CN116438149A - 包括复合玻璃板的投影装置 - Google Patents

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CN116438149A CN202280005482.2A CN202280005482A CN116438149A CN 116438149 A CN116438149 A CN 116438149A CN 202280005482 A CN202280005482 A CN 202280005482A CN 116438149 A CN116438149 A CN 116438149A
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Abstract

本发明涉及投影装置(100),特别是用于平视显示器(HUD)的投影装置(100),其至少包括复合玻璃板(1),其包括通过热塑性中间层(4)相互接合的外玻璃板(2)和内玻璃板(3)、在复合玻璃板(1)的至少一个显示区域(D)中布置在外玻璃板(2)和内玻璃板(3)之间的反射层(7)、和至少在显示区域(D)内布置在内玻璃板(3)的背对热塑性中间层(4)的内侧表面(IV)上的反射增加涂层(8),和投影器(9),其辐射(10)主要是p偏振的并指向显示区域(D),并且其中内玻璃板(3)的内侧表面(IV)是复合玻璃板(1)的最靠近投影器(9)的表面,其中反射增加涂层(8)包括至少一个折射率大于或等于1.9的光学高折射率层(8.1)和至少一个折射率小于或等于1.6的光学低折射率层(8.2),并且反射层(7)适用于反射投影器(9)的p偏振辐射(10)的至少5%,并且按下列顺序包括第一介电层或层序列(7.1)、基于银的第一导电层(7.2)、第二介电层或层序列(7.3)、基于银的第二导电层(7.4)、和第三介电层或层序列(7.5),其中反射层包括不超过两个基于银的导电层(7.2、7.4)。

Description

包括复合玻璃板的投影装置
本发明涉及包括复合玻璃板的投影装置、其制造方法及其用途。
现代汽车越来越多地配备有所谓的平视显示器(HUD)。通过通常位于仪表板区域中的投影器,将图像投影到挡风玻璃板上,在此处被反射并被驾驶员感知为挡风玻璃板后面的虚拟图像(从他的角度来看)。因此,可以将重要信息投影到驾驶员的视野中,例如当前的行驶速度、导航或警告信息,驾驶员无需将他的视线从道路上移开即可感知这些信息。因此,平视显示器可以为提高交通安全做出重大贡献。
HUD投影器通常以约65°的入射角照射挡风玻璃板,这由挡风玻璃板的安装角度和投影器在运载工具中的定位得出。该入射角接近空气-玻璃过渡的布鲁斯特角(钠钙玻璃为约56.5°)。常规的HUD投影器发射s偏振辐射,其在这样的入射角下有效地被玻璃表面反射。在此出现的问题是,投影器图像在挡风玻璃板的两个外侧表面上都被反射。由此,除了所需的主图像外,还会出现稍微偏移的副图像,即所谓的幻像(“幻像”)。该问题通常通过将表面彼此成一定角度布置来缓解,特别是通过使用楔形中间层来层压被设计为复合玻璃板的挡风玻璃板,从而使主图像和幻像彼此重叠。用于HUD的具有楔形膜的复合玻璃例如从WO2009/071135A1、EP1800855B1或EP1880243A2中已知。
楔形膜很昂贵,因此用于HUD的这种复合玻璃板的生产非常昂贵。因此,需要使用没有楔形膜的挡风玻璃板也可行的HUD投影装置。例如,可以使用p偏振辐射来操作HUD投影器,该p偏振辐射在玻璃板表面上没有明显反射。取而代之,挡风玻璃板具有反射涂层,特别是具有金属层和/或介电层的反射涂层,作为p偏振辐射的反射面。这种类型的HUD投影装置例如从DE102014220189A1、US2017242247A1、WO2019046157A1、WO2019179682A1和WO2019179683A1中已知。
然而,只有当入射角正好对应于布鲁斯特角时,玻璃表面上的p偏振辐射的反射才被完全抑制。由于约65°的典型入射角虽然接近布鲁斯特角、但明显与其偏离,导致投影器辐射在玻璃表面上的一定的残余反射。虽然由于反射涂层上的辐射反射而减弱了外玻璃板的外侧表面上的反射,但内玻璃板的内侧表面上的反射尤其会表现为虽然微弱、但仍具有干扰性的幻像。此外,65°的入射角仅基于挡风玻璃板上的一点。然而由于HUD投影器照射挡风玻璃板上的较大HUD区域,也可能局部出现例如高达68°或甚至高达75°的较大入射角。由于此处与布鲁斯特角的偏差更加明显,幻像的强度更大。此外,观察到汽车制造商倾向于安装更扁平的挡风玻璃板。由此使得入射角和因此与布鲁斯特角的偏差变得更大。
WO2019179682A1、WO2019179683A1、WO2019206493A1和US20190064516A1公开了用于HUD投影装置的挡风玻璃板,其在内侧表面上配备有抗反射涂层,以降低内侧表面的反射率。
EP0844507A1公开了其它HUD投影布置,其中挡风玻璃板被p偏振辐射照射。为了使布鲁斯特角与入射角相适配并由此避免玻璃板表面上的残余反射,在内玻璃板的内侧表面上施加光学高折射率涂层(“布鲁斯特角调节膜”)。该涂层由氧化钛形成并溅射到玻璃板表面上。
WO2021209201公开了用于HUD的投影装置,其具有位于复合玻璃板的外玻璃板和内玻璃板之间的反射层以及布置在内玻璃板的背对复合玻璃板间隙的表面上的高折射率层。高折射率层包括恰好一个折射率为1.9或更高的层。高折射率层也可具有多于一个折射率为1.9或更高的层。反射层可以任选地包含导电层,其主要增加可见光的反射。
US2017242247公开了用于HUD的投影装置,其具有包含2个金属层的反射涂层。
US20180149867A1公开了具有挡风玻璃板的用于HUD的投影装置,该挡风玻璃板具有楔形热塑性中间层。
CN113071165A展示了具有复合玻璃板的投影装置,该复合玻璃板优选地具有楔形热塑性中间层和反射涂层,其中反射涂层具有至少3个金属层。大量的金属层对于减少IR辐射穿过复合玻璃板而言是必要的。
汽车领域对运载工具玻璃板,特别是挡风玻璃板的涂层的要求也在日益增加。除了能够在没有干扰性副图像的情况下适用于反射高比例的 p偏振辐射外,涂层还应尽可能实现其它功能,例如实现运载工具玻璃板的可加热性或有助于减少从外部环境进入的热辐射。
本发明的目的是提供改进的投影装置,其中通过在复合玻璃板上反射主要p偏振的辐射来生成图像,并且其中反射的p偏振辐射的强度在不增加重影强度的情况下增强。
根据本发明,本发明的目的通过根据权利要求1的投影装置来实现。优选实施方案出现在从属权利要求中。
根据本发明,描述了特别适用于平视显示器(HUD)的投影装置。该投影装置包括至少一个复合玻璃板和投影器。复合玻璃板包括外玻璃板和内玻璃板,它们通过热塑性中间层相互接合。反射层至少在复合玻璃板的显示区域中布置在外玻璃板和内玻璃板之间。反射增加涂层至少在显示区域内布置在内玻璃板的背对热塑性中间层的内侧表面上。反射增加涂层在从内玻璃板看向外玻璃板的方向上透过复合玻璃板透视时至少部分地,优选完全地覆盖反射层,并且特别优选地与其全等布置。
