EP4285178A1 - Fahrzeugscheibe für head-up-display - Google Patents

Fahrzeugscheibe für head-up-display

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Publication number
EP4285178A1
EP4285178A1 EP22701597.1A EP22701597A EP4285178A1 EP 4285178 A1 EP4285178 A1 EP 4285178A1 EP 22701597 A EP22701597 A EP 22701597A EP 4285178 A1 EP4285178 A1 EP 4285178A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pane
light
vehicle
masking strip
carrier film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
EP22701597.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GOMER
Valentin SCHULZ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP4285178A1 publication Critical patent/EP4285178A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • B60J1/02—Windows; Windscreens; Accessories therefor arranged at the vehicle front, e.g. structure of the glazing, mounting of the glazing
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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
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    • B60K35/00—Instruments specially adapted for vehicles; Arrangement of instruments in or on vehicles
    • B60K35/20—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor
    • B60K35/21—Output arrangements, i.e. from vehicle to user, associated with vehicle functions or specially adapted therefor using visual output, e.g. blinking lights or matrix displays
    • B60K35/23—Head-up displays [HUD]
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    • G02B27/0101—Head-up displays characterised by optical features
    • G02B2027/011—Head-up displays characterised by optical features comprising device for correcting geometrical aberrations, distortion

Definitions

  • the invention relates to a vehicle pane for a head-up display, a method for its production and its use, and a head-up display with the vehicle pane and a vehicle equipped accordingly.
  • Head-up displays are provided for displaying image information for a viewer or driver.
  • a projector as an image generator, for example in the area of the dashboard or in the roof area, images are projected onto the windshield, reflected there and perceived by the driver as a virtual image behind the windshield.
  • important information can be projected into the driver's field of vision, for example the current driving speed, navigation or warning information, which the driver can perceive without having to take his eyes off the road. Head-up displays can thus make a significant contribution to increasing traffic safety.
  • Vehicle panes used as windshields usually consist of two panes of glass which are laminated to one another via at least one thermoplastic film.
  • the head-up display described above has a problem that the projected image is reflected on both surfaces of the windshield.
  • the driver not only perceives the desired main image, which is caused by the reflection on the interior surface of the windshield (primary reflection).
  • the driver also perceives a slightly offset secondary image, which is usually of weaker intensity, which is caused by the reflection on the outside surface of the windshield (secondary reflection).
  • This problem is commonly solved by arranging the reflective surfaces at a deliberately selected angle to one another, so that the main image and sub-image are superimposed, so that the sub-image is no longer distracting.
  • vehicle windows with transparent, electrically conductive coatings.
  • these coatings can act as IR-reflective coatings to reduce heating of the vehicle interior and thereby improve thermal comfort, or be used as heated coatings by connecting to a voltage source so that a current flows through the coating.
  • vehicle windows with conductive coatings on the inside of the laminated glass have the problem that the conductive coating forms another reflective interface for the projector image. This also leads to an undesirable secondary image.
  • the components of the head-up display must be arranged in the vehicle in such a way that the viewer can see the projected image, which inevitably entails restrictions on the arrangement in the vehicle, since the reflection of light rays on the reflective surface of the vehicle window is the condition it is sufficient that the angle of incidence corresponds to the angle of reflection.
  • the object of the present invention is to provide an improved head-up display with which these disadvantages can be avoided. It would be desirable to have a head-up display in which no unwanted secondary images occur and whose arrangement in the vehicle can be implemented relatively easily with good visibility and sufficient brightness and contrast of the displayed image information.
  • the power consumption of a projector should be relatively low.
  • the head-up display should be simple and inexpensive to produce in the industrial series production of vehicles.
  • a vehicle window is shown, which is used to separate a vehicle interior from the exterior of the vehicle.
  • the vehicle pane includes at least one transparent pane.
  • the vehicle pane can be of any design, in particular as a thermally toughened single-pane safety glass or as a laminated pane.
  • the vehicle window serves as a vehicle windshield.
  • the vehicle pane according to the invention in particular a vehicle windshield, is preferably designed as a composite pane and comprises a first pane with an outside and inside and a second pane with an inside and outside, which are firmly connected to one another by at least one thermoplastic intermediate layer (adhesive layer).
  • the first pane can also be referred to as the outer pane, the second pane as the inner pane.
  • the surfaces or sides of the two individual panes are usually referred to as side I, side II, side III and side IV from the outside to the inside.
  • the vehicle pane according to the invention When installed in the vehicle, the vehicle pane according to the invention has an outside facing the external environment and an inside facing the vehicle interior.
  • the outside of the first pane is the outside of the vehicle pane and the inside of the second pane is the inside of the vehicle pane.
  • the vehicle pane according to the invention has at least one first masking strip in an edge region which typically adjoins the edge of the pane, the at least one first masking strip being arranged on or in a carrier film.
  • the carrier film is connected directly or indirectly, for example via an intermediate layer or a plurality of intermediate layers, to the at least one transparent pane.
  • the carrier film is preferably a polymer film, which particularly preferably polyethylene terephthalate (PET), polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene , Polyvinyl fluoride, ethylene tetrafluoroethylene, polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate, polyurethane (PU) and/or mixtures thereof and/or copolymers thereof.
  • PET polyethylene terephthalate
  • PP polypropylene
  • PC polycarbonate
  • polymethyl methacrylate polyvinyl chloride
  • polyacetate resin casting resin
  • acrylate fluorinated ethylene-propylene
  • Polyvinyl fluoride ethylene tetrafluoroethylene
  • PVB polyvinyl butyral
  • PU polyurethane
  • the carrier film in the case of a single pane as a vehicle pane, can be bonded to the transparent pane, for example via a thermoplastic intermediate layer such as a PVB film.
  • the carrier film can also be protected from the outside by a further cover film.
  • the carrier film can contain or consist of a thermoplastic intermediate layer.
  • the carrier film is then typically laminated inside the laminated pane, ie between the first and second pane.
  • the carrier film then preferably consists of polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate, polyurethane (PU) and/or mixtures and/or copolymers thereof.
  • PVB polyvinyl butyral
  • PU polyurethane
  • the carrier film is not self-adhesive, it can be bonded to one of the panes, for example via a thermoplastic intermediate layer.
  • the carrier film is arranged on an outside of the first or second pane, it can be protected from the outside by a further cover film.
  • the at least one first masking strip is printed onto the carrier film.
  • first masking strips which can be printed on carrier foils and in particular polymeric carrier foils, are well known to the person skilled in the art, for example from WO 2019/038043 A1, WO 2002/018154 A1, US 2014212639 A1, US 9623634 B2 or WO 2018/ 122770A1.
  • the first masking strip preferably contains color pigments or dyes, particularly preferably inorganic or organic color pigments or dyes, in particular selected from the group consisting of carbon black (also called carbon black), iron oxide pigments and mixed-phase oxide pigments.
  • the mixed phase oxide pigments include, for example, titanate pigments and spinel pigments.
  • the color pigments or dyes are advantageously applied to the thermoplastic intermediate layer in a water-based or solvent-based composition and are preferably dried.
  • the color pigments or dyes can be applied to the thermoplastic intermediate layer by means of spraying processes, screen printing, inkjet processes or other suitable printing processes.
  • the composition with which the first masking stripe is printed does not contain glass-forming oxides or glass frits or other components which result in a glass-like layer after drying and after lamination.
  • the first masking strip according to the invention is in particular not glass-like and does not contain or is not enamel.
  • the first masking strip has a thickness of 5 ⁇ m (microns) to 40 ⁇ m, preferably from 5 ⁇ m to 20 ⁇ m. Thick opaque layers of this type are easy to produce, have sufficient covering power and can be laminated into a laminated pane without further equalizing layers or equalizing films.
  • the first masking strip according to the invention can be printed on any surface of a thermoplastic intermediate layer or on any surface of individual films of a film composite, in particular also on several surfaces. If the first masking stripe is printed on multiple surfaces, then preferably in staggered sections. This has the advantage that the overall thickness of the intermediate layer with the first masking strip remains smaller and is easier to laminate in.
  • the at least one first masking strip is embedded in the carrier film.
  • the carrier film and in particular a thermoplastic intermediate layer serving as carrier film comprises at least two individual films.
  • the first masking strip is preferably arranged between the first individual film and the second individual film and is thereby embedded.
  • the first individual film has a thickness of at most 50 ⁇ m and the second individual film has a thickness of more than 50 ⁇ m, with the first masking strip being printed onto the first individual film.
  • the first masking strip is advantageously printed on the surface of the first individual foil that faces the second individual foil. This protects and seals the masking strip inside the carrier film.
  • the first masking strip is designed as a carrier film that is colored completely or in sections.
  • color pigments or coloring components are introduced into the carrier film during the manufacture of the carrier film.
  • the at least one first masking strip can, in particular, merge into dots of different sizes at its edge. These are intended to soften and dissolve the optically massive impression of a black edge and hard transition.
  • the (vehicle) window can also have further second masking strips.
  • the second masking strips can be arranged on or in a carrier film.
  • the at least one second masking strip can be a masking print, which is preferably applied to the at least one pane using a printing process, in particular a screen printing process.
  • the masking print is preferably printed directly on the pane.
  • a ceramic ink is usually used as the printing ink, which is baked onto the surface at higher temperatures (generally at 450° C. to 700° C., for example when bending the glass pane). and forms a glass-like coating (or enamel).
  • the baked ink is preferably permanently lightfast, solvent and abrasion resistant. Cover prints of this type are known, for example, from WO 2014/174308 A1.
  • the second masking stripe can transition into dots of different sizes. These so-called screen-printed dots are intended to break up the optically massive impression of the black screen-printed edge.
  • the second masking stripe is preferably black and can also be referred to as black printing.
  • the material of the second masking strip can also be applied to the pane using other common application methods such as brushing, rolling, spraying and the like and then preferably baked.
  • the second masking strip consists of a single layer. This has the advantage of particularly simple and cost-effective production of the vehicle window, since only a single layer has to be formed for the masking strip.
  • the second masking strip can be applied to each side of the pane.
  • this is preferably applied to the inside (side II) of the first pane and/or to the inside (side III) of the second pane, where it is protected from external influences. It is particularly preferably applied to the inside (side II) of the first pane.
  • the first and optionally second masking strip comprises a colored, preferably black, colored material.
  • the masking strips are preferably opaque, in particular black, in order to serve as visual and UV protection, for example for an adhesive bead.
  • the masking strips can also be used, for example, to cover busbars and/or connection elements.
  • the masking strips are used to mask an adhesive bead for gluing the vehicle window into a vehicle body, ie it prevents the outside view of the adhesive bead, which is usually applied irregularly, so that the vehicle window creates a harmonious overall impression.
  • the masking strips are used as UV protection for the adhesive material used. Continuous exposure to UV light damages the adhesive material and would loosen the connection between the pane and the vehicle body over time.
