KR102064406B1 - 조명 수단을 포함하는 선루프 - Google Patents

Abstract

본 발명은 모터 차량을 위한 적층된 유리 선루프에 관한 것으로, 승객실을 조광하기 위한 수단을 포함하며, 상기 수단은 적층체의 삽입 물질 내에, 유리 시트 사이에 탑재된 한 세트의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 선루프는 기껏해야 50%의 최대 광 투과(LT) 팩터를 가지며, 다이오드의 수 및 파워는 유리 패널의 성분에 대한 불리한 과열을 야기함이 없이 유용한 조명을 보증하기 위해 선택된다.

Description

조명 수단을 포함하는 선루프{SUNROOF COMPRISING LIGHTING MEANS}

본 발명은, 적어도 부분적으로, 유리화(glazing) 유닛으로부터 형성된 차량 루프(roof)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 루프의 영역의 큰 부분 또는 심지어 전부를 덮는 유리화 유닛을 가진 루프에 관한 것이다.

차량의 본체의 부분인 통상적인 루프를 점점 더 유리화 루프가 대체하고 있다. 이들 루프의 선택은 제조자가 이들의 고객에게 이 선택지를 제공한 결과인데, 이것은 컨버터블의 결점 없이, 컨버터블처럼, 차량을 외부로 열린 것처럼 보이게 만들며, 이들 루프는 통상적인 세단의 쾌적 수준을 유지한다. 이렇게 하기 위해서 유리화 루프는 많은 요건을 충족해야 한다. 먼저 안전 요건을 해결할 것이 권고된다. 유리화 루프는 사고가 난 경우에 방출 저지를 확립하는 규정을 충족해야 한다. 구체적으로, 이들은 "규칙 R43"로서 알려진 규칙을 충족해야 한다. 승객 방출 저지는 특히 적층된 유리화 유닛의 사용을 필요로 한다.

적층된 유리화 유닛의 사용으로 무게를 제한할 필요성이 없어지지는 않는다. 이 이유로, 사용되는 적층된 루프의 두께 또한 낮추어야 한다. 실제로, 이들 루프의 유리화 유닛은 두께가 8mm보다 크지 않고, 바람직하게는 7.5mm보다 크지 않다.

위에 언급된 바와 같이, 유리화 루프를 선택하는 목적은 승객실의 휘도를 증가시키는 것이다. 이 장점은 승객의 쾌적 및 특히 열적 쾌적을 보증하는 다른 특성을 희생하여 얻어지지 않아야 한다. 휘도 증가가 동기가 된 유리화 루프의 사용은 외부와의 열교환도 증가시킨다. 이것은 차량이 강한 태양 방사에 노출되었을 때 온실 효과 메커니즘을 통해 관찰된다. 그러나, 루프는 추운 기간 동안 승객실의 온도를 유지하는 데에도 기여해야 한다.

고선택비 유리화 유닛 사용을 포함하여, 열적 조건을 제어하기 위해 다양한 조치가 채용된다. 이들 조건은 사용되는 유리(가장 흔하게는 미네랄 유리, 그러나 유기 유리도 가능함)의 선택에 기인한다. 유리화 유닛에 의해 유지되는 추가의 필터, 특히 적외선 방사를 선택적으로 반사시키는 층들의 시스템으로 구성된 필터 또한 이들 조건과 관계가 있다. 이들 요건을 해결하는 해결책이 종래 기술에 공지되어 있다. 이것은 특히 특허 EP 1 200 256의 경우이다.

유리화 루프의 선택은 또한 추가의 기능이 개발될 수 있게 하였는데, 예를 들면 다양한 차량 시스템을 동작시키기 위해 요구되는 전기 생성에 기여하는 광전지 시스템을 통합할 수 있게 하였다. 이러한 시스템의 구현예는 많은 공보, 특히 특허 EP 1 171 294의 주제이다.

또한, 가끔씩만 승객실 휘도를 증가시키는 것이 요구될 수도 있다. 사용자는, 사용 시간에 따라, 낮은 휘도를 선호하거나, 단순히 승객실이 외부로부터 들여다 보이는 것을 방지하는 "프라이버시" 측면을 유지하는 것을 원할 수도 있다.

유리화 유닛의 광 투과가 사용 조건에 맞게 수정될 수 있게 하는 해결책이 이미 개발되었다. 이것은 특히 "전기적으로 제어되는" 유리화 유닛이라고 하는 것의 문제인데, 이러한 유리화 유닛은 이들 유리화 유닛에 내포된 구성물에서 착색된 이온의 상태를 수정함으로써 변화가 얻어지는 전기변색(electrochromic) 수단을 포함한다. 또한, 이를테면 SPD(부유 입자 장치)이라고 하는 시스템과 같은, 전기 전압의 인가 여하에 따라 질서가 잡히거나 잡히지 않는 현탁액 내 입자들의 층들을 포함하는 유리화 유닛의 문제일 수도 있다.

유리화 루프의 개발은 다른 문제를 제기하며 신규한 제품으로 가는 길을 연다. 어떤 기능은 이들 루프의 명세 때문에 수정될 수도 있고 또는 수정되어야 한다.

이들 기능 중에는 주위 조명의 문제이든 아니면 "독서 광(reading light)"이라고 하는 것에 대응하는 더 국부화된 조명의 문제이든 간에, 승객실의 조명을 포함한다. 통상적으로, 이들 서로 다른 유형들의 조명을 제공하기 위해 사용되는 수단은 루프 상에 혹은 루프의 실내 트림 상에 배치된다. 또한, 흔히 조광 수단은, 실내 리어-뷰 미러의 기부, 윈드스크린 와이퍼 및 헤드 램프를 언제 온할지를 제어하기 위해 사용되는 각종의 센서를 포함하고, 또한 데이터를 여러 주파수로 전자기적으로 통신하기 위한 수단(원격 통행료 지불, GPS, 등), 또는 적외선 카메라와 같은 운전자 보조장치를 내장하는, 부분적으로 방풍유리 위로 확장되는 조립체의 부분을 형성한다. 당해 조립체는 이들 "유리화" 해결책을 선택하는 동기가 되는 요망되는 투명성을 국부적으로 가로막는다.

본 발명은 승객실을 조명하는 수단의 투명성을 현저하게 열화시키지 않게 설계된 이 수단을 루프 내로 통합함으로써 이들 루프를 형성하는 유리화 유닛의 사용을 최적화하는 것을 제안한다. 이 통합은, 이하 기술되는 바와 같이, 이들 유리화 루프에 맞게 한 새로운 배열을 이용할 수 있게 한다.

본 발명에 따라 선택된 모드는 발광 다이오드(LED)의 사용이다. 이 선택은 전에, 예를 들면 특허 출원 WO 2004/062908, EP 1 437 215 및 EP 1 979 160에서 제안되었다. 이들 출원에서, 다이오드는 2개의 유리 시트를 함께 결합하는 적층된 유리화 유닛의 플라스틱 중간층 내에 위치된다. 당해 응용에 따라, 이 얇은 도전성 와이어(EP 1 979 160)에 의해 혹은 투명 도전층(EP 1 437 215)에 의해 LED에 파워가 공급된다.

LED를 광원으로서 사용하는 원리를 떠나서, 종래 기술은 이들 제품이 제조자의 요건을 충족시킬 수 있게 할 구체적 기술, 그리고 이들 기술이 적층된 당해 구조에 실제로 통합가능할지/통합될지 여부/방법에 관계된, 아직 해결되지 않은 문제를 남기고 있다. 그러므로 발명자는 이들 문제에 대한 해결책을 제안한다.

당해 동작 모드에 연관된 한 요건은 특히 독서 광이 형성되어야 한다면, 충분한 파워가 제공되어야 한다는 것이다.

발광성 형태로 정보를 디스플레이하기 위해 LED를 사용하는 것은 이미 고찰되었다. 정보를 디스플레이하는 것은 디스플레이가 차량 밖으로부터의 광에 노출된 유리화 유닛 상에 위치되었을 때라도, 즉, 디스플레이가 역광일 때라도, 비교적 낮은 파워만을 요구한다. LED에 의해 방출되는 광은 제한된 파워를 갖고서도 바깥 광에 대해 고 대비가 얻어지게 매우 작은 영역 상에 집중된다. 이것은 "조명" 응용을 위해선 맞지 않는다. 어느 정도까지 점광원은 심지어 불리할 수도 있다. 이들 매우 밝은 점광원을 곧바로 바라보게 된다면 눈이 부실 위험이 있고, 전달되는 파워가 증가함에 따라 이 위험은 증가한다.

한편으로는 "프라이버시" 측면으로선 적격일 수 있는 것을 제공하기 위해서, 다른 한편으로는 가시 영역 내에 파장과는 불가분의 에너지 전달을 제한하기 위해서, 유리화 루프의 광 투과는 시스템적으로 제한된다. 적어도 이들 두 이유로, 유리화 루프의 광 투과는 통상적으로 입사광의 50% 미만이고 흔히 이보다 훨씬 더 낮은데, 예를 들면 약 15 내지 20% 혹은 그 미만이다. 당해 투과는 특히 입사광의 입부를 흡수하는 시트를 사용하여, 그러나 또한 투과가 제어가능하게 가변될 수 있게 하는 수단에 의해, 이하 나타내는 바와 같은 다양한 방법으로 조절될 수 있다.

주어진 수준의 조광을 제공하기 위해 요구되는 발광성 파워를 판정할 때, 다이오드에 의해 방출되는 광을 감쇠시키는 요소를 고려하고, 특히, 당해 유리화 유닛에 따라, 비교적 상당량의 광이, 유리 시트, 중간층 및 방출되는 광속이 따라가는 경로 상에 놓여진 임의의 요소에 흡수된다는 사실을 고려하는 것이 필요하다.

본 발명에 따라 조명에 의해 요구되는 발광성 파워는 복수의 다이오드 간에, 장점이 있게, 배분된다. 복수의 다이오드를 사용하는 것은 다수의 장점을 갖는다. 첫 번째 장점은, 예를 들면, 낮은 파워의 개개의 다이오드가 사용될 수 있다는 것이다. 시판되는 다이오드의 파워가 상당히 증가되었을지라도, 보통의 파워의 다이오드는 이들이 덜 비싸다는 점에서만 장점이 유지된다. 이들은 또한 가장 강력한 다이오드의 발광성 효능이 최상이 아닌 한에 있어서는 장점이 있다. 그러므로, 최상의 효능에 대응하는 파워 범위에서 다이오드를 선택하는 것이 바람직하다. 이 접근법은 다이오드가 사용되는 열적 조건에 연관된 부정적 결과를 제한할 필요성도 해결하는데, 이에 관해서는 이하 더 기술된다.

다이오드의 에너지 변환 효율 또한 그동안 현저하게 개선되었다. 주어진 파워에 대해서, 최근의 제품에 의해 발생되는 열의 양은 감소하는 경향이 있었다. 그럼에도 불구하고, 최상의 에너지 변환 효율, 즉, 광으로 변환되는 전기 파워의 퍼센트는 일반적으로 30%를 초과하지 않으며 대부분 공통적으로 약 15 내지 20%이다. 그러므로, 열의 상당량이 주울 발열에 의해 발생된다.

