EP4337464A1 - Bereichsweise beheizbare verbundscheibe für eine projektionsanordnung - Google Patents

Bereichsweise beheizbare verbundscheibe für eine projektionsanordnung

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Publication number
EP4337464A1
EP4337464A1 EP22725255.8A EP22725255A EP4337464A1 EP 4337464 A1 EP4337464 A1 EP 4337464A1 EP 22725255 A EP22725255 A EP 22725255A EP 4337464 A1 EP4337464 A1 EP 4337464A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pane
layer
masking
laminated
opaque
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
EP22725255.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas GOMER
Valentin SCHULZ
Bernd BOSCHKE
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 EP4337464A1 publication Critical patent/EP4337464A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • G02B2027/0194—Supplementary details with combiner of laminated type, for optical or mechanical aspects
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    • H05B2203/014—Heaters using resistive wires or cables not provided for in H05B3/54
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    • H05B2203/00—Aspects relating to Ohmic resistive heating covered by group H05B3/00
    • H05B2203/014—Heaters using resistive wires or cables not provided for in H05B3/54
    • H05B2203/015—Heater wherein the heating element is interwoven with the textile

Definitions

  • Laminated pane that can be heated in certain areas for a projection arrangement
  • the invention relates to a composite pane that can be heated in certain areas for a projection arrangement, a method for its production, its use and a projection arrangement.
  • Head-up displays are commonly used in vehicles and airplanes these days.
  • a head-up display works by using an imaging unit that uses an optics module and a projection surface to project an image that the driver perceives as a virtual image. If this image is reflected, for example, on the vehicle windshield as a projection surface, important information can be displayed for the user, which significantly improves road safety.
  • Vehicle windshields usually consist of two panes of glass which are laminated to one another via at least one thermoplastic film.
  • the problem arises that the projector 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 deliberate angle to each other so that the main image and sub-image are superimposed so that the sub-image is no longer distracting.
  • the head-up display projector radiation is typically essentially s-polarized due to the better reflection characteristics of the windshield compared to p-polarization.
  • the driver wears polarization-selective sunglasses that only transmit p-polarized light, he or she can hardly see the HUD image or not at all.
  • a solution to the problem in this context is therefore the use of projection arrangements which use p-polarized light. 2
  • Another problem is the perceptibility of the information transmitted via the reflected image, regardless of the weather and lighting conditions.
  • Crucial and safety-relevant information must be able to be seen by the driver at any time of the day or night, in strong sunshine or rain.
  • the projector When designing a display that is based on head-up display technology, the projector must therefore have a correspondingly high output so that the projected image has sufficient brightness, especially in sunlight, and can be easily recognized by the viewer . This requires a certain size of the projector and is associated with a corresponding power consumption.
  • DE 102014220189A1 discloses a head-up display projection arrangement which is operated with p-polarized radiation in order to generate a head-up display image. Since the angle of incidence is typically close to Brewster's angle and p-polarized radiation is therefore reflected only to a small extent by the glass surfaces, the windshield has a reflective structure that can reflect p-polarized radiation in the direction of the driver.
  • US 2004/0135742 A1 also discloses a head-up display projection arrangement which is operated with p-polarized radiation in order to generate a head-up display image and has a reflecting structure which is p-polarized Radiation can reflect towards the driver.
  • the multilayer polymer layers disclosed in WO 96/19347A3 are proposed as the reflective structure.
  • a display also in the masking area, basically on the same principle as a HUD.
  • the masking area is therefore also irradiated by a projector and reflected there, as a result of which a display is generated for the driver.
  • information that was previously displayed in the dashboard area such as the time, driving speed, engine speed or information from a navigation system, or even the image from a rear-facing camera that replaces the classic exterior mirrors or rear-view mirrors, can be displayed directly in a practical and aesthetically pleasing way displayed on the windscreen, for example in the portion of the masking area bordering the bottom edge of the windscreen.
  • a projection arrangement of this type is known, for example, from DE 102009020824A1.
  • HVAC Heating, Ventilation and Air Conditioning
  • the disc itself can have an electrical heating function.
  • DE 10352464A1 discloses a laminated glass pane in which electrically heatable wires are inserted between two glass panes. The specific heating power can be adjusted by the ohmic resistance of the wires. Due to design and safety aspects, the number and diameter of the wires must be kept as small as possible. The wires must be visually imperceptible or barely perceptible in daylight and at night when headlights are on. 4
  • the object of the present invention is therefore to provide an improved composite pane for projection arrangements which are based on HUD technology.
  • a composite pane which is intended in particular for a projection arrangement.
  • the laminated pane comprises at least: an outer pane, an inner pane and a thermoplastic intermediate layer arranged between the outer pane and the inner pane, a heating element and a reflection layer.
  • the outer pane and the inner pane each have an outside and an inside, and the inside of the outer pane and the outside of the inner pane face each other.
  • the reflection layer is suitable for reflecting visible light.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one masking layer which is opaque at least in one area.
  • the heating element is located within the opaque area of the masking layer.
  • the reflection layer is arranged spatially in front of the masking layer in the viewing direction from the inner pane to the outer pane and at least partially overlaps with the opaque area of the masking layer.
  • the reflective layer is capable of reflecting visible light” it is meant that the reflective layer can reflect light to some extent visible light and is intended to reflect visible light of an image display device.
  • the reflective layer preferably reflects at least 1% of the visible light impinging on it.
  • the reflection layer can be arranged on the inside or the outside of the inner pane.
  • the reflective layer may have portions that are not in register with the opaque area of the masking layer.
  • the “viewing direction from the inner pane to the outer pane” means the viewing direction in the orthogonal direction from the plane of the inner pane to the outer pane. 5
  • the laminated pane is intended to separate an interior space from an exterior environment.
  • the inside of the inner pane faces the interior and the outside of the outer pane faces the outside environment.
  • the reflection layer overlaps partially or completely with the opaque region of the masking layer. For this reason, a good image representation with high contrast to the opaque area of the masking layer results, so that it appears bright and is therefore also excellently recognizable.
  • This advantageously enables a reduction in performance of an image display device, which is intended to irradiate an imaging light onto the reflection layer. This results in reduced energy consumption and reduced heat generation.
  • Arranging the heating element in the opaque area of the masking layer can be used to heat the laminated pane, which can reduce fogging (condensation on the inner pane or the outer pane) in the opaque area in general and the opaque area that overlaps with the reflective layer.
  • the space in the dashboard area can be significantly reduced when installing the laminated pane as a vehicle pane in a vehicle.
  • the display with speedometer, engine speed indicator, warning indicator and fuel gauge which is usually attached to the dashboard, can be replaced.
  • the heating of the laminated pane by the heating element replaces supply lines, which usually direct air heated by engine heat to the windshield. If a current flows through the heating element, it is heated as a result of its electrical resistance and by means of Joule heat development.
  • the air outlet nozzles which are usually attached in a specific geometric relationship to the glazing, are omitted.
  • the heating of the laminated pane using electrical energy is also more energy-efficient than heating using engine-heated air.
  • the laminated pane according to the invention can be produced simply and inexpensively using known production methods.
  • the laminated pane is intended to separate an interior space from an exterior environment.
  • the inside of the inner pane faces the interior and the outside of the outer pane faces the outside environment.
  • “the reflection layer is arranged spatially in front of the masking layer in the viewing direction from the inner pane to the outer pane” means that the reflection layer is spatially closer to the interior than the masking layer.
  • the reflective layer is therefore spatially arranged in front of the masking layer when looking through the laminated pane from the interior.
  • the laminated pane preferably has two opposite side edges and an upper edge and a lower edge.
  • the upper edge is intended to be arranged in the installed position in the upper region, while the opposite lower edge is intended to be arranged in the installed position in the lower region.
  • the total area of the composite pane results from the calculation of the surface area using the side edges, the top edge and the bottom edge.
  • the size of the total area of the laminated pane is identical to the outside and the inside of the inner pane and the outer pane.
  • transparent means that the total transmission of the composite pane meets the legal requirements for windshields (e.g. the European Union directives corresponds to ECE-R43) and for visible light preferably a transmittance (according to ISO 9050:2003) of more than 30% and in particular more than 60%, for example more than 70%.
  • transmittance according to ISO 9050:2003
  • opaque means a light transmission of less than 15%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 5% and in particular 0%.
  • the masking layer also has a transparent area and the opaque area preferably extends over less than 30%, particularly preferably over less than 20% and in particular over less than 10% of the total area of the composite pane.
  • the masking layer is in the form of at least one thermoplastic composite film which has transparent areas in some areas and opaque areas in some areas. The proportion of the transparent areas is advantageously larger than the opaque areas if the laminated pane is to be used as a viewing pane, for example as a vehicle pane. 7
  • the thermoplastic intermediate layer can contain at least the masking layer and at least one transparent layer.
  • the masking layer is also preferably completely opaque.
  • the masking layer preferably extends over less than 30%, particularly preferably over less than 20% and in particular over less than 10% of the total area of the composite pane.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be formed by several masking layers and transparent layers. As a result, several composite films with different properties can be used in the production of the composite pane. In addition, it is technically easier to produce a completely colored composite film than a laminated pane that is only colored in certain areas.
  • the masking layer and the transparent layer are designed as thermoplastic composite films. During production of the composite panes according to the invention, the thermoplastic composite films can overlap slightly due to the production process. Preferably, the transparent layer and the masking layer overlap 1 cm or less.
  • the masking layer and/or the transparent layer contain or consist 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 masking layer and/or the transparent 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 a copolymer or mixture thereof.
  • the masking layer and/or the transparent layer are preferably in the form of at least one thermoplastic composite film and contain or consist of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the masking layer and/or the transparent layer preferably contain at least one plasticizer.
  • the masking layer and/or the transparent layer can be formed by a single composite film or by more than one composite film.
  • the masking layer and / or the transparent layer can be formed by one or more stacked thermoplastic composite films, wherein the 8th
  • Thickness of the thermoplastic intermediate layer is preferably from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the masking layer and/or the transparent layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer reflecting infrared radiation, an intermediate layer absorbing infrared radiation and/or an intermediate layer absorbing UV (ultraviolet) radiation.
  • the transparent layer can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
  • the masking layer has at least one opaque area or is completely opaque.
  • the opaque area is preferably made opaque by a coloring or pigmentation, preferably black pigmentation.
  • the coloring or pigmentation of the opaque area of the masking layer can be freely selected, but black is preferred.
  • the masking layer is arranged at least adjacent to the lower edge of the laminated pane and preferably extends over at least 5% and particularly preferably over at least 10% of the total area of the laminated pane.
  • the masking layer is preferably completely opaque.
  • the masking layer is preferably located along the bottom edge and adjacent to the bottom edge. In the top view of the laminated pane, this results in a rectangular opaque stripe which is arranged along the lower edge. If the laminated pane is used, for example, as a windshield in a vehicle, this arrangement enables a projection arrangement with a high-contrast image in the area of the masking layer. Due to the arrangement of the masking layer along the lower edge, the see-through area of the laminated pane remains transparent.
  • the opaque area of the masking layer is arranged in a peripheral frame-like manner in an edge area of the laminated pane and has a greater width in particular in a section that overlaps the reflection layer than in sections that differ from it.
  • the masking layer can be completely opaque.
  • the transparent layer is preferably arranged within the opaque frame formed by the masking layer.
  • the area of the masking layer is within the opaque frame 9 preferably transparent.
  • “having a greater width” means that the opaque area in this section has a greater width perpendicular to the extension than in other sections. In this way, the opaque area can be suitably adapted to the dimensions of the reflection layer.
  • the reflection layer and the opaque area preferably each have a surface which is arranged congruently.
  • the opaque area has a larger area than the reflective layer, and the reflective layer completely overlaps the opaque area. It is thus possible to obtain a full, high-contrast image when the light is reflected.
  • the reflection layer extends over at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 80%, over the total area of the laminated pane.
  • the reflection layer is arranged congruently with the entire surface of the laminated pane. This has the advantage that a large area of the laminated pane is suitable for reflecting images. It is possible to provide several projection arrangements, each of which generates a reflected image in different areas of the laminated pane. If the laminated pane is used as a windshield, a head-up display area in the see-through area of the windshield could be used. At the same time, a high-contrast, reflected image can be generated in the overlapping area with the masking layer, which can also be visually perceived by the user.
  • the reflective layer is preferably partially translucent, which means in the context of the invention that it has an average transmission (according to ISO 9050:2003) in the visible spectral range of preferably at least 60%, more preferably at least 70% and in particular less than 85% and thereby View through the pane is not significantly restricted.
  • the reflective layer preferably reflects at least 15%, particularly preferably at least 20%, very particularly preferably at least 30% of the light impinging on the reflective layer.
  • the reflective layer preferably reflects 10 only p-polarized or s-polarized light.
  • the reflection layer is intended to reflect a light of an image display device.
  • the light reflected by the reflection layer is preferably visible light, i.e. light in a wavelength range from approx. 380 nm to 780 nm.
  • the reflection layer preferably has a high and uniform degree of reflection (over different angles of incidence) compared to p-polarized and/or s-polarized radiation on, so that a high-intensity and color-neutral image display is guaranteed.
  • the degree of reflection describes the proportion of the total radiation (light) that is reflected. It is given in % (relative to 100% incident radiation) or as a unitless number from 0 to 1 (normalized to the incident radiation). Plotted as a function of the wavelength, it forms the reflection spectrum.
  • the information on the reflection of light relates to a reflection measurement with a light source A, which emits in the spectral range from 380 nm to 780 nm with a normalized radiation intensity of 100%.
  • the portion of the radiation reflected by the reflection layer is measured, for example using a photo light spectrometer (for example from Perkin Elmer) and set in relation to the radiation intensity of the light source A.
  • the reflective layer can also be opaque.
  • the reflective layer is preferably opaque if it is arranged congruently with the opaque area of the masking layer or if the reflective layer completely overlaps with the opaque area of the masking layer.
  • the opaque reflection layer preferably reflects at least 60%, particularly preferably at least 70%, very particularly preferably at least 80% of the light impinging on the reflection layer.
  • the laminated pane according to the invention can additionally comprise a first masking strip, in particular made of a dark, preferably black, enamel.
  • the first masking strip is in particular a peripheral, ie frame-like, masking print.
  • the peripheral, first masking strip serves primarily as UV protection for the assembly adhesive of the laminated pane.
  • the first masking strip can be designed to be opaque and to cover the entire surface.
  • the first masking strip can also be semi-transparent, at least in sections, for example in the form of a dot grid, stripe grid or checkered grid.
  • the first masking strip can also have a gradient, for example from an opaque covering to a semi-transparent covering. Suitable methods for producing a cover print and the different variants of cover prints are known to the person skilled in the art. 11
  • further masking strips can be present, which, regardless of the design of the first masking strip, can be composed of the same materials and the same structure as the first masking strip.
  • the first masking strip is applied in regions on the inside and/or the outside, preferably the inside, of the outer pane, with the heating element completely overlapping the first masking strip.
  • the heating element is completely covered by the first masking strip when viewed through the laminated pane in the viewing direction from the outer pane to the inner pane.
  • the opaque masking layer or the opaque area of the masking layer can overlap completely or in areas with the first masking stripe. Due to this arrangement, the heating element is not visible from an external environment, ie the environment facing the outer surface of the outer pane. This improves the aesthetic properties of the laminated pane.
  • the specification of the direction of polarization refers to the plane of incidence of the radiation on the laminated pane.
  • P-polarized radiation is radiation whose electric field oscillates in the plane of incidence.
  • S-polarized radiation is radiation whose electric field oscillates perpendicular to the plane of incidence.
  • the plane of incidence is spanned by the incidence vector and the surface normal of the laminated pane in the geometric center of the irradiated area.
  • the polarization ie in particular the proportion of p- and s-polarized radiation, is determined at a point in the area irradiated by the image display device, preferably in the geometric center of the irradiated area. Since composite panes can be curved (for example when they are designed as windshields), which affects the plane of incidence of the image display device radiation, slightly different polarization components can occur in the other areas, which is unavoidable for physical reasons.
  • the reflection layer preferably comprises at least one metal selected from a group consisting of aluminum, tin, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, 12
  • the reflective layer can also comprise silicon in combination with the metals mentioned above or independently thereof. Silicon can be very easily deposited as a coating on glass or foils using sputtering processes, which simplifies the production of the reflective layer.
  • the reflection layer is a coating containing a thin layer stack, ie a layer sequence of thin individual layers.
  • This thin layer stack contains one or more electrically conductive layers based on silver.
  • the electrically conductive layer based on silver gives the reflective coating the basic reflective properties and also an IR-reflecting effect and electrical conductivity.
  • the electrically conductive layer is based on silver.
  • the conductive layer preferably contains at least 90% by weight silver, particularly preferably at least 99% by weight silver, very particularly preferably at least 99.9% by weight silver.
  • the silver layer can have dopings, for example palladium, gold, copper or aluminum.
  • Silver-based materials are particularly suitable for reflecting light, particularly preferably p-polarized light. The use of silver in reflective layers has proven to be particularly advantageous when reflecting light.
  • the coating has a thickness of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m and preferably 8 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • something is designed “on the basis” of a material, then it mainly consists of this material, in particular essentially of this material in addition to any impurities or dopings.
