WO2022017707A1

WO2022017707A1 - Projektionsanordnung für ein head-up-display (hud) mit p-polarisierter strahlung

Info

Publication number: WO2022017707A1
Application number: PCT/EP2021/066909
Authority: WO
Inventors: Jan Hagen; Klaus Fischer; Roberto ZIMMERMANN; Valentin SCHULZ
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2020-07-20
Filing date: 2021-06-22
Publication date: 2022-01-27
Also published as: CN114258508A; US20230228991A1; EP4182165A1

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display (HUD), mindestens umfassend - eine Verbundscheibe (10), umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, mit einem HUD-Bereich (B); - eine elektrisch leitfähige Beschichtung (20) auf der zur Zwischenschicht (3) hingewandten Oberfläche (II, III) der Außenscheibe (1) oder der Innenscheibe (2) oder innerhalb der Zwischenschicht (3); und - einen HUD-Projektor (4), der auf den HUD-Bereich (B) gerichtet ist;wobei die Strahlung des Projektors (4) p-polarisiert ist, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (20) mindestens - eine erste dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M1), - eine erste elektrisch leitfähige Schicht (21.1) mit einer Dicke von 11 nm bis 14 nm, - eine zweite dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M2), - eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (21.2) mit einer Dicke von 10 nm bis 13 nm, - eine dritte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M3),- eine dritte elektrisch leitfähige Schicht (21.3) mit einer Dicke von 10 nm bis 13 nm, - eine vierte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M4),- eine vierte elektrisch leitfähige Schicht (21.4) mit einer Dicke von 7 nm bis 11 nm und - eine fünfte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M5)umfasst, die in der angegebenen Reihenfolge ausgehend vom Substrat angeordnet sind.

Description

Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display (HUD) mit p-polarisierter Strahlung

Die Erfindung betrifft eine Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display und ihre Verwendung.

Moderne Automobile werden in zunehmendem Maße mit sogenannten Head-Up-Displays (HUDs) ausgestattet. Mit einem Projektor, typischerweise im Bereich des Armaturenbretts, werden Bilder auf die Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild (von ihm aus gesehen) hinter der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seinen Blick von der Fahrbahn wenden zu müssen. Head-Up- Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.

HUD-Projektoren werden überwiegend mit s-polarisierter Strahlung betrieben und bestrahlen die Windschutzscheibe mit einem Einfallswinkel von etwa 65%, was nahe dem Brewster- Winkel für einen Luft-Glas-Übergang liegt (56,5° für Kalk-Natron-Glas). Dabei tritt das Problem auf, dass das Projektorbild an beiden externen Oberflächen der Windschutzscheibe reflektiert wird. Dadurch tritt neben dem gewünschten Hauptbild auch ein leicht versetztes Nebenbild auf, das sogenannte Geisterbild („Ghost“). Das Problem wird üblicherweise dadurch gemindert, dass die Oberflächen in einem Winkel zueinander eingeordnet werden, insbesondere durch Verwendung einer keilartigen Zwischenschicht zur Lamination der als Verbundscheibe ausgebildeten Windschutzscheiben, so dass Hauptbild und Geisterbild einander überlagert werden. Verbundgläser mit Keilfolien für HUDs sind beispielsweise aus W02009/071135A 1 , EP1800855B1 oder EP1880243A2 bekannt.

Die Keilfolien sind kostspielig, so dass die Herstellung einer solchen Verbundscheibe für ein HUD recht kostenintensiv ist. Es besteht daher Bedarf an HUD-Projektionsanordnungen, die mit Windschutzscheiben ohne Keilfolien auskommen. So ist es beispielsweise möglich, den HUD-Projektor mit p-polarisierter Strahlung zu betreiben, welche an den Scheibenoberflächen nicht wesentlich reflektiert wird. Als Reflexionsfläche für die p-polarisierte Strahlung weist die Windschutzscheibe stattdessen eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf. Die DE102014220189A1 offenbart eine solche HUD-Projektionsanordnung, welche mit p- polarisierter Strahlung betrieben wird. Als reflektierende Struktur wird unter anderem eine einzelne metallische Schicht vorgeschlagen mit einer Dicke von 5 nm bis 9 nm, beispielsweise aus Silber oder Aluminium. Es sind auch komplexere elektrisch leitfähige Beschichtungen für Windschutzscheiben bekannt, die beispielsweise als IR-reflektierende Beschichtungen (Sonnenschutzbeschichtungen) verwendet werden, um die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums zu verringern und dadurch den thermischen Komfort zu verbessern. Die Beschichtungen können aber auch als beheizbare Beschichtungen verwendet werden, indem sie mit einer Spannungsquelle verbunden werden, so dass ein Strom durch die Beschichtung fließt. Geeignete Beschichtungen enthalten leifähige, metallische Schichten, insbesondere auf Basis von Silber. Da diese Schichten korrosionsanfällig sind, ist es üblich, sie auf die der Zwischenschicht zugewandten Oberfläche der Außenscheibe oder der Innenscheibe aufzubringen, so dass sie keinen Kontakt zur Atmosphäre haben. Silberhaltige transparente Beschichtungen sind beispielsweise bekannt aus W003/024155, US2007/0082219A1 , US2007/0020465A1 , WO2013/104438 oder WO2013/104439.

Diese bekannten IR-reflektierende Beschichtungen können prinzipiell zwar als Reflexionsbeschichtungen für ein HUD verwendet werden, was in der Regel allerdings nicht zu gänzlich zufriedenstellenden Ergebnissen führt. Eine HUD-Reflexionsbeschichtung muss nämlich weitere Anforderungen erfüllen, insbesondere einen möglichst hohen und gleichmäßigen Reflexionsgrad im Bereich der Projektorstrahlung, um zu einer intensitätsstarken und farbneutralen HUD-Projektion zu führen.

