JP2019512714A - ヘッドアップディスプレイシステム - Google Patents
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Abstract
本発明は、投影表面に画像を生成するための画像ユニットを有しているヘッドアップディスプレイシステムに関し、ここで、投影表面が、画像（２３）の少なくとも一部を反射するために提供されており、ここで、投影表面が、透明ペインを有しており、この透明ペインが、透明基材（１）、及び、透明基材（１）の少なくとも１つの表面上の、少なくとも１つの機能性層（３）を有している少なくとも１つの導電性コーティング（２）を有している。【選択図】図１
Description
本発明は、画像を生成するための画像ユニット及び投影表面を有しているヘッドアップディスプレイシステムに関する。本発明は、さらに、ヘッドアップディスプレイシステムを有している自動車、ヘッドアップディスプレイシステムによって画像を投影表面に生成するための方法、及び、ヘッドアップシステムの使用に関する。
自動車グレージングに、高い要求がなされている。以下の法規制が、視野のサイズ及びペインの構造安定性に関して、適用される：
− ＥＣＥ Ｒ ４３： ” Ｅｉｎｈｅｉｔｌｉｃｈｅ Ｖｏｒｓｃｈｒｉｆｔｅｎ ｆｕｒ ｄｉｅ Ｇｅｎｅｈｍｉｇｕｎｇ ｄｅｓ Ｓｉｃｈｅｒｈｅｉｔｓｇｌａｓｅｓ ｕｎｄ ｄｅｒ Ｖｅｒｂｕｎｄｇｌａｓｗｅｒｋｓｔｏｆｆｅ（安全グレージング及び複合グレージング材料の承認に関する統一規定”及び
− Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ａｎｆｏｒｄｅｒｕｎｇｅｎ ａｎ Ｆａｈｒｚｅｕｇｔｅｉｌｅ ｂｅｉ ｄｅｒ Ｂａｕａｒｔｐｒｕｆｕｎｇ（タイプ検査のための乗り物部品に関する技術的要件）§２２ ＳｔＶＺＯ（ドイツ道路乗り物登録法令）、「安全ガラス」。
− ＥＣＥ Ｒ ４３： ” Ｅｉｎｈｅｉｔｌｉｃｈｅ Ｖｏｒｓｃｈｒｉｆｔｅｎ ｆｕｒ ｄｉｅ Ｇｅｎｅｈｍｉｇｕｎｇ ｄｅｓ Ｓｉｃｈｅｒｈｅｉｔｓｇｌａｓｅｓ ｕｎｄ ｄｅｒ Ｖｅｒｂｕｎｄｇｌａｓｗｅｒｋｓｔｏｆｆｅ（安全グレージング及び複合グレージング材料の承認に関する統一規定”及び
− Ｔｅｃｈｎｉｓｃｈｅ Ａｎｆｏｒｄｅｒｕｎｇｅｎ ａｎ Ｆａｈｒｚｅｕｇｔｅｉｌｅ ｂｅｉ ｄｅｒ Ｂａｕａｒｔｐｒｕｆｕｎｇ（タイプ検査のための乗り物部品に関する技術的要件）§２２ ＳｔＶＺＯ（ドイツ道路乗り物登録法令）、「安全ガラス」。
複合ガラスペインは、通常、これらの規制に適合している。複合ガラスペインは、２以上の別個のペイン、特には、フロートガラス製であって、かつ熱及び圧力によって１又は複数の中間層で互いに固定的に結合されている２以上の別個のペインからなる。中間層は、通常は、熱可塑性プラスチック、例えばポリビニルブチラール（ＰＶＢ）又はエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）からできている。
ペインは、透明電気コーティングに基づいている電気加熱機能を有していることができる。そのような導電性コーティングは、複数の金属薄層及び誘電体薄層を有していてよい。薄い銀層に基づいているコーティングは、経済的に生産可能であり、かつ、経年劣化に対して耐性がある。これらの層は、大抵は、３オーム／スクエア〜５オーム／スクエアの範囲のシート抵抗を有している。
さらに、乗り物は、いわゆる「ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）」技術を備えていることができる。ヘッドアップディスプレイは、画像の形態で、乗り物の運転者のための追加的な情報を運転者の視界に投影する表示システムである。ヘッドアップディスプレイシステムは、投影表面又は反射表面において画像を偏向させ又は映し出す（反射させる）ための、画像ユニット及び複数の光学モジュールを有している。慣用的に、複合ペイン、特には乗り物のウィンドシールドが、投影表面としての役割を果たす。画像はウィンドシールドに投影されるが、運転者の人間の目によって認識されるときには、画像は、乗り物のボンネットの上方に少し離れて浮かんでいる。
慣用的に、画像ユニットによって生成される画像は、偏光からなる。ｓ偏光が、特定の入射角で複合ペインに衝突し、かつ、少なくとも部分的に、複合ペインに屈折し、かつ、ｓ偏光として運転者の視界に反射される。しかしながら、反射される画像は、色がニュートラルではなく、又は、望ましくない反射、いわゆる二重像を有している。