적층체 내 다이오드의 위치는 동작 동안 발생된 열이 쉽게 제거되게 하지 않게 한다. 높은 동작 파워에 있어서, 다이오드는 국부적인 발열을 야기할 수 있어 이는 결국에 다이오드 자체, 파워 서플라이 회로에의 땜납 연결, 혹은 다이오드와 접촉하거나 이에 바로 근접한 적층된 루프 내에 있는 요소를 열화시킬 수도 있다. 유리 시트가 손상 없이 온도 증가를 견딜 수 있을지라도, 적층체를 함께 결합하는 열가소성 시트를 포함하여, 그외 다른 구성성분은 온도를 비교적 엄격한 범위 사이로, 가장 흔하게는 100℃ 미만 및 심지어 종종 80℃ 미만으로 유지할 필요가 있다. 이 이유로, 본 발명에 따라 각각이 이 총 파워의 일부만을 제공하고 서로로부터 거리를 두고 배열된 복수의 다이오드에 걸쳐 요구되는 총 파워를 분배하는 것이 바람직하다.

실험은 이를테면 적층된 유리화 루프에 대응하는 환경과 같은 환경에서 주어진 파워의 다이오드의 온도의 변화가 평가되게 하였다. 이 평가는 다이오드에 대해서, 근본적으로, 이와 접촉하는 물질을 통한 전도에 의해 열이 방산된다는 사실을 고려한다. PVB와 같은 물질로 만들어진 열가소성 중간층은 양도체도 아니고, 유기 또는 미네랄 유리 시트도 아니다. 그러므로 사용되는 다이오드의 파워를 제약하기 위해 주의해야 한다. 실험은, 사용되는 고찰된 조건 및 가용한 다이오드의 에너지 변환 효율에 대해서, 전기 파워는 바람직하게는 2W를 초과하지 않아야 하며, 가장 흔하게는 1W를 또는 심지어 0.5W를 초과하지 않아야 함을 보였다. 예상대로, 더 나은 에너지 변환 효율쪽으로 간다면, 즉 파워의 더 작은 일부가 열 형태로 방산된다면, 파워는 위험 없이 증가될 수도 있을 것이다. 계속 간다면 다이오드는 4W까지 혹은 심지어 5W의 파워를 사용하게 될 수도 있을 것이다.

주어진 전기 파워에 대해서, 다이오드 광속은 큰 정도로 달라질 수 있다. 불필요하게, 필요한 다이오드를 증가시키고 이들을 적층체 내에 통합하는 것을 복잡하게 만드는 것을 없게 하기 위해서, 사용되는 다이오드의 파워는 15 lm/W보다 낮지 않으며, 바람직하게는 40 lm/W보다 낮지 않으며, 특히 바람직하게는 75 lm/W보다 낮지 않다. 반대로, 이들의 수명을 해치는 발열 및/또는 적층체의 구성성분의 열화라는 위험을 감수하는 일이 없도록 이들의 파워를 과도하게 증가시키 않는 것이 바람직하다. 다이오드의 개개의 파워는 전기 와트당 100 루멘보다 낮은 채로 있는 것이 장점이 있다.

요구되는 발광성 파워는 실질적으로 차량 및 당해 사용(독서 광, 주위 또는 실내 조명)에 따라 달라질 수 있다.

참고로, 독서 광을 위해서, 필요한 조도는, 약 20 내지 100 럭스, 즉 조광되는 대상에 조광되는 광속은, 차량의 승객실의 구성에 따라, 이것은 1 lm보다 낮지 않으며, 바람직하게는 2 lm보다 낮지 않으며, 이것은 50 lm 이상만큼 높을 수도 있다. 승객실의 주위 조명에 대해서, 발광성 파워는 통상적으로 약간 더 낮다. 조도는 통상적으로 1 럭스보다 낮지 않으며 10 럭스 이상만큼 클 수도 있다. 이들 조건 하에서, 승객실 전체의 주위 조명을 위한 광속은 2 내지 60 루멘의 범위일 수 있다.

조도에 영향을 미치는 또 다른 요인은 광속의 방위에 관계된다. 가장 일반적인 다이오드는 다이오드 전방에 전체 공간 내에 방출한다. 이를 행하기 위해 다이오드는 광속을 일측으로만 지향시키는 반사 요소를 포함한다. 방출된 광속을 집중시켜 지향시키는 광학 수단이 다이오드에 장치될 수 있을지라도, 이들 수단은 이들이 유사한 굴절률의 매질에 의해 둘러싸였을 때는 무효하다는 점에 유의해야 한다. 에폭시 수지와 같은 합성 물질로 만들어지는 이들 렌즈는 폴리비닐 부티랄과 같은 적층체의 중간층의 열가소성 수지와의 굴절률 차이가 충분하지 않다. 그러므로, 빔의 방향을 제어하기 위해 추가의 수단이, 장점이 있게, 사용된다. 예시적 실시예가 이하 제시된다.

실제로, 독서 광 응용을 위해서, 다이오드의 파워는 각 다이오드에 의해 유리화 유닛에 수직한 40°의 입체각으로 유리화 유닛으로부터 방출되는 광 세기가 10 cd보다 낮지 않게, 바람직하게는 15 cd보다 낮지 않도록, 유리화 유닛의 구성성분들의 흡수를 고려하여 선택된다.

가장 적합한 가용한 다이오드에 의해 방출되는 광속으로 인해, 독서 광은, 장점이 있게, 2 내지 20 다이오드 및 바람직하게는 6 내지 15을 포함한다. 더 강력한 다이오드에 대해서, 이들 중 하나만으로도, 이것이 충분히 효율적이었다면, 충분할 수도 있을 것이다. 승객실의 일반적인 조명을 위해서, 다이오드의 수는 승객실의 크기에 달려있고, 앞에 경우에서보다 훨씬 더 많을 수도 있다. 루프의 면적으로 나눈, 루프에 걸쳐 분배된 다이오드 수는, 장점이 있게, 약 6 내지 40/m², 가장 흔하게는 10 내지 30/m²일 수 있다.

독서 광의 문제이든 주위 조명의 문제이든 간에, 다이오드가 발생시키는 열을 더 쉽게 방산되게 하기 위해서, 이들을 서로로부터 어떤 거리를 두고 유지하는 것이 바람직하다. 각 다이오드 사이에 적어도 10mm의 간격이 바람직하고 적어도 20mm인 것이 장점이 있다.

위에 언급된 바와 같이, 유리화 루프의 광 투과는 필수적으로 제한된다. 이 흡수는 통상적으로 사용되는 유리 시트 및 중간층에 의해 얻어진다. 이 흡수는 또한 시트 상에 있는 흡수성 층에 기인하거나, 또는 다양한 투과 상태가 선택될 수 있게 하는 장치의 사용에 기인하거나, 혹은 심지어 다수의 이들 수단의 조합에 기인할 수도 있다.

흡수가 유리 시트 및 중간층에 의해 얻어질 때, 전체적으로 및/또는 개별적으로, 이들 요소는 매우 흡수성이 있다. 그러나, 이 유형의 고 흡수는 또한 광 및 에너지의 투과를 더욱 감소시키기 위해 및/또는 예를 들면 유리화 유닛의 색을 제어하기 위해서, 투과를 선택할 수 있게 하는 요소를 포함하는 루프에서 장점이 있을 수도 있다.

투과를 제어가능하게 가변시키기 위한 수단(이 수단에 관해서는 이하 추가로 설명된다)을 포함하는 루프에서, 유리 시트에 의한 흡수, 및 선택적으로 중간층의 흡수는 덜할 수도 있다. 이들의 "명(clear)" 구성에서, 전기적으로 제어되는 시스템은 통상적으로 50%를 초과하지 않는 흡수에 기여한다. 전기적으로 제어되는 시스템의 이 상태에서 요망되는 투과가 없는 것으로 간주된다면, 유리 시트 및 층들이 투과를 현저하게 감소시켜야 한다. 이 경우에 흡수는 여전히 매우 상당할 수도 있다. 이것은 바람직하게는 적어도 25%이며 40% 이상만큼 클 수도 있다. 당해 흡수는 장치가 명(clear) 상태에 있는지 아니면 암(dark) 상태에 있는지를 제어한다. 명 상태에서 장치는 에너지 및 광의 투과를 감소시키는데 기여하며, 아마 유리화 유닛 내 내장된 요소를 가리는데 관여할 수도 있다.

적층체를 형성하기 위해 사용되는 유리 시트는 동일한 구성물 및 아마도 동일한 두께를 가질 수도 있는데, 이것은 이들을 사전에 더 쉽게 형상화하게 하는데, 예를 들면 두 시트는 동시에 휘어진다. 가장 흔하게는 유리 시트는 서로 다른 구성물 및/또는 두께를 갖는데, 이 경우에 이들은 바람직하게는 개별적으로 형상화된다.

유리 시트는 반사된 광처럼, 투과된 광이 가능한 한 색이 중간색이 되게 한다. 전체적으로, 유리화 유닛은 그레이(gray) 또는 약간 푸르스름한 색을 갖는다.

착색된 중간층의 가능한 존재는 광의 흡수에 관여한다. 이들 착색된 중간층이 있어도 에너지의 투과를 현저히 감소시키지는 않는다. 이들은 유리화 유닛 -이의 유리 시트 전체는 충분히 흡수성이 있지 않을 것이다- 내에 사용되는 것이 고찰될 수도 있으며, 이의 유리 시트 전체는흡수성이 충분하지 않을 것이다. 이 상황은, 예를 들면, 광전지 요소를 유리화 유닛 내에 통합하기 위해서, 적어도 외부 유리 시트가 흡수성이 불충분한 유리 시트 또는 심지어 각별히-맑은(clear) 유리일 때, 일어날 수 있다. 이 특별한 경우를 제외하고, 가장 흔하게는 외부 시트 또한 흡수성이 있는 유리 시트이어서, 착색된 중간층에 대한 필요성은 없다.

승객실을 향해 있는 유리 시트는 또한, 예외적으로, 맑은 유리로 만들어질 수도 있다. 이것은 가장 흔하게는 흡수성이 있고 에너지 투과에 전체적인 감소에 기여한다. 이의 투과가 제한될 때, 이것은 유리화 유닛 내 있는 비-투명 요소가 적어도 부분적으로 승객의 시야에서 가려질 수 있게 한다. 이것은 예를 들면 다이오드가 활성화되지 않았을 땐 이들 자신들의 경우가 되는데, 그러나, 이것은 위에 언급된 광전지 요소 혹은 유리화 유닛 내 탑재된 임의의 요소의 문제일 수도 있다.

바람직하게는, 두 유리 시트는 착색되고, 다이오드에 의해 방출되는 광은 승객실을 향해 있는 유리 시트에 의해, 그리고 다이오드가 삽입된 중간층에 의해 부분적으로 흡수된다. 다이오드에 의해 방출되는 광을 너무 많이 감소시키기 않기 위해서, 승객실을 향해 있는 유리 시트는 바람직하게는 이 광의 40%보다 많지 않게, 바람직하게는 30%보다 많지 않게 흡수한다.

