JP2022506815A - ｐ－偏光放射を用いるヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）のための投影設備 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）のための投影設備に関する。本発明の投影設備は、ＨＵＤ領域（Ｂ）を有している複合ペイン（１０）、中間層（３）に面しているか、中間層（３）に含まれている導電性コーティング（２０）、及びプロジェクタ（４）を少なくとも備えており、プロジェクタ（４）の放射がｐ－偏光であり、導電性コーティング（２０）を備える複合ペイン（１０）が、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲で、ｐ－偏光放射に対して、少なくとも１０％の反射率を有しており、導電性コーティング（２０）が、少なくとも三つの導電層（２１）を含んでおり、少なくとも三つの導電層（２１）が、それぞれの場合で、二つの誘電体層又は層の積層体の間に配置されており、全ての導電層（２１）の厚さの合計が、少なくとも３０ｎｍであり、かつ導電層（２１）が、５ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有している。【選択図】図２
Description
本発明は、ヘッドアップディスプレイのための投影設備及びその使用に関する。
現代の自動車は、所謂ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤｓ）が装備されていることが増加している。プロジェクタを用いて、典型的には、ダッシュボードの領域で、画像がウインドシールドに投影され、そこで反射され、そして、ウインドシールドの後方（運転者の視点から）に、仮想画像として、運転者によって視認される。したがって、重要な情報を運転者の視野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、運転者が道路から視線をそらすことなく視認することができる。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寄与することができる。
ＨＵＤプロジェクタは、主としてｓ－偏光放射で動作し、約６５％の入射角でウインドシールドを照射し、その入射角は、空気／ガラス遷移のブリュースター角（ソーダライムガラスで５７．２°）に近い。プロジェクタの画像が、ウインドシールドの両方の外側面に反射するという問題が生じる。その結果、所望の一次画像に加えて、僅かにオフセットした二次画像、所謂ゴースト画像（「ゴースト」）も現れる。その問題は、通常、表面を、互いに対して、ある角度で配置すること、特に、複合ペインとして実装された、ウインドシールド積層用の、くさび状の中間層を用いることによって軽減され、一次画像とゴースト画像が互いに重なり合う。ＨＵＤｓのためのくさびフィルムを有する複合ガラスは、例えば、ＷＯ２００９／０７１１３５Ａ１、ＥＰ１８００８５５Ｂ１、又はＥＰ１８８０２４３Ａ２から周知である。
くさびフィルムは高価であり、ＨＵＤのためのこのような複合ペインの製造は、非常にコストがかかる。したがって、くさびフィルムのないウインドシールドで機能するＨＵＤ投影設備のニーズがある。例えば、それは、ｐ－偏光放射でＨＵＤプロジェクタを操作することができ、ｐ－偏光放射はペインの表面で大きく反射されない。その代わり、そのウインドシールドは、ｐ－偏光放射の反射面として、導電性コーティングを有している。ＤＥ１０２０１４２２０１８９Ａ１は、そのようなＨＵＤ投影設備を開示しており、それは、ｐ－偏光放射で操作される。特に反射構造として提案されているのは、５ｎｍ～９ｎｍの厚さを有しており、例えば、銀又はアルミニウムでできている、単一の金属層である。
ウインドシールド用のより複雑な導電性コーティングも知られており、例えば、これはＩＲ－反射コーティングとして用いることができ、乗物室内の加熱を低減し、それにより、熱的快適性を改善する。しかし、そのコーティングは、コーティングに電圧源を接続し、それによって、電流がコーティングを流れ、加熱可能なコーティングとして使用することもできる。適切なコーティングは、導電性の金属層を備えており、特に、銀に基づいている。導電性の金属層は腐食し易いため、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、導電性の金属層を適用するのが通例である。銀を含有する透明コーティングは、例えば、ＷＯ０３／０２４１５５、ＵＳ２００７／００８２２１９Ａ１、ＵＳ２００７／００２０４６５Ａ１、ＷＯ２０１３／１０４４３８、又はＷＯ２０１３／１０４４３９から周知である。
導電性コーティングが、一方ではＩＲ－反射又は加熱可能なコーティングとして、他方ではＨＵＤのための反射コーティングとして用いられるとき、その光学的及び電気的特性に、高い要件が課せられる。特に、同時に、シート抵抗が充分に低く、光透過率が充分に高く、ＨＵＤプロジェクタ放射用の反射率が充分に高く、そして、反射色が比較的ニュートラルでなければならない。
本発明の目的は、ヘッドアップディスプレイのための改良された投影設備を提供することである。その投影設備の複合ペインは、くさびフィルムなしで機能し、導電性コーティングを有しており、導電性コーティングは、特に、加熱可能なコーティングとしても用いることができる。ＨＵＤ投影は高強度で生成される必要があり、複合ペインは高透過率と見栄えの良さを有している必要がある。
本発明の目的は、請求項１の投影設備の発明によって達成される。好ましい実施形態は、従属項で開示される。
本発明によれば、ｐ－偏光放射はＨＵＤ画像の生成用に用いられ、複合ペインは導電性コーティングを有しており、導電性コーティングはｐ－偏光放射を充分に反射する。約６５°の入射角は、ＨＵＤ投影設備に典型的であり、空気／ガラス遷移のブリュ－スター角（５７．２°、ソーダライムガラス）に近いため、ｐ－偏光放射は、ペイン表面によって、ほとんど反射されないが、その代わりに、主に導電性コーティングで反射される。その結果、ゴースタ画像が発生しないか、ほとんど目立たないため、高価なくさびフィルムを使用しなくてよい。
これまでに用いられてきた通常のコーティングと比較して、本発明のコーティングは比較的薄い導電層、特に銀の層を有している。これはまた、ペインの製造を一層経済的にする。しかし、導電層の厚さが薄すぎると、光吸収が増加し、複合ペインの透明度が低下することを、本発明者らは知見した。これは驚くべきことであり、直観的ではなかった。なぜならば、導電層の厚さが薄くなると、実際には透過率の増加が予想されるためである。本発明の導電層は、この効果を回避するのに充分に厚い。層の厚さが薄いにもかかわらず、コーティングは、ＨＵＤ画像を生成するのに十分な強度でｐ－偏光放射を反射するのに適しており、特に４０～５０Ｖの電圧源を使用して加熱可能なコーティングとして用いるのに適していることを、本発明者らは見出した。４０～５０Ｖの電圧源は、特に電気自動車で一般的である。ウインドシールドの光学的要件、特に透明度と着色に関してもまた、満足することができる。これらは、本発明の主な利点である。
ヘッドアップディスプレー（ＨＵＤ）のための、本発明の投影設備は、少なくとも、導電性コーティングを有している複合ペイン及びプロジェクタを備えている。ＨＵＤで通常行われているように、プロジェクタがウインドシールドの領域を照射し、その領域では、視認者（運転者）の方向に放射が反射されて虚像を生成し、視認者の視点からは、ウインドシールドの後ろにあるように、視認者がその虚像を視認する。プロジェクタによって照射することができるウインドシールドの領域は、ＨＵＤ領域と呼ばれる。典型的には、プロジェクタのビーム方向を、とりわけ垂直方向に、ミラーによって変えることができ、視認者の体のサイズに適合させることができる。特定のミラー位置について視認者の目が配置されなければならない領域を、「アイボックスウインドウ」という。このアイボックスウインドウはミラーを調整することによって垂直方向にシフトすることができ、このようにして利用可能となった領域全体（すなわち、利用可能となった全てのアイボックスウインドウの重ね合わせ）を、アイボックスという。アイボックス内にいる視認者は、虚像を視認することができる。もちろん、これは、視認者の目が、アイボックス内になければならないことを意味しており、全身がアイボックス内になければならないことを意味しない。
