CN118339023A - 用于平视显示器的嵌装玻璃单元 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元,其包括具有第一表面(11)和第二表面(12)的外嵌板(10)、以及具有第一表面(21)和第二表面(22)的内嵌板(20),两个嵌板通过夹层(30)粘合,该夹层提供该内嵌板的第一表面(21)与该外嵌板的第二表面(22)之间的接触,其中该第一区域是透光率<30%的显示区域,所述显示区域设置有初级p偏振光反射涂层(50);以及使用所述嵌装玻璃单元的平视显示器(HUD)。

Description

用于平视显示器的嵌装玻璃单元
技术领域
本发明涉及一种嵌装玻璃单元和一种使用所述嵌装玻璃单元的平视显示器(HUD)。
背景技术
平视显示器(HUD)在现代汽车中的应用日益增加,其在车辆驾驶时向驾驶员显示信息,并且在一些情况下也向乘客显示信息。信息包括交通信息、方向、速度、温度、车辆状况等。
HUD典型地包括用作显示区域的嵌板和用于将要显示的信息投射在显示区域上的投影仪。可以根据HUD在具体车辆上的安装来提供光学装置如波片、反射镜等。
车辆包括可用于公路、空中、水中和水上运输的那些车辆,特别是汽车、公共汽车、电车、火车、轮船、飞机、航天器、空间站和其他机动车辆。
WO 2021122848A1涉及HUD系统,该HUD系统包括:a.光源,其朝向嵌装玻璃投射p偏振光,b.所述嵌装玻璃,其包括具有第一表面和第二表面的外玻璃片材和具有第一表面和第二表面的内玻璃片材,其中该内玻璃片材的第二表面包括第一涂层,两个片材通过至少一个夹层材料片材粘合,其特征在于所述第一涂层包括:至少一个高折射率层,其具有50nm至100nm的厚度;以及至少一个低折射率层,其具有70nm至160nm的厚度,其中该至少一个高折射率层包括以下中的至少一者:Zr、Nb、Sn的氧化物;Ti、Zr、Nb、Si、Sb、Sn、Zn、In的混合氧化物;Si、Zr的氮化物;Si、Zr的混合氮化物。
共同未决申请EP N°21177439.3涉及一种包括设置有p偏振光反射涂层的透明基板的涂覆的基板、包括所述涂覆的基板的层压嵌装玻璃和平视显示器(HUD)系统。涂层定位于层压嵌装玻璃的可视区域中,所述可视区域具有TL>70%。即,显示区域在驾驶员的视角中。
有几个与使用透明嵌板作为显示区域(例如像汽车挡风玻璃)相关的缺点。在一些情况下,外部光对显示的信息的干扰可能导致驾驶员失去感知,使得信息不再清晰可见。在其他情况下,存在于挡风玻璃内侧(P4)的涂层可能显示不合适的颜色,这不利地影响从外侧观察时的美感。在另外的情况下,存在于挡风玻璃内侧的涂层还可能增强从外侧观察时指痕的存在,从而提供不好的感知。最后但同样重要的是,主要缺点是通过第一空气/玻璃界面(P1)的光的反射产生重像。
通过在驾驶员/观察者的透明视场中在不透明或半透明显示区域上提供显示区域,进行了多次尝试来解决这些问题。
联合国欧洲经济委员会(UN/ECE)第43号法规(ECE-R43)规定了“关于批准安全嵌装玻璃材料及其在车辆中安装的统一条件”。在所述法规的范围内,不透明遮蔽区被定义为嵌装玻璃上阻挡光透射的任何区域,其包括任何丝网印刷区域,无论是实心印刷还是点状印刷,但不包括任何遮阳带(shade band)。而遮阳带被定义为嵌装玻璃上具有降低的透光率的任何区域,不包括任何不透明遮蔽区。
典型的嵌装玻璃单元包括按照惯例用于必须安装在建筑物或车辆上的嵌装玻璃单元的黑带或遮蔽带。当通过粘合将嵌装玻璃安装在主体开口中时,这样的遮蔽带典型地用于确保位于嵌装玻璃下方的粘合剂的完整性,从而形成阻挡太阳辐射(包括紫外线辐射)的屏障。在汽车窗玻璃中,瓷漆涂层还可以用于遮蔽位于嵌装玻璃内侧周边的电气和其他连接部件并且因此改善车辆的外观。
遮蔽带的实例可以由瓷漆涂层提供,该瓷漆涂层典型地施加在嵌装玻璃表面的一部分上,例如在周边,即距嵌装玻璃外边缘最多25cm处,或者分段的部分(根据涂瓷漆的嵌装玻璃和车辆或建筑物的最终用途以及最终设计要求)。遮阳带的实例可以应用于挡风玻璃的上边界,以减少入射的太阳光对驾驶员或乘员的干扰。
DE 102016124987A1涉及用于机动车辆的挡风玻璃,其具有可视区域和显示区域。显示区域布置在挡风玻璃的下部区域中,并且具有比挡风玻璃的可视区域更低的光透射率。显示区域是经丝网印刷的以减少光透射。
WO 2021/185705A1涉及用于车辆、特别是机动车辆的挡风玻璃,其具有周边边缘区,该周边边缘区含有黑色印刷物(black print)。挡风玻璃具有至少一个单独的暗显示区,该暗显示区域与边缘区中的黑色印刷物分离且不同,该显示区是层压到挡风玻璃上的膜。
US2009/0295681A1涉及用于挡风玻璃的虚拟图像系统,该虚拟图像系统允许图像源从挡风玻璃反射,使得驾驶员可以看到没有重影的虚拟图像。在外玻璃嵌板挡风玻璃表面1或2中的任一个处、或在内玻璃嵌板挡风玻璃表面3处,将哑光黑色材料施加到挡风玻璃玻璃嵌板,或者在挡风玻璃表面4处在挡风玻璃玻料上布置黑色光面片材,从而为在挡风玻璃表面4处入射的具有真实图像光线的任何图像源提供虚拟图像。
WO 2021/175608A1涉及用于具有平视显示装置的机动车辆的挡风玻璃显示系统,该挡风玻璃显示系统具有在可视区域中的挡风玻璃的第一显示区和第一显示区下方的第二显示区(窗户根部区域)。
仍然需要用于HUD系统的嵌装玻璃单元的显示区域,该显示区域在不损害驾驶安全的情况下提供信息数据的良好光反射。
本申请人出人意料地发现,具有透光率<30%的显示区域(设置有p偏振光反射涂层)的嵌装玻璃单元有效地反射在驾驶员的驾驶视场之外投射至少50%p偏振光的光源投射的信息数据。
发明内容
本发明的目的是提供至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元,其包括
a.具有第一表面和第二表面的外嵌板,以及
b.具有第一表面和第二表面的内嵌板,
c.两个嵌板通过至少一个夹层材料片材粘合,该夹层材料提供内嵌板的第一表面与外嵌板的第二表面之间的接触,
d.其中第一区域是透光率<30%的显示区域,所述显示区域设置有初级p偏振光反射涂层。
本发明进一步包括提供所述嵌装玻璃单元的方法及其在HUD系统中的用途。
附图说明
图1至5是根据本发明的嵌装玻璃单元的示意图。
图6是考虑挡风玻璃时嵌装玻璃单元的视图。
图7是根据本发明的HUD中嵌装玻璃单元和投影仪的示意图。
具体实施方式
嵌装玻璃单元包括具有第一表面和第二表面的外嵌板、以及具有第一表面和第二表面的内嵌板,两个嵌板通过至少一个夹层材料片材粘合,该夹层材料提供内嵌板的第一表面与外嵌板的第二表面之间的接触。
因此,本发明嵌装玻璃单元包括具有第一表面(P1)和第二表面(P2)的外嵌板以及具有第一表面(P3)和第二表面(P4)的内嵌板,形成层压嵌装玻璃。层压嵌装玻璃的外嵌板是与车辆或建筑物的外部接触的嵌板。内嵌板是与车辆、隔间或建筑物的内部空间接触的嵌板,即,与周围大气接触的嵌板。
嵌装玻璃单元典型地将用于将内部与外部环境隔开,即,用于限定室外与室内隔间或房间。
外嵌板和内嵌板可以独立地选自透明基板,如玻璃基板或塑料基板,该塑料基板包含以下项或由以下项组成:聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)或其混合物。
在本发明的范围内,当可见光区(380-780nm)中的透光率(TL)优于或等于30%、替代性地优于40%、替代性地优于50%时,认为基板或材料具有透明度。
