JP2019511987A - ヘッドアップディスプレイのための導電性コーティングを有している複合ペイン - Google Patents

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Abstract

本発明は、上方端部(O)及び下方端部(U)を有している、ヘッドアップディスプレイのための複合ペイン(10)であって、少なくとも、熱可塑性中間層(3)を介して互いに結合している外側ペイン(1)及び内側ペイン(2)、並びに、内側ペイン(2)の、中間層(3)に面している表面(III)における透明導電性コーティング(6)を有しており、ここで、中間層(3)の厚みが、下方端部(U)と上方端部(O)との間の垂直経路において少なくとも部分的に可変的であり、かつ、ここで、内側ペイン(2)が、1.6mm未満の厚みを有しており、外側ペイン(1)が2.1mm〜4.5mmの厚みを有しており、かつ、複合ペイン(10)の全厚(d)が少なくとも4.4mmである、複合ペインに関する。【選択図】図3

Description

本発明は、ヘッドアップディスプレイのための、複合ペイン及び投影設備、この複合ペインを製造する方法、並びにその使用に関する。
現代的な自動車は、ますます、いわゆるヘッドアップディスプレイ(HUDs)を備えるようになっている。投影器、例えば、ダッシュボードの領域における又はルーフ領域における投影器によって、画像が、ウィンドシールドに投影され、そこで反射し、かつ、運転者によって、(運転者の視点から見て)ウィンドシールドの背後にある虚像として知覚される。このようにして、重要なデータを運転者の視界に投影することができ、例えば、現在の運転速度、ナビゲーション、又は警告メッセージを、運転者の視界に投影することができ、運転者は、道路から目線をそらす必要なく、これらを知覚することが可能である。したがって、ヘッドアップディスプレイは、交通安全の向上に大きく貢献し得る。
上記のヘッドアップディスプレイによって、投影器画像がウィンドシールドの両方の表面において反射されるという問題が生じる。したがって、運転者が知覚するのは、ウィンドシールドの内部側表面における反射(主反射)によって生じる所望の主画像だけではない。運転者は、多くの場合に比較的強度が低く、わずかにオフセットしている、ウィンドシールドの外部側表面における反射(二次反射)によって生じる二次的な画像をも知覚する。後者は、慣用的に、ゴースト画像(「ゴースト」)として言及される。この問題は、慣用的には、反射表面を、互いに対して意図的に選択されている角度で配置し、それにより、主画像及びゴースト画像を一致させ、その結果として、ゴースト画像がもはや気を散らせるほどには目立つことがなくなることによって、解決される。
ウィンドシールドは、熱可塑性フィルムを介して互いに積層されている2つのガラスペインを有している。ガラスペインの表面を、記載したような角度で配置する場合には、一定でない厚みを有している熱可塑性フィルムを使用するのが、慣用的である。これは、また、楔形フィルム又は楔フィルムとして言及される。フィルムの2つの表面の間の角度は、楔角度として言及される。楔角度は、フィルム全体にわたって一定(厚みにおける直線的な変化)であってよく、又は、位置の関数としての変化(厚みにおける非線形的な変化)であってよい。楔フィルムを有している複合ガラスは、例えば、国際公開第2009/071135号、欧州特許第1800855号明細書、又は欧州特許出願公開第1880243号明細書から知られている。
透明導電性コーティングを有しているウィンドシールドを提供することも、知られている。これらのコーティングは、IR反射コーティングとして作用することができ、それによって、乗り物内部の加熱を低減し、そのようにして、熱快適性を向上させる。しかしながら、コーティングは、それらを電圧源に接続して、電流がコーティングを通って流れるようにすることによって、加熱可能コーティングとして使用してもよい。適切なコーティングは、銀に基づいている伝導性金属層を有している。これらのコーティングは腐食に対する感受性が高いため、慣用的には、それらは、外側ペイン又は内側ペインの、中間層に面している表面に適用され、それにより、それらが、大気と接触を有しないようにしている。銀含有透明コーティングは、例えば、国際公開第03/024155号、米国特許出願公開第2007/0082219号明細書、米国特許出願公開第2007/0020465号明細書、国際公開第2013/104438号、又は国際公開第2013/104439号から知られている。