独国特許出願公開第１０２０１１０７５８８７号明細書は、バックライトユニット及び液晶表示ユニットを有している画像形成ユニットを有しているヘッドアップディスプレイを開示しており、液晶表示ユニットが、ドライブユニットによって、可視的な画像を生成するために駆動され、かつ、バックライトユニットの光によって照明される。
本発明の目的は、画像の投影を向上させるヘッドアップディスプレイシステムを提供することからなる。
本発明の目的は、本発明に従って、請求項１に係る、画像生成用の画像ユニット及び投影表面を有しているヘッドアップディスプレイシステムによって、達成される。好ましい実施態様が、従属請求項から明らかとなる。ヘッドアップディスプレイシステムを有している自動車、及び、ヘッドアップディスプレイシステムによって投影表面に画像を生成するための方法が、他の請求項から明らかとなる。
本発明に係るヘッドアップディスプレイシステムは、投影表面に画像を生成するための画像ユニットを有しており、ここで、投影表面が、画像の少なくとも一部を反射するために提供されており、かつ、透明ペインを有しており、この透明ペインは、透明基材、及び、透明基材の少なくとも１つの表面上の、少なくとも１つの機能性層を有している少なくとも１つの導電性コーティングを有している。
本発明に係るヘッドアップディスプレイシステムの好ましい実施態様では、有利には、ｓ偏光を放射する画像ユニットが提供される。ｓ偏光が、光学モジュールによって偏向され、かつ、投影表面において乗り物運転者の方向に反射される。投影表面は、乗り物のウィンドシールドであってよい。そのような投影表面は、画像ユニットによって生成される画像を反射するので、それらは、反射表面としても言及されうる。
本発明に係るヘッドアップディスプレイシステムの別の実施態様では、光学モジュールによって偏向される光が、投影表面に、およそ５５°〜７０°、好ましくは６５°の入射角でぶつかる。あるいは、画像ユニットによって放射される光が、投影表面に、およそ５５°〜７０°の入射角で直接に落ちてよい。
導電性コーティングが、重なって配置されている複数の機能性層を有していることが可能である。例えば、４つの機能性層を、積み重ねて配置することができる。本件発明者らは、４層の機能性層によって、色のニュートラル性に関して特に良好な結果が得られることを、驚きをもって見出した。
好ましくは、それぞれの機能性層が、少なくとも１つの導電性層を有していてよい。それぞれの導電性層が、同一の層厚を有していてよい。あるいは、導電性層が、第二導電性層の層厚の半分の層厚を有していてよい。
本発明の有利な実施態様では、機能性層が、少なくとも以下を有していてよい：
− 屈折率≧１．３を有している光学的に高屈折性の材料の層
− 光学的に高屈折性の材料の層の上の、第一適合層、
− 第一適合層の上の、導電性層、及び
− 導電性層の上の、第二適合層。
− 屈折率≧１．３を有している光学的に高屈折性の材料の層
− 光学的に高屈折性の材料の層の上の、第一適合層、
− 第一適合層の上の、導電性層、及び
− 導電性層の上の、第二適合層。
導電性層のうちの１つの層厚が、それぞれ、５ｎｍ〜２５ｎｍであってよく、かつ、すべての導電性層の合計の層厚が、２０ｎｍ〜１００ｎｍであってよい。２つの導電性層の間に配置されている光学的に高屈折性の材料の少なくとも１つの層が、２．１以下の屈折率を有している誘電体材料の層、及び、２．１以上の屈折率を有している光学的に高屈折性の材料の層を有していてよい。
第一層が第二層の上に配置されているときに、本発明に関して、これが意味するのは、第一層が、層がその上に適用される基材から、第二層と比較して、より遠くに配置されているということである。
第一層が第二層の下に配置されているときには、本発明に関して、これが意味するのは、第二層が、層がその上に適用される基材から、第一層と比較して、より遠くに配置されているということである。
導電性コーティング全体のすべての導電性層の合計の層厚は、本発明によると、２０ｎｍ〜１００ｎｍである。すべての銀含有層の合計の厚みに関するこの有利な範囲では、２つのバスバーの間における典型的な距離ｈ及び１２Ｖから１５Ｖの運用電圧Ｕを伴って、十分に高い加熱力Ｐ及び十分に高い透過率が、有利には得られる。
本発明に係る導電性コーティングのそれぞれの機能性層は、２つの導電性層の間に配置された、少なくとも１つの光学的に高屈折性の材料を有しており、これは、２．１以下の屈折率を有する誘電体材料の層、及び２．１以上の屈折率を有する光学的に高屈折性の材料の層を有している。
そのようなコーティングは、コーティングそれ自体での画像の反射を可能な限り小さく保持することによって、かつ色をニュートラルに保持することによって、高い色ニュートラル性及び光の所望の透過率をもたらすことが、驚きをもって見出された。