在本发明的范围内,不透明度是由透光率小于5%、优选地小于1%、等于0%来定义的。在本发明的范围内,遮阳是由5%至小于30%的透光率来定义的。
有利地,外嵌板和内嵌板是玻璃基板。
玻璃可以是任何类型,如常规浮法玻璃或平板玻璃,并且可以是具有任何光学特性的任何组成,例如,可见光透射率、紫外线透射率、红外线透射率和/或总的太阳能透射率中的任何值大于10%。
玻璃可以是钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、含铅玻璃或铝硅酸盐玻璃。玻璃可以是普通的透明、着色或超透明(即较低的Fe含量和较高的透射率)玻璃基板。玻璃基板的另外实例包括透明、绿色、青铜色或蓝绿色玻璃基板。
玻璃的组成对于本发明的目的而言不是至关重要的,前提是所述玻璃片材适于运输或建筑应用。玻璃可以是透明玻璃、超透明玻璃或着色玻璃,它根据期望的效果包含呈适当量的一种或多种组分/着色剂。着色玻璃包括灰色、绿色或蓝色浮法玻璃。在一些情况下,在适用法规的限制内,着色玻璃可以有利于提供最终嵌装玻璃的适当且期望的颜色。
特别适合的着色玻璃可以是绿色玻璃,因为它提供了从车辆的外侧观察到的卓越美感。绿色玻璃可以是例如钠钙玻璃,其中呈Fe2O3形式的氧化铁的量的范围为0.3wt%至1.0wt%。另一种类型的合适的玻璃可以是例如钠钙玻璃,其中呈Fe2O3形式的氧化铁的量的范围为0.002-0.06wt%并且呈Cr2O3形式的铬含量的量的范围为0.0001-0.06wt%。
外嵌板和内嵌板可以独立地具有范围为0.5mm至约15mm、替代性地1mm至约10mm、替代性地1mm至约8mm、替代性地1mm至约6mm的厚度。在运输应用中,嵌板可以具有范围为1mm至8mm的厚度,而除了1mm至8mm的厚度之外,它们在建筑应用中也可以更薄或更厚,像0.5mm至1mm的超薄玻璃、或8mm至12mm的较厚玻璃。
两个嵌板可以具有相同的厚度,例如0.5mm、或0.8mm、或1.2mm、或1.6mm、或2.1mm、或3mm。这种玻璃厚度上的对称结构允许层压工艺的过程容易性和常规定型。
两个嵌板也可以具有不同的厚度,从而提供非对称的层压嵌装玻璃,例如嵌板1=0.5mm且嵌板2=2.1mm,或嵌板1=0.8mm且嵌板2=2.1mm,或嵌板1=0.5mm且嵌板2=1.6mm,嵌板1=0.8mm且嵌板2=1.6mm,或嵌板1=1.6mm且嵌板2=2.1mm。玻璃厚度上的这样的非对称结构允许在曲率和/或重量管理方面的灵活性和/或在光/太阳能调制方面的灵活性。
依照应用所需的形状,玻璃可以是平坦的或完全或部分弯曲的以正确地配合玻璃支撑件的特定设计。
玻璃可以是退火、回火或热强化玻璃。
玻璃的内嵌板和外嵌板不需要具有相同的组成。即,嵌板中的一个可以是着色玻璃嵌板,而另一个嵌板可以是透明玻璃嵌板。这允许从外部到内部的光和能量管理的灵活性。
夹层提供内嵌板的第一表面(P3)与外嵌板的第二表面(P2)之间的接触。
夹层典型地包括热塑性材料,例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯或其多个层。单个夹层材料片材可以具有0.1mm至0.5mm的厚度。
在大多数情况下,多个夹层材料片材邻接在一起以形成两个嵌板之间的夹层。所述夹层的总厚度典型地在0.3mm至0.9mm的范围内。
夹层可以在其在两个嵌板之间的整个表面上具有均匀的厚度,或者可以在其整个表面上具有不均匀的厚度,即,夹层可以是“楔形”夹层。在其他光源与本发明系统结合使用的特定情况下,这为HUD系统提供了更多的优势。
如果最终用途需要,那么夹层可以包含光吸收剂或任何其他光干扰聚合物,前提条件是不损害本发明的最初目的。
在与本发明的其他实施例兼容的特定实施例中,夹层可以是楔形夹层。此类楔形夹层可以在嵌装玻璃单元的表面上具有变化的厚度,使得在邻接的嵌板之间的距离从一个位置点到另一个位置点有所变化。当本发明系统与需要使用楔形夹层的其他系统结合使用时,这样的楔形夹层可能会有用。
本发明嵌装玻璃单元至少具有第一区域和第二区域。因此,第一区域是透光率<30%(发光体A,2°)、替代性地<20%、替代性地<10%、替代性地<5%、优选地<1%的显示区域。在一些情况下,显示区域可以具有TL=0%,表示完全不透明。
另一方面,第二区域是可视区域,并且具有可见光透过率≥70%(发光体A,2°)。透光率和反射率典型地是根据ISO9050利用发光体A以2°的角度测量的。
规范ECE-R43规定了汽车的中央视场必须具有高光透射率(典型地大于70%)的技术要求。所述中央视场特别地是本领域技术人员称为视场B、视场B或区域B的视场,这里称为第二区域或可视区域。
在本发明的范围内,当考虑第一显示区域时,术语“显示区域”和“投射区域”可以互换地使用。
当透光率≥70%的嵌装玻璃嵌板用作显示区域时,可能受到来自空气/外嵌板界面的干扰,这可能降低反射图像的质量,如上文所讨论的。相反,当显示区域是透光率<30%的区域时,空气/外嵌板界面的干扰减少,并且因此,图像清晰且重影效果减少或消除。当显示区域是透光率<1%的区域时,空气/外嵌板界面的干扰消除,并且因此,图像更清晰并且没有重影。
显示区域的小于30%的透光率可以通过选择性地布置在所述显示区域中的不同不透明化手段来实现。所选择的不透明化手段旨在遮阳和/或不透明化,使得TL<30%或更小,如上文所讨论的。
显示区域的不透明化手段可以是选自以下的至少一种
-深色印刷物;
-深色嵌体;
-深色贴片;
-或其组合。
当使用深色印刷物作为不透明化手段时,深色印刷物可以选自瓷漆、油漆、和/或油墨。深色印刷物可以施加在层压嵌装玻璃的P1、P2、P3之一上。
在深色印刷物中,当沉积在层压嵌装玻璃的P1、P2、P3之一上时,优选地使用瓷漆来使投射区域不透明。典型的瓷漆组合物在介质中典型地包含玻璃料、颜料和其他添加剂。添加剂包括助粘剂、晶种材料、还原剂、导电金属(例如银颗粒)、流变改性剂、助流剂、助粘剂、稳定剂等。
瓷漆不透明化手段的主要优点在于可以实现完全不透明,即TL可以<5%、优选地<1%、最优选地等于0%。当用作不透明化手段时,瓷漆的优点在于可以使用相同的瓷漆来界定显示区域和遮蔽带(如果存在这样的带的话)。
显示区域的表面可以沿着遮蔽带的宽度和高度,或可以仅限于所述遮蔽带的一部分。在此类情况下,在P2或P3中,优选的遮蔽材料可以是瓷漆。该选项容易通过施加遮蔽带的惯用方法来实现,并通过适当选择具有颜色的黑色瓷漆提供不透明度,使得L*<6、a*=0±3,b*=0±3(在CIELAB颜色空间中)。
嵌装玻璃单元的遮蔽带表面可以在嵌装玻璃单元表面的0.5%至25%的范围内,例如在汽车或运输应用中。
油漆的实例包括乙烯基油漆、丙烯酸油漆等。也可以选择它们来提供遮阳,使得TL<30%。当使用油墨或油漆时,也可以实现不透明性,TL<5%或甚至更低。这些具有优点,即它们可以容易地通过喷墨印刷来印刷。
当使用深色嵌体时,这样的嵌体可以选自聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、密拉、或其混合物。