投影器的辐射主要是p偏振的。投影器指向复合玻璃板的显示区域。内玻璃板的内侧表面是复合玻璃板的最靠近投影器的表面。
在此,反射增加涂层包含至少一个折射率大于或等于1.9的光学高折射率层和至少一个折射率小于或等于1.6的光学低折射率层。
反射层适用于反射投影器的p偏振辐射的至少5%。反射层还按下列顺序包括第一介电层或层序列、基于银的第一导电层、第二介电层或层序列、基于银的第二导电层、和第三介电层或层序列。根据本发明,反射层包括不超过两个基于银的导电层。
外玻璃板具有背对热塑性中间层的外侧表面,其同时也是复合玻璃板的外表面。外玻璃板还具有面向热塑性中间层的内侧表面。内玻璃板的内侧表面同时是复合玻璃板的内表面。内玻璃板还具有面向热塑性中间层的外侧表面。复合玻璃板被设置用于将外部环境与内部空间,优选运载工具内部空间隔开。在此,外玻璃板的外侧表面被设置为面向外部环境,且内玻璃板的内侧表面被设置为面向内部空间。
复合玻璃板具有环绕边缘,其特别优选地包括上边缘和下边缘以及在其间延伸的两个侧边缘,其包括左侧边缘和右侧边缘。上边缘是指被设置为在安装位置中指向上方的边缘。下边缘是指被设置为在安装位置中指向下方的边缘。上边缘通常也称为顶边缘,下边缘称为发动机边缘。
如HUD和基于类似技术的投影装置所常见的那样,投影器照射复合玻璃板的显示区域,即投影面,特别是用波长范围为380nm至780nm的p偏振辐射。p偏振辐射在显示区域中朝着观察者的方向反射,由此形成虚拟图像,观察者在从他来看复合玻璃板后面感知到该图像(在HUD的情况下)。投影器的光束方向通常可以通过反射镜来改变,特别是在竖直方向上,以使投影与观察者的身高适配。对于给定的反射镜位置,观察者的眼睛必须位于的区域称为眼动窗口。该眼动窗口可以通过调整反射镜而竖直移动,其中由此可到达的整个区域(即所有可能的眼动窗口的叠加)称为眼动范围。位于眼动范围内的观察者可以感知该虚拟图像。当然,这意味着观察者的眼睛必须在眼动范围内,而并非例如整个身体。
p偏振辐射主要被反射层反射,因此最高强度的反射发生在反射层上。另一部分的p偏振辐射在反射增加涂层上反射。被反射的p偏振辐射的这两个部分,即一次通过反射增加涂层、一次通过反射层,至少部分地加在一起,由此使总反射(反射层和反射增加涂层的p偏振辐射的叠加部分)对眼动范围内的观察者而言增加。这意味着在反射层和反射增加涂层上反射的p偏振辐射的强度高于在每个其它界面上反射的辐射的强度,特别是高于在内玻璃板的内侧表面和外玻璃板的外侧表面上反射的p偏振辐射的强度。
投影器的辐射至少以大于50%的比例是p偏振的,其中p偏振辐射的比例优选为至少80%。投影器的辐射特别优选完全地,即100%,或几乎完全是p偏振的(基本上纯p偏振的)。
偏振方向的说明在此基于辐射在复合玻璃板上的入射平面。p偏振辐射是指其电场在入射平面内振荡的辐射。s偏振辐射是指其电场垂直于入射平面振荡的辐射。入射平面由入射矢量和受照射区域的几何中心处的复合玻璃板的面法线撑开。
投影器优选是液晶(LCD)显示器、薄膜晶体管(TFT)显示器、发光二极管(LED)显示器、有机发光二极管(OLED)显示器、电致发光(EL)显示器或微型LED显示器。
此处使用的HUD领域的技术术语通常为本领域技术人员所知。详细描述参见慕尼黑工业大学信息学院Alexander Neumann的论文“Simulationsbasierte Messtechnik zurPrüfung von Head-Up Displays”(慕尼黑:慕尼黑工业大学的大学图书馆, 2012),特别是第2章“Das Head-Up Display”。
此外,偏振选择性太阳镜的佩戴者也可以看到反射图像,这种太阳镜通常只允许p偏振辐射通过并阻挡s偏振辐射。与反射增加涂层组合,反射层对p偏振辐射,特别是在380nm至780nm的光谱范围内产生高反射率。由此实现高强度的HUD图像。基于银的第一和第二导电层以及反射增加涂层不会过度降低透光率,因此复合玻璃板可以用作挡风玻璃板。
外玻璃板和内玻璃板优选地由透明玻璃制成,尤其是由钠钙玻璃制成,这对于窗户玻璃板而言常用。然而原则上,玻璃板也可以由其它类型的玻璃(例如硼硅酸盐玻璃、石英玻璃、铝硅酸盐玻璃)或透明塑料(例如聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸酯)制成。外玻璃板和内玻璃板的厚度可以宽泛地变化。优选使用厚度为0.8mm至5mm,优选1.4mm至2.5mm的玻璃板,例如具有1.6mm或2.1mm的标准厚度的那些。外玻璃板和内玻璃板可以彼此独立地是未预加应力、部分预加应力或预加应力的。如果玻璃板中的至少一个具有预应力,则这可以是热或化学预应力。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,内玻璃板具有小于1.6mm的厚度,特别优选小于或等于1.4mm的厚度,特别是小于或等于1.1mm的厚度。内玻璃板的厚度的减小伴随着重影向主图像的补偿。这意味着出现在内玻璃板的内侧表面上的不希望的重影会更靠近主图像(图像重叠更强,这会减少重影的印象)。因此,重影几乎或完全地位于主图像内,并且不会被感知为干扰,或比具有更大厚度的内玻璃板的情况较少干扰。
根据本发明,反射增加涂层包括至少一个折射率小于或等于1.6的光学低折射率层和折射率大于或等于1.9的光学高折射率层。反射增加层优选仅由这两个层形成并且在两个层之一的上面或下面没有其它层。光学低折射率层和光学高折射率层足以实现根据本发明的效果。然而,原则上,反射增加涂层也可以包括其它层,这在个别情况下可能是希望的以便优化某些参数。优选地,高折射率层和低折射率层一起包括具有不同折射率的两个或更多个层。在这种情况下,折射率对于高折射率层的每个层而言大于或等于1.9并且对于低折射率层而言小于或等于1.6。反射增加涂层是透明的,其中可见光(380nm至780nm)的平均透射率优选至少80%,特别是至少85%。
反射增加涂层优选在内玻璃板的内侧表面的至少30%,特别优选至少50%,非常特别优选至少80%和特别是100%上延伸。
光学高折射率层优选比光学低折射率层布置得更靠近内玻璃板的内侧表面。在此优选将光学高折射率涂层施加到内玻璃板的内侧表面和/或预先施加到内侧表面上的涂层或印刷物(例如覆盖层)上。在这种情况下,光学低折射率层因此施加到光学高折射率层上。
高折射率层的折射率为至少1.9,优选至少2.0。折射率的增加带来高折射率效果。高折射率层也可称为反射增加层,因为它通常增加经涂覆表面的总反射。提到的折射率导致特别好的结果。折射率优选为最多2.5——折射率的进一步增加不会带来p偏振辐射方面的进一步改进,但会增加总反射。
在本发明的上下文中,原则上相对于550nm的波长给出折射率。确定折射率的方法是本领域技术人员已知的。在本发明的范围内给出的折射率可以例如通过椭偏测量术测定,其中可以使用市售的椭偏仪。除非另有说明,否则层厚度或厚度的说明是指层的几何厚度。
