本發(fā)明涉及復合玻璃和用于平視顯示器的投影裝置、用于制備復合玻璃的方法及其用途。

背景技術(shù)：

現(xiàn)代汽車越來越多地裝備有所謂的平視顯示器（HUD）。利用投影機（例如在儀表板的區(qū)域中或在車頂區(qū)域中）將圖像投影到擋風玻璃上，在該處被反射并且被駕駛員作為在擋風玻璃之后的虛擬的圖像（從該駕駛員所看到的）感知。由此重要的信息能夠投影到駕駛員的視野中，例如當前的行駛速度、導航指示或警告指示，駕駛員能夠感知它們，而駕駛員的目光不必從車道處轉(zhuǎn)向。平視顯示器能夠由此顯著地有助于提高交通安全。

在上面描述的平視顯示器中出現(xiàn)如下問題，即投影機圖像在擋風玻璃的兩個表面處反射。由此駕駛員不僅感知期望的主圖像，而且還感知輕微偏移的、通常強度較弱的幻像(Nebenbild)。后者通常還稱為重影(Geisterbild)。該問題通常由此得以解決，即反射表面相對彼此以有意選擇的角度來布置，以便主圖像和重影重疊，由此重影不再引起干擾。楔角在用于平視顯示器的傳統(tǒng)復合玻璃的情況下通常為約0.5mrad。

擋風玻璃由兩塊玻璃板構(gòu)成，它們經(jīng)熱塑性的薄膜相互層壓在一起。如果玻璃板的表面應(yīng)該如描述的那樣成一角度來布置，則通常的是，使用具有非恒定的厚度的熱塑性的薄膜。還提到了楔狀的薄膜或楔形薄膜。在薄膜的兩個表面之間的角度稱為楔角。楔角可在整個的薄膜上是恒定的（線性的厚度變化）或取決于位置來改變（非線性的厚度變化）。帶有楔形薄膜的復合玻璃例如由WO2009/071135A1、EP1800855B1或EP1880243A2已知。

楔形薄膜通常借助于擠出制備，其中，使用楔狀的擠出噴嘴。具有期望的楔角的楔形薄膜的制備（所述楔角尤其取決于具體的板的幾何形狀和平視顯示器的投影裝置）是非常貴并且復雜的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于，提供用于平視顯示器的改善的復合玻璃，所述復合玻璃能夠比按照類型傳統(tǒng)的復合玻璃成本更低地并且更簡單地制備。

本發(fā)明的目的根據(jù)本發(fā)明通過根據(jù)權(quán)利要求1的復合玻璃來實現(xiàn)。優(yōu)選的實施方案由從屬權(quán)利要求得知。

根據(jù)本發(fā)明的用于平視顯示器（HUD）的復合玻璃具有上邊緣和下邊緣。上邊緣是指復合玻璃的如下側(cè)邊緣，所述側(cè)邊緣設(shè)置成，在安裝位置中向上指向。下邊緣是指如下側(cè)邊緣，所述側(cè)邊緣設(shè)置成，在安裝位置中向下指向。如果復合玻璃為機動車的擋風玻璃，則上邊緣常常還被稱為車頂邊緣并且下邊緣被稱為發(fā)動機邊緣。

根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃（或復合板）包括外板和內(nèi)板，它們經(jīng)熱塑性的中間層彼此連接在一起。復合玻璃設(shè)置成，在開口尤其是車輛的窗口中，將內(nèi)部空間與外部環(huán)境隔開。內(nèi)板在本發(fā)明的意義中是指復合板的朝向內(nèi)部空間（車輛內(nèi)部空間）的板。外板是指朝向外部環(huán)境的板。

