СИСТЕМА ОТОБРАЖЕНИЯ НА ЛОБОВОМ СТЕКЛЕ
DISPLAY SYSTEM ON WINDSCREEN

Настоящее изобретение относится к системе отображения на лобовом стекле (head-up display, дисплей на лобовом стекле), содержащей блок формирования изображений для создания изображения и плоскость проекции. Кроме того, изобретение относится к автомобилю с системой отображения на лобовом стекле, способу создания изображения на плоскости проекции посредством системы отображения на лобовом стекле и к применению системы отображения на лобовом стекле.
К остеклению автомобилей предъявляются высокие требования. В отношении размера поля зрения и прочности конструкции окон действуют следующие правовые нормы:
- ECE R 43: "Унифицированные предписания, касающиеся официального разрешения на безопасное стекло и материалы для многослойного стекла", а также
- технические требования к автомобильным деталям для проектных испытаний, 22a стандарта StVZO, "Безопасное стекло".
Этим предписаниям, как правило, удовлетворяют многослойные безопасные стекла. Многослойные безопасные стекла состоят из двух или более отдельных стеклянных листов, в частности, из флоат-стекла, которые прочно соединены друг с другом одним или несколькими промежуточными слоями в результате приложения тепла и давления. Промежуточные слои состоят чаще всего из термопластичных пластмасс таких как поливинилбутираль (PVB) или этиленвинилацетат (EVA).
Стеклянный лист может иметь функцию электрообогрева, которая обеспечивается прозрачными электропроводящими покрытиями. Такие электропроводящие покрытия могут содержать несколько металлических и диэлектрических тонких слоев. Покрытия на подложке тонких слоев серебра недороги в изготовлении и устойчивы к старению. Слои имеют обычно поверхностное сопротивление в диапазоне от 3 Ом/квадрат до 5 Ом/квадрат.
Кроме того, транспортные средства могут изготавливаться по технологии так называемого дисплея на лобовом стекле (по-английски Head-Up-Display, HUD; т.е. "дисплей для считывания информации без наклона головы"). Дисплей на лобовом стекле представляет собой систему индикации, которая проецирует для водителя транспортного средства в его поле обзора дополнительную информацию в виде изображений. Система отображения на лобовом стекле состоит из блока формирования изображений и нескольких оптических модулей для отклонения или зеркального отражения (отражения) изображения на плоскость проекции или плоскость отражения. При этом в качестве плоскости проекции обычно служит многослойное стекло, в частности, лобовое стекло транспортного средства. Хотя изображение проецируется на лобовое стекло, глазом водителя оно воспринимается как парящее на удалении над капотом транспортного средства.
Обычно изображение, созданное блоком формирования изображений, состоит из поляризованного света. S-поляризованный свет сталкивается под определенным углом падения с многослойным стеклом и по меньшей мере частично дробится в многослойном стекле, а также отражается как s-поляризованный свет в поле зрения водителя. Правда, отраженные изображения неправильно передают цвет или показываются с нежелательным отражением, так называемые двоящиеся изображения.
В DE102011075887A1 описан дисплей на лобовом стекле с блоком создания изображения, который содержит блок задней подсветки и жидкокристаллическое устройство индикации, которое для создания видимых изображений настраивается управляющим блоком и освещается светом от блока задней подсветки.
Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы разработать систему отображения на лобовом стекле, которая улучшает проецирование изображения.
Согласно изобретению, задача настоящего изобретения решена посредством системы отображения на лобовом стекле по пункту 1, содержащей блок формирования изображений для создания изображения и плоскость проекции. Предпочтительные варианты осуществления вытекают из зависимых пунктов. Автомобиль с системой отображения на лобовом стекле, способ создания изображения на плоскости проекции с помощью системы отображения на лобовом стекле выявляются из следующих пунктов формулы.
Предлагаемая изобретением система отображения на лобовом стекле содержит блок формирования изображений для создания изображения на плоскости проекции, причем плоскость проекции предусмотрена для отражения по меньшей мере части изображения, и содержит также прозрачный стеклянный лист с прозрачной подложкой и по меньшей мере одним электропроводящим покрытием с по меньшей мере одним функциональным слоем на по меньшей мере одной поверхности прозрачной подложки.
