包括复合玻璃板的投影装置的制作方法

包括复合玻璃板的投影装置
1.本发明涉及投影装置、其制造方法及其用途。
2.具有功能元件的挡风玻璃板越来越多地用于运载工具领域。例如，这些包括使得装配玻璃能够用作显示器的显示元件，其中装配玻璃保持透明。通过这种类型的显示器，机动车驾驶员可以得到直接显示在机动车的挡风玻璃板上的相关信息，而不必将视线从道路上移开。在公共汽车、火车或其它公共交通工具中的应用也是已知的，其中关于行车路线的当前信息或广告被投影到装配玻璃上。
3.为了在挡风玻璃板中显示导航信息，通常使用由投影器和具有楔角形热塑性中间层和/或楔角形玻璃板的挡风玻璃板组成的以术语平视显示器(hud)为人所知的投影装置。在此，楔角是必要的，以避免重影。投影的图像在距挡风玻璃板一定距离处以虚拟图像的形式出现，从而使得机动车的驾驶员例如将投影的导航信息感知为在他前面的道路上。de 102009020824 a1描述了虚像图像系统，其包括挡风玻璃板和图像源，其中图像源的真实光线射到挡风玻璃板上，在那里作为虚拟光线被反射，实际图像光线的折射光线射到挡风玻璃板表面上的亚光黑色材料上以避免幻像。来自hud投影器的辐射通常基本上是s偏振的，因为与p偏振相比，挡风玻璃板的反射特性更好。但是，如果观察者佩戴仅透射p偏振光的偏振选择太阳镜，则hud图像最多减弱地被感知。这个问题的解决方法是应用使用p偏振光的投影装置。de102014220189a1公开了平视显示器投影装置，其通过p偏振辐射操作，其中挡风玻璃板具有将p偏振辐射朝着观察者方向反射的反射结构。us20040135742a1也公开了使用p偏振辐射的平视显示器投影装置，其具有反射结构。wo 96/19347a3提出了具有多个子层的聚合物层作为反射结构。wo 2021145387 a1公开了具有包括高折射率和低折射率层的hud涂层的运载工具玻璃板。
4.在玻璃板上显示信息的另一个已知的概念是集成基于漫反射的显示膜。它们产生真实图像，其在装配玻璃的平面上呈现给观察者。具有透明显示膜的装配玻璃例如从ep 2 670 594 a1和ep 2 856 256 a1中已知。显示元件的漫反射在此通过粗糙的内部表面和位于其上的涂层产生。ep 3 151 062 a1描述了用于集成在汽车装配玻璃中的投影装置。
5.因此，机动车的挡风玻璃板可以同时用作虚拟hud图像和基于漫反射的真实图像的投影面。这些不同的投影技术还用于将传统上集成在运载工具仪表板中的显示器，例如速度显示计、警告或车辆数据移动到挡风玻璃板上。然而，挡风玻璃板上的大量大面积投影可能会干扰驾驶员。此外，用于平视显示器的投影器必须具有相应的高功率，以确保投影的图像即使在逆光的情况下也具有足够的亮度并且可被观察者良好识别。这种投影器具有相对高的能耗。
6.因此，需要即使在逆光和低能耗的情况下也具有所产生的图像的良好对比度以及可以通过p偏振光操作的投影装置。本发明的目的是提供这种改进的复合玻璃板、其制造方法及其用途。
7.根据本发明，该目的通过根据权利要求1的投影装置来实现。优选实施方案从从属权利要求中得出。
8.根据本发明的投影装置包括复合玻璃板以及p偏振光的光源。复合玻璃板包括具
有外侧表面(i面)和内侧表面(ii面)的外玻璃板、具有外侧表面(iii面)和内侧表面(iv面)的内玻璃板、以及将外玻璃板的内侧表面与内玻璃板的外侧表面接合的热塑性中间层。复合玻璃板具有至少第一子区域，其中反射层布置在内玻璃板的内侧表面上。反射层布置在内玻璃板的内侧表面上，以使得其形成复合玻璃板的暴露表面，即直接与周围环境邻接的表面。换言之，反射层形成从热塑性中间层开始朝着内玻璃板的方向离得最远的层。从内玻璃板的内侧表面开始，反射层包括以面形式以所示顺序彼此叠置的至少一个折射率大于或等于1.7的光学高折射率层和折射率小于或等于1.6的光学低折射率层。复合玻璃板在该复合玻璃板的至少第二子区域中还具有至少一个不透明覆盖层，该覆盖层布置在外玻璃板的外侧表面上、外玻璃板的内侧表面上、内玻璃板的外侧表面上和/或内玻璃板的内侧表面上。不透明覆盖层在此可以直接或间接地布置在玻璃板表面上。至少一个不透明覆盖层在此布置在也存在有反射层的玻璃板区域中，以使得反射层和不透明层存在重叠区域。在具有不透明覆盖层的第二子区域在存在有反射层的第一子区域的平面中的投影中，因此产生这两个子区域的至少部分全等。在投影装置在运载工具中的安装状态下，反射层比不透明覆盖层具有与运载工具内部空间的更小距离。p偏振光的光源布置在内玻璃板的内侧表面的那面上，因此在投影装置在运载工具中的安装状态下位于运载工具内部空间中。因此，来自运载工具内部空间的光源发出的光射到复合玻璃板的反射层上并在那里被反射。对于位于运载工具内部空间中的观察者而言，被反射的光可被识别为图像。不透明覆盖层从运载工具内部空间中的观察者的角度来看位于反射层的后面，以使得在反射层的区域中避免光从周围环境透射到运载工具内部空间中。因此，位于反射层区域中的图像具有良好的对比度。本发明人已发现，包括高折射率层和低折射率层的反射层在p偏振光的高反射率方面特别合适。与此相比，单个低折射率层或单个高折射率层表现出明显更低的反射率。特别地，根据本发明的反射层与从运载工具乘员的角度来看位于后面的不透明覆盖层的组合产生良好的图像可见性，即使在外部太阳辐射的情况下、在佩戴太阳镜的乘员的情况下和在使用弱光的光源的情况下。即使在这些情况下，由光源产生的图像也显得明亮且可极好识别。这能够降低光源的功率并因此降低能耗。
