CN118475544A - 具有增强型平视显示性能的玻璃窗 - Google Patents

具有增强型平视显示性能的玻璃窗 Download PDF

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CN118475544A
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hud
coating
glass
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layer
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阿列克谢·克拉斯诺夫
胡安·巴勃罗·苏亚雷斯
斯蒂芬·戈森
德博拉·罗梅罗·巴塞洛斯·德·奥利维拉
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Agp Global Operations Ltd
Original Assignee
Agp Global Operations Ltd
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Abstract

平视显示器(HUD)已商用了数十年，用于各种应用，旨在尽量减少驾驶员分心，同时处理各种车辆系统提供的信息过载。本公开提供了一种HUD涂层玻璃窗，当其与发射p偏振光的投影装置结合使用时，在基本上没有二次图像的情况下产生明亮的高对比度图像。本公开的涂层沉积在挡风玻璃或任何其他车辆玻璃窗的玻璃表面的至少一部分上，实现多个显示并支持增强现实，该涂层包括至少一个第一介电层(为Si基层)、功能性金属层、折射率在1.4至2.0之间的第二介电层以及具有耐刮擦性和环境保护性的至少一个第三介电层。

Description

具有增强型平视显示性能的玻璃窗
技术领域
本公开涉及一种车辆玻璃窗(glazing)领域，更具体地，涉及具有平视(Heads-Up)显示能力的车辆挡风玻璃。
背景技术
平视显示器(HUD)是一种用于以允许车辆驾驶员在前方视野中观看通常在仪表盘上显示的数值的方式来显示信息的技术。投影的图形看起来就像漂浮在车辆前方的空间中。这使驾驶员能够继续在行驶方向上观看道路和环境，而无需低头查看仪表盘来检查速度、转速和其他数值。换句话说，驾驶员抬着头。
工作原理容易理解。如果你曾经将地图或其他浅色物体放在汽车的仪表盘上，你可能已经注意到反射使物体看起来好像漂浮在挡风玻璃前方。以同样的方式，在仪表盘上放置投影仪，投影仪将图形投射到驾驶员视野中的挡风玻璃上，如图2A所示。图像被挡风玻璃反射，挡风玻璃用于将投射的图像与驾驶员的前方景象组合，形成叠加在周围环境的真实景象上的增强反射图像。
最初是为飞行员使用而开发的，首批HUD显示器于20世纪80年代开始出现在汽车上。由于必须封装在仪表盘中的体积大且笨重的投影仪价格昂贵而且感知效用有限，因此发展缓慢。然而，随着努力减少驾驶员因信息过载而分心，HUD的价值也随之上升。此外，图形投影仪的尺寸更小、重量更轻并且成本更低，大大提高了在仪表盘内空间受限的车辆中部署的可行性。用于生产投影仪的技术与用于生产手机、平板电脑、笔记本电脑和电视显示器的技术相同，这不仅大大降低了投影仪的尺寸和重量，而且大大降低了投影仪的成本。
就2020年款而言，仅在美国就有超过三百款车型配备有HUD作为标准配置或选配。
最好通过首先参照图1来理解背景和公开内容的讨论，图1中示出了要使用的术语。
图1A和图1B示出了典型的车辆层压玻璃窗横截面。层压板由两层玻璃2组成，即，外部或外层201和内部或内层202，这两层玻璃通过塑料接合层4永久接合在一起，塑料接合层4也称为夹层、塑料夹层、接合夹层、粘合剂接合层或粘合剂接合夹层。在层压板中，位于车辆外部的玻璃表面称为表面一101或一号表面。外部玻璃层201的相对面是表面二102或二号表面。位于车辆内部的玻璃2表面称为表面四104或四号表面。内部玻璃层202的相对面是表面三103或三号表面。表面二102和表面三103通过塑料接合层4接合在一起。遮挡物6也可以施加于玻璃。遮挡物通常由印刷在二号表面102或四号表面104或这两者上的黑色搪瓷玻璃料组成。未被遮挡物覆盖的玻璃窗的区域是采光口。层压板可以在一个或多个表面上具有涂层18。层压板还可以包括层压在至少两个塑料接合层4之间的膜12。
本公开内容包括但不限于层压玻璃窗或单个玻璃层。图1C示出了由经过热强化的单个玻璃层203组成的典型钢化车辆玻璃窗横截面。位于车辆外部的玻璃表面称为表面一301或一号表面。外部玻璃层203的相对面是表面二302或二号表面。钢化玻璃窗的二号表面302位于车辆的内部。在本公开的其他实施例中，遮挡物6也可以施加于玻璃。遮挡物可以理解为印刷在玻璃层的表面上的黑色搪瓷玻璃料。在图1C的实施例中，由黑色搪瓷料组成的遮挡物印刷在二号表面302上。玻璃窗可以在一号表面301和/或二号表面302上具有功能涂层18(图1C中未示出)，例如红外反射涂层或太阳能控制涂层。
在HUD系统中，挡风玻璃成为光路中的关键部件。然而，普通的挡风玻璃无法提供所需的图像质量。针对HUD优化的挡风玻璃的设计和制造带来了许多挑战。
最明显的挑战来自挡风玻璃相对于投影仪的形状和安装角度。在将图像投射到表面上时，当表面平坦并且图像垂直于表面投射时，图像质量最佳。由于挡风玻璃通常是弯曲的，并且投影仪无法垂直于挡风玻璃安装，因此必须对投射的图像进行补偿，以使图像在观看时不失真。
另一个挑战是二次图像。图2A示出了具有HUD的标准挡风玻璃的横截面。它包括内玻璃层202、外玻璃层201和用于将两个玻璃层永久接合在一起的塑料接合夹层4。安装在仪表盘中的HUD投影仪24将图像30投射到挡风玻璃的内玻璃层202的表面四104上。光在点一51处进入挡风玻璃。在点一处，由于空气与玻璃之间的折射率不连续，一部分光被反射。该反射的光束31被观看者40感知为主图像(primary image)。光束的透射部分在进入玻璃时会弯曲。光束穿过内玻璃层202、夹层4和外玻璃层，在外玻璃层光在点二52处撞击外玻璃层201的一号表面101。再次，空气/玻璃界面导致一部分光被反射回来。从点二52，光穿过层压板返回并在点三53处离开玻璃，在点三53处反射光束32被观看者感知为二次图像。由反射光束32形成的二次图像将比由反射光束31形成的主图像暗淡，但在右侧驾驶室和外部照明条件下可能是可见的。两个图像之间的间隔距离也会影响双重图像的明显程度。如果距离小且两个图像重叠，则二次图像将倾向于增加主图像的亮度。如果间隔距离太大，则被感知为不期望的双重图像。
