CN119141982A - 车窗玻璃及车辆 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种车窗玻璃及车辆。其中,车窗玻璃包括夹层玻璃和信息采集区;增透膜设置于夹层玻璃的第四表面,沿夹层玻璃厚度方向,增透膜至少完全覆盖信息采集区,增透膜包括多个叠层结构,从内玻璃板的第四表面向远离外玻璃板的方向,每个叠层结构包括依次层叠的高折射率层和低折射率层;经过热处理后车窗玻璃中增透膜覆盖的区域对以62°‑68°入射角入射的900nm‑1000nm波长范围的光线的透过率与热处理前相比提高至少1%。本申请不仅满足了车窗玻璃对波长为900nm‑1000nm的光线的透过率要求,而且使得增透膜能够适应前挡风玻璃的生产工艺。
Description
技术领域
本申请涉及玻璃产品技术领域,特别是车窗玻璃及车辆。
背景技术
通常情况下,在汽车内靠近前挡玻璃顶部的位置搭载传感器,如可见光摄像头、毫米波雷达、激光雷达、超声波雷达等,这些传感器将汽车外的驾驶环境拍摄处理为图像数据,以辅助实现自动驾驶。当前,传感器的主流选择包括激光雷达和红外相机,尤其是能够发射和接收波长为905nm的激光雷达与红外相机。因此,车窗玻璃对波长为905nm的光线的透过率至关重要。但目前车窗玻璃,尤其是装车角度下的车窗玻璃均会一定程度上阻碍红外光线的透过,使红外光线的透过率不能满足自动驾驶对高精度探测的需求。
专利CN101678651A公开了一种着色夹层车辆窗玻璃,该夹层玻璃对400nm-2100nm波长范围内的光线具有至少30%透过率,对750nm-1300nm波长范围内的光线具有至少32%透过率。但是该夹层玻璃的透过率仍然达不到905nm波长激光雷达或者红外相机的使用要求。专利CN101037099A公开了一种在车内安装视角向外的红外摄像机的装置和方法,通过将红外透射嵌入件设于挡风玻璃的通孔中,并使红外摄像机发射/接收的光线经过红外透射嵌入件,以降低光线的损失。但是该方案破坏了挡风玻璃的整体性,会降低车辆的安全性能。此外,该方案还存在生产工艺复杂的问题。
相比而言,在汽车玻璃上靠近车内的表面设置增透膜,通过专业的膜系结构设计,可实现汽车玻璃在特定装车角度下对特定波长的光线具有对应的增透效果。在汽车前挡风玻璃的制备工艺中,需要对玻璃进行热处理(包括烘弯、压制或钢化成型等),且热处理工序往往在玻璃表面镀膜工序之后进行,烘弯或压制的温度通常在550℃—650℃之间,然而在热处理温度下增透膜会存在软化变形、厚度变化、膜层物质变化等不确定性风险,进而影响增透膜的增透效果甚至使得增透效果失效。所以针对这一问题,本发明对增透膜的膜系结构和高温下的膜层物化性质的转变进行了针对性的研究,并设计了特别的增透膜适应前挡风玻璃生产工艺。
发明内容
本申请的目的是提供一种车窗玻璃及车辆,在热处理后,增透膜对900nm-1000nm波长范围内光线的透过效果能够得到提升,不仅满足了车窗玻璃对波长为900nm-1000nm的光线的透过率要求,而且使得增透膜能够适应前挡风玻璃的生产工艺,尤其对车窗玻璃进行烘弯、压制等热处理工艺后,车窗玻璃的信息采集区对900nm-1000nm波长范围内光线的透过率保持有较高的透过率。
本申请第一方面提供一种车窗玻璃,包括夹层玻璃和信息采集区,所述夹层玻璃包括外玻璃板、中间层和内玻璃板,所述中间层夹设于所述外玻璃板和所述内玻璃板之间,所述外玻璃板包括第一表面和与所述第一表面背向设置的第二表面,所述第二表面朝向所述中间层,所述内玻璃板包括第三表面和与所述第三表面背向设置的第四表面,所述第三表面朝向所述中间层;
在所述内玻璃板的第四表面上设有增透膜,沿所述夹层玻璃的厚度方向,所述增透膜至少完全覆盖所述车窗玻璃的信息采集区,所述增透膜包括多个叠层结构,沿所述车窗玻璃厚度方向,多个所述叠层结构依次层叠,从所述内玻璃板的第四表面向远离所述外玻璃板的方向,每个所述叠层结构包括依次层叠的高折射率层和低折射率层;
经过热处理后所述车窗玻璃中所述增透膜覆盖的区域对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率与热处理前相比提高至少1%。
可以理解的是,通过在车窗玻璃的信息采集区设置增透膜,能够提高车窗玻璃的信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率。增透膜层叠于夹层玻璃的表面,无需破坏夹层玻璃的结构完整性,因而,能够保证车辆的安全性能。
一种可能的实施方式中,多个所述叠层结构分为第一叠层结构和第二叠层结构,且沿所述夹层玻璃厚度方向,所有所述第一叠层结构相对所有所述第二叠层结构靠近所述内玻璃板;
所述第一叠层结构的高折射率层在所述热处理之前为部分氧化状态的金属氧化物,且所述第一叠层结构的高折射率层在所述热处理之后为完全氧化状态的金属氧化物。
一种可能的实施方式中,所述第一叠层结构的高折射率层的材质为金属氧化物MmOn,其中M为金属元素,O为氧元素,m为每个MmOn分子中所述金属元素对应的原子的数量,n为O原子的数量,所述金属元素的化合价为p,在所述热处理之前,所述n的范围为:n<p*m/2。
一种可能的实施方式中,在所述热处理之前,所述n的范围为:n≤p*m*0.35。
一种可能的实施方式中,所述金属元素为Nb、La、Ta、Ti、Mo、Hf、Zr中的至少一种。
