CN107614310B - 平视显示器系统 - Google Patents

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Abstract

提供一种被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统的电光组合件，所述电光组合件包含具有第一表面、第二表面的第一衬底以及具有第三表面和第四表面的第二衬底。所述第一衬底和所述第二衬底被配置成保持平行间隔关系并且围绕所述第一和第二衬底的周边密封。抗反射涂层位于第二部分反射部分透射衬底的所述第三表面上。透反射涂层位于所述第一和第二表面中的至少一个上，并且电致变色介质位于所述第一衬底的所述第二表面与所述第二衬底的所述第三表面之间。所述电光组合件被配置成从所述车辆的所述平视显示器系统的投影器反射图像。

Description

平视显示器系统
技术领域
本公开大体上涉及一种电光组合件，且更确切地说，涉及一种具有电光组合件的平视显示器。
发明内容
根据本公开的一个方面，提供一种被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统的电光组合件，所述电光组合件包含具有第一表面和第二表面的第一衬底以及具有第三表面和第四表面的第二衬底。第一衬底和第二衬底被配置成保持平行间隔关系并且围绕第一和第二衬底的周边密封。透反射涂层位于第一衬底的第一和第二表面中的至少一个上。抗反射电极位于第二和第三表面中的至少一个上。抗反射涂层位于第四表面上。电致变色介质位于第一衬底的第二表面与第二衬底的第三表面之间。电光组合件被配置成从车辆的平视显示器系统的投影器反射图像。
根据本公开的另一方面，提供一种被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统的电光组合件，所述电光组合件包含具有第一表面和第二表面的第一衬底以及具有第三表面和第四表面的第二衬底。第一衬底和第二衬底被配置成以平行间隔关系定位并且沿着第一和第二衬底的周边密封。透反射涂层位于第一和第二表面中的至少一个上。透反射涂层具有低吸收层和至少一个第一金属层。电致变色介质位于第一衬底的第二表面与第二衬底的第三表面之间。反射率基本上不变。电光组合件被配置成控制从明亮状态到黑暗状态的透射率，并且电光组合件被配置成从车辆的平视显示器系统的投影器反射图像。
根据本公开的又一方面，提供一种电光组合件，所述电光组合件包含界定第一表面和第二表面的衬底。透反射层位于第一衬底的第一表面上。透反射层具有反射率在约15％与35％之间的金属-介电质-金属(MDM)结构。第二衬底界定第三表面和第四表面。抗反射电极位于第一衬底的第二表面以及第二衬底的第三表面上。抗反射电极具有在第二衬底的第四表面上的透明导电氧化物和抗反射涂层。电致变色介质位于第一衬底的第二表面与第二衬底的第三表面之间并且在明亮状态与黑暗状态之间可操作。从抗反射涂层和抗反射电极产生的反射率各自小于1％。明亮状态透射率在约24％与45％之间，并且黑暗状态透射率小于约7.5％。电光组合件被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统。
总之，本发明的实施方案如下列第1项、第10项和第19项所述，其余各项为优选实施方案：
1.一种被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统的电光组合件，其包括：
第一衬底，所述第一衬底包括：
第一表面；
第二表面；
第二衬底，所述第二衬底包括：
第三表面；
第四表面，
其中所述第一衬底和所述第二衬底被配置成保持平行间隔关系并且围绕所述第一和第二衬底的周边密封；
透反射涂层，其位于所述第一衬底的所述第一和第二表面中的至少一个上，所述透反射涂层包括金属-介电质-金属(MDM)结构；
抗反射电极，其位于所述第二和第三表面中的至少一个上；
抗反射涂层，其位于所述第四表面上；以及
电致变色介质，其位于所述第一衬底的所述第二表面与所述第二衬底的所述第三表面之间，
其中所述电光组合件被配置成从所述车辆的所述平视显示器系统的投影器反射图像。
2.根据上述1所述的电光组合件，其中所述透反射涂层位于所述第一衬底的所述第一表面上。
3.根据上述1所述的电光组合件，其中所述透反射涂层位于所述第一衬底的所述第二表面上。
4.根据上述1至3中任一项所述的电光组合件，其中所述透反射涂层具有在约15％与约45％之间的反射率。
5.根据上述1至4中任一项所述的电光组合件，其中所述抗反射电极包括氧化铟锡并且位于所述第三表面上，所述氧化铟锡的厚度约等于从所述投影器产生的光的半波厚度的倍数。
6.根据上述1至5中任一项所述的电光组合件，其中所述电光组合件具有大致25％的高状态反射率以及至少大致24％的高状态透射率。
7.根据上述1至6中任一项所述的电光组合件，其中所述电光组合件具有至多10.5％的低端透射率。
8.根据上述1至7中任一项所述的电光组合件，其中所述第一和第二衬底是两个1.6mm玻璃衬底，所述玻璃衬底均弯曲成具有自由形式形状。
9.根据上述1至8中任一项所述的电光组合件，其进一步包括：
位于所述透反射涂层上的类金刚石碳涂层。
10.一种被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统的电光组合件，其包括：
第一衬底，所述第一衬底包括：
第一表面；
第二表面；
第二衬底，所述第二衬底包括：
第三表面；
第四表面，所述第一衬底和所述第二衬底被配置成以平行间隔关系定位并且沿着所述第一和第二衬底的周边密封；
透反射涂层，其位于所述第一表面上，所述透反射涂层包括低吸收层和至少第一金属层；以及
电致变色介质，其位于所述第一衬底的所述第二表面与所述第二衬底的所述第三表面之间，
其中所述电光组合件的反射率基本上不变，
其中所述电光组合件被配置成控制从明亮状态到黑暗状态的透射率，以及
其中所述电光组合件被配置成从所述车辆的所述平视显示器系统的投影器反射图像。
11.根据上述10所述的电光组合件，其中抗反射涂层位于所述第二衬底的所述第三和第四表面中的至少一个上。
12.根据上述10和11中任一项所述的电光组合件，其进一步包括：
在所述第二表面和所述第三表面中的至少一个上的抗反射电极，所述抗反射电极包括透明导电氧化物(TCO)。
13.根据上述11和12中任一项所述的电光组合件，其中所述抗反射涂层位于所述第四表面上，所述抗反射涂层包括基于金属的抗反射涂层。
14.根据上述11至13中任一项所述的电光组合件，其中所述电光组合件被配置成以大致在15％与35％之间的反射率反射图像。
15.根据上述10至14中任一项所述的电光组合件，其中所述电光组合件被配置成在所述明亮状态下控制从约24％至约60％的透射率。
16.根据上述10至15中任一项所述的电光组合件，其中反射光和透射光中的至少一个具有大于85的显色指数。
17.根据上述10至16中任一项所述的电光组合件，其中所述透反射涂层进一步包括具有第二金属层、位于所述第一金属层与所述第二金属层之间的所述低吸收层。
18.根据上述10至17中任一项所述的电光组合件，其中所述电光组合件被配置成将所述黑暗状态下的所述透射率控制成小于约7.5％。
19.一种电光组合件，其包括：
第一衬底，其界定第一表面和第二表面；
透反射层，其位于所述第一衬底的所述第一表面上，所述透反射层包括具有在约15％与35％之间的反射率的金属-介电质-金属(MDM)结构；
第二衬底，其界定第三表面和第四表面；
抗反射电极，其位于所述第一衬底的所述第二表面以及所述第二衬底的所述第三表面上，所述抗反射电极包括透明导电氧化物；
抗反射涂层，其处于所述第二衬底的所述第四表面上；以及
电致变色介质，其位于所述第一衬底的所述第二表面与所述第二衬底的所述第三表面之间并且在明亮状态与黑暗状态之间可操作，
