CN114660695B - 全息显示玻璃及其加工方法和车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种全息显示玻璃及其加工方法和车辆，包括：第一玻璃、第二玻璃和全息膜片。所述全息膜片、所述第一玻璃及所述第二玻璃层叠设置，且所述全息膜片位于所述第一玻璃与所述第二玻璃之间。所述全息膜片与所述第一玻璃之间设有第一粘合层，所述全息膜片与所述第二玻璃之间设有第二粘合层；所述全息膜片的厚度为t，所述第一粘合层的厚度为t1，所述第二粘合层的厚度为t2。且t、t1和t2满足
Figure DDA0003546956480000011
进而减轻全息膜片的褶皱情况，改善成像效果。

Description

全息显示玻璃及其加工方法和车辆
技术领域
本发明涉及全息显示元件技术领域，特别是涉及全息显示玻璃及其加工方法和车辆。
背景技术
抬头显示(HUD，Head Up Display)技术主要通过将各种数据信息投影到驾驶员前面的全息显示元件上，尽量使得驾驶员能够在不低头和不转头的情况下读取到所需信息，从而提升驾驶安全性。而抬头显示技术中，一种用于将像源(PGU，Picture generationunit)显示的图像信息反射到驾驶员眼部活动区域的器件为全息显示玻璃。全息显示玻璃中具有全息膜片，全息膜片层压在两层玻璃之间，既具有反射所述图像信息的能力，也能够在无图像信息显示时保持透明。全息显示玻璃除应用于抬头显示技术之外，亦可以应用在其他车辆的玻璃显示中。全息膜片与玻璃之间还会设置粘合层，全息显示玻璃可以不使用楔形粘合层。粘合层与全息膜片之间的热收缩率差异较大，从而导致在加工制造中，全息膜片易出现褶皱的情况。
发明内容
本发明针对以上问题，提出了一种全息显示玻璃及其加工方法和车辆，以减轻褶皱情况。
一种全息显示玻璃，包括：
第一玻璃；
第二玻璃；
全息膜片，所述全息膜片、所述第一玻璃及所述第二玻璃层叠设置，且所述全息膜片位于所述第一玻璃与所述第二玻璃之间，所述全息膜片与所述第一玻璃之间设有第一粘合层，所述全息膜片与所述第二玻璃之间设有第二粘合层；
所述全息膜片的厚度为t，所述第一粘合层的厚度为t1，所述第二粘合层的厚度为t2，所述t、t1和t2满足关系式：
Figure GDA0004186299680000021
上述方案提供了一种全息显示玻璃，通过对所述全息膜片的厚度t，与所述第一粘合层的厚度t1和所述第二粘合层的厚度t2之和，两者之间的比例范围进行优化，将其控制在
Figure GDA0004186299680000022
范围。进而使得在层压过程中所述全息膜片与两粘合层的热收缩率差异减小，从而减轻所述全息显示玻璃中全息膜片的褶皱的情况。
在其中一个实施例中，所述t、t1和t2满足关系式：
Figure GDA0004186299680000023
在其中一个实施例中，所述第一粘合层的厚度t1不小于0.38mm；
和/或，所述第二粘合层的厚度t2不小于0.38mm。
在其中一个实施例中，所述第一粘合层的厚度t1不小于0.76mm；
和/或，所述第二粘合层的厚度t2不小于0.76mm。
在其中一个实施例中，所述第一粘合层和所述第二粘合层两者中至少一者与所述全息膜片之间还设有基底层，所述全息膜片与所有所述基底层的厚度之和为150μm～600μm。
一种全息显示玻璃加工方法，所述全息显示玻璃为上述的全息显示玻璃，所述加工方法包括以下步骤：
所述第一玻璃、所述第一粘合层、所述全息膜片、所述第二粘合层和所述第二玻璃在高温高压环境下进行层压。
上述方案提供了一种全息显示玻璃加工方法，主要用于加工上述任一实施例中所述的全息显示玻璃，基于其所布置的所述第一粘合层的厚度t1和所述第二粘合层的厚度t2之和，与所述全息膜片的厚度t，两者之间满足
Figure GDA0004186299680000031
Figure GDA0004186299680000032
所以在高温高压环境下加工时，所述全息膜片与两粘合层热收缩率差异得到改善，所述全息膜片的褶皱情况得到减轻。
在其中一个实施例中，所述第一玻璃、所述第一粘合层、所述全息膜片、所述第二粘合层和所述第二玻璃在高温高压环境下进行层压的步骤具体包括：