可基于其形成光学高折射率层的合适材料是氮化硅(Si3N4)、硅-金属-混合氮化物(例如硅锆氮化物(SiZrN)、硅-铝-混合氮化物、硅-铪-混合氮化物或硅-钛-混合氮化物)、氮化铝、氧化锡、氧化钨、氧化铌、氧化铋、氧化钛、锡-锌-混合氧化物、氧化铟锡和氧化锆。此外,也可以使用过渡金属氧化物(例如氧化钽)或镧系氧化物(例如氧化镧或氧化铈)。这些材料的混合物也是可能的。高折射率层可具有20nm至150nm的厚度,优选40nm至100nm的几何厚度,尤其是40nm至70nm的厚度。高折射率层特别基于氮化硅、氧化铟锡或硅-锆-混合氮化物形成,其优选几何厚度为20nm至150nm。使用这些材料,特别是使用所描述的层厚度,令人惊讶地显示出高的反射增加效果,而幻像的强度在此没有增加。
在一个优选实施方案中,光学低折射率层的折射率为最多1.5,更优选最多1.4,例如1.25至1.35。这些值已被证明对复合玻璃板的反射性能特别有利。
如果通过溶胶-凝胶法将反射增加涂层或仅低折射率层施加到基底(例如内玻璃板的内侧表面)上,则低折射率层优选基于纳米多孔氧化硅形成。该层的反射性能一方面由低折射率层的折射率决定,另一方面由厚度决定。折射率又取决于孔尺寸和孔密度。在一个优选实施方案中,孔尺寸和分布方式使得折射率为1.2至1.4,特别优选1.25至1.35。这些范围内的折射率特别有利于在约65°和约75°的入射角范围内实现均匀的反射光谱。低折射率层的厚度优选为30nm至500nm,特别优选50nm至150nm。由此得到良好的性能。
氧化硅可以是掺杂的,例如被铝、锆、钛、硼。特别是可以通过掺杂调整涂层的光学、机械和化学性能。
低折射率和/或高折射率层优选包括仅一个均匀层。然而,低折射率层也可以由多个由纳米多孔或基本上无孔的材料或其混合物制成的层(例如通过溅射或化学气相沉积的层)形成,它们例如在孔隙率(尺寸和/或密度)方面不同。因此可以似乎产生折射率的分布。
纳米多孔材料,优选纳米多孔氧化硅中的孔特别是封闭的纳米孔,但也可以是开孔。纳米孔被理解为是指尺寸在纳米范围内,即1nm至小于1000nm (1μm)的孔。孔优选具有基本上圆形的横截面(球形孔),但也可以具有其它横截面,例如椭圆形、卵形或细长形横截面(椭圆形或卵形孔)。优选所有孔的至少80%具有基本上相同的横截面形状。可能有利的是,孔尺寸为至少20nm或甚至至少40nm。孔的平均尺寸优选为1nm至500nm,特别优选1nm至100nm,非常特别优选20nm至80nm。孔的尺寸在圆形孔的情况下被理解为是指直径,在其它形状的孔的情况下是指最大的长度尺寸。优选地,所有孔的至少80%在所示范围内,特别优选地,所有孔的尺寸在所示范围内。孔体积在总体积中的比例优选为10%至90%,特别优选低于80%,非常特别优选低于60%。
如果谈及薄层,即厚度小于1000nm的层,则适用以下内容:如果例如“基于”一种材料形成,则其主要由这种材料组成,特别是基本上由这种材料以及可能的杂质或掺杂物组成。除非另有说明,否则层厚度或厚度的说明是指层的几何厚度。
原则上,这种反射增加涂层可以通过物理或化学气相沉积,即PVD或CVD涂覆(PVD:物理气相沉积,CVD:化学气相沉积)来施加,或者例如使用溶胶-凝胶法。这种涂层可以特别高的光学品质和以特别小的厚度产生。在这个制造变体中,低折射率层和高折射率层连续地施加,即相继地施加。通过溶胶-凝胶法施加低折射率或高折射率层是本领域技术人员已知的并且可以在例如WO2021209201A1中获知。
PVD涂层可以是通过阴极溅射施加(“溅射”)的涂层,特别是通过磁场辅助阴极溅射施加(磁控溅射)的涂层。优选地,反射增加涂层通过磁控溅射来施加。
如果反射增加涂层通过化学气相沉积施加,则这优选通过等离子体辅助化学气相沉积(PECVD)进行,特别是这种制造在大气压下进行(APCVD)。与许多其它方法相比,等离子体辅助化学气相沉积的优点在于施加速度快、同时层的均匀性高。特别地,可以使用该制造将氧化硅均匀且有效地施加到基底上。
投影器的p偏振辐射的入射角是投影器辐射的入射矢量与内侧的面法线(即复合玻璃板的内侧的外表面上的面法线)之间的角度。在常见的HUD装置或基于类似技术的投影装置中,p偏振辐射在复合玻璃板上的入射角近似为65°。为了测定入射角,通常使用显示区域,例如HUD区域的几何中心。但是,由于照射的不是一个点,而是一个面(即显示区域)以及此外投影器辐射可以在一定的限值内调节(通过例如透镜和反射镜之类的投影元件),以使HUD图像可以被不同身高的观察者感知,因此在现实中在显示区域中存在入射角分布。在设计投影装置时,必须以这种入射角分布为基础。出现的入射角通常为50°至75°,优选62°至68°。这些值基于整个HUD区域,因此在HUD区域的任何一点上都没有所述范围之外的入射角。投影器的p偏振辐射优选以50°至75°的入射角射到复合玻璃板上。
反射层是薄层堆叠体,其即包括薄单层的层序列。根据本发明,该薄层堆叠体至少包括第一介电层或层序列、基于银的第一导电层、第二介电层或层序列、基于银的第二导电层、和第三介电层或层序列。基于银的第一和第二导电层赋予反射层基本的反射性能以及IR反射效果和导电性。基于银的导电层也可以简称为银层。本发明的一个特别优点是,可以用两个银层实现所需的反射性能,而不会过多地减少可见光透过复合玻璃板的透射,如使用多于一个导电层时通常会出现这种情况。甚至可以存在对反射层的导电性没有明显贡献、而实现其它目的的其它导电层(但是不基于银)。这尤其适用于几何厚度小于1nm的金属阻挡层,其优选布置在第一银层和第一介电层或层序列之间和/或第一银层和第二介电层或层序列之间和/或优选在第二银层和第二介电层或层序列之间和/或第二银层和第三介电层或层序列之间。
第一和/或第二导电层优选含有至少90重量%的银,特别优选至少99重量%的银,非常特别优选至少99.9重量%的银。第一和/或第二导电层可以具有掺杂物,例如钯、金、铜或铝。
各个银层的几何层厚度优选最多15nm,特别优选最多14nm,非常特别优选最多13nm。由此可以在IR范围内实现有利的反射率,而不会过多地降低透射。各个银层的几何层厚度优选为至少6nm,特别优选至少7nm。较薄的银层可导致层结构的去湿。第一和/或第二导电层各自的几何层厚度特别优选为7nm至14nm或8nm至13nm。
在本发明的一个有利实施方案中,第一导电层具有比第二导电层更大的几何厚度,优选第一导电层比第二导电层厚至少15%,特别优选至少25%。这些厚度差产生改进的反射率,其在可见光谱范围内具有主要均匀的反射。也可以使用反射层作为加热层。
在一个有利的实施方案中,第一和/或第二和/或第三介电层或层序列不包含折射率小于1.9的材料。反射层的所有介电层或层序列因此具有至少1.9的折射率。本发明的一个特别优点是仅用相对高折射率的材料就可以实现所需的反射性能。因为折射率小于1.9的低折射层尤其考虑在磁场辅助阴极沉积中具有低沉积速率的氧化硅层,因此可以快速且成本有利地制造反射层。
第一、第二和/或第三介电层或层序列的常用介电层例如是:
- 抗反射层,其减少可见光的反射,从而增加经涂覆玻璃板的透明度,例如基于氮化硅、氧化钛、氮化铝、氧化锡锌、氧化铟锡或氧化锡,具有例如10nm至100nm的层厚度;