この明細書で、ＨＵＤの分野から使用される専門用語は、当業者に一般的に周知である。詳細内容については、ミュンヘン工科コンピュータサイエンス研究所でのアレキサンダーノイマンの論文“Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ－Ｂａｓｅｄ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｆｏｒ Ｔｅｓｔｉｎｇ Ｈｅａｄ－Ｕｐ Ｄｉｓｐｌａｙｓ”（ミュンヘン：ミュンヘン工科大学、２０１２）の特に第２章「ヘッドアップディスプレイ」を参照することができる。
複合ペインは、外側ペインと内側ペインを備えており、これらは、熱可塑性中間層を介して結合されている。複合ペインは、ウインドウの開口部、特に乗物のウインドウの開口部において、室内を外部環境から分離することを意図している。本発明の意味するところにおいて、「内側ペイン」という用語は、複合ペインの、室内（乗物室内）に面しているペインをいう。「外側ペイン」という用語は、外部環境に面するペインをいう。複合ペインは、好ましくは乗物のウインドシールド（特に自動車、例えば乗用車又はトラックのウインドシールド）をいう。
複合ペインは、上端及び下端、並びにそれらの間に延在している二つの側縁を有している。「上端」は、取り付け位置で、上を向くように意図されたその縁をいう。「下端」は、取り付け位置で、下を向くように意図されたその縁をいう。しばしば、上端は「ルーフエッジ」ともいい、「下端」は「エンジンエッジ」ともいう。
外側ペイン及び内側ペインは、それぞれの場合において、室外側面及び室内側面、並びにそれらの間に延在している周辺側縁を有している。本発明の意味するところにおいて、「室外側面」は取り付け位置で、外部環境に面していることを意図されたその一次面をいう。本発明の意味するところにおいて、「室内側面」は取り付け位置で、室内に面していることを意図されたその一次面をいう。外側ペインの室内側面と内側ペインの室外側面は互いに向き合っており、熱可塑性中間層で互いに結合されている。
複合ペインは、導電性コーティング、特に透明な導電性コーティングを有している。導電性コーティングは、好ましくは、中間層に面している二つのペインの表面のうちの一つ、すなわち、外側ペインの室内側面又は内側ペインの室外側面に適用されている。あるいは、導電性コーティングは、熱可塑性中間層内に配置されていてもよく、例えば、二つの熱可塑性結合フィルムの間に配置されているキャリアフィルムに適用されていてもよい。導電性コーティングは、例えば、赤外線反射太陽光保護コーティングとして、又は電気的に接触し、電流が流れると加熱される加熱可能なコーティングとして提供されていてもよい。「透明コーティング」という用語は、可視スペクトル範囲で、少なくとも７０％、好ましくは少なくとも８０％の平均透過率を有しており、このことから、ペインを通しての視野を実質的に制限しないコーティングを意味する。ペイン表面の少なくとも８０％について、本発明のコーティングが提供されていることが好ましい。周辺縁領域、任意で、通信ウインドウ、センサウインドウ、又はカメラウインドウとして、複合ペインを通過する電磁放射の透過を確保する意図により、結果としてコーティングが提供されない、局所領域を除いて、特に、コーティングがペイン表面の全体に適用されている。周辺のコーティングされていない縁領域は、例えば、最大で２０ｃｍの幅を有している。それは、コーティングが周囲の雰囲気と直接接触することを防ぎ、コーティングが複合ペインの内側で、腐食及び損傷することから保護される。
導電性コーティングは、複数の導電層、特に金属含有層を含む層スタック又は層の積層体であり、各導電層は、それぞれの場合で、二つの誘電体層又は層の積層体の間に配置されている。したがって、コーティングは、ｎ個の導電層並びに（ｎ＋１）個の誘電体層又は層の積層体を有する薄膜スタックであり、ここで、ｎは自然数であり、それぞれの場合で、より低い誘電体層又は層の積層体上に、導電層並びに誘電体層または層の積層体が交互に続く。このようなコーティングは、太陽光保護コーティング及び加熱可能なコーティングとして知られており、導電層は、典型的には、銀に基づいている。
本発明の導電性コーティングは、特に、個々の層の材料及び厚さ、並びに誘電体層の積層体の構造の選択を通じて調整されており、コーティングを有する複合ペインは、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲で、ｐ－偏光放射に対して少なくとも１０％の反射率を有する。これは、４５０ｎｍ～６５０ｎｍのスペクトル範囲のどの波長においても、１０％未満の反射率が発生しないことを意味する。これにより、充分に高い強度の投影画像が生成される。反射率は、４５０ｎｍ～７００ｎｍの全スペクトル範囲で、ｐ－偏光放射に対して、少なくとも１０％であることが好ましく、４５０ｎｍ～８００ｎｍの全スペクトル範囲で、ｐ－偏光放射に対して、少なくとも１０％であることが特に好ましい。
反射率は、入射する全放射に対して反射される割合を表す。それは、％（入射する放射の１００％に基づく）又は無次元の０～１（入射する放射に正規化）で表される。それは、波長の関数としてプロットされて、反射スペクトルを形成する。
有利な実施形態では、導電性コーティングを備えている複合ペインは、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲において、ｐ－偏光放射に対して、少なくとも１２％、好ましくは少なくとも１３％の反射率を有している。ｐ－偏光放射に対する反射率は、例えば、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲において、１０％～２０％、好ましくは１２％～１７％、特に好ましくは、１３％～１５％である。この範囲の反射率は、本発明のコーティングで容易に実現することができ、高強度のＨＵＤ投影を生成するのに充分に高い。
ｐ－偏光放射に対する平均反射率は、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲で、好ましくは１０％～２０％、好ましくは１２％～１７％、特に１３％～１５％である。投影画像の最もカラーニュートラルな表示を実現するには、反射スペクトルをできるだけ滑らかにし、極小値と極大値を明瞭に示さないようにするべきである。４５０ｎｍ～６５０ｎｍのスペクトル範囲で、最大発生反射率と平均反射率との差、及び最小発生反射率と平均反射率（１００％入射放射線に基づく）との差は、好ましい実施形態では、最大で５％、特に好ましくは最大で３％、最も特に好ましくは最大で１％であるべきである。
本発明の意味するところにおいて、ｐ－偏光放射に対する反射率に関する記載は、室内側面の法線に対して６５°の入射角で測定された反射率に基づいている。反射率又は反射スペクトルに関するデータは、検討中のスペクトル範囲で１００％の正規化された放射強度で均一に放射する光源を用いた反射測定に基づいている。
プロジェクタは、複合ペインの室内側に配置され、内側ペインの室内側の表面を介して複合ペインを照射する。プロジャクタはＨＵＤ領域に向けられ、ＨＵＤ投影を生成するためにＨＵＤ領域を照射する。本発明によれば、プロジェクタの放射は、ｐ－偏光、好ましくは本質的に純粋にｐ－偏光である。したがって、ｐ－偏光放射成分が１００％であるか、それからわずかしか逸脱しない。これにより、特に高強度のＨＵＤ画像が生成され、ゴースト画像を回避することができる。偏光方向の表示は、複合ペインへの放射の入射面に基づいている。「ｐ－偏光放射」という表現は、電界が入射面で振動する放射をいう。「ｓ－偏光放射」とは、電界が入射面に対して垂直に振動する放射をいう。入射面は、入射ベクトルとＨＵＤ領域の幾何学的中心での複合ペインの表面の法線によって生成される。
