリメチルメタクリレート、耐引掻性層に使用するのに適したものとして下記に挙げられる他の材料、および当該技術分野に公知の他の材料が挙げられる。低ＲＩ層１３０Ａに使用するのに適した材料のいくつかの例として、制限なく、ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＧｅＯ２、ＳｉＯ、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、ＭｇＯ、ＭｇＡｌ２Ｏ４、ＭｇＦ２、ＢａＦ２、ＣａＦ２、ＤｙＦ３、ＹｂＦ３、ＹＦ３、およびＣｅＦ３が挙げられる。低ＲＩ層１３０Ａに使用するための材料の窒素含有量は最小にされることがある（例えば、Ａｌ２Ｏ３およびＭｇＡｌ２Ｏ４などの材料において）。高ＲＩ層１３０Ｂに使用するのに適した材料のいくつかの例としては、制限なく、ＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＡｌＮ、Ｓｉ３Ｎ４、ＡｌＯｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、ＳｉＮｘ、ＳｉＮｘ：Ｈｙ、ＨｆＯ２、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＭｏＯ３、およびダイヤモンド状炭素が挙げられる。１つ以上の実施の形態において、高ＲＩ層１３０Ｂは、高硬度（例えば、８ＧＰａ超の硬度）を有することがあり、先に列挙された高ＲＩ材料は、高硬度および／または耐引掻性を有することがある。高ＲＩ層１３０Ｂの材料の酸素含有量は、特に、ＳｉＮｘまたはＡｌＮｘ材料において、最小にされることがある。ＡｌＯｘＮｙ材料は、酸素ドープＡｌＮｘであると考えられる（すなわち、それらは、ＡｌＮｘ結晶構造（例えば、ウルツ鉱）を有することができ、ＡｌＯＮ結晶構造を有する必要はないことがある）。例示のＡｌＯｘＮｙ高ＲＩ材料は、３０原子％から約５０原子％、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の窒素を含みつつ、約０原子％から約２０原子％の酸素、または約５原子％から約１５原子％の酸素、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の酸素を含むことがある。例示のＳｉｕＡｌｖＯｘＮｙ高ＲＩ材料は、約１０原子％から約３０原子％または約１５原子％から約２５原子％のケイ素、約２０原子％から約４０原子％または約２５原子％から約３５原子％のアルミニウム、約０原子％から約２０原子％または約１原子％から約２０原子％の酸素、および約３０原子％から約５０原子％の窒素を含むことがある。先の材料は、約３０質量％まで水素化されてもよい。中位の屈折率を有する材料が望ましい場合、いくつかの実施の形態は、ＡｌＮおよび／またはＳｉＯｘＮｙを利用することができる。耐引掻性層１５０は、高ＲＩ層に使用するのに適していると開示された材料のいずれから作られてもよいことを理解すべきである。
【００４１】
図２に示されるように、１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０は、高ＲＩ層として組み込まれた耐引掻性層１５０を含むことがあり、１つ以上の低ＲＩ層１３０Ａおよび高ＲＩ層１３０Ｂが、耐引掻性層１５０の上に位置することがある。その耐引掻性層は、代わりに、光学コーティング１２０全体または被覆物品１００全体において最も厚い高ＲＩ層として定義されることがある。理論で束縛するものではないが、耐引掻性層１５０の上に比較的薄い量の材料が配置されている場合、被覆物品１００は、圧痕深さで増加した高度を示すであろうと考えられる。さらに、耐引掻性層１５０の上に低ＲＩ層と高ＲＩ層を含ませると、被覆物品１００の光学的性質が向上することがある。いくつかの実施の形態において、比較的少ない層（例えば、１、２、３、４、または５層）が耐引掻性層１５０の上に位置することがあり、これらの層の各々が比較的薄い（例えば、１００ｎｍ未満、７５ｎｍ未満、５０ｎｍ未満、またさらには２５ｎｍ未満、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲）ことがある。
【００４２】
耐引掻性層１５０は、約３００ｎｍ以上、４００ｎｍ以上、５００ｎｍ以上、６００ｎｍ以上、７００ｎｍ以上、８００ｎｍ以上、９００ｎｍ以上、１マイクロメートル以上、２マイクロメートル以上、３マイクロメートル以上、４マイクロメートル以上、５マイクロメートル以上、６マイクロメートル以上、７マイクロメートル以上、またさらには８マイクロメートル以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲など、他の層と比べて比較的厚いことがある。例えば、耐引掻性層は、約３００ｎｍから約１０マイクロメートルの厚さを有することがある。
【００４３】
１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０は、図２に示されるように、反射防止光学コーティング１２０上に配置された１つ以上の追加の上面コーティング１４０を含むことがある。１つ以上の実施の形態において、追加の上面コーティング１４０は、洗浄し易いコーティングを含むことがある。適切な洗浄し易いコーティングの例が、ここに全て引用される、２０１２年１１月３０日に出願された、「PROCESS FOR MAKING OF GLASS ARTICLES WITH OPTICAL AND EASY-TO-CLEAN COATINGS」と題する米国特許出願第１３／６９０９０４号に記載されている。この洗浄し易いコーティングは、約１ｎｍから約５０ｎｍの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の厚さを有することがあり、フッ素化シランなどの公知の材料を含むことがある。この洗浄し易いコーティングは、代わりにまたは追加に低摩擦コーティングまたは表面処理を含むことがある。例示の低摩擦コーティング材料としては、ダイヤモンド状炭素、シラン（例えば、フルオロシラン）、ホスホネート、アルケン、およびアルキンが挙げられる。いくつかの実施の形態において、その洗浄し易いコーティングは、約１ｎｍから約４０ｎｍ、約１ｎｍから約３０ｎｍ、約１ｎｍから約２５ｎｍ、約１ｎｍから約２０ｎｍ、約１ｎｍから約１５ｎｍ、約１ｎｍから約１０ｎｍ、約５ｎｍから約５０ｎｍ、約１０ｎｍから約５０ｎｍ、約１５ｎｍから約５０ｎｍ、約７ｎｍから約２０ｎｍ、約７ｎｍから約１５ｎｍ、約７ｎｍから約１２ｎｍ、または約７ｎｍから約１０ｎｍの範囲、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲の厚さを有することがある。
【００４４】
上面コーティング１４０は、耐引掻性層、または耐引掻性層１５０に使用するのに適していると開示された材料のいずれかから作られた層を含むことがある。いくつかの実施の形態において、追加の上面コーティング１４０は、洗浄し易い材料と耐引掻性材料の組合せを含む。一例において、その組合せは、洗浄し易い材料とダイヤモンド状炭素を含む。そのような追加の上面コーティング１４０は、約１ｎｍから約５０ｎｍの範囲の厚さを有することがある。追加の上面コーティング１４０の成分は、別々の層で設けられることがある。例えば、そのダイヤモンド状炭素は第１の層として配置されることがあり、洗浄し易い材料は、ダイヤモンド状炭素の第１の層上の第２の層として配置することができる。第１の層および第２の層の厚さは、追加の上面コーティングについて先に与えられた範囲内にあることがある。例えば、ダイヤモンド状炭素の第１の層は、約１ｎｍから約２０ｎｍまたは約４ｎｍから約１５ｎｍ（またはより詳しくは約１０ｎｍ）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の厚さを有することがあり、洗浄し易い材料の第２の層は、約１ｎｍから約１０ｎｍ（またはより詳しくは約６ｎｍ）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の厚さを有することがある。そのダイヤモンド状コーティングは、四面体非晶質炭素（Ｔａ−Ｃ）、Ｔａ−Ｃ：Ｈ、および／または−Ｃ−Ｈを含むことがある。
【００４５】
１つ以上の実施の形態において、反射防止コーティング１３０の層（低ＲＩ層１３０Ａまたは高ＲＩ層１３０Ｂなどの）の少なくとも１つは、特定の光学的厚さ（または光学的厚さ範囲）を有することがある。ここに用いられているように、「光学的厚さ」という用語は、層の物理的厚さと屈折率の積を称する。１つ以上の実施の形態において、反射防止コーティング１３０の層の少なくとも１つは、約２ｎｍから約２００ｎｍ、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１５ｎｍから約１００ｎｍ、約１５から約５００ｎｍ、または約１５から約５０００ｎｍの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光学的厚さを有することがある。いくつかの実施の形態において、反射防止コーティング１３０の層の全ては、各々、約２ｎｍから約２００ｎｍ、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１５ｎｍから約１００ｎｍ、約１５から約５００ｎｍ、または約１５から約５０００ｎｍの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光学的厚さを有することがある。いくつかの実施の形態において、反射防止コーティング１３０の少なくとも１つの層は、約５０ｎｍ以上の光学的厚さを有する。いくつかの実施の形態において、低ＲＩ層１３０Ａの各々は、約２ｎｍから約２００ｎｍ、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１５ｎｍから約１００ｎｍ、約１５から約５００ｎｍ、または約１５から約５０００ｎｍの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光学的厚さを有する。いくつかの実施の形態において、高ＲＩ層１３０Ｂの各々は、約２ｎｍから約２００ｎｍ、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１５ｎｍから約１００ｎｍ、約１５から約５００ｎｍ、または約１５から約５０００ｎｍの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光学的厚さを有する。３層周期の実施の形態において、中ＲＩ層の各々は、約２ｎｍから約２００ｎｍ、約１０ｎｍから約１００ｎｍ、約１５ｎｍから約１００ｎｍ、約１５から約５００ｎｍ、または約１５から約５０００ｎｍの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光学的厚さを有する。
【００４６】
１つ以上の実施の形態において、前記光学コーティングは、図３に示されるように、１つ以上の勾配層を含むことがあり、その各々は、それぞれの厚さに沿って組成勾配を含むことがある。いくつかの実施の形態において、光学コーティング１２０は、底部勾配層１７０、耐引掻性層１５０（先に述べたような）、および上部勾配層１６０を含むことがある。図４は、図３の光学コーティング１２０の例示の屈折率プロファイルを示す。基板１１０、底部勾配層１７０、耐引掻性層１５０、および上部勾配層１６０が、図４の屈折率プロファイル上の対応する部分に印されている。底部勾配層１７０は、基板１１０と直接接触して位置することがある。耐引掻性層１５０は、底部勾配層１７０の上にあることがあり、上部勾配層１６０は、耐引掻性層１５０の上に直接接触していることがある。耐引掻性層１５０は、ＳｉＮｘなど、屈折率の高い比較的硬質の材料を１つ以上含むことがある。実施の形態において、耐引掻性層１５０の厚さは、他の実施の形態における耐引掻性層１５０を参照して記載されているように、約３００ｎｍから数マイクロメートルであることがある。底部勾配層１７０は、基板１１０と接触する部分における基板の屈折率（比較的低いことがある）から、耐引掻性層１５０と接触する部分における耐引掻性層１５０の屈折率（比較的高いことがある）まで変動する屈折率を有することがある。底部勾配層１７０は、５０ｎｍから１０００ｎｍ、１００ｎｍから１０００ｎｍ、または５００ｎｍから１０００ｎｍ、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲など、約１０ｎｍから数マイクロメートルの厚さを有することがある。上部勾配層１６０は、耐引掻性層１５０と接触する部分での耐引掻性層１５０の屈折率（高いことがある）から、空気側の表面１２２での空気界面での比較的低い屈折率まで変動する屈折率を有することがある。上部勾配層１６０の最も上の部分（空気側の表面１２２での）は、以下に限られないが、ケイ酸塩ガラス、シリカ、リンガラス、またはフッ化マグネシウムなどの、１．３８から１．５５の屈折率を有する材料から作られることがある。
【００４７】