- 折射率增加层,其具有比抗反射层更高的折射率,例如基于硅-金属-混合氮化物,例如硅-锆-混合氮化物,具有例如10nm至100nm的层厚度;
- 改进导电层的结晶度并因此改进反射率的适配层,例如基于氧化锌(ZnO),具有例如3nm至20nm的层厚度。
折射率增加层优选地布置在抗反射层与第一和/或第二导电层之间或在适配层(如果存在)与抗反射层之间。
介电层和层序列的其它材料对于本领域技术人员来说通常是已知的并且例如从WO2021104800A1中已知。
通过第一导电层和第二导电层,反射层具有可见光谱范围内的反射性能,其对于p偏振辐射出现。通过合适地选择层厚度,尤其是介电层序列,可以有针对性地优化对于p偏振辐射的反射。
如已经提及的那样,反射层除了导电层和介电层或层序列之外还可以包括保护第一和第二导电层免于劣化的阻挡层。阻挡层通常是基于铌、钛、镍、铬和/或合金的非常薄的含金属层,其层厚度为例如0.1nm至2nm。
第一介电层或层序列的几何厚度优选为10nm至200nm,特别优选20nm至100nm。第二介电层或层序列的几何厚度优选为50nm至300nm,特别优选70nm至200nm。第三介电层或层序列的几何厚度优选为10nm至200nm,特别优选20nm至100nm。由此获得良好的结果。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,第一介电层序列按下列顺序包括至少一个氮化硅层(抗反射层)和氧化锌层(适配层)。第二介电层序列包括至少一个氧化锌层(适配层)、氮化硅层(抗反射层)、硅-混合氮化物层(折射率增加层)、其它氮化硅层(抗反射层)、其它硅-混合氮化物层(折射率增加层)和其它氧化锌层(适配层)。第三介电层序列包括至少一个氧化锌层(适配层)和氮化硅层(抗反射层)。
介电层或层序列也可以由适配层、抗反射层、折射率增加层的其它组合形成。在下面描述第一、第二和第三介电层或层序列的各种实施方案。在这种情况下,阻挡层是任选的附加层,其不属于介电层。
在本发明的一个特别优选的实施方案中,从基底(即其上沉积有反射层的介电层和导电层的表面)开始产生反射层的层序列:
• 抗反射层-适配层-阻挡层-第一导电层-阻挡层-适配层-抗反射层-折射率增加层-抗反射层-折射率增加层-适配层-阻挡层-第二导电层-阻挡层-适配层-抗反射层。
抗反射层的几何厚度各自优选为10nm至40nm。适配层的几何厚度各自优选为5nm至12nm。阻挡层的几何厚度各自优选为0.1nm至1nm。折射率增加层的几何厚度各自优选为5nm至20nm。第一导电层和第二导电层的几何厚度各自优选为6nm至15nm。
在另一个优选实施方案中,第二介电层不具有折射率增加层,这由此从基底开始产生下列层结构:
• 抗反射层-适配层-阻挡层-第一导电层-阻挡层-适配层-抗反射层-抗反射层-适配层-阻挡层-第二导电层-阻挡层-适配层-抗反射层。
抗反射层的几何厚度各自优选为5nm至60nm。适配层的几何厚度各自优选为5nm至12nm。阻挡层的几何厚度各自优选为0.1nm至1nm。第一和第二导电层的几何厚度各自优选为6nm至15nm。
此外,从基底开始产生反射层的下列优选层序列:
• 抗反射层-第一导电层-抗反射层-第二导电层-抗反射层;
• 抗反射层-适配层-第一导电层-适配层-抗反射层-抗反射层-适配层-第二导电层-适配层-抗反射层;
• 抗反射层-第一导电层-抗反射层-折射率增加层-抗反射层-折射率增加层-第二导电层-适配层-抗反射层;
• 抗反射层-适配层-第一导电层-适配层-抗反射层-折射率增加层-抗反射层-折射率增加层-适配层-第二导电层-适配层-抗反射层;
• 抗反射层-阻挡层-第一导电层-阻挡层-抗反射层-折射率增加层-抗反射层-折射率增加层-阻挡层-第二导电层-阻挡层-抗反射层;
• 抗反射层-阻挡层-第一导电层-阻挡层-抗反射层-抗反射层-阻挡层-第二导电层-阻挡层-抗反射层。
反射层可以施加到外玻璃板的内侧表面或内玻璃板的外侧表面上。或者,反射层也可以布置在热塑性中间层内,例如施加到布置在两个热塑性接合膜之间的载体膜上。优选将反射层以第一介电层或层序列开始施加到基底(即例如膜、内玻璃板或外玻璃板)上。
特别优选地将反射层布置在内玻璃板的外侧表面上,因为投影器辐射此时必须途径透过复合玻璃板的最短可能路径,直到它到达反射层。这在被反射图像的品质方面是有利的。反射层是透明的,这在本发明的上下文中意味着它在可见光谱范围内具有至少70%,优选至少75%的平均透射率,因此不会明显限制透过玻璃板的透视。
原则上,复合玻璃板的显示区域配备有反射层就足够了。然而,其它区域也可以配备有反射层,并且复合玻璃板可以基本上整面地配备有反射层,这出于制造原因可能是优选的。在本发明的一个实施方案中,玻璃板表面的至少80%配备有根据本发明的反射层。特别地,反射层施加到玻璃板表面的整面上,除了环绕的边缘区域和任选的局部区域,其在安装到运载工具的状态下作为通信、传感器或相机窗口应确保电磁辐射透过复合玻璃板的透射并因此没有配备反射层。所述环绕的未涂覆边缘区域的宽度例如高达20cm。它防止反射层与周围大气直接接触,从而保护复合玻璃板内部的反射层免受腐蚀和损坏。通过将反射层在复合玻璃板面积的80%或更多上延伸,可以使用多个投影装置,例如HUD,它们彼此独立运行。此外,通过在复合玻璃板面积的至少80%上延伸,反射层还可以用作IR反射涂层或加热层。
反射层优选通过物理气相沉积(PVD),特别优选通过阴极溅射(“溅射”),非常特别优选通过磁场辅助阴极溅射(“磁控管溅射”)施加到玻璃板表面上。优选在层压之前施加反射层。代替将反射层施加到玻璃板表面上,原则上也可以将其提供在布置在中间层中的载体膜上。
配备有反射层和反射增加涂层的复合玻璃板在显示区域中,优选在380nm至780nm,特别优选380nm至680nm的光谱范围内,对p偏振辐射的平均反射率为至少10%,特别优选至少12%。因此生成足够高强度的投影图像。在此,反射率是通过与内侧的面法线成65°的入射角测量的,这大致对应于通过传统投影器的照射。380nm至680nm的光谱范围用于表征反射性能,因为观察者的视觉印象主要由该光谱范围决定。它还涵盖与HUD显示相关的波长(RGB:473nm、550nm、630nm)。具有相对简单的层结构的高反射率是本发明的巨大优点。如果在380nm至680nm 的整个光谱范围内的反射率为至少12%,从而使所示光谱范围内的反射率在任何位置都不低于所示值,则实现特别好的结果。
反射率描述了总体入射辐射的被反射的比例。它以%(基于100%的入射辐射)或作为0至1之间的无单位数(基于入射辐射进行标准化)给出。作为波长的函数绘制,它形成反射光谱。在本发明的上下文中,关于对于p偏振辐射的反射率的陈述是指以与内侧的面法线成65°的入射角测量的反射率。关于反射率或反射光谱的说明基于通过在所考虑的光谱范围内以100%的标准化辐射强度均匀辐射的光源进行的反射测量。
上述所希望的反射特性尤其通过选择第一和第二导电层的材料和厚度以及第一、第二和第三介电层或层序列的结构来实现。因此可以适当地调节反射层。
