用于平视显示器的复合玻璃板
1.本发明涉及用于平视显示器的复合玻璃板和用于平视显示器的投影装置。
2.运载工具，尤其载人轿车(pkw)越来越多地配备有所谓的平视显示器(“平视显示器”)。平视显示器(hud)是显示系统，其将附加信息以图像的形式向运载工具驾驶员投影到其视野中。
3.平视显示器由投影器(成像单元)和多个用于将图像偏转或反射(反射)到投影面或反射面上的光学模块组成。在此，复合玻璃板，尤其运载工具的挡风玻璃板通常用作投影面。尽管图像投影到挡风玻璃板上，该图像在驾驶员的人眼的感知下仍然浮在运载工具的发动机罩上方一定距离处。
4.以这种方式，可以将附加信息投影到驾驶员的视野中，例如当前的行驶速度和导航或警告提示，驾驶员可以察觉到所述附加信息，而不必改变其视线方向。因此，平视显示器可以明显有助于提高交通安全性。
5.通常，通过投影器产生的图像由偏振的，尤其s偏振的光辐射构成。s偏振光以特定的入射角射到复合玻璃板上，并且至少部分地既折射进入复合玻璃板，又作为s偏振光反射到驾驶员的视野中。然而，反射的图像以并非不褪色的形式或以具有不希望的反射，即所谓的重影的形式显示。
6.s偏振辐射的入射角通常为约65%，这大致等于空气-玻璃过渡的布儒斯特角(对于钠钙玻璃为57.2
°
)。在此出现的问题是，投影器图像在从空气到玻璃和从玻璃到空气的两个外部过渡处被反射。由此，除了所需的主图像之外，也出现略微偏移的副图像，即所谓的幻像(“幻像”)。通过将挡风玻璃板的表面彼此成一定角度来布置，减轻了该问题。这通过在被设计为复合玻璃板的挡风玻璃板的层压时使用楔形的中间层来实现。由此能够实现主图像和幻像的重叠。
7.楔形膜昂贵，以使得制造这种用于hud的复合玻璃板相当昂贵。因此需要可在无需楔形膜的情况下与挡风玻璃板一起工作的hud系统。因此，例如可以通过p偏振辐射来运行hud投影器，该辐射在玻璃板表面上由于在布儒斯特角附近的辐射而基本上不被反射。作为用于p偏振辐射的反射面，挡风玻璃板取而代之具有反射涂层。
8.de 10 2014 220189 a1公开了hud投影装置，其具有p偏振辐射和作为反射结构的金属层。wo 2019/046157 a1也公开了具有p偏振辐射的hud系统。在此，使用具有至少两个金属层的反射涂层。
9.cn 106 646 874 a看起来公开了用于hud的复合玻璃板。该复合玻璃板具有反射p偏振光的纳米涂层。
10.wo 2020/94422 a1公开了用于hud系统的复合玻璃板。该复合玻璃板在外玻璃板或内玻璃板的面向中间层的表面上或在中间层内具有导电涂层，其中hud投影器的辐射是p偏振的。
11.已知的是，如在挡风玻璃板、全景天窗和玻璃板顶中使用的装配玻璃需要特定的防晒。通过所谓的tts值描述了穿过玻璃板的总透射热辐射的度量。tts值可以例如根据iso 13837测量。在高的透光率下，太多的热辐射穿过所述装配玻璃透射。在非常低的透光率下，
装配玻璃总体上太暗，以使得人在装配玻璃后面不再能够穿过其透视。
12.本发明的目的在于，提供用于平视显示器的复合玻璃板，该复合玻璃板对于可见光谱范围内的p偏振辐射具有良好的反射率，并且改善tts值。
13.根据本发明，本发明的目的通过根据权利要求1的复合玻璃板实现。优选的实施方式由从属权利要求得出。
14.根据本发明的用于平视显示器(hud)的复合玻璃板具有第一玻璃板和第二玻璃板，它们通过热塑性中间层相互接合。第一玻璃板具有第一表面(i)和第二表面(ii)。第二玻璃板也具有第一表面(iii)和第二表面(iv)。此外，复合玻璃板具有hud区域和第一涂层，该第一涂层适合于反射p偏振辐射。第一涂层包括刚好一个基于银的导电层。
15.该复合玻璃板被设置用于在运载工具的窗户开口中将内部空间相对于外部环境分开。复合玻璃板优选是机动车，尤其是载人或载重机动车的挡风玻璃板。
16.如hud中常见的那样，投影器辐射挡风玻璃板的一个区域，在该区域中辐射朝着观察者(驾驶员)的方向被反射，由此产生虚拟图像，观察者在从他来看位于挡风玻璃板后方感知该虚拟图像。挡风玻璃板的可通过投影器辐射的区域被称为hud区域。投影器的辐射方向可以通过光学元件(例如反射镜)改变，尤其是垂直改变，以使得投影与观察者的身体大小相适配。
17.为了产生hud图像，使用p偏振辐射。该复合玻璃板具有适合于反射p偏振辐射的第一涂层，其中该第一涂层包括基于银的导电层。
18.因为对于hud投影装置而言常见的约65
°
的入射角相对接近空气-玻璃过渡的布儒斯特角(对于钠钙玻璃为57.2
°
)，p偏振辐射几乎不被玻璃板表面反射，而s偏振辐射被明显更强地反射。p偏振辐射的反射主要发生在第一涂层处。
19.为了降低总热辐射的透射率，设置第二涂层。由此使空间或运载工具的内部升温最小化，并且减少了用于创造位于内部的人的舒适环境气候的能量消耗。
20.换句话说，根据本发明设置，复合玻璃板具有用于反射p偏振辐射的第一涂层和用于减少穿过复合玻璃板的总透射热辐射的第二涂层。令人惊讶地，已经发现，这种根据本发明的复合玻璃板相对于迄今为止已知的复合玻璃板具有显著改善的tts值(iso 13837)。在可见光范围内》 70%的透射率下，tts值可以通过这种方式降低高达5%，而在此不会对复合玻璃板的光学反射性能产生不利影响。