В одном предпочтительном варианте предлагаемой изобретением системы отображения на лобовом стекле предпочтительно предусматривается, чтобы блок формирования изображений испускал s-поляризованный свет, который отклоняется оптическим модулем и отражается от плоскости проекции в направлении водителя транспортного средства. Плоскость проекции может быть лобовым стеклом транспортного средства. Такие плоскости проекции отражают изображение, созданное блоком формирования изображений, так что их можно назвать также отражающими поверхностями.
В следующем варианте осуществления предлагаемой изобретением системы отображения на лобовом стекле свет, отклоненный оптическим модулем, падает на плоскость проекции под углом падения примерно 55°-70°, предпочтительно 65°. Альтернативно можно, чтобы свет, испущенный блоком формирования изображений, напрямую падал на плоскость проекции под углом падения примерно 55°-70°.
Можно, чтобы электропроводящее покрытие содержало несколько расположенных друг на друге функциональных слоев. Например, можно расположить четыре функциональных слоя друг на друге. Авторы изобретения неожиданно обнаружили, что с четырьмя функциональными слоями можно достичь особенно хороших результатов с точки зрения цветовой нейтральности.
Предпочтительно, чтобы каждый функциональный слой содержал по меньшей мере один электропроводящий слой. Можно, чтобы все электропроводящие слои имели одинаковую толщину. Альтернативно, один электропроводящий слой может иметь толщину, которая в два раза меньше толщины второго электропроводящего слоя.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения функциональный слой может содержать по меньшей мере
>
- слой материала с высоким оптическим преломлением, имеющий показатель преломления 1,3,
- выше слоя материала с высоким оптическим преломлением, первый согласующий слой,
- выше первого согласующего слоя, электропроводящий слой, и
- выше электропроводящего слоя, второй согласующий слой.
Толщина отдельного электропроводящего слоя может составлять от 5 нм до 25 нм, а суммарная толщина всех электропроводящих слоев может составлять от 20 нм до 100 нм. По меньшей мере один, находящийся между двумя электропроводящими слоями, слой материала с высоким оптическим преломлением может содержать слой диэлектрического материала с показателем преломления меньше или равным 2,1, и слой материала с высоким оптическим преломлением, имеющий показатель преломления больше или равный 2,1.
Если первый слой находится выше второго слоя, это означает в рамках настоящего изобретения, что первый слой дальше удален от подложки, на которую нанесены слои, чем второй слой.
Если первый слой находится ниже второго слоя, это в рамках настоящего изобретения означает, что второй слой дальше удален от подложки, на которую нанесены слои, чем первый слой.
Суммарная толщина всех электропроводящих слоев всего электропроводящего покрытия составляет, согласно изобретению, от 20 нм до 100 нм. В этом предпочтительном диапазоне суммарной толщины всех содержащих серебро слоев при типичном расстоянии h между двумя шинами и рабочем напряжении U от 12В до 15В с успехом достигается достаточно высокая мощность нагрева P и достаточно высокое пропускание.
Каждый функциональный слой электропроводящего покрытия согласно изобретению содержит по меньшей мере один, расположенный между двумя электропроводящим слоями, слой материала с высоким оптическим преломлением, который содержит слой диэлектрического материала с показателем преломления меньше или равным 2,1, и слой материала с высоким оптическим преломлением, имеющий показатель преломления больше или равный 2,1.
Неожиданно оказалось, что такое покрытие ведет к высокой цветовой нейтральности и желаемому пропусканию света, благодаря тому, что отражение изображения от самого покрытия удерживается как можно более низким и нейтральным по цвету.
Слой материала с высоким оптическим преломлением в контексте изобретения находится между двумя электропроводящими слоями, когда по меньшей мере один электропроводящий слой находится выше слоя материала с высоким оптическим преломлением и когда один электропроводящий слой находится ниже слоя материала с высоким оптическим преломлением. Однако эта конфигурация не требует прямого контакта между электропроводящим слоем и слоем материала с высоким оптическим преломлением.