１つ以上の実施の形態において、基板での底部勾配層１７０の屈折率は、基板１１０の屈折率の０．２以内（０．１５以内、０．１以内、０．０５以内、０．０２以内、または０．０１以内、および先の値の間の任意の範囲内と部分的範囲内など）にあることがある。耐引掻性層１５０での底部勾配層１７０の屈折率は、耐引掻性層１５０の屈折率の０．２以内（０．１５以内、０．１以内、０．０５以内、０．０２以内、または０．０１以内、および先の値の間の任意の範囲内と部分的範囲内など）にあることがある。耐引掻性層１５０での上部勾配層１６０の屈折率は、耐引掻性層１５０の屈折率の０．２以内（０．１５以内、０．１以内、０．０５以内、０．０２以内、または０．０１以内、および先の値の間の任意の範囲内と部分的範囲内など）にあることがある。空気側の表面１２２での上部勾配層１６０の屈折率は、約１．３８から約１．５５であることがある。実施の形態において、その耐引掻性層の屈折率は、約１．７５以上、例えば、１．８、またさらには１．９、もしくは先の値の間の任意の範囲と部分的範囲であることがある。
【００４８】
１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０の単層または多層は、例えば、化学的気相成長法（「ＣＶＤ」）（例えば、プラズマＣＶＤ（ＰＥＣＶＤ）、低圧ＣＶＤ、大気圧ＣＶＤ、およびプラズマ支援大気圧ＣＶＤ）、物理的気相成長法（「ＰＶＤ」）（例えば、反応性または非反応性スパッタリング、もしくはレーザアブレーション）、熱蒸発または電子ビーム蒸着および／または原子層堆積などの真空蒸着技術によって、基板１１０上に堆積されることがある。吹き付け塗り、浸漬、回転塗布、またはスロット・コーティング（例えば、ゾルゲル材料を使用した）などの液体に基づく方法も使用してよい。一般に、蒸着技術は、薄膜を生成するために使用できる様々な真空蒸着方法を含むであろう。例えば、物理的気相成長法では、材料の蒸気を生成するために物理的過程（加熱またはスパッタリングなど）を使用し、次いで、その蒸気が、被覆される物体上に堆積される。
【００４９】
１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０、または光学コーティング１２０の１つ以上の層は、特定の真空蒸着過程パラメータを使用することによって導入された残留圧縮応力を有することがある。堆積圧、材料の組成、堆積温度、基板のバイアス、およびイオン銃電流などのパラメータは、堆積された層の残留圧縮応力に影響を与えることのあるパラメータとして考えられる。様々な堆積材料は、様々な堆積過程パラメータに異なって反応するであろうし、工程パラメータは、異なる堆積材料について異なるであろうことを理解すべきである。
【００５０】
１つ以上の実施の形態によれば、堆積中の圧力は、コーティングにおける残留応力に影響するであろう。いくつかの実施の形態において、より高い圧力は、より大きい引張応力を生じるであろうし、堆積中のより低い圧力は、残留圧縮応力を生じるであろう。１つ以上の実施の形態において、堆積中に使用される圧力が、比較的低い残留応力を有するコーティングを形成するために通常利用されるよりも、約１％以上、例えば、２％、３％、４％、５％、１０％、１５％、またさらには２０％、もしくは先の値の間の任意の範囲と部分的範囲である場合、残留圧縮応力および／または破壊歪みは増加するであろう。
【００５１】
いくつかの実施の形態において、前記コーティングの材料組成は、そのコーティングの残留応力に影響を与えるであろう。例えば、ＡｌＮは、典型的に、ここに記載されたいくつかの実施の形態において適切ではない引張応力を有するであろう。しかしながら、Ａｌ２Ｏ３は、一般に、実施の形態に適した残留圧縮応力を有するであろう。ＡｌＯＮは、Ｎ対Ｏの化学量論比に基づいて、残留圧縮応力のために調整されることがある。
【００５２】
追加の実施の形態において、堆積中の基板のバイアスが残留応力に影響することがある。例えば、基板上の負のＤＣバイアスは、残留圧縮応力を有するコーティングの形成を促進することがあり、基板上の正のＤＣバイアスは、コーティング内の引張応力の発生を促進することがある。それに加え、ＲＦバイアスは、残留圧縮応力を有するコーティングの形成を促進することがある。
【００５３】
追加の実施の形態において、高温での堆積は、基板とコーティングのＣＴＥの差に基づいて、残留圧縮応力の発生を促進することがある。例えば、基板とコーティングが、上昇温度での堆積後に冷却されるときに、それらは、基板とコーティングとの間のＣＴＥ不一致の程度および冷却の量に応じて、残留応力を生じる。
【００５４】
追加の実施の形態において、堆積の速度が残留応力に影響することがある。例えば、特定の材料が、ある速度で堆積された場合、残留圧縮応力を生じることがあり、別の速度で堆積された場合、異なる残留応力を有することがある。
【００５５】
追加の実施の形態において、イオン銃を使用すると、コーティングに残留圧縮応力が生じることがある。それに加え、利用されるイオン銃の電流が、残留応力に影響することがある。例えば、イオン銃の電流が高いほど、コーティング内の残留圧縮応力が増加するであろう。
【００５６】
１つ以上の実施の形態において、前記残留圧縮応力が、イオン交換過程を利用することによって、光学コーティングに導入されることがある。光学コーティングの堆積後、その光学コーティングは、高温塩浴などのイオン交換浴と接触させることができる。ときには、イオン交換は、化学強化と称されることがある。イオン交換過程において、光学コーティング中のより小さいイオンが、光学コーティングの表面内でより大きいイオンと置換される。１つ以上の実施の形態において、光学コーティングの表面層内のイオンが、同じ価数または酸化状態を有するより大きいイオンにより置換−すなわち、交換−される。イオン交換過程は、典型的に、基板内のより小さいイオンと交換されるべきより大きいイオンを含有する溶融塩浴中に、被覆物品１００を浸漬することによって行われる。以下に限られないが、浴の組成と温度、浸漬時間、１つの塩浴（または複数の塩浴）中の基板の浸漬回数、多数の塩浴の使用、徐冷、洗浄などの追加の工程を含む、イオン交換過程のパラメータは、一般に、光学コーティング１２０の組成および所望の残留圧縮応力（ＣＳ）、強化操作により生じる光学コーティング１２０の残留圧縮応力層の深さ（または層の深さ）により決定されることが当業者に認識されるであろう。一例として、アルカリ金属を含有する光学コーティング１２０のイオン交換は、以下に限られないが、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などの塩を含有する少なくとも１つの溶融浴中の浸漬により行うことができる。溶融塩浴の温度は、典型的に、約３８０℃から約４５０℃まで、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲など、約１００℃から約１０００℃の範囲にある一方で、浸漬時間は、約１５分から約４０時間まで、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲に及ぶ。しかしながら、先に記載したものと異なる温度および浸漬時間も使用してよい。基板１１０は、別の工程でイオン交換されても、または光学コーティング１２０がイオン交換されるのと同じ工程段階でイオン交換されてもよいことを理解すべきである。
【００５７】
いくつかの実施の形態によれば、光学コーティング１２０は、光学コーティング１２０の構造内でより小さいイオンのより大きいイオンによるイオン交換を行うために、堆積膜に電界イオン交換過程を行うことによってイオン交換することができる。溶融塩浴との接触によるイオン交換のように、電界イオン交換過程は、光学コーティング１２０内に残留圧縮応力を誘発させるであろう。電界イオン交換過程は、イオン交換過程を支援するために、イオン交換が行われている基板に電界を印加する工程を含む。電界イオン交換過程の例が、Ｓａｘｏｎ  Ｇｌａｓｓ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ，Ｉｎｃ．の米国特許出願公開第２０１５／０１６６４０７号明細書に記載されている。
【００５８】
１つ以上の実施の形態において、残留圧縮応力は、イオン注入過程を利用することによって、光学コーティング１２０に導入することができる。イオン注入過程は、それによって、材料のイオンが電界内で加速され、光学コーティング１２０などの固体に衝突して入れられる方法を称する。そのイオンは、光学コーティング１２０内で停止し、そこに留まることによって、その光学コーティングの元素組成を変える（そのイオンが、光学コーティング１２０からの組成と異なる場合）。標的と衝突するイオンは、光学コーティング１２０の材料の電子および原子核にそのエネルギーおよびモーメントを移動させることによって、その標的内の化学的変化および物理的変化も生じる。
【００５９】
１つ以上の実施の形態において、残留圧縮応力は、機械的ブラスト過程を利用することによつて、光学コーティング１２０に導入することができる。いくつかの実施の形態において、その機械的ブラスト過程は、ビード・ブラスト過程またはグリット・ブラスト過程を含む。しかしながら、湿式研磨ブラスト法、ホイール・ブラスト法、水ブラスト法、微細研磨ブラスト法、およびブリストル・ブラスト法など、他の機械的ブラスト過程が本明細書において考えられる。１つ以上の実施の形態によれば、ビード・ブラスト過程は、サイズが約１００ｎｍを超える亀裂または傷を作らずに、表面の圧縮を生じることができる。
【００６０】
１つ以上の実施の形態において、残留圧縮応力は、物理的応力下で変形した基板上に光学コーティングを堆積させ、次に、変形した基板にそれ自体を再形成させることによって、応力を除去させ（それゆえ、光学コーティングに応力を導入す）ることによって、光学コーティング１２０に導入することができる。基板１１０は、光学コーティング１２０の堆積の前および最中に、物理的力によって変形させられるであろう。例えば、ガラスシートは、ガラスシートを曲げることによって、変形させることができる。次に、光学コーティングを、変形した基板１１０、例えば、曲げられたガラスシート上に堆積させる。光学コーティング１２０の堆積後、基板１１０に元の変形前の形状（例えば、平ら）に戻らせ、よって、光学コーティング１２０に応力を導入する。実施の形態において、その基板は、基板１１０の堆積面に対して凸面または凹面形状に曲げることができ、それによって、凸面または凹面に光学コーティング１２０が堆積される。基板１１０の凸面または凹面形状が除かれると（すなわち、基板１１０が平らなシートに戻ると）、光学コーティング１２０に応力が導入される。
【００６１】
１つ以上の実施の形態において、残留圧縮応力は、光学コーティングと基板との間のＣＴＥの差を増加させることによって、またはコーティング堆積過程の温度を上昇させ、よって、被覆物品が室温に冷めるときに残留圧縮応力が増加することによって、光学コーティングに導入することができる。いくつかの実施の形態において、光学コーティング１２０のＣＴＥは、基板１１０のＣＴＥよりも小さいことがある。例えば、１つ以上の実施の形態において、光学コーティングの少なくとも一部のＣＴＥに対する基板１１０のＣＴＥの非は、約１．２以上、例えば、１．３、１．４、１．５、１．６、１．７、１．８、１．９、２、３、４、またさらには約５以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にある。１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０は、高温（すなわち、室温より高い温度）で基板１１０上に堆積されることがある。被覆物品１００が室温に冷めるときに、光学コーティング１２０上に残留圧縮応力が与えられる。光学コーティング１２０と基板１１０のＣＴＥ不一致により、光学コーティング１２０内に残留圧縮応力を生じさせられる。いくつかの実施の形態において、光学コーティング１２０の一部（１つ以上の層など）は、比較的低いＣＴＥを有することがあり、したがって、残留圧縮応力が光学コーティング１２０の一部に与えられることがある。基板１１０に対して比較的大きいＣＴＥ不一致を有する光学コーティング１２０の部分は、より高レベルの残留圧縮応力を有するであろう。
【００６２】
光学コーティングにおいて高い残留圧縮応力および／または破壊歪みを達成するために、ここに開示された複数の技術を利用することができる。例えば、特定の堆積パラメータ（例えば、圧力、速度、イオン支援）の使用、イオン交換過程の使用、イオン注入過程の使用、機械的ブラスト過程の使用、物理的応力下で変形した基板上に光学コーティングの堆積と、次いで、変形した基板の、それ自体の再形成による応力の除去（それゆえ、光学コーティングへの応力の導入）、または被覆物品が室温に冷めるときに（高温から）残留圧縮応力が増加するように、光学コーティングと基板との間のＣＴＥの差の増加の１つ以上を組合せで使用することができる。
【００６３】
