具有增强的在透射中的光学性能的夹层的制作方法

本公开涉及聚合物夹层和多层面板，例如挡风玻璃，其用聚合物夹层制造以用于平视显示器应用。

背景技术：

1、术语“层压安全玻璃”通常是指包括至少一个聚合物片材或夹层的透明层合体，该聚合物片材或夹层设置在两个玻璃片材之间。层压安全玻璃通常用作建筑和汽车应用中的透明屏障，并且其主要功能之一是吸收由冲击产生的能量而不允许物体穿透玻璃。如果冲击力足以使玻璃破碎，则玻璃保持与聚合物夹层的结合，从而防止可能导致破坏和损伤的尖锐玻璃碎片的分散。层压安全玻璃还可以提供其它益处，例如减少紫外(uv)和/或红外(ir)辐射的通过，它还可以通过添加颜色、纹理等来提高窗口的美学外观。此外，还生产了具有理想声学特性的安全玻璃，这导致更安静的内部空间。

2、层压安全玻璃已经用于装备有平视显示器(hud)系统的车辆中。hud系统将仪表组的图像或其它重要信息投影到挡风玻璃上车辆驾驶员的直接视线中的位置。这种显示器允许驾驶员在视觉上获取仪表板、导航和/或安全信息的同时保持关注即将到来的行驶路径。当投影到具有均匀厚度的标准挡风玻璃上时，由于投影图像在挡风玻璃的内表面和外表面反射时的位置差异，产生了干涉的反射重像或“鬼像”。

3、用于最小化这些鬼像的一种方法是在玻璃和聚合物夹层之间的挡风玻璃的表面之一上施加涂层，例如电介质涂层。该涂层被设计成在非常靠近主图像的位置处产生第三鬼像，同时显著降低次图像的亮度，使得次图像看起来混合到背景中。不幸的是，有时，这种涂层的有效性是有限的，并且涂层本身可能干扰聚合物夹层对玻璃基板的黏附。这可能导致光学失真，以及其它性能问题。

4、另一种减少挡风玻璃中的鬼像的方法是将内、外玻璃面板彼此成一定角度定向。这将从内面板反射的主反射图像的位置与从外面板反射的次图像的位置对准到单个点，从而创建单个图像。通常，这通过采用楔形或“渐窄(tapered)”夹层使外板相对于内板位移来实现，该夹层包括至少一个厚度不均匀的区域(即，楔形而不是恒定或均匀的厚度特性)。大多数传统的渐窄夹层在整个hud区域上包括恒定的楔角，尽管最近已经开发了一些夹层，其在hud区域内包括多个楔角。

5、最小化鬼像的出现所需的楔角取决于各种因素，包括挡风玻璃安装的细节、投影系统设计和设置以及用户的位置。大多数传统的渐窄夹层是针对给定车辆所特有的单组条件来设计和优化的，该条件包括假定的驾驶员位置，包括驾驶员高度、驾驶员距挡风玻璃的距离以及驾驶员观看投影图像的角度。一些渐窄夹层设计还考虑了更高和更矮的驾驶员和多角度以限制所有驾驶员位置处的鬼影。

6、另外，在操作车辆时，驾驶员的头部(和/或眼睛)将在被称为驾驶员的适眼区(eyebox)的区域内移动。在该适眼区域中，驾驶员能够观看整个平视显示器。头部移动可能由驾驶员环视或眼睛移动、道路颠簸等引起。当驾驶员眼睛的位置在适眼区内移动时，鬼影的程度或鬼像的相对位置可能改变、变得更糟或变得更加明显。这被称为动态鬼影。

7、另一个问题是，随着技术的继续发展，对于显示器区域的至少一部分，具有更长的虚像距离(“vid”)是期望的和必要的。与较短的vid相比，较长的vid具有若干优点。通过较长的vid，眼睛运动将减少，从而导致较少的眼睛疲劳，并且较长的vid便于将图形覆盖到真实世界对象上，以创建增强现实显示。

