CN115593047B - 车窗玻璃与车辆 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种车窗玻璃与车辆。该车窗玻璃包括玻璃基板，所述玻璃基板具有相背的内表面和外表面，在所述内表面的至少部分区域设置有减反射膜，所述玻璃基板对以57°‑67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T1，所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域对以57°‑67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T2，T2＞T1。本发明还提供了一种车辆，其包括光学传感器组件和上述车窗玻璃，所述光学传感器组件的光学信号透过所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域。本发明提供的车窗玻璃在无人驾驶汽车领域具有广泛应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及汽车玻璃产品技术领域，尤其涉及一种车窗玻璃与车辆。
背景技术
随着汽车的乘客在汽车上停留的时间越来越长以及可以做的事情越来越多，汽车将在未来生活中扮演更多的角色，因此汽车的乘坐空间的舒适性变得十分重要。另外，汽车的智能化和网联化是未来发展的主要方向，作为自动驾驶领域光学传感器要求前挡夹层玻璃对光学信号具有较高的透过率，以此来保证信号的高质量传输。光学传感器可以是光探测和测距(LiDAR)型传感器。这样的LiDAR传感器包括行人探测传感器、预碰撞传感器，例如接近速度(CV)传感器和自适应巡航(ACC)传感器，这些均起到改善车辆安全性的作用。例如，预碰撞传感器是能够降低的速度减小猛烈程度或甚至完全避免道路交通事故的传感器。特别地，CV传感器通常形成预碰撞系统的一部分，该系统在如果存在追尾碰撞时可以辅助车辆驾驶员刹车，并且最佳地收紧安全带和适时激活驾驶员及乘客的安全气囊。
CN101678651A公开了一种适合与光学传感器一起使用的夹层车窗玻璃，其采用的窗玻璃在400--2100nm的波长范围内具有至少30％的透过率，在750-1300nm的波长单位内具有至少32％的透过率，这样的透过率对激光雷达和红外相机来说仍然不具备实际使用价值；CN101037099A公开了一种在车内安装视角向外的红外摄像机的装置和方法，将具有红外透视部分的塑性嵌入件安装到挡风玻璃的通孔中，该技术方案破坏了前挡风玻璃的整体性，会一定程度上降低安全性，并且带有通孔的夹层玻璃在实际生产中存在合片叠差大、抽真空难度大等工艺问题。
由上可知，现有技术生产的汽车玻璃对近红外波段的LiDAR信号透过率低，无法满足实际的应用；而且，现有技术生产的汽车玻璃对于P偏振光、装车角下的透过率依然无法满足LiDAR设备的要求。因此需要提出一种对前挡风玻璃设计进行优化的方法。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种车窗玻璃与车辆。
为了达到上述目的，本发明提供了一种车窗玻璃，所述车窗玻璃包括玻璃基板和减反射膜(Anti-Reflectance，又称AR膜)，所述玻璃基板具有内表面和外表面，所述减反射膜设于所述玻璃基板内表面的至少部分区域，所述玻璃基板对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T1，所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T2(从车外或车内测量)，T2＞T1。
在上述车窗玻璃中，所述T1是对未设减反射膜的玻璃基板的测量结果。
在上述车窗玻璃中，减反射膜设于所述内表面的至少部分区域是指：减反射膜全部位于玻璃基板的内表面，并且减反射膜全部覆盖玻璃基板的内表面，此时减反射膜的面积等于玻璃基板内表面的面积；或者，减反射膜全部位于玻璃基板的内表面，但是玻璃基板的内表面只有部分区域由减反射膜覆盖、其他区域未被减反射膜覆盖，此时减反射膜的面积小于玻璃基板内表面的面积。
在上述车窗玻璃中，车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域可以称为减反射区。
在上述车窗玻璃中，T2-T1≥1.4％，进一步地，T2-T1≥1.5％，更进一步地，T2-T1≥1.6％。本发明通过在玻璃基板的内表面设置所述减反射膜，可以明显提高车窗玻璃对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率。
根据本发明的具体实施方案，所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率T2≥93％。
根据本发明的具体实施方案，所述车窗玻璃中减反射膜的膜层结构会改变其对不同波段光线的反射与吸收，从而造成外观颜色上的改变。在本发明中车窗玻璃的外表面中由减反射膜覆盖的区域呈中性色。在一些具体实施方案中，所述车窗玻璃的外表面中由减反射膜覆盖的区域的Lab值中的a值为-9至0、b值为-6至+3。
根据本发明的具体实施方案，所述减反射膜的厚度为200nm-1000nm。
根据本发明的具体实施方案，所述减反射膜的面积小于等于所述玻璃基板的内表面面积的20％。
