CN110650844A - 具有导电涂层和防反射涂层的复合玻璃板 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及复合玻璃板(10),其尤其用于平视显示器,其至少包括外玻璃板(1)和内玻璃板(2),它们通过热塑性中间层(3)彼此连接,和‑导电涂层(20),其在外玻璃板(1)或内玻璃板(2)的面向中间层(3)的表面(II,III)上或者在中间层(3)内,和‑防反射涂层(30),其在内玻璃板(2)的背离中间层(3)的表面(IV)上,其中复合玻璃板(10)具有至少70%的在可见光谱范围内的透射率,并且导电涂层(20)具有最高0.65Ω/□的薄层电阻。导电涂层(20)包括至少四个导电层(21),导电层(21)各自布置在两个介电层或层序列之间,并且其中所有导电层(21)的总厚度为至少60nm。

Description

具有导电涂层和防反射涂层的复合玻璃板
本发明涉及复合玻璃板和用于平视显示器的投影装置。
已知的是,给挡风玻璃配备透明的导电涂层。这些涂层可用作IR反射涂层,以减少交通工具内部空间的变暖,并从而改善热舒适性。然而,通过将涂层与电压源连接,使得电流流过涂层,也可以将涂层用作可加热涂层。合适的涂层包含基于银的导电金属层。由于这些层易受腐蚀,因此通常将它们施加在外玻璃板或内玻璃板的面向中间层的表面上,使得它们不与大气接触。含银透明涂层是例如由下述已知的:WO 03/024155、US 2007/0082219A1、US 2007/0020465 A1、WO2013/104438或WO2013/104439。
WO2007015861A2和WO2013104439A1公开了另外的具有可加热涂层的复合玻璃板,其包括三个导电层。
为了在给定的电源电压(其在交通工具中通常约为14V)下实现尽可能好的加热功率,导电涂层应具有尽可能小的薄层电阻。尤其可以通过提高导电材料的量,即通过导电层的更厚的构造或导电层的更多的数量降低薄层电阻。
然而,较高量的导电材料导致挡风玻璃的透明度降低。典型的含金属导电层减少了可见光谱范围内的透射率。然而,由于挡风玻璃必须满足严格的最低透明度要求(根据联合国欧洲经济委员会的法规第43条(ECE R 43),在可见光谱范围内至少70%的透射率),导电材料的量是受限的。
现代汽车越来越多地配备所谓的平视显示器(HUD)。用投影仪,通常在仪表板的区域中,将图像投影到挡风玻璃上,在那里被反射并且被驾驶员感知为(从他看来)挡风玻璃后面的虚拟图像。如此,可以将重要信息,例如驾驶员可以感知的当前的驾驶速度、导航-或警告通知,投影到驾驶员的视野中,而不必将他的视线转离道路。平视显示器因此可以为提高交通安全性做出显著贡献。
在上述平视显示器中出现的问题是,在挡风玻璃的两个表面处反射投影仪图像。由此,驾驶员不仅感知由挡风玻璃的内部空间侧表面处的反射(一次反射)引起的所希望的主图像。驾驶员还会感觉到略微错位的,通常强度较弱的副图像,其由挡风玻璃外侧表面处的反射(二次反射)引起。后者通常被称为重影图像(“重影”)。该问题通常通过如下来解决,即,将反射表面彼此以有意识地选择的角度来置,以使得主图像和重影图像重叠,由此重影图像不再干扰性地引人注目。
挡风玻璃由两块玻璃制玻璃板组成,它们通过热塑性薄膜彼此层压。如果玻璃制玻璃板的表面如所述般以一个角度来布置,则通常使用非恒定厚度的热塑性薄膜。人们也谈及楔状薄膜或楔形薄膜。薄膜的两个表面之间的角度称为楔角。楔角在整个薄膜上可以是恒定的(线性的厚度变化)或者依赖于位置而改变(非线性的厚度变化)。具有楔形薄膜的复合玻璃例如由WO2009/071135A1、EP1800855B1或EP1880243A2已知。
如果挡风玻璃具有导电涂层,则通过该涂层形成投影仪图像的另一反射界面。这导致另一个不希望的副图像,其也被称为层-重影图像或层“重影”。
WO2017157660A1公开了一种复合玻璃板,其具有导电涂层作为HUD的投影面。通过使用非常薄的内玻璃板来减少层-重影图像。没有公开对涂层的要求。
WO2017198363A1同样公开了一种复合玻璃板,其具有导电涂层作为HUD的投影面。在个别实施例中,该涂层具有四个导电层,总厚度为57nm。
US6068914A公开了一种具有防反射涂层的复合玻璃板。
本发明的目的在于,提供改进的具有导电涂层的复合玻璃板。尽管透射率高,所述复合玻璃板应具有小的薄层电阻,并且特别适用于平视显示器(HUD)。
根据本发明,本发明的目的通过根据权利要求1所述的复合玻璃板得以实现。优选的实施方案从从属权利要求中获悉。
根据本发明的复合玻璃板的优点由导电涂层与防反射涂层的组合产生。防反射涂层减少了复合玻璃板的反射,由此提高了其在可见光谱范围内的透射率。由此可以提高导电涂层的导电材料的量,特别是所包含的导电层的层厚度,而不会由此降低透明度,使得复合玻璃板不再适合作为交通工具挡风玻璃。导电材料量的提高又降低了涂层的薄层电阻,从而在给定的电源电压下提高其加热功率。因此,本发明能够制备具有提高的加热功率的加热挡风玻璃。
根据本发明的复合玻璃板包括外玻璃板和内玻璃板,它们通过热塑性中间层彼此连接。复合玻璃板用于在窗户开口,特别是交通工具的窗户开口中将内部空间与外部环境分隔开。在本发明意义上,用内玻璃板指称复合玻璃板的面向内部空间(特别是交通工具内部空间)的玻璃板。用外部玻璃板指称面向外部环境的玻璃板。复合玻璃板优选是交通工具挡风玻璃(特别是机动车辆的,例如乘用车或载重汽车的挡风玻璃)。
复合玻璃板具有上边缘和下边缘以及在它们之间延伸的两个侧边缘。用上边缘指称提供用于在安装位置向上指向的那个边缘。用下边缘指称提供用于在安装位置向下指向的那个边缘。上边缘经常也被称为顶部边缘,下边缘经常也被称为发动机边缘。
外玻璃板和内玻璃板各自具有外侧和内部空间侧的表面以及在它们之间延伸的围绕的侧边缘。在本发明意义上,用外侧表面指称提供用于在安装位置面向外部环境的那个主要面。在本发明意义上,用内部空间侧表面指称提供用于在安装位置面向内部空间的那个主要面。外玻璃板的内部空间侧表面和内玻璃板的外侧表面彼此面对,并通过热塑性中间层彼此连接。
在一个优选的实施方案中,复合玻璃板是提供用于平视显示器的并且具有所谓的HUD区域。HUD区域是可以被HUD投影仪辐射的区域。按照规定,HUD区域是提供用于将由投影仪辐射以产生HUD图像的区域。在那里,辐射在观察者(驾驶员)的方向上被反射,由此产生虚拟图像,观察者从他看来感知到该虚拟图像在挡风玻璃后面。
所述复合玻璃板此外具有透明的导电涂层。导电涂层优选地施加在内玻璃板的面向中间层的外侧表面上或在外玻璃板的面向中间层的内部空间侧表面上。或者,涂层可以布置在中间层内。为此,通常将涂层施加在载体薄膜上,所述载体薄膜例如由厚度为约50μm的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成,其布置在两个热塑性材料层片之间,例如在两个聚合物薄膜之间。将透明涂层理解为是指具有在可见光谱范围内至少70%,优选至少75%的平均透射率的涂层,其因此不显著限制通过该玻璃板的透视。