內(nèi)板具有小于1.2mm的厚度。中間層的厚度在復合玻璃的下邊緣和上邊緣之間的豎直的走向(verlauf)上以小于或等于0.3mrad的最大的楔角α至少局部(abschnittsweise)可變。但楔角至少局部具有有限的楔角，即大于0°的楔角?！熬植俊痹诖耸侵福谙逻吘壓蜕线吘壷g的豎直的走向具有至少一個區(qū)段，在所述區(qū)段中中間層的厚度取決于位置來改變。但厚度還可在若干個區(qū)段中或在整個的豎直的走向上改變。豎直的走向是指在下邊緣和上邊緣之間以基本上垂直于提及的邊緣的走向方向的走向。

楔角是指在中間層的兩個表面之間的角度。如果楔角不恒定，則為了所述楔角的在一個點處的測量使切線移到表面處。

本發(fā)明的優(yōu)點在于至少一塊薄板（內(nèi)板）和中間層的小的楔角的組合。通過使用至少一塊板（其顯著比用于擋風玻璃的典型的板（約2.1mm）?。沟梅瓷浔砻姹舜烁咏?。由此使得主圖像和重影較不明顯地相對彼此移位，從而它們能夠以相對小的楔角重疊。根據(jù)本發(fā)明的小于或等于0.3mrad的楔角明顯小于用于傳統(tǒng)復合玻璃的在0.5mrad的范圍中的楔角。也就是說使用更薄的板使得能夠使用具有僅小的楔角的熱塑性的薄膜，所述薄膜可比具有更大的楔角的薄膜成本更低地并且更簡單地制備。尤其這種薄膜可通過拉伸(Recken)具有恒定的厚度的薄膜來獲得以代替通過擠出來獲得。

此外本發(fā)明的小的楔角減少用于平視顯示器的復合玻璃的常常出現(xiàn)的缺點。通過在復合玻璃的不同的表面處的折射和反射可在透射中出現(xiàn)雙圖像 - 通過復合玻璃觀察到的物體在此雙重顯現(xiàn)。這種效果能夠通過在HUD上優(yōu)化的楔形薄膜（其具有通常從下向上增加的厚度，經(jīng)優(yōu)化用于避免在反射中的重影）來加強。本發(fā)明使得能夠使用非常小的楔角，由此減弱在透射中的雙圖像問題。

至少一塊薄板此外還減少復合玻璃的重量，這有助于車輛的更少的燃料消耗。仍然滿足對車窗玻璃(Fahrzeugscheiben)的鑒于穩(wěn)定性和斷裂強度尤其是耐刮性和耐石擊性的要求，外板和內(nèi)板鑒于它們的厚度的非對稱性也有助于此。

根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃優(yōu)選地為車輛、尤其是機動車、例如轎車的擋風玻璃。

外板可基本上具有在用于復合玻璃的傳統(tǒng)的范圍中、尤其是在2.1mm至3.0mm的范圍中、例如2.1mm或2.6mm的厚度。在一個特別有利的實施方案中外板同樣地為較薄的板并且具有小于2.1mm的厚度。由此根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃的上面提及的優(yōu)點增強地出現(xiàn)。

外板的厚度優(yōu)選地為1.2mm至2.0mm、特別優(yōu)選地1.4mm至1.8mm、相當特別優(yōu)選地1.5mm至1.7mm。內(nèi)板的厚度優(yōu)選地為0.3mm至1.1mm、特別優(yōu)選地為0.5mm至0.9mm、相當特別優(yōu)選地0.6mm至0.8mm。通過這些厚度實現(xiàn)鑒于反射特性的良好性質(zhì)并且重影能夠有效地通過本發(fā)明的小的楔角來避免。同時復合玻璃是足夠穩(wěn)定的，以便用作車輛安裝玻璃(Verglasung)。較厚的外板和較薄的內(nèi)板的非對稱的組合被證明提高耐石擊性和斷裂強度。

內(nèi)板和外板優(yōu)選地由玻璃、特別優(yōu)選地由鈉鈣玻璃構(gòu)成，這被證明對于窗玻璃有利。但所述板還可由其它的玻璃種類構(gòu)成，例如硼硅玻璃或硅酸鋁玻璃。但備選地所述板可基本上由塑料制成、尤其是聚碳酸酯或PMMA。