21.在一个优选的实施方式中，第一反射涂层布置在第一玻璃板的表面(i、ii)上，并且第二涂层布置在第二玻璃板的表面(iii、iv)上。替代地，第一涂层可布置在第二玻璃板的表面(iii、iv)上，第二涂层可布置在第一玻璃板的表面(i、ii)上。第一涂层和第二涂层优选施加在两个玻璃板的面向中间层的表面上，其中第一涂层可以布置在第一玻璃板的第二表面(ii)上且第二涂层可以布置在第二玻璃板的第一表面(iii)上。替代地，第一涂层可以布置在第二玻璃板的第一表面(iii)上且第二涂层可以布置在第一玻璃板的第二表面(ii)上。
22.第二涂层优选具有多个纯介电层，其中其包括至少一个第一介电层或层序列和第二纯介电层或层序列，第一介电层或层序列的折射率大于1.9，第二纯介电层或层序列的折射率小于1.6。特别优选地，可以设置第三纯介电层或层序列，所述第三纯介电层或层序列的折射率大于1.9，并且其中第二纯介电层或层序列布置在第一纯介电层或层序列和第三
纯介电层或层序列之间。所述层或层序列可以彼此交替地构造。第一和第二纯介电层或层序列优选地包含氮化硅si3n4、氧化锡sno2、氧化锌zno、二氧化钛tio2、二氧化锆zro2、氧化铪hfo2、氧化钒v2o5、氧化铌nb2o5、氧化钽ta2o5、氧化钨wo3。第二纯介电层或层序列优选地包含二氧化硅sio2、氟化钙caf2、氟化镁mgf2或纳米多孔层。
23.第二纯介电层或层序列具有高的机械和化学稳定性并且对水或有机污染物的反应不太敏感。它们的制造与明显较低的成本相关联。抗反射作用一方面通过折射率且另一方面通过第二纯介电层或层序列的厚度来决定。在纳米多孔层的情况下，折射率又取决于孔隙尺寸和孔隙密度。在一个优选的实施方式中，所述孔隙的尺寸和分布使得折射率为1.2至1.4，特别优选1.25至1.35。第二纯介电层或层序列的厚度优选为30 nm至500 nm，特别优选50 nm至150 nm。
24.第一涂层是薄层堆叠体。该薄层堆叠体由薄单层的层序列组成。该薄层堆叠体包含至少一个基于银的导电层。该基于银的导电层给予第一涂层基本反射性能以及此外ir反射作用以及导电性。该基于银的导电层也可以简化地被称为银层。
25.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。银层可以具有掺杂剂，例如钯、金、铜或铝。银层的几何层厚度优选为最多15 nm[纳米]，特别优选最多14 nm，非常特别优选10 nm。由此可以实现在ir范围内的有利反射率，而不过度严重地降低可见光范围内的透射率。银层的几何层厚度优选为至少7 nm，特别优选至少8 nm。特别优选地，银层的几何层厚度为10 nm至14 nm。
[0026]
在一个有利的实施方式中，第一涂层不包括折射率小于1.9的介电层。该反射涂层的所有介电层因此具有至少1.9的折射率。本发明的特别优点是，所希望的反射性能可以单独地通过相对高折射率的介电层来实现。因为对于具有小于1.9的折射率的低折射率层而言尤其应考虑在磁场辅助阴极沉积中具有低沉积速率的氧化硅层，所以第一涂层可以如此快速且成本有利地制造。
[0027]
第一涂层在银层上方和下方彼此独立地分别包含折射率为至少1.9的介电层或介电层序列。该介电层例如可以基于氮化硅、氧化锌、氧化锡锌、硅-金属-混合氮化物，如氮化硅锆、氧化锆、氧化铌、氧化铪、氧化钽、氧化钨或碳化硅形成。所述氧化物和氮化物可以化学计量地、亚化学计量地或超化学计量地沉积。它们可以具有掺杂剂，例如铝、锆、钛或硼。
[0028]
第一涂层的上部介电层或层序列的光学厚度优选为50 nm至200 nm，特别优选130 nm至170 nm。下部介电层或层序列的光学厚度优选为30 nm至100 nm，特别优选35 nm至90 nm。由此获得良好的结果。
[0029]
原则上，当尤其作为挡风玻璃板的复合玻璃板的hud区域配备有第一涂层和第二涂层时就足够了。然而，其它区域也可以配备有第一和第二涂层。该复合玻璃板可基本上整面地配备有第一和第二涂层，这由于制造所致可能是优选的。
[0030]
在本发明的一个实施方式中，玻璃板表面的至少80%配备有第一和第二涂层。特别地，除了环绕边缘区域和任选局部区域(其作为通讯、传感器或摄像机窗口应确保电磁辐射穿过挡风玻璃板的透射率并且因此不配备有第一涂层)之外，第一和第二涂层施加到玻璃板表面的整面上。环绕的未涂覆的边缘区域例如具有最多20 cm的宽度。其防止第一涂层与周围大气直接接触，从而使挡风玻璃板内部的第一涂层被保护免受腐蚀和损坏。
[0031]
根据本发明的复合玻璃板实现对于hud显示而言重要的450 nm至650 nm (纳米)
光谱范围内相对于p偏振辐射的高反射率。hud投影器通常通过473 nm、550 nm和630 nm (rgb)的波长工作。由此实现了高强度的hud图像。
[0032]
该投影器布置在复合玻璃板的内部空间侧，并穿过第二玻璃板的内部空间侧的表面辐射复合玻璃板。在本发明的意义上，外侧表面表示被设置用于在安装位置中面向外部环境的主表面。在本发明的意义中，内部空间侧的表面表示被设置用于在安装位置中面向内部空间的主表面。
[0033]
投影器指向hud区域并且辐射该区域，以产生hud投影。根据本发明，投影器的辐射主要是p偏振的，即具有大于50%的p偏振辐射比例。投影器的总辐射中的p偏振辐射的比例越高，所希望的投影图像的强度越高，并且复合玻璃板的内部空间侧的第二玻璃板的表面(iv)上不希望的反射的强度越低。投影器的p偏振辐射比例优选为至少70%，特别优选至少80%，特别优选至少90%。在一个特别有利的实施方式中，投影器的辐射基本上是纯p偏振的，即p偏振辐射比例为100%或仅不显著地与其不同。偏振方向的说明在此涉及辐射在复合玻璃板，尤其挡风玻璃板上的入射平面。p偏振辐射表示其电场在入射平面中振荡的辐射。s偏振辐射表示其电场垂直于入射平面振荡的辐射。入射平面通过在被辐射区域的几何中心处的入射矢量和挡风玻璃板的面法线撑开。