複合ガラスの内側に伝導性コーティングを有しているウィンドシールドは、ヘッドアップディスプレイとの関連において問題を有しており、その問題は、伝導性コーティングによって、投影画像に関する追加的な反射性境界表面が形成される、というものである。これは、別の望ましくない二次画像、層ゴースト画像又は層ゴーストとしても言及される二次画像をもたらす。
独国特許出願公開第102014005977号明細書は、コーティングされているウィンドシールドを有しているHUD投影設備を開示している。層ゴーストを回避するために、投影器画像から近IR放射要素をフィルターし、それによって、コーティングにおける反射を低減させることが提案されている。しかしながら、この解決策は、投影器をそれに応じて修正する必要があるという不利な点を有している。また、ディスプレイ画像の生成のために、完全な可視スペクトルを、もはや利用することができない。
本発明の目的は、導電性コーティングを備えているヘッドアップディスプレイのための複合ペインを提供することであり、ここで、コーティングによって生成するゴースト画像の発生が、効果的に回避されている。
本発明の目的は、本発明に従って、請求項1に従った複合ペインによって達成される。好ましい実施態様が、従属請求項において開示されている。
図1は、本発明に係る複合ペインの実施態様の平面図である。 図2は、図1の複合ペインを通る断面である。 図3は、本発明に係る投影設備の構成要素としての図2の複合ペインである。 図4は、本発明に係る方法の実施態様のフローチャートである。
本発明に係るヘッドアップディスプレイ(HUD)のための複合ペインは、上方端部及び下方端部を有している。用語「上方端部」は、設置位置において上方を向くことが意図されている複合ペインの側端部に言及している。用語「下方端部」は、設置位置において下方を向くことが意図されている側端部に言及している。複合ペインが自動車のウィンドシールドである場合には、上方端部は、「ルーフ端部」として言及されることが多く、かつ、下方端部は、「エンジン端部」として言及されることが多い。
本発明に係る複合ペインは、熱可塑性中間層を介して互いに結合されている外側ペイン及び内側ペインを有している。複合ペインは、開口部において、特には、自動車のウィンドウ開口部において、内部を外部環境から分離することが意図されている。本発明に関して、用語「内側ペイン」は、内部(乗り物内部)に面しているペインに言及している。用語「外側ペイン」は、外部環境に面しているペインに言及している。
中間層の厚みは、少なくとも部分的に、複合ペインの下方端部と上方端部の間の垂直経路において、変化することができる。ここで、「部分的」とは、下方端部と上方端部との間の垂直経路が、少なくとも1つの部分を有しており、この部分において、中間層の厚みが、位置に応じて変化していることを意味する。しかしながら、厚みは、複数の部分において、又は、垂直経路全体において、変化してもよい。用語「垂直経路」は、下方端部と上方端部との間の経路であって、その経路の方向が、上述の端部に実質的に垂直であるような経路に言及している。可変的な厚みを有している中間層は、典型的には、「楔フィルム」として言及される。中間層の2つの表面の間での角度は、「楔角度」として言及される。楔角度が一定でない場合には、表面の接線を、ある場所におけるその計測として使用する必要がある。
HUDのディスプレイ画像を生成するために投影器が複合ペインに向けられる場合には、所望の虚像は、内側ペインの中間層から離れて面している内部側表面における反射によって、生成する。反射しない一部の光線は、複合ペインを通過し、かつ、外側ペインの中間層から離れて面している外部側表面において、再び反射する。このようにして、望ましくない第二虚像、いわゆるゴースト画像又は「ゴースト」が、生成する。平行なペイン表面の場合には、画像及びゴースト画像が、互いにオフセットして現れるであろう。これは、これを見る者にとって、厄介である。楔角度によって、ゴースト画像が、空間的に画像と実質的に一致し、それにより、これを見る者は、単一画像のみを知覚するようになる。
本発明によれば、複合ペインが、透明導電性コーティングを、内側ペインの、中間層に面している表面に有している。コーティングによって、屈折率における実質的な変化を有している別の境界表面、すなわち、HUD投影器の光線に関する別の反射性境界表面が、生成する。したがって、コーティングは、別の望ましくないゴースト画像、いわゆる「層ゴースト画像」又は「層ゴースト」を、生成する。