最大的楔角α優(yōu)選地小于或等于0.2mrad。在一個相當特別有利的實施方案中最大的楔角α小于或等于0.15mrad、優(yōu)選地小于或等于0.1mrad。楔角越小，中間層可越簡單地通過拉伸來制備，并且在透射中的雙圖像的問題越較不顯著地表現(xiàn)出來。最大的楔角是指在中間層中出現(xiàn)的最大的楔角。

HUD的圖像距離(Bildweite)（也就是說虛擬的圖像與復合玻璃的間距）越大，楔角必須越小以避免雙圖像。

大的圖像距離尤其在所謂的“增強現(xiàn)實”HUD中出現(xiàn)，在其中不是僅僅將信息投影到擋風玻璃的受限的區(qū)域上，而是將外部環(huán)境的元素包括到圖示中。對此的實例為行人的標記、與在前行駛的車輛的間距的顯示或?qū)Ш綌?shù)據(jù)直接在車道上的投影、例如以用于標記待選擇的車路。對于增強現(xiàn)實HUD的典型的圖像距離而言，通常小于或等于0.15mrad的楔角是足夠的。

楔角可在豎直的走向上為恒定的，這導致中間層的線性的厚度變化，其中，厚度通常從下向上變得更大。方向說明“從下向上”表示從下邊緣到上邊緣的方向，也就是說豎直的走向。但還可存在更復雜的厚度輪廓(profil)，在其中楔角從下向上是可變的（即在豎直的走向上是依賴于位置的）、線性或非線性的。

優(yōu)選地中間層的厚度在豎直的走向上從下向上至少局部增加。

中間層的可變的厚度可受限于豎直走向的區(qū)段。所述區(qū)段優(yōu)選地至少相當于復合玻璃的所謂的HUD區(qū)域，也就是說如下區(qū)域，在其中HUD投影機產(chǎn)生圖像。但區(qū)段還可更大。中間層的厚度可在整個的豎直的走向上是可變的，例如從下邊緣到上邊緣基本上持續(xù)增加。

中間層的厚度可在水平的截面中（即約平行于上邊緣和下邊緣的截面）是恒定的。那么厚度輪廓在復合玻璃的寬度上是恒定的。但厚度也可在水平的截面中是可變的。那么厚度不僅在豎直的、而且在水平的走向上可變。

中間層通過至少一個熱塑性的薄膜構(gòu)造而成。在一個有利的實施方案中楔角通過拉伸在薄膜中產(chǎn)生。楔狀的薄膜不是擠出的，而是最初作為具有基本上恒定的厚度的傳統(tǒng)薄膜來提供并且通過拉伸變形，使得所述薄膜具有期望的楔角。這比通過擠出的制備更簡單并且成本更低。本領(lǐng)域技術(shù)人員后來認識到，楔角通過拉伸或通過擠出來構(gòu)造，尤其是在靠近下邊緣和/或上邊緣的典型的厚度走向。

中間層優(yōu)選地具有0.5mm至1mm、特別優(yōu)選地0.6mm至0.9mm的最小厚度。最小厚度是指在中間層的最薄的部位處的厚度。帶有較薄的中間層的復合玻璃常常具有過小的穩(wěn)定性，以能夠用作車窗玻璃。熱塑性的薄膜、尤其是PVB薄膜以標準厚度0.76mm來銷售。由這些薄膜可通過拉伸有利地引入根據(jù)本發(fā)明的楔角。因為根據(jù)本發(fā)明的楔角是非常小的，故薄膜局部不會如此顯著變薄，以至于出現(xiàn)復合玻璃的穩(wěn)定性的問題。