В контексте изобретения слой может состоять из одного материала. Однако слой может также содержать два или более элементарных слоев из разных материалов. Например, функциональный слой согласно изобретению содержит по меньшей мере один слой материала с высоким оптическим преломлением, один первый и один второй согласующий слой и один электропроводящий слой.
Предпочтительно, первый и/или второй согласующий слой может содержать оксид цинка.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения предусматривается, что толщина слоя материала с высоким оптическим преломлением может составлять от 10 нм до 100 нм, причем слой материала с высоким оптическим преломлением, расположенный между двумя электропроводящими слоями, имеет толщину по меньшей мере 20 нм. Кроме того, слой материала с высоким преломлением может иметь показатель преломления больше или равный 1,9 и/или содержать по меньшей мере нитрид кремния или смешанный нитрид кремний-металл, как SiZrN, и их смеси.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению слой материала с высоким оптическим преломлением содержит смешанный оксид кремния-циркония. Смешанный оксид кремния-циркония предпочтительно осаждают из мишени, которая содержит от 40 вес.% до 70 вес.% кремния, от 30 вес.% до 60 вес.% циркония, а также обусловленные получением примеси. Особенно предпочтительно мишень содержит от 45 вес.% до 60 вес.% кремния, от 40 вес.% до 55 вес.% циркония, а также обусловленные получением примеси. Осаждение смешанного оксида кремния-циркония проводят при добавлении азота как химически активного газа во время катодного распыления.
В следующем предпочтительном варианте осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению предусмотрен сглаживающий слой, который может располагаться по меньшей мере между двумя электропроводящими слоями, в частности, ниже одного из первых согласующих слоев. При этом сглаживающий слой может содержать смешанный оксид олова и цинка. Электропроводящий слой, осажденный на более гладкую поверхность, имеет более высокий коэффициент светопропускания при одновременно более низком поверхностном сопротивлении. Этот эффект является тем более благоприятным, чем тоньше электропроводящий слой.
>
В следующем предпочтительном варианте осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению выше верхнего функционального слоя предусмотрен дополнительный слой материала с высоким оптическим преломлением, имеющий показатель преломления  1,9. Этот слой может содержать нитрид кремния как материал с высоким оптическим преломлением. Применение нитрида кремния защищает нижележащие слои от коррозии, подстраивает оптические свойства функциональных слоев к промежуточному слою и является особенно недорогим.
В одном особенно предпочтительном варианте осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению электропроводящий слой содержит по меньшей мере серебро или сплав, содержащий серебро. Содержащие серебро слои содержат по меньшей мере 90 вес.% серебра, предпочтительно 99,9 вес.%. Содержащие серебро слои наносят обычными способами осаждения слоев металлов, например, вакуумным способом, как катодное распыление с поддержкой магнитного поля.
Толщины согласующего слоя, сглаживающего слоя, слоя материала с высоким оптическим преломлением и содержащего серебро слоя с желательными свойствами с точки зрения пропускания, поверхностного сопротивления и цветовых параметров легко могут быть установлены специалистом путем моделирования в диапазоне вышеуказанных толщин слоя.
В одном предпочтительном варианте осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению электрообогреваемое покрытие расположено на по меньшей мере 50%, предпочтительно на по меньшей мере 70% и особенно предпочтительно на по меньшей мере 90% площади стороны стеклянного листа, на которую оно нанесено.
Далее, предпочтительно, чтобы по меньшей мере один функциональный слой содержал блокирующий слой, граничащий с электропроводящим слоем, и чтобы блокирующий слой предпочтительно содержал по меньшей мере никель, хром или их сплавы. При этом блокирующий слой может иметь толщину от 0,1 нм до 5 нм. Блокирующий слой между вторым согласующим слоем и содержащим серебро слоем предотвращает контакт чувствительного слоя, содержащего серебро, с химически активной окислительной атмосферой при осаждении следующего слоя оксида цинка путем реактивного катодного распыления.