一种可能的实施方式中,所述第一叠层结构的数量为1-3个。
一种可能的实施方式中,经过所述热处理之后,每个所述第一叠层结构的高折射率层的厚度与所述热处理之前相比增加至少10%。
一种可能的实施方式中,所述第二叠层结构的高折射率层的材质为Si、NbOx、SiNx、ZrOx、TiOx、TiNx、MoOx、TaOx、HfOx中的至少一种。
一种可能的实施方式中,所述第一叠层结构的低折射率层的材质为SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的至少一种,所述第二叠层结构的低折射率层的材质为SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的至少一种。
一种可能的实施方式中,所述高折射率层的折射率为2.1-3.5,所述低折射率层的折射率均为1.4-1.9。
一种可能的实施方式中,相邻的所述高折射率层的折射率与所述低折射率层的折射率之间的差值大于0.3。
一种可能的实施方式中,所述叠层结构的数量为4个-10个。
一种可能的实施方式中,所述增透膜的总厚度为300nm-1500nm。
一种可能的实施方式中,经过所述热处理之前,所述车窗玻璃的信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率≥76%。
一种可能的实施方式中,设有所述增透膜的所述信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率相较于未设有所述增透膜的所述信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率增加至少4%。
一种可能的实施方式中,所述外玻璃板和所述内玻璃板中的至少一个在900-1000nm波长范围内具有至少91%的透过率。
一种可能的实施方式中,所述热处理的温度范围为550℃-650℃。
一种可能的实施方式中,经过所述热处理后,从所述第一表面的一侧测量,所述信息采集区的可见光反射颜色的a值小于或者等于-2,b值小于0,其中a是红绿色色度值,b是黄蓝色色度值。
一种可能的实施方式中,所述车窗玻璃还包括隔热膜,所述隔热膜避开所述车窗玻璃的信息采集区设置于所述外玻璃板的第二表面和/或所述内玻璃板的第三表面。
本申请第二方面提供一种车辆,包括车体和如上所述的车窗玻璃,所述车窗玻璃连接至所述车体。
本申请的有益效果在于:通过在车窗玻璃的信息采集区设置增透膜,能够提高车窗玻璃的信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率。通过热处理,能够进一步提高车窗玻璃的信息采集区的光线透过率,有利于905nm波长的激光雷达或者红外相机获取高精度的探测结果。
此外,增透膜在经过550℃-650℃的高温热处理后,能够使车窗玻璃的信息采集区的光线透过率提高,也就是说,增透膜具有较好的热稳定性。由于车窗玻璃的加工工艺通常在夹层玻璃表面的镀膜工序之后进行,因而,增透膜能够适应于车窗玻璃的加工工艺(加工温度范围为550℃-650℃),例如烘弯、压制或者钢化处理等。这样,当对车窗玻璃进行热加工处理后,车窗玻璃的信息采集区的光学性能不仅不会退化,反而会提高,有利于提高车窗玻璃的信息采集区对900nm-1000nm波长范围内光线的透过率。尤其当车窗玻璃为前挡玻璃时,对车窗玻璃进行烘弯、压制等工艺处理后,车窗玻璃的信息采集区对900nm-1000nm波长范围内光线的透过率保持有较高的透过率。
此外,增透膜层叠于夹层玻璃的第四面,而且能够覆盖车窗玻璃的信息采集区,无需破坏夹层玻璃的结构完整性,因而,能够保证车辆的安全性能。
附图说明
图1为本申请实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为图1所示车辆的车窗玻璃沿厚度方向的截面结构示意图;
图3为图2所示的车窗玻璃垂直于厚度方向的平面结构示意图,其中包括(a)和(b)两种实施方式;
图4为图2所示的车窗玻璃的增透膜的结构示意图;
图5为本申请实施例1中的增透膜的结构示意图;
图6为本申请实施例2中的增透膜的结构示意图;
图7为图2所示的车窗玻璃含有隔热膜和遮蔽层的截面结构示意图。
附图标记说明:
1000-车辆,100-车窗玻璃,200-车体,10-夹层玻璃,20-增透膜,11-外玻璃板,12-中间层,13-内玻璃板,111-第一表面,112-第二表面,131-第三表面,132-第四表面,S1-信息采集区,S11-侧边,S2-非信息采集区,S21-视野区,S22-遮蔽区,S221-外侧边,S222-内侧边,20a-第一叠层结构,20b-第二叠层结构,40-隔热膜,50-遮蔽层。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
本申请提供一种车窗玻璃100,能够提高车窗玻璃100对905nm波长光线的透过率。将本申请的车窗玻璃100应用于车辆1000,能够保证车辆1000的安全性能。
请参阅图1,车辆1000包括车体200和车窗玻璃100,车窗玻璃100连接至车体200。其中,车窗玻璃100可以为但不限于为车辆1000的前挡风玻璃、侧窗玻璃、后挡风玻璃和天窗玻璃等,本申请实施例仅以车窗玻璃100为前挡风玻璃进行示意。