プロジェクタの放射は、４５°～７０°、特に６０°～７０°の入射角で複合ペインに当たることが好ましい。有利な実施形態では、入射角は、ブリュースター角から最大で１０°ずれている。そして、ｐ－偏光放射は、複合ペインの表面でわずかに反射されるのみで、ゴースト画像は生成されない。入射角は、プロジェクタ放射の入射ベクトルと、ＨＵＤ領域の幾何学的中心での室内側面の法線（すなわち、複合ペインの室内側外側面の法線）との間の角度である。ソーダライムガラスの場合の空気／ガラス遷移のブリュースター角は５７．２°であり、ソーダライムガラスは窓ガラスに一般的に使用されている。理想的には、入射角は、このブリュースター角にできるだけ近い必要がある。しかし、ＨＵＤ投影設備で一般的な６５°の入射角は、乗物に簡単に実装でき、例えば、ブリュースター角からわずかに外れるだけで、ｐ－偏光放射の反射がわずかにしか増加しないように使用することもできる。
プロジェクタ放射の反射は、実質的に反射コーティングで発生し、ペインの外側表面では発生しないため、ペインの外側表面を互いにある角度で配置しなくても、ゴースト画像を回避することができる。したがって、複合ペインの外側表面は、互いが実質的に平行に配置されることが好ましい。熱可塑性中間層は、くさび状に実装されず、その代わりに、内側ペインと外側ペインと同様に、複合ペインの上端と下端との間の垂直方向であっても、実質的に一定の厚さを有することが好ましい。一方、くさび状中間層は可変性を有しており、特に、複合ペインの下端と上端との間の垂直方向の厚さが増加するであろう。中間層は、典型的には、少なくとも一つの熱可塑性フィルムから形成される。標準フィルムはくさびフィルムよりも大幅に経済的であり、複合ペインの製造は大幅に経済的になる。
本発明によれば、導電性コーティングは、少なくとも三つの導電性層を備えており、全ての導電性層の厚さの合計は、最大で３０ｎｍである。好ましい実施形態では、全ての導電層の厚さの合計は、１５ｎｍ～３０ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２５ｎｍである。本発明の意味するところにおいて、厚さ又は層厚さは、幾何学的厚さをいい、屈折率と幾何学的厚さの積である光学的厚さではない。これは、コスト削減の観点から特に有利であり、反射挙動及び他の光学特性の要件を満たすことができる。特に有利な実施形態では、導電層の数は正確に三つである。コーティングに必要な仕様を達成するために、原則として、より複雑な層構造は必要ない。三つの導電層とそれに対応する数の誘電体層又は層の積層体により、透過率及び反射挙動並びに着色に関して、コーティングを最適化するのに十分な自由度がある。
本発明によれば、導電層、特に全ての導電層は、５ｎｍ～１０ｎｍ、特に好ましくは７ｎｍ～８ｎｍの厚さを有している。その範囲の層の厚さは、コーティングに必要な仕様を達成するために特に適している。特に、導電層は充分に厚く、可視光の吸収の増加を招かず、驚くべきことに、可視光の吸収の増加が、導電層が薄すぎる場合に起こる。
機能的な導電層は、コーティングが導電性を有していなければならない。導電性材料全体を互いに分離した複数の層に分割することによって、それぞれの場合で、層を薄く設計することができ、その結果、コーティングの透明性が向上する。各導電層は、好ましくは、少なくとも一つの金属又は少なくとも一つの合金、例えば、銀、アルミニウム、銅、又は金を含有しており、特に好ましくは、金属又はその合金に基づいており、言い替えると、実質的に、ドーパント又は不純物を除いた金属又はその合金からなる。銀又は銀を含有する合金の使用が好ましい。有利な実施形態では、導電層は、少なくとも９０重量％の銀、好ましくは少なくとも９９重量％の銀、特に好ましくは少なくとも９９．９重量％の銀を含有している。
本発明によれば、誘電体層又は層の積層体は、導電層の間、並びに最も低い導電層の下及び最も高い導電層の上に配置されている。各誘電体層又は層の積層体は、少なくとも一つの反射防止層を有している。反射防止層は、可視光の反射を減らし、コーティングされたペインの透明度を高める。反射防止層は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ケイ素－ジルコニウム（ＳｉＺｒＮ）のような混合窒化ケイ素－金属、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、又は酸化錫（ＳｎＯ）を含有している。混合窒化ケイ素－金属は特に好ましい。反射防止層はまた、ドーパントを有していてもよい。個々の反射防止層の層厚さは、好ましくは１０ｎｍ～１００ｎｍ、特に好ましくは２０ｎｍ～８０ｎｍである。
そして、反射防止層は、少なくとも二つの副層、特に、２．１未満の屈折率を有している誘電体層と、２．１以上の屈折率を有している光学的高屈折層とに細分化していてもよい。二つの副層の順序は、原則として、任意に選択することができ、光学的高屈折層を誘電体層の上に配置することが好ましく、これはシート抵抗の点で特に有利である。光学的に高屈折の層の厚さは、反射防止層の全厚の２５％～７５％が好ましい。２．１以上の屈折率を有している光学的高屈折層は、例えば、ＭｎＯ、ＷＯ３、Ｎｂ２Ｏ５、Ｂｉ２Ｏ３、ＴｉＯ２、Ｚｒ３Ｎ４、及び／又はＡｌＮを含有しており、好ましくは混合窒化ケイ素－金属、例えば、混合窒化ケイ素－アルミニウム、混合窒化ケイ素－ハフニウム、又は混合窒化ケイ素－チタン、特に好ましくは混合窒化ケイ素－ジルコニウム（ＳｉＺｒＮ）を含有している。２．１未満の屈折率を有している誘電体層は、好ましくは、少なくとも一つの酸化物、例えば、酸化スズ、及び／又は一つの窒化物、特に好ましくは窒化ケイ素を含有している。
有利な実施形態では、一つ又は複数の誘電体層の積層体は、第一マッチング層、好ましくは導電層の下に配置されている各誘電体層の積層体を有している。第一マッチング層は、好ましくは、反射防止層の上に配置されている。第一のマッチング層は、好ましくは、導電層の直下に配置されており、第一マッチング層は導電層と直接接触している。これは、導電層の結晶性の観点から特に有利である。
有利な実施形態では、一つ以上の誘電体層の積層体は、平滑化層、好ましくは二つの導電層の間に配置されている各誘電体層の積層体を有している。第一マッチング層が存在する場合には、平滑化層は、第一マッチング層のうちの一つの下、好ましくは反射防止層と第一マッチング層との間に配置されている。平滑化層は、好ましくは、第一マッチング層と直接接触する。平滑化層は、最適化、特に平滑化層の上に続いて適用されている導電性層の表面の平滑化に貢献する。より滑らかな表面に堆積されている導電層は、より高い透過率を有していると同時に、より低いシート抵抗を有している。平滑化層の層厚は、好ましくは３ｎｍ～２０ｎｍ、特に好ましくは４ｎｍ～１２ｎｍ、最も特に好ましくは５ｎｍ～１０ｎｍ、例えば約７ｎｍである。平滑化層は、好ましくは、２．２未満の屈折率を有している。
平滑化層は、好ましくは、少なくとも一つの非晶質酸化物を含有している。酸化物は、アモルファスまたは部分的にアモルファス（したがって部分的に結晶質）であってよく、完全に結晶質ではない。非晶質平滑化層は面粗度が低く、そのため、平滑化層の上に適用される層にとって有利に滑らかな表面を形成する。非晶質平滑化層は、平滑化層の直上に堆積されている層の改善された表面構造に貢献しており、これは第一マッチング層であることが好ましい。平滑化層は、例えば、錫、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛、ガリウム、及びインジウムのうちの一つ以上の元素の少なくとも一つの酸化物を含有していてよい。平滑化層は、特に好ましくは、非晶質混合酸化物を含有する。平滑化層は、最も特に好ましくは、混合酸化錫－亜鉛（ＺｎＳｎＯ）を含有している。混合酸化物は、ドーパントを有していてよい。平滑化層は、例えば、アンチモンをドープした混合酸化錫－亜鉛を含有していてよい。混合酸化物は、好ましくは化学量論以下の酸素含有量を有する。錫含有量は、好ましくは１０～４０重量％の間、特に好ましくは１２～３５重量％の間である。
