EA030146B1 - Проекционный экран - Google Patents

Abstract

Прозрачный слоистый элемент (1) имеет две гладкие наружные главные поверхности (2А, 4А) и содержит два наружных слоя (2, 4), каждый из которых образует одну из двух наружных главных поверхностей (2А, 4А) элемента (1) и которые выполнены из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления (n2, n4), и центральный слой (3), расположенный между двумя наружными слоями, причем этот центральный слой (3) образован либо единственным слоем, который является диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, либо металлическим слоем, либо набором слоев, который включает в себя по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, или металлический слой. Каждая поверхность (S, S) контакта между двумя смежными слоями элемента (1), один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, выполнена текстурированной и является параллельной другим текстурированным контактным поверхностям.

Description

изобретение относится к прозрачному слоистому элементу со свойствами диффузного отражения.

Слоистый элемент может быть жестким или гибким. В частности, речь может идти о стекле, изготовленном, например, на основе минерального стекла или полимерного материала, которое можно использовать в любых известных областях применения стекол, таких как транспортные средства, здания, городское оборудование, внутренняя меблировка, информационно-просмотровые экраны и т.д. Речь может также идти о гибкой пленке на основе полимерного материала, в частности, выполненной с возможностью закрепления на поверхности для придания ей свойств диффузного отражения, но с сохранением ее пропускающих свойств.

Известные стекла включают в себя стандартные прозрачные стекла, которые обеспечивают направленные пропускание и зеркальное отражение падающего на стекло излучения, и полупрозрачные стекла, которые характеризуются диффузными пропусканием и отражением падающего на стекло излучения.

Как известно, отражение от стекла называют диффузным, когда излучение, падающее на стекло под данным углом падения, отражается от стекла во множестве направлений. Отражение от стекла называют зеркальным отражением, когда излучение, падающее на стекло под заданным углом падения, отражается стеклом под углом отражения, равным углу падения. Аналогично, пропускание через стекло называют направленным, когда излучение, падающее на стекло под заданным углом падения, проходит через стекло под углом пропускания, равным углу падения.

Недостатком стандартных прозрачных стекол является то, что они создают прямые отблески наподобие зеркал, что не желательно в некоторых областях применения. Так, когда стекло используют для окна в здании или для просмотрового экрана, желательно ограничить присутствие отблесков, которые снижают видимость через стекло. Прямые отблески на стекле могут также привести к ослеплению с вытекающими отсюда последствиями для безопасности, например когда свет фар транспортных средств отражается от застекленных фасадов зданий. Это проблема встает особенно остро в случае застекленных фасадов аэропортов. Действительно, необходимо исключить любой риск ослепления пилотов во время приближения к терминалам. Кроме того, хотя полупрозрачные стекла и не создают прямых отблесков, они не обеспечивают ясной видимости через стекло.

Изобретение призвано устранить эти недостатки и создать слоистый элемент, одновременно обеспечивающий четкую видимость через элемент, позволяющий ограничить отражения типа "зеркальных" от элемента и способствующий диффузным отражениям от элемента.

В связи с этим объектом изобретения является прозрачный слоистый элемент, имеющий две гладкие наружные главные поверхности, отличающийся тем, что содержит

два наружных слоя, каждый из которых образует одну из двух наружных главных поверхностей слоистого элемента и которые выполнены из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления; и

центральный слой, расположенный между наружными слоями, причем этот центральный слой образован либо единственным слоем, который является диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, либо металлическим слоем, либо набором слоев, который включает в себя по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, или металлический слой,

при этом каждая поверхность контакта между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, выполнена текстурированной и является параллельной другим текстурированным поверхностям контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления.

В рамках изобретения различают, с одной стороны, металлические слои, для которых значение коэффициента преломления не имеет значения, и, с другой стороны, диэлектрические слои, для которых следует учитывать отличие коэффициента преломления от коэффициента преломления наружных слоев. Под диэлектрическим материалом или слоем следует понимать материал или слой с низкой электрической проводимостью, менее 100 См/м.

Каждый наружный слой слоистого элемента может быть образован набором слоев, но при этом различные слои, образующие наружный слой, должны быть выполнены из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления.

В рамках изобретения два диэлектрических материала имеют, по существу, одинаковый коэффициент преломления или, по существу, одинаковые коэффициенты преломления, если разность по абсолютной величине между их коэффициентами преломления при 550 нм меньше или равна 0,15. Предпочтительно абсолютная величина разности коэффициента преломления при 550 нм между материалами двух наружных слоев слоистого элемента меньше 0,05 и еще предпочтительнее меньше 0,015.

В рамках изобретения два диэлектрических слоя имеют разные коэффициенты преломления, если разность по абсолютной величине между их коэффициентами преломления при 550 нм строго превышает 0,15.

- 1 030146

В рамках изобретения поверхность контакта между двумя смежными слоями является поверхностью раздела между двумя смежными слоями.

В рамках изобретения используют следующие определения.

Прозрачный элемент является элементом, пропускающий излучение, по меньшей мере, в областях длин волн, используемых для данного применения элемента. Например, если элемент используют в качестве стекла для здания или транспортного средства, он является прозрачным, по меньшей мере, в видимой области длин волн.

Г ладкая поверхность является поверхностью, на которой поверхностные неровности имеют размер менее длины волны излучения, падающего на поверхность, т.е. излучение не отклоняется этими поверхностными неровностями. При этом поверхность направленно пропускает и зеркально отражает падающее излучение.

Текстурированная поверхность является поверхностью, на которой поверхностные свойства меняются в большей степени, чем длина волны излучения, падающего на поверхность. При этом поверхность диффузно пропускает и отражает падающее излучение.

Благодаря изобретению получают направленное пропускание и диффузное отражение излучения, падающего на слоистый элемент. Направленное пропускание обеспечивает четкую видимость через слоистый элемент. Диффузное отражение позволяет избежать прямых отблесков на слоистом элементе и рисков ослепления.

Диффузное отражение на слоистом элементе происходит от того, что каждая поверхность контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, является текстурированной. Таким образом, когда излучение, падающее на слоистый элемент, достигает такой контактной поверхности, оно отражается металлическим слоем или отражается по причине разности коэффициентов преломления между двумя диэлектрическими слоями, и, поскольку контактная поверхность текстурирована, отражение является диффузным.

Направленное пропускание происходит от того, что два наружных слоя слоистого элемента имеют гладкие наружные главные поверхности и выполнены из материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления, и от того, что каждая текстурированная поверхность контакта между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, расположена параллельно другим текстурированным поверхностям контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления.

Гладкие наружные поверхности слоистого элемента обеспечивают направленное пропускание излучения на каждой поверхности раздела воздух/наружный слой, т.е. позволяют излучению проходить из воздуха в наружный слой или выходить из наружного слоя в воздух без изменения направления излучения.

Параллельность текстурированных контактных поверхностей предполагает, что слой или каждый слой центрального слоя, который является диэлектрическим с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, или который является металлическим, имеет равномерную толщину перпендикулярно к поверхностям контакта центрального слоя с наружными слоями. Эта равномерность толщины может быть глобальной на всей протяженности текстуры или локальной на участках текстуры. В частности, когда текстура характеризуется изменениями наклона, толщина между двумя последовательными текстурированными контактными поверхностями может меняться участками в зависимости от наклона текстуры, но при этом текстурированные поверхности всегда остаются параллельными друг другу. Этот случай относится, в частности, к слою, нанесенному посредством напыления, в котором толщина слоя тем меньше, чем больше увеличивается наклон текстуры. Таким образом, локально на каждом участке текстуры с данным наклоном толщина слоя остается постоянной, однако толщина слоя отличается между первым участком текстуры с первым наклоном и вторым участком текстуры со вторым наклоном, отличным от первого наклона.

Предпочтительно, чтобы добиться параллельности текстурированных контактных поверхностей, слой или каждый слой, образующий центральный слой, наносят посредством напыления. Действительно, катодное напыление, в частности магнетронное напыление, гарантирует, что ограничивающие слои поверхности будут параллельными друг другу, чего нельзя сказать о других технологиях нанесения, таких как испарение или химическое осаждение из паровой фазы (СУБ) или золь-гель процесс. Вместе с тем, параллельность текстурированных контактных поверхностей внутри слоистого элемента является определяющей для получения направленного пропускания через элемент.