根据本发明的具体实施方案，所述减反射膜包括依次层叠的第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层，所述第二低折射率层相对于第一高折射率层远离所述玻璃基板的内表面。
根据本发明的具体实施方案，所述第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别依次记为n1、n2、n3和n4，(n1+n3)≥1+(n2+n4)；n1-n2≥0.3，n3-n4≥0.3，n3-n2≥0.3。
根据本发明的具体实施方案，所述第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的厚度分别依次记为d1、d2、d3和d4，在d1、d2、d3和d4中，d2最大，d1最小，且3×d1≤d2，(d1+d2)＞1.5×(d3+d4)。
根据本发明的具体实施方案，所述第一低折射率层的厚度d2为230nm-290nm。
根据本发明的具体实施方案，所述第一高折射率层和所述第二高折射率层的材质包括Si、NbOx(铌的氧化物)、SiNx(硅的氮化物)、ZrOx(锆的氧化物)、TiOx(钛的氧化物)、TiNx(钛的氮化物)、MoOx(钼的氧化物)、TaOx(钽的氧化物)、HfOx(铪的氧化物)中的一种或两种以上的组合。在一些具体实施方案中，当第一高折射率层、第二高折射率层的材质包括Si时，Si层可以在通氩气除氧的环境中通过磁控溅射的方式制备。
根据本发明的具体实施方案，所述第一低折射率层和所述第二低折射率的材质包括SiOx(硅的氧化物)、MgFx(镁的氟化物)、AlOx(铝的氧化物)、WOx(钨的氧化物)、YFx(钇的氟化物)、BaFx(钡的氟化物)中的一种或两种以上的组合。
根据本发明的具体实施方案，所述玻璃基板可以为单片玻璃或夹层玻璃；所述夹层玻璃包括依次层叠的外玻璃板、中间层和内玻璃板，所述外玻璃板包括相背的第一表面和第二表面，所述内玻璃板包括相背的第三表面和第四表面，所述第二表面和所述第三表面相对，所述中间层设置在所述第二表面和第三表面之间。在上述夹层玻璃中，所述第一表面作为玻璃基板的外表面，所述第四表面为所述玻璃基板的内表面。
根据本发明的具体实施方案，所述外玻璃板和/或所述内玻璃板对波长在800nm-1600nm之间的光线的透过率大于等于91％。
根据本发明的具体实施方案，当所述玻璃基板为单片玻璃时，该单片玻璃对波长在800nm-1600nm之间的光线的透过率大于等于91％。
根据本发明的具体实施方案，所述车窗玻璃还包括隔热膜，所述隔热膜避开所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域、设置于所述外玻璃板的第二表面和/或所述内玻璃板的第三表面。
根据本发明的具体实施方案，所述车窗玻璃的外表面中由减反射膜覆盖的区域的对波长为380-780nm的可见光的反射率为8％-15％，所述车窗玻璃的外表面中由隔热膜覆盖的区域对波长为380-780nm的可见光的反射率为10％-14％。
根据本发明的具体实施方案，所述车窗玻璃中隔热膜覆盖的区域的太阳能总透过率≤50％。
在上述车窗玻璃中，车窗玻璃中隔热膜覆盖的区域可以称为隔热区。
本发明还提供了一种车辆，该车辆包括光学传感器组件和上述车窗玻璃，所述光学传感器组件的光学信号透过所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域。
本发明的有益效果在于：本发明通过在车窗玻璃上设置减反射膜，使得车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率有明显提高、具体可以达到93％以上的透过率，由此制备的汽车玻璃能够将P偏振光作为光学传感器组件(如LiDAR传感器等)的传输信号，从而满足汽车内置光学传感器组件的无人驾驶领域的实际应用。
附图说明
图1是本发明实施例提供的车辆的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种车窗玻璃的剖面示意图；
图3是本发明实施例提供的玻璃基板上设置减反射膜的结构示意图；
图4是本发明实施例提供的一种车窗玻璃的剖面示意图；
图5是本发明实施例提供的玻璃基板上设置减反射膜的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的一种车窗玻璃的结构示意图；
图7是本发明实施例提供的另一种车窗玻璃的结构示意图。
附图标记说明
100为车窗玻璃、101为内表面、102为外表面、110为玻璃基板、111为外玻璃板、111a为第一表面、111b为第二表面、112为中间层、113为内玻璃板、113a为第三表面、113b为第四表面、120为减反射膜、121为第一高折射率层、122为第一低折射率层、123为第二高折射率层、124为第二低折射率层、130为隔热膜、140为油墨层、200为光学传感器组件、1000为车辆。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，现对本发明的技术方案进行以下详细说明，但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
