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用于平视显示器(HUD)的具有p偏振辐射的投影装置的制作方法

2022-06-01 06:48:57 来源:中国专利 TAG:

用于平视显示器(hud)的具有p偏振辐射的投影装置
1.本发明涉及一种用于平视显示器的投影装置及其用途。
2.现代汽车越来越多地配备有所谓的平视显示器(hud)。用投影仪,通常在仪表板的区域中,将图像投影到挡风玻璃上,在那里反射,并且被驾驶员感知为挡风玻璃后方的虚拟图像(由驾驶员看来)。如此,能够将重要的信息,例如当前的行驶速度、导航或警告提示,投影到驾驶员的视野中,驾驶员能够感知到所述信息而不必将他的视线从行车道移开。因此,平视显示器能够为提高交通安全做出显著贡献。
3.hud投影仪主要用s偏振辐射来运行并且以大约65%的入射角照射挡风玻璃,这接近于空气-玻璃-过渡的布鲁斯特角(对于钠钙玻璃而言56.5
°
)。在此,出现了这样的问题,即,投影仪图像在挡风玻璃的两个外表面上被反射。由此,除了期望的主图像之外,还出现略微错位的副图像,所谓的重影图像("幻像")。该问题通常通过如下方式来减轻,即,所述表面彼此以一定的角度来布置,特别是通过使用楔形的中间层用于层压形成为复合玻璃板的挡风玻璃,从而使得主图像和重影图像彼此叠加。具有hud用楔膜的复合玻璃例如由wo2009/071135a1,ep1800855b1或ep1880243a2已知。
4.楔膜是昂贵的,因此这种hud用复合玻璃板的制造是相当昂贵的。因此存在对不需要楔膜而能适用于挡风玻璃的hud-投影装置的需求。例如,可以用在玻璃板表面上基本不被反射的p偏振辐射来运行hud投影仪。取而代之地,挡风玻璃具有反射涂层作为p偏振辐射的反射面。de102014220189a1公开了这样的用p偏振辐射来运行的hud投影装置。作为反射结构,尤其建议厚度为5 nm至9 nm的单层金属层,例如由银或铝构成。wo2019046157a1还公开了一种具有p偏振辐射的hud,其中使用具有至少两个金属层的反射涂层。
5.us2017242247a1公开了另一种hud投影装置,其具有用于p偏振辐射的反射涂层。该反射涂层可以包括一个或多个导电银层,此外介电层。然而,反射光谱在相关光谱范围中具有明显弯曲的形状,使得反射率相对较强地依赖于波长。这在hud投影的色彩中性的显示方面是不利的。
6.cn204143067u中描述了一种hud投影装置,其由用于p偏振光的光源和复合玻璃板组成,其中该复合玻璃板具有透明层,该透明层包括至少两个介电层和至少一个金属层。
7.存在对具有反射涂层的用于hud的投影装置的需求,所述装置确保在可见光谱范围中的高透射率以及具有对p偏振辐射的高反射率并且允许色彩中性的显示。除了在 hud 的投影区域的这些特定要求之外,额外尤其在 hud 区域之外需要尽可能低的红外辐射透射率和对于观察者而言在光谱的可见范围内的有利反射性能。本发明的目的在于,提供这样的改进的投影装置。
8.根据本发明,本发明的目的通过根据权利要求1的投影装置得以实现。优选的实施方案由从属权利要求得知。
9.根据本发明的用于平视显示器(hud)的投影装置至少包括具有导电涂层的复合玻璃板和投影仪,该投影仪主要产生p偏振辐射并且其对准hud区域。该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连接。导电涂层被分成位于hud区域内的第一表面区域和位于hud区域外的第二表面区域。在第一表面区域内,导电涂层在此具有至少一
个子区域,在该子区域中导电涂层依次由第一介电层或层序列、基于银的导电层和第二介电层或层序列组成,并且适合反射 p 偏振辐射。第二表面区域内的导电涂层具有至少一个子区域,在该子区域中导电涂层依次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。hud区域内的第一平面部分中的导电涂层在此可以借助于减成法由第二平面部分中的导电涂层获得。
10.根据本发明,根据本发明的复合玻璃板在第二表面区域内的至少一个子区域中具有包括至少两个基于银的导电层的导电涂层。这种具有两个功能性银层的涂层有利地抑制了红外辐射穿过复合玻璃板的透射。由此可以避免由于过高的日光透射而导致的交通工具内部空间的不希望的加热。此外,可以借助于具有至少两个功能性银层的导电涂层实现复合玻璃板的改进的视觉外观。在玻璃板的在复合玻璃板的安装状态下朝向环境的表面上,仅具有一层功能性银层的层结构可能显示出不希望的强反射。这在根据本发明存在于hud区域外的第二表面区域中的导电涂层的情况下被避免。
11.在布置在复合玻璃板的 hud 区域内的导电涂层的第一表面区域中,在至少一个子区域中存在仅一个包括一个功能性的基于银的层,即基于银的导电层的涂层。这适用于反射 p 偏振辐射。第一表面区域中的导电涂层可以借助于减成法由第二表面区域中的导电涂层获得。在第一表面区域中,导电涂层的层堆叠因此包括第二表面区域中的导电涂层的表面横截面的一部分,其中在第二表面区域中存在超出第一表面区域的层堆叠的另外的层。以这种方式,可以在 hud 区域中提供特别针对 p 偏振光的反射进行了优化的导电涂层,而在 hud 区域外的第二表面区域中存在满足与此相偏差的对在复合玻璃板上要大面积使用的涂层的要求的涂层。在第一表面区域内和第二表面区域内的导电涂层的部分对应的层堆叠在此使复合玻璃板的制造变得容易。
12.根据本发明,第一表面区域中的层堆叠可以借助于减成法由第二表面区域中的导电涂层的层堆叠获得。第一表面区域中的导电涂层可以由第二表面区域中的涂层获得的特征在此与导电涂层的组成和层序列有关,而与涂层的制造工艺无关。因此决定性的是,在观察第二表面区域中的导电涂层的层堆叠时,可以忽略一部分层堆叠并且由此产生第一表面区域中的导电涂层的层堆叠。在此,是否利用减成法来获得第一表面区域中的导电涂层的层堆叠,或者涂层是否借助于加成法彼此独立地施加在两个表面区域中并不重要。
13.根据本发明,使用p偏振辐射来产生hud图像,并且该复合玻璃板具有足够反射p偏振辐射的导电涂层。因为对于hud投影装置而言典型的约65
°
的入射角相对接近空气-玻璃-过渡的布鲁斯特角(56.5
°
,钠钙玻璃),所以p偏振辐射几乎不被玻璃板表面反射,而主要是被导电涂层反射。因此,不出现重影图像或几乎不能被感知,从而可以省去使用昂贵的楔膜。此外,hud图像对于偏振选择性太阳镜的佩戴者而言也是可识别的,所述偏振选择性太阳镜典型地仅允许p偏振辐射通过并且阻挡s偏振辐射。第一表面区域中的导电涂层在450 nm至650 nm的光谱范围内具有对p偏振辐射的高反射率,这与hud显示相关(hud-投影仪典型地以473 nm、550 nm和630 nm (rgb)波长工作)。由此实现了高强度的hud图像。单层银层不会过于减少光透射率,因此该玻璃板也可以用作挡风玻璃。根据本发明的上部和下部介电层序列的光学厚度之比产生平滑的反射光谱,从而确保了色彩中性的显示。有利的反射性能,尤其是光谱的均匀性甚至延伸超出hud相关的光谱范围至400 nm至680 nm的光谱范围,从而除了良好的hud显示之外还在第一表面区域中实现了玻璃板的良好的整体印象,而
没有干扰性颜色失真。这是本发明的大的优点。
14.根据本发明的用于平视显示器(hud)的投影装置至少包括具有导电涂层的复合玻璃板和投影仪。如在hud中常见的那样,投影仪照射复合玻璃板的一个区域,在该区域中,辐射向观察者(在复合玻璃板作为交通工具挡风玻璃的情况中:驾驶员)的方向反射,由此产生一个虚拟图像,观察者感知到由他看来在复合玻璃板后方的该虚拟图像。复合玻璃板的可被投影仪照射的区域被称为hud区域。投影仪的射束方向可以典型地通过反射镜来改变,尤其是竖直地改变,以使投影与观看者的身体尺寸相匹配。在给定的反射镜位置处观察者的眼睛必须位于其中的区域被称为眼动范围窗口。该眼动范围窗口可以通过调整反射镜被竖直地移动,其中由此可及的整个区域(也就是说所有可能的眼动范围窗口的叠加)被称为眼动范围。位于眼动范围内的观察者能够感知到该虚拟图像。因此自然意味着,观察者的眼睛,而非例如整个身体,必须位于眼动范围内。