Согласующий слой, сглаживающий слой, слой материала с высоким оптическим преломлением, блокирующий слой и содержащий серебро слой осаждают известными способами, например, катодным распылением с поддержкой магнитного поля. Катодное распыление проводят в атмосфере защитного газа, например, аргона, или в атмосфере химически активного газа, например, при добавлении кислорода или азота.
Прозрачная подложка может быть соединена со вторым стеклянным листом через термопластичный промежуточный слой с образованием многослойного стекла и при этом иметь коэффициент полного светопропускания более 70%. Термин "коэффициент полного светопропускания" основан на способе испытания светопропускания автомобильными стеклами, регламентированном в ECE-R43, приложение 3, 9.1. Многослойное стекло и/или промежуточный слой могут иметь клиновидное сечение. Благодаря клиновидному сечению при отражении снижается образование дополнительных нежелательных двойных изображений. Многослойное стекло выполнено так, чтобы сильнее отражать s-поляризованный свет.
Электрообогреваемое покрытие простирается предпочтительно по всей площади стороны стеклянного листа, на которую оно нанесено, за вычетом не содержащей покрытия периметровой области в виде рамки шириной от 2 мм до 20 мм, предпочтительно от 5 мм до 10 мм. Эта область служит для электроизоляции между находящимся под напряжением покрытием и кузовом транспортного средства. Не содержащая покрытия область предпочтительно герметично изолирована промежуточным слоем или акрилатным клеем как пародиффузионным барьером. Благодаря барьеру от диффузии пара чувствительное к коррозии покрытие защищено от влажности и кислорода воздуха. Кроме того, электрообогреваемое покрытие может быть удалено и в другой области, которая служит, например, как окно для передачи данных или коммуникационное окно. Прозрачный стеклянный лист в этой дополнительной не содержащей покрытия области проницаем для электромагнитного, в частности, для инфракрасного излучения.
В одном предпочтительном варианте осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению электрообогреваемое покрытие соединено через шину с источником напряжения, при этом напряжение, прикладываемое к электрообогреваемому покрытию, составляет от 12В до 15В.
bus bars
Прозрачное электропроводящее покрытие соединяют с шинами, так называемыми  (собирательные шины), для передачи электрической мощности.
Шины предпочтительно получают путем печати проводящей пастой, которую отжигают перед гибкой и/или во время гибки стеклянных листов. Проводящая паста предпочтительно содержит частицы серебра и стеклянную фритту. Толщина слоя отожженной серебряной пасты предпочтительно составляет от 5 мкм до 20 мкм.
В альтернативном варианте осуществления шины применяются тонкие и узкие полоски металлической фольги или металлическая проволока, которые предпочтительно содержат медь и/или алюминий, в частности, применяются полоски медной фольги толщиной примерно 50 мкм. Ширина полос медной фольги предпочтительно составляет от 1 мм до 10 мм. Полоски металлической фольги или металлическую проволоку укладывают при сборке составных слоев на покрытии. Позднее в автоклавном процессе под действием тепла и давления достигается надежный электрический контакт между шинами и покрытием. Альтернативно, электрический контакт между покрытием и шиной можно получить путем припаивания или склеивания электропроводящим клеем.
В качестве токоподводящей линии для контактирования шин внутри многослойного стекла в области транспортных средств обычно применяются пленочные проводники. Гибкие пленочные проводники, иногда называемые также плоскими проводниками или плоскими ленточными проводниками, состоят предпочтительно из оцинкованной медной полосы толщиной от 0,03 мм до 0,1 мм и шириной от 2 мм до 16 мм. Медь хорошо показала себя для применения в качестве таких проводящих полос, так как она имеет хорошую электропроводность, а также хорошо перерабатывается в пленки. Кроме того, расходы на материалы являются низкими. Можно также использовать и другие электропроводящие материалы, которые можно обрабатывать с получением пленок. Примерами являются алюминий, золото, серебро или олово и их сплавы.
Для электроизоляции и для стабилизации полосу оцинкованной меди наносят на подложку из пластмассы или ламинируют с ней с обеих сторон. Изоляционный материал содержит, как правило, пленку на полиимидной основе толщиной от 0,025 мм до 0,05 мм. Можно также применять и другие пластмассы или материалы с требуемыми изоляционными свойствами. В полосе пленочного проводника может находиться несколько проводящих слоев, изолированных друг от друга по току.