用于层压所有安全挡风玻璃的塑料夹层的折射率与玻璃的折射率相匹配，以防止在玻璃-塑料界面处发生内部反射。然而，如果挡风玻璃在二号表面102或三号表面103上具有涂层，则会产生内部反射，除非涂层也与玻璃和夹层的折射率相匹配，该折射率可以约为1.5。图2B中所示的透明金属/介电太阳能控制涂层18通常不会出现这种情况，随着制造商寻求提高车辆的燃油效率，同时还提高乘客的舒适度和便利性，这些涂层的使用越来越多。这些涂层被调整为在可见光范围内透射，而在红外范围内反射。
图2B示出了典型的太阳能涂层挡风玻璃，其在表面三103上具有银基涂层18，以及HUD。图2A的光束路径保持不变。但是，在涂层-夹层界面处，可以在点四54处发现额外的反射。光在点五55处离开内玻璃表面104，除了由反射光束32形成的二次图像和由反射光束31产生的主图像之外，还产生由反射光束33形成的第三图像或三次图像。
由于双重图像和三重图像只有在分隔距离过大时才会成为问题，因此人们发现，在两个玻璃层的平面之间进行小的调整可以使图像偏移使得它们汇聚。通常，两个玻璃层是平行的。为了在它们之间形成角度，使用厚度不均匀的塑料夹层。这被称为“楔形”夹层。
图3A示出了具有楔形夹层4层压板的HUD系统。可以看出，反射光束的角度已经改变，因此二次图像32覆盖主图像31。
具有多种方法可用于生产楔形夹层。有些方法中，厚度锥度在整个夹层的宽度上呈恒定角度。其他方法保持恒定厚度，然后，随着接近夹层的HUD部分，开始变细。还设计了另外的方法，利用针对专用挡风玻璃(WS)定制的可变角度。
除了楔形夹层外，还使用了非常薄的玻璃来减少分离距离以及锥形厚度玻璃。所有楔形解决方案都存在的共同的缺点是它们仅对二次图像有效。如果具有两个以上的反射图像，则楔形解决方案只能针对一个反射图像进行优化。此外，由于挡风玻璃的曲率和变化的入射角，楔形解决方案只能针对驾驶员视野的一部分进行优化。
虽然楔形夹层有效且常用，但它也有缺点。
首先，楔形夹层的生产成本比标准夹层高得多。楔角是通过挤压工艺产生的。这需要更换工具，并且需要过渡期，在过渡期期间产品不在公差范围内。
由于需要多种不同的角度、不同的遮阳板色调和宽度、辊宽度和其他尺寸，楔形夹层通常在相对较短的生产周期针对特定型号的挡风玻璃按订购生产，并且不存放在库存中。因此，楔形夹层往往价格昂贵并且交付时间也较长。
楔形夹层的厚度不均匀会导致通过监管要求的问题，因为它可能会变得太薄或太厚，尤其是在较大的部件上。这就是为什么有些变型体保持恒定厚度，并且不从夹层板的顶部开始变细。
楔形夹层的最大缺点是图像位移仅在垂直方向上进行校正，并且仅在驾驶员视野的中心进行校正。对于目前主要面向驾驶员且位于驾驶员视野中心的小型显示器而言，这不是什么大问题，但随着显示区域增大，并且在某些时候，显示区域可能覆盖整个挡风玻璃，楔形夹层将不再是一种选择。
另一种校正双重图像并且改善图形图像质量的方法是使用HUD全息膜(也称为HUD膜)。图3B中示出了这种方法。这里，光束遵循与图2A中所示的相同路径，并导致由反射光束31和32形成的双重图像。然而，由于HUD膜22被层压在两层塑料接合层(例如，聚乙烯醇缩丁醛(PVB)夹层)之间，因此在点三53处离开104表面的反射光束32更接近在点一51处离开的反射光束31，这使得主图像和二次图像更靠近地形成。HUD膜22的更高的反射率使透过点二52的光的强度降低，并且有效地消除了由一号表面101的反射产生的三次图像。反射仍然存在，但强度要低得多，这使得它难以察觉。这些HUD膜可以层压在两层塑料接合层4之间，或光学接合到二号表面102或三号表面103。HUD膜可以与楔形夹层一起使用，以进一步改善光学性能。
HUD全息膜具有与楔形夹层解决方案类似的缺点。它们价格昂贵，除了膜和第二层夹层或光学粘合剂的材料成本较高之外，还需要额外的人工来组装内部具有膜的层压板。将膜集成到WS中存在以下问题，例如膜起皱、由于与夹层发生化学反应而导致性能下降、以及阳光的衍射。膜的边缘也往往是可见的。克服这一限制的唯一方法被发现是将膜延伸到整个WS。这当然会进一步增加成本并使层压变得更加困难。
除了这些缺点之外，HUD全息膜还必须使用专用全息膜HUD投影仪来实现。这些投影仪也是在过去几年中才开发出来的。但由于存在许多缺点，它们尚未得到广泛应用。它们需要昂贵的投影系统(窄带激光二极管)。
随着HUD观看区域的尺寸增大，膜的适用性越来越低。由于膜的光学性能和机械性能，能够使用膜的区域的尺寸是有限的。由于膜的光学性能，它们不适合在驾驶员的直接视线中使用。由于膜无法在不形成诸如皱纹的缺陷的情况下顺应曲率，因此可能无法在曲率复杂的挡风玻璃中压层一些膜。
膜的另一个问题是保持光透射水平。根据规则要求，挡风玻璃的总可见光透射率的最小值必须至少为70％。通常，为了优化太阳能性能，挡风玻璃的总可见光透射率将设计为仅比70％高出几个百分点。如果HUD膜使光透射率降低，则必须修改层压板的其他部件以进行补偿，因此降低了太阳能性能。
另一个挑战与投射光的偏振有关。具体地，许多驾驶员佩戴的偏光太阳镜只透射p偏振光。通过偏光太阳镜看不到由典型的HUD投影仪投射的主要是s偏振光的图像的反射。s偏振光用于HUD投影仪，因为普通未经处理的钠钙玻璃将反射高达10％的投射s偏振光，使得无需对玻璃窗或投影屏幕进行特殊修改即可看到投射的内容。
对于主要发射p偏振光的HUD投影仪来说，情况就大不相同了。首先，通过偏光太阳镜可以看到反射的p偏振光。
另一个好处是，如果p偏振图像以入射角AOI(其等于玻璃/空气界面的布鲁斯特角)指向挡风玻璃，则p偏振分量在具有典型的未经处理的层压钠钙玻璃窗的挡风玻璃的车辆内部(表面四104)和车辆外部(表面一101)处都具有可忽略的反射率。这消除了任何二次图像。但是，大多数光穿过玻璃窗，这也消除了主图像。
因此，必须改变玻璃以反射p偏振光从而形成可见图像。这通常使用p偏振反射膜或涂层来实现。任何未被反射或吸收的光穿过玻璃窗，并且离开玻璃窗，而不会被车辆外部空气/玻璃界面反射。如果p偏振反射膜或涂层是玻璃窗内部的层压件，则玻璃窗内部(表面四)没有反射。这有助于大大降低二次图像的强度，同时提高主图像的强度。