基板１１０は、無機材料を含むことがあり、非晶質基板、結晶質基板、またはその組合せを含むことがある。基板１１０は、人工材料および／または天然型材料（例えば、石英および高分子）から形成してよい。例えば、ある場合には、基板１１０は、有機と特徴付けることができ、具体的に、高分子であることがある。適切な高分子の例としては、制限なく、ポリスチレン（ＰＳ）（スチレン共重合体およびブレンドを含む）、ポリカーボネート（ＰＣ）（共重合体およびブレンドを含む）、ポリエステル（ポリエチレンテレフタレートおよびポリエチレンテレフタレート共重合体を含む、共重合体およびブレンドを含む）、ポリオレフィン（ＰＯ）と環状ポリオレフィン（環状−ＰＯ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含むアクリル高分子（共重合体およびブレンドを含む）、熱可塑性ウレタン（ＴＰＵ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）およびこれらの高分子の互いとのブレンドを含む熱可塑性プラスチックが挙げられる。他の例示の高分子としては、エポキシ樹脂、スチレン樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、およびシリコーン樹脂が挙げられる。
【００６４】
いくつかの特別な実施の形態において、基板１１０は、具体的に、高分子基板、プラスチック基板および／または金属基板を除くことがある。基板１１０は、アルカリ含有基板（すなわち、基板は１種類以上のアルカリを含む）として特徴付けられることがある。１つ以上の実施の形態において、その基板は、約１．４５から約１．５５の範囲の屈折率を示す。特別な実施の形態において、基板１１０は、５つのサンプルを使用し、リング・オン・リング引張試験を使用して測定し、その５つのサンプルからの値を平均して、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、またさらには２％以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にある、１つ以上の互いに反対の主面の表面での平均破壊歪みを示すことがある。同期ビデオカメラを使用して、亀裂開始歪みレベル並びに破滅的ガラス破損レベルをとらえた。特別な実施の形態において、基板１１０は、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、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にある、１つ以上の互いに反対の主面の表面での平均破壊歪みを示すことがある。
【００６５】
適切な基板１１０は、約３０ＧＰａから約１２０ＧＰａの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にある弾性率（またはヤング率）を示すことがある。ある場合には、その基板の弾性率は、約３０ＧＰａから約１１０ＧＰａ、約３０ＧＰａから約１００ＧＰａ、約３０ＧＰａから約９０ＧＰａ、約３０ＧＰａから約８０ＧＰａ、約３０ＧＰａから約７０ＧＰａ、約４０ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約５０ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約６０ＧＰａから約１２０ＧＰａ、約７０ＧＰａから約１２０ＧＰａ、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲にあることがある。
【００６６】
１つ以上の実施の形態において、非晶質基板はガラスを含むことがあり、そのガラスは、強化されていても、されていなくてもよい。適切なガラスの例としては、ソーダ石灰ガラス、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス、アルカリ含有ホウケイ酸ガラス、およびアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラスが挙げられる。いくつかの変種において、そのガラスはチリアを含まないことがある。１つ以上の代わりの実施の形態において、基板１１０は、ガラスセラミック基板（強化されていても、されていなくてもよい）などの結晶質基板を含むことがある、またはサファイアなどの単結晶構造を含むことがあ。１つ以上の特別な実施の形態において、基板１１０は、非晶質ベース（例えば、ガラス）および結晶質クラッド（例えば、サファイア層、多結晶アルミナ層および／またはスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）層）を含む。
【００６７】
１つ以上の実施の形態の基板１１０は、前記物品の硬度より低い強度を有することがある（ここに記載されたバーコビッチ圧子硬度試験により測定して）。
【００６８】
基板１１０は、透き通っているまたは実質的に光学的に透明であることがある、すなわち、基板１１０は、約８５％以上、約８６％以上、約８７％以上、約８８％以上、約８９％以上、約９０％以上、約９１％以上、約９２％以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光学波長領域に亘る平均光透過率を示すことがある。１つ以上の代わりの実施の形態において、基板１１０は、不透明であることがある、または約１０％未満、約９％未満、約８％未満、約７％未満、約６％未満、約５％未満、約４％未満、約３％未満、約２％未満、約１％未満、または約０．５％未満、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光学波長領域に亘る平均光透過率を示すことがある。いくつかの実施の形態において、これらの光透過率値は、全透過率（基板の両主面を通る光の透過率を考慮する）であることがある。いくつかの実施の形態において、これらの光反射率値は、全反射率（基板の両主面からの反射率を考慮する）であることがある、または基板の片面で観察されることがある（すなわち、反対の面を考慮せずに、空気側の表面１２２のみについて）。特に明記のない限り、基板のみの、または被覆された場合、物品の、平均反射率または透過率が、基板の両主面を通る透過率を使用し、コーティングおよび基板の被覆側のみからの反射率を使用して、特定される。また、特に明記のない限り、基板のみの、または被覆された場合、物品の、平均反射率または透過率は、基板の表面１２２に対して０度の入射照明角度で測定される（しかしながら、そのような測定は、４５度または６０度の入射照明角度で行われてもよい）。基板１１０は、白、黒、赤、青、緑、黄、オレンジなどの色を必要に応じて示してよい。
【００６９】
それに加え、またはそれに代えて、基板１１０の物理的厚さは、審美的および／または機能的理由のために、その寸法の１つ以上に沿って変動してもよい。例えば、基板１１０のエッジが、基板１１０のより中央の領域と比べて、より厚くてもよい。基板１１０の長さ、幅および物理的厚さも、物品の用途または使途にしたがって変動してもよい。
【００７０】
基板１１０は、様々な異なる過程を使用して提供してもよい。例えば、基板１１０が、ガラスなどの非晶質基板を含む場合、様々な成形方法としては、フロートガラス法、並びにフュージョンドロー法およびスロットドロー法などのダウンドロー法、アップドロー法、およびプレス圧延法が挙げられる。
【００７１】
基板１１０は、一旦形成されたら、強化基板を形成するために強化されてもよい。ここに用いられているように、「強化基板」という用語は、例えば、基板の表面内にあるより小さいイオンのより大きいイオンによるイオン交換によって、化学強化された基板を称することがある。しかしながら、熱強化、または圧縮応力領域と中央張力領域を作り出すための基板の複数の部分の間のＣＴＥの不一致の使用など、当該技術分野で公知の他の強か方法を使用して、強化基板を形成してもよい。
【００７２】
基板１１０がイオン交換過程により化学強化される場合、基板の表面層内のイオンは、同じ価数または酸化状態を有するより大きいイオンにより置換−すなわち、交換−される。イオン交換過程は、典型的に、基板内のより小さいイオンと交換されるべきより大きいイオンを含有する溶融塩浴中に、基板を浸漬することによって行われる。以下に限られないが、浴の組成と温度、浸漬時間、１つの塩浴（または複数の塩浴）中の基板の浸漬回数、多数の塩浴の使用、徐冷、洗浄などの追加の工程を含む、イオン交換過程のパラメータは、一般に、基板の組成および所望の圧縮応力（ＣＳ）、強化操作により生じる基板の圧縮応力層の深さ（または圧縮深さ、ＤＯＣ）により決定されることが当業者に認識されるであろう。一例として、アルカリ金属を含有するガラス基板のイオン交換は、以下に限られないが、より大きいアルカリ金属イオンの硝酸塩、硫酸塩、および塩化物などの塩を含有する少なくとも１つの溶融浴中の浸漬により行うことができる。溶融塩浴の温度は、典型的に、約３８０℃から約４５０℃までの範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にある一方で、浸漬時間は、約１５分から約４０時間まで、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲に及ぶ。しかしながら、先に記載したものと異なる温度および浸漬時間も使用してよい。
【００７３】
それに加え、複数の浸漬の間に洗浄工程および／または徐冷工程が行われる、多数のイオン交換浴中にガラス基板が浸漬されるイオン交換過程の非限定例が、「Glass with Compressive Surface for Consumer Applications」と題する、Douglas C. Allan等により２００９年７月１０日に出願され、異なる濃度の複数の塩浴中の浸漬を含む多数の連続したイオン交換処理によって、ガラス基板が強化される、２００８年７月１１日に出願された米国仮特許出願第６１／０７９９９５号からの優先権を主張する、米国特許出願第１２／５００６５０号明細書、およびガラス基板が、流出イオンにより希釈された第１の浴中のイオン交換と、その後の、第１の浴より小さい濃度の流出イオンを有する第２の浴中の浸漬とにより強化される、「Dual Stage Ion Exchange for Chemical Strengthening of Glass」と題し、２００８年７月２９日に出願された米国仮特許出願第６１／０８４３９８号からの優先権を主張する、２０１２年１１月２０日に発行された、Christopher M. Lee等による米国特許第８３１２７３９号明細書に記載されている。米国特許出願第１２／５００６５０号明細書、および米国特許第８３１２７３９号明細書が、ここに全て引用される。
【００７４】
イオン交換により達成される化学強化の程度は、中央張力（ＣＴ）、表面ＣＳ、および圧縮深さ（ＤＯＣ）のパラメータに基づいて、定量化することができる。表面ＣＳは、表面近く、または様々な深さでの強化ガラス内で測定してよい。最大ＣＳ値は、強化基板の表面での測定ＣＳ（ＣＳＳ）を含むことがある。最大ＣＴ値は、当該技術分野で公知の散乱光偏光器（ＳＣＡＬＰ）技術を使用して測定される。
【００７５】
圧縮応力（ガラスの表面での）は、有限会社折原製作所（日本国）により製造されているＦＳＭ−６０００などの市販の計器を使用して、表面応力計（ＦＳＭ）により測定される。表面応力測定は、ガラスの複屈折に関連する、応力光学係数（ＳＯＣ）の精密測定に依存する。次に、ＳＯＣは、その内容がここに全て引用される、「Standard Test Method for Measurement of Glass Stress-Optical Coefficient」と題する、ＡＳＴＭ基準Ｃ７７０−１６に記載されている、手順Ｃ（ガラスディスク法）にしたがって測定される。
【００７６】
ここに用いられているように、圧縮深さ（ＤＯＣ）は、ここに記載された化学強化されたアルカリアルミノケイ酸塩ガラス中の応力が圧縮から引張に変化する深さを意味する。ＤＯＣは、イオン交換処理に応じて、ＦＳＭにより、またはＳＣＡＬＰにより測定することができる。ガラス物品中の応力が、ガラス物品中へのカリウムイオンの交換により生じている場合、ＤＯＣを測定するために、ＦＳＭが使用される。応力が、ガラス物品中へのナトリウムイオンの交換により生じている場合、ＤＯＣを測定するために、ＳＣＡＬＰが使用される。ガラス物品中の応力が、ガラス中にカリウムイオンとナトリウムイオンの両方を交換することによって生じる場合、ＤＯＣはＳＣＡＬＰにより測定される。何故ならば、ナトリウムイオンの交換深さはＤＯＣを表し、カリウムイオンの交換深さは、圧縮応力の大きさの変化（圧縮から引張への応力の変化ではない）を表すと考えられるからである；そのようなガラス物品におけるカリウムイオンの交換深さは、ＦＳＭにより測定される。
【００７７】
いくつかの実施の形態において、強化基板１１０は、２５０ＭＰａ以上、３００ＭＰａ以上、例えば、４００ＭＰａ以上、４５０ＭＰａ以上、５００ＭＰａ以上、５５０ＭＰａ以上、６００ＭＰａ以上、６５０ＭＰａ以上、７００ＭＰａ以上、７５０ＭＰａ以上、または８００ＭＰａ以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の表面ＣＳを有し得る。その強化基板は、１０μｍ以上、１５μｍ以上、２０μｍ以上（例えば、２５μｍ、３０μｍ、３５μｍ、４０μｍ、４５μｍ、５０μｍ以上）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲のＤＯＣ、および／または１０ＭＰａ以上、２０ＭＰａ以上、３０ＭＰａ以上、４０ＭＰａ以上（例えば、４２ＭＰａ、４５ＭＰａ、または５０ＭＰａ以上）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲であるが、１００ＭＰａ未満（例えば、９５、９０、８５、８０、７５、７０、６５、６０、５５ＭＰａ以下）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲のＣＴを有することがある。１つ以上の特別な実施の形態において、その強化基板は、以下の１つ以上を有する：５００ＭＰａ超の表面ＣＳ、１５μｍ超のＤＯＣ、および１８ＭＰａ超のＣＴ。