当使用深色嵌体时,它可以通过在粘合夹层内的典型设计方案选择性地布置在投射区域中,以便提供显示区域。这样的嵌体可以称为遮蔽嵌体。因此,深色嵌体可以插入与投射区域重合的选定区域内,即插入作为粘合剂在层压嵌板之间粘合的夹层内。实际上,夹层可以包括多个夹层材料片材,其中的一个可以包括深色嵌体,使得它选择性地被布置以界定嵌装玻璃嵌板的第一显示区域,并且经选择以提供小于30%的最终透光率。深色嵌体是存在的并且是本领域技术人员已知的。在本发明的范围内,深色嵌体被认为具有<30%、优选地<10%、更优选地<5%、甚至更优选地<1%、最优选地等于0%的透光率。
在这样的情况下,当可能不需要完全不透明时,显示区域的透光率可以因此被调整以潜在地适合显示区域的其他用途。即,当遮阳足够时,TL在5%至小于30%的范围内。
在本发明的范围内,当使用深色印刷物和/或深色嵌体作为不透明化手段时,初级p偏振光反射涂层可以存在于内嵌板的第二表面(表面P4)上。根据本发明,嵌装玻璃单元的透光率<30%的显示区域由此在内嵌板的第二表面上设置有初级p偏振光反射涂层。这具有优点,即朝向内部的内嵌板的第二表面上没有表面效果,并且嵌装玻璃单元的表面保持平坦且平整(没有凹凸)。
在本发明的范围内,当使用深色贴片时,它可以作为层压贴片提供,布置在内嵌板的第二表面上。贴片具有第一表面和第二表面,典型地是选自玻璃或塑料的材料块,该塑料块包含以下项或由以下项组成:聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)、或其混合物。贴片的第一表面(表面P5)可以通过以上公开的夹层材料中的至少一种层压至内嵌板的第二表面,根据所选贴片材料的类型,夹层材料可以是透明的或着色的。
然后,初级p偏振光反射涂层可以存在于贴片材料的第二表面(表面P6)上。根据本发明,这具有优点,即可以将较小块的材料涂覆并施加在嵌装玻璃单元上,使得嵌装玻璃单元的透光率<30%的显示区域设置有p偏振光反射涂层。
优选的深色贴片可以包括透明玻璃块、或超透明玻璃块、或低铁玻璃块与深色夹层的组合,或可以包括具有没有特别透光率要求的夹层的深色玻璃块。
玻璃贴片片材应尽可能薄。当使用玻璃贴片时,优选的是贴片玻璃片材具有不超过2mm、优选地不超过1mm的厚度。
在第一种情况下,当透明玻璃块、或超透明玻璃块、或低铁玻璃块与深色夹层组合使用时,所述夹层可以具有<30%(如上述那些)、或优选地<10%、更优选地<5%、甚至更优选地<1%、最优选地等于0%的透光率。
在第二种情况下,当深色玻璃块与夹层组合使用时,对夹层没有特定要求,而玻璃可以具有<30%的透光率。深色玻璃可以是着色的钠钙玻璃、硼硅酸盐玻璃、含铅玻璃或铝硅酸盐玻璃。此类深色玻璃可以具有可见光透过率(对于4mm厚片材)<20%、替代性地<15%、替代性地<12%、替代性地<10%、替代性地<8%、替代性地<6%、替代性地<5%、替代性地<2%、替代性地<1%、替代性地=0%(对于完全不透明)。
然而,此类深色玻璃对于IR射线(1050nm或1550nm)可以具有透射率>80%。这可能具有额外优点,即当玻璃和夹层经选择使得它们透射红外线(800nm至2000nm),同时具有本发明的目的所需的可见光透过率时,深色玻璃贴片除了用作显示区域之外,还可起到激光雷达功能。
在一些实施例中,可以将多种不透明化手段组合,如将深色贴片叠加到遮蔽带上,或其他。
本发明嵌装玻璃单元的不透明显示区域设置有初级p偏振光反射涂层。在本发明的范围内,初级p偏振光反射涂层旨在描述能够反射在任何入射角下的入射p偏振光的涂层或薄层堆叠。
该初级p偏振光反射涂层被有利地施加到显示区域上以增加入射p偏振光的反射量,如可以用于平视显示器中,如将在下文所讨述的。通过改善p偏振光的反射,本发明初级涂层可以允许使用投射至少50%p偏振光的光投影仪,并且仍实现清晰且明确定义的图像。这样的投影仪很容易以可接受的价格获得。如果使用需要,投影仪还可以投射100%p偏振光。
在本发明的范围内,初级p偏振光反射涂层施加在面向车辆或建筑物的内部空间的内嵌板表面上,即初级p偏振光反射涂层与周围大气直接接触。
初级p偏振光反射涂层被认为是非导电涂层,即,其薄层电阻可以>100欧姆/平方。这提供了这样的优点,即包括设置有p偏振光反射涂层的透明基板的本发明的涂覆基板不需要去涂层就可兼容用于高级驾驶辅助系统(ADAS)或兼容通过玻璃的电磁通信,即,初级p偏振光反射涂层与通信、传感器或摄像头窗口兼容,确保电磁辐射的透射。
在本发明的范围内,初级p偏振光反射涂层可以典型地包括至少一个高折射率层/低折射率层的层序列,或高/低序列。高/低序列可以出现多于一次,即,该序列可以重复至少2次、高达3或4次。
在本发明的范围内,初级p偏振光反射涂层可以优选地是磁控溅射的p偏振光反射涂层,其具有易于加工、易于适应所选功能、以及成本效益的优点。
在本发明的范围内,涂层和薄层的厚度是以nm表示的几何厚度,除非另有说明。
在本发明的范围内,术语“在……下方”、“在……下面”、“在……下”指示在从基板开始的层序列内的一个层相对于下一层的相对位置。在本发明的范围内,术语“在……上方”、“上部”、“在顶部”、“在……上”指示在从基板开始的层序列内的一个层相对于下一层的相对位置。
在本发明的范围内,在550nm的波长下,高折射率典型地≥1.8、替代性地≥1.9、替代性地≥2.0、替代性地≥2.1。
高折射率层可以选自Zn、Sn、Ti、Nb、Zr、Ni、In、Al、Ce、W、Mo、Sb、Bi及其混合物的氧化物;Si、Al、Zr、B、Y、Ce、La的氮化物或氮氧化物;及它们的混合物。
在本发明的范围内,在550nm的波长下,低折射率典型地≤1.7、替代性地≤1.6。
低折射率层可以选自氧化硅、碳氧化硅、氧化铝、混合硅铝氧化物、混合硅锆氧化物(其中n<1.7)、铝掺杂氧化锌、氟化镁、或其混合物。
高折射率材料在550nm波长下的折射率典型地高于低折射率材料的折射率。高折射率材料和低折射率材料的折射率可以相差至少0.1的值,优选相差至少0.2的值,更优选相差至少0.25的值。
第一合适的初级p偏振光反射涂层从基板表面开始依次包括,
-至少一个高折射率层,其具有50nm至100nm的厚度
以及
-至少一个低折射率层,其具有70nm至160nm的厚度,
其中,该至少一个高折射率层包含以下中的至少一者
-Zr、Nb、Sn的氧化物;
-Ti、Zr、Nb、Si、Sb、Sn、Zn、In的混合氧化物;
-Si、Zr的氮化物;
-Si、Zr的混合氮化物(其中n>1.7)。
在本发明第一合适的初级p偏振光反射涂层中的层可以包括多于一个子层。
此类第一合适的初级p偏振光反射涂层已经具有p偏振光反射≥15%、以及低设计复杂性,并且耐热处理。
第二特别合适的初级p偏振光反射涂层从基板表面开始依次包括,
a.可选地
i.第一层,其由一个或多个高折射率子层构成,第一涂层具有1nm至100nm的厚度,和
ii.第二层,其由一个或多个低折射率子层构成,该第二层具有1nm至220nm的厚度,和
b.第三层,其由一个或多个高折射率子层构成,该第三层具有40nm至150nm的厚度,以及
c.第四层,其由一个或多个低折射率子层构成,该第四层具有40nm至200nm的厚度,并且
进一步包括至少一个第一吸收材料层,所述至少一个第一吸收材料层具有0.2nm至15nm的厚度,并且所述吸收材料具有大于1的平均折射率n和大于0.1的平均消光系数k,其中平均值n和k是根据在450nm、550nm和650nm波长下的值计算的。
该第二特别合适的p偏振光反射涂层可选地包括由一个或多个高折射率材料子层构成的第一层以及由一个或多个低折射率材料子层构成的第二层。这种可选的层对提供改善的p偏振光的反射,但是生产成本较高。