汽车的智能化和网联化是未来发展的重要方向，作为自动驾驶领域光学传感器要求车窗玻璃对光学传感器所发出的光学信号具有较高的透过率，以此来保证光学信号的高质量传输。汽车玻璃对光学传感器所发出800nm至1600nm波长范围内的光学信号的透过率在入射角为0°时要大于等于70％。目前，汽车玻璃对光学传感器所发出的光学信号的透过率较低，无法满足实际的应用。
基于此，本发明的实施例提供一种车窗玻璃及车辆，能够提升车窗玻璃对光学信号的透过率，从而使传感器的光学信号可以有效传输。
本发明提供了一种车窗玻璃，如图1和图2所示，所述车窗玻璃100包括玻璃基板110和减反射膜120，所述玻璃基板110具有相背的内表面101和外表面102，减反射膜120设置在内表面101的至少部分区域，玻璃基板110(指单独的、表面未设置减反射膜120的玻璃基板110)对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T1，车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T2，T2≥T1；优选T2-T1≥1.4％。进一步地，T2-T1≥1.5％。更进一步地，T2-T1≥1.6％。
根据本发明的具体实施方案，车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率T2≥93％。
本发明的减反射膜120可以明显提高车窗玻璃100对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率，由此制备的汽车玻璃能够将P偏振光作为LiDAR传感器等光学传感器组件的传输信号，从而满足汽车内置光学传感器组件的无人驾驶领域的实际应用。
需要说明的是，玻璃基板110的内表面101和外表面102分别为：内表面101为车窗玻璃100安装于车辆时，朝向车内的表面；外表面102为车窗玻璃100安装于车辆时，朝向车外的表面。
根据本发明的具体实施方案，车窗玻璃100的外表面中由减反射膜120覆盖的区域的Lab值中的a值为-9至0(包括端点值-9和0)、b值为-6至+3(包括-6和+3)，实现从车外一侧观察车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域的颜色为中性色，能够在从车外来看时保持较好的外观。
根据本发明的具体实施方案，玻璃基板100上的减反射膜120的面积一般大于等于车内光学传感器组件(如车内LiDAR传感器)在玻璃基板100上的投影面积。减反射膜120的面积可以小于等于内表面101面积的20％。进一步地，减反射膜120的面积小于等于内表面101面积的10％。更进一步地，减反射膜120的面积小于等于内表面101面积的5％。
减反射膜120的厚度为200nm-1000nm(包括端点值200nm和1000nm)。进一步地，减反射膜120的厚度可以控制为250nm-900nm(包括端点值250nm和900nm)。更进一步地，减反射膜120的厚度可以控制为300nm-800nm(包括端点值300nm和800nm)。
根据本发明的具体实施方案，如图3所示，减反射膜120包括依次层叠的第一高折射率层121、第一低折射率层122、第二高折射率层123和第二低折射率层124，第二低折射率层124相对于第一高折射率层121远离玻璃基板110的内表面101。通过采用高折射率层与低折射率层交替排列的结构，能够减少或者消除光学表面对特定入射角度的波长为905nm的P偏振光的反射率，增加对波长为905nm的P偏振光的透过率，从而实现对波长为905nm的P偏振光增透的效果。
根据本发明的具体实施方案，通过控制减反射膜120中相邻的高折射率层与低折射率层的折射率差值范围，可以提升减反射膜120对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的减反增透效果。在具体实施方案中，第一高折射率层121、第一低折射率层122、第二高折射率层123和第二低折射率层124的折射率分别记为n1、n2、n3和n4，各层的折射率可以控制为：(n1+n3)≥1+(n2+n4)；n1-n2≥0.3，n3-n4≥0.3，n3-n2≥0.3。进一步地，n1、n2、n3和n4可以满足以下条件中的至少之一：n1-n2≥0.4，n3-n4≥0.4，n3-n2≥0.4。更进一步地，n1、n2、n3和n4可以满足以下条件中的至少之一：n1-n2≥0.5，n3-n4≥0.5，n3-n2≥0.5。
根据本发明的具体实施方案，第一高折射率层121的折射率n1和/或第二高折射率层123的折射率n3为2.0-3.5(包括端点值2.0和3.5)，第一低折射率层122的折射率n2和第二低折射率层124的折射率n4为1.4-2.2(包括端点值1.4和2.2)。
根据本发明的具体实施方案，通过控制第一高折射率层121、第一低折射率层122、第二高折射率层123和第二低折射率层124的厚度之间的关系，能够控制第一高折射率层121、第一低折射率层122、第二高折射率层123和第二低折射率层124的折射率之间的关系，进而使车窗玻璃100中减反射膜120覆盖区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光具有更好的透射效果。