Излучение, падающее на первый наружный слой слоистого элемента, проходит через этот первый наружный слой без изменения своего направления. За счет различия природы, диэлектрической и металлической, или за счет разности коэффициента преломления между первым наружным слоем и по меньшей мере одним слоем центрального слоя излучение затем преломляется в центральном слое. Поскольку, с одной стороны, текстурированные поверхности контакта между двумя смежными слоями слоистого

- 2 030146

элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, являются параллельными друг другу, и, с другой стороны, второй наружный слой имеет, по существу, одинаковый коэффициент преломления с первым наружным слоем, угол преломления излучения во втором наружном слое от центрального слоя равен углу падения излучения на центральный слой от первого наружного слоя в соответствии с законом Снеллиуса-Декарта для преломления.

Таким образом, излучение выходит из второго наружного слоя слоистого элемента в направлении, одинаковом с направлением падения на первый наружный слой элемента. Следовательно, пропускание излучения слоистым элементом является направленным.

Согласно варианту изобретения используют свойства диффузного отражения слоистого элемента для отражения большой части излучения в множестве направлений со стороны падения излучения. Это сильное диффузное отражение происходит при сохранении ясной видимости через слоистый элемент, т.е. слоистый элемент не становится полупрозрачным, благодаря свойствам направленного пропускания слоистого элемента. Такой прозрачный слоистый элемент с сильным диффузным отражением находит свое применение, например, для экранов дисплеев или проекционных экранов.

В частности, такой слоистый элемент с сильным диффузным отражением можно использовать в так называемой проекционной системе визуализации, предназначенной для отображения информации на лобовом стекле без ограничения или "Неаб Ир Э18р1ау" (НИЭ). Как известно, системы ΗϋΌ применяются, в частности, в кабинах самолетов, в поездах, а также в настоящее время в автотранспортных средствах (легковых, грузовых и т.д.) и позволяют просматривать информацию, проецируемую на стекло, как правило, лобовое стекло транспортного средства, которая отражается в направлении водителя или наблюдателя. Эти системы позволяют информировать водителя о транспортном средстве так, чтобы он не отрывал взгляда от переднего поля обзора транспортного средства, что значительно повышает безопасность. Водитель воспринимает виртуальное изображение, которое расположено на некотором расстоянии за стеклом.

Согласно варианту изобретения слоистый элемент интегрирован в систему НИЭ в качестве стекла, на которое проецируют информацию. Согласно другому варианту изобретения слоистый элемент представляет собой гибкую пленку, закрепленную на главной поверхности стекла системы НИЭ, в частности на лобовом стекле, при этом информацию проецируют на стекло со стороны гибкой пленки. В этих двух случаях происходит сильное диффузное отражение от первой текстурированной контактной поверхности, встречаемой излучением в слоистом элементе, что обеспечивает хорошую визуализацию виртуального изображения, при этом сохраняется направленное пропускание через стекло, что обеспечивает четкую видимость через это стекло.

Следует отметить, что в известных системах НИЭ виртуальное изображение получают путем проецирования информации на стекло (в частности, на лобовое стекло) с многослойной структурой, образованной двумя стеклянными листами и вставкой из пластического материала. Недостатком этих известных систем является то, что водитель наблюдает двойное изображение: первое изображение, отраженное поверхностью стекла, обращенной внутрь салона, и второе изображение при отражении от наружной поверхности стекла, причем эти два изображения слегка смещены относительно друг друга. Это смещение может помешать нормальному просмотру информации.

Изобретение позволяет решить эту проблему. Действительно, если слоистый элемент интегрирован в систему НИЭ как стекло или как гибкая пленка, закрепленная на главной поверхности стекла, которая принимает излучение от проекционного источника, диффузное отражение на первой текстурированной контактной поверхности, встречаемой излучением в слоистом элементе, может быть гораздо более сильным, чем отражение на наружных поверхностях, входящих в контакт с воздухом. Таким образом, ограничивают двойное отражение, обеспечивая преимущественное отражению от первой текстурированной контактной поверхности слоистого элемента.

Согласно предпочтительному отличительному признаку абсолютное значение разности коэффициентов преломления при 550 нм между, с одной стороны, наружными слоями и, с другой стороны, по меньшей мере одним диэлектрическим слоем центрального слоя превышает или равно 0,3, предпочтительно превышает или равно 0,5 и еще предпочтительнее превышает или равно 0,8. Эта относительно большая разность коэффициента преломления появляется на уровне по меньшей мере одной внутренней текстурированной контактной поверхности слоистого элемента. Это способствует отражению излучения на этой текстурированной контактной поверхности, т.е. диффузному отражению излучения слоистым элементом.

Согласно варианту изобретения по меньшей мере один из двух наружных слоев слоистого элемента является прозрачной подложкой, одна из главных поверхностей которого текстурирована, а другая главная поверхность является гладкой.

Прозрачная подложка может быть выполнена, в частности, из прозрачного полимера, прозрачного стекла, прозрачной керамики. Если прозрачная подложка выполнена из полимера, она может быть жесткой или гибкой.

- 3 030146

Текстурирование одной из главных поверхностей прозрачной подложки можно произвести при помощи любого известного способа текстурирования, например посредством рельефной деформации поверхности подложки, предварительно нагретой до температуры, при которой она может деформироваться, в частности посредством накатки при помощи валика, имеющего на своей поверхности текстуру, соответствующую текстуре, выполняемой на подложке; посредством абразивной обработки при помощи абразивных частиц или поверхностей, в частности путем пескоструйной обработки; посредством химической обработки, в частности кислотного травления в случае стеклянной подложки; посредством формования, в частности литьем под давлением в случае подложки из термопластического полимера; путем гравировки.

Примеры полимеров, пригодных для выполнения прозрачной подложки, включают в себя, в частности, сложные полиэфиры, такие как полиэтилентерефталат (ПЭТ), полибутилентерефталат (ПБТ), полиэтилен-нафталат (ПЭН); полиакрилаты, такие как полиметилметакрилат (ПММА); поликарбонат; полиуретан; полиамиды; полиимиды; фторсодержащие полимеры, такие как этилен тетрафторэтилен (ЭТФЭ), поливинилиденфторид (ПВДФ), полихлортрифторэтилен (ПХТФЭ), этилен-хлортрифторэтилен (ЭХТФЭ), фторсодержащие сополимеры этилена и пропилена (ФЭП); смолы, способные к фотосшиванию и/или к фотополимеризации, такие как тиоленовая, полиуретановая, уретан-акрилатная, полиэфиракрилатная смолы.

Примеры уже текстурированных стеклянных подложек, которые можно напрямую использовать в качестве наружного слоя слоистого элемента, включают в себя стеклянные подложки, выпускаемые компанией "Сен-Гобэн Гласс" в серии 8ΑΤΙΝΟνΟ®, которые имеют на одной из своих главных поверхностей текстуру, полученную в результате пескоструйной обработки или кислотного травления; стеклянные подложки, выпускаемые компанией "Сен-Гобэн Гласс" в серии ЛЬВЛКШО® 8, Р или О или в серии МАЗТЕКОЬАЗЗ®, которые имеют на одной из своих главных поверхностей текстуру, полученную посредством накатки.

Если каждый из двух наружных слоев слоистого элемента образован прозрачной подложкой, одна из главных поверхностей которой текстурирована, а другая является гладкой, обе прозрачные подложки имеют взаимно соответствующие текстуры.

В варианте выполнения центральный слой слоистого элемента образован слоем из диэлектрического материала с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, при этом наружные слои соединены между собой при помощи центрального слоя.

В другом варианте выполнения центральный слой слоистого элемента содержит по меньшей мере один тонкий слой, выполненный из диэлектрического материала с высоким коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, такого как 8ί₃Ν₄, 8ηΟ₂, ΖηΟ, Α1Ν, ΝόΟ. Ν6Ν, ΤίΟ₂, или выполненный из диэлектрического материала с низким коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, такого как 8ίΟ₂, Α1₂Ο₃, МдР₂, А1Р₃. Центральный слой слоистого элемента может также включать в себя по меньшей мере один тонкий слой серебра, золота, титана, ниобия, кремния, алюминия, хромоникелевого сплава (№Ст), нержавеющей стали или их сплавов. В рамках изобретения тонкий слой является слоем толщиной менее 1 мкм.

Предпочтительно состав центрального слоя слоистого элемента можно регулировать для придания слоистому элементу дополнительных свойств, например термических свойств типа контроля солнечного света и/или низкой излучательной способности. Так, в варианте выполнения центральный слой слоистого элемента представляет собой набор тонких слоев, включающий в себя чередование из "η" слоев металлических функциональных слоев, в частности функциональных слоев на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро, и из "(п+1)" антибликовых покрытий при п>1, при этом каждый металлический функциональный слой расположен между двумя антибликовыми покрытиями.