  • “transparent” means that the total transmission of the vehicle pane corresponds to the legal provisions for windshields and preferably has a transmittance of more than 70% and in particular more than 75%, for example more than 95%, for visible light.
  • “opaque” means a light transmission of less than 30%, in particular less than 25%, for example less than 5%, in particular 0%.
  • the vehicle pane according to the invention also comprises at least one light-directing device for directing light into the vehicle interior and/or at least one image display device (e.g. LED display or projector) for displaying image information.
  • the light-directing device or image display device is arranged in the region of the first masking strip, on the vehicle interior side of the first masking strip. In view of the inside of the vehicle window, the light-guiding device is thus located in front of the masking strip.
  • the expression "in the region of the at least first masking strip” means that the at least one light-guiding device or at least one image display device is arranged in a vertical view through the vehicle window or in orthogonal projection in overlapping or overlapping with the masking strip.
  • the light directing device or image display device and the at least one first masking strip are preferably arranged on different sides of the vehicle window.
  • the expression “directing light into the vehicle interior” refers to the condition of the vehicle window installed in the vehicle. The light deflected in this way leaves the vehicle window on the inside.
  • the at least one light-guiding device or image display device is preferably designed in the form of a film, which enables simple integration and connection to the at least one pane, in particular a composite pane.
  • the light-guiding device When installed in the vehicle, the light-guiding device is assigned a projector arranged in the vehicle interior as an image generator, for example in the area of the dashboard or in the roof area, the image of which is projected by the light-guiding device into the vehicle interior (re)directed.
  • the light from the projector is directed onto the inside of the vehicle window and hits the light-guiding device there.
  • the light-guiding device is a holographic light-guiding device which comprises at least one holographic-optical element suitable for light-guiding.
  • the holographic light-directing device is designed in such a way that incident light can be deflected into the vehicle interior.
  • the specific design of holographic-optical elements suitable for light deflection, such as holographic mirrors or lenses, is not necessary for understanding the invention, is well known to the person skilled in the art and has already found its way into the patent literature in many cases (especially in connection with holographic head-up displays ), so that it does not need to be discussed in detail here.
  • the holographic light-directing device is preferably designed in such a way that an incident light beam from the projector can also be deflected into the vehicle interior at an angle that differs from the angle of incidence, i.e. the condition applicable to reflection, according to which the angle of incidence and angle of reflection are the same, is not necessarily fulfilled.
  • the light is guided in the holographic optical element in particular by light diffraction.
  • the light-guiding device is a holographic waveguide.
  • Holographic waveguides typically comprise a coupling region with a volume hologram for coupling light into the waveguide and a coupling-out region with a volume hologram for coupling light coupled into the waveguide out of the waveguide.
  • Holographic waveguides are also well known to the person skilled in the art, in particular from the patent literature (see e.g. WO 2020/157307), so that there is no need to go into more detail here. It is essential here that at least the decoupling region is arranged in the region of the at least one first masking strip, so that light coupled into the waveguide is guided in the region of the first masking strip in the direction of the vehicle interior. Light can also be coupled into the holographic waveguide outside the area of the first masking strip.
  • the alternatively provided image display device of the vehicle window has an image display whose image can be viewed directly by the viewer, in particular the driver.
  • the image display device is preferably a transparent image display device, in particular a display such as an LED display, OLED display, EL display or pLED display.
  • the present invention is based on the finding that a light-directing device or an image display device overlapping the at least one, typically opaque, first masking strip enables a good image display with high contrast to the masking strip, so that it appears bright and is therefore also excellently recognizable. This advantageously enables a reduction in the size of the projector or the size of the image display device in the vehicle window, as well as reduced energy consumption. This is a great advantage of the invention.
  • the holographic light-directing device is preferably designed in such a way that an incident light beam from the projector can also be deflected into the vehicle interior at an angle that differs from the angle of incidence, i.e. the condition applicable to reflection, according to which the angle of incidence and angle of reflection are the same, is not necessarily fulfilled.
  • the vehicle window thus advantageously allows greater freedom in the arrangement of the components of the head-up display in the vehicle. This is another great advantage of the invention.
  • a light-guiding device in particular a holographic light-guiding device, or an image display device can also advantageously avoid unwanted secondary images if they are arranged on the outside of the at least one pane (side IV of a composite pane) facing the vehicle interior.
  • the head-up display according to the invention can thus be implemented cost-effectively and in a technically simple manner, with in particular only a relatively small area of the vehicle window having to be equipped with the light-guiding device or image display device.
  • the light-guiding device or image display device is laminated into two thermoplastic intermediate layers between the two individual panes, as a result of which the at least one light-guiding device or at least one image display device is well protected from external influences.
  • the lamination of the light-guiding device or image display device can take place with the lamination of the individual panes of a composite pane.
  • thermoplastic where the light-guiding device or image display device is provided have a smaller thickness than where the light-guiding device or image display device is not provided, so that thickness differences caused by the at least one light-guiding device or at least one image display device are compensated for and the area between the both glass panes has a constant thickness overall.
  • the light-guiding device or image display device is attached to the outside (side IV) of the second pane, which enables particularly simple manufacture.
  • the light-directing device or image display device is covered by a cover layer, in particular a polymer layer or a glass layer, in order to protect it from external influences.
  • the glass layer can be attached to the laminated pane in particular by means of a thermoplastic intermediate layer.
  • the vehicle window in addition to the (opaque) first masking strip on the inside (side II) of the first window, there is at least one further second masking strip on the inside (side III) of the second window and/or on the outside (Page IV) of the second disc arranged.
  • the further second masking strip is particularly preferably arranged only on the inside (side III) of the second pane or only on the outside (side IV) of the second pane.
  • the other second masking strip is used to improve adhesion of the panes and is preferably mixed with ceramic particles that give the second masking strip a rough and adhesive surface, which on page IV, for example, supports the gluing of the vehicle pane into the vehicle body. On side III, this supports the laminating of the two individual panes of the compound pane.
  • the first masking stripe is preferably provided with a widening, i.e. has a greater width (dimension perpendicular to the extension) than in other portions.
  • the first masking stripe can thus be suitably adapted to the dimensions of the light directing device or image display device.
  • the at least one pane preferably contains or consists of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass or clear plastics, preferably rigid clear plastics, especially polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • Suitable glasses are known, for example, from EP 0 847 965 B1.
  • the at least one pane can be clear or else tinted or colored. Windshields must have sufficient light transmission in the central viewing area, preferably at least 70% in the main viewing area A in accordance with ECE-R43.
  • the at least one pane is preferably curved, ie it has a curvature.
  • the at least one pane can have other suitable coatings known per se, for example anti-reflection coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the at least one pane, in particular of the two individual panes of the composite pane, can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case.
  • Discs with standard thicknesses of 1.0 mm to 25 mm and preferably 1.4 mm to 2.1 mm are preferably used.
  • the size of the discs can vary widely and depends on the use.
  • the vehicle window can have any three-dimensional shape.
  • the at least one pane preferably has no shadow zones, so that it can be coated by cathode sputtering, for example.
  • the at least one pane is preferably planar or slightly or strongly curved in one or more directions of space.
  • the at least one disk can be colorless or colored.
  • the at least one thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic intermediate layer can also be, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene-tetrafluoroethylene, or contain a copolymer or mixture thereof.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists preferably of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably of polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer.
  • Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, more supple and/or more elastic. They shift the thermoelastic range of plastics to lower temperatures so that the plastics have the desired more elastic properties in the operating temperature range.
  • Preferred plasticizers are carboxylic acid esters, especially low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • Other plasticizers are preferably aliphatic diesters of triethylene or tetraethylene glycol. Particular preference is given to using 3G7, 3G8 or 4G7 as the plasticizer, the first digit denoting the number of ethylene glycol units and the last digit denoting the number of carbon atoms in the carboxylic acid part of the compound.
  • 3G8 stands for triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate), ie for a compound of the formula C4H9CH( CH2CH3 )CO( OCH2CH2 ) 3O2CCH ( CH2CH3 ) C4H9 .
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, particularly preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 40% by weight of a plasticizer.
  • the plasticizer preferably contains or consists of triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate).
  • the thermoplastic intermediate layer more preferably contains at least 60% by weight, particularly preferably at least 70% by weight, in particular at least 90% by weight and for example at least 97% by weight, of polyvinyl butyral.
  • thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film, for example three films with different physical properties such as different hardness or plasticity.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged one on top of the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer which reflects infrared radiation, an intermediate layer which absorbs infrared radiation layer and/or an intermediate layer absorbing UV radiation.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
  • the invention also extends to a head-up display with a vehicle window according to the invention.
  • the head-up display comprises an image generator designed in the form of a projector, which is assigned to the light-guiding device.
  • Light (image information) generated by the projector is directed onto the light-directing device and is deflected by it into the vehicle interior, so that a projection arrangement is formed.
  • a plurality of light-guiding devices are provided, a corresponding number of projectors assigned to the light-guiding devices can be provided.
  • an image display device e.g. LED display
  • a projector is not required.
  • the invention also extends to a vehicle with a head-up display according to the invention.
  • the invention extends to a method for producing a vehicle window according to the invention.
  • the procedure includes:
  • the light-directing device for directing light into the vehicle interior or image display device is preferably laminated in between two thermoplastic films or attached to the outside of the second pane (inner pane).
  • a composite pane For the production of a composite pane, at least two panes are connected (laminated) to one another, preferably under the action of heat, vacuum and/or pressure, by means of at least one thermoplastic adhesive layer.
  • a laminated pane can be used.
  • autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130° C. to 145° C. for about 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring methods work, for example, at about 200 mbar and 130°C to 145°C.
  • the two panes and the thermoplastic intermediate layer can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane.
  • Plants of this type are known for the production of laminated panes and normally have at least one heating tunnel in front of a pressing plant.
  • the temperature during the pressing process is, for example, from 40°C to 150°C.
  • Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly useful in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more chambers that can be heated and evacuated, in which the first pane and second pane can be laminated within about 60 minutes, for example, at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80°C to 170°C.
  • the invention extends to the use of the vehicle pane according to the invention in vehicles for traffic on land, in the air or on water, in particular in motor vehicles.
  • the use of the vehicle pane in motor vehicles, in particular as a vehicle windscreen, is preferred.
  • the laminated pane can advantageously be the windshield or the roof pane of a vehicle or other vehicle glazing, for example a partition pane in a vehicle, preferably in a rail vehicle or a bus.
  • the laminated pane can be architectural glazing, for example in an exterior facade of a building, or a separating pane inside a building.
  • FIG. 2 shows a top view of the vehicle window from FIG. 1 ,
  • FIG. 4 cross-sectional views of different configurations of vehicle windows according to the invention
  • FIG. 7 shows a flowchart to illustrate the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the head-up display 100 according to the invention in a vehicle in a greatly simplified, schematic illustration.