其中从所述抗反射涂层和抗反射电极产生的反射率各自小于1％，其中明亮状态透射率在约24％与45％之间，并且黑暗状态透射率小于约7.5％，以及
其中所述电光组合件被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统。
20.根据上述19所述的电光组合件，其中所述抗反射涂层包含多层具有高和低折射率的交替材料。
21.根据上述19和20中任一项所述的电光组合件，其中所述抗反射涂层包括掺杂物。
22.根据上述19至21中任一项所述的电光组合件，其中所述第一衬底的所述第一表面和所述第二衬底的所述第四表面被配置成具有圆形边缘。
通过参考以下说明书、权利要求书和附图，本领域的技术人员将进一步理解和掌握本公开的这些和其它特征、优点和目的。
附图说明
在附图中：
图1是根据一个实例的并入有电光元件的平视显示器系统的正面透视图；
图2是根据另一实例的并入有电光元件的平视显示器系统的正面透视图；
图3是跨越线III截取的图1的电光组合件的截面图；
图4A和4B说明电光组合件的第一表面上的单个金属层的眼睛加权的透射率与反射率；
图5说明电光组合件第一表面上的单层Cr和双层ITO/Cr双层的透射率与反射率关系；
图6说明电光组合件第一表面上的Cr/ITO/Cr多层透反射器的透射率与反射率关系；
图7说明电光组合件上的单层类金刚石碳(DLC)涂层的透射率与反射率关系；
图8说明电光组合件第一表面上的单层ITO和ITO/TiO2双层的透射率与反射率关系；
图9说明取决于金属AR涂层的厚度的眼睛敏感性加权的反射率；
图10说明介电多层透反射涂层的光谱反射率；以及
图11说明与玻璃原料相比的金属和介电AR涂层的反射率与波长相依性。
具体实施方式
本发明所说明的实施例主要在于与电光组合件，且更确切地说，具有电光组合件的平视显示器系统有关的方法步骤和设备组件的组合。因此，装置组件与方法步骤已在适当情况下通过图中的常规符号表示，仅显示与理解本公开的实施例有关的那些具体细节，以免因对于可受益于本说明书的所属领域的普通技术人员显而易见的细节而模糊了本公开。此外，说明书和图中的类似数字代表类似元件。
本文出于说明的目的，术语“上部”、“下部”、“右侧”、“左侧”、“后部”、“前部”、“垂直”、“水平”以及其派生词应与图1中所指的公开内容有关。除非另外说明，否则术语“前部”应指更靠近电光平视显示器组合件的预期观察者的元件的表面，且术语“后部”应指远离电光平视显示器系统的预期观察者的元件的表面。然而，应理解，除明确规定相反之外，本公开可以采取各种替代定向。还应理解，附图中所说明以及以下说明书中所述的具体装置与过程仅仅是所附权利要求书中限定的发明性概念的示例性实施例。因此，除非权利要求书另外明确说明，否则与本文所公开的实施例有关的具体尺寸和其它物理特性不应被视为限制性。
术语“包含”、“包括(comprise/comprising)”或其任何其它变体旨在涵盖非排他性包含内容，使得包括元件列表的过程、方法、物品或设备不仅仅包含那些元件，还包含并未明确列出或这些过程、方法、物品或设备所特有的其它元件。在没有更多约束的前提下，之前加“包括……”的元素并不排除在包括元素的过程、方法、物体或设备中存在另外的相同元素。
关于图1至3，参考标号10一般表示电光组合件。电光组合件10可以用于车辆18的平视显示器系统14中。电光组合件10可以具有第一部分反射部分透射玻璃衬底22和第二部分反射部分透射玻璃衬底26。第一衬底22可以具有第一表面22A和第二表面22B。第二衬底26可以具有第三表面26A和第四表面26B。第一衬底22和第二衬底26可以平行间隔关系定位并且可以具有基本上围绕第一衬底22和第二衬底26的周边的密封件30。第一衬底22和第二衬底26界定空腔34。电光介质38处于第一衬底22与第二衬底26之间的空腔34中。在至少一个实例中，电光组合件10被配置成具有不变的反射率和变化的透射率。电光组合件10的“明亮状态”是指最大透射率的条件。电光介质38的激活可以将电光组合件10的透射率减小至“黑暗状态”。“低端”透射率是指电光组合件10可达到的最小透射率。
借助于说明且非限制性地，电光组合件10可以包含在车辆18的平视显示器(HUD)系统14中。在此实例中，电光元件10可以充当组合器屏幕以反射通过投影器46投射的主要图像。可以控制电光组合件10以基于来自控制电路的输入而改变光透射的量。例如，在白天条件下，可以使电光组合件10变暗来改进或提高对比度并且允许改进电光组合件10上的从投影器46投射的信息的可见度。对比度可以表示从投影器46产生的主要反射图像与透射穿过电光组合件10的光(例如，在明亮状态或黑暗状态下)的比率。
平视显示器系统14能够用于例如汽车和航空应用的各种应用中，以在允许同时前视时将信息呈现给驾驶员或飞行员。在一些实例中，平视显示器系统14可以设置在车辆挡风玻璃54的后方并且从仪表板58伸出(图1)，而在其它实例中，电光组合件10可以直接位于挡风玻璃54上(图2)。电光组合件10可以具有任何大小、形状、弯曲半径、角度或位置。电光组合件10可以用于显示多个车辆相关功能或驾驶员辅助系统，例如，警报、警示或车辆诊断。在所描绘的实例中，车辆18的速度显示在电光组合件10上。
关于平视显示器系统14，投射到电光组合件10上的图像应足够亮以便在任何条件下看到。当车辆18外部的灯光明亮时尤其具有挑战性。从投影器46产生的光与电光组合件10后方的灯光之间的对比度在明亮的晴天可能较低。在更亮更强烈的光源(例如，投影器46)提高对比度时，增加显示器亮度可能不是最经济的解决方案，并且亮度足以在非常明亮的白天条件下提供合理对比度的显示器在其它条件下将会太亮。尽管控制件可以用于处理亮度变化，但是具体背景在移动车辆中不断变化且部分取决于驾驶员的眼睛的位置。根据一个实例，电光组合件10可以被配置成降低透射率和/或增加对比度。
取决于应用，可能需要明亮状态下的较高或较低透射率、用于最佳对比度的不同反射率值和/或更广动态范围的透射率大小。通过适用于平视显示器系统14的投影器46的功能和投影器46的光输出功能以及挡风玻璃54的透光率大小来进一步复杂化初始反射率和透射率范围特性。挡风玻璃54会对从平视显示器系统14产生的图像的对比度和可见度产生直接影响。存在影响挡风玻璃54的透射率大小的多个因素。最小透光率是基于出售车辆18的位置中的规则，但高透射率大小可能基于装备和销售车辆18的方式呈现。此因素范围需要可以适用于不同车辆和环境条件的解决方案。
在利用平视显示器系统14时应考虑的另一方面是从第一衬底22和第二衬底26的第一表面22A至第四表面26B的次级反射。第一表面22A至第四表面26B的反射可以形成从次级反射产生的不完全与主要反射图像对准(例如，由于电光组合件10的组件的几何形状)的重像效果。可以由第一表面22A至第四表面26B的次级反射形成的重像可以使通过投影器46投射且通过电光组合件10反射的主要图像呈现为模糊的或不清楚的。
根据一个实例，电光组合件10可以使用两个大致1.6mm的玻璃衬底(例如，第一衬底22和第二衬底26)组装，所述玻璃衬底均以大致1250mm的球半径弯曲。第一衬底22和第二衬底26的其它厚度。在其它实例中，第一衬底22和第二衬底26可以弯曲成具有“自由形式”形状。所需形状是所得主要反射图像“呈现”在电光组合件10前方以及车辆18前方的一种形状。实现此特征所需的准确表面轮廓随投影器46的特性、投影器46和驾驶员位置，以及相对于其它两个位置的电光组合件10位置而变。使图像投射在车辆18前方允许驾驶员在不必改变其焦距的情况下获得所需信息。在位于车辆18内的传统平视显示器中，驾驶员的眼睛通常必须重新聚焦到更短观察距离，由此减少观察道路所花费的时间。此外，驾驶员的眼睛接着还必须向前重新聚焦到道路上，这进一步减少观察道路和前方条件所花费的时间。还应选择电光组合件10的形状，以便保留所投射图像的基本特征(即，直线保持笔直，保留图像的高宽比等)。