本発明に関して、光学的に高屈折性の材料の層は、少なくとも１つの導電性層が光学的に高屈折性の材料の層の上に配置されているときであって、かつ、導電性層が光学的に高屈折性の材料の層の下に配置されているときには、２つの導電性層の間に存在している。この配置は、しかしながら、導電性層と、光学的に高屈折性の材料の層の間での直接の接触を必要としない。
本発明に関して、層が、１つの材料でできていてよい。しかしながら、層が、異なる材料でできている２以上の別個の層を有していてもよい。本発明に係る機能性層は、例えば、光学的に高屈折性の材料の少なくとも１つの層、第一及び第二適合層、並びに導電層を有している。
好ましくは、第一及び／又は第二適合層が、酸化亜鉛を有していてよい。
本発明の好ましい実施態様は、光学的に高屈折性の材料の層の厚みが１０ｎｍ〜１００ｎｍであってよく、少なくとも２０ｎｍの厚みを有している光学的に高屈折性の材料の層が、２つの導電性層の間に配置されているということを規定している。さらには、高屈折性の材料の層は、１．９以上の屈折率を有していてよく、かつ／又は、少なくとも窒化ケイ素若しくは混合ケイ素／金属窒化物、例えば、ＳｉＺｒＮ、及びそれらの混合物を有していてよい。
本発明に係る透明ペインの特に好ましい実施態様では、光学的に高屈折性の材料の層が、混合ケイ素／ジルコニウム窒化物を含有している。混合ケイ素／ジルコニウム窒化物は、好ましくは、４０ｗｔ％〜７０ｗｔ％ケイ素、３０ｗｔ％〜６０ｗｔ％ジルコニウム、及び製造に関連した混和物を含有しているターゲットによって、好ましくは堆積される。ターゲットは、特に好ましくは、４５ｗｔ％〜６０ｗｔ％ケイ素、４０ｗｔ％〜５５ｗｔ％ジルコニウム、及び製造に関連した混和物を含有している。混合ケイ素／ジルコニウム窒化物の堆積は、カソードスパッタリングの間に、反応ガスとしての窒素の添加の下で、行われる。
本発明に係る透明ペインの別の好ましい実施態様は、少なくとも、２つの導電性層の間、特には第一適合層のうちの１つの下に配置されうる平滑層を提供する。平滑層は、混合スズ／亜鉛酸化物を含有していてよい。平滑体表面に堆積される導電性層は、比較的低いシート抵抗を同時に有しつつ、比較的高い程度の透過率を有している。この効果は、導電性層が薄いほど、より有益である。
本発明に係る透明ペインの別の好ましい実施態様では、１．９以上の屈折率を有している光学的に高屈折性の材料の別の層が、最上部機能性層の上に提供されている。この層は、光学的に高屈折性の材料としての窒化ケイ素を含有していてよい。窒化ケイ素の使用は、その下に配置される層を腐食に対して防護し、機能性層の光学特性を中間層のそれに一致させ、かつ、特には経済的である。
本発明に係る透明ペインの特に好ましい実施態様では、導電性層が、少なくとも銀又は銀含有合金を含有している。銀含有層は、少なくとも９０ｗｔ％銀、好ましくは９９．９ｗｔ％銀を含有している。銀含有層は、金属の層堆積のために慣用的な方法によって、例えば、真空法、例えば、マグネトロン強化型カソードスパッタリングによって、適用される。
透過率、シート抵抗、及び色値の観点において所望の特性を有している、適合層、平滑層、光学的に高屈折性の材料の層、及び、銀含有層の層厚は、上記の層厚の範囲におけるシミュレーションを通じて、簡単なやり方で、当業者に明らかである。
本発明に係る透明ペインの有利な実施態様では、電気的に加熱可能なコーティングが、それが適用されるペインの面の面積の、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７０％、特に好ましくは少なくとも９０％に延在している。
さらには、少なくとも１つの機能性層が、導電性層に隣接しているブロッカー層を有していること、及び、ブロッカー層が好ましくは少なくともニッケル、クロム、又はそれらの合金を含有していることが、好ましい。ブロッカー層は、０．１ｎｍ〜５ｎｍの厚みを有していてよい。第二適合層と銀含有層との間のブロッカー層は、酸化亜鉛でできているその後の層の反応性カソードスパッタリングによる堆積の間に、感受性の高い銀含有層が酸化性反応性大気に接触することを、防ぐ。
適合層、平滑層、光学的に高屈折性の材料の層、ブロッカー層、及び銀含有層は、それ自体として知られている方法によって、例えば、マグネトロン強化型カソードスパッタリングによって、堆積される。カソードスパッタリングは、保護性ガス大気、例えばアルゴンの保護性ガス大気において、又は反応性ガス大気において、例えば酸素又は窒素の添加を通じて、行われる。
透明基材は、熱可塑性中間層を介して第二ペインに結合して複合ペインを形成してよく、かつ、７０％超の合計透過率を有していてよい。用語「合計透過率」は、自動車ウィンドウの光透過性をテストするための、ＥＣＥ−Ｒ ４３、付録３、§９．１によって特定される方法に基づいている。複合ペイン及び／又は中間層は、楔形の断面を有していてよい。楔形の断面は、反射に伴って、追加的な、望ましくないゴースト画像が形成されることを低減する効果を有している。複合ペインは、ｓ偏光が増幅されて反射されるように、構成されている。