Пленочные проводники, которые подходят для контакта электропроводящих слоев в многослойном стекле, имеют суммарную толщину всего 0,3 мм. Поэтому тонкие пленочные проводники можно без труда ввести между отдельными стеклянными листами в термопластичном клеевом слое.
Альтернативно можно также использовать в качестве токоподводящей линии тонкую металлическую проволоку. Металлическая проволока содержит, в частности, медь, вольфрам, золото, серебро или алюминий или сплавы по меньшей мере двух из этих металлов. Сплавы могут также содержать молибден, рений, осмий, иридий, палладий или платину.
2
2
В одном предпочтительном варианте осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению электрообогреваемое покрытие имеет мощность нагрева от 500 Вт/м до 700 Вт/м.
Изобретение относится также к автомобилю с предлагаемой изобретением системой отображения на лобовом стекле.
Кроме того, изобретение относится к способу создания изображения на плоскости проекции с помощью системы отображения на лобовом стекле, причем в качестве плоскости проекции используется прозрачный стеклянный лист, содержащий прозрачную подложку и по меньшей мере одно электропроводящее покрытие с функциональным слоем на по меньшей мере одной поверхности прозрачной подложки.
Отдельные слои осаждают известными способами, например, катодным распылением с поддержкой магнитного поля. Катодное распыление проводят в атмосфере защитного газа, например, аргона, или в атмосфере химически активного газа, например, при добавлении кислорода или азота.
Толщины отдельных слоев с желаемыми свойствами с точки зрения пропускания, поверхностного сопротивления и цветового фона определяются специалистом путем моделирования в диапазонах указанных толщин слоев.
В одном предпочтительном варианте осуществления изобретения прозрачную подложку и второй стеклянный лист нагревают до температуры 500°C-700°C и прозрачную подложку и второй стеклянный лист по всей поверхности соединяют с термопластичным промежуточным слоем. Нагревание стеклянного листа можно осуществить в рамках процесса гибки. Электропроводящее покрытие должно, в частности, быть способно без повреждений выдерживать процесс гибки и/или ламинирования. Свойства, в частности, поверхностное сопротивление вышеописанного электропроводящего покрытия обычно улучшаются в результате нагревания.
Перед нагревом подложки электропроводящее покрытие может быть соединено с по меньшей мере двумя шинами.
Кроме того, изобретение относится к применению предлагаемой системы отображения на лобовом стекле в транспортных средствах, в частности, в автомобилях.
Далее изобретение подробнее поясняется на чертежах и одном примере. Чертежи дают схематическое изображение без соблюдения масштаба. Чертежи никоим образом не ограничивают изобретение.
Показано:
фигура 1 - схематический вид сбоку траектории луча в предлагаемой изобретением системе отображения на лобовом стекле с многослойным стеклом;
фигура 2 - вид сверху прозрачного стеклянного листа согласно изобретению как части многослойного стекла;
фигура 3 - вид в сечении вдоль линии разреза A-A' с фигуры 2;
фигура 4 - вид в сечении одного варианта осуществления прозрачного стеклянного листа с электропроводящим покрытием.
Фигура 1 показывает предлагаемую изобретением систему 21 отображения на лобовом стекле с прозрачным стеклянным листов как частью многослойного стекла 19. Многослойное стекло 19 предусматривается для использования как лобовое стекло легкового автомобиля. Система 21 отображения на лобовом стекле содержит блок формирования изображений 17, оптический модуль 18 и многослойное стекло 19 в качестве плоскости проекции системы 21 отображения на лобовом стекле.
Блок формирования изображений 17 представляет собой тонкопленочный проектор или жидкокристаллический дисплей, предусмотренные для генерирования изображения. Предусмотрен оптический модуль 18 для отклонения изображения, созданного блоком формирования изображений 17, этот модуль может быть выполнен в виде зеркала или так называемого «сумматора». Многослойное стекло 19 содержит прозрачный стеклянный лист с электропроводящим покрытием 2 и служит как плоскость проекции отклоненного изображения.