15.这里使用的hud领域的专业术语是本领域技术人员通常已知的。有关详细说明,可参考慕尼黑工业大学计算机科学学院的alexander neumann的论文“simulationsbasierte messtechnik zur pr
ü
fung von head-up displays”(慕尼黑:慕尼黑工业大学大学图书馆,2012),尤其是第2章“das head-up display”。
16.所述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彼此连接。复合玻璃板提供用于在交通工具的窗户开口中将内部空间相对于外部环境分隔开。在本发明意义上,内玻璃板是指复合玻璃板的朝向交通工具内部空间的玻璃板。外玻璃板是指朝向外部环境的玻璃板。所述复合玻璃板优选是机动车、尤其是乘用车或载重汽车的挡风玻璃或车顶玻璃。
17.在其作为挡风玻璃的实施方式中的复合玻璃板具有上棱边和下棱边以及在它们之间延伸的两个侧棱边。上棱边是指提供用于在安装位置下向上指向的那个棱边。下棱边是指提供用于在安装位置下向下指向的那个棱边。上棱边经常也被称为顶棱边,和下棱边被称为发动机棱边。
18.外玻璃板和内玻璃板各自具有一个外侧和一个内部空间侧表面和在它们之间延伸的、环绕的侧棱边。在本发明意义上,外侧表面是指这样的主面,其提供用于在安装位置下朝向外部环境。在本发明意义上,内部空间侧表面是指提供用于在安装位置下朝向内部空间的主面。外玻璃板的内部空间侧表面和内玻璃板的外侧表面彼此面对并通过热塑性中间层彼此连接。
19.投影仪对准复合玻璃板的 hud 区域。投影仪的辐射主要是 p 偏振的。反射涂层适合于反射 p 偏振辐射。由此,由投影仪辐射产生一个虚拟图像,观察者可以感知到由他看来在复合玻璃板后方的该虚拟图像。因此,在根据本发明的复合玻璃板作为挡风玻璃的情况下,该虚拟图像被交通工具驾驶员感知为位于路上。
20.导电涂层包括第一表面区域和第二表面区域。导电涂层的第一表面积位于复合玻璃板的 hud 区域内。因此,它是投影仪的 p 偏振辐射所指向的导电涂层的区域。导电涂层的第二表面区域布置在复合玻璃板的hud区域外。优选地,第二表面区域包围第一表面区域,其中第一表面区域和第二表面区域加和得出复合玻璃板被导电涂层覆盖的区域。导电涂层大面积地涂覆在复合玻璃板上,其中优选至少复合玻璃板的透明区域的大部分,优选至少80%,特别优选至少90%,覆盖导电涂层。复合玻璃板的透明区域在此被定义为在复合
玻璃板的安装状态下在要装玻璃的开口中可见且未被紧固元件或不透明覆盖印刷物遮盖住的区域。特别地,与复合玻璃板的环绕的棱边相邻布置的复合玻璃板的环绕的边缘区域优选没有导电涂层。由此避免了该涂层被在环绕的棱边处进入的湿气可能地腐蚀。此外,无涂层的边缘区域在改善高频电磁辐射穿过复合玻璃板的透射方面是有利的。例如可以通过去除导电涂层来产生无涂层的边缘区域。任选地,还可以提供进一步的脱层区域,例如在摄像头窗口或传感器窗口的区域中。第二表面区域中的导电涂层针对在复合玻璃板上的大面积施加在其低日光透射率及其吸引人的光学外观方面进行了优化,而第一表面区域中的导电涂层则在其反射性能方面针对p 偏振光进行了选择,但在其日光透射率及其外观方面仅有限地适用于玻璃板上的大面积施加。优选地,导电涂层的第一表面区域占复合玻璃板总面积的面积比例为最大30%,特别优选最大20%,特别是最大10%。第一和第二表面区域可以各自设计为连续的表面,或者也可以由不同的子表面组成。特别地,例如,第一表面区域可以由彼此独立布置的两个或更多个区域组成,它们各自分配一个投影仪。以此方式,可以在玻璃板上在对 p 偏振辐射的反射进行了优化的区域中产生多个 hud 图像。
21.如果第一层布置在第二层的上方,则在本发明意义上这意味着,第一层布置得比第二层更远离在其上施加该涂层的基底。如果第一层布置在第二层的下方,则在本发明意义上这意味着,第二层布置得比第一层更远离基底。第一介电层或层序列也可以称为下介电层或层序列并且是多个介电层中最靠近基底的那个介电层。第二介电层或层序列是多个介电层中作为下一个后续介电层布置在基底上的第一介电层的上方的那个介电层。第一导电层位于第一介电层或层序列与第二介电层或层序列之间。
22.如果基于一种材料形成层,则该层主要由该材料构成,特别是除了可能的杂质或掺杂物之外基本上由该材料构成。
23.在一个优选的实施方式中,在整个第一表面区域内的导电涂层依次由第一介电层或层序列、基于银的导电层和第二介电层或层序列组成,并且适合反射p 偏振辐射。因此,在复合玻璃板的 hud 区域内存在一个基本上相同的涂层,由此在该 hud 区域内避免了具有不同层结构的子区域。由此产生制造方法中的优点,因为与不同类型的子区域的结构化相比,可以容易得多地实现第一表面区域的均匀且相同的脱层。此外获得了均匀的 hud 图像。
24.在另一个优选的实施方式中,导电涂层在第一表面区域内具有第一区域和第二区域的规则或不规则的网格。在第一区域内,导电涂层依次由第一介电层或层序列、基于银的导电层和第二介电层或层序列组成并且适合反射p偏振辐射。在第二区域中,导电涂层对应于第二表面区域中的导电涂层的层堆叠。以这种方式,在其光学外观上对应于第二表面区域的涂层的区域在第一表面区域内也得到保留。因此,第一表面区域被光学上被不显眼地一体化。优选地,第一和第二区域是以规则网格的形式来布置的。第一区域和第二区域可以在其成型方面相同或不同。相同的第一和第二区域例如可以实施为棋盘图案或蜂窝图案。优选地,第一区域呈凹陷的形式,在该凹陷内实现导电涂层,其中环绕该凹陷产生第二区域。在凹陷内如此去除导电涂层的层,使得第一区域内的剩余层堆叠由第一介电层或层序列、基于银的导电层和第二介电层组成。在此,第一区域采用例如网格的形状,并被连续的第二区域包围。该网格例如可以是正方形或六边形的。在此,具有功能性银层的第一区域与其中存在至少两个功能性银层的第二区域交替。与在第一表面区域内在整个表面上存在具
有仅一个功能性银层的层体系相比,第一表面区域内的p偏振辐射的总反射率在该网格形的设计方案中略微变差。第一和/或第二区域优选地具有50μm至500μm的棱边长度,其中棱边长度被确定为该区域沿一个方向的最大尺寸。已经发现,如果第一和/或第二区域的尺寸被设计为具有50μm至150μm,例如100μm的棱边长度,则达到光学外观与反射率之间的良好折衷。
25.在本发明的一个特别优选的实施方案中,将刚刚描述的这两个实施方式加以组合,使得第一和第二区域的规则网格仅沿着第一表面区域的这样的环绕的棱边存在,在该棱边处第一表面区域和第二表面区域彼此相邻。具有仅一个功能性银层的连续区域位于第一表面区域的表面中心,即在与环绕的棱边相邻的边缘区域之外。因此,所需的p偏振辐射的高反射率存在于第一表面区域的表面中心,在其中大部分hud图像是可见的。相反,在第一表面区域的边缘区域中,第一表面区域和第二表面区域中的涂层之间的过渡被掩盖,因此复合玻璃板在视觉上更令人满意。
26.导电涂层有利地至少在第一表面区域中具有至少一个子区域,在该子区域中第一介电层或层序列具有至少1.9的折射率和/或第二介电层或层序列具有至少1.9的折射率。优选地,在整个第一表面区域中,第一介电层或层序列和第二介电层或层序列各自具有至少1.9的折射率。特别优选地,在第二表面区域中,第一介电层或层序列、第二介电层或层序列、第三介电层或层序列以及任选进一步的介电层或层序列也具有各自至少1.9的折射率。本发明的使用低折射层的实施方案原则上是可能的,但是尤其考虑氧化硅层作为折射率小于1.9的低折射层。然而,在磁场辅助的阴极沉积的情况下,氧化硅层具有小的沉积速率。然而,使用折射率为至少1.9的高折射层可以快速且廉价地制造根据本发明的反射涂层。
27.在本发明范围内,折射率原则上是基于550 nm的波长给出的。光学厚度是几何厚度与折射率(在550 nm处)的乘积。层序列的光学厚度作为各个层的光学厚度的总和来计算。例如,可以借助于椭圆偏光法来确定折射率。椭偏仪是商购可得的,例如从sentech公司。
28.优选地,第二介电层或层序列的光学厚度与第一介电层或层序列的光学厚度之比为至少1.7。已经令人惊讶地表明,光学厚度的这种不对称性产生明显更平滑的对p偏振辐射的反射光谱,从而在整个相关光谱范围(400 nm至680 nm)内存在相对恒定的反射率。由此确保了hud投影的色彩中性的显示并获得玻璃板的色彩中性的整体印象。
