KR20130082506A - 헤드-업 디스플레이로서의 창유리 - Google Patents

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KR20130082506A
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쌩-고벵 글래스 프랑스
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Abstract

본 발명은 적어도 a. 유리판 (1), 및 b. 유리판 (1) 상의 접착제층 (2)를 포함하며, 상기 접착제층 (2)가 발광 안료 (2a)를 함유하는 하나 이상의 열가소성 필름 (2b), 및 스크래치 방지 코팅 (2d)를 갖는 차단 필름 (2c)를 포함하는 것인 창유리에 관한 것이다.

Description

헤드-업 디스플레이로서의 창유리 {GLASS PANE AS HEAD-UP DISPLAY}
본 발명은 창유리, 창유리의 제조 방법 및 그의 헤드-업 디스플레이 (head-up display)로서의 용도에 관한 것이다.
헤드-업 디스플레이 (HUD)는 항공기에 널리 사용되고 있다. 파일럿의 직접 시야에 장착되어 있는 시스템은 그 자체 및 다른 항공기에 관한 가장 중요한 데이터를 표시한다. 군 분야에서 수립되어 많이 사용되고 있는 이와 같은 시스템은 민간 분야, 특히 자동차 분야에서도 많은 사용가능한 용도를 가질 수 있다. 따라서, 속도, 선행 차량과의 거리에 관한 데이터 또는 내비게이션 장치로부터의 방향 데이터는, 헤드-다운 디스플레이 (head-down displays; HDD)와는 대조적으로, 운전자의 바로 눈높이에 표시될 수 있다. 이러한 능력은 운전자가 기기를 보면서 교통 상황을 살피지 못하기 때문에, 차량의 교통 안전을 확실하게 개선시킨다. 예컨대, 고속도로에서와 같이 자동차의 속도가 증가된 상태에서, 자동차 계기판에 의존하여 주행되는 거리는 상당할 수 있고, 사고 위험을 증가시킬 수 있다.
헤드-업 디스플레이 (HUD)가 레이저와 같은 외부 광원에 의해 조명되는 경우, 주된 광선 및 기상 조건에 따라서 명시야는 보기가 어려울 수 있다. 강한 햇빛과 물방울 또는 먼지 입자를 통한 빛의 반사는 헤드-업 디스플레이에 투사된 데이터를 보는 것을 상당히 더 어렵게 만든다. 이는 전면창과 같은 디스플레이 영역 상으로 투사된 가상 화상에 있어서는 특히 확연하다. 이들 통상의 HUD의 단점은 투사된 데이터를 제공하기에 시야가 제한적이라는 것이다. 전자기적으로 여기된 염료 또는 안료에 의해 디스플레이 영역 상에 생성된 실상은 해결책에 대한 가능한 접근법을 구성한다. 이 경우에, 원론적으로는 전체 유리판이 데이터 캐리어로 사용될 수 있다.
판의 크기 및 안료 그 자체가 접착제층 내에 균일하게 분포되는 경향으로 인하여, 비교적 고농도의 발색 안료가 필요하다. 창유리를 오토클레이브 중에서 처리하면 안료가 접착제층 내에 용해되는 것을 강화시킨다. 그러나, 많은 경우에 있어서, 고농도의 안료는 매우 고가이며, 때때로 안료 또는 염료를 유해 물질로서 규제상 분류하고 취급하는 관점에서 특별한 사전 조치가 필요하다.
DE 603 14 613 T2는 광변색 조성물 및 그의 제조 방법을 개시하고 있다. 조성물은 선형 가교결합성 폴리우레탄 또는 폴리우레탄-우레아 중합체 및 광변색 유기 화합물을 함유한다.
WO 2004/099172 A1은 아릴아민 기로 치환된 벤조-, 나프토- 및 페난트로- 발색 구조에 기초한 광변색 조성물을 개시하고 있다.
US 7,230,767 B2는 자동차 윈도 유리판의 화상 디스플레이 시스템을 개시하고 있다. 배열은 내측 유리판의 외측을 향하는 면 상에 발광 화합물을 함유한다. 발광 화합물은 광원이 조사되면 자동차 운전자의 시야에 나타난다.
본 발명의 목적은 헤드-업 디스플레이로서 사용될 수 있으며, 낮은 안료 또는 염료 농도일지라도 모든 광 조건하에 하나 또는 복수 개의 색상으로 우수한 인식성 뿐만아니라 높은 광도를 나타낼 수 있는 창유리를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적은 본 발명에 따라 독립 청구항 1에 의해 달성된다. 바람직한 실시양태는 종속청구항에 주어져 있다.