Водитель 20 легкового автомобиля сидит в кабине автомобиля, который оборудован системой 21 отображения на лобовом стекле согласно изобретению. Система 21 отображения на лобовом стекле проецирует виртуальное изображение 23 в поле зрения водителя тем, что блок формирования изображений 17 создает изображение, и изображение посредством оптического модуля 18 наводится на многослойное стекло 19.
Поляризованный свет можно разложить на две перпендикулярных друг другу линейно поляризованные составляющие. Перпендикулярная или параллельная линейно поляризованная составляющая называется также s-поляризацией или p-поляризацией соответственно .
Изображение, образованное блоком формирования изображений 17, имеет s-поляризованный (поляризация перпендикулярно плоскости падения) свет. S-поляризованный свет, отклоненный оптическим модулем, падает на многослойное стекло 19 под углом падения примерно 65°. S-поляризованный свет отражается на граничной поверхности многослойного стекла 19 с воздухом в направлении водителя. Многослойное стекло 19 отражает s-поляризованный свет заметно сильнее, чем p-поляризованный (поляризация параллельно плоскости падения) свет.
При этом обращенная в кабину внутренняя сторона многослойного стекла образует внутреннюю граничную поверхность с воздухом в кабине легкового автомобиле, а противоположная наружная сторона многослойного стекла 19 образует внешнюю граничную поверхность легкового автомобиля с окружающим воздухом. Многослойное стекло 19 имеет клиновидное сечение, так что свет отражается таким образом, чтобы изображения, отражающиеся на обеих граничных поверхностях, попадали в глаз водителя как одно виртуальное изображение 23.
Виртуальное изображение 23 попадает в глаза водителю как резкая, хорошо различимая и верно передающая цвета картина. В восприятии глазом водителя проецируемое виртуальное изображение 23 парит на удалении над капотом легкового автомобиля.
Фиг. 2 и фиг. 3 показывают детали прозрачного стеклянного листа как части многослойного стекла. Прозрачная подложка 1 соединена термопластичным промежуточным слоем 12 со вторым стеклянным листом 13. Фигура 2 показывает вид сверху обращенной от термопластичного промежуточного слоя поверхности прозрачной подложки 1. Прозрачная подложка 1 представляет собой стеклянный лист, обращенный в кабину легкового автомобиля. Прозрачная подложка 1 и второй стеклянный лист 13 содержат флоат-стекло и имеют толщину 2,1 мм каждый. Термопластичный промежуточный слой 12 содержит поливинилбутираль (PVB) и имеет толщину 0,76 мм.
b
На обращенной к термопластичному промежуточному слою 12 поверхности прозрачной подложки 1 нанесено электропроводящее покрытие 2. Электропроводящее покрытие 2 представляет собой электрообогреваемое покрытие с соответствующим электрическим контактом. Электропроводящее покрытие 2 простирается по всей поверхности прозрачной подложки 1, кроме не содержащей покрытия области по периметру в виде рамки шириной  около 8 мм. Эта область без покрытия служит для электроизоляции между находящимся под напряжением покрытием 2 и кузовом транспортного средства. Не содержащая покрытия область герметично закрыта промежуточным слоем 12, чтобы защитить электропроводящее покрытие 2 от повреждений и коррозии.
На наружном верхнем и нижнем краю прозрачной подложки 1 для электрического контакта электропроводящего покрытия 2 находится шина 14. Шины 14 были напечатаны  проводящей серебряной пастой на электропроводящем покрытии 2 и отожжены. Толщина слоя отожженной серебряной пасты составляет 15 мкм. Шины 14 соединены по току с нижележащими областями электропроводящего покрытия 2.