29.优选的光学厚度之比计算为第二介电层或层序列的光学厚度(被除数)除以第一介电层或层序列的光学厚度(除数)的商。
30.在一个优选的实施方案中,第二介电层或层序列的光学厚度与第一介电层或层序列的光学厚度之比为至少1.8,特别优选至少1.9。由此获得特别好的结果。
31.导电涂层优选施加在两个玻璃板的朝向热塑性中间层的表面上,即外玻璃板的内部空间侧表面或内玻璃板的外侧表面上。或者,也可以将导电涂层布置在热塑性中间层内,例如施加在载体薄膜上,所述载体薄膜布置在两个热塑性的连接薄膜之间。导电涂层是透明的,这在本发明意义上意味着,其在可见光谱范围中具有至少70%、优选至少80%的平均透射率,并且由此基本上不限制透过玻璃板的透视。在本发明的一个实施方案中,玻璃板表面的至少80%具有导电涂层。特别地,除了环绕的边缘区域和作为通讯窗口、传感器窗口或摄像头窗口应确保电磁辐射透射穿过挡风玻璃并因此没有配备导电涂层的任选局部的区域
以外,导电涂层施加在玻璃板表面的整个表面上。环绕的未经涂覆的边缘区域例如具有至多20 cm的宽度。其防止了导电涂层与环绕的气氛直接接触,从而保护在挡风玻璃内部中的涂层免受腐蚀和损坏。
32.由于该导电的银层,根据本发明的导电涂层具有ir反射性能,因此其用作防晒涂层,其通过反射热辐射减少了交通工具内部空间的加热。如果使导电涂层电接触,使得电流流过该导电涂层,从而加热该涂层,则该导电涂层也可以用作加热涂层。
33.具有导电涂层的复合玻璃板在第一表面区域中优选地在400nm至680nm的光谱范围内具有至少10%,特别优选至少15%的对p偏振辐射的平均反射率。由此产生足够高强度的投影图像。在此,反射率是用对内部空间侧的表面法线成65
°
的入射角来测量的,该角度大约相应于由常见投影仪产生的照射。绘制400 nm到680 nm的光谱范围以表征反射性能,因为观察者的视觉印象主要由该光谱范围决定。此外,它涵盖了与hud显示相关的波长(rgb:473 nm、550 nm、630 nm)。在相对简单的层结构的情况下的高反射率是本发明的一大优点。如果在400nm至680nm的整个光谱范围内的反射率为至少15%,优选至少20%,从而在给出的光谱范围内的反射率没有一个地方低于所给出的值时,获得特别好的结果。
34.反射率描述了被反射的总入射辐射的比例。它以%给出(基于100%的入射辐射计)或作为0至1的无量纲数给出(基于入射辐射归一化)。作为波长的函数做图,它形成反射光谱。在本发明范围内,关于对p偏振辐射的反射率的说明涉及用对内部空间侧的表面法线成65
°
的入射角测量的反射率。关于反射率或反射光谱的说明涉及用在所考虑的光谱范围内用100%的归一化的辐射强度均匀照射的光源进行的反射测量。
35.为了实现投影仪图像尽可能色彩中性的显示,反射光谱应尽可能平滑且不具有显著的局部最小和最大。在一个优选的实施方案中,在400nm至680nm的光谱范围中,出现的最大反射率与反射率平均值之间的差以及出现的最小反射率与反射率平均值之间的差应至多3%,特别优选至多2%。这里,甚至又使用以对内部空间侧的表面法线成65
°
的入射角测量的对p偏振辐射的反射率。所给出的差应理解为是指反射率(以%为单位给出)的绝对偏差,而不是相对于平均值的百分比偏差。由于根据本发明的导电涂层在第一表面区域中有恰好一层导电层,因此用根据本发明的导电涂层可以没有问题地在第一表面区域中实现反射光谱的所需平滑度。
36.或者,可以使用在400nm至680nm的光谱范围内的标准偏差作为反射光谱的平滑度的量度。其为优选小于1%,特别优选小于0.9%,非常特别优选小于0.8%。
37.上述期望的反射特性尤其通过选择各层的材料和厚度以及介电层序列的结构来实现。因此可以适当地调节导电涂层。
38.导电涂层是薄膜堆叠,即薄的单层的层序列。该薄膜堆叠在第一表面区域的至少一个子区域中,优选在整个第一表面区域中,包含恰好一个基于银的导电层。该基于银的导电层赋予涂层基本的反射性能和此外ir反射作用以及导电性。该基于银的导电层也可以简称为银层。所述导电涂层在第一表面区域的该子区域中包含恰好一个银层,即,不多于一个银层,并且在该导电涂层的上方或下方也没有布置另外的银层。本发明的一个特别的优点是,可以用银层获得所需反射性能,而没有强烈降低透射率,如在使用多个导电层时即是这种情况。然而,可以存在另外的导电层,其对导电涂层的电导性没有显著贡献,而是满足其它目的。这尤其适用于几何厚度小于1nm的金属阻挡层,其优选布置在银层与介电层序列之
间。
39.第一导电层和第二导电层是基于银形成的。导电层优选包含至少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。该银层可以具有掺杂物,例如钯,金,铜或铝。该银层的几何层厚度为优选至多15nm,特别优选至多14nm,非常特别优选至多13nm。由此能够实现在ir范围内的有利的反射率,而不会强烈降低透射率。银层的几何层厚度为优选至少5nm,特别优选至少8nm。更薄的银层可导致层结构去湿。银层的几何层厚度特别优选为10nm至14nm或11nm至13nm。
40.与银层交替地,所述导电涂层优选包含彼此独立的各一个折射率为至少1.9的介电层或介电层序列。所述介电层可以例如是基于氮化硅,氧化锌,锡-锌-氧化物,硅-金属-混合氮化物如硅-锆-氮化物,氧化锆,氧化铌,氧化铪,氧化钽,氧化钨或碳化硅形成的。所提及的氧化物和氮化物可以以化学计量,亚化学计量或超化学计量来沉积。它们可以具有掺杂物,例如铝,锆,钛或硼。
41.第二介电层或层序列的光学厚度为优选100nm至200nm,特别优选130nm至170nm。第一介电层或层序列的光学厚度为优选50nm至100nm,特别优选60 nm到90 nm。由此在明显更平滑的对p 偏振辐射的反射光谱方面实现了良好的结果。第一介电层和第二介电层存在于第一表面区域中,因此它们与hud区域中的反射率特别相关。第三介电层和任选另外的介电层布置在hud区域外的第二表面区域中。因此,它们与 hud 区域的性能不相关。因此,可以在更大的范围内选择第三介电层或层序列以及可能存在的进一步的介电层或层序列的光学厚度。第三介电层或层序列的光学厚度优选为50nm至200nm,特别优选60nm至150nm。所述进一步的介电层或层序列的光学厚度可在相同范围内自由选择。
42.在一个有利的实施方案中,在银层的上方和下方各布置一个介电层,它们可以被称为消除反射层。这种消除反射层优选在每种情况下是第一介电层或层序列、第二介电层或层序列和第三介电层或层序列的组成部分。消除反射层优选基于氧化物,例如氧化锡,和/或氮化物,例如氮化硅,特别优选基于氮化硅构成。由于其光学性能、其易得性及其高的机械和化学稳定性,已经证实氮化硅是有利的。硅优选掺杂有例如铝或硼。在介电层序列的情况下,基于氮化硅的层优选是上部(即第二或第三)层序列的最上层或下部(即第一)层序列的最下层。存在于第二和/或第三介电层或层序列中的上部消除反射层的几何厚度为优选25nm至100nm,特别优选30nm至80nm,特别是60nm至70nm。存在于第一介电层或层序列中的下部消除反射层的几何厚度为优选10nm至50nm,特别优选15nm至40nm,特别是20nm至35nm。
43.第三介电层的层堆叠优选以消除反射层结束。优选地,在第一表面区域内提供第二消除反射层作为结束层。因此,第二消除反射层形成距离基底最远的远离基底的层。
44.除了消除反射层外,任选可以存在折射率为至少1.9的另外的介电层。因此,介电层的层序列可以彼此独立地包含改善银层的反射率的适配层。所述适配层优选是基于氧化锌,特别优选氧化锌zno
1-δ
形成的,其中0 《 δ 《 0.01。适配层优选另外包含掺杂物。适配层可以包含例如掺杂铝的氧化锌(zno:al)。为了避免过量的氧与含银层反应,优选以相对于氧亚化学计量地沉积氧化锌。适配层优选布置在银层与消除反射层之间。适配层的几何厚度为优选5nm至30nm,特别优选8nm至12nm。
45.也可以存在折射率增加层,其具有比消除反射层更高的折射率,同样彼此独立地