有利な実施形態では、一つ以上の誘電体層の積層体、好ましくは各誘電体層の積層体が、導電層の上に配置されている第二マッチング層を有している。第二マッチング層は、好ましくは、反射防止層の下に配置されている。
第一及び第二マッチング層は、コーティングのシート抵抗の改善に貢献している。第一マッチング層及び／又は第二マッチング層は、好ましくは、０＜δ＜０．０１の酸化亜鉛ＺｎＯ１－δを含有している。第一マッチング層及び／又は第二マッチング層は、さらに好ましくは、ドーパントを含有している。第一マッチング層及び／又は第二マッチング層は、例えば、アルミニウムがドープされている酸化亜鉛（ＺｎＯ：Ａｌ）を含有していてもよい。化学量論以下の酸素を有する酸化亜鉛が堆積されており、過剰な酸素と銀を含有する層との反応を回避することが好ましい。第一マッチング層及び第二マッチング層の層厚は、好ましくは３ｎｍ～２０ｎｍ、特に好ましくは５ｎｍ～１５ｎｍ、最も特に好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍ、特に約１０ｎｍである。
有利な実施形態では、導電性コーティングは、一つ以上のブロッキング層を備えている。少なくとも一つのブロッキング層は、少なくとも一つ、特に好ましくは各導電層と関連していることが好ましい。ブロッキング層は、導電層と直接接触しており、導電層の直上又は直下に配置されている。すなわち、導電層とブロッキング層との間に、他の層は配置されていない。ブロッキング層は、いずれの場合も導電層の直上及び直下に配置されていてもよい。ブロッキング層は、好ましくは、ニオブ、チタン、ニッケル、クロム、及び／又はそれらの合金、特に好ましくはニッケル－クロム合金を含有している。ブロッキング層の層厚は、好ましくは０．１ｎｍ～２ｎｍ、特に好ましくは０．１ｎｍ～１ｎｍである。導電層直下のブロッキング層は、特に、温度処理中に導電層を安定化するのに役立ち、導電性コーティングの光学的品質を改善する。導電層直上のブロッキング層は、反応性陰極スパッタリングで次の層、例えば第二マッチング層を堆積中に、敏感な導電層が酸化反応性雰囲気と接触するのを防ぐ。
本発明の意味するところにおいて、第一の層が第二の層の「上」に配置されている場合、これは、第一の層が、第二の層よりもコーティングが適用される基板から遠くに配置されていることを意味する。本発明の意味するところにおいて、第一の層が第二の層の「下」に配置されている場合、これは、第二の層が第一の層よりも基板から遠くに配置されていることを意味する。本発明の意味するところにおいて、第一の層が第二の層の「上又は下」に配置されている場合、これは必ずしも第一及び第二の層が互いに直接接触していないことを意味する。明示的に除外されていない限り、一つ以上の追加レイヤーが、第一の層と第二の層の間に配置されていてもよい。屈折率として示されている値は、５５０ｎｍの波長で測定される。
有利な実施態様では、誘電体の積層体が、それぞれの場合で、二つの導電層（２１）の間に配置されており、誘電体の積層体が、下記を備えている：
－窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ケイ素－ジルコニウム（ＳｉＺｒＮ）のような混合窒化ケイ素－金属、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、又は酸化錫（ＳｎＯ）に基づいており、好ましくは混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層（２２）、
－錫、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛、ガリウム、及びインジウムのうちの一種以上の元素の酸化物に基づいている、平滑化層（２３）、
－酸化亜鉛に基づいている、第一及び第二マッチング相（２４、２５）、並びに
－任意で、ニオブ、チタン、ニッケル、クロム、及び／又はこれらの合金に基づいている、ブロッキング層（２６）。層の順番を特定する必要はない。上述の好ましい材料に基づいている反射防止層及びマッチング層は、最下の導電層の下及び最上の導電層の上に配置されていることが好ましい。個々の層の厚さについては、既に述べた好ましい範囲が適用される。
－窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ケイ素－ジルコニウム（ＳｉＺｒＮ）のような混合窒化ケイ素－金属、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、又は酸化錫（ＳｎＯ）に基づいており、好ましくは混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層（２２）、
－錫、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛、ガリウム、及びインジウムのうちの一種以上の元素の酸化物に基づいている、平滑化層（２３）、
－酸化亜鉛に基づいている、第一及び第二マッチング相（２４、２５）、並びに
－任意で、ニオブ、チタン、ニッケル、クロム、及び／又はこれらの合金に基づいている、ブロッキング層（２６）。層の順番を特定する必要はない。上述の好ましい材料に基づいている反射防止層及びマッチング層は、最下の導電層の下及び最上の導電層の上に配置されていることが好ましい。個々の層の厚さについては、既に述べた好ましい範囲が適用される。
本発明の反射特性を有している導電性コーティングは、原則として、様々な方法で実現可能であり、好ましくは上述の層を用いて、本発明が特定の層の積層体に限定されないようにする。以下に、コーティングの特に好ましい実施形態が示され、これにより、特に約６５°の放射の典型的な入射角で、特に良好な結果が得られる。
導電性コーティングは、少なくとも三つ、特に正確に三つの導電層を備えており、好ましくは銀に基づいており、導電層それぞれは、５ｎｍ～１０ｎｍ、特に７ｎｍ～８ｎｍの厚さを有している。以下では、導電層は、コーティングが堆積されている基板から始まる番号が付されている。最下の導電層の下、最上の導電層の上、及び導電層の間の誘電体層の積層体は、それぞれの場合で、反射防止層を有しており、反射防止層は、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいていることが好ましい。第一導電層の下の反射防止層は、１５ｎｍ～２５ｎｍ、特に好ましくは２０ｎｍ～２４ｎｍの厚さを有している。第一導電層と第二導電層の間の反射防止層は、２５ｎｍ～４０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ～３５ｎｍの厚さを有している。第二導電層と第三導電層の間の反射防止層は、７０ｎｍ～９０ｎｍ、好ましくは７５ｎｍ～８０ｎｍの厚さを有している。第三導電層の上の反射防止層は、３５ｎｍ～４５ｎｍ、好ましくは３７ｎｍ～４２ｎｍの厚さを有している。
導電性コーティングの最も特に好ましい実施形態は、基材から始まる、下記の層の積層体を含有しているか、下記の層の積層体からなる：
－１５ｎｍ～２５ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２４ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６ｎｍ～９ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、０．１ｎｍ～０．５ｎｍの厚さを有しており、好ましくはＮｉＣｒに基づいている、ブロッキング層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第二マッチング層、
－２５ｎｍ～４０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ～３５ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層、