  • the reflective layer can also be designed as a reflective coated or uncoated film that reflects light, preferably p-polarized light.
  • the reflective layer can be a carrier film with a reflective coating or an uncoated reflective polymer film.
  • the reflective coating preferably comprises at least one metal-based layer and/or a dielectric layer sequence with alternating refractive indices.
  • the metal-based layer preferably contains or consists of silver and/or aluminum.
  • the dielectric layers can, for example, be based on silicon nitride, zinc oxide, tin-zinc oxide, silicon-metal mixed nitrides such as silicon-zirconium nitride, zirconium oxide, niobium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, tungsten oxide or silicon carbide.
  • Oxides and nitrides can be deposited stoichiometrically, under-stoichiometrically or over-stoichiometrically. They can have dopings, for example aluminum, zirconium, titanium or boron.
  • the reflective uncoated polymer film preferably comprises or consists of dielectric polymer layers.
  • the dielectric polymer layers preferably contain PET. If the reflective layer is in the form of a reflective film, it is preferably from 30 ⁇ m to 300 ⁇ m, particularly preferably from 50 ⁇ m to 200 ⁇ m and in particular from 100 ⁇ m to 150 ⁇ m thick.
  • the reflective layer is designed as a coating, it is preferably applied to the inner pane by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by sputtering (“sputtering”) and very particularly preferably by cathode sputtering with magnetic field support (“magnetron sputtering”).
  • PVD physical vapor deposition
  • the coating can also be applied, for example, by means of chemical vapor deposition (CVD), plasma-enhanced vapor deposition (PECVD), by vapor deposition or by atomic layer deposition (ALD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-enhanced vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the coating is preferably applied to the panes before lamination.
  • the reflective layer is arranged on the outside of the inner pane and, in addition, a further reflective layer is arranged on the inside of the inner pane.
  • the reflection layer and the further reflection layer are arranged congruently in the viewing direction from the inner pane to the outer pane.
  • the further reflection layer can consist of the same materials and have the same structure as the reflection layer can.
  • the coating methods vapor deposition or sputtering methods
  • CVD or PVD can also be used for production.
  • the reflective layer is a reflective film that is metal-free and reflects visible light rays, preferably with p-polarization.
  • the reflective layer is a film based synergistically 14 interacting prisms and reflective polarizers works. Such films for use with reflective layers are commercially available, for example from 3M Company.
  • the reflection layer is a holographic optical element (HOE).
  • HOE holographic optical element
  • the term HOE means elements based on the functional principle of holography. HOE change light in the beam path due to the information stored in the hologram, usually as a change in the refractive index. Their function is based on the superimposition of different plane or spherical light waves, whose interference pattern causes the desired optical effect. HOE are already being used in the transport sector, for example in head-up displays.
  • the advantage of using an HOE compared to simply reflecting layers results from greater geometric design freedom with regard to the arrangement of the eye and projector positions and the respective angles of inclination, e.g. of projector and reflecting layer. Furthermore, with this variant, double images are particularly greatly reduced or even prevented.
  • HOE are suitable for displaying real images or virtual images in different image widths.
  • the geometric angle of the reflection can be adjusted with the HOE so that, for example, when used in a vehicle, the information transmitted to the driver can be displayed very well from the desired viewing angle.
  • the reflective layer is designed as a coated or uncoated reflective film, which is arranged between the opaque area of the masking layer and the transparent layer.
  • the opaque area of the masking layer and the transparent layer overlap in areas where the reflection layer is arranged.
  • the transparent layer and the opaque area are made thinner in the area of the overlap in order to prevent thickness differences in the laminated pane.
  • the layer sequence is structured as follows in the area of the reflection layer:
  • the laminated pane also comprises a first bus bar and a second bus bar, which can be connected to a 15
  • the first and second busbars are connected to an edge region of the heating element in such a way that a current path through the heating element for a heating current is formed between the busbars.
  • the first and the second bus bar are preferably applied to the outside of the inner pane or to the inside of the outer pane.
  • the busbars are particularly preferably arranged in an edge area of the laminated pane.
  • the heating element and the first and second busbars may be electrically connected to each other via wires.
  • the wires preferably contain or consist of copper and/or tungsten.
  • the busbars can be covered by the opaque area of the masking layer, the first and/or the second masking strip towards the inner pane and/or towards the outer pane.
  • the first and the second bus bar can be formed as a printed and burned-in conductive structure.
  • the printed busbars preferably contain at least one metal, a metal alloy, a metal compound and/or carbon, particularly preferably a noble metal and in particular silver.
  • the printing paste preferably contains metallic particles, metal particles and/or carbon and, in particular, noble metal particles such as silver particles.
  • the electrical conductivity is preferably achieved by the electrically conductive particles.
  • the particles can be in an organic and/or inorganic matrix such as pastes or inks, preferably as a printing paste with glass frits.
  • Such busbars are known per se to those skilled in the art.
  • the first and the second bus bar can be connected to a voltage source via connection lines.
  • the connecting lines are preferably flat conductors (foil conductors, flat strip conductors) which are made from tinned copper, aluminum, silver, gold or alloys thereof.
  • the first and the second bus bar are preferably connected to a voltage source which provides an on-board voltage that is customary for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and in particular about 14 V.
  • the voltage source can also have higher voltages, preferably from 16 V to 450 V and in particular from 40 to 100 V. 16
  • the heating element can extend over the entire opaque area or can be arranged only in certain areas within the opaque area.
  • “within the opaque area” of the masking layer means that the heating element is completely surrounded by the opaque area of the masking layer, ie is in spatial contact with the opaque area of the masking layer from all spatial directions.
  • the arrangement within the opaque area is preferably achieved in that the heating element is arranged and laminated between at least two thermoplastic composite films that are opaque at least in some areas.
  • the heating element can be embedded in at least one partially opaque, thermoplastic composite film by pressure and heat, preferably during the lamination process to form the composite pane according to the invention.
  • the heating element can extend beyond the opaque area over the entire surface of the laminated pane.
  • composite foils can be individual foils or multilayer foils, which are used to connect adjacent foils, layers, panes or the like.
  • the heating element is completely embedded within the opaque area of the masking layer.
  • the heating element preferably extends over the entire surface of the opaque area. The heating element can thus be used to heat the entire opaque area and the adjacent areas.
  • the heating element is arranged in the area where the reflection layer overlaps with the opaque area.
  • the heating element is therefore arranged behind the reflective layer in a view through the laminated pane (starting from the inner pane), so that the reflective layer completely covers the heating element.
  • the reflective layer can also cover the heating element only in certain areas. This arrangement is particularly suitable for cases in which the reflection layer is arranged, for example, in the vicinity of the root of the pane, that is to say the lower edge of the laminated pane in the installed position. Since condensation tends to condense out on the inside of the inner pane, particularly in this area. 17
  • the heating element can be designed as an electrically conductive coating that is applied to a carrier film.
  • the carrier film is preferably based on plastic, particularly preferably based on polyethylene terephthalate.
  • the electrically conductive coating typically contains one or more, for example two, three or four, electrically conductive functional layers.
  • the functional layers preferably contain at least one metal, for example silver, gold, copper, nickel and/or chromium or a metal alloy.
  • the functional layers particularly preferably contain at least 90% by weight of the metal, in particular at least 99.9% by weight of the metal.
  • the functional layers can consist of the metal or the metal alloy.
  • the functional layers particularly preferably contain silver or an alloy containing silver.
  • Such functional layers have a particularly advantageous electrical conductivity combined with high transmission in the visible spectral range.
  • the thickness of a functional layer is preferably from 5 nm to 50 nm, particularly preferably from 8 nm to 25 nm. In this range for the thickness of the functional layer, an advantageously high transmission in the visible spectral range and a particularly advantageous electrical conductivity are achieved.
  • At least one dielectric layer is preferably arranged in each case between two adjacent functional layers of the coating.
  • a further dielectric layer is preferably arranged below the first and/or above the last functional layer.
  • a dielectric layer contains at least a single layer of a dielectric material, for example containing a nitride such as silicon nitride or an oxide such as aluminum oxide.
  • dielectric layers can also comprise a plurality of individual layers, for example individual layers of a dielectric material, smoothing layers, matching layers, blocking layers and/or antireflection layers.
  • the thickness of a dielectric layer is, for example, from 10 nm to 200 nm.
  • This layer structure is generally obtained by a sequence of deposition processes which are carried out on the carrier film by a vacuum process such as magnetic field-assisted cathode sputtering.
  • suitable electrically conductive coatings preferably contain indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (SnC>2:F) or aluminum-doped zinc oxide (ZnO:Al).
  • the functional layers preferably have a layer thickness of 8 nm to 25 nm, in particular 18 preferably from 13 nm to 19 nm. This is particularly advantageous with regard to transparency, color neutrality and surface resistance of the electrically conductive coating.
  • the electrically conductive coating is a layer or a layer structure of several individual layers with a total thickness of less than or equal to 2 ⁇ m, particularly preferably less than or equal to 1 ⁇ m.
  • the total layer thickness of all electrically conductive layers is preferably from 40 nm to 80 nm, particularly preferably from 45 nm to 60 nm.
  • the distances h between two busbars and an operating voltage are typical for vehicle windows, in particular windshields U in the range from 12 V to 15 V advantageously has a sufficiently high specific heating power P.
  • the electrically conductive coating in this range has particularly good reflective properties for the infrared range for the total thickness of all electrically conductive layers. If the total layer thickness of all electrically conductive layers is too low, the surface resistance Ro square is too high and the specific heating power P is too low, as well as reduced reflective properties for the infrared range.
  • the heating element is in the form of thin heating wires which are embedded at least in the opaque area of the masking layer.
  • the advantage over the electrically conductive coating lies in the simple manufacture and arrangement of the heating wires, in contrast to the electrically conductive coating.
  • the heating wires can be placed on a surface of a thermoplastic composite film which is intended to form the opaque area of the masking layer of the composite pane.
  • the heating wires penetrate the masking layer as a result of pressure and increased temperature.
  • depressions in which the heating wires are arranged can be cut into the masking layer with the aid of methods known to those skilled in the art (“cutter”).
  • the heating wires can alternatively before connecting the outer pane and the inner pane in the thermoplastic intermediate layer, so the opaque area of the 19
  • the heating wires can also be positioned between two thermoplastic films during the manufacturing process of the laminated pane.
  • the heating wires preferably contain at least one metal, particularly preferably copper, tungsten, gold, silver, aluminum, nickel, manganese, chromium and/or iron, and mixtures and/or alloys thereof.
  • the heating wires preferably have a thickness or a diameter of 10 ⁇ m to 300 ⁇ m, particularly preferably from 20 ⁇ m to 150 ⁇ m. This is particularly advantageous with regard to the electrical conductivity of the heating wires and the heat distribution in the laminated pane.
  • the heating wires can be coated with an electrically insulating coating.
  • the heating wires are preferably arranged in a straight line within the opaque area of the masking layer.
  • the heating wires can also be arranged in a partially or completely sinusoidal, zigzag, meandering or coil-like manner, preferably in a meandering manner. Combinations of these arrangements are also possible. This means that the heating wires can run sinusoidally, zigzag-shaped, meander-shaped or coil-shaped through the composite pane in a top view of the composite pane. This arrangement enables good heat distribution in the laminated pane.
  • the desired heating power of the heating wires can be more precisely adjusted via the artificially lengthened distance between the bus bars.
  • a high-index coating is applied to all or part of the inside of the inner pane.
  • the high-index coating is preferably in direct spatial contact with the inside of the inner pane.
  • the high-index coating is arranged at least in an area on the inside of the inner pane, which completely overlaps the reflection layer when viewed through the laminated pane.
  • the reflection layer is therefore arranged spatially closer to the outside of the outer pane, but spatially further away from the inside of the inner pane than the high-index coating. This means that the light, preferably with a majority portion of p-polarized light, which is projected from the image display device onto the reflective layer, passes through the high-index coating before striking the reflective layer.
  • the high-index coating has a refractive index of at least 1.7, particularly preferably at least 1.9, very particularly preferably at least 2.0.
  • the increase in the refractive index brings about a high refractive index effect.
  • the high-refraction coating causes a weakening of the reflection of light and in particular p-polarized light on the interior-side surface of the inner pane, so that the desired reflection of the reflective coating appears with higher contrast.
  • the effect is based on the increase in the refractive index of the interior-side surface as a result of the high-index coating.
  • the high-index coating with the high refractive index leads to an increase in the effective refractive index of the glass surface and thus to a shift in the Brewster angle to larger values compared to an uncoated glass surface.
  • the difference between the angle of incidence and the Brewster angle is smaller, so that the reflection of the p-polarized light on the inside of the inner pane is suppressed and the ghost image generated as a result is weakened.
  • the high-index coating is preferably formed from a single layer and has no further layers below or above this layer.
  • a single layer is sufficient to achieve a good effect and technically simpler than applying a stack of layers.
  • the high-index coating can also comprise a number of individual layers, which can be desirable in individual cases in order to optimize certain parameters.
  • refractive indices are preferably given in relation to a wavelength of 550 nm. Methods for determining refractive indices are known to those skilled in the art.
  • the refractive indices specified within the scope of the invention can be determined, for example, by means of ellipsometry, with commercially available ellipsometers being able to be used (measuring device, for example, from Sentech). Unless otherwise stated, the specification of layer thicknesses or thicknesses relates to the geometric thickness of a layer. 21
  • Suitable materials for the high-index coating are silicon nitride (S13N4), a silicon-metal mixed nitride (e.g. silicon zirconium nitride (SiZrN), silicon-aluminum mixed nitride, silicon-hafnium mixed nitride or silicon-titanium mixed nitride), aluminum nitride, tin oxide, manganese oxide, tungsten oxide, niobium oxide, bismuth oxide, titanium oxide, tin-zinc composite oxide and zirconium oxide.
  • silicon nitride Si13N4
  • SiZrN silicon-metal mixed nitride
  • silicon-aluminum mixed nitride silicon-aluminum mixed nitride
  • silicon-hafnium mixed nitride or silicon-titanium mixed nitride silicon-titanium mixed nitride
  • aluminum nitride tin oxide
  • transition metal oxides such as scandium oxide, yttrium oxide, tantalum oxide
  • lanthanide oxides such as lanthanum oxide or cerium oxide
  • the high-index coating preferably contains one or more of these materials or is based on them.
  • the high-index coating can be applied by a physical or chemical vapor deposition, ie a PVD or CVD coating (PVD: physical vapor deposition, CVD: chemical vapor deposition).
  • Suitable materials on the basis of which the coating is preferably formed are in particular silicon nitride, a silicon-metal mixed nitride (for example silicon zirconium nitride, silicon-aluminum mixed nitride, silicon-hafnium mixed nitride or silicon-titanium mixed nitride), aluminum nitride, tin oxide, manganese oxide , tungsten oxide, niobium oxide, bismuth oxide, titanium oxide, zirconium oxide, zirconium nitride or tin-zinc mixed oxide.
  • the high-index coating is preferably a coating applied by cathode sputtering (“sputtered”), in particular a coating applied by cathode sputtering with the assistance of
  • the high refractive index coating is a sol-gel coating.
  • a sol containing the precursors of the coating is first prepared and matured. Ripening may involve hydrolysis of the precursors and/or a (partial) reaction between the precursors.
  • the precursors are usually present in a solvent, preferably water, alcohol (especially ethanol) or a water-alcohol mixture.
  • the sol preferably contains silicon oxide precursors in a solvent.
  • the precursors are preferably silanes, in particular tetraethoxysilanes or methyltriethoxysilane (MTEOS).
  • MTEOS methyltriethoxysilane
  • silicates can also be used as precursors, in particular sodium, lithium or potassium silicates, for example tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate (TEOS),
  • R1 is preferably an alkyl group
  • R2 is an alkyl, epoxy, acrylate, methacrylate, amine, phenyl or vinyl group
  • n is an integer from 0 to 2.
  • Silicon 22 halides or alkoxides are used.
  • the silica precursors result in a sol-gel coating of silica.
  • refractive index increasing additives are added to the sol, preferably titanium oxide and/or zirconium oxide, or their precursors.
  • the refractive index enhancing additives are present in a silicon oxide matrix.
  • the molar ratio of silicon oxide to additives that increase the refractive index can be freely selected depending on the desired refractive index and is, for example, around 1:1.
  • the high-index coating can also be applied to the reflective layer or the further reflective layer. This arrangement is particularly useful if the reflection layer is arranged on the outside of the inner pane and the further reflection layer is arranged on the inside of the inner pane.
  • the high-index coating improves the overall reflection of light that impinges on the reflective layer and the further reflective layer.
  • the outer pane and inner pane preferably contain or consist 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, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate , polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • glass particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate , polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the outer pane and inner pane can have other suitable coatings known per se, for example anti-reflective coatings,
  • Non-stick coatings Non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or solar control coatings or low-e coatings.
  • the thickness of the individual panes can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case.
  • Discs with standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm and preferably 1.0 mm to 2.5 mm are preferably used.
  • the size of the discs can vary widely and depends on the use.
  • the composite pane can have any three-dimensional shape.
  • the outer pane and inner pane have no shadow zones, so that they, for example 23 can be coated by cathode sputtering.