電気的に加熱可能なコーティングは、好ましくは、それが適用されるペインの面の全表面にわたって延在しており、２ｍｍ〜２０ｍｍ、好ましくは５ｍｍ〜１０ｍｍの幅を有している周縁枠様無コーティング領域には、延在していない。これは、電圧を有しているコーティングと乗り物本体との間での電気絶縁としての役割を果たす。無コーティング領域は、蒸気拡散バリアとしての、アクリレート接着性物質によって、又は、中間層によって、好ましくは密封される。腐食感受性コーティングが、蒸気拡散バリアによって、湿分及び大気酸素に対して保護される。追加的には、電気的に加熱可能なコーティングは、別の領域において無コーティングであってもよく、これは、例えば、データ送信ウィンドウ又は通信ウィンドウとしての役割を果たす。透明ペインは、他の無コーティング領域において、電磁気の、特には赤外線の放射に対して、透過性である。
本発明に係る透明ペインの好ましい実施態様では、電気的に加熱可能なコーティングが、バスバーを介して電圧源に接続されており、かつ、電気的に加熱可能なコーティングに適用される電圧が、１２Ｖ〜１５Ｖの値を有している。
透明導電性コーティングが、電力の伝達のために、バスバーに接続している。
バスバーは、有利には、伝導性ペーストを印刷することによって製造される。伝導性ペーストは、ガラスペインの曲げ加工の前に、かつ／又はガラスペインの曲げ加工の時に、焼結される。伝導性ペーストは、好ましくは、銀粒子及びガラスフリットを含有している。焼結された銀ペーストの層厚は、好ましくは５μｍ〜２０μｍである。
バスバーの代替的な実施態様では、銅及び／又はアルミニウムを好ましくは含有している、薄くかつ狭い金属箔ストリップ又は金属ワイヤが使用される；特には、およそ５０μｍの厚みを有している銅箔ストリップが使用される。銅箔ストリップの幅は、好ましくは、１ｍｍ〜１０ｍｍである。金属箔ストリップ又は金属ワイヤは、複合層のアセンブリの間にコーティングに配置される。その後のオートクレーブプロセスにおいて、熱及び圧力の作用を通じて、バスバーとコーティングとの間における比較的信頼性のある電気接触が達成される。コーティングとバスバーの間の電気接触を、代替的に、はんだ付けによって、又は導電性接着性物質による接着によって、確立してもよい。
自動車分野では、箔伝導体が、慣用的に、複合ペインの内側においてバスバーと接触するための供給ラインとして使用される。可撓性箔伝導体、「平坦伝導体」又は「平坦バンド伝導体」とも呼ばれることのある可撓性箔伝導体は、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍの厚み及び２ｍｍ〜１６ｍｍの幅を有しているスズメッキされている銅ストリップから、好ましくはできている。銅は、そのような伝導体トラックに関して性能が証明されており、なぜならば、銅は、良好な導電性を有しており、かつ、箔への良好な加工性を有しているからである。同時に、材料コストが、低い。箔へと加工可能な他の導電性材料も、使用できる。これの例としては、アルミニウム、金、銀、又はスズ、及びそれらの合金が挙げられる。
電気絶縁のために、かつ安定性のために、スズメッキされている銅ストリップを、プラスチックでできているキャリア材料に適用し、又は、両側にそれを伴って積層加工する。絶縁材料は、原則として、０．０２５ｍｍ〜０．０５ｍｍ厚のポリイミドに基づいているフィルムを含有している。要求される絶縁特性を有している他のプラスチック又は材料を使用することもできる。互いから電気的に絶縁されている複数の伝導層を、１つの箔伝導体ストリップに配置してよい。
複合ペインにおける導電性層の接触に適している箔伝導体は、ほんの０．３ｍｍの合計厚を有している。そのような薄い箔伝導体は、困難なく、別個のペインの間において、熱可塑性接着性層に埋め込むことができる。
あるいは、薄い金属ワイヤを、供給ラインとして使用してもよい。金属ワイヤは、特には、銅、タングステン、金、銀、若しくはアルミニウム、又はこれらの金属の少なくとも２つの合金を含有している。合金は、モリブデン、レニウム、オスミウム、イリジウム、パラジウム、又はプラチナを含有していてもよい。
本発明に係る透明ペインの好ましい実施態様では、電気的に加熱可能なコーティングが、５００Ｗ／ｍ２〜７００Ｗ／ｍ２の加熱電力を有している。
本発明は、本発明に係るヘッドアップディスプレイシステムを有している自動車も含んでいる。