【００７８】
基板１１０に使用できる例示のガラスとしては、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物またはアルカリアルミノホウケイ酸塩ガラス組成物が挙げられるが、他のガラス組成物も考えられる。そのようなガラス組成物は、イオン交換過程によって化学強化することができる。１つの例示のガラス組成物は、ＳｉＯ２、Ｂ２Ｏ３およびＮａ２Ｏを含み、ここで、（ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３）≧６６モル％およびＮａ２Ｏ≧９モル％。いくつかの実施の形態において、そのガラス組成物は、６質量％以上の酸化アルミニウムを含む。さらなる実施の形態において、基板１１０は、アルカリ土類酸化物の含有量が５質量％以上であるように、１種類以上のアルカリ土類酸化物を有するガラス組成物を含む。いくつかの実施の形態において、適切なガラス組成物は、Ｋ２Ｏ、ＭｇＯ、およびＣａＯの少なくとも１つをさらに含む。いくつかの実施の形態において、その基板に使用されるガラス組成物は、６１〜７５モル％のＳｉＯ２、７〜１５モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜１２モル％のＢ２Ｏ３、９〜２１モル％のＮａ２Ｏ、０〜４モル％のＫ２Ｏ、０〜７モル％のＭｇＯ、および０〜３モル％のＣａＯを含み得る。
【００７９】
前記基板に適したさらなる例示のガラス組成物は、６０〜７０モル％のＳｉＯ２、６〜１４モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜１５モル％のＢ２Ｏ３、０〜１５モル％のＬｉ２Ｏ、０〜２０モル％のＮａ２Ｏ、０〜１０モル％のＫ２Ｏ、０〜８モル％のＭｇＯ、０〜１０モル％のＣａＯ、０〜５モル％のＺｒＯ２、０〜１モル％のＳｎＯ２、０〜１モル％のＣｅＯ２、５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み、ここで、１２モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦２０モル％、および０モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦１０モル％である。
【００８０】
前記基板に適したさらに別の例示のガラス組成物は、６３．５〜６６．５モル％のＳｉＯ２、８〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜３モル％のＢ２Ｏ３、０〜５モル％のＬｉ２Ｏ、８〜１８モル％のＮａ２Ｏ、０〜５モル％のＫ２Ｏ、１〜７モル％のＭｇＯ、０〜２．５モル％のＣａＯ、０〜３モル％のＺｒＯ２、０．０５〜０．２５モル％のＳｎＯ２、０．０５〜０．５モル％のＣｅＯ２、５０ｐｐｍ未満のＡｓ２Ｏ３、および５０ｐｐｍ未満のＳｂ２Ｏ３を含み、ここで、１４モル％≦（Ｌｉ２Ｏ＋Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）≦１８モル％、および２モル％≦（ＭｇＯ＋ＣａＯ）≦７モル％である。
【００８１】
いくつかの実施の形態において、基板１１０に適したアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物は、アルミナ、少なくとも１種類のアルカリ金属、およびいくつかの実施の形態において、５０モル％超のＳｉＯ２、他の実施の形態において、５８モル％以上のＳｉＯ２、およびさらに他の実施の形態において、６０モル％以上のＳｉＯ２を含み、ここで、比（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ改質剤（すなわち、改質剤の合計）は１より大きく、この比において、成分はモル％で表され、改質剤はアルカリ金属酸化物である。特別な実施の形態において、このガラス組成物は、５８〜７２モル％のＳｉＯ２、９〜１７モル％のＡｌ２Ｏ３、２〜１２モル％のＢ２Ｏ３、８〜１６モル％のＮａ２Ｏ、および０〜４モル％のＫ２Ｏを含み、ここで、比（Ａｌ２Ｏ３＋Ｂ２Ｏ３）／Σ改質剤（すなわち、改質剤の合計）は１より大きい。
【００８２】
いくつかの実施の形態において、前記基板は、６４〜６８モル％のＳｉＯ２、１２〜１６モル％のＮａ２Ｏ、８〜１２モル％のＡｌ２Ｏ３、０〜３モル％のＢ２Ｏ３、２〜５モル％のＫ２Ｏ、４〜６モル％のＭｇＯ、および０〜５モル％のＣａＯを含み、６６モル％≦ＳｉＯ２＋Ｂ２Ｏ３＋ＣａＯ≦６９モル％、Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３＋ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ＞１０モル％、５モル％≦ＭｇＯ＋ＣａＯ＋ＳｒＯ≦８モル％、（Ｎａ２Ｏ＋Ｂ２Ｏ３）−Ａｌ２Ｏ３≦２モル％、２モル％≦Ｎａ２Ｏ−Ａｌ２Ｏ３≦６モル％、および４モル％≦（Ｎａ２Ｏ＋Ｋ２Ｏ）−Ａｌ２Ｏ３≦１０モル％である、アルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。
【００８３】
いくつかの実施の形態において、基板１１０は、２モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２、または４モル％以上のＡｌ２Ｏ３および／またはＺｒＯ２を含むアルカリアルミノケイ酸塩ガラス組成物を含むことがある。
【００８４】
基板１１０が結晶質基板を含む場合、その基板は単結晶を含むことがあり、その単結晶はＡｌ２Ｏ３を含むことがある。そのような単結晶基板は、サファイアと呼ばれる。結晶質基板のための他の適切な材料としては、多結晶アルミナ層および／またはスピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）が挙げられる。
【００８５】
必要に応じて、基板１１０は、ガラスセラミック基板を含むことがあり、この基板は、強化されていてもされていなくてもよい。「ガラスセラミック」は、ガラスの制御された結晶化により製造された材料を含む。実施の形態において、ガラスセラミックは、約３０％から約９０％の結晶化度を有する。適切なガラスセラミックの例としては、Ｌｉ２Ｏ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系（すなわち、ＬＡＳ系）ガラスセラミック、ＭｇＯ・Ａｌ２Ｏ３・ＳｉＯ２系（すなわち、ＭＡＳ系）ガラスセラミック、および／またはβ−石英固溶体、β−スポジュメン、コージエライト、および二ケイ酸リチウムを含む主結晶相を有するガラスセラミックが挙げられる。そのガラスセラミック基板は、ここに開示された化学強化過程を使用して強化されることがある。１つ以上の実施の形態において、ＭＡＳ系のガラスセラミック基板は、Ｌｉ２ＳＯ４溶融塩中で強化することができ、それによって、２Ｌｉ＋のＭｇ２＋との交換が起こり得る。
【００８６】
１つ以上の実施の形態による基板１１０は、基板１１０の様々な部分において、約１００μｍから約５ｍｍに及ぶ範囲内、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲内の物理的厚さを有し得る。いくつかの実施の形態において、基板１１０の物理的厚さは、約１００μｍから約５００μｍ（例えば、１００、２００、３００、４００または５００μｍ）に及ぶ。いくつかの実施の形態において、基板１１０の物理的厚さは、約５００μｍから約１０００μｍ（例えば、５００、６００、７００、８００、９００または１０００μｍ）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲に及ぶ。いくつかの実施の形態において、基板１１０は、約１ｍｍ超（例えば、約２、３、４、または５ｍｍ）の物理的厚さを有することがある。基板１１０は、表面傷の影響をなくすまたは低下させるために、酸磨きまたは他の方法で処理することができる。
【００８７】
ここに記載された１つ以上の実施の形態によれば、被覆物品１００、光学コーティング１２０、または光学コーティング１２０の個々の層は、約０．４％以上、約０．５％以上、約０．６％以上、約０．７％以上、約０．８％以上、約０．９％以上、約１．０％以上、約１．５％以上、またさらには約２．０％以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の破壊歪み（すなわち、亀裂開始歪み）を有することがある。「破壊歪み」という用語は、追加の荷重を印加せずに、光学コーティング１２０、基板１１０、またはその両方に同時に、亀裂が伝播し、典型的に、ここに記載されたような、所定の材料、層または膜内に壊滅的な破損をもたらし、ことによると、別の材料、層、または膜に橋渡しさえする歪みを称する。すなわち、基板が破壊されない光学コーティング１２０の破壊は破損に相当し、基板１１０の破壊も破損に相当する。「平均」という用語は、平均破壊歪みまたは任意の他の性質に関して使用される場合、５つのサンプルについてのそのような性質の測定値の数学的平均に基づく。典型的に、亀裂開始歪みの測定は、通常の実験室条件下で反復可能であり、多数のサンプルにおいて測定された亀裂開始歪みの標準偏差は、観察された歪みの０．０１％ほど小さいことがある。ここに用いられているような平均破壊歪みは、リング・オン・リング引張試験を使用して測定した。しかしながら、特に明記のない限り、ここに記載された破壊歪みの測定値は、下記に記載されるリング・オン・リング試験装置からの測定値を称する。
【００８８】
図５は、被覆物品１００の破壊歪みを測定するために使用されるリング・オン・リング機械式試験装置３００の断面図を概略示している。リング・オン・リング引張試験手順によれば、被覆物品１００は、底部リング３０２と上部リング３０４との間に置かれる。上部リング３０４および底部リング３０２は異なる直径を有し、上部リング３０４の直径は点線３０８で表され、底部リング３０２の直径は点線３０６で表される。ここに用いられているように、上部リング３０４の直径３０８は１２．７ｍｍであり、底部リング３０２の直径３０６は２５．４ｍｍである。被覆物品１００と接触する上部リング３０４および底部リング３０２の部分は、断面が円形であり、各々が１．６ｍｍの半径を有する。上部リング３０４および底部リング３０２は鋼鉄から作られている。試験は、約２２℃および４５％〜５５％の相対湿度の環境で行われる。試験に使用される被覆物品のサイズは、５０ｍｍ×５０ｍｍの正方形である。
【００８９】
被覆物品１００の破壊歪みを決定するために、力が、向きが図５に示され場合で、上部リング３０４に下向き方向に、および／または底部リング３０２に上向き方向に印加される。上部リング３０４または底部リング３０２への力を増加させて、基板１１０および光学コーティング１２０の一方または両方の壊滅的な破損が生じるまで、被覆物品１００に歪みを生じさせる。試験中の壊滅的な破損を記録するために、底部リング３０２の下に、ライトとカメラ（図５に示されていない）が設けられる。壊滅的な損傷がカメラにより観察されたときの荷重を決定するために、カメラの画像を印加荷重と協調するように、Ｄｅｗｅｔｒｏｎ収集システムなどの電子制御装置が設けられる。図６は、リング・オン・リング引張試験手順における例示の破損の画像を示す。破壊歪みを決定するために、Ｄｅｗｅｔｒｏｎシステムによりカメラの画像と荷重信号を同期させ、よって、コーティングが破損を示す荷重を決定することができる。次に、「Hu, G.,等、Dynamic fracturing of strengthened glass under biaxial tensile loading. Journal of Non-Crystalline Solids, 2014. 405(0): p.153-158」に見られるような、有限要素解析を使用して、この荷重でサンプルが経験している歪みレベルを解析する。要素のサイズは、荷重リングの下の応力集中を表すのに十分に細いように選択することができる。歪みレベルは、荷重リングの下で３０節点以上で平均される。
【００９０】