  • a top view of vehicle window 1 of head-up display 100 is shown in FIG.
  • the cross-sectional view of FIG. 1 corresponds to section line A-A of vehicle window 1, as indicated in FIG.
  • the vehicle pane 1 is designed in the form of a composite pane (see also Figures 3 to 6) and comprises a first pane 2 (e.g. outer pane) and a second pane 3 (e.g. inner pane), which are firmly connected to one another by a thermoplastic intermediate layer 4.
  • the vehicle window 1 is installed in a vehicle and separates a vehicle interior 12 from an external environment 13 .
  • the vehicle window 1 is the windshield of a motor vehicle.
  • the vehicle window has only a single pane, preferably in the form of a thermally toughened single-pane safety glass (not shown).
  • the first pane 2 and the second pane 3 are each made of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the thermoplastic intermediate layer 4 consists of a thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU), optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the outer surface I of the first pane 2 faces the outer environment 13 and is at the same time the outer surface of the vehicle pane 1 .
  • the inner surface II of the first pane 2 and the outer surface III of the second pane 3 each face the intermediate layer 4 .
  • the inner surface IV of the second pane 3 faces the vehicle interior 12 and is at the same time the inner surface of the vehicle window 1. It is understood that the vehicle window 1 can have any suitable geometric shape and/or curvature. As a vehicle pane 1, it typically has a convex curvature.
  • first masking strip 5 is opaque and prevents the view of structures arranged on the inside of the vehicle window 1, for example a bead of adhesive for gluing the Vehicle window 1 in a vehicle body.
  • the first masking stripe 5 is preferably black.
  • the first masking strip 5 consists, for example, of an opaque layer that is printed onto a carrier film 20 .
  • the thermoplastic intermediate layer 4 serves as carrier film 20.
  • the vehicle pane 1 has a second masking strip 6 made of an electrically non-conductive material in the edge region 11 on the outside IV of the second pane 3 .
  • the second masking strip 6 is designed in the form of a frame.
  • the second masking strip 6 consists, for example, of an electrically non-conductive material conventionally used for cover prints, for example a black-colored screen printing ink that is baked directly onto the second pane 3 .
  • a holographic light-directing device 9 On the outside IV of the second pane 3 is a holographic light-directing device 9, which is designed here, for example, as a holographic mirror.
  • the light-guiding device 9 is arranged in a vertical view through the vehicle window 1 so that it overlaps the first masking strip 5 , with the first masking strip 5 completely covering the light-guiding device 9 .
  • the light-directing device 9 is arranged here, for example, only in the lower (motor-side) section 1 T of the edge area 11 of the vehicle window 1 . However, it would also be possible to arrange the light-guiding device 9 in the upper (roof-side) section 11" or in a lateral section of the edge region 11.
  • light-guiding devices 9 could be provided, for example in the lower (motor-side) section 1 T and in the upper (Roof-side) section 11 "of the edge region 11 are arranged.
  • the light-directing devices 9 could be arranged in such a way that a (partially) circulating image is generated.
  • the first masking strip 5 is in the lower (engine-side) section 1T of the edge area
  • the first masking strip 5 has in the lower (engine-side) section 1 T of the edge area 11 has a greater width than in the upper (roof-side) section 11" of the edge area 11 (as well as in the lateral sections of the edge area 11 that cannot be seen in Figure 1) of the vehicle window 1.
  • the "width” is the dimension of the first masking strip 5 is understood to be perpendicular to its extent.
  • the head-up display 100 also has a projector 8 arranged here, for example, in the dashboard 7 as an image generator, corresponding to the exemplary positioning of the light-guiding device 9 in the lower section 1 T of the edge area 11.
  • the projector 8 is used to generate light 10 (image information ) which is directed onto the light-directing device 9 and is directed by the light-directing device 9 as deflected light 10' into the vehicle interior 12, where it can be seen by an observer, e.g. driver.
  • each light-guiding device 9 can be assigned a separate projector 8, i.e. several projectors 8 can be arranged. It would also be possible, for example, for the vehicle window 1 to be a roof window, side window or rear window.
  • the light-guiding device 9 is shown extending along the lower section 1T of the edge area 11 .
  • FIGS. 3A-C to 6 correspond to the section line A-A in the lower section 1T of the edge area 11 of the vehicle window 1, as indicated in FIG.
  • the first (opaque) masking strip 5 is located directly adjacent to the inside (side II) of the first pane 2.
  • the light-guiding device 9 is designed as a film and is sandwiched between two thermoplastic intermediate layers 4, 4' (e.g. PVB foils) laminated into the laminated pane.
  • thermoplastic intermediate layers 4, 4' e.g. PVB foils
  • the thermoplastic intermediate layers 4, 4' have a correspondingly smaller thickness than outside of the Area where the light directing device 9 is not provided.
  • the light-directing device 9 is shown in Figure 3A-C in a schematic and highly simplified manner as a single layer, it should be understood that the light-directing device 9 typically consists of a combination of different materials typically used for holographic applications, such as photopolymers , dichromated gelatine or silver halides, which can be enclosed on one or both sides by polymer films (e.g. PA, PET, TAG, PMMA, PC, ). The inner and outer film do not necessarily have to be made of the same polymer. The exact structure of the light-guiding device 9 is not necessary for understanding the invention, so that it does not have to be discussed in more detail here.
  • polymer films e.g. PA, PET, TAG, PMMA, PC, .
  • the inner and outer film do not necessarily have to be made of the same polymer.
  • the exact structure of the light-guiding device 9 is not necessary for understanding the invention, so that it does not have to be discussed in more detail here.
  • Figures 3A-C differ only in the design of the first masking strip 5.
  • the masking strip 5 is an opaque layer that has been printed directly onto a carrier film 20 .
  • the carrier film 20 is a thermoplastic intermediate layer 4 here, which consists of PVB, for example.
  • the masking strip 5 consists of an opaque coloring that is embedded in the volume of the carrier film 20.
  • FIG. The carrier film 20 is also a thermoplastic intermediate layer 4 here, which consists, for example, of colored PVB.
  • the masking strip 5 consists of an opaque layer which is also embedded in the carrier film 20.
  • FIG. The carrier film 20 here consists of two individual films 4.1, 4.2 made of a thermoplastic material such as PVB.
  • the two individual foils 4.1, 4.2 are firmly connected to one another by lamination and enclose the first masking strip in their interior.
  • the composite of the individual films 4.1, 4.2 and the opaque layer forms a thermoplastic intermediate layer 4, which corresponds to the carrier film 20 here.
  • the first (opaque) masking strip 5 is located directly adjacent to the inside (side II) of the first pane 2, as is also shown and described in the exemplary embodiment according to FIG. 3A.
  • the masking strip 5 here consists of an opaque layer which is printed onto a thermoplastic film 4 serving as the carrier film 20 .
  • the first pane 2 is firmly connected to the second pane 3 via the thermoplastic film 4 .
  • the light-directing device 9 is designed as a film and attached to the outside (side IV) of the second pane 3 by means of a further thermoplastic intermediate layer 4'.
  • a cover layer 14, for example a polymer layer or a thin glass layer, is applied to the light-guiding device 9.
  • the first masking strip 5 also serves as a coloring as a thermoplastic intermediate layer 4 (compare the carrier film 20 according to Figure 3B) or as an inner layer between two individual films (compare the carrier film 20 according to Figure 3C ) can be produced.
  • the first masking strip 5 is arranged, for example, on or in the thermoplastic intermediate layer 4' as carrier film 20.
  • the thermoplastic intermediate layer 4' is arranged directly adjacent to the second pane 3, for example.
  • the light-directing device or the image display device is arranged on the vehicle interior side with respect to the masking strip 5 .
  • a second masking strip can be arranged on the inside II of the first pane 2, for example as a burned-in masking print on the pane 2.
  • the variant of the vehicle window 1 shown in Figure 5 differs from the variant of Figure 3A only in that, in addition to the (opaque) first masking strip 5, there are two further second masking strips 6, 6' on the inside (side III) and on the outside (side IV) of the second pane 3 are arranged, for example as a masking print printed and burned directly onto the pane.
  • the two second masking strips 6, 6' are used to improve adhesion when manufacturing and installing the vehicle window 1.
  • the two second masking strips 6, 6' are narrower than the first masking strip 5 when viewed through the vehicle window 1, so that the light-guiding device 9 Light 10 is irradiated by the projector 8 and the light 10' deflected into the vehicle interior 12 can be seen by the viewer.
  • the second masking strips 6, 6' are shown in Figure 5, it is highly preferred that only one of the two second masking strips 6, 6' is provided, ie either the masking strip 6 or the masking strip 6'.
  • the other second masking strips 6 , 6 ′ can be printed directly onto the second pane 3 as a cover print and burned in, or, like the first masking strip 5 , can be arranged on or in a carrier film 20 which is connected to the second pane 3 .
  • the second masking strip 6 can be arranged on the thermoplastic intermediate layer 4' as a carrier film 20 and the second masking strip 6' can be printed directly as a masking print on the outside (side IV) of the second pane 3 and baked.
  • the variant of the vehicle window 1 shown in Figure 6 differs from the variant of Figure 4 only in that, in addition to the (opaque) first masking strip 5, there are two further masking strips 6, 6' on the inside (side III) and on the outside (side IV) of the second disc 3 are arranged. Since the light-directing device 9 is arranged on the outside (side IV) of the second pane 3, the two further masking strips 6, 6' can also be opaque. As already explained in relation to Figure 5, it is highly preferred that only one of the two second masking strips 6, 6' is provided, i.e. either the masking strip 6 or the masking strip 6'.
  • the first masking strip 5 can also be arranged directly adjacent to the light-guiding device 9 with the thermoplastic intermediate layer 4' as the carrier film.
  • the light-guiding device 9 can also be embodied as a holographic waveguide, with the decoupling of light 10 ′ taking place overlapping the first masking strip 5 .
  • Light 10 can also be coupled in in a region of the pane that does not overlap first masking strip 5 .
  • an image display device e.g. an LED display
  • the viewer can directly recognize an image displayed by the image display device.
  • a projector 8 is of course not necessary in this case, since the image display device itself serves as an image generator.
  • the light-guiding device 9 (or the image display device) is arranged on the vehicle interior side of the first masking strip 5 . Viewed from the vehicle interior or in a (direct) view of the inside of the vehicle window, the light-guiding device 9 is arranged in front of the first masking strip 5 .
  • FIG. 7 uses a flowchart to illustrate the method according to the invention.
  • a first step I at least one carrier film 20 with at least one (opaque) first masking strip 5 is applied in the edge region 11 of the at least one pane 2 , 3 .