－５ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有しており、好ましくは混合酸化錫－亜鉛に基づいている、平滑化層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、０．１ｎｍ～０．５ｎｍの厚さを有しており、好ましくはＮｉＣｒに基づいている、ブロッキング層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第二マッチング層、
－７０ｎｍ～９０ｎｍ、好ましくは７５ｎｍ～８０ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層、
－５ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有しており、好ましくは混合酸化錫－亜鉛に基づいている、平滑化層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６ｎｍ～９ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、０．１ｎｍ～０．５ｎｍの厚さを有しており、好ましくはＮｉＣｒに基づいている、ブロッキング層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第二マッチング層、
－３５ｎｍ～４５ｎｍ、好ましくは３７ｎｍ～４２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層。
－１５ｎｍ～２５ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２４ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６ｎｍ～９ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、０．１ｎｍ～０．５ｎｍの厚さを有しており、好ましくはＮｉＣｒに基づいている、ブロッキング層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第二マッチング層、
－２５ｎｍ～４０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ～３５ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層、
－５ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有しており、好ましくは混合酸化錫－亜鉛に基づいている、平滑化層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、０．１ｎｍ～０．５ｎｍの厚さを有しており、好ましくはＮｉＣｒに基づいている、ブロッキング層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第二マッチング層、
－７０ｎｍ～９０ｎｍ、好ましくは７５ｎｍ～８０ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層、
－５ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有しており、好ましくは混合酸化錫－亜鉛に基づいている、平滑化層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６ｎｍ～９ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、０．１ｎｍ～０．５ｎｍの厚さを有しており、好ましくはＮｉＣｒに基づいている、ブロッキング層、
－５ｎｍ～１５ｎｍ、好ましくは８ｎｍ～１２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは酸化亜鉛に基づいている、第二マッチング層、
－３５ｎｍ～４５ｎｍ、好ましくは３７ｎｍ～４２ｎｍの厚さを有しており、好ましくは、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、反射防止層。
導電性コーティングの、特に好ましい実施形態は、基材から始まる、下記の層の積層体を含有しているか、下記の層の積層体からなる：
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、２１ｎｍ～２３ｎｍの厚さを有している、反射防止層、
－酸化亜鉛に基づいており、６ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６．５ｎｍ～８．５ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、ＮｉＣｒに基づいており、０．１ｎｍ～０．３ｎｍの厚さを有している、ブロッキング層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第二マッチング層、
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、３２ｎｍ～３４ｎｍの厚さを有している、反射防止層、
－混合酸化錫－亜鉛に基づいており、６ｎｍ～８ｎｍの厚さを有している、平滑化層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第一マッチング層、
－銀に基づいており、７ｎｍ～９ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、ＮｉＣｒに基づいており、０．１ｎｍ～０．３ｎｍの厚さを有している、ブロッキング層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第二マッチング層、
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、７６．５ｎｍ～７８．５ｎｍの厚さを有している、反射防止層、
－混合酸化錫－亜鉛に基づいており、６ｎｍ～８ｎｍの厚さを有している、平滑化層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６．５ｎｍ～８．５ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、ＮｉＣｒに基づいており、０．１ｎｍ～０．３ｎｍの厚さを有している、ブロッキング層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第二マッチング層、
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、３８ｎｍ～４０ｎｍの厚さを有している、反射防止層。
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、２１ｎｍ～２３ｎｍの厚さを有している、反射防止層、
－酸化亜鉛に基づいており、６ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６．５ｎｍ～８．５ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、ＮｉＣｒに基づいており、０．１ｎｍ～０．３ｎｍの厚さを有している、ブロッキング層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第二マッチング層、
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、３２ｎｍ～３４ｎｍの厚さを有している、反射防止層、
－混合酸化錫－亜鉛に基づいており、６ｎｍ～８ｎｍの厚さを有している、平滑化層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第一マッチング層、
－銀に基づいており、７ｎｍ～９ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、ＮｉＣｒに基づいており、０．１ｎｍ～０．３ｎｍの厚さを有している、ブロッキング層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第二マッチング層、