现在参考图3，第一衬底22包含第一表面22A和第二表面22B。第二表面22B可以涂覆有具有大致12ohms/sq的薄膜电阻的氧化铟锡。第一表面22A可以是凹入的并且可以涂覆有铬(Cr)。涂覆的第一衬底22可以具有大致37.8％的透射率以及大致25.4％的反射率。第二衬底26界定第三表面26A和第四表面26B。第三表面26A可以涂覆有具有大致12ohms/sq的薄膜电阻的氧化铟锡。
根据第一表面22A，电光组合件10可以具有大致25％的明亮状态反射率以及大致24％的透射率。电光组合件10可以具有大致10.5％的低端或低状态透射率以及大致15％的从第一表面22A的低端反射率。或者，在其它实例中，电光组合件10的高端或高状态透射率可以大于45％或甚至大于60％。还可以改变电光组合件10的特征，使得低端透射率在黑暗状态下小于7.5％或甚至小于5％。在一些实例中，低至2.5％或更小的透射率大小可为合乎需要的。如下文将描述，可以通过使用具有低吸收率的涂层和材料来增加高端透射率。可以通过包含具有较高吸收率的材料来减小低端透射率。如果需要宽动态范围，那么低吸收材料可以与在活化状态下实现较高吸收率的电光材料和单元间距(例如，在第一衬底22与第二衬底26之间的空间)组合使用。本领域的技术人员将认识到，存在可选择用于实现特定装置特征的涂层和电光材料、单元间距和涂层导电水平的多种组合。
为了将电流提供到第一衬底22和第二衬底26以及电光介质38，电气元件可以设置在第一衬底22和第二衬底26的相对侧上(例如，第二表面22B和第三表面26A)以在其间产生电位。在一个实例中，J夹可以与每个电气元件电接合，并且元件导线从J夹延伸到初级印刷电路板。为了提供穿过电光组合件10的最大表面区域，触点沿着装置的一侧定位。在此实例中，存在背板和顶板偏移以允许接触(例如)总线夹。其它接触设计也是可能的，包含使用导电油墨或环氧树脂。
根据各个实施例，电光介质38可以是电致变色介质。在电致变色实例中，电光介质38可以包含至少一种溶剂、至少一种负极材料和至少一种正极材料。通常，负极材料与正极材料均为电活性材料且所述负极材料和正极材料中的至少一个是电致变色材料。应了解，不论其通常含义如何，术语“电活性”可以表示在暴露于特定电位差之后，氧化状态会发生改变的材料。另外，将理解，不论其通常含义如何，术语“电致变色”可以表示在暴露于特定电位差之后，在一个或多个波长下的消光系数会发生改变的材料。如本文所述，电致变色组件包含颜色或不透明度会受到电流影响的材料，使得在电流施加到所述材料时，材料的颜色或不透明度会从第一相变成第二相。如下列各项所述，电致变色组件可以是单层单相组件、多层组件或多相组件：标题为“电致变色层以及包括电致变色层的装置(ELECTROCHROMIC LAYER AND DEVICES COMPRISING SAME)”的美国专利号5,928,572、标题为“电致变色化合物(ELECTROCHROMIC COMPOUNDS)”的美国专利号5,998,617、标题为“能产生预选颜色的电致变色介质(ELECTROCHROMIC MEDIUM CAPABLE OF PRODUCING A PRE-SELECTED COLOR)”的美国专利号6,020,987、标题为“电致变色化合物(ELECTROCHROMICCOMPOUNDS)”的美国专利号6,037,471、标题为“用于产生预选颜色的电致变色介质(ELECTROCHROMIC MEDIA FOR PRODUCING A PRE-SELECTED COLOR)”的美国专利号6,141,137、标题为“电致变色系统(ELECTROCHROMIC SYSTEM)”的美国专利号6,241,916、标题为“近红外吸收的电致变色化合物以及包括近红外吸收的电致变色化合物的装置(NEARINFRARED-ABSORBING ELECTROCHROMIC COMPOUNDS AND DEVICES COMPRISING SAME)，”的美国专利号6,193,912、标题为“具有光稳定的双阳离子氧化态的偶联的电致变色化合物(COUPLED ELECTROCHROMIC COMPOUNDS WITH PHOTOSTABLE DICATION OXIDATIONSTATES)”的美国专利号6,249,369以及标题为“具有浓度增强的稳定性的电致变色介质、其制备方法以及在电致变色装置中的用途(ELECTROCHROMIC MEDIA WITH CONCENTRATIONENHANCED STABILITY,PROCESS FOR THE PREPARATION THEREOF AND USE INELECTROCHROMIC DEVICES)”的美国专利号6,137,620；标题为“电致变色装置(ELECTROCHROMIC DEVICE)”的美国专利申请公开案号2002/0015214A1；以及标题为“电致变色聚合物固体膜，使用此固体膜制造电致变色装置，以及制备此固体膜和装置的方法(ELECTROCHROMIC POLYMERIC SOLID FILMS,MANUFACTURING ELECTROCHROMIC DEVICESUSING SUCH SOLID FILMS,AND PROCESSES FOR MAKING SUCH SOLID FILMS ANDDEVICES)”国际专利申请案序列号PCT/US98/05570、标题为“电致变色聚合物体系(ELECTROCHROMIC POLYMER SYSTEM)”的PCT/EP98/03862以及标题为“电致变色聚合物固体膜，使用此固体膜制造电致变色装置，以及制备此固体膜和装置的方法(ELECTROCHROMICPOLYMERIC SOLID FILMS,MANUFACTURING ELECTROCHROMIC DEVICES USING SUCH SOLIDFILMS,AND PROCESSES FOR MAKING SUCH SOLID FILMS AND DEVICES)”的PCT/US98/05570，上述各项通过引用全文并入本文中。第一衬底22和第二衬底26不限于玻璃元件，还可以是具有部分反射部分透射特性的任何其它元件。
根据各个实例，可以通过添加或清除材料以阻挡或混淆密封件30和接触材料的视图来修改电光组合件10的周边带。在第一实例中，可以蚀刻第一表面22A和第四表面26B的外周边以提供具有磨砂周边的衬底。在磨砂周边实例中，通过使用CO2激光器损坏第一表面22A和第四表面26B两者以形成大致4mm宽的磨砂带来形成周边带。另外或替代地，可以将第一表面22A和第四表面26B的边缘接地和/或抛光。此外，光谱过滤器材料(例如，铬或金属环)或光散射材料可以添加到第一衬底22和/或第二衬底26(例如，第一表面22A至第四表面26B中的任一个)的周边，以有助于隐藏密封件30。光谱过滤器可以阻挡密封件30的视图并且还为密封件30提供UV保护。在光谱过滤器的另一实例中，氮氧化铬或另一暗色涂层可以沉积在电光组合件10的周边上以形成充当光谱过滤器的暗环。光谱过滤器材料可以选择性地沉积，或可以沉积在整个表面上，并且随后例如通过选择性激光烧蚀选择性地清除以形成周边带。另外或替代地，密封件30一般可以是透明的、无色的或被配置成散射光。在此类实例中，磨砂带可以在密封件30内侧略微延伸。应理解，隐藏密封件30的上述技术中的任一个可以单独使用或可以结合密封件30的其它所公开隐藏技术中的任一个使用。
在所描绘的实例中，第一衬底22和第二衬底26中的每一个包含圆形边缘62以及非圆形的接触边缘66。为便于接触，非圆形接触边缘66可为合乎需要的，并且如果装置由所述边缘支撑，那么将不需要沿着接触边缘66使第一衬底22和第二衬底26成圆形。电光组合件10上的任何暴露边缘一般可以是圆形的。圆形边缘62的曲率半径可以大于大致2.5mm。