所述复合玻璃板此外具有防反射涂层,其施加在内玻璃板的背离中间层的内部空间侧表面上。
本发明提供一种复合玻璃板,其具有在可见光谱范围内的高透射率并且具有小的导电涂层的薄层电阻,这使得能够实现高加热功率。根据本发明,可以实现具有至少70%的在可见光谱范围内的透射率的复合玻璃板,并且其具有最高0.65Ω/□,优选最高0.60Ω/□的导电涂层的薄层电阻。可见光谱范围内的透射率根据通过ECE-R 43,附件3,§ 9.1确定的用于测试机动车辆玻璃板的光透射率的方法来确定。可见光谱范围内的透射率优选为至少70.5%,特别优选至少71%。
导电涂层可以例如提供作为IR反射防晒涂层或作为可加热涂层,所述可加热涂层是电接触的并且在电流流过时加热。优选地,玻璃板面积的至少80%配备有根据本发明的涂层。特别地,复合玻璃板除了围绕的边缘区域和可选的局部区域之外在整个面积上配备有涂层,所述可选的局部区域作为通信-、传感器-或摄像机窗口应确保透过复合玻璃板的电磁辐射的透射率并因此没有配备涂层。围绕的未涂覆的边缘区域具有例如最多20cm的宽度。它防止涂层与周围气氛直接接触,从而保护复合玻璃板内部中的涂层免受腐蚀和不利影响。
如果提供导电涂层作为可加热涂层,则它通常配备有与连接电缆连接的汇流条(母线),连接电缆延伸超出复合玻璃板的侧边缘。借助于连接电缆,汇流条可以与外部电压源连接。汇流条是在边缘区域中沿着两个相对的侧边缘沿着整个涂层宽度的大部分来布置的,并且将电流尽可能均匀地引导到导电涂层中。汇流条通常形成为导电薄膜(例如,铜薄膜)的条并且放置在涂层上或焊接在其上,或者作为导电膏(通常包含银颗粒和玻璃料)印刷在涂层上或在涂层下的玻璃板上。
导电涂层优选是层堆叠或层序列,包括一个或多个导电层,特别是含金属层,其中每个导电层各自布置在两个介电层或层序列之间。该涂层因此是具有n个导电层和(n + 1)个介电层的薄层堆叠或层序列,其中n是自然数,并且其中在下面的介电层或层序列之后各自交替地跟随着一个导电层和一个介电层或层序列。这种涂层已知为防晒涂层和可加热涂层,其中导电层通常是基于银形成的。除了导电层和介电层或层序列之外,该涂层还可以包含另外的金属层,特别是薄的阻挡层,例如基于NiCr或Ti的。
导电涂层优选具有多个导电层,即至少两个导电层,特别优选至少三个导电层,非常特别优选至少四个导电层。导电层的数量越多,该涂层在所希望的透射率(Transmissionsgrad)、着色或者所希望的薄层电阻方面,涂层可以优化得越好。
根据本发明的防反射层可以使用较厚的导电层,并由此降低薄层电阻和提高导电性。在一个有利的实施方案中,所有导电层的总厚度为至少60nm。
通过功能性导电层,产生涂层的导电性。通过将所有的导电材料分配在多个彼此分开的层上,可以使它们各自形成得更薄,由此提高了涂层的透明度。每个导电层优选含有至少一种金属或金属合金,例如银、铝、铜、钯、铂或金,并且特别优选是基于该金属或金属合金形成的,也就是说除了可能的掺杂剂或杂质而外基本上由该金属或金属合金构成。优选使用银或含银合金。在一个有利的实施方案中,导电层含有至少90重量%的银,优选至少99重量%的银,特别优选至少99.9重量%的银。
如果导电涂层和防反射涂层是在其光学性质方面特别针对此目的进行了优化的,则该玻璃板特别有利地适用于平视显示器,这将在下Wenzel描述。
HUD投影仪的辐射通常以约65°的入射角射到复合玻璃板上。入射角是投影仪辐射的入射矢量与HUD区域的几何中心中的表面法线之间的角度。由于该入射角相对接近空气-玻璃过渡的布鲁斯特(Brewster)角(57.2°),因此仅s偏振辐射被玻璃板表面有效反射,而p偏振辐射几乎不被反射。出于这个原因,HUD投影仪的辐射通常是纯s偏振的。常见的HUD投影仪发射三种波长(RGB):473nm、550nm和630nm。
根据本发明的在内玻璃板的内部空间侧表面上的防反射涂层明显减少了投影仪辐射在该表面处的反射。因此,HUD投影主要由外玻璃板的外侧表面处的反射产生。一方面,这对重影图像的问题具有积极影响:由于内部空间侧表面处的反射而产生的重影图像的强度非常弱,因此有时它不是干扰性感知。然而,另一方面,HUD投影的总强度降低。为了再次提高总强度,优选如此调节涂层,使得它们有助于s偏振辐射的反射,并因此有助于HUD投影的强度。特别地,在这种情况下,导电涂层处的反射是责任重大的,但是其中防反射涂层的构造也有影响。
在一个优选的实施方案中,如此调节涂层,使得具有该涂层的复合玻璃板在473nm、550nm和630nm的波长下具有至少15%,优选至少20%,特别优选至少25%的对s偏振辐射的反射率。因此,常用的投影仪的RGB辐射被足够强地反射,以产生高强度HUD图像。反射率描述了所有被反射的入射辐射的比例。它以%(基于100%入射辐射计)或作为从0至1的无单位数(基于入射辐射标准化)给出。依赖于波长绘制,它形成反射光谱。所给出的复合玻璃板的反射率的值是在以65°的入射角和检测角(与表面法线的角度)辐射内玻璃板(内部空间侧的反射)下来测量的。
在473 nm、550 nm和630 nm的波长下的反射率的标准偏差(以%给出,基于100%计)优选为最高10%,特别优选最高6%,以确保尽可能颜色真实的HUD图像。
在传统的HUD用复合玻璃板的情况下,对s偏振辐射的反射率主要通过在外侧和内部空间侧的玻璃板表面处的反射来确定,在根据本发明的复合玻璃板的情况下,相反,主要通过在外侧玻璃板表面和导电涂层处的反射来确定。因此,所希望的复合玻璃板的反射被导电涂层的反射显著影响。为了有助于高强度HUD图像,特别是实现复合玻璃板的上述优选反射值,在一个优选的实施方案中,所述导电涂层在473 nm、550 nm和630 nm的波长下具有至少3%,特别优选至少4%的对s偏振辐射的反射率。在一个非常特别优选的实施方案中,所述导电涂层在473nm的波长下具有至少6%的反射率,在550nm的波长下具有至少4%的反射率和在630nm的波长下具有至少15%的反射率(对s偏振辐射)。涂层的反射率可以例如通过模拟(例如,用传统的模拟程序CODE)或通过相对于具有相同构造、但是没有导电涂层的参照玻璃板的测量来确定。其在与上述关于复合玻璃板的反射率给出的相同实验条件下来确定。
然而,在设计涂层时,本领域技术人员不能仅注意复合玻璃板的反射光谱,而是必须考虑其它边界条件。这尤其涉及复合玻璃板的颜色效果,因为交通工具制造商仅接受具有绿-蓝着色但不是黄色或红色着色(基于反射颜色)的玻璃板。在一个优选的实施方案中,如此调节涂层,使得复合玻璃板具有小于1,特别优选小于0的a *颜色值,和小于1,特别优选小于0的b *颜色值。因此,所述复合玻璃板适合用作交通工具领域的挡风玻璃。所给出的颜色值描述了复合玻璃板的反射颜色,并与L*a*b*-颜色空间(也称为:实验室颜色空间)相关联,其在EN ISO 11664-4 “Colorimetry -- Part 4: CIE 1976 L*a*b* Colour space”和更新的DIN EN 410中是标准化的。
