本發(fā)明涉及汽車抬頭顯示，尤其涉及一種具有光散射功能的車載抬頭顯示光學膜及其制備方法。

背景技術：

1、本部分旨在為權利要求書中陳述的本發(fā)明實施例提供背景或上下文。此處的描述不因為包括在本部分中就承認是現有技術。

2、與傳統(tǒng)的汽車顯示(head-down?displays,?hdds)相比，車載抬頭顯示是通過將虛擬圖像投射到駕駛員前視場(forward?field?of?view,?fov)，車載抬頭顯示(head-updisplays,?huds)減少了駕駛員的視線離開道路的時間(eye-off-the-road?time,?eort)?。由于在信息獲取成本方面的優(yōu)勢，車載抬頭顯示被認為具有提高駕駛性能和安全性的潛力。此外，車載抬頭顯示在主要和次要駕駛事務的管理上起到積極作用。自1988年通用汽車(general?motors)首次推出車載抬頭以來，商用車載抬頭顯示已用于各種量產型汽車。據預測，到2024年，幾乎三分之一的汽車將配備抬頭顯示系統(tǒng)。

3、在正常光線下，抬頭顯示雖然為駕駛人員提供了極大方便，減少了安全隱患，但是，隨著車輛行駛方向的變化，汽車與太陽的相對位置也會不斷發(fā)生變化，當個汽車行駛方向與太陽位置剛好相對時，例如早上和下午太陽位置較低時，早上向正東方向行駛，下午往正西方向行駛，或者任意太陽通過汽車前擋風玻直射駕駛員眼睛的情形，太陽光穿過擋風玻璃抬頭顯示區(qū)域，直接入射到駕駛人員的眼睛內，會造成駕駛人會員眼睛無法睜開，視線受阻，嚴重影響駕駛安全性。更嚴重地，如果遇到長時間需要在某一方向的道路上行駛，而此方向正好是太陽直射駕駛員眼睛部位的方向，駕駛員長時間在刺眼的陽光照射下駕駛，安全隱患巨大。雖然很多汽車都配有遮光板，但是需要駕駛員駕駛過程中手動掰下并調整到合適的角度才可以剛好遮住前方的陽光，整個過程需要駕駛員受力方向盤，并且根據陽光角度調整遮光板的角度，耗時長、安全隱患非常高，并且如果陽光直射眼睛時若剛好發(fā)生路況變化，遇到會車、障礙物、急轉彎等需要集中注意力的情況，駕駛員正在手離開方向盤并不斷調整遮光板，對路況不能及時做出反應，出事故的可能性非常大。而且遮光板也會遮擋駕駛員的一部分視線，使得駕駛員視野變小，不利于對車外的路況及時了解和判斷。另一方面，抬頭顯示圖像在陽光的照射下，圖像辨識度顯著下降，甚至完全看不清，駕駛員無法判斷此時該往哪個方向走，前方是否有分岔路口或轉彎，車道分布是怎么樣的，駕駛員在眼睛被陽光照射無法睜開導致暫時性“失明”、車載抬頭顯示圖像看不清導致導航失效、不知前方路況暫時性大腦空白等多重不利因素的疊加下，尤其是經驗不足的駕駛員，會出現手忙腳亂、操作失誤等，輕者走錯路，影響出行，重者出現嚴重交通事故，后果不堪設想。