光学コーティング１２０および／または物品１００を、バーコビッチ圧子硬度試験により測定される硬度および／またはヤング率に関して記載することができる。ここに用いられているように、「バーコビッチ圧子硬度試験」は、代用層上の薄膜要素のヤング率を測定することを含む。この代用層は、そのコーティングを生成するのに使用したのと同じ材料から作られ、同じ過程によって堆積されたが、Ｇｏｒｉｌｌａ（登録商標）Ｇｌａｓｓ基板上に３００ｎｍ厚で堆積された。薄膜コーティングの硬度およびヤング率は、広く受け入れられているナノインデンテーション手法を使用して決定される。Fischer-Cripps, A.C., Critical Review of Analysis and Interpretation of Nanoindentation Test Data, Surface & Coatings Technology, 200, 4153-4165 (2006)（以後、「Fischer-Cripps」）、およびHay, J., Agee, P, and Herbert, E., Continuous Stiffness measurement During Instrumented Indentation Testing, Experimental Techniques, 34 (3) 86-94 (2010)（以後、「Hay」）を参照のこと。コーティングについて、圧痕深さの関数として硬度およびモジュラスを測定するのが、一般的である。コーティングが十分な厚さのものである限り、得られた応答プロファイルからコーティングの性質を分離することが可能である。コーティングが薄すぎる（例えば、約５００ｎｍ未満）である場合、コーティングの性質は、異なる機械的性質を有することのある基板の近傍から影響を受け得るので、コーティングの性質を完全に分離することは可能ではないであろうことを認識すべきである。Hay参照。ここに性質を報告するために使用される方法は、コーティング自体を表す。その過程は、１０００ｎｍに到達する深さまでの圧痕深さに対して硬度およびモジュラスを測定することにある。より軟質のガラス上の硬質コーティングの場合、応答曲線は、比較的小さい圧痕深さ（＜／＝約２００ｎｍ）での最大レベルの硬度およびモジュラスを示
す。より深い圧痕深さでは、硬度とモジュラスの両方が、応答がより軟質のガラス基板の影響を受けるので、徐々に減少する。この場合、コーティングの硬度およびモジュラスは、最大硬度およびモジュラスを示す領域に関連するものと解釈される。より硬質のガラス基板上の軟質コーティングの場合、コーティングの性質は、比較的小さい圧痕深さで生じる最低の高度およびモジュラスレベルにより示される。より深い圧痕深さでは、硬度およびモジュラスは、より硬質のガラスの影響のために、徐々に増加する。深さに対する硬度およびモジュラスのこれらのプロファイルは、従来のＯｌｉｖｅｒおよびＰｈａｒｒの手法（Fischer-Crippsに記載されたような）、またはより効率的な連続剛性手法（Hay参照）のいずれかを使用して得ることができる。信頼できるナノインデンテーションデータの抽出には、確立したプロトコルにしたがう必要がある。そうでなければ、これらの評価指標は、著しい誤差に曝され得る。これらの弾性率値および硬度値は、上述したような、公知のダイヤモンドナノインデンテーション方法を使用して、バーコビッチダイヤモンド圧子の先端で、そのような薄膜について測定される。
【００９１】
典型的に、コーティングが、下層の基板よりも硬いナノインデンテーション測定方法（バーコビッチ圧子の使用などによる）において、測定される硬度は、最初に浅い圧痕深さ（例えば、２５ｎｍ未満または５０ｎｍ未満）での塑性領域の発生のために増加するようであり、次いで、増加し、より深い圧痕深さ（例えば、５０ｎｍから約５００ｎｍまたは１０００ｎｍ）で最大値または平坦域に到達する。その後、硬度は、基板がコーティングより軟質である場合、下層の基板の効果のために、さらにより深い圧痕深さで減少し始める。コーティングと比べてより大きい硬度を有する基板を使用する場合、同じ効果が見られる；しかしながら、硬度は、下層の基板の効果のために、より深い圧痕深さで増加する。
【００９２】
圧痕深さ範囲および特定の圧痕深さ範囲での硬度値は、下層の基板１１０の効果がなく、ここに記載された光学コーティング１２０およびその層の特定の硬度応答を特定するために選択することができる。バーコビッチ圧子で光学コーティング１２０（基板１１０上に配置されたときの）の硬度を測定する場合、材料の永久変形の領域（塑性領域）が材料の硬度に関連する。圧入中、弾性応力場は、この永久変形の領域をはるかに超えて延在する。圧痕深さが増加するにつれて、見掛け硬度およびモジュラスは、下層の基板１１０との応力場の相互作用により影響を受ける。硬度に対する基板の影響は、より深い圧痕深さ（すなわち、典型的に、光学コーティング１２０の約１０％を超える深さ）で生じる。その上、さらなる複雑な状態は、硬度応答は、圧入過程中に完全塑性を生じる特定の最小荷重により示されることである。その特定の最小荷重の前に、硬度は、一般に増加する傾向を示す。
【００９３】
小さい圧痕深さ（小荷重と特徴付けることもできる）（例えば、約５０ｎｍまで）では、材料の見掛け硬度は、圧痕深さに対して劇的に増加する。この小さい圧痕深さ領域は、硬度の真の評価指標を表さず、その代わりに、上述した塑性領域の発生を反映し、これは、圧子の曲率の有限半径に関連する。中間の圧痕深さでは、見掛け硬度は最大レベルに到達する。より深い圧痕深さでは、基板の影響は、圧痕深さが増加するにつれて、より著しくなる。圧痕深さが光学コーティングの厚さの約３０％を一旦超えると、硬度は劇的に減少し始めるであろう。
【００９４】
１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、バーコビッチ圧子硬度試験により、空気側の表面１２２で測定して、約５ＧＰａ以上、約８ＧＰａ以上、約１０ＧＰａ以上、または約１２ＧＰａ以上（例えば、１４ＧＰａ以上、１６ＧＰａ以上、１８ＧＰａ以上、またさらには２０ＧＰａ以上）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の硬度を示すことがある。１つ以上の実施の形態において、光学コーティング１２０は、バーコビッチ圧子硬度試験により、空気側の表面１２２で測定して、約８ＧＰａ以上、約１０ＧＰａ以上、または約１２ＧＰａ以上（例えば、１４ＧＰａ以上、１６ＧＰａ以上、１８ＧＰａ以上、またさらには２０ＧＰａ以上）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の最大硬度を示すことがある。いくつかの実施の形態において、バーコビッチ圧子硬度試験により測定して、高ＲＩ層および／または耐引掻性層１５０の最大硬度は、約８ＧＰａ以上、約１０ＧＰａ以上、約１２ＧＰａ以上、１５ＧＰａ以上、１８ＧＰａ以上、またさらには２０ＧＰａ以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲であることがある。単層の測定は、物品にその単層を施し、最大バーコビッチ硬度を試験することによって、行うことができる。そのような硬度の測定値は、約５０ｎｍ以上、または約１００ｎｍ以上（例えば、約１００ｎｍから約３００ｎｍ、約１００ｎｍから約４００ｎｍ、約１００ｎｍから約５００ｎｍ、約１００ｎｍから約６００ｎｍ、約２００ｎｍから約３００ｎｍ、約２００ｎｍから約４００ｎｍ、約２００ｎｍから約５００ｎｍ、または約２００ｎｍから約６００ｎｍ）、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の圧痕深さに沿って、被覆物品１００、光学コーティング１２０、高ＲＩ層１３０Ｂ、および／または耐引掻性層１５０により示されることがある。１つ以上の実施の形態において、その物品は、基板の硬度（空気側の表面１２２と反対の表面で測定しても差し支えない）より大きい硬度を示す。
【００９５】
光学コーティング１２０／空気界面および光学コーティング１２０／基板１１０界面からの反射波間の光学干渉は、物品１００に見掛けの色を作り出すスペクトル反射率および／または透過率振幅をもたらし得る。ここに用いられているように、「透過率」という用語は、材料（例えば、物品、基板または光学膜またはその部分）を透過する所定の波長範囲内の入射光学パワーの百分率と定義される。「反射率」という用語は、同様に、材料（例えば、物品、基板または光学膜またはその部分）から反射する所定の波長範囲内の入射光学パワーの百分率と定義される。ここに用いられているように、「平均透過率」は、規定の光学波長領域に亘る材料を透過する入射光学パワーの平均量を称する。ここに用いられているように、「平均反射率」は、材料が反射する入射光学パワーの平均量を称する。反射率は、空気側の表面１２２のみで測定された場合（例えば、吸収体に結合した背面上の屈折率一致油の使用、または他の公知の方法などにより、被覆物品１００の未被覆背面（例えば、図１の１１４）からの反射を除く場合）、片面反射率として測定されることがある。１つ以上の実施の形態において、透過率および反射率の特徴付けのスペクトル分解能は、５ｎｍまたは０．０２ｅＶ未満である。色は、反射においてより著しいであろう。角度色は、入射照明角度によるスペクトル反射率振幅におけるずれのために、視角により反射でずれるであろう。視角による透過率における角度色のずれも、入射照明角度によるスペクトル透過率振幅における同じずれによる。観測色および入射照明角度による角度色ずれは、しばしば、特に蛍光照明およびいくつかのＬＥＤ照明などの鋭いスペクトル特性を持つ照明下で、機器のユーザにとって気を逸らすまたは好ましくない。透過における角度色ずれも、反射における色ずれにおいてある要因も果たすことがあり、その逆も同様であろう。透過および／または反射における角度色ずれの要因は、特定の光源または試験システムにより定義される材料吸収（角度とはいくぶん関係ない）により生じることがある特定の白色点から離れた角度色ずれまたは視角による角度色ずれも含むことがある。
【００９６】
ここに記載された物品は、可視スペクトルにおけるまたはその近くの特定の波長範囲に亘り平均光透過率および片面平均光反射率を示す。それに加え、ここに記載された物品は、可視スペクトルにおける特定の波長範囲に亘り平均可視明所視透過率および平均可視明所視反射率を示す。実施の形態において、平均光透過率、片面平均光反射率、平均可視明所視透過率、および平均可視明所視反射率を測定するための波長範囲（ここに「光学波長領域」と称されることもある）は、約４５０ｎｍから約６５０ｎｍ、約４２０ｎｍから約６８０ｎｍ、約４２０ｎｍから約７００ｎｍ、約４２０ｎｍから約７４０ｎｍ、約４２０ｎｍから約８５０ｎｍ、約４２０ｎｍから約９５０ｎｍ、または好ましくは約３５０ｎｍから約８５０ｎｍである。特に明記のない限り、平均光透過率、片面平均光反射率、平均可視明所視透過率、および平均可視明所視反射率は、約０度から約１０度の入射角など、反射防止表面１２２に対して垂直に使い入射照明角度で測定される（しかしながら、そのような測定値は、例えば、３０度、４５度、または６０度などの他の入射照明角度で収集してもよい）。
【００９７】
１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、空気側の表面１２２のみで測定された場合（例えば、吸収体に結合した背面上の屈折率一致油の使用などにより、物品の未被覆背面からの反射を除く場合）、前記光学波長領域に亘り、約５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下、９％以下、約８％以下、約７％以下、約６％以下、約５％以下、約４％以下、約３％以下、またさらには約２％以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の平均片面平均光反射率を示すことがある。いくつかの実施の形態において、その平均片面光反射率は、約０．４％から約９％、約０．４％から約８％、約０．４％から約７％、約０．４％から約６％、または約０．４％から約５％の範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にあることがある。１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、光学波長領域に亘り、約５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、９０％以上、９２％以上、９４％以上、９６％以上、９８％以上、または９９％以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の平均光透過率を示す。実施の形態において、被覆物品１００は、約９９．５から約９０％、９２％、９４％、９６％、９８％、または９９％の範囲、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の光透過率を示すことがある。
【００９８】
いくつかの実施の形態において、被覆物品１００は、光学波長領域に亘り、約５０％以下、４０％以下、３０％以下、２０％以下、１０％以下、約９％以下、約８％以下、約７％以下、約６％以下、約５％以下、約４％以下、約３％以下、約２％以下、約１％以下、またさらには約０．８％以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の平均可視明所視反射率を示すことがある。ここに用いられているように、明所視反射率は、人の目の感度により波長スペクトルに対する反射率を重み付けすることによって、人の目の応答に似ている。明所視反射率は、ＣＩＥ色空間の慣例などの公知の慣例にしたがって、反射光の三刺激Ｙ値、または輝度として定義することもできる。平均明所視反射率は、目のスペクトル反応に関連する、光源スペクトルＩ（λ）およびＣＩＥの等色関数
2020504842.tif 000003
【００９９】