请参阅图2,车窗玻璃100包括夹层玻璃10和信息采集区S1。其中,信息采集区S1用于为传感器(图未示)采集信号提供信号透过区域。车窗玻璃100安装于车辆1000上时,传感器设置于车辆1000的内部,传感器发射和/或接收的信号均会透过车窗玻璃100的信息采集区S1。夹层玻璃10包括外玻璃板11、中间层12和内玻璃板13,中间层12层叠于外玻璃板11和内玻璃板13之间。外玻璃板11包括相对设置的第一表面111和第二表面112,第一表面111朝向车辆1000的外部,属于车窗玻璃100的外表面。第二表面112朝向中间层12。内玻璃板13包括相对设置的第三表面131和第四表面132,第三表面131朝向中间层12,第四表面132朝向车辆1000的内部,属于车窗玻璃100的内表面。中间层12连接第二表面112和第三表面131。本申请中,增透膜20设置于内玻璃板13的第四表面132上,增透膜20至少完全覆盖车窗玻璃100的信息采集区S1。
需要说明的是,夹层玻璃10可以呈平直板状,或者夹层玻璃10也可以呈曲面或弧面状。夹层玻璃10的形状并不局限于前述描述的形状,其可以是满足车窗玻璃100使用要求的任何形状。本申请不对夹层玻璃10的形状做严格限制。
外玻璃板11和内玻璃板13中的至少一个在900-1000nm波长范围内具有至少91%的透过率,可以选用超白浮法玻璃。一种实施例中,外玻璃板11和内玻璃板13均为超白浮法玻璃,选用超白浮法玻璃有利于提高车窗玻璃100对传感器发射和接收的905nm波长光线的透过率。外玻璃板11的厚度为w1,内玻璃板13的厚度为w2,其中,w1大于或等于w2。一种可能的实施方式中,w1大于或等于w2的2倍。另一种可能的实施方式中,w1大于或等于w2的2.5倍。
示例性的,外玻璃板11的厚度w1为3.2mm,内玻璃板13的厚度w2为1.1mm。由于外玻璃板11需要较高的应对来自外部障碍的耐久性和耐冲击性,所以外玻璃板11优选厚玻璃;而为了降低内玻璃板13对光线的吸收,内玻璃板13的厚度相对较小,为满足玻璃强度的要求,可以对内玻璃板13进行钢化以提高强度,使其在强度足够的基础上尽量减少对光线的吸收,同时尽量满足轻量化要求,减小内玻璃板13、外玻璃板11的合计厚度。
本申请中,中间层12为热塑性聚合物层,用于粘接外玻璃板11和内玻璃板13以形成夹层结构。中间层12的材料包括但不限于为聚乙烯醇缩丁醛(Polyvinyl Butyral,PVB)、聚烯烃(Polyolefinelastomer,POE)、乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene-vinyl AcetateCopolymer,EVA)、聚氨基甲酸酯(Polyurethane,PU)等,优选为PVB。选用PVB,可有效抑制噪音的传播,使夹层玻璃10起到隔音的效果。
本申请中,夹层玻璃10对以65°入射角入射的800nm-1600nm波长范围内光线的透过率为68%。
请一并参阅图3的(a)和(b),本申请中,车窗玻璃100还包括信息采集区S1和非信息采集区S2,信息采集区S1和非信息采集区S2不重叠,非信息采集区S2围绕信息采集区S1。非信息采集区S2包括视野区S21和遮蔽区S22,视野区S21为透明区域,用于室内和外部的透光,即为汽车视窗的主视区。遮蔽区S22用于防止可见光透过夹层玻璃10。在其他实施例中,视野区S21也可部分用于抬头显示(Head Up Display,HUD),即作为HUD视野区域以显示行驶速度、动态导航、商圈信息等信息,遮蔽区S22也可以仅用于美观。本申请不对非信息采集区S2的用途做严格限制。
本申请实施例中,信息采集区S1、视野区S21和遮蔽区S22均不重叠。一种可能的实施方式中,如图3的(a),信息采集区S1位于视野区S21内,视野区S21位于信息采集区S1外侧,视野区S21围设在信息采集区S1的周边,视野区S21完全包围信息采集区S1,视野区S21的形状与夹层玻璃10的形状相匹配。遮蔽区S22为环形框体形状,遮蔽区S22围绕视野区S21周侧边;遮蔽区S22的外侧边S221即为夹层玻璃10的外边缘,遮蔽区S22的内侧边S222与视野区S21的周侧边连接。信息采集区S1的侧边S11与遮蔽区S22的内侧边S222间隔设置。
另一种可能的实施方式中,如图3的(b),信息采集区S1可以设于遮蔽区S22靠近车窗玻璃100中部一侧的边缘,信息采集区S1可以由遮蔽区S22靠近车顶一侧的边缘向车窗玻璃100的中部延伸。
信息采集区S1也可以是三角形、长方形、梯形、五边形、六边形等。遮蔽区S22也可以是其他形状。视野区S21与信息采集区S1也可以是其他位置关系,并且视野区S21也可以是其他形状。本申请不对信息采集区S1和视野区S21的设置位置和形状做严格限制。
请结合参阅图2和图3,增透膜20设置于内玻璃板13的第四表面132上。具体的,增透膜20设于夹层玻璃10上对应信息采集区S1的位置。沿夹层玻璃10的厚度方向,所述增透膜20在夹层玻璃10的正投影至少完全覆盖所述信息采集区S1;也就是说,增透膜20在夹层玻璃10的正投影与信息采集区S1至少完全重叠(增透膜20的宽度尺寸和长度尺寸均至少等于信息采集区S1的宽度尺寸和长度尺寸,也可以是增透膜20的宽度和长度尺寸大于信息采集区S1的宽度尺寸和长度尺寸,长度对长度,宽度对宽度)。通过在内玻璃板13的第四表面132设置增透膜20,可以减少车窗玻璃100对900nm-1000nm波长范围内光线的反射,提高车窗玻璃100的信息采集区S1的光线透过率。