In WO2017198363A1 wird eine Beschichtung mit vier Silberschichten für ein HUD mit s- polarisierter Strahlung vorgeschlagen. Die Anforderungen an das Reflexionsverhalten sind bei Verwendung s-polarisierter Strahlung aber andere als bei Verwendung p-polarisierter Strahlung. In WO2019179683A1 und W02020094422A1 werden Beschichtungen mit vier Silberschichten für ein HUD mit p-polarisierter Strahlung vorgeschlagen. Diese Beschichtungen sind zwar auf ihr Reflexionsverhalten gegenüber p-polarisierter Strahlung optimiert, weisen aber jeweils eine sehr dünne Silberschicht auf, was zu sogenannten Entnetzungsproblemen bei einer Hitzebehandlung führen kann, wodurch eine inselartige Akkumulation des Silbers entsteht statt einer homogenen Schicht. In W02021004685A1 und WO2021104800A1 werden Beschichtungen mit einer einzelnen Silberschicht für ein HUD mit p-polarisierter Strahlung vorgeschlagen. Diese weisen aber eine relativ geringe Reflektivität gegenüber IR-Strahlung auf und einen relativ hohen Flächenwiderstand. Die Beschichtungen führen daher zwar zu einer guten Reflexion der HUD-Strahlung, können aber nur eingeschränkt als Sonnenschutzbeschichtungen oder beheizbare Beschichtungen verwendet werden. Die bislang bekannten leitfähigen Beschichtungen sind also mit gewissen Nachteilen behaftet, welche entweder die Reflexionseigenschaften gegenüber der p-polarisierten HUD-Strahlung oder die Sonnenschutzeigenschaften oder die Stabilität des Schichtaufbaus betreffen. Es besteht Bedarf an weiter verbesserten Beschichtungen, welche diese Nachteile überwinden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display bereitzustellen. Die Verbundscheibe der Projektionsanordnung soll ohne Keilfolie auskommen und eine elektrisch leitfähige Beschichtung aufweisen, welche stabil ist und auch als Sonnenschutzbeschichtung und/oder als beheizbare Beschichtung einsetzbar ist. Die HUD-Projektion soll mit hoher Intensität erzeugt werden und die Verbundscheibe soll ein angenehmes Erscheinungsbild aufweisen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Projektionsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Erfindungsgemäß wird p-polarisierte Strahlung zur Erzeugung des HUD-Bildes verwendet und die Verbundscheibe weist eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf, welche p- polarisierte Strahlung hinreichend reflektiert. Da der für HUD-Projektionsanordnungen typische Einfallswinkel von etwa 65° dem Brewsterwinkel für einen Luft-Glas-Übergang (56,5°, Kalk-Natron-Glas) relativ nahekommt, wird p-polarisierte Strahlung von den Scheibenoberflächen kaum reflektiert, sondern hauptsächlich von der leitfähigen Beschichtung. Geisterbilder treten daher nicht oder kaum wahrnehmbar auf, so dass auf die Verwendung einer kostspieligen Keilfolie verzichtet werden kann. Die Beschichtung weist einen hohen und gleichmäßigen Reflexionsgrad gegenüber p-polarisierter Strahlung auf, so dass eine intensitätsstarke und farbneutrale HUD-Darstellung gewährleistet ist. Gleichzeitig weist die Beschichtung eine hohe Reflektivität gegenüber IR-Strahlung auf, so dass sie den Energieeintrag in das Fahrzeug durch Sonnenstrahlung wirksam reduziert. Ebenso weist die Beschichtung einen geringen Flächenwiderstand auf, so dass sie unter Verwendung der Bordspannung üblicher Fahrzeuge (14V) auch als beheizbare Beschichtung einsetzbar ist. Die einzelnen leitfähigen Schichten der Beschichtung sind ausreichend dick, um eine Stabilität des Schichtaufbaus zu gewährleisten, während sehr dünne leitfähige Schichten zu einer Entnetzung des Schichtaufbaus führen könnten. Auch können die optischen Anforderungen an eine Windschutzscheibe erfüllt werden, insbesondere hinsichtlich Transparenz und Farbgebung. Das sind große Vorteile der vorliegenden Erfindung. Die erfindungsgemäße Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display (HUD) umfasst mindestens eine Verbundscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung und einen Projektor (HUD-Projektor). Wie bei HUDs üblich bestrahlt der Projektor einen Bereich der Windschutzscheibe, wo die Strahlung in Richtung des Betrachters (Fahrers) reflektiert wird, wodurch ein virtuelles Bild erzeugt wird, welches der Betrachter von ihm aus gesehen hinter der Windschutzscheibe wahrnimmt. Der durch den Projektor bestrahlbare beziehungsweise bestrahlte Bereich der Verbundscheibe wird als HUD-Bereich bezeichnet. Die Strahlrichtung des Projektors kann typischerweise durch Spiegel variiert werden, insbesondere vertikal, um die Projektion an die Körpergröße des Betrachters anzupassen. Der Bereich, in dem sich die Augen des Betrachters bei gegebener Spiegelstellung befinden müssen, wird als Eyeboxfenster bezeichnet. Dieses Eyeboxfenster kann durch Verstellung der Spiegel vertikal verschoben werden, wobei der gesamte dadurch zugängliche Bereich (das heißt die Überlagerung aller möglichen Eyeboxfenster) als Eyebox bezeichnet wird. Ein innerhalb der Eyebox befindlicher Betrachter kann das virtuelle Bild wahrnehmen. Damit ist natürlich gemeint, dass sich die Augen des Betrachters innerhalb der Eyebox befinden müssen, nicht etwa der gesamte Körper.

Die hier verwendeten Fachbegriffe aus dem Bereich der HUDs sind dem Fachmann allgemein bekannt. Für eine ausführliche Darstellung sei auf die Dissertation „Simulationsbasierte Messtechnik zur Prüfung von Head-Up Displays“ von Alexander Neumann am Institut für Informatik der Technischen Universität München (München: Universitätsbibliothek der TU München, 2012) verwiesen, insbesondere auf Kapitel 2 „Das Head-Up Display“.

Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung, insbesondere der Fensteröffnung eines Fahrzeugs, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (insbesondere Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist bevorzugt eine Windschutzscheibe (Frontscheibe) eines Fahrzeugs zu Lande, im Wasser oder in der Luft, insbesondere die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personen- oder Lastkraftwagens, oder die Frontscheibe eines Flugzeugs, Schiffs oder Schienenfahrzeugs, insbesondere Zugs. HUDs, bei denen die Projektorstrahlung an einer Windschutzscheibe reflektiert wird, um ein für den Fahrer (Betrachter) wahrnehmbares Bild zu erzeugen, sind besonders gebräuchlich. Prinzipiell ist es aber auch denkbar, die HUD-Projektion an andere Scheiben, insbesondere Fahrzeugscheiben zu projizieren, beispielsweise an eine Seitenscheibe oder Heckscheibe. Durch das HUD einer Seitenscheibe können beispielsweise Personen oder andere Fahrzeuge markiert werden, mit denen eine Kollision droht, sofern deren Position durch Kameras oder andere Sensoren festgestellt wird. Ein HUD einer Heckscheibe kann bei Rückwärtsfahrt Informationen für den Fahrer liefern.

Die Verbundscheibe weist eine Oberkante und eine Unterkante auf sowie zwei dazwischen verlaufende Seitenkanten. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Im Falle einer Windschutzscheibe wird die Oberkante häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden.