8、在典型的挡风玻璃或层压玻璃中，在大多数情况下，透过挡风玻璃或层压玻璃观看的固定观察者将几乎不会注意到传入的透射图像的失真。当同一观察者移动他们的头部时，观察者在透过层合体观看时感知到失真，因为只要观察者既在移动又在感知透射光，则转移视角(即，移动头部)就使透射的图像模糊。

9、当观察者以与法线成大角度或以与玻璃表面的垂线成大角度观察图像或场景时，透射光的模糊尤其强烈。当外部光源和玻璃相对于观察者或观察者定位以便放大可见的重像时，这甚至进一步放大。已知这两种情况在不同程度上都产生于汽车玻璃中，特别是车辆的前挡风玻璃中。

10、存在对入射光角度和层压玻璃角度放大动态失真的情况的需要，并且这些情况最经常存在于层压玻璃中，例如挡风玻璃或具有高倾角的其它汽车或车辆层压玻璃应用中，尤其是在具有依赖于高楔角的hud系统的汽车应用中。

11、还需要提供一种夹层，其在汽车平视显示器系统中减少或最小化当观看投影到挡风玻璃内侧上的图像时所看到的动态鬼影的量。这种需要对于在较长的虚像距离处投影图像的系统特别有用。当驾驶员的头部移动或眼睛仅仅由于道路状况而移动时，鬼影的量可能改变并且可能变得更加明显或不可接受。

12、因此，需要聚合物夹层和利用这种夹层的挡风玻璃，其适于观察外部环境并与平视显示器(hud)系统一起使用，并且其减少了重像分离和动态鬼影。

技术实现思路

1、本发明的一个实施例涉及包含至少一个聚合物层的夹层，其中所述夹层限定至少一个楔形特性(wedged profile)平视显示器(hud)区域和至少一个非hud区域，其中所述楔形特性hud区域和所述非hud区域各自具有目标竖直楔角、实际竖直楔角和绝对楔角变化率，其中绝对楔角变化率在整个hud区域和非hud区域的至少一部分中小于3.0(2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1)μrad/mm。

2、本发明的另一个实施例涉及一种夹层，其包含至少一种聚合物层，该聚合物层包含聚(乙烯醇缩醛)树脂和至少一种增塑剂，其中所述楔形夹层限定平视显示器(hud)区域和非hud区域，其中楔形特性hud区域和非hud区域各自具有目标竖直楔角、实际竖直楔角和绝对楔角变化率，其中绝对楔角变化率在整个hud区域，或整个非hud区域，或整个hud区域和整个非hud区域两者中小于3.0(2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1)μrad/mm。

3、本发明的另一个实施例涉及一种夹层，其包含至少一种聚合物层，其中所述夹层限定至少一个楔形特性平视显示器(hud)区域和至少一个非hud区域，其中非hud区域包括仪表面板，其中楔形特性hud区域和非hud区域各自具有目标竖直楔角、实际竖直楔角和绝对楔角变化率，其中绝对楔角变化率在整个hud区域和非hud区域两者的至少一部分中小于3.0(2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1)μrad/mm。

4、本发明的又一个实施例涉及一种制造夹层的方法，包括形成夹层以提供形成的夹层，其中形成的夹层限定hud区域和非hud区域，并且其中进行该形成使得形成的夹层的至少50％具有与所述目标夹层的规定的竖直角度特性相差不超过0.10(0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02、0.01)mrad的竖直角度特性；并且其中所述夹层具有绝对楔角变化率，其中绝对楔角变化率在整个hud区域，或整个非hud区域，或整个hud区域和整个非hud区域两者中小于3.0(2.9、2.8、2.7、2.6、2.5、2.4、2.3、2.2、2.1、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4、0.3、0.2、0.1)μrad/mm。

5、本发明的另一个实施例涉及用于平视显示器的层合体，其包含第一玻璃层和本文描述的夹层。在实施例中，层合体还包含第二玻璃层。在实施例中，层合体包含挡风玻璃上的仪表面板。在进一步的实施例中，仪表面板包括相机、激光雷达传感器、雷达传感器、雨量传感器阵列或其它功能传感器或两个或更多个相机或传感器的组合。