原則として、層ゴースト画像は、通常のゴースト画像と同様に、反射性表面の楔形の配置によって回避されうる。しかしながら、これのためには、内側ペインが、楔形である必要があり、これは、特には、自動車業界における複合ペインに関して慣用的であるガラスペインの場合には、達成することが技術的に非常に困難であろう。
本発明によれば、内側ペインが、1.6mm未満の厚みを有している。本件発明者らは、内側ペインのためのそのような低い厚みによって、画像と層ゴースト画像との間の空間的なオフセットが、厄介な効果を有しないほどに十分に小さくなるということを見出した。このことは、特には、少なくとも1.5mの画像距離に関して、当てはまる。用語「画像距離」は、見る者(いわゆる「目の位置」)から虚像までの距離を意味している。効果は、人間の目の典型的な角度視力に基づいている:示されている画像距離で、本発明に係る薄い内側ペインは、主画像と層ゴースト画像との間で生じるオフセットが、1分角未満であり、これは、人間の目には小さすぎて、解像することができない。
しかしながら、複合ペインに関する薄いガラスペインの使用は、原則として、音響特性、換言すると、周囲ノイズに対する遮蔽、及び、機械的特性、特には複合ペインの剛性、の悪化を伴う。
これは、本発明に従って、比較的厚い外側ペインを使用し、それにより複合ペインの全厚が少なくとも4.0mm、好ましくは少なくとも4.4mmになるようにすることによって、補償される。本件発明者らは、そのような複合ペインによって、層ゴースト画像の厄介な出現を回避することができ、かつ、必要な音響的及び機械的特性を確保しうることを見出した。
本発明に係る楔角度に起因して、複合ペインの厚みは、一定ではない。本発明に関して、全厚は、最も薄い側端部において、すなわち、典型的には、複合ペインの下方端部において、計測される。したがって、全厚は、生じている最小の全厚である。
本発明は、また、ヘッドアップディスプレイのための投影設備も含んでおり、これは、少なくとも、本発明に係る複合ペイン、及び、複合ペインの領域に向けられている投影器を有しており、中間層の厚みが、少なくともこの領域において可変的である。投影器は、内側ペインの内部側表面を介して複合ペインを照らし、この表面が、ディスプレイ画像(主反射)を生成するための主反射平面を形成している。
HUD表示画像を生成するために投影器によって照らされることが意図されている複合ペインの領域は、複合ペインの「HUD領域」としても言及される。中間層の厚みは、好ましくは、可変的であり、少なくともHUD領域において、可変的であり、特には、少なくともHUD領域全体において、可変的であり、それによって、効果的にゴースト画像を防ぐ。しかしながら、可変的な厚みを有している部分が、HUD領域よりも大きくてもよい。
本発明に係る複合ペインは、好ましい用途では、自動車ウィンドシールド、特には乗用車又はトラックのウィンドシールドである。
用語「透明コーティング」は、可視スペクトル範囲における平均透過率が少なくとも80%であるコーティングを意味しており、したがって、これは、ペインを通した視界を実質的に制限しない。
好ましくは、ペイン表面の少なくとも80%が、本発明に係るコーティングを備えている。特には、コーティングが、ペインの全表面に適用されており、例外として、周縁端部領域には適用されておらず、かつ、随意に、通信ウィンドウ、センサーウィンドウ、又はカメラウィンドウとして、複合ペインを通した電磁放射の伝達を確保することが意図されており、したがってコーティングが備わっていない局所領域には、適用されていない。周縁無コーティング端部領域は、例えば、20cm以下の幅を有している。これは、コーティングと周囲大気との直接の接触を防止し、それにより、複合ペインの内部において、コーティングを、腐食及び損傷に対して防護する。
導電性コーティングは、単層又は複層システムであってよい。コーティングは、少なくとも1つの導電性層を有している。典型的には、コーティングは、追加的な誘電体層を有しており、これは、反射防止層、ブロッカー層、又は表面適合層として、コーティングの光学的、電気的、及び/又は機械的特性を最適化する。