Die Verbundscheibe weist eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf, insbesondere eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist bevorzugt auf einer der Zwischenschicht zugewandten Oberflächen der beiden Scheiben, also der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe oder der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe, aufgebracht. Alternativ kann die elektrisch leitfähige Beschichtung auch innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sein, beispielsweise aufgebracht auf einer Trägerfolie, die zwischen zwei thermoplastischen Verbindefolien angeordnet ist. Die leitfähige Beschichtung kann beispielsweise als IR-reflektierende Sonnenschutzbeschichtung vorgesehen sein oder auch als heizbare Beschichtung, welche elektrisch kontaktiert ist und sich bei Stromdurchfluss erwärmt. Unter einer transparenten Beschichtung wird eine Beschichtung verstanden, die eine mittlere Transmission im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 75 % aufweist, die also die Durchsicht durch die Scheibe nicht wesentlich einschränkt. Bevorzugt sind mindestens 80% der Scheibenoberfläche mit der erfindungsgemäßen Beschichtung versehen. Insbesondere ist die Beschichtung vollflächig auf die Scheibenoberfläche aufgebracht mit Ausnahme eines umlaufenden Randbereichs und optional lokaler Bereich, die als Kommunikations-, Sensor- oder Kamerafenster die Transmission von elektromagnetischer Strahlung durch die Verbundscheibe gewährleisten sollen und daher nicht mit der Beschichtung versehen sind. Der umlaufende unbeschichtete Randbereich weist beispielsweise eine Breite von bis zu 20 cm auf. Er verhindert den direkten Kontakt der Beschichtung zur umgebenden Atmosphäre, so dass die Beschichtung im Innern der Verbundscheibe vor Korrosion und Beschädigung geschützt ist.

Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist ein Schichtstapel oder eine Schichtenfolge, insbesondere aus dünnen Schichten, umfassend mehrere elektrisch leifähige, insbesondere metallhaltige Schichten, wobei jede elektrisch leitfähige Schicht jeweils zwischen zwei dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen angeordnet ist. Die Beschichtung ist also ein Dünnschicht-Stapel mit n elektrisch leitfähigen Schichten und ( n+1 ) dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen, wobei n eine natürliche Zahl ist und wobei auf eine untere dielektrische Schicht oder Schichtenfolge jeweils im Wechsel eine leitfähige Schicht und eine dielektrische Schicht oder Schichtenfolge folgt. Solche Beschichtungen sind als Sonnenschutzbeschichtungen und heizbare Beschichtungen bekannt, wobei die elektrisch leitfähigen Schichten typischerweise auf Basis von Silber ausgebildet sind.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung weist mindestens vier elektrisch leitfähige Schichten auf. Die besagte natürliche Zahl n beträgt also mindestens 4. Die Beschichtung umfasst mindestens die folgenden Schichten oder Schichtenfolgen, welche in der angegebenen Reihenfolge ausgehend von dem Substrat, auf dem die Beschichtung abgeschieden ist (also insbesondere der Außenscheibe, der Innenscheibe oder einer Trägerfolie in der Zwischenschicht) angeordnet sind: eine erste dielektrische Schicht oder Schichtenfolge,

- eine erste elektrisch leitfähige Schicht,

- eine zweite dielektrische Schicht oder Schichtenfolge,

- eine zweite elektrisch leitfähige Schicht,

- eine dritte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge,

- eine dritte elektrisch leitfähige Schicht, - eine vierte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge,

- eine vierte elektrisch leitfähige Schicht und

- eine fünfte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge.

Die erfindungsgemäße Beschichtung kann weitere elektrisch leitfähige Schichten und dielektrische Schichten oder Schichtenfolgen umfassen, die oberhalb der fünften dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge angeordnet sind (n> 4). In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung beträgt die besagte natürliche Zahl n jedoch genau 4. Komplexere Schichtaufbauten sind grundsätzlich nicht erforderlich, um die erforderlichen Spezifikationen der Beschichtungen zu erreichen. Es können aber weitere metallhaltige Schichten vorhanden sein, die nicht wesentlich zur elektrischen Leitfähigkeit der Reflexionsbeschichtung beitragen, sondern einen anderen Zweck erfüllen. Dies gilt insbesondere für metallische Blockerschichten mit geometrischen Dicken von weniger als 1 nm, die bevorzugt zwischen der Silberschicht und den dielektrischen Schichtenfolgen angeordnet sind.

Die vorteilhaften Eigenschaften der erfindungsgemäßen Beschichtung wird insbesondere durch eine gezielte Auswahl der Schichtdicken der elektrisch leitfähigen Schichten erreicht. Erfindungsgemäß die Schichtdicke

- der ersten elektrisch leitfähigen Schicht von 11 nm bis 14 nm,

- der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht von 10 nm bis 13 nm,

- der dritten elektrisch leitfähigen Schicht von 10 nm bis 13 nm,

- der vierten elektrisch leitfähigen Schicht von 7 nm bis 11 nm.

Die Dicke der ersten elektrisch leitfähigen Schicht ist bevorzugt größer als die Dicke der vierten elektrisch leitfähigen Schicht. Es ist weiter bevorzugt, dass auch die Dicken der zweiten und der dritten elektrisch leitfähigen Schicht jeweils größer sind als die Dicke der vierten elektrisch leitfähigen Schicht. Damit werden besonders gute Ergebnisse erreicht. Es kann außerdem bevorzugt sein, dass die Dicke der ersten elektrisch leitfähigen Schicht größer ist als die Dicke der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht.

Die Angabe von Schichtdicken oder Dicken beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf die geometrische Dicke einer Schicht. Die Dicke der ersten elektrisch leitfähigen Schicht beträgt bevorzugt von 11 ,5 nm bis 13,5 nm, insbesondere von 12 nm bis 13 nm. Die Dicke der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht beträgt bevorzugt von 10 nm bis 12,5 nm, insbesondere von 10 nm bis 12 nm. Die Dicke der dritten elektrisch leitfähigen Schicht beträgt bevorzugt von 11 nm bis 12,5 nm. Die Dicke der vierten elektrisch leitfähigen Schicht beträgt bevorzugt von 7,5 nm bis 10 nm, insbesondere von 7,5 nm bis 9,5 nm. Damit werden besonders gute Ergebnisse erreicht.

Durch die funktionellen, elektrisch leitfähigen Schichten wird die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung bewirkt. Jede elektrisch leitfähige Schicht enthält bevorzugt zumindest ein Metall oder eine Metalllegierung, und ist besonders bevorzugt auf Basis des Metalls oder der Metalllegierung ausgebildet, das heißt besteht im Wesentlichen aus dem Metall oder der Metalllegierung abgesehen von etwaigen Dotierungen oder Verunreinigungen. Bevorzugt sind die elektrisch leitfähigen Schichten auf Basis von Silber (Ag) oder einer silberhaltigen Legierung ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die elektrisch leitfähige Schicht mindestens 90 Gew. % Silber, bevorzugt mindestens 99 Gew. % Silber, besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % Silber. Die Silberschichten können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Paladium, Gold, Kupfer oder Aluminium.