仍参考图3，电光组合件10可以包含透反射涂层70、抗反射涂层80和防刮擦涂层90。在所描绘的实例中，透反射涂层70邻近于第一表面22A定位，但是在不脱离本文所提供的教示的情况下，可以另外或替代地位于第二表面22B上。在所描绘的实例中，抗反射涂层80处于第一表面22A、第三表面26A和第四表面26B上，但应理解，在不脱离本文所提供的教示的情况下，抗反射涂层80可以另外或替代地位于第二表面22B上。在一些实例中，抗反射涂层80位于第一表面22A和第二表面22B中的至少一个上，并且可以位于第一表面22A和第二表面22B中与透反射涂层70所位于的表面相对的任何一个表面上。在某些实例中，第一表面22A和第三表面26A上的抗反射涂层充当电极(例如，抗反射电极)以实现电致变色介质38的暗化。应理解，在某些实例中，当透反射涂层70位于第二表面22B上时，所述透反射涂层还可以用于双重目的并且还用作电极。在所描绘的实例中，防刮擦涂层90邻近于第一表面22A和第四表面26B定位。应理解，尽管描述为单独层，但是透反射涂层70、抗反射涂层80和/或防刮擦涂层90可以共享充当其它涂层的特性，如下文更详细描述。
在第一实例中，透反射涂层70可以是薄金属层(例如，基于金属的涂层70)，例如，Cr或另一金属。将单个金属涂层用作透反射涂层70的潜在缺点在于，在从金属的厚度导出的反射率与透射率之间存在所定义关系。例如，图4A和4B中示出反射率和透射率的组合。从上述图中可以看出，单个金属层一般不允许独立地控制反射率和透射率。在透反射涂层70的另一实例中，包含与金属相比具有较低吸收率的材料(例如，氧化铟锡(ITO)或介电材料)的低吸收层位于衬底(例如，第一衬底22)与金属涂层之间。图5描绘取决于电光组合件10的反射率的可达到的透射率值，所述电光组合件10含有具有不同Cr层厚度值的单个Cr层和双层ITO/Cr(例如，透反射涂层70)。此层通过使得有可能取决于厚度和折射率调整反射率和反射颜色而增加透反射涂层70的可达到的反射率和透射率值范围。为了最大化反射强度，选择厚度以满足相长干涉的条件，如通过以下方程式给出：
Figure GDA0002308933640000121
其中d是层厚度，m是干涉级，n是层折射率并且λ是光波长。对于图5中的双层情况，ITO(例如，低吸收层)的厚度为约70nm，这对应于m＝0以及λ～575nm。低吸收层的折射率可以大于约1.3。在这种情况下，选择ITO的沉积条件以在550nm下将ITO的折射率从典型的1.8增加到约2.07，并且因此根据菲涅耳方程式增加标准入射角下的反射率：
Figure GDA0002308933640000122
其中n1和n2对应于光接口的两个介质的折射率。还可以通过增加或减小低吸收层的厚度来略微地调整反射颜色。金属层可以选自下文提供的金属列表并且低吸收层的材料可以选自下文提供的符合此实例的折射率特性的介电材料列表。
即使与单个金属层相比，具有介电金属双层的透反射涂层70的实例提供可达到的反射率和透射率值的较高范围，调整材料的折射率和吸收率以实现特定反射率和透射率大小也仍然是一个挑战。因此，尤其在寻找较低透射率值时，具有在反射率和透射率值方面允许更高灵活性的透反射涂层70可能是有利的。因此，在透反射涂层70的另一实例中，可以通过多层涂层，例如，金属/介电质/金属结构(MDM)获得此类特征。通常，M层MDM涂层包含以下各项中的一个或多个：铬、钼、镍、铬镍铁合金、铟、钯、锇、钨、铼、铱、铑、钌、不锈钢、钽、钛、铜、金、铂、任何其它铂族金属、锆、钒AlSi合金，以及其合金和/或组合。应理解，上述金属中的任一个可以用于透反射涂层70的单层或双层实例。在一些实例中，金属和介电材料的组合可以取决于透反射涂层70是在第一表面22A上还是在第二表面22B上配置用于耐久性或电极特性。介电材料可以选自以下各项中的一个或多个：ITO、SnO2、SiN、MgF2、SiO2、TiO2、F:SnO2、NbOx、TaOX、氧化锌铟、氧化锌铝、氧化锌、导电TiO2、CeOX、ZnS、氧化铬、ZrOX、WO3、氧化镍、IrO2、NiOX、CrOX、NbOX、以及ZrOX，或具有在约1.37与约4之间的折射率的其它材料。应理解，上述介电质中的任一个可以用于透反射涂层70的双层实例。图6描绘具有Cr/ITO/Cr结构的多层透反射结构(例如，透反射涂层70)的反射率和透射率值，其中ITO厚度是74.7nm。每个点表示第一和第二Cr层厚度的组合的特定反射率/透射率(R/T)值。可以看到这两个参数跨越用于特定反射率的一系列透射率值并且可以在此范围内单独地控制反射率和透射率。金属层之间的关系将随着中间低吸收层的厚度和折射率变化而变化。金属的选择还将改变图6中所示的关系。在某些实施例中，两个不同金属可以选择用于顶部和底部M层，并且D层可以进一步被细分成子层且包含具有不同折射率的材料。在不脱离本文所提供的教示的情况下可以添加额外D层和/或M层。可以添加额外层以提高耐久性、粘附力或改变颜色和/或反射率和透射率范围或稳定性。
如金属中发现的提供不同R/T值的替代材料可以用作透反射涂层70。透明导电氧化物(TCO)和介电层以及例如TiO2或类金刚石碳(DLC)的材料是其它选择，在图7和8以及表1中示出所述选择的实例。
表1：玻璃衬底上的各个透反射涂层的透射率和反射率参数。
Figure GDA0002308933640000131
表2：玻璃上的单层金属抗反射涂层的眼睛加权的总反射率最小值和对应透射率。
Figure GDA0002308933640000132
Figure GDA0002308933640000141
表1中的实例展示玻璃衬底(例如，第一衬底22的第一表面22a)上的各个透反射器涂层(例如，透反射涂层70)的眼睛加权的反射率Yr、透射率Yt和吸收率，其中反射率理解为从衬底的涂覆侧面测量到的反射率。从反射表面(例如，第一表面22A)产生的反射率大于约15％，可以大于约20％，可以大于约25％，可以大于约30％，可以大于约35％，可以大于约40％以及可以大于约45％。举例来说，具有在550nm的波长下折射率为约2.07的单层TCO(例如，冷ITO)的透反射涂层70将在四分之一波长光学厚度下具有约23％的反射率，而具有在550nm的波长下折射率为约2.34的TiO2的透反射涂层70将在四分之一波长光学厚度下具有约31.2％的反射率。可以选择材料和/或折射率，使得净反射率具有合适大小。对于大部分材料，这些材料与金属相比吸收率将相对较低。图8描绘取决于ITO厚度的具有单层ITO以及具有ITO/TiO2双层透反射涂层70的电光元件10的反射率和透射率相关性的模型化值。用于运算的TiO2和ITO折射率是2.32和2.11，并且TiO2层的厚度在34.5nm处保持恒定。由于这些层的高固有折射率或相长干涉效应，这些层实现较高反射率。图8描绘具有单层类金刚石碳的电光元件38的反射率和透射率相关性的模型化值。
在具有高对比度的另一实例中，透反射涂层70是基于能够从投影器46反射具体波长的光谱选择性介电多层。图9说明具有此透反射涂层70的反射率的光谱相关性的图形。在此实例中，对于接近455nm、550nm和630nm的波长，反射率在约90％与约100％之间。其它反射率大小也是可能的且在本公开的范围内，并且反射带可以视需要在不同波长处居中以与HUD显示器输出兼容。在一些实例中，用于光谱选择性介电多层的反射带处的反射率大于约35％，大于约55％或大于约75％。透反射涂层70的此实例可以制造为高H和低L折射率折射率层的一系列多堆栈，例如，用于H的Nb2O5和TiO2以及用于L的SiO2或MgF2。
当反射图像时，重要的是电光组合件10的显色正确。可以调节从投影器46产生的不同颜色的输出强度以补偿透反射涂层70的反射率的任何变化。在一些实例中，透反射涂层70跨越可见光谱将具有相对一致的反射率。可以通过改变第一表面22A至第四表面26B中的每一个表面上或一些表面中的涂层的厚度、层顺序以及足够的材料选择来控制电光组合件10的反射和透射显色。显色可以按多种方式量化。电光组合件10的显色指数或CRI可以大于约85、大于约90或大于约95。或者，在