然而，几乎不可能以针对玻璃/空气界面计算出的布鲁斯特角来精确投射整个图像。通常以60度至73度之间的入射角投射图像。与布鲁斯特角的任何偏差都会导致形成从玻璃/空气界面反射的二次图像的p偏振光分量的强度增大。因此，重要的是增加形成主图像的p偏振光的反射率，以便在主图像与二次图像之间获得足够高的对比度。
优选地，主图像与每个二次图像之间的感知对比度至少为5：1。优选地，反射的p偏振光的强度和具有混合偏振光的强度在可见波长范围内分别保持至少20％且不超过30％。当p偏振反射率低于20％时，图像在明亮的照明条件下会被感知为褪色且难以看清，而当混合偏振反射率高于30％时，图像在弱光条件下会分散注意力并干扰视觉。
已经尝试使用在层压挡风玻璃的表面二上溅射沉积的含银太阳能控制涂层来满足上述要求。文献US10,437,054B2表明，p偏振光在表面二上的反射率R(p-pol)<5％。尽管这种类型的涂层允许p到混合偏振的一定程度控制，但它并不是一个好的偏振器，并且无法实现在这种情况下从表面二上的涂层的一次反射与表面一和表面四上的二次反射中的每一者之间的期望的对比度。
还尝试了在层压板的表面四S4上设置含银的太阳能控制涂层，该表面面向车辆内部，但始终需要保护含银涂层的聚合物的存在。然而，众所周知，含银涂层在封装不良时环境稳定性差。这就是在车辆应用中这些涂层通常层压在两片玻璃之间并沉积在填充有惰性气体的建筑集成玻璃单元(IGU)的内表面上的原因。当设置在暴露于空气的表面(例如传统层压挡风玻璃的表面四)上时，银基涂层将不可避免地受到通过保护涂层中的小孔和/或周边的暴露边缘进入的湿气的影响。
除了环保问题，挡风玻璃还必须通过严格的耐久性测试，以符合政府安全规定。例如，表面四上具有含银涂层的挡风玻璃在由FMVSS205(联邦机动车安全标准)规定的标准Taber磨损测试方面存在问题。
另一种方法在表面4上使用防眩光涂层，如文献US6,137,630A所公开那样。然而，这仅部分地缓解了问题，即通过减少来自表面4的二次反射的影响。然而，来自表面1的二次图像仍然存在。
现有技术中有几个示例建议使用对p偏振光具有显著反射率的全电介质多层涂层，该涂层在表面四上包括具有高折射率和低折射率(H-L-H-L)的交替层。将主p-pol反射层(p偏振反射层)设置在表面四上的优点是消除了两个二次反射中的一个。然而，模拟表明，所公开的涂层仅接近p偏振反射率大小的5％，这不足以实现一次p偏振反射与混合偏振二次反射之间的5：1的高对比度。
随着视野变大以及HUD显示器日益普及，人们更期望能够消除二次图像的同时提高感知的图像的质量并能够投射到玻璃窗的任何部分。
发明内容
本公开通过根据技术方案1的车辆玻璃窗、根据技术方案12的HUD系统和根据技术方案14的车辆提供了上述问题的解决方案。
本公开包括被涂布的玻璃窗，其中涂层被优化以在与发射p偏振光的投影仪一起使用时产生清晰、高对比度的HUD图像。玻璃窗上涂覆有具有高p偏振反射率的薄膜层叠层，并沉积在玻璃窗的面向车辆内部的表面上，如图4所示。
在如图6所示的示意性横截面图中，该叠层从沉积的玻璃表面开始包括：
·第一介电层；
·功能性金属层；
·第二介电层；
·第三介电层，该第三介电层包括至少一个耐刮擦介电层。
在第一发明方面，本公开提供了一种车辆玻璃窗，包括：
至少一个玻璃层(202，203)，具有面向车辆内部并邻近车辆内部的表面(104，302)；以及
透明的HUD涂层(28)，沉积在所述表面的至少一部分上；其中，所述HUD涂层(28)从玻璃表面开始包括：
·至少一个第一介电层，该第一介电层为Si基层；
·功能性金属层，包括至少一个金属子层，每个金属子层由选自由金属、合金、金属与合金的组合组成的组中的一种以上的金属元素形成，其中在每个子层内所述一种以上的金属元素的总含量至少为5重量％，并且在每个金属子层中氧或氮的浓度小于或等于10％；
·至少一个第二介电层，具有在1.4至2.0之间的折射率；以及
·至少一个第三介电层，具有耐刮擦性能。
在具体实施例中，金属、合金或金属与合金的组合包括Al、Ti、Ni、Cr、Pd、Pt、Cu、Co和Au。
当与发射基本p偏振光的HUD投影仪一起使用时，HUD涂层可以有利地提供光的一次反射和二次p偏振反射之间的至少5∶1的对比度。反射的p偏振光的强度在490nm至700nm的可见波长范围内可以至少为20％。具有包括p偏振的混合偏振的反射光在490nm至700nm的可见波长范围内可以分别不大于30％，如图5B(实线)所示。
当与发射混合偏振光的HUD投影仪一起使用时，该涂层可以有利地提供光的一次反射与二次p偏振反射之间的至少4∶1的对比度。反射的p偏振光的强度在490nm至700nm的可见波长范围内可以至少为15％。具有包括p偏振的混合偏振的反射光在490nm至700nm的可见波长范围内可以不大于40％，如图5B(虚线)所示。
涂层对总可见光透射率的影响最小，可以视为透明的，换句话说，涂层是一种使得可见光能够完全或几乎完全穿过的材料。例如，涂层的总可见光透射率可以至少为80％、85％、90％、95％、96％、97％、98％或99％。挡风玻璃或其他车辆玻璃可以用总可见光透射率至少为70％的HUD涂层制成。
该涂层经久耐用并且能够满足所有规定要求。该涂层可以施加于有限的区域或玻璃窗的整个表面，例如挡风玻璃。玻璃窗的HUD显示区域可以从驾驶员正前方的典型小区域扩展到基本上整个玻璃。可以使用多个投影仪，包括具有宽视野的投影仪。
在第二发明方面，本公开定义了一种HUD系统，该HUD系统包括根据第一发明方面的任一实施例的车辆玻璃，并且还包括HUD投影仪，该HUD投影仪将p偏振图像投射到涂覆有HUD涂层的玻璃表面的所述至少一部分上。
在另一个发明方面，本公开定义了一种车辆，该车辆包括根据第一发明方面的任一实施例的玻璃窗或根据第二发明方面的任一实施例的HUD系统。
本公开的优点包括：
·消除了双重图像。
·对视角和AOI不太敏感。
·适用于玻璃窗的整个表面。
·无需楔形夹层。
·无需HUD全息膜。
·与使用楔形或HUD全息膜相比，成本更低。
·可以使用偏光眼镜观看图像。
·实现增强现实。
·可使用多台投影仪。
·可使用具有宽视野的投影仪。
·制作简单。
·更好地控制颜色。
·在绿色、蓝色、红色波长下双偏振一致。
·对环境稳定。
·更好地控制暴露在空气中的面向环境(表面四)的表面的涂层。