在介电层序列中。由此可以进一步改善和微调光学性能,特别是反射性能。折射率增加层优选包含硅-金属-混合氮化物,如,硅-锆-混合氮化物,硅-铝-混合氮化物,硅-钛-混合氮化物或硅-铪-混合氮化物,特别优选硅-锆-混合氮化物。在此,锆的比例为优选15至45重量%,特别优选15至30重量%。作为替代材料可以考虑例如wo3,nb2o5,bi2o3,tio2,zr3n4和/或aln。折射率增加层优选布置在消除反射层与银层之间或者在适配层(如果存在的话)与消除反射层之间。折射率增加层的几何厚度为优选5nm至30nm,特别优选5nm至15nm。
46.介电层序列还可以包括平滑层。其优选地分别布置在与银层相邻的适配层的下方或上方。平滑层优选与适配层直接接触。平滑层起优化作用,特别是对随后在其上施加导电层的表面起平滑作用。沉积在更光滑表面上的导电层具有更高的透射率,同时具有更低的薄层电阻。平滑层包含至少一种非晶氧化物。该氧化物可以是无定形的或部分无定形(并因此部分结晶)的,但不是完全结晶的。非晶平滑层具有低粗糙度并因此形成对于将施加在平滑层上方的层有利的平滑表面。非晶第一平滑层进一步改进了直接沉积在平滑层上方的层的表面结构,其优选地是第一适配层。平滑层可包含例如元素锡、硅、钛、锆、铪、锌、镓和铟中的一种或多种的至少一种氧化物。平滑层优选包含非晶混合氧化物。平滑层非常特别优选包含锡锌混合氧化物。该混合氧化物也可以任选地具有掺杂物。平滑层例如可以包含掺杂锑的锡锌混合氧化物(snznox:sb)。该混合氧化物优选具有亚化学计量的氧含量。例如由de 198 48 751 c1已知一种通过反应性阴极溅射制备锡锌混合氧化物层的方法。锡锌混合氧化物的沉积在阴极溅射期间添加氧气作为反应气体来进行。平滑层的层厚度优选为3nm至20nm,特别优选4nm至12nm。平滑层的折射率优选为至少1.9且小于2.2。
47.在本发明的另一实施方案中,第一介电层包括第一消除反射层和第一适配层。同样地,第二介电层包括第二消除反射层和第二适配层,以及第三介电层包括第三消除反射层和第三适配层。在第二介电层之后是第二银层的第二表面区域中,第二介电层优选地包括两个适配层,使得一个适配层既与第一银层相邻也与第二银层相邻。消除反射层和适配层的折射率为至少1.9。消除反射层优选基于氮化硅形成,适配层基于氧化锌形成。适配层优选布置在各自的消除反射层与银层之间:产生这样的从基底开始的层序列:第一消除反射层-第一适配层-第一银层-第二适配层-第二消除反射层,在第二表面区域中接着是另外的第二适配层-第二银层-第三适配层-第三消除反射层。导电涂层在第一表面区域内优选地不包含另外的介电层。在第二表面区域中,如果存在多于两个的银层,则尤其可以提供另外的介电层。第二消除反射层的几何厚度优选为50 nm至100 nm,特别优选55 nm至80 nm,特别是60 nm至70 nm。第一消除反射层的几何厚度优选为10nm至50nm,特别优选15nm至40nm,特别是20nm至35nm。适配层的几何厚度优选为5nm至30nm,特别优选8nm至12nm。
48.在本发明的另一个实施方案中,第一介电层包括第一消除反射层、第一适配层和第一折射率增加层。同样地,第二介电层包括第二消除反射层、第二适配层和第二折射率增加层,以及第三介电层包括第三消除反射层、第三适配层和第三折射率增加层。在第二介电层之后是第二银层的第二表面区域中,第二介电层优选包括两个适配层,从而一个适配层既与第一银层相邻也与第二银层相邻。消除反射层和适配层以及折射率增加层的折射率为至少1.9。折射率增加层具有比消除反射层更高的折射率,优选至少2.1。消除反射层优选是基于氮化硅形成的,适配层基于氧化锌,折射率增加层基于硅-金属-混合氮化物,如,硅-锆-混合氮化物或硅-铪-混合氮化物。适配层优选具有最小的距银层的距离,而折射率增加
层布置在适配层与消除反射层之间。产生这样的从基底开始的层序列:第一消除反射层
ꢀ–ꢀ
第一折射率增加层
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第一适配层
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第一银层
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第二适配层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层,在第二表面区域中接着是另外的第二适配层
ꢀ–ꢀ
第二银层
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第三适配层
ꢀ–ꢀ
第三折射率增加层
ꢀ–ꢀ
第三消除反射层。在第一表面区域内,导电涂层优选不包含另外的介电层。在第二表面区域中,如果存在多于两个的银层,则尤其可以提供另外的介电层。上部消除反射层的几何厚度为优选25 nm 至100 nm,特别优选30 nm 至80 nm。下部消除反射层的几何厚度为优选10 nm 至50 nm,特别优选15 nm 至40 nm,特别是20 nm 至35 nm。适配层的几何厚度为优选5 nm 至30 nm,特别优选8 nm 至12 nm。折射率增加层的几何厚度为优选5nm至30nm,特别优选5nm至15nm。
49.在本发明的另一个有利的实施方案中,第一介电层包括第一消除反射层、第一适配层、第一折射率增加层和第一平滑层。同样地,第二介电层包括第二消除反射层、第二适配层、第二折射率增加层和第二平滑层,以及第三介电层包括第三消除反射层、第三适配层、第三折射率增加层和任选的第三平滑层。如果导电涂层包括多于两个的银层,则尤其具有第三平滑层。在第二介电层之后是第二银层的第二表面区域中,第二介电层优选包括两个适配层,从而一个适配层既与第一银层相邻也与第二银层相邻。消除反射层、适配层和平滑层以及折射率增加层的折射率为至少1.9。折射率增加层具有比消除反射层更高的折射率,优选至少2.1。消除反射层优选是基于氮化硅形成的,适配层基于氧化锌,折射率增加层基于硅-金属-混合氮化物,如,硅-锆-混合氮化物或硅-铪-混合氮化物。适配层优选具有最小的距银层的距离,而折射率增加层布置在适配层与消除反射层之间。平滑层优选各自布置在与银层相邻的适配层的下方或上方。平滑层优选与适配层直接接触。平滑层非常特别优选包含锡锌混合氧化物。产生这样的从基底开始的层序列:第一消除反射层
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第一折射率增加层
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第一平滑层
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第一适配层
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第一银层
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第二适配层
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第二平滑层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层,在第二表面区域中接着是另外的第二适配层
ꢀ–ꢀ
第二银层
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第三适配层
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第三折射率增加层
ꢀ–ꢀ
第三消除反射层。导电涂层在第一表面区域内优选不包含另外的介电层。在第二表面区域中,如果存在多于两个的银层,则尤其可以提供另外的介电层。在多于两个银层的情况下,优选地也在第三介电层序列内使用第三平滑层。上部消除反射层的几何厚度为优选25nm至100nm,特别优选30nm至80nm。下部消除反射层的几何厚度为优选10nm至50nm,特别优选为15 nm 至 40 nm,尤其是 20 nm 至 35 nm。适配层的几何厚度为优选 5 nm 至 30 nm,特别优选8 nm 至 12 nm。折射率增加层的几何厚度为优选5nm至30nm,特别优选5nm至15nm。平滑层的层厚度为优选3nm至20nm,特别优选4nm至12nm。