本申请中,设有增透膜20的信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率相较于未设有增透膜20的信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率增加至少4%。也就是说,通过设置增透膜20,车窗玻璃100的信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率增加至少4%。优选地,车窗玻璃100的信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率增加至少6%。更优选地,车窗玻璃100的信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率增加至少8%。
本申请中,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率大于或等于76%。一种可能的实施方式中,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率为78%。另一种可能的实施方式中,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率为80%。又一种可能的实施方式中,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率为85%。再一种可能的实施方式中,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率为88%。另一种可能的实施方式中,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率为90%。
本申请中,增透膜20包括多个叠层结构。从内玻璃板13的第四表面132向远离外玻璃板11的方向,叠层结构包括依次层叠的高折射率层和低折射率层。举例而言,距离内玻璃板13的第四表面132最近的高折射率层与距离内玻璃板13的第四表面132最近的低折射率层构成第一个叠层结构,距离内玻璃板13的第四表面132第二近的高折射率层与距离内玻璃板13的第四表面132第二近的低折射率层构成第二个叠层结构。随着叠层结构的数量增加,增透膜20的膜层数量也相应增加且始终为偶数。自内玻璃板13的第四表面132起,沿增透膜20的厚度方向,奇数层为高折射率层,偶数层为低折射率层;与内玻璃板13的第四表面132接触的为高折射率层,距离内玻璃板13的第四表面132最远的为低折射率层。通过将多个叠层结构层叠设置,光在多个高折射率层与低折射率层的接触界面形成多层反射,根据半波相消原理,最终在玻璃表面实现减反或增透的功能。
本申请中,高折射率层的折射率为2.1-3.5,低折射率层的折射率为1.4-1.9。其中,相邻的所述高折射率层的折射率与所述低折射率层的折射率之间的差值大于0.3。
本申请中,增透膜20可以通过磁控溅射直接沉积到内玻璃板13的第四表面132,可以采用连续式立式镀膜机、圆筒直立式镀膜机或卧式镀膜机。优选地,采用连续式立式镀膜机。
本实施例中,叠层结构的数量为4~10个。具体而言,叠层结构的数量可以为4、5、6、7、8、9或10。相对应的,增透膜20的膜层数量可以为8、10、12、14、16、18或20。
增透膜20的总厚度为300nm-1500nm,该厚度为物理厚度,作为引申,全文中关于厚度的描述均为物理厚度。一种可能的实施方式中,增透膜20的总厚度为600nm-1200nm。另一种可能的实施方式中,增透膜20的总厚度为800nm-1000nm。可以理解,当增透膜20的厚度小于300nm时,增透膜20的厚度过薄,一方面,增透膜20的增透效果有限;另一方面,难以调节增透膜20的颜色。当增透膜20的厚度大于1500nm时,增透膜20的厚度过厚,增透膜20有可能由于膜应力而易于从夹层玻璃10上脱落;此外,增透膜20的雾度较大,透过率降低,也会影响光线的透过率。
请参阅图4,多个叠层结构分为第一叠层结构20a和第二叠层结构20b。其中,第一叠层结构20a的高折射率层的材质为金属氧化物。第二叠层结构20b的高折射率层的材质可以为氧化物、氮化物或者氮氧化物等。
需要说明的是,图4中的第一叠层结构20a和第二叠层结构20b的数量仅作为示意,其并不形成对增透膜20的具体结构的限制。
第一叠层结构20a的高折射率层的折射率为2.1-3.5。第一叠层结构20a的高折射率层的材质可以选用Nb、La、Ta、Ti、Mo、Hf、Zr等金属的氧化物中的至少一种;也就是说,第一叠层结构20a的高折射率层的材质为MmOn,其中,M为Nb、La、Ta、Ti、Mo、Hf、Zr等金属元素,O为氧元素,m为每个MmOn分子中金属元素对应的原子的数量,n为O原子的数量。金属元素的化合价为p,氧元素的化合价为2。
