CN116859596A - 抬头显示玻璃及抬头显示系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及抬头显示技术领域，特别涉及抬头显示玻璃及抬头显示系统。一种抬头显示玻璃，包括层叠的外玻璃板、热塑性中间层和内玻璃板，还包括透明导电层，所述透明导电层包括依次层叠的第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层，满足：0.7≤Ea4/Ea1≤1.2；抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的投影光线具有至少15％的反射率，所述投影光线包含40％～80％的S偏振光和20％～60％的P偏振光。本发明能够在非线偏振光成像时，减弱透明导电层带来的三重影现象，使驾驶员或乘客可以更清楚地观察抬头显示图像，提升用户的视觉舒适性和驾驶安全性。
Description
技术领域
本发明涉及抬头显示技术领域，特别涉及抬头显示玻璃及抬头显示系统。
背景技术
随着汽车智能化的发展，对汽车玻璃集成功能提出了更高要求，其中抬头显示(HUD，Head Up Display)的相关研究成为众多汽车厂家基于未来发展的趋势。目前，抬头显示系统通常包括投影装置和抬头显示玻璃，抬头显示玻璃可以作为车辆的前挡风玻璃，具有朝向车内的内表面和朝向车外的外表面，投影装置将图像信息投影到抬头显示玻璃的内表面上并经过抬头显示玻璃的反射进入到驾驶员的眼睛中。而传统投影装置产生的投影光线主要为S偏振光，这种投影光线在从空气到玻璃的内表面处和从玻璃到空气的外表面处分别被反射，从而产生两个偏移的图像，即所谓的二重影现象，导致HUD图像不清晰以及视觉舒适性较差。
同时，车辆的前挡风玻璃还有隔热甚至电加热功能的需求，可以在抬头显示玻璃中增设透明导电层，透明导电层可以具有多个金属层和介电层，由于透明导电层对投影光线也会产生反射，进而形成第三个偏移的图像，即所谓的三重影现象，导致HUD图像更加模糊，进而干扰驾驶员的视线，不利于安全驾驶，使驾驶员的视觉舒适性更差。
市场上已有的投影装置多采用TFT屏幕，其发射的投影光线主要为S偏振光，无法满足驾驶员佩戴墨镜的使用需求，因为墨镜通常仅允许P偏振光通过而阻挡S偏振光。近年来，汽车主机厂在积极探索P偏振光成像或非线偏振光成像，以满足客户的佩戴墨镜需求和市场的发展。对于非线偏振光成像来说，由于投影光线既包含S偏振光又包含P偏振光，如果在抬头显示玻璃中配置有透明导电层，则难以彻底消除三重影现象。
发明内容
基于此，本发明提供一种抬头显示玻璃及抬头显示系统，以解决非线偏振光成像时如何减弱透明导电层带来的三重影现象，使驾驶员或乘客可以更清楚地观察抬头显示图像，提升用户的视觉舒适性和驾驶安全性。
第一方面，本发明提供一种抬头显示玻璃，技术方案如下：
一种抬头显示玻璃，包括层叠的外玻璃板、热塑性中间层和内玻璃板，所述外玻璃板具有第一表面和第二表面，所述内玻璃板具有第三表面和第四表面，所述热塑性中间层位于所述第二表面和所述第三表面之间；
所述抬头显示玻璃还包括透明导电层，所述透明导电层位于所述第二表面上，或位于所述第三表面上，或位于所述热塑性中间层内；所述热塑性中间层具有楔形轮廓；所述透明导电层包括依次层叠的第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；
记所述第一金属层的物理厚度为Ea1和所述第四金属层的物理厚度为Ea4，所述Ea1与所述Ea4满足：0.7≤Ea4/Ea1≤1.2；
所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的投影光线具有至少15％的反射率，所述投影光线包含40％～80％的S偏振光和20％～60％的P偏振光。
在其中一些实施方式中，记所述第二金属层的物理厚度为Ea2和所述第三金属层的物理厚度为Ea3，所述Ea1、Ea2、Ea3和Ea4满足以下条件中的至少一个：
(1)0.80≤Ea4/Ea1≤1.1；
(2)0.60≤Ea4/Ea2≤0.80；
(3)0.60≤Ea4/Ea3≤0.80；
(4)Ea1+Ea2+Ea3+Ea4≥40nm；
(5)Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中的至少一个小于或等于11nm；
(6)Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中的最大值与最小值之差小于或等于5nm。
在其中一些实施方式中，所述第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层的材料各自独立地选自银和银合金中的一种或多种。
在其中一些实施方式中，所述透明导电层还包括第一介电层、第二介电层、第三介电层、第四介电层和第五介电层，所述第一介电层位于所述第一金属层远离所述第二金属层一侧，所述第二介电层位于所述第一金属层和第二金属层之间，所述第三介电层位于所述第二金属层和第三金属层之间，所述第四介电层位于所述第三金属层和第四金属层之间，所述第五介电层位于所述第四金属层远离所述第三金属层一侧；
记所述第一介电层的总物理厚度为Eo1、所述第二介电层的总物理厚度为Eo2、所述第三介电层的总物理厚度为Eo3、所述第四介电层的总物理厚度为Eo4和所述第五介电层的总物理厚度为Eo5；所述Eo1、Eo2、Eo3、Eo4和Eo5满足以下条件中的至少一个：
(1)0.40<Eo1/Eo2<0.90；
(2)0.40<Eo1/Eo3<0.90；
(3)0.35<Eo1/Eo4<0.90；
(4)0.50<Eo1/Eo5<1.50。