투과 및 반사에서 색 또한 유리 시트 및 중간층의 선택에서 중요하다. 승객실을 향해 있는 유리 시트에 있어서, 특히 투과에서 중간색인 유리는 다이오드에 의해 생성된 광속의 색에 미치는 영향 때문에 바람직하다.

독서 광을 형성하기 위해서 광은 바람직하게는 무색이거나 매우 약간 색이 넣어진다. 한편으로 다이오드의 방출 뿐만 아니라 다른 한편으로 승객실을 향해 있는 중간층 및 유리 시트의 투과를 고려한, 조명을 특징짓는, CIE 1931 시스템에서 (x, y) 색 좌표는, 이들이 좌표점: (0.2600; 0.3450), (0.4000; 0.4000), (0.4500; 0.4000), (0.3150; 0.2900), (0.2350; 0.2500)에 의해 정의된 주변, 냉광 및 온광(warm light)이라 불리우는 것 둘 다를 포함하는 주변, 및 바람직하게는 매우 약간 착색된 광에 더 정확하게 속하는 좌표점 (0.2650; 0.3350), (0.3200; 0.3200), (0.3100; 0.3000), (0.2350; 0.2500)에 의해 정의된 주변에, 장점이 있게, 새겨지게 한 것들이다.

위에 나타낸 바와 같이, 태양 방사에 노출된 유리화 루프의 에너지 투과는 루프를 구성하는 유리들을 적합히 선택함으로써, 그리고 필요하다면, 선택적으로 적외선을 반사시키는 얇은 필름을 사용하여 제한된다. 유리화 루프의 존재로 승객은 "어깨가 차갑다(cold shoulder)"라 부르는 느낌을 경험하게 되는데, 이 느낌은 외부 온도가 쾌적한 실내 온도보다 낮을 때 승객실로부터 열 손실에 의해 야기된다.

실제로, 승객의 쾌적한 수준을 회복하기 위해서, 제조자는 근본적으로 유리화 유닛의 내표면 전체를 덮을 수 있게 하는 스크린을 사용한다. 그러나, 스크린의 존재는, 이것이 닫혀졌을 때, 루프 내 포함된 광(들)로부터의 이익을 얻는 것을 불가능하게 한다.

스크린을 사용할 필요가 없는 것을 가능하게 하기 위해서, 본 발명은 열 손실이 최소화되는, 그러나 광 투과를 과도하게 감소시키지 않는 루프를 제공한다. 이 결과를 달성하기 위해서, 본 발명은 승객실을 향해 있는 유리화 유닛의 그 면에 저-E 층(저-방사율층)을 적용하는 것을 제안한다. 이것은 적층된 유리화 유닛의 면들을 지정하기 위해 사용되는 통상적인 명명법에 맞추었을 때, 위치 4의 문제이다. 면들은 외기에 노출되는 면부터 시작하여 숫자가 매겨진다. 당해 층들은 외부에서 실내로 가시 영역 내 광선의 투과에 대한 실질적 장애물을 형성함이 없이, 승객실에 의해 방출되는 적외선을 선택적으로 반사시키는 필터로서 작용한다.

이들 층의 장점은 이들이 어떠한 상황 하에서도 본 발명에 따른 조명 기능의 사용가능성을 결코 제약하지 않는다는 것이다.

위치 4에 층이 열화로부터, 특히 기계적 열화로부터 보호되지 않는다는 사실에도 불구하고 이 위치에 얇은 층을 배치하게 선택된다. 충분히 내기계적 및 내화학적인 저-E 층을 선택하는 것이 가능하다.

적외선 필터 기능은 다소 "선택적"일 수 있다. 선택도는 가시광 투과(TL) 대 솔라 팩터(solar factor)(SF)의 비로서 정의되며, 솔라 팩터(SF)는 표준 EN 410에 정의된 바와 같이, 곧바로 투과되는 에너지와 흡수된 후 실내로 재-방출되는 에너지와의 합이다.

장점이 있게, 양호한 내기계적 코팅을 얻는 것이 얼마나 중요한지를 감안하여, 이를테면 PECVD, CVD 또는 열분해(pyrolytic) 기술에 의해 제작되는 것들과 같은, 소위 "하드(hard)" 층이 선택될 것이다. 그러나, 저-E 시스템은, 얻어지는 시스템이 충분히 저항력이 있는 층들로 구성된다면, 진공 스퍼터링 기술을 사용하여 제작될 수도 있다.

본 발명에 따라, 방사율이 0.3 미만, 바람직하게는 0.2 미만, 특히 바람직하게는 0.1 미만인 저-E 층 시스템을 사용하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 본 발명에 따른 루프의 제작에 관하여, 유리화 유닛을 형상화하고 조립하기 위해 사용되는 공정(processing)을 구성성분 요소가 견딜 수 있는 용량을 유념해 둘 것이 권고된다. 유리 시트, 중간층, 다이오드의 파워 서플라이 회로, 다이오드 자체들 및 저-E 층인 기본 요소로 출발하여, 공정은 필수적으로 층들을 형성하고, 시트를 휘어지게 하고 마지막으로 이들 여러 요소를 조립하는 것을 포함한다.

일반적으로 차량의 루프는 아마도 이들 유리화 유닛의 가장자리의 곡률을 제외하고 비교적 두드러지지 않은 곡률을 갖는다. 미네랄 유리 시트의 형성화는 이들 중 적어도 하나에 대해, 유리를 연화되게 하는 고온 (650 내지 700℃)에 노출을 요구하는 공정을 포함한다. 다이오드 및 이와 연관된 어떤 요소는 당해 온도를 견딜 수 없다. 그러므로, 다이오드는 필수적으로 유리화 유닛이 휘어진 후에 이 내에 삽입되어야 한다. 이들 통합에는 열가소성 중간층 시트와 유리 시트와의 조립이 남아있다.

다이오드의 삽입의 조건은 고온 스트레스 및 기계적 스트레스 둘 다에 이들의 상대적 취약성을 고려해야 한다. 시트는 통상적으로 약 120 내지 130?의 온도에서 그리고 압력 하에 오토클레이브에서 조립된다.

다이오드의 특성은 통상적으로, 이들이 매우 긴 기간 및/또는 공격적인 화학적 환경 조건 하에서 적용되지 않는다면, 당해 온도를 견딜 수 있게 한다. 그럼에도 불구하고, 당해 온도는 다이오드와 이들의 파워 서플라이 회로 간에 연결을 형성하기 위해 사용되는 물질의 선택에 관하여 몇 가지 예방책이 취해질 것을 요구한다. 이 연결은 특히 이것이 전도성 접착제에 의해 형성될 때는 열에 민감하다. 땜납을 사용하는 것은, 필요하다면, 더 높은 온도에 견딜 수 있게 한다.

기계적 스트레스는 주로 조립으로부터 비롯되는 압력의 결과이다. 이들 압력의 영향을 최소화하기 위해서, 과도한 힘없이 다이오드가 중간층의 물질 내에 삽입되게 다이오드를 배열하는 것이 필요하다.

첫 번째 조건은 다이오드가 삽입될 수 있게 반드시 중간층을 충분히 두껍게 한다.

통상의 다이오드는 이들의 패키지와 더불어 보통 높이가 1.5mm 미만이고 가장 흔하게는 1mm 미만, 또는 심지어 0.7mm 미만이다. 당해 높이는 사용되는 통상적인 중간층의 두께와 완전히 양립한다. 참고로, 두께가 0.76mm 및 0.38mm인 PVB 시트가 시판되고 있다. 또한, 이들 적층된 유리화 유닛에 있어서는 필요에 따라 복수의 중간층을 연관시키는 것이 통상적이다. 그러므로, 본 발명에 따라, 중간층의 두께는 적어도 다이오드의 높이와 같다. 추가의 예방책으로서, 다이오드를 감싸게 의도된 중간층 두께는 유리화 유닛의 총 두께를 불필요하게 증가시키지 않기 위해서 요구되는 것보다 더 높지 않게 하면서, 다이오드의 높이보다 크도록, 예를 들면 이 높이의 1.5배 이상이 되게 선택된다.

다이오드의 기계적 저항성, 그리고 훨씬 더, 파워 서플라이 회로에 이들의 연결의 기계적 저항성은, 이들이 조립 동안에 중간층의 물질 내로 삽입될 수 있게 해야 한다. 통상의 세라믹 패키지는 매우 저항성이 있다. 중간층 물질은 간단히 압력을 가함으로써 다이오드가 삽입될 수 있게 하기 위해서 오토클레이브 내에서 베이킹 동안에 일반적으로 충분히 연화된다.

위에 기술된 프로세스는, 일단 여러 요소가 제자리에 놓여지면, 예를 들면 가교결합에 의해 굳어지기 전에 실온에서 유체 형태 도포되는 물질로부터 중간층이 형성되는, 덜 일반적인 프로세스로 대체될 수도 있다.

다이오드의 파워 서플라이 회로는 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 이들 중 하나는 EP 1 979 160에 기술된 바와 같이 다이오드와 함께 중간층 내에, 장점이 있게, 삽입되는, 얇은 와이어를 사용하는 것에 있다. 유리화 유닛이, 시스템적으로, 낮은 광 투과를 갖는다면 이들 매우 얇은 와이어가 있다는 것을 실제로는 감지할 수 없다. 이 실시예에서 주요 어려움은 다이오드를 중간층 내에 위치시키는 것에 있다.

본 발명에 따라, 중간층과는 별개인 캐리어 상에 파워 서플라이 회로 및 다이오드를 배열하는 것이 바람직하다. 휘기 위해 사용되는 유형의 열 처리를 이 시트에 가할 필요가 없다면, 이는 적층체의 유리 시트 중 하나의 문제일 수 있다. 한 방법은 예를 들면, 도전층이 코팅된 시트를 휘는 것에 있다. 이 층에서, 파워 서플라이 회로는 휨을 수행하기 전 또는 후에 형성된다. 일단 시트가 휘어졌으면, 다이오드는 파워 서플라이 회로 상에 적합한 위치에 배열된다. 그러나, 다이오드를 만곡된 기판에 끼워맞추는 것은 자동화하기가 여전히 어려운 동작이다.

한 대안은 두꺼운 시트의 곡률에 밀접하게 따르게 기계적으로 힘을 가하여 비교적 두꺼운 만곡된 시트를 얇은 평탄한 시트에 연관시킴으로써 적층된 유리화 유닛을 형성하는 것에 있다. 요구되는 곡률이 견딜 수 있는, 특히 유리 시트에 의한 스트레스를 감안하여 비교적 완만한 채로 있는 경우에만 이 기술을 구현하는 것이 고려된다. 이 유형의 조립은 예를 들면 특허 출원 BE 2011/0415(2011년 7월 4일에 출원된) 혹은 심지어 특허출원 BE 2012/0036(2012년 1월 16일에 출원된)에 기술된 것과 같다. 이 유형의 조립의 경우에, 파워 서플라이 회로 및 다이오드는 평탄한 시트 상에 배열되고, 이들이 노출되는 온도 증가는 오토클레이브 내 베이킹 온도일 뿐이다.

이 조립 모드에서, 평탄한 유리 시트는, 장점이 있게, 화학적으로 강화된(chemically tempered) 유리 시트이다.