[0034]
投影器的辐射优选以45
°
至75
°
，尤其60
°
至70
°
的入射角射到挡风玻璃板上。在一个有利的实施方式中，入射角与布儒斯特角相差最多10
°
。此时，p偏振辐射仅不显著地在内玻璃板的表面上反射，以使得不产生幻像。入射角是在hud区域的几何中心处的投影辐射的入射矢量和内部空间侧的面法线(即挡风玻璃板的内部空间侧的外表面上的面法线)之间的角度。在一般常用于窗户玻璃板的钠钙玻璃的情况下的空气-玻璃过渡的布儒斯特角是57.2
°
。理想地，入射角应当尽可能接近该布儒斯特角。但是例如也可以使用65
°
的入射角，该入射角对于hud投影装置是常见的，可以在运载工具中无问题地实现并且仅以小的程度不同于该布儒斯特角，以使得p偏振辐射的反射仅不显著地增加。
[0035]
由于投影辐射的反射基本上发生在第一涂层处而不是在玻璃板外表面处，不需要将玻璃板外表面彼此成一定的角度布置以避免幻像。因此优选地，复合玻璃板的外表面基本上彼此平行地布置。热塑性中间层为此优选地不被设计为楔形，而是具有基本恒定的厚度，尤其在挡风玻璃板的上边缘和下边缘之间的垂直走向中也是如此，这正如内玻璃板和外玻璃板那样。相反，楔形中间层在挡风玻璃板的下边缘和上边缘之间的垂直走向中具有可变的，特别是增加的厚度。中间层通常由至少一个热塑性膜形成。因为标准膜比楔形膜明显成本更有利，挡风玻璃板的制造变得更便宜。
[0036]
第一玻璃板和第二玻璃板优选由玻璃制成，尤其由钠钙玻璃制成，这对于窗户玻璃板而言常见。但这些玻璃板原则上也可以由其它玻璃类型(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。作为外玻璃板的第一玻璃板和作为内玻璃板的第二玻璃板的厚度可以宽泛地变化。优选使用厚度为0.8 mm至5 mm，优选1.1 mm至2.5 mm的玻璃板，例如具有标准厚度1.6 mm或2.1 mm的那些。
[0037]
第一玻璃板、第二玻璃板和热塑性中间层可以是清澈且无色的，但也可以是着色或染色的。在一个优选的实施方式中，穿过挡风玻璃板 (连同反射涂层) 的总透射率大于70%。术语总透射率基于由ece-r 43，附录3，第9.1款规定的检测机动车玻璃板的透光率的方法。第一玻璃板和第二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。如果至少一个玻璃板应具有预应力，则这可以是热或化学预应力。
[0038]
在一个有利的实施方式中，第一玻璃板是着色或染色的。因此，可以减少复合玻璃板的外侧反射率，由此玻璃板的印象对于外部观察者来说更舒适。然而，为了确保挡风玻璃板的70%的预定透光率(总透射率)，外玻璃板(在此即第一玻璃板)应优选具有至少80%，特别优选至少85%的透光率。第二玻璃板和中间层优选是清澈的，即不是着色或染色的。例如，绿色或蓝色染色的玻璃可以用作外玻璃板。
[0039]
该复合玻璃板优选在空间的一个或多个方向上弯曲，如对于机动车玻璃板而言常见那样，其中常见的曲率半径为约10cm至约40m。然而，例如当该复合玻璃板被设置为公共汽车、火车或拖拉机的玻璃板时，该复合玻璃板也可以是平坦的。
[0040]
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。中间层通常由热塑性膜形成。中间层的厚度优选为0.2mm至2mm，特别优选0.3mm至1mm。
[0041]
该复合玻璃板可以通过本身已知的方法制造。第一玻璃板和第二玻璃板经由中间层例如通过高压釜法、真空袋法、真空环法、压延机法、真空层压机或其组合而层压在一起。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。
[0042]
第一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阴极溅射(“磁控溅射”)。第二涂层优选通过pvd或通过湿化学沉积方法沉积。优选在层压之前施加涂层。
[0043]
本发明还包括用于平视显示器的投影装置，其中该投影装置包括根据本发明的复合玻璃板和投影器，其中投影器指向复合玻璃板的hud区域，并且投影器的辐射主要是p偏振的。
[0044]
下面借助附图和实施例详细解释本发明。附图是示意图并且不是按比例的。附图不以任何方式限制本发明。
[0045]
其中显示了：图1这种类型的投影装置的复合玻璃板的俯视图，图2穿过该复合玻璃板的截面，图3a穿过根据本发明的复合玻璃板的第一实施方式的截面，图3b穿过根据本发明的复合玻璃板的第二实施方式的截面，图4穿过第一涂层和第二涂层的实施方式的截面，以及图5在p偏振辐射情况下根据本发明的复合玻璃板的反射光谱。
[0046]
在所有情况下，具有数值的说明不应理解为精确的值，而是也包括 /-1%至 /-10%的公差。
[0047]
图1示意性地示出了复合玻璃板10。图2示意性示出了用于hud的这种类型的投影装置。投影装置包括复合玻璃板10，其被设计为载人轿车的挡风玻璃板。此外，投影装置具有投影器4，该投影器指向复合玻璃板10的一个区域。该区域通常被称为hud区域b。在该区域中，可以投影由投影器4产生的图像，当观察者5(例如运载工具驾驶员)的眼睛位于所谓的眼动范围e内时，所述图像被观察者5感知为在复合玻璃板10的背离他的那侧上的虚拟图像。