この少なくとも1つの導電性層は、金属、金属合金、又は透明伝導性酸化物(TCO)、例えば、インジウムスズ酸化物(ITO)を有していてよい。好ましい実施態様では、この少なくとも1つの導電性層が、銀を含有している。層の銀含有は、好ましくは50%超、特に好ましくは90%超である。層は、最も特に好ましくは、任意の不純物又はドーパントを除いて、実質的に銀でできている。
伝導性コーティングは、好ましくは、誘電体層によって互いから離れている複数の導電性層を有していてよい。伝導性材料を複数の薄層に分離することによって、高い光学的透過率とともに、高い導電率を達成することができる。コーティングは、好ましくは、少なくとも2つ、特に好ましくは2つ又は3つの伝導性層、特には銀含有層を有している。
伝導性コーティングの誘電体層に関して慣用的に使用される典型的な材料は、例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸化亜鉛、スズ亜鉛酸化物、及び窒化アルミニウムである。
本発明に係る導電性コーティングは、IR反射コーティングであってよく、かつ、太陽光防護コーティングとして機能して、複合ペインによって囲まれている内部が太陽光のIR成分によって加熱されることを、防いでよい。コーティングは、加熱可能であってもよい。このために、コーティングを、典型的にはいわゆるバスバーを介して、電圧源に接続し、それにより、電流がコーティングにわたって流れ、結果としてコーティングが加熱するようになっており、加熱機能が提供される。
コーティングは、典型的には、薄フィルム積層体である。コーティングの典型的な厚みは、1μm未満である。伝導性層の典型的な厚みは、銀含有層に関しては、5nm〜50nmの範囲であり、TCO含有層に関しては、50nm〜500nmである。
複合ペインの全厚は、有利な実施態様では、4.0mm〜6.0mm、好ましくは4.4mm〜6.0mm、特に好ましくは4.4mm〜5.5mmである。これらの厚みを有している複合ペインは、十分な機械的安定性及び強度を有しており、かつ、周囲ノイズに対する遮蔽の観点で有利な音響特性を有している。しかしながら、また、他方では、これらは、典型的な乗り物、特には自動車のウィンドシールドとして使用するために、厚すぎず、かつ重すぎない。
外側ペイン及び内側ペインは、好ましくは、一定の厚みを有しており、実質的に平面的に平行である複数の主表面、及びそれらを接続している周縁側端部を有している。
内側ペインの厚みは、有利な実施態様では、0.4mm〜1.5mm、好ましくは0.7mm〜1.1mmである。この範囲では、層ゴースト画像の厄介な出現が、主反射と層ゴースト画像との事実上の一致によって、特には効果的に回避されうる。
外側ペインの厚みは、有利な実施態様では、少なくとも2.1mm、好ましくは少なくとも2.5mmである。外側ペインの厚みは、好ましくは最大で4.5mmであり、好ましくは最大で3.5mmである。外側ペインの厚みは、特に有利な実施態様では、2.1mm〜4.5mm、例えば、2.1mm〜3.5mm、又は2.5mm〜4.5mm、好ましくは2.5mm〜3.5mmである。この範囲では、複合ペインが、有利な機械的安定性及びノイズ遮蔽特性を有しており、しかしながら、それにもかかわらず、なおも、ウィンドシールドとして使用することができるために十分に、薄くかつ軽量である。
外側ペイン及び内側ペインは、好ましくは、ガラス製であり、特には、ソーダ石灰ガラス製であり、これは、ウィンドウペインに関して慣用的である。しかしながら、ペインは、原則として、他のタイプのガラス(例えば、ホウケイ酸ガラス、石英ガラス、又はアルミノケイ酸ガラス)製であってもよく、又は、透明プラスチック(例えば、ポリメチルメタクリレート、又はポリカーボネート)製であってよい。
外側ペイン及び内側ペインは、互いに独立に、事前強化されていなくてよく、部分的に事前強化されていてよく、又は事前強化されていてよい。ペインの少なくとも1つが事前強化される場合には、これは、熱的又は化学的な事前強化であってよい。
有利な実施態様では、外側ペイン及び内側ペインが、事前強化されていない。しかしながら、ペインの積層加工の間に、引張及び圧縮応力の特徴的な分布が発生する。当業者は、これを、事前強化されているペインの使用によって意図的に作り出される応力と区別することができる。
外側ペイン、内側ペイン、及び熱可塑性中間層は、クリアかつ無色であってよく、しかしながら、色づいていてもよく若しくは着色されていてもよい。複合ペインを通る合計透過率は、有利な実施態様では、70%超であり、特には、複合ペインがウィンドシールドである場合に、そうである。用語「合計透過率」は、ECE−R43、添付3、§9.1によって規定される、自動車ウィンドウの光透過性を試験するための方法に基づいている。
