KR20230072488A - 헤드업 디스플레이용 차량 판유리 - Google Patents

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KR20230072488A
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KR
South Korea
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pane
vehicle
reflective layer
masking strip
masking
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KR1020237013480A
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English (en)
Inventor
발렌틴 슐츠
Original Assignee
쌩-고벵 글래스 프랑스
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Publication date
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Abstract

본 발명은 설치된 상태에서 외부 환경(13)을 향하는 외부면(I)과 차량 내부를 향하는 내부면(IV)을 갖는 헤드업 디스플레이(100)용 차량 판유리(1)에 관한 것으로서,
- 적어도 하나의 투명한 판유리(2, 3),
- 상기 판유리(2, 3)의 에지 영역(11)에 적어도 하나의 마스킹 스트립(5),
- 상기 마스킹 스트립(5) 영역에서 상기 마스킹 스트립의 차량 내부측면 상에 배열되며, 특히 인쇄에 의해 도포되는, 빛을 반사하기 위한 적어도 하나의 반사층(9)을 포함하는 차량 판유리(1).

Description

헤드업 디스플레이용 차량 판유리
본 발명은 헤드업 디스플레이용 차량 판유리, 그것의 생산 방법 및 그 용도와 상기 차량 판유리를 갖는 헤드업 디스플레이 및 해당 장비를 장착한 차량에 관한 것이다.
차량, 특히 승용차에는 예를 들어 DE 10 2009 020824 A1에서 알려진 바와 같이 소위 헤드업 디스플레이(HUD) 장착이 점차 늘어나고 있다. 헤드업 디스플레이는관찰자, 즉 운전자를 위한 이미지 정보를 표시하기 위해 제공된다. 예를 들어 대시보드 영역이나 지붕 영역에서 이미지 생성기로서의 프로젝터를 사용하면 이미지가 앞유리(windshield)에 투사되고 거기에서 반사되며 운전자는 앞유리 뒤의 가상 이미지로 인식한다. 따라서 운전자가 도로에서 눈을 떼지 않고도 인식할 수 있는 현재 주행 속도, 내비게이션 또는 경고 메시지와 같은 중요한 정보를 운전자의 시야에 투사할 수 있다. 따라서 헤드업 디스플레이는 교통 안전 향상에 크게 기여할 수 있다.
일반적으로 차량 앞유리는 열가소성 필름을 통해 서로 적층된 두 개의 유리판으로 구성된다. 상술한 헤드업 디스플레이에서는 프로젝터 영상이 앞유리의 양면에 반사되는 문제가 발생한다. 따라서, 운전자는 앞유리 내측면의 반사(1차 반사)에 의해서 생기는 원하는 1차 이미지 뿐만 아니라 앞 유리의 외측면의 반사(2차 반사)에 의해서 생기는, 일반적으로 강도가 약한 약간 어긋난 (offset) 2차 이미지를 인식한다. 이 문제는 일반적으로 1차 이미지와 2차 이미지가 일치하도록 반사 표면이 의도적으로 선택된 서로 기울어진 각도로 배열되어 2차 이미지가 더 이상 눈에 띄지 않게하여 해결된다.
또한 투명한 전기 전도성 코팅을 갖는 차량 판유리를 제공하는 것이 공지되어 있다. 이러한 코팅은 예를 들어 IR 반사 코팅으로 작용하여 차량 내부의 가열을 줄여 열적 편안함을 개선하거나 전류가 코팅을 통해 흐르도록 전압원에 연결하여 가열 가능한 코팅으로 사용할 수 있다. 복합 유리의 내부에 전도성 코팅이 있는 앞유리는 헤드업 디스플레이와 관련하여 전도성 코팅이 프로젝터 이미지에 대해 추가적인 반사 경계면을 형성한다는 문제가 있다. 이로 인해 원하지 않는 2차 이미지도 생성된다.
헤드업 디스플레이를 설계할 때 투사된 이미지가 특히 입사광의 경우 충분한 밝기를 갖고 관찰자가 쉽게 알아볼 수 있도록 프로젝터의 출력이 높도록 주의를 기울여야 한다. 이를 위해서는 특정 크기의 프로젝터가 필요하며 상응하는 전력 소비와 관련이 있다.
헤드업 디스플레이의 또 다른 문제는 복합 판유리에서 반사되는 빛의 편광이다. 일반적으로 유리에서 반사되는 경우 입사면에 수직으로 편광된 빛(s-편광)의 비율이 증가하여 일반적으로 HUD 디스플레이가 보이지 않거나 관찰자는 편광 렌즈가 있는 선글라스를 착용할 경우 적어도 훨씬 덜 보인다는 문제를 낳는다. 헤드업 디스플레이의 이미지를 인식하려면 선글라스를 벗어야 한다.
대조적으로, 본 발명의 목적은 이러한 단점을 피할 수 있는 개선된 헤드업 디스플레이를 제공하는 데 있다. 예를 들어, 원치 않는 2차 이미지가 발생하지 않고 표시되는 이미지 정보의 밝기와 콘트라스트가 충분하고 인지도가 좋아 차량 내 배치가 비교적 용이하게 구현될 수 있는 헤드업 디스플레이를 갖는 것이 바람직하다. 또한 에너지 소모가 상대적으로 적어야 하고, 편광 렌즈가 달린 선글라스를 착용해도 HUD 디스플레이도 알아볼 수 있어야 한다. 또한, 헤드업 디스플레이는 차량의 본격적인 산업생산에서도 생산이 용이하고 경제적이어야 한다.
이들 목적 및 다른 다양한 목적은 본 발명의 청구항에 따른 차량 판유리 및 이러한 차량 판유리를 갖는 헤드업 디스플레이 및 상응하는 장비를 갖춘 차량에 의해 달성된다. 본 발명의 유리한 실시예는 종속항으로부터 나타난다.