当存在时,第一层由独立地选自上述材料的一个或多个高折射率材料子层构成。当存在时,第一层可以具有1nm至100nm、替代性地2nm至80nm、替代性地4nm至65nm、替代性地4nm至15nm的厚度。
当存在时,第二层由独立地选自上述材料的一个或多个低折射率材料子层构成。当存在时,第二层可以具有1nm至220nm、替代性地2nm至210nm、替代性地4nm至200nm、替代性地100nm至200nm的厚度。
第三层由独立地选自上述材料的一个或多个高折射率材料子层构成。第三层可以具有40nm至150nm、替代性地45nm至135nm、替代性地50nm至125nm的厚度。
第四层由独立地选自上述材料的一个或多个低折射率材料子层构成。第四层可以具有400nm至200nm、替代性地45nm至160nm、替代性地50nm至150nm的厚度。
因此,可选的第一、可选的第二、第三或第四层中的每一个可以独立地由一个单层组成,或者可以包括两个或更多个子层。
第二特别合适的初级p偏振光反射涂层的高折射率材料可以选自
-Zr、Nb、Sn、Zn或Ti的氧化物;
-Ti、Zr、Nb、Si、Sb、Sn、Zn、In中的两种或更多种的混合氧化物;
-Si、Zr、Al、B的氮化物;
-Si、Zr、Al、B中的两种或更多种的混合氮化物。
第二特别合适的初级p偏振光反射涂层的高折射率材料可以优选地选自混合钛锆氧化物、混合钛硅氧化物、混合铌锆氧化物、混合硅锆氮化物、铝掺杂氮化硅、氧化锆、混合铟锡氧化物、混合富锌铝氧化物、混合锑锡氧化物、混合钛锌氧化物、混合锌锡氧化物。
在一些情况下,底涂层可能与嵌板表面的表面接触。此类底涂层不同于第二特别合适的初级p偏振光反射涂层的第一或第二或第三或第四层中的任一个。此类底涂层不给p偏振光反射涂层提供任何光学影响,但可以充当基板的扩散阻挡或充当后续层的种子层。在优选的实施例中,底涂层可以特别地在缺少第一和第二层的情况下存在。
“吸收材料”意指吸收一部分可见辐射的材料。
吸收材料的特征可以在于平均折射率n大于1并且平均消光系数k大于0.1,其中平均值n和k是根据在450nm、550nm和650nm这3个波长下的n和k的值计算的。
因此,使用材料在450nm、550nm和650nm这3个波长下的折射率值来计算平均值n。使用材料在450nm、550nm和650nm这3个波长下的消光系数值来计算平均值k。
本领域技术人员熟悉光学参数n和k。薄膜光学模拟软件如薄膜中心(Thin FilmCenter)或CODE具有其自己的数据库,但也给本领域技术人员提供可靠的工具来拟合沉积有已知物理厚度和表征的基板的薄膜的n和k光学模型。
至少一个第一吸收材料层可以选自:NiCr、W、Nb、Zr、Ta、Pd、Si、Ti,或基于Ni和/或Cr和/或W的合金,或基于Cr和Zr、或W和Zr或Cr、或W和Ta的合金,可选地包括选自Ti、Nb、Ta、Ni和Sn的附加元素;或TiN、CrN、WN、NbN、TaN、ZrN、NiCrN或NiCrWN、或这些氮化物的混合物。
氮化物也可以被部分氧化,前提是在450nm与650nm之间的范围内保持k大于0.1的吸收率。
吸收材料层可以在所述吸收层上方和/或下方设置有至少一个阻挡层。此类阻挡层可以具有包括在5与50nm之间的几何厚度。此类阻挡层的实例包括氮化硅或铝掺杂氧化锌或氧化钛或混合的钛锆氧化物。
即,在一些情况下,至少一个第一吸收材料层可以包括设置有至少一个氮化硅阻挡层(在下方或上方)的NiCr或NiCrW层,或由(在下方或上方)基本上由氮化硅形成的第一介电涂层和基本上由氮化硅形成的第二介电涂层侧接,每个介电涂层独立地具有包括在5nm与50nm之间的几何厚度;或至少一个第一吸收材料层可以包括Pd(钯)层,该层由基本上由铝掺杂氧化锌形成的第一介电涂层和基本上由铝掺杂氧化锌形成的第二介电涂层侧接,每个介电涂层独立地具有包括在5nm与50nm之间的几何厚度。此类吸收材料层允许具有最佳光吸收的最佳的p偏振光反射。
至少一个第一吸收材料层可以优选地选自:NiCr、W、Nb、Pd、Si、Ti,或基于Ni和/或Cr和/或W的合金;或TiN、CrN、WN、NbN、TaN、ZrN、NiCrN或NiCrWN、或这些氮化物的混合物。
至少一个第一吸收材料层可以更优选地选自:NiCr、W、Pd、Si、Ti,或基于Ni和/或Cr和/或W的合金;或TiN、CrN、WN、NiCrN或NiCrWN、或这些氮化物的混合物。
为了获得信息,各种吸收材料和银的平均折射率n和平均消光系数k在表1中呈现。该平均值是根据在450nm、550nm和650nm这3个波长下的值计算的。平均折射率n<1指示该材料不适合作为吸收材料。银、金、铜、铝具有n<1的平均值,因此不合适。
表1
材料 平均值n 平均值k
Pd 3.13 1.73
NiCr 2.50 3.70
NiCrW 3.34 3.84
NiCrWN 2.56 2.20
Si 3.95 1.16
Ag 0.09 3.52
虽然不是强制性的,但是吸收材料的耐热性可以是有用的,即,它优选地在高于400℃的温度下热处理时基本保持不变。
吸收材料不包括银。材料如银由于其低于1的低折射率而不能提供p偏振光反射的必要增强,并且不允许p偏振反射涂层定位在面向隔间内部的嵌装玻璃嵌板的表面(表面P4)上。
至少一个第一吸收材料层可以具有0.2nm至15nm、替代性地0.5nm至15nm、替代性地2nm至12nm的厚度。
至少一个第一吸收材料层可以
-插入在所述第一、第二、第三或第四层中的至少两个相邻涂层之间,或者
-插入在所述第一、第二、第三或第四层中的至少一个内。
此类第二合适的初级p偏振光反射涂层是非常高效的,具有p偏振光反射≥20%,耐受热处理并且可以在不牺牲透光率的情况下调整效率。
在本发明的范围内,该第二合适的初级p偏振光反射涂层的细节是,当在2个2.1mm的透明玻璃片材与0.76mm的透明夹层的层压嵌装玻璃中使用时,该反射涂层并不强制性的需要具有≥70%的透光率,因为它并不旨在对视野透明。此类第二合适的初级p偏振涂层的优点在于当定位于TL<30%的显示区域上时,p偏振光的反射率可以达到高达至少20%p偏振光反射,而不需要优化颜色中性。
在本发明的范围内,当在2.1mm的单片透明浮法玻璃片材上测量时,初级p偏振光反射涂层本身可以具有任何透光率,即,透光率小于90%、小于70%、替代性地小于65%、替代性地小于60%且大于30%、替代性地大于40%。
如上所讨述的,初级p偏振光反射涂层被认为是非导电涂层。如果将银层视为吸收材料,这将是不可能的。
初级p偏振光反射涂层足够耐久并且耐划伤、腐蚀或损坏,存在于层压系统的位置P4中,面向居住区或房间的内部。如果银层存在于初级p偏振光反射涂层中,则这将是不可能的。
因此,在本发明的范围内,初级p偏振光反射涂层不含基于银的导电层,因为初级p偏振光反射涂层必须朝向车辆或建筑物的内部空间定位,并且耐划伤。
在与以上兼容的某些实施例中,透光率≥70%的第二区域或可视区域可以设置有p偏振涂层,该p偏振涂层可以与初级p偏振涂层相同或不同,因为关键是所述可视区域满足对于TL≥70%(发光体A,2°)的车辆嵌装玻璃的法定要求。因此,本发明涉及用作显示区域的TL<30%的第一区域,其与用作显示区域的TL≥70%的先前可视区域兼容。