複合ペインは、好ましくは、自動車ウィンドウペインに関して慣用的であるように、1又は複数の空間的方向において湾曲しており、ここで、曲率の典型的な半径が、およそ10cm〜およそ40mの範囲である。複合ペインは、しかしながら、平坦であってもよく、例えば、バス、列車、又はトラクターのためのペインとして意図されている場合には、平坦であってよい。
中間層の楔角度は、垂直経路において一定であってよく、結果として、中間層の厚みにおける直線的な変化が生じ、厚みが、典型的には、底部から上向きに大きくなってゆく。方向の指示「底部から上向き」は、下方端部から上方端部への方向、すなわち、垂直経路に言及している。しかしながら、比較的複雑な厚みプロファイルがあってもよく、この場合には、楔角度は、底部から上向きに、可変的、直線的、又は非線形であってよい(すなわち、垂直経路における位置に依存してよい)。
好ましくは、中間層の厚みが、底部から上向きに、垂直経路において少なくとも部分的に、増加している。
中間層の可変的な厚みは、垂直経路の1つの部分に制限されてよい。この部分は、好ましくは、少なくとも、複合ペインのいわゆるHUD領域、すなわち、HUD投影器が画像を生成する領域に、対応している。しかしながら、この部分が、比較的大きくてもよい。中間層の厚みは、垂直経路全体において可変的であってもよく、例えば、下方端部から上方端部まで、実質的に着実に増加していてよい。
中間層の楔角度は、好ましくは、0.2mradから1mrad、特に好ましくは0.3mradから0.7mrad、最も特に好ましくは0.4mradから0.5mradである。この範囲において、二重画像の効果的な補償が達成され、特には、ウィンドシールドにおけるHUD投影器の典型的な入射角度で、二重画像の効果的な補償が達成される。ウィンドシールドにおけるHUD投影器の典型的な入射角度は、典型的には、自動車においては、50°〜70°、特には60°〜65°の範囲である。
中間層の厚みは、水平断面(換言すると、上方端部及び下方端部とおよそ平行である断面)において一定であってよい。この場合には、厚みのプロファイルが、複合ペインの幅にわたって一定である。しかしながら、厚みが、水平断面において可変的であってもよい。この場合には、厚みは、垂直経路においてだけではなく、水平経路においても、可変的である。
中間層は、少なくとも1層の熱可塑性フィルムによって形成される。楔角度は、フィルムの適切な押出によって、又は、初期状態において一定の厚みを有しているフィルムを伸ばすことによって、作り出してよい。中間層は、単層フィルムによって、又はさらには、1よりも多くのフィルムによって形成されていてよい。後者の場合には、フィルムのうちの少なくとも1つが、楔角度を伴って実施されている必要がある。中間層は、いわゆる「音響フィルム」として実施されていてもよく、これは、ノイズ減衰効果を有している。そのようなフィルムは、典型的には少なくとも3つの層からなり、中間の層が、例えば、可塑材のより高い含有量の結果として、それを取り囲んでいる外側の層よりも、比較的高い可塑性又は弾性を有している。
中間層は、好ましくは、0.4mm〜1.5mm、特に好ましくは0.5mm〜1.0mmの最小の厚みを有している。用語「最小の厚み」は、中間層の最も薄い場所における厚み、すなわち、典型的には、複合ペインの下方端部における厚みに言及している。比較的薄い中間層を有している複合ペインは、多くの場合、安定性が低すぎて、乗り物ペインとして使用することができない。
中間層は、好ましくは、少なくともポリビニルブチラール(PVB)、エチレンビニルアセテート(EVA)、ポリウレタン(PU)、又は、それらの混合物若しくはコポリマー若しくは誘導体を有しており、特に好ましくはPVBを有している。中間層は、好ましい実施態様においては、PVBフィルムから形成される。
本発明は、また、上方端部及び下方端部を有している、ヘッドアップディスプレイのための複合ペインを製造するための方法も含んでおり、ここでは、
(a) 1.6mm未満の厚みを有している内側ペインを提供する;
(b) 内側ペインの1つの表面に、透明導電性コーティングを提供する;
(c) 熱可塑性中間層を提供する、その厚みは、2つの対向している端部の間の経路において少なくとも部分的に可変的である;