  • the outer pane and inner pane are preferably flat or slightly or strongly curved in one direction or in several spatial directions.
  • the invention extends further to a projection arrangement which comprises a composite pane according to the invention and an image display device assigned to the reflection layer.
  • the image display device comprises an image display directed towards the reflective layer, the image of which can be reflected by the reflective layer and, after reflection, preferably leaves the composite pane according to the invention via the inside of the inner pane, with at least that region of the reflective layer being able to be irradiated by the image display device, which area overlaps with the opaque Area of the masking layer is. If a plurality of reflection layers are offset from one another in their extent, a corresponding number of image display devices can be provided.
  • the light emanating from the image display device is preferably visible light, i.e. light in a wavelength range of approximately 380 nm to 780 nm.
  • the image display which can also be referred to as a display, as a liquid crystal (LCD) display, thin film transistor (TFT) display, light emitting diode (LED -) Display, Organic Light Emitting Diode (OLED) display, Electroluminescent (EL) display, microLED display, a display based on light field technology or the like, preferably as an LCD display.
  • LCD liquid crystal
  • TFT thin film transistor
  • LED - light emitting diode
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • EL Electroluminescent
  • microLED a display based on light field technology or the like, preferably as an LCD display. Due to the high reflection of p-polarized light, energy-intensive projectors, such as those usually used in head-up display applications, are not necessary. The display variants mentioned and other similarly energy-saving image display devices are sufficient. As a result, power consumption and heat radiation can be reduced.
  • the light of the image display device is at least 80% and preferably at least 90% p-polarized.
  • the light from the image display device may be at least 80%, and preferably at least 90%, s-polarized.
  • the invention also extends to a method for producing a composite pane according to the invention.
  • the procedure comprises the following steps in the order given:
  • thermoplastic intermediate layer (a) The outer pane, the thermoplastic intermediate layer, the heating element, the reflection layer and the inner pane are arranged to form a stack of layers.
  • thermoplastic interlayer is placed between the outer pane and the inner pane and the heating element is placed within the opaque area of the masking layer.
  • the reflection layer is arranged spatially in front of the masking layer in the viewing direction from the inner pane to the outer pane and at least partially overlaps with the opaque area of the masking layer.
  • the layer stack is laminated under the action of heat, vacuum and/or pressure, the individual layers being connected (laminated) to one another by at least one thermoplastic intermediate layer.
  • Methods known per se can be used to produce a laminated pane. For example, so-called 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 outer pane, the inner pane 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 outer pane and the inner pane can be laminated within, for example, about 60 minutes 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 composite pane according to the invention in means of locomotion for traffic on land, in the air or on water, especially in motor vehicles, the composite pane for example as 25
  • Windscreen, rear window, side windows and/or glass roof can preferably be used as a windscreen.
  • the use of the laminated pane as a vehicle windscreen is preferred.
  • the laminated pane according to the invention can also be used as a functional and/or decorative individual piece and as a built-in part in furniture, appliances and buildings.
  • the invention extends further to the use of the projection arrangement according to the invention, which comprises a laminated pane according to the invention and an image display device assigned to the reflection layer.
  • the image display device comprises an image display directed towards the reflective layer, the image of which is reflected by the reflective layer and then preferably leaves the laminated pane according to the invention via the inside of the inner pane, with at least that area of the reflective layer being irradiated by the image display device which overlaps with the opaque area of the masking layer is.
  • Figure 1 is a plan view of an embodiment of the invention
  • FIG. 1a shows a cross-sectional view of a projection arrangement according to the invention with the composite pane from FIG.
  • FIG. 2 shows a further cross-sectional view of a projection arrangement according to the invention with a further embodiment of the laminated pane according to the invention
  • FIG. 3-6 enlarged cross-sectional views of different configurations of the projection arrangement according to the invention.
  • FIG. 1 shows a top view of an embodiment of the laminated pane 1 according to the invention in a vehicle in a highly simplified, schematic representation.
  • FIG. 1a shows a cross-sectional view of the exemplary embodiment from FIG. 1 in the projection arrangement 100. The cross-sectional view of FIG.
  • the laminated pane 1 comprises an outer pane 2 and an inner pane 3 with a thermoplastic intermediate layer 4 which is arranged between the outer pane and the inner pane 2 , 3 .
  • the laminated pane 1 is installed in a vehicle and separates a vehicle interior 14 from an external environment 15 .
  • the laminated pane 1 is the windshield of a motor vehicle.
  • the outer pane 2 and the inner pane 3 are each made of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the thermoplastic intermediate layer 4 contains a masking layer 5 and a transparent layer 16.
  • the outside I of the outer pane 2 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is at the same time the outer surface of the laminated pane 1.
  • the inside II of the outer pane 2 and the outside III of the inner pane 3 each face the intermediate layer 4.
  • the inside IV of the inner pane 3 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is at the same time the inside of the composite pane 1.
  • the composite pane 1 can have any suitable geometric shape and/or curvature. As a composite pane 1, it typically has a convex curvature.
  • the laminated pane 1 also has an upper edge located at the top in the installed position and a lower edge located at the bottom in the installed position, as well as a side edge located on the left and right.
  • a first masking strip 7 running around in the form of a frame is applied to the inside II of the outer pane 2.
  • the first masking strip 7 is opaque and prevents the view of structures arranged on the inside of the composite pane 1, for example a bead of adhesive for gluing the composite pane 1 into a vehicle body.
  • the first masking stripe 7 is preferably black.
  • the first masking strip 7 consists of an electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, for example a black-colored screen printing ink that is baked.
  • the first masking stripe 7 is arranged such that the masking layer 5 completely overlaps the first masking stripe. This means that it covers the masking layer 5 and all other structures arranged behind it when looking through the laminated pane 1 starting from the outer environment 15 .
  • the laminated pane 1 has a second masking strip 8 in the edge region 13 on the inside IV of the inner pane 3 .
  • the second masking strip 8 is designed in the form of a frame.
  • the second masking strip 8 consists of an electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, for example a black-colored screen printing ink that is baked.
  • the transparent layer 16 consists of a thermoplastic composite film, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or thermoplastic polyurethane (TPU).
  • the transparent layer 16 extends from the upper edge area 13, 13'' (starting with the upper edge) over a flat area along the upper edge and the side edges 28 over the largest area (e.g. 85% of the area) of the inside II of the outer pane 2 and the outside III of the inner pane 3.
  • the see-through area of the laminated pane 1 overlaps with the transparent layer 16.
  • the transparent layer 16 borders on a lower area Masking layer 5.
  • the masking layer 5 consists of an opaque thermoplastic composite film, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or thermoplastic polyurethane (TPU).
  • the masking layer 5 is colored black, for example.
  • the masking layer 5 extends areally along the lower edge (in the edge region 13, 13') of the laminated pane 1 and along the side edges until it borders on the transparent layer 16.
  • the transparent layer 16 and the masking layer 5 may overlap slightly (e.g. 5 mm) along the area where they are adjacent.
  • a reflection layer 11 is arranged in some areas, which is vapor-deposited by means of the PVD method.
  • the reflection layer 11 is completely overlapped by the masking layer 5 .
  • the reflective layer 11 is therefore not visible when viewed from the external environment 15 .
  • the area in which the reflection layer 11 is arranged is indicated by dashed lines.
  • the reflective layer 11 is arranged in such a way that it is not covered by the second masking strip 8 when looking through the laminated pane 1 from the vehicle interior 14 .
  • the reflection layer 11 is arranged in strips along the lower edge in such a way that it completely covers the masking layer 5 but is not covered by the second masking strip 8 .
  • the reflection layer 11 is, for example, a metal coating that contains at least one thin layer stack with at least one silver layer and one dielectric layer.
  • the reflective layer 11 can also be designed as a reflective film and arranged on the outside III of the inner pane 3 .
  • the reflective foil can contain a metal coating or consist of dielectric polymer layers in a layer sequence.
  • the laminated pane 1 also includes a heating element 6 which is arranged within the masking layer 5 .
  • the heating element 2 was arranged between the outer pane 2 and the masking layer 5 during the manufacturing process.
  • the heating element 6 was surrounded by the masking layer 5 by pressure and heating during the lamination, so that the heating element 6 in the exemplary embodiment shown is closer to the inner surface II of the outer pane 2 than to the outer surface III of the 29
  • the heating element 6 is in the form of, for example, heating wires.
  • the heating wires are formed on the basis of copper, for example.
  • the diameter of the heating wires 6 is about 100 ⁇ m, for example.
  • the heating element 6 is arranged behind the reflective layer 11 when viewed through the laminated pane 1 starting from the vehicle interior 14 and is largely covered by this.
  • the heating element 6 extends approximately orthogonally to the side edges and along the bottom edge. The heating element 6 is not visible from the outside environment 15 and the vehicle interior 14 since it is completely covered by the first masking strip 7 and by the masking layer 5 .
  • the heating element 6 is materially and electrically connected to a first busbar in a left-hand edge area of the heating element and to a further, second busbar in a right-hand edge area of the heating element (not visible in FIG. 1 and FIG. 1a).
  • the busbars contain silver particles, for example, and were applied using the screen printing process and then burned in.
  • the length of the bus bars corresponds approximately to the extension of the heating element 6 along the side edges of the laminated pane 1. If an electrical voltage is applied to the bus bars, a uniform current flows through the heating element 6 between the bus bars.
  • the busbars are connected to a voltage source by means of supply lines, which provides an on-board voltage that is customary for motor vehicles, preferably from 12 V to 15 V and, for example, about 14 V.
  • the 14 V voltage source can also have higher voltages, for example from 35 V to 45 V and in particular 42 V. If a current flows through the heating element 6, the heating wires are heated as a result of their electrical resistance and Joule heat development.
  • the area of the laminated pane 1 in which the heating element 6 is arranged can thus be freed from icing and condensation quickly and in an energy-efficient manner.
  • the projection arrangement 100 also has an image display device 10 arranged in the dashboard 9 as an image generator.
  • the image display device 10 serves to generate light 12 (image information), which is directed onto the reflective layer 11 and is reflected by the reflective layer 11 as reflected light 12' into the vehicle interior 14, where it can be seen by an observer, e.g. driver.
  • the reflective layer 11 is suitably designed to reflect the light 12 of the image display device 10, ie an image of the image display device 10.
  • the light 12 of the image display device 10 is preferably incident at an angle of incidence of 50° to 80°, 30 in particular from 60° to 70° onto the composite pane 1, typically around 65°, as is usual with HUD projection arrangements.
  • each reflection layer 11 can be assigned a separate image display device 10, ie a plurality of image display devices 10 can be arranged.
  • the image display device 10 is, for example, a display such as an LCD display, OLED display, EL display, or pLED display. It would also be possible, for example, for the composite pane 1 to be a roof pane, side pane or rear pane.
  • FIG. 2 essentially corresponds to the variant from FIGS. 1 and 1a, so that only the differences are discussed here and otherwise reference is made to the description of FIGS. 1 and 1a.
  • the reflection layer 11 in FIG. 2 extends over the entire surface over the entire outside III of the inner pane 3 and is applied to it. In contrast to what is shown here, however, it is also possible for the reflection layer 11 to be applied to the inside IV of the inner pane 3 .
  • the reflection layer 11 is, for example, a metal coating that contains at least one thin layer stack with at least one silver layer and one dielectric layer.
  • the reflection layer 11 is designed to be partially translucent, so that the reflection layer 11 reflects approximately 30% of the light 12 impinging on it and has approximately 70% transmission for the light 12 .
  • the thermoplastic intermediate layer 4 consists solely of the masking layer 5, which, in contrast to FIGS 2 and the outside III of the inner pane 3 is arranged.
  • the masking layer 5 has a transparent area 5′′ and an opaque area 5′. Before lamination, it is a coherent composite film which is based, for example, on polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or thermoplastic polyurethane ( TPU) is formed, but which is colored in a frame-shaped circumferential area 5' of the masking layer 5. The coloring is black, for example.
  • the area 5'' 31 of the masking layer 5 within the section 5′ running around in the shape of a frame on the other hand, is transparent and is therefore suitable for looking through.
  • the thickness of the masking layer 5 is 0.76 mm, for example.
  • the opaque area 5' of the masking layer 5 is widened in the lower (engine-side) section 13' of the edge area 13, i.e. the opaque area 5' has a greater width in the lower (engine-side) section 13' of the edge area 13 than in the upper (roof-side) section 13" of the edge area 13 (as well as in the lateral sections of the edge area 13, which cannot be seen in Figure 2) of the composite pane 1.
  • "Width” is understood to mean the dimension of the opaque area 5' perpendicular to the lower edge of the inner and outer pane 2, 3 .
  • the heating element 6 could also be arranged in the upper roof-side section 13' within the opaque region 5' of the masking layer 5.
  • the heating element 6 could also be arranged in the extension direction from the upper edge to the lower edge along and in the side edge region.
  • image display devices 10 could be provided, which, for example, irradiate the lower (engine-side) section 13' and the upper (roof-side) section 13" of the edge region 13 with visible light 12.
  • the image display devices 10 could be arranged such that a (partly ) circulating, high-contrast image is generated.
  • the reflection layer 11 extends over the entire outside III of the inner pane 3, all areas of the laminated pane 1 can be used to reflect an image. It is possible to use further image display devices which, for example, irradiate areas of the reflection layer 11 that do not overlap with the opaque area 5 ′ of the masking layer 5 , ie are located in the see-through area of the laminated pane 1 , for example. This allows the function of a head-up display to be used. 32
  • FIGS. 3 to 6 enlarged cross-sectional views of various configurations of the composite pane 1 are shown.
  • the cross-sectional views of FIGS. 3 to 6 correspond to the section line A-A' in the lower section 13' of the edge region 13 of the laminated pane 1, as indicated in FIG. 1a.
  • FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view in the edge region 13' of FIG. 1a.
  • the completely opaque masking layer 5 is arranged between the outer pane 2 and the inner pane 3 .
  • the masking layer 5 is in direct physical contact with the reflection layer 11 and the first masking strip 7 .
  • the reflection layer 11 is arranged on the outside III of the inner pane 3 .
  • the light 12 from the image display device 10 is reflected by the reflection layer 11 into the vehicle interior 14 as reflected light 12'.
  • the light 12, 12' can have s- and/or p-polarization.
  • the p-polarized component of the light 12 is hardly prevented from transmitting through the inner pane 3 .
  • This variant has the advantage that a relatively large proportion of the incident, p-polarized light 12 is reflected and then largely unhindered by the Inner pane 3 is transmitted into the vehicle interior 14 .
  • the image is also easily recognizable against the background of the opaque masking layer 5 with high contrast.
  • the heating element 5 is not visually perceptible from the external environment 15 through the first masking strip 7 . Due to the opaque masking layer 5, the heating element is also not visually perceptible from the vehicle interior 14 out.
  • the heating wires of the heating element 6 are arranged within the opaque masking layer 5 with their extension direction orthogonal to the cross-sectional plane.
  • the individual heating wires are arranged at a distance of, for example, about 1 mm from one another from the lower to the upper section of the enlarged cross section.
  • FIGS. 4 to 6 essentially correspond to the variant from FIGS. 1, 1a and FIG. 3, so that only the differences are discussed here and otherwise reference is made to the description of FIGS. 33
  • the reflection layer 11 is not applied to the outside III of the inner pane 3 but to the inside IV of the inner pane 3 .
  • This variant has the advantage that the incident light 12 is not prevented from being transmitted through the inner pane 3 .
  • the variant of the composite pane 1 shown in FIG. 5 differs from the variant of FIG. 3 only in that a high-index coating 17 is arranged on the inside IV of the inner pane 3 .
  • the high-index coating 17 is applied, for example, using the sol-gel process and consists of a titanium oxide coating. Due to the higher refractive index (e.g. 1.7) of the high-index coating 17 compared to the inner pane 3, the Brewster angle (for soda-lime glass) which is normally around 56.5° can be changed, which simplifies the application and the Effect of disturbing double images reduced by the reflection on the inside IV of the inner pane 3.
  • the variant of the laminated pane 1 shown in Figure 6 differs from the variant of Figure 3 in that a further reflection layer 11" is arranged on the inside IV of the inner pane 3 in addition to the first reflection layer 1T on the outside III of the inner pane 3 the high-index coating 17 is applied to the further reflection layer 11".
  • This arrangement offers great advantages when the reflection layers 11', 11" each individually reflect smaller portions ( ⁇ 10%) of the incident light 12.
  • the arrangement on both the outside III and the inside IV of the inner pane 3 improves the overall reflection of the incident light 12.
  • the high-refraction coating 17 also helps to avoid disruptive double images due to the reflection on the inside IV of the inner pane 3
  • the reflection layer 11 is arranged on the vehicle interior side of the masking layer 5, i.e. the reflection layer 11 is located in front of the masking layer 5 when looking at the inside of the laminated pane 1.
  • the invention provides an improved composite pane for a projection arrangement which enables a good image display with high contrast. Unwanted secondary images can be avoided. Because of 34
  • the heating element together with the composite pane can significantly reduce the space in the dashboard area when installed in a vehicle, which can open up opportunities for a slimmer design in the vehicle interior.
  • the display with speedometer, engine speed indicator, warning indicator and fuel gauge which is usually attached to the dashboard, can be replaced.
