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CN108713163B - 具有方向性的漫反射的透明层状元件 - Google Patents

具有方向性的漫反射的透明层状元件 Download PDF

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CN108713163B CN201880000889.XA CN201880000889A CN108713163B CN 108713163 B CN108713163 B CN 108713163B CN 201880000889 A CN201880000889 A CN 201880000889A CN 108713163 B CN108713163 B CN 108713163B
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C.奥扎南
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Saint Gobain Glass France SAS
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Abstract

透明层状元件(1)，其包含：‑两个具有基本相同的折光指数的透明外层，并且每个外层具有光滑的外主表面(2A，4A)，和‑插入在外层之间的中间层，中间层包含至少一个其折光指数不同于外层的折光指数的透明层或金属层，其中层状元件(1)的两个相邻层之间的所有接触表面进行纹理化并且彼此平行，其中该两个层中的一个是金属层，或者它们是两个具有不同折光指数的透明层，在至少一个外层一侧的层状元件(1)的光漫反射在与镜面反射方向不同的方向上具有至少一个最大值，并且层状元件(1)的表面被分成多个具有相同尺寸的像素，每个像素具有至少一个长度小于或等于500μm的侧边，在每个像素内的每个纹理化接触表面的纹理具有斜率分布fpix(θx，θy)，该斜率分布fpix(θx，θy)具有与整体纹理化接触表面的纹理的斜率分布ftot(θx，θy)的相关系数r，其中层状元件使得：对于具有N个像素的样本，样本的每个像素的相关系数r(fpix，ftot)的平均值大于或等于0.8。

Description

具有方向性的漫反射的透明层状元件
技术领域
本发明的技术领域是透明窗玻璃领域，其包含具有漫反射性质的透明层状元件。这种透明窗玻璃可以用作为投影屏并且可以特别应用于建筑领域或运输领域中，例如用于制造飞机、火车、机动车辆(汽车，卡车等)的窗玻璃，特别是挡风玻璃，侧窗玻璃或天窗玻璃。
背景技术
已知的窗玻璃包括标准透明窗玻璃，其引起入射辐射在窗玻璃上的镜面透射和反射，以及半透明窗玻璃，其引起入射辐射在窗玻璃上的漫透射和漫反射。
通常，当以给定入射角入射到窗玻璃上的入射辐射被该窗玻璃以多个方向反射时，该窗玻璃的反射称为漫反射。通常，当以给定入射角入射到窗玻璃上的入射辐射被该窗玻璃以等于该入射角的反射角反射时，该窗玻璃的反射称为镜面反射。同样，当以给定入射角入射到窗玻璃上的入射辐射被该窗玻璃以等于该入射角的透射角透射时，穿过该窗玻璃的透射称为镜面透射。
投影屏具有两个面或主表面，即第一面，其位于与光源相同的空间区域中并且在其上投射来自光源的图像(直接投影)，和第二相反面，在其上任选地通过透射显示投影在第一面上的图像。
背投屏幕具有第一面和第二相反面(其具有与前述投影屏相同的特征)。另一方面，背投屏幕与投影屏幕的不同之处在于，用户和光源不位于空间的相同区域中，而是位于屏幕的两侧。背投屏幕涉及将投影仪放在玻璃板后面。
在下文中，除非另有说明，否则术语“投影”通常用于表示投影和背投影。
标准透明窗玻璃作为投影屏幕的使用不是可设想的。实际上，这些窗玻璃不具有漫反射性质，因此它们不允许在其任一面上形成图像并以反射镜方式返回清晰的反射。
已经进行了许多尝试以为标准透明窗玻璃提供附加性质，允许它们用作为投影屏幕，同时穿过窗玻璃保持清晰的视野。
WO2013/175129A1公开了一种窗玻璃，其包含具有漫反射性质的透明层状元件，其允许以宽观察角度投影图像，同时保持窗玻璃的透明度。在层状元件上的入射辐射被层状元件漫反射并镜面透射。
对于在根据WO2013/175129A1的层状元件上的给定入射辐射，观察者的观察角度越远离镜面反射角度，投影图像的亮度对于观察者而言减小得越多。因此，观察者的最佳观察角度是与镜面反射相对应的观察角度。然而，在层状元件的光滑外表面上的任何入射辐射都没有完全被透射，并且还引起镜面反射，这可能使观察者炫目。该现象在图1中示意性地表示：投影仪P沿方向Ri发射入射辐射。入射辐射的第一部分透射过层状元件1'的光滑外表面2'A，然后通过层状元件的中间层(在图1中未示出)在多个方向上漫反射Rd'。入射辐射的第二部分在方向Rs上被光滑的外表面2'A以反射镜的方式进行镜面反射。多个方向Rd'以围绕镜面反射方向Rs为中心：对于观察投影图像理想地定位的观察者的观察角αv'等于镜面反射的角度αs，因此这样定位的观察者能够不受到不良反射的干扰。
使这种现象最小化的一种方式是使亮度尽可能小地在角度中变化，这相当于具有尽可能大的漫反射的角度开口。但是，增加相等投影仪的漫射亮度反射的角度开口相当于在较大角度上分布相同量的光，从而降低了用作屏幕的窗玻璃的每个点处的亮度。替换地或作为补充，可以沉积抗反射层，但是它不允许完全抑制镜面反射。
特别地本发明旨在通过提出透明层状元件和透明窗玻璃来克服这些缺点，透明层状元件和透明窗玻璃允许以良好的分辨率，高的亮度和对于观察者而言有限的眩光风险投影图像，同时维持穿过窗玻璃的清晰视野。
发明内容
为此目的，本发明的主题是透明层状元件，其包含：
两个具有基本相同的折光指数的透明外层，并且每个外层具有光滑的外主表面，和
插入在外层之间的中间层，中间层包含至少一个折光指数不同于外层的透明层或金属层，
其中层状元件的两个相邻层(其中两个层中的一个是金属层，或者它们是两个具有不同折光指数的透明层)之间的所有接触表面进行纹理化并且彼此平行，其特征在于在至少一个外层一侧的层状元件的光漫反射在与镜面反射方向不同的方向上具有至少一个最大值，并且层状元件的表面被分成多个具有相同尺寸的像素，每个像素具有至少一个长度小于或等于500μm，优选小于或等于200μm的边，每个像素内的每个纹理化接触表面的纹理具有斜率分布fpix(θx，θy)，该斜率分布fpix(θx，θy)具有与整体纹理化接触表面的纹理的斜率分布ftot(θx，θy)的相关系数r，其中层状元件使得：对于具有N个像素的样本，样本的每个像素的相关系数r(fpix，ftot)的平均值大于或等于0.8。