在与以上兼容的实施例中,嵌装玻璃单元可以进一步包括含有n个基于红外反射(IR)功能层的层和n+1个介电层的红外反射(IR)涂层,位于两个介电层之间的每个基于IR反射功能层的层可以可选地设置在层压嵌装玻璃的外嵌板与内嵌板之间。即,可以将红外反射(IR)涂层施加在内嵌板的第一表面(P3)或外嵌板的第二表面(P2)中的至少一个上或嵌入在夹层中。
在本发明的范围内,IR涂层内各层的相对位置不一定暗示直接接触。即,可以在第一层与第二层之间提供某个中间层。在一些情况下,一个层实际上可以由几个多个单独的层(或子层)构成。
在一些情况下,相对位置可能暗指直接接触,并且将被指定。
IR反射金属功能层(或功能层)可以由银或铝或其合金制成,最终掺杂有小于15wt%的铂、钯或金。功能层可以具有5nm至22nm、替代性地7nm至20nm、替代性地8nm至18nm的厚度。功能层的厚度范围将影响第二涂层的电导率、发射率、反阳光功能和光透射率。
介电层典型地可以包括Zn、Sn、Ti、Zr、In、Al、Bi、Ta、Mg、Nb、Y、Ga、Sb、Mg、Si及其混合物的氧化物、氮化物、氮氧化物或碳氧化物。这些材料可选地可以被掺杂,其中掺杂剂的实例包括铝、锆或其混合物。掺杂剂或掺杂剂混合物可以以高达15wt%的量存在。介电材料的典型实例包括但不限于硅基氧化物、硅基氮化物、氧化锌、氧化锡、混合锌锡氧化物、氮化硅、氮氧化硅、氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化铌、氮化铝、氧化铋、混合硅锆氮化物及其至少两者的混合物(如例如钛锆氧化物)。
IR涂层可以包括在至少一个功能层底下的种子层,和/或该涂层可以包括在至少一个功能层上的阻挡层。给定的功能层可以设置有种子层或者阻挡层、或两者。第一功能层可以设置有种子层和阻挡层中的任一者或两者,并且第二功能层可以设置有种子层和阻挡层中的任一者或两者、以及更多的层。这些结构不是相互排斥的。种子层和/或阻挡层可以具有0.1nm至35nm、替代性地0.5nm至25nm、替代性地0.5nm至15nm、替代性地0.5nm至10nm的厚度。
IR涂层还可以包括薄的牺牲材料层,该牺牲材料层具有<15nm、替代性地<9nm的厚度,其设置在至少一个功能层上方并与其接触,并且可以选自包括以下项的组:钛、锌、镍、铝、铬及其混合物。
IR涂层可以可选地包括作为最后的层的面涂层或顶层,其旨在保护在它下方的堆叠免受损坏。这种顶涂层包含Ti、Zr、Si、Al或其混合物的氧化物;Si、Al或其混合物的氮化物;碳基层(如,石墨或类金刚石碳)。
当嵌入在夹层中时,IR涂层可以沉积在塑料基板上,然后将所述塑料基板插入在内嵌板的第一表面与外嵌板的第二表面之间的夹层内(在两侧被夹层材料夹在中间),或者在一侧与内嵌板的第一表面和外嵌板的第二表面之一接触,并且在另一侧与夹层接触。
作为IR涂层支撑件的塑料基板的实例包括呈薄片材形式的聚(对苯二甲酸乙二酯)(“PET”)、聚(对苯二甲酸丁二酯)、聚丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯如聚(甲基丙烯酸甲酯)(“PMMA”)、聚(甲基丙烯酸酯)和聚(丙烯酸乙酯)、共聚物如聚(甲基丙烯酸甲酯-共-丙烯酸乙酯)和聚碳酸酯。塑料基板本身是可商购的或者可以通过各种本领域已知的方法制备。
玻璃或塑料基板上的IR涂层典型地在本领域中是已知的并且本文将不进行进一步描述。它们的优点在于阳光和热管理,同时允许提供可加热嵌装玻璃单元。
在本发明的范围内,IR反射涂层优选地不在显示区域中,如以不干扰嵌装玻璃单元的显示区域的功能。如果IR反射涂层位于内嵌板的第一表面(P3)上,则它可以优选地从显示区域的区域去除,以便不损害所述显示区域的功能,去除可以通过去涂层进行。如果IR反射涂层位于外嵌板的第二表面(P2)上,则它可以保持存在,前提是不透明化手段位于IR反射涂层与显示区域之间,如深色印刷物或深色嵌体,否则,它优选地可以被去除。
IR反射涂层还可以用作加热元件以提供嵌装玻璃单元的加热。
在与以上兼容的实施例中,可选地至少嵌装玻璃单元的第二区域设置有抗指纹涂层和/或易清洁涂层。此类抗指纹涂层可以证明是有用的,以用于避免来自可视区域的光的干扰。指纹从外侧将不太明显,并提供改善的美感。第一区域还可以设置有相同的抗指纹涂层和/或易清洁涂层,但无论如何从外侧是看不到的,因此美感无论如何都不会降低。
抗指纹涂层的实例包括氟化聚醚、硅烷、氟硅烷、硅氧烷、氟化硅氧烷、膦酸酯、含氟有机化合物、含全氟碳的材料等。这些抗指纹涂层在本领域是已知的。
本发明还提供了一种提供嵌装玻璃单元的方法,该方法包括以下步骤:
1)提供具有第一表面和第二表面的外嵌板,
2)提供具有第一表面和第二表面的内嵌板,该第二表面至少具有第一区域和第二区域,
3)在至少内嵌板的第二表面的第一区域上提供初级p偏振光反射涂层,
4)在至少设置有初级p偏振光反射涂层的第二表面的区域上提供不透明化手段,使得所述区域具有<30%的透光率,
5)通过夹层粘合两个嵌板,该夹层提供内嵌板的第一表面与外嵌板的第二表面之间的接触。
初级p偏振光反射涂层的沉积方法包括化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、物理气相沉积(PVD)、磁控溅射、湿法涂覆等。优选地,初级p偏振光反射涂层是磁控溅射的涂层。
在选定的第一区域上选择性沉积初级p偏振光反射涂层可以通过选择性沉积和/或遮蔽来实现。
不透明化手段是根据选定的手段来提供。
深色印刷物可以如典型的用于瓷漆、油漆和/或油墨,通过丝网印刷、辊涂、喷涂、幕涂、贴花施加、喷墨等,可选地在遮蔽或形状/阴影限定元件的存在下来沉积。
瓷漆涂层将典型地施加在面向热塑性塑料夹层的嵌板的表面上,即,在位置P2或P3中。
用于遮蔽带的瓷漆涂层典型地施加在嵌装玻璃表面的一部分上,例如在周边,即,距嵌装玻璃外边缘最多25cm处,或者分段的部分(根据涂瓷漆的嵌装玻璃和车辆或建筑物的最终用途以及最终设计要求)。在一些情况下,用于遮蔽带的瓷漆涂层可以施加在玻璃片材的面向车辆内部的表面上,即,位置P4,例如用于辅助车窗与车架的粘附。在本发明的范围内,发现有利的是,当定位于P4中,初级p偏振光反射涂层与此类瓷漆涂层兼容,该瓷漆涂层用于提供与典型地用于粘附汽车主体上或建筑窗架中的窗戶的粘合剂的兼容性。
深色嵌体可以在层压步骤5)之前放置在粘合夹层内。
深色贴片可以在步骤5)之后使用常规技术层压到嵌装玻璃单元,以通过将贴片的第一表面(P5)粘合到内嵌板的第二表面(P4)将此类深色贴片粘附到嵌装玻璃单元。在此类情况下,贴片的第二表面(P6)通过以上讨述的任何方法预先设置有初级p偏振光反射涂层。
红外反射涂层可以沉积在内嵌板的第一表面或外嵌板的第二表面中的任一个上,或设置在嵌装玻璃单元中,支撑在插入粘合夹层内的塑料片材上。
嵌板表面上的可选的IR涂层的沉积方法包括化学气相沉积(CVD)、等离子体增强化学气相沉积(PECVD)、物理气相沉积(PVD)、磁控溅射、湿法涂覆等。相应涂层的不同层可以使用不同的技术来沉积。
当存在时,抗指纹涂层可以典型地尤其通过湿法涂覆技术来施加,如浸涂、喷涂、旋涂、刷涂。
在本发明的范围内,内嵌板和外嵌板可以经受热处理。在一些情况下,可能有用的是通过热处理对外嵌板进行机械加固以提高其对机械约束的抵抗力。
热处理包括:根据热处理类型和嵌装玻璃的厚度,在大约3、4、6、8、10、12甚至15分钟期间,将嵌装玻璃在空气中加热到至少560℃的温度,例如在560℃与700℃之间、特别是大约640℃至670℃。该处理可以包括在加热步骤之后的快速冷却步骤,以在玻璃的表面与芯之间引入应力差,使得在冲击的情况下,所谓的经回火的玻璃片材将安全地破碎成小块。如果冷却步骤不太强劲,则玻璃然后将简单地进行热强化并在任何情况下均提供更好的机械阻力。