[0048]
复合玻璃板10由作为载人轿车的外玻璃板的第一玻璃板1和作为内玻璃板的第二
玻璃板2 (它们通过热塑性中间层3相互接合)形成。其下边缘u布置为向下朝着载人轿车的发动机的方向，其上边缘o布置为向上朝着顶部的方向。第一玻璃板1在安装位置中面向外部环境，第二玻璃板2面向运载工具内部空间。
[0049]
图3a示意性地示出了复合玻璃板10的第一实施方式的截面。第一玻璃板1具有外侧表面i和内部布空间侧的表面ii，该外侧表面在安装位置中面向外部环境，该内部布空间侧的表面在安装位置中面向内部空间。此外，复合玻璃板1包括第二玻璃板2，该第二玻璃板具有外侧表面iii和内部空间侧的表面iv。表面iii在安装位置中面向外部环境。相反，表面iv在安装位置中面向外部环境。
[0050]
第一玻璃板1例如具有2.1 mm的厚度，第二玻璃板2具有1.6 mm或2.1 mm的厚度。中间层3例如由具有0.76 mm的厚度的pvb膜形成。除了本领域常规的可能的表面粗糙度之外，pvb膜具有基本恒定的厚度。
[0051]
第一玻璃板1的内侧表面ii配备有根据本发明的第一涂层30，其被设置用于降低tts值。第二玻璃板2的外侧表面iii配备有根据本发明的第一涂层20，其被设置为投影器辐射的反射面(并且可能附加地作为ir反射涂层)。
[0052]
投影器4的辐射基本上是p偏振的。由于投影器4以约65
°
的入射角辐射复合玻璃板10且该入射角接近所谓的布儒斯特角，投影器的辐射仅不显著地在复合玻璃板10的外表面i、iv上反射。相反，第一涂层20针对p偏振辐射的反射进行优化。它充当用于产生hud投影的投影器4的辐射的反射面。
[0053]
图3b示意性地示出了复合玻璃板10的第二实施方式的截面。图3b与图3a的区别在于第一涂层20和第二涂层30的布置。在该实施例中，第一涂层20布置在第一玻璃板1的内侧表面ii上。相反，第二涂层30施加在第二玻璃板2的外侧表面iii上。
[0054]
图4示出了根据本发明的第一涂层20和第二涂层30的一个实施方式的层序列。第一涂层20和第二涂层30分别为薄层堆叠体。
[0055]
第一涂层20包括基于银的导电层21。在导电层上方直接布置金属阻挡层24。在其上布置上部介电层序列，其从下向上由上部适配层23b、上部折射率增加层23c和上部抗反射层23a构成。
[0056]
在导电层21下方布置下部介电层序列，其从上向下由下部适配层22b、下部折射率增加层22c和下部抗反射层22a构成。
[0057]
第二涂层30包括直接位于中间层3上方的二氧化钛的第三纯介电层33、具有二氧化硅层的第二纯介电层32和二氧化钛的第一纯介电层31。
[0058]
材料和层厚度可以从下面的实施例中获知。
[0059]
根据本发明的实施例1的具有在第二玻璃板2的外侧表面iii上的第一涂层20和在第一玻璃板1的内侧表面ii上的第二涂层30的复合玻璃板10的层序列与各单层的材料和几何层厚度示出在表1中。第一涂层20的介电层可以彼此独立地被掺杂，例如用硼或铝掺杂。
[0060]
表1：
[0061]
通过在第二涂层上附加地反射/吸收热辐射，复合玻璃板10的tts值改善，即降低高达5%。该结果对于本领域技术人员来说是出乎意料和令人惊讶的。此外，外玻璃板1可以着色或染色的。
[0062]
图5示出了具有根据表1的层结构的复合玻璃板10的反射光谱。通过在被观察的光谱范围内发射具有均匀强度的p偏振辐射的光源在相对于内部空间侧的面法线以65
°
的入射角下通过第二玻璃板2观察(所谓的在内玻璃板上方的内部空间侧的反射)的情况下记录反射光谱。从光谱的图形显示中可以看出，尽管tts值改善，但根据本发明的复合玻璃板10的涂层仍可改善复合玻璃板10的反射率，尤其在ir范围(》700 nm)内。
[0063]
获得的光学参数在下表2中给出。
[0064]
表2：本发明实施例对比例对比例
[0065]
列出了下列比色坐标和参数：
根据光类型a的透光率：tla，根据光类型d65、10
°
的色值a*t和b*t，根据光类型a的光反射率：rla，根据光入射角8
°
光类型d65、10
°
的色值a*c和b*c，根据光入射角60
°
的光反射率：rla60
°
(光源d60，光类型a)，根据60
°
光类型d65、10
°
的色值a*c和b*c，根据p偏振辐射的光反射率：rl(a)p-pol、光类型a，根据p偏振辐射、光类型d65、10
°
的色值a*c和b*ctts值。
[0066]
可以看出，根据本发明的实施例具有改善的光学参数。根据本发明的复合玻璃板10的主要优点在于，降低tts值并同时改善反射率。
[0067]
附图标记列表：1第一玻璃板2第二玻璃板3热塑性中间层4投影器5观察者/运载工具驾驶员10复合玻璃板20第一涂层21导电层22a第一下部介电层/抗反射层22b第二下部介电层/适配层22c第三下部介电层/折射率增加层23a第一上部介电层/抗反射层23b第二上部介电层/适配层23c第三上部介电层/折射率增加层24金属阻挡层30第二涂层31第一纯介电层32第二纯介电层33第三纯介电层o复合保护玻璃板10的上边缘u复合保护玻璃板10的下边缘b复合保护玻璃板10的hud区域e眼动范围i第一玻璃板1的背离中间层3的外侧表面ii第一玻璃板1的面向中间层3的内部空间侧的表面iii第二玻璃板2的面向中间层3的外侧表面iv第二玻璃板2的背离中间层3的内部空间侧的表面。
1.本发明涉及用于平视显示器的复合玻璃板和用于平视显示器的投影装置。