根据本发明的具体实施方案，第一高折射率层121、第一低折射率层122、第二高折射率层123和第二低折射率层124的厚度分别记为d1、d2、d3和d4，各层的厚度可以控制为：在d1、d2、d3和d4中，d2最大，d1最小，且3×d1≤d2，(d1+d2)＞1.5×(d3+d4)。
根据本发明的具体实施方案，通过控制第一低折射率层122的厚度d2在一定范围，能够控制形成第一低折射率层122的折射率，进而控制形成的第一低折射率层122对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光具有更好的透射效果。在一些具体实施方案中，第一低折射率层122的厚度d2可以控制为230nm-290nm。进一步地，第一低折射率层122的厚度d2为235nm-285nm。更进一步地，第一低折射率层122的厚度d2为240nm-280nm。
根据本发明的具体实施方案，第一高折射率层121和第二高折射率层123的材质包括Si、NbOx、SiNx、ZrOx、TiOx、TiNx、MoOx、TaOx、HfOx中的至少一种；第一低折射率层122和第二低折射率124的材质包括SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的至少一种。
根据本发明的具体实施方案，第一高折射率层121、第二高折射率层123的材质可以相同也可以不同；如果选用相同材料，有利于简化生产工艺、优化每片产品的生产时间。同理，第一低折射率层122、第二低折射率层124的材质可以相同也可以不同；如果选用相同材料，有利于简化生产工艺、优化每片产品的生产时间。
根据本发明的具体实施方案，上述减反射膜120可以通过磁控溅射大面积镀膜工艺沉积到光学信号需要透过的区域。其中，该镀膜工艺所用的硅靶材一般为高纯硅靶材，靶材中含量可以达到99％以上、优选达到99.9％以上，更优选达到99.95％以上。除硅以外，靶材中含有的剩余元素为Al、B、Fe、Cu、Co、Ni、O、N等。
可以理解的是，减反射膜120的形状可以根据实际需要调整，例如可以是梯形、方形等。
可以理解的是，减反射膜120的数量可以根据不同的车型面积调整。减反射膜120可以是一个、也可以是两个以上。多个减反射膜120之间可以相接、也可以分散设置。
根据本发明的具体实施方案，玻璃基板110可以为单片玻璃或夹层玻璃。
玻璃基板110为单片玻璃时，则内表面101和外表面102为该单片玻璃的两个相背的表面。
如图4所示，玻璃基板110为夹层玻璃时，夹层玻璃包括依次层叠的外玻璃板111、中间层112和内玻璃板113，外玻璃板111包括相背的第一表面111a和第二表面111b，内玻璃板113包括相背的第三表面113a和第四表面114b，第二表面111b和第三表面113a相对，中间层112设置在第二表面111b和第三表面113a之间，第一表面111a即为玻璃基板110的外表面102，第四表面113b即为玻璃基板110的内表面101。如图5所示，减反射膜120设于第四表面113b，减反射膜120中第一高折射率层121与第四表面113b相接。
示例性的，将外玻璃板111的厚度记为D1，内玻璃板113的厚度记为D2，其中D1≥D2。优选为D1＞2×D2，进一步优选为D1＞2.5×D2。内玻璃板113可以采用化学钢化工艺处理，以使内玻璃板113轻量化、并提高内玻璃板113的光学透过率。外玻璃板111和内玻璃板113以及单片玻璃皆可以采用对光学传感器的光学信号的波段无吸收或低吸收的玻璃，比如超白玻璃。本发明的单片玻璃、夹层玻璃中的外玻璃板111和/或夹层玻璃的内玻璃板113对波长在800nm-1600nm的光线的透过率大于等于91％。
中间层112能够连接外玻璃板111与内玻璃板113，使车窗玻璃100整体呈现夹层结构，以提高车窗玻璃100的安全性，满足车辆用窗玻璃的安全标准和法规要求。中间层112的材质可以包括聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、聚烯烃弹性体(POE)、聚氨基甲酸酯(PU)或离子型聚合物膜(SGP)等中的一种或两种以上的组合。示例性的，中间层112可以为单层结构或多层结构，多层结构可以举例有双层结构、三层结构、四层结构、五层结构等。中间层112还可以具有其他功能，例如设置至少一个着色区用作阴影带从而降低太阳光对人眼的干扰，或者增添红外线吸收剂从而具有防晒或隔热功能，或者增添紫外线吸收剂从而具有隔紫外线功能，又或者多层结构的至少一层的增塑剂含量更高从而具有隔音功能。
根据本发明的具体实施方案，如图4所示，车窗玻璃100还包括隔热膜130，隔热膜130避开车窗玻璃100中减反射膜110覆盖的区域设置于外玻璃板111的第二表面111b和/或内玻璃板113的第三表面113a。即，隔热膜130设于外玻璃板111的第二表面111b和/或内玻璃板113的第三表面113a，并且车窗玻璃100中隔热膜130覆盖的区域与减反射膜110覆盖的区域不重叠。
根据本发明的具体实施方案，隔热膜130具有反射热量的作用，能够减少进入车内的热量，降低车内温度，提升车辆的隔热性能，从而提升用户的使用体验。可以理解的是，隔热膜130的具体设置位置可根据车窗玻璃100对于隔热的实际需求情况进行调整，本发明的实施例对此不做严格限制。