本说明书(包括权利要求书、说明书和附图)中所描述的所有特征均可按照任意组合进行组合，但这种互斥特征的组合除外。
附图说明
为了更好地理解本公开内容、其目的和优点，说明书附有以下附图，其中描述了以下内容：
图1A示出典型的层压车辆玻璃窗(现有技术)的横截面。
图1B示出具有性能膜和涂层的典型层压车辆玻璃窗(现有技术)的横截面。
图1C示出典型的钢化单片车辆玻璃窗(现有技术)的横截面。
图2A示出具有HUD的标准挡风玻璃(现有技术)的横截面。
图2B示出具有HUD的典型太阳能涂层挡风玻璃(现有技术)的横截面。
图3A示出具有楔形夹层的HUD挡风玻璃(现有技术)的横截面。
图3B示出配置有HUD全息膜的HUD挡风玻璃(现有技术)的横截面。
图4示出挡风玻璃的横截面，其具有本公开的HUD涂层和基本上p偏振的投影仪(也可以使用发射具有混合偏振的光的HUD投影仪)。
图5A示出在HUD涂层上具有100％p偏振和各种入射角的投射光在一次(表面4)反射与二次(表面1)反射之间的对比度的光谱分布的示例，该HUD涂层(从玻璃表面开始)包括：SiNx层、Al层、SiOxNy层和封装SiOx层。
图5B示出p偏振和混合偏振反射分数的示例，即图5A中相同HUD涂层的入射光与反射光之间的比率。
图6示出本公开的HUD涂层的一个实施例的示意性横截面图。
附图标记
2：玻璃
4：接合层/粘合层(塑料夹层)
6：遮挡物/黑涂料
12：红外反射膜
18：红外反射涂层、太阳能控制涂层
22：HUD全息膜
24：具有混合偏振光的HUD投影仪
26：具有基本上p偏振光的HUD投影仪
28：HUD涂层
30：投射的图像
31：主图像
32：二次图像
33：三次图像
40：视点
51：点1
52：点2
53：点3
54：点4
55：点5
101：玻璃层201的外侧，一号表面
102：玻璃层201的内侧，二号表面
103：玻璃层202的外侧，三号表面
104：玻璃层202的内侧，四号表面
301：玻璃层203的外侧，一号表面
302：玻璃层203的内侧，二号表面
201：外玻璃层
202：内玻璃层
203：单片玻璃窗的玻璃层
具体实施方式
可以通过参照本公开的具体实施方式、附图、示例以及权利要求来理解本公开。然而，应理解，除非另有说明，否则本公开不限于所公开的具体组合物、物品、装置和方法，因为这些当然可以变化。还应理解，本文使用的术语仅用于描述方面，并不旨在限制。
以下术语用于描述本公开的玻璃窗。
玻璃窗是由至少一层透明材料组成的物品，该透明材料用于提供光的透射和/或提供观看者相对侧的视野，并且安装在建筑物、车辆、墙壁或屋顶或者其他框架构件或外壳的开口中。本公开的玻璃窗主要用于车辆，更具体地，用于汽车(汽车玻璃窗)，例如小型车。
本公开的玻璃窗可以包括单个或多个玻璃层(201、202、203)。为了符合规定要求，单个玻璃层必须经过钢化处理，多层玻璃窗必须经过层压处理。
通常，层压板是由相对于其长度和宽度较薄的多个片组成的物品，其中每个薄片具有两个相对设置的主面并且通常具有相对均匀的厚度，层压板在每个片的至少一个主面上永久地相互粘合。
层压板的玻璃层可以经过退火或强化处理。经退火的玻璃是从弯曲温度缓慢冷却到玻璃转变范围的玻璃。此工序减轻了玻璃从弯曲工序中留下的任何应力。
有两种工序可以用于提高玻璃的强度。它们是热强化和化学钢化，在热强化中将热玻璃快速冷却(淬火)，化学钢化通过离子交换化学处理达到相同效果。
可以使用的玻璃种类包括但不限于汽车玻璃窗中常见的钠钙玻璃以及铝硅酸盐、锂铝硅酸盐、硼硅酸盐、玻璃陶瓷，以及经历玻璃转变并被归类为玻璃(包括不透明的玻璃)的各种其他无机固体非晶组合物。
玻璃层的厚度例如可以在0.3mm与5.0mm之间，例如在0.5mm与4.0mm之间或在1.0mm与3.0mm之间，例如约1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm或3.0mm。更具体地，玻璃层可以是厚度为约2.1mm的超透明钠钙玻璃层。对于本公开的其他用途，具有20％可见光透射率的深灰色钠钙太阳能组合物可能是合适的。
玻璃层可以包含吸热玻璃组分以及红外反射和其他类型的涂层。
用于增强玻璃的性能和特性的多种涂层都是可用的，并且这些涂层被广泛使用。这些涂层包括但不限于防反射、疏水、亲水、自修复、自清洁、抗菌、防刮、防涂鸦、防指纹和防眩光。这些涂层中的任一种都可以与本公开的玻璃窗结合并施加于本公开的玻璃窗。
施加方法包括磁控溅射真空沉积(MSVD)以及本领域已知的其他方法，这些方法通过热解、喷涂、受控气相沉积(CVD)、浸渍、溶胶-凝胶和其他方法被应用。本公开的HUD涂层可以通过所公开的实施例中的MSVD工艺方便地施加。
如上所述，含银涂层在暴露于湿气时会腐蚀。已经开发出生产涂层不覆盖其整个表面的涂层玻璃的方法。这些方法包括在涂覆之前和之后使用的手段。在涂覆之前，不需要涂覆的区域可以通过防止沉积的掩模或可以与涂层一起去除的涂层覆盖。在涂覆之后，可以通过激光或通过使用研磨工艺去除涂层。这些相同的方法可以用于选择性地将本公开的HUD涂层施加于玻璃窗的有限区域。
涂层的层列表被称为涂层叠层。描述涂层叠层时，我们将使用按照涂层沉积在基板上的顺序对涂层进行编号的惯例。此外，当讨论两层时，最靠近基板的层应描述为第二层下方。同样，顶层是所施加的最后一层，底层是沉积在基板上的第一层。单个层的顶部是层离基板最远的一侧，而底部最靠近基板。
塑料接合层4(夹层)的主要功能是将相邻层的主表面彼此接合。所选材料通常是透明的热固性塑料，例如PVB。除了聚乙烯醇缩丁醛之外，还可以使用离子塑性聚合物、乙烯醋酸乙烯酯(EVA)、原位浇铸(CIP)液体树脂和热塑性聚氨酯(TPU)。塑料接合层的厚度例如可以在0.3mm与2.0mm之间，例如在0.5mm与1.0mm之间，例如约0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm。塑料接合层(例如PVB夹层)的标准厚度例如为0.38mm和0.76mm。更具体地，塑料接合层可以是厚度约为0.76mm的PVB夹层。
本公开的涂层玻璃利用并基于光的光学特性。光由垂直耦合的振荡电场和磁场组成。偏振描述了场相对于基准物的相对指向。阳光被认为具有随机偏振。事实上，它由各种偏振的均等混合组成。这被认为是非偏振光。