根据本发明，在外层一侧的层状元件的光漫反射RLdiff的角度演变有利地通过测量所述外层一侧的层状元件的BRDF(“双向反射分布函数”)进行确定。已知地，BRDF是所述外层一侧的层状元件在方向(θ'，
Figure DEST_PATH_IMAGE002
')上的反射亮度与其来自准直照明的在入射方向(θ，
Figure DEST_PATH_IMAGE002A
)上的亮度之间的比率：
Figure DEST_PATH_IMAGE004
，
也可以表示为：
Figure DEST_PATH_IMAGE006
。
在本发明的范围中，BRDF使用测角光度计进行测量，例如来自STIL公司的REFLET-90或REFLET-180工作台。
凭借本发明，层状元件的漫反射由多个反射方向限定，这些反射方向以围绕至少一个不同于镜面反射方向的优先方向为中心。因此，观察者的最佳观察角度或每个最佳观察角度，即允许他观察具有最大亮度的投影图像的观察角度，与镜面反射方向分离。因此减少或甚至消除了镜面反射眩光的风险。这种定向漫反射，其与透明层状元件的透射透明性相结合，使得可以获得投影图像的良好亮度。有利地，在观察角度小的情况下，通过选择适合于根据本发明的层状元件的每个纹理化接触表面的纹理，可以通过该层状元件使漫反射辐射集中在优先方向上。
此外，在每个像素内的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布与总纹理化接触表面的纹理的斜率分布具有大的相关系数的事实确保每个像素足以代表总接触表面的纹理，即层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，以确保当层状元件或包含它的窗玻璃用作投影屏时令人满意的分辨率。
应当注意，在根据本发明的层状元件的情况下，足够的分辨率的必要性是特别重要的，该层状元件具有定向漫反射，使得层状元件的整个表面或包含它的窗玻璃均匀地确保辐射沿着一个或多个与优先观察角度相对应的优先方向的重定向。
根据本发明的一个方面，层状元件旨在由基本上平行于参照系(O，x，y，z)的Oxy平面延伸的观察者使用，其中Ox轴沿着水平方向并且Oy轴在对于观察者垂直的方向上，层状元件的两个相邻层(其中两个层中的一个是金属层，或者是两个不同折光指数的透明层)之间的每个所述纹理化接触表面的纹理为等式z=f(x，y)并且在接触表面的每个坐标点(X0，Y0)处具有第一定向斜率θx和第二定向斜率θy，使得：
Figure DEST_PATH_IMAGE008
和
Figure DEST_PATH_IMAGE010
Figure DEST_PATH_IMAGE012
，以及每个所述纹理化接触表面的纹理的斜率分布(其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率)不具有沿着第一正交坐标系(O，θx，θy)的至少一个轴(Oθx，Oθy)的轴对称性，其中O对应于斜率对(0,0)，或者不具有沿着第二正交坐标系(O，θx'，θy')的至少一个轴(Oθx'，Oθy)的轴对称性，第二正交坐标系通过第一正交坐标系(O，θx，θy)旋转45°获得。
在本发明的范围中，区分：
- 一方面，金属层，其折光指数的值是无关紧要的，和
- 另一方面，透明层，特别是介电层，考虑其折光指数相对于外层的折光指数差异。
介电层或材料是指具有小于100S/m的低导电率的材料或层。
层状元件的每个外层可以由层堆叠体形成，条件是构成外层的不同层由透明材料(尤其包含电介质材料)制成，所有透明材料都具有几乎相同的折光指数。
层状元件的中间层可以由具有与外层或金属层的折光指数不同的折光指数的单层形成，该单层是透明层，尤其是介电层。或者，层状元件的中间层可以由层堆叠体形成，该层堆叠体包含至少一个折光指数不同于外层的透明层(尤其是介电层)或金属层。
有利地，为了获得层状元件的漫反射和镜面透射性质，在层状元件的两个相邻层(其中一个是透明层，尤其是介电层，和另一个是金属层，或者它们是两个具有不同折光指数的透明层，尤其是介电层)之间的所有接触表面进行纹理化并且彼此平行。
在层状元件的每一侧上的漫反射来自以下事实：层状元件的两个相邻层(其中一个是透明层，特别是介电层，另一个是金属层，或者它们是两个具有不同折光指数的透明层，尤其是介电层)之间的每个接触表面是有纹理的。因此，当在层状元件上的入射辐射在其一侧或另一侧上到达这样的接触表面时，它被金属层或者由于在两个透明层之间的折光指数差异而被反射并且由于接触表面有纹理，该反射是漫反射的。
穿过层状元件的镜面透射源于两个外层具有光滑的外主表面并且由具有基本相同的折光指数的材料制成的事实，以及在层状元件的两个相邻层(其中一个是透明层，特别是介电层，另一个是金属层，或者是两个透明层，特别是具有不同折光指数的介电层)之间的所有接触表面是纹理的并且彼此平行的事实。
在本发明的含义内，当两种透明材料，尤其是电介质材料在550nm处的折光指数之差的绝对值小于或等于0.15时，它们具有基本相同的折光指数，或者具有基本相等的折光指数。优选地，层状元件的两个外层的构成材料之间在550nm处的折光指数差的绝对值小于0.05，更优选地小于0.015。在本发明的含义内，当两个透明层，特别是介电层在550nm处的折光指数之间的差的绝对值严格地大于0.15时，其具有不同的折光指数。
在本说明书的其余部分中，参考层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率，该纹理位于两个相邻层(其中一个是透明层，特别是介电层，另一个是金属层)之间，或者是在两个相邻层(它们是两个具有不同折光指数的透明层，特别是介电层)之间。由于层状元件的所有纹理化接触表面彼此平行，因此存在独特的纹理轮廓和对所有这些纹理化接触表面有效的独特斜率分布。
在本发明的上下文中，通过执行以下步骤来确定每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布：
-测量所述纹理化接触表面之一的纹理的轮廓z=f(x，y)(单个表面的测量是足够的，因为它代表所有纹理化接触表面)，例如中间层的表面使用来自STIL公司的MICROMESURE 2轮廓测定仪，在1mm×1mm的表面上，使用为1μm×1μm采样步长进行测量；
-在表面的每个点计算第一和第二定向斜率
Figure DEST_PATH_IMAGE014
Figure DEST_PATH_IMAGE016
和
Figure DEST_PATH_IMAGE018
，其中
Figure DEST_PATH_IMAGE020
和
Figure DEST_PATH_IMAGE022
是用Sobel滤波器计算的高度的偏导数。
对于使用来自STIL公司的MICROMESURE 2轮廓测定仪测量的纹理轮廓，测量条件如下。测量头由与“放大镜”相连接的彩色透镜组成，该“放大镜”具有以下特征：数值孔径为0.42；最大测量角度为25°；0.04微米Z分辨率；横向分辨率为4.5微米。纹理轮廓的提取是利用其截止长度为19微米的低通高斯滤波(其过滤微小的粗糙度)来进行的。