본 발명에 따르면, 차량 내부를 차량의 외부 환경으로부터 분리하는 역할을 하는 차량 판유리가 도시되어 있다. 차량 판유리는 적어도 하나의 투명 판유리를 포함한다. 원칙적으로, 차량 판유리는 임의의 원하는 형태로 구현될 수 있고, 특히 열적으로 강화된 단일판 안전 유리 또는 복합 판유리로 구현될 수 있다. 바람직하게는, 차량 판유리는 차량 앞유리 역할을 한다.
바람직하게는, 본 발명에 따른 차량 판유리, 특히 차량 앞유리는 복합 판유리로 구현되고 외부면 및 내부면을 갖는 제1 판유리뿐만 아니라 내부면 및 외부면을 갖는 제2 판유리를 포함하고, 그것들은 적어도 하나의 열가소성 중간층(접착층)에 의해 서로 고정적으로 결합된다. 제1 판유리는 "외부 판유리"이라고도 하고, 제2 판유리는 "내부 판유리"라고도 한다. 외부에서 내부로 두 개의 개별 판유리의 표면 또는 면을 일반적으로 측면 I, 측면 II, 측면 III 및 측면 IV라고 한다.
본 발명에 따른 차량 판유리는 차량에 설치된 상태에서 외부 환경을 향하는 외부면 및 차량 내부를 향하는 내부면을 갖는다. 복합 판유리로 구현된 차량 판유리에서, 제1 판유리의 외부면은 차량 판유리의 외부면이고 제2 판유리의 내부면은 차량 판유리의 내부면이다.
본 발명에 따른 차량 판유리는 에지 영역에서 전형적으로 판유리의 판유리 에지에 인접한 적어도 하나의 마스킹 스트립(masking strip)을 갖는다. 적어도 하나의 상기 마스킹 스트립은 하나 또는 복수의 층을 포함하는 코팅이고 설치된 상태에서 판유리를 통해 인식할 수 있는 구조를 마스킹하는 데 사용된다. 특히, 앞유리의 경우, 마스킹 스트립은 앞유리를 차체에 접착하기 위한 접착 비드(adhesive bead)를 마스킹하는 역할을 한다. 즉, 앞유리의 전체적으로 조화로운 인상이 생기도록 통상 불규칙하게 도포되는 접착 비드가 외부에서 보이는 것을 방지한다. 다른 한편, 마스킹 스트립은 사용되는 접착 재료에 대해 자외선 차단 역할을 한다. UV 광으로 계속 조사하면 접착제가 손상되고 시간이 지남에 따라 판유리와 차체의 결합이 느슨해진다.
적어도 하나의 마스킹 스트립은 바람직하게는 구워져서 판유리로 될 수 있는 유색, 바람직하게는 흑색 재료를 포함한다. 바람직하게는, 적어도 하나의 마스킹 스트립은 불투명한데, 예를 들어 접착 비드에 대한 시각적 및 UV 보호 역할을 하기 위해서이다. 전기적으로 제어 가능한 기능층이 있는 판유리의 경우, 예를 들어 마스킹 스트립을 사용하여 버스바 및/또는 연결 요소를 덮을 수도 있다.
본 발명의 맥락에서 "투명"은 차량 판유리의 전체 투과율이 앞유리에 대한 법적 규정을 준수하고 바람직하게는 가시광선에 대해 70% 이상, 특히 예를 들어 75% 이상, 예를 들어 95% 이상의 투과율을 갖는 것을 의미한다. 상응하여, "불투명"은 광투과율이 30% 미만, 특히 25% 미만, 예를 들어 5% 미만, 특히 0%의 광 투과율을 의미한다.
본 발명에 따른 차량 판유리는 빛을 차량 내부로 반사시키기 위한 적어도 하나의 반사층(거울층)을 추가로 포함한다. 여기서 반사층이 마스킹 스트립의 차량 내부 측의 마스킹 스트립 영역에 배치되는 것이 중요하다. 따라서 차량 판유리의 내부면을 바라볼 때 반사층은 마스킹 스트립 앞에 위치한다.
"마스킹 스트립의 영역에"라는 표현은 차량 판유리를 통해 직각으로 또는 판유리를 통해 직교 투영으로 볼 때 반사층이 마스킹 스트립을 덮거나 겹치도록 배열됨을 의미한다. 반사층 및 적어도 하나의 마스킹 스트립은 차량 판유리의 서로 다른 면에 또는 차량 판유리의 동일한 면에 배열될 수 있다. 반사층은 마스킹 스트립과 겹치지 않는 구간이 없다. 즉, 반사층은 차량 판유리의 내면을 향하여 볼 때 마스킹 스트립의 전방에 위치하는 부분에만 형성된다.
"차량 내부로의 빛의 반사"라는 표현은 차량에 차량 판유리가 설치된 상태를 의미한다. 차량 판유리의 내부면 상에서 반사된 빛이 차량 판유리를 떠나게 된다.
차량에 차량 판유리가 설치된 상태에서, 차량 내부에 배치된 이미지 디스플레이 장치는 적어도 하나의 반사층과 결합된다. 이미지 디스플레이 장치는 이미지 디스플레이를 포함하며, 그 이미지는 반사층에 충돌하고 반사층에 의해 차량 내부로 반사된다. 이미지 디스플레이 장치는 디스플레이라고도 하며, TFT 디스플레이, LED 디스플레이, OLED 디스플레이, EL 디스플레이, μLED 디스플레이 등으로 구현될 수 있다.
반사층은 빛을 이미지 디스플레이 장치로부터 반사시키기에 적합하게 설계된다. 반사층은 입사광을 반사하는 판유리의 코팅이며, 바람직하게는 적어도 하나의 원소 금속 및/또는 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하거나 이들로 이루어진다. 상기 금속은 바람직하게는 알루미늄, 주석, 티타늄, 구리, 크롬, 코발트, 철, 망간, 지르코늄, 세륨, 이트륨, 은, 금, 백금 및 팔라듐 또는 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 선택된다.