Как известно, такой набор с металлическим функциональным слоем имеет свойства отражения в области солнечного излучения и/или в области инфракрасного излучения с большой длиной волны. В таком наборе металлический функциональный слой или металлические функциональные слои в основном определяют термические характеристики, тогда как охватывающие их антибликовые покрытия интерференционно влияют на оптический аспект. Действительно, если металлические функциональные слои позволяют получить требуемые термические характеристики даже при незначительной геометрической толщине порядка 10 нм для каждого металлического функционального слоя, они, тем не менее, сильно препятствуют прохождению излучения в видимой области длин волн. В этом случае антибликовые покрытия с двух сторон от каждого металлического функционального слоя необходимы для обеспечения хорошего пропускания в области видимого света. На практике оптически оптимизированным является именно общий набор центрального слоя, содержащий тонкие металлические слои и антибликовые покрытия. Предпочтительно оптическую оптимизацию можно осуществлять на общем наборе слоистого элемента, т.е. включая наружные слои, расположенные с двух сторон от центрального слоя.

Полученный слоистый элемент сочетает в себе оптические свойства, т.е. свойства направленного пропускания и диффузного отражения излучения, падающего на слоистый элемент, и термические свойства, т.е. свойства солнечного контроля и/или низкой излучательной способности. Такой слоистый эле- 4 030146

мент можно применять для солнцезащитных и/или теплоизоляционных стекол зданий или транспортных средств.

Согласно варианту изобретения текстура каждой контактной поверхности между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, образована множеством рельефных элементов в виде впадин или выступов относительно общей плоскости контактной поверхности. Предпочтительно средняя высота рельефных элементов каждой поверхности контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, составляет от 1 мкм до 1 мм. В рамках изобретения среднюю высоту рельефных элементов контактной поверхности определяют как среднее арифметическое расстояний у₁ по абсолютной величине между вершиной и общей плоскостью контактной поверхности для каждого рельефного элемента контактной поверхности,

-ΣΝ

равное « .

Рельефные элементы текстуры каждой поверхности контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, можно распределить на контактной поверхности случайным образом. В варианте рельефные элементы текстуры каждой поверхности контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, можно распределить на контактной поверхности периодически. Эти рельефные элементы могут быть, в частности, конусами, пирамидами, канавками, нервюрами, волнистыми рифлениями.

Согласно варианту изобретения для каждого слоя центрального слоя, который охвачен слоями отличной от него диэлектрической или металлической природы или с отличным от него коэффициентом преломления, толщина этого слоя, измеренная перпендикулярно к его поверхностям контакта со смежными слоями, является незначительной по сравнению со средней высотой рельефных элементов каждой из его поверхностей контакта со смежными слоями. Такая незначительная толщина позволяет повысить вероятность параллельности границы раздела входа излучения в этот слой и границы раздела выхода излучения из этого слоя, т.е. повысить процент направленного пропускания излучения через слоистый элемент. Предпочтительно толщина каждого слоя центрального слоя, который расположен между двумя слоями отличной от него диэлектрической или металлической природы или с отличным от него коэффициентом преломления, где эта толщина взята перпендикулярно к его поверхностям контакта со смежными слоями, имеет значение менее 1/2 средней высоты рельефных элементов каждой из его поверхностей контакта со смежными слоями.

Предпочтительно по меньшей мере на одной из своих наружных главных поверхностей слоистый элемент содержит антибликовое покрытие на границе раздела между воздухом и материалом наружного слоя, образующего эту главную наружную поверхность. Благодаря наличию этого антибликового покрытия излучение, падающее на слоистый элемент со стороны этой наружной главной поверхности, в большей степени отражается от каждой текстурированной контактной поверхности, чем от гладкой наружной поверхности слоистого элемента, что скорее соответствует режиму диффузного отражения, чем режиму зеркального отражения. Таким образом, диффузное отражение излучения от слоистого элемента является приоритетным по сравнению с зеркальным отражением.

Антибликовое покрытие, предусмотренное по меньшей мере на одной из наружных главных поверхностей слоистого элемента, может быть покрытием любого типа, позволяющим уменьшить отражение излучения на границе раздела между воздухом и соответствующим наружным слоем слоистого элемента. Речь может идти, в частности, о слое с коэффициентом преломления, находящимся в пределах между коэффициентом преломления воздуха и коэффициентом преломления наружного слоя, таком как слой, нанесенный на поверхность наружного слоя путем вакуумной технологии, или пористый золь-гель слой, или, если наружный слой выполнен из стекла, о рифленой поверхности части стеклянного наружного слоя, полученной посредством кислотного травления. В варианте антибликовое покрытие можно выполнить в виде набора тонких слоев, имеющих чередующиеся более низкие и более высокие коэффициенты преломления, выполняющих роль интерференционного фильтра на поверхности раздела между воздухом и наружным слоем, или в виде набора тонких слоев с плавным или ступенчатым градиентом коэффициентов преломления между коэффициентом преломления воздуха и коэффициентом преломления наружного слоя.

Предпочтительно гладкие наружные главные поверхности слоистого элемента являются параллельными друг другу. Это позволяет ограничить световое рассеяние для излучения, проходящего через слоистый элемент, и, следовательно, повысить четкость видимости через слоистый элемент.

В варианте выполнения изобретения первый наружный слой среди двух наружных слоев слоистого элемента является прозрачной подложкой, одна из главных поверхностей которой текстурирована, а другая главная поверхность является гладкой, и центральный слой образован либо единственным слоем, который является диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента

- 5 030146

преломления первого наружного слоя, либо металлическим слоем и который нанесен согласованным конформным образом на текстурированную главную поверхность первого наружного слоя, либо набором слоев, который содержит по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления первого наружного слоя, либо металлическим слоем и который нанесен последовательно согласованным конформным образом на текстурированную главную поверхность первого наружного слоя.

При этом второй наружный слой может включать в себя слой затвердевающего материала с коэффициентом преломления, по существу, равным коэффициенту преломления первого наружного слоя, нанесенный на текстурированную главную поверхность центрального слоя, противоположную первому наружному слою, будучи первоначально в вязком состоянии, позволяющем осуществлять операции формования.

Согласно варианту изобретения второй наружный слой образован слоем, нанесенным первоначально в вязком состоянии, в частности слоем типа лака, который обеспечивает выравнивание плоскости поверхности слоистого элемента.

Согласно другому варианту изобретения второй наружный слой включает в себя слой, первоначально нанесенный в вязком состоянии, и контрподложку, при этом слой, первоначально нанесенный в вязком состоянии, обеспечивает соединение между первым наружным слоем, прилегающим к центральному слою, и контрподложкой.

Слой, первоначально нанесенный в вязком состоянии, может быть слоем фотосшиваемого и/или фотополимеризуемого материала. Предпочтительно этот фотосшиваемый и/или фотоплимеризуемый материал находится в жидком виде при окружающей температуре, а после облучения и фотосшивания и/или фотополимеризации становится прозрачной твердой фазой, не содержащей пузырьков или других дефектов. В частности, речь может идти о смоле типа смол, обычно применяемых в качестве адгезивов, клеев или поверхностных покрытий. Как правило, эти смолы являются смолами на основе мономеров/сомономеров/предполимеров типа эпоксидной смолы, эпоксисилана, акрилата, метакрилата, акриловой кислоты, метакриловой кислоты. Например, можно указать тиоленовые, полиуретановые, уретанакрилатные, полиэфир-акрилатные смолы. Вместо смолы можно использовать фотосшиваемый водный гель, такой как полиакриламидный гель. Примеры фотосшиваемых и/или фотополимеризуемых смол, используемых в рамках настоящего изобретения, включают в себя также продукты, выпускаемые компанией "Норланд Оптикс" под товарным знаком Νοιίαηύ ΟρΙίοαΙ ЛбНсмусх. например продукты ΝΟΑ65 и ΝΟΑ75.

В варианте второй наружный слой, первоначально нанесенный в вязком состоянии, может быть слоем, нанесенным золь-гель способом, например силикатным стеклом, нанесенным золь-гель способом. Как известно, исходными веществами для нанесения золь-гель являются алкоксиды кремния δί(ΟΚ)₄, которые в присутствии воды способствуют реакциям полимеризации типа гидролиза-конденсации. Эти реакции полимеризации приводят к образованию все более конденсированных веществ, переходящих в частицы коллоидного кремнезема, образующие золи, а затем гели. Сушка и уплотнение этих гелей кремнезема при температуре порядка нескольких сот градусов позволяет получить стекло, характеристики которого близки к характеристикам классического стекла. С учетом вязкости коллоидный раствор или гель можно легко наносить на текстурированную главную поверхность центрального слоя, противоположную первому наружному слою, при этом они обволакивают текстуру этой поверхности. Это нанесение можно, в частности, осуществлять способами погружения центробежным нанесением или нанесением с помощью ракеля.