根据本发明的具体实施方案，隔热膜130可以减少车窗玻璃对780-2500nm波长范围内的红外光线的透过率。隔热膜130包括至少一个金属银层或银合金层，金属银层或银合金层具有良好的红外线反射性能；银合金层的材料优选为银铜合金、银铟合金、银金合金等，银合金层中的银含量优选大于等于95％，更优选大于等于98％。金属银层或银合金层可以通过磁控溅射的方式沉积形成。在一些具体实施方案中，隔热膜130还包含其他介质层，例如SnZnOx、SiOx、Si3N4、TiOx、ZnOx等。隔热膜130还可以包含至少一个透明导电氧化物层(TCO层)，优选为ITO(掺锡氧化铟)、FTO(掺氟氧化锡)、ATO(掺锑氧化锡)、AZO(掺铝氧化锌)、IZO(掺铟氧化锌)、GZO(掺镓氧化锌)等；透明导电氧化物层(TCO层)可以通过磁控溅射的方式沉积形成。除了透明导电氧化物层(TCO层)，隔热膜130也可以包含其他介质层。
根据本发明的具体实施方案，隔热膜130可以选用镀银膜，具体可以是双银隔热膜、三银隔热膜等。双银隔热膜中设有两层银膜，相邻的银膜之间设有介质层；三银隔热膜中设有三层银膜，相邻的银膜之间设有介质层。双银隔热膜与三银隔热膜中的介质层可以防止银膜氧化，同时避免镜面效应。
根据本发明的具体实施方案，车窗玻璃100中隔热膜130覆盖的区域的太阳能总透过率≤50％。当隔热膜130为是双银隔热膜时，隔热膜130在车窗玻璃100中覆盖的区域的太阳能总透过率≤50％。当隔热膜130为是三银隔热膜时，隔热膜130在车窗玻璃100中覆盖的区域的太阳能总透过率≤40％。
根据本发明的具体实施方案，如图4、图6和图7所示，车窗玻璃100还包括油墨层140，油墨层140设于内玻璃板113与中间层112之间，具体而言，油墨层140设于内玻璃板113的第三表面113a且环绕第三表面113a的四周设置，从而可以在玻璃基板110的边缘对应油墨层140的位置，也就是外玻璃板111、中间层112、隔热膜130和内玻璃板113的边缘对应油墨层140的位置共同形成油墨区，使玻璃基板110的四周边缘不透明，从而对车窗玻璃100与车辆车身的连接边缘进行遮挡。其中，油墨区为油墨层140使车窗玻璃100不透明的区域，油墨区可以位于车窗玻璃100的四周。可以理解的是，除了设于内玻璃板113与中间层112之间，油墨层140也可以设置于外玻璃板111的第二表面111b和/或内玻璃板113的第四表面113b。
在上述车窗玻璃中，油墨层140可以装饰玻璃基板110的边缘，使边缘视觉上整齐。并且油墨层140还可以起到防紫外线的作用，使车窗玻璃100四周的固定组件不易老化。固定油墨层140的固定组件可以使用贴合的胶类物质等连接于车窗玻璃100朝向车内的表面，油墨层140还可以保护胶类物质，使胶类物质不易被太阳光影响而失效，从而保护固定组件与车窗玻璃100的连接稳定性。
根据本发明的具体实施方案，请参阅图6，图6是本发明实施例提供的一种车窗玻璃100的结构示意图，车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域可以由油墨区靠近车顶一侧的边缘向玻璃基板110的中部延伸。或者，请参阅图7，图7是本发明实施例提供的另一种车窗玻璃100的结构示意图，车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域可以与油墨区间隔设置。
根据本发明的具体实施方案，车窗玻璃100的外表面(即玻璃基板110的外表面102)中由减反射膜120覆盖的区域对波长为380-780nm的可见光的反射率为8％-15％、例如为8％-12％，车窗玻璃100的外表面中隔热膜130覆盖的区域对波长为380-780nm的可见光的反射率为10％-14％。如此，车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域和隔热膜130覆盖的区域的可见光的反射率相差不大，使这两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域。
根据本发明的具体实施方案，隔热膜130的厚度为100-300nm。
根据本发明的具体实施方案，减反射膜120的厚度记为DAR，隔热膜130的厚度记为DGR，DAR≥1.5DGR，从而使得车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域与隔热膜130覆盖的区域的颜色较为接近。
如图1所示，本发明还提供了一种车辆，该车辆1000包括光学传感器组件200和上述车窗玻璃100，光学传感器组件200的光学信号透过车窗玻璃100中减反射膜120覆盖的区域。在一些具体方案中，光学传感器组件100设于车辆1000内部，光学传感器组件100的光学信号可以透过车窗玻璃200。
示例性的，光学传感器组件200可以包括光学传感器和/或测距(LiDAR)型传感器。其中，测距(LiDAR)型传感器的信号波段一般在800nm-1600nm之间。测距型传感器可以为碰撞烈度传感器，碰撞烈度传感器用于检测汽车受碰撞程度。或者，测距型传感器可以为碰撞防护传感器，碰撞防护传感器可以用于防止安全气囊产生误胀开。光学传感器组件200还可以为接近速度传感器，接近速度传感器可以在追尾碰撞时辅助车辆1000的驾驶员刹车，并且最佳地收紧安全带和适时激活驾驶员及乘客的安全气囊。本发明不对光学传感器组件200的类型进行具体的限制。
示例性的，本发明的车窗玻璃100可以为车辆1000的前挡风玻璃、侧窗玻璃、天窗玻璃或者后挡风玻璃等，本发明不对车窗玻璃100的使用情景做具体限定。