반사층을 제조하기 위해 페이스트를 판유리에 도포하며, 이는 예를 들어 CVD방법과 같은 기상증착법, 대기압 플라즈마 코팅법, 분무(스프레이 코팅) 또는 졸/겔법에 의해 행해지며 및 선택적으로 후속적으로 굽기 또는 온도처리를 행한다. 바람직하게는, 페이스트는 인쇄, 특히 스크린 인쇄, 패드 인쇄 또는 오프셋 인쇄에 의해 판유리에 도포된다. 그러고 나서 도포된 페이스트는 구워진다, 즉 열처리에 의해 압축된다. 유리하게는, 도포된 페이스트는 50℃ 내지 180℃의 온도에서 건조되고 200℃ 내지 1000℃, 특히 400℃ 내지 700℃의 온도에서 소성된다.
페이스트는 인쇄 가능한 금속 용액을 포함하며, 여기에서 적어도 하나의 금속은 착물로 주로 결합되어 있다. 페이스트는 용매, 바람직하게는 알코올, 글리콜, 프로필렌 글리콜 및 이들의 유도체, 및/또는 증점제, 바람직하게는 셀룰로오스 유도체 또는 폴리아크릴산으로부터 선택되는 용매를 추가로 포함할 수 있다.
반사층을 제조하기 위한 이러한 페이스트는 예를 들어 Ferro GmbH사로부터 상업적으로 입수가능하다. 또한, 이러한 코팅은 특허 문헌에 알려져 있으며, 예를 들어 WO 2005/063645를 참조한다.
예를 들어, 반사층은 적어도 하나의 금속 산화물, 선택적으로는 적어도 하나의 용매 및/또는 적어도 하나의 증점제 및 반사층에서의 비율이 5중량% 미만, 바람직하게는 1중량% 미만인 불가피한 불순물로 구성된다. 반사층에서의 금속 산화물 함량은 바람직하게는 최소 70%, 바람직하게는 최소 80%, 특히 최소 90% 이상이다.
반사층은 판유리 상의 단순한 광 반사와 비교하여 반사광의 특성을 유리하게 개선할 수 있다.
본 발명의 유리한 일 실시예에서, 반사층은 법선에 대해 65°의 입사각에서 측정하였을 때 가시광선 파장 범위에서 15% 초과, 바람직하게는 25% 이상인 광의 총 반사율(RL)을 갖는다. 여기서, 광은 바람직하게는 가시광선 파장 범위에서 s-편광 및 p-편광된 광을 포함한다.
따라서 반사광의 비율은 상대적으로 높으며, 빛의 반사율(RL)은 예를 들어 약 25%이다.
또한, 유리하게는 입사면에서 상대적으로 높은 비율로 편광된(p-편광) 광이 반사될 수도 있다.
본 발명의 또 다른 유리한 실시예에서, 반사층은 법선에 대해 65°의 입사각에서 측정하였을 때, 가시광선 파장 범위에서 p-편광(Rp-L)의 반사율은 5%를 초과하고, 바람직하게는 15%를 초과한다.
본 발명의 맥락에서, 가시광선 파장 범위는 바람직하게는 380nm 내지 780nm이다.
특히 바람직하게는, 상기 언급된 반사 값은 사용되는 광원의 파장 범위에서 s-편광 및 p-편광된 광 또는 p-편광된 광에 적용된다.
본 발명은 전형적인 적어도 하나의 불투명한 마스킹 스트립과 중첩되는 반사층이 마스킹 스트립에 대해 높은 콘트라스트를 갖는 우수한 이미지 디스플레이를 가능하게 하여 이미지 디스플레이가 밝게 보이고 따라서 또한 뛰어나게 인식 가능할 수 있다 발견에 근거를 두고 있다. 유리하게는, 이것은 이미지 디스플레이 장치의 전력 감소를 가능하게 하고 결과적으로 에너지 소비를 감소시킨다. 이것은 본 발명의 주요 이점이다.
본 발명에 따른 헤드업 디스플레이는 비용 효율적이고 기술적으로 간단한 방식으로 구현될 수 있으며, 특히 차량 판유리의 상대적으로 작은 영역에만 반사층이 구비된다.
적어도 하나의 마스킹 스트립은 바람직하게는 인쇄, 특히 스크린 인쇄에 의해 적어도 하나의 판유리 상에 도포된다. 인쇄 잉크는 판유리 상에 인쇄된 후, 이어서 예를 들어 최대 700℃에서 건조되거나 구워진다. 인쇄 잉크는 바람직하게는 빛, 용제 및 마모에 영구적으로 내구성이 있다. 적어도 하나의 마스킹 스트립은 특히 상이한 크기의 도트로 전환될 수 있다. 이러한 소위 "스크린 인쇄 도트"는 검정색으로 스크린 인쇄된 가장자리가 시각적으로 중실하다는(solid) 인상을 깨뜨리기 위한 것이다.
적어도 하나의 마스킹 스트립은 흑색인 것이 바람직하며 흑색 인쇄 또는 마스킹 인쇄라고도 할 수 있다. 마스킹 스트립의 재료는 또한 브러싱, 롤링, 분무 등과 같은 다른 일반적인 도포 방법에 의해 판유리에 도포될 수 있으며, 그 후 바람직하게는 구워진다.
차량 판유리의 바람직한 일 실시예에 따르면, 적어도 하나의 마스킹 스트립은 단일 층으로 구성된다. 이것은 차량 판유리를 특히 단순하고 경제적으로 생산할 구 있다는 이점이 있는데, 왜냐하면 마스킹 스트립용으로 단 하나의 층만이 형성되기 때문이다.
적어도 하나의 마스킹 스트립은 원칙적으로 판유리의 각 측면에 도포될 수 있다. 복합 판유리의 경우, 바람직하게는 외부 영향으로부터 보호되는, 제1 판유리의 내부면(면 II) 또는 제1 판유리의 내부면(면 III)에 도포된다. 특히 바람직하게는, 제1 판유리의 내부면(면 II)에 도포된다.
복합 판유리의 형태로 구현된 본 발명에 따른 차량 판유리의 바람직한 일 실시예에 따르면, 반사층은 제2 판유리의 외부면(면 IV)에 부착되므로 특히 제조하기에 용이하다. 본 발명자들이 입증할 수 있었던 바와 같이, 이러한 배열로 반사광의 비율이 특히 높다. 또한 방해가 되는 2차 이미지를 방지할 수 있다. 반사층은 일반적으로 내후성이 상당히 강하지만, 외부 영향으로부터 반사층을 보호하기 위해 반사층을 커버층, 특히 중합체층 또는 유리층으로 덮을 수 있다. 유리층은 특히 열가소성 중간층에 의해 복합 판유리에 부착될 수 있다.