所给出的颜色值a*、b*小于1,优选小于0,至少涉及在用光源D65以及8°和60°(与表面法线的角度)的入射角的辐射下的外侧反射颜色,在用混合极化辐射(50%s,50%p)和在所提及的用D65/10°的标准中详细说明的测量条件辐射外玻璃板的情况下来测量。
在一个特别优选的实施方案中,所给出的小于1,优选小于0的颜色值a*、b*同样涉及在用光源D65和115°的入射角(与表面法线的角度)辐射下的内部空间侧的反射颜色,在用s偏振辐射和在所提及的用D65/10°的标准中详细说明的测量条件辐射内玻璃板的情况下来测量。该测量模拟了用HUD投影仪辐射,并且颜色值确保了再现HUD投影而无干扰性色移。
中间层可任选地(至少在HUD范围内)形成楔状或楔形的,使得中间层的厚度在复合玻璃板的下边缘和上边缘之间的垂直走向上至少在HUD范围中可变地,特别是单调地增加。然而,该厚度也可以在整个垂直走向上变化,特别是从下边缘起始直至上边缘单调地增加。用垂直走向指称在下边缘和上边缘之间具有基本上垂直于所述边缘的走向方向的走向。中间层的两个表面之间的角称为楔角。如果楔角不是恒定的,则对于其在一点处的测量应考虑表面处的切线。楔角在垂直走向上可以是恒定的,这导致中间层线性的厚度变化,其中厚度通常从下向上变大。该方向说明“从下向上”表示从下边缘至上边缘的方向,即垂直走向。但也可能存在更复杂的厚度轮廓,其中楔角从下向上是可变的(也就是说在垂直走向上位置依赖的),线性或非线性。中间层优选由至少一个聚合物薄膜形成,该聚合物薄膜部分地或完全地形成为所谓的楔形薄膜。
楔角是根据应用情况中的要求来构造的。因此,可以适当地选择楔角,以使投影图像彼此重叠或者至少减少它们彼此的距离(减少层-重影图像),所述投影图像由一方面在导电层处和另一方面在外玻璃板的外侧表面处的反射产生。或者,可以适当地选择楔角,以使投影图像彼此重叠或者至少减少它们彼此的距离,所述投影图像由一方面在外玻璃板的外侧表面处和另一方面在内玻璃板的内部空间侧表面处的反射产生。尽管通过防反射涂层减少了内玻璃板的内部空间侧表面处的反射,但是通过楔角也可以避免可能的剩余的残余重影图像(玻璃板重影图像)。也可以想到在这两个实施方案之间的折衷,其中根据一种平均值来选择楔角,从而减少层重影图像和玻璃板重影图像的显现。由于楔角,各个反射平面彼此不平行并且恰恰包含那个楔角。在平行反射面的情况中,图像(通过外玻璃板的外侧表面处的反射而产生)和重影图像(通过导电涂层的反射或通过在内玻璃板的内部空间侧表面处的反射而产生)将彼此错位地显现,这对于观察者而言是干扰性的。由于楔角,重影图像基本上与图像在空间上重叠,使得观察者仅还感知一个图像或者至少减小图像与重影图像之间的距离。通常的楔角为0.3mrad至0.7mrad,特别是0.4mrad至0.5mrad。
在本发明的一个实施方案中,导电层是施加在内玻璃板的外侧表面上的。外玻璃板的外侧表面(主图像的反射面)和导电涂层(层-重影图像的反射面)然后彼此具有相对大的距离,使得主图像和层-重影图像明显彼此是错位的。那么层-重影图像可能干扰性地引人注目。在该实施方案中,中间层优选至少在HUD区域中形成楔形的,以避免或减轻层-重影图像的出现。通常通过防反射涂层足以减少内玻璃板的内部空间侧表面处的反射,从而不会由此引起干扰性的重影图像。
在本发明的另一实施方案中,导电层是被施加在外玻璃板的内部空间侧表面上的。外玻璃板的外侧表面(主图像的反射表面)和导电涂层(层-重影图像的反射面)然后具有彼此相对小的距离,使得主图像和层-重影图像仅彼此略微错位。然后,层-重影图像通常仅以可接受程度出现。在该实施方案中,中间层不形成楔形,而是在下边缘和上边缘之间的垂直走向上基本上具有恒定的厚度(不考虑通常的聚合物薄膜的表面粗糙度)。然后,中间层可以由恒定厚度的标准薄膜构建,这比楔形薄膜便宜得多。通常通过防反射涂层足以减少在内玻璃板的内部空间侧表面处的反射,从而不会由此引起干扰性的重影图像。该实施方案的另一优点在于,导电涂层和防反射涂层沉积在不同的玻璃板上。由此简化了复合玻璃板的制造,因为基底的双面涂层在工艺技术上更复杂。
导电涂层优选是层堆叠或层序列,包括多个导电层,其中每个导电层各自布置在两个介电层或层序列之间。介电层或层序列是有利地使用本身已知的材料构建的,其中根据本发明的性质通过适当选择各自的层厚度来设定。
介电层或层序列布置在导电层之间以及在最下面的导电层的下方和在最上面的导电层的上方。每个介电层或层序列优选具有至少一个减反射层。所述减反射层降低了可见光的反射,并从而提高了经涂覆的玻璃板的透明度。减反射层包含例如氮化硅(SiN)、硅-金属-混合氮化物,如氮化硅锆(SiZrN),氧化锡(ZnO)或锡-锌氧化物(SnZnO)。减反射层此外可以具有掺杂剂。各个减反射层的层厚度优选为20nm至70nm。
减反射层又可以被划分为至少两个子层,特别是折射率小于2.1的介电层和折射率大于或等于2.1的光学高折射层。优选地,至少一个布置在两个导电层之间的减反射层是以这样的方式来划分的,特别优选地,每个布置在两个导电层之间的减反射层是以这样的方式来划分的。减反射层的划分导致导电涂层较小的薄层电阻,同时高透射率和高色彩中性。原则上,可以任意选择两个子层的顺序,其中优选将光学高折射层布置在介电层的上方,这在薄层电阻方面是特别有利的。光学高折射层的厚度优选为减反射层总厚度的10%至99%,特别优选25%至75%,非常特别优选30%至45%。
折射率大于或等于2.1的光学高折射层包含例如WO3、Nb2O5、Bi2O3、TiO2和/或Zr3N4,优选硅-金属-混合氮化物,例如硅-铝-混合氮化物、硅-铪-混合氮化物或硅-钛-混合氮化物,特别优选硅-锆-混合氮化物 (SiZrN)。考虑到导电涂层的薄层电阻,这是特别有利的。硅-锆-混合氮化物优选具有掺杂剂。光学高折射材料的层可以例如包含铝掺杂的硅-锆-混合氮化物。硅-锆-混合氮化物的锆含量优选为15重量%至45重量%。
折射率小于2.1的介电层优选具有1.6-2.1,特别优选1.9-2.1的折射率n。介电层优选含有至少一种氧化物,例如氧化锌和/或氮化物,特别优选氮化硅。
在一个优选的实施方案中,每个布置在两个导电层之间的减反射层均被划分为折射率小于2.1的介电层和折射率大于或等于2.1的光学高折射层。每个布置在两个导电层之间的减反射层的厚度为40nm至60nm。最上面的导电层上方和最下面的导电层下方的减反射层同样可以被划分,但是优选形成为单层并且各自具有 20nm至35nm的厚度。
在一个有利的实施方案中,一个或多个介电层序列具有第一匹配层,优选布置在导电层下方的每个介电层序列具有第一匹配层。第一匹配层优选布置在减反射层的上方。
在一个有利的实施方案中,一个或多个介电层序列具有平滑层,优选每个布置在两个导电层之间的介电层序列具有平滑层。平滑层布置在第一匹配层之一的下方,优选在减反射层和第一匹配层之间。平滑层特别优选与第一匹配层直接接触。平滑层优化,特别是平滑用于紧邻上方施加的导电层的表面。沉积在更光滑表面上的导电层具有更高的透射率,同时更低的薄层电阻。平滑层的层厚度优选为3nm至20nm,特别优选5nm至10nm。平滑层优选具有小于2.2的折射率。
