KR102589372B1

KR102589372B1 - p-편광 방사선을 갖는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치

Info

Publication number: KR102589372B1
Application number: KR1020217013383A
Authority: KR
Inventors: 클라우스 피셔; 다그마 샤퍼; 로베르토 짐머만
Original assignee: 쌩-고벵 글래스 프랑스
Priority date: 2018-11-09
Filing date: 2019-10-25
Publication date: 2023-10-16
Anticipated expiration: 2039-10-25
Also published as: CN111433023B; WO2020094422A1; CN111433023A; EP3877177A1; MA54136A; KR20210069700A; JP7303873B2; JP2022502313A; EP3877177B1; US11914144B2; US20210316534A1

Abstract

- 열가소성 중간층(3)을 통해 서로 연결되는 외부 판유리(1) 및 내부 판유리(2)를 포함하는, HUD 영역(B)을 갖는 복합 판유리(10);
- 외부 판유리(1) 또는 내부 판유리(2)의 중간층(3)을 향하는 표면(II, III) 상의 또는 중간층(3) 내의 전기 전도성 코팅(20); 및
- HUD 영역(B)을 향하는 프로젝터(4);
를 적어도 포함하는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치에서,
여기서 프로젝터(4)의 방사선는 p-편광되고,
여기서 전기 전도성 코팅(20)을 갖는 복합 판유리(10)는 450 nm 내지 650 nm의 전체 스펙트럼 범위에서 p-편광 방사선에 대해 적어도 10 %의 반사율을 가지며,
여기서 전기 전도성 코팅(20)은 적어도 4개의 전기 전도성 층들(21)을 포함하고, 각각의 경우 2개의 유전체 층들 또는 층 시퀀스들 사이에 배열되며,
여기서 모든 전기 전도성 층들(21)의 두께의 합은 최대 30 nm이고, 여기서 전기 전도성 층들(21) 중 적어도 하나는 최대 5 nm의 두께를 갖는다.

Description

p-편광 방사선을 갖는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치

본 발명은 헤드업 디스플레이 및 그의 사용을 위한 프로젝션 장치에 관한 것이다.

현대의 자동차들에는 소위 헤드업 디스플레이(HUD)가 점점 더 많이 장착되고 있다. 프로젝터를 사용하면 일반적으로 대시 보드 영역에서 이미지가 d앞유리(windshield)에 투사되고 반사되어 운전자가 앞유리 뒤의 가상 이미지로 인식한다(그의 관점에서 볼 때). 따라서 운전자가 도로에서 시선을 돌리지 않고도 인식할 수 있는 현재 주행 속도, 내비게이션 또는 경고 메시지와 같은 중요한 데이터를 운전자의 시야에 투영할 수 있다. 따라서 헤드업 디스플레이는 교통 안전 향상에 크게 기여할 수 있다.

HUD 프로젝터는 주로 s-편광 방사선으로 작동되며 약 65%의 입사각으로 앞유리를 조사한다. 이는 공기/유리 전이에 대한 Brewster의 각도에 가깝다(소다 석회 유리의 경우 57.2°). 프로젝터 이미지가 앞유리의 두개의 외부 표면들에 반사되는 문제가 발생한다. 그 결과 원하는 1차 이미지 외에 약간 오프셋된 2차 이미지, 이른바 고스트 이미지( "고스트")도 나타난다. 이 문제는 일반적으로 표면을 서로 상대적인 각도로 배열함으로써 완화된다. 특히 1차 이미지와 고스트 이미지가 서로 겹쳐지도록 복합 판유리로 구현된 앞유리를 적층하기 위해 쐐기 모양의 중간층을 사용하여 완화된다. HUD를 위한 쐐기형 필름을 갖는 복합 유리들은 예를 들어 WO2009/071135A1, EP1800855B1, 또는 EP1880243A2에 알려져 있다.

쐐기형 필름은 비싸서 HUD용 복합 판유리를 생산하는 데 상당한 비용이 소요된다. 결과적으로, 쐐기형 필름 없이 앞유리와 작동하는 HUD 프로젝션 장치가 필요하다. 예를 들어, 패널 표면에 의해서 크게 반사되지 않는 p-편광 방사선으로 HUD 프로젝터를 작동할 수 있다. 대신, 앞유리는 p-편광 방사선에 대한 반사 표면으로서 전기 전도성 코팅을 갖는다. DE102014220189A1은 p-편광 방사선으로 작동되는 HUD 프로젝션 장치를 개시한다. 무엇보다도 반사 구조부로서 5 nm 내지 9 nm 두께의 단일 금속층, 예를 들어 은 또는 알루미늄으로 만들어진 것을 제안하고 있다.

예를 들어 차량 내부의 가열을 감소시켜 열적 쾌적성을 향상시키기 위해 IR 반사 코팅으로 사용될 수 있는 앞유리용으로 보다 복잡한 전기 전도성 코팅도 알려져 있다. 그러나 코팅은 전압원에 연결하여 가열 가능한 코팅으로도 사용할 수 있으므로 전류가 코팅을 통해 흐른다. 적합한 코팅은 특히 은을 기반으로 한 전도성 금속층을 포함한다. 이러한 층들은 부식되기 쉽기 때문에 외부 판유리의 표면 또는 중간층을 향하는 내부 판유리의 표면에 도포하여 대기와 접촉하지 않도록 하는 것이 일반적이다. 은 함유 투명 코팅은 예를 들어 WO03/024155, US2007/0082219A1, US2007/0020465A1, WO2013/104438, 또는 WO2013/104439에 공지되어 있다.

전도성 코팅이 한편으로는 IR 반사 또는 가열 가능한 코팅으로 사용되고 다른 한편으로는 HUD의 반사 표면으로 사용되는 경우 광학적 및 전기적 특성에 대하여 높은 요구 사항들이 부과된다.

본 발명의 목적은 헤드업 디스플레이를 위한 개선된 프로젝션 장치를 제공하는 것이다. 프로젝션 장치의 복합 판유리는 쐐기형 필름 없이 작동해야 하며 특히 가열 가능한 코팅으로도 사용될 수 있는 전기 전도성 코팅을 가져야 한다. HUD 프로젝션은 높은 강도로 생겨야 하며 복합 판유리는 보기 좋은 외관을 가져야 한다.

본 발명의 목적은 청구항 1에 따른 프로젝션 장치에 의해 본 발명에 따라 달성된다. 바람직한 실시예들은 종속항들에 개시되어 있다.

본 발명에 따르면, p-편광 방사선은 HUD 이미지를 생성하기 위해 사용되며, 복합 판유리는 p-편광 방사선을 충분히 반사하는 전기 전도성 코팅을 갖는다. HUD 프로젝션 장치에서 전형적인 약 65°의 입사각은 공기/유리 전이(air/glass transition) (57.2 °, 소다석회유리)에 대한 Brewster의 각도에 비교적 가깝기 때문에 p-편광 복사선이 판유리 표면에 의헤 거의 반사되지 않지만, 대신 주로 전도성 코팅에 의해 반사된다. 결과적으로 고스트 이미지가 발생하지 않거나 거의 눈에 띄지 않아서 값비싼 쐐기형 필름을 사용하지 않아도 된다. 본 발명에 따른 코팅은 지금까지 사용된 통상적인 코팅에 비해 상대적으로 얇은 전도성층, 특히 은층을 갖는다. 이것은 또한 판유리 생산을 더 경제적이 되게 한다. 본 발명자들은 그럼에도 불구하고 코팅이 HUD 이미지를 생성하기에 충분한 강도로 p-편광 방사선을 반사하는데 적합하고 특히 전기 자동차들에서 공통적인 40-50V의 전압원을 사용하는 가열 가능한 코팅으로 사용하기에 적합하다는 것을 발견했다. 특히 투명성 및 색상과 관련하여 앞유리에 대한 광학적 요구 사항들도 충족할 수 있다. 이것들 본 발명의 주요 장점들이다.

헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 본 발명에 따른 프로젝션 장치는 적어도 전기 전도성 코팅을 갖는 복합 판유리 및 프로젝터를 포함한다. HUD의 경우 일반적이듯이, 프로젝터는 방사선이 관찰자 (운전자)의 방향으로 반사되는 앞유리 영역을 조사하여 보는 사람의 관점에서 앞 유리 뒤에서 처럼 인식하는 가상 이미지를 생성한다. 프로젝터에 의해 조사될 수 있는 앞유리 영역을 HUD 영역이라고 한다. 프로젝터의 빔 방향은 일반적으로 관찰자의 신체 크기에 맞게 투영을 조정하기 위해 거울에 의해 전형적으로 수직으로 변경될 수 있다. 관찰자의 눈이 주어진 거울 위치와 함께 있어야만 하는 영역을 "아이 박스 창"(eye box window) 이라고 한다. 이 아이 박스 창은 거울을 조정하여 수직으로 이동가능 하고, 이렇게 사용 가능한 전체 영역을(즉, 가능한 모든 아이 박스 창의 중첩)을 "아이 박스"라고 한다. 아이 박스 안에있는 관찰자는 가상 이미지를 인식할 수 있다. 물론 이것은 보는 사람의 눈이 몸 전체가 아니라 아이 박스 안에 있어야 함을 의미한다.

HUD 분야에서 여기서 사용되는 기술 용어들은 일반적으로 당업자에게 알려져있다. 자세한 프레젠테이션은 뮌헨 공과대학 컴퓨터과학 연구소(뮌헨: 뮌헨 공과대학 도서관, 2012)의 Alexander Neumann의 논문 "헤드업 디스플레이 테스트를 위한 시뮬레이션 기반 측정 기술", 특히 2장 "헤드업 디스플레이"를 참조하면 된다.

복합 판유리는 열가소성 중간층을 통해 서로 결합된 외부 판유리와 내부 판유리를 포함한다. 복합 판유리는 창 개구부, 특히 차량의 창 개구부에서 내부를 외부 환경과 분리하기 위한 것이다. 본 발명의 맥락에서, "내부 판유리"라는 용어는 내부(차량 내부)를 향하는 복합 판유리의 판유리를 지칭한다. "외부 판유리"라는 용어는 외부 환경을 향하는 판유리를 의미한다. 복합 판유리는 바람직하게는 차량 앞유리(특히 자동차, 예를 들어 승용차 또는 트럭의 앞유리)이다.

복합 판유리는 위쪽 가장자리와 아래쪽 가장자리와 그 사이로 연장되는 두 개의 측면 가장자리를 가지고 있다. "상단 가장자리"는 설치된 위치에서 위쪽을 가리키는 가장자리를 나타낸다. "하단 가장자리"는 설치된 위치에서 아래쪽을 가리키는 가장자리를 나타낸다. 상단 가장자리는 종종 "지붕 가장자리"라고도 하고, 아래쪽 가장자리는 "엔진 가장자리"라고 한다.

외부 판유리 및 내부 판유리는 각각의 경우 외측 표면 및 내측 표면 및 그 사이에서 연장되는 주변 측면 가장자리를 갖는다. 본 발명의 맥락에서, "외측 표면"은 설치된 위치에서 외부 환경을 향하도록 의도된 주 표면을 지칭한다. 본 발명의 맥락에서, "내측 표면"은 설치된 위치에서 내부를 향하도록 의도된 주 표면을 지칭한다. 외부 판유리의 내측 표면과 내측 판유리의 외측 표면은 서로 마주하고 열가소성 중간층에 의해 서로 결합된다.

복합 판유리는 전기 전도성 코팅, 특히 투명한 전기 전도성 코팅을 갖는다. 전기 전도성 코팅은 바람직하게는 중간층을 향하는 2개의 판유리의 표면들 중 하나, 즉, 외부 판유리의 내측 표면 또는 내부 판유리의 외측 표면에 도포된다. 대안적으로, 전기 전도성 코팅은 또한 열가소성 중간층 내에 배열될 수 있으며, 예를 들어 2개의 열가소성 결합 필름들 사이에 배열된 캐리어 필름에 도포될 수 있다. 전도성 코팅은 예를 들어 IR 반사 태양광 보호 코팅으로 제공되거나 전류가 통과 할 때 전기적으로 접촉하여 가열되는 가열 가능한 코팅으로 제공될 수 있다. 용어 "투명 코팅"은 가시 스펙트럼 범위에서 적어도 70%, 바람직하게는 적어도 80%의 평균 투과율을 갖는 코팅을 의미하며, 따라서 창유리를 통한 시야를 실질적으로 제한하지 않는다. 바람직하게는, 판유리 표면의 적어도 80%에 본 발명에 따른 코팅이 제공된다. 특히, 코팅은 주변 가장자리 영역을 제외한 전체 표면에 도포되고, 선팩적으로는 통신 창, 센서 창 또는 카메라 창 처럼 복합 판유리를 통해 전자기 복사의 투과를 보장하도록 되어 있는 국소 영역에는 코팅을 하지 않는다. 코팅되지 않은 주변 가장자리 영역은 예를 들어 20cm까지의 너비를 갖는다. 이는 코팅이 복합 판유리 내부에서 부식 및 손상에서 보호되도록 코팅이 주변 대기와 직접 접촉하는 것을 방지한다.

전기 전도성 코팅은 복수의 전기 전도성, 특히 금속 함유 층들을 포함하는 층 스택(layer stack) 또는 층 시퀀스(layer sequence)이고, 여기서 각각의 전기 전도성 층은 각각의 경우 2개의 유전체 층들 또는 층 시퀀스 사이에 배열된다. 따라서 코팅은 n개의 전기 전도성 층들과 (n+1) 유전체 층들 또는 층 시퀀스들을 갖는 박막 스택이며, 여기서 n은 자연수이고, 하부 유전체 층 또는 층 시퀀스 위에 전도성 층 및 유전체 층 또는 층 시퀀스는 각 경우에 교대로 이어진다. 이러한 코팅들은 태양광 보호 코팅 및 가열 가능한 코팅으로 알려져 있으며, 전기 전도성 층들은 일반적으로 은을 기반으로 한다.

본 발명에 따른 전기 전도성 코팅은 특히 개별 층들의 재료 및 두께 및 유전체 층 시퀀스의 구조의 선택을 통해 조정되며, 코팅을 갖는 복합 판유리는 p-편광 방사선에 대해 450 nm 에서 650 nm까지의 전체 스펙트럼 범위에서 최소 10%의 반사율을 갖는다. 이는 450 nm에서 650 nm까지의 스펙트럼 범위의 어떤 지점에서도 10% 미만의 반사율이 발생하지 않음을 의미한다. 따라서 충분히 높은 강도의 프로젝션 이미지가 생긴다.

반사율은 반사되는 총 입사 방사선의 비율을 나타냅니다. 그것은 %(입사 방사선 100 % 기준)로 표시되든지 0에서 1까지 단위 없는 숫자(입사 방사선에 대해 정규화 됨)로 표시된다. 파장의 함수로 플로팅되어(plotted) 반사 스펙트럼을 형성한다.

유리한 일 실시예에서, 전기 전도성 코팅을 갖는 복합 판유리는 450 nm 내지 650 nm의 전체 스펙트럼 범위에서 p-편광 방사선에 대해 적어도 12%, 바람직하게는 적어도 15%의 반사율을 갖는다. p-편광 방사선에 대한 반사율은 예를 들어 450 nm 내지 650 nm의 전체 스펙트럼 범위에서 10% 내지 20%, 바람직하게는 12% 내지 17%이다. 이 범위의 반사율은 본 발명에 따른 코팅으로 쉽게 실현될 수 있으며 고강도 HUD 프로젝션을 생성하기에 충분히 높다.

p-편광 방사선에 대한 반사율의 평균은 450 nm에서 650 nm까지의 전체 스펙트럼 범위에서 10%에서 20%가 바람직하다. 프로젝터 이미지의 색상을 최대한 중립적으로 표시하려면 반사 스펙트럼이 가능한 한 부드러워야 하며 뚜렷한 국소적인 최소값과 최대값이 없어야 한다. 450 nm 내지 650 nm의 스펙트럼 범위에서 최대로 발생하는 반사율과 반사율 평균값 사이의 차이뿐만 아니라 최소로 발생하는 반사율과 반사율 평균값 사이의 차이(100 % 입사 방사선 기준)는 바람직한 일 실시예에서 최대 5%, 특히 바람직하게는 최대 3%, 가장 특히 바람직하게는 최대 1%이다.

특히 유리한 일 실시예에서 p-편광 방사선에 대한 반사율에 대해 표시된 바람직한 범위는 전체 스펙트럼 범위가 450 nm 내지 700 nm, 바람직하게는 450 nm 내지 800 nm이다.

본 발명의 맥락에서, p-편광 방사선에 대한 반사율에 관한 설명은 내부 측면 법선에 대해 65°의 입사각으로 측정된 반사율에 기초한다. 반사율 또는 반사 스펙트럼에 관한 데이터는 고려중인 스펙트럼 범위에서 100%의 정규화된 방사 강도로 균일하게 방출되는 광원으로 반사 측정한 것에 기초한다.