本申请中,第一叠层结构20a的高折射率层在热处理之前为部分氧化状态的金属氧化物。也就是说,n<p*m/2。更具体而言,n≤p*m*0.35,也就是说,n≤70%*p*m*/2,即第一叠层结构的高折射率层的材质的氧化程度小于或者等于70%。一种可能的实施方式中,第一叠层结构20a的高折射率层的材质选用NbmOn。其中,m=2,n≤3.5。另一种可能的实施方式中,第一叠层结构20a的高折射率层的材质选用TimOn。其中,m=1,n≤1.4。
第一叠层结构20a的低折射率层的折射率为1.4-1.9,低折射率层的材质可以选用Si、Al、SiAl等氮化物、氧化物、氮氧化物中的至少一种。示例性的,第一叠层结构20a的低折射率层的材质为SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的至少一种。
第二叠层结构20b的高折射率层的折射率为2.1-3.5。第二叠层结构20b的高折射率层的材质可以选用Nb、La、Ta、Ti、Mo、Hf、Zr等金属及其合金的氧化物、氮化物、氮氧化物中的至少一种。当第二叠层结构20b的高折射率层的材质为氧化物时,第二叠层结构20b的高折射率层的材质可以为部分氧化状态,也可以为完全氧化状态。示例性的,第二叠层结构20b的高折射率层的材质为NbOx、SiNx、ZrOx、TiOx、TiNx、MoOx、TaOx、HfOx中的至少一种。第二叠层结构20b的高折射率层也可以为Si。
第二叠层结构20b的低折射率层的折射率为1.4-1.9,低折射率层的材质可以选用Si、Al、SiAl等氮化物、氧化物、氮氧化物中的至少一种。示例性的,第二叠层结构20b的低折射率层为SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的至少一种。
第一叠层结构20a和第二叠层结构20b的数量之和等于增透膜20的所有叠层结构的数量。其中,第一叠层结构20a的数量为1-3个。沿车窗玻璃100厚度方向,所有的第一叠层结构20a相对于所有的第二叠层结构20b更靠近内玻璃板13。一种可能的实施方式中,第一叠层结构20a的数量为1个。该第一叠层结构20a距离内玻璃板13最近。所有的第二叠层结构20b均位于该第一叠层结构20a背向内玻璃板13的一侧。示例性的,如图4,第一叠层结构20a的数量为1个。第二叠层结构20b的数量为4个。另一种可能的实施方式中,第一叠层结构20a的数量为2个。其中一个第一叠层结构20a距离内玻璃板13最近,另一个第一叠层结构20a距离内玻璃板13第二近。所有的第二叠层结构20b均位于该两个第一叠层结构20a背向内玻璃板13的一侧。又一种可能的实施方式中,第一叠层结构20a的数量为3个。其中一个第一叠层结构20a距离内玻璃板13最近,另一个第一叠层结构20a距离内玻璃板13第二近,还有一个第一叠层结构20a距离内玻璃板13第三近。所有的第二叠层结构20b均位于该三个第一叠层结构20a背向内玻璃板13的一侧。
本申请中,对车窗玻璃100进行热处理。热处理工艺的温度范围为:550℃-650℃。经过热处理后,增透膜20的第一叠层结构20a的高折射率层的材质由部分氧化状态转变为完全氧化状态。在本申请中,第一叠层结构20a的高折射率层在热处理之后为完全氧化状态的金属氧化物。当金属元素为完全氧化状态时,n=p*m/2。示例性的,Nb元素完全氧化后形成的氧化物为NbmOn,m=2,n=5;或者Ti元素完全氧化后形成的氧化物为TimOn,m=1,n=2。
本申请中,车窗玻璃100经过热处理后,增透膜20的第一叠层结构20a的高折射率层的厚度至少增加10%。优选地,车窗玻璃100经过热处理后,增透膜20的第一叠层结构20a的高折射率层的厚度至少增加15%。经过热处理后车窗玻璃100中增透膜20覆盖的区域对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率与热处理前相比提高至少1%,也就是说,车窗玻璃100经过热处理后,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率提高至少1%。优选地,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率提高至少1.5%。更优选地,信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率提高至少2%。
车窗玻璃100经过热处理后,从夹层玻璃10的第一表面111的一侧测量,信息采集区S1的可见光反射颜色的a值小于或者等于-2,b值小于0,其中a是红绿色色度值,b是黄蓝色色度值。
可以理解的是,通过在车窗玻璃100的信息采集区S1设置增透膜20,能够提高车窗玻璃100的信息采集区S1对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围内光线的透过率。通过对车窗玻璃100进行热处理,能够进一步提高车窗玻璃100的信息采集区S1对900nm-1000nm波长范围内光线的透过率,有利于905nm波长的激光雷达或者红外相机获取高精度的探测结果。