위에 기술된 방법으로 조립된 적층체에서 평탄한 시트를 외부를 향하게 혹은 실내를 향하게 배치하는 것이 가능하다. 돌조각 충돌에 연관된 위험을 최소화하기 위해서, 회로 및 다이오드를 유지하는 아마도 더 얇은 시트를 실내를 향해 배치하는 것이 바람직할 수 있다. 이 위치에서, 다이오드 및 파워 서플라이 회로를 유지하는 시트의 면이 볼록한 측 상에 있다는 사실은 장력 스트레스를 발생시킨다. 이것은 곡률이 완만한 채로 있고 스트레스가 제한되기 때문에 어떠한 특별한 어려움도 야기하지 않는다. 그럼에도 불구하고, 한 특이성은 사용되는 다이오드의 유형의 결과이다. 구체적으로, 다이오드의 캐리어, 즉 유리 시트에 대응하는 측에서 멀어지게 광속을 지향시키는 것이 필요하다. 이 경우에, 사용되는 다이오드는 필수적으로 "리버스 걸윙(reverse gullwing)" 다이오드이다.

위에 기술된 조립 모드에서, 파워 서플라이 회로가 형성되는 도전층은 얇은 시트 상에 형성된다. 당해 유리 시트가 두께가 매우 작을 때(예를 들면 두께가 0.8mm 또는 심지어 약 0.4mm) 층을 도포하기는 쉽지 않다. 이들 층을 형성하기 위해 통상적으로 사용되는 기술은 특히 층 도포 단계에서 시트의 평탄성을 제어하는데 있어 어려움 때문에, 결점을 초래한다.

다이오드가 사전에 고정된, 큰 크기의 비교적 얇은 시트를 취급하는 어려움을 감안하면, 다른 방법으로 진행하는 것이 가능하다. 이것은 실제 유리 시트 및 중간층과는 별개로 요소를 적층체 내에 삽입하는 문제이다. 이 모드에서 회로 및 다이오드는 적층체 내에 삽입되는 얇은 캐리어 요소 상에 배열된다. 이 캐리어 요소는 루프의 면적에 비해 크기가 비교적 작을 수 있다. 캐리어 요소의 크기는 다이오드를 적합히 배치하기 위해 요구되는 크기로, 장점이 있게, 제한된다. 독서 광을 위해 예를 들면 캐리어의 면적은 몇 평방 데시미터 이하까지 제한될 수도 있다.

캐리어는 유연한 폴리머 시트에 의해, 장점이 있게, 형성된다. 당해 시트의 내변형성은 다이오드를 중간층 물질 내에 삽입할 동안 다이오드의 놓인 방위를 유지하기에 충분히, 장점이 있게, 높다. 시트는 다수의 중첩된 층들로 구성될 수 있다. 이것은 특히 폴리에칠렌 글리콜 테레프탈레이트(PET) 혹은 도전성 회로를 위한 캐리어로서 유사하게 작용하는 시트를 포함할 수 있다. 도전층 시스템이 코팅된 이 유형의 시트는 시판되고 있다. 이들 폴리머 요소로, 다이오드는 당해 물질의 취약성 때문에 주목할 만한 온도 증가 없이 단지 제자리에 고정될 수 있다. 다이오드는 예를 들면 전도성 접착제에 의해 제자리에 고정된다. PET 시트는 연신에 매우 저항력이 있지만 그러나 매우 유연하다. 그러므로, 이들은 다이오드를 정확하게 쉽게 위치되게 하기 위해서, 덜 쉽게 휨 변형되는 물질로 만들어지는 시트에, 장점이 있게, 연관된다.

회로 및 다이오드를 보유하는 캐리어 요소는 얇은 유리 스트립으로부터, 장점이 있게, 형성될 수도 있다. 제한될 수도 있는 이의 크기를 감안하여, 스트립은 특히 얇을 수 있는데, 예를 들면 두께가 약 0.1mm일 수 있다. 이러한 작은 두께의 시트는 적층된 루프의 곡률에 일치하게 쉽게 변형될 수 있는 장점이 있다. 이들의 휨 강도를 개선하기 위해 이들 시트는 앞에 경우에서와 같이, 장점이 있게, 화학적으로 강화된다. 또한, 유리로 만들어진 요소는 다이오드를 회로에 고정하기 위한 땜납 사용에 양립되는 온도를 견딜 수 있다.

위에서 문제인 삽입된 캐리어는 근본적으로 투명한 물질이다. 이들은 루프의 광 투과 특성을 실질적으로 수정하지 않는다. 이들 캐리어의 적당한 크기 때문에, 그리고 비-투명한 부분이 용인되다고 가정하면, 인쇄 회로 기판(PCB)에서 통상적으로 사용되는 물질을 사용하는 것이 가능하고, 이들 제품은 매우 저렴하다는 장점이 있다.

다이오드 캐리어의 삽입은 바람직하게는 하나 이상의 중간층 시트 내에 롯지(lodging)을 생성함으로써 용이해질 것이다. 이 모드는 여러 요소, 특히 광전지 셀을 적층된 유리화 유닛에, 심지에 루프(EP 1 171 294에서처럼)에 삽입하기 위해 통상적으로 사용된다. 이것은 광 투과를 가변시키는데 사용되게 의도된 SPD-유형 조립을 위해 WO 2005/102688에서 제안된 모드이기도 하다.

파워 서플라이 회로의 구성물은 다수의 요건을 만족해야 한다. 먼저, 투명성이 가능한 한 균일해지게 하기 위해 선호되는 바와 같이, 투명한 다이오드 캐리어가 사용된다면, 파워 서플라이 회로는 자체가 바람직하게는 광 투과를 실질적으로 수정하지 않는, 혹은 더 정확하게는, 이 회로가 실제로 시각적으로 알아 볼 수 없는 채로 있게 하는 것이 될 것이다. 이 경우에, 회로는 예를 들면 근본적으로 투명한 도전성 코팅으로 구성된다. 그러나, 매우 얇은 와이어가 사용될 수도 있다.

TCO(얇은 도전성 산화물)라고 하는 얇은 도전층 유형 혹은 적어도 하나의 금속층을 포함하는 시스템이 투명 회로를 위해, 장점이 있게, 사용될 것이다. 이들 도전층은 매우 얇으며 많은 분야, 특히 광전지 셀 분야에서 사용된다. 이러한 산화물층의 도전율은 금속층의 도전율보다 낮은데, 이것은 통상적으로 이들이 실질적으로 두께가 더 커야 함을 의미한다. 어쨌든, 수 십 나노미터의 두께라 해도 유리화 유닛 자체의 전체 투과가 매우 낮다는 사실을 감안하면 광 투과에 미치는 제한된 영향은 문제가 되지 않는다.

도전층의 선택은 이들의 전기적 특성도 고려해야 한다. 도전성 산화물층은 보통 비교적 낮은 도전율, 즉 무시할 수 없는 저항을 갖는다. 도전성 산화물층은 예를 들면 약 10Ω/□ 이상의 저항을 갖는다. 금속층을 포함하는 시스템은 약 1 내지 5Ω/□의 낮은 저항을 갖는데, 그러나 어떤 취성을 가지며, 따라서 이들의 품질에도 불구하고, 도전성 산화물층이 여전히 선호된다.

실제로, 층의 저항율이 과도한 주울 발열을 방지하기에 충분히 낮은 레벨에 유지되는 것이 중요하다. 다이오드에 관해 말하자면, 저항에 비례하여 증가하는 추가의 발열은 발생되는 열을 도전층에 의해 점유되는 전체 면적에 분배됨을 의미할지라도 피해야 한다.

다이오드에 전력을 공급하기 위해 사용되는 전기 회로는 통상의 방법으로 도전층 내에 형성된다. 얇은 유리 스트립으로 구성된 캐리어에 있어서, 통상적인 모드는 예를 들면 사전에 균일하게 캐리어를 덮는 층을 패터닝하는 것에 있다. 이 패터닝은, 장점이 있게, 레이저 연삭에 의해 수행된다. PET와 같은 얇은 필름으로 구성된 캐리어에 있어서, 회로는 바람직하게는 인쇄 기술을 사용하여 형성된다.

통상의 패키징에서 다이오드에 의해 방출되는 광속은 큰 빔각의 빔을 형성하는데, 이 각은 180°만큼 클 수도 있고 사용되는 패키지에 따라 적어도 120°이다. 이 특이성은, 다이오드가 루프에 걸쳐 균일하게 분배되었을 때, 주위 또는 실내 조명에 잘 어울린다.

광빔이 큰 빔각을 갖는다면, 이의 세기는 모든 방향으로 균일하지 않다. 이의 세기는 다이오드의 반도체의 평면에 수직한 방향에서 가장 크며, 가장 큰 빔각에 도달될 때까지 감소한다. 이 분배는 예 및 연관된 도면에 의해 이하 더 상세히 기술된다.

세기가 한 방향에서 더 클지라도, 이것은 다이오드를 루프 내에 적합하게 위치시킴으로써 선택될 수 있는 것으로, 이 본질적인 부분적 "지향성"은 충분하지 않을 수 있다. 작은 빔각의 빔을 얻기 위해서 광속을 지향시키는 것이 바람직할 수 있다.

하나 이상의 다이오드에서 비롯되는 광빔의 빔각을 감소시키기 위해서, 이들에 면하여 수렴 렌즈가, 장점이 있게, 형성된다. 이 렌즈가 다이오드에 장착된다면, 이것이 적층체 내에서 유효하게 남아 있기 위해서, 이의 굴절률은 이것이 삽입되는 중간층 물질의 굴절률과는 달라야 한다. 가장 일반적인 제품은 에폭시 수지 렌즈이며 이의 굴절률은 통상의 중간층 물질의 굴절률과 실질적으로 다르지 않다. 이 상황에서, 요구되는 수렴을 얻기 위해서, 렌즈는 다이오드 위에 놓이지 않고 승객실을 향해 있는 유리화 유닛의 면 위에, 즉, 위치 4에 놓여진다. 원칙적으로, 당해 렌즈는 유리 시트 자체의 표면을 수정함으로써 형성되고 이에 따라 이의 일체된 부분이 될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 구현 비용의 이유로, 렌즈가 다이오드에 면하여 놓여지는 추가된 부분의 형태를 취하는 것이 장점이 있다. 당해 부분은 유리일 수 있는, 그러나 필요하다면, 충분히 투명하고 저항력있는 폴리머일 수 있는 투명 물질로 만들어진다.

승객실 내로 이 추가된 렌즈의 돌출을 최소화하기 위해 프레넬 렌즈가 바람직하다. 이러한 렌즈로, 조광하기 위해 요망되는 구역의 크기에 최상으로 대응하는 빔의 빔각을 선택하는 것이 가능하다. 독서 광을 위해서, 소스를 이 독서 구역으로부터 분리시키는 거리를 고려하기 위해 15 내지 40°의 빔각은 조광되는 구역의 크기가 조절될 수 있게 한다.