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、７６．５ｎｍ～７８．５ｎｍの厚さを有している、反射防止層、
－混合酸化錫－亜鉛に基づいており、６ｎｍ～８ｎｍの厚さを有している、平滑化層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第一マッチング層、
－銀に基づいており、６．５ｎｍ～８．５ｎｍの厚さを有している、導電層、
－任意で、ＮｉＣｒに基づいており、０．１ｎｍ～０．３ｎｍの厚さを有している、ブロッキング層、
－酸化亜鉛に基づいており、９ｎｍ～１１ｎｍの厚さを有している、第二マッチング層、
－窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいており、３８ｎｍ～４０ｎｍの厚さを有している、反射防止層。
層が材料に基づいている場合、その層は、不純物またはドーパントに加えて、大部分が、この材料からなる。
導電性コーティングのシート抵抗は、好ましくは１Ω／ｓｑ．～２Ω／ｓｑ．である。このようなシート抵抗は、本発明のコーティングで容易に得ることができ、そして、所望の光学特性を確保する。
本発明の一実施形態では、導電性コーティングは電圧源に接続されており、それによって加熱されるコーティングを通して電流を伝導する。複合ペインは、この方法で加熱することができる。考慮される電圧には、特に、乗物分野で慣例的な車載電圧、例えば、１２Ｖ～１４Ｖが含まれる。本発明のコーティングでは、４０Ｖ～５０Ｖの電圧源、特に電気自動車で通常用いられているように、例えば、４２Ｖ～４８Ｖの電圧源に接続されて、良好な加熱出力が得られることを実証している。このことから、１５００Ｗ／ｍ２～５０００Ｗ／ｍ２、特に２２００Ｗ／ｍ２～３０００Ｗ／ｍ２の加熱出力が得られ、これは、複合ペインから凝縮水分又は氷結を迅速に除去するのに好適である。電圧源への接続のため、コーティングにはバスバーが設けられていることが好ましく、バスバーは電圧源の極に接続されており、これにより、ペインの幅のできるだけ広い部分にわたってコーティングに電流を導入する。バスバーは、例えば、印刷及び焼き付けされている導体として、典型的にはガスフリット及び銀粒子を含有している焼き付けスクリーン印刷ペーストの形態で形成することができる。しかし、その代替として、コーティング上に配置又は接着されている導電性箔、例えば銅箔又はアルミニウム箔の帯を、バスバーとして用いることができる。典型的には、複合ペインの二つの対向端、例えば、上端と下端の近傍に、二つのバスバーが配置されている。
外側ペイン及び内側ペインはガラスでできていることが好ましく、特に、ウインドウペインとして慣例的なソーダライムガラスでできていることが好ましい。しかし、原則として、ペインは、他のタイプのガラス（例えば、ホウケイ酸塩ガラス、石英ガラス、アルミノケイ酸塩ガラス）又は透明なプラスチック（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）でできていてもよい。外側のペインと内側のペインの厚さは、広く多様であってよい。０．８ｍｍ～５ｍｍ、好ましくは１．４ｍｍ～２．５ｍｍの範囲の厚さを有するペイン、例えば、１．６ｍｍ又は２．１ｍｍの標準厚さを有するペインを用いることが好ましい。
外側ペイン、内側ペイン、及び熱可塑性中間層は、透明で無色であってよいが、薄く着色されていてもよい。好ましい実施形態では、ウインドシールド全体での全透過率は、７０％よりも大きい。「全透過率」という用語は、ＥＣＥ－Ｒ４３，Ａｎｎｅｘ３，§９．１.で規定される、自動車窓の光の透過率をテストするプロセスに基づく。外側のペインと内側のペインは、互いに独立して、プレストレスなし、部分的にプレストレス、又はプレストレスであってよい。ペインの少なくとも一つがプレストレスであるとき、これは熱的又は化学的プレストレスであってよい。導電性コーティングが全透過率を過度に低下させないようにする必要がある。
全透過率に加えて、複合ペインは、可能な限りニュートラルな室外側反射色も備えているべきであり、これによって、ユーザーが美的に満足する。典型的には、反射色は、Ｄ６５の光源を用いて、室外側表面の法線に対して６°と１０°の入射角、及び１０°の観察角度で、Ｌａ＊ｂ＊色空間で特徴づけられる。本発明のコーティングによって、あまり色かぶりのない複合ペインを実現できることが実証されている。入射角が８°の場合、ａ＊値は－４～０であり、ｂ＊値は－１３～－３であることが好ましい。６０°の入射角では、ａ＊値は－２～２であり、ｂ＊値は－９～１であることが好ましい。このようなペインは、色かぶりが充分に目立たなくなっており、自動車業界で受け入れられる。
複合ペインは、自動車のウインドウで通例であるように、一つ又は複数の空間方向に湾曲していることが好ましく、典型的な曲率半径は、約１０ｃｍ～約４０ｍの範囲である。しかし、複合ペインはフラットであってもよく、それは、例えば、複合ペインが、バス、鉄道、又はトラクタ用のペインとして意図されているときである。
熱可塑性中間層は、少なくとも一つの熱可塑性ポリマー、好ましくはエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、若しくはポリウレタン（ＰＵ）、又はそれらの混合物、又はそれらのコポリマー、又はそれらの誘導体、特に好ましくはＰＶＢを含有している。中間層は、典型的には、熱可塑性フィルムから形成されている。中間層の厚さは、好ましくは０．２ｍｍ～２ｍｍ、特に好ましくは０．３ｍｍ～１ｍｍである。
複合ペインは、周知の方法で製造することができる。外側ペイン及び内側ペインは、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、中間層を介して互いに積層される。外側ペインと内側ペインの接着は、通常、熱、真空、及び／又は圧力の作用下で行われる。
導電性コーティングは、好ましくは、内側ペインへの物理蒸着（ＰＶＤ）によって、特に好ましくは陰極スパッタリング（「スパッタリング」）によって、最も特に好ましくはマグネトロン増強陰極スパッタリングによって適用される。コーティングは、積層前にペインに適用されることが好ましい。ペイン表面に導電性コーティングを適用する代わりに、原則として、中間層に配置されたキャリアフィルム上にそれを提供することもできる。
複合ペインを曲げる場合は、好ましくは積層前に、そして、好ましくはあらゆるコーティングプロセスの後に、外側ペイン及び内側ペインを曲げプロセスに供する。外側ペインと内側ペインは、一致して（すなわち、同時に、そして、同一のツールによって）一緒に曲げられることが好ましく、これにより、後続する積層に対して、ペインの形状が互いに最適に一致する。ガラス曲げプロセスの典型的な温度は、５００℃～７００℃である。この温度処理はまた、透明性を高め、導電性コーティングのシート抵抗を低減する。
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の投影面として、本発明に従って実装されている複合ペインの使用を含み、その放射がｐ－偏光されているプロジェクタは、ＨＵＤ領域に向けられている。上述の好ましい実施形態は、必要な変更を加えて使用に適用される。
本発明はさらに、自動車、特に乗用車又はトラックのＨＵＤとして、本発明の投影設備の使用を含む。
以下、本発明を図面及び例示的な実施形態を参照して詳細に説明する。図面は概略図であり、縮尺どおりでない。図面は、本発明を限定するものではない。
それらは、以下を示す：
一般的な投影設備の複合ペインの平面図、
一般的な投影設備の断面、
本発明の投影設備の複合ペインの断面、
本発明の導電性コーティングの断面、及び
本発明の導電性コーティングを備えている複合ペイン及び二つの比較例の導電性コーティングを備えている複合ペインのｐ－偏光放射に対する反射スペクトル。