50.由于所有介电层序列可以彼此独立地形成,因此上述实施方案的组合也是可行的,其中根据一个实施方案形成第一、第二和/或第三介电层/层序列且根据一个或多个其它实施方案形成其余的介电层/层序列。在导电涂层的第一表面区域中产生以下的优选层序列(在每种情况下从基底开始,即从在其上沉积导电涂层的那个表面开始):
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第一消除反射层
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第一银层
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上部消除反射层
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第一消除反射层
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第一银层
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第二适配层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一银层
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第二适配层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一适配层
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第一银层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一适配层
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第一银层
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第二适配层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一适配层
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第一银层
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第二适配层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一折射率增加层
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第一适配层
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第一银层
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第二消除反射层
‑ꢀ
第一消除反射层
ꢀ–ꢀ
第一折射率增加层
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第一适配层
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第一银层
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第二适配层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一折射率增加层
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第一适配层
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第一银层
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第二适配层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层在第二表面区域中存在另外的层,至少一个第二银层和第三介电层。第三介电层本身同样可以包括所提到的介电层的层序列。在导电涂层的第二表面区域中也可以存在第三或进一步的银层以及第四和进一步的介电层序列。
51.在一个有利的实施方案中,导电涂层包括至少一个金属阻挡层。该阻挡层可以布置在银层的下方和/或上方,并且优选与银层直接接触。然后,该阻挡层位于银层和介电层/层序列之间。阻挡层用于保护银层免于氧化,特别是在经涂覆的玻璃板经受温度处理时,如其通常出现在弯曲工艺的范围内出现的。阻挡层的几何厚度优选小于1nm,例如0.1nm至0.5nm。阻挡层优选是基于钛或镍-铬-合金形成的。
52.阻挡层仅微不足道地改变导电涂层的光学性能,并且优选存在于上述所有实施方案中。特别优选地,各一个阻挡层直接布置在银层的上方,即在银层与下一个介电层(序列)之间,在该处其是特别有效的。在导电涂层的第一表面区域中产生以下的优选层序列(在每种情况下从基底开始,即从在其上沉积导电涂层的那个表面开始):
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第一消除反射层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二适配层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二适配层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一适配层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一适配层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二适配层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一适配层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二适配层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一折射率增加层
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第一适配层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一折射率增加层
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第一适配层
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第一银层
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第一阻挡层
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第二适配层
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第二消除反射层
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第一消除反射层
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第一折射率增加层
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第一适配层
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第一银层
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第一阻