프로젝터는 복합 판유리의 내측에 배치되고 내부 판유리의 내측 표면을 통해 복합 판유리를 조사한다. 프로젝터는 HUD 영역을 향하고 이를 조사하여 HUD 투영을 생성한다. 본 발명에 따르면, 프로젝터의 방사는 p-편광, 바람직하게는 본질적으로 순수 p-편광이다(따라서 p-편광 방사 성분은 100 %이거나 그로부터 미미하게만 벗어난다). 따라서 특히 높은 강도의 HUD 이미지가 생성되고 고스트 이미지가 방지될 수 있다. 편광 방향의 표시는 복합 판유리위의 방사선 입사 평면을 기초로 한다. "p-편광 방사선" 이라는 표현은 전기장이 입사면에서 진동하는 방사선을 의미한다. "S-편광 방사선"은 전기장이 입사면에 수직으로 진동하는 방사선을 의미한다. 입사 평면은 HUD 영역의 기하학적 중심에 있는 복합 판유리의 입사 벡터와 표면 법선에 의해 생긴다.

프로젝터의 방사선은 바람직하게는 45°내지 70°, 특히 60°내지 70°의 입사각으로 복합 판유리에 부딪힌다. 유리한 일 실시예에서, 입사각은 Brewster의 각도에서 최대 10°만큼 벗어난다. p-편광 방사선은 복합 판유리의 표면에서 미미하게만 반사되어 고스트 이미지가 생기지 않는다. 입사각은 HUD 영역의 기하학적 중심에서 프로젝터 방사선의 입사 벡터와 내면 표면 법선(즉, 복합 판유리의 내측 표면 외부 표면에 있는 표면 법선) 사이의 각도이다. 일반적으로 창 판유리에 사용되는 소다석회유리의 경우 공기-유리 전이(air-glass transition)에 대한 Brewster의 각도는 57.2°이다. 이상적으로 입사각은 이 Brewster 각도에 최대한 가까워야 한다. 그러나 HUD 프로젝션 장치에서 일반적이고 차량에서 쉽게 구현되며 Brewster의 각도에서 약간만 벗어나는 65°의 입사각을 사용하여 p- 편광 방사선의 반사가 미미하게만 증가되도록 할 수 있다.

프로젝터 방사선의 반사는 실질적으로 외부 판유리 표면이 아닌 반사 코팅에서 발생하기 때문에, 고스트 이미지를 피하기 위해 외부 판유리 표면을 서로에 대하여 비스듬히 배열할 필요가 없다. 결과적으로, 복합 판유리의 외부 표면은 바람직하게는 실질적으로 서로 평행하게 배열된다. 열가소성 중간층은 바람직하게는 쐐기형으로 구현되지 않지만, 대신에, 특히 내부 판유리 및 외부 판유리와 마찬가지로 복합 판유리의 상단 가장자리와 하단 가장자리 사이의 수직 코스에서도 실질적으로 일정한 두께를 갖는다. 대조적으로, 쐐기형 중간 층은 가변적이며, 특히 복합 판유리의 하단 가장자리와 상단 가장자리 사이의 수직 코스에서 두께가 증가한다. 중간층은 일반적으로 적어도 하나의 열가소성 필름으로 형성된다. 표준 필름은 쐐기형 필름보다 훨씬 더 경제적이기 때문에 복합 판유리의 생산은 훨씬 더 경제적이다.

본 발명에 따르면, 전기 전도성 코팅은 적어도 4개의 전기 전도성 층들을 포함하고, 모든 전기 전도성 층들의 두께의 합은 최대 30 nm이다. 바람직한 일 실시예에서, 모든 전기 전도성 층들의 두께의 합은 15 nm 내지 30 nm, 바람직하게는 20 nm 내지 25 nm이다. 본 발명의 맥락에서, 두께 또는 층 두께는 기하학적 두께를 말하는 것이지 광학적 두께를 말하는 것은 아니며, 굴절률과 기하학적 두께의 곱이다. 이는 비용 절감 측면에서 특히 유리하며 반사 거동 및 기타 광학 특성에 대한 요구 사항을 충족할 수 있다. 특히 유리한 일 실시예에서, 전기 전도성 층들의 수는 정확히 4개이다. 더 복잡한 층 구조는 원칙적으로 필요한 코팅 사양을 달성하는 데 필요하지 않다. 4개의 전기 전도성 층과 해당 수의 유전체 층들 또는 층 시퀀스들을 사용하여 투과율 및 반사 거동 및 색상과 관련하여 코팅을 최적화하는 데 충분한 자유도를 사용할 수 있다.

본 발명에 따르면, 적어도 하나, 특히 정확히 하나의 전기 전도성 층은 최대 5 nm, 바람직하게는 1 nm 내지 3 nm, 특히 바람직하게는 1.5 nm 내지 2.5 nm, 특히 약 2 nm의 두께를 갖는다. 나머지 전기 전도성 층은 바람직하게는 각각의 경우에 최대 10 nm, 특히 바람직하게는 5 nm 내지 10 nm, 가장 특히 바람직하게는 6 nm 내지 9 nm의 두께를 갖는다. 표시된 범위들의 층 두께들은 코팅의 필요한 사양을 달성하는 데 특히 적합하다.

기능성 전기 전도성 층들은 코팅의 전기 전도성에 책임이 있다. 전체 전도성 재료를 서로 분리된 여러 층으로 분할함으로써 각 경우에 층을 더 얇게 설계할 수 있으며, 그 결과 코팅의 투명성이 증가한다. 각각의 전기 전도성 층은 바람직하게는 적어도 하나의 금속 또는 하나의 금속 합금, 예를 들어 은, 알루미늄, 구리 또는 금을 포함하고, 특히 바람직하게는 금속 또는 금속 합금을 기반으로하며, 즉, 실질적으로 금속 또는 도펀트 또는 불순물을 제외한 금속 합금으로 구성된다. 바람직하게는 은 또는 은 함유 합금이 사용된다. 유리한 일 실시예에서, 전기 전도성 층은 적어도 은 90 중량%, 바람직하게는 적어도 은 99 중량%, 특히 바람직하게는 은 99.9 중량%를 함유한다.

본 발명에 따르면, 유전체층들 또는 층 시퀀스들은 전기 전도성 층들 사이에 그리고 최저 전도성 층 아래 및 최상 전도성 층 위에 배열된다. 각각의 유전체층 또는 층 시퀀스는 적어도 하나의 반사 방지층을 갖는다. 반사 방지층들은 가시광선의 반사를 줄여 코팅된 판유리의 투명도를 높인다. 반사 방지층들은 예를 들어 실리콘질화물(SiN), 실리콘-지르코늄질화물(SiZrN)과 같은 혼합 실리콘-금속질화물, 알루미늄질화물(AlN) 또는 주석산화물(SnO)을 포함한다. 반사 방지층들은 또한 도펀트(dopants)를 가질 수 있다. 개별 반사 방지층들의 층 두께는 바람직하게는 10 nm 내지 70 nm이다.

반사 방지층들은 차례로 적어도 2개의 서브층(sublayers), 특히 2.1보다 작은 굴절률을 갖는 유전체층 및 2.1이상의 굴절률을 갖는 광학적으로 고굴절 층으로 세분될 수 있다. 바람직하게는, 2개의 전기 전도성 층들 사이에 배열된 적어도 하나의 반사 방지층이 이러한 방식으로 세분화된다. 반사 방지층의 세분화는 전기 전도성 코팅의 시트 저항을 낮추는 동시에 높은 투과율과 높은 색상 중립성을 제공한다. 원칙적으로 2개의 서브층들의 순서는 임의로 선택될 수 있으며, 광학적으로 고굴절 층은 바람직하게는 유전층 위에 배치되며, 이는 시트 저항 측면에서 특히 유리하다. 광학적으로 고굴절 층의 두께는 바람직하게는 반사 방지층의 총 두께의 10% 내지 99%, 특히 바람직하게는 25% 내지 75%, 가장 특히 바람직하게는 40% 내지 50%이다. 표시된 방식으로 세분화되는 반사 방지층들은 바람직하게는 30 nm 내지 70 nm, 특히 바람직하게는 40 nm 내지 60 nm, 가장 특히 바람직하게는 50 nm 내지 55 nm의 층 두께를 갖는다. 세분화되지 않은 반사 방지층은 바람직하게는 10nm 내지 40nm의 층 두께를 갖는다. 본 발명의 한 실시예에서, 2개의 전기 전도성 층들 사이에 배열된 반사 방지층 중 하나만 굴절률이 2.1 이상인 광학적으로 고굴절 층 및 굴절률 2.1 미만의 유전체층으로 세분화되고 나머지 반사 방지층들은 개별 층들로 형성된다.