显示区域优选布置在复合玻璃板的透视区域内,即当复合玻璃板用作运载工具玻璃板时被设置用于透视的玻璃板区域内。在这种情况下,显示区域位于被设置用作HUD 的投影面的复合玻璃板区域中。因此,根据本发明的投影装置优选是HUD或HUD的组成部分。“完全布置在透视区域内”是指显示区域在透视区域平面中的正交投影完全布置在覆盖区域内。
复合玻璃板可以具有覆盖层,其特别是由深色,优选黑色搪瓷制成,其优选地以框架的形状沿着复合玻璃板的环绕边缘区域布置。覆盖层优选施加在外玻璃板的内侧表面上,但它也可以施加到内玻璃板的内侧表面或内玻璃板的外侧表面上。覆盖层主要用作复合玻璃板的安装胶粘剂(例如用于胶粘到运载工具中)的UV防护。覆盖层被设计为不透明的。覆盖层也可以被设计为至少局部是半透明的,例如作为点状网格、条状网格或菱形网格。或者,覆盖层也可以具有梯度,例如从不透明覆盖到半透明覆盖。如果覆盖层施加到内玻璃板的内侧表面上,则反射增加涂层优选地施加到被覆盖层覆盖的内玻璃板区域上、覆盖层上、和没有施加覆盖层的内侧表面区域上、内玻璃板的内侧表面上。
复合玻璃板也可以具有多个覆盖层,其中第一覆盖层优选施加到外玻璃板的内侧表面上并且第二覆盖层施加到内玻璃板的内侧表面上。
在本发明的上下文中,“透明”是指复合玻璃板的总透射率符合挡风玻璃板的法律规定并且优选地对于可见光具有大于70%,特别是大于75%的透射率(根据ISO 9050:2003)。相应地,“不透明”是指透光率小于15%,优选小于10%,特别优选小于5%,特别是小于0.1%。
在一个特别优选的实施方案中,不透明覆盖层在复合玻璃板的至少一个覆盖区域中施加到外玻璃板的外侧表面或内侧表面上。不透明覆盖层优选施加到外玻璃板的内侧表面上。覆盖层围绕复合玻璃板延伸,在此优选以框架的形状沿着复合玻璃板的边缘区域。
在本发明的另一个优选实施方案中,热塑性中间层至少在复合玻璃板的覆盖区域中是不透明的。热塑性中间层在此优选在覆盖区域的区段中着色为黑色。或者,热塑性中间层也可以由第一和第二热塑性接合膜形成,其中第一热塑性接合膜是透明的并且在复合玻璃板的除覆盖区域之外的整面上延伸。第二热塑性接合膜是不透明的并且例如着色为黑色,并且至少,优选仅在复合玻璃板的覆盖区域上延伸。
在本发明的另一优选实施方案中,不透明的,优选着色为黑色的膜布置在热塑性中间层内。该膜至少在覆盖区域上,优选仅在覆盖区域上延伸。该膜例如基于聚对苯二甲酸乙二醇酯形成。如果不透明膜布置在热塑性中间层内,则反射层施加到内玻璃板的外侧表面上或不透明膜上,优选该膜的面向内玻璃板的那面上。
覆盖区域优选为沿下边缘布置的条状区域。覆盖区域因此从左侧边缘延伸到右侧边缘并且沿着复合玻璃板的下边缘延伸。然而,覆盖区域也可以条状形式沿着上边缘从左侧边缘延伸到右侧边缘和/或沿着左侧边缘和/或右侧边缘从下边缘延伸到上边缘。覆盖区域特别优选地直接与上边缘、侧边缘和/或下边缘邻接。覆盖区域也可以框架形状环绕地沿着复合玻璃板的边缘区域延伸。覆盖区域不布置在复合玻璃板的例如在用作运载工具中的挡风玻璃板时被设置为透视区域的区域内。覆盖区域的宽度优选为20cm至50cm。在本发明的上下文中,“宽度”是指垂直于延伸方向的尺寸。
在本发明的一个非常特别优选的实施方案中,覆盖层至少在复合玻璃板的覆盖区域中延伸。在此,覆盖层施加到外玻璃板的外侧表面或内侧表面上。或者,热塑性中间层至少在位于覆盖区域内的区段中着色为不透明的或被设计为至少两个接合膜,其中这两个接合膜中的一个接合膜被着色为黑色并且至少在整个覆盖区域上延伸。在该替代方案(即着色的热塑性中间层)中,反射层施加到内玻璃板的外侧表面上。当透过复合玻璃板透视时(从内玻璃板看向外玻璃板的方向),显示区域至少部分地与覆盖区域重叠,并且特别是完全布置在覆盖区域内。“完全布置在覆盖区域内”是指显示区域在覆盖区域平面上的正交投影完全布置在覆盖区域内。通过显示区域与覆盖区域的至少局部地重叠,获得良好的图像显示,其具有与不透明覆盖区域的高对比度,以使得它显得明亮并且因此也优异地可识别。这有利地能够降低投影器的功率。由此获得减少的能源消耗和减少的热量产生。由于覆盖区域布置在挡风玻璃板的透视区域之外,该实施方案也适用于运载工具中,例如作为通常安装在仪表板中的显示器的替代品。
热塑性中间层优选被设计为至少一个热塑性接合膜并且基于乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或聚氨酯(PU)或其混合物或共聚物或衍生物,特别优选基于聚乙烯醇缩丁醛(PVB)和另外本领域技术人员已知的添加剂,例如增塑剂形成。所述热塑性膜优选含有至少一种增塑剂。
热塑性中间层可由单个膜或由多于一个膜形成。热塑性中间层可以由一个或多个彼此叠置的热塑性膜形成,其中热塑性中间层的厚度在层堆叠体层压之后优选为0.25mm至1mm,通常为0.38mm或0.76mm。热塑性中间层也可以由局部被着色并因此不透明的膜形成。中间层也可以由多于一个膜形成,其中所述至少两个膜在复合玻璃板的面积的不同区域上延伸。
热塑性中间层也可以是功能性热塑性膜,特别是具有声阻尼性能的膜、反射红外辐射的膜、吸收红外辐射的膜和/或吸收UV辐射的膜。例如,热塑性中间层也可以是带式过滤膜。
外玻璃板、内玻璃板和复合玻璃板可以具有任意三维形状。内玻璃板和外玻璃板优选没有阴影区,从而可以通过阴极溅射有效地涂覆它们。内玻璃板和外玻璃板以及因此复合玻璃板优选是平坦的或在空间的一个方向或多个方向上轻微或强烈弯曲。
如果例如“基于”一种聚合物材料形成,则主要,即至少50%,优选至少60%,特别是至少70%,由该材料组成。它还可以包含其它材料,例如稳定剂或增塑剂。
此外,本发明还扩展到制造投影装置的方法。该方法包括:
(a) 布置外玻璃板、热塑性中间层、反射层、内玻璃板和反射增加涂层以形成层堆叠体,
其中热塑性中间层布置在外玻璃板和内玻璃板之间,并且反射层在层堆叠体的显示区域中布置在外玻璃板和内玻璃板之间,并且反射增加涂层至少在显示区域(D)内布置在内玻璃板的背对热塑性中间层的内侧表面上,
其中反射增加涂层包括至少一个折射率大于或等于1.9的光学高折射率层和至少一个折射率小于或等于1.6的光学低折射率层,并且反射层按下列顺序包括第一介电层或层序列、基于银的第一导电层、第二介电层或层序列、基于银的第二导电层、和第三介电层或层序列,其中反射层包括不超过两个基于银的导电层;
(b) 将层堆叠体层压以形成复合玻璃板,其中由该层堆叠体的显示区域也产生复合玻璃板(1)的显示区域;
(c) 布置投影器,其辐射主要是p偏振的并指向显示区域,并且其中布置该投影器以使得内玻璃板的内侧表面是复合玻璃板的最靠近投影器的表面,
其中反射层适用于反射投影器的p偏振辐射的至少5%。
本发明还包括根据本发明的投影装置的用途,其中投影器指向显示区域并且投影器的主要p偏振的辐射被位于显示区域内的反射层和反射增加涂层反射。上述优选实施方案相应地适用于该用途。
此外,本发明扩展到根据本发明的投影装置在水陆空交通运载工具中,特别是机动车中的用途。优选将该复合玻璃板用作运载工具挡风玻璃板。