挡层
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第二适配层
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第二折射率增加层
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第二消除反射层在每种情况下,附加的阻挡层可以任选地直接布置在每个银层的下方,即在每种情况下在银层与位于其下的介电层(序列)之间。
53.投影仪布置在复合玻璃板的内部空间侧,并在内玻璃板的内部空间侧表面上方照射复合玻璃板。它对准hud区域并照射其以产生hud投影。如果复合玻璃板是挡风玻璃,则投影仪布置在交通工具内部空间中。根据本发明,投影仪的辐射主要是p偏振的,即,具有大于50%的p偏振辐射分量。投影仪的总辐射中p偏振辐射的分量越高,所希望的投影图像的强度就越强烈,并且复合玻璃板表面上不希望的反射的强度就越弱。投影仪的p偏振辐射分量为优选至少70%,特别优选至少80%,特别是至少90%。在一个特别有利的实施方案中,投影仪的辐射基本上是纯p偏振的
ꢀ‑ꢀ
p偏振辐射分量为100%或仅略有偏差。偏振方向的说明在此涉及复合玻璃板上的辐射入射平面。p偏振辐射是指其电场在入射平面中振动的辐射。s偏振辐射是指其电场垂直于入射平面振动的辐射。入射平面由入射矢量和复合玻璃板在照射区域的几何中心中的表面法线张成向量空间。
54.投影仪的辐射优选以45
°
至70
°
,特别是60
°
至70
°
的入射角射到复合玻璃板上。尤其在复合玻璃板用作挡风玻璃时,这些角度是优选的。在一个有利的实施方案中,入射角与布鲁斯特角的偏差最大为10
°
。然后,p偏振辐射在复合玻璃板的表面上仅微不足道地反射,因此不会产生重影图像。入射角是投影仪辐射的入射矢量与hud区域的几何中心中的内部空间侧表面法线(即,复合玻璃板的内部空间侧的外表面上的表面法线)之间的角度。在钠钙玻璃的情况下,空气-玻璃-过渡的布鲁斯特角为56.5
°
,这对于窗玻璃而言是通常常见的。理想地,入射角应尽可能接近此布鲁斯特角。但是,例如,也可以使用对于hud投影装置而言常见的65
°
入射角,该入射角可在交通工具中容易地实现,并且仅以小的程度偏离布鲁斯特角,因此p偏振辐射的反射仅可忽略地增加。
55.由于投影仪辐射的反射基本上在导电涂层上进行,而非在外部的玻璃板表面上,因此不必为了避免重影图像而将外部的玻璃板表面彼此成一定角度地布置。因此,复合玻璃板的外表面优选基本上彼此平行地布置。热塑性中间层为此优选不是楔形形成的,而是具有基本恒定的厚度,特别是在复合玻璃板的上棱边和下棱边之间的竖直走向上,就像内玻璃板和外玻璃板一样。相反,楔形中间层在复合玻璃板的上棱边和下棱边之间的竖直走向上具有可变的,特别是增加的厚度。中间层通常是由至少一个热塑性薄膜形成的。因为标准薄膜明显比楔膜更加成本有利,所以复合玻璃板的制造变得更便宜。
56.外玻璃板和内玻璃板优选由玻璃制成,特别是钠钙玻璃,这对于窗玻璃而言是常见的。然而,原则上,所述玻璃板也可以由其他玻璃类型(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,例如标准厚度为1.6mm或2.1mm的那些。
57.外玻璃板、内玻璃板和热塑性中间层可以是透明无色的,但也可以是着色的或上色的。在一个优选的实施方案中,通过复合玻璃板的总透射率(包括反射涂层)为大于70%。因此该复合玻璃板适合作为机动车的挡风玻璃。术语总透射率涉及通过ece-r 43,附件3,
§ꢀ
9.1规定的机动车玻璃板光透射率的测试方法。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应具有预应力,则这可以
是热或化学预应力。
58.在一个有利的实施方案中,外玻璃板是着色的或上色的。由此可以减小复合玻璃板的(尤其是在第一表面区域中的)外侧反射率,从而使得玻璃板的印象对于外部观看者而言更加满意。然而,为了确保挡风玻璃的规定的70%的光透射率(总透射率),外玻璃板的光透射率应为优选至少80%,特别优选至少85%。内玻璃板和中间层优选是透明的,即没有着色或上色。例如,可以使用绿色或蓝色上色的玻璃作为外玻璃板。
59.所述复合玻璃板优选是挡风玻璃,其特别优选在空间的一个或多个方向上是弯曲的,如这对于机动车玻璃板而言是常见的,其中典型的曲率半径为大约10cm至大约40m。然而,挡风玻璃也可以是平面的,例如,当打算将它作为用于公共汽车,火车或拖拉机的玻璃板时。
60.热塑性中间层包含至少一种热塑性聚合物,优选乙烯乙酸乙烯酯(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pvb。热塑性中间层可以包括一个或多个热塑性薄膜。中间层的厚度为优选0.2mm至2mm,特别优选0.3mm至1mm,例如0.76mm。
61.本发明此外包括一种用于制造根据本发明的投影装置的方法。在此,首先提供具有外侧表面和内侧表面的外玻璃板或具有外侧表面和内侧表面的内玻璃板。导电涂层任选地沉积在内玻璃板或外玻璃板的内侧表面上。导电涂层在此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。在第一表面区域内,又去除导电涂层的一部分层堆叠,由此之后至少在第一表面区域的一个子区域中,导电涂层依次由第一介电层组成或层序列、基于银的第一导电层和第二介电层或层序列组成。在第一表面区域的这个子区域中没有另外的导电层。涂覆有导电涂层的在第一表面区域中具有相应减少的涂层的层堆叠的外玻璃板或内玻璃板随后与内玻璃板或外玻璃板结合成复合玻璃板。为此,将热塑性中间层放置在内玻璃板的内侧表面上或外玻璃板的内侧表面上。在此,所提及的内侧表面之一已经具有导电涂层,因此它指向热塑性中间层的方向。由玻璃板和热塑性中间层形成的堆叠用内玻璃板或外玻璃板结束,并且所得的由内玻璃板、热塑性中间层和外玻璃板构成的层堆叠被层压成复合玻璃板。为了制造投影装置,提供了投影仪,其辐射主要是p偏振的。如此对准该投影仪,从而当投影仪工作时,其 p 偏振辐射会照射到导电涂层的第一表面区域上。
62.所述复合玻璃板可通过本身已知的方法来制造。外玻璃板和内玻璃板通过中间层彼此层压,例如通过高压釜方法、真空袋方法、真空环方法、压延方法、真空层压机或其组合。外玻璃板和内玻璃板的接合在此通常在热、真空和/或压力的作用下进行。
63.导电涂层优选通过物理气相沉积(pvd)施加到玻璃板表面上,特别优选通过阴极溅射(“溅射”),非常特别优选通过磁场辅助的阴极溅射(“磁控溅射”)。该涂层优选在层压之前施加。代替将该涂层施加到玻璃板表面上,其原则上也可以提供在布置在中间层中的载体薄膜上。
64.去除第一表面区域内的导电涂层的层优选借助于激光方法、特别优选激光烧蚀来进行。为此,将激光聚焦在导电涂层的要去除的层之一上,并且优选借助于扫描装置在涂层上引导。在此,激光束被层堆叠的层例如基于银的层或阻挡层吸收。所涉及的层以及位于其上的层通过剥落被去除,而位于其下的层被保留。以这种方式,将导电涂层的要去除的层除
去。基底和激光束相对于彼此移动,其中能够任选地移动激光束和/或工件。合适的激光扫描仪是商购可得的,并且能够将激光束有针对性地引导到静止或同样可移动的工件上。优选使用脉冲固体激光器作为激光器。已证实选择150nm至1200nm、优选300nm至1200nm、特别优选400nm至1100nm的激光辐射的波长是有利的。该区域特别适合用于加工导电涂层。优选使用固体激光器,特别优选ir激光器,例如波长为1064nm或该波长的更高次谐波,例如532nm。激光器以脉冲方式工作。这在高功率密度和有效去除涂层方面是特别有利的。脉冲能量例如为每个脉冲10μj至50μj。脉冲重复率优选为10,000至400,000hz,例如25,000hz。扫描速度在此优选选择0.01m/s至5m/s。激光的脉冲持续时间优选小于或等于20ns,特别优选小于或等于10ps,特别是小于或等于400fs。