2.1 이상의 굴절률을 갖는 광학적으로 고굴절 층은 예를 들어 MnO, WO₃, Nb₂O₅, Bi₂O₃, TiO₂, Zr₃N₄ 및/또는 AlN, 바람직하게는 혼합 실리콘-금속 질화물, 예를 들어 혼합된 실리콘-알루미늄 질화물, 혼합된 실리콘-하프늄 질화물, 또는 혼합 된 실리콘-티타늄 질화물, 특히 바람직하게는 혼합된 실리콘-지르코늄 질화물 (SiZrN)을 함유한다. 이것은 전기 전도성 코팅의 시트 저항 측면에서 특히 유리하다. 혼합된 실리콘-지르코늄 질화물은 바람직하게는 도펀트를 갖는다. 광학적으로 고굴절 물질의 층은 예를 들어 알루미늄 도핑된 혼합된 실리콘-지르코늄 질화물을 함유할 수 있다. 지르코늄 함량은 바람직하게는 15 내지 45 중량%, 특히 바람직하게는 15 내지 30 중량%이다.

2.1 미만의 굴절률을 갖는 유전체층은 바람직하게는 1.6 내지 2.1, 특히 바람직하게는 1.9 내지 2.1의 굴절률 n을 갖는다. 유전체층은 바람직하게는 적어도 하나의 산화물, 예를 들어 주석산화물 및/또는 하나의 질화물, 특히 바람직하게는 실리콘질화물을 함유한다.

유리한 일 실시예에서, 하나 또는 복수의 유전체층 시퀀스들은 제1 매칭층, 바람직하게는 전기 전도성 층 아래에 배열되는 각각의 유전체층 시퀀스를 갖는다. 제1 매칭층은 바람직하게는 반사 방지층 위에 배열된다. 제1 매칭층은 바람직하게는 전도성 층과 직접 접촉하도록 전기 전도성 층 바로 아래에 배열된다. 이것은 전기 전도성 층의 결정성 측면에서 특히 유리하다.

유리한 일 실시예에서, 하나 이상의 유전체층 시퀀스들은 평활화층, 바람직하게는 2개의 전기 전도성 층들 사이에 배열된 각각의 유전체층 시퀀스를 갖는다. 평활화층은 제1 매칭층들 중 하나의 아래에, 바람직하게는 반사 방지층과 제1 매칭층 사이에 배치된다(이러한 제1 매칭층 존재하는 경우). 평활화층은 바람직하게는 제1 매칭층과 직접 접촉한다. 평활화층은 최적화, 특히 그 위에 후속적으로 도포되는 전기 전도성 층에 대한 표면의 평활화를 담당한다. 보다 매끄러운 표면에 증착된 전기 전도성 층은 투과율이 높고 동시에 면저항이 낮다. 평활화층의 층 두께는 바람직하게는 3 nm 내지 20 nm, 특히 바람직하게는 4 nm 내지 12 nm, 가장 특히 바람직하게는 5 nm 내지 10 nm, 예를 들어 약 7 nm이다. 평활화 층은 바람직하게는 2.2 미만의 굴절률을 갖는다.

평활화층은 바람직하게는 적어도 하나의 비결정질 산화물을 함유한다. 산화물은 비정질 또는 부분 비정질(따라서 부분적으로 결정질)일 수 있지만 완전히 결정질은 아니다. 비결정질 평활화층은 낮은 거칠기를 가지며, 따라서 평활화층 위에 도포될 층에 대해 유리하게 매끄러운 표면을 형성한다. 비결정질 평활화층은 평활화층 바로 위에 증착된 층의 개선된 표면 구조를 추가로 담당하며, 이는 바람직하게는 제1 매칭층이다. 평활화층은 예를 들어 주석, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 아연, 갈륨 및 인듐 중 하나 이상의 원소의 산화물을 적어도 하나 포함할 수있다. 평활화층은 특히 바람직하게는 비결정질 혼합 산화물을 함유한다. 평활화층은 가장 특히 바람직하게는 혼합된 주석-아연산화물(ZnSnO)을 함유한다. 혼합 산화물은 도펀트를 가질 수 있다. 평활화층은 예를 들어 안티몬 도핑된 혼합된 주석-아연 산화물을 포함 할 수 있다. 혼합 산화물은 바람직하게는 아화학량론적 산소 함량을 갖는다. 주석 함량은 바람직하게는 10 내지 40 중량%, 특히 바람직하게는 12 내지 35 중량%이다.

유리한 일 실시예에서, 하나 이상의 유전체층 시퀀스들, 바람직하게는 각각의 유전체층 시퀀스는 전기 전도성 층 위에 배열된 제2 매칭층을 갖는다. 제2 매칭층은 바람직하게는 반사 방지층 아래에 배열된다.

제1 및 제2 매칭층들은 코팅의 시트 저항의 개선을 담당한다. 제1 매칭층 및/또는 제2 매칭층은 바람직하게는 산화아연 ZnO_1-δ(여기서 0 <δ <0.01)을 함유한다. 제1 매칭층 및/또는 제2 매칭층은 더 바람직하게는 도펀트를 함유한다. 제1 매칭층 및/또는 제2 매칭층은 예를 들어 알루미늄 도핑된 산화아연(ZnO:Al)을 함유할 수 있다. 산화아연은 은 함유층과 과잉 산소의 반응을 피하기 위해 산소에 대해 아화학양론적으로 증착되는 것이 바람직하다. 제1 매칭층 및 제2 매칭층의 층 두께는 바람직하게는 3 nm 내지 20 nm, 특히 바람직하게는 50 nm 내지 15 nm, 가장 특히 바람직하게는 8 nm 내지 12 nm, 특히 약 10 nm이다.

유리한 일 실시예에서, 전기 전도성 코팅은 하나 이상의 차단층들을 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 차단층은 적어도 하나, 특히 바람직하게는 각각의 전기 전도성 층과 결합된다. 차단층은 전기 전도성 층과 직접 접촉하고 전기 전도성 층 바로 위 또는 바로 아래에 배치된다. 즉, 전기 전도성 층과 차단층 사이에 다른 층이 배치되지 않는다. 차단층은 또한 각 경우에 전도층 바로 위와 바로 아래에 배치될 수 있다. 차단층은 바람직하게는 니오븀, 티타늄, 니켈, 크롬 및/또는 이들의 합금, 특히 바람직하게는 니켈-크롬 합금을 함유한다. 차단층의 층 두께는 바람직하게는 0.1 nm 내지 2 nm, 특히 바람직하게는 0.1 nm 내지 1 nm이다. 전기 전도성 층 바로 아래의 차단층은 특히 온도 처리 동안 전기 전도성 층을 안정화시키는 역할을 하며 전기 전도성 코팅의 광학 품질을 개선한다. 전기 전도성 층 바로 위의 차단층은 예를 들어, 제2 매칭층의 반응성 음극 스퍼터링에 의해 후속 층, 예를 들어 제2 매칭층의 증착 동안 민감한 전기 전도성 층이 산화 반응성 분위기와 접촉하는 것을 방지한다.

본 발명의 맥락에서, 제1 층이 제2 층 "위"에 배열되는 경우, 이는 제1 층이 제2 층보다 코팅이 도포되는 기판으부터 더 멀리 배열된다는 것을 의미한다. 본 발명의 맥락에서, 제1 층이 제2 층 "아래"에 배열되는 경우, 이것은 제2 층이 제1 층보다 기판으로부터 더 멀리 배열된다는 것을 의미한다. 본 발명의 맥락에서, 제1 층이 제2 층 "위 또는 아래"에 배열되는 경우, 이것은 반드시 제1 및 제2 층이 서로 직접 접촉하고 있음을 의미하지는 않는다. 명시적으로 배제되지 않는 한, 하나 이상의 추가 층이 제1 층과 제2 층 사이에 배열될 수 있다. 굴절률에 대해 표시된 값은 550 nm의 파장에서 측정된다.