4、中國發(fā)明專利申請cn202211174763.9公開了一種擋風窗、制造方法、顯示裝置和交通設備。其中，擋風窗包括：透明基板；透反膜，位于透明基板上，被配置為反射傳播至透反膜的入射光線的一部分，且透射入射光線的另一部分，其中，透反膜包括交替設置的至少一層第一層和至少一層第二層，第一層的折射率n1的范圍為1.8<n1≤2.6，第二層的折射率n2的范圍為1.2≤n2≤1.8。通過透反膜的不同層的折射率不同實現入射光線的反射和折射。中國發(fā)明專利申請cn202010930913.9?公開了一種擋風玻璃的防眩方法、裝置及設備，通過采集照射在擋風玻璃上的入射光線的相關信息，包括：強度、入射角度和照射面積；對相關信息進行分析，根據光線的強度和/或入射角度區(qū)別出光線種類，根據照射面積和駕駛員的眼睛位置確定出對應的視覺影響區(qū)域，基于光線種類和視覺影響區(qū)域，調節(jié)背景主題的透光率，起到防眩效果。中國發(fā)明專利申請cn202311724126.9?公開了自動防炫目方法、裝置、車輛及存儲介質，通過識別駕駛員的眼睛位置和對駕駛員產生炫目的光源信息；根據眼睛位置確定前擋風玻璃上的炫目區(qū)域，并根據光源信息確定抬頭顯示系統(tǒng)在炫目區(qū)域顯示時可防炫目的目標參數；按照目標參數控制抬頭顯示系統(tǒng)在炫目區(qū)域進行防炫目顯示。上述申請分別通過擋風窗多層結構不同折射率防止陽光直射，或者通過識別光線種類和影響區(qū)域調節(jié)抬頭顯示背景透光率，或通過控制目標參數控制抬頭顯示系統(tǒng)進行防眩目。

技術實現思路

1、本發(fā)明的目的在于針對現有技術中的抬頭顯示遇到陽光時圖像辨識度下降以及駕駛人員視線受阻造成安全隱患的問題，提出一種全新的防陽光眩目的思路，提供具有光散射功能的車載抬頭顯示光學膜及其制備方法，從而進一步提高駕駛的安全性。

2、為了達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案如下。

3、一種具有光散射功能的車載抬頭顯示光學膜，所述光學膜包括動態(tài)散射層和反光層，反光層為熱塑性材料和增塑劑的混合物，反光層為楔形；所述動態(tài)散射層包括動態(tài)散射層基體和散射部,所述散射部位于所述動態(tài)散射層遠離所述反光層的一側，所述動態(tài)散射層靠近所述反光層的一側為平面，且與所述反光層緊密貼合；

4、所述散射部為多個分布于所述動態(tài)散射層基體的光散射點，所述散射部為熱致型無外力雙向形狀記憶高分子材料所制，在所述散射部遠離所述反光層的一側表面覆蓋有能夠將光能轉化為熱能的致熱劑，所述散射部受到陽光直射時凸起，且無陽光直射時恢復原狀。

5、本發(fā)明通過動態(tài)散射層散射部的設置，在受到前面陽光照射時，散射部凸起，從而通過光的散射作用將陽光散射到其他方向，阻止或減少陽光直射入駕駛人員眼睛。

6、優(yōu)選的，熱塑性材料為pvb。

7、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述致熱劑為覆蓋于所述散射部表面的單原子金、炭黑、石墨烯或碳納米管。

8、在本發(fā)明的一些實施方式中，所述動態(tài)散射層基體內封裝有散射溶液，所述散射溶液為熱致型無外力雙向形狀記憶高分子的溶液，在無陽光照射時所述散射溶液為透明體系，在受到陽光照射時，所述散射溶液中的熱致型無外力雙向形狀記憶高分子發(fā)生卷曲。散射溶液可以在陽光照射時，吸收和反射一部分光，從而進一步減小陽光穿透顯示膜進入駕駛人員視線。

9、在一些實施方式中，所述動態(tài)散射層的透光率不低于70%。

10、具體的，所述散射溶液的成分包括30%-50%熱致型無外力雙向形狀記憶材料、0.2%-0.8%致熱劑、40%-50%增塑劑、5%-6%分散劑、3%-4%消泡劑。熱致型無外力雙向形狀記憶高分子材料作為動態(tài)散射層成分，需要加入致熱劑，即光致熱材料，將光能轉換為熱能，熱致型無外力雙向形狀記憶材料在熱能的作用下發(fā)生形變，在分散劑的作用下形成穩(wěn)定的膠體溶液。