中間層優(yōu)選地至少含有聚乙烯醇縮丁醛（PVB）、乙烯醋酸乙烯酯（EVA）、聚氨酯（PU）或它們的混合物或共聚物或衍生物、特別優(yōu)選地PVB。中間層在一個優(yōu)選的實施方案中由PVB薄膜構(gòu)造而成。

中間層可通過單個的薄膜構(gòu)造而成或也可通過多于一個的薄膜構(gòu)造而成。在后一種情況中薄膜中的至少一個必須構(gòu)造有楔角。中間層還可由所謂的聲學薄膜構(gòu)造而成，所述薄膜具有抗噪聲的作用。這種薄膜通常由至少三層構(gòu)成，其中，中間的層（例如由于增塑劑的更高的比例）比包圍所述中間的層的外部的層具有更高的塑性或彈性。

在本發(fā)明的一個實施方案中，外板和/或內(nèi)板為化學預(yù)應(yīng)力(chemisch vorgespannte)板，優(yōu)選地較薄的內(nèi)板，其經(jīng)受較小的石擊負荷，為化學預(yù)應(yīng)力板。在化學預(yù)應(yīng)力的情況下，通過離子交換使玻璃在表面的區(qū)域中的化學組成改變。在一個特別優(yōu)選的實施方案中，外板和內(nèi)板為非預(yù)應(yīng)力板。在另一特別優(yōu)選的實施方案中，外板為非預(yù)應(yīng)力板并且內(nèi)板為化學預(yù)應(yīng)力板。

外板、內(nèi)板和熱塑性的中間層可為澄清的并且無色的，但也可為調(diào)色的或著色的。尤其當復合玻璃為擋風玻璃時，通過復合玻璃的總透射在一個優(yōu)選的實施方案中大于70%。術(shù)語總透射基于通過ECE-R 43，附錄3，§ 9.1規(guī)定的用于檢測機動車窗玻璃的透光性的方法。

復合玻璃優(yōu)選地在空間的一個或若干個方向上彎曲，如對于機動車窗玻璃常見的那樣，其中，典型的曲率半徑處于約10cm至約40m的范圍內(nèi)。但例如當復合玻璃設(shè)置為用于公共汽車、火車或拖拉機的窗玻璃時，復合玻璃也可為平坦的。

根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃可具有功能性涂層，例如反射IR或吸收IR的涂層、反射UV或吸收UV的涂層、賦色的(farbgebende)涂層、低的發(fā)射率的涂層、可加溫的涂層、帶有天線功能的涂層、粘合碎片的(splitterbindende)涂層或用于屏蔽電磁輻射的涂層。功能性涂層優(yōu)選地布置在外板上。較厚的外板可比較薄的內(nèi)板技術(shù)上更簡單且成本更低地涂布，例如通過物理氣相沉積（如濺射）。功能性涂層優(yōu)選地布置在外板的朝向熱塑性的中間層的表面上，在該處保護所述涂層免受腐蝕和損害。功能性涂層還可布置于在中間層中的例如由聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）制成的嵌入薄膜(Einlagefolie)上。

復合玻璃還可通過如下方式配備有附加功能，即除功能性涂層以外或替代功能性涂層，中間層具有功能性嵌入物(Einlagerungen)，例如具有吸收IR的、吸收UV的、賦色的或聲學的性質(zhì)的嵌入物。嵌入物例如為有機或無機離子、化合物、附聚物、分子、晶體、顏料或染料。

本發(fā)明另外包括用于平視顯示器的投影裝置，其至少包括本發(fā)明的復合玻璃和投影機，所述投影機對準復合玻璃的區(qū)域，其中，中間層的厚度至少在豎直走向上的該區(qū)域中可變。

投影機對準的區(qū)域為如下區(qū)域，在其中可通過投影機產(chǎn)生圖像。該區(qū)域還被稱為復合玻璃的HUD區(qū)域。中間層的厚度優(yōu)選地至少在HUD區(qū)域中可變，尤其至少在整個HUD區(qū)域中，以便有效避免重影。但具有可變厚度的區(qū)段還可比HUD區(qū)域大。

