CN102135663A - 一种汽车hud前挡玻璃 - Google Patents

Abstract

一种汽车HUD前挡玻璃，涉及夹层玻璃领域，包括两层玻璃、两层高分子聚合物层，还包括第一基体层和第二基体层，第一基体层与第二基体层的中间包括一混合层，所述前挡玻璃的结构层次依次为：玻璃/高分子聚合物层/第一基体层/混合层/第二基体层/高分子聚合物层/玻璃，所述混合层由近晶态液晶显示排列体区域和周边高分子胶合层组成，高分子胶合层的厚度与近晶态液晶显示排列体的厚度相同，所述近晶态液晶显示排列体区域由近晶态液晶和添加物混合而成，近晶态液晶显示排列体在两层基体层之间的空间几何位置为HUD显示区域，本发明的液晶HUD，由显示控制器把车辆的信息转换成电信号控制前挡风玻璃上液晶点阵中各点液晶排列状态实现文字图形信息显示，无需另外配置投影显示设备。

Description

一种汽车HUD前挡玻璃

【技术领域】

本发明涉及夹层玻璃领域，特别是涉及一种用液晶来实现汽车HUD功能的前挡夹层玻璃。

【背景技术】

HUD是英文Head Up Display的缩写，意为“抬头显示”，又叫平视显示***，汽车上使用的HUD是利用光学反射的原理，将重要的汽车相关资讯通过投射器投射在前挡风玻璃上面，高度大致与驾驶员的眼睛成水平，构成HUD显示区域，投射的文字和影像调整在焦距无限远的距离上面，驾驶员透过HUD往前方看的时候，能够轻易的将外界的景象与HUD显示的资料融合在一起。这种显示***的优点是：1.驾驶员不必低头，就可以看到信息，从而避免分散对前方道路的注意力。2.驾驶员不必在观察远方的道路和近处的仪表之间调节眼睛，可避免眼睛的疲劳。

现有的HUD装置是由信息处理和信息显示两大部分组成，其中信息显示是由投射装置把信息投射在汽车前挡玻璃上，要求汽车挡风玻璃上的两片玻璃在制造时成一定的角度，以消除光线折射反射带来的重影。HUD夹层玻璃的制作工艺难度大，易出现重影等影响显示效果，不同产品质量稳定性较差；另外，需要投影***才能实现显示，HUD产品集成，质量控制等不易。

中国专利CN10147028A公开了一种近晶态液晶显示装置，它包括近晶态液晶显示屏、驱动控制装置、蓄电池和太阳能接收装置，该近晶态液晶显示屏、驱动控制装置、蓄电池、太阳能接收装置依次相连，其中：该近晶态液晶显示屏包括第一基体层和第二基体层，在该第一基体层与第二基体层的中间设有一混合层，该混合层为近晶态液晶和添加物混合而成的近晶态液晶显示排列体，在第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，在第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，第一导电电极层由M个平行排列的条状电极组成，第二导电电极层由N个平行排列的条状电极组成，第一导电电极层的M个条状电极与第二导电电极层的N个条状电极相垂直，以使该第一与第二导电电极层形成一M×N的像素点阵列，该第一和第二导电电极层与驱动控制装置相连，但该技术没有提供用于汽车玻璃前挡时电极引出，显示区域边界附近的光学变形的解决方法，以及外观的一体化整合，因此该项技术无法直接使用在汽车前挡风玻璃上。

WO2007122427公开了一种可开关控制的液晶显示汽车夹层玻璃，其结构为两片玻璃中间夹有液晶膜，液晶膜和玻璃之间还夹有高分子聚合物层，但该技术仅提供一个供投影仪投影图像的显示背景区域，且同样存在前述的技术问题。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述技术问题，提供一种不需要投影仪的液晶显示汽车HUD前挡玻璃。

本发明的方案是：一种汽车HUD前挡玻璃，包括两层玻璃、两层高分子聚合物层，还包括第一基体层和第二基体层，第一基体层与第二基体层的中间包括一混合层，在第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，在第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，其特征在于，所述前挡玻璃的结构层次依次为：玻璃/高分子聚合物层/第一基体层/混合层/第二基体层/高分子聚合物层/玻璃，所述混合层由近晶态液晶显示排列体区域和周边高分子胶合层组成，高分子胶合层的厚度与近晶态液晶显示排列体的厚度相同，所述近晶态液晶显示排列体区域由近晶态液晶和添加物混合而成，近晶态液晶显示排列体区域在两层基体层之间的空间几何位置为HUD显示区域。