9.从运载工具乘员的角度来看，在透过内玻璃板透视时，反射层在空间上布置在不透明覆盖层的前面。由此，布置有反射层的复合玻璃板区域显得不透明。不透明背景前面的反射层优选是透明的，但也可以是本身不透明的。表述“透过复合玻璃板透视时”是指从内玻璃板的内侧表面开始透过复合玻璃板观看。在本发明的上下文，“空间上在前面”是指反射层在空间上布置为比至少所述不透明覆盖层更远离外玻璃板的外侧表面。不透明覆盖层可以施加到一个或多个玻璃板表面上。本发明在这方面的一个优点是，反射层适合于以自由暴露的方式安置在内玻璃板的内侧表面上。因此，可以根据客户要求自由选择应放置不透明覆盖层的表面。与此相反，安置到内玻璃板的外侧表面或外玻璃板的内侧表面上的反射层可能被位于朝着运载工具内部方向上更远的覆盖印刷物遮盖。这通过根据本发明的结构来避免。如果不透明覆盖层布置在内玻璃板的内侧表面上，则反射层安置到不透明覆盖层的背离内玻璃板的表面上，因此其功能不会被覆盖层损害。反射层可以在此直接或间接地，优选直接地施加到不透明覆盖层上。不透明覆盖层优选地至少在与反射层重叠并且其中复合玻璃板用于显示图像的区域中被加宽。这意味着，不透明覆盖层在垂直于复合玻璃板的环绕边缘的最近区段中观察时具有比其它区段中更大的宽度。由此，不透明覆盖层可
以适配反射层的尺寸。不透明覆盖层优选地环绕地沿着复合玻璃板的环绕边缘形成在复合玻璃板的边缘区域中，其中覆盖层的宽度可变。
10.本发明的上下文中，暴露表面被理解为是指可被触及并且与周围大气直接接触的表面。它也可以称为外部表面。暴露表面与通过热塑性中间层相互接合的复合玻璃板的内部表面不同。如果玻璃板被设计为复合玻璃板，则外玻璃板的外侧表面和内玻璃板的内侧表面(即根据本发明的基底)是暴露的。
11.以面形式彼此叠置布置意味着第一层在第二层的平面中的投影至少部分地与第二层全等。
12.优选地，复合玻璃板是运载工具挡风玻璃板。
13.在本发明的上下文中，至少一个不透明覆盖层是防止透过复合玻璃板透视的层。在此，可见光谱的光的最多5％，优选最多2％，特别优选最多1％，尤其是最多0.1％透过不透明覆盖层透射。
14.投影装置的光源发射p偏振光，并布置在内玻璃板的内侧表面附近，以使得光源照射该表面，其中光被复合玻璃板的反射层反射。反射层优选反射至少5％，优选至少6％，特别优选至少10％的射到反射层上的在450nm至650nm的波长范围内且入射角为55
°
至75
°
的p偏振光。这对于实现由光源发射并在反射层上反射的图像的尽可能大的亮度而言是有利的。
15.光源用于发射图像，因此也可以被称为显示装置或图像显示装置。投影器、显示器或本领域技术人员已知的其它装置可以用作光源。光源优选是显示器，特别优选lcd显示器、led显示器、oled显示器或电致发光显示器，尤其是lcd显示器。显示器具有小的安装高度，因此可以容易且节省空间地集成到运载工具仪表板中。此外，显示器比投影器明显更节能地运行。显示器的相对较低的亮度在此与根据本发明的反射层和其后面的不透明覆盖层相组合是完全足够的。来自光源的辐射优选以55
°
至80
°
的入射角射到复合玻璃板上，优选62
°
至77
°
的入射角射到复合玻璃板上的反射层区域中。入射角是图像显示装置的辐射的入射矢量与反射层的几何中心的面法线之间的角度。
16.术语p偏振光是指主要具有p偏振的可见光谱的光。p偏振光优选具有至少50％，优选至少70％，特别优选至少90％，特别是约100％的p偏振光比例。偏振方向的观察在此基于辐射在复合玻璃板上的入射平面。p偏振辐射是指其电场在入射平面内振荡的辐射。s偏振辐射是指其电场垂直于入射平面振荡的辐射。入射平面由入射矢量和在受照射区域的几何中心的复合玻璃板的面法线撑开。换言之，偏振，即特别是p和s偏振辐射的比例，在由光源照射的区域中的点处确定，优选在受照射区域的几何中心处。由于复合玻璃板可以是弯曲的(例如如果它们被设计为挡风玻璃板)，这会影响辐射的入射平面，因此在其余区域中可能出现与其略微偏离的偏振比例，这由于物理原因是不可避免的。
17.至少一个不透明覆盖层优选地布置在外玻璃板的边缘区域中。这种覆盖层优选用于掩蔽复合玻璃板(例如作为运载工具车身中的挡风玻璃板)的胶粘。由此在安装状态下实现复合玻璃板的和谐的整体印象。此外，不透明覆盖印刷物用作所用胶粘材料的紫外线防护。
18.位于外玻璃板上的不透明覆盖层优选地印刷到外玻璃板上，特别是使用丝网印刷方法。用于将不透明覆盖层施加到玻璃板上的丝网印刷方法是本身已知的。这种印刷的覆
盖层也被称为丝网印刷物、黑色印刷物或黑版并且包含不透明颜料，例如黑色颜料。已知的黑色颜料是例如颜料炭黑(炭黑)、苯胺黑、骨黑、氧化铁黑、尖晶石黑和石墨。使用丝网印刷方法印刷的不透明覆盖层优选地经受温度处理以将其持久地与玻璃表面接合。该温度处理通常在 450℃至700℃的温度下进行。如果外玻璃板是弯曲的，则施加到其上的丝网印刷物的温度处理也可以在弯曲该玻璃板时进行。
19.外玻璃板上的不透明覆盖层可以施加到外玻璃板的内侧表面和/或外玻璃板的外侧表面上。在此，如果不透明覆盖印刷物被保护免受天气影响，则优选外玻璃板的内侧表面。至少一个呈不透明覆盖印刷物形式的不透明覆盖层特别优选地布置在外玻璃板的内侧表面和/或内玻璃板的内侧表面上。安置到内玻璃板的内侧表面上的不透明覆盖印刷物也遮盖了从运载工具内部透过复合玻璃板向外的视线。例如，在此可以遮盖层压在复合玻璃板中的组件，例如电连接件。客户还希望能够自由选择覆盖印刷物的位置，并且如果需要，还希望能够将其安置到内玻璃板的内侧表面上。与仅适合于在复合玻璃板中内侧使用的层相反，布置在内玻璃板的内侧表面上且与周围环境直接相邻的反射层在此使得能够与内玻璃板的内侧表面上的覆盖层组合。相反，施加在内侧，即ii面或iii面上的反射层会被安置在iv面上的覆盖层遮盖。
20.反射层施加在内玻璃板的内侧表面的子区域上。反射层优选与内玻璃板的内侧表面(iv面)或施加在该玻璃板表面上的不透明覆盖层直接接触。反射层在此至少布置在复合玻璃板的iv面的一个区域中，该区域在透过复合玻璃板透视时与不透明覆盖层重叠。这意味着，由光源投影到反射层上的p偏振光射到存在有不透明覆盖层的复合玻璃板区域中。由此实现显示的高对比度。