本発明は、さらには、ヘッドアップディスプレイシステムによって、投影表面に画像を生成するための方法に関する。ここで、透明ペインを、投影表面として使用し、この透明ペインは、透明基材、及び、透明基材の少なくとも１つの表面上の、機能性層を有している少なくとも１つの導電性コーティングを有している。
個々の層は、それ自体として知られている方法によって、例えば、マグネトロン強化型カソードスパッタリングによって、堆積される。カソードスパッタリングは、保護ガス大気中で、例えば、アルゴンの保護ガス大気中で、又は反応性ガス大気中で、例えば、酸素若しくは窒素の添加を通じて、行われる。
透過率、シート抵抗、及び色値の観点で所望の特性を有している別個の層の層厚は、当業者にとっては、上記の層厚の範囲におけるシミュレーションを通じて、明らかとなる。
本発明の有利な実施態様では、透明基材及び第二ペインを、５００℃〜７００℃の温度にまで加熱し、かつ、透明基材及び第二ペインを、熱可塑性中間層に、一致させて結合する。ペインの加熱を、曲げ加工プロセスのなかで行ってよい。導電性コーティングは、特には、曲げ加工プロセス及び／又は積層加工プロセスに、損傷なく耐えることに適している必要がある。上記の導電性コーティングの特性、特にはシート抵抗が、加熱によって、通常は、改善される。
導電性コーティングを、基材を加熱する前に、少なくとも２個のバスバーに接続してよい。
本発明は、さらには、本発明に係るヘッドアップディスプレイシステムの、乗り物における、特には自動車における使用を含んでいる。
以下では、本発明を、図面及び実施例を参照して詳細に説明する。図面は概略的な図であり、かつ、縮尺通りではない。図面は、決して本発明を制限しない。
図１は、複合ペイン１９の一部としての透明ペインを有している本発明に係るヘッドアップディスプレイシステム２１を描写している。複合ペイン１９は、乗用車のウィンドシールドとして提供されている。ヘッドアップディスプレイシステム２１は、画像ユニット１７、光学モジュール１８、及び、ヘッドアップディスプレイシステム２１の投影表面としての複合ペイン１９を有している。
画像ユニット１７は、ＴＦＴ投影器又はＬＣＤ表示器であり、画像を生成するために提供されている。光学モジュール１８は、画像ユニット１７によって生成される画像を偏向するために提供されており、かつ、ミラー又はいわゆる「コンバイナー」として実施されてよい。複合ペイン１９は、導電性コーティング２を有している透明ペインを有しており、かつ、偏向された画像の投影表面としての役割を果たす。
車の運転者２０が、本発明に係るヘッドアップディスプレイシステム２１を備えている車の内部に座っている。ヘッドアップディスプレイシステム２１が、ドライバーの視野に、虚像２３を投影する。ここで、画像ユニット１７が画像を生成し、画像が、光学モジュール１８によって複合ペイン１９へと偏向される。
偏光は、互いに垂直な２つの直線偏光成分に分解されうる。垂直な又は平行な直線偏光成分は、それぞれ、ｓ偏向又はｐ偏向としても言及される。
画像ユニット１７によって生成される画像は、ｓ偏光（入射平面における垂直偏光）を有している。光学モジュールによって偏向されるｓ偏光が、およそ６５°の入射角で複合ペインにぶつかる。ｓ偏光は、複合ペイン１９の空気との境界表面において運転者の方向に反射される。複合ペイン１９は、ｓ偏光を、ｐ偏光（入射平面における平行偏光）よりも大幅に強く反射する。
乗り物内部に面している複合ペインの内側面は、車の内部における空気との内部境界表面を形成しており、かつ、外部に面している複合ペイン１９の外側面は、車を取り囲んでいる空気との外部境界表面を形成している。複合ペイン１９は、楔形断面を有しており、それにより、２つの境界表面において反射する画像が、運転者の目において単一の虚像２３を生じるように、光が反射するようになっている。
虚像２３は、運転者の目において、くっきりとして、良好に認識可能で、かつ本来色の画像として現れる。運転者の人間の目の知覚においては、投影された虚像２３は、少し離れて、車のボンネットの上方に浮いている。
図２及び図３は、それぞれ、複合ペインの部分としての透明ペインの詳細を描写している。透明基材１が、熱可塑性中間層１２を介して、第二ペイン１３に結合している。図２は、熱可塑性中間層から離れて面している透明基材１の表面の平面図を描写している。透明基材１は、車の内部に面しているペインである。透明基材１及び第二ペイン１３は、フロートガラスを含有しており、かつ、それぞれ、２．１ｍｍの厚みを有している。熱可塑性中間層１２は、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）を含有しており、かつ、０．７６ｍｍの厚みを有している。