在其中一些实施方式中，所述Eo1、Eo2、Eo3、Eo4和Eo5满足以下条件中的至少一个：
(5)0.45≤Eo1/Eo2≤0.60；
(6)0.50≤Eo1/Eo3≤0.65；
(7)0.50≤Eo1/Eo4≤0.60；
(8)0.90≤Eo1/Eo5≤1.35。
在其中一些实施方式中，所述第一介电层、第二介电层、第三介电层、第四介电层和第五介电层中的至少一个包含至少两个介电子层，至少一个所述介电子层的折射率大于或等于2.0。
在其中一些实施方式中，至少一个所述介电子层为TiOx层或NbOx层，所述TiOx层和所述NbOx层的折射率均大于或等于2.3。
在其中一些实施方式中，所述第二介电层、第三介电层和第四介电层中的至少一个包含的至少一个介电子层为可见光吸收层，所述可见光吸收层的材料选自NiCr、NiCrOx、Ti、ZnSn和Sn中的至少一种。
在其中一些实施方式中，记所述可见光吸收层的物理厚度为Eo6，所述Eo6满足以下条件：Eo6/(Eo1+Eo2+Eo3+Eo4+Eo5)＝0.001～0.005。
在其中一些实施方式中，所述抬头显示玻璃满足以下特征中的至少一个：
(1)从所述第四表面一侧测量的所述抬头显示玻璃的可见光反射率小于10％；
(2)所述抬头显示玻璃的可见光透过率大于或等于70％。
在其中一些实施方式中，从所述第一表面一侧测量所述抬头显示玻璃的8°反射颜色和65°反射颜色，所述8°反射颜色的Lab值中a值小于0，且所述65°反射颜色的Lab值中a值小于0。
在其中一些实施方式中，所述透明导电层的方阻小于或等于0.7Ω/□。
在其中一些实施方式中，所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为400nm～700nm的投影光线的图像亮度比C(400～700)≤0.17。
在其中一些实施方式中，所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为600nm～700nm的投影光线的图像亮度比C(400～700)≤0.45。
在其中一些实施方式中，记所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为469nm、532nm、629nm的投影光线的反射率为R4(469)、R4(532)、R4(629)，所述R4(469)、R4(532)和R4(629)中的最大值与最小值之差小于或等于4％。
在其中一些实施方式中，所述楔形轮廓具有至少一个楔角，所述楔角为0.05mrad～0.6mrad。
在其中一些实施方式中，所述抬头显示玻璃还包括与所述透明导电层直接电接触的第一汇流母线和第二汇流母线，供电电源通过所述第一汇流母线和第二汇流母线向所述透明导电层内输入电流，所述供电电源能够提供12V～60V的供电电压。
第二方面，本发明提供一种抬头显示系统，技术方案如下：
一种抬头显示系统，包括投影装置和如上所述的抬头显示玻璃，所述投影装置用于产生投影光线，所述投影光线包含40％～80％的S偏振光和20％～60％的P偏振光，所述投影光线以38°～85°入射角入射到所述抬头显示玻璃的第四表面上。
在其中一些实施方式中，所述抬头显示系统还包括至少一个传感器，所述传感器安装于所述第四表面上，所述传感器发射和/或接收的检测信号穿过所述抬头显示玻璃，所述抬头显示玻璃的用于检测信号穿过的区域为信号透过窗口，所述信号透过窗口内不设置所述透明导电层。
与传统方案相比，本发明具有以下有益效果：
本发明的抬头显示玻璃及抬头显示系统，通过对透明导电层的设计使透明导电层对波长为400nm～700nm和600nm～700nm的投影光线具有较低的反射率，从而在保证抬头显示玻璃具有隔热、电加热功能的基础上，能够大幅度降低因透明导电层反射形成的重影的亮度和识别度，有利于达到目视无重影的效果，提高热舒适性、视觉舒适性以及驾驶安全性。同时，本发明对投影装置发射的投影光线无特殊要求，可摆脱传统的TFT屏幕投影的限制，也无须对普通屏幕投影进行线偏振化设计，可匹配更多的OLED、LCD等屏幕投影使用，以及满足车内人员佩戴墨镜的需求。
附图说明
图1为本发明的一个实施方式提供的抬头显示系统的结构示意图；
图2为本发明的另一个实施方式提供的抬头显示玻璃的剖面结构示意图；
图3为本发明的一个实施方式提供的透明导电层的剖面结构示意图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细的说明。本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明公开内容理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。
术语
除非另外说明或存在矛盾之处，本文中使用的术语或短语具有以下含义：
本发明中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是至少一个，例如一个，两个等，除非另有明确具体的限定。
本发明中，涉及到数值区间，如无特别说明，则包括数值区间的两个端点。
本发明中，“层”可以理解为单层，或者多层的重叠。
本发明中，所述入射角是在投影装置产生的投影光线入射至抬头显示玻璃的一面上时与该面法线之间的夹角。
本发明中，折射率为透射光在550nm波长处的折射率。
请参见图1，本发明一实施方式提供的抬头显示系统包括投影装置100和抬头显示玻璃200，所述投影装置100用于产生投影光线101，所述抬头显示玻璃200包括层叠的外玻璃板11、热塑性中间层13、内玻璃板12和透明导电层14，所述外玻璃板11具有第一表面111和第二表面112，所述内玻璃板12具有第三表面121和第四表面122，所述热塑性中间层13位于所述第二表面112和所述第三表面121之间。所述透明导电层14包括多个金属层，具有对可见光高透过率、对红外线高反射率以及良好的导电特性，使抬头显示玻璃在实现抬头显示功能的基础上，还具有优异的隔热性能甚至电加热性能。