복합 판유리의 형태로 구현된 본 발명에 따른 차량 판유리의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 반사층은 제2 판유리의 내부면(면 III)에 부착되는데, 이로써 반사층이 외부 영향으로부터 보호되는 이점을 갖는다.
복합 판유리의 형태로 구현된 본 발명에 따른 차량 판유리의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 반사층은 제1 판유리의 내부면(면 II)에 또는 (불투명한) 마스킹층 위에 부착된다. 발명자들이 놀랍게도 입증할 수 있었던 바와 같이, 이러한 배열로, p-편광을 갖는 반사광의 비율이 특히 높으며, 이는 편광 렌즈를 가진 선글라스로도 HUD 디스플레이가 선명하게 보이는 이점을 갖는다. 하나 또는 복수의 다른 층이 마스킹층과 반사층 사이에 배열될 수 있다. 또는 반사층을 마스킹층에 직접 도포할 수 있다.
본 발명에 따른 차량 판유리의 또 다른 바람직한 실시예에 따르면, 제1 판유리의 내부면(면 II) 상의 (불투명한) 마스킹 스트립이외에, 적어도 하나의 추가적인 마스킹 스트립이 제2 판유리의 내부면(면 III) 및/또는 제2 판유리의 외부면(IV) 상에 배열된다. 추가되는 마스킹 스트립은 판유리의 접착력을 향상시키는 역할을 하고 바람직하게는 마스킹 스트립에 거칠고 접착성 있는 표면을 제공하는 세라믹 입자와 혼합되며, 이는 예를 들어 면 IV 상에서 차량 판유리를 차체에 접착하는 것을 도와준다. 면 III 상에서는, 이는 복합 판유리의 2개의 개별 판유리의 적층을 도와준다. 바람직하게는, 면 II에 배치된 마스킹 스트립도 세라믹 입자와 혼합된다. 제2 판유리의 외부면(면 IV)에 도포되는 추가 마스킹 스트립은 미학적 이유로, 예를 들어 반사층의 에지를 숨기거나 투명 영역으로의 변이의 에지를 디자인하기 위해 제공될 수도 있다.
반사층이 면 II 상에서 불투명 마스킹 스트립과 겹치도록 배치되는 구간에서, 마스킹 스트립에 확장부가 제공되는 것이 바람직한며, 이를 다른 말로 하자면, 다른 부분보다 더 넓은 폭(확장 방향에 수직의 치수)을 갖는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로 마스킹 스트립은 반사층의 치수에 적합하게 조정될 수 있다.
적어도 하나의 판유리는 바람직하게는 유리, 특히 바람직하게는 평판유리, 플로트유리, 석영유리, 보로실리케이트유리, 소다석회유리, 알루미노실리케이트유리 또는 투명 플라스틱, 바람직하게는 경질 투명 플라스틱, 특히 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리스티렌, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리비닐 클로라이드 및/또는 이들의 혼합물을 함유하거나 이것들로 제조된다. 적합한 유리는 예를 들어 EP 0 847 965 B1에 공지되어 있다.
적어도 하나의 판유리는 투명하거나 착색되거나 채색될 수 있다. 앞유리는 ECE-R43에 따라 중앙 시야에서 충분한 광투과율을 가져야 하며, 바람직하게는 주 투과 영역 A에서 최소 70%가 되어야 한다. 적어도 하나의 판유리는 바람직하게는 구부러진다. 즉, 곡률이 있다.
적어도 하나의 판유리는 그 자체로 공지된 추가의 적합한 코팅, 예를 들어 반사방지 코팅, 붙지 않는 코팅, 긁힘방지 코팅, 광촉매 코팅 또는 태양보호 코팅 또는 로우-E 코팅을 가질 수 있다.
적어도 하나의 판유리의 두께는 광범위하게 변할 수 있으며 개별 케이스의 요구 사항에 맞게 조정될 수 있다. 바람직하게는, 1.0mm 내지 25mm, 바람직하게는 1.4mm 내지 2.1mm의 표준 두께를 갖는 판유리가 사용된다. 판유리의 크기는 매우 다양할 수 있으며 용도에 따라 다르다.
차량 판유리는 원하는 3차원 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는, 적어도 하나의 판유리는 예를 들어 음극 스퍼터링에 의해 코팅될 수 있도록 그림자 구역을 갖지 않는다. 바람직하게는, 적어도 하나의 판유리는 편평하거나 하나 또는 복수의 공간 방향으로 약간 또는 많이 만곡되어 있다. 적어도 하나의 판유리는 무색 또는 유색일 수 있다.
적어도 하나의 열가소성 중간층은 적어도 하나의 열가소성 수지, 바람직하게는, 선택적으로는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET )와 결합하여, 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 및/또는 폴리우레탄(PU) 또는 이들의 공중합체 또는 유도체를 포함하거나 이것들로 제조된다. 그러나 열가소성 중간층은 또한 예를 들어 폴리프로필렌(PP), 폴리아크릴레이트, 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐 클로라이드, 폴리아세테이트 수지, 캐스팅 수지, 아크릴레이트, 플루오르화 에틸렌-프로필렌, 폴리비닐 플루오라이드, 및/또는 에틸렌 테트라플루오로에틸렌, 또는 이들의 공중합체 또는 혼합물도 함유할 수 있다.
열가소성 중간층은 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 특히 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB) 및 가소제와 같은 당업자에게 공지된 첨가제를 함유하거나 이로 제조된다. 바람직하게는, 열가소성 중간층은 적어도 하나의 가소제를 함유한다.