平滑层优选含有至少一种非结晶氧化物。该氧化物可以是无定形的或部分无定形的(并因而是部分结晶的),但不是完全结晶的。非结晶平滑层具有小的粗糙度,并因此形成对于要施加在平滑层上方的层而言有利的光滑表面。非结晶平滑层进一步产生直接沉积在平滑层上方的层的改善的表面结构,其优选是第一匹配层。平滑层可包含例如下述一种或多种元素的至少一种氧化物:锡、硅、钛、锆、铪、锌、镓和铟。平滑层特别优选包含非结晶的混合氧化物。平滑层非常特别优选包含锡-锌-混合氧化物(ZnSnO)。所述混合氧化物可以具有掺杂剂。平滑层可以包含例如掺杂锑的锡-锌混合氧化物。所述混合氧化物优选具有亚化学计量的氧含量。锡 -锌混合氧化物的锡含量优选为12重量%至50重量%。
在一个有利的实施方案中,一个或多个介电层序列具有第二匹配层,优选每个布置在导电层上方的介电层序列具有第二匹配层。第二匹配层优选布置在减反射层下方。
第一和第二匹配层改善了涂层的薄层电阻。第一匹配层和/或第二匹配层优选含有氧化锌ZnO1-δ,其中0 ≤δ≤ 0.01。第一匹配层和/或第二匹配层进一步优选包含掺杂剂。第一匹配层和/或第二匹配层可以包含例如铝掺杂的氧化锌(ZnO:Al)。氧化锌优选相对于氧亚化学计量地沉积,以避免过量氧与含银层的反应。第一匹配层和第二匹配层的层厚度优选为3nm至20nm,特别优选为8nm至12nm。
在一个有利的实施方案中,导电涂层包括一个或多个阻挡层。优选的是为至少一个,特别优选每个导电层分配至少一个阻挡层。阻挡层与导电层直接接触,并且紧接布置在导电层的上方或紧接布置在导电层的下方。即,在导电层和阻挡层之间没有布置另外的层。阻挡层优选含有铌、钛、镍、铬和/或其合金,特别优选镍-铬合金。阻挡层的层厚度优选为0.1nm至2nm,特别优选0.1nm至1nm。紧接在导电层下方的阻挡层尤其用于在温度处理期间稳定导电层并改善导电涂层的光学品质。紧接在导电层上方的阻挡层防止敏感的导电层与在通过反应性阴极溅射沉积后续层(例如第二匹配层)期间的氧化性反应性气氛接触。
如果第一层布置在第二层上方,则在本发明的意义上这意味着,第一层布置得比第二层更远离涂层施加于其上的基底。如果第一层布置在第二层下方,则在本发明的意义上这意味着,第二层布置得比第一层更远离基底。如果第一层布置在第二层的上方或下方,则在本发明的意义上这并非必然意味着,第一层和第二层彼此直接接触。在第一层和第二层之间可以布置一个或多个另外的层,只要这没有明确地被排除。所给出的折射率的值是在550nm的波长下测量的。
具有优选的光学性质的导电涂层原则上可以以各种方式实现,优选使用上述层,因此本发明不限于特定的层序列。在下文中,给出了所述涂层的一个特别优选的实施方案,其中实现了特别好的结果,特别是约65°的典型辐射入射角的情况下。
在一个特别优选的实施方案中,导电涂层具有至少四个,特别是恰好四个导电层。每个导电层优选具有10nm至20nm的层厚度。所有导电层的总层厚度优选为60nm至70nm。
导电涂层从基底(即涂层沉积在其上的玻璃板或薄膜)起始包含特别是下面的层序列,或者由其组成:
-减反射层,特别是基于氮化硅,具有25nm至33nm的厚度,
-第一匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-基于银的导电层,具有10nm至17nm的厚度,
-任选的阻挡层,特别是基于NiCr,具有0.1nm至0.5nm的厚度,
-第二匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-具有50nm至55nm的厚度的减反射层,其优选划分为介电层,特别是基于氮化硅,具有32nm至35nm的厚度,和在介电层上的光学高折射层,其特别是基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪,具有18nm至22nm的厚度,
-平滑层,特别是基于锡-锌-混合氧化物,具有5nm至9nm的厚度,
-第一匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-基于银的导电层,具有15nm至19nm的厚度,
-任选的阻挡层,特别是基于NiCr,具有0.1nm至0.5nm的厚度,
-第二匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-具有47nm至52nm的厚度的减反射层,其优选划分为介电层,特别是基于氮化硅,具有28nm至32nm的厚度,和在介电层上的光学高折射层,其特别是基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪,具有18nm至22nm的厚度,
-平滑层,特别是基于锡-锌-混合氧化物,具有5nm至9nm的厚度,
-第一匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-基于银的导电层,具有15nm至19nm的厚度,
-任选的阻挡层,特别是基于NiCr,具有0.1nm至0.5nm的厚度,
-第二匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-具有50nm至55nm的厚度的减反射层,其优选划分为介电层,特别是基于氮化硅,具有32nm至35nm的厚度, 和在介电层上的光学高折射层,其特别是基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪,具有18nm至22nm的厚度,
-平滑层,特别是基于锡-锌-混合氧化物,具有5nm至9nm的厚度,
-第一匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-基于银的导电层,具有12nm至17nm的厚度,
-任选的阻挡层,特别是基于NiCr,具有0.1nm至0.5nm的厚度,
-第二匹配层,特别是基于氧化锌,具有8nm至12nm的厚度,特别是约10 nm,
-减反射层,其特别是基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪,具有22nm至32nm的厚度。
如果一个层是基于一种材料形成的,则除了可能的杂质或掺杂剂之外,该层的大部分由该材料构成。
复合玻璃板此外具有防反射涂层,其施加在内玻璃板的背离中间层的内部空间侧表面上。防反射涂层提高了复合玻璃板的光透射率,并且此外明显地减少了HUD投影仪辐射在内部空间侧表面处的反射,从而通过该反射不产生或至少不明显产生可感知的HUD图像。
防反射涂层原则上可以以各种方式来构造。例如,已知由多孔二氧化硅层制成的防反射涂层或通过玻璃表面的腐蚀性骨架化产生的防反射涂层。然而,在一个优选的实施方案中,防反射涂层由交替布置的具有不同折射率的层形成,这些层由于干涉作用导致在经涂覆的表面处的反射减少。这种涂层非常有效,并且可以通过选择各层的材料和层厚度来良好地优化个别情况中的要求。