Согласно варианту изобретения второй наружный слой может включать в себя слой на основе полимерного материала с коэффициентом преломления, по существу, равным коэффициенту преломления первого наружного слоя, расположенный на текстурированной главной поверхности центрального слоя, противоположной первому наружному слою, и принимающий форму этой текстурированной поверхности за счет прессования и/или нагрева.

Этот слой на основе полимерного материала может быть, в частности, слоем на основе поливинилбутираля (ПВБ), этилена-винилацетата (ЭВА), полиуретана (ПУ), полиэтилентерефталата (ПЭТ), поливинилхлорида (ПВХ). Этот слой на основе полимерного материала может играть роль вставки для многослойного стекла, обеспечивающей соединение с прозрачной подложкой с коэффициентом преломления, по существу, равным коэффициенту преломления первого наружного слоя, а также второго наружного слоя.

Слоистый элемент может быть жестким стеклом. В варианте речь может идти о гибкой пленке. Предпочтительно на одной из своих наружных главных поверхностей такая пленка может иметь адгезивный слой, покрытый защитной полосой, которую снимают перед наклеиванием пленки. При этом слоистый элемент в виде гибкой пленки можно наклеивать на существующую поверхность, например на поверхность стекла для придания этой поверхности свойств диффузного отражения с одновременным сохранением свойств направленного пропускания.

- 6 030146

Другим объектом изобретения является способ изготовления описанного выше слоистого элемента, содержащий следующие этапы:

в качестве наружных слоев готовят две прозрачные подложки, выполненные из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления, где каждая прозрачная подложка имеет одну текстурированную главную поверхность и другую гладкую главную поверхность, при этом текстуры двух прозрачных подложек взаимно соответствуют друг другу;

центральный слой, содержащий по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, или металлический слой заключают между текстурированными главными поверхностями двух прозрачных подложек, которые располагают напротив друг друга таким образом, чтобы их текстуры были параллельными друг другу.

Другой способ изготовления описанного выше слоистого элемента содержит этапы, на которых в качестве первого наружного слоя готовят прозрачную подложку, одна из главных поверхностей

которой является текстурированной, а другая - гладкой;

наносят центральный слой на текстурированную главную поверхность первого наружного слоя либо, если центральный слой образован единственным слоем, который является диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления первого наружного слоя, металлическим слоем путем нанесения центрального слоя согласованным образом на упомянутую текстурированную главную поверхность, либо, если центральный слой образован набором слоев, включающим в себя по меньшей мере один диэлектрический слой слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления первого наружного слоя, металлический слой путем нанесения слоев центрального слоя последовательно согласованным образом на упомянутую текстурированную главную поверхность;

выполняют второй наружный слой на текстурированной главной поверхности центрального слоя, противоположной первому наружному слою, при этом первый наружный слой и второй наружный слой выполнены из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления.

Согласно предпочтительному отличительному признаку нанесение центрального слоя соответствующим образом или последовательное нанесение слоев центрального слоя соответствующим образом на текстурированную главную поверхность первого наружного слоя осуществляют посредством катодного напыления, в частности, в присутствии магнитного поля.

Согласно варианту изобретения второй наружный слой выполняют путем нанесения на текстурированную главную поверхность центрального слоя, противоположную первому наружному слою, слоя, имеющего, по существу, такой же коэффициент преломления, что и первый наружный слой, и находящегося первоначально в вязком состоянии, пригодном для операций формования. Так, второй наружный слой можно выполнить, например, при помощи способа, включающего в себя нанесение слоя фотосшиваемого и/или фотополимеризуемого материала, первоначально находящегося в текучей форме, затем облучение этого слоя либо при помощи золь-гель способа.

Согласно другому варианту изобретения второй наружный слой выполняют, располагая на текстурированной главной поверхности центрального слоя, противоположной первому наружному слою, слой на основе полимерного материала, имеющего, по существу, такой же коэффициент преломления, что и первый наружный слой, затем придавая этому слою на основе полимерного материала форму текстурированной главной поверхности путем прессования и/или нагрева, по меньшей мере, до температуры стеклования полимерного материала.

Объектом изобретения является также фасад здания, в частности фасад терминала аэропорта, содержащий по меньшей мере один описанный выше слоистый элемент.

Другим объектом изобретения является экран дисплея или проекционный экран, содержащий описанный выше слоистый элемент. В частности, объектом изобретения является стекло системы Неай Ир Э18р1ау, содержащее описанный выше слоистый элемент.

Наконец, объектом изобретения является применение описанного выше слоистого элемента полностью или частично в качестве стекла для транспортного средства, здания, городского оборудования, внутренней меблировки, экрана дисплея или проекционного экрана системы Неай Ир ЭйрНу.

Отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания нескольких вариантов выполнения слоистого элемента, представленных исключительно в качестве примеров, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых показано:

фиг. 1 - схематичный вид в поперечном разрезе слоистого элемента согласно варианту выполнения изобретения;

фиг. 2 - увеличенный вид детали I фиг. 1 для первого варианта слоистого элемента;

фиг. 3 - увеличенный вид детали I фиг. 1 для второго варианта слоистого элемента;

фиг. 4 - схема этапов первого способа изготовления слоистого элемента, показанного на фиг. 1;

фиг. 5 - схема этапов второго способа изготовления слоистого элемента, показанного на фиг. 1;

фиг. 6 - схема этапов третьего способа изготовления слоистого элемента, показанного на фиг. 1;

фиг. 7 - схема этапов четвертого способа изготовления слоистого элемента, показанного на фиг. 1.

- 7 030146

Для большей ясности чертежей относительные толщины различных слоев на фиг. 1-7 строго не соблюдены. Кроме того, возможно изменение толщины слоя или каждого слоя, образующего центральный слой, в зависимости от наклона текстуры, что на фигурах не показано, при этом подразумевается, что это возможное изменение толщины не влияет на параллельность текстурированных контактных поверхностей. Действительно, при каждом данном наклоне текстуры текстурированные контактные поверхности параллельны друг другу.

Слоистый элемент 1, показанный на фиг. 1, содержит два наружных слоя 2 и 4, которые выполнены из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления п2, п4. Каждый наружный слой 2 или 4 имеет гладкую главную поверхность, соответственно 2А или 4А, обращенную наружу слоистого элемента, и текстурированную главную поверхность, соответственно 2В или 4В, обращенную внутрь слоистого элемента.

Гладкие наружные поверхности 2А и 4А слоистого элемента 1 обеспечивают направленное пропускание излучения на каждой поверхности 2А и 4А, т.е. вход излучения в наружный слой или выход излучения из наружного слоя без изменения направления излучения.

Текстуры внутренних поверхностей 2В и 4В взаимно соответствуют друг другу. Как показано на фиг. 1, текстурированные поверхности 2В и 4В расположены друг против друга в конфигурации, в которой их текстуры являются строго параллельными между собой. Слоистый элемент 1 содержит также центральный слой 3, находящийся в контакте между текстурированными поверхностями 2В и 4В.

В варианте, показанном на фиг. 2, центральный слой 3 является однослойным и выполнен из прозрачного материала, который является либо металлическим, либо диэлектрическим с коэффициентом преломления п3, отличным от коэффициента преломления наружных слоев 2 и 4. В варианте, показанном на фиг. 3, центральный слой 3 образован прозрачным набором из нескольких слоев 3₁, 3₂, ..., 3_к, где по меньшей мере один из слоев 3₁-3_к является либо металлическим слоем, либо диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев 2 и 4. Предпочтительно, по меньшей мере, каждый из двух слоев 3₁ и 3_к, находящихся на концах набора, является металлическим слоем или диэлектрическим слоем с коэффициентами преломления п3! или п3_к, отличными от коэффициента преломления наружных слоев 2 и 4.

На фиг. 1-3 §₀ обозначает поверхность контакта между наружным слоем 2 и центральным слоем 3 и δί обозначает поверхность контакта между центральным слоем 3 и наружным слоем 4. Кроме того, на фиг. 3 δ₂-δ|._: последовательно обозначают внутренние контактные поверхности центрального слоя 3, начиная от контактной поверхности, наиболее близкой к поверхности δ₀.

В варианте, показанном на фиг. 2, учитывая расположение центрального слоя 3 в контакте с текстурированными поверхностями 2В и 4В, которые являются параллельными между собой, поверхность контакта δ₀ между наружным слоем 2 и центральным слоем 3 является текстурированной и параллельна поверхности контакта δ₁ между центральным слоем 3 и наружным слоем 4. Иначе говоря, центральный слой 3 является текстурированным слоем, имеющим, по меньшей мере, локально равномерную толщину е3, измеренную перпендикулярно к контактным поверхностям δ₀ и δ₁.