に乗じられたスペクトル反射率Ｒ（λ）として下記の式に定義されている：
【０１００】
【数１】
2020504842.tif 000004
【０１０１】
いくつかの実施の形態において、物品１００は、光学波長領域に亘り、約５０％以上、６０％以上、７０％以上、８０％以上、約８５％以上、約９０％以上、約９２％以上、約９４％以上、約９６％以上、またさらには約９８％以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の平均可視明所視透過率を示すことがある。同様に、明所視透過率は、式：
【０１０２】
【数２】
2020504842.tif 000005
【０１０３】
により決定することができる。
【０１０４】
１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊測色系（ここでは「色座標」と称される）における反射率および透過率の測定可能な色（またはその欠如）を示す。透過率色座標は、透過率において観察されたＬ＊ａ＊ｂ＊色座標を称し、反射率色座標は、反射率において観察されたＬ＊ａ＊ｂ＊色座標を称する。透過率色座標または反射率色座標は、様々な光源の光タイプの下で測定することができ、その例としては、Ａ光源（タングステン・フィラメント照明を表す）、Ｂ光源（昼光シミュレーション光源）、Ｃ光源（昼光シミュレーション光源）、Ｄ類光源（自然照明を表す）、およびＦ類光源（様々な種類の蛍光照明を表す）を含む、ＣＩＥにより決定されたような標準光源が挙げられる。具体的な光源としては、ＣＩＥにより規定されたような、Ｆ２、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２またはＤ６５が挙げられる。それに加え、反射率色座標および透過率色座標は、垂直（０度）、５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度などの異なる観察入射角で測定してよい。
【０１０５】
１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、垂直な入射角、または５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度の入射角で見たときに、透過率および／または反射率において、約１０以下、８以下、６以下、５以下、４以下、３以下、２以下、またさらには１以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲のａ＊を有する。１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、垂直な入射角、または５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度の入射角で見たときに、透過率および／または反射率において、約１０以下、８以下、６以下、５以下、４以下、３以下、２以下、またさらには１以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲のｂ＊を有する。１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、垂直な入射角、または５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度の入射角で見たときに、透過率および／または反射率において、約−１０以上、−８以上、−６以上、−５以上、−４以上、−３以上、−２以上、またさらには−１以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲のａ＊を有する。１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、垂直な入射角、または５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度の入射角で見たときに、透過率および／または反射率において、約−１０以上、−８以上、−６以上、−５以上、−４以上、−３以上、−２以上、またさらには−１以上、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲のｂ＊を有する。
【０１０６】
１つ以上の実施の形態において、基準点色ずれは、基準点と、透過率色座標または反射率色座標との間で測定することができる。この基準点色ずれは、基準点の色座標と観察された色座標（反射または透過のいずれか）との間の色の差を測定する。反射率基準点色ずれ（反射率における基準点色ずれと称されることもある）は、反射色座標と基準点との間の差を称する。透過率基準点色ずれ（透過率における基準点色ずれと称されることもある）は、透過色座標と基準点との間の差を称する。基準点色ずれを決定するために、基準点を選択する。ここに記載された実施の形態によれば、基準点は、ＣＩＥ  Ｌ＊ａ＊ｂ＊測色系における基点（色座標ａ＊＝０、ｂ＊＝０）、座標（ａ＊＝−２、ｂ＊＝−２）、または基板の透過率または反射率色座標であってよい。特に明記のない限り、ここに記載された物品のＬ＊座標は、基準点と同じであり、色ずれに影響しないことを理解すべきである。その物品の基準点色ずれが基板に対して定義される場合、その物品の透過率色座標は、基板の透過率色座標と比較され、物品の反射率色座標は、基板の反射率色座標と比較される。特に明記のない限り、基準点色ずれは、被覆物品１００の空気側の表面１２２に対して垂直角で測定される、透過率または反射率における色座標と基準点との間で測定されるずれを称する。しかしながら、基準点色ずれは、５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度などの非垂直な入射角に基づいて決定してもよいことを理解すべきである。それに加え、特に明記のない限り、反射率色座標は、その物品の空気側の表面１２２のみで測定される。しかしながら、ここに記載された反射率色座標は、２面測定（物品の両面からの反射が両方とも含まれる）または１面測定（物品の空気側の表面１２２のみからの反射が測定される）のいずれかを使用して、物品の空気側の表面１２２およびその物品の反対側（すなわち、図１の主面１１４）の両方で測定することができる。もちろん、１面反射率測定は、典型的に、反射防止コーティングの低い基準点色ずれ値を達成するためのより困難な評価指標であり、これは、物品の背面が、黒色インクなどの光吸収媒体もしくはＬＣＤまたはＯＬＥＤ装置に結合されている用途（スマートフォンなど）に関連する。
【０１０７】
基準点が色座標ａ＊＝０、ｂ＊＝０（基点）である場合、基準点色ずれは、以下の式：基準点色ずれ＝√（（ａ＊物品）２＋（ｂ＊物品）２）により計算される。
【０１０８】
基準点が色座標ａ＊＝−２、ｂ＊＝−２である場合、基準点色ずれは、以下の式：基準点色ずれ＝√（（ａ＊物品＋２）２＋（ｂ＊物品＋２）２）により計算される。
【０１０９】
基準点が基板の色座標である場合、基準点色ずれは、以下の式：基準点色ずれ＝√（（ａ＊物品−ａ＊基板）２＋（ｂ＊物品−ｂ＊基板）２）により計算される。
【０１１０】
１つ以上の実施の形態において、反射率および／または透過率における基準点色ずれは、開示の基準点の内の１つに対して測定して、約１０未満、約９未満、約８未満、約７未満、約６未満、約５未満、約４未満、約３未満、約２．５未満、約２未満、約１．８未満、約１．６未満、約１．４未満、約１．２未満、約１未満、約０．８未満、約０．６未満、約０．４未満、またさらには約０．２５未満、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にある。
【０１１１】
本開示のいくつかの実施の形態は、光源下で非垂直な入射角で見たときでさえ、反射率および／または透過率において無色を示す被覆物品１００に関する。１つ以上の実施の形態において、ここに記載された被覆物品１００は、視角が変えられたときに、反射率および／または透過率において目に見える色の変化が最小であることがある。それは、反射率または透過率における被覆物品１００の角度色ずれにより特徴付けることができる。角度色ずれは、以下の式：角度色ずれ＝√（（ａ＊２−ａ＊１）２＋（ｂ＊２−ｂ＊１）２）を使用して決定できる。この角度色ずれの式において、入射照明角度が基準照明角度と異なり、ある場合には、約１度以上、例えば、２度または約５度基準照明角度から異なるという条件で、ａ＊１およびｂ＊１は、基準入射照明角度（垂直入射を含むことがある）で見たときの物品のａ＊およびｂ＊座標を表し、ａ＊２およびｂ＊２は、入射照明角度で見たときの物品のａ＊およびｂ＊座標を表す。特に明記のない限り、ここに記載された物品のＬ＊座標は、任意の角度または基準点で同じであり、色ずれに影響しないことを理解すべきである。
【０１１２】
基準照明角度は、垂直入射（すなわち、０度）、または例えば、垂直入射から５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度を含んでよい。しかしながら、特に明記のない限り、基準照明角度は、垂直入射角である。入射照明角度は、例えば、基準照明角度から５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度であってもよい。
【０１１３】
１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、ある光源下で、基準照明角度と異なる特定の入射照明角度で見たときに、約１０以下（例えば、５以下、４以下、３以下、または２以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲）の反射率および／または透過率における角度色ずれを有する。いくつかの実施の形態において、反射率および／または透過率における角度色ずれは、約１．９以下、１．８以下、１．７以下、１．６以下、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１以下、１以下、０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下、０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．２以下、または０．１以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲である。いくつかの実施の形態において、その角度色ずれは約０であることがある。光源としては、Ａ光源（タングステン・フィラメント照明を表す）、Ｂ光源（昼光シミュレーション光源）、Ｃ光源（昼光シミュレーション光源）、Ｄ類光源（自然照明を表す）、およびＦ類光源（様々な種類の蛍光照明を表す）を含む、ＣＩＥにより決定されたような標準光源が挙げられる。具体例として、その物品は、ＣＩＥ  Ｆ２、Ｆ１０、Ｆ１１、Ｆ１２またはＤ６５光源下、またはより詳しくは、ＣＩＥ  Ｆ２光源下で、基準照明角度から、入射照明角度で見たときに、約２以下の反射率および／または透過率における角度色ずれを示す。
【０１１４】
１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、基準照明角度に対して所定の範囲内の全ての入射照明角度で、約１０以下（例えば、５以下、４以下、３以下、または２以下）の反射率および／または透過率における角度色ずれを有する。例えば、被覆物品１００は、基準照明角度から、その基準照明角度から約５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度までの範囲内の全ての入射照明角度で、約１０以下、５以下、４以下、３以下、または２以下の角度色ずれを有することがある。追加の実施の形態において、被覆物品１００は、基準照明角度から、その基準照明角度から約５度、１０度、１５度、３０度、４５度、または６０度までの範囲内の全ての入射照明角度で、約１．９以下、１．８以下、１．７以下、１．６以下、１．５以下、１．４以下、１．３以下、１．２以下、１．１以下、１以下、０．９以下、０．８以下、０．７以下、０．６以下、０．５以下、０．４以下、０．３以下、０．２以下、または０．１以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲の角度色ずれを有することがある。
【０１１５】
１つ以上の実施の形態において、被覆物品１００は、光源ポートの上の、直径８ｍｍの開口を使用して、商標名Ｈａｚｅ−Ｇａｒｄ  ｐｌｕｓ（登録商標）でＢＹＫ  Ｇａｒｄｎｅｒにより供給されるヘイズメーターを使用して、研磨側で測定して、約１０％以下のヘイズ値を示す。いくつかの実施の形態において、ヘイズは、約５０％以下、約２５％以下、約２０％以下、約１５％以下、約１０％以下、約９％以下、約８％以下、約７％以下、約６％以下、約５％以下、約４％以下、約３％以下、約２％以下、約１％以下、約０．５％以下、または約０．３％以下、および先の値の間の任意の範囲と部分的範囲にあることがある。いくつかの特定の実施の形態において、物品１００は、約０．１％から約１０％、約０．１％から約９％、約０．１％から約８％、約０．１％から約７％、約０．１％から約６％、約０．１％から約５％、約０．１％から約４％、約０．１％から約３％、約０．１％から約２％、約０．１％から約１％、約０．３％から約１０％、約０．５％から約１０％、約１％から約１０％、約２％から約１０％、約３％から約１０％、約４％から約１０％、約５％から約１０％、約６％から約１０％、約７％から約１０％、約１％から約８％、約２％から約６％、約３％から約５％の範囲、および先の値の間の全ての範囲と部分的範囲のヘイズを示す。