入射角是传播方向与表面法线之间的角度。光的偏振是固有的，并且与入射角无关。如果光场在与传播平面平行的平面内振荡，则光为p偏振。如果场在与传播平面垂直的平面内振荡，则光为s偏振。
一个有趣的现象是，当入射角等于或接近布鲁斯特(Brewster)角时，p偏振光不会被反射。布鲁斯特角是一种AOI，在该AOI下，具有特定偏振的光完全地透射通过透明电介质表面，而不发生反射。在这种情况下，对于传统钠钙玻璃与空气之间的界面，对于p偏振光的反射为零的布鲁斯特角在55°至60°附近。然而，在仪表盘中布置HUD投影仪使其以与玻璃法线成如此小角度匹配的AOI传输光线在技术上具有挑战性。60度至73度之间的入射角更为实用。在这些角度下，来自表面一的二次反射p偏振图像的强度变得明显。
HUD投影仪通常用于主要投射s偏振光或混合偏振光。除了二次图像之外，s偏振系统的另一个问题是偏振太阳镜只允许p偏振光透射。因此，对于佩戴此类眼镜的驾驶员而言，无法清晰看到HUD图像。
如果安装主要发射p偏振光的HUD投影仪，使得光束以相对于玻璃窗的布鲁斯特角或接近布鲁斯特角的入射角投射，则玻璃窗/空气界面处的反射将显著减少或消除。
本公开的玻璃窗的优点在发射至少90％的p偏振光的HUD投影仪中得到充分实现。然而，与现有技术的方法相比，当与发射少于90％的p偏振光的投影仪一起使用时，图像质量可以得到显著改善。
如本文所用，发射基本上p偏振光(26)的HUD投影仪意在指相对于s偏振光与p偏振光之和发射至少90％的p偏振光，而混合偏振HUD投影仪(24)意在指相对于s偏振光与p偏振光之和发射少于90％的p偏振光。
我们注意到，涂层的各层可能具有多种功能。所用材料的选择、各层的顺序和层的厚度都经过精心挑选，以优化：p偏振光的最大反射、可见光的最大透射、中性色、对沉积后热处理的耐受性(例如，被涂覆的玻璃的弯曲)和耐用性。
HUD涂层叠层(28)从其上沉积有涂层的玻璃表面开始，首先由形成第一介电层的至少一个Si基介电层组成，例如SiNx或SiOxNy。
形成第一介电层的Si基介电层的厚度例如可以在30nm与80nm之间，例如在40nm与70nm之间或者在50nm与60nm之间，例如约为50nm、51nm、52nm、53nm、54nm、55nm、56nm、57nm、58nm、59nm或60nm。更具体地，第一介电层可以是厚度约为54.3nm的SiNx层。
如本文所用，术语“沉积”可以指使用通常已知的技术(例如MSVD、CVD等)将本公开的HUD涂层施加到玻璃层上的工艺。术语“沉积”还可以指在不需要诸如聚合物膜的附加层的情况下将HUD涂层置于玻璃表面上。
HUD涂层叠层还包括功能性金属层，该功能性金属层包括由选自由金属、合金或金属与合金的组合组成的组中的一种或多种金属元素形成的至少一个金属子层。在其他实施例中，金属元素包含以下列表中的至少一种或多种金属：铝(Al)、钛(Ti)、镍(Ni)、铬(Cr)、钯(Pd)、铂(Pt)、铜(Cu)、钴(Co)、金(Au)。
在其他实施例中，因为银的环境稳定性差，功能性金属层不包含银(Ag)基材料，当银(Ag)基材料暴露于诸如湿气和氧气的环境因素时容易腐蚀。
在本公开的一些具体实施例中，功能性金属层可以包含银(Ag)和/或银合金以及抗腐蚀掺杂剂。银与掺杂剂一起使用可以赋予银的一些特性，使其可用于本公开的功能性金属层。
每个金属子层中所述至少一种金属元素的含量至少为5重量％(例如至少约5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％或100重量％)，并且其中所述至少一个金属子层中的每一者中氧或氮的浓度不大于10％(例如，小于或等于约10重量％、9重量％、8重量％、7重量％、6重量％、5重量％、4重量％、3重量％、2重量％、1重量％或0重量％)。
例如，功能性金属层可以包括1-5个金属子层，例如1个或2个金属子层。
在某些实施例中，每个金属子层内所述至少一种金属元素的含量可以为100重量％，氧或氮的浓度可以为0重量％。
Al、Ti、Ni、Cr、Pd、Pt、Cu、Co和Au等金属元素都具有良好的天然抗氧化性。例如，Al在暴露于氧气时形成自保护性的Al2O3层，因此，作为一个示例，如果A1暴露于涂层的未受保护的边缘，其是自绝缘的。
因此，HUD涂层的至少一个金属子层可以是选自由Al、Ti、Ni、Cr、Pd、Pt、Cu、Co和Au组成的组中的一种或多种元素与任何其他元素的合金，其中所述一种或多种元素(Al、Ti、Ni、Cr、Pd、Pt、Cu、Co和Au)的含量至少为5重量％(例如，至少约5重量％、10重量％、15重量％、20重量％、25重量％、30重量％、35重量％、40重量％、45重量％、50重量％、55重量％、60重量％、65重量％、70重量％、75重量％、80重量％、85重量％、90重量％、95重量％或100重量％)，更具体地，至少为10重量％。例如，HUD涂层可以包括如前定义的合金的至少一个金属子层，其中所述一种或多种元素的含量总计为100重量％。
组合的金属功能层的厚度例如可以在1nm至30nm之间，并且优选地在1nm至15nm之间，例如约为1nm、2nm、3nm、4nm、5nm、6nm、7nm、8nm、9nm、10nm、1lnm、12nm、13nm、14nm或15nm。更具体地，金属功能层可以由以下材料组成或包括：i)厚度约为4.1nm的Al层，ii)厚度约为1.1nm的NiCr层和厚度约为2.9nm的Al层(其中NiCr合金中Ni的百分比可以约为55重量％)，iii)CrSi(其中合金中Cr的百分比可以约为95重量％)，iv)NiCrOx(其中Ni的百分比可以约为55％并且氧的含量可以约为10％)，v)AlAg(其中合金中A1的百分比可以约为5重量％)，vi)PtAg(其中合金中Al的百分比可以约为5重量％)，或vii)厚度约为4.5nm的NiCr(其中合金中Ni的百分比可以约为55重量％)。
HUD涂层叠层还包括折射率在1.4与2.0之间的至少一个第二介电层，在优选实施例中，第二介电层可以由ZnSnOx或SiOxNy组成。第二介电层的厚度例如可以在10nm与100nm之间，例如在20nm与75nm之间，或在40nm与50nm之间，例如约40nm、41nm、42nm、43nm、44nm、45nm、46nm、47nm、48nm、49nm或50nm。更具体地，第二介电层是厚度约为43nm的SiOxNy。