21.从内玻璃板的内侧表面开始，反射层以所示顺序包括至少一个光学高折射率层和光学低折射率层。这意味着，至少一个光学低折射率层比光学高折射率层布置在与内玻璃板的内侧表面更大的距离处。相反，至少一个光学高折射率层比光学低折射率层布置在与内玻璃板的内侧表面更小的距离处。反射层的这些层以面形式彼此叠置地布置在内玻璃板的内侧表面上。
22.高折射率层优选具有至少1.8，特别优选至少1.9，非常特别优选至少2.0的折射率。折射率的增加带来了高折射率效果。高折射率层也可以被称为反射增强层，因为它通常增加经涂覆的表面的整体反射率。所提到的折射率产生特别好的结果。折射率优选为最多2.5——折射率的进一步增加不会带来在p偏振辐射方面的进一步改进，但会增加整体反射率。
23.在本发明的上下文中，折射率通常基于550nm的波长示出。用于确定折射率的方法是本领域技术人员已知的。在本发明的范围内示出的折射率可以例如通过椭偏仪来确定，其中可以使用市售的椭偏仪。除非另有说明，否则层厚度或厚度的数值是指层的几何厚度。
24.用于高折射率层的合适材料是氮化硅(si3n4)、硅-金属-混合氮化物(例如氮化硅锆(sizrn)、硅-铝-混合氮化物、硅-铪-混合氮化物或硅-钛-混合氮化物)、氮化铝、氧化锡、氧化铌、氧化铋、氧化钛、锡-锌-复合氧化物和氧化锆。此外，也可以使用过渡金属氧化物(例如氧化钪、氧化钇、氧化钽)或镧系氧化物(例如氧化镧或氧化铈)。高折射率层优选包含一种或多种这些材料或基于它们形成。
25.高折射率层可以通过物理或化学气相沉积，即pvd或cvd方法(pvd：物理气相沉积，
cvd：化学气相沉积)来施加。优选在其基础上形成涂层的合适材料特别是氮化硅、硅-金属-混合氮化物(例如氮化硅锆、硅-铝-混合氮化物、硅-铪-混合氮化物或硅-钛-混合氮化物)、氮化铝、氧化锡、氧化铌、氧化铋、氧化钛、氧化锆或锡-锌-混合氧化物。高折射率层优选是通过阴极溅射施加(“溅射”)的涂层，特别是通过磁场辅助阴极溅射施加(“磁控溅射”)的涂层。
26.高折射率层特别优选为溶胶-凝胶涂层。作为湿化学方法的溶胶-凝胶方法的优点是高灵活性，这使得例如可以简单地仅为玻璃板表面的部分配备涂层，并且与气相沉积，例如阴极溅射相比成本低。作为溶胶-凝胶涂层施加的高折射率层优选包含氧化钛或氧化锆，特别优选氧化钛，以实现根据本发明的折射率。当玻璃板被热处理时，通过pvd方法沉积的包含二氧化钛的层经受更大的结晶度变化。作为溶胶-凝胶涂层施加的包含氧化钛的高折射率层是至少部分无定形的并且没有这个缺点。溶胶-凝胶的化学转化在此有助于避免温度处理时的问题。
27.在溶胶-凝胶方法中，首先提供并熟化包含涂层前体的溶胶。熟化可包括前体的水解和/或前体之间的(部分)反应。前体通常存在于溶剂，优选水、醇(尤其是乙醇)或水-醇-混合物中。
28.在一个实施方案中，溶胶-凝胶涂层基于氧化钛或氧化锆形成。在此，溶胶含有氧化钛或氧化锆前体。
29.将溶胶直接或间接施加到内玻璃板的内侧表面上，特别是通过湿化学方法，例如通过浸涂(浸涂)、旋涂(旋涂)、流涂(流涂)、通过使用辊或刷子施加或通过喷涂(喷涂)，或通过印刷方法，例如移印(移印)或丝网印刷(丝网印刷)。之后可以进行干燥，其中蒸发溶剂。这种干燥可以在环境温度下或通过单独加热(例如在高达120℃的温度下)进行。在将层施加到基底上之前，通常通过本身已知的方法清洁表面。
30.然后将溶胶缩合。该缩合可以包括温度处理，其可以作为单独的温度处理在例如高达500℃下进行，或在玻璃弯曲过程中通常在600℃至700℃的温度下进行。如果前体具有可uv交联的官能团(例如甲基丙烯酸酯基团、乙烯基或丙烯酸酯基团)，则该缩合可包括uv处理。替代地，在合适的前体(例如硅酸盐)的情况下，该缩合可以包括ir处理。任选地，可以蒸发溶剂，例如在高达120℃的温度下。
31.在一个优选实施方案中，光学低折射率层的折射率为最多1.6，优选最多1.5，特别优选最多1.4，例如1.25至1.35。这些值已被证明在玻璃板的反射性能方面特别有利。
32.低折射率层优选基于纳米多孔氧化硅形成。该层的反射性能一方面由低折射率层的折射率，另一方面由厚度决定。折射率又取决于孔尺寸和孔密度。在一个优选实施方案中，孔的尺寸和分布方式使得折射率为1.2至1.4，特别优选1.25至1.35。在这些范围内的折射率对于在约65
°
和约75
°
的入射角范围内实现均匀反射光谱是特别有利的。低折射率层的厚度优选为30nm至500nm，特别优选50nm至150nm。由此实现良好的性能。
33.氧化硅可以是被掺杂的，例如被铝、锆、钛、硼、锡或锌。特别地，涂层的光学、机械和化学性能可以通过掺杂来调节。
34.低折射率层优选地包含仅一个由纳米多孔氧化硅制成的均匀层。然而，也可以由多个纳米多孔氧化硅层形成低折射率层，这些层例如在孔隙率(孔的尺寸和/或密度)方面不同。由此可以共同产生折射率的分布。
35.所述孔特别是封闭的纳米孔，但也可以是开放的孔。纳米孔被理解为是指尺寸在纳米范围内，即1nm至小于1000nm (1μm)的孔。所述孔优选具有基本上圆形的截面(球形孔)，但也可以具有其它截面，例如椭圆形、卵形或细长的截面(椭圆形或卵形的孔)。优选地，所有孔的至少80％具有基本相同的截面形状。如果孔尺寸为至少20nm或甚至至少40nm，则可能是有利的。孔的平均尺寸优选为1nm至500nm，特别优选1nm至100nm，非常特别优选20nm至80nm。孔的尺寸在圆形孔的情况下被理解为是指直径，在其它形状的孔的情况下被理解为是指最大的长度尺寸。优选地，所有孔的至少80％具有所示范围内的尺寸，特别优选地，所有孔的尺寸在所示范围内。孔体积在总体积中的比例优选为10％至90％，特别优选低于80％，非常特别优选低于60％。