65.导电涂层的层堆叠的部分去除优选在已经施加导电涂层的所有层之后进行。或者,为此也可以在沉积工艺期间去除层。为此,在各个沉积步骤之间插入磨蚀步骤,在该步骤中在第一表面区域内再次去除一个或多个层。例如,首先将包括一层、两层或三层基于银的导电层以及相应的介电层的导电涂层大面积沉积在玻璃板表面上。然后在玻璃板的 hud 区域中完全去除刚刚施加的导电涂层。最后,同样在玻璃板表面上大面积沉积包括恰好一个基于银的导电层以及所需介电层的层堆叠。由此在第一表面区域中产生由第一介电层或层序列、恰好一个导电层和第二介电层或层序列组成的导电涂层。与之相反,在第二表面区域中存在包括两个、三个或四个导电层的导电涂层。作为所提及的磨蚀步骤例如可以使用基于离子束的蚀刻步骤或激光烧蚀。涂覆优选借助于磁场辅助的阴极溅射来进行。脱层可以任选地在涂覆装置之外或在涂覆装置内的分开的部分内进行。
66.如果将导电涂层提供为可加热涂层,则其是电接触的。为此,将汇流条施加在涂层上,这使得涂层能够通过电连接元件和电缆与电压源导电连接。用于与涂层电接触的汇流条、它们在导电涂层上的布置以及施加汇流条的方法是本领域技术人员充分已知的。汇流条优选地以印刷的和烧入的导电结构的形式来实现。印刷的汇流条包含至少一种金属,优选银。合适的银质印刷膏是商购可得的并且是本领域技术人员已知的。
67.如果复合玻璃板应是弯曲的,则外玻璃板和内玻璃板优选在层压之前和优选在涂覆工艺之后经受弯曲工艺。优选地,外玻璃板和内玻璃板共同(即同时和通过同一工具)一致弯曲,因为由此使玻璃板的形状对于随后进行的层压而言最佳地彼此匹配。玻璃弯曲工艺的典型温度例如为500℃至700℃。该温度处理还增加了透明性并降低了导电涂层的表面电阻。
68.在描述方法的过程中解释的产品特征也适用于投影装置和复合玻璃板,而反之,在描述投影装置和复合玻璃板时提到的特征也适用于方法。
69.本发明还包括根据本发明形成的投影装置用于机动车的平视显示器的用途,其中复合玻璃板是机动车的挡风玻璃并且投影仪对准hud区域,其辐射主要是p偏振的。上述优选的实施方案相应地适用于该用途。
70.下面参考附图和实施例更详细地解释本发明。所述图是示意图,并非按比例的。附图不以任何方式限制本发明。
71.其中:图1示出了通用投影装置的复合玻璃板的平面图,图2 示出了通过通用投影装置的横截面,
图3示出了通过根据本发明的投影装置的复合玻璃板的横截面,图4a示出了在第一表面区域20.1内的导电涂层20的根据本发明的一个实施方案的层序列,图4b示出了在第二表面区域20.2内的导电涂层20的根据本发明的一个实施方案的层序列,图5a示出了在放大示出的部分z内在第一表面区域20.1内具有第一区域26a和第二区域26b的根据本发明的投影装置的一个复合玻璃板10,图5b示出了在放大示出的部分z内在第一表面区域20.1内具有第一区域26a和第二区域26b的根据本发明的投影装置的另一复合玻璃板10,图6a示出了根据表1的复合玻璃板10在第二表面区域20.2中的透射光谱,图6b示出了根据表1的复合玻璃板10在第一表面区域20.1中的透射光谱,图7a示出了根据表1的复合玻璃板10在第二表面区域20.2中对p偏振辐射的反射光谱,和图7b示出了根据表1的复合玻璃板10在第一表面区域20.1中对p偏振辐射的反射光谱。
72.图1和图2示出了用于hud的通用投影装置的各一个细节。该投影装置包括作为挡风玻璃、特别是乘用车挡风玻璃的复合玻璃板10。该投影装置还包括投影仪4,其对准复合玻璃板10的一个区域。在通常被称为hud区域b的该区域中,通过投影仪4可以生成图像,当观看者5的眼睛位于所谓的眼动范围e内时,该图像被观看者5(驾驶员)感知为在复合玻璃板10的远离他的一侧上的虚拟图像。
73.复合玻璃板10由外玻璃板1和内玻璃板2构建而成,它们通过热塑性中间层3彼此连接。其下棱边u向下朝着乘用车的发动机方向布置,其上棱边o向上朝着车顶的方向布置。在安装位置下,外玻璃板1朝向外部环境,内玻璃板2朝向交通工具内部空间。复合玻璃板10包括导电涂层20,该导电涂层20包括hud区域b内的第一表面区域20.1和hud区域b外的第二表面区域20.2。
74.图3示出了根据本发明形成的作为机动车挡风玻璃的复合玻璃板10的一个实施方案。外玻璃板1具有在安装位置下朝向外部环境的外侧表面i和在安装位置下朝向内部空间的内部空间侧表面ii。同样,内玻璃板2具有在安装位置下朝向外部环境的外侧表面iii和在安装位置下朝向内部空间的内部空间侧表面iv。外玻璃板1和内玻璃板2例如由钠钙玻璃构成。外玻璃板1的厚度例如为2.1mm,内玻璃板2的厚度例如为1.6mm或2.1mm。中间层3例如由pvb薄膜形成,厚度为0.76mm。该pvb薄膜具有基本上恒定的厚度,除了可能的本领域常见的表面粗糙度外-它没有形成为所谓的楔膜。
75.内玻璃板2的外侧表面iii具有根据本发明的导电涂层20,该导电涂层20在根据图1的第一表面区域20.1内被提供作为用于投影仪辐射的反射面并且额外在根据图1的第二表面区域20.2内作为ir反射涂层。
76.根据本发明,投影仪4的辐射是p偏振的,特别是基本上纯p偏振的。由于投影仪4以接近布鲁斯特角的大约65
°
的入射角照射作为挡风玻璃的复合玻璃板10,因此投影仪的辐射在复合玻璃板10的外表面i、iv上仅微不足道地反射。相反,根据本发明的导电涂层20在第一表面区域20.1内针对p偏振辐射的反射进行了优化。它用作投影仪4的辐射的反射面,
用于产生hud投影。
77.图4a示出了在第一表面区域20.1内的导电涂层20的一个实施方案的层序列。该涂层20是薄层的堆叠并且包括恰好一个基于银的导电层21a。在涂层20的第一表面区域20.1中没有另外的导电层。金属阻挡层25直接布置在第一导电层21a的上方。在其上布置了第二介电层序列23,其从下到上由第二适配层23b、第二折射率增加层23c和第二消除反射层23a组成。在第一导电层21a的下方布置了第一介电层序列22,其从上到下由第一适配层22b、第一折射率增加层22c和第一消除反射层22a组成。
78.所示出的层结构仅为示例性提供。因此,该介电层序列也可以包括更多或更少的层,只要在第一导电层21a的上方和下方存在至少一个介电层。介电层序列也不必是对称的。示例性的材料和层厚度可以在下面的实施例中获悉。
79.图4b示出了第二表面区域20.2内的导电涂层20的一个实施方案的层序列。该涂层20是薄层的堆叠并且包括第一介电层序列22,该第一介电层序列22从下到上,即从基底(此处为内玻璃板2)出发,向上由第一消除反射层22a、第一折射率增加层22c和第一适配层22b组成。该介电层序列22之后是基于银的第一导电层21a。金属阻挡层25直接布置在第一导电层21a的上方。在其上布置了第二介电层序列23,其从下到上包括第二适配层23b、第二折射率增加层23c和第二消除反射层23a。就列举的而言,第二表面区域20.2中的导电涂层20的层结构对应于图4a中描述的第一表面区域20.1中的层结构。在根据图4b的第二表面区域20.2中,在第二消除反射层23a上布置另一第二适配层23b,从而第二表面区域20.2中的第二介电层序列23从下到上由第二适配层23b、第二折射率增加层23c、第二消除反射层23a和另一第二适应层23b组成。在所述另一第二适配层23b之后是基于银的第二导电层21b,其上具有阻挡层25。在第二导电层21b的上方,以第三介电层24结束该涂层的层堆叠。第三介电层24依次从下到上由第三适配层24b和结束该层堆叠的第三消除反射层 24a组成。
80.第一表面区域20.1(根据图4a)中的导电涂层20的层结构通过首先借助于磁控溅射在内玻璃板2的内侧表面上大面积施加根据图4b的层结构,然后在第一表面区域4.1中,借助于激光烧蚀去除第三介电层24、具有所属阻挡层25的第二导电层21b和位于第二导电层21b下方的另外的第二适配层23b来产生。
81.所示的层结构仅示例性地提供。介电层序列因此也可以包括更多或更少的层,只要在每种情况下第一导电层21a的上方和下方存在至少一个介电层。介电层序列也不必是对称的。示例性的材料和层厚度可以在以下的实施例中获悉。
82.表1中示出了根据本发明的在第一表面区域20.1和第二表面区域20.2内的内玻璃板2的内侧表面iii上具有导电涂层20的复合玻璃板10的各自的层序列,以及各个层的材料和几何层厚度层。介电层可以彼此独立地被掺杂,例如用硼或铝。