HUD涂层的预期主要位置是在玻璃窗的最内侧表面上，例如在层压板的情况下位于表面四(104)上，或在单个玻璃层玻璃窗(单片)的情况下位于表面二(302)上，此处HUD涂层暴露于机械相互作用的可能损坏的影响，例如，从内侧擦拭挡风玻璃和/或有意或无意地接触到留在仪表盘上的物体(太阳镜、装有清洁纸巾的纸箱、GPS装置的吸盘，等)。这可能会对暴露的涂层造成机械损坏。因此，使用耐刮擦涂层进行保护变得非常重要。此外，耐刮擦性能还保护HUD涂层在处理、机械切割/划线、研磨等制造步骤期间免受机械损坏。
因此，HUD涂层叠层包括最外层介电层，称为具有耐刮擦性能的第三介电层。第三介电层包括一个或多个层，例如选自ZrZnOx、ZrTiOx、ZrTiOxNy、TiOxNy、SiOx、ZrSiOx、ZrOx和类金刚石碳的组，或更具体地选自SiOx、ZrSiOx、ZrOx和类金刚石碳。第三介电层的厚度例如可以为至少10nm，例如至少在10nm与200nm之间，或者在20nm与175nm之间，或者在20nm与150nm之间，或者在20nm与125nm之间，或者在20nm与100nm之间，或者在20nm与75nm之间，或者在35nm与45nm之间，例如约为35nm、36nm、37nm、38nm、39nm、40nm、41nm、42nm、43nm、44nm或45nm。更具体地，第三介电层可以是厚度约为39.5nm的SiOx层。
耐刮擦层还可以用作封装材料，封装材料提供有助于保持HUD涂层的完整性和性能的保护屏障。耐刮擦层可以有助于防止涂层被可能导致腐蚀或降解的环境因素(例如，湿气、氧气)损坏。耐刮擦层可以提高玻璃的表面的耐久性，并保持其光学清晰度。
耐刮擦层通常使用已知工艺(例如MSVD、CVD、溶胶-凝胶、化学沉积PECVD或ALD等)进行沉积。涂层的厚度通常至少为10nm以上。已发现这些厚度在为HUD涂层提供必要的保护和性能方面是有效的。
在优选实施例中，本公开的耐刮擦层有利地满足了ISO 9211-4(2012年8月15日第三版)中规定的测试，该测试专门设计用于测试汽车要求，特别是那些与承受磨损严格性相关的测试(耐磨性测试(调节方法01：磨损))。耐刮擦层被配制成，为玻璃表面提供必要的保护和性能，有助于在汽车工业条件下保持其完整性并保持其光学透明度。这些性能使得本公开的耐刮擦层特别适合用于汽车应用，其中耐刮擦和其他形式的磨损很重要。
HUD涂层的第二介电层和第三介电层例如可以具有至少10nm的组合厚度，例如在10nm与220nm之间或者在10nm与200nm之间或者在10nm与180nm之间或者在10nm与160nm之间或者在10nm与40nm之间或者在10nm与120nm之间，例如在20nm与115nm之间、在30nm与115nm之间、在40nm与110nm之间、在50nm与105nm之间、在60nm与100nm之间、在70nm与90nm之间或者在80nm与85nm之间。更具体地，第二介电层和第三介电层的组合厚度可以为约82.5nm。
在本公开的玻璃窗中，HUD涂层(28)的功能性金属层的厚度可以在1nm与30nm之间，更具体地在1nm与15nm之间；和/或HUD涂层(28)的第二介电层和第三介电层的组合厚度可以为至少10nm，例如在10nm与220nm之间。
在某些实施例中，本公开的玻璃窗满足以下条件(i)至(iii)中的至少一个：
(i)HUD涂层(28)的第一介电层为SiNx或SiOxNy；
(ii)HUD涂层(28)的第二介电层为ZnSnOx或SiOxNy；和/或
(iii)HUD涂层(28)的第三介电层选自由ZrZnOx、ZrTiOx、ZrTiOxNy、TiOxNy、SiOx、ZrSiOx、ZrOx和类金刚石碳组成的组。
本公开的车辆玻璃窗可以与基本上发射p偏振光或混合偏振光的p偏振HUD投影仪结合应用。本公开提供了一种车辆玻璃窗，其中当图像(30)由p偏振HUD投影仪(24，26)以60度与73度之间的相对于玻璃表面的入射角投射到具有HUD涂层(28)的玻璃表面的所述至少一部分上时，包括主图像和二次图像的图像被反射，该图像可以具有以下光学特性：
490nm至700nm之间的至少15％的p偏振反射；
主图像与二次图像之间的至少4：1的对比度；以及
490nm至700nm之间的小于或等于40％的混合偏振反射。
与发射基本上p偏振光的HUD投影仪结合，本公开的HUD涂层可以提供在一次反射和二次反射之间的高水平的对比度，该对比度至少为5：1，远高于大多数情况下的对比度，并且反射的p偏振光的强度至少为20％，反射的混合偏振光的强度在可见波长范围不超过30％。驾驶员视野区域中具有涂层的挡风玻璃层压板的总可见光透射率优选至少为70％。
本公开提供了一种车辆玻璃窗，当图像(30)由基本上p偏振HUD投影仪(26)以60度与73度之间的相对于玻璃表面的入射角投射到具有HUD涂层(28)的玻璃表面的所述至少一部分上时，包括主图像和二次图像的图像被反射，该图像可以具有以下光学特性：
490至700nm之间的至少20％的p偏振反射；
主图像与二次图像之间的对比度至少为5：1；以及
490至700nm之间的小于或等于30％的混合偏振反射。
尽管这不是这种涂层的主要目的，但它也可以提供降低通过组件的总太阳透射率(300nm至2500nm)的益处。
所公开的HUD涂层既可以在驾驶员视野(挡风玻璃内的主要观看区域)中发挥作用，也可以在黑涂料区域(挡风玻璃底部的遮挡物区域)中发挥作用。例如，车辆玻璃窗可以包括遮挡物(6)；其中HUD涂层(28)至少部分地与玻璃窗的遮挡物(6)重叠，并且投射的图像(30)至少部分地投射到所述遮挡物(6)上。
图4示出了具有本公开的车辆玻璃窗的HUD系统。基本上p偏振投影仪26优选安装成使得包含图像的光束30以在布鲁斯特角的-5/+20度内的入射角投射。光束30在点一51处撞击本公开的涂层28。20％至30％之间的光通常沿路径31反射回驾驶员40。光进入玻璃窗并且在点一51处弯曲，穿过点三53并在点三53处离开，其中一部分光被反射回来并在点二52处离开玻璃窗，形成二次图像。由于涂层的反射率、布鲁斯特角处或附近的p偏振光的高百分比，在点二52处形成的二次图像的强度明显低于在点一51处形成的主图像的强度。
本公开的车辆玻璃窗例如可以从由挡风玻璃、后窗玻璃或侧窗玻璃组成的组中选择。