在本实施方式中，所述投影光线101包含40％～80％的S偏振光和20％～60％的P偏振光，所述投影光线101以38°～85°入射角入射到所述抬头显示玻璃200的第四表面122上，所述投影光线101经过所述抬头显示玻璃200的反射进入人眼300中，从而使人眼观察到位于所述抬头显示玻璃200前方的抬头显示(HUD)图像400。具体地，所述投影光线101包含40％的S偏振光和60％的P偏振光、50％的S偏振光和50％的P偏振光、60％的S偏振光和40％的P偏振光、70％的S偏振光和30％的P偏振光、80％的S偏振光和20％的P偏振光，优选所述投影光线101包含50％～70％的S偏振光和30％～50％的P偏振光，既能满足抬头显示图像的较高亮度要求，又能满足驾驶员佩戴墨镜的需求。
可以理解地，外玻璃板11、内玻璃板12、热塑性中间层13和透明导电层14沿抬头显示玻璃200的厚度方向层叠，所述外玻璃板11的第一表面111朝向车外且比第二表面112远离热塑性中间层13，所述内玻璃板12的第四表面122朝向车内且比第三表面121远离热塑性中间层13。其中，所述热塑性中间层13夹设在第二表面112和第三表面121之间，用于将外玻璃板11和内玻璃板12粘结在一起形成夹层玻璃结构；其材料可以选用聚乙烯醇缩丁醛(PVB)、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、离子型聚合物膜(SGP)等。热塑性中间层13可以为单层结构，也可以为多层结构，例如两层结构、三层结构、四层结构甚至五层结构，以热塑性中间层13为三层PVB举例，其中一层PVB的增塑剂含量更高从而使抬头显示玻璃200具有隔音功能，其中至少一层PVB具有楔形轮廓从而使抬头显示玻璃200能够消除部分重影现象。
所述透明导电层14位于所述第二表面112上，或位于所述第三表面121上，或位于所述热塑性中间层13内。在本实施方式中，如图1所示，所述透明导电层14直接设置在所述第二表面112上；在另一个实施方式中，如图2所示，所述透明导电层14直接设置在所述第三表面上121上；在又一实施方式中，所述透明导电层14直接设置在热塑性薄膜上，热塑性薄膜的材料可以选用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚酰亚胺(PI)、三醋酸纤维素酯(TAC)等，设置有透明导电层14的热塑性薄膜被夹设在所述第二表面112和所述第三表面121之间，具体可以位于所述第二表面112与所述热塑性中间层13之间，也可以位于所述热塑性中间层13与所述第三表面121之间，还可以位于所述热塑性中间层13内，例如热塑性中间层13包括两层透明PVB，设置有透明导电层14的热塑性薄膜被夹设在在两层透明PVB之间。其中，所述透明导电层14可以通过磁控溅射工艺沉积在第二表面112上、第三表面121上或热塑性薄膜上。
本实施方式的抬头显示玻璃200对投影装置100发射的投影光线101无特殊要求，可摆脱传统的TFT屏幕投影的限制，也无须对普通屏幕投影进行线偏振化设计，可匹配更多的OLED、LCD等屏幕投影使用。也就是说，本发明所述的投影光线101为既包含S偏振光又包含P偏振光的混合偏振光，例如自然光、部分偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光等，既能满足抬头显示图像的较高亮度要求，又能满足驾驶员佩戴墨镜的需求。
可以理解地，所述投影光线101在形成抬头显示(HUD)图像400过程中，会分别在第四表面122、透明导电层14和第一表面111上发生反射，以在第四表面122上发生的反射形成的图像作为HUD主像，以在第一表面111上发生的反射形成的图像作为第一重影，以在透明导电层14上发生的反射形成的图像作为第二重影。为了直接消除第一重影，本实施方式采用的热塑性中间层13具有楔形轮廓，相比于常规等厚的热塑性中间层，具有楔形轮廓的热塑性中间层13能够实现第一重影与HUD主像的重叠，从而消除目视重影。本实施方式中，当抬头显示玻璃200安装于车辆作为前挡风玻璃时，所述热塑性中间层13呈上端厚度大于下端厚度的楔形轮廓。优选地，所述楔形轮廓具有至少一个楔角，所述楔角为0.05mrad～0.6mrad。具体地，所述楔形轮廓可以具有一个恒定楔角，例如0.05mrad、0.1mrad、0.15mrad、0.2mrad、0.25mrad、0.3mrad、0.35mrad、0.4mrad、0.45mrad、0.5mrad、0.55mrad、0.6mrad等。所述楔形轮廓也可以具有多个恒定楔角，例如两个恒定楔角、三个恒定楔角甚至更多个恒定楔角，两个恒定楔角可以为实现HUD图像的第一楔角0.38mrad、实现相机窗口无透视重影的第二楔角0.10mrad，三个恒定楔角可以为实现第一HUD图像的第一楔角0.5mrad、实现第二HUD图像的第一楔角0.4mrad、实现第三HUD图像的第三楔角0.2mrad等。在具有恒定楔角的区段，楔形轮廓的厚度线性变化。可以理解的是，所述楔形轮廓还可以具有连续可变的楔角，连续可变的楔角使楔形轮廓的厚度非线性变化，连续可变的楔角可以获得视场角FOV更大、图像尺寸更大的无目视重影的抬头显示图像。