고정된 지향성 조명을 위해서, 렌즈는 승객실을 향해 있는 유리 시트의 내면상에 놓여지고 이 면에 수정될 수 없게 접착적으로 본딩된다. 방향성있는(orientable) 빔을 고찰하는 것도 가능한데 이의 방향은 예를 들면 유리 시트의 면 위로 렌즈의 병진(translation)을 통해 수정될 수 있다. 이러한 수단은 필연적으로 시트의 표면에 돌출을 증가시키는 장치가 있을 것을 요한다.

광빔은 예를 들면 각 다이오드에 연관된 일종의 다이어프램(diaphragm)에 의해, 위에 나타낸 바와 같이 제한될 수 있다. 광학 장치와는 반대로, 이 접근법은 방출된 광속의 제한된 일부만이 전달되게 한다. 위에 나타낸 것과 같이 다이어프램 및 렌즈의 사용을 결합하는 것 또한 가능하다.

유리화 루프를 차량 상에 배치하는 것은, 적어도 부분적으로, 기능만큼이나 본질적으로 똑같이 심미적인 목적을 달성하는 것을 목표로 한다. 이 이유로, 이들 루프에 연관된 모든 수단이 이 목적의 달성에 기여하는 것이 바람직하다. 루프 내 내장된 조명 수단의 존재는 필수적으로 특정한 파워 서플라이 및 이들 수단의 제어를 동반해야 한다.

다이오드는 특정한 전압을 요구한다. 위에 나타낸 바와 같이, 이 전압은 약 몇 볼트(가장 흔하게는 2 내지 4 V)이다. 다이오드의 파워 서플라이는 필수적으로 차량의 다른 시스템에 전력을 공급하기 위해 사용되는 전압을 조절하기 위한 수단을 포함해야 하며, 이들 시스템은 약 12 내지 14V 또는 약 48V의 당해 자동차 또는 대형 패널 밴인지 여부에 따른다. 소형화되었을지라도, 전압을 변압하기 위한 수단은 유리화 유닛의 적층체 내에 들어맞을 수 없다. 기능에 기여하는 모든 요소를 함께 가깝게 유지할 필요성에 관하여, 필요한 변압기(들)는 유리화 유닛에 근접하게 놓여질 수 있다. 장점이 있게, 변압기는 유리화 유닛의 가장자리를 가리는 에나멜 구역 밑에 놓여진다.

조명은 간단한 스위치에 의해 제어될 수 있다. 종래의 조명 모드에서, 스위치는 복잡한 회로에 대한 필요성을 피하고 작동 수단을 식별하기가 더 쉽게 하기 위해서 조명 수단에 바로 인접하여 위치된다. 통상의 스위치는 유리화 루프의 선택에 대한 이유인 투명성에 대한 필요성을 충족하지 않는다.

본 발명은 또한 근본적으로 투명한 다이오드를 제어하기 위한 수단을 사용할 것을 제어한다. 이 목적을 위해, 본 발명은 전기량에 연관된 펄스에 의해 작동되는 릴레이에 의해 동작이 트리거되는 스위치를 사용할 것을 제안한다. 바람직하게, 사용되는 스위치는 용량성 스위치이다. 이 모드는 다이오드와 함께 루프 내 포함된 요소의 실제 구조를 최적화할 수 있게 한다.

참고로, 용량성 센서는 직접 접촉 센서일 수 있다. 민감성 요소는, 예를 들면 승객실을 향해 있는 면 상에 위치된 저-E 층 내 정의된 구역이다. 저-E 층은 도전성이기 때문에, 이들은 스위치 릴레이를 제어하기 위해 센서로서 사용될 수 있다. 직접 접촉 센서의 장점은 접촉에 의해 유기된 커패시턴스 변화가 비교적 클 수 있어 스위치가 스위칭되는 임계를 기생 트리거되는 것의 어떠한 위험이든 방지할만큼 충분히 높게 설정할 수 있다는 것이다.

센서는 간접 접촉 센서일 수도 있다. 이 경우에, 센서는 유리화 유닛 안쪽에 위치된다. 장점이 있게, 센서는 다이오드의 파워 서플라이 회로가 형성되는 도전층 내에 탑재된다. 이 센서는 예를 들면 다이오드의 파워 서플라이 회로와는 무관하게, 정의된 구역으로 구성된다. 커패시턴스 변화는 유리화 유닛 내 전극의 위치를 향하여 손을 이동시킴으로써 유기되는 전계 변화에 의해 간접적으로 유기된다. 유리 시트가 개재된다는 사실은 유기되는 변화를 제한시키는데, 결국 검출 임계가 낮아져 기생 트리거되는 것에 대한 감도가 증가하게 될 가능성이 있다.

이것은, 예를 들어 외부 유리 시트 상에 물의 존재에 대응하는 임계보다 스위치가 트리거하는 임계가 더 높음을 보증하기 위한 감도 레벨을 설정할 때 특히 권고된다. 개재된 접지된 도전층은 기생 효과가 방지될 수 있게 한다. 이 도전층은 자체가 투명할 수 있다.

다이오드에 전력을 공급하는 도전성 회로가 루프에서 간신히 감지되거나 감지불가한 것이 바람직하다. 위에 나타낸 바와 같이, 도전층 내에 용량성 센서가 형성된다면, 이것은 쉽게 분간할 수 없어야 한다. 사용자가 이 "스위치"를 촉각 수단을 사용하여 더 쉽게 찾아내게 하는 것이 가능하다. 루프의 내면의 표면 상에, 특히 프레넬 렌즈와 같은, 돌출한 광학 수단의 존재가 이의 예인데, 그러나 간단히 광택을 없애는 것만으로도 충분할 수 있다. 또한, 일단 차량의 점화가 온되었으면 파워가 영속적으로 공급되는 매우 낮은 휘도 다이오드에 의해서, 혹은 유사하게 독서 광을 온되게, 그렇지만 매우 낮은 동작 레벨에 유지함으로써, 광학적으로 센서의 위치가 표시되는 것 또한 가능하다.

위에 기술된 본 발명의 실시예는 어떤 광 및 에너지 투과 레벨이 설정될 수 있게 하는 유리 시트로부터 형성된 루프 내 조명 수단의 조합에 관계된 것이다. 본 발명에 따른 유리화 유닛은 이들 투과 및 무엇보다도 광 투과가 의지대로 가변될 수 있게 하는 수단을 포함할 수 있다. 위에 나타낸 바와 같이, 전기변색 장치가 특히 이 목적을 위해 사용되는 수단이 될 수 있다. 이들 수단을 또한 바람직하게는 SPD 시스템이다.

SPD에 의해 광 투과가 수정되는 루프는 제어 신호에 대한 이들의 매우 신속한 응답 때문에 특히 장점이 있다. 2가지 "명" 상태와 "암" 상태 간에 이들 SPD로 얻어진 광 투과에 변화는 선택된 시스템에 따른다. 이 유형의 통상적인 제품에서, 이들 두 상태 사이에 투과에 변화는 40% 이상에 도달할 수 있고, 암 상태에서 투과는 극히 낮을 수 있다. 또한, 이들 시스템의 존재는 이들이 명 상태에 있는지 아니면 암 상태에 있는지 여부에 관계없이 매우 낮은 에너지 투과에 이르게 한다. 에너지 투과에 있어 이 감소는 이들 시스템의 기능적 요소, 즉 방향성있는 입자가 너무 큰 온도 증가를 받는 것을 방지하기 위해 취해진 조치에 특히 관계된다. 이것은 에너지의 상당 부분이 가시광 내 파장을 동반한다는 사실에도 관계된다. 가시광 투과를 감소시키는 것은 자동으로 에너지 투과가 감소되게 한다.

SPD 성분은 열에 대한 노출에 비교적 취약하기 때문에, 다이오드가 바로 근방 내에 위치하게 되는 한, 이들의 동작이 너무 큰 온도 증가를 유발하지 않는 것이 특히 중요하다. 이 조건은 다이오드가 서로로부터 거리를 두고 이격되는 배치 및 파워의 전술한 선택으로 만족될 수 있다.

다이오드가 SPD 필름과 동일한 주변 내에 위치되었을 때, 다이오드는 이 필름 밑에, 즉 더 승객실을 향해 위치되어, 필름이 "암" 상태에 있든 "명" 상태에 있든 간에 관계없이 방출된 광의 현저한 양이 흡수되지 않게 된다.

모자이크에 의해 도시된 예를 참조하여 본 발명이 상세히 기술된다.
도 1은 본 발명에 따른 루프의 구성물에 관계된 요소들의 부분적 조립의 개략적 분해사시도이다.
도 2는 다이오드 캐리어의 개략적 단면도이다.
도 3은 8 다이오드를 위한 파워 서플라이 회로를 개략적으로 도시한 것이다.
도 4는 다이오드에 의해 방출되는 빔의 광 세기 분배를 도시한 개요도이다.
도 5는 광빔을 제어하는 한 방법을 도시한 것이다.
도 6은 유리화 유닛이 저-E 층들의 시스템을 포함하는 일 실시예를 개략적으로 도시한 것이다.
도 7은 SPD 조립체를 포함하는 유리화 유닛의 요소의 분해사시도이다.
도 7a는 도 7에 SPD 필름의 상세도이다.
도 7b는 SPD 조립체를 보호하기 위한 요소를 개략적으로 도시한 것이다.
도 8은 CIE 1931 색 공간 상에, 본 발명에 따른 조광 광빔의 색들의 바람직한 주변들을 도시한 것이다.

도 1에서 요소의 조립이 본 발명에 따른 일 실시예이다. 요소들은 조립되기 전의 것들로 도시되었다. 이 도면에서, 시트의 곡률은 간단하게 하기 위해서 나타내지 않았다. 실제로, 유리화된 것이든 아니든 간에, 루프는 통상적으로, 이들이 맞추기 위해 본체와 결합하는 곳에서 이들의 가장자리에는 인접한 요소들 간에 양호한 표면 연속성에 대응하는, "디자인", 공기역학 및 "동일 평면" 외양을 위해 선택된, 더 두드러진 곡률을 갖는다.

실제로, 유리화 유닛은 어떤 경우에 있어선 거의 모든 이들 루프를 이루는 지점까지, 루프 부분의 점유가 점점 더 늘어나고 있다. 필요하다면, 이들의 크기를 감안하여 이들 루프는, 가장 큰 가능한 영역을 덮기 위해서, 복수의 병치된 패널을 포함한다. 이 경우에, 여러 부분들은 동일 구성물을 갖는, 즉 동일 기능을 갖는 유리화 유닛으로부터 형성될 수 있는데, 그러나 이들은 개별적 기능에 전용될 수도 있다. 참고로, 광전지 셀을 포함하는, 따라서 필연적으로 광 투과에 불투명한 부분, 및 어떤 광 투과를 제공하는 역할을 하는 또 다른 부분을 주어진 루프 내에서 찾아볼 수 있다.

도 1에서 유리화 유닛은 2개의 유리 시트로서, 외부 유리 시트(1) 및 내부 유리 시트(2)를 포함한다. 가장 자주, 이들 두 유리 시트는 광 투과가 예를 들면 50% 미만으로, 그리고 이 유형의 구성에선 바람직하게는 30% 미만까지 제한되게, 매우 흡수성이 있는 착색된 유리로 만들어진다. 두 시트는 동일 구성물을 가질 수도 있고 아닐 수도 있는데, 이들의 조합된 색은 투과에서 중간색이 얻어지게 한다.