在高压密封设备中制造高温高压环境，并将所述第一玻璃、所述第一粘合层、所述全息膜片、所述第二粘合层和所述第二玻璃放置在此高压密封设备中进行层压；
制造所述高温高压环境的过程包括升温升压阶段，且在所述升温升压阶段当温度升高至第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于2℃/min，所述第一温度为80℃。
在其中一个实施例中，在所述升温升压阶段当温度升高至所述第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于3.75℃/min；
或者，在所述升温升压阶段当温度升高至所述第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于5℃/min。
在其中一个实施例中，制造高温高压环境的过程还包括保温保压阶段，所述保温保压阶段位于所述升温升压阶段之后；
在所述升温升压阶段，将所述高压密封设备中温度升高至130℃～150℃，压力升高至10.0bar～13.0bar；
在所述保温保压阶段，将所述高压密封设备中温度维持在130℃～150℃，压力维持在10.0bar～13.0bar，且维持时长为30min～50min。
一种车辆，包括上述的全息显示玻璃。
上述方案提供了一种车辆，采用了上述任一实施例中所述的全息显示玻璃，其褶皱情况得到有效改善，进而使得所述车辆的投影显示效果得到提升。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为全息显示膜片的工作原理图；
图2为本实施例所述全息显示玻璃的结构示意图；
图3为另一实施例所述全息显示玻璃的结构示意图；
图4为又一实施例所述全息显示模拟的结构示意图；
图5为本实施例所述全息显示玻璃的加工方法的流程图。
附图标记说明：
10、全息显示玻璃；11、第一玻璃；12、第二玻璃；13、全息膜片；14、第一粘合层；15、第二粘合层；16、基底层；20、投影设备；30、眼盒。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
如图2所示，在一个实施例中，提供了一种全息显示玻璃10，包括：第一玻璃11、第二玻璃12和全息膜片13。
所述全息膜片13、所述第一玻璃11及所述第二玻璃12层叠设置，且所述全息膜片13位于所述第一玻璃11与所述第二玻璃12之间。所述全息膜片13与所述第一玻璃11之间设有第一粘合层14，所述全息膜片13与所述第二玻璃12之间设有第二粘合层15；
所述全息膜片13的厚度为t，所述第一粘合层14的厚度为t1，所述第二粘合层15的厚度为t2，所述t、t1和t2满足关系式：
Figure GDA0004186299680000051
上述方案提供了一种全息显示玻璃10，通过对所述全息膜片13的厚度t，与所述第一粘合层14的厚度t1和所述第二粘合层15的厚度t2之和，两者之间的比例范围进行优化，将其控制在
Figure GDA0004186299680000052
范围。进而使得在层压过程中所述全息膜片13与两粘合层的热收缩率差异减小，从而减轻所述全息显示玻璃10中全息膜片13的褶皱情况。
进一步优选地，在一些实施例中，所述全息膜片13的厚度t与所述第一粘合层14的厚度t1和所述第二粘合层15的厚度t2之和满足
Figure GDA0004186299680000053
所述全息膜片13中形成有干涉图样，如图1所示，所述像源(即投影设备20)发射的光照射到所述全息膜片13上时，在所述全息膜片13中的干涉图样的作用下发生衍射，呈现出全像图。因此若所述全息膜片13出现褶皱，将影响所述全息显示玻璃10的最终成像效果。本申请旨在减轻全息膜片13的褶皱情况，从而达到改善成像效果的目的。所述的第一粘合层14和/或所述第二粘合层15可以为光学透明材料层，在不需要显示图像信息时所述全息显示玻璃10能够保持透明。所述全息显示玻璃10应用于车辆时，可以作为前挡风玻璃使用，既具有显示图像功能，也保有采光功能。
可选地，所述全息显示玻璃10也可以应用于其他显示设备中，在这里不做具体限制。
具体地，在一些实施例中，所述第一粘合层14和/或所述第二粘合层15包括聚乙烯醇缩丁醛酯(PVB，Polyvinyl Butyral)膜层。