導電性コーティング２が、熱可塑性中間層１２に面している透明基材１の表面に適用されている。導電性コーティング２は、対応する電気接触を有している電気的に加熱可能なコーティングである。導電性コーティング２は、透明基材１の表面全体にわたって延在しており、およそ８ｍｍの幅ｂを有している周縁枠様無コーティング領域には、延在していない。無コーティング領域は、電圧を有している電気コーティング２と乗り物本体との間の電気絶縁として働く。無コーティング領域は、中間層１２によって接着によって密封され、それによって、導電性コーティング２が、損傷及び腐食に対して防護される。
バスバー１４が、導電性コーティング２の電気接触のために、透明基材１の外側上方及び下方端部に、それぞれ配置されている。バスバー１４は、伝導性銀ペーストによって導電性コーティング２に印刷され、かつ焼結された。焼結銀ペーストの層厚は、１５μｍである。バスバー１４は、下方にある導電性コーティング２の区域に導電的に接続されている。
バスバー１４は、それぞれ、供給ライン１５にはんだ付けされている。供給ライン１５は、１０ｍｍの幅及び０．３ｍｍの厚みを有しているスズメッキされた銅箔でできている。電気的に加熱可能なコーティング２が、バスバー１４を介して電圧源１６及び供給ライン１５に接続している。電圧源１６は、例えば、１４Ｖ、２４Ｖ又は４０Ｖの自動車の車載電圧である。
第二ペイン１３において、２０ｍｍの幅を有する不透明色層が、マスキング印刷２２として、熱可塑性中間層１２に面している表面の端部に、枠様に適用されている。マスキング印刷２２は、透明ペインを乗り物本体へと接着するための接着性ストランドへの視界を遮る。マスキング印刷２２は、同時に、ＵＶ放射に対する接着剤の防護としての役割を有しており、したがって、接着剤の早すぎる劣化に対しての防護としての役割を有している。さらには、バスバー１４及び供給ライン１５が、マスキング印刷２２によって隠されている。
図４は、透明基材１及び導電性コーティング２を有している本発明に係る透明ペインの実施態様を通る断面を描写している。
電気的に加熱可能なコーティング２は、４つの機能性層３（３．１、３．２、３．３、及び３．４）を有しており、これらの機能性層が、一致して重なって配置されている。それぞれの機能性層３は、以下を有している：
− 窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含有している、光学的に高屈折性の材料の層４（４．１、４．２、４．３、及び４．４）、
− 酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有している第一適合層５（５．１、５．２、５．３及び５．４）、
− 銀又は銀含有合金を含有している、導電層６（６．１、６．２、６．３、６．４）、
− 酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有している第二適合層１０（１０．１、１０．２、１０．３、及び１０．４）。
− 窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含有している、光学的に高屈折性の材料の層４（４．１、４．２、４．３、及び４．４）、
− 酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有している第一適合層５（５．１、５．２、５．３及び５．４）、
− 銀又は銀含有合金を含有している、導電層６（６．１、６．２、６．３、６．４）、
− 酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有している第二適合層１０（１０．１、１０．２、１０．３、及び１０．４）。
層は、示されている順番で、基材１から増加してゆく距離で、配置されている。最上部の機能性層３．４の上に、屈折率１．９〜２．１を有している光学的に高屈折性の材料の別の層４．１が提供されている。この別の層及びコーティング２の最下部の層が、それぞれ、光学的に高屈折性の材料として窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を含有しており、層厚が、１０ｎｍ〜５０ｎｍである。カバー層としての窒化ケイ素の使用は、その下に配置されている層を防護する。
第一適合層５及び第二適合層７が、屈折率１．８〜２．０を有しており、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を有しており、かつ、２ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの層厚を有している。