이들 시트를 위해 사용되는 유리는 예를 들면 특허 FR 2 738 238 또는 특허 EP 1 680 371에 기술된 것과 같은 그레이 유리, 혹은 EP 887 320에 기술된 것과 같은 녹색을 넣은 그레이 유리, 혹은 EP 1 140 718에 기술된 것과 같은 청색을 넣은 유리이다.

도 1에서, 유리 시트는 통상적으로 유리화 유닛의 가장자리를 가리기 위해 사용되는 에나멜 패턴이 없이 도시되었다. 이 유형의 에나멜은 예를 들면 시트(1)의 내면, 따라서 위치 2에 놓여질 수도 있어, 유리화 유닛의 가장자리에 모든 접착 접합부 및 국부화된 연결들을 보이지 않게 한다. 가리는 에나멜은 또한, 위치 4, 즉, 승객실의 실내에 노출되는 유리화 유닛의 면 상에 위치될 수도 있다. 그러나, 이 위치에서, 차량의 외부로부터 관찰에 대해서, 이들은 적층체 내 내장된 요소를 가리지 않는다. 위치 2 및 위치 4에 마스크를 배치하는 것도 가능하다.

제시된 예에서, 다이오드(6)의 캐리어는 맑은 유리 스트립(5)(예를 들면 0.4 mm 두께)으로 구성된다. 다이오드(6)는 도전성 산화물층(도시되지 않음) 내 형성되는 파워 서플라이 회로에 납땜되거나 접착되게 본딩된다. 유리 스트립(5)상의 다이오드는 높이가 예를 들면 0.6 mm이다.

PVB 열가소성 시트(3)(0.38 mm두께), (3')(1.14 mm 두께), (4)(0.38 mm 두께))는 조립체를 완성한다. 시트(3, 3', 4) 또한 투명하다. 다이오드를 유지하는 스트립(5)을 삽입하기가 쉽게 하기 위해서, 시트(4)는 스트립(5)과 두께가 유사하고 이 스트립의 크기에 대응하는 절결부를 포함한다.

조립시, 진공 하에 오토클레이브 내에서 베이크되는 중간층 시트는 서로 간에 그리고 유리 시트에 접착되게 본딩한다. 진공은 갇힐 수도 있을 기포가 빠져나가게 한다.

조립 프로세스 동안 중간층 물질은 과도한 압력이 요구됨이 없이 다이오드가 시트(3') 내로 관통하기에 충분하게 연화된다. 시트(5)에 고정된 다이오드는 이들이 조립되기 전에 이들이 그에 있었던 위치에 그대로 있는다.

유리 시트(1, 2)는 각각 두께가 2.1mm 및 2.1mm이다. 조립된 유리화 유닛은 총 6.1mm의 두께를 갖는다.

시트(1)는 녹색 유리로 만들어지고 이의 광학 특성은, 4mm의 두께에 대해서 그리고 광원 A 하에서,

TL A4 27.3%; TE4 14.8%; λ_D 486 nm; 및 P 18이다. (λ_D는 주 파장이고 P는 자극 순도이다).

시트(2)는 그레이 유리로 만들어지고 이의 특성은,

TL A4 17%; TE4 15 %; λ_D 490 nm; 및 P 1.8이다.

조립된 유리화 유닛은 다음 광학 특성을 갖는다:

TL A 19%; TE 12%; λ_D 493 nm; P 8; 및 78의 연색 평가 지수.

도 2는 다이오드(6)의 파워 서플라이 회로를 형성하기 위해 패터닝된 도전층(7)이 도포된 유리 스트립(5)을 단면도로 개략적으로 도시한 것이다. 이 층에 다이오드가 납땜된다. 이들은 충분한 파워의 집중된 빔을 얻기 위해 제한된 영역으로 국한된다. 도전성 회로는 서플라이 극들을 분리하기 위해 형성되고, 각 다이오드는 2개의 극 각각에 납땜된다.

개략적인 회로가 예를 들면 도 3에 도시되었다. 위에서 본 스트립(5)은 스트립 대부분에 도포되는 도전층을 포함한다. 층은, 6으로 참조된 다이오드의 파워 서플라이 회로를 형성하기 위해 분할된다. 층은, 주울 발열에 의해 이 층에서 발생되는 열을 가능한 한 많이 방산하기 위해서 큰 영역을 유지하는 2개의 대칭된 부분들로 구성된다. 이들 도체의 영역은 또한 실제로 동일한 공급 전류가 다이오드 각각에 전달됨을 보증하기 위해 설정된다. 이들 도체를 따라 "병렬" 배열인, 상기 다이오드의 배열은 이들 여러 다이오드를 통해 서로 다른 전류들이 흐르게 할 수 있다. 전극의 구성은 이들 차이 및 전달되는 파워를 최소화하기 위해 선택된다. 각 부분은 4개의 다이오드에 파워를 공급하며, 자체는 2개(17, 18)로 분할되고, 각 부분은 서플라이 극(+, -)에 대응한다. 다이오드(6)는 각각이 2개의 극에 연결된다.

회로를 형성하기 위해서 층(7)은 초기에 유리 시트(5)의 전체 표면 상에 균일하게 확장하며, 시트(5)의 가장자리는 선택적으로 코팅되지 않는다. 이 층 내에 여러 구역은 예를 들면 공지된 종래 기술의 방법을 사용하여 레이저에 의한 연삭에 의해 이 층 내에 새겨진 라인(21)에 의해 이격된다. 연삭 폭은 구역이 서로로부터 전기적으로 잘 절연됨을 보증하는데 필요한 폭으로 제한된다.

다이오드는 동작 동안 발생되는 열을 가능한 한 가장 잘 분배하기 위해 분배된다. 다이오드는 서로로부터, 그러나 결과적인 발광성 방출을 국한시킬 필요성에 의해 제한된 거리만큼 이격된다. 예에서, 다이오드는 6cm 직경의 원으로 배열된다.

예로서, 도전층은 10 Ω/□의 저항을 가진 인듐 주석 산화물(ITO) 층이다. ITO 층은 특히 이의 색의 중간성 때문에 장점이 있다. 특히, 이것은 투과에 있어 외양에 실질적으로 어떠한 영향도 미치지 않는다.

또한, 도 3은 다이오드의 파워 서플라이 회로처럼, 도전층 내에 절개된 전극(19)을 도시한다. 이 전극은 커패시턴스 변화형의 회로에서 다이오드의 스위치를 제어하는 조립체에 연결된다. 전극의 충전 시간은 이의 커패시턴스에 따르며, 이 자체는 인근에 놓여져 전자기장을 수정하는 도전성 요소에 따라 달라진다. 이에 따라 이 방향으로 조작자의 움직임은 다이오드의 스위치 릴레이를 트리거한다. 필요하다면, 회로는 공지된 바와 같이 다양한 휘도의 조명을 위해 서로 다른 파워 레벨이 공급될 수 있게 하는 조광기(dimmer)를 포함할 수도 있고, 각각의 펄스는 휘도를 한 레벨에서 다른 레벨로 변경한다.

기생 트리거되는 것을 제한하기 위해서, 전극(19)을 장치(도시되지 않음)에 연결하는 도체(20)의 영역은 가능한 한 작다. 마찬가지로, 특히 루프 상에 있는 물(water)이 조명 지령으로서 검출되게 하는 전극(19)의 감도라면, 접지(ground)에 연결된 도전성 스크린이 이 전극과 루프의 외부 사이에, 장점이 있게, 개재된다. 이 스크린은 얇은 도전층 형태를 취할 수도 있다. 이 얇은 층은 예를 들면 스트립(5)의 다른 면을 덮을 수도 있다. 선택적으로, 전극(19), 및상기 전극(19)을 스위칭 장치에 연결하는 도체(20)이 층 내에 절개되고 접지에 연결된 도전성 구역에 의해 둘러싸여, 이에 따라 인접 전계의 가능한 영향을 감소시키게 할 수 있다.

독서 광을 위해 충족될 조건은 예를 들면 주어진 충분한 조광을 표면 상에 그리고 설정된 거리에 배치하는 것이다. 일 예에서, 거리는 루프와 조광될 표면 사이에 0.6m이며, 이것은 0.25m 반경의 원이다. 이 표면 상에 요구되는 최소 조광은 예를 들면 55 럭스이다.

당해 예에서, 사용되는 다이오드는 Nichia로부터의 NS2W150A 다이오드이다. 당해 다이오드는 "냉 백색" 광을 발생하는 평균 파워의 다이오드이다. 이들에는 3.2V의 전압으로 파워가 공급되고 각각은 0.100A의 전류를 인출한다.

제조자에 의해 주어지는 광 세기는 0.150A의 전류에 대해 17.4cd이다. 당해 범위에서, 광 세기는 대략 전류에 비례하는 것으로 추정될 수 있다. 그러므로, 다이오드에 수직한 이 광 세기는 약 11.6cd이다. 이것은 도 4에 그래프에 도시된 바와 같이 방향의 함수로서 변한다. 이에 따라, 광속의 방향을 수정하는 광학 수단 없이, 위에 나타낸 조건 하에서 요망되는 조광되는 구역에 근사적으로 대응하는, 법선의 어느 일측 상에 23°의 각도에 대해서, 다이오드에 의해 방출되는 광 세기는 약 10.45 cd이다. 적층체 내에 다이오드의 삽입의 영향, 및 특히 빔의 경로 상에서 반사 및 광 흡수를 감안한다. 마지막으로, 필요한 조광을 달성하기 위해서, 이 유형의 약 8개의 다이오드가 독서 광을 형성하기 위해 요구된다.

국부적인 발열을 제어하는 것을 별도로 하고, 제한된 파워의 복수의 다이오드의 사용은 다이오드를 곧바로 바라보아 비롯될 수 있는 눈부심을 감소시킨다. 이 영향은, 예를 들면 다이오드에 대응하는 위치에 내부 시트에 광택을 없애 어떤 량의 광빔이 더욱 산란되게 함으로써 더욱 최소화될 수 있다.

다이오드에 의해 방출되는 광속은 도 8에 그래프로 도시되고 전체를 참조부호 N으로 지정된 경계에 의해 나타낸 색 좌표에 의해 특징지어진다. 제조자에 의해 제공되는 것과 같은 범위는 사용자의 선택에 맡겨지는 서로 구별되는 부류에 대응하는 부분들로 세분된다. 제조자는, 필요하다면, 다이오드 모두가 이들 부분들 중 하나에만 위치되도록 이들을 사전에 선택할 것을 제안한다. 색을 좁힐 수 있게 하는 이 선택은 연관된 추가의 비용을 갖는다. 이 그래프는 본 발명에 따른 바람직한 색에 대응하는 주변(P)을 보여준다. 주로 다이오드를 덮는 이 색은 다이오드와 승객실 사이에 개재되는 유리 시트의 영향, 및 선택적으로 중간층이 착색된다면 중간층의 영향을 고려함에 유의한다.