  • At least one light-directing device 9 for directing light into the vehicle interior or at least one image display device for displaying image information is arranged in the region of the first masking strip 5, on the vehicle interior side of the first masking strip 5.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe (1) für Head-Up-Display (100) mit einer im verbauten Zustand einer äußeren Umgebung (13) zugewandten Außenseite (I) und einer einem Fahrzeuginnenraum zugewandten Innenseite (IV), umfassend:- mindestens eine transparente Scheibe (2, 3) - mindestens einen ersten Maskierungsstreifen (5) in einem Randbereich (11) der Scheibe (2, 3), wobei der mindestens eine erste Maskierungsstreifen (5) auf oder in einer Trägerfolie (20) angeordnet ist und insbesondere auf die Trägerfolie (20) aufgedruckt oder in die Trägerfolie (20) eingebettet ist, und die Trägerfolie (20) mit der mindestens einen transparenten Scheibe (2, 3) verbunden ist,- mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung (9) zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum (12) oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen, welche im Bereich des Maskierungsstreifens (5), fahrzeuginnenraumseitig des Maskierungsstreifens (5), angeordnet ist.

Description

Fahrzeugscheibe für Head-Up-Display
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe für ein Head-Up-Display, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung, sowie ein Head-Up-Display mit der Fahrzeugscheibe und ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeug.
Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen (PKW), werden immer häufiger mit sogenannten Displays und insbesondere Head-Up-Displays (HUDs) ausgestattet. Beispiele für derartige Displays werden in WO 2019/150038 A1 , US 10 300 680 B2, US 2009/295681 A1 , JP H06 279071 A oder DE 10 2016 211823 A1 offenbart. Head-Up-Displays sind zur Darstellung von Bildinformationen für einen Betrachter bzw. Fahrer vorgesehen. Mit einem Projektor als Bildgeber, beispielsweise im Bereich des Armaturenbretts oder im Dachbereich, werden Bilder auf die Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild hinter der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seinen Blick von der Fahrbahn wenden zu müssen. Head-Up-Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.
Üblicherweise bestehen als Windschutzscheiben dienende Fahrzeugscheiben aus zwei Glasscheiben, welche über mindestens eine thermoplastische Folie miteinander laminiert sind. Bei dem vorstehend beschriebenen Head-Up-Display tritt das Problem auf, dass das Projektorbild an beiden Oberflächen der Windschutzscheibe reflektiert wird. Dadurch nimmt der Fahrer nicht nur das gewünschte Hauptbild wahr, welches durch die Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe hervorgerufen wird (Primärreflexion). Der Fahrer nimmt auch ein leicht versetztes, in der Regel intensitätsschwächeres Nebenbild wahr, welches durch die Reflexion an der außenseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe hervorgerufen wird (Sekundärreflexion). Dieses Problem wird gemeinhin dadurch gelöst, dass die reflektierenden Oberflächen mit einem gezielt gewählten Winkel zueinander angeordnet werden, so dass Hauptbild und Nebenbild überlagert werden, wodurch das Nebenbild nicht mehr störend auffällt.
Es ist auch bekannt, Fahrzeugscheiben mit transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtungen zu versehen. Diese Beschichtungen können beispielsweise als IR-reflektierende Beschichtungen wirken, um die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums zu verringern und dadurch den thermischen Komfort zu verbessern, oder als beheizbare Beschichtungen verwendet werden, indem sie mit einer Spannungsquelle verbunden werden, so dass ein Strom durch die Beschichtung fließt. Fahrzeugscheiben mit leitfähigen Beschichtungen im Inneren des Verbundglases weisen im Zusammenhang mit Head-Up-Displays das Problem auf, dass durch die leitfähige Beschichtung eine weitere reflektierende Grenzfläche für das Projektorbild gebildet wird. Dies führt auch zu einem unerwünschten Nebenbild.
Die Komponenten des Head-Up-Displays müssen im Fahrzeug grundsätzlich so angeordnet werden, dass der Betrachter das projizierte Bild sehen kann, was zwangsläufig Einschränkungen hinsichtlich der Anordnung im Fahrzeug mit sich bringt, da die Reflexion von Lichtstrahlen an der reflektierenden Oberfläche der Fahrzeugscheibe der Bedingung genügt, dass der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel entspricht.
Bei der Auslegung eines Head-Up-Displays muss weiterhin dafür Sorge getragen werden, dass der Projektor eine entsprechend große Leistung hat, so dass das projizierte Bild, insbesondere bei Einfall von Sonnenlicht, eine ausreichende Helligkeit aufweist und vom Betrachter gut erkennbar ist. Dies erfordert eine gewisse Größe des Projektors und geht mit einem entsprechenden Stromverbrauch einher.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Head- Up-Display zur Verfügung zu stellen, mit dem diese Nachteile vermieden werden können. So wäre es wünschenswert, über ein Head-Up-Display zu verfügen, bei dem keine unerwünschten Nebenbilder auftreten und dessen Anordnung im Fahrzeug bei guter Erkennbarkeit mit ausreichender Helligkeit und Kontrast der angezeigten Bildinformationen relativ einfach zu bewerkstelligen ist. Der Stromverbrauch eines Projektors soll relativ gering sein. Zudem soll das Head-Up- Display in der industriellen Serienfertigung von Fahrzeugen einfach und kostengünstig herzustellen sein.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Fahrzeugscheibe und ein Head-Up-Display mit einer solchen Fahrzeugscheibe, sowie ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeug, gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist eine Fahrzeugscheibe gezeigt, welche der Abtrennung eines Fahrzeuginnenraums von einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs dient. Die Fahrzeugscheibe umfasst mindestens eine transparente Scheibe. Die Fahrzeugscheibe kann grundsätzlich beliebig ausgebildet sein, insbesondere als thermisch vorgespanntes Einscheibensicherheitsglas oder als Verbundscheibe. Vorzugsweise dient die Fahrzeugscheibe eine Fahrzeug-Windschutzscheibe. Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe, insbesondere Fahrzeug-Windschutzscheibe, als Verbundscheibe ausgebildet und umfasst eine erste Scheibe mit Außenseite und Innenseite sowie eine zweite Scheibe mit Innenseite und Außenseite, welche durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (Klebeschicht) fest miteinander verbunden sind. Die erste Scheibe kann auch als Außenscheibe, die zweite Scheibe als Innenscheibe bezeichnet werden. Die Oberflächen bzw. Seiten der beiden Einzelscheiben werden von außen nach innen üblicherweise als Seite I, Seite II, Seite III und Seite IV bezeichnet.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe weist im verbauten Zustand im Fahrzeug eine der äußeren Umgebung zugewandte Außenseite und eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Innenseite auf. Bei einer als Verbundscheibe ausgebildeten Fahrzeugscheibe ist die Außenseite der ersten Scheibe die Außenseite der Fahrzeugscheibe und die Innenseite der zweiten Scheibe die Innenseite der Fahrzeugscheibe.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe weist in einem Randbereich, welcher typischer Weise an den Scheibenrand der Scheibe angrenzt, mindestens einen ersten Maskierungsstreifen auf, wobei der mindestens eine erste Maskierungsstreifen auf oder in einer Trägerfolie angeordnet ist. Die Trägerfolie ist dabei unmittelbar oder mittelbar, beispielsweise über eine Zwischenschicht oder mehrere Zwischenschichten, mit der mindestens einen transparenten Scheibe verbunden.
Die Trägerfolie ist bevorzugt eine Polymerfolie, welche besonders bevorzugt Polyethylentereph- thalat (PET), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethyl- metacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid, Ethylen-Tetrafluorethylen, Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat, Polyurethan (PU) und/oder Gemische davon und/oder Copolymere davon enthält.
Im Falle einer Einzelscheibe als Fahrzeugscheibe kann die Trägerfolie, falls sie nicht selbst klebend ist, beispielsweise über eine thermoplastische Zwischenschicht wie eine PVB-Folie mit der transparenten Scheibe verklebt sein. Die Trägerfolie kann auch durch eine weitere Deckfolie nach außen hin geschützt sein.
Im Falle einer Verbundscheibe kann die Trägerfolie eine thermoplastische Zwischenschicht enthalten oder daraus bestehen. Die Trägerfolie ist dann typischerweise innerhalb der Verbundscheibe, also zwischen erster und zweiter Scheibe einlaminiert. Die Trägerfolie besteht dann bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat, Polyurethan (PU) und/oder Gemische und/oder Copolymere davon. Alternativ kann die Trägerfolie, falls sie nicht selbstklebend ist, beispielsweise über eine thermoplastische Zwischenschicht mit einer der Scheiben verklebt sein. Ist die Trägerfolie an einer Außenseite der ersten oder zweiten Scheibe angeordnet, kann sie durch eine weitere Deckfolie nach außen hin geschützt sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der mindestens eine erste Maskierungsstreifen auf die Trägerfolie aufgedruckt. Derartige erste Maskierungsstreifen, die auf Trägerfolien und insbesondere polymere Trägerfolien aufgedruckt werden können, sind dem Fachmann wohlbekannt, beispielsweise aus der WO 2019/038043 A1 , der WO 2002/018154 A1 , der US 2014212639 A1 , der US 9623634 B2 oder der WO 2018/122770 A1.
Der erste Maskierungsstreifen enthält bevorzugt Farbpigmente oder Farbstoffe, besonders bevorzugt anorganische oder organische Farbpigmente oder Farbstoffe, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ruß (auch Industrieruß oder Carbon Black genannt), Eisen- oxidpigmenten und Mischphasenoxidpigmenten. Zu den Mischphasenoxidpigmenten zählen beispielsweise Titanat-Pigmente und Spinell-Pigmente. Die Farbpigmente oder Farbstoffe werden vorteilhafterweise in einer wasser- oder lösungsmittelbasierten Zusammensetzung auf die thermoplastische Zwischenschicht aufgetragen und bevorzugt getrocknet. Die Farbpigmente oder Farbstoffe können mittels Sprühverfahren, Siebdruck, Inkjet-Verfahren oder anderer geeigneter Druckverfahren auf die thermoplastische Zwischenschicht aufgebracht werden. Die Zusammensetzung, mit der der erste Maskierungsstreifen aufgedruckt wird, enthält insbesondere keine glasbildenden Oxide oder Glasfritten oder andere Bestandteile, die nach dem Trocken und nach dem Laminieren zu einer Glas-artigen Schicht führen.
Der erfindungsgemäße erste Maskierungsstreifen ist insbesondere nicht Glas-artig und enthält kein Emaille beziehungsweise ist kein Emaille.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der erste Maskierungsstreifen eine Dicke von 5 pm (Mikrometer) bis 40 pm, bevorzugt von 5 pm bis 20 pm auf. Derartige Dicke opake Schichten sind einfach herzustellen, weisen eine ausreichende Deckkraft auf und können ohne weitere Ausgleichsschichten oder Ausgleichsfolien in eine Verbundscheibe einlaminiert werden.