(d) 中間層を、外側ペインと内側ペインの間に配置する、ここで、コーティングを備えている内側ペインの表面が、中間層に面しており、かつ、中間層の上記端部が、上方端部及び下方端部の方向を向いており、かつ、ここで、複合ペインの全厚が、少なくとも4.0mmである;かつ
(e) 内側ペイン及び外側ペインを、積層加工によって、一緒に結合させる。
複合ペインが湾曲する場合には、外側ペイン及び内側ペインが、好ましくは積層加工前に、曲げ加工プロセスに供される。好ましくは、外側ペイン及び内側ペインが、一緒に一致して(すなわち、同時に、かつ同一の道具によって)曲げられる。なぜならば、このようにして、ペインの形状が、その後に行われる積層加工に最適に適合するからである。ガラス曲げ加工プロセスのための典型的な温度は、例えば、500℃〜700℃である。
導電性コーティングは、好ましくは、内側ペインに、物理的蒸気堆積(PVD)によって、特に好ましくはカソードスパッタリング(「スパッタリング」)によって、最も特に好ましくは、磁場強化型カソードスパッタリングによって、適用される。
複合ガラスの製造は、当業者にそれ自体として知られている慣用的な方法によって、例えば、オートクレーブ法、真空バッグ法、真空リング法、カレンダー法、真空ラミネーター、又はそれらの組み合わせによって、積層加工によって行われる。外側ペイン及び内側ペインの曲げ加工は、慣用的には、熱、真空、及び/又は圧力の作用の下で行われる。
本発明は、また、本発明に係る複合ペインの、自動車における、好ましくは乗用車における、ヘッドアップディスプレイの投影表面としての役割を果たすウィンドシールドとしての使用も含んでいる。
以下では、本発明を、図面及び例示的な実施態様を参照して、詳細に説明する。図面は、概略的な図示であり、縮尺通りではない。図面は、決して、本発明を制限しない。
図1及び図2は、それぞれ、本発明に係る複合ペイン10の詳細を描写しており、この複合ペインは、熱可塑性中間層3を介して互いに結合している外側ペイン1及び内側ペイン2を有している。複合ペイン10は、ヘッドアップディスプレイを備えている自動車のウィンドシールドとして意図されている。設置位置において、外側ペイン1は、外部環境に面している;内側ペイン2は、乗り物内部に面している。設置位置において、複合ペイン10の上方端部Oは、乗り物ルーフの方に上向きに向いている(ルーフ端部);下方端部Uは、エンジンコンパートメントの方に下向きに向いている(エンジン端部)。
外側ペイン1は、設置位置において外部環境に面している外部側表面I、及び、設置位置において内部に面している内部側表面IIを有している。同様に、内側ペイン2は、設置位置において外部環境に面している外部側表面III、及び、設置位置において内部に面している内部側表面IVを有している。外側ペイン1の内部側表面IIが、中間層3を介して、内側ペイン2の外部側表面IIIに結合している。
複合ペイン10のHUD領域に対応している領域Bも、図に示されている。この領域において、画像が、HUD投影器によって生成される。内側ペイン2の内部側表面IVにおける主反射は、虚像として、所望のHUD表示を生成する。非反射放射要素は、複合ペイン10を貫通し、外側ペイン1の外部側表面Iにおいて再び反射する(二次反射)。
中間層3の厚みが、下方端部Uから上方端部Oまでの垂直経路において着実に増加している。単純化のために、厚みにおける増加を、直線的に示している;しかしながら、それは、比較的複雑なプロファイルを有していてもよい。中間層3は、PBVの単層フィルム(可変的な厚みを有している、いわゆる「楔フィルム」)から形成されている。楔角度αは、およそ0.5mradである。
中間層3の楔形状の実施に起因して、表面I及びIVにおける投影器画像の反射によって生成される2つの虚像が、一致する。結果として、二次反射が、主反射に対してオフセットして現れることがなく、それにより、厄介なゴースト画像が回避されうるようになっている。
複合ペイン10は、内側ペイン2の外部側表面IIIにおいて導電性コーティング6も有している。コーティング6は、IR反射性であり、太陽光のIR成分による乗り物内部の加熱を低減することが意図されている。コーティング6は、例えば、銀製の2又は3つの層及び他の誘電体層を有している薄フィルム積層体である。
コーティング6は、複合ペイン10の内側における、さらなる反射性境界表面であり、ここにおいて、投影器画像が、再び反射し、かつ、そのようにして、望ましくない二次画像、いわゆる「層ゴースト画像」が生じる。