Figure GDA0002308933640000151
的单元中，其中a*和b*是CIELAB颜色系统的颜色参数，电光组合件10的颜色可以具有小于约20、小于约10或小于约5的值。这些度量中的任一个将描述表面，其中反射图像的颜色将是正确的或与投影器46的那些颜色大致匹配。在其它实例中，可以调整透反射涂层70以匹配投影器46的输出来进行增强或补偿，从而实现所需的颜色。
根据其它实例，透反射涂层70可以包含在2015年8月14日提交的标题为“电光组合件(ELECTRO-OPTIC ASSEMBLY)”的第62/205,376号美国临时专利申请案中所公开的透反射涂层和层中的任一个，所述专利申请案中的全部公开内容特此以引用方式并入本文中。
由于平视显示器系统14的初级反射来自位于电光组合件10的第一表面22A或第二表面22B上的透反射涂层70，因此通常重要的是最小化可能引起图像模糊(即，双成像)的从其它表面(例如，其中不存在透反射涂层70的第一表面22A至第四表面26B)产生的次级反射。因此，抗反射涂层80的使用可为有利的。抗反射涂层80的实例可以是透明导电氧化物。关于本文所描述的实例，第二表面22B和第三表面26A可以包含透明电极。例如ITO、F:SnO2、掺杂的ZnO、IZO或其它层的透明导电氧化物(TCO)通常用于电光装置，例如电致变色系统中。如上所述，由于干涉效应，这些材料的反射率随涂层的厚度而变。可以通过修改导电氧化物涂层(例如，抗反射涂层80)的厚度来获得最小反射率。最小反射率在半波光学厚度处。取决于平视显示器系统14的投影器46的波长，可以调节用于半波条件的波长以获得最低净反射率值。例如，ITO涂层的反射率可以从具有约145nm厚的抗反射涂层80层的第二表面22B和第三表面26A低至或低于0.5％。
如上所述，ITO的半波厚度得到约大致12ohms/sq的薄膜电阻。在一些实例中，此薄膜电阻不够低而无法获得电光组合件10的快速和均匀暗化。因此，较厚涂层(例如，抗反射涂层80)可以用于实现较低薄膜电阻值。为了保持抗反射层80的最小反射率值，TCO或ITO需要呈半波厚度的倍数。例如，抗反射涂层80的厚度可以是全波、3个半波等。在抗反射涂层80的厚度移动到半波涂层的较高倍数时，反射率仍处于局部最小值，但高于半波反射率。具有折射率1.45的电光介质38以及折射率1.85的ITO的第二表面22B或第三表面26A的反射率为约0.5％。对于半波厚度两倍的抗反射涂层80，反射率为约1.25％，并且对于半波厚度三倍的涂层，反射率为约1.7％。如上所述，在ITO的折射率减小时反射率将降低，这可以通过使ITO导电性增加来获得。替代地或结合ITO折射率，还可以通过增加电光介质38或衬底(例如，第一衬底22和/或第二衬底26)介质或电光介质38和衬底介质的折射率来减小反射率。第二表面22B和第三表面26A上的抗反射涂层80的TCO或ITO实例的折射率可以小于约2.0、小于约1.92或小于约1.88。电光介质38的折射率可以大于约1.2、大于约1.4或大于约1.5。衬底介质的折射率可以大于约1.4、大于约1.6或大于约1.8。第二表面22B和第三表面26A的反射率可以小于约2％。
取决于透反射涂层70是在第一表面22A上还是在第二表面22B上，不具有透反射涂层70的表面(例如，第一表面22A至第四表面26B)的反射率的修改对于最少化重像非常重要。由于第一衬底22和/或第二衬底26(处于约1.5的玻璃或塑性)的折射率以及入射介质(处于1.0的空气)的折射率，第一表面22A和第四表面26B具有处于约4％的高反射率并且具有生成不良重像的最高可能性。第一表面22A和第四表面26B以及第二表面22B和第三表面26A的可接受反射率随材料以及存在于所讨论表面与观察者(例如，驾驶员)之间的材料特性而变。当吸收材料存在于表面与观察者之间时，可接受的绝对反射率大小可能较高。因此，当较少光在表面与观察者之间减弱时，例如当需要较高动态范围时和/或当第一表面22A的低反射率是设计目标时，总体吸收率在观察者与所讨论表面之间的组件中变化，从第一表面22A、第二表面22B、第三表面26A和第四表面26B产生的绝对反射率限值可能较低。准确的可允许反射率阈值将取决于平视显示器系统14的细节。第二表面22B、第三表面26A和第四26B的反射率可以小于约2％。
在另一实例中，抗反射涂层80可以是介电抗反射涂层，例如，S/H/L堆栈，其中S是第一衬底22或第二衬底26并且H/L可以是多层具有高和低折射率的交替材料的堆栈。或者，抗反射涂层80可以是通过纳米结构纹理化表面获得的分级涂层或其它类型的分级涂层。在此类实例中，可以调整抗反射涂层80以提供所需反射率大小以及从表面反射的所需颜色。然而，抗反射涂层80的此实例可能易损坏并且需要改进的抗反射涂层，所述改进的抗反射涂层减小由驾驶员观察到的光的反射率，但具有更佳耐久性特征。
在另一实例中，可以将抗反射涂层80添加到第四表面26B以在从第一表面22A观察电光组合件10时最小化多个反射的强度。第四表面26B的反射率可以小于1％。当第四表面26B的反射率低于约0.5％时，平视显示器系统14可以最佳地操作。举例来说，抗反射涂层80可以包含具有四层交替的高折射率和低折射率材料的介电抗反射堆栈，其中堆栈的序列是SHLHL，其中S表示衬底，H表示高折射率材料且L表示低折射率材料。从邻近于第四表面26B的第一层开始的层的厚度为约0.0617、0.0796、0.4758和0.2279FWOT。高折射率介电材料的实例是Nb2O5、Ta2O5、TiO2，并且低折射率介电材料的实例是SiO2和MgF2。含金属的抗反射涂层80的实例将是具有在0.1nm与5nm之间的典型厚度的单层金属材料，例如，Cr、Co、Ir、Mo、Pt、Ta、Zr、W、Re、或Va。此外，重要的是最小化从第二表面22B和第三表面26A产生的反射率。这些表面处的反射率随第一衬底22和第二衬底26、衬底22、26上的涂层堆栈以及与所述涂层堆栈接触的电光介质38的折射率而变。反射率还可以随涂层厚度而变。在溶液相电致变色装置的情况下，使用具有与涂层的折射率更紧密匹配的折射率的流体将减小反射率。当将ITO用作电光组合件10的电极并且假设大致1.8的ITO折射率时，垂直于每个涂层/流体界面的表面的反射率通过上文提供的菲涅耳方程式给出。如果流体具有大致1.2的折射率，那么每个涂层/流体界面的反射率可以是大致4％。在具有折射率1.4的流体的情况下，每个涂层/流体表面的反射率可以是大致1.6％。可以通过暗化电光组合件10来减少多个反射中的一些反射的强度。尽管这还减少前向可见度，但是使电光组合件10变暗有时具有显著优点，由此提高对比度且减少双成像。另一考虑因素是第一表面22A的涂层的透射率。较低透射率减少前向可见度，并且还减少第二表面22B、第三表面26A和第四表面26B的重像。
与其它抗反射应用不同，值得注意的是，所解决的问题不是从第四表面26B观察的反射率，而是从反向(例如，从第一表面22A)观察的反射率。因此，从第四表面26B观察的反射率实际上不具有任何反射率限制。唯一的此组需求可以通过基于薄金属层设计的新抗反射涂层解决。因此，在另一实例中，抗反射涂层80可以包含一个或多个薄金属涂层。已发现，薄金属涂层的反射率将通过观察的方向改变。例如，当Cr涂层涂覆到玻璃衬底(或具有可比较折射率的材料)时，从涂层侧的反射率将会不断地增加。这是金属涂层的标准预期行为。相反地，当通过玻璃观察时，反射率将具有替代行为。正如金属层所期望，随着金属涂层增加厚度，反射率最初下降并且在金属涂层的反射率不断地增加之前经过最小值。极薄涂层会出现此效果。图11中针对未涂覆状态的玻璃/空气界面、具有四层HL抗反射涂层的玻璃/空气界面以及具有抗反射涂层80的薄Cr实例的玻璃/空气界面说明取决于可见范围中的波长的反射率的实例。由此可以观察到，抗反射涂层80的薄金属层实例减小从观察者角度观察到的从玻璃产生的动态反射率量。金属AR涂层的实例将是单层或多层金属材料，例如，Cr、Co、Ir、Mo、Pt、Ta、Zr、W、Re或Va，或含有这些元素的合金。金属层的总厚度应该在约0.1nm与约5nm之间。