Der erfindungsgemäße erste Maskierungsstreifen kann auf jede Oberfläche einer thermoplastischen Zwischenschicht oder auf jede Oberfläche von Einzelfolien eines Folienverbundes aufgedruckt werden, insbesondere auch auf mehrere Oberflächen. Wird der erste Maskierungsstreifen auf mehrere Oberflächen aufgedruckt, dann bevorzugt in versetzten Abschnitten. Dies hat den Vorteil, dass die Gesamtdicke der Zwischenschicht mit erstem Maskierungsstreifen geringer bleibt und leichter einzulaminieren ist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist der mindestens eine erste Maskierungsstreifen in die Trägerfolie eingebettet.
In einer ersten vorteilhaften Ausgestaltung eines eingebetteten ersten Maskierungsstreifens umfasst die Trägerfolie und insbesondere eine als Trägerfolie dienende thermoplastische Zwischenschicht mindestens zwei Einzelfolien. Bevorzugt ist der erste Maskierungsstreifen zwischen der ersten Einzelfolie und der zweiten Einzelfolie angeordnet und dadurch eingebettet. In einer vorteilhaften Weiterbildung weist die erste Einzelfolie eine Dicke von höchstens 50 pm auf und die zweite Einzelfolie eine Dicke von mehr als 50 pm, wobei der erste Maskierungsstreifen auf die erste Einzelfolie aufgedruckt ist. Vorteilhafterweise ist der erste Maskierungsstreifen auf der der zweiten Einzelfolie zugewandten Oberfläche der ersten Einzelfolie aufgedruckt. Dadurch wird der Maskierungsstreifen im Innern der Trägerfolie geschützt und versiegelt.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines eingebetteten ersten Maskierungsstreifens ist der erste Maskierungsstreifen als vollständig oder abschnittsweise gefärbte Trägerfolie ausgebildet. Dazu werden beispielsweise Farbpigmente oder färbende Bestandteile bereits bei der Herstellung der Trägerfolie in die Trägerfolie eingebracht.
Der mindestens eine erste Maskierungsstreifen kann insbesondere an seinem Rand in Punkte verschiedener Größe übergehen. Diese sollen den optisch massiven Eindruck eines schwarzen Randes und harten Übergangs abmildern und auflösen.
Neben dem mindestens einen auf oder in einer Trägerfolie angeordneten, ersten Maskierungsstreifen, kann die (Fahrzeug-)Scheibe auch weitere zweite Maskierungsstreifen aufweisen. Die zweiten Maskierungsstreifen können dabei wie der erste Maskierungsstreifen auf oder in einer Trägerfolie angeordnet sein.
Alternativ oder in Kombination kann der mindestens eine zweite Maskierungsstreifen ein Abdeckdruck sein, der vorzugsweise im Druckverfahren, insbesondere Siebdruckverfahren, auf die mindestens eine Scheibe aufgebracht ist. Der Abdeckdruck ist dabei bevorzugt unmittelbar auf der Scheibe aufgedruckt. Dabei wird üblicherweise als Druckfarbe eine Keramiktinte verwendet, die bei höheren Temperaturen (in der Regel bei 450°C bis 700°C, beispielsweise beim Biegen der Glasscheibe) auf der Oberfläche eingebrannt wird und einen Glas-artigen Überzug (oder ein Emaille) bildet. Die eingebrannte Druckfarbe ist vorzugsweise dauerhaft lichtecht, Lösungsmittel- und abriebbeständig. Derartige Abdeckdrucke sind beispielsweise aus der WO 2014/174308 A1 bekannt.
Der zweite Maskierungsstreifen kann insbesondere in Punkte verschiedener Größe übergehen. Diese sogenannten Siebdruckpunkte sollen den optisch massiven Eindruck des schwarzen Siebdruckrandes auflösen.
Der zweite Maskierungsstreifen ist vorzugsweise schwarz und kann auch als Schwarzdruck bezeichnet werden. Das Material des zweiten Maskierungsstreifens kann auch über andere gängige Applikationsverfahren wie beispielsweise Streichen, Rollen, Sprühen und dergleichen auf die Scheibe aufgebracht und anschließend vorzugsweise eingebrannt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Fahrzeugscheibe besteht der zweite Maskierungsstreifen aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Fahrzeugscheibe, da nur eine einzige Schicht für den Maskierungsstreifen ausgebildet werden muss.
Der zweite Maskierungsstreifen kann grundsätzlich auf jeder Scheibenseite aufgebracht sein. Bei einer Verbundscheibe ist dieser bevorzugt auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe und/oder auf der Innenseite (Seite III) der zweiten Scheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Besonders bevorzugt ist er auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe aufgebracht.
Der erste und gegebenenfalls zweite Maskierungsstreifen umfasst ein farbig, vorzugsweise schwarz, eingefärbtes Material. Vorzugsweise sind die Maskierungsstreifen opak, insbesondere schwarz, um als Sicht- und UV-Schutz beispielsweise für eine Kleberaupe zu dienen. Bei Scheiben mit einer elektrisch steuerbaren Funktionsschicht können die Maskierungsstreifen beispielsweise auch zum Abdecken von Sammelleitern und/oder Anschlusselementen dienen.
Insbesondere bei einer Fahrzeugscheibe für ein Fahrzeug dienen die Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Fahrzeugscheibe in eine Fahrzeugkarosserie, d.h. verhindert die Sicht auf die in aller Regel unregelmäßig aufgetragene Kleberaupe nach außen, so dass ein harmonischer Gesamteindruck der Fahrzeugscheibe entsteht. Andererseits die- nen die Maskierungsstreifen als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial. Dauernde Bestrahlung mit UV-Licht schadet dem Klebematerial und würde die Verbindung der Scheibe mit der Fahrzeugkarossiere im Laufe der Zeit lösen.
Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Fahrzeugscheibe den gesetzlichen Bestimmungen für Windschutzscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75%, beispielsweise mehr als 95%, aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 30%, insbesondere weniger als 25%, beispielsweise weniger als 5%, insbesondere 0%.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe umfasst weiterhin mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum und/oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung (z.B. LED-Display oder Projektor) zur Darstellung von Bildinformationen. Wesentlich hierbei ist, dass die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung im Bereich des ersten Maskierungsstreifens, fahrzeuginnenraumseitig des ersten Maskierungsstreifens, angeordnet ist. In Sicht auf die Innenseite der Fahrzeugscheibe befindet sich die lichtlenkende Vorrichtung somit vor dem Maskierungsstreifen.
Der Ausdruck "im Bereich des mindestens ersten Maskierungsstreifens" bedeutet, dass die mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung in senkrechter Sicht durch die Fahrzeugscheibe bzw. in orthogonaler Projektion in Überdeckung bzw. Überlapp zum Maskierungsstreifen angeordnet ist. Die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung und der mindestens eine erste Maskierungsstreifen sind vorzugsweise auf verschiedenen Seiten der Fahrzeugscheibe angeordnet. Der Ausdruck "Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum" bezieht sich auf den im Fahrzeug verbauten Zustand der Fahrzeugscheibe. Das auf diese Weise umgelenkte Licht verlässt die Fahrzeugscheibe an deren Innenseite.
Die mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung ist bevorzugt in Form einer Folie ausgebildet, was eine einfache Integration und Anbindung an die mindestens eine Scheibe, insbesondere Verbundscheibe, ermöglicht.
Im verbauten Zustand im Fahrzeug ist der lichtlenkenden Vorrichtung ein im Fahrzeuginnenraum angeordneter Projektor als Bildgeber zugeordnet, beispielsweise im Bereich des Armaturenbretts oder im Dachbereich, dessen Bild von der lichtlenkenden Vorrichtung in den Fahrzeuginnenraum (um-)gelenkt wird. Das Licht des Projektors ist auf die Innenseite der Fahrzeugscheibe gerichtet und trifft dort auf die lichtlenkende Vorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist die lichtlenkende Vorrichtung eine holografische lichtlenkende Vorrichtung, die mindestens ein zur Lichtlenkung geeignetes holografisch-optisches Element umfasst. Die holografische lichtlenkende Vorrichtung ist so ausgebildet, dass auftreffendes Licht in den Fahrzeuginnenraum umgelenkt werden kann. Die konkrete Ausgestaltung von zur Lichtumlenkung geeigneten holografisch-optischen Elemente, wie holografische Spiegel oder Linsen, ist für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich, dem Fachmann wohlbekannt und hat bereits vielfach Eingang in die Patentliteratur gefunden (insbesondere im Zusammenhang mit holografischen Head-Up-Displays), so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss.
Die holografische lichtlenkende Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass ein einfallender Lichtstrahl des Projektors auch in einem vom Einfallswinkel verschiedenen Winkel in den Fahrzeuginnenraum umgelenkt werden kann, d.h. die für Reflexion geltende Bedingung, wonach Einfallswinkel und Ausfallswinkel gleich sind, ist nicht notwendigerweise erfüllt. Die Licht-Ienkung im holografischen optischen Element erfolgt insbesondere durch Lichtbeugung.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist die lichtlenkende Vorrichtung ein holografischer Wellenleiter. Holographische Wellenleiter umfassen typischerweise einen Einkoppelbereich mit einem Volumen-Hologramm zum Einkoppeln von Licht in den Wellenleiter und einen Auskoppelbereich mit einem Volumen-Hologramm zum Auskoppeln von in den Wellenleiter eingekoppeltem Licht aus dem Wellenleiter. Auch holografische Wellenleiter sind dem Fachmann insbesondere aus der Patentliteratur wohlbekannt (siehe z.B. WO 2020/157307), so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss. Wesentlich hierbei ist, dass zumindest der Auskoppelbereich im Bereich des mindestens einen ersten Maskierungsstreifens angeordnet ist, so dass in den Wellenleiter eingekoppeltes Licht im Bereich des ersten Maskierungsstreifens in Richtung des Fahrzeuginnenraums gelenkt wird. Eine Einkopplung von Licht in den holografischen Wellenleiter kann auch außerhalb des Bereichs des ersten Maskierungsstreifens erfolgen.
Die alternativ vorgesehene Bildanzeigevorrichtung der Fahrzeugscheibe weist eine Bildanzeige auf, deren Bild vom Betrachter, insbesondere Fahrer, direkt betrachtet werden kann. Die Bildanzeigevorrichtung ist vorzugsweise eine transparente Bildanzeigevorrichtung, insbesondere ein Display, wie ein LED-Display, OLED-Display, EL-Display oder pLED-Display. Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine lichtlenkende Vorrichtung oder eine Bildanzeigevorrichtung in Überdeckung zu dem mindestens einen, typischerweise opaken, ersten Maskierungsstreifen eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zum Maskierungsstreifen ermöglicht, so dass sie hell erscheint und damit auch ausgezeichnet erkennbar ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Reduktion der Projektorgröße bzw. der Größe der Bildanzeigevorrichtung in der Fahrzeugscheibe, sowie einen verminderten Energieverbrauch. Dies ist ein großer Vorteil der Erfindung.