유리한 일 실시예에서, 유전체층 시퀀스는 각각의 경우 2개의 전기 전도성 층들(21) 사이에 배열되며, 유전체층 시퀀스는 다음을 포함한다:

- 실리콘 질화물(SiN), 실리콘-지르코늄 질화물(SiZrN)과 같은 혼합 실리콘-금속 질화물, 알루미늄 질화물(AlN) 또는 주석 산화물(SnO)을 기반으로 하는 반사 방지층(22),

- 주석, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 아연, 갈륨 및 인듐 중 하나 이상의 원소의 산화물을 기반으로 하는 평활화층(23),

- 산화 아연을 기반으로 하는 제1 및 제2 매칭층(24, 25), 및

- 선택적으로, 니오븀, 티타늄, 니켈, 크롬 및/또는 이들의 합금을 기반으로 하는 차단층(26). 층들의 특정 순서가 요구되지는 않는다. 상기 언급된 바람직한 재료에 기초한 반사 방지층 및 매칭층은 바람직하게는 최저 전도성 층 아래 및 최상 전도성 층 위에 배치된다.

본 발명에 따른 반사 특성을 갖는 전기 전도성 코팅은 원칙적으로 다양한 방식으로 실현될 수 있으며, 바람직하게는 본 발명이 특정 층 순서에 제한되지 않도록 상기 기재된 층들을 사용하는 것이 바람직하다. 이하에서, 특히 약 65°의 전형적인 방사선 입사각으로 특히 양호한 결과가 달성되는 코팅의 특히 바람직한 실시예가 제시된다.

전기 전도성 코팅의 특히 바람직한 일 실시예는 기판으로부터 시작하여 다음 층 시퀀스를 포함하거나 그로 구성된다:

- 두께가 15 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 18 nm 내지 23 nm이고, 바람직하게는 실리콘 질화물에 기초한 반사 방지층,

- 두께가 5 nm 내지 15 nm, 바람직하게는 8 nm 내지 12 nm이고, 바람직하게는 산화 아연에 기초한 제1 매칭층,

- 두께가 4 nm 내지 8 nm인 은 기반의 전기 전도성 층,

- 선택적으로, 두께가 0.1 nm 내지 0.5 nm이고, 바람직하게는 NiCr에 기초한 차단층,

- 두께가 5 nm 내지 15 nm, 바람직하게는 8 nm 내지 12 nm이고, 바람직하게는 산화 아연에 기초한 제2 매칭층,

- 두께가 15 nm 내지 25 nm, 바람직하게는 18 nm 내지 23 nm이고, 바람직하게는 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 반사 방지층,

- 두께가 5 nm 내지 10 nm이고, 바람직하게 혼합된 주석-아연 산화물에 기초한 평활화층,

- 두께가 7 nm 내지 10 nm인 은에 기초한 전기 전도성 층,

- 두께가 5 nm 내지 20 nm, 바람직하게는 10 nm 내지 15 nm이고, 바람직하게는 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 반사 방지층,

- 두께가 5 nm 내지 10 nm이고, 바람직하게는 혼합된 주석-아연 산화물에 기초한 평활화층,

- 두께가 1 nm 내지 3 nm이고 은에 기초한 전기 전도성 층,

- 선택적으로, 두께가 0.1 nm 내지 0.5 nm, 바람직하게는 NiCr에 기초한 차단층,

- 두께가 45 nm 내지 60 nm, 바람직하게는 50 nm 내지 55 nm, 바람직하게는 25 nm 내지 35 nm, 바람직하게는 28 nm 내지 32 nm의 두께를 갖는 실리콘 질화물을 기반으로 하는 유전체층과 15 nm 내지 30 nm, 바람직하게는 20 nm 내지 25 nm의 두께를 갖는 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 광학적으로 고굴절 층으로 세분화된 반사 방지층,

- 5 nm에서 8 nm 사이의 두께를 갖는 은을 기반으로 한 전기 전도성 층,

- 두께가 5 nm 내지 15 nm, 바람직하게는 8 nm 내지 12 nm, 바람직하게는 산화 아연에 기초한 제2 매칭층,

- 두께가 30 nm 내지 50 nm, 바람직하게는 35 nm 내지 40 nm이고, 바람직하게는 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 반사 방지층.

전기 전도성 코팅의 가장 특히 바람직한 일 실시예는 기판으로부터 시작하여 다음 층 시퀀스를 포함하거나 그로 구성된다:

- 실리콘 질화물에 기초한 20 nm 내지 22 nm 두께의 반사 방지층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11 nm 두께의 제1 매칭층,

- 은에 기초한 5 nm 내지 7 nm 두께의 전기 전도성 층,

- 선택적으로, NiCr에 기초한 0.1 nm 내지 0.3 nm 두께의 차단층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11nm 두께의 제2 매칭층,

- 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 20 nm 내지 22 nm 두께의 반사 방지층,

- 혼합된 주석-아연 산화물에 기초한 6 nm 내지 8 nm 두께의 평활화층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11 nm 두께의 제1 매칭층,

- 은에 기초한 7.5 nm 내지 9.5 nm 두께의 전기 전도성 층,

- 선택적으로, NiCr에 기초한 0.1 nm 내지 0.3 nm 두께의 차단층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11nm 두께의 제2 매칭층,

- 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 12nm 내지 14nm 두께의 반사 방지층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11nm 두께의 제1 매칭층,

- 은에 기초한 1 nm 내지 3 nm 두께의 전기 전도성 층,

- 선택적으로, NiCr에 기초한 0.1 nm 내지 0.3 nm 두께의 차단층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11 nm 두께의 제2 매칭층,

- 28 nm 내지 32 nm 두께의 실리콘 질화물을 기반으로 하는 유전체층과 22.5 nm 내지 24.5 nm의 두께를 갖는 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 광학적으로 고굴절 층으로 세분화된 반사 방지층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11nm 두께의 제1 매칭층,

- 은에 기초한 5.5 nm 내지 7.5 nm 두께의 전기 전도성 층,

- 선택적으로, NiCr에 기초한 0.1 nm 내지 0.3 nm 두께의 차단층,

- 산화 아연에 기초한 9 nm 내지 11 nm 두께의 제2 매칭층,

- 실리콘-지르코늄 질화물 또는 실리콘-하프늄 질화물과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 36 nm 내지 38 nm 두께의 반사 방지층.

층이 어떤 재료를 기반으로하는 경우 층은 불순물 또는 도펀트 외에도 이 재료의 대부분으로 구성된다.

전기 전도성 코팅의 시트 저항은 바람직하게는 1 Ω/□ 내지 2 Ω/□이다. 이러한 시트 저항은 원하는 광학 특성을 보장하면서 본 발명에 따른 코팅으로 쉽게 달성될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에서, 전기 전도성 코팅은 코팅을 통해 전류를 전도하기 위해 전압원에 연결되고, 이에 의해 가열된다. 이러한 방식으로 복합 판유리가 가열된다. 고려되는 전압은 특히 차량 부문에서 통상적인 온보드 전압, 예를 들면 12V 내지 14V를 포함한다. 본 발명에 따른 코팅을 사용하면 특히 전기 자동차에서 일반적으로 사용되는 40V ~ 50V의 전압원, 예를 들면 42V 또는 48V에 연결될 때 우수한 가열 출력이 달성된다는 것이 입증되었습니다. 따라서 HUD를 위한 전형적인 판유리 크기로 1500 W/m²에서 5000 W/m²의 난방 출력, 특히 2200 W/m²에서 3000 W/m²를 달성할 수 있으며, 이는 복합 판유리에서 응축된 수분 또는 결빙을 신속하게 제거하는 데 적합하다. 전압원에 연결을 위해, 코팅에 버스 바(bus bars)가 제공되고, 버스 바는 판유리 폭의 가능한 한 넓은 부분에 걸쳐서 전류를 코팅에 도입하기 위해 전압원의 극에 연결될 수 있다. 예를 들어, 버스 바들은 전형적으로 가스 프릿 및 은 입자들을 갖는 베이크된(baked) 스크린 프린팅의 형태로 인쇄되고 베이크된 전도체로서 형성될 수 있다.

그러나 대안적으로, 코팅 위에 배치되거나 접착된 전기 전도성 호일의 스트립은 버스 바, 예를 들면 구리 호일 또는 알루미늄 호일로 사용될 수 있다. 전형적으로 두 개의 버스 바는 복합 판유리의 대향하는 두개의 가장자리들, 예를 들면 상단 및 하단 가장자리 근처에 위치한다.