본 발명에 따른 헤드-업 디스플레이를 갖는 창유리를 제조하는 방법, 장치 및 그의 용도는 다른 동등한 청구항에 청구되어 있다.
본 발명에 따른 창유리는 하나 이상의 유리판 및 하나 이상의 중합체 접착제층을 포함한다. 유리판은 바람직하게는 평판 유리 (플로트 유리), 석영 유리, 보로실리케이트 유리, 소다 석회 유리를 함유한다. 유리판은 바람직하게는 (달리 구체적 언급이 없는 한, 파장 380 nm 내지 780　nm의 광에 대하여 DIN 5033에 따른 광 타입 A 및 2°-표준 관찰자에 대한 투광율) 80% 초과, 바람직하게는 90%를 초과하는 평균 투광율을 갖는다. 유리판은 바람직하게는 파장 범위 360　nm 내지 420　nm에서 70%를 초과하는, 특히 바람직하게는 75%를 초과하는 투광율을 갖는다.
접착제층은 1종 이상의 제1 발광 안료, 열가소성 필름, 및 차단 필름을 함유한다. 접착제층은 열가소성 필름 쪽이 판 위에 놓이게 배치되어, 유리판에 고정 결합된다. 차단 필름은 접착제층의 유리판 반대쪽 위에 놓이도록 배치된다. 열가소성 필름은 바람직하게는 PVB (폴리비닐 부티랄) 또는 EVA (폴리-에틸-비닐 아세테이트)를 함유한다. 제1 발광 안료는 바람직하게는 제1 열가소성 필름 부피 전체에 함유된다. 차단 필름은 발광 안료에 대한 확산 차단물로서 작용한다. 유리판 반대편 차단 필름 상의 스크래치 방지 코팅은 경질, 내스크래치 표면으로 작용한다. 차단 필름은 열가소성 필름에서 보다 낮은, 바람직하게는 20% 미만, 특히 바람직하게는 10% 미만, 보다 특히 바람직하게는 1% 미만의 농도의 발광 안료를 함유한다. 본 발명의 문맥에서 발광 안료는 유기 및/또는 무기 발광 화합물, 이온, 응집물, 및/또는 분자를 함유한다. 발광은 형광 및/또는 인광 과정, 전자기 방사선에 의한 여기 및 전자기 방사선의 방출을 포함한다. 방출되는 방사선은 바람직하게는 여기 방사선과는 다른 파장을 갖는다. 방출되는 방사선은 바람직하게는 보다 높은 파장을 갖는다. 열가소성 필름 및 존재하는 경우 추가의 열가소성 필름은 405 nm 파장에서 측정될 때, 70%를 초과, 특히 바람직하게는 82%를 초과하는 투광율을 갖는다. 열가소성 필름의 투광율은 필름 두께, 중합체 조성, 중합도, 중합 분포, UV 차단제 또는 가소제에 의해 조절될 수 있다.
차단 필름은 바람직하게는 가소제 없이 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리카르보네이트 (PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리비닐 플루오라이드 (PVF), 폴리비닐 부티랄 (PVB), 및/또는 이들의 공중합체, 특히 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 함유한다.
차단 필름은 405 nm 파장에서 측정될 때, 바람직하게는 70%를 초과, 특히 바람직하게는 80%를 초과하는 투광율을 갖는다.
열가소성 필름은 390 내지 410 nm 파장에서 측정될 때, 바람직하게는 75%를 초과, 특히 바람직하게는 82%를 초과하는 투광율을 갖는다.
접착제층은 바람직하게는 PVC (폴리비닐 클로라이드), PU (폴리우레탄), EVA (폴리-에틸-비닐 아세테이트), 및 이들의 혼합물뿐만 아니라 이들의 공중합체를 함유한다.
차단 필름은 바람직하게는 제2 발광 안료 또는 염료를 함유한다. 제2 발광 안료는 바람직하게는 제1 발광 안료와는 다른 여기 파장 및 방출 파장을 갖는다. 별법으로, 발광 안료를 갖는 추가의 열가소성 필름과 그들 사이에 놓인 차단 필름이 배치될 수 있다.
접착제층은 바람직하게는 360 nm 내지 400 nm의 형광 입자의 여기 스펙트럼 범위에서 활성인 다른 UV 차단제를 함유하지 않는다. 본 발명에 따른 발광 안료는 바람직하게는 UV 차단제로서 작용한다.
발광 안료는 바람직하게는 350　nm 내지 450　nm 범위에서, 특히 바람직하게는 390　nm 내지 420　nm에서 국소적 여기 최댓값을 갖는다.