В варианте, показанном на фиг. 3, каждая контактная поверхность δ₂, ..., δ_| между двумя смежными слоями набора, образующего центральный слой, текстурирована и строго параллельна поверхностям δ0 и δ₁ контакта между наружными слоями 2, 4 центрального слоя 3. Таким образом, все контактные поверхности δ₀, δί, ..., δ_| между смежными слоями элемента 1, которые либо имеют разную природу, диэлектрическую или металлическую, либо являются диэлектрическими с разными коэффициентами преломления, являются текстурированными и параллельны между собой. В частности, каждый слой 31, 32, ..., 3к набора, образующего центральный слой 3, имеет, по меньшей мере, локально равномерную толщину е3₁, е3₂, ..., е3_к, взятую перпендикулярно к контактным поверхностям δ₀, δί, ..., δ_|.

Как показано на фиг. 1, текстура каждой контактной поверхности δ₀, δ₁ или δ₀, δί, ..., δ_| слоистого элемента 1 образована множеством рельефных элементов в виде впадин или выступов относительно общей плоскости π контактной поверхности. Предпочтительно средняя высота рельефных элементов каждой текстурированной контактной поверхности δ₀, δ₁ или δ₀, δί, ..., δ_| составляет от 1 мкм до 1 мм. Среднюю высоту рельефных элементов каждой текстурированной контактной поверхности определяют как

-ΣΙ+6

среднее арифметическое ^п ,=ι , где у₁ является расстоянием, измеренным между вершиной и плоскостью

π для каждого рельефного элемента поверхности, как схематично показано на фиг. 1.

Согласно варианту изобретения толщина е3 или е3₁, е3₂, ..., е3_к слоя или каждого слоя, образующего центральный слой 3, меньше средней высоты рельефных элементов каждой текстурированной контактной поверхности δ₀, δ₁ или δ₀, δί, ..., δ_| слоистого элемента 1. Это условие является важным для увеличения вероятности того, что граница раздела входа излучения в слой центрального слоя 3 и граница раздела выхода излучения из этого слоя являются параллельными, и, следовательно, для увеличения процента направленного пропускания излучения через слоистый элемент 1. Для того чтобы четко различать различные слои, на фиг. 1-7 это условие строго не соблюдено.

Предпочтительно толщина е3 или е3₁, е3₂, ..., е3_к слоя или каждого слоя, образующего центральный слой 3, меньше 1/4 средней высоты рельефных элементов каждой текстурированной контактной поверх- 8 030146

ности слоистого элемента. На практике, если центральный слой 3 является тонким слоем или набором тонких слоев, толщина е3 или е3_ь е3₂, ..., е3_к каждого слоя центрального слоя 3 примерно равна или меньше 1/10 средней высоты рельефных элементов каждой текстурированной контактной поверхности слоистого элемента.

На фиг. 1 показан путь излучения, падающего на слоистый элемент 1 со стороны наружного слоя 2. Падающие лучи К₁ попадают на наружный слой 2 под заданным углом падения θ. Как показано на фиг. 1, достигая поверхности контакта 8₀ между наружным слоем 2 и центральным слоем 3, падающие лучи К, отражаются либо металлической поверхностью, либо за счет разницы в коэффициенте преломления на этой поверхности контакта соответственно между наружным слоем 2 и центральным слоем 3 в варианте, показанном на фиг. 2, и между наружным слоем 2 и слоем 3₁ в варианте, показанном на фиг. 3. Поскольку контактная поверхность 8₀ является текстурированной, отражение происходит во множестве направлений К_г. Таким образом, отражение излучения от слоистого элемента 1 является диффузным.

Часть падающего излучения также преломляется в центральном слое 3. В варианте, показанном на фиг. 2, контактные поверхности 8₀ и 8₁ являются параллельными между собой, поэтому в соответствии с законом Снеллиуса-Декарта η2.δίη(θ) = η4.δίη(θ'), где θ является углом преломления излучения в центральном слое 3 от наружного слоя 2, а θ' является углом преломления излучения в наружном слое 4 от центрального слоя 3. В варианте, показанном на фиг. 3, поскольку все контактные поверхности 8₀, 8ι, ..., 8_к параллельны между собой, отношение η2.δίη(θ) = η4.δίη(θ') в соответствии с законом СнеллиусаДекарта остается в силе. При этом в обоих вариантах, поскольку коэффициенты преломления η2 и η4 двух наружных слоев, по существу, между собой равны, лучи К,, пропускаемые слоистым элементом, проходят с углом пропускания θ', равным углу их падения θ на слоистый элемент. Таким образом, пропускание излучения слоистым элементом 1 является направленным.

Аналогично, в обоих вариантах излучение, падающее на слоистый элемент 1 со стороны наружного слоя 4, отражается диффузно и пропускается направленно слоистым элементом по вышеупомянутым причинам.

Предпочтительно слоистый элемент 1 содержит антибликовое покрытие 6 по меньшей мере на одной из своих гладких наружных поверхностей 2А и 4А. Предпочтительно антибликовое покрытие 6 предусмотрено на каждой наружной главной поверхности слоистого элемента, на которую попадает излучение. В примере, представленном на фиг. 1, антибликовое покрытие 6 выполнено только на поверхности 2А наружного слоя 2, так как речь идет о поверхности слоистого элемента, обращенной в сторону падения излучения.

Как было указано выше, антибликовое покрытие 6, предусмотренное на гладкой поверхности 2А и/или 4А наружного слоя 2 или 4, может быть покрытием любого типа, позволяющим уменьшить отражение излучения на границе раздела между воздухом и наружным слоем. В частности, речь может идти о слое с коэффициентом преломления, находящимся в пределах между коэффициентом преломления воздуха и коэффициентом преломления наружного слоя, из набора тонких слоев, выполняющего роль интерференционного фильтра, или из набора тонких слоев, имеющего градиент коэффициентов преломления.

Далее со ссылками на фиг. 4-7 следует описание примеров способа изготовления слоистого элемента 1.

В случае, представленном на фиг. 4, наружные слои 2 и 4 слоистого элемента 1 образованы двумя жесткими прозрачными подложками, имеющими, по существу, одинаковый коэффициент преломления. Каждая подложка 2 или 4 имеет гладкую главную поверхность 2А или 4А и текстурированную главную поверхность 2В или 4В. Текстуры подложек 2 и 4 взаимно соответствуют друг другу, поэтому подложки можно плотно размещать друг на друге за счет сцепления их текстур.

Подложки 2 и 4 могут быть, в частности, двумя подложками из текстурированного стекла типа 8ΑΤΙΝθνθ®, ЛЬВЛКШО® или МА8ТЕКОЬА88®. В варианте по меньшей мере одна из двух подложек 2 и 4 может быть жесткой подложкой на основе полимерного материала, например типа полиметилметакрилата или поликарбоната.

Центральный слой 3 образован адгезивным слоем из прозрачного полимера, имеющего коэффициент преломления, отличный от коэффициента преломления подложек 2 и 4. Изготовление слоистого элемента предполагает, как показано на фиг. 4, расположение центрального слоя в виде сэндвича между текстурированными поверхностями 2В и 4В подложек 2 и 4, причем эти поверхности 2В и 4В предварительно располагают друг против друга в конфигурации, в которой их текстуры строго параллельны между собой.

Относительное позиционирование текстурированных поверхностей 2В и 4В с их текстурами, параллельными между собой, можно получить, например, исходя из конфигурации сцепления подложек 2 и 4 их текстурами и отодвигая одну из подложек относительно другой подложки поступательным движением вдоль оси, перпендикулярной к средней плоскости подложки.

Например, если подложки 2 и 4 выполнены из стекла, центральный слой 3 может быть слоем клея с коэффициентом преломления, значительно отличающимся от коэффициента преломления стекла. Пер- 9 030146

воначально этот клей может иметь пастообразное состояние. В этом случае способ изготовления слоистого элемента 1 может включать в себя этап, на котором на текстурированную поверхность одной из подложек 2 или 3 наносят слой этого клея в пастообразном состоянии, затем этап, на котором слой клея сжимают между текстурированными поверхностями 2В и 4В, позиционированными так, что их текстуры, параллельными между собой.

Сжатие толщины клея между текстурированными поверхностями 2В и 4В производят посредством относительного перемещения подложек 2 и 4 в направлении друг к другу, что показано стрелкой Р на фиг. 4, таким образом, чтобы клей заполнил впадины текстурированных поверхностей 2В и 4В. На следующем этапе клей затвердевает между текстурированными поверхностями 2В и 4В, в результате чего подложки 2 и 4 скрепляются слоем клея, образующим центральный слой 3.

