[发明专利]具有为更好性能而优化的半波片的平视显示系统

说明书

本申请公开了包括半波片(“HWP”)膜的夹层和结合该夹层的平视显示系统。夹层和平视显示系统被优化，使得光轴相对于由投影到HWP膜平面上的显示光的p偏振方向形成的轴具有角度phi(Φ)。优化的φ取决于膜的光学性能。

背景技术

层压安全玻璃已经用于装备平视显示(“HUD”)系统的车辆中，该系统将仪表组或其他重要信息的图像投影到在车辆操作的视平线处的挡风玻璃上的位置。这种显示器允许驾驶员在视觉上访问仪表板信息的同时保持关注即将到来的行驶路径。通常，汽车或飞机中的HUD系统使用车辆挡风罩的内表面来部分反射投影的图像。然而，在车辆挡风罩的外表面上发生二次反射，其形成弱的次图像或“重影”图像。由于这两个反射图像在位置上有偏移，所以经常会观察到重像，这给驾驶员带来了不期望的观看体验。当图像被投影到具有均匀一致厚度的挡风玻璃上时，由于投影图像的位置差异，当其被反射离开玻璃的内表面和外表面时，会产生干涉重像或反射重影图像。

解决这些重像或重影图像的一种方法是在挡风玻璃的玻璃和夹层之间的挡风玻璃的一个表面上包括涂层，例如介电涂层。该涂层被设计成在非常靠近主图像的位置产生第三重影图像，同时显著降低次图像的亮度，使得次图像看起来与背景融为一体。不幸的是，这种涂层的有效性有时会受到限制，并且涂层本身会产生其它问题，例如它会干扰夹层与玻璃基底的粘合，导致光学畸变和其它问题。

减少挡风玻璃中的重影图像的另一种方法是将内玻璃板和外玻璃板定向成彼此成一定角度。这种方法将反射图像的位置对准到单个点，从而创建单个图像。通常，这是通过采用楔形或“锥形”夹层相对于内板移动外板来实现的，该夹层包括至少一个厚度不均匀的区域。许多传统的锥形夹层在整个HUD区域上包括恒定的楔角，尽管最近已经开发出一些夹层在HUD区域上包括多个楔角。

锥形夹层的问题在于，最小化重影图像出现所需的(一个或多个)楔角取决于多种因素，包括挡风玻璃安装的细节、投影系统的设计和设置以及用户的位置，如下面进一步描述的。许多锥形夹层是针对给定车辆特有的单独一组条件而设计和优化的。此外，该组优化条件通常包括假定的驾驶员位置(或标称驾驶高度)，包括驾驶员高度、驾驶员离挡风玻璃的距离以及驾驶员观看投影图像的角度。虽然在其上挡风玻璃被优化的高度的驾驶员可能很少或没有经历反射的重像或重影图像，但是比标称驾驶员高度高或矮的驾驶员可能经历显著的重影成像。

此外，楔形或锥形夹层可能难以有效处理。由于夹层不具有恒定或均匀的厚度轮廓(也就是说，当生产夹层并将其卷绕成卷时，夹层的一部分比夹层的其余部分厚)，因此该卷不是圆柱形的。如果楔形物是恒定的楔形物，则该卷可以是圆锥形的。这使得它难以处理、运输和储存。

因此，仍然需要一种适用于HUD系统的挡风玻璃或挡风罩，其没有重影图像或重像，并且适用于多种类型的车辆和不同的驾驶员。本专利申请公开了至少一种通过将半波片(“HWP”)膜结合到平视显示系统的夹层中来减少重影图像的方法，由此HWP膜的光轴相对于显示在HWP膜的平面上的入射光的p偏振方向的投影形成角度phi(Φ)，其中Φ是从30°到小于45°的角度，或者大于135°到150°的角度。

发明内容

本申请公开了一种夹层，包括：

(a)第一聚合物层；和

(b)包含聚合物材料的半波片(“HWP”)膜，

其中所述HWP膜具有平面和光轴，其中所述光轴相对于由投影到所述HWP膜的平面上的显示光的p偏振方向形成的轴具有角度phi(Φ)，

其中Φ为从30°至小于45°的角度、大于45°至55°的角度、大于135°至150°的角度或125°至小于135°的角度，并且

其中所述HWP膜展现出在550nm下测量的从-200nm至-350nm或从200nm至350nm的面内延迟(“R_e[550nm]”)和在550nm下测量的从-350nm至350nm的面外延迟(“R_th[550nm]”)。