외부 판유리 및 내부 판유리는 바람직하게는 유리, 특히 판유리에 통상적인 소다석회 유리로 만들어진다. 그러나 원칙적으로 판유리들은 다른 유형의 유리들(예를 들면, 붕규산 유리, 석영 유리, 알루미노실리케이트 유리) 또는 투명 플라스틱(예를 들면, 폴리메틸 메타크릴레이트 또는 폴리카보네이트)으로 만들 수도 있다. 외부 판유리와 내부 판유리의 두께는 매우 광범위하게 변할 수 있다. 바람직하게는 두께가 0.8 mm 내지 5 mm, 바람직하게는 1.4 mm 내지 2.5 mm의 판유리, 예를 들어 표준 두께가 1.6 mm 또는 2.1 mm인 판유리가 사용된다.

외부 판유리, 내부 판유리 및 열가소성 중간층은 투명하고 무색일 수 있지만 착색되거나 채색될 수도 있다. 바람직한 일 실시예에서, 앞유리를 통한 총 투과율은 70%보다 크다. "총 투과율"이라는 용어는 ECE-R 43, Annex 3, §9.1에 명시된 자동차 창문의 광 투과성을 테스트하는 프로세스를 기반으로 한다. 외부 판유리와 내부 판유리는 서로 독립적일 수 있고 사전 응력처리 되지않거나(non-prestressed) 부분적으로 사전 응력처리(partially prestressed)되거나 사전 응력처리(prestressed) 될 수 있다. 적어도 하나의 판유리에 응력이 가해지는 경우 열 또는 화학적 사전응력을 가할 수 있다. 전기 전도성 코팅이 총 투과율을 너무 많이 감소시키지 않는다는 것이 보장되어야 한다.

총 투과율 이외에도 복합 판유리는 사용자가 심미적으로 보기 좋게 하기 위해 가능한 한 중립적인 외측 반사 색상을 가져야 한다. 반사 색상은 전형적으로 D65 광원을 사용하는 외측 표면 법선에 대해 8°및 60°의 입사각과 10°의 관찰 각도에서 La^*b^* 색공간에서 특징지어 진다. 본 발명에 따른 코팅을 사용하면 너무 많은 색번짐(color cast)이 없는 복합 판유리를 실현할 수 있다는 것이 입증되었다. 8°의 입사각에서, a^* 값은 바람직하게는 -4 내지 0이고 b^* 값은 -13 내지 -3이다. 60°의 입사각에서, a^* 값은 바람직하게는 -2에서 2이고 b^* 값은 -9에서 1이다. 이러한 판유리들은 자동차 산업에서 허용하기에 충분히 눈에 띄지 않는 색번짐을 가지고 있다.

복합 판유리는 바람직하게는 자동차 창 판유리에 통상적이듯이 하나 또는 복수의 공간 방향으로 만곡되며, 여기서 전형적인 곡률 반경은 약 10 cm 에서 약 40 m의 범위에 있다. 그러나 복합 판유리가 예를 들어 버스, 열차 또는 트랙터 용 판유리로 사용될 경우 평평할 수도 있다.

열가소성 중간층은 적어도 하나의 열가소성 중합체, 바람직하게는 에틸렌 비닐 아세테이트(EVA), 폴리비닐부티랄 (PVB) 또는 폴리우레탄(PU) 또는 이들의 혼합물 또는 공중합체 또는 유도체, 특히 바람직하게는 PVB를 함유한다. 중간층은 전형적으로 열가소성 필름으로 형성된다. 중간층의 두께는 바람직하게는 0.2 mm 내지 2 mm, 특히 바람직하게는 0.3 mm 내지 1 mm이다.

복합 판유리는 그 자체로 알려진 방법으로 생산될 수 있다. 외부 판유리 및 내부 판유리는 예를 들어 오토클레이브 방법, 진공백 방법, 진공링 방법, 캘린더 방법, 진공라미네이터 또는 이들의 조합에 의해 중간층을 통해 함께 적층된다. 외부 판유리와 내부 판유리의 결합은 일반적으로 열, 진공 및/또는 압력의 작용하에 수행된다.

전기 전도성 코팅은 바람직하게는 내부 판유리 상에 물리적 기상 증착 (PVD)에 의해, 특히 바람직하게는 음극 스퍼터링("스퍼터링"), 가장 특히 바람직하게는 마그네트론 강화 음극 스퍼터링에 의해 도포된다. 바람직하게는 코팅이 라미네이션 하기 전에 판유리에 도포된다. 판유리 표면에 전기 전도성 코팅을 도포하는 대신, 원칙적으로 중간층에 배열된 캐리어 필름에도 제공될 수 있다.

복합 판유리를 구부릴 경우, 외부 판유리 및 내부 판유리는 바람직하게는 라미네이션 전에 및 바람직하게는 코팅 공정 후에 굽힘 공정을 거친다. 바람직하게는, 외부 판유리와 내부 판유리는 합동적으로(즉, 동시에 동일한 도구에 의해) 구부러지므로, 판유리의 모양이 후속적으로 발생하는 라미네이션에 대해 최적으로 일치된다. 유리 굽힘 공정의 전형적인 온도는 예를 들어 500℃에서 700℃이다. 이 온도 처리는 또한 투명성을 높이고 전도성 코팅의 시트 저항을 감소시킨다.

본 발명은 또한 헤드업 디스플레이용 프로젝션 장치의 프로젝션 표면으로서 본 발명에 따라 구현된 복합 판유리의 용도를 포함하며, 여기서 방사선이 p-편광된 프로젝터는 HUD 영역을 향한다. 상술한 바람직한 실시예들은 상기 용도에 준용된다.

본 발명은 자동차, 특히 승용차 또는 트럭에서 HUD로서 본 발명에 따른 투영 장치의 사용을 추가로 포함한다.

이하에서, 본 발명은 도면 및 예시적인 실시예들를 참조하여 상세하게 설명된다. 도면은 개략적 표현이며 실제 축척이 아니다. 도면은 본 발명을 제한하지 않는다.

도 1은 일반적인 프로젝션 장치의 복합 판유리의 평면도,
도 2는 일반적인 프로젝션 장치를 관통하는 단면도,
도 3은 본 발명에 따른 프로젝션 장치의 복합 판유리를 관통하는 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 전기 전도성 코팅을 관통하는 단면도
도 5는 본 발명에 따른 전기 전도성 코팅을 갖는 복합 판유리 및 종래의 전기 전도성 코팅을 갖는 복합 판유리의 p-편광 방사선에 대한 반사 스펙트럼.

도 1 및 도 2는 각각 HUD용 일반적인 프로젝션 장치의 세부 사항을 묘사한다. 프로젝션 장치는 복합 판유리(10), 특히 승용차의 앞유리를 포함한다. 프로젝션 장치는 또한 복합 판유리(10)의 영역 B를 향하는 프로젝터(4)를 포함한다. 일반적으로 HUD 영역으로 지칭되는 영역 B에서, 프로젝터(4)는 관찰자의 눈이 소위 아이 박스(E) 내에 위치하는 경우 그로부터 멀어지는 쪽을 향하는 복합 판유리(10)의 측면상의 가상 이미지로서 관찰자(5)(차량 운전자)에 의해 인식되는 이미지를 생성할 수 있다.

복합 판유리(10)는 열가소성 중간층(3)을 통해 서로 결합되는 외부 판유리(1) 및 내부 판유리(2)로 구성된다. 그 하단 가장자리(U)는 승용차의 엔진 방향으로 아래로 배열된다. 지붕 방향으로 상단 가장자리(O)가 배열된다. 설치된 위치에서, 외부 판유리(1)는 외부 환경을 향하고, 내부 판유리(2)는 차량 내부를 향한다.

도 3은 본 발명에 따라 구현된 복합 판유리(10)의 실시예를 도시한다. 외부 판유리(1)는 설치 위치에서 외부 환경을 향하는 외측 표면(I) 및 설치 위치에서 내부를 향하는 내측 표면(II)을 갖는다. 마찬가지로, 내부 판유리(2)는 설치 위치에서 외부 환경을 향하는 외측 표면(III) 및 설치 위치에서 내부를 향하는 내측 표면(IV)을 갖는다. 외부 판유리(1) 및 내부 판유리(2)는 예를 들어 소다석회유리로 만들어진다. 외부 판유리(1)는 예를 들어 2.1 mm의 두께를 가지며; 내부 판유리(2)는 두께가 1.6 mm이다. 중간층(3)은 예를 들어 두께가 0.76 mm인 PVB 필름으로 만들어진다. PVB 필름은 당 업계에서 일반적인 표면 거칠기와는 별도로 본질적으로 일정한 두께를 갖는다.