Чтобы сжать слой клея, одновременно сохраняя положение подложек 2 и 4, в котором их текстурированные поверхности находятся друг против друга с параллельными между собой текстурами, предпочтительно используют устройство, содержащее средства поступательного перемещения одной подложки относительно другой вдоль оси, перпендикулярной к средней плоскости подложки. Такое устройство может содержать, в частности, две находящиеся друг против друга плиты, на каждую из которых помещают гладкую поверхность одной из двух подложек таким образом, чтобы текстурированные поверхности подложек оказались друг против друга, и систему поступательного сближения плит.

Способы, представленные на фиг. 5 и 6, отличаются от способа на фиг. 4 тем, что центральный слой

3 соответствующим образом наносят на текстурированную поверхность 2В жесткой или гибкой прозрачной подложки, образующей наружный слой 2 слоистого элемента 1. Главная поверхность 2А этой подложки, противоположная текстурированной поверхности 2В, является гладкой. Эта подложка 2 может быть, в частности, подложкой из текстурированного стекла типа δΑΤΙΝΟνΟ®, ΆΤΒΆΚΙΝΟ® или ΜΑδΤΕΚΟΤΑδδ®. В варианте подложка 2 может быть жесткой или гибкой подложкой на основе полимерного материала.

Согласованное нанесение центрального слоя 3, независимо от того, является он однослойным или образован набором из нескольких слоев, осуществляют, в частности, в вакууме посредством магнетронного напыления. Эта технология позволяет наносить согласованным конформным образом на текстурированную поверхность 2В подложки 2 либо единый слой, либо согласованным конформным образом различные последовательные слои набора. В частности, речь может идти о диэлектрических тонких слоях, в частности о слоях δί₃Ν₄, δηΟ₂, ΖηΟ, 8ηΖηΟ_χ, Ά1Ν, ΝόΟ. ΝΒΝ, ΤίΟ₂, δίΟ₂, Α1₂Ο₃, Μ§Τ₂, Α1Ρ₃ или о металлических тонких слоях, в частности о слоях серебра, золота, титана, ниобия, кремния, алюминия, хромоникелевого сплава (ΝίΟτ) или сплавов этих металлов.

В рамках способа, показанного на фиг. 5, второй наружный слой 4 слоистого элемента 1 формируют, накрывая центральный слой 3 прозрачным слоем с коэффициентом преломления, по существу, равным коэффициенту преломления подложки 2, который первоначально находится в вязком состоянии, позволяющем осуществлять операции формования, и способным к отверждению. В вязком состоянии этот слой следует текстуре поверхности 3Β центрального слоя 3, противоположной подложке 2. За счет этого после отверждения слоя 4 поверхность δ₁ контакта между центральным слоем 3 и наружным слоем

4 оказывается текстурированной и параллельной поверхности δ₀ контакта между центральным слоем 3 и наружным слоем 2.

Слой 4 может быть слоем фотосшиваемого или фотополимеризуемого материала, нанесенным на текстурированную поверхность 3Β центрального слоя 3 сначала в жидком виде, затем затвердевшим под действием облучения, в частности под действием УФ-излучения. В варианте слой 4 может быть слоем золь-гель типа. В частности, когда подложка 2 является стеклянной, речь может идти о силикатном стекле, нанесенном золь-гель способом на текстурированную поверхность 3Β центрального слоя 3.

В рамках способа, показанного на фиг. 6, второй наружный слой 4 слоистого элемента 1 получают путем наложения, начиная от центрального слоя 3, прозрачной полимерной вставки 4₁ и прозрачной подложки 42, которые имеют, по существу, такой же коэффициент преломления, что и подложка 2. В случае, когда подложка 2 выполнена из стекла, второй наружный слой 4 можно, например, сформировать путем наложения вставки 4₁ из ПВБ или ЭВА, укладываемой на текстурированную поверхность 3Β центрального слоя 3, противоположную подложке 2, и стеклянной подложки 4₂, укладываемой на вставку 4₁.

В этом случае наружный слой 4 соединяют с подложкой 2, которую предварительно накрыли центральным слоем 3, при помощи классического способа изготовления многослойного стекла. В этом способе, начиная от текстурированной главной поверхности 3Β центрального слоя 3, последовательно укладывают полимерную вставку 4₁ и подложку 4₂, затем к сформированной таким образом слоистой структуре применяют прессование и/или нагрев, по меньшей мере, до температуры стеклования полимерной вставки 4₁, например, в прессе или в сушильном шкафу. Во время способа получения многослойной структуры вставка 4₁ принимает форму текстуры текстурированной поверхности 3Β центрального слоя 3, в результате чего поверхность δ₁ контакта между центральным слоем 3 и наружным слоем 4 оказывается текстурированной и параллельной поверхности δ₀ контакта между центральным слоем 3 и наружным слоем 2.

- 10 030146

В способе, представленном на фиг. 7, слоистый элемент 1 представляет собой гибкую пленку общей толщиной порядка 200-300мкм. Наружный слой 2 этого слоистого элемента выполнен путем наложения гибкой пленки 2₁ из полимерного материала, обе главные поверхности которой являются гладкими, и слоя 2₂ из материала, фотосшиваемого и/или фотополимеризуемого под действием УФ-излучения, направляемого на одну из гладких главных поверхностей пленки 2₁.

Например, пленка 2₁ является пленкой полиэтилентерефталата (ПЭТ) толщиной 100 мкм, и слой 2₂ является слоем смолы, затвердевающей под действием УФ-лучей, типа ΚΖ6661, выпускаемой компанией "ίδΚ Согрогайои", толщиной около 10 мкм. Пленка 2₁ и слой 2₂ имеют, по существу, одинаковый коэффициент преломления порядка 1,65 при 550 нм. В затвердевшем состоянии слой смолы 2₂ обладает хорошим сцеплением с ПЭТ.

Слой смолы 2₂ наносят на пленку 2₁ при вязкости, позволяющей получать текстурирование на поверхности 2В, противоположной пленке 2₁. Как показано на фиг. 7, текстурирование поверхности 2В можно осуществлять при помощи валика 9, имеющего на своей поверхности текстуру, соответствующую текстуре, формируемой на слое 22. После формирования текстуры наложенные друг на друга пленку 21 и слой смолы 2₂ облучают ультрафиолетовым излучением, что показано на фиг. 7 стрелкой, обеспечивающим затвердевание слоя смолы 2₂ вместе с его текстурированием и соединение между пленкой 2₁ и слоем смолы 2₂.

Затем на текстурированную поверхность 2В посредством магнетронного напыления согласованным образом наносят центральный слой 3 с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружного слоя 2. Этот центральный слой может быть однослойным или может быть образован набором слоев, как было указано выше. Например, речь может идти о слое ΤίΟ₂, имеющем толщину порядка 50 нм и коэффициент преломления 2,45 при 550 нм.

Затем на центральный слой 3 наносят вторую пленку из ПЭТ толщиной 100 мкм, чтобы получить второй наружный слой 4 слоистого элемента 1. Этому второму наружному слою 4 придают форму текстурированной поверхности 3В центрального слоя 3, противоположной наружному слою 2, путем прессования и/или нагрева до температуры стеклования ПЭТ.

На одну из двух наружных поверхностей 2А и 4А слоистого элемента 1 можно нанести адгезивный слой 7, закрываемый защитной полосой 8, которую снимают перед наклеиванием. Таким образом, слоистый элемент 1 имеет вид гибкой пленки, готовой для наклеивания на поверхность, такую как поверхность стекла, чтобы придать этой поверхности свойства диффузного отражения. В примере, представленном на фиг. 7, адгезивный слой 7 и защитную полосу 8 наносят на наружную поверхность 4А слоя 4. Что касается наружной поверхности 2А слоя 2, на которую должно попадать падающее излучение, то она содержит антибликовое покрытие 6.

Предпочтительно, как показано на фиг. 7, различные этапы способа можно осуществлять непрерывно на одном производственном конвейере.

На фиг. 4-7 не показано выполнение антибликового покрытия или антибликовых покрытий 6 слоистого элемента 1. Следует отметить, что в каждом из представленных на этих фигурах способов антибликовое покрытие или антибликовые покрытия 6 можно наносить на гладкие поверхности 2А и/или 4А наружных слоев как до, так и после сборки слоистого элемента.