可选地，在另一些实施例中，所述第一粘合层14和/或所述第二粘合层15包括，乙烯醋酸乙烯酯膜层。
进一步地，在一个实施例中，所述第一粘合层14的厚度t1不小于0.38mm。
同理，在另一实施例中，所述第二粘合层15的厚度t2不小于0.38mm。
优选地，所述第一粘合层14的厚度t1不小于0.76mm；
和/或，所述第二粘合层15的厚度t2不小于0.76mm。
所述全息膜片13的两侧均设有粘合层，优选两侧的粘合层厚度均大于0.76mm。在层压过程中，所述全息膜片13、所述第一粘合层14和所述第二粘合层15均会发生不同程度的形变，在满足
Figure GDA0004186299680000061
的条件下，当所述第一粘合层14和所述第二粘合层15的厚度均大于0.75mm时，所述全息膜片13与两侧粘合层的热收缩率差异进一步降低，褶皱情况得到进一步改善。
具体地，所述全息显示玻璃10可以不局限于以上五层膜结构，还可以包含其他功能层。例如，在所述第一玻璃11和/或所述第二玻璃12外表面还可镀功能层，或者在所述全息膜片13与两侧粘合层之间还可以进一步设置其他功能层。
如图2所示，所述第一粘合层14和所述第二粘合层15两者中至少一者与所述全息膜片13之间还设有基底层16。所述全息膜片13与所有所述基底层16的厚度之和为150μm～600μm。从而在加工阶段，所述全息膜片13与两粘合层之间的热收缩率差异进一步减小，进一步改善全息膜片13褶皱情况。
进一步地，如图4所示，所述第一粘合层14可以一部分覆盖所述基底层16面向所述第一玻璃11的表面，另一部分包覆在此基底层16的外围。同理所述第二粘合层15也可以一部分覆盖所述基底层16面向所述第二玻璃12的表面，另一部分包覆在所述全息膜片13的外围。更进一步地，所述第一粘合层14和/或所述第二粘合层15存在一部分用于包覆在所述全息膜片13的外围。
所述全息膜片13中面向所述第一玻璃11的表面为第一膜表面，所述全息膜片13上面向所述第二玻璃12的表面为第二膜表面。所述基底层16中背向所述全息膜片13的表面为第三膜表面。
本申请中所述全息膜片13的厚度t是指，所述全息膜片13整体的平均厚度。
如图4所示，所述全息显示玻璃10包括所述全息膜片13、所述基底层16、所述第一粘合层14、所述第二粘合层15、所述第一玻璃11和所述第二玻璃12。所述第一粘合层14和/或所述第二粘合层15存在部分包覆在所述基底层16外围。所述第一粘合层14的厚度t1是指，所述第一粘合层14中位于所述第一玻璃11与对应所述第三膜表面之间这部分膜结构的平均厚度。在计算此平均厚度t1时，所述第一粘合层14中位于所述基底层16外围的部分不包含在内，同样位于所述全息膜片13外围的部分也不包含在内。所述第二粘合层15的厚度t2是指，所述第二粘合层15中位于所述第二玻璃12与对应所述第三膜表面之间这部分膜结构的平均厚度。在计算此平均厚度t2时，所述第二粘合层15中位于所述基底层16外围的部分不包含在内，同样位于所述全息膜片13外围的部分也不包含在内。
如图3所示，所述全息显示玻璃10包括所述全息膜片13、所述第一粘合层14、所述第二粘合层15、所述第一玻璃11和所述第二玻璃12。所述第一粘合层14和/或所述第二粘合层15存在部分包覆在所述全息膜片13外围。所述第一粘合层14的厚度t1是指，所述第一粘合层14中位于所述第一玻璃11与所述第一膜表面之间这部分膜结构的平均厚度。在计算此平均厚度t1时，所述第一粘合层14中位于所述全息膜片13外围的部分不包含在内。所述第二粘合层15的厚度t2是指，所述第二粘合层15中位于所述第二玻璃12与所述第二膜表面之间这部分膜结构的平均厚度。在计算此平均厚度t2时，所述第二粘合层15中位于所述全息膜片13外围的部分不包含在内。
在高温高压环境下的层压过程中，所述第一粘合层14和所述第二粘合层15共同作用，使得所述全息显示玻璃10所包含的第一玻璃11、第二玻璃12和各层膜结构连接为一体。
在又一些实施例中，所述第一粘合层14和/或所述第二粘合层15具有纹路，以便在层压过程中顺利将中间气泡排干净。
进一步地，在一个实施例中，提供了一种全息显示玻璃10加工方法，所述全息显示玻璃10为上述任一实施例中所述的全息显示玻璃10，所述加工方法包括以下步骤：