앞에 예에서, 다이오드는 "냉"이라고 하는 약간 약간 푸르스름한 백색광의 광속을 방출한다. "온" 광이 선호된다면, NS2L 150A로 참조되는 Nichia 제품과 같은, 동일 유형의 제품이 선택될 수도 있다. 이들 다이오드의 스펙트럼은 M으로 지정된 주변에 대응한다.

위에 나타낸 바와 같이, 선택적으로 더 강력한 다이오드를 사용하게 될 것이지만, 그러나 추가의 비용은 별도로 하고, 이들은 수명이 낮은 결점이 있다.

적층체 내에 8 다이오드를 배치하는 것은 파괴적 발열을 초래하지 않는다. 25℃의 주위 온도에 정지된 분위기에서 연속된 동작을 위해서, 유리화 유닛이 실질적으로 수평 위치에 놓여졌을 때, 온도는 약 35℃까지 증가한다. 이들 온도는 다이오드도, 유리화 유닛의 성분도 열화시키지 않는다.

집중시키는 수단 없이, 선택된 다이오드에 의해 방출되는 광속은 도 4에 그래프에 나타낸 방식으로 분배된다. 이 그래프에서 광 세기 스케일은 수평 축선 상에 있다. 동심 반원들은 수직으로 위치된, 가장 큰 세기의 0 내지 100%의 부분들을 나타낸다. 세기는 방향에 해당하는 직선이 원(C)과 교차하는 점에서 그래프로부터 읽혀진다. 광 세기는 소스에 법선에 관하여 각도가 증가함에 따라 급속하게 감소한다. 이것은 60°의 각도에서 더 이상 약 절반을 넘지 못한다. 이 분배는 조광하는 것이 요망되는 영역 밖에서 어떤 발광성이 문제가 되지 않는다면, 만족스러울 수 있다. 그 반대가 사실이라고 가정하면, 광빔을 제약할 것이 권고된다.

도 5는 유리 스트립에 의해 형성된 캐리어(5) 상에 한 세트의 다이오드(6)를 포함하는 루프 유리화 유닛의 일측을 단면도로 개략적으로 도시한 것이다. 한 세트의 다이오드(6) 및 이들의 캐리어(5)는 위에서와 같이 복수의 플라스틱 중간층(3, 4, 3') 내에 탑재된다.

도 5는 다이오드(6)에 의해 방출되는 광속이 큰 빔각의 빔으로 분배된다는 사실을 도시한다. 다이오드의 패키지의 부분을 형성하는 반사기 외에 다른 장치없이, 초기 광속은 기점에서 어떤 각도로, 즉, 중간층 내에 그리고 시트(2) 내에 전개되는데, 이것은 다이오드의 패키지의 구성에 따라, 180°만큼 클 수 있고 통상은 120°보다는 작지 않다. 이것을 각도 α₁로 나타내었다.

빔을 제한하는 것이 요망될 때, 추가의 조치가 요구된다. 도 5는 다이오드에 면하는 유리화 유닛의 면 4 상에 프레넬 렌즈(8)의 사용을 개략적으로 도시한다. 이에 따라, 빔각은 α₂로 감소된다.

더 작은 빔각의 빔을 생성할 수 있는 또 다른 모드는 요망되는 방향으로 지향되는 부분으로 광속을 제한하기 위해 다이어프램을 사용하는 것에 있다. 다이어프램은 승객실을 향하여 있는 유리 시트(2)의 면에 도포되는 불투명한 에나멜 패턴(9)으로 구성될 수 있다. 이 배열은 각 다이오드에 개별적으로 적용되어야 한다. 그러므로, 다이오드의 각각의 위치 및 불투명한 에나멜 층 내 애퍼처가 엄밀히 확정되는 것이 필요하다.

도 4에 그래프는 다이어프램으로 빔을 제한하는 이 방법의 일 예의 효과를 도시한다. 다이어프램은 애퍼처를 정의하는 2개의 화살표로 나타내었다. 에나멜(9)은 소스로부터 3mm에 배치되는데, 이것은 다이오드와 동일한 크기, 즉 크기가 약 2.5mm이다. 에나멜이 없는 애퍼처는 0.5mm이다. 이 구성에서, 빔각은 48°이다.

도 6은 위치 4에서 도포된 저-E 층(10)의 시스템의 사용을 개략적으로 도시한 것이다. 이 위치에서, 층은 승객실로부터 비롯되는 기계적 또는 화학적 공격으로부터 보호되지 않는다. 그럼에도 불구하고, 이 배열은 요구되는 효능을 달성하는데 필요하다. 열분해에 의해 얻어지는 산화물-기반의 층은 양호한 기계적 저항성을 갖는다.

가장 일반적인 열분해 저-E(저 방사율) 시스템은 반사에서 중간색이 되게 하는 역할을 하는 제1 층 상에 피착되는 도핑된 주석 산화물 층을 포함한다. 유리와 접촉하는 층은 보통, 첨가물에 의해 선택적으로 변성되는, 실리카 또는 실리콘 옥시카바이드층이다. 캐소드 스퍼터링에 의해 피착되는 시스템의 층에 비해, 주석 산화물층은 비교적 두꺼운데, 즉 두께가 200nm보다 더 두꺼우며 어떤 경우엔 450nm보다 더 두껍다. 이들 두꺼운 층은 기계적 및/또는 화학적 공격에의 노출을 견디기에 충분히 저항력이 있다.

요망되는 특성을 갖는 한 예시적 저-E 시스템은 2 at% 플루오르가 도핑된 주석 산화물의 470nm 두께의 층으로 구성된다. 이 층은 유리와 접촉하는 층 상에 피착되며, 상기 층은 75nm 두께이고 실리콘 옥시카바이드로 구성된다. 이 시스템은 4mm 두께의 맑은 유리 시트 상에서, 방사율이 약 0.1이 되게 한다.

저-E 층의 다른 시스템은 만족스러운 기계적 저항성을 보존하면서 캐소드 스퍼터링 기술을 사용하여 제작될 수 있다. 이 유형의 시스템은 예를 들면 산화물, 특히, 다른 금속 산화물, 특히 지르코늄 산화물에 관련하여 티타늄 산화물에 기반한 층으로 구성된다. 이 유형의 층은 특히, 특허 출원 WO 2010/031808에 기술되어 있다.

또 다른 예로서, 사용가능한 시스템은 크롬 및 지르코늄층 및 크롬 및 지르코늄의 합금을 포함한다. 이것은, 캐소드 스퍼터링에 의해 피착된 이 금속층을 보호하기 위해서, 2개의 실리콘 질화물층 사이에 개재된다. 이 조립체는 10%에 도달할 수 있는 광 투과의 감소, 즉 당해 사용에 있어 결함을 야기하지 않는 감소와 더불어 만족스러운 방사율을 야기한다.

이들 저-E 시스템의 사용은 승객실이 추운 기간 동안 얼마나 쾌적하게 느끼는가를 상당히 개선하며 스크린의 사용을 불필요하게 만들 수 있다.

본 발명에 따른 유리화 루프는 복수의 기능을, 장점이 있게, 결합할 수도 있다. 이들 중에서, 위에 설명된 바와 같이 유리화 루프를 조명을 위해 사용하고, 뿐만 아니라 루프의 광 투과가 제어가능하게 가변될 수 있게 하는 수단을, 이 변화가 동시에 일어나든 아니든 간에, 제공하는 것이 장점이 있다.

기능적인 SPD 필름의 사용은 도면에 관련하여 이하 상기되는 어떤 동작 조건을 만족시키는, 종래 기술의 공보 및 특히 WO 2005/102688의 주제이다.

원칙적으로, 광 투과가 제어될 수 있는 자동차 루프에 대한 SPD 셀의 적용은 공지되어 있다. 이들 필름의 사용은 투과가 2개의 개별적인 상태, 즉 명 상태와 암 상태 간에 매우 실질적으로 수정될 수 있게 한다. 이들 시스템의 한 장점은 암 상태에서, 이들이 거의 완전히 광 투과를 억제한다는 것이다. 시판되는 필름은 가시광 투과를 1% 미만까지 감소시킨다. 이것은 전계가 없는 것에 대응하는 상태이다. 이들 조건 하에서, 유리화 유닛은 "프라이버시"의 요망되는 측면을 특히 효과적인 방법으로 보증한다. 가시광 투과의 변화는 필름의 두 상태 간에 40% 이상만큼 클 수 있다. 필름의 선택은, 필요하다면, 이 변화의 크기가 설정될 수 있게 한다. 사용자는 비교적 상당한 변동을 선호하는데, 일반적으로 이것은 고찰된 응용에서 30%보다 작지 않다.

광 투과에 변화가 SPD 필름의 선택에서 주요 요인일지라도, 이 필름은 또한 이들이 탑재되는 유리화 유닛의 에너지 투과에서 중요한 역할을 한다. 암 상태에서, 에너지 투과는 흡수성 있는 유리 시트 또는 중간층의 존재여부와 관계없이, 보통 5% 미만이다. 암 상태는 통상적으로 주차하였을 때 차량의 상태이며, 그러므로 매우 제한된 에너지 투과가 특히 바람직하다. 명 상태에서, 에너지 투과는, 가시광 방사 또한 에너지를 전달하기 때문에 실질적으로 더 크다. 그럼에도 불구하고, SPD 필름은 에너지의 현저한 량을 흡수한다.

SPD 필름의 사용은 광 투과를 수정하는 이들의 능력에 관계된 것들 이외의 몇몇 요건이 적용된다. 먼저, 기능적 필름을 기계적으로 그리고 화학적으로 보호할 것이 권고된다.

도 7은 두 기능, 즉 조명 기능 및 제어가능한 광 투과 기능 둘 다를 제공하는 루프의 구성물을 도시한 것이다. 도 1에 루프에 대해 말하자면, 이 루프는 또한 2개의 유리 시트(1, 2), 중간층(3, 3', 4), 및 다이오드를 유지하는 캐리어 스트립(5)을 포함한다.

SPD 필름(12)이 개략적으로 도시되었다. 이것은 유리화 유닛 전체를 덮지 않는다. SPD 필름의 가장자리는, 특히 활성 입자를 습기로부터 보호하기 위해서, 외기와의 접촉으로부터 보호되어야 한다. 외기와의 임의의 접촉을 방지하기 위해서, SPD 필름(12)은 여러 중간층 시트 내에 완전히 감싸진다. 필름(12)을 감싸기 위해서, 필름의 두께와 유사한 두께의 중간층 시트(13)가 필름(12)을 에워싸기 위해 놓여진다. 적합한 절결부를 가진 시트(13)는 필름을 외부로부터 격리시키기 위해 필름이 에워싸여질 수 있게 한다. 도 7은 홀이 만들어진 일체 구조의 시트(13)를 도시한다. 이 일체 시트를 동등한 방법으로 필름(12)을 에워싸는 한 세트의 병치된 밴드로 대체하는 것이 가능하다. 이 시트(13)의 존재는 SPD 필름을 격리시키며, 동시에, 이의 조립 동안 유리화 유닛의 구성성분에 가해지는 압력이 균일하게 분배되는 것을 보증한다.