Изобретение не ограничивается показанными на фигурах и описанными примерами. В частности, когда слоистый элемент является гибкой пленкой, как в примере на фиг. 7, толщина каждого наружного слоя, выполненного на основе полимерной пленки, например на основе пленки ПЭТ, может превышать 10 мкм, в частности составлять от 10 мкм до 1 мм.

Кроме того, текстурирование первого наружного слоя 2 в примере на фиг. 7 можно осуществлять, не используя слоя 22 затвердевающей смолы, наносимого на полимерную пленку 21, непосредственно путем горячей деформации полимерной пленки 2₁, в частности посредством накатки при помощи текстурированного валика или посредством прессования при помощи пуансона.

Чтобы улучшить сцепление слоистого элемента в виде гибкой пленки, показанного на фиг. 7, между центральным слоем 3 и второй полимерной пленкой 4 можно поместить полимерную вставку, причем эта вставка имеет, по существу, такой же коэффициент преломления, что и пленки 2 и 4, образующие наружные слои. В этом случае аналогично примеру на фиг. 6 второй наружный слой получают путем наложения вставки и второй полимерной пленки и его соединяют с первым наружным слоем 2, предварительно покрытым центральным слоем 3, при помощи классического способа получения многослойного стекла, в котором к многослойной структуре применяют прессование и/или нагрев, по меньшей мере, до температуры стеклования полимерной вставки.

- 11 030146

Примеры

Оптические свойства четырех примеров заявленных слоистых элементов представлены в табл. 1. Оптическими свойствами слоистых элементов, представленными в табл. 1, являются:

Т_Е: пропускание света в видимой области в % согласно стандарту 180 9050:2003 (источник света Ό65; 2° Наблюдатель);

На/е Т: размытость при пропускании в %, измеряемая при помощи измерителя размытости согласно стандарту А8ТМ Ό 1003 для излучения, падающего на слоистый элемент со стороны наружного слоя 2;

Ку общее световое отражение в видимой области в % для излучения, падающего на слоистый элемент со стороны наружного слоя 2, измеряемое согласно стандарту 180 9050:2003 (источник света Ό65; 2° Наблюдатель);

На/е Κ: размытость при отражении в % для излучения, падающего на слоистый элемент со стороны наружного слоя 2, определяемая как отношение не зеркального светового отражения в видимой области в % к общему световому отражению в видимой области в %, измеряемая при помощи переносного прибора "Мшо11а".

Таблица 1

Пример	№ 1	№ 2	№ 3	№ 4
Наружный	3ΑΤΙΝθνθ®	3ΑΤΙΝθνθ®	3ΑΤΙΝθνθ®	3ΑΤΙΝθνθ®
слой 2	6 мм	6 мм	6 мм	6 мм
Центральный	ТЮ2 55 нм	ЗЮ2 20нм	3ί3Ν4 50 нм	3ί3Ν4 16 нм
слой 3		3 ί 2 0 нм	ΖηΟ 6 нм	ΖηΟ 5 нм
		ЗЮ2 20 нм	Ад 20 нм	ΝιΟγ 3 нм
			ΖηΟ 6 нм	Ад 8 нм
			3ί3Ν4 50 нм	ΝιΟγ 1 нм
				ΖηΟ 6 нм
				3ί3Ν4 35 нм
				ΝΒΝ 1 нм
				3ί3Ν4 33 нм
				ΖηΟ 4 нм
				Ад 14 нм
				ΝιΟγ 1 нм
				ΖηΟ 4 нм
				3ί3Ν4 34 нм
				3ηΖηΟχ 3 нм
Наружный	ΝΟΑ75®	ΝΟΑ75®	ΝΟΑ75®	ЭВА
слой 4	100 мкм	100 мкм	100 мкм	0,4 мм
	рьАшьих®	рьАшьих®	рьАшьих®	рьАшьих®
	4 мм	4 мм	4 мм	4 мм
Свойства
слоистого
элемента
ть (%)	76,7%	54,6%	49,6%	35, 4%
Наге Τ (%)	2,8%	1,9%	4, 8%	6, 0%
к, (%)	14,9%	14,3%	18,3%	10,0%
Наге К. (%)	59,0%	60,0%	89,9%	49,4%
Цвет при	Белый	Голубоватый	Медно-	Зеленый
отражении			красный

Для каждого из примеров № 1-4, представленных в табл. 1, подложка, применяемая в качестве наружного слоя 2, является стеклом 8ΑΤΙΝθνθ® компании "Сен-Гобэн Гласс" толщиной 6 мм, имеющим на одной из своих главных поверхностей текстуру, полученную посредством кислотного травления.

- 12 030146

Средняя высота рельефных элементов текстуры наружного слоя 2, которая соответствует шероховатости Ка текстурированной поверхности стекла δΑΤΙΝΟνΟ®, составляет около 3 мкм.

Кроме того, для каждого примера № 1-4 слой или слои, образующие центральный слой, нанесены посредством магнетронного напыления на текстурированную поверхность 2В наружного слоя при следующих условиях нанесения.

Таблица 2

Слой	Применяемая мишень	Давление при напылении	Газ
ТЮ2	ΤίΟ2	2 · 10 3 мбар	Аг/(Аг+О2) 30%
31О2	3ί:Α1 при 98:2% Вт	2 · 10 3 мбар	Аг/(Аг+О2) 50%
3ί	3ί	5 · 10_3 мбар	Аг 100%
313Ν4	3ί:Α1 при 92:8% Вт	2 · 10 3 мбар	Αγ/(Αγ+Ν2) 30%
ΖηΟ	Ζη:Α1 при 98:2% Вт	2 · 10_3 мбар	Аг/(Аг+О2) 50%
Ад	Ад	5 · 10 3 мбар	Аг 100%
ШСг	ШСг	5 · 1 СГ3 мбар	Аг 100%
ΝΓΝ	N6	2 · 1 СГ3 мбар	Αγ/(Αγ+Ν2) 30%
3ηΖηΟχ	3ηΖη:3Γ при 34:65:1% Вт	2 · 1 СГ3 мбар	Аг/(Аг+О2) 50%

В примерах № 1-3 наружный слой 4 образован слоем смолы ΝΟΑ75® или ΝΟΑ65® компании "Норланд Оптикс" толщиной порядка 100 мкм в комбинации со стеклом ΡΓΑΝΙΓϋΧ® компании "Сен-Гобэн Глас" толщиной 4 мм. В каждом примере № 1-3 смолу наносили в жидком состоянии на текстурированную поверхность 3В центрального слоя 3, противоположную наружному слою 2, таким образом, чтобы она повторила форму текстуры этой поверхности 3В, затем затвердела под действием УФ-излучения после покрытия стеклом ΡΓΑΝΙΓϋΧ®.

В примере № 4 наружный слой 4 образован вставкой из ЭВА толщиной 0,4 мм, соединенной со стеклом ΡΓΑΝΙΓϋΧ® компании "Сен-Гобэн Глас" толщиной 4 мм. Вставку из ЭВА расположили на текстурированной поверхности 3В центрального слоя 3, противоположной наружному слою 2, затем накрыли стеклом ΡΓΑΝΙΓϋΧ®. Полученную многослойную структуру подвергли прессованию и поместили в сушильный шкаф при температуре 105°С, что обеспечило соединение слоистого элемента и придание вставке из ЭВА формы текстуры поверхности 3В центрального слоя 3.

Результаты, приведенные в табл. 1, показывают, что для каждого из примеров № 1-4 получили: хорошее световое пропускание в сочетании со слабой размытостью при пропускании, т.е. хорошее

направленное пропускание через слоистый элемент. Таким образом, в соответствии с задачей изобретения видимость через слоистый элемент является четкой. Это свойство визуально проверили на образцах, которые для четырех примеров являются прозрачными, а не полупрозрачными;

большую размытость при отражении, т.е. высокий процент диффузного отражения по отношению к общему отражению от слоистого элемента. Таким образом, в соответствии с задачей изобретения избегают отражений "зеркального" типа на слоистом элементе.

Процент диффузного отражения по отношению к общему отражению от слоистого элемента можно модулировать, используя несколько параметров слоистого элемента. В частности, этот процент можно повысить за счет одной и/или другой из следующих мер:

предусматривают антибликовое покрытие на наружной поверхности или каждой наружной поверхности слоистого элемента, на которую должно попадать падающее излучение, что позволяет ограничить зеркальные отражения от этой гладкой наружной поверхности и получить преимущественно диффузное отражение на текстурированных поверхностях контакта между смежными слоями слоистого элемента, а не зеркальное отражение от гладкой наружной поверхности;

увеличивают скачок коэффициента преломления на поверхности контакта между слоем или каждым слоем слоистого элемента, находящимся со стороны падения излучения, и центральным слоем и/или на каждой поверхности контакта между смежными слоями центрального слоя, что позволяет увеличить отражение излучения на этих текстурированных контактных поверхностях, которое является диффузным отражением.