内側ペイン2は、ソーダ石灰ガラス製であり、かつ、本発明によれば、低い厚み、例えば、0.7mmの厚みしか有していない。このことは、主反射と層ゴースト画像との間の空間的なオフセットが小さすぎて、層ゴースト画像が、見る者に厄介な効果を与えない、ということを確保する。
外側ペイン1もまた、ソーダ石灰ガラス製であり、かつ、大幅に比較的大きい厚み、例えば、3.0mmの厚みを有している。このことは、複合ペイン10が、全体として、十分な機械的安定性、破砕耐性、及びねじり剛性を有し、かつ、自動車に関して許容可能な程度まで周囲ノイズを減衰するのに十分な音響特性を有することを、確保する。
中間層3の最小限の厚みは、例えば、(下方端部Uにおいて計測して)0.76mmである。ここで、中間層3は、単層の楔形状のPVBフィルムによって形成される。しかしながら、複層構造である中間層3を考えることもでき、例えば、一定厚を有している0.36mm厚のPVBフィルム、0.72mm厚のPVB楔フィルム、及び、それらの間に配置されている0.05mm厚のPETフィルムを、考えることもできる。
複合ペイン10の全厚dは、結果として、およそ4.5mmである。全厚は、最も薄い側端部、すなわち下方端部において計測される。
図3は、HUDのための投影設備の一部としての図1及び図2の複合ペイン10を描写している。設備は、複合ペイン10に加えて、領域Bに向けられている投影器4を有している。観察者5(乗り物運転者)から離れて面している複合ペイン10の側における虚像として観察者5によって知覚される画像が、投影器によって、領域B(HUD領域)に生成されうる。領域Bにおける楔角度は、互いの方に傾いている、外側ペイン1及び内側ペイン2の表面I、IVをもたらし、それによって、ゴースト画像が、回避されうる。薄い内側ペインは、導電性コーティング6によって引き起こされる層ゴースト画像と主画像との一致をもたらし、結果として、これは、もはや、互いから分離して知覚されることがない。
図4は、本発明に係る複合ペイン10を製造するための、本発明に係る方法の例示的な実施態様のフローチャートを描写している。
〈実施例〉
種々の厚みの内側ペイン2が、伝導性コーティング6を備えており、このペインを、HUD投影器によって60°の入射角で照らし、かつ、主画像と層ゴースト画像との間のオフセットを、典型的な目の位置(運転者の目の位置)で、決定した。HUDシステムの画像距離は、現在使用されているHUDに関して典型的であるように、2.3mであった。結果を、表1にまとめる。
Figure 2019511987
内側ペイン2の厚みの減少とともに、オフセットが実質的に比較的小さくなっていくことを、見ることができる。発明者らは、1.6mm未満の厚みで、層ゴースト画像が、観察者にとってほとんど目立たないことを見出した。したがって、層ゴースト画像の発生を、本発明に係る複合ペイン10の設計によって効果的に回避し得る。このことは、当業者にとって、予測できなかったことであり、かつ、驚くべきことであった。
比較的厚い外側ペイン1によって、内側ペイン2の低い厚みが補償され、それにより、全厚dが、自動車ペイン、特にはウィンドシールドに関して慣用的である範囲内となる。このことは、十分な機械的安定性、及び、周囲ノイズに対する十分な遮蔽能力を確保する。
(10) 複合ペイン
(1) 外側ペイン
(2) 内側ペイン
(3) 熱可塑性中間層
(4) 投影器
(5) 観察者/乗り物運転者
(6) 導電性コーティング
(O) 複合ペイン10の上方端部
(U) 複合ペイン10の下方端部
(B) 複合ペイン10の領域/HUD領域
(I) 中間層3から離れて面している、外側ペイン1の外部側表面
(II) 中間層3に面している、外側ペイン1の内部側表面
(III) 中間層3に面している、内側ペイン2の外部側表面
(IV) 中間層3から離れて面している、内側ペイン2の内部側表面
α 楔角度
d 複合ペイン10の全厚
A−A′ 切断線

Claims (14)

  1. 上方端部(O)及び下方端部(U)を有している、ヘッドアップディスプレイのための複合ペイン(10)であって、少なくとも、熱可塑性中間層(3)を介して互いに結合している外側ペイン(1)及び内側ペイン(2)、並びに、前記内側ペイン(2)の前記中間層(3)に面している表面(III)上の透明導電性コーティング(6)を有しており、ここで、前記中間層(3)の厚みが、前記下方端部(U)と前記上方端部(O)との間の垂直経路において少なくとも部分的に可変的であり、かつ、ここで、前記内側ペイン(2)が、1.6mm未満の厚みを有しており、前記外側ペイン(1)が、2.1mm〜4.5mmの厚みを有しており、かつ、前記複合ペイン(10)の全厚(d)が、少なくとも4.4mmである、複合ペイン(10)。