36.低折射率层也优选为溶胶-凝胶涂层。它通过溶胶-凝胶方法沉积在高折射率层上。首先，提供并熟化包含涂层前体的溶胶。熟化可包括前体的水解和/或前体之间的(部分)反应。在本发明的上下文中，该溶胶被称为前体溶胶并且在溶剂中包含氧化硅前体。前体优选是硅烷，特别是四乙氧基硅烷或甲基三乙氧基硅烷(mteos)。然而，替代地，硅酸盐也可用作前体，特别是钠、锂或钾的硅酸盐，例如原硅酸四甲酯、原硅酸四乙酯(teos)、原硅酸四异丙酯或通式r
2n
si(or1)
4-n
的有机硅烷。在此优选地，r1为烷基，r2为烷基、环氧基、丙烯酸酯基团、甲基丙烯酸酯基团、胺基、苯基或乙烯基，且n为0至2的整数。也可以使用硅的卤化物或烷氧化物。溶剂优选为水、醇(特别是乙醇)或水-醇混合物。
37.然后将前体溶胶与分散在水相中的造孔剂混合。造孔剂的目的是似乎作为占位剂在产生低折射率层时产生氧化硅基质中的孔。通过造孔剂的形状、大小和浓度决定孔的形状、尺寸和密度。通过造孔剂，可以有针对性地控制孔尺寸、孔分布和孔密度，并确保可再现的结果。例如，聚合物纳米颗粒可用作造孔剂，优选pmma纳米颗粒(聚甲基丙烯酸甲酯)，但也可替代地使用由聚碳酸酯、聚酯或聚苯乙烯、或(甲基)丙烯酸甲酯和(甲基)丙烯酸的共聚物制成的纳米颗粒。代替聚合物纳米颗粒，也可以使用纳米乳液形式的油纳米滴。当然也可以设想的是使用不同的造孔剂。
38.以这种方式获得的溶液施加到内玻璃板的内侧表面上的高折射率层上。这适宜地使用湿化学方法进行，例如使用对于高折射率层的沉积所提到的那些方法。
39.然后将溶胶缩合。在此，在造孔剂周围形成氧化硅基质。该缩合可以包括温度处理，例如在例如高达350℃的温度下。如果前体具有可uv交联的官能团(例如甲基丙烯酸酯基团、乙烯基或丙烯酸酯基团)，则缩合可包括uv处理。替代地，在合适的前体(例如硅酸盐)的情况下，该缩合可以包括ir处理。任选地，溶剂可以在高达120℃的温度下蒸发。
40.然后任选地再次除去造孔剂。为此，经涂覆的基底优选在至少400℃，优选至少500℃的温度下进行加热处理，其中造孔剂分解。有机造孔剂在此特别是被炭化(碳化)。加热处理可以在弯曲过程中或热预加应力过程中进行。加热处理优选进行最多15分钟，特别优选最多5分钟的时间。除了去除造孔剂外，加热处理还可以用于完成缩合，从而使涂层致密，这改进其机械性能，尤其是其稳定性。
41.代替使用加热处理，也可以使用溶剂将造孔剂从涂层中溶解出来。在聚合物纳米颗粒的情况下，相应的聚合物必须可溶于溶剂中，例如在pmma纳米颗粒的情况下可以使用四氢呋喃(thf)。
42.优选去除造孔剂，由此产生空孔。然而，原则上，也可以将造孔剂留在孔中。如果它
的折射率与氧化硅不同，则会受到影响。然后用造孔剂，例如用pmma纳米颗粒填充孔。中空颗粒也可用作造孔剂，例如中空聚合物纳米颗粒，例如pmma纳米颗粒或中空氧化硅纳米颗粒。如果这样的造孔剂留在孔中而不被除去，则孔具有中空芯和填充有造孔剂的边缘区域。
43.所描述的溶胶-凝胶方法能够制造具有规则、均匀分布的孔的低折射率层。孔的形状、尺寸和密度可以有针对性地调节，低折射率层具有低的迂曲度(tortuosit
ä
t)。
44.反射层包括至少一个高折射率层和至少一个低折射率层。因此，也可以施加多个高折射率层和低折射率层，其中它们优选地彼此交替施加。在交替的层序列的情况下，与低折射率层邻接的层具有高折射率，而与高折射率层邻接的层具有低折射率。从内玻璃板开始观察，高折射率层和低折射率层的层堆叠体优选以高折射率层开始。在这种情况下，封闭层堆叠体的反射层的暴露表面可以任选地由高折射率层或低折射率层形成。在一个优选实施方案中，反射层包括恰好一个低折射率层和恰好一个高折射率层，其中高折射率层比低折射率层具有与内玻璃板的更小距离。因此，高折射率层是反射涂层中更靠近内玻璃板的层，而低折射率层封闭层堆叠体并且是暴露于周围环境的反射涂层表面。低折射率层因此基于内玻璃板的内侧表面布置在高折射率层上方。低折射率层优选地直接沉积在高折射率层上，即在高折射率层和低折射率层之间没有布置其它层。反射涂层特别优选地由恰好一个单独的高折射率层和恰好一个单独的低折射率层组成，并且在该层的上方或下方不具有其它层。发明人发现，包括恰好一个低折射率层和恰好一个高折射率层的反射涂层令人惊奇地对p偏振光具有改进的反射行为，其中特别是能够发现较低的角度依赖性。
45.高折射率层优选分别具有30nm至150nm，特别优选30nm至100nm，特别是40nm至70nm的层厚度。低折射率层优选分别具有100nm至300nm，特别优选150nm至250nm，尤其是165nm至220nm的层厚度。在这些层厚度范围内，可以实现在大角度范围内的特别有利的p偏振光反射。当反射涂层包括恰好一个高折射率层和恰好一个低折射率层并且层厚度位于每种情况下提到的范围内时，尤其是这种情况。
46.为了实现在反射层区域中产生的图像的尽可能颜色中性的显示，对于p偏振辐射的反射光谱应尽可能平滑，并且不具有明显的局部最小值和最大值。优选地，在450nm至650nm的光谱范围内，出现的最大反射率和反射率平均值之间的差值以及出现的最小反射率和反射率平均值之间的差值应该为最多3％，特别优选最多2％。所示的差值应理解为是指反射率的绝对偏差(以%为单位)，而不是相对于平均值的百分比偏差。替代地，450nm至650nm的光谱范围内的标准偏差可用作反射光谱平滑度的量度。在这点上，已经证明包括恰好一个高折射率层和恰好一个低折射率层的反射层是有利的。