시트(13)는 특성이 중간층(3, 4)과 같을 수도 있고 같지 않을 수도 있다. 조립 동안 여러 시트의 융합은 유리 시트가 같은 특성이라면 용이해진다.

SPD 필름의 또 다른 요건은 열에 대한 민감도에 관계된다. SPD 필름에서, 보통 폴리머 매트릭스에 포함되는 입자는 과도한 온도 증가에 의해 열화될 수 있다. 정도는 덜하지만, 필름은 이들이 너무 낮은, 예를 들면 -40?인 온도에 노출된다면 이들의 특성이 불가역적으로 변성됨을 볼 수도 있다. 외부 온도 변화에의 노출은 본 발명에 따라 고찰되는 위치에 의해 두드러진다. 태양 방사, 및 특히 적외선은 큰 온도 증가에 이르게 할 수 있다.

필름의 열화를 방지하기 위해서, 특히 앞에 언급된 설명에서, SPD 필름 위에 적외선 필터를 배치하는 것이 제공된다.

또한, SPD를 자외선으로부터 보호하는 것이 바람직하다. 적층체를 형성하고 셀을 엔캡슐레이트하기 위해 사용되는 물질은 보통 자체가 UV 스크린인 제품이다. 이것은, 이들 루프의 적층된 구조를 제작하기 위해 앞에 기술된, 폴리비닐 부티랄(PVB) 또는 에칠렌 비닐 에세테이트(EVA)의 폴리머와 같은 물질에 대해선 특히 그러하다. 이러한 화합물의 존재는 실제로 완전한 UV 필터를 형성한다. 그러므로, 추가의 요소를 제공하는 것은 필요하지 않다.

도 7에서, 적층체에 있는 기능적 요소는 이들의 상호의존성을 고려하는 상대적 위치들에 있다. 참고로, 발광 다이오드에 의해 형성된 조광 수단은 광 투과를 제어하기 위해 사용되는 필름 밑에 매우 확실히 위치되며, 따라서 이들이 발생하는 광속은 이 필름에 의해 설정된 광 흡수에 변화와는 무관하다.

광 투과를 제어하기 위해 사용되는 필름 및 조명 수단에는 필수적으로 전기 파워가 공급된다. 이들은 필수적으로 유리화 유닛의 가장자리를 통해 차량의 일반적인 전기 파워 서플라이에 연결된다. 연결하는 전기 케이블은 통상적으로 투명하지 않다. 유리화 유닛의 균등한 제한된 투명성을 저해하지 않기 위해서, 특히 불규칙한 접착 접합부의 마크들을 가리기 위해 의도된 불투명한 에나멜 부분을 통상적으로 포함하는 유리화 유닛의 주변 구역에서 이들 케이블을 감추기 위해 주의를 기울인다. 이들 마스크는 또한 이들이 프레임(13)과 함께 SPD 필름(12)의 경계를 감춘다. 도 7은 이들 에나멜 밴드를 도시하지 않고 있다.

특허 출원 WO 2005/102688에 기술된 SPD-형 필름의 구조가 도 7a에 개략적으로 도시되었다. 이 구조는 전계의 인가에 민감한 입자를 함유하는 폴리머로 구성된 중앙 요소(15)를 포함한다. 이 중앙 요소(15)의 양측에 이 요소의 면 각각 위로 확장되는 2개의 전극(16)은 요소(15)를 제어하기 위해 요구되는 전압이 인가될 수 있게 한다. 공지된 바와 같이, 전극(16)은 얇은 도전층이 코팅된 근본적으로 투명한 시트로, 장점이 있게, 구성된다. 양호한 투명성과 고 기계적 저항성을 겸비한, 두께가 수 십 마이크론인 폴리에칠렌 글리콜 테레프탈레이트(PET) 시트가 가장 흔하게 사용된다. 이들 시트 상에, 도전층은, 장점이 있게, ITO(인듐 주석 산화물) 층과 같은 TCO(얇은 도전성 산화물) 층이다.

위에 나타낸 바와 같이, SPD 필름의 성분, 및 특히 특성이 유기물인 입자는, 특히 열 영향 하에서, 경년화에 민감하다. 이들에 요망되는 수명을 부여하기 위해서, 필름은 통상적으로, 태양 방사에 노출되는 외부 유리 시트(1)와 SPD 필름(15) 사이에 개재된 필터에 의해 보호된다. 적외선 필터는 많은 응용에서, 혹은 일조-제어(solar-control) 유리화 유닛에서, 혹은 저-E 유리화 유닛에서 사용된다. 이들은 일반적으로 얇은 도전성 산화물 필름으로 구성되거나, 훨씬 나은 수행을 보인다는 점에서 더 낫다고 할 수 있는, 사실상 투명할 정도로 충분히 얇은 금속층으로 구성된다. 이들 필터에서, 금속층은, 요구되는 선택도를 조립체에 제공하는, 마찬가지로 얇고 투명한 유전체 층에 연관된다. 가장 흔하게는, 가능한 한 중간색이 되게 해야 하는 반사를 동반하는 이 선택도를 개선하기 위해서, 필터는 근본적으로 은에 기초하는 복수의 금속층을 포함한다.

적외선을 필터링하는 층은 외부 유리 시트에 도포되거나, 아니면 폴리머, 특히 PET, 중간층 시트에 의해 삽입된다. 도 7b는 이 유형의 조립체의 상세를 도시한 것으로, 외부 유리 시트(1) 밑에, 적외선 필터를 포함하는 시트(14)가 2개의 중간층 시트(3, 20) 사이에 배치된다. 층들의 PET 캐리어 자체가 유리에 부착하는 특성이 없는 한, 이를 2개의 열가소성 중간층 시트 사이에 삽입하는 것이 필요하다. 캐리어 필름의 사용은 부서지기 쉬운 층이 고온을 받지 않게 하는 것을 가능하게 한다. 조립 프로세스의 오토클레이브 베이크의 온도가 유일한 제약으로써 남아 있다. 불리한 점은 중간층 시트가 추가되어야 하고 그럼으로써 조립체의 두께가 증가한다는 것이다.

외부 유리 시트 상에 직접 피착되는 층의 시스템을 채용하는 것 또한 가능하다. 그러나, 나타낸 바와 같이, 금속층을 포함하는 것들과 같은, 매우 고 성능의 필터가 선택된다면, 이들 층들은 평탄한 시트 상에 수행되는 캐소드 스퍼터링 기술에 의해 도포된다. 이에 따라, 이 해결책은 이들 층이 이 유리 시트가 형상화될 때 열 처리될 것을 요구한다.

선택된 층의 시스템은, 장점이 있게, 효과적인 필터를 얻기 위해 다수의 은(silver) 층을 내포하고 특히 반사에서 색이 제어될 수 있게 하는, 시스템이다. 층의 특히 효과적인 조립체는 특허 출원 WO 2011/147875에 기술되어 있다. 이 출원에서, 권고되는 시스템은 3개의 은 층 및 유전체 층을 포함하고, 조립체는 관찰의 낮은 발생률에서도 반사에서 색이 만족스럽게 되도록 특히 은 층의 두께가 선택된다.

또한, SPD 필름의 보호는 이 필름에 의해 덮이는 루프의 표면의 부분 상에 다이오드가 배치될 때 다이오드의 존재를 고려해야 한다. 위에 주어진 예는 다이오드 및 이들의 배열을 적합히 선택함으로써, 다이오드의 동작에 관계된 온도 증가를 수 십도까지 제한하는 것이 가능함을 보여준다. 어쨌든, 이 증가는 태양 방사에 노출에 연관된 것보다 더 작은 채로 있다.

Claims (18)

1. 적층된 유리화(glazed) 자동차 루프(roof)에 있어서,
   제 1 및 제 2 유리 시트와,
   상기 제 1 및 제 2 유리 시트를 함께 적층하는 중간층 물질과,
   적층체의 상기 유리 시트들과 상기 중간층 물질 사이에 탑재된 한 세트의 발광 다이오드와 파워 서플라이 회로를 포함하고,
   상기 루프의 광 투과율은 최대 50%이고, 다이오드들의 수 및 이들의 파워는 구성 요소에 손상을 일으키는 열을 발생시키지 않고 사전 설정된 조광을 달성하도록 선택되고,
   상기 파워 서플라이 회로 및 다이오드들은 상기 적층체의 상기 유리 시트들 사이에 삽입되는 유리 캐리어 상에 배치되고,
   상기 유리 캐리어의 면적은 상기 제 1 및 제 2 유리 시트의 면적보다 작은
   자동차 루프.
2. 제1항에 있어서, 각 다이오드의 전기 파워는 2W을 초과하지 않는, 자동차 루프.
3. 제1항에 있어서, 선택된 상기 다이오드들은 15 lm/W보다 낮지 않은, 개개의 발광 효율을 갖는, 자동차 루프.
4. 제1항에 있어서, 독서 광(reading light)을 발생시키기 위해 사용되는 상기 다이오드들은 상기 유리화 자동차 루프로부터 비롯되는 승객실 내 광속이 1 lm보다 낮지 않은 총 방출에 이르도록 하는, 자동차 루프.
5. 제1항에 있어서, 독서 광을 형성하기 위해서, 2 내지 20개의 다이오드들이 사용되는, 자동차 루프.
6. 제1항에 있어서, 광속의 빔각을 제한하기 위해서, 자동차의 내부를 향하는 상기 제 2 유리 시트의 표면 상에, 상기 다이오드들에 면하여 프레넬 렌즈가 배치되는, 자동차 루프.
7. 제1항에 있어서, 상기 다이오드들은 서로 10mm보다 적지 않은 거리만큼 이격되어 있는, 자동차 루프.
8. 제1항에 있어서, 상기 다이오드들, 및 상기 다이오드들과 승객실 사이에 상기 다이오드들로부터의 광이 따라가는 경로 상에 위치된 요소들은 광속이 중간색 스펙트럼(neutral spectrum)을 갖도록 선택되는, 자동차 루프.
9. 제8항에 있어서, 상기 스펙트럼은 CIE 1931 좌표점들로서 (0.2600; 0.3450), (0.4000; 0.4000), (0.4500; 0.4000), (0.3150; 0.2900), (0.2350; 0.2500)에 의해 정의된 범위 내에 위치된, 자동차 루프.
10. 제1항에 있어서, 자동차의 내부를 향하는 상기 제 2 유리 시트의 표면 상에, 방사율이 높아도 0.3이 되는, 저-방사율 층들의 시스템을 더 포함하는, 자동차 루프.
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15. 제1항에 있어서, 상기 다이오드들의 상기 파워 서플라이 회로는 얇은 도전성 TCO 층 내 형성되는, 자동차 루프.
16. 제1항에 있어서, 상기 루프 내 탑재된 용량성 유형의 센서로 상기 다이오드들을 스위치 온/오프하기 위한 제어를 포함하는, 자동차 루프.
17. 제16항에 있어서, 상기 센서는 상기 다이오드들의 상기 파워 서플라이 회로를 형성하기 위해 사용되는 층과 같은 층에 형성되는, 자동차 루프.
18. 제16항에 있어서, 기생 영향들로부터 보호하기 위해서 접지에 연결된 도전성 필름이 상기 센서와 외부 시트 사이에 위치하는, 자동차 루프.

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