발광 안료는 바람직하게는 400　nm 내지 800　nm 범위에서 국소적 방출 최댓값을 갖는다.
스크래치 방지 코팅은 바람직하게는 유기적으로 및/또는 무기적으로 결합된 SiO2, TiO2, Al2O3, Si3N4, 바람직하게는 폴리실록산을 함유한다. 스크래치 방지 코팅은 접착제층의 유리판 반대쪽의 차단 필름 상에 배치된다.
접착제층은 바람직하게는 0.30 mm 내지 1.2 mm의 두께, 특히 바람직하게는 0.70 mm 내지 0.90 mm의 두께를 갖는다. 차단 필름은 바람직하게는 0.10 mm 내지 0.30 mm의 두께를 갖는다. 열가소성 필름은 바람직하게는 0.3 mm 내지 0.9 mm의 두께를 갖는다.
발광 안료는 바람직하게는 화학식 R1-COO-P(OH)x(0-4)-COO-R2의 히드록시알킬 테레프탈레이트를 함유하며, 식에서, R1 및 R2는 1 내지 10개의 C 원자의 알킬 또는 알릴 잔기이고, P는 페닐 고리이며, OH는 페닐 고리에 결합된 히드록실 기이고, x는 페닐 고리에 결합된 히드록실 기의 수이다. 일반적 구조식은 다음과 같다:
Figure pct00001
발광 안료는 바람직하게는 디에틸 2,5-디히드록시테레프탈레이트를 함유한다. 구조식은 다음과 같다:
Figure pct00002
발광 안료는 바람직하게는 벤조피란, 나프토피란, 2H-나프토피란, 3H-나프토피란, 2H-페난트로피란, 3H-페난트로피란, 광변색 수지, 쿠마린, 잔틴, 나프탈산 유도체, 옥사졸, 스틸벤, 스티릴, 페릴렌, 나프탈이미드, 나프탈, 페닐, 잔텐, 란타나이드, 바람직하게는 Y2O3:Eu, YVO4:Tm, Y2O2S:Pr, Gd2O2S:Tb 및/또는 이들의 혼합물을 함유한다.
열가소성 필름은 바람직하게는 0.1 g/m2 내지 15 g/m2의 발광 안료를 함유한다. 함유량 표시는 대략 0.76　mm의 열가소성 필름 두께를 기초로 한 것이다.
유리판은 바람직하게는 1 mm 내지 8 mm, 특히 바람직하게는 1.4 mm 내지 2.5 mm의 두께를 갖는다.
차단 필름은 코팅, 바람직하게는 금속성 코팅, 특히 바람직하게는 ZnO, Ag, In2O3, TiO2, AlN을 갖는 것이 바람직하다. 코팅은 발광 안료 또는 염료에 대한 확산 차단층으로서의 차단 필름의 작용을 강화시킨다. 코팅은 바람직하게는 열가소성 필름에 인접하여 차단 필름 상에 배치된다.
본 발명은 픽토그램 (pictogram), 숫자 및 그래픽 문자를 표시하는 장치를 더 포함한다. 장치는 상기한 바와 같은 창유리 및 창유리를 향한 광원을 포함한다. 광원은 전자기 방사선, 바람직하게는 파장 360　nm 내지 420　nm의 전자기 방사선을 방출한다. 광원에 의해 방출된 전자기 방사선은 접착제층 내의 발광 안료에 의해 흡수되어 변화된 파장으로 재방출된다. 이와 같이 방출된 방사선은 관찰자에게는 유리판 상의 화소로서 인식된다. 광원은 바람직하게는 다이오드 레이저 또는 레이저 스캐너를 포함한다.
본 발명은 창유리를 제조하는 방법을 더 포함한다. 제1 단계에서, 열가소성 필름 (바람직하게는 PVB 또는 EVA) 및 스크래치-방지 코팅 (바람직하게는 폴리실록산)을 갖는 차단 필름(바람직하게는 PET)이 결합되어 차단 필름 외부 표면 상에 접착제층 (라미네이션 필름)을 형성한다. 이어서, 발광 안료를 접착제층의 열가소성 필름 쪽에 도포한다. 다음 단계에서, 접착제층을 유리판 (열가소성 필름 쪽)과 라미네이션 판 (스크래치 방지 코팅을 갖는 차단 필름 쪽) 사이에 적층시킨다. 라미네이션은 바람직하게는 120 ℃ 내지 170 ℃의 온도, 10 bar 내지 15 bar의 압력에서 30분 내지 240분 동안 수행된다. 적층 동안, 발광 안료는 바람직하게는 열가소성 필름 전체에 걸쳐 균일하게 분포되고, 차단 필름 내에는 단지 약간만 분포된다. 적층 후에, 차단 필름은 바람직하게는 열가소성 필름 내의 제1 발광 안료의 1 중량% 미만을 함유한다. 이어서, 라미네이션 판을 조심스럽게 제거하여 유리판과 접착제층의 복합재를 수득한다.