47.在本发明的一个优选实施方案中，hud层布置在外玻璃板的内侧表面和内玻璃板的外侧表面之间。平视显示器(hud)的原理和这里使用的来自hud领域的技术术语对于本领域技术人员来说是公知的。详细描述可参考慕尼黑工业大学信息学院的alexander neumann的博士论文“simulationsbasierte messtechnik zur pr
ü
fung von head-up displays”(慕尼黑：慕尼黑工业大学的大学图书馆，2012)，特别是第2章“das head-up display”。hud层布置在外玻璃板和内玻璃板之间，其中“之间”既可以是指在热塑性中间层内、也可以是指在外玻璃板的内侧和内玻璃板的外侧上直接空间接触。hud层被设计为适合于反射p偏振光。hud层是引入复合玻璃板的大面积中的反射涂层，其中hud涂层所在的区域也称为hud区域。为了将复合玻璃板用作平视显示器，将投影器指向复合玻璃板的hud区域。
来自投影器的辐射优选地主要是p偏振的。hud层适合于反射p偏振辐射。由此，由投影器辐射产生虚拟图像，运载工具驾驶员可以从他的角度来看在复合玻璃板后面感知该图像。
48.根据本发明的投影装置特别适合于与hud层组合。内玻璃板的内侧表面上设置的反射层和该区域中安置的不透明覆盖层仅局部限制在复合玻璃板的边缘区域中，因此不影响复合玻璃板的透视区域中安置的hud层。通过将反射层定位在复合玻璃板的暴露表面上，hud层可以与其独立地安置到复合玻璃板的内表面之一上，在此被保护免受环境影响。
49.hud层优选包含至少一种选自铝、锡、钛、铜、铬、钴、铁、锰、锆、铈、钇、银、金、铂和钯或其混合物的金属。
50.在本发明的一个优选实施方案中，hud层是包含薄层堆叠体，即薄单层的层序列的涂层。该薄层堆叠体包含一个或多个基于银的导电层。基于银的导电层赋予反射涂层基本的反射性能以及此外ir反射效果和导电性。导电层基于银形成。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。基于银的材料特别适用于反射p偏振光。当反射p偏振光时，银的使用已被证明是特别有利的。涂层具有5nm至50nm，优选8nm至25nm的厚度。
51.如果hud层被设计为涂层，则其优选通过物理气相沉积(pvd)，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”)施加到内玻璃板或外玻璃板上。然而，原则上，涂层也可以例如通过化学气相沉积(cvd)，例如等离子体辅助气相沉积(pecvd)、通过蒸镀或通过原子层沉积(原子层沉积，ald)来施加。在层压之前将涂层施加到玻璃板上。
52.hud层也可以被设计为反射p偏振光的反射膜。hud层可以是具有反射涂层的载体膜或反射聚合物膜。反射涂层优选包括至少一个基于金属的层和/或具有交替折射率的介电层序列。基于金属的层优选包含银和/或铝或由其组成。介电层可以例如基于氮化硅、氧化锌、锡-锌-氧化物、硅-金属-混合氮化物例如硅-锆-氮化物、氧化锆、氧化铌、氧化铪、氧化钽或碳化硅形成。所提及的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。反射聚合物膜优选包含或由介电聚合物层组成。介电聚合物层优选包含pet。如果hud层被设计为反射膜，其厚度优选为30μm至300μm，特别优选50μm至200μm，尤其是100μm至150μm。
53.如果是经涂覆的反射膜，也可以使用cvd或pvd涂覆方法进行制造。
54.根据另一个优选的实施方案，hud层被设计为反射膜并且布置在热塑性中间层内。这种布置的优点是hud层不必使用薄层技术(例如cvd和pvd)施加到外玻璃板或内玻璃板上。由此导致使用具有进一步有利功能的hud层，例如在hud层上更均匀反射p偏振光。此外，可以简化复合玻璃板的制造，因为hud层不必在层压之前通过额外的方法布置在外玻璃板或内玻璃板上。
55.投影装置的复合玻璃板优选是挡风玻璃板。任选存在的hud层在此位于复合玻璃板的透视区域中。在作为机动车的挡风玻璃板的实施方案中，透过复合玻璃板的总透射率为至少70%，基于光类型a。术语总透射率是指由ece-r 43，附录3，第9.1节规定的测试机动车玻璃板透光率的方法。
56.如果第一层布置在第二层上方，这在本发明的上下文中意味着第一层布置得比第二层更远离施加有涂层的基底。如果第一层布置在第二层下方，这在本发明的上下文中意
味着第二层布置得比第一层更远离基底。
57.如果层基于一种材料形成，则该层主要由该材料组成，特别是除了可能的杂质或掺杂剂之外基本上由该材料组成。所提到的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(即使如果给出化学计量的化学总式以便更好地理解)。它们可以具有掺杂剂，例如铝、锆、钛或硼。
58.外玻璃板和内玻璃板包含玻璃，特别优选平板玻璃、浮法玻璃、石英玻璃、硼硅酸盐玻璃、钠钙玻璃、铝硅酸盐玻璃或清澈塑料，优选刚性清澈塑料，特别是聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚酰胺、聚酯、聚氯乙烯和/或其混合物，或优选由它们组成。
59.外玻璃板和内玻璃板可具有本身已知的其它合适的涂层，例如抗反射涂层、不粘涂层、抗刮涂层、光催化涂层或防晒涂层或低辐射涂层。
60.单个玻璃板(外玻璃板和内玻璃板)的厚度可以宽泛地变化，并且适配各个情况的要求。优选使用具有0.5mm至5mm，优选1.0mm至2.5mm的标准厚度的玻璃板。玻璃板的尺寸可以宽泛地变化，并取决于用途。