2.运载工具，尤其载人轿车(pkw)越来越多地配备有所谓的平视显示器(“平视显示器”)。平视显示器(hud)是显示系统，其将附加信息以图像的形式向运载工具驾驶员投影到其视野中。
3.平视显示器由投影器(成像单元)和多个用于将图像偏转或反射(反射)到投影面或反射面上的光学模块组成。在此，复合玻璃板，尤其运载工具的挡风玻璃板通常用作投影面。尽管图像投影到挡风玻璃板上，该图像在驾驶员的人眼的感知下仍然浮在运载工具的发动机罩上方一定距离处。
4.以这种方式，可以将附加信息投影到驾驶员的视野中，例如当前的行驶速度和导航或警告提示，驾驶员可以察觉到所述附加信息，而不必改变其视线方向。因此，平视显示器可以明显有助于提高交通安全性。
5.通常，通过投影器产生的图像由偏振的，尤其s偏振的光辐射构成。s偏振光以特定的入射角射到复合玻璃板上，并且至少部分地既折射进入复合玻璃板，又作为s偏振光反射到驾驶员的视野中。然而，反射的图像以并非不褪色的形式或以具有不希望的反射，即所谓的重影的形式显示。
6.s偏振辐射的入射角通常为约65%，这大致等于空气-玻璃过渡的布儒斯特角(对于钠钙玻璃为57.2
°
)。在此出现的问题是，投影器图像在从空气到玻璃和从玻璃到空气的两个外部过渡处被反射。由此，除了所需的主图像之外，也出现略微偏移的副图像，即所谓的幻像(“幻像”)。通过将挡风玻璃板的表面彼此成一定角度来布置，减轻了该问题。这通过在被设计为复合玻璃板的挡风玻璃板的层压时使用楔形的中间层来实现。由此能够实现主图像和幻像的重叠。
7.楔形膜昂贵，以使得制造这种用于hud的复合玻璃板相当昂贵。因此需要可在无需楔形膜的情况下与挡风玻璃板一起工作的hud系统。因此，例如可以通过p偏振辐射来运行hud投影器，该辐射在玻璃板表面上由于在布儒斯特角附近的辐射而基本上不被反射。作为用于p偏振辐射的反射面，挡风玻璃板取而代之具有反射涂层。
8.de 10 2014 220189 a1公开了hud投影装置，其具有p偏振辐射和作为反射结构的金属层。wo 2019/046157 a1也公开了具有p偏振辐射的hud系统。在此，使用具有至少两个金属层的反射涂层。
9.cn 106 646 874 a看起来公开了用于hud的复合玻璃板。该复合玻璃板具有反射p偏振光的纳米涂层。
10.wo 2020/94422 a1公开了用于hud系统的复合玻璃板。该复合玻璃板在外玻璃板或内玻璃板的面向中间层的表面上或在中间层内具有导电涂层，其中hud投影器的辐射是p偏振的。
11.已知的是，如在挡风玻璃板、全景天窗和玻璃板顶中使用的装配玻璃需要特定的防晒。通过所谓的tts值描述了穿过玻璃板的总透射热辐射的度量。tts值可以例如根据iso 13837测量。在高的透光率下，太多的热辐射穿过所述装配玻璃透射。在非常低的透光率下，
装配玻璃总体上太暗，以使得人在装配玻璃后面不再能够穿过其透视。
12.本发明的目的在于，提供用于平视显示器的复合玻璃板，该复合玻璃板对于可见光谱范围内的p偏振辐射具有良好的反射率，并且改善tts值。
13.根据本发明，本发明的目的通过根据权利要求1的复合玻璃板实现。优选的实施方式由从属权利要求得出。
14.根据本发明的用于平视显示器(hud)的复合玻璃板具有第一玻璃板和第二玻璃板，它们通过热塑性中间层相互接合。第一玻璃板具有第一表面(i)和第二表面(ii)。第二玻璃板也具有第一表面(iii)和第二表面(iv)。此外，复合玻璃板具有hud区域和第一涂层，该第一涂层适合于反射p偏振辐射。第一涂层包括刚好一个基于银的导电层。
15.该复合玻璃板被设置用于在运载工具的窗户开口中将内部空间相对于外部环境分开。复合玻璃板优选是机动车，尤其是载人或载重机动车的挡风玻璃板。
16.如hud中常见的那样，投影器辐射挡风玻璃板的一个区域，在该区域中辐射朝着观察者(驾驶员)的方向被反射，由此产生虚拟图像，观察者在从他来看位于挡风玻璃板后方感知该虚拟图像。挡风玻璃板的可通过投影器辐射的区域被称为hud区域。投影器的辐射方向可以通过光学元件(例如反射镜)改变，尤其是垂直改变，以使得投影与观察者的身体大小相适配。
17.为了产生hud图像，使用p偏振辐射。该复合玻璃板具有适合于反射p偏振辐射的第一涂层，其中该第一涂层包括基于银的导电层。
18.因为对于hud投影装置而言常见的约65
°
的入射角相对接近空气-玻璃过渡的布儒斯特角(对于钠钙玻璃为57.2
°
)，p偏振辐射几乎不被玻璃板表面反射，而s偏振辐射被明显更强地反射。p偏振辐射的反射主要发生在第一涂层处。
19.为了降低总热辐射的透射率，设置第二涂层。由此使空间或运载工具的内部升温最小化，并且减少了用于创造位于内部的人的舒适环境气候的能量消耗。
20.换句话说，根据本发明设置，复合玻璃板具有用于反射p偏振辐射的第一涂层和用于减少穿过复合玻璃板的总透射热辐射的第二涂层。令人惊讶地，已经发现，这种根据本发明的复合玻璃板相对于迄今为止已知的复合玻璃板具有显著改善的tts值(iso 13837)。在可见光范围内》 70%的透射率下，tts值可以通过这种方式降低高达5%，而在此不会对复合玻璃板的光学反射性能产生不利影响。
21.在一个优选的实施方式中，第一反射涂层布置在第一玻璃板的表面(i、ii)上，并且第二涂层布置在第二玻璃板的表面(iii、iv)上。替代地，第一涂层可布置在第二玻璃板的表面(iii、iv)上，第二涂层可布置在第一玻璃板的表面(i、ii)上。第一涂层和第二涂层优选施加在两个玻璃板的面向中间层的表面上，其中第一涂层可以布置在第一玻璃板的第二表面(ii)上且第二涂层可以布置在第二玻璃板的第一表面(iii)上。替代地，第一涂层可以布置在第二玻璃板的第一表面(iii)上且第二涂层可以布置在第一玻璃板的第二表面(ii)上。