以下实施例中采用的超白玻璃对波长在800nm-1600nm之间的光线的透过率大于等于91％。
实施例1：
本实施例制备一种车窗玻璃，制备过程如下：
(1)准备2.1mm的超透明低铁玻璃(即超白玻璃)原片，经过切割、掰边、磨边、清洗和烘干等预处理工序，作为车窗玻璃100的外玻璃板111使用；
(2)准备1.6mm的超透明低铁玻璃(即超白玻璃)原片，经过切割、掰边、磨边、清洗、印刷和烘干等预处理工序，作为车窗玻璃100的内玻璃板113使用；
(3)经预处理后的外玻璃板111，进入卧式磁控溅射镀膜线，在外玻璃板111的第二表面111b上进行双银镀膜，该镀膜起到隔热作用、为隔热膜130；LiDAR窗口区对应的隔热膜130需要去除，否则会影响LiDAR配套传感器的信号透过，除膜方式可以采用镀膜前遮蔽遮盖，也可以采用镀膜后激光除膜方式，具体隔热膜130的镀膜过程可参考CN102529212A(申请号为201110437887.7、发明名称为一种镀膜产品)，这里将该专利申请的全文引入作为说明书的一部分；
(4)经预处理后的内玻璃板113，进入磁控溅射镀膜线，设备类型可以是鼓式镀膜设备，也可以是立式或者卧式连续镀膜设备，在内玻璃板113的第四表面113b上，尤其是第四表面113b的LiDAR窗口区对应区域镀上减反射膜120，起到增加LiDAR窗口区传感器信号透过的作用，该减反射膜120的材料及对应膜层厚度依次为：
磁控溅射第一高折射率层121：Si3N4；镀膜厚度为29nm。
磁控溅射第一低射率层122：SiO2；镀膜厚度为264nm。
磁控溅射第二高折射率层123：Si3N4；镀膜厚度为70nm。
磁控溅射第二低折射率层124：SiO2；镀膜厚度为69nm。
第一高折射率层121、第一低折射率层122、第二高折射率层123和第二低折射率层124的折射率分别为2.1、1.5、2.1和1.5。减反射膜130的面积为第四表面113b面积的20％。
(5)隔热膜130和减反射膜120镀膜均完成后，在第三表面113a的四周边缘设置油墨层140。然后按照标准的汽车夹层安全玻璃生产工艺，例如包括将两片镀膜的大小片配对、高温成型和合片等工艺，在隔热膜130与油墨层140之间夹上一层0.76mm厚的PVB膜层作为中间层112，制成夹层玻璃制品，该制品的结构如图4所示。
对车窗玻璃进行光学测量。其中可见光的反射率和P偏振光的透光率采用PerkinElmer Lambda 950紫外可见分光光度计进行测试，Lab值采用柯尼卡美能达有限公司生产的CR-10PLUS型色差仪进行测试，测出的L、a、b数值分别代表一种颜色的亮度、红绿色度和黄青色度。以下实验中，可见光的反射率、P偏振光的透光率和Lab值是由车外侧对车窗玻璃的减反射区和隔热区进行测量的。
表1为实施例1所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表1
从表1结果可以看出，本实施例通过合理设计减反射膜120中各层膜厚，不仅使减反射区达到对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的膜层反射颜色与隔热区膜层反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的波长为380-780nm的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
实施例2：
本实施例提供一种车窗玻璃。参照实施例1的制备过程，本实施例制备的车窗玻璃使用高折射率材料ZrO2以及低折射率材料SiO2制成减反射膜、各层厚度如表2所示，车窗玻璃的其他部分结构与实施例1相同。其中，第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别为2.05、1.5、2.05和1.5。
表2为实施例2所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表2
从表2可以看出，通过合理设计各层膜厚，不仅使减反射区对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的玻璃反射颜色与隔热区玻璃反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
实施例3：
本实施例提供一种车窗玻璃。参照实施例1的制备过程，本实施例制备的车窗玻璃使用高折射率材料Ta2O5以及低折射率材料SiO2制成减反射膜、各层厚度如表3所示，车窗玻璃的其他部分结构与实施例1相同。第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别为2.1、1.5、2.1和1.5。
表3为实施例3所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表3
从表3可以看出，通过合理设计各层膜厚，不仅使减反射区达到对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的玻璃反射颜色与隔热区玻璃反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
实施例4：