83.表2中给出了来自表1的复合玻璃板10在导电涂层20的第一区域20.1和第二区域20.2中的透射率和反射性能以及颜色值。在此,tla 表示在光谱的可见范围内的透射率,rl(a)表示在外玻璃板 1 的外侧表面 i 上在8
°
的角度下测量的在光谱的可见范围内的反射率。此外,日光总透射率根据din iso13831测量,称为tts。对图像品质至关重要的p 偏振光的反射率用rl(a) p-pol表示,并在 65
°
下在内玻璃板 2 的外侧表面 iv 上确定。通过相应的颜色值a*p-pol和b*p-pol可以得出是否存在有利的hud图像中性色印象。
84.比较第一表面区域20.1和第二表面区域20.2中的导电涂层20的性能表明,在这两个区域中可以达到适合用作挡风玻璃的在光谱的可见范围内大于70%的高透射率。在第二表面区域 20.2 中,在外玻璃板 1 的外侧表面 i 上存在有利的低反射率 rl (a),因此在第二表面区域 20.2 中的导电涂层良好适用于大面积应用在玻璃板上。此外,在第二表面区域20.2中可以观察到有利的低日光总透射率。在第二表面区域20.2中,复合玻璃板10具有相对低的p偏振光反射率并且显示彩色hud图像。涂层20的第一表面区域20.1被优化用于玻璃板的hud区域中。在该区域中,可以观察到有利的 p 偏振光高反射率,并且获得具有中性色彩印象的 hud 图像。
85.图5a示出了在根据图1的放大示出的部分z内的根据本发明的投影装置的复合玻璃板10的一个实施方式。该复合玻璃板10基本上相应于图3中描述的。区别在于,第一表面区域20.1具有第一区域26a和第二区域26b。第一区域26a具有导电涂层20的层序列,其对应于图4a中所描述的。第二区域26b产生围绕第一区域26a并且具有图4b中描述的导电涂层的层堆叠的连续表面。第一区域26b是以方形网格的形式来布置的。
86.图5b示出了根据本发明的投影装置的复合玻璃板10的另一实施方式,同样在根据图1的放大部分z内示出。图5b的复合玻璃板基本上对应于图5a的复合玻璃板,其中区别在于第一区域26a是以六边形网格的形式来布置的。
87.图6a示出了根据表1的具有导电涂层20的复合玻璃板10在第二表面区域20.2中的透射光谱,而图6b示出了该复合玻璃板10在第一表面区域20.1中的透射光谱。图7a中示出了根据表1的复合玻璃板10在第二表面区域20.2中的反射光谱,而在图7b中示出了在第一表面区域20.1中的相应反射光谱。用在观察的光谱范围内发射均匀强度的p偏振辐射的光源,在内玻璃板2上方(所谓的内部空间侧反射)在相对于内部空间侧的表面法线成65
°
的入射角照射下记录反射光谱。因此,该反射测量近似于投影装置中的情况。从光谱的图形表示中已经可以看出,在根据本发明针对hud区域优化的第一表面区域20.1中,在400nm至680nm的相关光谱范围内实现了平滑得多的光谱。由此确保了 hud 投影的更加色彩中性的显示。
88.附图标记列表:10
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复合玻璃板1
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外玻璃板2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
内玻璃板3
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热塑性中间层4
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投影仪5
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观察者 / 交通工具驾驶员20
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导电涂层20.1
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导电涂层的第一表面区域20.2
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导电涂层的第二表面区域21a
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第一导电层21b
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第二导电层22
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第一介电层22a
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消除反射层22b
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适配层22c
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折射率增加层23
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第二介电层23a
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第二消除反射层23b
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第二适配层23c
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第二折射率增加层24
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第三介电层24a
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第三消除反射层24b
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第三适配层25
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金属阻挡层26a
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网格的第一区域26b
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网格的第二区域o
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复合玻璃板10的上棱边u
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复合玻璃板10的下棱边b
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复合玻璃板10的hud区域e
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眼动范围z
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部分i
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外玻璃板 1的远离中间层3的外侧表面ii
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外玻璃板 1的朝向中间层3的内部空间侧表面iii
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内玻璃板 2的朝向中间层3的外侧表面iv
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内玻璃板 2的远离中间层3的内部空间侧表面。
再多了解一些

本文用于企业家、创业者技术爱好者查询,结果仅供参考。

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