图10中说明当通过衬底(例如，第一衬底22和/或第二衬底26)观察时眼睛加权的反射率(Yr)与若干金属(例如，抗反射涂层80)的厚度。在此实例中，展示包含未涂覆表面和抗反射涂覆表面的衬底的反射率。因此，所报告的反射率值相对较高并且可以通过从所报告值减去约4.2％获得从涂覆表面的净反射率。从图10可以观察到，金属在0.5nm与4.0nm之间的厚度处展示特征性最小反射率。表2示例性地说明从未涂覆玻璃侧看到的具有抗反射涂层80的金属实例的玻璃衬底的正入射眼睛加权的总反射率。出于参考目的，表2中还示出从未涂覆玻璃衬底的反射率。
表3中的实例展示具有不同透反射涂层70、TCO涂层和抗反射涂层80的不同电光元件的眼睛加权的反射率Yr、透射率Yt和吸收率，其中沿法线方向且朝向第一表面22A测量反射率。实例说明在保留约25％的类似反射率以及具有小于3的绝对反射a*和b*值和小于3的C*值的中性反射颜色时可达到的广范围的透射率值。
表3:电光组合件上的各个透反射涂层的透射率和反射率参数：
Figure GDA0002308933640000181
Figure GDA0002308933640000191
如表2中所示，针对抗反射涂层的薄金属实例的最佳抗反射情况，抗反射涂层80的薄金属实例中的一些可以具有大于零的反射率值。这对于抗反射涂层80很常见，因为在广泛的波长范围内抗反射可能具有挑战性。可以通过添加位于衬底(例如，第一衬底22)与金属涂层之间的薄介电层来进一步改进上述薄金属抗反射涂层80。下表4示出针对使用薄膜模型的抗反射涂层80的铬金属涂层实例可达到的值。基本上通过添加介电层来减小反射率。此介电层的所需厚度和折射率将随着使用的金属以及应用需要而改变。介电层的折射率可以小于约2.4或小于约2.0。介电层的厚度可以小于约50nm或小于约35nm。
表4：
Figure GDA0002308933640000192
抗反射涂层80的金属或介电金属堆栈实例的反射率可以通过修改金属层的折射率而进一步减小。这可以通过将较小掺杂物或添加物(例如，氮气、氧气、两者或其它元素)添加到金属来实现。例如，铬层溅射有5％氧气和5％氮气，并且反射率分别是4.24％和4.25％。可以在溅射气氛中使用其它气体量来改变金属的光学特性。掺杂气体源的百分比可以实验方式变化以视需要优化反射率。上述折射率关系可以用于引导材料的优化以实现所需抗反射特性。
第一表面22A和第四表面26B上的暴露涂层(例如，透反射涂层70和抗反射涂层80)可以获得环境污染物或灰尘的堆积，这在汽车内部很常见。因此，涂层将进行定期清洁以获得可能的最佳图像。如果涂层不耐用，那么涂层可能会被刮坏或另外被清洁剂或清洁方法损坏。因此，这些材料耐用或添加防刮擦涂层90可为有利的。在一个实例中，透反射涂层70可以通过类金刚石碳(DLC)材料形成。DLC材料是反射性的，略微具有吸收性并且高度耐用(例如，防刮擦)。包含此材料的透反射涂层70的实例将在汽车环境中稳定。图7说明取决于第四表面26B上的抗反射涂层的厚度的针对第一表面22A上的单层DLC的反射率和透射率关系。此外，DLC材料可以用于防刮擦涂层90中。例如，如果薄金属或上述其它类型的抗反射涂层80需要额外耐久性，那么可以将顶部DLC层添加到堆栈作为防刮擦涂层90。由于DLC通常具有相对较高折射率，那么可能需要优化或调节其它层以在反射率与耐久性之间实现所需平衡。
用于平视显示器系统14的可变透射率电光组合件10的一个功能是能够在不同透射率大小下透视组合件10以看到车辆18外部的环境。在一个实例中，对于在明亮和/黑暗状态下穿过电光组合件10的光的颜色来说，与不穿过组合件10的光匹配可能是非常重要的。换句话说，透射光的显色指数应相对高地类似于本文中论述的反射CRI。投射光的显色指数应大于约75，更理想地大于约85，甚至更理想地大于90，以及最理想地大于约95。这些值可以涉及电光组合件10的高透射率状态、低透射率状态和/或中间透射率状态。涂层(例如，透反射涂层70、抗反射涂层80和/或防刮擦涂层90)的反射和透射颜色以及材料中出现的任何吸收将在最终CRI值中起作用。类似地，在明亮和黑暗状态下电光介质38的吸收率将影响到CRI计算。在一些实施例中，可以调整或调节涂层和电光介质38的特征，使得净颜色具有合适CRI。例如，如果涂层中的一个或多个吸收蓝色，那么电光介质38可以包含黄色吸收组件，使得穿过电光组合件10的净透射率符合给定应用的CRI需求。
本领域的普通技术人员应当理解，所描述的公开内容和其它组件的构造不限于任何具体材料。本文所公开的公开内容的其它示例性实施例可以由各种材料制成，除非在本文中另外描述。
出于本公开的目的，术语“耦合”(在其所有形式“couple(耦合)”、“coupling(耦合)”、“coupled(耦合)”等中)通常表示两个组件(电气的或机械的)彼此直接或间接接合。此接合可以是本质上静止的或本质上可移动的。此接合可以利用这两个组件(电气的或机械的)和彼此或与所述两个组件一体地形成为单一整体的任何额外的中间部件实现。此接合可以是本质上永久性的，或者可以是本质上可移除的或可释放的，除非另有所述。
另外值得注意的是，示例性实施例中所示的本公开的元件的构造和布置仅是说明性的。尽管在本公开中仅详细描述了本发明的几个实施例，但阅览本公开的本领域技术人员将很容易认识到，在实质上不偏离所叙述主题的新颖性教示和优点的情况下，可以有许多修改(例如，各种元件的大小、尺寸、结构、形状和比例、参数值、安装布置、材料的使用、色彩、定向等的改变)。例如，以整体形式示出的元件可以由多个部件构成，或者以多个部件形式示出的元件可以一体成形，连接操作可以颠倒进行或者以其它方式改变，结构的长度或宽度和/或系统的构件或连接器或其它元件可以改变，设置在元件之间的调节位置的性质或数目可以改变。应该注意的是，系统的元件和/或组合件可以由提供足够强度或耐久性的多种材料中的任一个构成，且可以是各种颜色、纹理和组合中的任一个。因此，所有此类修改都旨在包含在本发明的范围内。在不脱离本发明的精神的情况下，可以在所需的和其它示例性实施例的设计、操作条件和布置中做出其它替换、修改、变化和省略。
应当理解，任何所描述过程或在所描述过程内的步骤都可以与其它所公开的过程或步骤组合以形成在本公开范围内的结构。本文所公开的示例性结构和过程用于说明性目的，而不应理解为限制性的。
还应当理解，在不脱离本公开的概念的情况下，可以对上述结构和方法做出变化和修改，并且还应当理解，此类概念旨在由所附权利要求涵盖，除非这些权利要求的措辞明确说明不是这样。

Claims (23)

1.一种被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统的电光组合件，其包括：
第一衬底，所述第一衬底包括：
第一表面；
第二表面；
第二衬底，所述第二衬底包括：
第三表面；
第四表面，
其中所述第一衬底和所述第二衬底被配置成保持平行间隔关系并且围绕所述第一和第二衬底的周边密封；
透反射涂层，其位于所述第一衬底的所述第一和第二表面中的至少一个上，所述透反射涂层包括金属-介电质-金属(MDM)结构；
抗反射电极，其位于所述第二和第三表面中的至少一个上；
抗反射涂层，其位于所述第四表面上；以及
电致变色介质，其位于所述第一衬底的所述第二表面与所述第二衬底的所述第三表面之间，
其中所述电光组合件被配置成从所述车辆的所述平视显示器系统的投影器反射图像。
2.根据权利要求1所述的电光组合件，其中所述透反射涂层位于所述第一衬底的所述第一表面上。
3.根据权利要求1所述的电光组合件，其中所述透反射涂层位于所述第一衬底的所述第二表面上。