此外,增透膜20在经过550℃-650℃的高温热处理后,能够使车窗玻璃100的信息采集区S1的红外光线透过率提高,也就是说,增透膜20具有较好的热稳定性。由于车窗玻璃100的加工工艺通常在夹层玻璃10表面的镀膜工序之后进行,因而,增透膜20能够适应于车窗玻璃100的加工工艺(加工温度范围为550℃-650℃),例如烘弯、压制或者钢化处理等。这样,当对车窗玻璃100进行加工处理后,车窗玻璃100的信息采集区S1的光学性能不仅不会退化,反而会提高,有利于提高车窗玻璃100的信息采集区S1对红外光线的透过率。尤其当车窗玻璃100为前挡玻璃时,对车窗玻璃100进行烘弯、压制等热处理工艺后,车窗玻璃100的信息采集区S1对红外光线的透过率保持有较高的透过率。
本申请实施例提供的增透膜20,层叠于夹层玻璃10的表面,无需破坏夹层玻璃10的结构完整性,因而,能够保证车辆1000的安全性能。
以下以车窗玻璃100包括不同结构的增透膜20的具体实施例进行具体说明。
实施例1:
外玻璃板11为2.1mm厚、折射率为1.5的透明玻璃,内玻璃板13为2.1mm厚、折射率为1.50的透明玻璃。中间层为0.76mm厚的PVB。增透膜20层叠于内玻璃板13的第四表面132。
请结合参阅图5和表1,增透膜20包括7个叠层结构。增透膜20的膜层数量为14。其中,第一叠层结构20a的数量为三个。第一叠层结构20a的高折射率层的材质采用MmOn,其中,M为Nb元素,m=2,n=3.4,也就是说第一叠层结构20a的高折射率层的材质为部分氧化。MmOn的折射率为2.25。第一叠层结构20a的低折射率层的材质采用SiO2。SiO2的折射率为1.5。第二叠层结构20b的高折射率层的材质采用Nb2O5,也就是说第二叠层结构20b的高折射率层的材质为完全氧化。Nb2O5的折射率为2.3。第二叠层结构20b的低折射率层的材质采用SiO2。SiO2的折射率为1.47。
具体而言,从内玻璃板13的第四表面132起,沿着增透膜20的厚度方向,多个叠层结构的叠层次序分别为1、2、3、4、5、6、7。第一个叠层结构包括高折射率层H1和低折射率层L1;第二个叠层结构包括高折射率层H2和低折射率层L2;第三个叠层结构包括高折射率层H3和低折射率层L3。第一个叠层结构、第二个叠层结构、第三个叠层结构均为第一叠层结构20a。第四个叠层结构包括高折射率层H4和低折射率层L4;第五个叠层结构包括高折射率层H5和低折射率层L5;第六个叠层结构包括高折射率层H6和低折射率层L6;第七个叠层结构包括高折射率层H7和低折射率层L7。第四个叠层结构、第五个叠层结构、第六个叠层结构和第七个叠层结构均为第二叠层结构20b。
对镀设有增透膜20的夹层玻璃10进行热处理,得到弯曲成型后的车窗玻璃100。具体而言,热处理的条件为630℃。热处理后的增透膜20的膜层结构参数也记载于表1中。
采用分光光度计(公司:PERKINELMER,型号:LAMBDA950)测量车窗玻璃100的信息采集区S1在热处理前和热处理后的光学性能。采用测色仪(公司:HUNTERLAB,型号:ULTRASCAN PRO)测试车窗玻璃100的信息采集区S1的颜色值。
表1实施例1中的增透膜20的结构参数
从表1中可以看出,车窗玻璃100在经过热处理之前,增透膜20的所有第一叠层结构20a的高折射率层的材质为部分氧化状态。增透膜20的第二叠层结构20b的高折射率层为完全氧化状态。根据测试结果可知,车窗玻璃100的信息采集区S1对以65°入射角入射的905nm波长范围内的光线的透过率为78.5%。从车窗玻璃100的第一表面111侧面,信息采集区S1的可见光反射颜色的a值为-3.5,b值为-1.2,其中a是红绿色色度值,b是黄蓝色色度值。
车窗玻璃100经过热处理之后,增透膜20的第一叠层结构20a的高折射率层的材质为完全氧化状态。从内玻璃板13的第四表面132起,沿着增透膜20的厚度方向,第一个第一叠层结构20a的高折射率层的厚度增加20%;第二个第一叠层结构20a的高折射率层的厚度增加15.6%;第三个第一叠层结构20a的高折射率层的厚度增加28%。增透膜20的第二叠层结构20b的高折射率层为完全氧化状态,且增透膜20的第二叠层结构20b的高折射率层的厚度保持不变。车窗玻璃100的信息采集区S1对以65°入射角入射的905nm波长范围内的光线的透过率为80.1%。从车窗玻璃100的第一表面111侧面,信息采集区S1的可见光反射颜色的a值为-3.3,b值为-1.8,其中L是亮度值,a是红绿色色度值,b是黄蓝色色度值。可见,车窗玻璃100经过热处理后,信息采集区S1对以65°入射角入射的905nm波长范围内的光线的透过率相较于热处理之前增加1.6%。
实施例2:
外玻璃板11为3.2mm厚、折射率为1.6的透明玻璃,内玻璃板13为1.1mm厚、折射率为1.52的透明玻璃。中间层为0.76mm厚的PVB。增透膜20层叠于内玻璃板13的第四表面132。
请结合参阅图6和表2,增透膜20包括4个叠层结构。增透膜20的膜层数量为8。其中,第一叠层结构20a的数量为三个。第一叠层结构20a的高折射率层的材质采用MmOn,其中,M为Nb元素,m=2,n=3.3,也就是说第一叠层结构20a的高折射率层的材质为部分氧化。MmOn的折射率为2.18。第一叠层结构20a的低折射率层的材质采用SiO2。SiO2的折射率为1.5。第二叠层结构20b的高折射率层的材质采用Nb2O5,也就是说第二叠层结构20b的高折射率层的材质为完全氧化。Nb2O5的折射率为2.3。第二叠层结构20b的低折射率层的材质采用SiO2。SiO2的折射率为1.47。