導電性コーティング２のそれぞれの機能性層３が、２つの導電性層６の間に配置されている、光学的に高屈折性の材料の層４．２、４．３、４．４を有しており、これは、屈折率１．９〜２．１を有している誘電体材料の層８．２、８．３、８．４、及び、屈折率２．１〜２．３を有している光学的に高屈折性の材料の層９．２、９．３、９．４を有している。
２．１以下の屈折率を有している誘電体材料の層８．２、８．３、８．４は、窒化ケイ素を含有しており、かつ、１０ｎｍ〜５０ｎｍ、特には２０ｎｍ〜４０ｎｍの層厚を有している。
２．１以上の屈折率を有している光学的に高屈折性の材料の層９．２、９．３、９．４は、混合ケイ素／ジルコニウム窒化物（ＳｉＺｒＮｘ）を含有しており、かつ、１０ｎｍ〜５０ｎｍ、特に好ましくは１５ｎｍ〜３０ｎｍの層厚を有している。
導電性層６（６．１、６．２、６．３、６．４）は、銀を含有しており、かつ、５ｎｍ〜２５ｎｍの層厚を有している。特に好ましいのは、１１ｎｍ〜１８ｎｍの層厚である。すべての導電性層６の合計の層厚は、５７ｎｍである。
ここで、銀の分布は、（６．１）においておよそ２０％、（６．２）においておよそ３０％、かつ、（６．３）及び（６．４）においてそれぞれおよそ２５％である必要があり、それによって、記載された条件（６５°／ｓ偏光）下で、コーティングそれ自体における色ニュートラル（白）反射が達成される。
ブロッカー層１１が、導電性層６（６．１、６．２、６．３、６．４）それぞれの間に配置され、かつ、第二適合層７が、それらの上に配置される。ブロッカー層１１は、例えば、０．２ｎｍ〜０．４ｎｍ厚の層からなり、これは、ニッケル、クロム、又はそれらの合金を含有しており、かつ、マグネトロン強化型カソードスパッタリングによって、堆積された。
２つの導電性層６の間にそれぞれ提供されているのは、平滑層１０．２、１０．３、１０．４であり、これが、それぞれ、第一適合層５．２、５．３、５．４のうちの一層の下に配置されている。平滑層１０．２、１０．３、１０．４は、混合亜鉛／スズ酸化物（ＺｎＳｎＯ）を含有しており、かつ、２ｎｍ〜２０ｎｍ、好ましくは５ｎｍ〜１０ｎｍの層厚を有している。
正確な層配列を、層厚とともに、表１に示す。
光学的に高屈折性の材料の層４、平滑層１０、適合層５及び７、並びに導電性層６は、カソードレイスパッタリングによって、堆積された。適合層５及び７の堆積のためのターゲットは、９２ｗｔ％酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有していた。平滑層１０の堆積のためのターゲットは、６８ｗｔ％スズ、３０ｗｔ％亜鉛を含有していた。光学的に高屈折性の材料の層４の堆積のためのターゲットは、５２．９ｗｔ％ケイ素、４３．８ｗｔ％ジルコニウムを含有していた。平滑層１０の堆積は、カソードスパッタリングの間に、反応ガスとしての酸素の添加の下で行われた。光学的に高屈折性の材料の層４の堆積は、カソードスパッタリングの間に、反応ガスとしての窒素の添加の下で行われた。
（１） 透明基材
（２） 導電性コーティング
（３）、（３．１）、（３．２）、（３．３）、（３．４） 機能性層
（４）、（４．１）、（４．２）、（４．３）、（４．４） 光学的に高屈折性の材料の層
（５）、（５．１）、（５．２）、（５．３）、（５．４） 第一適合層
（６）、（６．１）、（６．２）、（６．３）、（６．４） 導電性層
（７）、（７．１）、（７．２）、（７．３）、（７．４） 第二適合層
（８） ２．１以下の屈折率を有している誘電体材料の層
（９） ２．１以上の屈折率を有している誘電体材料の光学的に高屈折性の材料の層
（１０）、（１０．２）、（１０．３）、（１０．４） 平滑層
（１１） ブロッカー層
（１２） 中間層
（１３） 第二ペイン
（１４） バスバー
（１５） 供給ライン
（１６） 電圧源
（１７） 画像ユニット
（１８） 光学モジュール
（１９） 複合ペイン
（２０） 車運転者の目
（２１） ヘッドアップディスプレイシステム
（２２） マスキング印刷
（２３） 画像
ａ マスキング印刷（２２）によって隠されている領域の幅
ｂ 端部除去の幅
Ａ−Ａ’ 切断線
（２） 導電性コーティング
（３）、（３．１）、（３．２）、（３．３）、（３．４） 機能性層
（４）、（４．１）、（４．２）、（４．３）、（４．４） 光学的に高屈折性の材料の層
（５）、（５．１）、（５．２）、（５．３）、（５．４） 第一適合層
（６）、（６．１）、（６．２）、（６．３）、（６．４） 導電性層
（７）、（７．１）、（７．２）、（７．３）、（７．４） 第二適合層
（８） ２．１以下の屈折率を有している誘電体材料の層
（９） ２．１以上の屈折率を有している誘電体材料の光学的に高屈折性の材料の層
（１０）、（１０．２）、（１０．３）、（１０．４） 平滑層
（１１） ブロッカー層
（１２） 中間層
（１３） 第二ペイン
（１４） バスバー