防反射涂层优选包括至少两个光学高折射层,特别是具有大于1.8的折射率,和两个光学低折射层,特别是具有小于1.8的折射率。从基底(内玻璃板)起始,在这种情况下首先布置第一高折射层,在其上布置第一低折射层,在其上布置第二高折射层并在其上布置第二低折射层。高折射层可以例如基于氮化硅、锡-锌氧化物、硅-锆氮化物或氧化钛形成,低折射层基于二氧化硅形成。
如此调节防反射涂层,使得与导电涂层组合实现复合玻璃板的所希望的光学性质。已经证实,特别合适的防反射涂层特别是在高折射层的层厚度方面不同于迄今为止常用的防反射涂层。第一高折射层优选具有35nm至43nm,特别优选37nm至39nm的光学厚度(折射率和层厚度的乘积)。第二高折射层优选具有195nm至234nm,特别优选204nm至215nm的光学厚度。在使用氮化硅作为用于折射率为1.95的高折射层的材料时,这大约相当于优选18nm至22nm,特别优选19nm至20 nm的第一高折射层的层厚度,和优选100nm至120nm,特别优选105nm至110nm的第二高折射层的层厚度。
在一个特别优选的实施方案中,用该实施方案获得了好的结果,从基底(即内玻璃板的内部空间侧表面)起始的防反射涂层包括以下层或由它们组成:
-基于氮化硅、锡-锌-氧化物、硅-锆-氮化物或氧化钛的层(高折射层),具有29 nm至49nm,优选35 nm至43 nm,特别优选37 nm至39 nm的光学厚度,特别是基于氮化硅的层,具有15 nm至25 nm,优选18 nm至22 nm,特别优选19 nm至20 nm的层厚度,
-基于二氧化硅的层(低折射层),具有20 nm至25 nm,优选22 nm至24 nm的厚度,
-基于氮化硅、锡-锌-氧化物、硅-锆-氮化物或氧化钛的层(高折射层),具有195 nm至234 nm,优选204 nm至215 nm的光学厚度,特别是基于氮化硅,具有100 nm至120 nm,优选105 nm至110 nm的层厚度,
-基于二氧化硅的层(低折射层),具有80 nm至90 nm,优选82 nm至86 nm的厚度。
光学性质还取决于将导电涂层布置在哪里。在第一个特别优选的实施方案中,将导电涂层施加在内玻璃板的外侧表面上,并且从内玻璃板起始包含以下层序列,或者由其组成:
-基于氮化硅的减反射层,具有26 nm至27 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有15 nm至16 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-厚度为54 nm至55 nm的减反射层,优选划分为基于氮化硅的介电层,具有34 nm至35nm的厚度和在其上的基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的光学高折射层,具有约20 nm的厚度,
-基于锡-锌-混合氧化物的平滑层,具有约7 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有15 nm至16 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-厚度为49 nm至50 nm的减反射层,优选划分为基于氮化硅的介电层,具有29 nm至30nm的厚度,和在其上的基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的光学高折射层,具有约20 nm的厚度,
-基于锡-锌-混合氧化物的平滑层,具有约7 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有18 nm至19 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-厚度为53 nm至54 nm的减反射层,优选划分为基于氮化硅的介电层,具有33 nm至34nm的厚度,和在其上的基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的光学高折射层,约20 nm的厚度,
-基于锡-锌-混合氧化物的平滑层,具有约7 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有12 nm至13 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的减反射层,具有29 nm至30 nm的厚度。
由内玻璃板起始,防反射层包括以下层:
-基于氮化硅的层(高折射层),具有19 nm至20 nm的厚度,
-基于二氧化硅的层(低折射层),具有22.5 nm至23.5 nm的厚度,
-基于氮化硅的层(高折射层),具有105 nm至106 nm的厚度,
-基于二氧化硅的层(低折射层),具有85.5 nm至86.5 nm的厚度。
在用提示“约”说明值时,允许偏离给出的值+/- 0.5nm,优选仅+/- 0.2nm。表述厚度总是指几何层厚度,只要没有明确涉及光学厚度。
在第二个特别优选的实施方案中,将导电层施加在外玻璃板的内部空间侧表面上,并且由外玻璃板起始,包含以下层序列或由其构成:
-基于氮化硅的减反射层,具有31 nm至32 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有11.5 nm至12.5 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-厚度为53 nm至54 nm的减反射层,优选划分为基于氮化硅的介电层,具有33 nm至34nm的厚度和在其上的基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的光学高折射层,具有约20 nm的厚度,
-基于锡-锌-混合氧化物的平滑层,具有约7 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有18 nm至19 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-厚度为49.5 nm至50.5 nm的减反射层,优选划分为基于氮化硅的介电层,具有29.5nm至30.5 nm的厚度和在其上的基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的光学高折射层,具有约20 nm的厚度,
-基于锡-锌-混合氧化物的平滑层,具有约7 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有15 nm至16 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-厚度为52.5 nm至53.5 nm的减反射层,优选划分为基于氮化硅的介电层,具有32.5nm至33.5 nm的厚度和在其上的基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的光学高折射层,具有约20 nm的厚度,