在本申请中，给出了每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布的标准，应该理解，可以为层状元件的漫反射的角度分布建立相应的标准。实际上，局部斜率与局部光反射方向之间存在联系。
特别地，通过再次采用图1的标记(没有“'”)，相对于层状元件外层的外主表面2A垂直入射的光线在纹理化接触表面的小斜面θ上反射，其中角度αv由下式给出：关系：n2sin(2θ)=sinαv，即αv=arcsin(n2sin(2θ))。类似地，在层状元件的外层的外主表面2A上具有角度-αs(与镜面反射角相反)的入射光束在纹理化接触表面的小斜面θ上反射，其中角度αv通过关系给出：
Figure DEST_PATH_IMAGE024
Figure DEST_PATH_IMAGE026
，即
Figure DEST_PATH_IMAGE028
。应该注意的是，只要在层状元件的外层与空气之间的界面处没有全内反射，即只要2θ或α's+2θ(视情况而定)仍然低于arcsin(1/n2)，这些方程式就是恰当的。
漫反射原点处的纹理化表面不是由单个小斜面构成，而是由具有不同斜率的多个小斜面构成，使得每对斜面(θx，θy)与一对反射角(αvxαvy)相关联，该对反射角通过在上面的式子中将θ替换为θx或θy而获得的。然后，在方向(αvx，αvy)上反射的光的比例与斜率(θx，θy)的比例相关。因此，通过根据适当的公式将轴(Oθx，Oθy)变换成轴(Oαvx，Oαvy)来获得漫反射的角度分布。例如，在位于层状元件正面的投影仪且n2=1.51的情况下，轴(Oθx，Oθy)的刻度5、10、15°将对于轴(Oαvx，Oαvy)变为刻度15.2、31.1和49°，它将非线性地扩展在两个方向上的分布。然而，即使扩展是非线性的，用于斜率分布的标准和对于漫反射的角度分布的相应标准之间的转换也是有效的，因为，一方面，(θx，θy)和(αvx，αvy)之间的关系可以在小角度时是线性的，另一方面，从(θx，θy)到(αvx，αvy)的转换是一个递增函数，因此，即使某些比率略有修改，分布的整体外观也未改变(相同数量的分布峰值，具有可比较的相对位置)。注意，在投影仪不位于层状元件正面的情况下(非零入射)，O中的峰值在镜面反射的方向上偏移。
在本发明的上下文中，使用以下定义：
-透明元件是一种元件，通过该元件，至少在可用于元件的目的应用的波长范围内存在辐射透射。例如，当元件用作建筑物或车辆窗玻璃时，它至少在可见光的波长范围内是透明的。
-透明窗玻璃是一种坚硬的，有机或无机透明基材。
-光滑表面是其中表面不规则性小于在表面上的入射辐射的波长的表面，因此辐射不会被这些表面不规则性偏转。然后入射辐射被该表面以镜面方式反射和透射。
-纹理化表面是其中表面性质在大于在表面上的入射辐射的波长的尺度上变化的表面。这时入射辐射被表面以漫射方式反射和透射。
透明层状元件使得可以获得在其外层任一个的一侧上的在该层状元件上的入射辐射的镜面透射和漫反射。透明层状元件的中间层促进漫反射，其允许图像直接投影在透明层状元件，以及包含它的透明窗玻璃的任何一侧上，图像形成在中间层的位置上。
根据本发明的一个方面，层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，不具有沿着以O为中心的正交坐标的至少一个轴的轴对称性性。
在一个实施方案中，层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，除了任选的以O为中心的峰之外，具有不以O为中心的单峰。
在另一个实施方案中，层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，除了任选的以O为中心的峰之外，具有至少两个不以O为中心的峰。根据特定实施方案，斜率分布的所有峰这时可以沿着以O为中心的正交坐标的单个轴排成行。作为变型，斜率分布可以具有两个峰，它们相对于以O为中心的正交坐标轴之一彼此对称。
根据一个特征，层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，除了任选的以O为中心的峰之外，具有至少一个不以O为中心的峰，其中纵横比(其是沿着轴Oθx的峰宽和沿着轴Oθy的峰宽之间的比率)不为1。选择具有不为1的纵横比的值允许沿着两个方向Ox或Oy中的一个方向具有更宽的角度观察范围，这可以是有用的，例如当层状元件被集成其中在观察的可能性沿着方向之一受到限制的环境中时。
优选地，层状元件使得对于N个像素的样本，样本的每个像素的相关系数r(fpix，ftot)的平均值大于或等于0.9。
优选地，每个像素具有长度小于或等于150μm，更优选地小于或等于100μm的至少一个侧边。
每个样本中像素的数量N优选地使得N≥3。优选地，每个样本的像素是随机选择的。有利地，通过去除具有最高相关系数的像素和具有最低相关系数的像素，从N+2个像素中选择N个像素的样本。
透明层状元件的纹理化接触表面的平行度意味着，对于中间层或中间层的每个层(其由与其自身不同的，金属或非金属物种的层或与其自身折光指数不同的层围绕)，该层的厚度(垂直于其与相邻层的接触表面)是均匀的。厚度的均匀性可以在纹理的整个范围内是整体的，或者在纹理的多个区段上是局部的。特别地，当纹理具有斜率变化时，在两个连续纹理化接触表面之间的厚度可以按区段改变，取决于纹理的斜率，然而纹理化接触表面总是保持彼此平行。这种情况特别适用于通过阴极溅射，特别是由磁场辅助的阴极溅射(磁控管阴极溅射)沉积的层，其中如果纹理斜率增大时层的厚度是更加低的。因此，局部地，在具有给定斜率的每个纹理区段上，层的厚度保持恒定，但是层的厚度在具有第一斜率的第一纹理区段和具有不同于第一斜率的第二斜率的第二纹理区段之间是不同的。。
有利地，为了获得在透明层状元件内部的纹理化接触表面的平行度，构成中间层的层或每个层是通过阴极溅射沉积的层。实际上，阴极溅射，特别是由磁场辅助的阴极溅射(磁控溅射)确保限定该层的表面彼此平行，这与其他沉积技术如蒸发或化学气相沉积(CVD)或溶胶-凝胶方法不同。然而，在层状元件内部的纹理化接触表面的平行度对于获得穿过元件的镜面透射是必要的。
根据本发明的一个方面，透明层状元件的中间层包含至少一个由具有与外层的折光指数不同的高折光指数的电介质材料制成的薄层，例如Si3N4，SnO2，ZnO，AlN，NbO，NbN，TiO2，或由具有与外层的折光指数不同的低折光指数的电介质材料构成，例如SiO2，Al2O3，MgF2，AlF3。中间层也可以包含至少一个薄金属层，特别是银，金，钛，铌，硅，铝，镍-铬合金(NiCr)，不锈钢或它们的合金的薄层。对于本发明而言，薄层是厚度小于1微米的层。