【０１１６】
ここに開示された被覆物品は、ディスプレイを備えた物品（またはディスプレイ物品）（例えば、携帯電話、タブレット、コンピュータ、ナビゲーションシステム、ウェアラブル機器（例えば、腕時計）などを含む家庭用電化製品）、建築物品、輸送物品（例えば、自動車、列車、航空機、船舶など）、電化製品、またはある程度の透明性、耐引掻性、耐摩耗性またはその組合せを必要とする任意の物品などの別の物品に組み込まれることがある。ここに開示された被覆物品のいずれかを組み込んだ例示の物品が、図７Ａおよび７Ｂに示されている。詳しくは、図７Ａおよび７Ｂは、前面７０４、背面７０６、および側面７０８を有する筐体７０２；その筐体内に少なくとも部分的に内部にあるまたは完全に中にある電気部品（図示せず）であって、少なくとも、制御装置、メモリ、および筐体の前面にまたはそれに隣接したディスプレイ７１０を含む電気部品；およびディスプレイ上にあるように、筐体の前面またはその上にあるカバー基板７１２を備えた家庭用電子機器７００を示している。いくつかの実施の形態において、カバー基板７１２は、ここに開示された被覆物品のいずれを含んでもよい。いくつかの実施の形態において、その筐体の一部またはカバーガラスの少なくとも一方は、ここに開示された被覆物品を含む。
【実施例】
【０１１７】
被覆物品の様々な実施の形態を、以下の実施例によってさらに明白にする。それらの実施例は、事実上、説明であり、本開示の主題を限定すると理解すべきではない。
【０１１８】
実施例１
プラズマ蒸着によって、ガラス基板上に膜を堆積させた。膜は、反応性スパッタリング堆積を使用して、「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓ（約８５０ＭＰａのＣＳ、約４０マイクロメートルのＤＯＣ、および１．０ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有するＣｏｒｎｉｎｇコード＃５３１８）上に膜を堆積させた。スパッタリング標的は、シリコンおよびアルミニウムの直径３インチ（約７．５ｃｍ）の標的であった。各標的は、シャッターが閉じたときに、スパッタ物質の堆積を防ぐ、またはシャッターが開いたときに基板上にスパッタ物質の堆積を可能にすることができる空気圧駆動シャッターを有した。サンプルは、スパッタリング標的の上に位置している。チャンバ内のスパッタリング発射距離は約１００ｍｍであった。均一性を改善するために、サンプルをスパッタリング標的上で回転させた。基板近く（約１ｍｍ離れた）の温度をモニタするために、基板ホルダの近くに配置した熱電対を使用した。サンプルを、堆積の前と最中に、チャンバ内で加熱し、２００℃に保持するように制御した。このチャンバに、圧力を制御するために可変角度仕切弁を使用した。この可変角度弁は、便利なものであるが、ここに開示された膜特性を達成するためには必要ない。堆積チャンバでは、チャンバ中にサンプルを輸送するためにロードロックを使用した。このチャンバは、ターボ分子ポンプにより引いた。このチャンバの基準圧力は、約０．１マイクロトール（すなわち、１０−７トール（約１３×１０−６Ｐａ））であった。
【０１１９】
堆積の実施は、サンプルをロードロックに装填し、ロードロックをポンプで引き、次に、サンプルを堆積チャンバに移送することによって開始した。堆積チャンバ内でアルゴンガスの流れを開始し、可変角度仕切弁を使用して、圧力を約３０ミリトール（約４Ｐａ）に制御した。約３０ミリトール（約４Ｐａ）の圧力が安定化された後、次に、被覆の実施に使用する目的のスパッタリング標的の各々にプラズマを開始した。このプラズマは、ＤＣおよびＲＦ（１３．５６ＭＨｚ）の電力のいずれかまたは両方で駆動した。典型的に、９９．９９％純粋なアルミニウム標的に、２００ワットのＲＦが重畳された３００ワットのＤＣを使用し、ｐドープＳｉ標的に５００ワットのＤＣを使用したが、バリエーションが表１に示されている。その後の実験により、Ａｌは、ＲＦを重畳せずに、５００ワットのＤＣのみでも駆動できることが分かった。約１分に亘りプラズマを安定化した後、可変角度仕切弁を使用して、圧力を堆積圧に減少させた。
【０１２０】
堆積圧でプラズマが安定化された後、酸化剤の窒素および酸素ガスを導入した。典型的に、毎分３０標準状態立方センチメートル（ｓｃｃｍ）のＮ２流および約０．５ｓｃｃｍの酸素流を使用した。これらの値は、表１に示されるように、ある堆積の実施から別のもので変わった。いくつかの堆積の実施では酸素を使用せず、いくつかでは３ｓｃｃｍまでの酸素を使用した。酸化剤ガスを導入すると、マグネトロンに供給される電力で電圧の減少により見られるように、スパッタリング標的の表面が窒素と酸素で部分的に汚染された。汚染の正確な程度は分からなかった。約１分の短い安定化時間後、マグネトロン標的へのシャッターを開いて、スパッタ物質をサンプル上に堆積させた。
【０１２１】
表１は、実施例１の様々なサンプルの堆積条件を示している。
【０１２２】
【表１】
2020504842.tif 000006
【０１２３】
表２は、実施例１において製造されたコーティングの組成を示している。
【０１２４】
【表２】
2020504842.tif 000007
【０１２５】
表３は、実施例１のコーティングに測定された性質を示している。詳しくは、表３は、コーティング厚、コーティング（基板上に存在するコーティングについて）の破壊歪み、基板（その上にコーティングが存在する状態で試験された基板について）の破壊歪み、基板上に存在するコーティングについて測定したモジュラス（Ｅ）、基板上に存在するコーティングについて測定した硬度（Ｈ）、および先に記載された技術を使用して測定した膜応力（膜内の残留応力）を示す。下記の表４に報告された結果についても、表３に関して上述した注釈および同じ慣例を使用した。
【０１２６】
【表３】
2020504842.tif 000008
【０１２７】
表３に示されるように、残留圧縮応力（例えば、５ＭＰａ以上、５０ＭＰａ超、１００ＭＰａ超、１５０ＭＰａ超、２００ＭＰａ超、４００ＭＰａ超、５００ＭＰａ以上、８００ＭＰａ超、および９００ＭＰａ超、ここで、表における負号は、圧縮応力を示す）を有する膜は、基板の破損前に亀裂を生じなかった。すなわち、コーティングおよび基板は、同じ破壊歪みを有した、すなわち、それらは、同じ荷重下で破損した。関与する材料は脆いので、また基板の厚さはコーティングのものよりずっと厚いので、基板が破損するときに、コーティングはそれと共に破損する。それゆえ、コーティングの破壊歪みが基板の破壊歪みと等しい場合、コーティングは少なくとも基板と同じくらい頑強である。ある場合には、コーティングおよび基板が同様の頑強性のものである、すなわち、同様の破壊歪みで破損することが有益である。しかしながら、ある場合には、コーティングおよび基板が互いに同様ではない場合でさえ、それらの各々について、高い破壊歪みを達成することが、コーティングおよび基板の間で同様の破壊歪みを達成することよりも望ましい。すなわち、基板およびコーティングの両方が高い破壊歪みを有する場合、そのような被覆基板を含む製品は、破壊歪みがコーティングおよび基板の間で同様であるが低い、被覆基板を含む製品よりも、印加荷重および曲げに関して、より耐久性になる。また、破壊歪みは、コーティングの厚さおよび基板の厚さに依存する。表３および４において、全体に亘り、同じ基板の厚さを使用した。
【０１２８】
それゆえ、例えば、同様のコーティング厚を有する（それぞれ、７２６ｎｍおよび７２０ｎｍ）、比較サンプルＤとサンプル６を比較すると、比較サンプルＤにおけるコーティングの破壊歪みが基板のものと同様である（各々について０．３８％）のに対し、サンプル６のコーティングの破壊歪みが基板のものより低い（それぞれ、０．６１％対０．７８％）場合でさえ、コーティングの破壊歪みは比較サンプルＤにおけるものより高いので（それぞれ、０．６１％対０．３８％）、サンプル６のほうがより望ましい。これらのサンプルをさらに比較すると、サンプル６における残留圧縮応力（約２００ＭＰａ）は、比較サンプルＤにおけるもの（約５ＭＰａ）よりも高く、これにより、コーティングのより高い破壊歪み、およびより望ましい被覆基板がもたらされる。すなわち、コーティングの残留応力を制御すること、詳しくは、残留応力を圧縮に制御すること、より詳しくは、残留応力を十分なレベルの圧縮に制御することが、コーティングの破壊歪みを増加させる上で望ましい。
【０１２９】
例えば、サンプル２および比較サンプルＣは、ほぼ同じ、厚さ（１１６０ｎｍ対１１５２ｎｍ）、モジュラス（２２８ＧＰａ対２２９ＧＰａ）、および硬度（１９．８ＧＰａ対２０．９ＧＰａ）を有するが、サンプル２の残留圧縮応力が高い（９６０ＭＰａ対比較サンプルＣにおける４７９ＭＰａの引張残留応力）ために、サンプル２のコーティングの破壊歪みは、比較サンプルＣのものよりずっと高い（０．７２％対０．３１％）。
【０１３０】
同様に、サンプル４は比較サンプルＤよりも、コーティングおよび基板の両方についてより高い破壊歪みを有するので（０．７３％対０．３８％）、好ましく、ここで、これらのサンプルは、同様の硬度（それぞれ、１７．４ＧＰａ対１７．５ＧＰａ）、および同様のモジュラス（それぞれ、２００ＧＰａおよび１９８ＧＰａ）を有する。重ねて、サンプル４におけるより高い圧縮応力（８２８ＭＰａ対比較サンプルＤについての５ＭＰａ）により、より高い破壊歪みがもたらされる（０．７３％対比較サンプルＤの０．３８％）ことが分かる。サンプル４は、比較サンプルＤのものよりいくぶく大きい厚さを有したが（それぞれ、８５５ｎｍ対７２６ｎｍ）、実施例２の表４に示されるように、より薄いコーティングがより高い破壊歪みを生じるであろう（コーティングの残留圧縮応力が同じ場合）と予測されるであろう。
【０１３１】
実施例２
Ｔｅｃｐｏｒｔ  Ｓｙｍｐｈｏｎｙ堆積装置を使用したイオンアシストプラズマ蒸着を利用して、「Ｇｏｒｉｌｌａ」Ｇｌａｓｓ（約８５０ＭＰａのＣＳ、約４０マイクロメートルのＤＯＣ、および１．０ｍｍの厚さを有するＣｏｒｎｉｎｇコード＃５３１８）上にコーティングを堆積させた。表４は、堆積の条件を示している。実施例２の全てのコーティングは、ＡｌＯＮから形成した。堆積中にＡｌマグネトロンに印加した電力は、４ｋＷであった。堆積時間は、表４に示されるように、変えた。マグネトロンに供給したアルゴン流は４０ｓｃｃｍであり、イオン銃に供給したアルゴン流は２５ｓｃｃｍであった。イオン銃に供給した窒素流は４５ｓｃｃｍであり、イオン銃に供給した酸素流は２．５ｓｃｃｍであった。堆積のポンピングには、１．３９ｍＴ（約０．１９Ｐａ）のチャンバ圧のために２つのクライオポンプを使用した。サンプルは、２０ｒｐｍで回転させた。表４は、サンプルのモジュラスおよび硬度、並びに被覆基板の破壊歪みも示している。
【０１３２】
【表４】
2020504842.tif 000009
【０１３３】
実施例２のサンプル５〜７から、所定の残留圧縮応力（例えば、約２００ＭＰａ）について、コーティングの厚さが約１０００ｎｍから約７００ｎｍから約３５０ｎｍに減少するにつれて、コーティングの破壊歪みが、約０．４％から約０．６％から約０．８％に増加したことが分かる。
【０１３４】
先の実施例１および２から、（ｉ）所定のコーティングの厚さ、硬度、およびモジュラスについて、膜の残留圧縮応力がより高いと、膜の破壊歪みが望ましくより高くなること、（ｉｉ）膜における所定の量の残留圧縮応力について、より薄い膜は、膜におけるより高い破壊歪みをもたらすこと、および（ｉｉｉ）膜の望ましいレベルの破壊歪みは、様々な硬度およびモジュラスを有するコーティングにより達成することができ、それゆえ、望ましい程度の耐引掻性が提供されるであろうことが分かる。すなわち、一般に、コーティングのモジュラスが高いほど、また硬度が高いほど、耐引掻性がより良好になる。しかしながら、モジュラスが高いほど、また硬度が高いほど、材料がより脆くなり、それゆえ、破壊歪みが低くなる。それゆえ、本開示の概念を使用して、望ましい耐引掻性（高い硬度および／またはモジュラス）および耐久性（高い破壊歪み、例えば、コーティングの高い破壊歪み）を有するコーティングを設計するために、コーティングの性質（例えば、厚さ、硬度、モジュラス、および残留応力）のバランスを適切にとることができる。
【０１３５】