Die holografische lichtlenkende Vorrichtung ist vorzugsweise so ausgebildet, dass ein einfallender Lichtstrahl des Projektors auch in einem vom Einfallswinkel verschiedenen Winkel in den Fahrzeuginnenraum umgelenkt werden kann, d.h. die für Reflexion geltende Bedingung, wonach Einfallswinkel und Ausfallswinkel gleich sind, ist nicht notwendigerweise erfüllt. Entsprechendes gilt für die Bildanzeigevorrichtung, deren Bildanzeige aus verschiedenen Winkeln vom Betrachter gesehen werden kann. Die Fahrzeugscheibe ermöglicht somit in vorteilhafter Weise eine größere Freiheit in der Anordnung der Komponenten des Head-Up-Displays im Fahrzeug. Dies ist ein weiterer großer Vorteil der Erfindung.
Durch die Verwendung einer lichtlenkenden Vorrichtung, insbesondere einer holografischen lichtlenkenden Vorrichtung, oder einer Bildanzeigevorrichtung können zudem unerwünschte Nebenbilder in vorteilhafter Weise vermieden werden, wenn diese auf der zum Fahrzeuginnenraum weisenden Außenseite der mindestens einen Scheibe (Seite IV einer Verbundscheibe) angeordnet werden.
Das erfindungsgemäßen Head-Up-Display kann somit kosteneffizient und in technisch einfacher Weise realisiert werden, wobei insbesondere nur ein relativ kleiner Bereich der Fahrzeugscheibe mit der lichtlenkenden Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung ausgestattet werden muss.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der in Form einer Verbundscheibe ausgebildeten erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung in zwei thermoplastische Zwischenschichten zwischen den beiden Einzelscheiben einlaminiert, wodurch die mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung gut vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Die Einlaminierung der lichtlenkenden Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung kann mit dem Laminieren der Einzelscheiben einer Verbundscheibe erfolgen. Um Glasbruch zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die thermoplastischen Fo- lien dort, wo die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung vorgesehen ist, eine geringere Dicke aufweisen als dort, wo die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung nicht vorgesehen ist, so dass durch die mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung bedingte Dickenunterschiede ausgeglichen werden und der Bereich zwischen den beiden Glasscheiben insgesamt eine konstante Dicke aufweist.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung an der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe angebracht, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung durch eine Deckschicht, insbesondere eine Polymerschicht oder eine Glasschicht, abgedeckt ist, um sie vor äußeren Einflüssen zu schützen. Die Glasschicht kann insbesondere durch eine thermoplastische Zwischenschicht an der Verbundscheibe angebracht sein.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist, zusätzlich zu dem (opaken) ersten Maskierungsstreifen auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe, mindestens ein weiterer zweiter Maskierungsstreifen auf der Innenseite (Seite III) der zweiten Scheibe und/oder auf der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe angeordnet. Der weitere zweite Maskierungsstreifen ist besonders bevorzugt nur auf der Innenseite (Seite III) der zweiten Scheibe oder nur auf der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe angeordnet. Der weitere zweite Maskierungsstreifen dient für eine Haftungsverbesserung der Scheiben und ist bevorzugt mit Keramik-Partikeln versetzt ist, die dem zweiten Maskierungsstreifen eine raue und haftende Oberfläche geben, was auf der Seite IV beispielsweise das Einkleben der Fahrzeugscheibe in die Fahrzeugkarosserie unterstützt. Auf der Seite III unterstützt dies das Laminieren der beiden Einzelscheiben der Verbundscheibe.
In einem Abschnitt, in dem die lichtlenkende Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung in Überdeckung zum opaken ersten Maskierungsstreifen angeordnet ist, ist der erste Maskierungsstreifen vorzugsweise mit einer Verbreiterung versehen, d.h. weist eine größere Breite (Abmessung senkrecht zur Erstreckung) auf als in anderen Abschnitten. Der erste Maskierungsstreifen kann auf diese Weise in geeigneter Weise an die Abmessungen der lichtlenkenden Vorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung angepasst werden.
Die mindestens eine Scheibe enthält oder besteht bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat-Glas oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Geeignete Gläser sind beispielsweise aus EP 0 847 965 B1 bekannt.
Die mindestens eine Scheibe kann klar sein, oder auch getönt oder gefärbt. Windschutzscheiben müssen dabei im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70% im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43. Die mindestens eine Scheibe ist bevorzugt gebogen, das heißt sie weist eine Krümmung auf.
Die mindestens eine Scheibe kann weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtun- gen.
Die Dicke der mindestens einen Scheibe, insbesondere der beiden Einzelscheiben der Verbundscheibe, kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1 ,0 mm bis 25 mm und bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,1 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die Fahrzeugscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die mindestens eine Scheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Katho- denzerstäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt ist die mindestens eine Scheibe planar oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen. Die mindestens eine Scheibe kann farblos oder gefärbt sein.
Die mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethyl- metacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten. Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher.
Weichmacher sind chemische Verbindungen, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Bevorzugte Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Weitere Weichmacher sind bevorzugt aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetraethylenglykols. Besonders bevorzugt werden als Weichmacher 3G7, 3G8 oder 4G7 eingesetzt, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Ethlenglycoleinheiten und die letzte Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome im Carbonsäureteil der Verbindung bezeichnet. So steht 3G8 für Triethylenglykol-bis- (2-ethylhexanoat), d.h. für eine Verbindung der Formel C4H9CH (CH2CH3) CO (OCH2CH2)3O2CCH (CH2CH3) C4H9.
Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 40 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht bevorzugt aus Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat).
Weiter bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-% und beispielsweise mindestens 97 Gew.-% Polyvinylbutyral.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie, beispielsweise aus drei Folien mit unterschiedlichen physikalischen Eigenschaften wie unterschiedlicher Härte oder Plastizität.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischen- schicht und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Head-Up-Display mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe. Bei einem Head-Up-Display mit mindestens einer lichtlenkenden Vorrichtung, insbesondere einer holografischen lichtlenkenden Vorrichtung, umfasst das Head-Up-Display einen in Form eines Projektors ausgebildeten Bildgeber, der der lichtlenkenden Vorrichtung zugeordnet ist. Vom Projektor erzeugtes Licht (Bildinformationen) wird auf die lichtlenkende Vorrichtung gerichtet und wird von dieser in den Fahrzeuginnenraum umgelenkt, so dass eine Projektionsanordnung gebildet wird. Falls mehrere lichtlenkende Vorrichtungen vorgesehen sind, kann eine entsprechende Anzahl von den lichtlenkenden Vorrichtungen jeweils zugeordneten Projektoren vorgesehen sein. Falls anstelle einer lichtlenkenden Vorrichtung eine Bildanzeigevorrichtung (z.B. LED-Display) vorgesehen ist, ist kein Projektor erforderlich. Die Bilderzeugung mittels Bildanzeigevorrichtungen wie Displays erlauben zwar geringere virtuelle Bildweiten, benötigen jedoch deutlich weniger Bauraum als Projektoren.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Head-Up- Display.
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe. Das Verfahren umfasst:
(a) in einem Randbereich der mindestens einen Scheibe, das Aufbringen von mindestens einer Trägerfolie mit mindestens einem erste Maskierungsstreifen,
(b) das Anordnen mindestens einer lichtlenkenden Vorrichtung zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum oder mindestens einer Bildanzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen im Bereich des ersten Maskierungsstreifens, fahrzeuginnenraumseitig des ersten Maskierungsstreifens.
Die lichtlenkende Vorrichtung zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum oder Bildanzeigevorrichtung wird vorzugsweise zwischen zwei thermoplastische Folien einlaminiert oder auf der Außenseite der zweiten Scheibe (Innenscheibe) befestigt.
Für die Herstellung einer Verbundscheibe werden mindestens zwei Scheiben bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck durch mindestens eine thermoplastische Klebeschicht miteinander verbunden (laminiert). Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklav-Verfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die beiden Scheiben und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen erste Scheibe und zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können.
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Verwendung der Fahrzeugscheibe in Kraftfahrzeugen, insbesondere als Fahrzeug-Windschutzscheibe.
Die Verbundscheibe kann vorteilhafterweise die Windschutzscheibe oder die Dachscheibe eines Fahrzeugs oder eine andere Fahrzeugverglasung sein, beispielsweise eine Trennscheibe in einem Fahrzeug, bevorzugt in einem Schienenfahrzeug oder einem Bus. Alternativ kann die Verbundscheibe eine Architekturverglasung, beispielsweise in einer Außenfassade eines Gebäudes oder eine Trennscheibe im Innern eines Gebäudes sein.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung: Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Head-Up-Displays,
Fig. 2 eine Aufsicht auf die Fahrzeugscheibe von Fig. 1 ,
Fig. 3A, 3B, 3C, Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6 Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen von erfindungsgemäßen Fahrzeugscheiben,
Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Es seien zunächst die Figuren 1 und 2 betrachtet. Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Head-Up-Displays 100 in einem Fahrzeug in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung. Eine Aufsicht der Fahrzeugscheibe 1 des Head- Up-Displays 100 ist in Figur 2 gezeigt. Die Querschnittansicht von Figur 1 entspricht der Schnittlinie A-A der Fahrzeugscheibe 1 , wie in Figur 2 angedeutet ist.
Die Fahrzeugscheibe 1 ist in Form einer Verbundscheibe ausgebildet (siehe auch Figuren 3 bis 6) und umfasst eine erste Scheibe 2 (z.B. Außenscheibe) und eine zweite Scheibe 3 (z.B. Innenscheibe), die durch eine thermoplastische Zwischenschicht 4 fest miteinander verbunden sind. Die Fahrzeugscheibe 1 ist in ein Fahrzeug eingebaut und trennt einen Fahrzeuginnenraum 12 von einer äußeren Umgebung 13 ab. Beispielsweise ist die Fahrzeugscheibe 1 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Alternativ weist die Fahrzeugscheibe nur eine Einzelscheibe auf, vorzugsweise in Form eines thermisch vorgespannten Einscheibensicherheitsglases (nicht gezeigt).
Die erste Scheibe 2 und die zweite Scheibe 3 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die thermoplastische Zwischenschicht 4 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbuty- ral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU), gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET).
Die Außenfläche I der ersten Scheibe 2 ist der äußeren Umgebung 13 zugewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Fahrzeugscheibe 1 . Die Innenfläche II der ersten Scheibe 2 sowie die Außenfläche III der zweiten Scheibe 3 sind jeweils der Zwischenschicht 4 zugewandt. Die Innenfläche IV der zweiten Scheibe 3 ist dem Fahrzeuginnenraum 12 zugewandt und ist gleichzeitig die Innenfläche der Fahrzeugscheibe 1. Es versteht sich, dass die Fahrzeugscheibe 1 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Fahrzeugscheibe 1 weist sie typischer Weise eine konvexe Wölbung auf.