내부 판유리(2)의 외측 표면(III)에는 본 발명에 따른 전기 전도성 코팅(20)이 제공되며, 이는 프로젝터 방사선을 위한 반사 표면으로 제공되며, 추가적으로 예를 들어 IR-반사 코팅 또는 가열 가능한 코팅으로서 제공된다.

본 발명에 따르면, 프로젝터(4)의 방사선은 p-편광, 특히 본질적으로 순전히 p- 편광된다. 프로젝터(4)가 Brwester 각도에 가까운 약 65°의 입사각으로 복합 판유리(10)를 조사하기 때문에, 프로젝터의 방사선은 복합 판유리(10)의 외부 표면 I, IV에서 미미하게만 반사된다. 대조적으로 본 발명에 따른 전기 전도성 코팅(20)은 p- 편광 방사선의 반사를 위해 최적화된다. 그것은 HUD 프로젝션을 생성하기 위해 프로젝터(4)의 방사선용 반사면으로서 역할을 한다.

도 4는 본 발명에 따른 전기 전도성 코팅(20)의 층 시퀀스를 도시한다. 코팅(20)은 4개의 전기 전도성 층들(21) (21.1, 21.2, 21.3, 21.4)을 포함한다. 각각의 전기 전도성 층(21)은 총 5개의 반사 방지층들(22)(22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5) 중 2개 사이에 각각 배열된다. 반사 방지층들(22.1, 22.2, 22.3, 22.)5은 각각 단일 층인 반면, 반사 방지층 22.4는 유전체층(22a.4)과 광학적으로 고굴절 층 (22b.4)으로 분할된다. 코팅(20)은 또한 3개의 평활화층들(23)(23.2, 23.3, 23.4), 4개의 제1 매칭층들(24)(24.1, 24.2, 24.3, 24.4), 4개의 제2 매칭층들(25)(25.2, 25.3, 25.4, 25.5)) 및 4개의 차단층들(26)(26.1, 26.2, 26.3, 26.4)을 포함한다.

층들의 순서는 도면에서 개략적으로 볼 수 있다. 내부 판유리(2)의 외측 표면(III) 상에 코팅(20)을 갖는 복합 판유리(10)의 층 시퀀스가 또한 표 1(실시예)에 개별 층들의 재료들 및 층 두께들과 함께 제시된다. 표 1은 또한 현재 이미 사용중인 전기 전도성 코팅의 층 시퀀스를 보여준다(비교예). 층들의 재료들은 표에 표시되지 않은 도펀트들을 가질 수 있다. 예를 들어, SnZnO을 기반으로 하는 층들은 안티몬으로 도핑될 수 있고 ZnO, SiN 또는 SiZrN을 기반으로 하는 층들은 알루미늄으로 도핑될 수 있다.

실시예를 비교예와 비교하면 본 발명에 따른 코팅(20)이 특히 실질적으로 더 얇은 전기 전도성 층(21)에 특징이 있다는 것이 분명해진다. 그 결과, 본 발명에 따른 코팅(20)은 증착하기에 더 경제적이다. 그럼에도 불구하고 전도성은 특히 40V 내지 50V의 공급 전압과 관련하여 본 발명에 따른 코팅(20)을 가열 가능한 코팅으로서 사용하기에 충분히 높다. 원하는 반사 특성들, 원하는 시트 저항 및 기타 광학 특성들이 유전체층들의 적절한 설계에 의해 조정된다.

부호			재료들 및 층 두께들
부호			실시예		비교예
1			유리	2.1 mm	유리	2.1 mm
3			PVB	0.76 mm	PVB	0.76 mm
20	22.5		SiZrN	36.8 nm	SiZrN	52.2 nm
	25.5		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	26.4		NiCr	0.1 nm	NiCr	0.2 nm
	21.4		Ag	6.6 nm	Ag	14.1 nm
	24.4		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	23.4		SnZnO	7.0 nm	SnZnO	7.0 nm
	22b.4	22.4	SiZrN	23.5 nm	SiZrN	22.9 nm
	22a.4	22.4	SiN	29.8 nm	SiN	29.8 nm
	25.4		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	26.3		NiCr	0.1 nm	NiCr	0.2 nm
	21.3		Ag	2.0 nm	Ag	14.2 nm
	24.3		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	23.3		SnZnO	7.0 nm	SnZnO	7.0 nm
	22b.3	22.3	SiZrN	12.9 nm	SiZrN	20.1 nm
	22a.3	22.3	-	-	SiN	29.6 nm
	25.3		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	26.2		NiCr	0.1 nm	NiCr	0.2 nm
	21.2		Ag	8.5 nm	Ag	17.1 nm
	24.2		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	23.2		SnZnO	7.0 nm	SnZnO	7.0 nm
	22b.2	22.2	SiZrN	20.4 nm	SiZrN	19.4 nm
	22a.2	22.2	-	-	SiN	34.1 nm
	25.2		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	26.1		NiCr	0.1 nm	NiCr	0.2 nm
	21.1		Ag	6.0 nm	Ag	11.7 nm
	24.1		ZnO	10.0 nm	ZnO	10.0 nm
	22.1		SiN	20.6 nm	SiN	28.8 nm
2			유리	1.6 mm	유리	1.6 nm

도 5는 비교예에 따른 종래 기술의 전도성 코팅(20) 및 실시예에 따른 본 발명에 의한 전도성 코팅(20)을 갖는 복합 판유리(10)의 p-편광 방사선에 대한 반사 스펙트럼을 도시한다(표 1 참조). 스펙트럼은 65°의 입사각에서 내측에서 측정되어 HUD 프로젝터의 반사 거동을 시뮬레이션했다. 도면의 두 가지 표현들은 세로 좌표의 배율만 다르다.

스펙트럼을 비교하면 본 발명에 따른 실시예가 한편으로는 관련 스펙트럼 범위에서 더 높은 평균 반사를 갖고 다른 한편으로는 비교예보다 상당히 부드럽다는 것이 명백해진다. 그 결과 HUD 프로젝션의 강도가 더 높고 색상은 더 중립적으로 디스플레이 된다.

실시예에 대한 반사율은 450 nm 내지 650 nm의 전체 스펙트럼 범위에서 적어도 15%인 반면, 비교예의 경우 3%의 값만 나온다. 동일한 관찰이 450 nm에서 700 nm 및 450 nm에서 800 nm의 스펙트럼 범위에 적용된다.

실시예의 경우, 최대 발생 반사율과 반사율 평균의 차이는 1%이고 최소 발생 반사율과 반사율 평균의 차이는 450 nm 내지 650 nm의 스펙트럼 범위에서 0%이다. 비교예의 경우 해당 값들은 각각 7% 및 6%이다.

실시예의 경우, 최대 발생 반사율과 반사율 평균의 차이는 0 %이고 최소 발생 반사율과 반사율의 평균의 차이는 450 nm 내지 700 nm의 스펙트럼 범위에서 1%이다. 비교예의 경우 해당 값들은 각각 6% 및 16%이다.

실시예의 경우, 최대 발생 반사율과 반사율 평균의 차이는 1%이고 최소 발생 반사율과 반사율의 평균 차이는 450 nm 내지 800 nm의 스펙트럼 범위에서 3%이다. 비교예의 경우 해당 값들은 각각 20% 및 49%이다.

표 3은 당업자에게 친숙하고 통상적으로 차량 창을 특성화하는 데 사용되는 본 발명에 따른 복합 판유리의 일부 광학값들(표 1에 의한 실시예)을 나타낸다. 여기서 RL은 통합된 빛 반사를, TL은 통합된 빛 투과율을 나타낸다(ISO 9050에 의한). RL 및 TL 뒤의 표기는 사용된 광원을 나타내며 A는 광원 A를 나타내고 HUD는 473 nm, 550 nm 및 630 nm(RGB)의 방사선 파장을 가진 HUD 프로젝터를 나타낸다. 빛의 유형 뒤의 각도 표기법은 외측 표면 법선에 대한 방사선의 입사각을 나타낸다. 따라서 90°미만의 입사각들은 외측 조사를 나타내고 90°보다 큰 입사각들은 내측 조사를 나타낸다. 115°의 특정 입사각은 65° (= 180°-115°)의 내측 표면 법선에 대한 입사각에 해당하고 본 발명에 따른 프로젝터로 조사를 시뮬레이션한다. 각각의 경우에 반사값들 아래에 L^*a^*b^* 색공간에서의 관련 색상값 a^* 및 b^*가 있으며, 그 뒤에 사용된 광원(광원 D65 및 HUD 프로젝터)의 표시 및 관찰각도(눈의 광선이 망막에 닿는 각도)의 표시가 온다.