-基于锡-锌-混合氧化物的平滑层,具有约7 nm的厚度,
-基于氧化锌的第一匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于银的导电层,具有16 nm至17 nm的厚度,
-任选的阻挡层,其特别是基于NiCr,具有约0.1 nm至0.5 nm,特别是约0.2 nm的厚度,
-基于氧化锌的第二匹配层,具有约10 nm的厚度,
-基于硅-金属-混合氮化物如氮化硅锆或氮化硅铪的减反射层,具有22.5 nm至23.5nm的厚度。
由内玻璃板起始,防反射层包括以下层:
-基于氮化硅的层(高折射层),具有19 nm至20 nm的厚度,
-基于二氧化硅的层(低折射层),具有21.5 nm至22.5 nm的厚度,
-基于氮化硅的层(高折射层),具有109 nm至110 nm的厚度,
-基于二氧化硅的层(低折射层),具有81.5 nm至82.5 nm的厚度。
外玻璃板和内玻璃板优选由玻璃,特别是由钠钙玻璃制成,这对于窗玻璃而言是常用的。然而,原则上,所述玻璃板也可以由其它的玻璃种类(例如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、铝硅酸盐玻璃)或透明塑料(例如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯)制成。外玻璃板和内玻璃板的厚度可以广泛变化。优选地,使用厚度为0.6mm至5mm,优选1.4mm至2.5mm的玻璃板,例如标准厚度为1.6mm或2.1mm的玻璃板。
外玻璃板、内玻璃板和热塑性中间层可以是透明和无色的,但也可以是上色或着色的。外玻璃板和内玻璃板可以彼此独立地是无预应力、部分预应力或预应力的。如果玻璃板中的至少一个具有预应力,则其可以是热预应力或化学预应力的。
复合玻璃板优选在空间的一个或多个方向上弯曲,如对于机动车辆玻璃板而言常用的,其中典型的曲率半径为约10cm至约40m。
热塑性中间层包含至少一种热塑性聚合物,优选乙烯醋酸乙烯酯(EVA),聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或聚氨酯(PU)或其混合物或共聚物或衍生物,特别优选PVB。中间层通常由至少一个热塑性薄膜形成。中间层的厚度优选为0.2mm至2mm,特别优选0.3mm至1mm。如果使用楔状中间层,则厚度在最薄点处来确定,通常在复合玻璃板的下边缘处。
复合玻璃板可以通过本身已知的方法来制造。将外玻璃板和内玻璃板通过中间层彼此层压,例如,通过高压釜法、真空袋法、真空环法、压延法、真空层压机或其组合。外玻璃板和内玻璃板的连接在此通常在热、真空和/或压力的作用下进行。
导电涂层和防反射涂层优选通过物理气相沉积(PVD),特别优选通过阴极溅射(“溅射”),非常特别优选通过磁场辅助的阴极溅射施加在内玻璃板上。优选在层压之前将涂层施加在玻璃板上。代替将导电涂层施加在玻璃板表面上,原则上也可以将它提供在载体膜上,所述载体膜布置在中间层中。
如果复合玻璃板应该是弯曲的,则优选在层压之前和优选在可能的涂覆工艺之后使外玻璃板和内玻璃板经受弯曲工艺。优选地,将外玻璃板和内玻璃板完全相同地弯曲(即,同时并且通过同一工具),因为由此玻璃板的形状对于随后进行的层压而言是彼此最佳匹配的。用于玻璃弯曲工艺的典型温度是,例如,500℃至700℃。
本发明此外包括根据本发明的复合玻璃板在机动车辆,优选乘用车、载重汽车、公共汽车、轮船或飞机中作为用作平视显示器的投影面的挡风玻璃的用途。
本发明此外包括用于平视显示器(HUD)的投影装置。所述投影装置包括至少一个根据本发明的复合玻璃板和投影仪,该投影仪指向复合玻璃板的HUD区域。投影仪的光束方向通常可以通过镜子来改变,特别是垂直地改变,以使投影匹配观察者的身体尺寸。在给定的镜子位置下,观察者的眼睛必须处于其中的区域被称为眼睛盒窗口(Eyeboxfenster)。通过变换镜子的位置可以垂直移动眼睛盒窗口,其中将整个由此可到达的区域(即所有可能的眼睛盒窗口的重叠)称为眼睛盒。位于眼睛盒内的观察者可以感知虚拟图像。这当然意味着观察者的眼睛必须位于眼睛盒内,而不是整个身体。
这里使用的得自HUD领域的专业术语是本领域技术人员通常已知的。有关详细说明,请参阅慕尼黑工业大学计算机科学研究所的Alexander Neumann的论文“Simulationsbasierte Messtechnik zur Prüfung von Head-Up Displays”(慕尼黑:慕尼黑工业大学图书馆,2012年),特别是第2章“Das Head-Up Display”。
投影仪的辐射优选地以50°至80°,特别是60°至70°的入射角辐射在复合玻璃板上,通常约65°,如其在HUD投影装置中常见的那样。入射角是投影仪辐射的入射矢量与HUD区域的几何中心中的表面法线之间的角度。
投影仪布置在复合玻璃板的内部空间侧,并经由内玻璃板的内部空间侧表面辐射复合玻璃板。它指向HUD区域并辐射该区域以产生HUD投影。投影仪的辐射优选基本上是或仅是s偏振的。这在HUD投影装置中是常见的,因为入射角接近于空气-玻璃过渡的布鲁斯特(Brewster)角(57.2°),并因此仅s偏振辐射被玻璃板表面有效反射。通过根据本发明的防反射涂层,尽管在内玻璃板的内部空间侧表面处的反射被削弱,但其如此调节导电涂层,使得它有助于反射s偏振辐射,并从而有助于HUD投影的总强度。用s偏振辐射指称其电场垂直于入射平面振荡的辐射。入射平面由入射矢量和复合玻璃板在HUD区域的几何中心中的表面法线来限定。
在下文中借助于附图和实施例更详细地说明本发明。附图是示意图,而不是按比例绘制的。附图不以任何方式限制本发明。
其中:
图1示出了通过根据本发明的复合玻璃板的第一实施方案的横截面,
图2示出了作为HUD投影装置的组成部分的图1的复合玻璃板,
图3示出了图1和2的复合玻璃板的俯视图,
图4示出了通过根据本发明的复合玻璃板的第二实施例的横截面,
图5示出了通过一个优选的导电涂层的横截面,
图6示出了通过一个优选的防反射涂层的横截面,
图7示出了具有根据图4的导电涂层的复合玻璃板和具有传统的导电涂层的复合玻璃板的反射光谱。
图1示出了根据本发明的复合玻璃板10的一个实施方案,其被提供作为乘用车的挡风玻璃。复合玻璃板10由外玻璃板1和内玻璃板2构成,它们通过热塑性中间层3彼此连接。在安装位置上,外玻璃板1是面向外部环境的,内玻璃板2是面向交通工具内部空间的。外玻璃板1具有外侧表面I和内部空间侧表面II,外侧表面I在安装位置上是面向外部环境的,内部空间侧表面II在安装位置上是面向内部空间的。同样地,内玻璃板2具有外侧表面III和内部空间侧表面IV,外侧表面III在安装位置上是面向外部环境的,内部空间侧表面IV在安装位置上是面向内部空间的。复合玻璃板10的下边缘U向下布置在乘用车的马达的方向上,其上边缘O向上布置在顶部的方向上。