가소제는 플라스틱을 더 부드럽고, 더 유연하고, 매끄럽고, 및/또는 더 탄력 있게 만드는 화합물이다. 그들은 플라스틱이 사용 온도 범위에서 원하는 더 많은 탄성 특성을 갖도록 플라스틱의 열탄성 범위를 더 낮은 온도로 이동시킨다. 바람직한 가소제는 카르복실산 에스테르, 특히 저휘발성 카르복실산 에스테르, 지방(fat), 오일, 연질 수지 및 장뇌이다. 다른 가소제는 바람직하게는 트리- 또는 테트라에틸렌 글리콜의 지방족 디에스테르이다. 가소제로 특히 바람직하게 사용되는 것은 3G7, 3G8 또는 4G7이며, 여기서 첫 번째 숫자는 에틸렌 글리콜 단위의 수를 나타내고 마지막 숫자는 화합물의 카르복실산 부분의 탄소 원자 수를 나타낸다. 따라서, 3G8은 트리에틸렌 글리콜-비스-(2-에틸 헥사노에이트), 즉 화학식 C4H9CH(CH2CH3)CO(OCH2CH2)3O2CCH(CH2CH3)C4H9의 화합물을 나타낸다.
바람직하게는, 열가소성 중간층은 최소 3 중량%, 바람직하게는 최소 5 중량%, 특히 바람직하게는 최소 20 중량%, 보다 더 바람직하게는 최소 30 중량%, 특히 바람직하게는 최소 40 중량%의 가소제를 함유한다. 가소제는 바람직하게는 트리에틸렌 글리콜-비스-(2-에틸 헥사노에이트)를 함유하거나 이로 제조된다.
보다 바람직하게는, 열가소성 중간층은 최소 60중량%, 특히 바람직하게는 최소 70중량%, 특히 최소 90중량% 및 예를 들어 최소 97중량%의 폴리비닐 부티랄을 함유한다.
열가소성 중간층은 단일 필름 또는 하나 이상의 필름으로 형성될 수 있다.
열가소성 중간층은 하나가 다른 위에 배열된 하나 이상의 열가소성 필름에 의해 형성될 수 있으며, 상기 열가소성 중간층의 두께는 바람직하게는 0.25mm 내지 1mm, 전형적으로 0.38mm 또는 0.76mm이다. 그러나 투명 접착제의 경우 두께가 10 μm 인 것도 생각할 수 있다.
열가소성 중간층은 또한 기능성 열가소성 중간층, 특히 음향감쇠 특성을 갖는 중간층, 적외선 복사 반사 중간층, 적외선 복사 흡수 중간층 및/또는 UV 복사 흡수 중간층일 수 있다. 예를 들어, 열가소성 중간층은 좁은 밴드의 가시광선을 차단하는 밴드 필터 필름일 수도 있다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 차량 판유리를 갖는 헤드업 디스플레이로 확장된다. 헤드업 디스플레이는 반사층과 결합되고 반사층을 향하는 이미지 디스플레이를 갖는 이미지 디스플레이 장치를 포함하며, 그 이미지는 반사층에 의해 차량 내부로 반사된다. 다중 반사층이 제공되는 경우, 상응하는 수의 이미지 디스플레이 장치가 제공될 수 있다.
본 발명은 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이를 구비한 차량으로 더 확장된다.
본 발명은 또한 본 발명에 따른 차량 판유리의 제조 방법으로 더 확장된다. 이 방법은 다음을 포함한다:
(a) 적어도 하나의 판유리의 에지 영역에 적어도 하나의 마스킹 스트립을 도포하는 단계,
(b) 마스킹 스트립의 차량 내부 측 상에 마스킹 스트립의 영역에서 차량 내부로 광을 반사시키기 위한 적어도 하나의 반사층을 배열하는 단계.
적어도 하나의 마스킹 스트립은 바람직하게는 인쇄, 특히 스크린 인쇄에 의해 또는 브러싱, 롤링, 스프레이 등과 같은 다른 일반적인 도포 방법에 의해 적어도 하나의 판유리 상에 도포되고, 이에 이어서 바람직하게는 구워진다. 반사층은 바람직하게는 인쇄에 의하여 도포되고 구워진다.
복합 판유리를 제조하기 위해, 적어도 2개의 판유리는 바람직하게는 열, 진공 및/또는 압력의 작용 하에 적어도 하나의 열가소성 접착제 층에 의해 서로 결합(적층)되는 것이 바람직하다. 그 자체로 알려진 방법들이 복합 판유리를 제조하는 데에 사용될 수 있다. 예를 들어, 소위 오토클레이브 방법이 10bar ~ 15bar의 고압에서 130℃ ~ 145℃의 온도로 대략 2시간 동안 수행될 수 있다. 그 자체로 공지된 진공 백 또는 진공 링 방법은 예를 들어 대략 200mbar 및 130℃ 내지 145℃에서 작동한다. 2개의 판유리 및 열가소성 중간층은 또한 복합 판유리를 형성하기 위해 적어도 한 쌍의 롤러 사이의 캘린더에서 압착될 수 있다. 복합 판유리를 생산하기 위한 이러한 유형의 설비는 알려져 있으며 일반적으로 프레스로부터 상류에 적어도 하나의 가열 터널을 갖는다. 프레싱 작업 동안의 온도는 예를 들어 40℃ 내지 150℃이다. 캘린더링 방법과 오토클레이브 방법의 조합은 실제로 특히 유용한 것으로 입증되었다. 또는 진공 라미네이터를 사용할 수 있다. 이들은 예를 들어 0.01mbar 내지 800mbar의 감소된 압력 및 80℃ 내지 170℃의 온도에서 약 60분 내에 제1 판유리 및 제2 판유리가 적층될 수 있는 하나 이상의 가열 가능하고 배기 가능한 챔버로 구성된다.
본 발명은 또한 육상, 공중 또는 수상 교통을 위한 운송수단에, 특히 자동차에 본 발명에 따른 차량 판유리의 용도로 더욱 확장된다. 본 발명에 따라 바람직한 것은 차량 판유리를 차량 앞유리로 사용하는 것이다.