61.复合玻璃板可以具有任意三维形状。外玻璃板和内玻璃板优选地没有阴影区，从而例如可以通过阴极溅射对其进行涂覆。外玻璃板和内玻璃板优选是平坦的或在空间的一个方向或多个方向上轻微或强烈弯曲。
62.热塑性中间层包含至少一种热塑性塑料，优选聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、乙烯乙酸乙烯酯(eva)和/或聚氨酯(pu)或其共聚物或衍生物(任选地与聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)组合)，或由它们组成。然而，热塑性中间层也可以是例如聚丙烯(pp)、聚丙烯酸酯、聚乙烯(pe)、聚碳酸酯(pc)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙酸酯树脂、浇注树脂、丙烯酸酯、氟化乙烯-丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯-四氟乙烯、或它们的共聚物或混合物，或由它们组成。
63.热塑性中间层优选被设计为至少一个热塑性复合膜并且包含聚乙烯醇缩丁醛(pvb)，特别优选聚乙烯醇缩丁醛(pvb)和本领域技术人员已知的添加剂，例如增塑剂，或由它们组成。热塑性中间层优选包含至少一种增塑剂。
64.增塑剂是使塑料更软质、更柔韧、更柔软和/或更有弹性的化合物。它们将塑料的热弹性范围推移到较低的温度，从而使塑料在工作温度范围内具有所需的更弹性性能。优选的增塑剂是羧酸酯，尤其是低挥发性羧酸酯、脂肪、油、软树脂和樟脑。其它增塑剂优选为三乙二醇或四乙二醇的脂族二酯。特别优选使用3g7、3g8或4g7作为增塑剂，其中第一个数字表示乙二醇单元的数目，最后一个数字表示化合物的羧酸部分中的碳原子数目。因此，3g8代表三乙二醇双(2-乙基己酸酯)，即式c4h9ch (ch2ch3) co (och2ch2)3o2cch (ch2ch3) c4h9的化合物。
65.基于pvb的热塑性中间层优选含有至少3重量％，优选至少5重量％，特别优选至少20重量％，甚至更优选至少30重量％，特别是至少35重量％的增塑剂。增塑剂包含例如三乙二醇双(2-乙基己酸酯)或由其组成。
66.热塑性中间层可由单个膜或多于一个膜形成。热塑性中间层可以由一个或多个彼此叠置的热塑性膜形成，其中热塑性中间层的厚度优选为0.25mm至1mm，典型地为0.38mm或0.76mm。
67.热塑性中间层也可以是功能性热塑性中间层，特别是具有声阻尼性能的中间层、
反射红外辐射的中间层、吸收红外辐射的中间层和/或吸收uv辐射的中间层。例如，热塑性中间层也可以是阻挡可见光窄带的带滤膜。
68.此外，本发明包括制造根据本发明的投影装置的方法。该方法至少包括以下步骤：a)提供外玻璃板、内玻璃板和热塑性中间层，b)在外玻璃板的外侧表面、外玻璃板的内侧表面、内玻璃板的外侧表面和/或在内玻璃板的外侧表面上的至少一个第二子区域上，施加至少一个不透明覆盖层，c)至少将内玻璃板、热塑性中间层和外玻璃板以所示顺序放置放在一起以形成层堆叠体，d)将该层堆叠体层压以形成复合玻璃板，e)将反射层施加到内玻璃板的内侧表面的至少一个第一子区域上，其中第一子区域至少部分地与第二子区域重叠延伸，并且其中所施加的反射层作为暴露层施加在内玻璃板的内侧表面上，f)将p偏振光的光源指向复合玻璃板，以使得该p偏振光可以落到反射层上。
69.该方法的步骤e)任选地在步骤a)至d)之前、期间或之后进行。然而，如果将至少一个不透明覆盖层施加到内玻璃板的内侧表面上，则仅在已经施加该不透明覆盖层之后才施加反射层。
70.反射层反射p偏振光。p偏振光在内玻璃板的内侧上离开复合玻璃板。
71.层堆叠体的层压在热、真空和/或压力的作用下进行，其中各个层通过至少一个热塑性中间层彼此接合(层压)。可使用本身已知的制造复合玻璃板的方法。例如，所谓的高压釜法可以在约10巴至15巴的增加压力和130℃至145℃的温度下进行约2小时。本身已知的真空袋或真空环方法例如在约200毫巴和130℃至145℃下工作。外玻璃板、内玻璃板和热塑性中间层也可以在压延机中在至少一个辊对之间压制以形成复合玻璃板。这种类型的设备被已知用于制造复合玻璃板，并且通常在压机前具有至少一个加热通道。压制过程中的温度例如为40℃至150℃。压延和高压釜法的组合已证明在实践中特别有用。替代地，可以使用真空层压机。其由一个或多个可加热且可抽真空的腔室组成，在其中外玻璃板和内玻璃板可以在例如约60分钟内在0.01毫巴至800毫巴的减压和80℃至170℃的温度下层压。
72.施加反射层的方法已经在反射层本身的描述中阐述。
73.在该方法的一个优选实施方案中，在步骤a)和b)之一之前、期间或之后将hud层施加在内玻璃板的内侧表面和/或内玻璃板的外侧表面上。在另一个优选实施方案中，hud层是热塑性中间层的组成部分并且与它一起被引入复合玻璃板中。在根据本发明的投影装置的描述中已经阐述用于施加hud层的方法。
74.在根据本发明的投影装置的描述中阐述的方法特征也适用于根据本发明的方法。
75.此外，本发明扩展到根据本发明的投影装置在水陆空交通运载工具中，特别是在机动车中的用途。优选地，该复合玻璃板用作运载工具挡风玻璃板。
76.本发明的各种实施方案可以单独或以任意组合实施。特别地，上面提到的和下面要阐述的特征不仅可以以所示组合使用，而且还可以其它组合的形式或单独使用，而不脱离本发明的范围。
77.下面参考实施例更详细阐述本发明，其中参考所附的附图。它们以不符合真实比例的简化图显示了：
图1根据本发明的投影装置的一个优选实施方案的截面图，图2图1的复合玻璃板的俯视图，图3-5沿着根据图2的切割线aa'的局部z中的根据本发明的投影装置的不同实施方案，图6沿着切割线aa'的截面中的具有反射涂层的根据图1的复合玻璃板的内玻璃板的视图，图7a根据来自表1的实施例1的根据本发明的复合玻璃板在65