在本实施方式中，如图3所示，所述透明导电层14包括沿抬头显示玻璃200的厚度方向依次层叠的第一介电层141、第一金属层142、第二介电层143、第二金属层144、第三介电层145、第三金属层146、第四介电层147、第四金属层148、第五介电层149。其中，在本实施方式中，所述透明导电层14可以通过磁控溅射工艺沉积在第二表面112上时，第一介电层141直接沉积在第二表面112上，第一金属层142、第二介电层143、第二金属层144、第三介电层145、第三金属层146、第四介电层147、第四金属层148和第五介电层149依次远离所述第二表面112；在另一实施方式中，所述透明导电层14可以通过磁控溅射工艺沉积在第三表面121上时，第一介电层141直接沉积在第三表面121上，第一金属层142、第二介电层143、第二金属层144、第三介电层145、第三金属层146、第四介电层147、第四金属层148和第五介电层149依次远离所述第三表面121；在又一实施方式中，所述透明导电层14可以通过磁控溅射工艺沉积在热塑性薄膜上时，第一介电层141直接沉积在热塑性薄膜上，第一金属层142、第二介电层143、第二金属层144、第三介电层145、第三金属层146、第四介电层147、第四金属层148和第五介电层149依次远离所述热塑性薄膜。对于因透明导电层14发生反射形成的第二重影，本发明通过对透明导电层14进行膜系设计，使透明导电层14对波长为400nm～700nm和600nm～700nm的投影光线101具有较低的反射率，实现所述抬头显示玻璃200对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为400nm～700nm的投影光线101的图像亮度比C(400～700)≤0.15，实现所述抬头显示玻璃200对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为600nm～700nm的投影光线101的图像亮度比C(600～700)≤0.3，在保证抬头显示玻璃200具有隔热、电加热功能的基础上，能够大幅度降低因透明导电层14反射形成的重影的亮度和识别度，有利于达到目视无重影的效果，从而提高热舒适性、视觉舒适性以及驾驶安全性。同时，为了实现更好的抬头显示效果，所述抬头显示玻璃200对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的投影光线101具有至少15％的反射率，例如15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％等。
其中，所述第一金属层142、第二金属层144、第三金属层146和第四金属层148的材料各自独立地选自银和银合金中的一种或多种，所述银合金优选为银与金、铝、铜、铟和铂金中至少一种的合金。
记所述第一金属层142的物理厚度为Ea1和所述第四金属层148的物理厚度为Ea4，所述Ea1与所述Ea4满足：0.7≤Ea4/Ea1≤1.2。可以理解地，Ea4/Ea1可以为0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15、1.2等。优选地，0.75≤Ea4/Ea1≤1.15，0.80≤Ea4/Ea1≤1.1，或0.80≤Ea4/Ea1≤1.05。更优选地，或0.80≤Ea4/Ea1≤1。进一步优选，0.80≤Ea4/Ea1≤0.95。
记所述第二金属层144的物理厚度为Ea2和所述第三金属层146的物理厚度为Ea3，所述Ea1、Ea2、Ea3和Ea4满足以下条件中的至少一个：
(1)0.60≤Ea4/Ea2≤0.80；
可以理解地，Ea4/Ea2可以为0.60、0.65、0.70、0.75、0.80等。
(2)0.60≤Ea4/Ea3≤0.80；
可以理解地，Ea4/Ea3可以为0.60、0.65、0.70、0.75、0.80等。
(3)Ea1+Ea2+Ea3+Ea4≥40nm；
可以理解地，四个金属层的物理厚度之和Ea1+Ea2+Ea3+Ea4可以为40nm、41nm、42nm、43nm、44nm、45nm、46nm、47nm、48nm、49nm、50nm、51nm、52nm、53nm、54nm、55nm、56nm等。优选地，45nm≤Ea1+Ea2+Ea3+Ea4≤55nm。
(4)Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中的至少一个小于或等于11nm；
可以理解地，Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中可以仅有一个小于或等于11nm，例如Ea4≤11nm；Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中也可以仅有两个小于或等于11nm，例如Ea1≤11nm，且Ea4≤11nm。
(5)Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中的最大值与最小值之差小于或等于5nm；
可以理解地，Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中的最大值与最小值之差可以为3nm、3.5nm、4nm、4.5nm、5nm等。