本發(fā)明另外通過用于制備用于平視顯示器的帶有上邊緣和下邊緣的復合玻璃的方法實現(xiàn)，其中，（a）提供熱塑性的中間層，其厚度在兩個處于相對的邊緣（即設(shè)置為下邊緣和上邊緣的邊緣）之間的走向上以小于或等于0.3mrad的最大的楔角α至少局部可變；

（b）厚度小于1.2mm的中間層布置在由玻璃制成的外板和由玻璃制成的內(nèi)板之間，其中，上述邊緣（在它們之間厚度是可變的）指向上邊緣和下邊緣定向；以及

（c）內(nèi)板和外板通過層壓彼此連接在一起。

上文涉及復合玻璃描述的優(yōu)選的實施方案相應(yīng)地適用于根據(jù)本發(fā)明的方法。

熱塑性的中間層作為薄膜來提供。在一個優(yōu)選的實施方案中，這為傳統(tǒng)的熱塑性的薄膜、尤其是PVB薄膜，其具有（在初始狀態(tài)中）基本上恒定的厚度。具有根據(jù)本發(fā)明的楔角的可變的厚度通過拉伸薄膜，也就是說通過合適的牽拉的機械作用力來引入。根據(jù)本發(fā)明的小的楔角可通過拉伸來實現(xiàn)，這比通過擠出來制備楔形薄膜明顯成本更低。備選地熱塑性的中間層還可通過借助于楔狀的擠出噴嘴的擠出來制備。

如果復合玻璃應(yīng)該是彎曲的，則外板和內(nèi)板優(yōu)選地在層壓之前經(jīng)受彎曲工藝。優(yōu)選地外板和內(nèi)板一起（也就是說同時并且通過相同的工具）完全一致地(kongruent)彎曲，因為由此板的形狀為了之后進行的層壓而最理想地彼此協(xié)調(diào)了的。用于玻璃彎曲工藝的典型的溫度為例如500°C至700°C。

在一個優(yōu)選的實施方案中，內(nèi)板和或外板配備有化學預(yù)應(yīng)力。在彎曲之后將板有利地緩慢冷卻，優(yōu)選地以0.05°C/sec至0.5°C/sec的冷卻速率直到冷卻至400°C的溫度，以避免熱應(yīng)力。在這之后可進一步冷卻，還以更高的冷卻速率，因為在400°C以下產(chǎn)生熱應(yīng)力的風險是小的?；瘜W預(yù)應(yīng)力優(yōu)選地在300°C至600°C、特別優(yōu)選地400°C至500°C的溫度下進行。板在此使用熔鹽來處理，例如浸入到熔鹽中。在處理期間使尤其是玻璃的鈉離子被更大的離子尤其是更大的堿金屬離子交換，其中，期望的表面壓應(yīng)力出現(xiàn)。熔鹽優(yōu)選地為鉀鹽、特別優(yōu)選地硝酸鉀（KNO₃）或硫酸鉀（KSO₄）、相當特別優(yōu)選地硝酸鉀（KNO₃）的熔體。通常的持續(xù)時間為2小時至48小時。在用熔鹽處理之后使板冷卻至室溫。接下來優(yōu)選地用硫酸（H₂SO₄）凈化板。

復合玻璃通過層壓來制備使用通常的、為本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法，例如熱壓法、真空包裝法、真空環(huán)法(Vakuumringverfahren)、壓延法、真空層壓法或它們的組合進行。外板和內(nèi)板的連接在此通常在熱、真空和/或壓力的作用下進行。

本發(fā)明另外包括根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃在機動車優(yōu)選地轎車中作為擋風玻璃的用途，所述擋風玻璃用作平視顯示器的投影面。