  • the heating of the laminated pane by the heating element replaces supply lines, which usually direct air heated by engine heat to the windshield.
  • there are additional geometric degrees of freedom in the design of the vehicle interior if the air outlet nozzles, which are usually attached in a specific geometric relationship to the glazing, are omitted.
  • the laminated pane according to the invention can be produced simply and inexpensively using known production processes.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe (1), insbesondere für eine Projektionsanordnung (100), mindestens umfassend:- eine Außenscheibe (2), eine Innenscheibe (3) und eine zwischen der Außenscheibe (2) und der Innenscheibe (3) angeordnete thermoplastische Zwischenschicht (4), wobei die Außenscheibe (2) und die Innenscheibe (3) jeweils eine Außenseite (I, III) und eine Innenseite (II, IV) aufweisen und die Innenseite (II) der Außenscheibe (2) und die Außenseite (III) der Innenscheibe (3) einander zugewandt sind, und- die thermoplastische Zwischenschicht (4) zumindest eine Maskierungsschicht (5) enthält oder daraus besteht und die Maskierungsschicht (5) zumindest in einem Bereich (5') opak ist,- ein Heizelement (6), welches innerhalb des opaken Bereiches (5') der Maskierungsschicht (5) angeordnet ist, undeine Reflexionsschicht (11), welche zum Reflektieren von sichtbarem Licht (12) geeignet ist,wobei die Reflexionsschicht (11) in Blickrichtung von der Innenscheibe (3) zu der Außenscheibe (2) räumlich vor der Maskierungsschicht (5) angeordnet ist und zumindest teilweise mit dem opaken Bereich (5') der Maskierungsschicht (5) überlappt.

Description

1
Bereichsweise beheizbare Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung
Die Erfindung betrifft eine bereichsweise beheizbare Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung, ein Verfahren zu deren Herstellung, deren Verwendung und eine Projektionsanordnung.
Head-Up-Displays werden heutzutage häufig in Fahrzeugen und Flugzeugen eingesetzt. Die Funktionsweise eines Head-Up-Displays verläuft hierbei über die Verwendung einer bildgebenden Einheit, die mittels eines Optikmoduls und einer Projektionsfläche ein Bild projiziert, das vom Fahrer als virtuelles Bild wahrgenommen wird. Wenn dieses Bild beispielsweise über die Fahrzeug-Windschutzscheibe als Projektionsfläche reflektiert wird, können wichtige Informationen für den Nutzer dargestellt werden, die die Verkehrssicherheit wesentlich verbessern.
Üblicherweise bestehen Fahrzeug-Windschutzscheiben aus zwei Glasscheiben, welche über mindestens eine thermoplastische Folie miteinander laminiert sind. Bei typischerweise eingesetzten Head-Up-Displays 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, sodass Hauptbild und Nebenbild überlagert werden, wodurch das Nebenbild nicht mehr störend auffällt.
Die Strahlung des Head-Up-Display-Projektors ist typischerweise im Wesentlichen s- polarisiert aufgrund der besseren Reflexionscharakteristik der Windschutzscheibe im Vergleich zur p-Polarisation. Trägt der Fahrer jedoch eine polarisationsselektive Sonnenbrille, welche lediglich p-polarisiertes Licht transmittiert, so kann er das HUD-Bild kaum oder gar nicht wahrnehmen. Es besteht daher Bedarf an HUD-Projektionsanordnungen, welche mit polarisationsselektiven Sonnenbrillen kompatibel sind. Eine Lösung des Problems in diesem Zusammenhang ist daher die Anwendung von Projektionsanordnungen, welche p- polarisiertes Licht einsetzen. 2
Ein weiteres Problem ist die Wahrnehmbarkeit der über das reflektierte Bild übertragenen Informationen unabhängig von den Wetterbedingungen und Lichtverhältnissen. Entscheidende und sicherheitsrelevante Informationen müssen zu jeder Tages- oder Nachtzeit sowie bei starkem Sonnenschein oder Regen vom Fahrer ausreichend wahrgenommen werden können. Bei der Auslegung eines Displays, das auf der Head-Up- Display-Technologie basiert, muss daher der Projektor eine entsprechend große Leistung haben, 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.
Die DE 102014220189A1 offenbart eine Head-Up-Display-Projektionsanordnung, welche mit p-polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein Head-Up-Display-Bild zu erzeugen. Da der Einstrahlwinkel typischerweise nahe dem Brewsterwinkel liegt und p-polarisierte Strahlung daher nur in geringem Maße von den Glasoberflächen reflektiert wird, weist die Windschutzscheibe eine reflektierende Struktur auf, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur wird eine einzelne metallische Schicht vorgeschlagen mit einer Dicke von 5 nm bis 9 nm, beispielsweise aus Silber oder Aluminium, die auf der dem Innenraum des PKWs abgewandten Außenseite der Innenscheibe aufgebracht ist.
In der US 2004/0135742 A1 ist ebenfalls eine Head-Up-Display-Projektionsanordnung offenbart, welche mit p-polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein Head-Up-Display-Bild zu erzeugen, und eine reflektierende Struktur aufweist, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur werden die in der WO 96/19347A3 offenbarten mehrlagigen Polymerschichten vorgeschlagen.
Bei der Auslegung eines Displays, das auf der Head-Up-Display-Technologie basiert, 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 sowie Wärmeabstrahlung einher. 3
Es ist möglich, auch im Maskierungsbereich eine Anzeige zu erzeugen im Grunde nach dem gleichen Prinzip wie ein HUD. Es wird also auch der Maskierungsbereich durch einen Projektor bestrahlt, dort reflektiert, wodurch eine Anzeige für den Fahrer erzeugt werden. So können beispielsweise Informationen, die bislang im Bereich des Armaturenbretts angezeigt wurden, wie die Uhrzeit, Fahrtgeschwindigkeit, Motordrehzahl oder Angaben eines Navigationssystems, oder auch das Bild einer rückwärts gerichteten Kamera, welches die klassischen Außenspiegel oder Rückspiegel ersetzt, auf praktische und ästhetisch ansprechende Weise direkt auf der Windschutzscheibe dargestellt werden, beispielsweise in dem Abschnitt des Maskierungsbereichs, der an die Unterkante der Windschutzscheibe grenzt. Eine Projektionsanordnung dieser Art ist beispielsweise aus DE 102009020824A1 bekannt.
Eine weitere große Herausforderung beim Fahren spielt die Beheizung der Windschutzscheibe, um damit Vereisungen oder Beschlagen der Scheibe, welche eine Sichtbehinderung darstellen, verhindern zu können. Insbesondere auf dem Bereich nahe der Windschutzscheibenunterkante im Fahrzeuginnenraum kondensiert häufig Wasser aus, das durch eindringende Nässe in den Fahrzeuginnenraum gelangt ist. Die Beheizung der Scheibe findet standardgemäß über erwärmte Luft statt, welche über Zuläufe auf die Scheibe geblasen wird. Zusammengefasst wird diese Art der Beheizung unter der Heating, Ventilation and Air Conditioning (HVAC) -Methode. Neben dem enormen Energieverbrauch erfordern die Zuläufe, über die die heiße Luft transportiert und auf die Scheibe geblasen wird, einen hohen Platzbedarf. Weiterhin müssen die Auslassdüsen in bestimmter geometrischer Relation zur Scheibe abgebracht werden, was wiederum die Auslegungs- und Konstruktionsfreiheit erheblich einschränkt.
Alternativ kann die Scheibe selbst eine elektrische Heizfunktion aufweisen. Aus DE 10352464A1 ist beispielsweise eine Verbundglasscheibe bekannt, bei der zwischen zwei Glasscheiben elektrisch beheizbare Drähte eingelegt sind. Die spezifische Heizleistung kann dabei durch den ohmschen Widerstand der Drähte eingestellt werden. Aufgrund von Design- und Sicherheitsaspekten muss die Anzahl sowie der Durchmesser der Drähte möglichst klein gehalten werden. Die Drähte dürfen bei Tageslicht und nachts bei Scheinwerferlicht visuell nicht oder kaum wahrnehmbar sein. 4
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, eine verbesserte Verbundscheibe für Projektionsanordnungen, welche auf der HUD-Technologie basieren, bereitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Erfindungsgemäß ist eine Verbundscheibe beschrieben, die insbesondere für eine Projektionsanordnung vorgesehen ist. Die Verbundscheibe umfasst mindestens: eine Außenscheibe, eine Innenscheibe und eine zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnete thermoplastische Zwischenschicht, ein Heizelement und eine Reflexionsschicht.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine Außenseite und eine Innenseite auf und die Innenseite der Außenscheibe und die Außenseite der Innenscheibe sind einander zugewandt. Die Reflexionsschicht ist zum Reflektieren von sichtbarem Licht geeignet ist. Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus zumindest einer Maskierungsschicht, welche zumindest in einem Bereich opak ist. Das Heizelement ist innerhalb des opaken Bereiches der Maskierungsschicht angeordnet. Die Reflexionsschicht ist in Blickrichtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe räumlich vor der Maskierungsschicht angeordnet und überlappt zumindest teilweise mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht.
Mit „die Reflexionsschicht ist zum Reflektieren von sichtbarem Licht geeignet“ ist gemeint, dass die Reflexionsschicht Licht in einem gewissen Umfang sichtbares Licht reflektieren kann und dazu vorgesehen ist sichtbares Licht einer Bildanzeigevorrichtung zu reflektieren. Vorzugsweise reflektiert die Reflexionsschicht mindestens 1 % von auf ihr auftreffendem sichtbaren Licht.
Die Reflexionsschicht kann auf der Innenseite oder der Außenseite der Innenscheibe angeordnet sein. Die Reflexionsschicht kann Abschnitte aufweisen, die nicht in Überdeckung mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht sind. Im Sinne der Erfindung ist mit der „Blickrichtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe“ die Blickrichtung in orthogonaler Richtung von der Ebene der Innenscheibe zur Außenscheibe gemeint. 5
Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, einen Innenraum von einer äußeren Umgebung abzutrennen. Die Innenseite der Innenscheibe ist dabei dem Innenraum zugewandt und die Außenseite der Außenscheibe ist der äußeren Umgebung zugewandt.
Die Reflexionsschicht überlappt bereichsweise oder vollständig mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht. Aus diesem Grund resultiert eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zu dem opaken Bereich der Maskierungsschicht, sodass sie hell erscheint und damit auch ausgezeichnet erkennbar ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Reduktion der Leistung einer Bildanzeigevorrichtung, welche dafür vorgesehen ist, ein bildgebendes Licht auf die Reflexionsschicht zu strahlen. Somit resultiert ein verminderter Energieverbrauch und eine verminderte Wärmeerzeugung. Das Anordnen des Heizelementes im opakem Bereich der Maskierungsschicht kann zur Beheizung Verbundscheibe genutzt werden, wodurch der Beschlag (Kondenswasser an der Innenscheibe oder der Außenscheibe) im opaken Bereich generell und dem opaken Bereich, welcher mit der Reflexionsschicht in Überlappung ist, reduziert werden kann. Dadurch kann der Platz im Armaturenbrettbereich bei Einbau der Verbundscheibe als Fahrzeugscheibe in ein Fahrzeug deutlich reduziert werden. Dies führt zu Möglichkeiten für ein schlankeres Design im Fahrzeuginnenraum. Mittels der Bilddarstellung über die Reflexionsschicht vor dem opaken Bereich kann das üblicherweise am Armaturenbrett befestigte Display mit Geschwindigkeitsanzeige, Drehzahlanzeige, Warnhinweisanzeige und Tankanzeige ersetzt werden. Die Beheizung der Verbundscheibe durch das Heizelement ersetzt Zulaufleitungen, welche üblicherweise durch Motorwärme erhitzte Luft zur Windschutzscheibe leiten. Fließt ein Strom durch das Heizelement so wird es infolge seines elektrischen Widerstands und mittels joulescher Wärmeentwicklung erwärmt. Des Weiteren ergeben sich zusätzliche geometrische Freiheitsgrade bei der Ausgestaltung des Fahrzeuginnenraumes, wenn die Luftauslassdüsen, die üblicherweise in einem bestimmten geometrischen Verhältnis zur Verglasung angebracht sind, entfallen. Die Beheizung der Verbundscheibe über elektrische Energie ist zudem energieeffizienter als die Beheizung über Motor-erwärmte Luft. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann unter Anwendung bekannter Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig produziert werden.
Im Folgenden werden verschiedene bevorzugte Schichtenabfolgen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe beschrieben:
Außenscheibe - Maskierungsschicht - Reflexionsschicht - Innenscheibe 6
Außenscheibe - Maskierungsschicht - Innenscheibe - Reflexionsschicht
Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, einen Innenraum von einer äußeren Umgebung abzutrennen. Die Innenseite der Innenscheibe ist dabei dem Innenraum zugewandt und die Außenseite der Außenscheibe ist der äußeren Umgebung zugewandt. Im Sinne der Erfindung ist mit „die Reflexionsschicht ist in Blickrichtung von der Innenscheibe zu der Außenscheibe räumlich vor der Maskierungsschicht angeordnet“ gemeint, dass die Reflexionsschicht räumlich näher an den Innenraum heranreicht als die Maskierungsschicht. Die Reflexionsschicht ist also bei Durchsicht durch die Verbundscheibe vom Innenraum heraus räumlich vor der Maskierungsschicht angeordnet. Die Verbundscheibe weist bevorzugt zwei gegenüberliegende Seitenkanten und eine Oberkante sowie eine Unterkante auf. Die Oberkante ist dafür vorgesehen in Einbaulage im oberen Bereich angeordnet zu sein, während die gegenüberliegende Unterkante dafür vorgesehen ist in Einbaulage im unteren Bereich angeordnet zu sein. Die Gesamtfläche der Verbundscheibe ergibt sich aus der Berechnung des Flächeninhalts mittels der Seitenkanten, der Oberkante und der Unterkante. Die Größe der Gesamtfläche der Verbundscheibe ist identisch mit den Außenseiten und den Innenseiten der Innenscheibe und der Außenscheibe.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen für Windschutzscheiben entspricht (beispielsweise den Richtlinien der europäischen Union entspricht ECE-R43) und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit (nach ISO 9050:2003) von mehr als 30% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 10 %, besonders bevorzugt weniger als 5% und insbesondere 0%.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Maskierungsschicht außerdem einen transparenten Bereich auf und der opake Bereich erstreckt sich bevorzugt über weniger als 30 %, besonders bevorzugt über weniger als 20% und insbesondere über weniger als 10 % der Gesamtfläche der Verbundscheibe. Die Maskierungsschicht ist in diesem Fall als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet, welche bereichsweise transparente Bereiche und bereichsweise opake Bereiche aufweist. Der Anteil der transparenten Bereiche ist in vorteilhafter Weise größer als die opaken Bereiche, wenn die Verbundscheibe als Sichtscheibe beispielsweise als Fahrzeugscheibe genutzt werden soll. 7
Alternativ kann die thermoplastische Zwischenschicht zumindest die Maskierungsschicht und zumindest eine transparente Schicht enthalten. Die Maskierungsschicht ist vorzugsweise außerdem vollständig opak. Die Maskierungsschicht erstreckt sich bevorzugt über weniger als 30 %, besonders bevorzugt über weniger als 20% und insbesondere über weniger als 10 % der Gesamtfläche der Verbundscheibe. Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch durch mehrere Maskierungsschichten und transparente Schichten ausgebildet sein. Hierdurch können bei der Herstellung der Verbundscheibe mehrere Verbundfolien mit unterschiedlichen Eigenschaften verwendet werden. Es ist zudem technisch einfacher eine vollständig gefärbte Verbundfolie herzustellen als eine nur bereichsweise gefärbte Verbundscheibe. Die Maskierungsschicht und die transparente Schicht sind als thermoplastische Verbundfolien ausgebildet. Die thermoplastischen Verbundfolien können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundscheiben herstellungsbedingt geringfügig überlappen. Vorzugsweise überlappen die transparente Schicht und die Maskierungsschicht 1 cm oder weniger.
Die Maskierungsschicht und/oder die transparente Schicht enthalten oder bestehen 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 Maskierungsschicht und/oder die transparente Schicht können aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten.
Die Maskierungsschicht und/oder die transparente Schicht sind bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthalten oder bestehen aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthalten die Maskierungsschicht und/oder die transparente Schicht mindestens einen Weichmacher.
Die Maskierungsschicht und/oder die transparente Schicht können durch eine einzelne Verbundfolie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Verbundfolie. Die Maskierungsschicht und/oder die transparente Schicht können durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Verbundfolien ausgebildet werden, wobei die 8
Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die Maskierungsschicht und/oder die transparente Schicht können auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht und/oder eine UV- (Utraviolett)- Strahlung absorbierende Zwischenschicht. So kann die transparente Schicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet.