本发明的各种实施方案可以单独或以任意组合的方式实现。特别地,在不脱离本发明的范围的情况下,上面提到的和将在下面解释的特征不仅可以所示的组合使用,而且可以其它组合的方式或单独地使用。
下面参考附图和实施例更详细地解释本发明。附图是示意图而不是按比例的。附图不以任何方式限制本发明。
显示了:
图1 根据本发明的投影装置的一个优选实施方案的截面图,
图2 图1的复合玻璃板的俯视图,
图3 根据本发明的投影装置的另一个优选实施方案的截面图,
图4 图3的复合玻璃板的俯视图,
图5-6 沿着根据图2的切割线A-A'的局部D中的根据本发明的投影装置的不同实施方案,
图7 沿着根据图4的切割线B-B'的局部E中的根据本发明的投影装置的另一个实施方案,
图8 穿过内玻璃板上的反射增加涂层的一个实施方案的截面,
图9 穿过内玻璃板上的反射层的一个实施方案的截面,以及
图10-12 根据实施例1至3的对于p偏振辐射的复合玻璃板的反射光谱,分别与对比例一起显示。
图1以示意图的形式显示了安装在运载工具中的状态下根据本发明的投影装置100的一个实施例的截面图。图1中的投影装置100的复合玻璃板1的俯视图显示在图2中。图1的截面图对应于复合玻璃板1的如图2所示的切割线A-A'。
复合玻璃板1包括外玻璃板2和内玻璃板3以及布置在外玻璃板2和内玻璃板3之间的热塑性中间层4。复合玻璃板1安装在运载工具中并将内部空间11与外部环境12隔开。例如,复合玻璃板1是机动车的挡风玻璃板。
外玻璃板2和内玻璃板3分别由玻璃,优选热预加应力钠钙玻璃制成,并且对可见光是透明的。内玻璃板3的厚度为例如1.1mm,因此比挡风玻璃板中通常使用的内玻璃板明显更薄。外玻璃板2的厚度为例如2.1mm。热塑性中间层4包括热塑性塑料,优选聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)。
外玻璃板2的外侧表面I背对热塑性中间层4并且同时是复合玻璃板1的外表面。外玻璃板2的内侧表面II和内玻璃板3的外侧表面III分别面向中间层4。内玻璃板3的内侧表面IV背对热塑性中间层4并且同时是复合玻璃板1的内侧。应理解的是,复合玻璃板1可以具有各个任意合适的几何形状和/或曲率。作为挡风玻璃板,它通常具有凸曲率。
在复合玻璃板1的环绕边缘区段R中,在外玻璃板2的内侧表面II上存在框架形状环绕的第一覆盖层5。第一覆盖层5是不透明的,并且防止看到布置在复合玻璃板1内侧的结构。此外,复合玻璃板1在内玻璃板3的内侧表面IV上的边缘区段R中具有第二不透明覆盖层6,其被设计为框架形状环绕。第一和第二不透明覆盖层5、6由通常用于覆盖印刷物的非导电材料,例如经烧制的着色为黑色的丝网印刷油墨组成。第一和第二不透明覆盖层5、6防止透过复合玻璃板1透视,由此例如使得用于将复合玻璃板1胶粘到车身中的胶粘条在从外部环境12观察时是不可见的。
在内玻璃板3的内侧表面IV上和第二覆盖印刷物6上施加反射增加涂层8。反射增加涂层8在内玻璃板3的整个内侧表面IV上延伸。反射增加涂层8包括至少一个折射率大于或等于1.9的光学高折射率涂层8.1,例如氮化硅,以及折射率小于或等于1.6的光学低折射率涂层8.2,例如氧化硅。
反射层7施加到内玻璃板3的外侧表面III上。反射层7在内玻璃板3的整个外侧表面III上延伸。在透过复合玻璃板1透视时(从内部空间11开始看的方向),反射层7布置成与反射增加涂层8完全重叠或全等。
反射层7是层堆叠体,其按下列顺序包括至少一个第一介电层或层序列7.1、基于银的第一导电层7.2、第二介电层或层序列7.3、基于银的第二导电层7.4、和第三介电层或层序列7.5,其中图9中显示了这种层堆叠体的结构的细节。
投影装置100具有作为图像生成器的投影器9。投影器9用于生成p偏振辐射10 (图像信息),该辐射指向显示区域D并被反射层7作为被反射的光反射到运载工具的内部空间11中,在那里它可以被观察者(在这个实例中是驾驶员)感知。显示区域D是通常用作平视显示器(HUD)的复合玻璃板1的区域。反射层7被设计成适用于反射投影器9的p偏振辐射10,即由投影器9的p偏振辐射10形成的图像。p偏振辐射10优选以50°至80°,特别是65°至75°的入射角射到复合玻璃板1上。投影器9例如是显示器,在当前情况下是LCD显示器。例如,复合玻璃板1也可以是顶玻璃板、侧玻璃板或后玻璃板。p偏振辐射10是可被人视觉感知的380nm至780nm波长范围内的光波。
由于布置在反射层7前面(即比反射层7更靠近内部空间)的反射增加涂层8,可以与总反射的强度相比降低副图像(所谓的幻影)的相对辐射强度,而p偏振辐射10的总反射的强度增加。与通常使用的厚度为1.6mm或更大的内玻璃板相比,使用特别薄的内玻璃板3也减少幻像的形成,幻像通常出现在内玻璃板3的内侧表面IV上。具有两个导电层7.2、7.4的反射层7对于具有平视显示器的一般类型的复合玻璃板也具有改进的反射性能,并且例如也适合作为可电加热层或IR(红外辐射)反射层以减少热辐射透过复合玻璃板1的透射。
图3和图4中所示的变体基本上对应于图1和图2的变体,因此这里仅讨论不同之处,其它方面参考图1和图2的描述。
第一覆盖层5沿着复合玻璃板1的边缘区段、覆盖区域E加宽,其中在玻璃板作为挡风玻璃板安装到机动车中的状态下,覆盖区域E与发动机边缘直接邻接。
与图1和2不同,反射层7没有在内玻璃板3的整个外侧表面III上延伸,而是仅在显示区域D上延伸。在所示实施例中,显示区域D布置在覆盖区域E内。因此,当在从外部环境12看向内部空间11的方向上透过复合玻璃板1透视时,反射层7在覆盖区域E中完全被第一覆盖层5覆盖。当从内部空间11开始透过复合玻璃板1透视时,反射层7因此布置在第一覆盖层5前面。
由于反射层7布置在不透明第一覆盖层5的前面,因此获得高对比度的良好图像显示。反射层7显得明亮,并且被反射的图像(p偏振辐射10) 因此也优异地可识别。这有利地能够降低投影器9的功率并且因此减少能源消耗和热量产生。
现在参考图5和6,其中显示了复合玻璃板1的各种实施方案的放大截面图。图5和6的截面图对应于复合玻璃板1的下部显示区域D中的如图2所示的切割线A-A'。
图5中所示的复合玻璃板1的实施方案基本上对应于根据图1中的实施方案的复合玻璃板1。然而,在该实施方案中,反射层7没有施加到内玻璃板3的外侧表面III上,而是外玻璃板2的内侧表面II上。
图5中所示的角度α显示了p偏振辐射10射到复合玻璃板1上的入射角。p偏振辐射10优选以50°至80°,特别是65°至75°的入射角射到复合玻璃板1上。
图6中所示的复合玻璃板1的实施方案基本上对应于根据图1的实施方案的复合玻璃板1。但是,反射层7在该实施方案中被设计为经涂覆的膜,其中第一介电层或层序列7.1、基于银的第一导电层7.2、第二介电层或层序列7.3、基于银的第二导电层7.4、和第三介电层或层序列7.5施加到载体膜上(图9中显示反射层7的层序列)。载体膜例如基于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)构成并具有100μm的厚度。在该实施例中,反射层7布置在热塑性中间层4内。为此,反射层7例如通过压力被压入热塑性中间层4中(例如在层压所述玻璃板的过程中)。