Шина 14 припаяна к токоподводящей линии 15. Токоподводящие линии 15 состоят из оцинкованной медной пленки шириной 10 мм и толщиной 0,3 мм. Электрообогреваемое покрытие 2 соединено через шину 14 и токоподводящие линии 15 с источником напряжения 16. Источник напряжения 16 представляет собой, например, 14-, 24- или 40-вольтовый источник напряжения бортовой сети автомобиля.
a
На второй стеклянный лист 13 по краю поверхности, обращенной к термопластичному промежуточному слою 12, нанесен в виде рамки непрозрачный цветной слой шириной  20 мм в качестве защитной печати 22. Защитная печать 22 маскирует полосу клея, с помощью которого прозрачный стеклянный лист вклеен в кузов транспортного средства. Защитная печать 22 служит одновременно как защита клея от УФ-излучения и, тем самым, как защита от преждевременного старения клея. Кроме того, шины 14 и токоподводящие линии 15 скрыты защитной печатью 22.
Фиг. 4 показывает вид в сечении одного варианта осуществления прозрачного стеклянного листа согласно изобретению с прозрачной основой 1 и электропроводящим покрытием 2.
Электрообогреваемое покрытие 2 содержит четыре функциональных слоя 3 (3.1, 3.2, 3.3 и 3.4), которые расположены друг над другом по всей поверхности. Каждый функциональный слой 3 содержит
3
4
- слой 4 материала с высоким оптическим преломлением (4.1, 4.2, 4.3 и 4.4), который содержит нитрид кремния (SiN),
- первый согласующий слой 5 (5.1, 5.2, 5.3 и 5.4), который содержит оксид цинка (ZnO),
- электропроводящий слой 6 (6.1, 6.2, 6.3, 6.4), который содержит серебро или сплав, содержащий серебро,
- второй согласующий слой 10 (10.1, 10.2, 10.3 и 10.4), который содержит оксид цинка (ZnO).
3
4
Слои расположены в указанной последовательности в направлении удаления от основы 1. Выше верхнего функционального слоя 3.4 предусмотрен дополнительный слой 4.1 материала с высоким оптическим преломлением, имеющий показатель преломления от 1,9 до 2,1. Этот дополнительный слой и нижний слой покрытия 2 содержат нитрид кремния (SiN) в качестве материала с высоким оптическим преломлением толщиной 10-50 нм. Кроме того, применение нитрида кремния в качестве покровного слоя защищает нижележащие слои.
Первый согласующий слой 5 и второй согласующий слой 7 содержат оксид цинка (ZnO) с показателем преломления 1,8-2,0 и имеют толщину от 2 нм до 20 нм, предпочтительно 5-10 нм.
Каждый функциональный слой 3 электропроводящего покрытия 2 имеет находящийся между двумя электропроводящими слоями 6 слой 4.2, 4.3, 4.4 материала с высоким оптическим преломлением, слой 8.2, 8.3, 8.4 диэлектрического материала с показателем преломления от 1,9 до 2,1 и слой 9.2, 9.3, 9.4 материала с высоким оптическим преломлением, имеющий показатель преломления от 2,1 до 2,3.
Слой 8.2, 8.3, 8.4 диэлектрического материала с показателем преломления меньше или равным 2,1 содержит нитрид кремния и имеет толщину от 10 нм до 50 нм, в частности, от 20 нм до 40 нм.
Слой 9.2, 9.3, 9.4 материала с высоким оптическим преломлением, имеющий показатель преломления больше или равный 2,1, содержит смешанный оксид кремния-циркония (SiZrNx) и имеет толщину от 10 нм до 50 нм, особенно предпочтительно от 15 нм до 30 нм.
Электропроводящие слои 6 (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) содержат серебро и имеют толщину от 5 нм до 25 нм. Особенно предпочтительна толщина слоя от 11 нм до 18 нм. Полная толщина всех электропроводящих слоев 6 составляет 57 нм. При этом распределение серебра должно составлять около 20% в (6.1)/около 30% в (6.2) и соответственно по примерно 25% в (6.3) и (6.4), чтобы получить нейтральное по цвету (белое) отражение от самого покрытия в указанных условиях (65°, s-поляризация).
Между каждым электропроводящим слоем 6 (6.1, 6.2, 6.3, 6.4) и находящимся над ним вторым согласующим слоем 7 расположен блокирующий слой 11. Блокирующий слой 11 представляет собой, например, слой толщиной 0,2-0,4 нм, который содержит никель, хром или их сплавы и который был осажден катодным распылением с поддержкой магнитного поля.