발광 안료는 바람직하게는 분무, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 잉크젯 인쇄, 및/또는 플렉소그래피 인쇄에 의해 도포된다.
본 발명은 창유리를 건물, 자동차, 항공기 및/또는 헬리콥터에서 투명 또는 (부분적으로) 착색된 디스플레이 시스템, 헤드-업 디스플레이로서, 특히 바람직하게는 자동차에서 전면 유리창으로 사용하는 것을 더 포함한다.
이하, 본 발명을 도면 및 대표적인 실시양태 뿐만 아니라 비교 실시예를 참조하여 상세히 설명한다. 도면은 전적으로 개략적으로 도시된 것으로, 축적에 따른 것이 아니다. 또한, 도면은 어떠한 의미에서건 본 발명을 제한하지 않는다.
도 1은 선행 기술에 따른 발광 입자를 갖는 적층된 창유리의 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 창유리의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 접착제층의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 접착제층의 바람직한 실시양태의 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 개략도이다.
도 1은 선행 기술에 따른 발광 입자 (2a)를 갖는 창유리 (I)의 단면을 도시하고 있다. 창유리 (I)은 하나 이상의 유리판 (1), 다른 하나의 유리판 (6), 및 하나 이상의 중합체 접착제층 (2)를 포함한다. 접착제층 (2)는 PVB로 된 열가소성 필름 (2b), 및 창유리 (I)의 적층 후에 열가소성 필름 (2b) 내에 통계학적으로 분포되는 발광 안료 또는 염료 (2a)를 포함한다. 광도는 높은 안료 밀도 (2a)에서만 충분하기 때문에, 열가소성 필름 (2b) 내에 안료 (2a)가 광범위하게 분포되면 높은 안료 농도가 필요하다.
도 2는 본 발명에 따른 창유리 (II)의 단면을 도시하고 있다. 창유리 (II)는 하나 이상의 유리판 (1) 및 하나 이상의 중합체 접착제층 (2)를 포함한다. 접착제층 (2)는 PVB로 된 제1 열가소성 필름 (2b) 및 열가소성 필름 (2b) 내에 분포된 발광 안료 (2a)를 포함한다. 제1 열가소성 필름 (2b) 다음은 PET로 된 차단 필름 (2c)으로서, 이 필름은 발광 안료 또는 염료 (2a)를 실질적으로 함유하지 않는다. 본 발명의 문맥에서 "실질적으로 함유하지 않음"이라는 표현은 적절한 방사선원에 의해 여기될 때 차단 필름 (2c) 내의 전자기 방사선의 방출이 육안으로 인식될 수 없다는 것을 의미한다. 차단 필름 (2c)는 폴리실록산으로 된 스크래치 방지 코팅 (2d)을 함유한다.
도 3은 본 발명에 따른 접착제층 (2)의 확대 단면도로서, 접착제층 (2)는 발광 입자 (2a)를 갖는 열가소성 필름 (2b), 이에 이어서 차단 필름 (2c) 및 폴리실록산으로 된 스크래치 방지 코팅 (2d)로 이루어진다.
도 4는 본 발명에 따른 접착제층 (2)의 바람직한 실시양태의 확대 단면도로서, 접착제층 (2)는 발광 입자 (2a)를 갖는 제1 열가소성 필름 (2b), 이에 이어서 차단 필름 (2c) 및 스크래치 방지 코팅 (2d)로 이루어진다. 차단 필름 (2c)는 열가소성 필름 (2b)에 인접하여 금속성 코팅 (2e)를 갖는다. 이 금속성 코팅은, 예를 들어, IR 반사 코팅 또는 전기적으로 가열가능한 코팅일 수 있다.
도 5는 본 발명에 따른 장치의 단면을 도시하고 있다. 창유리 (II)는 유리판 (1)과 접착제층 (2)를 포함한다. 접착제층 (2)는 광원 (4), 바람직하게는 레이저 스캐너에 의해 조사된다. 접착제층 (2) 내에 위치된 발광 안료 (2a)는 관찰자에 의해 감지되는 빛을 방출한다.