所述第一玻璃11、所述第一粘合层14、所述全息膜片13、所述第二粘合层15和所述第二玻璃12在高温高压环境下进行层压。
上述方案提供了一种全息显示玻璃10加工方法，主要用于加工上述任一实施例中所述的全息显示玻璃10，基于其所布置的所述第一粘合层14的厚度t1和所述第二粘合层15的厚度t2之和，与所述全息膜片13的厚度t，两者之间满足
Figure GDA0004186299680000091
所以在高温高压环境下加工时，所述全息膜片13与两粘合层热收缩率差异得到改善，所述全息膜片13的褶皱情况得到减轻。
进一步地，如图5所示，将所述第一玻璃11、第一粘合层14、全息膜片13、第二粘合层15和所述第二玻璃12进行层压之前，还可包括合片和冷抽过程。具体包括将所述第一玻璃11、第一粘合层14、全息膜片13、第二粘合层15和所述第二玻璃12按照以上顺序依次层叠在一起，并通过冷抽将各个层之间的空气排干净，为后续高温高压环境下的层压过程做准备。
当然，当所述全息显示玻璃10还包括两所述基底层16时，合片过程中则按照所述第一玻璃11、第一粘合层14、基底层16、全息膜片13、基底层16、第二粘合层15和第二玻璃12的顺序依次将各膜层层叠在一起。
所述第一粘合层14和/或所述第二粘合层15上设置的纹路则可以使得冷抽过程中排气更加彻底。
具体地，所述第一玻璃11、所述第一粘合层14、所述全息膜片13、所述第二粘合层15和所述第二玻璃12在高温高压环境下进行层压的步骤具体包括：
在高压密封设备中制造高温高压环境，并将所述第一玻璃11、所述第一粘合层14、所述全息膜片13、所述第二粘合层15和所述第二玻璃12放置在此高压密封设备中进行层压。
如图5所示，制造高温高压环境的过程包括升温升压阶段。在所述升温升压阶段后还包括保温保压阶段，以及降温泄压阶段。
在升温升压阶段和保温保压阶段，所述全息显示玻璃10所包含的各膜层之间无空气进入，同时在所述第一粘合层14和所述第二粘合层15的作用下，所述第一玻璃11和所述第二玻璃12粘合在一起。随后，在降温泄压过程中，基于所述第一玻璃11和所述第二玻璃12已粘合在一起，所以不会有空气再次进入两者之间。
而为了在升温升压阶段，确保所述第一粘合层14和所述第二粘合层15尽快封边，减少所述第一粘合层14和所述第二粘合层15的收缩时间。降低在此阶段两粘合层与所述全息膜片13之间的收缩差异，减轻褶皱情况。如图5所示，在所述升温升压阶段当温度逐渐升高至第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于2℃/min。
优选地，在一个实施例中，在所述升温升压阶段当温度升高至所述第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于3.75℃/min；
更加优选地，在一个实施例中，在所述升温升压阶段当温度升高至所述第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于5℃/min。
具体地，在一些实施例中，所述第一温度为80℃。当温度达到80℃以上后，较高的升温速率能够加快所述第一粘合层14和所述第二粘合层15的封边速度，进而减轻所述全息膜片13的褶皱情况。
具体地，在一个实施例中，制造高温高压环境的过程还包括保温保压阶段，所述保温保压阶段位于所述升温升压阶段之后；
在所述升温升压阶段，将所述高压密封设备中温度升高至130℃～150℃，压力升高至10.0bar～13.0bar；
在所述保温保压阶段，将所述高压密封设备中温度维持在130℃～150℃，压力维持在10.0bar～13.0bar，且维持时长为30min～50min。
当保温保压阶段结束后，所述全息显示玻璃10中各膜层已完全封装在所述第一玻璃11与所述第二玻璃12之间，之后降温泄压完成后即可从所述高压密封设备中将所述全息显示玻璃10取出。
需要说明的是，在所述升温升压阶段温度变化过程和压力变化过程并非完全同步进行。具体为，先将温度由常温升高到105℃，在此过程中同步将压力升高至3.5bar～5bar。然后在3.5bar～5bar的压力环境下将温度升高到130℃～150℃，当温度处于130℃～150℃后，再进一步加压将压力升至10.0bar～13.0bar。
具体地，所述高压密封设备可以为高压釜。