Между двумя электропроводящими слоями 6 всегда предусмотрен сглаживающий слой 10.2, 10.3, 10.4, который находится ниже одного из первых согласующих слоев 5.2, 5.3, 5.4. Сглаживающие слои 10.2, 10.3, 10.4 содержат смешанный оксид цинка и олова (ZnSnO) и имеют толщину 2-20 нм, предпочтительно 5-10 нм.
Точная последовательность слоев с их толщинами приведены в таблице 1.
Таблица 1
Позиция
Позиция
Толщина слоя
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>
4.1
20 нм - 40 нм
ZnO
10.4
3.4
5 нм - 10 нм
NiCr
11
0,2-0,4 нм
Ag
6.4
14 нм
ZnO
5.4
5 нм - 10 нм
ZnSnO
10.4
5 нм - 10 нм
SiZrN
9.4
4.4
15 нм - 30 нм
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>
8.4
20 нм - 40 нм
ZnO
10.3
3.3
5 нм - 10 нм
NiCr
11
0,2 -0,4 нм
Ag
6.3
14 нм
ZnO
5.3
5 нм - 10 нм
ZnSnO
10.3
5 нм - 10 нм
SiZrN
9.3
4.3
15 нм - 30 нм
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>
8.3
20 нм - 40 нм
ZnO
7.2
3.2
5 нм - 10 нм
NiCr
11
0,2-0,4 нм
Ag
6.2
17 нм
ZnO
5.2
5 нм - 10 нм
ZnSnO
10.2
5 нм - 10 нм
SiZrN
9.2
4.2
15 нм - 30 нм
<u>Si</u><sub><u>3</u></sub><u>N</u><sub><u>4</u></sub>
8.2
20 нм - 40 нм
ZnO
7.1
3.1
5 нм - 10 нм
NiCr
11
0,2 нм - 0,4 нм
Ag
6.1
12 нм
ZnO
5.1
5 нм - 10 нм
Si<sub>3</sub>N<sub>4</sub>
4.1
20 нм - 40 нм
Стекло как основа
1
Слой 4 материала с высоким оптическим преломлением, сглаживающий слой 10, согласующий слой 5 и 7 и электропроводящий слой 6 осаждали катодным распылением. Мишень для осаждения согласующего слоя 5 и 7 содержала 92 вес.% оксида цинка (ZnO). Мишень для осаждения сглаживающего слоя 10 содержала 68 вес.% олова, 30 вес.% цинка. Мишень для осаждения слоя 4 материала с высоким оптическим преломлением содержала 52,9 вес.% кремния, 43,8 вес.% циркония. Осаждение сглаживающего слоя 10 осуществляли при добавлении кислорода как реакционного газа во время катодного распыления. Осаждение слоя 4 материала с высоким оптическим преломлением осуществляли с добавлением азота как реакционного газа во время катодного распыления.
Список позиций
(1)
прозрачная основа
(2)
электропроводящее покрытие
(3), (3.1), (3.2), (3.3), (3.4)
функциональные слои
(4), (4.1), (4.2), (4.3), (4.4)
слой материала с высоким оптическим преломлением
(5), (5.1), (5.2), (5.3), (5.4)
первый согласующий слой
(6), (6.1), (6.2), (6.3), (6.4)
электропроводящий слой
(7), (7.1), (7.2), (7.3), (7.4)
второй согласующий слой
(8)
слой диэлектрического материала с показателем преломления ≤ 2,1
(9)
слой материала с высоким оптическим преломлением из диэлектрического материала с показателем преломления ≥ 2,1
(10), (10.2), (10.3), (10.4)
сглаживающий слой
(11)
блокирующий слой
(12)
промежуточный слой
(13)
второй стеклянный лист
(14)
шина
(15)
токоподводящая линия
(16)
источник напряжения
(17)
блок формирования изображений
(18)
оптический модуль
(19)
многослойное стекло
(20)
глаз водителя автомобиля
(21)
система отображения на лобовом стекле
(22)
защитная печать
(23)
изображение
<i>a</i>
ширина области защитной печати (22)
<i>b</i>
ширина краев без покрытия
A-A'
линия разреза