在某些实施例中，玻璃窗是车辆挡风玻璃。虽然图像通常投射在挡风玻璃的透明部分的驾驶员视野中，但本公开的高对比度使得信息能够被投射并清晰地显示到具有黑色遮挡物的玻璃窗的部分。大多数固定的玻璃窗部件在玻璃窗周边具有黑色遮挡物以隐藏粘合剂。这使得至少一部分通常在仪表盘中设立的显示器能够被替换，其投影位置更靠近驾驶员的前方景象。随着行业向全自动驾驶靠拢，将传统的仪表盘显示器移动到更容易从其他座椅位置观看的位置变得更加重要。驾驶员座椅上可能没有人。例如，HUD涂层(28)可以沉积在玻璃层的大致整个表面(104、302)上。
HUD涂层可以与通常应用于玻璃的其他类型的涂层(例如太阳能控制涂层)一起使用。为了防止由于太阳能控制涂层而产生的二次图像，太阳能控制涂层可以仅施加于挡风玻璃上太阳能涂层不与HUD涂层重叠的部分。或者，太阳能涂层可以施加于整个区域，然后随后被去除。例如，本公开的车辆玻璃窗可以包括太阳能控制涂层(18)，其中玻璃窗是具有至少两个玻璃层(201，202)的层压板，其中太阳能控制涂层沉积在所述至少两个玻璃层的面向层压板内部的表面上，并且其中所述太阳能控制涂层(18)不存在于由HUD涂层(28)限定的区域中，使得这两个涂层基本上不重叠。
本公开还提供了一种HUD系统，其包括如前所定义的车辆玻璃窗，并且还包括HUD投影仪(24，26)，HUD投影仪将p偏振图像(30)投射到涂有HUD涂层(28)的玻璃表面的至少一部分上。优选地，所述HUD投影仪(24，26)的投射图像(30)与车辆玻璃窗之间的角度基本上在玻璃/空气界面的布鲁斯特角的±20％内。
本公开内容还提供了包括如前所定义的车辆玻璃窗的车辆挡风玻璃、后窗玻璃(后灯)或侧窗玻璃(侧灯)。
本公开内容还提供了包括如前所定义的玻璃窗或HUD系统的车辆。
本公开中的术语“车辆”包括但不限于道路车辆(例如，汽车、公共汽车、卡车、农业和建筑车辆、摩托车)、铁路车辆(例如，机车、客车)、飞机(例如，飞机、直升机)、船舶、轮船等。例如，车辆可以是道路车辆，更具体地是小型车。
本领域技术人员知道，与测量有关的数值会受到测量误差的影响，这会限制其精度。当诸如“约”或“大约”的术语应用于具体值(例如“约200℃”或“大约200℃”)或范围(例如“约x到大约y”)时，该值或范围被解释为与用于测量它的方法一样精确。除非另有明确说明，否则可以应用科学和技术文献中的一般惯例，以便数值的最后一位数字优选地表示测量的精度。因此，除非给出其他误差裕度，否则优选通过将四舍五入惯例应用于最后一位小数来确定最大裕度。例如，值3.5的误差裕度优选为3.45至3.54，而2％至10％的范围优选覆盖1.5％至10.4％的范围。本领域技术人员理解所述具体值的变化，并且这些变化在本公开内容的范围内。此外，为了提供更简洁的描述，本文中给出的一些定量表达未使用术语“约”进行限定。应理解，无论是否明确使用术语“约”，本文给出的每个量均旨在指实际给定值，而且还旨在指基于本领域的公知技术可以合理推断出的该给定值的近似值，包括由于该给定值的实验和/或测量条件而得出的等效值和近似值。
浓度、量和其他数值数据可以以范围格式表达或呈现于本文中。应理解，这种范围格式仅为了方便和简洁，因此应灵活地解释为不仅包括明确列出的范围限值的数值，还包括该范围内包含的所有单个数值或子范围，如同每个数值和子范围都明确列出一样。例如，“约1％至约5％”的数值范围应解释为不仅包括明确列出的约1％至约5％的值，还包括指示范围内的单个值和子范围。因此，包括在该数值范围中的值是单个值(例如2、3和4)以及子范围(例如1-3、2-4和3-5等)。该相同原则适用于仅列出一个数值的范围。
实施例的描述
1.实施例一包括层压的汽车挡风玻璃，其具有厚度为2.1mm的超透明钠钙玻璃内层和外层以及厚度为0.76mm的PVB夹层和施加于内玻璃平面的最内侧表面(表面4)的透明HUD涂层。HUD涂层(从玻璃表面开始)包括：厚度为54.3nm的SiNx层、厚度为4.1nm的Al层、厚度为43nm的SiOxNy层和厚度为39.5nm的封装SiOx层。挡风玻璃安装在配备有HUD投影仪的车辆中，该投影仪安装在仪表盘中，投射出以60°至73°之间的角度入射到挡风玻璃上的基本上p偏振的图像。HUD涂层涂覆于表面4的整个区域。
图5A示出了实施例1的HUD涂层的模拟结果。图5A描绘了具有100％p偏振和各种入射角的投射光的一次(表面4)和二次(表面1)反射之间的对比度的光谱分布。
图5B呈现了光谱可见部分的p偏振和混合偏振反射的光谱分布。
2.除了功能性金属层包括厚度为1.1nm的NiCr层和厚度为2.9nm的Al层，其中NiCr合金中Ni的百分比为55重量％之外，实施例二与实施例一的汽车层压板相同。
3.除了功能性金属层包含CrSi，其中合金中Cr的百分比为95重量％之外，实施例三与实施例一的汽车层压板相同。
4.除了功能性金属层包含NiCrOx，其中Ni的百分比为55％且氧的含量为10％之外，实施例四与实施例一的汽车层压板相同。
5.除了功能性金属层包含AlAg，其中合金中Al的百分比为5重量％之外，实施例五与实施例一的汽车层压板相同。
6.除了功能性金属层包含PtAg，其中合金中Al的百分比为5重量％之外，实施例六与实施例一的汽车层压板相同。
7.除了功能性金属层包含厚度为4.5nm的NiCr，其中合金中Ni的百分比为55重量％之外，实施例七与实施例一的汽车层压板相同。
8.实施例八使用实施例1-7中任一者的层顺序。然而，在加工过程中，从除了被定义为驾驶员视野的区域之外的所有表面四上被去除所述涂层。该定义区域位于驾驶员视野的底部。通过以下工序从表面四的其余部分去除涂层：
о在弯曲后要从其中去除涂层的区域中在层压板的表面四上通过丝网印刷涂覆一种专用涂料。
о在该涂料上涂覆涂层。
о然后对挡风玻璃进行高温弯曲。
о在弯曲后，对挡风玻璃进行清洗。
о通过清洗将涂料和涂料上的涂层去除。
о涂层仅保留在限定的区域中。
图像主要投射在具有涂层的限定区域上。该区域基本上透明，并且延伸至挡风玻璃底部的遮挡物区域上方。
9.除了将黑色涂料涂覆在层压板的表面二上，并且从玻璃的边缘向内延伸超出用于隐藏用于将玻璃窗接合到车辆凸缘的粘合剂的典型周边遮挡物区域之外，实施例九与实施例1-7中的汽车层压板相同。延伸遮挡物用作投射区域的至少一部分。
10.实施例十与实施例八的汽车层压板相同。用掩模替代专用涂料，该掩模覆盖玻璃窗的不需要涂层的部分，从而防止涂层沉积在玻璃上。
11.实施例十一与实施例八的汽车层压板相同。然而，该层压板安装在车辆中，其中HUD投影仪安装在仪表盘中并且投射80％的p偏振图像。