本发明嵌装玻璃单元的内嵌板和外嵌板以及夹层是通过提供层压嵌装玻璃的已知技术组装,如用于平坦基板的层压步骤、或用于弯曲基板的弯曲步骤,该弯曲步骤包括首先弯曲嵌板以及其次层压所述弯曲嵌板的步骤。
本发明还提供了一种HUD系统,其包括
a.如本文所公开的嵌装玻璃单元,其至少具有作为透光率<30%的显示区域的第一区域和第二区域,以及
b.光源,其朝向嵌装玻璃单元的第一显示区域投射至少50%p偏振光,其中由该光源投射的光入射到所述第一显示区域并从所述第一显示区域反射。
光源典型地提供朝向嵌装玻璃的光投射。在本发明的范围内,光源具体地将入射光投射到透光率>30%的显示区域。
本文的光源包括偏振器,使得投射光可以是至少50%p偏振光。这允许使用不太严格的偏振器,并根据情境条件(如可用的自然光量、天气或其他外部条件)灵活地投射光。至少具有50%p偏振光的优点在于系统与标准太阳镜(通常p偏振太阳镜)兼容。
在其他情况下,光源可以提供100%p偏振光。
投影仪可以被适配使得强度可以调整到较低水平,因为TL<30%的显示区域的对比度将由于光透射率减少而改善反射。
提供光(无论是p偏振光、或s偏振光还是不是偏振光)的光源典型地在本领域中是已知的并且本文将不进行描述。投影仪的实例包括LED、LCD、VF、OLED等。
典型地,投射的光在入射平面中以42度至72度的角度入射到嵌装玻璃的显示区域。
因此,显示区域可以是嵌装玻璃嵌板的限定表面,具体地设计成在驾驶员的视线之外,但在所述视线的附近区域中,使得在HUD或其他驾驶辅助项目的情况下,驾驶员可以在不失去道路视线的情况下进行查看。显示区域可以布置在中央视场(根据规范ECE-R43,视场B)的下方、或侧面或上方,但不应突出到所述中央视场中。它不是必需与周边遮蔽带接触,然而,在优选的实施例中,显示区域位于底部遮蔽带的至少一部分中。此类较低定位允许驾驶员只转动眼睛就可轻松查看,并且因此在道路上不会有任何重大的视野丧失。
本发明HUD的优点在于显示区域可以被设计为保持靠近驾驶员的视场、和/或被设计为乘客或车厢的其他乘员可以观看。增加的反射还允许根据环境条件(或多或少的太阳光、太阳镜的存在或其他条件)调整投影仪。
配置有p偏振光源的本发明的HUD系统的优点在于,在65°的所述p偏振光的入射角下,(Rp-pol)可以达到高达20%。反射的p偏振光的值在65°的入射角下可以上升高达23%、高达26%、高达30%或甚至高达39%。
另外的优点在于该显示区域可以与布置在第二区域或TL≥70%的可视区域的现有HUD系统兼容,其中中央视场的透射不受到p偏振反射涂层的影响。
本发明的嵌装玻璃单元在运输应用或建筑应用中可以是有用的,其中朝向透光率<30%的显示区域投射至少50%p偏振光的来自光源的图像或光的投射可以证明是有用的。建筑应用包括显示器、窗户、门、隔板、淋浴嵌板等。在这样的建筑应用中,将清晰图像投射到将内部空间与外部空间分开的嵌装玻璃单元的不透明表面上,可以方便地允许显示房间信息、建筑信息、娱乐材料等,而不受来自外部空间的光的干扰。
运输应用包括用于公路、空中、水中和水上运输的那些车辆,特别是汽车、公共汽车、火车、轮船、飞机、航天器、空间站和其他机动车辆。
本嵌装玻璃单元因此可以是挡风玻璃、后窗、侧窗、天窗、全景天窗或对汽车有用的任何其他窗户,或用于任何其他运输装置的任何嵌装玻璃,其中清晰图像在透光率<30%的显示区域上的投射可以是有用的。投射和反射的信息可以包括任何交通信息,如方向、导航指令或交通密度;或任何车辆状态信息,如速度、温度、油箱填充量、驾驶安全系统;或娱乐事项等。在透光率≥70%的可视区域的下方或侧面的显示场允许清晰且定义的图像,而不受来自外部环境或光条件的干扰。这具有减少驾驶员视野阻碍的优点。
在与本发明的其他实施例兼容的一些实施例中,第二光源可以存在于HUD系统中并且提供辅助图像或信息。第二光源可以不是偏振的或者可以是p偏振的或s偏振的,但是将提供与第一光源相同或不同的图像。在一些情况下,图像或信息在第一光源与第二光源之间是不同的。在一些情况下,由于由至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元提供的宽视场和/或投射场,增强现实信息可以由至少一个光源投射。
本发明还提供了至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元在包括p偏振光源的HUD系统中的用途,该嵌装玻璃单元包括
a.具有第一表面和第二表面的外嵌板,以及
b.具有第一表面和第二表面的内嵌板,
c.两个嵌板通过夹层粘合,该夹层提供内嵌板的第一表面与外嵌板的第二表面之间的接触,
其中第一区域是透光率<30%的显示区域,所述显示区域设置有第一p偏振光反射涂层,该p偏振光源将光以42°至72°的入射角投射在嵌装玻璃单元的显示区域上以反射所述p偏振光。
在HUD系统中具有透光率<30%的显示区域的此类嵌装玻璃单元的使用与仅具有透光率≥70%的显示区域的嵌装玻璃单元相比具有各种优点。第一这样的优点在于显示区域的p偏振光反射涂层对反射中的颜色中性具有较少的光学要求,同时具有优化的p偏振光反射(R p-pol)。
另一个优点在于在驾驶员的驾驶视场中没有干扰,其中益处是显示区域容易地布置在所述驾驶视场附近。显示器可以位于视场的下方,例如在挡风玻璃的根部、或在侧柱、或甚至在可视区域的上部区、或在天窗或侧窗上,使得驾驶员可以专注于道路观察。这些优点还可以转化为建筑应用,在那里没有隐含的运动,但有必要在区域中保持清晰的视野,并且必要从另一个近端显示区域有效地投射和反射信息。
除了消除由于P1表面的空气/玻璃界面干扰而产生的重影以外,当从外部角度观察时,本发明的嵌装玻璃单元还可以消除P4表面上的指纹,从而改善美感。
附图
本发明的附图提供了嵌装玻璃单元、HUD及其用途的实施例,图示了本发明范围内的几个非限制性选项。
附图的各种元件并非按比例绘制。
图1表示至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元,其包括
a.具有第一表面(11)和第二表面(12)的外嵌板(10),以及
b.具有第一表面(21)和第二表面(22)的内嵌板(20),
c.两个嵌板通过夹层(30)粘合,该夹层提供内嵌板的第一表面(21)与外嵌板的第二表面(12)之间的接触,其中第一区域是透光率<30%的显示区域,这是由于深色印刷物(41)施加在表面(21)上。显示区域在表面(22)上设置有初级p偏振光反射涂层(50)。如上所讨述的,深色印刷物可以选自瓷漆、油漆和/或油墨。深色印刷物不一定放置在周边,但是根据规范ECE-R43和用于可视窗户如挡风玻璃的TL≥70%的一般法律要求,无论如何应放置在第二区域(在此处可视区域)之外。
瓷漆层(未示出)可以施加在初级p偏振光反射涂层(50)上并与其接触,以用于将嵌装玻璃单元粘附到支撑件或框架或车身上。
图2表示图1的替代性版本,其中深色印刷物(42)施加在嵌装玻璃单元的表面(12)上。如上所讨述的,深色印刷物可以选自瓷漆、油漆和/或油墨。
图3表示至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元,其包括