外玻璃板1和内玻璃板2例如由钠钙玻璃构成。外玻璃板1具有例如2.1mm的厚度,内玻璃板2具有1.6mm的厚度。中间层3由单层片的热塑性材料,例如由PVB薄膜形成,具有0.76mm的厚度(在下边缘U处测量)。中间层3形成为楔形的,具有楔角α,使得中间层3的厚度和因此整个复合玻璃板10的厚度从下向上增加。为了简便起见,厚度的增加在附图中以直线示出,但也可具有更复杂的轮廓。楔角α描述了中间层的两个表面之间的角,并且为例如约0.5mrad。
复合玻璃板10此外包括导电涂层20,其被施加在内玻璃板2的外侧表面III上并且例如提供为可加热涂层。复合玻璃板此外包括防反射涂层 30,其被施加在内玻璃板2的内部空间侧表面IV上。
防反射涂层30提高了复合玻璃板10的光透射率。由此使得可以在导电涂层20中安放更大量的导电材料,而不会在整体上将光透射降低到复合玻璃板10将不再能用作挡风玻璃的程度。由此实现了较低的薄层电阻,在给定的电源电压下这在更高的加热功率中反映出来。
图2示出了根据本发明的用于HUD的投影装置。除了图1的复合玻璃板10之外,该投影装置还包括投影仪4,投影仪4指向复合玻璃板10的区域B。在通常被称为HUD区域的区域B中,可以通过投影仪4生成图像,当观察者 5的眼睛位于所谓的眼睛盒E中时,所述图像被观察者5(交通工具驾驶员)感知为在复合玻璃板10的背离他的一侧上的虚拟图像。
投影仪4的s偏振辐射在内玻璃板1的内部空间侧表面IV处没有被防反射涂层30强烈地反射。反射主要发生在外玻璃板1的外侧表面 I 处和导电涂层20处。然后优化导电涂层20 ,其相对强烈地反射s偏振辐射,使得尽管有防反射涂层30,但整体上产生高强度的HUD图像。通过楔角α,这两个反射重叠或至少彼此接近,使得观察者5没有感知到干扰性重影图像。
为了更好地清楚起见,图中没有示出根据本发明的涂层20和30。
图3示出了图1的复合玻璃板10的俯视图。可以看到上边缘O、下边缘 U和HUD区域B。
图4示出了根据本发明的复合玻璃板10的另一实施方案。与图1的实施方案不同,导电涂层20被施加在外玻璃板1的内部空间侧表面II上。由于中间层3没有布置在两个主反射平面(涂层20、表面I)之间,因此它不会影响由于这些反射而引起的重影图像的出现。因此,该中间层不是楔形的,而是形成为具有恒定厚度的标准薄膜,其可以明显更便宜地得到。然而,这两个反射平面彼此距离足够小,使得重影图像相对于主图像仅很少地错位并且通常不会干扰性地引人注目。
图5示出了导电涂层20的一个优选实施方案的层序列。该涂层20包含四个导电层21(21.1、21.2、21.3、21.4)。每个导电层21各自布置在总共五个减反射层22(22.1、22.2、22.3、22.4、22.5)中的两个之间。布置在两个导电层21之间的减反射层22.2、22.3、22.4各自细分为折射率小于2.1的介电层22a(22a.2、22a.3、22a.4)和折射率大于或等于2.1的光学高折射层22b(22b.2、22b.3、22b.4)。涂层20此外包含三个平滑层23(23.2、23.3、23.4)、四个第一匹配层24(24.1、24.2、24.3、24.4)、四个第二匹配层25(25.2、25.3、25.4、25.5)和四个阻挡层26(26.1、26.2、26.3、26.4)。
涂层20例如施加在内玻璃板2上,如在图1的实施方案中那样。为了简单起见,复合玻璃板10的其余部件示出得与防反射涂层30一样少。
图6示出了防反射涂层30的一个优选实施方案的层序列,其施加在内玻璃板2的内部空间侧表面IV上。防反射涂层30由两个折射率大于1.8的高折射层31(31.1、31.2)和两个折射率小于1.8的低折射层32(32.1、32.2)组成。为了简单起见,复合玻璃板10的其余部件示出得与防反射涂层30一样少。
实施例
在实施例1中,复合玻璃板10如图1中那样构造,其在内玻璃板2的外侧表面III上具有导电涂层20。在实施例2中,复合玻璃板10如图4中那样构造,其在外玻璃板 1的内部空间侧表面II上具有导电涂层20。在这两个实施例1和2中,复合玻璃板10在内玻璃板 2的内部空间侧表面IV上具有防反射涂层30。
在对比例1中,复合玻璃板10如图1中那样构造,其在内玻璃板2的外侧表面III上具有导电涂层20。然而,该复合玻璃板没有防反射涂层30。
实施例1和2以及对比例 1的导电层20的材料和层厚度总结在表1中。在每种情况中,给出材料,基于该材料形成层。此外,这些层部分具有掺杂剂:例如,SnZnO层掺杂有锑,和ZnO-、SiZrN-和SiN-层掺杂有铝。实施例1和2的防反射涂层30的材料和层厚度总结在表2中。这里,SiN-层也掺杂有铝,并且SiO层掺杂有铝。表2还包含已经常用的防反射涂层,称为对比例2。
表3概括性地总结了实施例1和2以及对比例1的复合玻璃板10的整体构造。
Figure DEST_PATH_IMAGE001
Figure 648663DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
图7示出了根据实施例1、实施例2和对比例1的复合玻璃板10(部分a)和导电涂层20(部分b)的反射光谱。该反射光谱适用于在65°的辐射角(入射角)下的s偏振辐射,经由内玻璃板观察。强调的是波长473 nm、550 nm和630 nm,它们对应于典型HUD投影仪的RGB二极管。
在RGB波长下,所有复合玻璃板10均具有对s偏振辐射的高反射率,这总结在表4中。通过HUD辐射的有效反射实现高强度HUD成像。尽管根据本发明的实施例1和2的值略低于对比例1的值,但是始终仍然足够高。实施例1的总反射率(在380nm至780nm的整个可见光谱上积分)为27.3%,实施例2的总反射率为28.4%,对比例的总反射率为33.7%。
Figure 441169DEST_PATH_IMAGE004
在比较孤立的(isolierte)涂层20的反射光谱时,根据本发明的实施例和对比例之间的差异变得明显。在RGB波长下的反射率总结在表5中。在实施例中,涂层20对反射的贡献比在对比例中整体上明显更大。因此,它适合补偿由于削弱内部空间侧表面处的反射的防反射涂层30引起的HUD成像的强度损失。因此,尽管具有防反射涂层30,但是可以实现高强度HUD成像。实施例1的总反射率为5.95%,实施例 2的总反射率为5.62%,对比例的总反射率仅为2.96%。
表6中总结了关于导电涂层20的银量和薄层电阻以及关于实施例1和2以及对比例1的复合玻璃板10的光透射率和颜色值的信息。由于防反射涂层30,在根据本发明的实施例中银量可以明显提高,但是其中实现了可与对比例1相比较的光透射率(根据ECE-R 43,附件3,§9.1),使得该复合玻璃板适合作为挡风玻璃。提高的银量导致薄层电阻降低,由此例如能够实现更高的加热功率。
表6
实施例 1 实施例 2 对比例 1
导电层21的层厚度的总和 62.1 nm 61.9 nm 57.1 nm
光透射率 71.5 % 71.4 % 71.8 %
薄层电阻 0.6 Ω/□ 0.6 Ω/□ 0.7 Ω/□
颜色值a* (8°) -2.3 -2.5 -3.6
颜色值b* (8°) -11.2 -9.3 -5.3