Die vorteilhaften Reflexionseigenschaften gegenüber der HUD-Projektorstrahlung werden insbesondere durch die erfindungsgemäßen Dicken der elektrisch leitfähigen Schichten bereitgestellt. Sie können weiter optimiert werden durch die dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen, wobei insbesondere deren optische Dicke einflussreich ist. Die optische Dicke ergibt sich als Produkt aus Brechungsindex und geometrischer Dicke. Besonders die optischen Dicken der ersten und der fünften dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge haben einen großen Einfluss. Die optische Dicke der ersten dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge beträgt bevorzugt von 50 nm bis 150 nm, besonders bevorzugt von 80 nm bis 120 nm, ganz besonders bevorzugt von 90 nm bis 110 nm, insbesondere von 95 nm bis 105 nm. Die optische Dicke der fünften dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge beträgt bevorzugt von 50 nm bis 150 nm, besonders bevorzugt von 70 nm bis 110 nm, ganz besonders bevorzugt von 75 nm bis 95 nm, insbesondere von 80 nm bis 90 nm. Die optischen Dicken der zweiten, dritten und vierten („zwischenliegenden“) dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen betragen unabhängig voneinander bevorzugt von 100 nm bis 200 nm, besonders bevorzugt von 120 nm bis 180 nm, ganz besonders bevorzugt von 150 nm bis 170 nm.

In einer Ausgestaltung der Erfindung weisen alle dielektrischen Schichten einen Brechungsindex größer als 1 ,8 auf, bevorzugt größer als 1,9. Anders ausgedrückt sind sämtliche dielektrische Schichten oder Schichtenfolgen ausschließlich aus dielektrischen Schichten mit einem Brechungsindex von größer als 1 ,8 ausgebildet. Damit werden gute Ergebnisse erzielt. Die dielektrischen Schichten können beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid, Silizium-Metall-Mischnitride (wie Siliziumzirkoniumnitrid (SiZrN), Silizium- Aluminium-Mischnitrid, Silizium-Hafnium-Mischnitrid oder Silizium-Titan-Mischnitrid), Aluminiumnitrid (AIN), Zinnoxid (SnO), Manganoxid (MnO), Wolframoxid (WO3), Nioboxid (Nb2C>5), Wismutoxid (B12O3), Titanoxid (T1O2), Zinkoxid (ZnO) oder Zinn-Zink-Mischoxid (SnZnO) ausgebildet sein. Die vorstehend angegebenen bevorzugten Bereiche für die optische Dicke der dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen gelten insbesondere für solche dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen, welche ausschließlich Schichten mit einem Brechungsindex größer 1,8 umfassen.

Brechungsindizes sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich bezogen auf eine Wellenlänge von 550 nm angegeben. Der Brechungsindex kann beispielsweise mittels Ellipsometrie bestimmt werden. Ellipsometer sind kommerziell erhältlich, beispielsweise von der Firma Sentech.

Die in der vorliegenden Beschreibung genannten Materialien können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch ober überstöchiometrisch abgeschieden sein. Die Materialien können Dotierungen aufweisen, insbesondere Aluminium, Bor, Zirkonium oder Titan. Durch die Dotierungen können an sich dielektrische Materialien mit einer gewissen elektrischen Leitfähigkeit versehen werden. Der Fachmann wird sie hinsichtlich Ihrer Funktion dennoch als dielektrische Schichten identifizieren, wie es im Bereich der dünnen Schichten üblich ist. Das Material der dielektrischen Schichten weist bevorzugt eine elektrische Leitfähigkeit (Kehrwert des spezifischen Widerstands) von kleiner 10⁴ S/m auf. Das Material der elektrisch leitfähigen Schichten weist bevorzugt eine elektrische Leitfähigkeit von größer 10⁴ S/m auf.

In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält zumindest eine der dielektrischen Schichtenfolgen eine dielektrische Schicht mit einem Brechungsindex von kleiner als 1,8, bevorzugt kleiner als 1 ,6, die auch als niedrigbrechende Schicht bezeichnet werden kann. Die besagte Schichtenfolge enthält außerdem bevorzugt eine oder mehrere dielektrische Schichten mit einem Brechungsindex von größer als 1 ,8. Die optische Dicke der niedrigbrechenden Schicht beträgt bevorzugt von 20 nm bis 40 nm, besonders bevorzugt von 25 nm bis 35 nm. Die niedrigbrechende Schicht ist bevorzugt auf Basis von Siliziumoxid ausgebildet, und kann daneben Dotierungen (beispielsweise Aluminium, Bor oder Antimon) oder Verunreinigungen enthalten. Die dielektrische Schichtenfolge mit der niedrigbrechenden Schicht ist bevorzugt zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten angeordnet, insbesondere zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht. Es hat sich überraschend gezeigt, dass durch eine solche dielektrische Schichtenfolge der Reflexionsgrad gegenüber der p-polarisierten Projektorstrahlung im relevanten Spektralbereich von 450 nm bis 650 nm wesentlich gesteigert werden kann. Die Summe der optischen Dicken aller Schichten mit Brechungsindex größer als 1 ,8 der besagten Schichtenfolge entspricht bevorzugt den vorstehend genannten Werten, beträgt also bevorzugt von 100 nm bis 200 nm, besonders bevorzugt von 120 nm bis 180 nm, ganz besonders bevorzugt von 150 nm bis 170 nm. Die Summe der optischen Dicken aller Schichten mit Brechungsindex größer als 1 ,8 der besagten Schichtenfolge beträgt besonders bevorzugt von 150 nm bis 160 nm. Die gesamte optische Dicke der besagten Schichtenfolge beträgt bevorzugt von 150 nm bis 220 nm, besonders bevorzugt von 170 nm bis 200 nm, ganz besonders bevorzugt von 180 nm bis 190 nm. Die übrigen dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen sind bevorzugt ausschließlich aus dielektrischen Schichten mit einem Brechungsindex von größer als 1 ,8 ausgebildet, mit einer optischen Dicken von jeweils bevorzugt von 100 nm bis 200 nm, besonders bevorzugt von 120 nm bis 180 nm, ganz besonders bevorzugt von 150 nm bis 170 nm.

Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung weist IR-reflektierende Eigenschaften auf, so dass sie als Sonnenschutzbeschichtung fungiert, welche die Aufheizung des Fahrzeuginnenraums durch Reflexion der Wärmestrahlung verringert. Der TTS-Wert der mit der Beschichtung versehenen Verbundscheibe beträgt dabei bevorzugt kleiner 50%, besonders bevorzugt kleiner 45%. Mit TTS-Wert wird die insgesamt eingestrahlte Sonnenenergie, gemessen nach ISO 13837, bezeichnet - er ist ein Maß für den thermischen Komfort. Die Beschichtung kann auch als Heizbeschichtung verwendet werden, wenn sie elektrisch kontaktiert wird, so dass ein Strom durch sie fließt, welcher die Beschichtung erwärmt. Der Flächenwiderstand der Beschichtung beträgt bevorzugt kleiner als 1 W/Quadrat, insbesondere kleiner 0,9 W/Quadrat.

Für die Reflexionseigenschaften gegenüber dem HUD-Projektor ist insbesondere der Spektralbereich von 450 nm bis 650 nm entscheidend, weil in diesem Spektra Ibereich die Strahlung typischer Projektoren angesiedelt ist, insbesondere mit den Hauptwellenlängen 473 nm, 550 nm und 630 nm (RGB). Der Reflexionsgrad sollte in diesem Spektra Ibereich möglichst hoch sein, um ein intensitätsstarkes HUD-Bild zu gewährleisten. Die mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehene Verbundscheibe weist bevorzugt im Spektralbereich von 450 nm bis 650 nm einen gemittelten Reflexionsgrad gegenüber p- polarisierter Strahlung von mindestens 5% auf, besonders bevorzugt von mindestens 7%.