(1) 유리판
(2) 접착제층
(2a) 발광 안료 또는 염료
(2b) 열가소성 필름
(2c) 차단 필름
(2d) 스크래치 방지 코팅
(2e) 차단 필름과 열가소성 필름 사이의 코팅
(3) 라미네이션 판
(4) 광원
(5) 관찰자
(6) 제2 유리판

Claims (15)

  1. 적어도
    a. 유리판 (1), 및
    b. 유리판 (1) 상의 접착제층 (2)
    를 포함하며, 상기 접착제층 (2)는 발광 안료 (2a)를 함유하는 하나 이상의 열가소성 필름 (2b), 및 스크래치 방지 코팅 (2d)를 갖는 차단 필름 (2c)를 포함하는 것인 창유리.
  2. 제1항에 있어서, 차단 필름 (2c)가 제2 발광 안료 (2e)를 함유하는 것인 창유리.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 유리판 (1)이 사전응력처리된 (prestressed) 또는 부분적으로 사전응력처리된 안전 유리를 포함하는 것인 창유리.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 필름 (2c)가 가소제 없이 폴리부틸렌 테레프탈레이트 (PBT), 폴리카르보네이트 (PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET), 및 폴리에틸렌 나프탈레이트 (PEN), 폴리비닐 클로라이드 (PVC), 폴리비닐 플루오라이드 (PVF), 폴리비닐 부티랄 (PVB), 및/또는 이들의 혼합물 및 공중합체, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트 (PET)를 함유하는 것인 창유리.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 또는 제2 발광 안료 (2a, 2e)가 350　nm 내지 450　nm, 바람직하게는 390　nm 내지 420　nm에서 여기 최댓값을 가지고/거나, 400　nm 내지 800　nm, 바람직하게는 430　nm 내지 500　nm에서 방출 최댓값을 갖는 것인 창유리.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 스크래치 방지 코팅 (2d)가 유기적으로 또는 무기적으로 결합된 SiO2, TiO2, Al2O3, Si3N4, 바람직하게는 폴리실록산을 함유하는 것인 창유리.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 접착제층 (2)가 0.30 mm 내지 0.9 mm, 바람직하게는 0.50 mm 내지 0.80 mm의 두께를 갖는 것인 창유리.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 발광 안료 (2a)가 화학식 R1-COO-P(OH)x(0-4)-COO-R2의 히드록시알킬 테레프탈레이트 (여기서, R1 및 R2는 1 내지 10개의 C 원자를 갖는 알킬 또는 알릴 잔기이고, P는 페닐 고리이며, OH는 페닐 고리에 결합된 히드록실 기이고, x는 페닐 고리에 결합된 히드록실 기의 수임), 바람직하게는 디에틸 2,5-디히드록시테레프탈레이트를 함유하는 것인 창유리.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 발광 안료 (2a)가 벤조피란, 나프토피란, 2H-나프토피란, 3H-나프토피란, 2H-페난트로피란, 3H-페난트로피란, 광변색 수지, 쿠마린, 잔틴, 나프탈산 유도체, 옥사졸, 스틸벤, 스티릴, 페릴렌, 란타나이드, 바람직하게는 Y2O3:Eu, YVO4:Tm, Y2O2S:Pr, Gd2O2S:Tb, 및/또는 이들의 혼합물을 함유하는 것인 창유리.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 유리판 (1)이 1 mm 내지 8 mm, 바람직하게는 1.4 mm 내지 2.5 mm의 두께를 갖는 것인 창유리.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 차단 필름 (2c)가 코팅 (2e), 바람직하게는 금속성 코팅, 특히 바람직하게는 ZnO, Ag, In2O3, Ti, TiO2 및/또는 AlN을 포함하는 것인 창유리.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 창유리 및 창유리를 향한 광원 (4)를 포함하며, 상기 광원 (4)가 창유리 위로 전자기 방사선을 방출하는 것인, 픽토그램, 그래픽 문자 및/또는 숫자를 표시하는 장치.
  13. 제12항에 있어서, 광원 (4)가 레이저, 바람직하게는 다이오드 레이저를 포함하는 것인 장치.
  14. a. 열가소성 필름 (2b)와 스크래치 방지 코팅 (2d)를 갖는 차단 필름 (2c)를 결합시켜 접착제층 (2)를 형성하고,
    b. 발광 안료 (2a)를 접착제층 (2)의 열가소성 필름 (2b) 상에 도포하고,
    c. 접착제층 (2)를 유리판 (1)과 라미네이션 판 (3) 사이에 적층하고,
    d. 라미네이션 판 (3)을 제거하는 것
    을 포함하는, 창유리의 제조 방법.
  15. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 따른 창유리의, 건물, 자동차, 항공기 및/또는 헬리콥터에서 헤드-업 디스플레이로서, 바람직하게는 자동차의 전면 유리창 또는 광고게시판 (billboard)으로서의 용도.
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