载体膜的涂有导电层7.2、7.4和介电层7.1、7.3、7.5的表面例如面向内玻璃板3的外侧表面III。
现在参考图7,其中显示了复合玻璃板1的另一个实施方案的放大截面图。图7的截面图对应于复合玻璃板1的下部覆盖区域E中的如图4所示的切割线B-B'。
图7中所示的复合玻璃板1的实施方案基本上对应于根据图3中的实施方案的复合玻璃板1。但是,在该实施方案中,没有第一覆盖层5施加在覆盖区域E中的外玻璃板2的内侧表面II上。在该实施方案中,热塑性中间层4在覆盖区域E内被着色为黑色。这意味着热塑性中间层4局部被着色为黑色并且因此不透明。热塑性中间层4的着色区域限于覆盖区域E,以使得中间层4在复合玻璃板1的其它区域(此处未示出)中是透明的。
或者,热塑性中间层4也可以由第一和第二热塑性复合膜形成,其中第一热塑性接合膜是透明的并且在复合玻璃板1的除覆盖区域E之外的整面上延伸。第二热塑性接合膜是不透明的并例如被着色为黑色,并且仅在复合玻璃板1的覆盖区域E上延伸。
当从外部环境12开始透过复合玻璃板1透视时,反射层7完全被热塑性中间层4覆盖。如果从内部空间11透过复合玻璃板1看,反射层7因此布置在热塑性中间层4的着色区域的前面。由此,当反射层7被投影器9的p偏振光10照射时,产生特别高对比度和视觉可良好感知的投影器图像。
图8显示了施加到内玻璃板3上的反射增加涂层8的一个实施方案的层序列。反射增加涂层8是两个薄层的堆叠体。反射增加涂层8包括光学高折射率层8.1和光学低折射率层8.2。光学高折射率层8.1和光学低折射率层8.2全等地彼此叠置,其中光学高折射率涂层8.1施加到内玻璃板3的内侧表面IV上且低折射率层8.2施加到高折射率层8.1上。
具有各单层的反射增加涂层8的施加优选地通过磁控溅射来进行。
图9显示了施加到内玻璃板3上的反射层7的一个实施方案的层序列。反射层7按下列顺序包括第一介电层序列7.1、基于银的第一导电层7.2、第二介电层序列7.3、基于银的第二导电层7.4、和第三介电层序列7.5。
第一介电层序列7.1例如由施加到内玻璃板3的外侧表面III上的第一抗反射层7.1a和施加到第一抗反射层7.1a上的第一适配层7.1b组成。第一导电层7.2布置在第一适配层7.1b上,其中在第一导电层7.2和第一适配层7.1b之间布置0.1nm厚的阻挡层,其例如由镍铬合金制成(此处未显示阻挡层)。第二介电层序列7.3按下列顺序由第二适配层7.3a、第二抗反射层7.3b、第一折射率增加层7.3c、第三抗反射层7.3d、第二折射率增加层7.3e和第三适配层7.3f组成。第二适配层7.3a在此布置在第一导电层7.2上,其中在两个层7.3a、7.2之间布置另一个0.1nm厚的阻挡层,其例如由镍铬合金制成(此处未显示阻挡层)。第二导电层7.4布置在第三适配层7.3f上,其中在第二导电层7.4和第三适配层7.3f之间布置0.1nm厚的阻隔层,其例如由镍铬合金制成(此处未显示阻挡层)。第三介电层序列7.3例如由第四适配层7.5a和第四抗反射层7.5b组成。第四适配层7.5a在此布置在第二导电层7.4上,其中在两个层7.5a、7.4之间布置另一个0.1nm厚的阻挡层,其例如由镍铬合金制成(此处未显示阻挡层)。
图8和9所示的层结构仅应理解为示例。因此,反射增加涂层8也可以包括更多个层,只要存在至少一个光学低折射率层8.2和光学高折射率层8.1即可。反射层7可以具有比图9中所示更多或更少的层,只要按下列顺序包含至少一个第一介电层或层序列7.1、基于银的第一导电层7.2、第二介电层或层序列7.3、第二导电层7.4、和第三介电层或层序列7.5即可。
既适用于反射增加涂层8、也适用于反射层7的是,层序列不必是对称的。示例性材料和层厚度可以在以下实施例中获知。
根据本发明的实施例1至4的具有在内玻璃板3的外侧表面III上的反射层7和内玻璃板3的内侧表面IV上的反射增加涂层8的复合玻璃板1的层序列连同各层的材料和几何层厚度示于表1中。表1还显示了不符合根据本发明的特征的一般类型的复合玻璃板的对比例。介电层可以彼此独立地被掺杂,例如被硼或铝。
实施例和对比例的区别主要在于,存在布置在内玻璃板3的内侧表面IV上的反射增加涂层8。由于该反射增加涂层8,可以在第三介电层序列7.3中不存在第一和第二折射率增加层7.3c、7.3e的情况下实现p偏振光10的高反射。
表1:
Figure DEST_PATH_IMAGE001
表1显示了复合玻璃板1的各种根据本发明的实施例1至4的层序列和复合玻璃板1的一般类型的对比例的层序列。在实施例3 (用“*”标记)的情况下,高折射率层8.1不是Si3N4,而是SiZr17Nx。图10至12显示了如图1所示的复合玻璃板1的反射光谱,其分别具有根据表1的根据本发明的实施例2至4和根据对比例的层结构。模拟反射光谱,其中通过在所考虑的光谱范围内发射具有均匀强度的p偏振辐射10并且以与内侧的面法线成65°的入射角照射内玻璃板3 (所谓的内侧反射)的投影器9进行模拟。反射模拟因此近似于图1的投影装置100中的情况。为了清楚起见,分别将实施例与对比例归纳在一起。
图10至12显示了根据本发明的具有反射增加涂层8的实施例产生380nm至780nm的令人感兴趣的光谱范围内的明显更平滑光谱。此外,在380nm至780nm的整个波长范围内,实施例2和4的p偏振光10的反射率大于对比例。在实施例3的情况下,在400nm至680nm的波长范围内的更重要区段上的反射率更大。由此明显改进观察者的视觉感知。实施例4表明,即使没有第一和第二折射率增加层7.3c、7.3e,与对比例相比,实现380nm至780nm的光谱范围内的更高反射率。
根据本发明的实施例1至4以及对比例的对于p偏振辐射10的平均反射率、复合玻璃板1对可见光(380nm至780nm)的透射率和总太阳能透射率(TTS)示于表2。
表 2:
反射率 透射率(TL) 总太阳能透射率(TTS)
实施例2 14.7 % 71.4 % 51.1 %
实施例3 13.1 % 71 % 53 %
实施例4 15 % 73.5 % 51.3 %
对比例 8.6 % 73.1 % 51.6 %
该表显示了复合玻璃板1的根据本发明的实施例和对比例及其相关的所测得的反射率、透射率和TTS值。如表2所示,与对比例相比,在实施例1至4中在内玻璃板3的内侧表面IV上引入反射增加涂层8仅导致复合玻璃板1在可见光谱范围内的透射率(TL)的非常少的降低至没有降低。同时,与对比例相比,实施例1至3的对于p偏振辐射10的反射率明显增加高达74%。尽管在实施例4中可以观察到反射率的轻微降低,但是反射层7不具有第一和第二折射率增加层7.3c、7.3e。根据本发明的实施例的TTS值也保持在小于55%的低值,由此可以确保内部空间11中的宜人室内气候。
附图标记列表
1 复合玻璃板
2 外玻璃板
3 内玻璃板
4 热塑性中间层
5 第一覆盖层
6 第二覆盖层
7 反射层
7.1 第一介电层或层序列
   7.1a 第一抗反射层
   7.1b 第一适配层
7.2 第一导电层
7.3 第二介电层或层序列