図１及び図２はそれぞれ、ＨＵＤのための一般的な投影設備の詳細を示す。投影設備は、複合ペイン１０、特に乗用車のウインドシールドを備えている。投影設備はまた、複合ペイン１０の領域Ｂに向けられたプロジェクタ４を備えている。通常、ＨＵＤ領域と呼ばれる領域Ｂにおいて、プロジェクタ４は視認者５（乗物運転者）によって視認される画像を生成することができ、その画像は、視認者の目が所謂アイボックスＥ内にあるとき、複合ペイン１０の、視認者からは反対の側の虚像として視認される。
複合ペイン１０は、熱可塑性中間層３を介して互いに結合された外側ペイン１及び内側ペイン２から構築されている。その下端Ｕは乗用車のエンジンの方向に下向きに配置されており、その上端Ｏは屋根の方向に上向きに配置されている。取り付け位置において、外側ペイン１は外部環境に面しており、内側ペイン２は乗物室内に面している。
図３は、本発明に従って実装されている複合ペイン１０の実施形態を示す。外側ペイン１は、取り付け位置で外部環境に面している室外側面Ｉと、取り付け位置で室内に面している室内側面ＩＩを有している。同様に、内側ペイン２は、取り付け位置で外部環境に面している室外側面ＩＩＩと、取り付け位置で室内に面している室内側面ＩＶとを有している。外側のペイン１及び内側のペイン２は、例えば、ソーダライムガラスでできている。外側のペイン１は、例えば、２．１ｍｍの厚さを有しており、内側ペイン２は１．６ｍｍの厚さを有している。中間層３は、例えば、ＰＶＢフィルムでできており、０．７６ｍｍの厚さを有している。ＰＶＢフィルムは、当該技術分野で一般的な、いかなる面粗さを除いて、本質的に一定の厚さを有している。
内側ペイン２の室外側面ＩＩＩは、本発明の導電性コーティング２０が提供されており、これは、プロジェクタ放射の反射面として、さらに、例えば、ＩＲ反射コーティングとして、又は加熱可能なコーティングとして提供されている。
本発明によれば、プロジェクタ４の放射はｐ－偏光、特に本質的に純粋なｐ－偏光である。プロジェクタ４は、ブリュースター角に近い約６５°の入射角で複合ペイン１０を照射するため、プロジェクタの放射は、複合ペイン１０の外側面Ｉ、ＩＶでわずかに反射されるのみである。これに対して、本発明の導電性コーティング２０は、ｐ－偏光放射の反射に最適化されている。これは、ＨＵＤ投影を生成するためのプロジェクタ４の放射の反射面として機能する。
図４は、本発明の導電性コーティング２０の層の積層体を示す。コーティング２０は、三つの導電層２１（２１．１、２１．２、２１．３）を含む。各導電層２１は、それぞれの場合で、合計四つの反射防止層２２（２２．１、２２．２、２２．３、２２．４）のうちの二つの間に配置されている。コーティング２０はまた、二つの平滑化層２３（２３．２、２３．３）、三つの第一マッチング層２４（２４．１、２４．２、２４．３）、三つの第二マッチング層２５（２５．２、２５．３、２５．４）、及び三つのブロッキング層２６（２６．１、２６．２、２６．３）を含む。
層の順序は、図に模式的に示すことができる。内側ペイン２の室外側面ＩＩＩにコーティング２０を有する複合ペイン１０の層の積層体もまた、個々の層の材料及び層の厚さとともに、表１（実施例）に示される。表１はまた、それぞれの場合で、四つの導電層２１を有している二つの比較例の層の積層体も示す。比較例２は、現在既に使用されている導電性コーティングであり、これに対して、比較例１は、導電層２１の層の厚さが著しく薄いコーティングである。層の材料は、表に示されていないドーパントを含むことができる。例えば、ＳｎＺｎＯに基づいている層にはアンチモンをドープすることができ、ＺｎＯ、ＳｉＮ、又はＳｉＺｒＮに基づいている層にはアルミニウムをドープすることができる。
実施例を比較例２と比較すると、本発明のコーティング２０は、特に実質的により薄い導電層２１が特徴であることが明瞭である。その結果、本発明のコーティング２０は、堆積するのに一層経済的である。それにもかかわらず、導電率が充分に高く、特に４０Ｖ～５０Ｖの供給電圧と関連して、本発明のコーティング２０を加熱可能なコーティングとして用いることができる。所望の反射特性、所望のシート抵抗、及び他の光学特性は、誘電体層の適切な設計によって調整される。
比較例１は、実施例と同様の、全導電層２１の合計厚さを有している。しかし、これは、より多くの導電層に分散されており、個々の層の厚さは実施例よりも薄くなっている。驚くべきことに、層の厚さが薄すぎると、光吸収が増加していることを示している。これは、本発明の層構造で回避することができる。
本発明の実施例では、反射防止層２２は、窒化ケイ素－ジルコニウムに基づいている個々の層である。比較例では、反射防止層は、二つの個別の層に分割されていることがある：一つは窒化ケイ素に基づいている層であり、もう一つは窒化ケイ素－ジルコニウムに基づいている層である。反射防止層のそのような分割は、シート抵抗の低減に寄与することができ、原則として、本発明の範囲内で使用することもできる。しかし、本実施例において、複合ペインが必要とする使用を達成するのに、そのような分割は必須ではない。
図５は、従来の導電性コーティング２０（比較例）及び本発明の導電性コーティング２０（実施例）を有する複合ペイン１０について、ｐ－偏光放射に対する反射スペクトルを示す（表１、参照）。スペクトルは、６５°の入射角で、室内側で測定されたため、ＨＵＤプロジェクタの反射挙動をシミュレートしている。図の二つの表示は、縦座標のスケーリングのみが異なる。
比較例２と比較すると、本発明の実施例は、示されたスペクトル範囲で、より高い平均反射率を有している一方で、スペクトルが比較例よりも大幅に滑らかである。これにより、強度が高く、ニュートラルな色の表示のＨＵＤ投射が得られる。
比較例１は、関連するスペクトル範囲において、実施例と同様の反射率を有しており、実施例と同様の滑らかさを有している。したがって、比較例１は、ｐ－偏光を用いてＨＵＤ投影を生成するのにも好適である。しかし、比較例１の薄い銀の層は、驚くべきことに、複合ペインを通る光の透過率を低下させ、これは、ウインドシールドの場合に危機的となり得る。
実施例の反射率は、４５０ｎｍ～６５０ｎｍまでの全スペクトル範囲で、少なくとも１３％であり、比較例１では少なくとも１５％であるのに対して、比較例２ではわずか３％の値である。実施例では、４５０ｎｍ～６５０ｎｍのスペクトル範囲で、最大発生反射率と平均反射率の差は０％であり、最小反射率と平均反射率の差は１％である。比較例１では、対応する値はそれぞれ１％及び０％であり、比較例２では、それぞれ、７％及び６％である。
表２は、本発明の複合ペイン（表１の実施例、参照）及び比較例（表１の比較例１、参照）について、当業者によく知られており、乗物のウインドウを特徴づけるために慣例的に用いられている光学値を示す。ここで、ＲＬは積分光反射率を表し、ＴＬは積分光透過率を表す（ＩＳＯ９０５０準拠）。ＲＬ及びＴＬの後の表記は、使用される光源を示す。Ａは光源Ａを表し、ＨＵＤは放射波長４７３ｎｍ、５５０ｎｍ、及び６３０ｎｍ（ＲＧＢ）のＨＵＤプロジェクタを表す。光源種類の後の角度表記は、室外側面の法線に対する放射の入射角を示す。したがって、９０°未満の入射角は室外側の照射を示し、９０°を超える入射角は室内側の照射を示す。指定された１１５°の入射角は、６５°（＝１８０°～１１５°）の室内側面の法線に対する入射角に対応し、本発明のプロジェクタでの照射をシミュレートする。いずれの場合も、反射率の値の下には、Ｌ＊ａ＊ｂ＊色空間の関連する色値ａ＊及びｂ＊があり、その後に使用される光源（光源Ｄ６５及びＨＵＤプロジェクタ）の表示と観察角度（目中の光線が網膜に当たる角度）の表示が続く。
ＴＴＳ ＩＳＯ １３８３７は、ＩＳＯ １３８３７に準拠して測定された、照射太陽エネルギーの合計を表し、熱的快適性の尺度である。
積分反射値及び色値は、両方のペインで類似している。ｐ－偏光ＨＵＤプロジェクタの放射に関する室内側反射は充分に高く、高強度のＨＵＤ投影を保証する。同時に、室外側の反射色は比較的ニュートラルであるため、複合ペインには不快な色かぶりはない。しかし、本発明の実施例は、より厚い銀の層によって、著しく高い光透過率を有しており、これは、ウインドシールドとしての使用に有利である。
コーティング２０のシート抵抗は１．５Ω／ｓｑ．であり、例えば、４２Ｖの供給電圧及び典型的なウインドシールドの高さ（バスバー間の距離）で、約２３００Ｗ／ｍ２の加熱電力が得られる。