22.第二涂层优选具有多个纯介电层，其中其包括至少一个第一介电层或层序列和第二纯介电层或层序列，第一介电层或层序列的折射率大于1.9，第二纯介电层或层序列的折射率小于1.6。特别优选地，可以设置第三纯介电层或层序列，所述第三纯介电层或层序列的折射率大于1.9，并且其中第二纯介电层或层序列布置在第一纯介电层或层序列和第三
纯介电层或层序列之间。所述层或层序列可以彼此交替地构造。第一和第二纯介电层或层序列优选地包含氮化硅si3n4、氧化锡sno2、氧化锌zno、二氧化钛tio2、二氧化锆zro2、氧化铪hfo2、氧化钒v2o5、氧化铌nb2o5、氧化钽ta2o5、氧化钨wo3。第二纯介电层或层序列优选地包含二氧化硅sio2、氟化钙caf2、氟化镁mgf2或纳米多孔层。
23.第二纯介电层或层序列具有高的机械和化学稳定性并且对水或有机污染物的反应不太敏感。它们的制造与明显较低的成本相关联。抗反射作用一方面通过折射率且另一方面通过第二纯介电层或层序列的厚度来决定。在纳米多孔层的情况下，折射率又取决于孔隙尺寸和孔隙密度。在一个优选的实施方式中，所述孔隙的尺寸和分布使得折射率为1.2至1.4，特别优选1.25至1.35。第二纯介电层或层序列的厚度优选为30 nm至500 nm，特别优选50 nm至150 nm。
24.第一涂层是薄层堆叠体。该薄层堆叠体由薄单层的层序列组成。该薄层堆叠体包含至少一个基于银的导电层。该基于银的导电层给予第一涂层基本反射性能以及此外ir反射作用以及导电性。该基于银的导电层也可以简化地被称为银层。
25.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。银层可以具有掺杂剂，例如钯、金、铜或铝。银层的几何层厚度优选为最多15 nm[纳米]，特别优选最多14 nm，非常特别优选10 nm。由此可以实现在ir范围内的有利反射率，而不过度严重地降低可见光范围内的透射率。银层的几何层厚度优选为至少7 nm，特别优选至少8 nm。特别优选地，银层的几何层厚度为10 nm至14 nm。
[0026]
在一个有利的实施方式中，第一涂层不包括折射率小于1.9的介电层。该反射涂层的所有介电层因此具有至少1.9的折射率。本发明的特别优点是，所希望的反射性能可以单独地通过相对高折射率的介电层来实现。因为对于具有小于1.9的折射率的低折射率层而言尤其应考虑在磁场辅助阴极沉积中具有低沉积速率的氧化硅层，所以第一涂层可以如此快速且成本有利地制造。
[0027]
第一涂层在银层上方和下方彼此独立地分别包含折射率为至少1.9的介电层或介电层序列。该介电层例如可以基于氮化硅、氧化锌、氧化锡锌、硅-金属-混合氮化物，如氮化硅锆、氧化锆、氧化铌、氧化铪、氧化钽、氧化钨或碳化硅形成。所述氧化物和氮化物可以化学计量地、亚化学计量地或超化学计量地沉积。它们可以具有掺杂剂，例如铝、锆、钛或硼。
[0028]
第一涂层的上部介电层或层序列的光学厚度优选为50 nm至200 nm，特别优选130 nm至170 nm。下部介电层或层序列的光学厚度优选为30 nm至100 nm，特别优选35 nm至90 nm。由此获得良好的结果。
[0029]
原则上，当尤其作为挡风玻璃板的复合玻璃板的hud区域配备有第一涂层和第二涂层时就足够了。然而，其它区域也可以配备有第一和第二涂层。该复合玻璃板可基本上整面地配备有第一和第二涂层，这由于制造所致可能是优选的。
[0030]
在本发明的一个实施方式中，玻璃板表面的至少80%配备有第一和第二涂层。特别地，除了环绕边缘区域和任选局部区域(其作为通讯、传感器或摄像机窗口应确保电磁辐射穿过挡风玻璃板的透射率并且因此不配备有第一涂层)之外，第一和第二涂层施加到玻璃板表面的整面上。环绕的未涂覆的边缘区域例如具有最多20 cm的宽度。其防止第一涂层与周围大气直接接触，从而使挡风玻璃板内部的第一涂层被保护免受腐蚀和损坏。
[0031]
根据本发明的复合玻璃板实现对于hud显示而言重要的450 nm至650 nm (纳米)
光谱范围内相对于p偏振辐射的高反射率。hud投影器通常通过473 nm、550 nm和630 nm (rgb)的波长工作。由此实现了高强度的hud图像。
[0032]
该投影器布置在复合玻璃板的内部空间侧，并穿过第二玻璃板的内部空间侧的表面辐射复合玻璃板。在本发明的意义上，外侧表面表示被设置用于在安装位置中面向外部环境的主表面。在本发明的意义中，内部空间侧的表面表示被设置用于在安装位置中面向内部空间的主表面。
[0033]
投影器指向hud区域并且辐射该区域，以产生hud投影。根据本发明，投影器的辐射主要是p偏振的，即具有大于50%的p偏振辐射比例。投影器的总辐射中的p偏振辐射的比例越高，所希望的投影图像的强度越高，并且复合玻璃板的内部空间侧的第二玻璃板的表面(iv)上不希望的反射的强度越低。投影器的p偏振辐射比例优选为至少70%，特别优选至少80%，特别优选至少90%。在一个特别有利的实施方式中，投影器的辐射基本上是纯p偏振的，即p偏振辐射比例为100%或仅不显著地与其不同。偏振方向的说明在此涉及辐射在复合玻璃板，尤其挡风玻璃板上的入射平面。p偏振辐射表示其电场在入射平面中振荡的辐射。s偏振辐射表示其电场垂直于入射平面振荡的辐射。入射平面通过在被辐射区域的几何中心处的入射矢量和挡风玻璃板的面法线撑开。