Im Randbereich 11 der Fahrzeugscheibe 1 befindet sich benachbart zur Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe 2 ein rahmenförmig umlaufender erster Maskierungsstreifen 5. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist opak und verhindert die Sicht auf innenseitig der Fahrzeugscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Fahrzeugscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist vorzugsweise schwarz. Der erste Maskierungsstreifen 5 besteht beispielsweise aus einer opaken Schicht, die auf eine Trägerfolie 20 aufgedruckt ist. Als Trägerfolie 20 dient in diesem Beispiel die thermoplastische Zwischenschicht 4.
Weiterhin weist die Fahrzeugscheibe 1 im Randbereich 11 auf der Außenseite IV der zweiten Scheibe 3 einen zweiten Maskierungsstreifen 6 auf aus einem elektrisch nicht-leitenden Material auf. Der zweite Maskierungsstreifen 6 ist rahmenförmig umlaufend ausgebildet. Der zweite Maskierungsstreifen 6 besteht beispielsweise aus einem herkömmlicherweise für Abdeckdrucke verwendeten, elektrisch nicht-leitenden Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die unmittelbar auf der zweiten Scheibe 3 eingebrannt ist.
Auf der Außenseite IV der zweiten Scheibe 3 befindet sich eine holografische lichtlenkende Vorrichtung 9, die hier beispielsweise als holografischer Spiegel ausgebildet ist. Die lichtlenkende Vorrichtung 9 ist in senkrechter Sicht durch die Fahrzeugscheibe 1 in Überdeckung zum ersten Maskierungsstreifen 5 angeordnet, wobei der erste Maskierungsstreifen 5 die lichtlenkende Vorrichtung 9 vollständig überdeckt. Die lichtlenkende Vorrichtung 9 ist hier beispielsweise nur im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 der Fahrzeugscheibe 1 angeordnet. Möglich wäre aber auch, die lichtlenkende Vorrichtung 9 im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" oder in einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 11 anzuordnen. Des Weiteren könnten mehrere lichtlenkende Vorrichtungen 9 vorgesehen sein, die beispielweise im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T und im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 angeordnet sind. Beispielsweise könnten die lichtlenkenden Vorrichtungen 9 so angeordnet sein, dass ein (teilweise) umlaufendes Bild erzeugt wird.
Der erste Maskierungsstreifen 5 ist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs
11 verbreitert, d.h. der erste Maskierungsstreifen 5 weist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 ein größere Breite als im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 (so wie auch in den in Figur 1 nicht erkennbaren seitlichen Abschnitten des Randbereichs 11) der Fahrzeugscheibe 1 auf. Als "Breite" wird die Abmessung des ersten Maskierungsstreifens 5 senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden. Die lichtlenkende Vorrichtung 9 ist hier beispielsweise oberhalb des zweiten Maskierungsstreifens 6 angeordnet (d.h. nicht in Überdeckung).
Das Head-Up-Display 100 weist weiterhin einen hier beispielsweise im Armaturenbrett 7 angeordneten Projektor 8 als Bildgeber auf, entsprechend der beispielhaften Positionierung der lichtlenkenden Vorrichtung 9 im unteren Abschnitt 1 T des Randbereichs 11. Der Projektor 8 dient zur Erzeugung von Licht 10 (Bildinformationen), das auf die lichtlenkende Vorrichtung 9 gerichtet wird und durch die lichtlenkende Vorrichtung 9 als umgelenktes Licht 10' in den Fahrzeuginnenraum 12 gelenkt wird, wo es von einem Betrachter, z.B. Fahrer, gesehen werden kann. Möglich wäre beispielsweise auch, den Projektor 8 in der A-Säule eines Kraftfahrzeugs oder am Dach (jeweils fahrzeuginnenraumseitig) anzuordnen, falls die lichtlenkende Vorrichtung 9 hierzu in geeigneter Weise positioniert ist. Wenn mehrere lichtlenkende Vorrichtungen 9 vorgesehen sind, kann jeder lichtlenkenden Vorrichtung 9 ein separater Projektor 8 zugeordnet sein, d.h. es können mehrere Projektoren 8 angeordnet sein. Möglich wäre beispielsweise auch, dass es sich bei der Fahrzeugscheibe 1 um eine Dachscheibe, Seiten- oder Heckscheibe handelt.
In der Aufsicht von Figur 2 ist die lichtlenkende Vorrichtung 9 in Erstreckung entlang des unteren Abschnitts 1 T des Randbereichs 11 dargestellt.
Es wird nun Bezug auf die Figuren 3A, 3B, 3C, 4, 5 und 6 genommen, worin Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der Fahrzeugscheibe 1 gezeigt sind. Die Querschnittansichten der Figuren 3A-C bis 6 entsprechen der Schnittlinie A-A im unteren Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 der Fahrzeugscheibe 1 , wie in Figur 2 angedeutet ist.
In der in den Figuren 3A-C gezeigten Variante der Fahrzeugscheibe 1 befindet sich der erste (opake) Maskierungsstreifen 5 unmittelbar benachbart zur Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe 2. Die lichtlenkende Vorrichtung 9 ist als Folie ausgebildet und zwischen zwei thermoplastische Zwischenschichten 4, 4' (z.B. PVB-Folien) in die Verbundscheibe einlaminiert. Um durch die lichtlenkende Vorrichtung 9 (z.B. holografische Folie) bedingte Höhenunterschiede (Dickensprung) zum restlichen Teil der Fahrzeugscheibe 1 auszugleichen, ist es vorteilhaft, wenn die thermoplastischen Zwischenschichten 4, 4' eine entsprechend geringere Dicke haben als außerhalb des Bereichs, wo die lichtlenkende Vorrichtung 9 nicht vorgesehen ist. Hierdurch kann ein gleichmäßiger Abstand (d.h. konstante Gesamtdicke) zwischen den beiden Scheiben 2, 3 erzielt werden, so dass etwaiger Glasbruch beim Laminieren zuverlässig und sicher vermieden wird. Bei Verwendung von z.B. PVB-Folien haben diese im Bereich der lichtlenkenden Vorrichtung 9 eine geringere Dicke als dort, wo keine lichtlenkende Vorrichtung 9 vorgesehen ist.
Obgleich die lichtlenkende Vorrichtung 9 in Figur 3A-C in schematischer und stark vereinfachter Weise als Einzelschicht dargestellt ist, versteht es sich, dass die lichtlenkende Vorrichtung 9 in aller Regel aus einer Kombination verschiedener Materialien besteht, die für holografische Anwendungen typischerweise eingesetzt werden, beispielsweise Photopolymere, Dichromatgelatine oder Silberhalogenide, die ein- oder beidseitig von Polymerfolien (z.B. PA, PET, TAG, PMMA, PC, ...) umschlossen sein können. Hierbei müssen die Innen- und Außenfolie nicht zwingend aus dem gleichen Polymer bestehen. Der genaue Aufbau der lichtlenkenden Vorrichtung 9 ist für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich, so dass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss.
Die Figuren 3A-C unterscheiden sich lediglich in der Ausgestaltung des ersten Maskierungsstreifens 5.
In Figur 3A ist der Maskierungsstreifen 5 eine opake Schicht, die unmittelbar auf eine Trägerfolie 20 aufgedruckt wurde. Die Trägerfolie 20 ist hier eine thermoplastische Zwischenschicht 4, die beispielsweise aus PVB besteht.
In Figur 3B besteht der Maskierungsstreifen 5 aus einer opaken Färbung, die in das Volumen der Trägerfolie 20 eingebettet ist. Die Trägerfolie 20 ist hier ebenfalls eine thermoplastische Zwischenschicht 4, die beispielsweise aus gefärbtem PVB besteht.
In Figur 3C besteht der Maskierungsstreifen 5 aus einer opaken Schicht, die ebenfalls in die Trägerfolie 20 eingebettet ist. Die Trägerfolie 20 besteht hier aus zwei Einzelfolien 4.1 ,4.2 aus einem thermoplastischen Material wie PVB. Durch Lamination werden die beiden Einzelfolien 4.1 ,4.2 fest miteinander verbunden und schließen den ersten Maskierungsstreifen in ihrem Innern ein. Der Verbund aus den Einzelfolien 4.1 , 4.2 und der opaken Schicht bildet eine thermoplastische Zwischenschicht 4, die hier der Trägerfolie 20 entspricht.
In der in Figur 4 gezeigten Variante der Fahrzeugscheibe 1 befindet sich der erste (opake) Maskierungsstreifen 5 unmittelbar benachbart zur Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe 2, wie es auch im Ausgestaltungsbeispiel nach Figur 3A dargestellt und beschrieben ist. Der Maskierungsstreifen 5 besteht hier aus einer opaken Schicht, die auf eine als Trägerfolie 20 dienende thermoplastische Folie 4 aufgedruckt ist. Die erste Scheibe 2 ist über die thermoplastische Folie 4 mit der zweiten Scheibe 3 fest verbunden. Die lichtlenkende Vorrichtung 9 ist als Folie ausgebildet und auf der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe 3 mittels einer weiteren thermoplastische Zwischenschicht 4' angebracht. Auf der lichtlenkenden Vorrichtung 9 ist eine Deckschicht 14, beispielsweise eine Polymerschicht oder eine dünne Glasschicht, aufgebracht. Es versteht sich, dass hier und bei den folgenden Ausgestaltungsbeispielen, der erste Maskierungsstreifen 5 auch als Färbung als Trägerfolie 20 dienende thermoplastische Zwischenschicht 4 (Vergleiche die Trägerfolie 20 nach Figur 3B) oder als innere Schicht zwischen zwei Einzelfolien (Vergleiche die Trägerfolie 20 nach Figur 3C) hergestellt sein kann.
In einem weiteren hier nicht dargestellten Ausgestaltungsbeispiel nach Figur 4 ist der erste Maskierungsstreifen 5 beispielsweise auf oder in der thermoplastischen Zwischenschicht 4‘ als Trägerfolie 20 angeordnet. Die thermoplastische Zwischenschicht 4‘ ist dabei beispielsweise unmittelbar benachbart zur zweiten Scheibe 3 angeordnet. Wichtig ist hierbei nur, dass die lichtlenkende Vorrichtung oder die Bildanzeigevorrichtung bezüglich des Maskierungsstreifens 5 fahr- zeuginnenraumseitig angeordnet ist. Zusätzlich kann auf der Innenseite II der ersten Scheibe 2 ein zweiter Maskierungsstreifen angeordnet sein, beispielsweise als eingebrannter Abdeckdruck auf der Scheibe 2.
Die in Figur 5 gezeigte Variante der Fahrzeugscheibe 1 unterscheidet sich von der Variante von Figur 3A nur dadurch, dass zusätzlich zum (opaken) ersten Maskierungsstreifen 5 zwei weitere zweite Maskierungsstreifen 6, 6' auf der Innenseite (Seite III) und auf der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe 3 angeordnet sind, beispielsweise als unmittelbar auf die Scheibe aufgedruckter und eingebrannter Abdeckdruck. Die beiden zweiten Maskierungsstreifen 6, 6' dienen für eine Haftverbesserung beim Fertigen und Einbau der Fahrzeugscheibe 1. Die beiden zweiten Maskierungsstreifen 6, 6' sind hier in Durchsicht durch die Fahrzeugscheibe 1 schmaler als der erste Maskierungsstreifen 5 ausgebildet, sodass die lichtlenkende Vorrichtung 9 mit Licht 10 vom Projektor 8 bestrahlt und das in den Fahrzeuginnenraum 12 umgelenkte Licht 10' vom Betrachter gesehen werden kann.