更进一步地，在又一实施例中，提供了一种车辆，包括上述的全息显示玻璃10。
上述方案提供了一种车辆，采用了上述任一实施例中所述的全息显示玻璃10，其褶皱情况得到有效改善，进而使得所述车辆的投影显示效果得到提升。
具体地，在一些实施例中，所述车辆的前挡风玻璃为所述全息显示玻璃10。
如图1所示，车辆中设有用于发射图像信息的投影设备20，所述投影设备20发射的光线照射到全息膜片13后，被反射到驾驶员眼部(图中眼盒30所示区域)，进而驾驶员能够在不转头和不低头的情况下查看到所述投影设备20所投射的信息。
在一些实施例中，所述全息显示玻璃10的像素点尺寸为25um～600um。
进一步地，所述全息显示玻璃10的雾度不大于1％。所述全息显示玻璃10对三原色中各个颜色的颜色率不小于90％。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种全息显示玻璃，其特征在于，包括：
第一玻璃；
第二玻璃；
全息膜片，所述全息膜片、所述第一玻璃及所述第二玻璃层叠设置，且所述全息膜片位于所述第一玻璃与所述第二玻璃之间，所述全息膜片与所述第一玻璃之间设有第一粘合层，所述全息膜片与所述第二玻璃之间设有第二粘合层；
所述全息膜片的厚度为t，所述第一粘合层的厚度为t1，所述第二粘合层的厚度为t2，所述t、t1和t2满足关系式：
Figure FDA0004186299670000011
2.根据权利要求1所述的全息显示玻璃，其特征在于，所述t、t1和t2满足关系式：
Figure FDA0004186299670000012
3.根据权利要求1所述的全息显示玻璃，其特征在于，所述第一粘合层的厚度t1不小于0.38mm；
和/或，所述第二粘合层的厚度t2不小于0.38mm。
4.根据权利要求1所述的全息显示玻璃，其特征在于，所述第一粘合层的厚度t1不小于0.76mm；
和/或，所述第二粘合层的厚度t2不小于0.76mm。
5.根据权利要求1至4任一项所述的全息显示玻璃，其特征在于，所述第一粘合层和所述第二粘合层两者中至少一者与所述全息膜片之间还设有基底层，所述全息膜片与所有所述基底层的厚度之和为150μm～600μm。
6.一种全息显示玻璃加工方法，其特征在于，所述全息显示玻璃为权利要求1至5任一项所述的全息显示玻璃，所述加工方法包括以下步骤：
所述第一玻璃、所述第一粘合层、所述全息膜片、所述第二粘合层和所述第二玻璃在高温高压环境下进行层压。
7.根据权利要求6所述的全息显示玻璃加工方法，其特征在于，所述第一玻璃、所述第一粘合层、所述全息膜片、所述第二粘合层和所述第二玻璃在高温高压环境下进行层压的步骤具体包括：
在高压密封设备中制造高温高压环境，并将所述第一玻璃、所述第一粘合层、所述全息膜片、所述第二粘合层和所述第二玻璃放置在此高压密封设备中进行层压；
制造所述高温高压环境的过程包括升温升压阶段，且在所述升温升压阶段当温度升高至第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于2℃/min，所述第一温度为80℃。
8.根据权利要求7所述的全息显示玻璃加工方法，其特征在于，在所述升温升压阶段当温度升高至所述第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于3.75℃/min；
或者，在所述升温升压阶段当温度升高至所述第一温度之后，控制所述高压密封设备中的升温速率不低于5℃/min。
9.根据权利要求7或8所述的全息显示玻璃加工方法，其特征在于，制造高温高压环境的过程还包括保温保压阶段，所述保温保压阶段位于所述升温升压阶段之后；
在所述升温升压阶段，将所述高压密封设备中温度升高至130℃～150℃，压力升高至10.0bar～13.0bar；
在所述保温保压阶段，将所述高压密封设备中温度维持在130℃～150℃，压力维持在10.0bar～13.0bar，且维持时长为30min～50min。
10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求1至5任一项所述的全息显示玻璃。
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