有利地，可以调节中间层的化学组成以赋予透明层状元件附加的性质，例如热性质，阳光控制类型性质和/或低发射率。因此，在一个实施方案中，中间层是薄层的堆叠体，其包含“n”个金属功能层，特别是基于银或基于含银金属合金的功能层和“n+1”个功能层反射控制涂层的交替，n≥1，其中每个金属功能层被设置在两个反射控制涂层之间。
已知地，这种具有金属功能层的堆叠体在太阳辐射区和/或长波红外辐射区中具有反射性质。在这种堆叠体中，所述一个或多个金属功能层基本上决定了热性质，而围绕它们的反射控制涂层干涉地作用于光学外观。实际上，如果金属功能层允许获得所需的热性质，甚至对于每个金属功能层在为约10nm的小的几何厚度下也如此，然而它们强烈地阻止在可见光波长区域中的辐射通过。因此，在每个功能金属层两侧的反射控制涂层对于确保在可见光区域内的良好光透射是必要的。在实践中，正是该中间层的整体堆叠体(其包含薄金属层和反射控制涂层)在光学上被优化。有利地，光学优化可以对层状元件或窗玻璃的整个堆叠体(即包含位于中间层的任一侧上的外层和任选的附加层)进行实施。
所得到的透明层状元件这时兼具了光学性质，即在层状元件上的入射辐射的镜面透射和漫反射性质，以及热性质，即阳光控制性质和/或低发射率。这种透明层状元件可用于防晒和/或隔热窗玻璃，尤其是车辆或建筑物的窗玻璃。
根据本发明的一个方面，在两个相邻层(其中一个是透明层，特别是介电层，另一个是金属层，或者它们是两个具有不同折光指数的透明层，尤其是介电层)之间的每个接触表面的纹理由相对于接触表面的总平面的多个凹陷或突出图案形成。在本发明的范围中，每个接触表面的纹理的均方根斜率Rdq严格地大于0.2°。优选地，每个接触表面的纹理的均方根斜率Rdq在0.5°-30°之间，优选地在2°-20°之间，更优选地在2°-10°之间。在本申请的上下文中，表面的均方根斜率Rdq如在ISO 4287标准中所定义，并使用来自STIL公司的MICROMESURE 2轮廓测定仪在1mm×1mm的表面上测量，采样步长为1μm。x1μm。
对于使用来自STIL公司的MICROMESURE 2轮廓测定仪测量粗糙度，测量条件如下。测量头由与“放大镜”相连接的彩色透镜组成，该“放大镜”具有以下特征：数值孔径为0.42；最大测量角度为25°；0.04微米Z分辨率；横向分辨率为4.5微米。作为均方根斜率Rdq的粗糙度参数的提取是通过其截止长度为19微米的低通高斯滤波(其过滤微小的粗糙度)和具有其截止长度为1毫米的高通高斯滤波(其过滤波纹)进行的。
在本发明的一个实施方案中，透明层状元件的两个外层之一是纹理化外层，其包含刚性或柔性基材，特别是由玻璃或聚合有机材料制成，其主表面进行纹理化。基材的主表面之一的纹理化可以通过任何已知的纹理化方法获得，例如通过将先前加热到可以变形的温度的基材的表面压花，特别是通过用压辊轧制，在压辊表面上具有与要在基材上形成的纹理相互补充的纹理，或者通过3D打印，优选地从计算机生成的纹理。
在由纹理化的无机玻璃基材形成的纹理化外层的情况下，玻璃优选为钠-钙-硅类型，但根据变型，它可以由硼硅酸盐，铝硼硅酸盐类型玻璃制成。
在由聚合有机材料制成的纹理化基材形成的纹理化外层的情况下，合适材料的实例尤其包含聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)，聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)；聚丙烯酸酯，如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)；聚碳酸酯；聚氨酯；聚酰胺；聚酰亚胺；氟化聚合物，如乙烯-四氟乙烯(ETFE)，聚偏二氟乙烯(PVDF)，聚三氟氯乙烯(PCTFE)，乙烯-三氟氯乙烯(ECTFE)，氟化乙烯-丙烯共聚物(FEP)树脂；可光固化和/或可光聚合的树脂，如硫醇烯树脂，聚氨酯，氨基甲酸酯-丙烯酸酯，聚酯-丙烯酸酯；聚硫氨酯(polythiourethane)。这些聚合物通常在550nm的折光指数范围为1.30-1.70。然而，有利的是，这些聚合物中的一些，特别是包含硫的聚合物如聚硫氨酯，可具有最高至1.74的在550nm的高折光指数。
在本发明的另一个实施方案中，透明层状元件的两个外层之一是由可共形层形成的纹理化外层，其一个主表面是纹理化的并且通过其通过另一个主表面被添加在刚性或柔性基材上。它尤其可以是可热成形的层或可光交联和/或可光聚合的材料制成的层。在这种情况下，非常合适于该可共形层的一个主表面的纹理化的方法尤其是压花。优选地，可光交联和/或可光聚合的材料在室温下为液体形式，并且当它被照射和光交联和/或光聚合时，得到无气泡或无任何其它不规则性的透明固体。它尤其可以是树脂，例如通常用作粘合剂，胶水或表面涂层的树脂。这些树脂通常基于环氧，环氧硅烷，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酸，甲基丙烯酸类单体/共聚单体/预聚物。例如，可以提及硫醇烯树脂，聚氨酯，氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚酯-丙烯酸酯树脂。作为树脂的替代，它可以是可光固化的含水凝胶，例如聚丙烯酰胺凝胶。
当透明层状元件的两个外层中的一个是纹理化的主表面和其另一个光滑主表面的纹理化外层时，中间层有利地由以下形成：
-或者由单金属材料或透明材料层，特别是电介质材料层形成，其折光指数不同于纹理化外层的折光指数，以共形方式沉积在纹理化外层的主纹理化表面上，
-或者由层堆叠体形成，所述堆叠体包含至少一个金属材料或透明材料层，特别是电介质材料层，其折光指数不同于纹理化外层的折光指数，以共形方式依次沉积在纹理外层的主纹理化表面上。
根据本发明，认为，如果在沉积之后，中间层的层或每个层的表面进行纹理化并平行于纹理化外层的纹理化主表面，中间层在纹理化外层的主纹理化表面上的沉积或中间层的多个层在纹理化外层的主纹理化表面上的连续沉积以保形方式进行。根据一个有利的特征，中间层以共形的方式的沉积或中间层的多个层依次以共形方式沉积(在纹理化外层的主纹理化表面上)通过阴极溅射进行，特别是通过磁场辅助溅射(磁控管溅射)。也可以设想其他共形沉积技术，例如蒸发技术，特别是用于金属层的沉积。
根据本发明的一个方面，透明层状元件的另一外层，即位于中间层的相对于纹理化外层的另一侧上的外层，包含具有与纹理化外层的折光指数基本相等的折光指数的可固化材料层，其通过最初处于适于成形操作的粘性，液态或糊状状态而被沉积在中间层的与纹理化外层相反的纹理化主表面上。
最初以粘性，液态或糊状状态沉积的层尤其可以是透明层状元件表面的平坦化层。作为变型，处于粘性，液态或糊状状态的初始沉积层可以是这样的层，其确保在一方面提供有中间层的纹理化外层和另一方面提供支撑基材之间的固结的层。