복합 판유리는 유리하게는 차량의 앞유리 또는 지붕 패널 또는 다른 차량 글레이징, 예를 들어 차량, 바람직하게는 철도 차량 또는 버스의 칸막이일 수 있다. 원칙적으로, 차량 판유리의 상기 특징을 갖는 복합 판유리는 예를 들어 건물의 외부 파사드 또는 건물 내부의 칸막이에서 건축 글레이징일 수도 있다.
본 발명의 다양한 실시예는 개별적으로 또는 임의의 조합으로 구현될 수 있다. 특히, 위에서 언급되고 이하에서 설명될 특징들은 표시된 조합으로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다른 조합으로 또는 단독으로 사용될 수 있다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시예를 사용하여 다음에서 보다 상세하게 설명된다. 상기도면들은 축척이 아니라 단순화된 표현이다.
도 1은 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이의 예시적인 실시예의 단면도이고,
도 2는 도 1의 차량 판유리의 평면도이고,
도 3 및 4는 차량 판유리의 다양한 실시예의 단면도이고,
도 5는 다양한 차량 판유리(복합 판유리)에 대한 파장의 함수로서 측정된 총반사율 R을 나타내는 다이어그램이며,
도 6은 도 5와 유사하게 다양한 차량 판유리에 대한 파장의 함수로서 측정된 총 반사율 R을 보여주는 다이어그램이며, 여기서 총 반사율 R은 또한 반사광의 s-편광(s-pol) 및 p-편광(p-pol)의 함수로서 도시되며,
도 7은 본 발명에 따른 방법을 설명하는 흐름도이다.
먼저, 도 1 및 도 2를 고려하면: 도 1은 차량에서 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이(100)의 예시적인 실시예의 단면도를 매우 단순화된 개략적 표현으로 도시한다. 헤드업 디스플레이(100)의 차량 판유리(1)의 평면도가 도 2에 도시되어 있다. 도 1의 단면도는 도 2에 나타낸 바와 같이 차량 판유리(1)의 단면선 A-A에 대응한다.
차량 판유리(1)는 복합 판유리의 형태로 구현되며(또한 도 3 내지 도 4 참조) 열가소성 중간층(4)에 의해 서로 고정적으로 결합되는 제1 판유리(2)(예를 들어, 외부 판유리) 및 제2 판유리(3)(예를 들어, 내부 판유리)를 포함한다. 차량 판유리(1)는 차량에 설치되어 차량 내부(12)를 외부 환경(13)과 분리한다. 예를 들어, 차량 판유리(1)는 자동차의 앞유리이다. 또는, 차량 판유리는 바람직하게는 열적으로 강화된 단일 판 안전 유리(미도시)의 형태로 단 하나의 개별 판유리만을 갖는다.
제1 판유리(2) 및 제2 판유리(3)는 각각의 유리가, 바람직하게는 열적으로 강화된 소다석회유리로 제조되고 가시광선에 대해 투명하다. 열가소성 중간층(4)은 열가소성 물질, 바람직하게는 폴리비닐 부티랄(PVB), 에틸렌 비닐아세테이트(EVA) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET)로 구성된다.
제1 판유리(2)의 외부면(I)은 외부 환경(13)을 향하며 동시에 차량 판유리(1)의 외부면이다. 제1 판유리(2)의 내부면(II) 및 제2 판유리(3)의 내부면(III)은 각각 중간층(4)을 향한다. 제2 판유리(3)의 외부면(IV)은 차량 내부(12)를 향하고 동시에 차량 판유리(1)의 내부면이다. 차량 판유리(1)가 임의의 적절한 기하학적 형상 및/또는 곡률을 가질 수 있음은 말할 필요도 없다. 차량 판유리(1)는 일반적으로 볼록한 곡률을 갖는다.
차량용 판유리(1)의 에지 영역(11)에는 제1 판유리(2)의 내부면(면 II) 상에 프레임 형태로 주변에 둘러져 있는 제1 마스킹 스트립(5)이 있다. 상기 제1 마스킹 스트립(5)은 불투명하여 차량 판유리(1)의 내부에 배치된 구조물, 예를 들어 차량 판유리(1)를 차체에 접착하기 위한 접착 비드가 보이는 것을 방지한다. 제1 마스킹 스트립(5)은 검은색인 것이 바람직하다. 제1 마스킹 스트립(5)은 마스킹 스트립에 통상적으로 사용되는 전기적 비전도성 재료, 예를 들어 구운(baked) 블랙 컬러 스크린 인쇄 잉크로 제조된다.
또한, 차량 판유리(1)는 제2 판유리(3)의 외부면(IV)의 에지 영역(11)에 전기 비전도성 재료로 제조된 제2 마스킹 스트립(6)을 갖는다. 제2 마스킹 스트립(6)은 주변을 둘러싸는 틀(frame) 형태로 구현된다. 제1 마스킹 스트립(5)과 마찬가지로, 제2 마스킹 스트립(6)은 마스킹 스트립에 통상적으로 사용되는 전기 비전도성 재료, 예를 들어 베이킹된 흑색 스크린 인쇄 잉크로 제조된다.
제2 판유리(3)의 외부면(IV)에는 반사층(9)이 있으며, 이는 판유리(3) 상에 인쇄함으로써 페이스트로서 도포되고 구워진다. 반사층은 적어도 하나의 금속 산화물을 포함하는 금속 산화물 코팅이다.
차량 판유리(1)를 통해 직각으로 보았을 때, 반사층(9)은 제1 마스킹 스트립(5)과 중첩되도록 배열되며, 제1 마스킹 스트립(5)은 반사층(9)과 완전히 중첩된다. 반사층(9)은 제1 마스킹 스트립(5)와 중첩되지 않는 부분은 없다. 여기서 반사층(9)은 예를 들어 차량 판유리(1)의 에지 영역(11)의 하부(엔진측) 섹션(11')에만 배치된다. 그러나, 반사층(9)을 상부(지붕측) 섹션(11'') 또는 에지 영역(11)의 측면 섹션에 배열할 수도 있다. 또한, 복수의 반사층(9)이 예를 들어 하부(엔진측) 섹션(11') 및 에지 영역(11)의 상부(지붕측) 섹션(11'')에 제공되어 배열될 수 있다. 예를 들어 반사층(9)은 (부분적으로) 주변 이미지가 생성되도록 배열될 수 있다.