°
下对于p偏振辐射的反射光谱，图7b根据来自表1的实施例1的复合玻璃板在75
°
下对于p偏振辐射的反射光谱，图8a根据来自表1的实施例2的根据本发明的复合玻璃板在65
°
下对于p偏振辐射的反射光谱，图8b根据来自表1的实施例2的根据本发明的复合玻璃板在75
°
下对于p偏振辐射的反射光谱，图9a根据来自表1的实施例3的根据本发明的复合玻璃板在65
°
下对于p偏振辐射的反射光谱，图9b根据表1的实施例3的根据本发明的复合玻璃板在75
°
下对于p偏振辐射的反射光谱，图10a根据来自表1的对比例4的非本发明的复合玻璃板在65
°
下对于p偏振辐射的反射光谱，图10b根据来自表1的对比例4的非本发明复合玻璃板在75
°
下对于p偏振辐射的反射光谱。
78.图1以示意图的形式显示了根据本发明的投影装置100的实施例在运载工具中的安装状态下的截面图。投影装置100的复合玻璃板10的俯视图在图2中示出。图1的截面图对应于复合玻璃板1的切割线a-a，如图2所示。
79.复合玻璃板10包括外玻璃板1和内玻璃板2以及布置在所述玻璃板之间的热塑性中间层3。复合玻璃板10安装在运载工具中并将运载工具内部空间12与外部环境13分开。例如，复合玻璃板10是机动车的挡风玻璃板。
80.外玻璃板1和内玻璃板2分别由玻璃，优选热预加应力钠钙玻璃组成，并且对可见光是透明的。热塑性中间层3包含热塑性材料，优选聚乙烯醇缩丁醛(pvb)、乙烯乙酸乙烯酯(eva)和/或聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)。
81.外玻璃板1的外侧表面i背离热塑性中间层3并且同时是复合玻璃板10的外表面。外玻璃板1的内侧表面ii和内玻璃板2的外侧表面iii分别面向中间层3。内玻璃板2的内侧表面iv背离热塑性中间层3并且同时是复合玻璃板10的内侧。应理解的是，复合玻璃板10可以具有各个任意合适的几何形状和/或曲率。作为复合玻璃板10，它通常具有凸曲率。
82.在复合玻璃板10的环绕边缘区域r中，在外玻璃板1的内侧表面ii上存在框架状环绕的不透明覆盖层5。覆盖层5是不透明的，并防止看到布置在复合玻璃板10内侧的结构。此外，复合玻璃板1在内玻璃板2的内侧表面iv上的边缘区域r中还具有不透明覆盖层5，其被设计成框架状环绕。不透明覆盖层5由传统用于覆盖印刷物的不导电材料，例如经烧制的黑色着色的丝网印刷油墨组成。不透明覆盖层5防止透过复合玻璃板10透视，由此例如使用于
将复合玻璃板10胶粘到运载工具车身中的胶粘条从外侧13来观察时不可见。覆盖层5中的至少一个施加在玻璃板的子区域b中。根据图2，子区域b环绕地在复合玻璃板10的边缘区域r中延伸。沿着复合玻璃板10的边缘区段，子区域b和位于其中的不透明覆盖层5被加宽，其中加宽的子区域b在将玻璃板作为机动车中的挡风玻璃板的安装状态下靠近发动机边缘和靠近仪表板。
83.在安置在内玻璃板2的内侧表面iv上的不透明覆盖层5上，存在反射层9。反射层9在透过复合玻璃板10透视时布置为与位于其下方的不透明覆盖层5重叠，其中该不透明覆盖层5完全覆盖反射层9，即反射层9没有不与位于其下方的覆盖层5重叠的区段。反射层9在此例如仅布置在复合玻璃板10的边缘区域r的一个区段中，该区段在安装状态下靠近机动车的发动机室。然而，也可以将反射层9布置在边缘区域r的上部(顶部侧)区段或侧面的区段中。此外，可以在边缘区域r的所述区段中设置多个反射层9。例如，反射层9可以布置成产生(部分)环绕的图像。位于内玻璃板2的内侧表面iv上的不透明覆盖层5在存在具有反射层9的第一子区域d的区段中被加宽。由此，实现了第一子区域d与反射层9以及第二子区域b与不透明覆盖层5的重叠。“宽度”被理解为不透明覆盖层5垂直于其延伸方向的尺寸。反射层9和不透明覆盖层5之间的根据本发明的重叠不必由与反射层9直接邻接的覆盖层5实现。在这个意义上，根据图1的不透明覆盖层5之一仅是任选的，其中剩下的不透明覆盖层5必须填充子区域b，该子区域至少部分地与反射层9的子区域d全等。
84.投影装置100具有光源8作为图像生成器。光源8用于产生p偏振光7 (图像信息)，其指向反射层9并被反射层9作为反射光反射到运载工具内部空间12中，在该处它可以被观察者，即驾驶员感知。反射层9被设计为适合于反射来自光源8的p偏振光7，即由来自光源8的光7形成的图像。p偏振光7优选以50
°
至80
°
，特别是65
°
至75
°
的入射角射到复合玻璃板1上。光源8例如是显示器，在这种情况下是lcd显示器。例如，复合玻璃板10也可以是顶玻璃板、侧玻璃板或后玻璃板。
85.在图2的俯视图中，显示了沿着复合玻璃板10的边缘区域r的下部区段延伸的反射层9。
86.现在参考图3至5，其中显示了复合玻璃板1的各种实施方案的放大截面图。图3至5的截面图对应于复合玻璃板1的边缘区域r的下部局部z中的切割线a-a，如图2所示。
87.图3中所示的复合玻璃板10的实施方案基本上对应于根据图1中的实施方案的复合玻璃板。此外，复合玻璃板10还包括hud层4，其安置在外玻璃板1的内侧表面ii上。hud层4也在复合玻璃板10的透视区域中，即在不存在任何不透明覆盖层5的区域中延伸。可以将投影器(未显示)指向玻璃板的该区域，并且产生hud层4作为虚拟图像的投影面。在子区域b中，不透明覆盖层5位于内玻璃板2的内侧表面iv上，并且对于位于内部空间12中的观察者遮盖hud层4。在子区域d中，反射层9施加到内侧表面iv上的不透明覆盖层5上。反射层9直接施加到该不透明覆盖层5上。从光源8投影到反射层9上的图像可以在不透明覆盖层5的背景前以高对比度良好识别。hud层4可以独立于反射层9使用，其中反射层9的图像和hud图像不相互影响。