Der Reflexionsgrad beschreibt den Anteil der insgesamt eingestrahlten Strahlung, 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 Ausführungen zum Reflexionsgrad gegenüber p-polarisierter Strahlung beziehen sich im Rahmen der vorliegenden Erfindung auf den Reflexionsgrad gemessen mit einem Einfallswinkel von 65° zur innenraumseitigen Flächennormalen, was etwa der Bestrahlung durch übliche Projektoren entspricht. Die Angaben zum Reflexionsgrad beziehungsweise zum Reflexionsspektrum beziehen sich auf eine Reflexionsmessung mit einer Lichtquelle, die im betrachteten Spektralbereich gleichmäßig abstrahlt mit einer normierten Strahlungsintensität von 100%.

Um eine möglichst farbneutrale Darstellung des Projektorbildes zu erreichen, sollte das Reflexionsspektrum möglichst glatt sein und keine ausgeprägten lokalen Minima und Maxima ausweisen. Im Spektra Ibereich von 450 nm bis 650 nm sollte die Differenz zwischen dem maximal auftretenden Reflexionsgrad und dem Mittelwert des Reflexionsgrades sowie die Differenz zwischen dem minimal auftretenden Reflexionsgrad und dem Mittelwert des Reflexionsgrades in einer bevorzugten Ausgestaltung höchstens 5 % betragen. Die abgegebene Differenz ist als absolute Abweichung des Reflexionsgrades (angegeben in %) zu verstehen, nicht als prozentuale Abweichung relativ zum Mittelwert. Die angegebene Glätte des Reflexionsspektrums kann mit der erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Beschichtung problemlos erreicht werden.

Die oben genannten gewünschten Reflexionscharakteristika werden insbesondere durch die Wahl der Materialien und Dicken der Einzelschichten sowie den Aufbau der dielektrischen Schichtenfolgen erreicht. Die elektrisch leitfähige Beschichtung kann so geeignet eingestellt werden.

Der Projektor (HUD-Projektor) ist auf den HUD-Bereich der Verbundscheibe gerichtet. Der Projektor ist innenraumseitig der Verbundscheibe angeordnet und bestrahlt die Verbundscheibe über die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe. Die Strahlung des Projektors ist erfindungsgemäß zumindest teilweise p-polarisiert, weist also zumindest einen p-polarisierten Anteile auf. Der Anteil p-polarisierter Strahlung beträgt bevorzugt mindestens 80%. Die Strahlung des Projektors ist vorzugsweise vollständig oder nahezu vollständig p- polarisiert (im Wesentlichen rein p-polarisiert). Der p-polarisierte Strahlungsanteil beträgt dabei 100% oder weicht nur unwesentlich davon ab. Damit wir ein besonders intensitätsstarkes HUD-Bild erzeugt und Geisterbilder können vermieden werden. 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 an einem Punkt innerhalb des HUD-Bereichs, bevorzugt im geometrischen Zentrum des HUD- Bereichs aufgespannt. Aufgrund der im Fahrzeugbereich üblichen Scheibenkrümmung, die sich auf die Einfallsebene und damit auf die Definition der Polarisation auswirkt, kann an anderen Stellen das Verhältnis von p-polarisierter Strahlung zu s-polarisierter Strahlung von diesem Referenzpunkt verschieden sein.

Die vom Projektor ausgesendete p-polarisierte Strahlung bestrahlt beim Betrieb des HUDs den HUD-Bereich zur Erzeugung der HUD-Projektion. Die Strahlung des Projektors liegt im sichtbaren Spektralbereich des elektromagnetischen Spektrums - typische HUD-Projektoren arbeiten mit den Wellenlängen 473 nm, 550 nm und 630 nm (RGB). Da der für HUD- Projektionsanordnungen typische Einfallswinkel dem Brewsterwinkel für einen Luft-Glas- Übergang (56,5° bis 56,6°, Kalk-Natron-Glas, /?₂=1 ,51-1 ,52) relativ nahekommt, wird p- polarisierte Strahlung von den Scheibenoberflächen kaum reflektiert. Geisterbilder durch Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe und der außenseitigen Oberfläche der Außenschiebe treten daher nur mit geringer Intensität auf. Neben der Vermeidung der Geisterbilder hat die Verwendung p-polarisierter Strahlung auch den Vorteil, dass das HUD-Bild für Träger von polarisationsselektiven Sonnenbrillen erkennbar ist, welche typischerweise nur p-polarisierte Strahlung passieren lassen und s-polarisierte Strahlung blocken.

Die Strahlung des Projektors trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 45° bis 70°, insbesondere von 60° bis 70° auf die Verbundscheibe. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weicht der Einfallswinkel um höchstens 10° vom Brewsterwinkel ab. Die p-polarisierte Strahlung wird dann nur unwesentlich an den Oberflächen der Verbundscheibe reflektiert, so dass kein Geisterbild erzeugt wird. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Projektorstrahlung und der innenraumseitigen Flächennormale (also die Flächennormale auf die innenraumseitige externe Oberfläche der Verbundscheibe) im geometrischen Zentrum des HUD-Bereichs. Idealerweise sollte der Einfallswinkel dem Brewster-Winkel möglichst nahekommen. Es können aber beispielsweise auch Einfallswinkel von 65° verwendet werden, die für HUD-Projektionsanordnungen üblich sind, in Fahrzeugen problemlos zu realisieren sind und nur in einem geringen Maße vom Brewsterwinkel abweichen, so dass die Reflexion der p-polarisierten Strahlung nur unwesentlich zunimmt. Da die Reflexion der Projektorstrahlung im Wesentlichen an der Reflexionsbeschichtung erfolgt und nicht an den externen Scheibenoberflächen, ist es nicht nötig, die externen Scheibenoberflächen in einem Winkel zueinander anzuordnen, um Geisterbilder zu vermeiden. Unter den externen Scheibenoberflächen werden dabei die voneinander abgewandten Oberflächen der Einzelscheiben bezeichnet, also die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe und die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe. Die externen Oberflächen der Verbundscheibe sind daher bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die thermoplastische Zwischenschicht ist dazu bevorzugt nicht keilartig ausgebildet, sondern weist eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, insbesondere auch im vertikalen Verlauf zwischen der Oberkante und der Unterkante der Verbundscheibe, ebenso wie die Innenscheibe und die Außenscheibe. Eine keilartige Zwischenschicht würde dagegen im vertikalen Verlauf zwischen Unterkante und Oberkante der Seitenscheibe eine veränderliche, insbesondere zunehmende Dicke aufweisen. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus mindestens einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Da Standardfolien deutlich kostengünstiger sind als Keilfolien, wird die Herstellung der Verbundscheibe günstiger gestaltet.