其中，所述第一介电层141位于所述第一金属层142远离所述第二金属层144一侧，所述第二介电层143位于所述第一金属层142和第二金属层144之间，所述第三介电层145位于所述第二金属层144和第三金属层146之间，所述第四介电层147位于所述第三金属层146和第四金属层148之间，所述第五介电层149位于所述第四金属层148远离所述第三金属层146一侧。第一介电层141、第二介电层143、第三介电层145、第四介电层147和第五介电层149的材料各自独立地选自Zn、Mg、Sn、Ti、Nb、Zr、Ni、In、Al、Ce、W、Mo、Sb、Bi元素的氧化物，或Si、Al、Zr、Y、Ce、La元素的氮化物、氮氧化物及其混合物中的至少一种，例如锡酸锌、掺镁锡酸锌、氧化锌、掺镁氧化锌、掺锆氧化锌、氧化铌、氧化铋、掺铝氧化锌、氧化锆、氧化钛、过氧化钛等。可选地，第一介电层141、第二介电层143、第三介电层145、第四介电层147和第五介电层149各自独立地包含至少两个介电子层，例如图3中示出第一介电层141包含两个介电子层，第二介电层143、第三介电层145、第四介电层147分别包含四个介电子层，第五介电层149包含三个介电子层。可以理解的是，各介电层为单层结构时，其总物理厚度为该层的物理厚度；各介电层为多层结构时，其总物理厚度为该层的所有介电子层的物理厚度之和。
记所述第一介电层的总物理厚度为Eo1、所述第二介电层的总物理厚度为Eo2、所述第三介电层的总物理厚度为Eo3、所述第四介电层的总物理厚度为Eo4和所述第五介电层的总物理厚度为Eo5；所述Eo1、Eo2、Eo3、Eo4和Eo5满足以下条件中的至少一个：
(1)0.40<Eo1/Eo2<0.90；
可以理解地，Eo1/Eo2可以为0.41、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.89等。优选地，0.45≤Eo1/Eo2≤0.80。更优选地，0.45≤Eo1/Eo2≤0.70。进一步优选地，0.45≤Eo1/Eo2≤0.60。
(2)0.40<Eo1/Eo3<0.90；
可以理解地，Eo1/Eo3可以为0.41、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.89等。优选地，0.45≤Eo1/Eo3≤0.80。更优选地，0.50≤Eo1/Eo3≤0.75。进一步优选地，0.50≤Eo1/Eo3≤0.65。
(3)0.35<Eo1/Eo4<0.90；
可以理解地，Eo1/Eo4可以为0.36、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.89等。优选地，0.40≤Eo1/Eo4≤0.80。更优选地，0.45≤Eo1/Eo4≤0.70。进一步优选地，0.50≤Eo1/Eo4≤0.60。
(4)0.50<Eo1/Eo5<1.50；
可以理解地，Eo1/Eo5可以为0.51、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、1.00、1.05、1.10、1.15、1.20、1.25、1.30、1.35、1.40、1.45、1.49等。优选地，0.55≤Eo1/Eo5≤1.45。更优选地，0.70≤Eo1/Eo5≤1.40。进一步优选地，0.90≤Eo1/Eo5≤1.35。
在一些实施方式中，所述第一介电层141、第二介电层143、第三介电层145、第四介电层147和第五介电层149中的至少一个包含至少两个介电子层，至少一个介电子层的折射率大于或等于2.0。优选地，至少一个介电子层的材料为TiOx或NbOx，所述TiOx层和所述NbOx层的折射率大于或等于2.3。
在一些实施方式中，所述第二介电层143、第三介电层145和第四介电层147中的至少一个包含的至少一个介电子层为可见光吸收层，所述可见光吸收层的材料选自NiCr、NiCrOx、Ti、ZnSn和Sn中的至少一种。优选地，所述可见光吸收层的物理厚度为Eo6，所述Eo6与所述Eo1、Eo2、Eo3、Eo4、Eo5满足：Eo6/(Eo1+Eo2+Eo3+Eo4+Eo5)＝0.001～0.005，具体可以为0.001、0.0015、0.002、0.0025、0.003、0.0035、0.004、0.0045、0.005等。
其中，所述多个金属层和所述多个介电层可以分别通过磁控溅射工艺逐层沉积，通过对金属层和介电层的材料和厚度进行优化设计，使所述透明导电层14能够承受后续高温热处理和其他弯曲成型工艺，并且得到的抬头显示玻璃200的光学性能、机械性能等均能够满足车辆玻璃的使用标准。
在一些实施方式中，从所述第四表面一侧测量的所述抬头显示玻璃200的可见光反射率小于10％，具体可以为9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％等，以防止车内仪表台在抬头显示玻璃200上形成清晰倒影，仪表台倒影会严重影响驾驶安全性和视觉舒适性。
在一些实施方式中，所述抬头显示玻璃200的可见光透过率大于或等于70％，具体可以为70％、71％、72％、73％、74％、75％、80％、85％等，以满足车辆玻璃的安全使用标准。
在一些实施方式中，从所述第一表面一侧测量所述抬头显示玻璃200的8°反射颜色和65°反射颜色，8°反射颜色的Lab值中a值小于0，且65°反射颜色的Lab值中a值小于0，以使抬头显示玻璃200具有优异的外观颜色。
在一些实施方式中，所述透明导电层14的方阻小于或等于0.7Ω/□，具体可以为0.4Ω/□、0.45Ω/□、0.5Ω/□、0.55Ω/□、0.6Ω/□、0.65Ω/□、0.7Ω/□等，以使抬头显示玻璃200具有优异的隔热性能。优选地，所述抬头显示玻璃200的太阳能总透过率小于或等于45％，具体可以为38％、39％、40％、41％、42％、43％、44％、45％等。
在一些实施方式中，所述透明导电层14还能够使抬头显示玻璃200具有优异的电加热性能，从而能够快速除霜、除雾、除冰、除雪等。为了实现电加热性能，所述抬头显示玻璃200还包括与所述透明导电层14直接电接触的第一汇流母线和第二汇流母线，供电电源通过所述第一汇流母线和第二汇流母线向所述透明导电层内输入电流，所述供电电源能够提供12V～60V的供电电压。