[0034]
投影器的辐射优选以45
°
至75
°
，尤其60
°
至70
°
的入射角射到挡风玻璃板上。在一个有利的实施方式中，入射角与布儒斯特角相差最多10
°
。此时，p偏振辐射仅不显著地在内玻璃板的表面上反射，以使得不产生幻像。入射角是在hud区域的几何中心处的投影辐射的入射矢量和内部空间侧的面法线(即挡风玻璃板的内部空间侧的外表面上的面法线)之间的角度。在一般常用于窗户玻璃板的钠钙玻璃的情况下的空气-玻璃过渡的布儒斯特角是57.2
°
。理想地，入射角应当尽可能接近该布儒斯特角。但是例如也可以使用65
°
的入射角，该入射角对于hud投影装置是常见的，可以在运载工具中无问题地实现并且仅以小的程度不同于该布儒斯特角，以使得p偏振辐射的反射仅不显著地增加。
[0035]
由于投影辐射的反射基本上发生在第一涂层处而不是在玻璃板外表面处，不需要将玻璃板外表面彼此成一定的角度布置以避免幻像。因此优选地，复合玻璃板的外表面基本上彼此平行地布置。热塑性中间层为此优选地不被设计为楔形，而是具有基本恒定的厚度，尤其在挡风玻璃板的上边缘和下边缘之间的垂直走向中也是如此，这正如内玻璃板和外玻璃板那样。相反，楔形中间层在挡风玻璃板的下边缘和上边缘之间的垂直走向中具有可变的，特别是增加的厚度。中间层通常由至少一个热塑性膜形成。因为标准膜比楔形膜明显成本更有利，挡风玻璃板的制造变得更便宜。
[0036]
第一玻璃板和第二玻璃板优选由玻璃制成，尤其由钠钙玻璃制成，这对于窗户玻璃板而言常见。但这些玻璃板原则上也可以由其它玻璃类型(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。作为外玻璃板的第一玻璃板和作为内玻璃板的第二玻璃板的厚度可以宽泛地变化。优选使用厚度为0.8 mm至5 mm，优选1.1 mm至2.5 mm的玻璃板，例如具有标准厚度1.6 mm或2.1 mm的那些。
[0037]
第一玻璃板、第二玻璃板和热塑性中间层可以是清澈且无色的，但也可以是着色或染色的。在一个优选的实施方式中，穿过挡风玻璃板 (连同反射涂层) 的总透射率大于70%。术语总透射率基于由ece-r 43，附录3，第9.1款规定的检测机动车玻璃板的透光率的方法。第一玻璃板和第二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。如果至少一个玻璃板应具有预应力，则这可以是热或化学预应力。
[0038]
在一个有利的实施方式中，第一玻璃板是着色或染色的。因此，可以减少复合玻璃板的外侧反射率，由此玻璃板的印象对于外部观察者来说更舒适。然而，为了确保挡风玻璃板的70%的预定透光率(总透射率)，外玻璃板(在此即第一玻璃板)应优选具有至少80%，特别优选至少85%的透光率。第二玻璃板和中间层优选是清澈的，即不是着色或染色的。例如，绿色或蓝色染色的玻璃可以用作外玻璃板。
[0039]
该复合玻璃板优选在空间的一个或多个方向上弯曲，如对于机动车玻璃板而言常见那样，其中常见的曲率半径为约10cm至约40m。然而，例如当该复合玻璃板被设置为公共汽车、火车或拖拉机的玻璃板时，该复合玻璃板也可以是平坦的。
[0040]
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。中间层通常由热塑性膜形成。中间层的厚度优选为0.2mm至2mm，特别优选0.3mm至1mm。
[0041]
该复合玻璃板可以通过本身已知的方法制造。第一玻璃板和第二玻璃板经由中间层例如通过高压釜法、真空袋法、真空环法、压延机法、真空层压机或其组合而层压在一起。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。
[0042]
第一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阴极溅射(“磁控溅射”)。第二涂层优选通过pvd或通过湿化学沉积方法沉积。优选在层压之前施加涂层。
[0043]
本发明还包括用于平视显示器的投影装置，其中该投影装置包括根据本发明的复合玻璃板和投影器，其中投影器指向复合玻璃板的hud区域，并且投影器的辐射主要是p偏振的。
[0044]
下面借助附图和实施例详细解释本发明。附图是示意图并且不是按比例的。附图不以任何方式限制本发明。
[0045]
其中显示了：图1这种类型的投影装置的复合玻璃板的俯视图，图2穿过该复合玻璃板的截面，图3a穿过根据本发明的复合玻璃板的第一实施方式的截面，图3b穿过根据本发明的复合玻璃板的第二实施方式的截面，图4穿过第一涂层和第二涂层的实施方式的截面，以及图5在p偏振辐射情况下根据本发明的复合玻璃板的反射光谱。
[0046]
在所有情况下，具有数值的说明不应理解为精确的值，而是也包括 /-1%至 /-10%的公差。
[0047]
图1示意性地示出了复合玻璃板10。图2示意性示出了用于hud的这种类型的投影装置。投影装置包括复合玻璃板10，其被设计为载人轿车的挡风玻璃板。此外，投影装置具有投影器4，该投影器指向复合玻璃板10的一个区域。该区域通常被称为hud区域b。在该区域中，可以投影由投影器4产生的图像，当观察者5(例如运载工具驾驶员)的眼睛位于所谓的眼动范围e内时，所述图像被观察者5感知为在复合玻璃板10的背离他的那侧上的虚拟图像。
[0048]