Die Reflexionseigenschaften der leitfähigen Beschichtung gegenüber der Strahlung des HUD- Projektors werden in erster Linie durch das Material und die Schichtdicke der leifähigen Schichten und die optische Dicke der dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen beeinflusst. Durch eine geeignete Gestaltung der dielektrischen Schichtenfolgen können die Eigenschaften der Beschichtung aber weiter optimiert werden, beispielsweise hinsichtlich des Flächenwiderstands oder der T ransparenz. In einer bevorzugten Ausgestaltung sind zwischen benachbarten leitfähigen Schichten sowie oberhalb der obersten leitfähigen Schicht und unterhalb der untersten leitfähigen Schicht jeweils dielektrische Schichtenfolgen aus einer Mehrzahl von dielektrischen Schichten vorhanden, keine dielektrischen Einzelschichten.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält jede dielektrische Schicht oder Schichtenfolge eine Entspiegelungsschicht. Die Entspiegelungsschichten senken die Reflexion von sichtbarem Licht und erhöhen somit die Transparenz der beschichteten Scheibe. Die Entspiegelungsschichten sind beispielsweise ausgebildet auf Basis von Siliziumnitrid (SiN), Silizium-Metall-Mischnitriden wie Siliziumzirkoniumnitrid (SiZrN), Aluminiumnitrid (AIN) oder Zinnoxid (SnO). Die Entspiegelungsschichten können darüber hinaus Dotierungen aufweisen. Die Entspiegelungsschichten weisen bevorzugt Dicken von 10 nm bis 100 nm auf, besonders bevorzugt von 20 nm bis 50 nm. Die Entspiegelungsschichten können wiederum in mindestens zwei Teilschichten unterteilt sein, insbesondere in eine dielektrische Schicht mit einem Brechungsindex kleiner 2,1 und eine optisch hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex größer oder gleich 2,1. Bevorzugt ist zumindest eine zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten angeordnete Entspiegelungsschicht derart unterteilt. Die Unterteilung der Entspiegelungsschicht führt zu einem geringeren Flächenwiderstand der elektrisch leitfähigen Beschichtung bei gleichzeitig hoher Transmission und hoher Farbneutralität. Die Reihenfolge der beiden Teilschichten kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, wobei die optisch hochbrechende Schicht bevorzugt oberhalb der dielektrischen Schicht angeordnet ist, was im Hinblick auf den Flächenwiderstand besonders vorteilhaft ist. Die Dicke der optisch hochbrechenden Schicht beträgt bevorzugt von 10 % bis 99 %, besonders bevorzugt von 25 % bis 75 % der Gesamtdicke der Entspiegelungsschicht, ganz besonders bevorzugt von 40 % bis 60 %.

Die optisch hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex größer oder gleich 2,1 enthält beispielsweise MnO, WO3, Nb₂0s, B12O3, T1O2, Z^I U und/oder AIN, bevorzugt ein Silizium- Metall-Mischnitrid, beispielsweise Silizium-Hafnium-Mischnitrid oder Silizium-Titan- Mischnitrid, besonders bevorzugt Silizium-Zirkonium-Mischnitrid (SiZrN). Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf den Flächenwiderstand der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Das Silizium-Zirkonium-Mischnitrid weist bevorzugt Dotierungen auf. Die Schicht eines optisch hochbrechenden Materials kann beispielsweise ein Aluminium-dotiertes Silizium-Zirkonium- Mischnitrid enthalten. Der Anteil an Zirkonium beträgt dabei bevorzugt zwischen 15 und 45 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 15 und 30 Gew.-%.

Die dielektrische Schicht mit einem Brechungsindex kleiner 2,1 weist bevorzugt einen Brechungsindex zwischen 1 ,6 und 2,1 auf, besonders bevorzugt zwischen 1 ,9 und 2,1. Die dielektrische Schicht enthält bevorzugt zumindest ein Oxid, beispielsweise Zinnoxid, und/oder ein Nitrid, besonders bevorzugt Siliziumnitrid.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eine oder weisen mehrere dielektrische Schichtenfolgen eine erste Anpassungsschicht auf, bevorzugt jede dielektrische Schichtenfolge, die unterhalb einer elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist. Die erste Anpassungsschicht ist bevorzugt oberhalb der Entspiegelungsschicht angeordnet. Die erste Anpassungsschicht ist bevorzugt direkt unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet, so dass sie direkten Kontakt zur leitfähigen Schicht hat. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Kristallinität der elektrisch leitfähigen Schicht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eine oder weisen mehrere dielektrische Schichtenfolgen eine Glättungsschicht auf, bevorzugt jede dielektrische Schichtenfolge, die zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten angeordnet ist, besonders bevorzugt zusätzlich die unterste dielektrische Schichtenfolge (erste dielektrische Schichtenfolge). Die Glättungsschicht ist unterhalb einer der ersten Anpassungsschichten angeordnet, bevorzugt zwischen der Entspiegelungsschicht und der ersten Anpassungsschicht, falls eine solche erste Anpassungsschicht vorhanden ist. Die Glättungsschicht steht besonders bevorzugt in direktem Kontakt zur ersten Anpassungsschicht. Die Glättungsschicht bewirkt eine Optimierung, insbesondere Glättung der Oberfläche für eine anschließend oberhalb aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht. Eine auf eine glattere Oberfläche abgeschiedene elektrisch leitfähige Schicht weist einen höheren Transmissionsgrad bei einem gleichzeitig niedrigeren Flächenwiderstand auf. Die Schichtdicke einer Glättungsschicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 20 nm, besonders bevorzugt von 7 nm bis 12 nm. Die Glättungsschicht weist bevorzugt einen Brechungsindex von kleiner als 2,2 auf.