12.实施例十二包括钢化汽车侧窗，其中透明HUD涂层施加于玻璃的最内侧表面(表面2)。所用的玻璃是可见光透射率为20％的深灰色钠钙太阳能组合物。HUD涂层(从玻璃表面开始)包括：厚度为54.3nm的SiNx层、厚度为4.1nm的Al层、厚度为43nm的SiOxNy层和厚度为39.5的封装SiOx层。涂层施加在整个表面上。HUD投影仪安装在顶部上并且投射以60°至73°之间的角度入射到侧窗的一次p偏振图像。
13.除了增加了涂覆在表面二102上的含银太阳能控制涂层之外，实施例十三与实施例八和实施例九相同。在与表面四104上施加HUD涂层的区域相对应的区域不施加太阳能控制涂层。两个涂覆区域的边缘重叠3-6mm。
14.除了耐刮擦的第三电介质由类金刚石碳组成之外，实施例十四与实施例一的汽车层压板相同。
15.除了耐刮擦的第三电介质由ZrOx组成之外，实施例十五与实施例一的汽车层压板相同。
16.除了耐刮擦的第三电介质由ZrSiOx组成之外，实施例十六与实施例一的汽车层压板相同。
17.除了功能性金属层的金属夹层中不含银之外，实施例十七与先前的任一实施例相似。

Claims (14)

1.一种车辆玻璃窗，包括：
至少一个玻璃层(202，203)，具有设置为面向车辆内部并邻近车辆内部的表面(104，302)；以及
透明的HUD涂层(28)，沉积在所述表面的至少一部分上，
其中，所述HUD涂层(28)从玻璃表面开始包括：
至少一个第一介电层，所述第一介电层为Si基层；
功能性金属层，包括至少一个金属子层，每个所述金属子层由选自由金属、合金、金属与合金的组合组成的组中的一种以上的金属元素，更具体地Al、Ti、Ni、Cr、Pd、Pt、Cu、Co和Au形成，其中，每个子层内所述一种以上的金属元素的总含量至少为5重量％，并且其中，每个金属子层中氧或氮的浓度小于或等于10％；
至少一个第二介电层，具有在1.4至2.0之间的折射率；以及
至少一个第三介电层，具有耐刮擦性能。
2.根据权利要求1所述的玻璃窗，其中，所述玻璃窗具有至少70％的总可见光透射率。
3.根据权利要求1和2中任一项所述的玻璃窗，其中，当图像(30)由p偏振HUD投影仪(24，26)以相对于所述玻璃表面在60度至73度之间的入射角投射到具有所述HUD涂层(28)的所述玻璃表面的所述至少一部分上时，包括主图像和二次图像的图像被反射，所述图像的光学特征为：
在490nm至700nm之间的至少15％的p偏振反射；
所述主图像与所述二次图像之间的至少4：1的对比度；并且
在490nm至700nm之间的小于或等于40％的混合偏振反射。
4.根据权利要求1和2中任一项所述的玻璃窗，其中，当图像(30)由基本上p偏振的HUD投影仪(26)以相对于所述玻璃表面在60度至73度之间的入射角投射到具有所述HUD涂层(28)的所述玻璃表面的所述至少一部分上时，包括主图像和二次图像的图像被反射，所述图像的光学特征为：
在490nm至700nm之间的至少20％的p偏振反射；
所述主图像与所述二次图像之间的至少5：1的对比度；以及
在490至700nm之间的小于或等于30％的混合偏振反射。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的玻璃窗，其中，所述HUD涂层(28)的所述功能性金属层的厚度在1nm至30nm之间，更具体为在1nm至15nm之间；以及/或者
其中，所述HUD涂层(28)的所述第二介电层与所述第三介电层具有至少10nm，在10nm至220nm之间的组合厚度。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的玻璃窗，其中，所述HUD涂层(28)的所述至少一个金属子层是选自由A1、Ti、Ni、Cr、Pd、Pt、Cu、Co和Au组成的组中的一种以上的元素与任何其他元素的合金，其中，所述一种以上的元素的含量为至少5重量％，更具体地至少10重量％。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的玻璃窗，所述玻璃窗满足以下条件(i)至(iii)中的至少一个：
(i)所述HUD涂层(28)的所述第一介电层为SiNx或SiOxNy；
(ii)所述HUD涂层(28)的所述第二介电层为ZnSnOx或SiOxNy；以及/或者
(iii)所述HUD涂层(28)的所述第三介电层选自由ZrZnOx、ZrTiOx、ZrTiOxNy、TiOxNy、SiOx、ZrSiOx、ZrOx和类金刚石碳组成的组。
8.根据权利要求1至7中的任一项所述的玻璃窗，还包括遮挡物(6)，其中，所述HUD涂层(28)至少部分地与所述玻璃窗的所述遮挡物(6)重叠，并且投射的图像(30)至少部分地投射到所述遮挡物(6)上。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的玻璃窗，还包括太阳能控制涂层(18)，其中，所述玻璃窗是具有至少两个玻璃层(201，202)的层压板，其中，所述太阳能控制涂层沉积在所述至少两个玻璃层的面向所述层压板内部的表面上，并且其中，所述太阳能控制涂层(18)不存在于由所述HUD涂层(28)限定的区域中，使得这两个涂层基本上不重叠。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的玻璃窗，其中，所述HUD涂层(28)沉积在所述玻璃层的基本上整个表面(104，302)上。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的玻璃窗，所述玻璃窗选自由挡风玻璃、后窗玻璃或侧窗玻璃组成的组。
12.一种HUD系统，包括权利要求1至11中任一项所述的车辆玻璃窗，并且还包括HUD投影仪(24，26)，所述HUD投影仪将p偏振图像(30)投射到涂覆有所述HUD涂层(28)的所述玻璃表面的至少一部分上。
13.根据权利要求12所述的HUD系统，其中，所述HUD投影仪(24，26)投射的所述图像(30)与所述玻璃窗之间的角度基本上在玻璃/空气界面的布鲁斯特角的±20％以内。
14.一种车辆，包括权利要求1至11中任一项的所述玻璃窗或权利要求12至13中任一项所述的HUD系统。
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