제1 마스킹 스트립(5)은 에지 영역(11)의 하부(엔진측) 섹션(11')에서 넓어진다. 즉, 제1 마스킹 스트립(5)의 폭은 에지 영역(11)의 하부(엔진측) 섹션(11')에서 차량 판유리의 에지 영역(11)의 상부(지붕측) 섹션(11'')(또한 도 1에서 보이지 않는 에지 영역(11)의 측면 섹션에서도 마찬가지로)에서 보다 더 넓다. "폭"은 제1 마스킹 스트립(5)의 연장 방향에 수직인 제1 마스킹 스트립(5)의 치수를 의미한다. 여기서, 반사층(9)은 예를 들어 제2 마스킹 스트립(6) 위쪽에 배열되지만(즉, 겹치지 않음), 미학적 이유때문에 겹쳐지게 하는 것도 또한 가능하다.
헤드업 디스플레이(100)는 대시보드(7)에 배열된 이미지 생성기로서 이미지 디스플레이 장치(8)를 더 갖는다. 이미지 디스플레이 장치(8)는 빛(10)(이미지 정보)를 생성하는데 사용되는데, 이 빛은 반사층(9)을 향하며, 이 빛은 반사층에 의해서 관찰자, 즉 운전자가 볼 수 있도록 차량 내부(12)로 반사되는 빛(10')으로 반사된다. 반사층(9)은 이미지 디스플레이 장치의 빛, 즉 이미지 디스플레이의 이미지를 반사시키기에 적합하게 구현된다. 예를 들어, 반사층(9)이 적합하게 위치된다면, 이미지 디스플레이 장치(8)를 자동차의 A-필러 또는 지붕(각각의 경우 차량 실내측에)에 배치하는 것도 가능할 것이다. 다중 반사층(9)이 제공되는 경우, 별도의 이미지 디스플레이 장치(8)가 각 반사층(9)과 연관될 수 있다. 즉 다중 이미지 디스플레이 장치(8)가 배열될 수 있다. 예를 들어 차량 판유리(1)가 루프 패널, 측면 판유리 또는 후면 판유리인 것도 가능할 것이다.
도 2의 평면도에서, 에지 영역(11)의 하부 섹션(11')을 따라 연장되는 반사층(9)이 도시되어 있다.
이제 도 3 내지 도 4를 참조하면, 차량 판유리(1)의 다양한 실시예의 단면도가 도시되어 있다. 도 3 내지 도 4의 단면도는 도 2에 나타낸 바와 같이 차량 판유리(1)의 에지 영역(11)의 하부 섹션(11')의 단면선 A-A에 대응한다.
도 3에 도시된 차량 판유리(1)의 변형예에서, 제1(불투명) 마스킹 스트립(5)은 제1 판유리(2)의 내부면(측면 II)에 위치한다. 반사층(9)은 제2 판유리(3)의 외부면(면 IV)에 적용된다. 이미지 디스플레이 장치(8)로부터의 빛(10)은 반사층(9)에 의해 차량 내부(12)로 반사된 빛(10')으로서 반사된다. 빛(10, 10')의 편광(s-편광, p- 편광)이 개략적으로 설명되어 있다. 이 변형은 비교적 큰 비율의 입사광(10)이 반사된다는 이점을 갖는다. 또한, 콘트라스트가 높아서 불투명(제1) 마스킹층(5)의 배경에 대해 이미지를 쉽게 알아볼 수 있다.
도 4에 도시된 차량 판유리(1)의 변형예는 반사층(9)이 (제1) 마스킹층(5) 상에 도포된다는 점에서만 도 3의 변형예와 상이하다. 이 변형예는 비교적 많은 비율의 p-편광 입사광(10)이 반사된다는 특별한 이점이 있다. 또한, 콘트라스트가 높아서 불투명(제1) 마스킹층(5)의 배경에 대해 이미지를 쉽게 알아볼 수 있다. 반사층(9)은 복합 판유리의 내부에서 외부 영향에 대해 잘 보호된다.
모든 예시적인 실시예에서, 반사층(9)은 제1 마스킹 스트립(5)의 차량 내부 측에 배열된다. 즉, 차량 판유리(1)의 내부면을 볼 때 반사층(9)은 제1 마스킹 스트립(5)의 앞에 위치한다.
도 5는 다이어그램을 사용하여 다양한 차량 판유리(복합 판유리)에서 파장(nm)의 함수로서 측정된 총 반사율 R(입사광의 %)을 보여준다. 측정은 법선에 대해 65°의 입사각으로 이루어졌다. 곡선 F3B, F3C 및 F3D는, 이 순서대로, 면 IV상에 반사층(9)이 있고 마스킹층(5)이 없는 차량 판유리(1)(F3B), 면 IV 상에 반사층(9)이 있고 마스킹층(5)이 있는 차량 판유리(1)(F3C), 면 II 상에 반사층(9)이 있고 마스킹층(5)이 있고 반사층은 마스킹층(5)상에 배열되는 차량 판유리(1)(F3D)에 관한 것이다.
F3B 배열인 경우의 총 반사율이 가장 높고 F3C 배열인 경우의 총 반사율이 사실 더 낮지만 여전히 비교적 양호하다는 것을 알 수 있다. F3D 배열인 경우 총 반사율은 더 낮다.
도 6은 F3B, F3C 및 F3D의 배열에 따라 상이한 차량 판유리들의 경우 파장(nm)의 함수로서 측정된 총 반사율 R(입사광의 %)을 다이어그램으로 도시하고, 여기서 총 반사율 R은 반사광의 s-편광(s-pol) 및 p-편광(p-pol)의 함수로도 도시된다. 이러한 것들은 또한 법선에 대해 65°의 입사각에서 측정하였다.
따라서, F3B 배열에서 s-편광 반사광의 비율이 특히 높다. 특히, F3B, F3C 및 F3D의 배열은 반사 조합 필름보다 p-편광에서 더 높은 총 반사율을 갖는다. 놀랍게도, F3D 배열에서 p-편광된 반사광의 비율이 높은데 F3B 및 F3C 배열에서 보다 특히 더 높다.