具体而言,从内玻璃板13的第四表面132起,沿着增透膜20的厚度方向,多个叠层结构的叠层次序分别为1、2、3、4。第一个叠层结构包括高折射率层H1和低折射率层L1;第二个叠层结构包括高折射率层H2和低折射率层L2;第三个叠层结构包括高折射率层H3和低折射率层L3。第一个叠层结构、第二个叠层结构、第三个叠层结构均为第一叠层结构20a。第四个叠层结构包括高折射率层H4和低折射率层L4。第四个叠层结构为第二叠层结构20b。
对车窗玻璃100进行热处理,得到热处理后的车窗玻璃100。具体而言,热处理的设备同实施例1所述。热处理的条件为640℃。热处理后的增透膜20的膜层结构参数也记载于表2中。
采用分光光度计(公司:PERKINELMER,型号:LAMBDA950)测量车窗玻璃100的信息采集区S1在热处理前和热处理后的光学性能。采用测色仪(公司:HUNTERLAB,型号:ULTRASCAN PRO)测试车窗玻璃100的信息采集区S1的颜色值。
表2实施例2中的增透膜20的结构参数
从表2中可以看出,车窗玻璃100在经过热处理之前,增透膜20的所有第一叠层结构20a的高折射率层的材质为部分氧化状态。增透膜20的第二叠层结构20b的高折射率层的材质为完全氧化状态。根据测试结果可知,车窗玻璃100的信息采集区S1对以65°入射角入射的905nm波长范围内的光线的透过率为77.5%。从车窗玻璃100的第一表面111侧面,信息采集区S1的可见光反射颜色的a值为-4.9,b值为-2.3,其中a是红绿色色度值,b是黄蓝色色度值。
车窗玻璃100经过热处理之后,增透膜20的第一叠层结构20a的高折射率层的材质为完全氧化状态。从内玻璃板13的第四表面132起,沿着增透膜20的厚度方向,第一个第一叠层结构20a的高折射率层的厚度增加17.1%;第二个第一叠层结构20a的高折射率层的厚度增加13.1%;第三个第一叠层结构20a的高折射率层的厚度增加18.2%。增透膜20的第二叠层结构20b的高折射率层为完全氧化状态,且增透膜20的第二叠层结构20b的高折射率层的厚度保持不变。车窗玻璃100的信息采集区S1对以65°入射角入射的905nm波长范围内的光线的透过率为79.2%。从车窗玻璃100的第一表面111侧面,信息采集区S1的可见光反射颜色的a值为-5.2,b值为-2.6,其中a是红绿色色度值,b是黄蓝色色度值。可见,车窗玻璃100经过热处理后,信息采集区S1对以65°入射角入射的905nm波长范围内的光线的透过率相较于热处理之前增加1.7%。
请参阅图7,本实施例的车窗玻璃100还包括隔热膜40,所述隔热膜40避开所述车窗玻璃100的信息采集区S1设置于所述内玻璃板13的第三表面131和/或所述外玻璃板11的第二表面112,即外玻璃板11和内玻璃板13之间夹设有隔热膜40。具体的,隔热膜40设于夹层玻璃10上对应视野区S21的位置。沿夹层玻璃10的厚度方向上,隔热膜40在夹层玻璃10上的正投影与视野区S21完全重叠(在隔热膜40的宽度方向和长度方向均等于视野区S21的宽度和长度尺寸)。隔热膜40能够反射光线,实现视野区S21的隔热防晒效果。隔热膜40避开夹层玻璃10上的信息采集区S1。在其他实施例中,沿夹层玻璃10的厚度方向,隔热膜40在夹层玻璃10的正投影也可以与视野区S21部分重叠(在隔热膜40的宽度方向和长度方向均小于视野区S21的宽度和长度尺寸)。
本实施例中,隔热膜40是功能金属层,功能金属层包括一个金属层和两个介质层,金属层位于两个介质层之间。金属层的材料为Ag,介质层的材料为ZnSnOx。在其他一些实施例中,功能金属层还可以包含多个金属层,每个金属层位于相邻两个介质层之间。本申请中“多个”指两个及以上。介质层一方面具有保护金属层的作用,防止金属层被氧化,另一方面还能够调节隔热膜40的光学性能、机械性能和反射颜色等。金属层的材料可为选自Ag、Au、Cu、Al、Pt中至少一种元素的金属或金属合金,介质层的材料可为选自Zn、Sn、Ti、Si、Al、Ni、Cr、Nb、Mg、Zr、Ga、Y、In、Sb、V、Ta等金属及其合金的氮化物、氧化物、氮氧化物中的至少一种。
为了保证视野区S21具有较高的透过率,只需在外玻璃板11的第二表面112或内玻璃板13的第三表面131中任意一个表面设置隔热膜40即可。在其他实施例中,隔热膜40也可以是透明导电氧化物涂层或光线吸收层,本申请不对隔热膜40的材料做严格限制。
夹层玻璃10上还设有遮蔽层50,遮蔽层50层叠于外玻璃板11的第二表面112或内玻璃板13的第四表面132的周缘。具体的,遮蔽层50设于夹层玻璃10上对应遮蔽区S22的位置。沿夹层玻璃10的厚度方向上,遮蔽层50在夹层玻璃10上的正投影与遮蔽区S22完全重叠(在遮蔽层50的宽度方向和长度方向均等于遮蔽区S22的宽度和长度尺寸)。遮蔽层50避开夹层玻璃10上的信息采集区S1。遮蔽层50的材料通常为油墨,用于遮蔽和保护车辆1000内部的零件。遮蔽层50可以起到防紫外线的作用,防止车辆1000内部的零部件被阳光直射造成老化而损坏,以提高车辆1000内部的零部件的使用寿命,同时遮蔽层50还能够遮挡车辆1000内部的零部件,以保证外部观察的整体美观。在其他实施例中,沿夹层玻璃10的厚度方向,遮蔽层50在夹层玻璃10的正投影也可以与遮蔽区S22部分重叠(在遮蔽层50的宽度方向和长度方向均小于遮蔽区S22的宽度和长度尺寸)。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