最初处于粘性，液态或糊状状态的沉积层可以是可光交联和/或可光聚合材料的层。优选地，这种可光交联和/或可光聚合的材料在室温下呈液体形式，并且当它已经被照射和光交联和/或光聚合时，得到没有气泡或没有任何其它不规则性的透明固体。它尤其可以是树脂，例如通常用作粘合剂，胶水或表面涂层的树脂。这些树脂通常基于环氧，环氧硅烷，丙烯酸酯，甲基丙烯酸酯，丙烯酸，甲基丙烯酸类单体/共聚单体/预聚物。例如，可以提及硫醇烯树脂，聚氨酯，氨基甲酸酯-丙烯酸酯和聚酯-丙烯酸酯树脂。作为树脂的替换，它可以是光固化的含水凝胶，例如聚丙烯酰胺凝胶。
作为变型，最初以粘性，液态或糊状状态沉积的层可以是通过溶胶-凝胶方法沉积的层，特别是包含基于二氧化硅的混合有机/无机基质的溶胶-凝胶层。这种溶胶-凝胶层是特别有利的，因为它提供了精确调节其折光指数值的可能性，使得它尽可能接近纹理化外层的值。根据本发明，透明层状元件的两个外层之间的折光指数一致或折光指数差对应于其组成电介质材料在550nm处的折光指数之差的绝对值。指数差异越小，穿过层状元件的视野越清晰。特别地，使用小于或等于0.050，优选小于或等于0.030并且更优选小于或等于0.015的指数一致来获得优异的视野。
根据本发明的一个方面，透明层状元件的两个外层中的至少一个是基于聚合物材料，特别是可热成型或压敏的聚合物材料的间隔片，即用作为在层压窗玻璃中夹层的片材类型。特别地，它可以是至少一个基于聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)，聚氨酯(PU)，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)，聚氯乙烯(PVC)的片材。这种基于聚合物材料的层可以用作层压夹层，其可以作为附加层被层压或压延到基材上，例如透明或超透明玻璃。
根据本发明的一个方面，透明层状元件可以是柔性膜。这种柔性薄膜有利地在其一个主外表面上被提供有粘合剂层，该粘合剂层被覆盖有用于粘合薄膜的旨在被去除的保护条。然后，呈柔性薄膜形式的层状元件能够通过粘合到存在的表面(例如透明窗玻璃的表面)上来提供，以便赋予该表面漫反射性质，同时保持穿过窗玻璃的镜面透射性质。在其上被提供有呈柔性薄膜形式的透明层状元件的窗玻璃可以是平的或弯曲的窗玻璃。
本发明还涉及一种透明窗玻璃，其包含如上所述的透明层状元件。本发明更具体地涉及一种透明投影屏，其包含如上所述的透明层状元件。
在一个实施方案中，透明窗玻璃或投影屏还包含至少一个抵靠透明层状元件进行定位的附加层，其优选地选自：
-选自聚合物，玻璃或陶瓷的透明基材，其包含两个光滑的主表面，
-最初处于适于成形操作的粘性，液态或糊状状态的可固化材料，特别是溶胶-凝胶层，
-基于聚合物材料的夹层片材，特别是可热成型或压敏的。
有利地，结合有层状元件的透明窗玻璃或投影屏幕包含至少一个在空气和形成窗玻璃的外部主表面的层的构成材料之间的界面处的抗反射涂层，其旨在在玻璃上投影图像时与投影仪相反。添加抗反射涂层使得可以减少透明层状元件内的多次反射，从而改善投影图像的质量。
被提供在窗玻璃或透明投影屏的至少一个外主表面上的抗反射涂层可以是允许减少在空气与形成外主表面的层之间的界面处的辐射反射的任何类型。特别地，它可以是在空气的折光指数和形成主外表面的层的折光指数之间的折光指数层，例如通过真空沉积在形成外主表面的层的表面上的层或溶胶-凝胶型多孔层，或者，在形成外主表面的层由玻璃制成的情况下，这种由通过“蚀刻”类型的酸处理获得的玻璃层的中空表面部分。作为变型，抗反射涂层可以由具有交替地较低和较强的折光指数的薄层堆叠体(在空气和形成外主表面的层之间的界面处充当干涉滤光器)形成或者可以由在空气的折光指数和形成外主表面的层的折光指数之间具有连续或分级的折光指数梯度的薄层堆叠体形成。
透明层状元件和透明窗玻璃或投影屏的光滑外表面可以是平面的或弯曲的。特别地，透明层状元件可以在弯曲窗玻璃中使用，例如用于建筑物或车辆，尤其是汽车。根据本发明的一个方面，透明层状元件的光滑外表面可以彼此不平行，例如在旨在用于另外包含称为抬头显示(HUD)的显示系统的装置的楔形层状元件(以避免双重图像现象)的情况下。在其他应用中，层状元件的光滑的外主表面优选地彼此平行，这有助于限制穿过层状元件的辐射的光散射，并因此改善穿过层状元件的视野的清晰度。
附图说明
本发明的特征和优点将在以下在根据本发明的层状元件和透明窗玻璃或投影屏的多个实施方案的描述中得到显现，所述描述仅仅作为示例给出并参考附图，其中：
-图1是示意显示在根据现有技术的层状元件上的入射辐射的漫反射和镜面反射。
-图2是根据本发明的层状元件的示意性横截面，投影仪的位置也在该图中示出。
-图2a是图2的层状元件的细节的更大比例尺的视图，根据第一种替代方案。
-图2b是图2的层状元件的细节的更大比例尺的视图，根据第二种替代方案。
-图3是投影系统的示意性横截面图，包含投影仪和含图2的层状元件的窗玻璃，对于窗玻璃结构的第一种变型。
-图4是投影系统的类似于图3的横截面图，其包含投影仪和包含图2的层状元件的窗玻璃，对于窗玻璃结构的第二种变型。
-图5a是根据本发明第一种实施方案的层状元件的纹理化接触表面的拓扑图。
-图5b示意性地示出了图5a的纹理化接触表面的斜率分布。
-图6a是根据本发明第二种实施方案的层状元件的纹理化接触表面的拓扑图。
-图6b示意性地示出了图6a的纹理化接触表面的斜率分布。
-图7a是根据本发明第三种实施方案的层状元件的纹理化接触表面的拓扑图。
-图7b示意性地示出了图7a的纹理化接触表面的斜率分布。
-图8示意性地示出了根据本发明第四种实施方案的层状元件的纹理化接触表面的斜率分布。
-图9示意性地示出了根据本发明第五种实施方案的层状元件的纹理化接触表面的斜率分布。
-图10示意性地示出了根据本发明第六种实施方案的层状元件的纹理化接触表面的斜率分布。
-图11示意性地示出了根据本发明第七种实施方案的层状元件的纹理化接触表面的斜率分布。
-图12是示出在根据本发明的层状元件上的入射辐射的漫反射和镜面反射的示意图。
详细说明
除非另有说明，否则出现在不同图中的相同元件具有唯一的附图标记。为了清楚起见，在图2-4中没有严格遵守不同层的相对厚度。另外，在这些图中没有示出构成中间层的层或每个层的厚度作为纹理斜率的函数的可能变化，应该理解，这种可能的厚度变化不会影响纹理化接触表面的平行度。实际上，对于每个给定的纹理斜率，纹理化接触表面彼此平行。此外，应注意，接触表面仅在图2至4中示意性地示出，应理解它们的纹理符合本发明的斜率分布标准。
图1，其示意性地示出了根据现有技术的层状元件上的入射辐射的漫反射和镜面反射，如前所述。
图2示出了根据本发明的层状元件1，其包含两个外层2和4，它们由具有基本相同的折光指数n2，n4的透明电介质材料组成。每个外层2或4具有光滑的主表面，分别为2A或4A，指向层状元件的外部，以及纹理化主表面，分别为2B或4B，指向层状元件的内部。