11、為了更近一步地增強對陽光的反射，所述動態(tài)散射層均勻分散有吸光材料微粒和反光材料微粒，使得動態(tài)散射層本身就具有一部分光散射功能。

12、在一些實施方式中，所述致熱劑選自碳納米顆粒、碳納米管、炭黑、石墨烯、氧化石墨烯、石墨、碳點、單原子金、ag納米材料、pt納米顆粒、al納米顆粒、cus納米片、tio2納米顆粒、moo3量子點、fe3o4、吲哚菁綠、普魯士藍、噻二唑衍生物以及卟啉環(huán)中的至少一種。

13、在一些實施方式中，所述動態(tài)散射層的厚度小于反光層厚度的十分之一，例如可以是0.05mm。

14、另外，本發(fā)明還提供一種具有光散射功能的車載抬頭顯示光學膜的制備方法，包括以下步驟：

15、s1：提供所述熱致型無外力雙向形狀記憶高分子材料，處理成直徑為10μm-20μm的絲狀，取30%-50%處理好的熱致型無外力雙向形狀記憶高分子材料加入40%-50%增塑劑中，再依次加入5%-6%分散劑、0.2%-0.8%致熱劑、3%-4%消泡劑，攪拌至均相散射溶液；

16、s2：將所述散射溶液封裝在透明的封層中，所述散射溶液完全充滿所述封層，形s成動態(tài)散射層基體，封層采用pvb樹脂作為主體材料；

17、s3：提供熱致型無外力雙向形狀記憶高分子材料，加熱到流動或半流動狀態(tài)，攪拌均勻，得到穩(wěn)定的液體散射部，將所述動態(tài)散射層基體平鋪，在所述動態(tài)散射層基體上鋪設一層透明的膠膜，將所述液體散射部按照散射部散射點的分布點涂于所述膠膜表面，然后在點涂好的散射部表面放置多個碳納米管，將所述動態(tài)散射層基體置于室溫靜置，直至所述液體散射部冷卻定型并與所述動態(tài)散射層基體貼合，形成動態(tài)散射層；

18、s4:將楔形聚乙烯醇縮丁醛(pvb)膜作為反光層，并平整地貼在平臺上，置于真空環(huán)境中然后將步驟s3中制得的動態(tài)散射層壓合于反光層上，按壓動態(tài)散射層各個區(qū)域使得所述反光層與所述動態(tài)散射層之間嚴密貼合并且無氣泡或雜質，即得所述車載抬頭顯示光學膜。

19、進一步地，膠膜為熱塑性材料和增塑劑的混合物，熱塑性材料優(yōu)選為pvb。

20、進一步地，為了使得動態(tài)散射層本身就具有一部分光散射功能，上述步驟s1還包括：

21、將吸光材料微粒和反光材料微粒在速度為3000-5000r/min的球磨機中球磨處理30min-60min，加入所述散射溶液。

22、進一步地，所述車載抬頭顯示光學膜的散射部直徑為0.05mm-0.1mm，散射部的面積總和占散射動態(tài)散射層一側面積的三分之一至三分之二。

23、與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果：

24、本發(fā)明采用熱敏感的形狀記憶思想，利用光熱效應型形狀記憶材料對光敏感的特性及其形狀記憶功能，通過動態(tài)散射層散射部的設置，在受到前面陽光照射時，散射部凸起，從而通過光的散射作用將陽光散射到其他方向，并進一步通過將散射層基體設置為封裝的散射溶液，散射溶液中形狀記憶材料在受陽光照射時發(fā)生形變卷曲，吸收和反射一部分光，從而進一步減小陽光穿透顯示膜進入駕駛人員視線。并且在散射溶液中預先添加反光粒子和吸光粒子，進一步減少陽光穿透顯示膜，從而多方面阻止或減少陽光直射入駕駛人員眼睛，進一步提高駕駛的安全性。