a.具有第一表面和第二表面的外嵌板(10),以及
b.具有第一表面和第二表面的内嵌板(20),
c.两个嵌板通过夹层(30)粘合,该夹层提供内嵌板的第一表面与外嵌板的第二表面之间的接触,其中第一区域是透光率<30%的显示区域,这是由于深色嵌体(43)在夹层(30)内。显示区域在表面(22)上设置有初级p偏振光反射涂层(50)。如果优选的话,深色嵌体还可以放置在周边,但是根据规范ECE-R43和一般法律要求,它应保持在第二可视区域之外。
图4表示至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元,其包括
a.具有第一表面和第二表面的外嵌板(10),以及
b.具有第一表面和第二表面的内嵌板(20),
c.两个嵌板通过夹层(30)粘合,该夹层提供内嵌板的第一表面与外嵌板的第二表面之间的接触,其中第一区域是透光率<30%的显示区域。显示区域是由深色贴片(44)作为不透明化手段提供,该深色贴片层压到内嵌板(20)的表面(22),使得初级p偏振光反射涂层(54)存在于深色贴片的表面(26)上。深色贴片可以是如上所讨述的薄玻璃以及用以粘附到内玻璃的PVB夹层——为了简单起见,薄玻璃和夹层描绘成一个单一单元=深色贴片(44)。
图5是图1的进一步替代,其中嵌装玻璃单元进一步包括在外嵌板的第二表面(12)上的红外反射层(61)。
图6-a至f:嵌装玻璃单元可以具有周边遮蔽带,如根据规范ECE-R43通常所描述的。周边区域典型地是不透明的,其中TL<1%。中央区域被认为是可视区域(V-白色区域),根据也在规范ECE-R43中阐述的法律要求,该区域必须满足TL≥70%。
图6b至6f的嵌装玻璃单元中的每一个设置有显示区域(D),该显示区域与可视区域和遮蔽带(b)部分重叠,或与遮蔽带在下部位置(c)、或侧向位置(e)、或上部位置(f)完全重叠。显示区域还可以完全独立于遮蔽带(d),位于在满足关于TL≥70%的可视区域的车辆窗户的法律要求的位置,使得显示区域不会妨碍驾驶。实际上,如图6中所图示的遮蔽带不是本发明的强制性特征,但在此处进行图示以更容易地指代汽车窗户如挡风玻璃。因此,所述遮蔽带可以从目前要求保护的嵌装玻璃单元中省略。显示区域D可以通过以上公开的不同的不透明化手段中的任一种提供。
图7表示如要求保护的HUD系统,其包括投影仪(70),其朝向嵌装玻璃单元(根据图1)的TL<30%的显示区域(D)投射至少50%p偏振光,所述显示区域(D)低于观察者或驾驶员(80)的视场(V)。投射的光入射到初级p偏振光反射涂层,该涂层存在于观察者所占据的隔间的内侧。
实例
具有初级p偏振光反射涂层的玻璃嵌板通过光学建模软件在单片片材嵌装玻璃中制备或模拟,并且之后以层压形式设置以形成嵌装玻璃单元,使得所述嵌装玻璃单元可以根据具体光照条件评估其光学参数。
所述玻璃嵌板的类型和厚度、涂层细节和测试条件将在后文提供。光源被配置为发射正常光或p偏振光100%。嵌装玻璃对入射光的行为在下表中呈现。
给出了发光体D65(2°的反射或透射水平)和发光体D65(10°的颜色指数(a*和b*))的所有光学参数。
除非另有说明,否则在550nm的波长下测量所有折射率。
在本发明的实例中,透明玻璃是透明浮法玻璃,除了当表述为4mm的单个片材时之外,以1.8mm的厚度使用。
绿色玻璃是钠钙玻璃,其中呈Fe2O3形式的氧化铁的量的范围为0.3wt%至1.0wt%并且以1.8mm的厚度使用。
介电材料:
-TZO:氧化钛/氧化锆比率为55/45wt%,具有2.19的折射率(在550nm)
-SiO2:氧化硅,展现出1.46的折射率(在550nm)
-SiN:硅和铝的氮化物,包括90/10wt%的硅/铝比率,并且具有2.03的折射率(在550nm)
-MgF2:氟化镁,具有1.38的折射率(在550nm)
-Nb2O5:氧化铌,具有2.36的折射率(在550nm)
吸收(ABS)材料:
-NiCr:镍-铬二元合金,比率为80/20wt%
关于外部反射(Rv(外))测量的参数如下:(当“p-pol”参考与参数相关联时,意指所使用的入射光是p偏振光。当没有这样的指示时,光是混合光——非偏振的):
a)发光体A,2°
-Tv(%)=在可见光范围内的透射率
-Rv(外)(%)=在8°的“标准”入射角下在可见光范围内(380-780nm)的外部反射(本文提供该信息,尽管当嵌装玻璃单元区域与不透明化手段结合使用以达到TL<30%时,它将从视野中隐藏)
-Rv(内)(%)=在8°的“标准”入射角下在可见光范围内(380-780nm)的内部反射
-Rp_pol65(%)=在65°的入射角下在可见光范围内(380-780nm)的内部反射
-R65Y(内)(%)=在65°的“标准”入射角下在可见光范围内(380-780nm)的内部反射
-Rp_pol65(%)(蓝色)=在450-500nm的波长范围内p偏振光的内部反射
-Rp_pol65(%)(绿色)=在500-550nm的波长范围内p偏振光的内部反射
-Rp_pol65(%)(红色)=在630-680nm的波长范围内p偏振光的内部反射
b)发光体D65,10°
-Ta*=a*在透射中的颜色指数
-Tb*=b*在透射中的颜色指数
-RL*=L*在8°下内部反射的颜色指数
-R65L*=L*在65°下内部反射的颜色指数
-Ra*=a*在8°下内部反射的颜色指数
-R65a*=a*在65°下内部反射的颜色指数
-Rb*=b*在8°下内部反射的颜色指数
-R65b*=b*在65°下内部反射的颜色指数
-Rp_pol65-a=a*在65°下p偏振光内部反射的颜色指数
-Rp_pol65-b=b*在65°下p偏振光内部反射的颜色指数
结果总体上指示
·可见光的透射率Tv(%)可以被调整为大于或小于70%
·对于TL<70%的涂层(在层压嵌装玻璃中),内部反射的光学特性如在65°下的Rp-pol可以达到高达20%至39%的水平
这些结果指示本发明的嵌装玻璃单元在所要求保护的HUD系统中用于在蓝色、绿色或红色之间的各种投射光的适用性。
实例1至10
实例1和2是根据第一合适的初级p偏振光反射涂层的说明来制备,没有任何吸收材料层。实例1包括高折射率层/低折射率层的一个序列,每个都为单层。实例2包括高折射率层/低折射率层的一个序列,高折射率层为多层,并且低折射率为单层。
实例3至10是根据第二特别合适的初级p偏振光反射涂层的说明来制备,具有吸收材料层。实例3、4和6包括高折射率层/低折射率层的两个序列的,其中第三层包括多个高折射率子层。实例5、7、8、9和10包括高折射率层/低折射率层的一个序列,其中高折射率层(第三层)是包括多个高折射率子层的多层。
组装的嵌装玻璃单元包括两个2.1mm的透明玻璃片材,与0.76mm的PVB一起层压。不透明化手段可以在任何以上所讨论的那些之中选择。
初级p偏振光反射涂层的层厚度的值连同嵌装玻璃单元的测量参数的结果(在不存在不透明化手段的情况下)一起指示于表2中。实际上,不透明化手段的存在不允许正确地进行测量(由于缺少光透射)。
在本发明的嵌装玻璃单元的显示区域上存在初级p偏振光反射涂层的优点在于它允许p偏振光的反射。相反,当显示区域没有设置初级p偏振光反射涂层时,则光反射为零,因为所述光被不透明化手段吸收。具体地,当透光率<5%的显示区域设置有初级p偏振光反射涂层时,基本上没有p偏振光反射。
表2
设置有TL>70%的实例1和2适合作为初级p偏振光反射涂层用于TL<30%的显示区域,而且还适用于法律要求可能强制TL>70%的第二可视区域。