本实施例提供一种车窗玻璃。参照实施例1的制备过程，本实施例制备的车窗玻璃使用高折射率材料Si3N4以及低折射率材料YF3制成减反射膜、各层厚度如表4所示，车窗玻璃的其他部分结构与实施例1相同。第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别为2.1、1.55、2.1和1.55。
表4为实施例4所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表4
从表4可以看出，通过合理设计各层膜厚，不仅达到对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的玻璃反射颜色与隔热区玻璃反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
实施例5：
本实施例提供一种车窗玻璃。参照实施例1的制备过程，本实施例制备的车窗玻璃使用高折射率材料Si3N4以及低折射率材料BaF2制成减反射膜、各层厚度如表5所示，车窗玻璃的其他部分结构与实施例1相同。第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别为2.1、1.4、2.1和1.4。
表5为实施例5所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表5
从表5可以看出，通过合理设计各层膜厚，不仅达到对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的玻璃反射颜色与隔热区玻璃反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
实施例6：
本实施例提供一种车窗玻璃。参照实施例1的制备过程，本实施例制备的车窗玻璃使用高折射率材料HfO2以及低折射率材料BaF2制成减反射膜、各层厚度如表6所示，车窗玻璃的其他部分结构与实施例1相同。第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别为1.95、1.4、1.95和1.4。
表6为实施例6所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表6
从表6可以看出，通过合理设计各层膜厚，不仅达到对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的玻璃反射颜色与隔热区玻璃反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
实施例7：
本实施例提供一种车窗玻璃。参照实施例1的制备过程，本实施例制备的车窗玻璃使用高折射率材料ZrO2以及低折射率材料YF3制成减反射膜、各层厚度如表7所示，车窗玻璃的其他部分结构与实施例1相同。第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别为2.05、1.55、2.05和1.55。
表7为实施例7所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表7
从表7可以看出，通过合理设计各层膜厚，不仅达到对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的玻璃反射颜色与隔热区玻璃反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
实施例8：
本实施例提供一种车窗玻璃。参照实施例1的制备过程，本实施例制备的车窗玻璃使用高折射率材料Ta2O5以及低折射率材料Al2O3制成减反射膜、各层厚度如表8所示，车窗玻璃的其他部分结构与实施例1相同。第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别为2.1、1.6、2.1和1.6。
表8为实施例8所得车窗玻璃的结构和光学测量结果。
表8
从表8可以看出，通过合理设计各层膜厚，不仅达到对以57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率均大于93％；而且保持车外的玻璃反射颜色均为中性色，特别是激光雷达减反射区的玻璃反射颜色与隔热区玻璃反射颜色保持一致，使两个不同的区域视觉相近，在汽车玻璃上无明显颜色分割区域；另外激光雷达减反射区与隔热区的可见光的反射率RL(0°)相差不大，使两个不同的区域亮度相近，无明显亮度分割区域，可用作汽车前挡和前后侧窗固定玻璃。
对实施例1至实施例8所用的玻璃基板(未设置减反射膜的夹层玻璃)的P偏振光的透过率同样采用PerkinElmer Lambda 950紫外可见分光光度计测试P偏振光的透光率，测得：玻璃基板对57°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率为91.9％；玻璃基板对62°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率为91.7％；玻璃基板对67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率为91.3％。可以看出，上述实施例的车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域对57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率T2大于玻璃基板(指单独的、表面未设置减反射膜的玻璃基板)对57°-67°入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率T1，即T2＞T1。