Die Glättungsschicht enthält bevorzugt zumindest ein nichtkristallines Oxid. Das Oxid kann amorph oder teilamorph (und damit teilkristallin) sein, ist aber nicht vollständig kristallin. Die nichtkristalline Glättungsschicht weist eine geringe Rauheit auf und bildet somit eine vorteilhaft glatte Oberfläche für die oberhalb der Glättungsschicht aufzubringenden Schichten. Die nichtkristalline Glättungsschicht bewirkt weiter eine verbesserte Oberflächenstruktur der direkt oberhalb der Glättungsschicht abgeschiedenen Schicht, welche bevorzugt die erste Anpassungsschicht ist. Die Glättungsschicht kann beispielsweise zumindest ein Oxid eines oder mehrerer der Elemente Zinn, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Zink, Gallium und Indium enthalten. Die Glättungsschicht enthält besonders bevorzugt ein nichtkristallines Mischoxid. Die Glättungsschicht enthält ganz besonders bevorzugt ein Zinn-Zink-Mischoxid (ZnSnO). Das Mischoxid kann Dotierungen aufweisen. Die Glättungsschicht kann beispielsweise ein Antimon-dotiertes Zinn-Zink-Mischoxid enthalten. Das Mischoxid weist bevorzugt einen unterstöchiometrischen Sauerstoffgehalt auf. Der Zinn Anteil beträgt dabei bevorzugt zwischen 10 und 40 Gew.-%, besonders bevorzugt zwischen 12 und 35 Gew.-%.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eine oder weisen mehrere dielektrische Schichtenfolgen eine zweite Anpassungsschicht auf, bevorzugt jede dielektrische Schichtenfolge, die oberhalb einer elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist. Die zweite Anpassungsschicht ist bevorzugt unterhalb der Entspiegelungsschicht angeordnet. Die ersten und die zweiten Anpassungsschichten bewirken eine Verbesserung des Flächenwiderstands der Beschichtung. Die erste Anpassungsschicht und/oder die zweite Anpassungsschicht enthält bevorzugt Zinkoxid Zhqi-_d mit 0 < d < 0,01. Die erste Anpassungsschicht und/oder die zweite Anpassungsschicht enthält weiter bevorzugt Dotierungen. Die erste Anpassungsschicht und/oder die zweite Anpassungsschicht kann beispielsweise Aluminium-dotiertes Zinkoxid (ZnO:AI) enthalten. Das Zinkoxid wird bevorzugt unterstöchiometrisch bezüglich des Sauerstoffs abgeschieden um eine Reaktion von überschüssigem Sauerstoff mit der silberhaltigen Schicht zu vermeiden. Die Schichtdicken der ersten Anpassungsschicht und der zweiten Anpassungsschicht betragen bevorzugt von 5 nm bis 20 nm, besonders bevorzugt von 10 nm bis 20 nm.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die elektrisch leitfähige Beschichtung eine oder mehrere Blockerschichten. Bevorzugt ist mindestens einer, besonders bevorzugt jeder elektrisch leitfähigen Schicht mindestens eine Blockerschicht zugeordnet. Die Blockerschicht steht in direktem Kontakt zur elektrisch leitfähigen Schicht und ist unmittelbar oberhalb oder unmittelbar unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet. Zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und der Blockerschicht ist also keine weitere Schicht angeordnet. Es kann auch jeweils eine Blockerschicht unmittelbar oberhalb und unmittelbar unterhalb einer leitfähigen Schicht angeordnet sein. Die Blockerschicht enthält bevorzugt Niob, Titan, Nickel, Chrom und/oder Legierungen davon, besonders bevorzugt Nickel-Chrom-Legierungen. Die Schichtdicke der Blockerschicht beträgt bevorzugt von 0,1 nm bis 1 nm, besonders bevorzugt von 0,1 nm bis 0,5 nm. Eine Blockerschicht unmittelbar unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht dient insbesondere zur Stabilisierung der elektrisch leitfähigen Schicht während einer Temperaturbehandlung und verbessert die optische Qualität der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Eine Blockerschicht unmittelbar oberhalb der elektrisch leitfähigen Schicht verhindert den Kontakt der empfindlichen elektrisch leitfähigen Schicht mit der oxidierenden reaktiven Atmosphäre während der Abscheidung der folgenden Schicht durch reaktive Kathodenzerstäubung, beispielsweise der zweiten Anpassungsschicht.

Enthält eine dielektrische Schichtenfolge eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex kleiner als 1,8, so ist diese niedrigbrechende Schicht bevorzugt zwischen der Entspiegelungsschicht und der darüber liegenden elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet, insbesondere zwischen der Entspiegelungsschicht und der darüber liegenden Glättungsschicht. Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen. Ist eine erste Schicht oberhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die erste Schicht weiter von dem Substrat, auf dem die Beschichtung aufgebracht ist, entfernt angeordnet ist als die zweite Schicht. Ist eine erste Schicht unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet ist, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die zweite Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet ist als die erste Schicht. Ist eine erste Schicht oberhalb oder unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung nicht notwendigerweise, dass sich die erste und die zweite Schicht in direktem Kontakt miteinander befinden. Es können eine oder mehrere weitere Schichten zwischen der ersten und der zweiten Schicht angeordnet sein, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen wird.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist jeweils zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten eine dielektrische Schichtenfolge angeordnet, welche umfasst: - eine Entspiegelungsschicht auf Basis von Siliziumnitrid, Silizium-Metall-Mischnitride wie

Siliziumzirkoniumnitrid, Aluminiumnitrid und/oder Zinnoxid,

- eine Glättungsschicht auf Basis eines Oxids eines oder mehrerer der Elemente Zinn, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Zink, Gallium und Indium,

- eine erste und eine zweite Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid und - optional eine Blockerschicht auf Basis von Niob, Titan, Nickel, Chrom und/oder Legierungen davon. Eine bestimmte Reihenfolge der Schichten wird dabei nicht vorausgesetzt. Unterhalb der untersten leitfähigen Schicht und oberhalb der obersten leitfähigen Schicht ist bevorzugt eine Entspiegelungsschichtung und eine Anpassungsschicht angeordnet auf Basis der vorstehend genannten bevorzugten Materialien.

Die elektrisch leitfähige Beschichtung mit den erfindungsgemäßen Reflexionscharakteristika ist grundsätzlich auf verschiedene Arten realisierbar, bevorzugt unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Schichten, so dass die Erfindung nicht auf eine bestimmte Schichtenfolge eingeschränkt ist. Nachfolgend wird eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Beschichtung vorgestellt, mit der besonders gute Ergebnisse erzielt werden, insbesondere bei einem typischen Einfallswinkel der Strahlung von etwa 65°.

Eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der elektrisch leitfähigen Beschichtung enthält ausgehend vom Substrat folgende Schichtenfolge, oder besteht aus dieser: - eine Entspiegelungsschicht mit einer Dicke von 10 nm bis 30 nm, bevorzugt von 15 nm bis 25 nm, besonders bevorzugt von 18 nm bis 23 nm, bevorzugt auf Basis eines Silizium- Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid,

- eine Glättungsschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 15 nm, bevorzugt von 5 nm bis 10 nm bevorzugt auf Basis Zinn-Zink-Mischoxid,

- eine erste Anpassungsschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 15 nm, bevorzugt von 8 nm bis 12 nm, bevorzugt auf Basis von Zinkoxid,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 11 nm bis 14 nm, bevorzugt von 11,5 nm bis 13,5 nm,

- optional eine Blockerschicht mit einer Dicke von 0,1 nm bis 0,5 nm, bevorzugt auf Basis von NiCr,

- eine zweite Anpassungsschicht mit einer Dicke von 10 nm bis 20 nm, bevorzugt von 14 nm bis 18 nm, bevorzugt auf Basis von Zinkoxid,

- eine Entspiegelungsschicht mit einer Dicke von 20 nm bis 40 nm, bevorzugt von 25 nm bis 35 nm, besonders bevorzugt von 30 nm bis 35 nm, bevorzugt auf Basis eines Silizium- Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid,

- optional eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von kleiner 1,8, mit einer Dicke von 5 nm bis 50 nm, bevorzugt von 10 nm bis 30 nm, besonders bevorzugt von 15 nm bis 25 nm, bevorzugt auf Basis von Siliziumoxid,