（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） プロジェクタ
（５） 視認者／乗物運転者
（２０） 導電性コーティング
（２１） 導電層
（２１．１）、（２１．２）、（２１．３）、（２１．４） 第一、第二、第三、第四導電層
（２２） 反射防止層
（２２．１）、（２２．２）、（２２．３）、（２２．４）、（２２．５） 第一、第二、第三、第四、第五反射防止層
（２３） 平滑化層
（２３．２）、（２３．３）、（２３．４） 第一、第二、第三平滑化層
（２４） 第一マッチング層
（２４．１）、（２４．２）、（２４．３）、（２４．４） 一番目、二番目、三番目、四番目の第一マッチング層
（２５） 第二マッチング層
（２５．２）、（２５．３）、（２５．４）、（２５．５） 一番目、二番目、三番目、四番目の第二マッチング層
（２６） ブロッキング層
（２６．１）、（２６．２）、（２６．３）、（２６．４） 第一、第二、第三、第四ブロッキング層
（Ｏ） 複合ペイン１０の上端
（Ｕ） 複合ペイン１０の下端
（Ｂ） 複合ペイン１０のＨＵＤ領域
（Ｅ） アイボックス
（Ｉ） 中間層３から離れている、外側ペイン１の室外側表面
（ＩＩ） 中間層３に面している、外側ペイン１の室内側表面
（ＩＩＩ） 中間層３に面している、内側ペイン２の室外側表面
（ＩＶ） 中間層３から離れている、内側ペイン２の室内側表面
（１） 外側ペイン
（２） 内側ペイン
（３） 熱可塑性中間層
（４） プロジェクタ
（５） 視認者／乗物運転者
（２０） 導電性コーティング
（２１） 導電層
（２１．１）、（２１．２）、（２１．３）、（２１．４） 第一、第二、第三、第四導電層
（２２） 反射防止層
（２２．１）、（２２．２）、（２２．３）、（２２．４）、（２２．５） 第一、第二、第三、第四、第五反射防止層
（２３） 平滑化層
（２３．２）、（２３．３）、（２３．４） 第一、第二、第三平滑化層
（２４） 第一マッチング層
（２４．１）、（２４．２）、（２４．３）、（２４．４） 一番目、二番目、三番目、四番目の第一マッチング層
（２５） 第二マッチング層
（２５．２）、（２５．３）、（２５．４）、（２５．５） 一番目、二番目、三番目、四番目の第二マッチング層
（２６） ブロッキング層
（２６．１）、（２６．２）、（２６．３）、（２６．４） 第一、第二、第三、第四ブロッキング層
（Ｏ） 複合ペイン１０の上端
（Ｕ） 複合ペイン１０の下端
（Ｂ） 複合ペイン１０のＨＵＤ領域
（Ｅ） アイボックス
（Ｉ） 中間層３から離れている、外側ペイン１の室外側表面
（ＩＩ） 中間層３に面している、外側ペイン１の室内側表面
（ＩＩＩ） 中間層３に面している、内側ペイン２の室外側表面
（ＩＶ） 中間層３から離れている、内側ペイン２の室内側表面
Claims (15)
- ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）のための投影設備であって、
－外側ペイン（１）及び内側ペイン（２）を有しており、前記外側ペイン（１）及び前記内側ペイン（２）が熱可塑性中間層（３）を介して互いに結合されており、かつＨＵＤ領域（Ｂ）を有している、複合ペイン（１０）；
－前記外側ペイン（１）又は前記内側ペイン（２）の前記中間層（３）に面している表面（ＩＩ、ＩＩＩ）上にあるか、又は前記中間層（３）に含まれている、導電性コーティング（２０）；及び
－前記ＨＵＤ領域（Ｂ）に向けられているプロジェクタ（４）；
を少なくとも備えており、
前記プロジェクタ（４）の放射が、ｐ－偏光であり、
前記導電性コーティング（２０）を備える複合ペイン（１０）が、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲で、ｐ－偏光放射に対して、少なくとも１０％の反射率を有しており、
前記導電性コーティング（２０）が、三つの導電層（２１）を含んでおり、三つの導電層（２１）が、それぞれの場合で、二つの誘電体の層又は積層体の間に配置されており、かつ、
全ての導電層（２１）の厚さの合計が、最大で３０ｎｍであり、かつ前記導電層（２１）が、５ｎｍ～１０ｎｍの厚さを有している、
投影設備。 - 前記導電性コーティング（２０）を有する前記複合ペイン（１０）が、４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲で、ｐ－偏光放射に対して、少なくとも１２％の反射率を有している、請求項１に記載の投影設備。
- ４５０ｎｍ～６５０ｎｍの全スペクトル範囲で、最大発生反射率と平均反射率との差、及び最小発生反射率と平均反射率との差が、ｐ－偏光放射に対して、最大で５％、好ましくは最大で３％、特に好ましくは最大で１％である、請求項１又は２に記載の投影設備。
- 全ての導電層（２１）の厚さの合計が、１５ｎｍ～３０ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２５ｎｍである、請求項１～３のいずれか一項に記載の投影設備。
- 前記導電層（２１）が、７ｎｍ～８ｎｍの厚さを有している、請求項１～４のいずれか一項に記載の投影設備。
- 前記導電層（２１）が、銀に基づいている、請求項１～５のいずれか一項に記載の投影設備。
- 誘電体層の積層体それぞれが、反射防止層（２２）を備えており、
－第一導電層（２１．１）の下の前記反射防止層（２２．１）が、１５ｎｍ～２５ｎｍ、好ましくは２０ｎｍ～２４ｎｍの厚さを有しており、
－第一導電層（２１．１）と第二導電層（２１．２）の間の前記反射防止層（２２．２）が、２５ｎｍ～４０ｎｍ、好ましくは３０ｎｍ～３５ｎｍの厚さを有しており、
－第二導電層（２１．２）と第三導電層（２１．３）の間の前記反射防止層（２２．３）が、７０ｎｍ～９０ｎｍ、好ましくは７５ｎｍ～８０ｎｍの厚さを有しており、
－第三導電層（２１．３）の上の前記反射防止層（２２．４）が、３５ｎｍ～４５ｎｍ、好ましくは３７ｎｍ～４２ｎｍの厚さを有している、
請求項１～６のいずれか一項に記載の投影設備。 - 前記反射防止層（２２）が、窒化ケイ素－ジルコニウム又は窒化ケイ素－ハフニウムのような混合窒化ケイ素－金属に基づいている、請求項７に記載の投影設備。
- 誘電体層の積層体が、それぞれの場合で、二つの導電層（２１）の間に配置されており、前記誘電体層の積層体が、下記を備えている、請求項１～８のいずれか一項に記載の投影設備：
－窒化ケイ素（ＳｉＮ）、窒化ケイ素－ジルコニウム（ＳｉＺｒＮ）のような混合窒化ケイ素－金属、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、又は酸化錫（ＳｎＯ）に基づいている、反射防止層（２２）、
－錫、ケイ素、チタン、ジルコニウム、ハフニウム、亜鉛、ガリウム、及びインジウムの一種以上の元素の酸化物に基づいている、平滑化層（２３）、
－酸化亜鉛に基づいている、第一及び第二マッチング層（２４、２５）、並びに
－任意で、ニオブ、チタン、ニッケル、クロム、及び／又はこれらの合金に基づいている、ブロッキング層（２６）。 - 前記導電性コーティングが、１Ω／ｓｑ．～２Ω／ｓｑ．のシート抵抗を有している、請求項１～９のいずれか一項に記載の投影設備。
- 前記プロジェクタ（４）の放射が、本質的に純粋なｐ－偏光である、請求項１～１０のいずれか一項に記載の投影設備。
- 前記複合ペイン（１０）の外側表面（Ｉ、ＩＶ）が、実質的に、互いに平行に配置されている、請求項１～１１のいずれか一項に記載の投影設備。
- 前記プロジェクタ（４）の放射が、６０°～７０°の入射角で、前記複合ペイン（１０）に当たる、請求項１～１２のいずれか一項に記載の投影設備。
- 前記導電性コーティング（２０）が、４０Ｖ～５０Ｖの電圧源に連結されており、前記複合ペインを加熱する、請求項１～１３に記載の投影設備。
- 自動車、特に、乗用車又はトラックでの、ＨＵＤとしての、請求項１～１４のいずれか一項に記載の投影設備の使用。
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