   7.3a 第二适配层
   7.3b 第二抗反射层
   7.3c 第一折射率增加层
   7.3d 第三抗反射层
   7.3e 第二折射率增加层
   7.3f 第三适配层
7.4 第二导电层
7.5 第三介电层或层序列
   7.5a 第四适配层
   7.5b 第四抗反射层
8 反射增加层
8.1 光学高折射率层
8.2 光学低折射率层
9 投影器
10 p偏振辐射
11 内部空间
12 外部环境
100 投影装置
I 外玻璃板2的外侧表面
II 外层玻璃2的内侧表面
III 内玻璃板3的外侧表面
IV 内玻璃板3的内侧表面
R 边缘区段
D 显示区域
E 覆盖区域
A-A' 穿过图2的复合玻璃板1的截面
B-B' 穿过图4的复合玻璃板1的截面。

Claims (15)

1.投影装置(100),特别是用于平视显示器(HUD)的投影装置(100),其至少包括
- 复合玻璃板(1),其包括通过热塑性中间层(4)相互接合的外玻璃板(2)和内玻璃板(3)、在复合玻璃板(1)的至少一个显示区域(D)中布置在外玻璃板(2)和内玻璃板(3)之间的反射层(7)、和至少在显示区域(D)内布置在内玻璃板(3)的背对热塑性中间层(4)的内侧表面(IV)上的反射增加涂层(8),和
- 投影器(9),其辐射(10)主要是p偏振的并指向显示区域(D),并且其中内玻璃板(3)的内侧表面(IV)是复合玻璃板(1)的最靠近投影器(9)的表面,
其中反射增加涂层(8)包括至少一个折射率大于或等于1.9的光学高折射率层(8.1)和至少一个折射率小于或等于1.6的光学低折射率层(8.2),并且
反射层(7)适用于反射投影器(9)的p偏振辐射(10)的至少5%,并且按下列顺序包括第一介电层或层序列(7.1)、基于银的第一导电层(7.2)、第二介电层或层序列(7.3)、基于银的第二导电层(7.4)、和第三介电层或层序列(7.5),其中反射层包括不超过两个基于银的导电层(7.2、7.4)。
2.根据权利要求1所述的投影装置(100),其中所述内玻璃板(3)的厚度小于或等于1.6mm,优选小于或等于1.4mm,尤其是小于或等于1.1mm。
3.根据权利要求1或2所述的投影装置(100),其中与光学低折射率层(8.2)相比,光学高折射率层(8.1)被布置得更靠近内玻璃板(3)的内侧表面(IV)。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的投影装置(100),其中所述光学低折射率层(8.2)被设计为基于氧化硅或掺杂氧化硅且几何厚度为30nm至500nm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的投影装置(100),其中光学高折射率层(8.1)被设计为基于氮化硅、氧化铟锡或硅-锆-混合氮化物且几何厚度为20nm至150nm。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的投影装置(100),其中投影器(9)的p偏振辐射(10)以50°至75°的入射角射到复合玻璃板(1)上。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的投影装置(100),其中反射层(7)在复合玻璃板(1)的面积的至少80%上延伸。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的投影装置(100),其中外玻璃板(2)具有外侧表面(I)和内侧表面(II),并且外玻璃板(2)的外侧表面(I)背对热塑性中间层(4),并且外玻璃板(2)的内侧表面(II)面向热塑性中间层(4),并且其中不透明覆盖层(5)在复合玻璃板(1)的至少一个覆盖区域(E)中施加在外玻璃板(2)的外侧表面(I)或内侧表面(II)上。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的投影装置(100),其中热塑性中间层(4)在复合玻璃板(1)的至少一个覆盖区域(E)中是不透明的。
10.根据权利要求8所述的投影装置(100),其中显示区域(D)在透过复合玻璃板(1)透视时至少部分与覆盖区域(E)重叠,并且优选地完全布置在覆盖区域(E)内。
11.根据权利要求9所述的投影装置(100),其中反射层(7)施加到内玻璃板(3)的面向热塑性中间层(4)的外侧表面(III)上,并且显示区域(D)在透过复合玻璃板(1)透视时至少部分与覆盖区域(E)重叠,优选地完全布置在覆盖区域(E)内。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的投影装置(100),其中显示区域(D)位于复合玻璃板的透视区域中,该显示区域被设置用作HUD的投影面。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的投影装置(100),其中所述第一介电层序列(7.1)按下列顺序包括至少一个氮化硅层和氧化锌层,
第二介电层序列(7.3)按下列顺序包括至少一个氧化锌层、氮化硅层、硅-混合氮化物层、其它氮化硅层、其它硅-混合氮化物层和其它氧化锌层,并且
第三介电层序列(7.5)按下列顺序包括至少一个氧化锌层和氮化硅层。
14.制造根据权利要求1至13中任一项所述的投影装置(100)的方法,其包括:
(a) 布置外玻璃板(2)、热塑性中间层(4)、反射层(7)、内玻璃板(3)和反射增加涂层(8)以形成层堆叠体,
其中热塑性中间层(4)布置在外玻璃板(2)和内玻璃板(3)之间,并且反射层(7)在层堆叠体的显示区域(D)中布置在外玻璃板(2)和内玻璃板(3)之间,并且反射增加涂层(8)至少在显示区域(D)内布置在内玻璃板(3)的背对热塑性中间层(4)的内侧表面(IV)上,
其中反射增加涂层(8)包括至少一个折射率大于或等于1.9的光学高折射率层(8.1)和至少一个折射率小于或等于1.6的光学低折射率层(8.2),并且
反射层(7)按下列顺序包括第一介电层或层序列(7.1)、基于银的第一导电层(7.2)、第二介电层或层序列(7.3)、基于银的第二导电层(7.4)、和第三介电层或层序列(7.5),并且其中反射层包括不超过两个基于银的导电层(7.2、7.4),
(b) 将层堆叠体层压以形成复合玻璃板(1),其中由该层堆叠体的显示区域(D)也产生复合玻璃板(1)的显示区域(D),
(c) 布置投影器(9),其辐射(10)主要是p偏振的并指向显示区域(D),并且其中布置该投影器(9)以使得内玻璃板(3)的内侧表面(IV)是复合玻璃板(1)的最靠近投影器(9)的表面,
其中反射层(7)适用于反射投影器(9)的p偏振辐射(10)的至少5%。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的投影装置(100)在水陆空交通运载工具中的用途,其中复合玻璃板(1)优选为挡风玻璃板。
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