- 13 030146

Claims (20)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Проекционный экран, представляющий собой прозрачный слоистый элемент (1), имеющий две гладкие наружные главные стороны (2А, 4А), отличающийся тем, что содержит

   два наружных слоя (2, 4), каждый из которых образует одну из двух наружных главных сторон (2А, 4А) слоистого элемента и которые выполнены из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления (п2, п4); и

   центральный слой (3), расположенный между наружными слоями, причем центральный слой (3) образован либо единственным слоем, который является диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления (п3), отличным от коэффициента преломления наружных слоев, либо металлическим слоем, либо набором слоев (3₁, 3₂, ..., 3_к), который включает в себя по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, или металлический слой,

   при этом каждая поверхность (8₀, §ι, ···, 8_к) контакта между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, выполнена текстурированной и является параллельной другим текстурированным поверхностям контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления.
2. 2. Проекционный экран по п.1, отличающийся тем, что абсолютная величина разности коэффициентов преломления при 550 нм между, с одной стороны, наружными слоями (2, 4) и, с другой стороны, по меньшей мере одним диэлектрическим слоем центрального слоя (3) превышает или равна 0,3 и предпочтительно превышает или равна 0,5.
3. 3. Проекционный экран по любому из пп.1 или 2, отличающийся тем, что по меньшей мере один из двух наружных слоев (2, 4) слоистого элемента является прозрачной подложкой, одна из главных сторон (2В, 4В) которой текстурирована, а другая главная сторона (2А, 4А) является гладкой.
4. 4. Проекционный экран по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что центральный слой (3) слоистого элемента образован слоем из диэлектрического материала с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, при этом наружные слои (2, 4) соединены между собой при помощи центрального слоя.
5. 5. Проекционный экран по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что слой или каждый слой, образующий центральный слой (3), является слоем, нанесенным посредством катодного напыления на текстурированную сторону.
6. 6. Проекционный экран по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что центральный слой (3) содержит по меньшей мере один тонкий диэлектрический слой и/или по меньшей мере один металлический слой.
7. 7. Проекционный экран по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что центральный слой (3) представляет собой набор тонких слоев, включающий в себя чередование из "п" слоев металлических функциональных слоев, в частности функциональных слоев на основе серебра или металлического сплава, содержащего серебро, и из "(п+1)" антибликовых покрытий при п>1, при этом каждый металлический функциональный слой расположен между двумя антибликовыми покрытиями.
8. 8. Проекционный экран по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что для каждого слоя центрального слоя (3), который расположен между двумя слоями отличной от него диэлектрической или металлической природы или с отличным от него коэффициентом преломления, толщина этого слоя, взятая перпендикулярно к его поверхностям контакта со смежными слоями, имеет значение, меньшее 1/4 средней высоты рельефных элементов каждой из его поверхностей контакта со смежными слоями.
9. 9. Проекционный экран по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что по меньшей мере на одной из своих наружных главных сторон (2А, 4А) содержит антибликовое покрытие (6) на поверхности раздела между воздухом и материалом наружного слоя (2, 4), образующего упомянутую главную наружную сторону.
10. 10. Проекционный экран по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что наружные главные стороны (2А, 4А) слоистого элемента являются параллельными между собой.
11. 11. Проекционный экран по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что первый наружный слой (2) из двух наружных слоев слоистого элемента является прозрачной подложкой, одна из главных сторон (2В) которой текстурирована, а другая главная сторона (2А) является гладкой, при этом центральный слой (3) образован либо единственным слоем, который является диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления первого наружного слоя (2), либо металлическим слоем и который нанесен согласованным образом на текстурированную главную сторону (2В) первого наружного слоя, либо набором слоев (3!, 3₂, ..., 3_к), который содержит по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления первого наружного слоя, или металлический слой и который нанесен последовательно согласованным

    - 14 030146

    образом на текстурированную главную сторону (2В) первого наружного слоя.
12. 12. Проекционный экран по п.11, отличающийся тем, что второй наружный слой (4) содержит слой, имеющий коэффициент преломления, по существу, равный коэффициенту преломления первого наружного слоя (2), и который сформирован путем нанесения в вязком состоянии на текстурированную главную сторону (2В) центрального слоя (3), противоположную первому наружному слою (2).
13. 13. Проекционный экран по п.11, отличающийся тем, что второй наружный слой (2) содержит полимерную вставку (41) с коэффициентом преломления, по существу, равным коэффициенту преломления первого наружного слоя (2), расположенную на текстурированной главной стороне (3В) центрального слоя (3), противоположной первому наружному слою (2).
14. 14. Способ изготовления проекционного экрана по любому из пп.1-10, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:

    в качестве наружных слоев (2, 4) готовят две прозрачные подложки, выполненные из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления, при этом каждая прозрачная подложка имеет одну из своих главных сторон (2В, 4В), которая текстурирована, и другую главную сторону (2А, 4А), которая является гладкой, при этом текстуры двух прозрачных подложек взаимно соответствуют друг другу;

    центральный слой (3), содержащий либо один диэлектрический слой с коэффициентом преломления (п3), отличным от коэффициента преломления (п2, п4) наружных слоев, либо металлический слой, либо набор слоев (3!, 3₂, ..., 3_к), который включает в себя по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления наружных слоев, или металлический слой, размещают между текстурированными главными сторонами (2В, 4В) двух прозрачных подложек, которые располагают друг против друга таким образом, чтобы их текстуры были параллельными друг другу,

    при этом каждая поверхность (δ₀, 8₁, ..., 8_к) контакта между двумя смежными слоями слоистого элемента, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления, выполнена текстурированной и является параллельной другим текстурированным поверхностям контакта между двумя смежными слоями, один из которых является диэлектрическим, а другой металлическим или которые являются двумя диэлектрическими слоями с разными коэффициентами преломления.
15. 15. Способ изготовления проекционного экрана по любому из пп.1-13, отличающийся тем, что содержит следующие этапы:

    в качестве первого наружного слоя (2) готовят прозрачную подложку, одна из главных сторон (2В) которой является текстурированной, а другая главная сторона (2А) является гладкой;

    наносят центральный слой (3) на текстурированную главную сторону (2В) первого наружного слоя либо, если центральный слой (3) образован единственным слоем, который является диэлектрическим слоем с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления первого наружного слоя (2), или металлическим слоем, путем нанесения центрального слоя (3) согласованным образом на упомянутую текстурированную главную сторону (2В), либо, если центральный слой образован набором слоев (31, 32, ..., 3_к), включающим в себя по меньшей мере один диэлектрический слой с коэффициентом преломления, отличным от коэффициента преломления первого наружного слоя (2), или металлический слой, путем нанесения слоев (3!, 3₂, ..., 3_к) центрального слоя (3) последовательно согласованным образом на упомянутую текстурированную главную сторону (2В);

    выполняют второй наружный слой (4) на текстурированной главной стороне (3В) центрального слоя (3), противоположной первому наружному слою (2), при этом первый наружный слой (2) и второй наружный слой (4) выполнены из диэлектрических материалов, имеющих, по существу, одинаковый коэффициент преломления.
16. 16. Способ по п.15, отличающийся тем, что нанесение центрального слоя (3) согласованным образом или последовательное нанесение слоев (3_Ь 3₂, ..., 3_к) центрального слоя (3) согласованным образом на текстурированную главную сторону (2В) первого наружного слоя (2) осуществляют посредством напыления, в частности магнетронного напыления.
17. 17. Способ по любому из пп.15 или 16, отличающийся тем, что второй наружный слой (4) выполняют путем нанесения на текстурированную главную сторону (3В) центрального слоя (3), противоположную первому наружному слою (2), слоя, имеющего, по существу, такой же коэффициент преломления, что и первый наружный слой (2), и находящегося первоначально в вязком состоянии, пригодном для операций формования.
18. 18. Способ по любому из пп.15 или 16, отличающийся тем, что второй наружный слой (4) выполняют, располагая на текстурированной главной стороне (3В) центрального слоя (3), противоположной первому наружному слою (2), слой на основе полимерного материала, имеющего, по существу, такой же коэффициент преломления, что и первый наружный слой (2), затем придавая этому слою на основе полимерного материала форму текстурированной главной стороны (3В) центрального слоя (3) путем прессования и/или нагрева.
19. 19. Экран дисплея, содержащий проекционный экран по любому из пп.1-13.

    - 15 030146
20. 20. Система визуализации без ограничения обзора, содержащая проекционный экран по любому из пп.1-13.

    - 16 030146