Die Maskierungsschicht weist zumindest einen opaken Bereich auf oder ist vollständig opak. Der opake Bereich ist bevorzugt durch eine Färbung oder Pigmentierung, bevorzugt schwarz- Pigmentierung, opak ausgebildet. Die Färbung oder Pigmentierung des opaken Bereiches der Maskierungsschicht ist dabei frei wählbar, bevorzugt aber schwarz.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist die Maskierungsschicht zumindest angrenzend an die Unterkante der Verbundscheibe angeordnet und erstreckt sich vorzugsweise über mindestens 5 % und besonders bevorzugt über mindestens 10% der Gesamtfläche der Verbundscheibe. Die Maskierungsschicht ist in diesem Beispiel vorzugsweise vollständig opak. Die Maskierungsschicht ist vorzugsweise entlang der Unterkante und angrenzend an der Unterkante angeordnet. Hieraus ergibt sich in der Draufsicht auf die Verbundscheibe ein rechteckiger opaker Streifen, der entlang der Unterkante angeordnet ist. Wird die Verbundscheibe beispielsweise als Wndschutzscheibe in einem Fahrzeug eingesetzt, ermöglicht diese Anordnung eine Projektionsanordnung mit kontrastreichem Bild im Bereich der Maskierungsschicht. Aufgrund der Anordnung der Maskierungsschicht entlang der Unterkante bleibt der Durchsichtbereich der Verbundscheibe transparent.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der opake Bereich der Maskierungsschicht in einem Randbereich der Verbundscheibe rahmenförmig umlaufend angeordnet und weist insbesondere in einem Abschnitt, der in Überdeckung zur Reflexionsschicht ist, eine größere Breite auf als in hiervon verschiedenen Abschnitten. Die Maskierungsschicht kann vollständig opak sein. In diesem Fall ist vorzugsweise innerhalb des durch die Maskierungsschicht ausgebildeten opaken Rahmens die transparente Schicht angeordnet. Alternativ ist der Bereich der Maskierungsschicht innerhalb des opaken Rahmens 9 vorzugsweise transparent. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „eine größere Breite aufweisen“, dass der opake Bereich in diesem Abschnitt senkrecht zur Erstreckung eine größere Breite aufweist als in anderen Abschnitten. Der opake Bereich kann auf diese Weise in geeigneter Weise an die Abmessungen der Reflexionsschicht angepasst werden.
Die Reflexionsschicht und der opake Bereich weisen vorzugweise jeweils eine Fläche auf, welche deckungsgleich angeordnet ist. Alternativ weist der opake Bereich eine größere Fläche auf als die Reflexionsschicht und die Reflexionsschicht überlappt mit dem opaken Bereich vollständig. Somit ist es möglich, bei der Reflexion des Lichtes ein vollumfängliches kontrastreiches Bild zu erhalten.
Mit der Beschreibung, dass beispielsweise ein Element A vollständig mit einem Element B überlappt, ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die orthonormale Projektion vom Element A zur Flächenebene vom Element B vollständig innerhalb vom Element B angeordnet ist.
In einer weiteren besonderen Ausführungsform der Erfindung erstreckt sich die Reflexionsschicht mit mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 %, besonders bevorzugt mit mindestens 80 % über die Gesamtfläche der Verbundscheibe. Insbesondere ist die Reflexionsschicht deckungsgleich mit der Gesamtfläche der Verbundscheibe angeordnet. Dies hat den Vorteil, dass ein großer Bereich der Verbundscheibe für die Reflexion von Bildern geeignet ist. Es ist möglich mehrere Projektionsanordnungen bereitzustellen, die jeweils ein reflektiertes Bild in unterschiedlichen Bereichen der Verbundscheibe erzeugen. Wird die Verbundscheibe als Windschutzscheibe verwendet, könnte so ein Head-Up-Display-Bereich im Durchsichtbereich der Windschutzscheibe genutzt werden. Gleichzeitig kann ein kontrastreiches, reflektiertes Bild im Überlappungsbereich mit der Maskierungsschicht erzeugt werden, welches ebenfalls von Nutzer visuell wahrgenommen werden kann.
Die Reflexionsschicht ist vorzugsweise teilweise lichtdurchlässig, was im Sinne der Erfindung bedeutet, dass sie eine mittlere Transmission (nach ISO 9050:2003) im sichtbaren Spektralbereich von bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 70 % und insbesondere weniger als 85 % aufweist und dadurch die Durchsicht durch die Scheibe nicht wesentlich einschränkt. Die Reflexionsschicht reflektiert bevorzugt mindestens 15 %, besonders bevorzugt mindestens 20 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 30 % des auf die Reflexionsschicht auftreffenden Lichtes. Die Reflexionsschicht reflektiert vorzugsweise 10 nur p-polarisiertes oder s-polarisiertes Licht. Die Reflexionsschicht ist dazu vorgesehen, ein Licht einer Bildanzeigevorrichtung zu reflektieren. Das von der Reflexionsschicht reflektierte Licht ist vorzugsweise sichtbares Licht, also Licht in einem Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis 780 nm. Die Reflexionsschicht weist vorzugsweise einen hohen und gleichmäßigen Reflexionsgrad (über verschiedene Einstrahlwinkel) gegenüber p-polarisierter und/oder s- polarisierter Strahlung auf, so dass eine intensitätsstarke und farbneutrale Bild-Darstellung gewährleistet ist. Der Reflexionsgrad beschreibt den Anteil der insgesamt eingestrahlten Strahlung (des Lichts), der reflektiert wird. Er wird in % angegeben (bezogen auf 100% eingestrahlte Strahlung) oder als einheitenlose Zahl von 0 bis 1 (normiert auf die eingestrahlte Strahlung). Aufgetragen in Abhängigkeit von der Wellenlänge bildet er das Reflexionsspektrum. Die Angaben zur Reflexion von Licht beziehen sich auf eine Reflexionsmessung mit einer Lichtquelle A, die im Spektra Ibereich von 380 nm bis 780 nm abstrahlt mit einer normierten Strahlungsintensität von 100%. Der von der Reflexionsschicht reflektierte Anteil der Strahlung wird gemessen, beispielsweise mit einem Photolichtspektrometer (zum Beispiel von der Firma Perkin Eimer) und zur Strahlungsintensität der Lichtquelle A in Verhältnis gesetzt.
Die Reflexionsschicht kann auch opak sein. Die Reflexionsschicht ist vorzugsweise opak, wenn sie deckungsgleich mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht angeordnet ist oder die Reflexionsschicht vollständig mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht überlappt. Die opake Reflexionsschicht reflektiert bevorzugt mindestens 60 %, besonders bevorzugt mindestens 70 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 80 % des auf die Reflexionsschicht auftreffenden Lichtes.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann zusätzlich einen ersten Maskierungsstreifen, insbesondere aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille umfassen. Bei dem ersten Maskierungsstreifen handelt es sich insbesondere um einen peripheren, d.h. rahmenartigen, Abdeckdruck. Der periphere, erste Maskierungsstreifen dient in erster Linie als UV-Schutz für den Montagekleber der Verbundscheibe. Der erste Maskierungsstreifen kann opak und vollflächig ausgebildet sein. Der erste Maskierungsstreifen kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der erste Maskierungsstreifen auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung. Dem Fachmann sind geeignete Verfahren zur Herstellung eines Abdeckdrucks und die unterschiedlichen Varianten von Abdeckdrucken bekannt. 11
Zusätzlich zu dem ersten Maskierungsstreifen können weitere Maskierungsstreifen vorhanden sein, welche, unabhängig von der Ausgestaltung des ersten Maskierungsstreifens, aus den gleichen Materialien und der gleichen Struktur wie der erste Maskierungsstreifen aufgebaut sein können.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der erste Maskierungsstreifen bereichsweise auf der Innenseite und/oder der Außenseite, vorzugsweise der Innenseite, der Außenscheibe aufgebracht, wobei das Heizelement vollständig mit dem ersten Maskierungsstreifen überlappt. Mit anderen Worten ausgedrückt, wird das Heizelement in Durchsicht durch die Verbundscheibe in Blickrichtung von der Außenscheibe zur Innenscheibe vollständig von dem ersten Maskierungsstreifen verdeckt. Außerdem kann die opake Maskierungsschicht oder der opake Bereich der Maskierungsschicht vollständig oder bereichsweise mit dem ersten Maskierungsstreifen überlappen. Das Heizelement ist durch diese Anordnung von einer äußeren Umgebung, also der Außenfläche der Außenscheibe zugwandten Umgebung, nicht sichtbar. Dies verbessert die ästhetischen Eigenschaften der Verbundscheibe.
Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt.
Anders ausgedrückt die Polarisation, also insbesondere der Anteil an p- und s-polarisierter Strahlung, wird an einem Punkt des von der Bildanzeigevorrichtung bestrahlten Bereichs bestimmt, bevorzugt im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs. Da Verbundscheiben gekrümmt sein können (beispielweise, wenn sie als Windschutzscheibe ausgebildet sind), was Auswirkungen auf die Einfallsebene der Bildanzeigevorrichtung- Strahlung hat, können in den übrigen Bereichen leicht davon abweichende Polarisationsanteile auftreten, was aus physikalischen Gründen unvermeidlich ist.
Die Reflexionsschicht umfasst vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus einer Gruppe, bestehend aus Aluminium, Zinn, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, 12
Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold oder Mischungslegierungen davon. Die Reflexionsschicht kann auch Silicium in Kombination mit oben genannten Metallen oder unabhängig davon umfassen. Silicium lässt sich mittels Sputterprozessen sehr gut als Beschichtung auf Glas oder Folien abscheiden, was die Herstellung der Reflexionsschicht vereinfacht.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht eine Beschichtung enthaltend einen Dünnschichtstapel, also eine Schichtenfolge dünner Einzelschichten. Dieser Dünnschichtstapel enthält eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten auf Basis von Silber. Die elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber verleiht der Reflexionsbeschichtung die grundlegenden reflektierenden Eigenschaften und außerdem eine IR-reflektierende Wirkung und eine elektrische Leitfähigkeit. Die elektrisch leitfähige Schicht ist auf Basis von Silber ausgebildet. Die leitfähige Schicht enthält bevorzugt mindestens 90 Gew. % Silber, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew. % Silber, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % Silber. Die Silberschicht kann Dotierungen aufweisen, beispielsweise Paladium, Gold, Kupfer oder Aluminium. Materialen auf der Basis von Silber sind besonders geeignet, um Licht, besonders bevorzugt p-polarisiertes Licht, zu reflektieren. Die Verwendung von Silber in Reflexionsschichten hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von Licht erwiesen. Die Beschichtung weist eine Dicke von 5 pm bis 50 pm und bevorzugt von 8 pm bis 25 pm auf.
Ist etwas „auf Basis“ eines Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.
Die Reflexionsschicht kann auch als eine reflektierende beschichtete oder unbeschichtete Folie ausgebildet sein, die Licht, bevorzugt p-polarisiertes Licht, reflektiert. Die Reflexionsschicht kann eine Trägerfolie mit einer reflektierenden Beschichtung sein oder eine unbeschichtete reflektierende Polymerfolie. Die reflektierende Beschichtung umfasst bevorzugt mindestens eine Schicht auf Basis eines Metalls und/oder eine dielektrische Schichtabfolge mit alternierenden Brechungsindizes. Die Schicht auf Basis eines Metalls enthält bevorzugt Silber und/oder Aluminium, oder besteht daraus. Die dielektrischen Schichten können beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid, Zinkoxid, Zinn-Zink-Oxid, Silizium-Metall-Mischnitriden wie Silizium-Zirkonium-Nitrid, Zirkoniumoxid, Nioboxid, Hafniumoxid, Tantaloxid, Wolframoxid oder Siliziumkarbid ausgebildet sein. Die genannten 13
Oxide und Nitride können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch abgeschieden sein. Sie können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. Die reflektierende unbeschichtete Polymerfolie umfasst bevorzugt dielektrische Polymerschichten oder besteht daraus. Die dielektrischen Polymerschichten enthalten bevorzugt PET. Ist die Reflexionsschicht als eine reflektierende Folie ausgebildet, ist sie bevorzugt von 30 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt von 50 pm bis 200 pm und insbesondere von 100 pm bis 150 pm dick.
Ist die Reflexionsschicht als eine Beschichtung ausgebildet, wird sie bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) auf die Innenscheibe aufgebracht. Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden. Die Beschichtung wird bevorzugt vor der Lamination auf die Scheiben aufgebracht.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht auf der Außenseite der Innenscheibe angeordnet und zusätzlich ist eine weitere Reflexionsschicht auf der Innenseite der Innenscheibe angeordnet. Die Reflexionsschicht und die weitere Reflexionsschicht sind in Blickrichtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe deckungsgleich angeordnet. Die weitere Reflexionsschicht kann unabhängig von der Reflexionsschicht aus den gleichen Materialien bestehen und die gleiche Struktur besitzen wie es die Reflexionsschicht kann. Durch die Beschichtung der Außenseite und der Innenseite der Innenscheibe kann die Gesamtreflexion von auf die Reflexionsschichten auftreffendem Licht verbessert werden.
Handelt es sich um eine beschichtete, reflektierende Folie können zur Herstellung ebenfalls die Beschichtungsverfahren (Bedampfungs- oder Zerstäubungsverfahren) CVD oder PVD angewendet werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht eine reflektierende Folie, die metallfrei ist und sichtbare Lichtstrahlen vorzugsweise mit einer p- Polarisation reflektiert. Die Reflexionsschicht ist eine Folie, die auf Basis synergetisch 14 miteinander wirkenden Prismen und reflektierender Polarisatoren funktioniert. Derartige Folien zur Verwendung von Reflexionsschichten sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der 3M Company.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht ein holographisches optisches Element (HOE). Mit dem Ausdruck HOE sind Elemente gemeint, die auf dem Funktionsprinzip der Holographie beruhen. HOE verändern Licht im Strahlengang durch die im Hologramm meist als Veränderung des Brechungsindex gespeicherte Information. Ihre Funktion basiert auf der Überlagerung verschiedener ebener oder sphärischer Lichtwellen, deren Interferenzmuster den gewünschten optischen Effekt bewirkt. HOE werden im Transportbereich beispielsweise bereits in Head-Up-Displays eingesetzt. Der Vorteil bei der Verwendung eines HOE im Vergleich zu einfach reflektierenden Schichten ergibt sich aus einer größeren geometrischen Gestaltungsfreiheit hinsichtlich der Anordnung von Augen- und Projektorposition sowie den jeweiligen Neigungswinkeln, z.B. von Projektor und reflektierender Schicht. Des Weiteren werden bei dieser Variante Doppelbilder besonders stark reduziert oder sogar verhindert. HOE eigenen sich für Darstellungen von realen Bildern oder aber auch virtuellen Bildern in unterschiedlichen Bildweiten. Darüber hinaus kann der geometrische Winkel der Reflexion mit dem HOE eingestellt werden, sodass sich beispielsweise bei einer Anwendung in einem Fahrzeug die für den Fahrer übermittelten Informationen aus dem gewünschten Blickwinkel sehr gut darstellen lassen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht als eine beschichtete oder unbeschichtete reflektierende Folie ausgebildet, welche zwischen dem opaken Bereich der Maskierungsschicht und der transparenten Schicht angeordnet ist. Der opake Bereich der Maskierungsschicht und die transparente Schicht überlappen bereichsweise dort, wo die Reflexionsschicht angeordnet ist. Die transparente Schicht und der opake Bereich sind in dem Bereich der Überlappung dünner ausgebildet, um Dickenunterschiede in der Verbundscheibe zu verhindern. Die Schichtenabfolge ist im Bereich der Reflexionsschicht wie folgt aufgebaut:
- Außenscheibe - opaker Bereich der Maskierungsschicht - Reflexionsschicht - transparente Schicht - Innenscheibe
In einerweiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verbundscheibe außerdem einen ersten Sammelleiter und einen zweiten Sammelleiter, welche zum Anschluss an eine 15
Spannungsquelle vorgesehen sind. Der erste und der zweite Sammelleiter sind derart mit einem Randbereich des Heizelementes verbunden, dass zwischen den Sammelleitern ein Strompfad durch das Heizelement für einen Heizstrom geformt ist. Der erste und der zweite Sammelleiter sind vorzugsweise auf der Außenseite der Innenscheibe oder auf der Innenseite der Außenscheibe aufgebracht. Besonders bevorzugt sind die Sammelleiter in einem Randbereich der Verbundscheibe angeordnet. Das Heizelement und der erste und der zweite Sammelleiter können über Drähte elektrisch miteinander verbunden sein. Die Drähte enthalten vorzugsweise Kupfer und/oder Wolfram oder bestehen daraus.
Die Sammelleiter können durch den opaken Bereich der Maskierungsschicht, den ersten und/oder den zweiten Maskierungsstreifen zur Innenscheibe und/oder zur Außenscheibe hin verdeckt werden.
Der erste und der zweite Sammelleiter können als aufgedruckte und eingebrannte leitfähige Struktur ausgebildet sein. Die aufgedruckten Sammelleiter enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die Druckpaste enthält bevorzugt metallische Partikel Metallpartikel und/oder Kohlenstoff und insbesondere Edelmetallpartikel wie Silberpartikel. Die elektrische Leitfähigkeit wird bevorzugt durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten. Solche Sammelleiter sind dem Fachmann an sich bekannt.
Der erste und der zweite Sammelleiter können über Anschlussleitungen mit einer Spannungsquelle verbunden sein. Die Anschlussleitungen sind Vorzugsweise Flachleiter (Folienleiter, Flachbandleiter), welche auf Basis von verzinntem Kupfer, Aluminium, Silber, Gold oder Legierungen davon ausgebildet sind.