其中，第一基体层和第二基体层的材料是玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。

其中，高分子胶合层还包括添加物。

其中，高分子胶合层和添加物的光透过率、折射率与近晶态液晶处于整齐排列全透射时的光透过率、折射率相同。

其中，近晶态液晶显示排列体的控制电极及控制引出电极采用透明导电膜，一次性刻制加工制作。

本发明的优点在于：本发明的液晶HUD，由显示控制器把车辆的信息转换成电信号控制前挡风玻璃上液晶点阵中各点液晶排列状态实现文字图形信息显示，无需另外配置投影显示设备，在保证汽车前挡风玻璃的安全标准前提下，提供显示区域与非显示区域没有差别的优异外观：在无显示状态下，与非HUD前挡风玻璃一样，显示状态下，也没有显示区域与非显示区域边界差别的优异外观，根据不同气候条件，可以调整最佳显示效果的显示功能，无光畸变，重影等不良缺陷，与车载信息***集成容易，为车辆设计提供方便。

【附图说明】

图1为本发明HUD挡风玻璃的结构示意图；

其中，1为玻璃，2为高分子聚合物层，3为导电电极层，4为第一基体层和第二基体层，5为近晶态液晶(显示区域)，6高分子为胶合层，7为隔层物，8为导线，9为液晶显示驱动控制器

图2为本发明第一基体层的第一导电电极层；

图3为本发明第二基体层的第二导电电极层；

图4为本发明的第一和第二导电电极层对位叠合形成矩阵液晶控制示意图。

【具体实施方式】

本发明的一种液晶显示HUD汽车前挡玻璃，结构由外两层玻璃1，两层高分子聚合物层2和中间的第一基体层4和第二基体层4构成，第一基体层4与第二基体层4的中间包括一混合层，混合层由近晶态液晶显示排列体区域和周边高分子胶合层组成，第一基体层4和第二基体层4相对内表面镀制透明导电电极层3和中间具有状态记忆的近晶态(smectic)液晶5，和混合于液晶层及高分子填充胶合层6中的添加物隔层物7，近晶态液晶为A类近晶态液晶有机化合物，如带硅氧基化合物、四氰基四辛基联苯或四乙酸癸酯四氰基联苯等，添加物隔层物为带导电特性的化合物，如十六烷基三乙基溴化铵等含有导电离子的化合物，正负电平控制引出导线8，以及液晶显示驱动控制器9构成。

外层玻璃1厚度为1.6～2.5mm，优选1.8～2.1mm；高分子聚合物层2为PVB或EVA，厚度为0.6～1.14mm，优选厚度0.6～0.8mm，用于粘接外层两片玻璃1和透明液晶显示模块。透明液晶显示模块厚度为0.38-1.7mm，优选厚度0.5～1.1mm，其中液晶封装用的相向内表面镀制透明导电电极层的玻璃/PET塑料膜片4，玻璃厚度为0.4～0.8mm，优选厚度0.4～0.5mm，PET塑料膜片厚度为0.15～0.4mm，优选厚度0.2～0.35mm；隔层物7为高分子透明纳米颗粒间隔物(Spacer)，粒径为5～50um，优选粒径为8-25um，根据液晶材料显示需要选择使用，且折射率等光学性能指标与液晶层处于整齐排列全透射时的光学性能指标相同或无限接近；高分子胶合层6为透明紫外光固化胶层，厚度取决于选择使用的隔层物，同样为5～50um，优选厚度为8-25um，且光透过率，折射率等光学性能指标与液晶层处于整齐排列全透射时的光学性能指标相同或无限接近，用于粘接两层液晶封装用相向内表面镀制透明导电电极层的玻璃/PET塑料膜片4，以及根据HUD显示位置，形成液晶封装区域(液晶盒)。透明近晶态液晶5厚度与高分子胶合层6厚度相等，取决于选择使用的间隔物，同样为5-50um，优选厚度为8-25um，。