内表面2B和4B的纹理彼此互补。纹理化表面2B和4B彼此相对地进行定位，其构造中它们的纹理彼此严格平行。层状元件1还包含接触地插入在纹理化表面2B和4B之间的中间层3。
图2a示出了另一个实施方案，根据该实施方案，中间层3是单层的并且由透明材料构成，该透明材料是金属或其折光指数n3不同于外层2和4的折光指数的电介质。图2b示出了一个实施方案，根据该实施方案，中间层3由多个层31，32，...，3k的透明堆叠体形成，其中层31至3k中的至少一个是金属层或其折光指数不同于外层2和4的介电层。优选地，在堆叠体端部处的两个层31和3k中的至少每一个是金属层或具有与外层2和4的折光指数n31或n3k不同的折光指数n31或n3k的介电层。
在图2a和2b中，S0表示外层2和中间层3之间的接触表面，S1表示中间层3和外层4之间的接触表面。而且，在图2b中，从最接近表面S0的接触表面开始，将中间层3的内部接触表面连续地标注为S2至Sk。
在图2a的变型中，由于中间层3在彼此平行的纹理化表面2B和4B之间接触的布置，在外层2和中间层3之间的接触表面S0是纹理化的并且与在中间层3和外层4之间的接触表面S1平行。换言之，中间层3是具有均匀厚度e3的纹理化层，厚度垂直于接触表面S0和S1获取。
在图2b的变型中，组成中间层3的堆叠体的两个相邻层之间的每个接触表面S2，...，Sk进行纹理化并且严格地平行于在外层2、4和中间层3之间的接触表面S0和S1。因此，在层状元件1的相邻层(是不同的物种，电介质或金属，或具有不同折光指数的电介质)之间的所有接触表面S0，S1，...，Sk进行纹理化并且彼此平行。特别地，组成中间层3的堆叠体的每个层31，32，...，3k具有均匀的厚度e31，e32，...，E3k，厚度垂直于接触表面S0，S1，......，Sk获取。
根据本发明的一个方面，构成中间层3的层或每个层的厚度e3或e31，e32，...，E3k小于层状元件1的每个纹理化接触表面S0，S1或S0，S1，...，Sk的图案的平均高度。这个条件对于提高在中间层3的层中的辐射的进入界面和离开该层的辐射的输出界面是平行的可能性是重要的，因此，增加了穿过层状元件1的辐射的镜面透射百分比。为了不同层的可见性，在所述图中没有严格地遵循这种条件。实际上，当中间层3是薄层或薄层堆叠体时，中间层3的每个层的厚度e3或e31，e32，...，E3k约为或者小于层状元件的每个纹理化接触表面的图案的平均高度的1/10。
图3和4中的每一个是投影系统的示意性横截面，包含投影仪P和包含图2的层状元件1的窗玻璃10。图3和4作为非-限制性的例子示出了用于窗玻璃10的两种可能结构。
在图3中所示的窗玻璃10的第一实例中，第一外层2是由透明或超透明窗玻璃制成的纹理化基材，第二外层4由夹层片材形成，例如由PVB制成，其具有与基材2基本相同的折光指数并且其与中间层3的纹理化表面的纹理共形。夹层片材4通过其外表面4A压延在由透明或超透明玻璃(例如由Saint-Gobain Glass出售的SGG Planilux玻璃)制成的平面基材6上，其形成附加层。此外，窗玻璃1包含位于平面基材6的外主表面上的抗反射涂层7，该外主表面在将图像投影在窗玻璃10上时与投影仪P的相反。抗反射涂层7的存在使得可以减少在层状元件1内部的多次反射，从而改善投影图像的质量。
在图4中所示的窗玻璃10的第二实例中，第一外层2不是纹理化玻璃，而是例如由PVB制成的夹层片材，其具有与夹层片材4基本相同的折光指数。在该第二实例中，中间层3包含柔性膜31，例如厚度为约50-250μm的聚(甲基丙烯酸甲酯)(PMMA)膜，在其上沉积有由电介质材料或金属材料制成的薄层32，例如厚度为约50-75nm的TiO2薄层。使柔性薄膜31和薄层32的整体成形为波纹状或折叠状，以形成纹理化的中间层3，然后将其夹在夹层片材2和4之间，使得在层2，31，32和4之间的接触表面保持彼此平行。每个夹层片材2，4由其外表面2A，4A压延到由透明或超透明玻璃(例如由Saint-Gobain Glass销售的SGG Planilux型玻璃)制成的平面基材5或6上，其形成附加层。另外，如在图3的实例中，窗玻璃1包含在平面基材6的外主表面上的抗反射涂层7，该外主表面旨在当将图像投影在窗玻璃10上时与投影仪P相反。
层状元件1或包含它的窗玻璃适合用作投影屏。如在图2中所示，层状元件1的第一和第二外层2，4和中间层3平行于参考系(O，x，y，z)的Oxy平面延伸，其中，Ox轴沿着水平方向，Oy轴沿着相对于观察者垂直的方向。在图2的实例中，观察者位于投影仪P的一侧，面向层状元件1的光滑主表面2A。
层状元件1的每个纹理化接触表面S0，S1，...，Sk的纹理具有等式z=f(x，y)并且在接触表面的每个坐标点(X0，Y0)处具有第一定向斜率θx和第二定向斜率θy使得：
Figure DEST_PATH_IMAGE030
和
Figure DEST_PATH_IMAGE032
。
根据本发明，对应于每个斜率对(θx，θy)的频率的每个纹理化接触表面S0，S1，...，Sk的纹理的斜率分布不具有沿着第一正交坐标系(O，θx，θy)的轴Oθx，Oθy中的至少一个的轴对称性性，其中O对应于斜率对(0,0)，或者不具有沿着第二正交坐标系(O，θx'，θy')的至少一个轴Oθx'，Oθy'的轴对称性性，其中第二正交坐标系(O，θx'，θy')通过第一正交坐标系(O，θx，θy)旋转45°获得的。下面描述根据本发明实施方案的纹理的斜率分布的多个实例。
每个纹理化接触表面S0，S1，...，Sk的根据本发明的纹理有利地通过使在选自两个外层2和4的第一外层的主表面纹理化，特别是通过压花或3D打印(优选地来自计算机生成的纹理)，并且中间层3在第一外层的纹理化主表面上共形地沉积来获得。如果在沉积之后，中间层3的上表面被纹理化并平行于第一外层的纹理化主表面，则认为中间层3共形地沉积在第一外层的主纹理化表面上。中间层3以共形方式的沉积，或者中间层3的堆叠体的构成层在第一外层的主纹理化表面上的沉积优选通过阴极溅射进行，特别是通过由磁场辅助阴极溅射进行。
选自两个外层2和4的第二外层可以通过在中间层3的与第一外层相反的主纹理化表面上沉积具有与第一外层基本相同的折光指数的层来形成，并且它最初处于适于成形操作的粘性状态。因此，第二外层可以例如通过以下方法形成：g该方法包括最初以流体形式沉积可光交联和/或可光聚合材料层，然后照射该层，或通过溶胶-凝胶方法形成。作为变型，可以通过在中间层3的与第一外层相反的主纹理化表面上定位基于具有与第一外层基本相同的折光指数的聚合物材料的层来形成第二外层，然后，通过至少在聚合物材料的玻璃化转变温度下压缩和/或加热使该基于聚合物材料的层紧靠中间层3的纹理化主表面而共形。