Der erste und der zweite Sammelleiter sind vorzugsweise mit einer Spannungsquelle verbunden, welche eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und insbesondere etwa 14 V bereitstellt. Alternativ kann die Spannungsquelle auch höhere Spannungen aufweisen, vorzugsweise von 16 V bis 450 V und insbesondere von 40 bis 100 V. 16
Das Heizelement kann sich über den gesamten opaken Bereich erstrecken oder nur bereichsweise innerhalb des opaken Bereiches angeordnet sein. „Innerhalb des opaken Bereiches“ der Maskierungsschicht bedeutet im Sinne der Erfindung, dass das Heizelement vollständig von dem opaken Bereich der Maskierungsschicht umschlossen ist, also aus allen Raumrichtungen in räumlichem Kontakt mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht ist. Vorzugsweise wird die Anordnung innerhalb des opaken Bereichs dadurch erreicht, dass das Heizelement zwischen mindestens zwei thermoplastische, mindestens bereichsweise opake Verbundfolien angeordnet und einlaminiert ist. Alternativ kann das Heizelement durch Druck und Wärme, vorzugsweise während des Laminierungsprozesses zu der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, in mindestens eine, bereichsweise opake, thermoplastische Verbundfolie eingebettet werden. Das Heizelement kann sich über den opaken Bereich hinaus über die Gesamtfläche der Verbundscheibe erstrecken.
Verbundfolien können im Rahmen der vorliegenden Erfindung Einzelfolien oder mehrlagige Folien sein, die zum Verbinden angrenzender Folien, Schichten, Scheiben oder dergleichen dienen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement vollständig innerhalb des opaken Bereiches der Maskierungsschicht eingebettet. Vorzugsweise erstreckt sich das Heizelement zudem über die gesamte Fläche des opaken Bereiches. Das Heizelement kann also zur Erwärmung des gesamten opaken Bereiches und der anliegenden Bereiche verwendet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Heizelement im Bereich der Überdeckung der Reflexionsschicht mit dem opaken Bereich angeordnet. Das Heizelement ist also in Durchsicht durch die Verbundscheibe (ausgehend von der Innenscheibe) hinter der Reflexionsschicht angeordnet, sodass die Reflexionsschicht das Heizelement vollständig überdeckt. Alternativ kann die Reflexionsschicht das Heizelement auch nur bereichsweise überdecken. Diese Anordnung bietet sich besonders für Fälle an, in denen die Reflexionsschicht beispielsweise in der Nähe der Scheibenwurzel, also der in Einbaulage befindlichen Unterkante der Verbundscheibe, angeordnet ist. Da insbesondere in diesem Bereich Kondenswasser dazu neigt, auf der Innenseite der Innenscheibe auszukondensieren. 17
Das Heizelement kann als eine elektrisch leitfähige Beschichtung ausgebildet sein, die auf eine Trägerfolie aufgebracht ist. Die Trägerfolie ist vorzugsweise auf Basis von Kunststoff ausgebildet, besonders bevorzugt auf Basis von Polyethylenterephthalat.
Die elektrisch leitfähige Beschichtung enthält typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktionelle Schichten. Die funktionellen Schichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Schichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Schichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionellen Schichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer funktionellen Schicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Bereich für die Dicke der funktionellen Schicht wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektra Ibereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht.
Vorzugsweise ist jeweils zwischen zwei benachbarten funktionellen Schichten der Beschichtung zumindest eine dielektrische Schicht angeordnet. Bevorzugt ist unterhalb der ersten und/oder oberhalb der letzten funktionellen Schicht eine weitere dielektrische Schicht angeordnet. Eine dielektrische Schicht enthält zumindest eine Einzelschicht aus einem dielektrischen Material, beispielsweise enthaltend ein Nitrid wie Siliziumnitrid oder ein Oxid wie Aluminiumoxid. Dielektrische Schichten können aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, beispielsweise Einzelschichten eines dielektrischen Materials, Glättungsschichten, Anpassungsschichten, Blockerschichten und/oder Antireflexionsschichten. Die Dicke einer dielektrischen Schicht beträgt beispielsweise von 10 nm bis 200 nm.
Dieser Schichtaufbau wird im Allgemeinen durch eine Folge von Abscheidevorgängen erhalten, die durch ein Vakuumverfahren wie die magnetfeldgestützte Kathodenzerstäubung auf der Trägerfolie durchgeführt werden.
Weitere geeignete elektrisch leitfähigen Beschichtungen enthalten bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO), fluordotiertes Zinnoxid (SnC>2:F) oder aluminiumdotiertes Zinkoxid (ZnO:AI). Die funktionellen Schichten weisen bevorzugt eine Schichtdicke von 8 nm bis 25 nm, besonders 18 bevorzugt von 13 nm bis 19 nm auf. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Transparenz, die Farbneutralität und den Flächenwiderstand der elektrisch leitfähigen Beschichtung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die elektrisch leitfähige Beschichtung eine Schicht oder ein Schichtaufbau mehrerer Einzelschichten mit einer Gesamtdicke von kleiner oder gleich 2 pm, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 1 pm.
Die Gesamtschichtdicke aller elektrisch leitfähigen Schichten beträgt bevorzugt von 40 nm bis 80 nm, besonders bevorzugt von 45 nm bis 60 nm. In diesem Bereich für die Gesamtdicke aller elektrisch leitfähigen Schichten wird bei für Fahrzeugscheiben, insbesondere Windschutzscheiben typischen Abständen h zwischen zwei Sammelleitern und einer Betriebsspannung U im Bereich von 12 V bis 15 V vorteilhaft eine ausreichend hohe spezifische Heizleistung P. Zudem weist die elektrisch leitfähige Beschichtung in diesem Bereich für die Gesamtdicke aller elektrisch leitfähigen Schichten besonders gute reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich auf. Zu geringe Gesamtschichtdicken aller elektrisch leitfähigen Schichten ergeben einen zu hohen Flächenwiderstand Rouadrat und damit eine zu geringe spezifische Heizleistung P sowie verringerte reflektierende Eigenschaften für den Infrarotbereich.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das Heizelement in der Form dünner Heizdrähte ausgebildet, welche zumindest in den opaken Bereich der Maskierungsschicht eingelagert sind. Der Vorteil gegenüber der elektrisch leitfähigen Beschichtung liegt in der einfachen Herstellung und Anordnung der Heizdrähte im Gegensatz zur elektrisch leitfähigen Beschichtung. Die Heizdrähte können beispielsweise vor dem Verbinden der Scheibe zur Verbundscheibe auf eine Oberfläche einer thermoplastischen Verbundfolie aufgelegt werden, welche dafür vorgesehen ist, den opaken Bereich der Maskierungsschicht der Verbundscheibe zu bilden. Beim Herstellungsprozess der Verbundscheibe dringen die Heizdrähte infolge von Druck und erhöhter Temperatur in die Maskierungsschicht ein. In Abhängigkeit der Dicke der jeweils verwendeten Heizdrähte können mithilfe dem Fachmann bekannter Verfahren („Cutter“) Vertiefungen in die Maskierungsschicht geschnitten werden, in welche die Heizdrähte angeordnet werden.
Die Heizdrähte können alternativ auch vor dem Verbinden der Außenscheibe und der Innenscheibe in die thermoplastische Zwischenschicht, also den opaken Bereich der 19
Maskierungsschicht, eingelagert werden, beispielsweise durch Eindrücken nach Erwärmung der thermoplastischen Folie. Die Heizdrähte können beim Herstellungsprozess der Verbundscheibe auch zwischen zwei thermoplastischen Folien positioniert werden. Die Heizdrähte enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, besonders bevorzugt Kupfer, Wolfram, Gold, Silber, Aluminium, Nickel, Mangan, Chrom und / oder Eisen, sowie Gemische und / oder Legierungen davon. Die Heizdrähte weisen bevorzugt eine Dicke, bzw. einen Durchmesser von 10 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt von 20 pm bis 150 pm auf. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die elektrische Leitfähigkeit der Heizdrähte und die Wärme- Verteilung in der Verbundscheibe. Die Heizdrähte können mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung beschichtet sein.
Die Heizdrähte sind vorzugsweise geradlinig innerhalb des opaken Bereiches der Maskierungsschicht angeordnet. Die Heizdrähte können aber alternativ auch bereichsweise oder vollständig sinusoidal, zick-zack-förmig, mäanderförmig oder spulenförmig, vorzugsweise mäanderförmig, angeordnet sein. Auch Kombinationen dieser Anordnungen sind möglich. Das bedeutet die Heizdrähte können in Draufsicht auf die Verbundscheibe sinusförmig, zick-zack-förmig, mäanderförmig oder spulenförmig durch die Verbundscheibe verlaufen. Diese Anordnung ermöglicht eine gute Wärmeverteilung in der Verbundscheibe. Außerdem kann die gewünschte Heizkraft der Heizdrähte über die künstlich verlängerte Distanz zwischen den Sammelleitern genauer eingestellt werden.
In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung ist eine hochbrechende Beschichtung auf die gesamte oder einen Bereich der Innenseite der Innenscheibe aufgebracht. Die hochbrechende Beschichtung ist bevorzugt in direktem räumlichen Kontakt mit der Innenseite der Innenscheibe. Die hochbrechende Beschichtung ist dabei mindestens in einem Bereich auf der Innenseite der Innenscheibe angeordnet, welche in Durchsicht durch die Verbundscheibe in vollständiger Überlappung mit der Reflexionsschicht ist. Die Reflexionsschicht ist also räumlich näher an der Außenseite der Außenscheibe, aber räumlich weiter entfernt von der Innenseite der Innenscheibe angeordnet als die hochbrechende Beschichtung. Das bedeutet, dass das Licht mit vorzugsweise einem mehrheitlichen Anteil von p-polarisiertem Licht, welches von der Bildanzeigevorrichtung auf die Reflexionsschicht projiziert wird, durch die hochbrechende Beschichtung verläuft, bevor es auf die Reflexionsschicht auftrifft. 20
Die hochbrechende Beschichtung weist einen Brechungsindex von mindestens 1 ,7, besonders bevorzugt mindestens 1,9, ganz besonders bevorzugt mindestens 2,0 auf. Die Erhöhung des Brechungsindexes führt eine hochbrechende Wirkung herbei. Die hochbrechende Beschichtung bewirkt eine Schwächung der Reflexion vom Licht und insbesondere p-polarisiertem Licht an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe, so dass die gewünschte Reflexion der Reflexionsbeschichtung kontraststärker in Erscheinung tritt.
Gemäß einer Erklärung der Erfinder beruht der Effekt auf der Steigerung des Brechungsindex der innenraumseitigen Oberfläche infolge der hochbrechenden Beschichtung. Dadurch wird der Brewsterwinkel otBrewster an der Grenzfläche erhöht, da dieser bekanntlich als aBrewster = arctan ( ) bestimmt wird, wobei rii der Brechungsindex von Luft ist und PS der Brechungsindex des Materials, auf das die Strahlung trifft. Die hochbrechende Beschichtung mit dem hohen Brechungsindex führt zu einer Erhöhung des effektiven Brechungsindex der Glasoberfläche und damit zu einer Verschiebung des Brewsterwinkels zu größeren Werten im Vergleich zu einer unbeschichteten Glasoberfläche. Dadurch wird bei üblichen geometrischen Relationen von Projektionsanordnungen, die auf HUD-Technologie basieren, die Differenz zwischen dem Einstrahlwinkel und dem Brewsterwinkel geringer, sodass die Reflexion des p-polarisierten Lichts an der Innenseite der Innenscheibe unterdrückt wird und das hierdurch erzeugte Geisterbild geschwächt wird.
Die hochbrechende Beschichtung ist bevorzugt aus einer einzelnen Schicht ausgebildet und weist keine weiteren Schichten unterhalb oder oberhalb dieser Schicht auf. Eine einzelne Schicht ist ausreichend, um einen guten Effekt zu erzielen, und technisch einfacher als das Aufbringen eines Schichtenstapels. Grundsätzlich kann die hochbrechende Beschichtung aber auch mehrere Einzelschichten umfassen, was zur Optimierung bestimmter Parameter im Einzelfall gewünscht sein kann.
Brechungsindizes sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorzugsweise bezogen auf eine Wellenlänge von 550 nm angegeben. Methoden zur Bestimmung von Brechungsindizes sind dem Fachmann bekannt. Die im Rahmen der Erfindung angegebenen Brechungsindizes sind beispielsweise mittels Ellipsometrie bestimmbar, wobei kommerziell erhältliche Ellipsometer eingesetzt werden können (Messgerät beispielsweise von der Firma Sentech). Die Angabe von Schichtdicken oder Dicken bezieht sich, sofern nicht anders angegeben, auf die geometrische Dicke einer Schicht. 21
Geeignete Materialien für die hochbrechende Beschichtung sind Siliziumnitrid (S13N4), ein Silizium-Metall-Mischnitrid (beispielsweise Siliziumzirkoniumnitrid (SiZrN), Silizium- Aluminium-Mischnitrid, Silizium-Hafnium-Mischnitrid oder Silizium-Titan-Mischnitrid), Aluminiumnitrid, Zinnoxid, Manganoxid, Wolframoxid, Nioboxid, Wismutoxid, Titanoxid, Zinn- Zink-Mischoxid und Zirkoniumoxid. Darüber hinaus können auch Übergangsmetalloxide (wie Scandiumoxid, Yttriumoxid, Tantaloxid) oder Lanthanoidoxide (wie Lanthanoxid oder Ceroxid) eingesetzt werden. Die hochbrechende Beschichtung enthält bevorzugt eines oder mehrere dieser Materialien oder ist auf deren Basis ausgebildet.
Die hochbrechende Beschichtung kann durch eine physikalische oder chemische Gasphasenabscheidung, also eine PVD- oder CVD-Beschichtung (PVD: physical vapour deposition, CVD: Chemical vapour deposition) aufgebracht werden. Geeignete Materialien, auf deren Basis die Beschichtung bevorzugt ausgebildet ist, sind insbesondere Siliziumnitrid, ein Silizium-Metall-Mischnitrid (beispielsweise Siliziumzirkoniumnitrid, Silizium-Aluminium- Mischnitrid, Silizium-Hafnium-Mischnitrid oder Silizium-Titan-Mischnitrid), Aluminiumnitrid, Zinnoxid, Manganoxid, Wolframoxid, Nioboxid, Wismutoxid, Titanoxid, Zirkoniumoxid, Zirkoniumnitrid oder Zinn-Zink-Mischoxid. Bevorzugt ist die hochbrechende Beschichtung eine durch Kathodenzerstäubung aufgebrachte („aufgesputterte“) Beschichtung, insbesondere eine durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung aufgebrachte („magnetron-aufgesputterte“) Beschichtung.
Alternativ ist die hochbrechende Beschichtung eine Sol-Gel-Beschichtung. Beim Sol-Gel- Verfahren wird zunächst ein Sol, welches die Präkursoren der Beschichtung enthält bereitgestellt und gereift. Die Reifung kann eine Hydrolyse der Präkursoren beinhalten und/oder eine (partielle) Reaktion zwischen den Präkursoren. Die Präkursoren liegen üblicherweise in einem Lösungsmittel vor, bevorzugt Wasser, Alkohol (insbesondere Ethanol) oder ein Wasser-Alkohol-Gemisch. Das Sol enthält dabei bevorzugt Siliziumoxid-Präkursoren in einem Lösungsmittel. Die Präkursoren sind bevorzugt Silane, insbesondere Tetraethoxy- Silane oder Methyltriethoxysilan (MTEOS). Alternativ können aber auch Silikate als Präkursoren eingesetzt werden, insbesondere Natrium-, Lithium- oder Kaliumsilikate, beispielsweise Tetramethylorthosilikat, Tetraethylorthosilikat (TEOS),
Tetraisopropylorthosilikat, oder Organosilane der allgemeinen Form R2nSi(OR1)4-n. Dabei ist bevorzugt R1 eine Alkylgruppe, R2 eine Alkyl-, Epoxy-, Acrylat-, Methacrylat-, Amin-, Phenyl- oder Vinylgruppe, und n eine ganze Zahl von 0 bis 2. Es können auch Silizium- 22 halogenide oder -alkoxide eingesetzt werden. Die Siliziumoxid-Präkursoren führen zu einer Sol-Gel-Beschichtung aus Siliziumoxid. Um den Brechungsindex der Beschichtung auf den Wert zu erhöhen, werden dem Sol brechungsindexsteigernde Zusätze hinzugefügt, bevorzugt Titanoxid und/oder Zirkoniumoxid, oder deren Präkursoren. In der fertiggestellten Beschichtung liegen die brechungsindexsteigernde Zusätze in einer Siliziumoxid-Matrix vor. Das Molverhältnis von Siliziumoxid zu brechungsindexsteigernden Zusätzen kann in Abhängigkeit vom gewünschten Brechungsindex frei gewählt werden und beträgt beispielsweise um 1 :1.