在一些实施方式中，所述抬头显示系统还包括至少一个传感器，所述传感器安装于所述第四表面122上，所述传感器发射和/或接收的检测信号穿过所述抬头显示玻璃200，所述抬头显示玻璃200的用于检测信号穿过的区域为信号透过窗口，所述信号透过窗口内不设置所述透明导电层14，从而避免透明导电层14对检测信号的干扰或阻隔等影响。所述信号透过窗口内不设置所述透明导电层14可以通过除膜工艺实现，除膜工艺可以采用镀膜前遮蔽遮盖，也可以采用镀膜后激光除膜、摩擦除膜、化学蚀刻除膜等。其中，所述传感器可以为可见光相机、热像仪、激光雷达、毫米波雷达等。
在本发明中，所述投影装置100以RGB(红，绿，蓝)三种光路进行投影，所述投影光线101的波长为380nm～780nm，进而实现任意颜色的图像显示。为了大幅度降低因透明导电层14反射形成的重影的亮度，有利于达到目视无重影的效果，优选所述抬头显示玻璃200对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为400nm～700nm的投影光线101的图像亮度比C(400～700)≤0.17，具体可以为0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.10、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02、0.01等，图像亮度比C(400～700)越小，越容易实现目视无重影的效果。更优选地，C(400～700)≤0.16。进一步优选C(400～700)≤0.15。其中，所述图像亮度比C(400～700)可以利用C(400～700)＝Cf(400～700)/C4(400～700)计算获得，C4(400～700)表示第一重影与HUD主像重叠后的抬头显示图像的亮度，Cf(400～700)表示透明导电层反射形成的第二重影的亮度，C4(400～700)、Cf(400～700)可以通过基于A光源和400nm～700nm的滤光片，采用亮度计测量获得。
为了降低人眼对因透明导电层14反射形成的重影的识别度，优选所述抬头显示玻璃200对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为600nm～700nm的投影光线101的图像亮度比C(600～700)≤0.45，具体可以为0.45、0.44、0.43、0.42、0.41、0.4、0.39、0.38、0.37、0.36、0.35、0.34、0.33、0.32、0.31、0.3、0.29、0.28、0.27、0.26、0.25、0.24、0.23、0.22、0.21、0.20、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15等，图像亮度比C(600～700)越小，越容易实现目视无重影的效果。更优选地，C(600～700)≤0.4。进一步优选C(600～700)≤0.35。其中，所述图像亮度比C(600～700)可以利用C(600～700)＝Cf(600～700)/C4(600～700)计算获得，C4(600～700)表示第一重影与HUD主像重叠后的抬头显示图像的亮度，Cf(600～700)表示透明导电层反射形成的第二重影的亮度，C4(600～700)、Cf(600～700)可以通过基于A光源和600nm～700nm的滤光片，采用亮度计测量获得。
为了实现HUD图像的尽可能色彩中性显示，记所述抬头显示玻璃200对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为469nm、532nm、629nm的投影光线101的反射率为R4(469)、R4(532)、R4(629)，优选所述R4(469)、R4(532)和R4(629)中的最大值与最小值之差小于或等于4％，具体可以为4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％、1％等，所述R4(469)、R4(532)和R4(629)中的最大值与最小值之差越小，越容易得到平滑的反射光谱，越能够实现色彩中性显示。
对比例1-2和实施例1-5
准备外玻璃板11、热塑性中间层13和内玻璃板12，外玻璃板11和内玻璃板12均选用厚度为2.1mm的透明玻璃，热塑性中间层13选用平均厚度为0.76mm的透明楔形PVB，在第二表面112或第三表面121上通过磁控溅射工艺沉积表1中的对比例1-2和实施例1-5的透明导电层14，然后按照汽车玻璃生产工艺进行加工制造，得到具有对比例1-2和实施例1-5中的透明导电层14的抬头显示玻璃。
表1：对比例1-2和实施例1-5的透明导电层
根据表1中的对比例1-2和实施例1-5的透明导电层计算第一金属层的物理厚度Ea1、第二金属层的物理厚度Ea2、第三金属层的物理厚度Ea3和第四金属层的物理厚度Ea4满足的膜系设计条件，以及第一介电层的物理厚度Eo1、第二介电层的物理厚度Eo2、第三介电层的物理厚度Eo3、第四介电层的物理厚度Eo4和第五介电层的物理厚度Eo5满足的膜系设计条件，并将计算结果计入表2中。
表2：对比例1-2和实施例1-5的透明导电层的膜系设计条件
将具有对比例1-2和实施例1-5中的透明导电层14的抬头显示玻璃200和投影装置100组成抬头显示系统，投影装置100产生包含50％的P偏振光和50％的S偏振光的投影光线101，投影光线以38°～85°的入射角入射到所述抬头显示玻璃200的第四表面122上。调节投影装置100的位置和投影光线101的入射角使观察者能够观察到的抬头显示图像达到最清晰，测量计算以下各光学性能并将测量结果计入表3中。