附圖說明

在下面按照附圖和實施例進一步闡述本發(fā)明。附圖為示意性的圖示并且不完全按比例。附圖絕不限制本發(fā)明。

其中：

圖1示出根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃的一個實施方案的俯視圖，

圖2示出根據(jù)圖1的復合玻璃的橫截面，

圖3示出圖2的復合玻璃，作為根據(jù)本發(fā)明的投影裝置的組成部分，以及

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施方式的流程圖。

具體實施方式

圖1和圖2分別示出根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃10的細節(jié)，所述復合玻璃由外板1和內(nèi)板2構(gòu)成，它們經(jīng)熱塑性的中間層3彼此連接在一起。復合玻璃設(shè)置為機動車的擋風玻璃，所述機動車裝備有平視顯示器。外板1在安裝位置中朝向外部環(huán)境，內(nèi)板2朝向車輛內(nèi)部空間。復合玻璃的上邊緣O在安裝位置中向上指向車輛頂（頂邊緣），下邊緣U向下指向發(fā)動機艙（發(fā)動機邊緣）。

外板1由具有1.6mm的厚度的鈉鈣玻璃構(gòu)成。內(nèi)板2同樣由鈉鈣玻璃構(gòu)成并且具有僅僅0.7mm的厚度。也就是說外板1和尤其是內(nèi)板2明顯薄于傳統(tǒng)復合玻璃的板，所述傳統(tǒng)復合玻璃的板的厚度通常在1.8mm至2.6mm的范圍內(nèi)，在擋風玻璃的情況中通常為2.1mm。

中間層3的厚度在從下邊緣U到上邊緣O的豎直的走向上持續(xù)增加。厚度增加在該圖中為簡單起見線性示出，但也可具有更復雜的輪廓。中間層3由單個的由PVB制成的薄膜構(gòu)造而成。薄膜在初始狀態(tài)中為具有0.76mm的標準厚度的PVB薄膜。厚度增加通過在下邊緣U處的拉伸也就是說牽拉引入到薄膜中。楔角α為約0.1mrad。用于HUD的傳統(tǒng)復合玻璃的楔角在0.5mrad左右的范圍內(nèi)。

在該圖中還標出區(qū)域B，其對應(yīng)于復合玻璃的HUD區(qū)域。在該區(qū)域中圖像應(yīng)該通過HUD投影機來產(chǎn)生。由于中間層的楔狀構(gòu)造使這兩個圖像（它們通過投影機圖像在外板1和內(nèi)板2的兩個背向中間層3的表面處的反射產(chǎn)生）彼此重疊。干擾性的重影因此在小的程度上出現(xiàn)。

外板1和內(nèi)板2的小的厚度導致，需要非常小的楔角α，所述楔角可順利地通過拉伸來產(chǎn)生。這比通過擠出來制備楔形薄膜明顯更簡單和成本更低。此外，大的楔角常常導致透射中的顯著的雙圖像，這在此也可被避免。

圖3示出圖1和2的復合玻璃10，作為用于HUD的投影裝置的部件。所述裝置除了復合玻璃10之外還包括投影機4，所述投影機對準區(qū)域B。在區(qū)域B（HUD區(qū)域）中可通過投影機產(chǎn)生圖像，所述圖像由觀察者5（車輛駕駛員）感知為在復合玻璃10的背向所述車輛駕駛員的側(cè)面上的虛擬的圖像。在區(qū)域B中的楔角導致外板1和內(nèi)板2的彼此傾斜的表面，由此可避免重影。

圖4示出根據(jù)本發(fā)明的用于制備根據(jù)本發(fā)明的復合玻璃10的方法的一個實施例的流程圖。

附圖標記列表：

10 復合玻璃

1 外板

2 內(nèi)板

3 熱塑性的中間層

4 投影機

5 觀察者/車輛駕駛員

O 上邊緣

U 下邊緣

B 復合玻璃的區(qū)域/HUD區(qū)域

α 楔角

A-A' 截面線。