Ist die Reflexionsschicht oder die weitere Reflexionsschicht auf der Innenseite der Innenscheibe angeordnet, kann die hochbrechende Beschichtung auch auf der Reflexionsschicht oder der weiteren Reflexionsschicht aufgebracht sein. Insbesondere wenn die Reflexionsschicht auf der Außenseite der Innenscheibe und die weitere Reflexionsschicht auf der Innenseite der Innenscheibe angeordnet sind, bietet sich diese Anordnung an. Durch die hochbrechende Beschichtung verbessert sich die Gesamtreflexion von Licht, welches auf die Reflexionsschicht und die weitere Reflexionsschicht auftrifft.
Die Außenscheibe und Innenscheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino- Silikat-Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon.
Die Außenscheibe und Innenscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen,
Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
Die Dicke der einzelnen Scheiben (Außenscheibe und Innenscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben die Außenscheibe und Innenscheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise 23 durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden können. Bevorzugt sind die Außenscheibe und Innenscheibe plan oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen.
Die Erfindung erstreckt sich weiter auf eine Projektionsanordnung, welche eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine der Reflexionsschicht zugeordnete Bildanzeigevorrichtung umfasst. Die Bildanzeigevorrichtung umfasst eine auf die Reflexionsschicht gerichtete Bildanzeige, deren Bild von der Reflexionsschicht reflektierbar ist und nach der Reflektion vorzugsweise über die Innenseite der Innenscheibe die erfindungsgemäße Verbundscheibe verlässt, wobei zumindest der Bereich der Reflexionsschicht von der Bildanzeigevorrichtung bestrahlbar ist, welcher in Überdeckung mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht ist. Falls mehrere Reflexionsschichten in ihrer Erstreckung voneinander versetzt angeordnet sind, kann eine entsprechende Anzahl von Bildanzeigevorrichtungen vorgesehen sein.
Das von der Bildanzeigevorrichtung ausgehende Licht ist vorzugsweise sichtbares Licht, also Licht in einem Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis 780 nm.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung kann die Bildanzeige, welche auch als Display bezeichnet werden kann, als Liqiud-crystal- (LCD-) Display, Thin-Film-Transistor- (TFT-) Display, Light-Emitting-Diode- (LED-) Display, Organic-Light-Emitting-Diode- (OLED-) Display, Electroluminescent- (EL-) Display, microLED-Display, ein auf Lichtfeldtechnik basierendes Display oder dergleichen, bevorzugt als LCD-Display, ausgebildet sein. Aufgrund der hohen Reflexion von p-polarisierten Licht sind energieintensive Projektoren, wie sie meist bei Head-Up-Display-Anwendungen eingesetzt werden, nicht notwendig. Es genügen die genannten Displayvarianten und andere ähnlich energiesparsame Bildanzeigevorrichtungen. Dies hat zur Folge, dass der Energieverbrauch und die Wärmeabstrahlung reduziert werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Licht der Bildanzeigevorrichtung zu mindestens 80% und bevorzugt zu mindestens 90% p-polarisiert. Alternativ kann das Licht der Bildanzeigevorrichtung zu mindestens 80% und bevorzugt zu mindestens 90% s- polarisiert sein. 24
Ferner erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Das Verfahren umfasst die in der angegebenen Reihenfolge folgenden Verfahrensschritte:
(a) Die Außenscheibe, die thermoplastische Zwischenschicht, das Heizelement, die Reflexionsschicht und die Innenscheibe werden zu einem Schichtstapel angeordnet.
Die thermoplastische Zwischenschicht wird zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet und das Heizelement wird innerhalb des opaken Bereiches der Maskierungsschicht angeordnet.
Die Reflexionsschicht wird dabei in Blickrichtung von der Innenscheibe zur Außenscheibe räumlich vor der Maskierungsschicht angeordnet und überlappt zumindest teilweise mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht.
(b) Der Schichtstapel wird zu einer Verbundscheibe laminiert.
Die Laminierung des Schichtstapels erfolgt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck, wobei die einzelnen Schichten durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden (laminiert) werden. 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 Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe gepresst 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 die Außenscheibe und die Innenscheibe 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 Verbundscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei die Verbundscheibe beispielsweise als 25
Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Glasdach, bevorzugt als Wndschutzscheibe verwendet werden kann. Bevorzugt ist die Verwendung der Verbundscheibe als Fahrzeug-Wndschutzscheibe. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann auch als funktionales und/oder dekoratives Einzelstück und als Einbauteil in Möbeln, Geräten und Gebäuden verwendet werden.
Die Erfindung erstreckt sich weiter auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung, welche eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine der Reflexionsschicht zugeordnete Bildanzeigevorrichtung umfasst. Die Bildanzeigevorrichtung umfasst eine auf die Reflexionsschicht gerichtete Bildanzeige, deren Bild von der Reflexionsschicht reflektiert wird und anschließend vorzugsweise über die Innenseite der Innenscheibe die erfindungsgemäße Verbundscheibe verlässt, wobei zumindest der Bereich der Reflexionsschicht von der Bildanzeigevorrichtung bestrahlt wird, welcher in Überdeckung mit dem opaken Bereich der Maskierungsschicht ist.
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.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Verbundscheibe,
Figur 1a eine Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung mit der Verbundscheibe aus Figur 1 ,
Figur 2 eine weitere Querschnittansicht einer erfindungsgemäßen Projektions anordnung mit einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe und
Figur 3-6 vergrößerte Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 in einem Fahrzeug in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung. Figur 1a zeigt eine Querschnittansicht auf das Ausführungsbeispiel aus Figur 1 in der Projektionsanordnung 100. Die Querschnittansicht von Figur 1a entspricht der Schnittlinie A-A‘ der Verbundscheibe 1, wie in Figur 1 angedeutet.
Die Verbundscheibe 1 umfasst eine Außenscheibe 2 und eine Innenscheibe 3 mit einer thermoplastischen Zwischenschicht 4, welche zwischen der Außen- und Innenscheibe 2, 3 angeordnet ist. Die Verbundscheibe 1 ist in ein Fahrzeug eingebaut und trennt einen Fahrzeuginnenraum 14 von einer äußeren Umgebung 15 ab. Beispielsweise ist die Verbundscheibe 1 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.
Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 3 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die thermoplastische Zwischenschicht 4 enthält eine Maskierungsschicht 5 und eine transparente Schicht 16. 27
Die Außenseite I der Außenscheibe 2 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Verbundscheibe 1. Die Innenseite II der Außenscheibe 2 sowie die Außenseite III der Innenscheibe 3 sind jeweils der Zwischenschicht 4 zugewandt. Die Innenseite IV der Innenscheibe 3 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Innenseite der Verbundscheibe 1. Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 1 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Verbundscheibe 1 weist sie typischer Weise eine konvexe Wölbung auf. Die Verbundscheibe 1 weist außerdem eine in Einbaulage oben befindliche Oberkante und eine in Einbaulage unten befindliche Unterkante sowie eine links und rechts befindliche Seitenkante auf.
In einem Randbereich 13 der Verbundscheibe 1 ist auf der Innenseite II der Außenscheibe 2 ein rahmenförmig umlaufender erster Maskierungsstreifen 7 aufgebracht. Der erste Maskierungsstreifen 7 ist opak und verhindert die Sicht auf innenseitig der Verbundscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Verbundscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Der erste Maskierungsstreifen 7 ist vorzugsweise schwarz. Der erste Maskierungsstreifen 7 besteht aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist. Der erste Maskierungsstreifen 7 ist so angeordnet, dass die Maskierungsschicht 5 vollständig mit dem ersten Maskierungsstreifen überlappt. Das bedeutet er verdeckt bei Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 ausgehend von der äußeren Umgebung 15 die Maskierungsschicht 5 und alle weiteren dahinterliegenden angeordneten Strukturen.
Weiterhin weist, wie in Figur 1A gezeigt, die Verbundscheibe 1 im Randbereich 13 auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 einen zweiten Maskierungsstreifen 8 auf. Der zweite Maskierungsstreifen 8 ist rahmenförmig umlaufend ausgebildet. Wie der erste Maskierungsstreifen 7 besteht der zweite Maskierungsstreifen 8 aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendeten, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.
Die transparente Schicht 16 besteht aus einer thermoplastischen Kunststoff-Verbundfolie, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder thermoplastisches Polyurethan (TPU). Die transparente Schicht 16 erstreckt sich von dem oberen Randbereich 13, 13" (beginnend mit der Oberkante) flächig entlang der Oberkante und der Seitenkanten 28 über den größten Bereich (beispielsweise 85% der Fläche) der Innenseite II der Außenscheibe 2 und der Außenseite III der Innenscheibe 3. Der Durchsichtbereich der Verbundscheibe 1 ist in Überdeckung mit der transparenten Schicht 16. Die transparente Schicht 16 grenzt im unteren Bereich an eine Maskierungsschicht 5. Die Maskierungsschicht 5 besteht aus einer opaken thermoplastischen Kunststoff-Verbundfolie, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder thermoplastisches Polyurethan (TPU). Die Maskierungsschicht 5 ist beispielsweise schwarz gefärbt. Die Maskierungsschicht 5 erstreckt sich flächig entlang der Unterkante (im Randbereich 13, 13') der Verbundscheibe 1 und entlang der Seitenkanten bis sie an die transparente Schicht 16 grenzt. Die transparente Schicht 16 und die Maskierungsschicht 5 überlappen möglicherweise geringfügig (beispielsweise 5 mm) entlang des Bereiches, in dem sie angrenzend sind.
Auf der Außenseite III der Innenscheibe 3 ist eine Reflexionsschicht 11 bereichsweise angeordnet, welche mittels des PVD-Verfahrens aufgedampft ist. Im Durchblick durch die Verbundscheibe 1 ausgehend von der äußeren Umgebung 15 wird die Reflexionsschicht 11 vollständig von der Maskierungsschicht 5 überlappt. Die Reflexionsschicht 11 ist also von der äußeren Umgebung 15 aus betrachtet nicht sichtbar. In Figur 1 ist der Bereich, in dem die Reflexionsschicht 11 angeordnet ist durch gestrichelte Linien angedeutet. Die Reflexionsschicht 11 ist so angeordnet, dass sie in Durchblick durch die Verbundscheibe 1 ausgehend vom Fahrzeuginnenraum 14 nicht vom zweiten Maskierungsstreifen 8 verdeckt wird. Die Reflexionsschicht 11 ist im gezeigten Beispiel streifenförmig entlang der Unterkante gerade so angeordnet, dass sie sich vollständig mit der Maskierungsschicht 5 deckt aber nicht von dem zweiten Maskierungsstreifen 8 verdeckt wird. Die Reflexionsschicht 11 ist beispielsweise eine Metallbeschichtung, welche mindestens einen Dünnschichtstapel enthält mit mindestens einer Silberschicht und einer dielektrischen Schicht. Alternativ kann die Reflexionsschicht 11 auch als reflektierende Folie ausgebildet sein und auf Außenseite III der Innenscheibe 3 angeordnet sein. Die reflektierende Folie kann eine Metallbeschichtung enthalten oder aber aus dielektrischen Polymerschichten in einer Schichtabfolge bestehen.
Die Verbundscheibe 1 umfasst außerdem ein Heizelement 6, welches innerhalb der Maskierungsschicht 5 angeordnet sind. Das Heizelement 2 wurde beispielsweise während des Herstellungsprozesses zwischen der Außenscheibe 2 und der Maskierungsschicht 5 angeordnet. Durch Druck und Erwärmung während der Lamination wurde das Heizelement 6 von der Maskierungsschicht 5 umschlossen, sodass das Heizelement 6 im gezeigten Ausführungsbeispiel näher zur Innenfläche II der Außenscheibe 2 als zur Außenfläche III der 29
Innenscheibe 3 angeordnet ist. Das Heizelement 6 ist in der Form von beispielsweise Heizdrähten ausgebildet. Die Heizdrähte sind beispielsweise auf Basis von Kupfer ausgebildet. Der Durchmesser der Heizdrähte 6 beträgt beispielsweise etwa 100 pm. Das Heizelement 6 ist in Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 ausgehend vom Fahrzeuginnenraum 14 hinter der Reflexionsschicht 11 angeordnet und wird größtenteils durch dieses überdeckt. Das Heizelement 6 erstreckt sich in etwa orthogonal zu den Seitenkanten und entlang der Unterkante. Das Heizelement 6 ist von der äußeren Umgebung 15 und dem Fahrzeuginnenraum 14 aus nicht sichtbar, da es von dem ersten Maskierungsstreifen 7 und durch die Maskierungsschicht 5 vollständig verdeckt wird.
Das Heizelement 6 ist zur elektrischen Kontaktierung mit einem ersten Sammelleiter in einem linken Randbereich des Heizelementes und mit einem weiteren, zweiten Sammelleiter in einem rechten Randbereich des Heizelementes stofflich und elektrisch verbunden (Nicht erkennbar in Figur 1 und Figur 1a). Die Sammelleiter enthalten beispielsweise Silberpartikel und wurden im Siebdruckverfahren aufgebracht und anschließend eingebrannt. Die Länge der Sammelleiter entspricht annähernd der Ausdehnung des Heizelementes 6 entlang der Seitenkanten der Verbundscheibe 1. Wird an die Sammelleiter eine elektrische Spannung angelegt, so fließt ein gleichmäßiger Strom durch das Heizelement 6 zwischen den Sammelleitern. Die Sammelleiter sind mittels Zuleitungen mit einer Spannungsquelle verbunden, welche eine für Kraftfahrzeuge übliche Bordspannung, bevorzugt von 12 V bis 15 V und beispielsweise etwa 14 V bereitstellt. Alternativ kann die Spannungsquelle 14 V auch höhere Spannungen aufweisen, beispielsweise von 35 V bis 45 V und insbesondere 42 V. Fließt ein Strom durch das Heizelement 6 so werden die Heizdrähte infolge ihres elektrischen Wderstands und joulescher Wärmeentwicklung erwärmt. Der Bereich der Verbundscheibe 1 in dem das Heizelement 6 angeordnet ist, kann so von Vereisungen und Beschlag zügig und energieeffizient befreit werden.
Die Projektionsanordnung 100 weist weiterhin eine im Armaturenbrett 9 angeordnete Bildanzeigevorrichtung 10 als Bildgeber auf. Die Bildanzeigevorrichtung 10 dient zur Erzeugung von Licht 12 (Bildinformationen), das auf die Reflexionsschicht 11 gerichtet wird und durch die Reflexionsschicht 11 als reflektiertes Licht 12' in den Fahrzeuginnenraum 14 reflektiert wird, wo es von einem Betrachter, z.B. Fahrer, gesehen werden kann. Die Reflexionsschicht 11 ist zur Reflexion des Lichts 12 der Bildanzeigevorrichtung 10, d.h. eines Bilds der Bildanzeigevorrichtung 10, geeignet ausgebildet. Das Licht 12 der Bildanzeigevorrichtung 10 trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 50° bis 80°, 30 insbesondere von 60° bis 70° auf die Verbundscheibe 1 , typischerweise etwa 65°, wie es bei HUD-Projektionsanordnungen üblich ist. Möglich wäre beispielsweise auch, die Bildanzeigevorrichtung 10 in der A-Säule eines Kraftfahrzeugs oder am Dach (jeweils fahrzeuginnenraumseitig) anzuordnen, falls die Reflexionsschicht 11 hierzu in geeigneter Weise positioniert ist. Wenn mehrere Reflexionsschichten 11 vorgesehen sind, kann jeder Reflexionsschicht 11 eine separate Bildanzeigevorrichtung 10 zugeordnet sein, d.h. es können mehrere Bildanzeigevorrichtungen 10 angeordnet sein. Die Bildanzeigevorrichtung 10 ist beispielsweise ein Display, wie ein LCD-Display, OLED-Display, EL-Display oder pLED-Display. Möglich wäre beispielsweise auch, dass es sich bei der Verbundscheibe 1 um eine Dachscheibe, Seiten- oder Heckscheibe handelt.
Die in Figur 2 gezeigte Variante entspricht im Wesentlichen der Variante aus den Figuren 1 und 1a, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu den Figuren 1 und 1a verwiesen wird.
Anders als in Figur 1 und 1a dargestellt, erstreckt sich die Reflexionsschicht 11 in Figur 2 vollflächig über die gesamte Außenseite III der Innenscheibe 3 und ist auf dieser aufgebracht. Anders als hier gezeigt, ist es jedoch auch möglich, dass die Reflexionsschicht 11 auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 aufgebracht ist. Die Reflexionsschicht 11 ist beispielsweise eine Metallbeschichtung, welche mindestens einen Dünnschichtstapel enthält mit mindestens einer Silberschicht und einer dielektrischen Schicht. Die Reflexionsschicht 11 ist teilweise lichtdurchlässig ausgebildet, sodass die Reflexionsschicht 11 in etwa 30% des auf sie auftreffenden Lichtes 12 reflektiert und in etwa eine Transmission für das Licht 12 von 70% aufweist.