88.图4中所示的复合玻璃板10的实施方案与图3中的实施方案的不同之处仅在于，反射层9直接施加到复合玻璃板10的内侧表面iv上。最靠近反射层9的不透明覆盖层5施加到内玻璃板1的外侧表面iii上并且在那里用作反射层的图像的不透明背景。
89.图5显示了复合玻璃板10的另一个实施方案，其基本上对应于图3中的实施方案，其中与其不同之处仅在于，设置单个不透明覆盖层5，其安置在内玻璃板2的内侧表面iv上。
90.图6显示了图1的具有反射层9的内玻璃板2的视图的细节。反射层9由两个层，即低折射率层9.1和高折射率层9.2组成，并安置在不透明覆盖层5上。
91.在所有实施例中，反射层9布置在不透明覆盖层5的运载工具内部空间侧，即在看向复合玻璃板1的内侧时，反射层9位于不透明覆盖层5的前面。
92.下面使用实施例和对比例阐述本发明。下面对比根据本发明的复合玻璃板和非本发明的复合玻璃板对于p偏振光的反射性能。复合玻璃板的基本结构在此对应于图3中描述的结构，其中复合玻璃板在反射层组成方面不同。反射层分别安置在内玻璃板2的内侧表面iv上的不透明覆盖层5上。根据本发明的实施例1至3和非本发明的对比例4的层厚度、层结构和折射率总结在表1中。所有低折射率层和高折射率层被制造为溶胶-凝胶涂层。
93.表1
94.对图像品质重要的对p偏振光的反射率用rl(a) p偏振表示，并在65
°
和75
°
下在内玻璃板2的内侧表面iv上确定。反射值(rl)基于光类型a，其根据定义基于具有2856开尔文的普朗克辐射器的相对辐射分布。相应的反射光谱如图7a、7b、8a、8b、9a、9b、10a和10b所示。
95.根据实施例1至3和对比例4的反射层9的性能的对比表明，根据实施例1至3的根据本发明的反射层在65
°
和75
°
下都具有相比于对比例4而言明显提高的反射。根据本发明的实施例3的复合玻璃板展示出在65
°
下足够高的反射率。实施例1和2的复合玻璃板被进一步优化以用于更大的角度范围。在这方面，包括恰好一个低折射率层和一个高折射率层的反射层已被证明是有利的，以实现反射性能的较低角度依赖性。与其它实施例和对比例相比，实施例1具有折射率进一步降低的低折射率层。根据实施例1的低折射率层在此被制造为纳米多孔氧化硅。根据实施例1的复合玻璃板已被证明在特别均匀的反射光谱方面是有利的。10
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复合玻璃板1
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外玻璃板2
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内玻璃板3
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热塑性中间层4
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hud层5
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不透明覆盖层7
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来自光源的p偏振光8
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光源9
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反射层
9.1
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光学高折射率层9.2
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光学低折射率层10
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复合玻璃板12
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运载工具内部空间13
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外部环境100
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投影装置d
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第一子区域b
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第二子区域r
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边缘区域i
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外玻璃板1的外侧ii
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外玻璃板1的内侧iii
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内玻璃板2的外侧iv
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内玻璃板2的内侧a-a'
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切割线。