复合玻璃板10由作为载人轿车的外玻璃板的第一玻璃板1和作为内玻璃板的第二
玻璃板2 (它们通过热塑性中间层3相互接合)形成。其下边缘u布置为向下朝着载人轿车的发动机的方向，其上边缘o布置为向上朝着顶部的方向。第一玻璃板1在安装位置中面向外部环境，第二玻璃板2面向运载工具内部空间。
[0049]
图3a示意性地示出了复合玻璃板10的第一实施方式的截面。第一玻璃板1具有外侧表面i和内部布空间侧的表面ii，该外侧表面在安装位置中面向外部环境，该内部布空间侧的表面在安装位置中面向内部空间。此外，复合玻璃板1包括第二玻璃板2，该第二玻璃板具有外侧表面iii和内部空间侧的表面iv。表面iii在安装位置中面向外部环境。相反，表面iv在安装位置中面向外部环境。
[0050]
第一玻璃板1例如具有2.1 mm的厚度，第二玻璃板2具有1.6 mm或2.1 mm的厚度。中间层3例如由具有0.76 mm的厚度的pvb膜形成。除了本领域常规的可能的表面粗糙度之外，pvb膜具有基本恒定的厚度。
[0051]
第一玻璃板1的内侧表面ii配备有根据本发明的第一涂层30，其被设置用于降低tts值。第二玻璃板2的外侧表面iii配备有根据本发明的第一涂层20，其被设置为投影器辐射的反射面(并且可能附加地作为ir反射涂层)。
[0052]
投影器4的辐射基本上是p偏振的。由于投影器4以约65
°
的入射角辐射复合玻璃板10且该入射角接近所谓的布儒斯特角，投影器的辐射仅不显著地在复合玻璃板10的外表面i、iv上反射。相反，第一涂层20针对p偏振辐射的反射进行优化。它充当用于产生hud投影的投影器4的辐射的反射面。
[0053]
图3b示意性地示出了复合玻璃板10的第二实施方式的截面。图3b与图3a的区别在于第一涂层20和第二涂层30的布置。在该实施例中，第一涂层20布置在第一玻璃板1的内侧表面ii上。相反，第二涂层30施加在第二玻璃板2的外侧表面iii上。
[0054]
图4示出了根据本发明的第一涂层20和第二涂层30的一个实施方式的层序列。第一涂层20和第二涂层30分别为薄层堆叠体。
[0055]
第一涂层20包括基于银的导电层21。在导电层上方直接布置金属阻挡层24。在其上布置上部介电层序列，其从下向上由上部适配层23b、上部折射率增加层23c和上部抗反射层23a构成。
[0056]
在导电层21下方布置下部介电层序列，其从上向下由下部适配层22b、下部折射率增加层22c和下部抗反射层22a构成。
[0057]
第二涂层30包括直接位于中间层3上方的二氧化钛的第三纯介电层33、具有二氧化硅层的第二纯介电层32和二氧化钛的第一纯介电层31。
[0058]
材料和层厚度可以从下面的实施例中获知。
[0059]
根据本发明的实施例1的具有在第二玻璃板2的外侧表面iii上的第一涂层20和在第一玻璃板1的内侧表面ii上的第二涂层30的复合玻璃板10的层序列与各单层的材料和几何层厚度示出在表1中。第一涂层20的介电层可以彼此独立地被掺杂，例如用硼或铝掺杂。
[0060]
表1：
[0061]
通过在第二涂层上附加地反射/吸收热辐射，复合玻璃板10的tts值改善，即降低高达5%。该结果对于本领域技术人员来说是出乎意料和令人惊讶的。此外，外玻璃板1可以着色或染色的。
[0062]
图5示出了具有根据表1的层结构的复合玻璃板10的反射光谱。通过在被观察的光谱范围内发射具有均匀强度的p偏振辐射的光源在相对于内部空间侧的面法线以65
°
的入射角下通过第二玻璃板2观察(所谓的在内玻璃板上方的内部空间侧的反射)的情况下记录反射光谱。从光谱的图形显示中可以看出，尽管tts值改善，但根据本发明的复合玻璃板10的涂层仍可改善复合玻璃板10的反射率，尤其在ir范围(》700 nm)内。
[0063]
获得的光学参数在下表2中给出。
[0064]
表2：本发明实施例对比例对比例
[0065]
列出了下列比色坐标和参数：
根据光类型a的透光率：tla，根据光类型d65、10
°
的色值a*t和b*t，根据光类型a的光反射率：rla，根据光入射角8
°
光类型d65、10
°
的色值a*c和b*c，根据光入射角60
°
的光反射率：rla60
°
(光源d60，光类型a)，根据60
°
光类型d65、10
°
的色值a*c和b*c，根据p偏振辐射的光反射率：rl(a)p-pol、光类型a，根据p偏振辐射、光类型d65、10
°
的色值a*c和b*ctts值。
[0066]
可以看出，根据本发明的实施例具有改善的光学参数。根据本发明的复合玻璃板10的主要优点在于，降低tts值并同时改善反射率。
[0067]
附图标记列表：1第一玻璃板2第二玻璃板3热塑性中间层4投影器5观察者/运载工具驾驶员10复合玻璃板20第一涂层21导电层22a第一下部介电层/抗反射层22b第二下部介电层/适配层22c第三下部介电层/折射率增加层23a第一上部介电层/抗反射层23b第二上部介电层/适配层23c第三上部介电层/折射率增加层24金属阻挡层30第二涂层31第一纯介电层32第二纯介电层33第三纯介电层o复合保护玻璃板10的上边缘u复合保护玻璃板10的下边缘b复合保护玻璃板10的hud区域e眼动范围i第一玻璃板1的背离中间层3的外侧表面ii第一玻璃板1的面向中间层3的内部空间侧的表面iii第二玻璃板2的面向中间层3的外侧表面iv第二玻璃板2的背离中间层3的内部空间侧的表面。
再多了解一些
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