图5a示出了根据本发明第一实施方案的层状元件1的纹理化接触表面的拓扑结构。图5b示意性地示出了图5a的纹理化接触表面的纹理的斜率分布。在该第一实施方案中，斜率分布具有沿轴线Oθx的轴对称性性，但不具有沿轴线Oθy，Oθx'和Oθy'的轴对称性性。
图6a示出了根据本发明第二实施方案的层状元件1的纹理化接触表面的拓扑结构。图6b示意性地示出了图6a的纹理化接触表面的纹理的斜率分布。在该第二实施方案中，斜率分布具有沿轴线Oθx'的轴对称性性，但不具有沿轴线Oθx，Oθy和Oθy'的轴对称性性。
图7a示出了根据本发明第三实施方案的层状元件1的纹理化接触表面的拓扑结构。图7b示意性地示出了图7a的纹理化接触表面的纹理的斜率分布。在该第三实施方案中，斜率分布不具有沿着任何轴Oθx，Oθy，Oθx'和Oθy'的轴对称性性。
如图5b，6b，7b中清楚可见。在第一，第二和第三实施方案中，层状元件1的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，具有一个不以O为中心的峰。该不以O为中心的峰对应于入射在层状元件1上的辐射的优先镜面反射方向，这是与镜面反射的方向不同的。因此，存在优先的观察角度以观察在层状元件1上或在包含它的窗玻璃10上的投影图像，该优先观察角度不同于镜面反射角。因此，位于优先观察角度的观察者可以以显著亮度观察投影图像，并且不会因层状元件1或窗玻璃10的光滑外表面上的镜面反射而眩目或被干扰。
图8示意性地示出了根据本发明第四实施方案的层状元件的纹理化接触表面的纹理的斜率分布。在该第四实施方案中，斜率分布具有沿轴Oθx和Oθy的轴对称性性，但不具有沿轴Oθx'和Oθy'的轴对称性性。而且，如在图8中的每个峰的椭圆形状所示，峰的宽度是不对称的，并且沿着轴Oθx比沿着轴Oθy更大，这反映了对于观察者而言，沿着Ox轴比沿着Oy轴更大的观察角度范围。在实践中，对于斜率分布的每个峰，定义纵横比，其是峰的最大宽度(其选自沿着轴Oθx的宽度和沿着轴Oθy的宽度)与峰的最小宽度(其选自沿着轴Oθx的宽度和沿着轴Oθy的宽度)的比率。有利地，当希望沿着一个方向Ox或Oy具有更宽的角度观察范围时，例如当层状元件形成集成在环境(其中观看屏幕的可能性在两个方向之一中受到限制)中的屏幕时，可以为至少一个峰选择不同于1的纵横比值。有利地，纵横比在1-20之间。
图9示意性地示出了根据本发明第五实施方案的层状元件的纹理化接触表面的纹理的斜率分布。在该第五实施方案中，斜率分布具有沿轴Oθx'和Oθy'的轴对称性性，但是不具有沿轴Oθx和Oθy的轴对称性性。
图10示意性地示出了根据本发明第六实施方案的层状元件的纹理化接触表面的纹理的斜率分布。在该第六实施方案中，斜率分布不具有沿着任何轴Oθx，Oθx'，Oθy和Oθy'的轴对称性性。
图11示意性地示出了根据本发明第七实施方案的层状元件的纹理化接触表面的纹理的斜率分布。在该第七实施方案中，斜率分布具有沿轴线Oθy的轴对称性性，但不具有沿轴线Oθx，Oθx'和Oθy'的轴对称性性。
如在图8至11中清楚可见，在第四，第五，第六和第七实施方案中，层状元件1的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，具有两个不以O为中心的峰。这两个不以O为中心的峰对应于在层状元件1上的入射辐射的镜面反射的两个优先方向，它们彼此不同并且不同于镜面反射的方向。因此，存在两个优先的观察角度来观察在层状元件1上或在包含它的窗玻璃10上的投影图像，这两个优先观察角度中的每一个都与镜面反射角度不同。因此，对于根据这两个优先观察角度中的一个或另一个定位的观察者而言，投影图像以高亮度显现并且没有因在层状元件1或窗玻璃10的光滑外表面上的镜面反射而产生眩光的风险。
对于根据本发明的层状元件也可以设想在所述图中未示出的其它实施方案，尤其这样的实施方案：其中层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，具有数量n个不以O为中心的峰，其中n≥3，这对应于在层状元件上的入射辐射的镜面反射的n个优先方向，它们是相互不同的，并且与镜面反射的方向不同。这时存在n个优先观察角度以观察在层状元件上或包含它的窗玻璃上的投影图像。不以O为中心的峰的数量影响每个峰的亮度，如果峰的数量越多时，每个峰的亮度是更低的。因此，还根据所使用的投影仪的发光功率，可以找到在对于形成屏幕的层状元件所希望的观察角度数量和对于每个观察角度的亮度之间的折衷。
注意的是，在实践中，根据任何前述任一个实施方案的层状元件的每个纹理化接触表面的纹理的斜率分布也具有以O为中心的峰，其对应于斜率对(O，O)，如图5b，6b，7b和8至11中示意性所示。实际上，例如通过从计算机生成的“完美”纹理压印玻璃或聚合物材料获得的实际纹理化图案通常具有不是完美尖状但略浑圆的脊和末端。
图12示意性地示出了在根据本发明的层状元件1上的入射辐射Ri的漫反射和镜面反射。入射辐射的第一部分被光滑的外表面2A透射，然后由中间层3(图12中未示出)沿多个方向Rd漫反射。入射辐射的第二部分被光滑的外表面2A沿方向Rs以镜面方式反射。由于多个方向Rd不是围绕镜面反射方向Rs为中心，因此理想地相对于多个漫反射方向Rd定位以观察投影图像的观察者的观察角度αv不同于镜面反射的角度αs。如此定位的观察者不会因在光滑外表面2A上的不希望的镜面反射而眩目或干扰。
现在考虑将层状元件1的光滑外表面2A分成多个相同尺寸的像素，并且在每个纹理化接触表面上与所述像素垂直地进行每个像素的正交投影。由此定义了所述像素的每个接触表面的纹理。像素通常是矩形的。每个像素内的每个接触表面的纹理具有斜率分布fpix(θx，θy)，该斜率分布具有与总接触表面的纹理的斜率分布ftot(θx，θy)的一定相关系数r。相关系数r通过以下关系定义：
Figure DEST_PATH_IMAGE034
其中
Figure DEST_PATH_IMAGE036
是所有斜率上函数f pix 的平均值，
Figure DEST_PATH_IMAGE038
是所有斜率上函数f tot 的平均值。
有利地，根据本发明，每个像素是具有至少一个长度小于或等于500μm，优选小于或等于200μm的侧边的矩形，并且，对于N个像素的样本，样本的每个像素的相关系数r的平均值大于或等于0.8，优选大于或等于0.9。因此，每个像素足以代表总接触表面的纹理，即层状元件的每个所述纹理化接触表面的纹理的斜率分布，以确保令人满意的分辨率，特别是当层状元件或者包含它的窗玻璃用作投影屏幕时。在定向漫反射的层状元件的情况下，对足够分辨率的需要性是特别重要的，使得层状元件的整个表面或包含它的窗玻璃的整个表面均匀地提供辐射沿着与优先观察角度相对应的一个或多个优先方向的重定向。
在每个样本中像素的数量N优选地使得N≥3。优选地，每个样本的像素是随机选择的。另外，优选地，通过去除具有最高相关系数的像素和具有最低相关系数的像素，从N+2个像素中选择N个像素的样本。