实例3至10只能提供用于TL<30%的显示区域,其中它们可以提供在65°的入射角下大于23%的Rp_pol反射。
这些值指示在目前要求保护的HUD系统中,至少具有第一区域和第二区域的本嵌装玻璃单元用于p偏振光的适用性,其中第一区域是透光率<30%的显示区域,所述显示区域设置有初级p偏振光反射涂层。
实例11至13
实例11至13是根据第二特别合适的初级p偏振光反射涂层的说明来制备,具有吸收材料层。实例11和12包括高折射率层/低折射率层的两个序列,其中第三层包括多个高折射率子层。实例13包括高折射率层/低折射率层的一个序列,其中高折射率层(第三层)包括多个高折射率子层。
组装的嵌装玻璃单元包括两个2.1mm的透明玻璃片材,与0.76mm的PVB一起层压。不透明化手段可以在任何以上所讨论的那些之中选择。
实例11至13的初级p偏振光反射涂层的层厚度的值连同嵌装玻璃单元的测量参数的结果(在不存在不透明化手段的情况下)一起指示于表3中。实际上,不透明化手段的存在不允许正确地进行测量(由于缺少光透射)。
实例11至13的初级p偏振光反射涂层具有小于45%的透光率,使得它们适用于透光率<30%的显示区域。在本发明的嵌装玻璃单元的显示区域上存在实例11至13的初级p偏振光反射涂层的优点在于它们允许高达大于25%(Rp-pol)的p偏振光的反射,其证明在目前要求保护的HUD系统中是有用的。
表3

Claims (19)

1.一种至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元,其包括
a.具有第一表面和第二表面的外嵌板,以及
b.具有第一表面和第二表面的内嵌板,
c.两个嵌板通过夹层粘合,所述夹层提供所述内嵌板的第一表面与所述外嵌板的第二表面之间的接触,
d.其中所述第一区域是透光率<30%的显示区域,所述显示区域设置有初级p偏振光反射涂层。
2.根据权利要求1所述的嵌装玻璃单元,其中,所述第二区域是透光率≥70%的可视区域。
3.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述显示区域借助于至少一个选自以下的不透明化手段具有<30%的透光率,
-深色印刷物;
-深色嵌体;
-深色贴片;
-或其组合。
4.根据权利要求3所述的嵌装玻璃单元,其中,所述深色印刷物选自瓷漆、油漆和/或油墨。
5.根据权利要求3所述的嵌装玻璃单元,其中,所述深色嵌体选自聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚氨酯(PU)、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚碳酸酯、聚氯乙烯、密拉、或其混合物。
6.根据权利要求4或5所述的嵌装玻璃单元,其中,当使用深色印刷物和/或深色嵌体作为不透明化手段时,所述初级p偏振光反射涂层存在于所述内嵌板的第二表面(表面P4)上。
7.根据权利要求3所述的嵌装玻璃单元,其中,所述深色贴片选自玻璃或塑料,所述塑料包含以下项或由以下项组成:聚(甲基)丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚烯烃、聚氯乙烯(PVC)或其混合物。
8.根据权利要求7所述的嵌装玻璃单元,其中,当使用深色贴片时,所述初级p偏振光反射涂层存在于贴片材料的第二表面(表面P6)上。
9.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述初级p偏振光反射涂层包括至少一个高折射率层/低折射率层的层序列。
10.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述高折射率层选自Zn、Sn、Ti、Nb、Zr、Ni、In、Al、Ce、W、Mo、Sb、Bi、及其混合物的氧化物;Si、Al、Zr、B、Y、Ce、La的氮化物或氮氧化物;及它们的混合物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述低折射率层选自氧化硅、碳氧化硅、氧化铝、混合硅铝氧化物、混合硅锆氧化物、铝掺杂氧化锌、氟化镁、或其混合物。
12.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述初级p偏振光反射涂层是磁控溅射的涂层。
13.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述初级p偏振光反射涂层从基板表面开始依次包括,
-至少一个高折射率层,其具有50nm至100nm的厚度,以及
-至少一个低折射率层,其具有70nm至160nm的厚度,
其中所述至少一个高折射率层包含以下中的至少一者
-Zr、Nb、Sn的氧化物;
-Ti、Zr、Nb、Si、Sb、Sn、Zn、In的混合氧化物;
-Si、Zr的氮化物;
-Si、Zr的混合氮化物。
14.根据权利要求1至12中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述初级p偏振光反射涂层从基板表面开始依次包括,
a.可选地
i.第一层,其由一个或多个高折射率子层构成,所述第一层具有1nm至100nm的厚度,和
ii.第二层,其由一个或多个低折射率子层构成,所述第二层具有1nm至220nm的厚度,和
b.第三层,其由一个或多个高折射率子层构成,所述第三层具有40nm至150nm的厚度,以及
c.第四层,其由一个或多个低折射率子层构成,所述第四层具有40nm至200nm的厚度,并且
所述初级p偏振光反射涂层进一步包括至少一个第一吸收材料层,所述至少一个第一吸收材料层具有0.2nm至15nm的厚度,并且所述吸收材料具有大于1的平均折射率n和大于0.1的平均消光系数k,其中平均值n和k是根据在450nm、550nm和650nm波长下的值计算的。
15.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其进一步包括红外反射涂层。
16.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,至少所述第二区域设置有抗指纹涂层和/或易清洁涂层。
17.根据前述权利要求中任一项所述的嵌装玻璃单元,其中,所述夹层是楔形夹层。
18.一种HUD系统,其包括
a.根据权利要求1至17中任一项所述的嵌装玻璃单元,其至少具有作为透光率<30%的显示区域的第一区域和第二区域,以及
b.光源,其朝向所述嵌装玻璃单元的第一显示区域投射至少50%p偏振光,其中由所述光源投射的光入射到所述第一显示区域并从所述第一显示区域反射。
19.至少具有第一区域和第二区域的嵌装玻璃单元在包括p偏振光源的HUD系统中的用途,所述嵌装玻璃单元包括
a.具有第一表面和第二表面的外嵌板,以及
b.具有第一表面和第二表面的内嵌板,
c.两个嵌板通过夹层粘合,所述夹层提供所述内嵌板的第一表面与所述外嵌板的第二表面之间的接触,
其中第一区域是透光率<30%的显示区域,所述显示区域设置有第一p偏振光反射涂层,该p偏振光源将光以42°至72°的入射角投射在嵌装玻璃单元的显示区域上以反射所述p偏振光。
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