颜色值a* (60°) -0.1 -0.8 -3.6
颜色值b* (60°) -3.2 -2.9 -1.8
颜色值a* (115°) 0.4 -0.4 0.5
颜色值b* (115°) -0.2 0.0 -1.9
给出不同的颜色值a*和b*,各自根据标准在测量条件D65/10°下测量。表中的度数说明是指测量时的入射角。在8°和60°的入射角下的值用混合偏振辐射来测量,并给出外侧的反射颜色(经由外玻璃板辐射)。它们表征在外部环境中观察者的颜色印象。在115°的入射角下的值用s偏振辐射来测量,并给出内部空间侧的反射颜色(经由内玻璃板辐射)。它们是驾驶员对HUD投影的颜色印象的度量。
从表中可以看出,外侧的反射始终具有小于0的颜色值,由此该复合玻璃板具有令人愉快的且为交通工具工业和消费者接受的反射颜色。与HUD观察者相关的颜色值始终小于1。在这些条件下,实现了具有令人愉快的反射颜色并且不会导致HUD投影的干扰性色移的复合玻璃板。
附图标记列表:
(10) 复合玻璃板
(1) 外玻璃板
(2) 内玻璃板
(3) 热塑性中间层
(4) 投影仪
(5) 观察者/交通工具驾驶员
(20) 导电涂层
(21) 导电层
(21.1)、(21.2)、(21.3)、(21.4) 1.、2.、3.、4. 导电层
(22) 减反射层
(22.1)、(22.2)、(22.3)、(22.4)、(22.5) 1.、2.、3.、4.、5. 减反射层
(22a) 减反射层 4的介电层
(22a.2)、(22a.3)、(22a.4) 1.、2.、3. 介电层
(22b) 减反射层 4的光学高折射层
(22b.2)、(22b.3)、(22b.4) 1.、2.、3. 光学高折射层
(23) 平滑层
(23.2)、(23.3)、(23.4) 1.、2.、3. 平滑层
(24) 第一匹配层
(24.1)、(24.2)、(24.3)、(24.4) 1.、2.、3.、4. 第一匹配层
(25) 第二匹配层
(25.2)、(25.3)、(25.4)、(25.5) 1.、2.、3.、4. 第二匹配层
(26) 阻挡层
(26.1)、(26.2)、(26.3)、(26.4) 1.、2.、3.、4. 阻挡层
(30) 防反射涂层
(31) 防反射涂层 30的高折射层
(31.1)、(31.2) 1.、2. 高折射层
(32) 防反射涂层 30的低折射层
(32.1)、(32.2) 1.、2. 低折射层
(O) 复合玻璃板 10的上边缘
(U) 复合玻璃板 10的下边缘
(B) 复合玻璃板 10的HUD-区域
(E) 眼睛盒
(I) 外玻璃板 1的背离中间层3的外侧表面
(II) 外玻璃板 1的面向中间层3的内部空间侧表面
(III) 内玻璃板 2的面向中间层3的外侧表面
(IV) 内玻璃板 2的背离中间层3的内部空间侧表面
α 楔角

Claims (14)

1.复合玻璃板 (10),其至少包括外玻璃板 (1)和内玻璃板 (2),它们通过热塑性中间层 (3) 彼此连接,和
- 导电涂层 (20),其在外玻璃板 (1)或内玻璃板 (2)的面向中间层(3)的表面(II,III)上或者在中间层(3)内,和
- 防反射涂层 (30),其在内玻璃板 (2)的背离中间层(3)的表面(IV)上,
其中复合玻璃板 (10)具有至少70%的在可见光谱范围内的透射率,并且导电涂层(20)具有最高0.65 Ω/□ 的薄层电阻,
并且其中导电涂层 (20)包括至少四个导电层 (21),导电层 (21)各自布置在两个介电层或层序列之间,并且其中所有导电层 (21)的总厚度为至少60nm。
2.根据权利要求1所述的复合玻璃板 (10),其在473 nm、550 nm和630 nm的波长下具有至少15%,优选至少20%,特别优选至少25%的对s偏振辐射的反射率。
3.根据权利要求2所述的复合玻璃板 (10),其中在473 nm、550 nm和630 nm的波长下的反射率的标准偏差为最高10%,优选最高6%。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合玻璃板 (10),其中所述导电涂层 (20)在473 nm、550 nm和630 nm的波长下具有至少15%,优选至少20%,特别优选至少25%的对s偏振辐射的反射率。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合玻璃板 (10),其a*-颜色值和b*-颜色值小于1,优选小于0。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的复合玻璃板 (10),其中将导电涂层 (20)施加在内玻璃板 (2)的面向中间层(3)的表面(III)上,并且其中中间层(3)的厚度在复合玻璃板(10)的下边缘(U)和上边缘(O)之间的垂直走向上至少在HUD范围(B)中是可变的,具有楔角(α)。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的复合玻璃板 (10),其中将导电涂层 (20)施加在外玻璃板 (1)的面向中间层(3)的表面(II)上,并且其中中间层(3)的厚度在复合玻璃板(10)的下边缘(U)和上边缘(O)之间的垂直走向上是基本上恒定的。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的复合玻璃板 (10),其中每个导电层(21)的层厚度为10nm至20nm,并且其中所有导电层(21)的总厚度优选为60nm至70nm。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的复合玻璃板 (10),其中防反射涂层 (30)由交替布置的具有不同折射率的层(31,32)形成。
10.根据权利要求9所述的复合玻璃板 (10),其中由内玻璃板(2)起始,防反射涂层(30)包括以下层:
- 基于氮化硅的第一高折射层 (31.1),具有15nm至25nm的厚度,
- 基于二氧化硅的第一低折射层 (32.1),具有20nm至25nm的厚度,
- 基于氮化硅的第二高折射层 (31.2),具有100nm至120nm的厚度,
- 基于二氧化硅的第二低折射层 (32.2),具有80nm至90nm的厚度。
11.用于平视显示器(HUD)的投影装置,至少包括
- 根据权利要求1至10中任一项所述的复合玻璃板 (10),和
- 投影仪 (4),其指向复合玻璃板 (10)的区域 (B)。
12.根据权利要求11所述的投影装置,其中投影仪 (4)的辐射基本上是s偏振的。
13.根据权利要求11或12所述的投影装置,其中投影仪(4)的辐射以60°至70°的入射角射在复合玻璃板(10)上。
14.根据权利要求1至10中任一项所述的复合玻璃板在机动车辆,优选乘用车、载重汽车、公共汽车、船舶或飞机中作为用作平视显示器的投影面的挡风玻璃的用途。
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