可见光透过率TL：根据ISO9050，测量计算抬头显示玻璃对以8°入射角入射的380nm～780nm的可见光的透过率；
可见光反射率RL：根据ISO9050，从第四表面一侧测量计算抬头显示玻璃对以8°入射角入射的380nm～780nm的可见光的反射率；
投影光线反射率R65：根据ISO9050，从第四表面一侧测量计算抬头显示玻璃对以65°入射角入射的380nm～780nm的投影光线的反射率；
反射颜色a(8)：从第一表面一侧，测量在8°入射角情况下，基于D65光源、10°视场角下，按照CIE Lab颜色模型计算，a值表示红绿值，b值表示黄蓝值。
反射颜色a(65)：从第一表面一侧，测量在65°入射角情况下，基于D65光源、10°视场角下，按照CIE Lab颜色模型计算，a值表示红绿值，b值表示黄蓝值。
图像亮度比C(400～700)：利用C(400～700)＝Cf(400～700)/C4(400～700)计算获得；
C4(400～700)：基于A光源和400nm～700nm的滤光片，采用亮度计测量抬头显示玻璃反射形成的抬头显示图像的亮度；
Cf(400～700)：基于A光源和400nm～700nm的滤光片，采用亮度计测量透明导电层反射形成的第二重影的亮度；
图像亮度比C(600～700)：利用C(600～700)＝Cf(600～700)/C4(600～700)计算获得；
C4(400～700)：基于A光源和600nm～700nm的滤光片，采用亮度计测量抬头显示玻璃反射形成的抬头显示图像的亮度；
Cf(400～700)：基于A光源和600nm～700nm的滤光片，采用亮度计测量透明导电层反射形成的第二重影的亮度；
R4(469)、R4(532)、R4(629)：根据ISO9050，从第四表面一侧测量计算抬头显示玻璃对以65°入射角入射的波长为469nm、532nm、629nm的投影光线的反射率；
表3：对比例1-2和实施例1-5的抬头显示玻璃的光学性能测量结果
从表2和表3可以看出，对比例1采用Ea4/Ea1＞1.2的透明导电层，制得的抬头显示玻璃的反射颜色a(65)偏红、图像亮度比C(400～700)大于0.18；由此可见，对比例1在使抬头显示玻璃具有隔热甚至电加热功能的基础上，无法实现目视无重影的效果以及抬头显示玻璃不具有优异的外观颜色。
对比例2采用Ea4/Ea1＞1.2、Ea4/Ea2＞1.2、Ea4/Ea2＞1.2的透明导电层，制得的抬头显示玻璃的反射颜色a(8)、a(65)均严重偏红、图像亮度比C(400～700)大于0.5、图像亮度比C(600～700)大于1、可见光反射率RL大于10％，且R4(469)、R4(532)、R4(629)中的最大值与最小值之差达到10％；由此可见，对比例2在使抬头显示玻璃具有隔热甚至电加热功能的基础上，无法实现目视无重影的效果、抬头显示玻璃不具有优异的外观颜色以及抬头显示图像无法实现色彩中性显示，甚至仪表台倒影也比较严重。
实施例1-5通过对透明导电层进行膜系设计，制得的抬头显示玻璃的的反射颜色a(8)、a(65)均小于0、可见光反射率RL均小于10％、投影光线反射率R65均大于15％、图像亮度比C(400～700)均≤0.15、图像亮度比C(600～700)均≤0.3，且R4(469)、R4(532)、R4(629)中的最大值与最小值之差均小于4％；其中，实施例2的R4(469)、R4(532)、R4(629)中的最大值与最小值之差小于2％，实施例3的图像亮度比C(400～700)≤0.1、C(600～700)≤0.2，由此可见，实施例1-5在使抬头显示玻璃具有隔热甚至电加热功能的基础上，能够实现目视无重影的效果、抬头显示玻璃具有优异的外观颜色以及抬头显示图像实现色彩中性显示。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (19)
1.一种抬头显示玻璃，包括层叠的外玻璃板、热塑性中间层和内玻璃板，所述外玻璃板具有第一表面和第二表面，所述内玻璃板具有第三表面和第四表面，所述热塑性中间层位于所述第二表面和所述第三表面之间；其特征在于，所述抬头显示玻璃还包括透明导电层，所述透明导电层位于所述第二表面上，或位于所述第三表面上，或位于所述热塑性中间层内；所述热塑性中间层具有楔形轮廓；所述透明导电层包括依次层叠的第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层；
记所述第一金属层的物理厚度为Ea1和所述第四金属层的物理厚度为Ea4，所述Ea1与所述Ea4满足：0.7≤Ea4/Ea1≤1.2；
所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的投影光线具有至少15％的反射率，所述投影光线包含40％～80％的S偏振光和20％～60％的P偏振光。
2.根据权利要求1所述的抬头显示玻璃，其特征在于，记所述第二金属层的物理厚度为Ea2和所述第三金属层的物理厚度为Ea3，所述Ea1、Ea2、Ea3和Ea4满足以下条件中的至少一个：
(1)0.80≤Ea4/Ea1≤1.1；
(2)0.60≤Ea4/Ea2≤0.80；
(3)0.60≤Ea4/Ea3≤0.80；
(4)Ea1+Ea2+Ea3+Ea4≥40nm；
(5)Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中的至少一个小于或等于11nm；
(6)Ea1、Ea2、Ea3和Ea4中的最大值与最小值之差小于或等于5nm。