（１５） 供給ライン
（１６） 電圧源
（１７） 画像ユニット
（１８） 光学モジュール
（１９） 複合ペイン
（２０） 車運転者の目
（２１） ヘッドアップディスプレイシステム
（２２） マスキング印刷
（２３） 画像
ａ マスキング印刷（２２）によって隠されている領域の幅
ｂ 端部除去の幅
Ａ−Ａ’ 切断線
Claims (15)
- 投影表面に画像を生成するための画像ユニットを有しており、ここで、前記投影表面が、前記画像（２３）の少なくとも一部を反射するために提供されている、ヘッドアップディスプレイシステムであって、前記投影表面が、透明ペインを有しており、この透明ペインが、透明基材（１）、及び、前記透明基材（１）の少なくとも１つの表面上の、少なくとも１つの機能性層（３）を有している少なくとも１つの導電性コーティング（２）、を有していることを特徴とする、
ヘッドアップディスプレイシステム。 - 前記導電性コーティング（２）が、重なって配置されている少なくとも４つの機能性層（３．１、３．２、３．３、３．４）を有している、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記機能性層（３）それぞれが、少なくとも１つの導電性層（６．１、６．２、６．３、６．４）を有している、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記導電性層（６）が、少なくとも銀又は銀含有合金を有している、請求項３に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記導電性層（６．１、６．２、６．３、６．４）それぞれが、同一の層厚を有している、請求項３に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- １つの前記導電性層（６．１）が、第二導電性層（６．２、６．３、６．４）の層厚の半分の大きさの層厚を有している、請求項３に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記透明基材（１）が、少なくとも１つの熱可塑性中間層（１２）を介して第二ペイン（１３）に結合して、複合ペインを形成している、請求項１に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記複合ペインが、ｓ偏光を反射するために提供されている、請求項６に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 前記機能性層（３）それぞれが、少なくとも以下を有している、請求項１〜８のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム：
● １．３以上の屈折率を有している光学的に高屈折性の材料の層（４）、
● 光学的に高屈折性の材料の前記層（４）の上の、第一適合層（５）、
● 前記第一適合層（５）の上の、導電性層（６）、
● 前記導電性層（６）の上の、第二適合層（７）。 - ２つの導電性層（６）の間に配置されている少なくとも一つの光学的に高屈折性の材料の層（４）が、以下を有している、請求項８に記載のヘッドアップディスプレイシステム：
● ２．１以下の屈折率を有している誘電体材料の層（８）
● ２．１以上の屈折率を有している光学的に高屈折性の材料の層（９）。 - 光学的に高屈折性の材料の前記層（４）が、少なくとも窒化ケイ素を有している、請求項９又は１０に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- ２つの導電性層（６）の間に配置されている光学的に高屈折性の材料の前記層（９）が、混合ケイ素／ジルコニウム窒化物を有している、請求項９〜１１のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステム。
- 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステムを有している自動車。
- 透明基材（１）、及び、前記透明基材（１）の少なくとも１つの表面上の、機能性層（３）を有している少なくとも１つの導電性コーティング（２）を有している透明ペインを、投影表面として使用する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステムによって前記投影表面に画像を生成するための方法。
- 請求項１〜１２のいずれか一項に記載のヘッドアップディスプレイシステムの、乗り物における、特には自動車における使用。
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