도 7은 흐름도를 사용하여 본 발명에 따른 방법을 도시한다. 여기서, 제1 단계(I)에서, 적어도 하나의 마스킹 스트립(5)이 적어도 하나의 판유리(2, 3) 에지 영역(11)에 도포된다. 제2 단계(II)에서는, 이미지 데이터를 표시하기 위해 차량 내부로 빛을 반사하는 적어도 하나의 반사층(9)이 마스킹 스트립(5)의 영역에서 마스킹 스트립(5)의 차량 내측 상에 배치된다.
상술한 바, 본 발명은 마스킹 스트립에 대해 높은 콘트라스트를 갖는 양호한 이미지 디스플레이를 가능하게 하는 개선된 차량 판유리 또는 그에 장착된 헤드업 디스플레이를 장착 가능하게 한다. 불필요한 2차 이미지를 방지할 수 있다. 본 발명에 따른 헤드업 디스플레이는 공지된 제조 방법을 이용하여 간단하고 경제적으로 제조할 수 있다.
1 차량 판유리
2 제1 판유리
3 제2 판유리
4 중간층
5 제1 마스킹 스트립
6 제2 마스킹 스트립
6' 추가 마스킹 스트립
7 대시보드
8 이미지 디스플레이 장치
9 반사층
10, 10' 빛(광)
11, 11', 11'' 에지 영역
12 차량 내부
13 외부 환경
100 헤드업 디스플레이
I 제1 판유리(2)의 외부면
II 제1 판유리(2)의 내부면
III 제2 판유리(3)의 내부면
IV 제2 판유리(3)의 외부면
A-A 단면선

Claims (16)

  1. 설치된 상태에서 외부 환경(13)을 향하는 외부면(I)과 차량 내부를 향하는 내부면(IV)을 갖는 헤드업 디스플레이(100)용 차량 판유리(1)로서,
    - 적어도 하나의 투명한 판유리(2, 3)
    - 상기 판유리(2, 3)의 에지 영역(11)에 적어도 하나의 마스킹 스트립(5),
    - 상기 마스킹 스트립(5) 영역에서 상기 마스킹 스트립의 차량 내부측면 상에 배열되며, 특히 인쇄에 의해 도포되는, 빛을 반사하기 위한 적어도 하나의 반사층(9)을 포함하는 차량 판유리(1).
  2. 제1항에 있어서, 복합 판유리의 형태로 구현되고 설치된 상태에서 외부 환경(13)을 향하는 외부면(I) 및 내부면(II)을 갖는 제1 판유리(2) 및 설치된 상태에서 차량 내부(12)를 향하는 외부면(IV) 및 내부면(III)을 갖는 제2 판유리(3)를 포함하며, 상기 판유리들은 적어도 하나의 열가소성 중간층(4)에 의해 서로 고정적으로 결합되는 파량 판유리(1).
  3. 제2항에 있어서, 적어도 하나의 마스킹 스트립(5)이 제1 판유리(2)의 내부면(II)에 도포되는 차량 판유리(1).
  4. 제3항에 있어서, 반사층(9)은 제2 판유리(3)의 외부면(IV)에 부착되는 차량 판유리(1).
  5. 제3항에 있어서, 반사층(9)은 제2 판유리(3)의 내부면(III)에 부착되는 차량 판유리(1).
  6. 제3항에 있어서, 반사층(9)이 제1 판유리(2)의 내부면(II) 상에 마스킹층(5) 상에 부착되는 차량 판유리(1).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 마스킹 스트립(5)이 틀(frame) 형태로 주변으로 형성되고, 특히 반사층(9)과 중첩되는 섹션(11')에서는 이와는 다른 섹션(11'')에서 보다 폭이 더 넓은 차량 판유리(1).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 적어도 하나의 마스킹 스트립(5)이 제1 판유리(2)의 내부면(II) 상에 배열되고 적어도 하나의 추가 마스킹 스트립(6')은 제2 판유리(3)의 내부면(III) 및/또는 제2 판유리(3)의 외부면(IV) 상에 배열되는 차량 판유리(1).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 반사층(9)이 적어도 하나의 원소 금속 또는 하나의 금속 산화물을 함유하는 차량 판유리(1).
  10. 제9항에 있어서, 상기 금속은 알루미늄, 주석, 티타늄, 구리, 크롬, 코발트, 철, 망간, 지르코늄, 세륨, 이트륨, 은, 금, 백금, 및 팔라듐, 또는 이들의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 차량 판유리(1).
  11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 반사층(9)은 원소 금속 또는 금속 산화물을 함유하는 페이스트를 판유리(2, 3) 상에 인쇄한 다음 페이스트를 베이킹함으로써 생성되는 차량 판유리(1).
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 반사층(9)은 법선에 대해 65°의 입사각에서 측정하였을 때, 가시광선 파장 범위에서 p-편광 빛의 반사율이 5%를 초과하고 바람직하게는 15%를 초과하는 차량 판유리(1).
  13. - 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 차량 판유리(1),
    - 반사층(9)과 결합되고 반사층(9)을 향하여 반사층(9)에 의해서 차량 내부(12)로 반사되는 이미지 디스플레이를 갖는 이미지 디스플레이 장치(8)를 포함하는 헤드업 디스플레이(100).
  14. 제13항에 따른 헤드업 디스플레이(100)를 구비한 차량.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 차량 판유리(1)의 제조 방법으로서,
    (a) 적어도 하나의 판유리(2, 3)의 에지 영역(11)에 적어도 하나의 마스킹 스트립(5)을 도포하는 단계,
    (b) 상기 마스킹 스트립(5)의 영역에서 빛을 반사하기 위한 반사층을 상기 마스킹 스트립(5)의 차량 내부 측면 상에 배치하는 단계를 포함하는 제조 방법.
  16. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 따른 차량 판유리(1)의 육상, 공중 또는 수상 교통용 운송수단에서의, 특히 차량 앞유리로서의 용도.
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