4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述透反射涂层具有在15％与45％之间的反射率。
5.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述抗反射电极包括氧化铟锡并且位于所述第三表面上，所述氧化铟锡的厚度等于从所述投影器产生的光的半波厚度的倍数。
6.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述电光组合件具有25％的高状态反射率以及至少24％的高状态透射率。
7.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述电光组合件具有至多10.5％的低端透射率。
8.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述第一和第二衬底是两个1.6mm玻璃衬底，所述玻璃衬底均弯曲成具有自由形式形状。
9.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的电光组合件，其进一步包括：
位于所述透反射涂层上的类金刚石碳涂层。
10.一种被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统的电光组合件，其包括：
第一衬底，所述第一衬底包括：
第一表面；
第二表面；
第二衬底，所述第二衬底包括：
第三表面；
第四表面，所述第一衬底和所述第二衬底被配置成以平行间隔关系定位并且沿着所述第一和第二衬底的周边密封；
透反射涂层，其位于所述第一表面上，所述透反射涂层包括低吸收层和至少第一金属层；以及
电致变色介质，其位于所述第一衬底的所述第二表面与所述第二衬底的所述第三表面之间，
其中所述电光组合件的反射率基本上不变，
其中所述电光组合件被配置成控制从明亮状态到黑暗状态的透射率，以及
其中所述电光组合件被配置成从所述车辆的所述平视显示器系统的投影器反射图像。
11.根据权利要求10所述的电光组合件，其中抗反射涂层位于所述第二衬底的所述第三和第四表面中的至少一个上。
12.根据权利要求10所述的电光组合件，其进一步包括：
在所述第二表面和所述第三表面中的至少一个上的抗反射电极，所述抗反射电极包括透明导电氧化物(TCO)。
13.根据权利要求11所述的电光组合件，其进一步包括：
在所述第二表面和所述第三表面中的至少一个上的抗反射电极，所述抗反射电极包括透明导电氧化物(TCO)。
14.根据权利要求11或13所述的电光组合件，其中所述抗反射涂层位于所述第四表面上，所述抗反射涂层包括基于金属的抗反射涂层。
15.根据权利要求11至13中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述电光组合件被配置成以在15％与35％之间的反射率反射图像。
16.根据权利要求10至13中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述电光组合件被配置成在所述明亮状态下控制从24％至60％的透射率。
17.根据权利要求10至13中任一权利要求所述的电光组合件，其中反射光和透射光中的至少一个具有大于85的显色指数。
18.根据权利要求10至13中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述透反射涂层进一步包括具有第二金属层、位于所述第一金属层与所述第二金属层之间的所述低吸收层。
19.根据权利要求10至13中任一权利要求所述的电光组合件，其中所述电光组合件被配置成将所述黑暗状态下的所述透射率控制成小于7.5％。
20.一种电光组合件，其包括：
第一衬底，其界定第一表面和第二表面；
透反射层，其位于所述第一衬底的所述第一表面上，所述透反射层包括具有在15％与35％之间的反射率的金属-介电质-金属(MDM)结构；
第二衬底，其界定第三表面和第四表面；
抗反射电极，其位于所述第一衬底的所述第二表面以及所述第二衬底的所述第三表面上，所述抗反射电极包括透明导电氧化物；
抗反射涂层，其处于所述第二衬底的所述第四表面上；以及
电致变色介质，其位于所述第一衬底的所述第二表面与所述第二衬底的所述第三表面之间并且在明亮状态与黑暗状态之间可操作，
其中从所述抗反射涂层和抗反射电极产生的反射率各自小于1％，
其中明亮状态透射率在24％与45％之间，并且黑暗状态透射率小于7.5％，以及
其中所述电光组合件被配置成可操作地连接到车辆的平视显示器系统。
21.根据权利要求20所述的电光组合件，其中所述抗反射涂层包含多层具有高和低折射率的交替材料。
22.根据权利要求20或21所述的电光组合件，其中所述抗反射涂层包括掺杂物。
23.根据权利要求20或21所述的电光组合件，其中所述第一衬底的所述第一表面和所述第二衬底的所述第四表面被配置成具有圆形边缘。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017030654A1 (en) 2015-08-14 2017-02-23 Gentex Corporation Heads up display system
WO2017198363A1 (de) * 2016-05-17 2017-11-23 Saint-Gobain Glass France Head-up-display system
RU2715504C1 (ru) 2016-05-17 2020-02-28 Сэн-Гобэн Гласс Франс Прозрачное оконное стекло
WO2018013952A1 (en) * 2016-07-15 2018-01-18 Gentex Corporation Electro-optic element with imi layer
CN110418983A (zh) * 2017-03-16 2019-11-05 索尼公司 光学部件、光学部件的制造方法和图像显示装置
WO2018174678A1 (ko) 2017-03-24 2018-09-27 희성소재(주) 헤테로고리 화합물 및 이를 포함하는 유기 발광 소자
WO2018174679A1 (ko) 2017-03-24 2018-09-27 희성소재(주) 유기 발광 소자 및 유기 발광 소자의 유기물층용 조성물
EP3692414B1 (en) 2017-11-27 2022-03-02 Gentex Corporation Switchable polarized displays
EP3692413B1 (en) 2017-11-27 2021-09-15 Gentex Corporation Switchable polarized displays
US11402669B2 (en) 2018-04-27 2022-08-02 Apple Inc. Housing surface with tactile friction features
US10726759B2 (en) * 2018-06-11 2020-07-28 Gentex Corporation Color modification system and methods for vehicle displays
US11112827B2 (en) 2018-07-20 2021-09-07 Apple Inc. Electronic device with glass housing member
US11691912B2 (en) 2018-12-18 2023-07-04 Apple Inc. Chemically strengthened and textured glass housing member