  2. 乗り物ウィンドシールドである、請求項1に記載の複合ペイン(10)。
  3. その全厚(d)が、4.4mm〜6.0mm、好ましくは4.4mm〜5.5mmである、請求項1又は2に記載の複合ペイン(10)。
  4. 前記内側ペイン(2)の厚みが、0.4mm〜1.5mm、好ましくは0.7mm〜1.1mmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)。
  5. 前記外側ペイン(1)の厚みが、2.5mm〜3.5mmである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)。
  6. 前記中間層(3)の最小の厚みが、0.4mm〜1.5mm、好ましくは、0.5mm〜1.0mmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)。
  7. 前記中間層(3)が、0.2mrad〜1mrad、好ましくは0.3mrad〜0.7mrad、特に好ましくは0.4mrad〜0.5mradの楔角度(α)を有している、請求項1〜6のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)。
  8. 前記外側ペイン(1)及び/又は前記内側ペイン(2)、好ましくは、前記外側ペイン(1)及び前記内側ペイン(2)が、ガラス製であり、好ましくはソーダ石灰ガラス製である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)。
  9. 前記中間層(3)が、少なくとも、ポリビニルブチラール(PVB)、エチレンビニルアセテート(EVA)、ポリウレタン(PU)、又は、それらの混合物若しくはコポリマー若しくは誘導体を含有している、請求項1〜8のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)。
  10. 前記導電性コーティング(6)が、銀を含有している少なくとも1つの導電性層を有している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)。
  11. 少なくとも、請求項1〜10のいずれか一項に記載の複合ペイン(10)、及び、前記複合ペインの領域(B)に向けられている投影器(4)を有しており、ここで、前記中間層(3)の厚みが、少なくともこの領域(B)において可変的である、ヘッドアップディスプレイのための投影設備。
  12. 上方端部(O)及び下方端部(U)を有している、ヘッドアップディスプレイのための複合ペイン(10)を製造するための、以下である、方法:
    (a)1.6mm未満の厚みを有している内側ペイン(2)を提供する;
    (b)前記内側ペイン(2)の1つの表面(III)に、透明導電性コーティング(6)を提供する;
    (c)熱可塑性中間層(3)を、提供する、その厚みは、2つの対向している端部の間の経路において、少なくとも部分的に可変的である;
    (d)前記中間層(3)を、外側ペイン(1)と前記内側ペイン(2)との間に配置する、ここで、前記コーティング(6)を備えている前記内側ペインの表面(III)が、前記中間層(3)に面しており、かつ、前記中間層(3)の前記端部が、前記上方端部(O)及び前記下方端部(U)の方向を向いており、かつ、ここで、前記複合ペイン(10)の全厚(d)が、少なくとも4.0mmである;かつ
    (e)前記内側ペイン(2)及び前記外側ペイン(1)を、積層加工によって、一緒に結合させる。
  13. 前記導電性コーティング(6)を、物理的蒸気堆積(PVD)によって、好ましくは、カソードスパッタリングによって、特に好ましくは、磁場強化型カソードスパッタリングによって適用する、請求項12に記載の方法。
  14. 請求項1〜10のいずれか一項に記載の複合ペインの、自動車における、好ましくは乗用車における、ヘッドアップディスプレイの投影表面としての役割を果たすウィンドシールドとしての、使用。
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