Die thermoplastische Zwischenschicht 4 besteht in diesem Ausführungsbeispiel einzig aus der Maskierungsschicht 5, welche im Gegensatz zu Figur 1 und 1a nicht nur in einem Randbereich 13' der Verbundscheibe 1 zwischen Außenscheibe 2 und Innenscheibe 3 angeordnet ist, sondern deckungsgleich auf der gesamten Innenseite II der Außenscheibe 2 und der Außenseite III der Innenscheibe 3 angeordnet ist. Die Maskierungsschicht 5 weist dabei einen transparenten Bereich 5" und einen opaken Bereich 5' auf. Es handelt sich zwar vor der Laminierung um eine zusammenhängende Verbundfolie, die beispielsweise auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder thermoplastischem Polyurethan (TPU) ausgebildet ist, die aber in einem rahmenförmig umlaufenden Bereich 5' der Maskierungsschicht 5 gefärbt ist. Die Färbung ist beispielsweise schwarz. Der Bereich 5" 31 der Maskierungsschicht 5 innerhalb des rahmenförmig umlaufenden Abschnittes 5' ist hingegen transparent und eignet sich somit zur Durchsicht. Die Dicke der Maskierungsschicht 5 beträgt beispielsweise 0,76 mm. Der erste Maskierungsstreifen 7 ist in Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 deckungsgleich mit dem opaken Bereich 5' der Maskierungsschicht 5 auf der Innenfläche II der Innenscheibe aufgebracht.
Der opake Bereich 5' der Maskierungsschicht 5 ist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 13' des Randbereichs 13 verbreitert, d.h. der opake Bereich 5' weist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 13' des Randbereichs 13 ein größere Breite als im oberen (dachseitigen) Abschnitt 13" des Randbereichs 13 (wie auch in der in Figur 2 nicht erkennbaren seitlichen Abschnitten des Randbereichs 13) der Verbundscheibe 1 auf. Als "Breite" wird die Abmessung des opaken Bereiches 5' senkrecht zur Unterkante der Innen- und Außenscheibe 2, 3 verstanden.
In diesem Ausführungsbeispiel könnte das Heizelement 6 ebenfalls im oberen dachseitigen Abschnitt 13' innerhalb des opaken Bereiches 5' der Maskierungsschicht 5 angeordnet sein. Zusätzlich, um eine umlaufende Heizwirkung zu erreichen, könnte das Heizelement 6 auch in der Erstreckungsrichtung von der Oberkante zur Unterkante entlang und im Seitenkanten- Bereich angeordnet sein.
Des Weiteren könnten mehrere Bildanzeigevorrichtungen 10 vorgesehen sein, die beispielweise den unteren (motorseitigen) Abschnitt 13' und den oberen (dachseitigen) Abschnitt 13" des Randbereichs 13 mit sichtbarem Licht 12 bestrahlen. Beispielsweise könnten die Bildanzeigevorrichtungen 10 so angeordnet sein, dass ein (teilweise) umlaufendes, kontrastreiches Bild erzeugt wird.
Dadurch, dass die Reflexionsschicht 11 sich über die gesamte Außenseite III der Innenscheibe 3 erstreckt, können alle Bereiche der Verbundscheibe 1 zur Reflexion eines Bildes genutzt werden. Es ist möglich, weitere Bildanzeigevorrichtungen zu verwenden, welche beispielsweise Bereiche der Reflexionsschicht 11 bestrahlen, die nicht mit dem opaken Bereich 5' der Maskierungsschicht 5 in Überlappung sind, sich also zum Beispiel im Durchsichtbereich der Verbundscheibe 1 befinden. Hierdurch kann die Funktion eines Head- Up-Displays genutzt werden. 32
Es wird nun Bezug auf die Figuren 3 bis 6 genommen, worin vergrößerte Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der Verbundscheibe 1 gezeigt sind. Die Querschnittansichten der Figuren 3 bis 6 entsprechen der Schnittlinie A-A' im unteren Abschnitt 13' des Randbereichs 13 der Verbundscheibe 1, wie in Figur 1a angedeutet ist.
Die Figur 3 zeigt eine vergrößerte Querschnittansicht im Randbereich 13' von Figur 1a. In der Figur 3 gezeigten Variante der Verbundscheibe 1 , ist die vollständig opake Maskierungsschicht 5 zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 3 angeordnet. Die Maskierungsschicht 5 ist im gezeigten Beispiel in unmittelbarem stofflichen Kontakt mit der Reflexionsschicht 11 und dem ersten Maskierungsstreifen 7. Die Reflexionsschicht 11 ist auf der Außenseite III der Innenscheibe 3 angeordnet. Das Licht 12 von der Bildanzeigevorrichtung 10 wird von der Reflexionsschicht 11 als reflektiertes Licht 12' in den Fahrzeuginnenraum 14 reflektiert. Das Licht 12, 12' kann eine s- und/oder p-Polarisation aufweisen. Aufgrund des Einfallswinkel des Lichtes 12 auf der Verbundscheibe 1 nahe des Brewster-Winkels wird der p-polarisierte Anteil des Lichtes 12 kaum an der Transmission durch die Innenscheibe 3 gehindert. Diese Variante hat den Vorteil, dass ein relativ großer Anteil des einfallenden, p-polarisierten Lichts 12 reflektiert wird und anschließend, aufgrund der Tatsache, dass der Einfallswinkel gleich der Ausfallswinkel (In Figur 3 bis 6 durch a gezeigt) ist, weitestgehend ungehindert durch die Innenscheibe 3 in den Fahrzeuginnenraum 14 transmittiert. Das Bild wird außerdem vor dem Hintergrund der opakem Maskierungsschicht 5 mit hohem Kontrast gut erkennbar. Das Heizelement 5 ist durch den ersten Maskierungsstreifen 7 von der äußeren Umgebung 15 aus nicht visuell wahrnehmbar. Aufgrund der opaken Maskierungsschicht 5 ist das Heizelement außerdem nicht aus dem Fahrzeuginnenraum 14 heraus visuell wahrnehmbar.
Die Heizdrähte des Heizelementes 6 sind mit ihrer Erstreckungsrichtung orthogonal zur Querschnittebene innerhalb der opaken Maskierungsschicht 5 angeordnet. Die einzelnen Heizdrähte sind mit einem Abstand von beispielsweise ca. 1 mm zueinander vom unteren zum oberen Abschnitt des vergrößerten Querschnittes angeordnet.
Die in den Figuren 4 bis 6 gezeigten Varianten entsprechen im Wesentlichen der Variante aus den Figuren 1, 1a und Figur 3, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu den Figuren 1, 1a und 3 verwiesen wird. 33
Anders als in Figur3 gezeigt ist in Figur4 die Reflexionsschicht 11 nicht auf der Außenseite III der Innenscheibe 3, sondern auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 aufgebracht. Diese Variante hat den Vorteil, dass das einfallende Licht 12 nicht durch die Transmission durch die Innenscheibe 3 gehindert wird. Es bietet sich zudem auch bevorzugt für Licht 12 mit einem hohen s-polarisierten Anteil an, da es zu weniger Doppelbildern durch die Reflexion an der Innenscheibe 3 kommt.
Die in Figur 5 gezeigte Variante der Verbundscheibe 1 unterscheidet sich von der Variante von Figur 3 nur dadurch, dass eine hochbrechende Beschichtung 17 auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 angeordnet ist. Die hochbrechende Beschichtung 17 ist beispielsweise mittels des Sol-Gel-Verfahren aufgebracht und besteht aus einer Titanoxid-Beschichtung. Aufgrund des höheren Brechungsindex (beispielsweise 1,7) der hochbrechenden Beschichtung 17 im Vergleich zur Innenscheibe 3 kann der normalerweise bei ca. 56,5° liegende Brewster- Winkel (Für Kalk-Natron-Glas) verändert werden, was die Anwendung vereinfacht und den Effekt störender Doppelbilder durch die Reflexion an der Innenseite IV der Innenscheibe 3 reduziert.
Die in Figur 6 gezeigte Variante der Verbundscheibe 1 unterscheidet sich von der Variante von Figur 3 dadurch, dass eine weitere Reflexionsschicht 11" auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 zusätzlich zu der ersten Reflexionsschicht 1 T auf der Außenseite III der Innenscheibe 3 angeordnet ist. Außerdem ist die hochbrechende Beschichtung 17 auf der weiteren Reflexionsschicht 11" aufgebracht. Diese Anordnung bietet dann große Vorteile, wenn die Reflexionsschichten 11', 11" jeweils für sich alleine genommen geringere Anteile (<10%) des einfallenden Lichtes 12 reflektieren. Durch die Anordnung auf sowohl der Außenseite III als auch der Innenseite IV der Innenscheibe 3 wird die Gesamtreflexion des einfallenden Lichtes 12 verbessert. Die hochbrechende Beschichtung 17 unterstützt zudem die Vermeidung von störenden Doppelbildern durch die Reflexion an der Innenseite IV der Innenscheibe 3
In allen Ausführungsbeispielen ist die Reflexionsschicht 11 fahrzeuginnenraumseitig der Maskierungsschicht 5 angeordnet, d.h. in Sicht auf die Innenseite der Verbundscheibe 1 befindet sich die Reflexionsschicht 11 vor der Maskierungsschicht 5.
Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Erfindung eine verbesserte Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung zur Verfügung stellt, die eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast ermöglicht. Unerwünschte Nebenbilder können vermieden werden. Aufgrund des 34
Einsatzes des Heizelementes zusammen mit der Verbundscheibe kann der Platz im Armaturenbrettbereich bei Einbau in ein Fahrzeug deutlich reduziert werden, was Möglichkeiten für ein schlankeres Design im Fahrzeuginnenraum ermöglichen kann. Mittels der Bilddarstellung über die Reflexionsschicht vor der Maskierungsschicht kann das üblicherweise am Armaturenbrett befestigte Display mit Geschwindigkeitsanzeige, Drehzahlanzeige, Warnhinweisanzeige und Tankanzeige ersetzt werden. Die Beheizung der Verbundscheibe durch das Heizelement ersetzt Zulaufleitungen, welche üblicherweise durch Motorwärme erhitzte Luft zur Windschutzscheibe leiten. Des Weiteren ergeben sich zusätzliche geometrische Freiheitsgrade bei der Ausgestaltung des Fahrzeuginnenraumes, wenn die Luftauslassdüsen, die üblicherweise in einem bestimmten geometrischen Verhältnis zur Verglasung angebracht sind, entfallen. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann unter Anwendung bekannter Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig produziert werden.
35
Bezugszeichenliste
1 Verbundscheibe
2 Außenscheibe
3 Innenscheibe
4 thermoplastische Zwischenschicht
5 Maskierungsschicht 5' opaker Bereich
5" transparenter Bereich
6 Heizelement
7 erster Maskierungsstreifen
8 zweiter Maskierungsstreifen
9 Armaturenbrett
10 Bildanzeigevorrichtung 11 Reflexionsschicht
12, 12' Licht
13, 13', 13" Randbereich
14 Fahrzeuginnenraum
15 äußere Umgebung
16 transparente Schicht 17 hochbrechende Beschichtung 100 Projektionsanordnung
I Außenseite der Außenscheibe 2
II Innenseite der Außenscheibe 2
III Außenseite der Innenscheibe 3
IV Innenseite der Innenscheibe 3
A-A’ Schnittlinie

Claims

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Patentansprüche Verbundscheibe (1), insbesondere für eine Projektionsanordnung (100), mindestens umfassend: eine Außenscheibe (2), eine Innenscheibe (3) und eine zwischen der Außenscheibe (2) und der Innenscheibe (3) angeordnete thermoplastische Zwischenschicht (4), wobei die Außenscheibe (2) und die Innenscheibe (3) jeweils eine Außenseite (I, III) und eine Innenseite (II, IV) aufweisen und die Innenseite (II) der Außenscheibe (2) und die Außenseite (III) der Innenscheibe (3) einander zugewandt sind, und die thermoplastische Zwischenschicht (4) zumindest eine Maskierungsschicht (5) enthält oder daraus besteht und die Maskierungsschicht (5) zumindest in einem Bereich (5') opak ist, ein Heizelement (6), welches innerhalb des opaken Bereiches (5') der Maskierungsschicht (5) angeordnet ist, und eine Reflexionsschicht (11), welche zum Reflektieren von sichtbarem Licht (12) geeignet ist, wobei die Reflexionsschicht (11) in Blickrichtung von der Innenscheibe (3) zu der Außenscheibe (2) räumlich vor der Maskierungsschicht (5) angeordnet ist und zumindest teilweise mit dem opaken Bereich (5') der Maskierungsschicht (5) überlappt. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 1, wobei die Maskierungsschicht (5) außerdem einen transparenten Bereich (5") aufweist und der opake Bereich (5') sich bevorzugt über weniger als 30 %, besonders bevorzugt über weniger als 20% und insbesondere über weniger als 10 % der Gesamtfläche der Verbundscheibe (1) erstreckt. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 1 , wobei die thermoplastische Zwischenschicht (4) die Maskierungsschicht (5) und eine transparente Schicht (16) enthält und die Maskierungsschicht (5) vollständig opak ist, vorzugsweise erstreckt sich die Maskierungsschicht dabei über weniger als 30 %, besonders bevorzugt über weniger als 20% und insbesondere über weniger als 10 % der Gesamtfläche der Verbundscheibe (1). 37 Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Maskierungsschicht (5) zumindest angrenzend an eine Unterkante der Verbundscheibe (1) angeordnet ist und sich vorzugsweise über mindestens 5 % und besonders bevorzugt über mindestens 10% der Gesamtfläche der Verbundscheibe (1) erstreckt. Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der opake Bereich (5') der Maskierungsschicht (5) in einem Randbereich der Verbundscheibe (1) rahmenförmig umlaufend angeordnet ist und insbesondere in einem Abschnitt (12'), der in Überdeckung zur Reflexionsschicht (11) ist, eine größere Breite aufweist als in hiervon verschiedenen Abschnitten (12"). Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Reflexionsschicht (11) und der opake Bereich (5') jeweils eine Fläche aufweisen, welche deckungsgleich angeordnet sind, oder der opake Bereich (5') eine größere Fläche aufweist als die Reflexionsschicht (11) und die Reflexionsschicht (11) vollständig mit dem opaken Bereich (5') überlappt. Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, welche außerdem einen ersten Maskierungsstreifen (7) umfasst, welcher bereichsweise auf der Innenseite (II) der Außenscheibe (2) aufgebracht ist, und wobei zumindest das Heizelement (6) vollständig mit dem ersten Maskierungsstreifen (7) überlappt. Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Reflexionsschicht (11) eine mittlere Transmission im sichtbaren Spektralbereich von bevorzugt mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 70 % und insbesondere weniger als 85 % aufweist und/oder die Reflexionsschicht (11) bevorzugt mindestens 15 %, besonders bevorzugt mindestens 20 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 30 % des auf die Reflexionsschicht (11) auftreffenden Lichtes (12) reflektiert. Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, welche außerdem einen ersten Sammelleiter und einen zweiten Sammelleiter umfasst, welche zum Anschluss an eine Spannungsquelle vorgesehen sind, 38 wobei der erste und der zweite Sammelleiter derart mit einem Randbereich des Heizelementes (6) verbunden sind, dass zwischen den Sammelleitern ein Strompfad durch das Heizelement (6) für einen Heizstrom geformt ist.
10. Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Heizelement (6) vollständig in dem opaken Bereich (5‘) der Maskierungsschicht (5) eingebettet ist.
11. Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Heizelement (6) in der Form von Heizdrähten ausgebildet ist, welche vorzugsweise einen Durchmesser von 10 pm bis 300 pm und besonders bevorzugt von 20 pm bis 150 pm aufweisen.
12. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 11 , wobei die Heizdrähte ein Metall enthalten oder daraus bestehen, vorzugsweise enthalten oder bestehen die Heizdrähte aus Kupfer und/oder Wolfram.
13. Verbundscheibe (1) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei eine hochbrechende Beschichtung (17) mit einem Brechungsindex von mindestens 1,7 mindestens in einem Bereich der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet ist, welcher in Überdeckung mit der Reflexionsschicht (11) ist, und wobei die hochbrechende Beschichtung (17) mit Blick auf die Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) immer räumlich vor der Reflexionsschicht (11) angeordnet ist.
14. Projektionsanordnung (100), umfassend: eine Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, eine der Reflexionsschicht (11) zugeordnete Bildanzeigevorrichtung (10) mit einer auf die Reflexionsschicht (11) gerichteten Bildanzeige, deren Bild von der Reflexionsschicht (11) reflektierbar ist, wobei zumindest der Bereich der Reflexionsschicht (11) von der Bildanzeigevorrichtung (10) bestrahlbar ist, welcher in Überdeckung mit dem opaken Bereich (5') der Maskierungsschicht (5) ist.
15. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei: 39
(a) die Außenscheibe (2), die thermoplastische Zwischenschicht (4), das Heizelement (6), die Reflexionsschicht (11) und die Innenscheibe (3) zu einem Schichtstapel angeordnet werden, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (4) zwischen der Außenscheibe (2) und der Innenscheibe (3) angeordnet wird und das Heizelement (6) innerhalb des opaken
Bereiches (5') der Maskierungsschicht (5) angeordnet wird, und wobei die Reflexionsschicht (11) in Blickrichtung von der Innenscheibe (3) zu der Außenscheibe (2) räumlich vor der Maskierungsschicht (5) angeordnet wird und zumindest teilweise mit dem opaken Bereich (5') der Maskierungsschicht (5) überlappt, (b) der erhaltene Schichtstapel zu einer Verbundscheibe (1) laminiert wird. Verwendung der Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere als Fahrzeug-Windschutzscheibe.
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