US11372137B2 (en) * 2019-05-29 2022-06-28 Apple Inc. Textured cover assemblies for display applications
US11109500B2 (en) 2019-06-05 2021-08-31 Apple Inc. Textured glass component for an electronic device enclosure
US10827635B1 (en) 2019-06-05 2020-11-03 Apple Inc. Electronic device enclosure having a textured glass component
CN114341722B (zh) * 2019-09-11 2023-12-08 金泰克斯公司 抗反射电极
US11531148B2 (en) * 2019-10-02 2022-12-20 Gentex Corporation Optical coatings for glass and glass laminates
KR20230002408A (ko) 2020-04-17 2023-01-05 젠텍스 코포레이션 다중 영역 전기-광학 요소
US11897809B2 (en) 2020-09-02 2024-02-13 Apple Inc. Electronic devices with textured glass and glass ceramic components
CN113741032B (zh) * 2021-08-18 2023-06-30 北京京东方技术开发有限公司 抬头显示系统

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07140308A (ja) * 1993-07-30 1995-06-02 Nissan Motor Co Ltd 透過率／反射率の比率が可変なハーフミラー
US6864927B1 (en) * 1996-12-31 2005-03-08 Micron Technology, Inc. Head up display with adjustable transparency screen
US6356376B1 (en) * 1997-04-02 2002-03-12 Gentex Corporation Electrochromic rearview mirror incorporating a third surface metal reflector and a display/signal light
GB2368403B (en) 2000-10-26 2004-04-28 Autoliv Dev Improvements in or relating to a head-up display
US20020120916A1 (en) 2001-01-16 2002-08-29 Snider Albert Monroe Head-up display system utilizing fluorescent material
CA2451615A1 (en) 2001-06-25 2003-01-03 University Of Washington Electrochromic organic polymer synthesis and devices utilizing electrochromic organic polymers
JP4259142B2 (ja) * 2003-03-07 2009-04-30 株式会社デンソー ディスプレイ装置
US8988757B2 (en) 2004-03-12 2015-03-24 The Boeing Company Low vapor pressure solvent for electrochromic devices
US20060018047A1 (en) * 2004-07-26 2006-01-26 Todd Daniel R Electromagnetic radiation assembly
US7746534B2 (en) * 2006-12-07 2010-06-29 Gentex Corporation Thin-film coatings, electro-optic elements and assemblies incorporating these elements
EP2426552A1 (en) * 2006-03-03 2012-03-07 Gentex Corporation Electro-optic elements incorporating improved thin-film coatings
KR101278371B1 (ko) * 2006-03-03 2013-06-25 젠텍스 코포레이션 개선된 박막 코팅, 전기 광학 요소 및 이들 요소를 포함하는 어셈블리
CN100554205C (zh) * 2006-06-13 2009-10-28 孙冬兰 夹层式电致变色玻璃窗的制备方法
US7893890B2 (en) 2007-03-05 2011-02-22 The Boeing Company Electrically dimmable combiner optics for head-up display
FR2922328B1 (fr) * 2007-10-12 2009-11-27 Saint Gobain Perfectionnements apportes a des ecrans de visualisation
US7864431B2 (en) 2008-06-04 2011-01-04 Centre Luxembourgeois De Recherches Pour Le Verre Et La Ceramique S.A. (C.R.V.C.) Windshield for use with head-up display and/or method of making the same
WO2009146837A1 (fr) 2008-06-04 2009-12-10 Johnson Controls Technology Company Dispositif d'affichage, notamment pour vehicule automobile, et procede d'affichage
US9487144B2 (en) 2008-10-16 2016-11-08 Magna Mirrors Of America, Inc. Interior mirror assembly with display
WO2012051500A1 (en) 2010-10-15 2012-04-19 Magna Mirrors Of America, Inc. Interior rearview mirror assembly
FR2970248B1 (fr) * 2011-01-06 2019-08-30 Saint-Gobain Glass France Substrat muni d'un empilement a proprietes thermiques, en particulier pour realiser un vitrage chauffant.
DE102012019506A1 (de) * 2012-10-05 2014-04-10 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Gesetzen des Staates Delaware) Fahrzeug mit einem Anzeigeinstrument

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