以上实施例的光学检测结果可以说明，本发明通过在车窗玻璃上设置减反射膜，使得车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光具有高达93％以上的透过率，由此制备的汽车玻璃能够将P偏振光作为LiDAR传感器的传输信号，从而满足汽车内置LiDAR的无人驾驶领域的实际应用。
Claims (14)
1.一种车窗玻璃，其特征在于，所述车窗玻璃包括玻璃基板和减反射膜，所述玻璃基板具有内表面和外表面，所述减反射膜设置于所述玻璃基板的内表面的至少部分区域，所述玻璃基板对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T1，所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域对以57°-67°的入射角入射的波长为905nm的P偏振光的透过率记为T2，T2＞T1；
所述减反射膜包括依次层叠的第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层，所述第二低折射率层相对于第一高折射率层远离所述玻璃基板的内表面；
所述第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的折射率分别记为n1、n2、n3和n4，(n1+n3)≥1+(n2+n4)；n1-n2≥0.3，n3-n4≥0.3，n3-n2≥0.3；
所述第一高折射率层、第一低折射率层、第二高折射率层和第二低折射率层的厚度分别记为d1、d2、d3和d4，其中，d2最大，d1最小，且3×d1≤d2，(d1+d2)＞1.5×(d3+d4)。
2.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，T2-T1≥1.4％。
3.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述T2≥93％。
4.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述车窗玻璃的外表面中由减反射膜覆盖的区域的Lab值中的a值为-9至0、b值为-6至+3。
5.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述减反射膜的厚度为200nm-1000nm。
6.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述减反射膜的面积小于等于所述玻璃基板内表面面积的20％。
7.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述第一低折射率层的厚度d2为230nm-290nm。
8.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述第一高折射率层和所述第二高折射率层的材质包括Si、NbOx、SiNx、ZrOx、TiOx、TiNx、MoOx、TaOx、HfOx中的一种或两种以上的组合；
所述第一低折射率层和所述第二低折射率的材质包括SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的一种或两种以上的组合。
9.根据权利要求1所述的车窗玻璃，其特征在于，所述玻璃基板为单片玻璃或夹层玻璃；
所述夹层玻璃包括依次层叠的外玻璃板、中间层和内玻璃板，所述外玻璃板包括相背的第一表面和第二表面，所述内玻璃板包括相背的第三表面和第四表面，所述第二表面和所述第三表面相对，所述中间层设置在所述第二表面和第三表面之间。
10.根据权利要求9所述的车窗玻璃，其特征在于，所述单片玻璃、所述夹层玻璃的外玻璃板和/或所述夹层玻璃的内玻璃板对波长在800nm-1600nm之间的光线的透过率大于等于91％。
11.根据权利要求9所述的车窗玻璃，其特征在于，所述车窗玻璃还包括隔热膜，所述隔热膜避开所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域、设置于所述外玻璃板的第二表面和/或所述内玻璃板的第三表面。
12.根据权利要求11所述的车窗玻璃，其特征在于，所述车窗玻璃的外表面中由减反射膜覆盖的区域对波长为380-780nm的可见光的反射率为8％-15％，所述车窗玻璃的外表面中由隔热膜覆盖的区域对波长为380-780nm的可见光的反射率为10％-14％。
13.根据权利要求11所述的车窗玻璃，其特征在于，所述车窗玻璃中隔热膜覆盖的区域的太阳能总透过率≤50％。
14.一种车辆，其特征在于，包括光学传感器组件和权利要求1-13任一项所述的车窗玻璃，所述光学传感器组件的光学信号透过所述车窗玻璃中减反射膜覆盖的区域。
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