首先对内表面镀制有TCO透明导电电极层3的玻璃/PET塑料膜片4进行以下处理，在一片基板上，从显示区域沿X方向，向距边部最短方向横向平行刻制TCO透明导电膜层，制作横向控制电极及电极引出导电通道；以便于各通道在边部再与带接头的导线逐一连接；在另一片基板上，同样，从显示区域沿Y方向，向距边部最短方向纵向平行刻制TCO透明导电膜层，制作横向控制电极及电极引出导电通道，以便于各通道在边部再与带接头的导线逐一连接。

在完成前述处理后的镀制有TCO透明导电电极层3的玻璃/PET塑料膜片4的基板上，制作非显示区域的高分子胶合层6，制作方法一般采用网版印刷后预固化。

在完成非显示区域制作后，利用由高分子胶合层6形成的液晶封装区域的空间，封装HUD显示近晶态液晶混合物，制作近晶态液晶混合物层，保证完全充满由高分子胶合层6形成的液晶封装区域的空间，即HUD显示区域空间。制作方法一般可以采用网板印刷或滴注。

在完成液晶层的制作后，以显示区域及电极位置为基准，对位压合两片基板，完成液晶显示装置模块毛胚的制作。根据前挡玻璃的外形尺寸要求切割整形，连接X方向和Y方向电极导线，完成透明液晶显示模块的制作。

完成透明液晶显示模块的制作后，进入制作HUD前挡风玻璃的合片制作环节，本步骤之后的技术工艺与通常夹层前挡的技术工艺基本上相同，简单说明如下：把烘弯后的前挡风玻璃的大片凹面朝上，或小片玻璃凸面朝上放置，依此对位叠合高分子聚合物层2，透明液晶显示模块，高分子聚合物层2，相匹配的小片玻璃或大片玻璃，根据前挡玻璃的外形尺寸要求，对高分子聚合物层2进行切割整形后，再通过预抽真空初压，高压釜加热高压处理，完成HUD前挡风玻璃的制作。

把前述HUD前挡风玻璃的引出的导线连接到透明液晶显示控制装置，透明液晶显示控制装置接入车载信息***的显示信号输出接口，通过透明液晶显示控制装置，把车载信息***的显示输出信号，转换成透明液晶显示模块矩阵显示点的控制信号，把内容显示部分的液晶从透明态切换成非透明态，即可实现透明背景的内容显示。液晶显示控制装置及与车载信息***的显示信号输出接口，均可采用现有技术液晶控制技术实现，不在本发明中叙述。

Claims (5)

1.一种汽车HUD前挡玻璃，包括两层玻璃、两层高分子聚合物层，还包括第一基体层和第二基体层，第一基体层与第二基体层的中间包括一混合层，在第一基体层朝向混合层的一侧设有第一导电电极层，在第二基体层朝向混合层的一侧设有第二导电电极层，其特征在于，所述前挡玻璃的结构层次依次为：玻璃/高分子聚合物层/第一基体层/混合层/第二基体层/高分子聚合物层/玻璃，所述混合层由近晶态液晶显示排列体区域和周边高分子胶合层组成，高分子胶合层的厚度与近晶态液晶显示排列体的厚度相同，所述近晶态液晶显示排列体区域由近晶态液晶和添加物混合而成，近晶态液晶显示排列体在两层基体层之间的空间几何位置为HUD显示区域。

2.如权利要求1所述的一种汽车HUD前挡玻璃，其特征在于，所述的第一基体层和第二基体层的材料是玻璃或者聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)中的一种。

3.如权利要求1所述的一种汽车HUD前挡玻璃，其特征在于，所述的高分子胶合层还包括添加物。

4.如权利要求1和2和3所述的一种汽车HUD前挡玻璃，其特征在于，高分子胶合层和添加物的光透过率、折射率与近晶态液晶处于整齐排列全透射时的光透过率、折射率相同。

5.如权利要求1和2和3所述的一种汽车HUD前挡玻璃，其特征在于，近晶态液晶显示排列体的控制电极及控制引出电极采用透明导电膜，一次性刻制加工制作。

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