Obgleich in Figur 5 zwei weitere Maskierungstreifen 6, 6' dargestellt sind, ist es stark bevorzugt, dass nur einer der beiden zweiten Maskierungsstreifen 6, 6' vorgesehen ist, d.h. entweder der Maskierungsstreifen 6 oder der Maskierungsstreifen 6'. Die weiteren zweiten Maskierungsstreifen 6, 6‘ können dabei als Abdeckdruck unmittelbar auf die zweite Scheibe 3 aufgedruckt und eingebrannt sein, oder wie der erste Maskierungsstreifen 5 auf oder in einer T rägerfolie 20 angeordnet sein, die mit der zweiten Scheibe 3 verbunden sind. Auch Kombinationen sind möglich, so kann der zweite Maskierungsstreifen 6 auf die thermoplastische Zwischenschicht 4‘ als Trägerfolie 20 angeordnet sein und der zweite Maskierungsstreifen 6‘ unmittelbar als Abdeckdruck auf die Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe 3 gedruckt und eingebrannt sein.
Die in Figur 6 gezeigte Variante der Fahrzeugscheibe 1 unterscheidet sich von der Variante von Figur 4 ebenfalls nur dadurch, dass zusätzlich zum (opaken) ersten Maskierungsstreifen 5 zwei weitere Maskierungsstreifen 6, 6' auf der Innenseite (Seite III) und auf der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe 3 angeordnet sind. Da die lichtlenkende Vorrichtung 9 auf der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe 3 angeordnet ist, können die beiden weiteren Maskierungsstreifen 6, 6' auch opak sein. Wie schon zu Figur 5 ausgeführt, ist es stark bevorzugt, dass nur einer der beiden zweiten Maskierungsstreifen 6, 6' vorgesehen ist, d.h. entweder der Maskierungsstreifen 6 oder der Maskierungsstreifen 6'.
Alternativ zur hier dargestellten Abbildung kann der erste Maskierungsstreifen 5 auch mit der thermoplastischen Zwischenschicht 4‘ als Trägerfolie unmittelbar benachbart zur lichtlenkenden Vorrichtung 9 angeordnet sein.
Die lichtlenkende Vorrichtung 9 kann auch als holografischer Wellenleiter ausgebildet sein, wobei die Auskopplung von Licht 10' in Überdeckung zum ersten Maskierungsstreifen 5 erfolgt. Die Einkopplung von Licht 10 kann auch in einem Bereich der Scheibe erfolgen, der nicht in Überdeckung zum ersten Maskierungsstreifen 5 ist. Obige Ausführen gelten hierfür analog.
In einer alternativen Ausgestaltung ist, anstatt der in den Figuren 1 bis 6 gezeigten lichtlenkenden Vorrichtung 9, eine Bildanzeigevorrichtung (Display), z.B. ein LED-Display, vorgesehen. Der Betrachter kann ein von der Bildanzeigevorrichtung dargestellte Bild direkt erkennen. Ein Projektor 8 ist in diesem Fall selbstredend nicht erforderlich, da die Bildanzeigevorrichtung selbst als Bildgeber dient.
In allen Ausführungsbeispielen ist die lichtlenkende Vorrichtung 9 (bzw. die Bildanzeigevorrichtung) fahrzeuginnenraumseitig des ersten Maskierungsstreifens 5 angeordnet. Betrachtet vom Fahrzeuginnenraum aus bzw. in (direkter) Sicht auf die Innenseite der Fahrzeugscheibe ist die lichtlenkende Vorrichtung 9 vor dem ersten Maskierungsstreifen 5 angeordnet. Figur 7 veranschaulicht anhand eines Ablaufdiagramms das erfindungsgemäße Verfahren. Hierbei wird in einem ersten Schritt I im Randbereich 11 der mindestens einen Scheibe 2, 3 mindestens eine Trägerfolie 20 mit mindestens einem (opaken) ersten Maskierungsstreifen 5 aufge- bracht. In einem zweiten Schritt wird mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung 9 zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum oder mindestens einer Bildanzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen im Bereich des ersten Maskierungsstreifens 5, fahrzeuginnenraum- seitig des ersten Maskierungsstreifens 5, angeordnet. Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Erfindung eine verbesserte Fahrzeugscheibe bzw. ein hiermit ausgerüstetes Head-Up-Display zur Verfügung stellt, die eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zum opaken Maskierungsstreifen ermöglicht. Eine Umlenkung von Licht in den Fahrzeuginnenraum ist unabhängig vom Einfallswinkel des Lichts möglich. Unerwünschte Nebenbilder können bei bestimmten Ausgestaltungen vermieden werden. Das erfindungsgemäße Head-Up-Display kann unter Anwendung bekannter Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig produziert werden.
Es zeigen:
1 Fahrzeugscheibe
2 erste Scheibe
3 zweite Scheibe
4, 4', 4" Zwischenschicht
4.1 , 4.2 Einzelfolie
5 erster Maskierungsstreifen
6,6' zweiter Maskierungsstreifen
7 Armaturenbrett
8 Projektor
9 lichtlenkende Vorrichtung
10,10' Licht
11 , 11', 11" Randbereich
12 Fahrzeuginnenraum
13 äußere Umgebung
14 Deckschicht
20 Trägerfolie
100 Head-Up-Display
I Außenseite der ersten Scheibe 2
II Innenseite der ersten Scheibe 2
III Innenseite der zweiten Scheibe 3
IV Außenseite der zweiten Scheibe 3
A-A’ Schnittlinie

Claims

23 Patentansprüche
1 . Fahrzeugscheibe (1) für Head-Up-Display (100) mit einer im verbauten Zustand einer äußeren Umgebung (13) zugewandten Außenseite (I) und einer einem Fahrzeuginnenraum (12) zugewandten Innenseite (IV), umfassend: mindestens eine transparente Scheibe (2, 3), mindestens einen ersten Maskierungsstreifen (5) in einem Randbereich (11) der Scheibe (2, 3), wobei der mindestens eine erste Maskierungsstreifen (5) auf oder in einer Trägerfolie (20) angeordnet ist und insbesondere auf die Trägerfolie (20) aufgedruckt oder in die Trägerfolie (20) eingebettet ist, und die Trägerfolie (20) mit der mindestens einen transparenten Scheibe (2,3) verbunden ist, mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung (9) zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum (12) oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen, welche im Bereich des ersten Maskierungsstreifens (5), fahrzeuginnenraumseitig des ersten Maskierungsstreifens (5), angeordnet ist.
2. Fahrzeugscheibe (1) nach Anspruch 1 , bei welcher die lichtlenkende Vorrichtung (9) eine holografische lichtlenkende Vorrichtung mit mindestens einem zur Lichtlenkung geeigneten holografisch-optischen Element ist, welche so ausgebildet ist, dass auftreffendes Licht (10) in Richtung des Fahrzeuginnenraums (12) gelenkt wird.
3. Fahrzeugscheibe (1) nach Anspruch 1 , bei welcher die lichtlenkende Vorrichtung (9) einen holografischen Wellenleiter umfasst, welcher so ausgebildet ist, dass in den Wellenleiter eingekoppeltes Licht im Bereich des ersten Maskierungsstreifens (5) in Richtung des Fahrzeuginnenraums (12) gelenkt wird.
4. Fahrzeugscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, welche in Form einer Verbundscheibe ausgebildet ist und eine erste Scheibe (2) mit einer im verbauten Zustand der äußeren Umgebung (13) zugewandten Außenseite (I) und einer Innenseite (II) und eine zweite Scheibe (3) mit einer im verbauten Zustand dem Fahrzeuginnenraum (12) zugewandten Innenseite (III) und einer Außenseite (IV), welche durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (4, 4') fest miteinander verbunden sind, umfasst.
5. Fahrzeugscheibe (1) nach Anspruch 4, wobei die Trägerfolie (20) die mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (4,4‘) enthält oder daraus besteht.
6. Fahrzeugscheibe (1) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die lichtlenkende Vorrichtung (9) oder die Bildanzeigevorrichtung in zwei thermoplastische Zwischenschichten (4, 4') einlaminiert ist.
7. Fahrzeugscheibe (1) nach Anspruch 4 oder 5, bei welcher die lichtlenkende Vorrichtung (9) oder die Bildanzeigevorrichtung an der Außenseite (IV) der zweiten Scheibe (3) angebracht ist.
8. Fahrzeugscheibe (1) nach Anspruch 7, bei welcher die lichtlenkende Vorrichtung (9) oder die Bildanzeigevorrichtung durch eine Deckschicht (14), insbesondere eine Polymerschicht oder eine Glasschicht, abgedeckt ist.
9. Fahrzeugscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher der mindestens eine erste Maskierungsstreifen (5) rahmenförmig umlaufend ausgebildet ist und insbesondere in einem Abschnitt (1 T), der in Überdeckung zur lichtlenkenden Vorrichtung (9) oder Bildanzeigevorrichtung ist, eine größere Breite aufweist als in hiervon verschiedenen Abschnitten (11").
10. Fahrzeugscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher mindestens ein weiterer zweiter Maskierungsstreifen (6, 6') auf der Innenseite (II) der ersten Scheibe (2), auf der Innenseite (III) der zweiten Scheibe (3) und/oder auf der Außenseite (IV) der zweiten Scheibe (3) angeordnet ist, bevorzugt als eingebrannter Abdeckdruck auf der Scheibe (2,3).
11. Head-Up-Display (100) mit einer Fahrzeugscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
12. Head-Up-Display (100) nach Anspruch 11 mit einer lichtlenkenden Vorrichtung (9) und einem der lichtlenkenden Vorrichtung (9) zugeordneten Bildgeber (8).
13. Fahrzeug mit einem Head-Up-Display (100) nach Anspruch 11 oder 12.
14. Verfahren zur Herstellung einer Fahrzeugscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei zumindest:
(a) in einem Randbereich (11) der mindestens einen Scheibe (2, 3) eine Trägerfolie (20) mit mindestens einem ersten Maskierungsstreifen (5) aufgebracht wird, und
(b) mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung (9) zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum (12) oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen im Bereich des ersten Maskierungsstreifens (5), fahrzeuginnenraumseitig des ersten Maskierungsstreifens (5) angeordnet wird.
15. Verwendung der Fahrzeugscheibe (1) nach einen der Ansprüche 1 bis 10 in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere als Fahrzeug-Windschutzscheibe.
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