例えば、５ＭＰａ超、または５０ＭＰａ超、または１００ＭＰａ超（例えば、１５０ＭＰａ超、２００ＭＰａ超、８００ＭＰａ超、および９００ＭＰａ超−それぞれ、サンプル６、５、４、および２を参照のこと）の残留圧縮応力と共に、約６００ｎｍから約１１６０ｎｍ（例えば、約７００ｎｍから約９００ｎｍ−サンプル２、４、５、および６を参照のこと）の厚さ、約１２ＧＰａ超（例えば、約１３ＧＰａ以上、約１５ＧＰａ以上、約１７ＧＰａ以上、または約１９ＧＰａ以上−それぞれ、サンプル５、６、４、および２を参照のこと）の硬度、および約０．４２％以上（例えば、約０．４２％以上、約０．６％以上、約０．７％以上−それぞれ、サンプル５、６、および２＆４を参照）のコーティングの破壊歪みを有するコーティングを得ることができる。同様に、例えば、５ＭＰａ超、または５０ＭＰａ超、または７５ＭＰａ超、、または１００ＭＰａ超（例えば、２００ＭＰａ以上、４００ＭＰａ超、および５００ＭＰａ以上−それぞれ、サンプル７、３、および１を参照のこと）の残留圧縮応力と共に、約３００ｎｍから約６００ｎｍ（例えば、約３５０ｎｍ以上、４００ｎｍ以上、または約５５０ｎｍ以上−それぞれ、サンプル７、３、および１を参照のこと）の厚さ、約１４ＧＰａ以上（例えば、約１４ＧＰａ以上、約１７ＧＰａ以上、または約１８ＧＰａ以上−それぞれ、サンプル７、３、および１を参照のこと）の硬度、および約０．６５％超（例えば、約０．７超、約０．７４以上、約０．８以上−それぞれ、サンプル３、１、および７を参照）のコーティングの破壊歪みを有するコーティングを得ることができる。
【０１３６】
表３から分かるように、１μｍ以上の厚さおよび１２、１４、１６、または１８ＧＰａ超の（コーティングまたは物品）硬度を有するコーティングを持つ被覆物品について、膜応力が注意深く制御されていない場合、すなわち、残留膜応力が十分には圧縮でない場合、コーティングの破壊歪みが０．３１ほどと望ましくなく低いことがある（比較サンプルＣ参照）。この同じコーティングの厚さおよび硬度の範囲について、そのコーティングの破壊歪みは、膜応力がうまく制御された場合、すなわち、残留膜応力が、圧縮であるように、例えば、５ＭＰａ超、または５０ＭＰａ超、または１００ＭＰａ超、または１５０ＭＰａ超、または２００ＭＰａ超、または２５０ＭＰａ超、または３００ＭＰａ超、または３５０ＭＰａ超、または４００ＭＰａ超、または４５０ＭＰａ超、または５００ＭＰａ超、または５５０ＭＰａ超、または６００ＭＰａ超、または６５０ＭＰａ超、または７００ＭＰａ超、または７５０ＭＰａ超、または８００ＭＰａ超、または８５０ＭＰａ超、または９００ＭＰａ超、または９５０ＭＰａ超の残留圧縮応力を有するように制御された場合、０．４超、０．５超、０．６超、または０．７超であり得る。
【０１３７】
それに加え、１２、１４、または１６ＧＰａ超の硬度と共に、６００〜１０００ｎｍまたは７００〜９００ｎｍの厚さ範囲のコーティングを有する被覆物品について、そのコーティングの破壊歪みは、膜応力がうまく制御されていない場合、すなわち、残留膜応力が十分には圧縮でない場合、０．３８ほど低くなり得る（比較サンプルＤに示されるように）が、膜応力がうまく制御された場合、すなわち、残留膜応力が、圧縮であるように、例えば、５ＭＰａ超、または５０ＭＰａ超、または１００ＭＰａ超、または１５０ＭＰａ超、または２００ＭＰａ超、または２５０ＭＰａ超、または３００ＭＰａ超、または３５０ＭＰａ超、または４００ＭＰａ超、または４５０ＭＰａ超、または５００ＭＰａ超、または５５０ＭＰａ超、または６００ＭＰａ超、または６５０ＭＰａ超、または７００ＭＰａ超、または７５０ＭＰａ超、または８００ＭＰａ超、または８５０ＭＰａ超、または９００ＭＰａ超、または９５０ＭＰａ超の残留圧縮応力を有するように制御された場合、破壊歪みは、０．４５超、０．５５超、０．６５超、または０．７超であり得る。
【０１３８】
１２、１４、または１６ＧＰａ超の硬度と共に、４００〜６００ｎｍの厚さ範囲のコーティングを有する被覆物品について、そのコーティングの破壊歪みは、膜応力がうまく制御されていない場合、０．５９ほど低くなり得る（比較サンプルＡ参照）が、膜応力がうまく制御された場合、すなわち、残留膜応力が、圧縮であるように、例えば、５ＭＰａ超、または５０ＭＰａ超、または１００ＭＰａ超、または１５０ＭＰａ超、または２００ＭＰａ超、または２５０ＭＰａ超、または３００ＭＰａ超、または３５０ＭＰａ超、または４００ＭＰａ超、または４５０ＭＰａ超、または約５００ＭＰａ以上の残留圧縮応力を有するように制御された場合、コーティングの破壊歪みは、０．６５超、または０．７超であり得る。
【０１３９】
ここに用いられているように、「約」という用語は、量、サイズ、配合物、パラメータ、および他の数量と特徴が、正確ではなく、正確である必要はないが、許容誤差、変換係数、丸め、測定誤差など、および当業者に公知の他の要因を反映して、必要に応じて、近似および／または大きいまたは小さいことがあることを意味する。値または範囲の端点を記載する上で、「約」という用語が使用されている場合、本開示は、称されている特定の値または端点を含むと理解すべきである。本明細書における数値または範囲の端点に「約」が付いていようとなかろうと、その数値または範囲の端点は、「約」で修飾されたもの、および「約」で修飾されていないものの２つの実施の形態を含むことが意図されている。それらの範囲の各々の端点は、他方の端点に関してと、他方の端点とは関係なくの両方で有意であることがさらに理解されよう。
【０１４０】
ここに用いられている「実質的」、「実質的に」という用語、およびその変形は、記載された特徴が、ある値または記載と等しいまたはほぼ等しいことを指摘する意図がある。例えば、「実質的に平らな」表面は、平らまたはほぼ平らである表面を示す意図がある。さらに、「実質的に」は、２つの値が等しいまたはほぼ等しいことを示す意図がある。いくつかの実施の形態において、「実質的に」は、互いの約５％以内、または互いの約２％以内など、互いの約１０％以内の値を示すことがある。
【０１４１】
ここに用いられている方向の用語−例えば、上、下、右、左、前、後、上部、底部−は、描かれた図面に関してのみで使用され、絶対的な向きを暗示する意図はない。
【０１４２】
ここに用いられているように、名詞は、「少なくとも１つ」の対象を指し、そうではないと明白に示されていない限り、「ただ１つ」に限定されるべきではない。それゆえ、例えば、「成分」への言及は、そうではないと明白に示されていない限り、そのような成分を２つ以上有する実施の形態を含む。
【０１４３】
様々な改変および変更が、本開示の精神および範囲から逸脱せずに、本開示に行えることが当業者に明白であろう。それゆえ、本開示は、そのような改変および変更を、それらが、付随の特許請求の範囲およびその等価物の範囲内に入るという条件で、包含することが意図されている。
【０１４４】
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
【０１４５】
実施形態１
被覆物品において、
主面を有する基板と、
前記基板の主面上に配置され、空気側の表面を形成する光学コーティングであって、堆積材料の１つ以上の層を含む光学コーティングと、
を備え、
前記光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ超の残留圧縮応力を有し、
前記光学コーティングは、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．４％以上の破壊歪みを有し、
前記光学コーティングは、約５０ｎｍ以上の圧痕深さに沿って、バーコビッチ圧子硬度試験により前記空気側の表面で測定して１２ＧＰａ以上の最大硬度を有し、
前記被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有する、被覆物品。
【０１４６】
実施形態２
（ｉ）前記光学コーティングが、約３５０ｎｍから約６００ｎｍ未満の厚さ、約０．６５％超の破壊歪み、および１４ＧＰａ以上の最大硬度を有する；および
（ｉｉ）前記光学コーティングが、約６００ｎｍ以上の厚さ、約０．４％超のコーティング破壊歪み、および１３ＧＰａ以上の最大硬度を有する；
の内の一方である、実施形態１に記載の被覆物品。
【０１４７】
実施形態３
前記残留圧縮応力を有する前記光学コーティングの一部が、複数のイオン交換可能な金属イオンおよび複数のイオン交換された金属イオンをさらに含み、該イオン交換された金属イオンは、該イオン交換可能な金属イオンの原子半径より大きい原子半径を有する、実施形態１または２に記載の被覆物品。
【０１４８】
実施形態４
前記残留圧縮応力が、機械的ブラスト技法によって前記光学コーティングに与えられる、実施形態１または２に記載の被覆物品。
【０１４９】
実施形態５
前記光学コーティングの前記少なくとも一部が熱膨張係数を有し、前記基板が熱膨張係数を有し、該基板が、該光学コーティングの該少なくとも一部が有するよりも大きい熱膨張係数を有し、該熱膨張係数は、約２０℃から約３００℃の温度範囲に亘り測定される、実施形態１または２に記載の被覆物品。
【０１５０】
実施形態６
前記光学コーティングの前記少なくとも一部の熱膨張係数に対する前記基板の熱膨張係数の比が、約１．２：１以上である、実施形態５に記載の被覆物品。
【０１５１】
実施形態７
前記光学コーティングが、約１４ＧＰａ以上の最大硬度を示す、実施形態１から６いずれか１つに記載の被覆物品。
【０１５２】
実施形態８
前記基板が非晶質基板または結晶質基板を含む、実施形態１から７いずれか１つに記載の被覆物品。
【０１５３】
実施形態９
消費家電製品において、
前面、背面および側面を有する筐体；
前記筐体の少なくとも部分的に内部に設けられた電気部品であって、少なくとも制御装置、メモリ、およびディスプレイであって、該筐体の前面にまたはそれに隣接して設けられたディスプレイを含む電気部品；および
前記ディスプレイ上に配置されたカバーガラス；
を備え、
前記筐体の一部または前記カバーガラスの少なくとも一方が、実施形態１から８いずれか１つに記載の被覆物品から作られている、消費家電製品。
【０１５４】
実施形態１０
被覆物品を製造する方法において、
空気側の表面を形成し、堆積材料の１つ以上の層を備える光学コーティングを基板の主面上に堆積させる工程、
を有してなり、
前記光学コーティングの少なくとも一部は、約５０ＭＰａ超の残留圧縮応力を有し、
前記光学コーティングは、リング・オン・リング引張試験手順で測定して約０．４％以上の破壊歪みを有し、
前記光学コーティングは、約５０ｎｍ以上の圧痕深さに沿って、バーコビッチ圧子硬度試験により前記空気側の表面で測定して１２ＧＰａ以上の最大硬度を有し、
前記被覆物品は、約８０％以上の平均明所視透過率を有する、方法。
【０１５５】
実施形態１１
（ｉ）前記光学コーティングが、約３５０ｎｍから約６００ｎｍ未満の厚さ、約０．６５％超の破壊歪み、および１４ＧＰａ以上の最大硬度を有する；および
（ｉｉ）前記光学コーティングが、約６００ｎｍ以上の厚さ、約０．４％超のコーティング破壊歪み、および１３ＧＰａ以上の最大硬度を有する；
の内の一方である、実施形態１０に記載の方法。
【０１５６】
実施形態１２
堆積された前記光学コーティングをイオン交換処理することによって、該光学コーティング上に残留圧縮応力を与える工程をさらに含む、実施形態１０または実施形態１１に記載の方法。
【０１５７】
実施形態１３
前記イオン交換処理が、前記光学コーティングをイオン性塩浴と接触させる工程を含む、実施形態１２に記載の方法。
【０１５８】
実施形態１４
前記イオン交換処理が、電界イオン交換を含む、実施形態１２または１３に記載の方法。
【０１５９】
実施形態１５
機械的ブラスト技法により前記光学コーティング上に残留圧縮応力を与える工程をさらに含む、実施形態１０または１１に記載の方法。
【０１６０】
実施形態１６
前記光学コーティングの堆積前に、物理的応力下で前記基板を変形させる工程、および
前記光学コーティングの堆積後に、変形した前記基板にそれ自体を再形成させる工程、
をさらに含み、
前記光学コーティングは、前記変形した基板上に堆積されている、実施形態１０または１１に記載の方法。
【０１６１】
実施形態１７
前記基板上に前記光学コーティングの前記少なくとも一部を堆積させ、該基板を加熱し、該基板を、その上に堆積されたコーティングと共に冷ます工程をさらに含む、実施形態１０または１１に記載の方法。
【０１６２】
実施形態１８
前記被覆物品が、約１４ＧＰａ以上の最大硬度を示す、実施形態１０から１７のいずれか１つに記載の方法。
【符号の説明】
【０１６３】
１００    被覆物品
１１０    基板
１１２、１１４    主面
１１６、１１８    副面
１２０    光学コーティング
１２２    空気側の表面
１３０    反射防止コーティング
１３０Ａ、１３０Ｂ    複数の層
１３２    周期
１４０    上面コーティング
１５０    耐引掻性層
１６０    上部勾配層
１７０    底部勾配層
３００    リング・オン・リング機械式試験装置
３０２    底部リング
３０４    上部リング
７００    家庭用電子機器
７０２    筐体
７０４    前面
７０６    背面
７０８    側面
７１０    ディスプレイ
７１２    カバー基板
【図１】
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【図２】
2020504842.tif 000011
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020504842.tif 000015
【図７Ａ】
2020504842.tif 000016
【図７Ｂ】
2020504842.tif 000017
【国際調査報告】
2020504842.tif 000018
2020504842.tif 000019
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