Claims (21)

1.透明层状元件(1)，其包含：
-两个具有相同的折光指数(n2，n4)的透明外层(2,4)，并且每个外层具有光滑的外主表面(2A，4A)，和
-插入在外层(2,4)之间的中间层(3)，中间层(3)包含至少一个其折光指数(n3)不同于外层的折光指数的透明层或金属层，
其中在层状元件(1)的两个相邻层之间的所有接触表面(S0，S1，...，Sk)进行纹理化并且彼此平行，其中该两个相邻层中的一个是金属层，或者它们是两个具有不同折光指数的透明层，
其特征在于对于在层状元件(1)一侧上的入射辐射(Ri)，层状元件(1)的光漫反射在与镜面反射方向(Rs)不同的方向上具有至少一个最大值，
在层状元件的两个相邻层之间的每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理具有等式z=f(x，y)并且在接触表面的每个坐标点(X0，Y0)处具有第一定向斜率θx和第二定向斜率θy，使得：
Figure 161160DEST_PATH_IMAGE001
和
Figure 830039DEST_PATH_IMAGE002
，
和特征在于层状元件(1)的表面被分成多个具有相同尺寸的像素，每个像素具有至少一个长度小于或等于500μm的侧边，在每个像素内的每个纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理具有斜率分布fpix(θx，θy)，该斜率分布具有与整体纹理化接触表面的纹理的斜率分布ftot(θx，θy)的相关系数r，其中层状元件使得：对于具有N个像素的样本，样本的每个像素的相关系数r(fpix，ftot)的平均值大于或等于0.8。
2.根据权利要求1所述的透明层状元件，其特征在于，所述层状元件(1)旨在由与参考系(O，x，y，z)的Oxy平面平行延伸的观察者使用，其中轴Ox沿着水平方向，轴Oy沿着相对于观察者垂直的方向，
在层状元件的两个相邻层之间的每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理具有等式z=f(x，y)并且在接触表面的每个坐标点(X0，Y0)处具有第一定向斜率θx和第二定向斜率θy，使得：
Figure 823403DEST_PATH_IMAGE003
和
Figure 515415DEST_PATH_IMAGE002
，其中该两个层中的一个是金属层，或者它们是两个具有不同折光指数的透明层，
每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，不具有沿着第一正交坐标系(O，θx，θy)的至少一个轴(Oθx，Oθy)的轴对称性，其中O对应于斜率对(0,0)，或者不具有沿着第二正交坐标系(O，θx'，θy')的至少一个轴(Oθx'，Oθy')的轴对称性，第二正交坐标系通过第一正交坐标系(O，θx，θy)旋转45°获得。
3.根据权利要求2所述的透明层状元件，其特征在于，每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，不具有沿着以O为中心的正交坐标系的至少一个轴的轴对称性。
4.根据权利要求2或3中任一项所述的透明层状元件，其特征在于，每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，具有，除了任选的以O为中心的峰之外，不以O为中心的单峰。
5.根据权利要求2或3中任一项所述的透明层状元件，其特征在于，每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，具有，除了任选的以O为中心的峰之外，至少两个不以O为中心的峰。
6.根据权利要求5所述的透明层状元件，其特征在于，每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理的斜率分布的所有峰沿着以O为中心的正交坐标的单个轴排成行。
7.根据权利要求5所述的透明层状元件，其特征在于，每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，具有两个相对于以O为中心的正交坐标的轴之一彼此对称的峰。
8.根据权利要求2所述的透明层状元件，其特征在于，每个所述纹理化接触表面(S0，S1，...，Sk)的纹理的斜率分布，其对应于每个斜率对(θx，θy)的频率，具有，除了任选的以O为中心的峰之外，至少一个不以O为中心的峰，其中纵横比不为1，其中纵横比是沿着轴Oθx的峰宽和沿着轴Oθy的峰宽之间的比率。
9.根据前述权利要求1至3中任一项所述的透明层状元件，其特征在于，所述样本的每个像素的相关系数r(fpix，ftot)的平均值大于或等于0.9。
10.根据前述权利要求1至3中任一项所述的透明层状元件，其特征在于，每个像素具有至少一个长度小于或等于150微米的侧边。
11.根据前述权利要求1至3中任一项所述的透明层状元件，其特征在于，具有N个像素的样本选自N+2个像素，通过去除具有最高相关系数的像素和具有最低相关系数的像素。
12.根据前述权利要求1至3中任一项所述的透明层状元件，其特征在于，所述层状元件(1)是柔性膜。
13.根据权利要求1所述的透明层状元件，其特征在于，每个像素具有至少一个长度小于或等于200μm的侧边。
14.根据前述权利要求10所述的透明层状元件，其特征在于，每个像素具有至少一个长度小于或等于100微米的侧边。
15.透明窗玻璃(10)，其包含根据前述权利要求中任一项所述的层状元件(1)。
16.根据权利要求15所述的透明窗玻璃，其特征在于，它还包含至少一个抵靠所述层状元件定位的附加层。
17.根据权利要求15或16中任一项所述的透明窗玻璃，其特征在于，它在空气与构成形成窗玻璃的外主表面的层的材料之间的界面处包含至少一个抗反射涂层(7)，构成所述形成窗玻璃的外主表面的层旨在当在窗玻璃上投影图像时相对于投影仪是相反的。
18.根据权利要求15所述的透明窗玻璃，其特征在于，所述透明窗玻璃(10)是透明投影屏。
19.根据权利要求16所述的透明窗玻璃，其特征在于，它还包含至少一个抵靠所述层状元件定位的附加层，选自：
-透明基材，其选自聚合物、玻璃或陶瓷，包含两个光滑的主表面，
-最初处于适于成形操作的粘性、液态或糊状状态的可固化材料，
-基于聚合物材料的夹层片材。
20.根据权利要求19所述的透明窗玻璃，其特征在于，所述最初处于适于成形操作的粘性、液态或糊状状态的可固化材料是溶胶-凝胶层。
21.根据权利要求19所述的透明窗玻璃，其特征在于，所述基于聚合物材料的夹层片材是可热成型或压敏的夹层片材。
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