3.根据权利要求1所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述第一金属层、第二金属层、第三金属层和第四金属层的材料各自独立地选自银和银合金中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述透明导电层还包括第一介电层、第二介电层、第三介电层、第四介电层和第五介电层，所述第一介电层位于所述第一金属层远离所述第二金属层一侧，所述第二介电层位于所述第一金属层和第二金属层之间，所述第三介电层位于所述第二金属层和第三金属层之间，所述第四介电层位于所述第三金属层和第四金属层之间，所述第五介电层位于所述第四金属层远离所述第三金属层一侧；
记所述第一介电层的总物理厚度为Eo1、所述第二介电层的总物理厚度为Eo2、所述第三介电层的总物理厚度为Eo3、所述第四介电层的总物理厚度为Eo4和所述第五介电层的总物理厚度为Eo5；所述Eo1、Eo2、Eo3、Eo4和Eo5满足以下条件中的至少一个：
(1)0.40<Eo1/Eo2<0.90；
(2)0.40<Eo1/Eo3<0.90；
(3)0.35<Eo1/Eo4<0.90；
(4)0.50<Eo1/Eo5<1.50。
5.根据权利要求4所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述Eo1、Eo2、Eo3、Eo4和Eo5满足以下条件中的至少一个：
(5)0.45≤Eo1/Eo2≤0.60；
(6)0.50≤Eo1/Eo3≤0.65；
(7)0.50≤Eo1/Eo4≤0.60；
(8)0.90≤Eo1/Eo5≤1.35。
6.根据权利要求4所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述第一介电层、第二介电层、第三介电层、第四介电层和第五介电层中的至少一个包含至少两个介电子层，至少一个所述介电子层的折射率大于或等于2.0。
7.根据权利要求6所述的抬头显示玻璃，其特征在于，至少一个所述介电子层为TiO x层或NbOx层，所述TiOx层和所述NbOx层的折射率均大于或等于2.3。
8.根据权利要求6所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述第二介电层、第三介电层和第四介电层中的至少一个包含的至少一个介电子层为可见光吸收层，所述可见光吸收层的材料选自NiCr、NiCrOx、Ti、ZnSn和Sn中的至少一种。
9.根据权利要求8所述的抬头显示玻璃，其特征在于，记所述可见光吸收层的物理厚度为Eo6，所述Eo6满足以下条件：Eo6/(Eo1+Eo2+Eo3+Eo4+Eo5)＝0.001～0.005。
10.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述抬头显示玻璃满足以下特征中的至少一个：
(1)从所述第四表面一侧测量的所述抬头显示玻璃的可见光反射率小于10％；
(2)所述抬头显示玻璃的可见光透过率大于或等于70％。
11.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，从所述第一表面一侧测量所述抬头显示玻璃的8°反射颜色和65°反射颜色，所述8°反射颜色的Lab值中a值小于0，且所述65°反射颜色的Lab值中a值小于0。
12.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述透明导电层的方阻小于或等于0.7Ω/□。
13.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为400nm～700nm的投影光线的图像亮度比C(400～700)≤0.17。
14.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为600nm～700nm的投影光线的图像亮度比C(400～700)≤0.45。
15.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，记所述抬头显示玻璃对从所述第四表面一侧以65°的入射角入射的波长为469nm、532nm、629nm的投影光线的反射率为R4(469)、R4(532)、R4(629)，所述R4(469)、R4(532)和R4(629)中的最大值与最小值之差小于或等于4％。
16.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述楔形轮廓具有至少一个楔角，所述楔角为0.05mrad～0.6mrad。
17.根据权利要求1至9任一项所述的抬头显示玻璃，其特征在于，所述抬头显示玻璃还包括与所述透明导电层直接电接触的第一汇流母线和第二汇流母线，供电电源通过所述第一汇流母线和第二汇流母线向所述透明导电层内输入电流，所述供电电源能够提供12V～60V的供电电压。
18.一种抬头显示系统，其特征在于：包括投影装置和如权利要求1至17任一项所述的抬头显示玻璃，所述投影装置用于产生投影光线，所述投影光线包含40％～80％的S偏振光和20％～60％的P偏振光，所述投影光线以38°～85°入射角入射到所述抬头显示玻璃的第四表面上。
19.根据权利要求18所述的抬头显示系统，其特征在于，所述抬头显示系统还包括至少一个传感器，所述传感器安装于所述第四表面上，所述传感器发射和/或接收的检测信号穿过所述抬头显示玻璃，所述抬头显示玻璃的用于检测信号穿过的区域为信号透过窗口，所述信号透过窗口内不设置所述透明导电层。
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