Claims (19)
1.一种车窗玻璃,其特征在于,包括夹层玻璃和信息采集区,所述夹层玻璃包括外玻璃板、中间层和内玻璃板,所述中间层夹设于所述外玻璃板和所述内玻璃板之间,所述外玻璃板包括第一表面和与所述第一表面背向设置的第二表面,所述第二表面朝向所述中间层,所述内玻璃板包括第三表面和与所述第三表面背向设置的第四表面,所述第三表面朝向所述中间层;
在所述内玻璃板的第四表面上设有增透膜,沿所述夹层玻璃的厚度方向,所述增透膜至少完全覆盖所述信息采集区,所述增透膜包括多个叠层结构,沿所述车窗玻璃厚度方向,多个所述叠层结构依次层叠,从所述内玻璃板的第四表面向远离所述外玻璃板的方向,每个所述叠层结构包括依次层叠的高折射率层和低折射率层;
经过热处理后所述车窗玻璃中所述增透膜覆盖的区域对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率与热处理前相比提高至少1%。
2.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,多个所述叠层结构分为第一叠层结构和第二叠层结构,且沿所述夹层玻璃厚度方向,所有所述第一叠层结构相对所有所述第二叠层结构靠近所述内玻璃板;
所述第一叠层结构的高折射率层在所述热处理之前为部分氧化状态的金属氧化物,且所述第一叠层结构的高折射率层在所述热处理之后为完全氧化状态的金属氧化物。
3.根据权利要求2所述的车窗玻璃,其特征在于,所述第一叠层结构的高折射率层的材质为金属氧化物MmOn,其中M为金属元素,O为氧元素,m为每个MmOn分子中所述金属元素对应的原子的数量,n为O原子的数量,所述金属元素的化合价为p,在所述热处理之前,所述n的范围为:n<p*m/2。
4.根据权利要求3所述的车窗玻璃,其特征在于,在所述热处理之前,所述n的范围为:n≤p*m*0.35。
5.根据权利要求3所述的车窗玻璃,其特征在于,所述金属元素为Nb、La、Ta、Ti、Mo、Hf、Zr中的至少一种。
6.根据权利要求2所述的车窗玻璃,其特征在于,所述第一叠层结构的数量为1-3个。
7.根据权利要求2所述的车窗玻璃,其特征在于,经过所述热处理之后,每个所述第一叠层结构的高折射率层的厚度与所述热处理之前相比增加至少10%。
8.根据权利要求2所述的车窗玻璃,其特征在于,所述第二叠层结构的高折射率层的材质为Si、NbOx、SiNx、ZrOx、TiOx、TiNx、MoOx、TaOx、HfOx中的至少一种。
9.根据权利要求2所述的车窗玻璃,其特征在于,所述第一叠层结构的低折射率层的材质为SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的至少一种,所述第二叠层结构的低折射率层的材质为SiOx、MgFx、AlOx、WOx、YFx、BaFx中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,所述高折射率层的折射率为2.1-3.5,所述低折射率层的折射率均为1.4-1.9。
11.根据权利要求10所述的车窗玻璃,其特征在于,相邻的所述高折射率层的折射率与所述低折射率层的折射率之间的差值大于0.3。
12.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,所述叠层结构的数量为4个-10个。
13.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,所述增透膜的总厚度为300nm-1500nm。
14.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,经过所述热处理之前,所述信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率≥76%。
15.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,经过所述热处理之前,设有所述增透膜的所述信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率相较于未设有所述增透膜的所述信息采集区对以62°-68°入射角入射的900nm-1000nm波长范围的光线的透过率增加至少4%。
16.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,所述外玻璃板和所述内玻璃板中的至少一个在900nm-1000nm波长范围内具有至少91%的透过率。
17.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,所述热处理的温度范围为550℃-650℃。
18.根据权利要求1所述的车窗玻璃,其特征在于,经过所述热处理后,从所述第一表面的一侧测量,所述信息采集区的可见光反射颜色的a值小于或者等于-2,b值小于0,其中a是红绿色色度值,b是黄蓝色色度值。
19.一种车辆,其特征在于,包括车体和如权利要求1-18任一项所述的车窗玻璃,所述车窗玻璃连接至所述车体。
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