TTS ISO 13837은 ISO 13837에 따라 측정된 조사된 전체 태양 에너지를 나타내며 열 쾌적성의 척도이다.

복합 판유리는 앞유리로 사용하기에 충분한 총 투과율을 가지고 있다. p-편광 HUD 프로젝터 방사선에 대한 내측 반사는 고강도 HUD 프로젝션을 보장하기에 충분히 높다. 동시에, 외측 반사 색상은 상대적으로 중립적이므로 복합 판유리에 불쾌한 색번짐이 없다.

코팅(20)의 시트 저항은 예를 들어 42V의 공급 전압과 전형적인 앞유리 높이(버스 바 사이의 거리)로 약 2300 W/m2의 가열 전력을 얻을 수 있도록 1.5 Ω/□이었다.

	실시예
RL A 8° /%	16.9
a* (D65 / 10°)	-2.0
b* (D65 / 10°)	-5.0
RL A 60° /%	22.3
a* (D65 / 10°)	1.1
b* (D65 / 10°)	-2.6
RL HUD p-pol. 115° /%	15.2
a* (HUD / 10°)	-1.0
b* (HUD / 10°)	0.2
TL A 0° /%	71.6
TTS ISO 13837 /%	53.4

(10) 복합 판유리
(1) 외부 판유리
(2) 내부 판유리
(3) 열가소성 중간층
(4) 프로젝터
(5) 관찰자/차량 운전자
(20) 전기 전도성 코팅
(21) 전기 전도성 층
(21.1), (21.2), (21.3), (21.4) 제1, 제2, 제3, 제4 전기 전도성 층
(22) 반사 방지층
(22.1), (22.2), (22.3), (22.4), (22.5) 제1, 제2, 제3, 제4, 제5 반사 방지층
(22a) 반사 방지층 4의 유전체층
(22a.2), (22a.3), (22a.4) 제1, 제2, 제3 광학적으로 고굴절 층
(23) 평활화층
(23.2), (23.3), (23.4) 제1, 제2, 제3 평활화층
(24) 제1 매칭층
(24.1), (24.2), (24.3), (24.4) 제1, 제2, 제3, 제4의 제1 매칭층
(25) 제2 매칭층
(25.2), (25.3), (25.4), (25.5) 제1, 제2, 제3, 제4의 제2 매칭층
(26) 차단층
(26.1), (26.2), (26.3), (26.4) 제1, 제2, 제3, 제4 차단층
(O) 복판 판유리(10)의 상단 가장자리
(U) 복합 판유리(10)의 하단 가장자리
(B) 복합 판유리(10)의 클릭 저장 HUD 영역(HUD region of the click save)
(E) 아이 박스(eye box)
(I) 중간층(3)으로부터 멀리 향하는, 외부 판유리(1)의 외측 표면
(II) 중간층(3)을 향하는, 외부 판유리(1)의 내측 표면
(III) 중간층(3)을 향하는, 내부 판유리(2)의 외측 표면
(IV) 중간층(3)으로부터 멀리 향하는, 내부 판유리(2)의 내측 표면

Claims

- 열가소성 중간층(3)을 통해 서로 연결되는 외부 판유리(1) 및 내부 판유리(2)를 포함하는, HUD 영역(B)을 갖는 복합 판유리(10);
- 외부 판유리(1) 또는 내부 판유리(2)의 중간층(3)을 향하는 표면(II, III) 상의 또는 중간층(3) 내의 전기 전도성 코팅(20); 및
- HUD 영역(B)을 향하는 프로젝터(4);
를 적어도 포함하는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치에 있어서,
프로젝터(4)의 방사선은 p-편광되고,
전기 전도성 코팅(20)을 갖는 복합 판유리(10)는 450 nm 내지 650 nm의 전체 스펙트럼 범위에서 p-편광 방사선에 대해 적어도 10 %의 반사율을 가지며,
전기 전도성 코팅(20)은 적어도 4개의 전기 전도성 층들(21)을 포함하고, 각각 2개의 유전체 층들 또는 층 시퀀스들 사이에 배열되며,
모든 전기 전도성 층들(21)의 두께의 합은 최대 30 nm이고, 여기서 전기 전도성 층들(21) 중 적어도 하나는 최대 5 nm의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항에 있어서,
전기 전도성 코팅(20)을 갖는 복합 판유리(10)는 450 nm에서 650 nm까지의 전체 스펙트럼 범위에서 p-편광 방사선에 대해 적어도 12%의 반사율을 갖는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
p-편광 방사선에 대한 최대 발생 반사율과 반사율 평균 간의 차이뿐만 아니라 최소 발생 반사율과 반사율 평균 간의 차이가 최대 5%인 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
모든 전기 전도성 층들(21)의 두께의 합이 15 nm 내지 30 nm인 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
전기 전도성 층들(21) 중 적어도 하나는 1 nm 내지 3 nm의 두께를 갖는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제5항에 있어서,
나머지 전기 전도성 층(21)의 두께는 최대 10 nm인 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
전기 전도성 층들(21)은 은을 기반으로 하는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
유전체 층 시퀀스는 각각 2개의 전기 전도성 층들(21) 사이에 배열되고, 유전체 층 시퀀스는 다음을 포함하는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치:
- 실리콘 질화물(SiN), 실리콘-지르코늄 질화물(SiZrN)과 같은 혼합된 실리콘-금속 질화물, 알루미늄 질화물 (AlN) 또는 주석 산화물(SnO)을 기반으로 하는 반사 방지층(22),
- 주석, 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 하프늄, 아연, 갈륨 및 인듐 중 하나 이상의 원소의 산화물을 기반으로 하는 평활화층(23), 및
- 산화 아연을 기반으로 하는 제1 및 제2 매칭층(24, 25).
제8항에 있어서,
전기 전도성 코팅은 다음을 포함하는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치:
- 두께가 15 nm 내지 25 nm이고 실리콘 질화물에 기초한 반사 방지층(22.1),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제1 매칭층(24.1),
- 두께가 4 nm 내지 8 nm이고 은에 기초한 전기 전도성 층(21.1),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제2 매칭층(25.2),
- 두께가 15 nm 내지 25 nm이고 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 반사 방지층(22.2),
- 두께가 5 nm 내지 10 nm이고 혼합된 주석-아연 산화물에 기초한 평활화층(23.2),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제1 매칭층(24.2),
- 두께가 7 nm 내지 10 nm이고 은에 기초한 전기 전도성 층(21.2),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제2 매칭층(25.3),
- 두께가 5 nm 내지 20 nm이고 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 반사 방지층(22.3),
- 두께가 5 nm 내지 10 nm이고 혼합된 주석-아연 산화물에 기초한 평활화층(23.3),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제1 매칭층(24.3),
- 두께가 1 nm 내지 3 nm이고 은에 기초한 전기 전도성 층(21.3),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제2 매칭층(25.4),
- 두께가 45 nm 내지 60 nm이고, 실리콘 질화물에 기초한 25 nm 내지 35 nm 두께의 유전체층(22a.4)과 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 15 nm 내지 30 nm 두께의 광학 고굴절 층(22b.4)으로 세분화된 반사 방지층(22.4),
- 두께가 5 nm 내지 10 nm이고 혼합된 주석-아연 산화물에 기초한 평활화층(23.4),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제1 매칭층(24.4),
- 두께가 5 nm에서 8 nm이고 은에 기초한 전기 전도성 층(21.4),
- 두께가 5 nm 내지 15 nm이고 산화 아연에 기초한 제2 매칭층(25.5),
- 두께가 30 nm 내지 50 nm이고 혼합된 실리콘-금속 질화물에 기초한 반사 방지층(22.5).
제1항 또는 제2항에 있어서,
전기 전도성 코팅은 1 Ω/□ 내지 2 Ω/□의 시트 저항을 갖는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
프로젝터(4)의 방사선은 본질적으로 순전히 p-편광되는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
복합 판유리(10)의 외부 표면들(I, IV)은 서로에 대해 실질적으로 평행하게 배열되는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
프로젝터(4)의 방사선이 60°내지 70°의 입사각으로 복합 판유리(10)에 부딪히는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
전기 전도성 코팅(20)은 복합 판유리를 가열하기 위해 40V 내지 50V의 전압원에 연결되는 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.
자동차에서 HUD로 사용되는 제1항 또는 제2항에 따른 헤드업 디스플레이(HUD)를 위한 프로젝션 장치.