- eine Glättungsschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 15 nm, bevorzugt von 8 nm bis 12 nm, bevorzugt auf Basis Zinn-Zink-Mischoxid,

- eine erste Anpassungsschicht mit einer Dicke von 10 nm bis 20 nm, bevorzugt von 13 nm bis 18 nm, bevorzugt auf Basis von Zinkoxid,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 10 nm bis 13 nm, bevorzugt von 10 nm bis 12,5 nm,

- eine zweite Anpassungsschicht mit einer Dicke von 10 nm bis 20 nm, bevorzugt von 13 nm bis 18 nm, bevorzugt auf Basis von Zinkoxid,

- eine Entspiegelungsschicht mit einer Dicke von 25 nm bis 45 nm, bevorzugt von 30 nm bis 40 nm, bevorzugt unterteilt in eine dielektrische Schicht auf Basis von Siliziumnitrid mit einer Dicke von 15 nm bis 20 nm, und eine optisch hochbrechende Schicht auf Basis eines Silizium-Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 15 nm bis 20nm, - eine Glättungsschicht mit einer Dicke von 5 nm bis 15 nm, bevorzugt von 8 nm bis 12 nm, bevorzugt auf Basis Zinn-Zink-Mischoxid,

- eine erste Anpassungsschicht mit einer Dicke 10 nm bis 20 nm, bevorzugt von 12 nm bis 17 nm, bevorzugt auf Basis von Zinkoxid,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 10 nm bis 13 nm, bevorzugt von 11 nm bis 12,5 nm,

- eine Entspiegelungsschicht mit einer Dicke von 30 nm bis 50 nm, bevorzugt von 35 nm bis 45 nm, bevorzugt unterteilt in eine dielektrische Schicht auf Basis von Siliziumnitrid mit einer Dicke von 18 nm bis 23 nm, und eine optisch hochbrechende Schicht auf Basis eines Silizium-Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 18 nm bis 23 nm,

- eine erste Anpassungsschicht mit einer Dicke von 8 nm bis 18 nm, bevorzugt von 10 nm bis 15 nm, bevorzugt auf Basis von Zinkoxid,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 7 nm bis 11 nm, bevorzugt von 7,5 nm bis 10 nm,

- eine zweite Anpassungsschicht mit einer Dicke von 8 nm bis 18 nm, bevorzugt von 10 nm bis 15 nm, bevorzugt auf Basis von Zinkoxid,

- eine Entspiegelungsschicht mit einer Dicke von 25 nm bis 45 nm, bevorzugt von 30 nm bis 40 nm, bevorzugt unterteilt in eine optisch hochbrechende Schicht auf Basis eines Silizium- Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 10 nm bis 15nm und eine dielektrische Schicht auf Basis von Siliziumnitrid mit einer Dicke von 22 nm bis 27 nm.

Eine ganz besonders bevorzugte Ausgestaltung der elektrisch leitfähigen Beschichtung enthält ausgehend vom Substrat folgende Schichtenfolge, oder besteht aus dieser:

- eine Entspiegelungsschicht auf Basis von eines Silizium-Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 20 nm bis 23 nm, - eine Glättungsschicht auf Basis Zinn-Zink-Mischoxid mit einer Dicke von 7 nm bis 9 nm,

- eine erste Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid mit einer Dicke von 10 nm bis 12 nm,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 11 ,5 nm bis 13,5 nm, insbesondere von 12 nm bis 13 nm,

- optional eine Blockerschicht auf Basis von NiCr mit einer Dicke von 0,1 nm bis 0,3 nm,

- eine zweite Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid mit einer Dicke von 15 nm bis 17 nm,

- eine Entspiegelungsschicht auf Basis eines Silizium-Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 31 nm bis 33 nm,

- bevorzugt eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von kleiner 1,8 auf Basis von Siliziumoxid mit einer Dicke von 18 nm bis 22 nm,

- eine Glättungsschicht auf Basis Zinn-Zink-Mischoxid mit einer Dicke von 9 nm bis 11 nm,

- eine erste Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid mit einer Dicke von 15 nm bis 17 nm,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 10 nm bis 12,5 nm, insbesondere von 10 nm bis 12 nm,

- eine zweite Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid mit einer Dicke von 14 nm bis 16 nm,

- eine Entspiegelungsschicht, unterteilt in eine dielektrische Schicht auf Basis von

Siliziumnitrid mit einer Dicke von 16 nm bis 18 nm und eine optisch hochbrechende Schicht auf Basis eines Silizium-Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder

Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 16 nm bis 18 nm,

- eine Glättungsschicht auf Basis Zinn-Zink-Mischoxid mit einer Dicke von 10 nm bis 12 nm,

- eine erste Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid mit einer Dicke von 13 nm bis 15 nm,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 11 nm bis 12,5 nm,

Siliziumnitrid mit einer Dicke von 20 nm bis 22 nm und eine optisch hochbrechende Schicht auf Basis eines Silizium-Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder

Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 20 nm bis 22 nm, - eine Glättungsschicht auf Basis Zinn-Zink-Mischoxid mit einer Dicke von 9 nm bis 11 nm,

- eine erste Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid mit einer Dicke von 11 nm bis 13 nm,

- eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber mit einer Dicke von 7,5 nm bis 10 nm, insbesondere von 7,5 nm bis 9,5 nm,

- eine zweite Anpassungsschicht auf Basis von Zinkoxid mit einer Dicke von 12 nm bis 14 nm,

- eine Entspiegelungsschicht, unterteilt in eine optisch hochbrechende Schicht auf Basis eines Silizium-Metall-Mischnitrids wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid mit einer Dicke von 11 nm bis 13 nm und eine dielektrische Schicht auf Basis von Siliziumnitrid mit einer Dicke von 24 nm bis 26 nm.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) oder transparenten Kunststoffen (beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) gefertigt sein. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,9 mm verwendet, beispielsweise die mit den Standarddicken 1 ,6 mm oder 2,1 mm.

Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch das Verbundglas beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung größer 70%, bezogen auf die Lichtart A. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben. Die Außenscheibe und die Innenscheiben können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein. Es muss sichergestellt werden, dass die elektrisch leitfähige Beschichtung die Gesamttransmission nicht zu stark herabsetzt.

Die Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Die Verbundscheibe kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.

Die thermoplastische Zwischenschicht enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke der Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm.

Die Verbundscheibe wird kann hergestellt werden durch an sich bekannte Verfahren. Die Außenscheibe und die Innenscheibe werden über die Zwischenschicht miteinander laminiert, beispielsweise durch Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung von Außenscheibe und Innenscheibe erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.

Die elektrisch leitfähige Beschichtung wird bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) auf die Innenscheibe aufgebracht, besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“), ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“). Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung ( atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden. Die Beschichtung werden bevorzugt vor der Lamination auf die Scheiben aufgebracht. Statt die elektrisch leitfähige Beschichtung auf eine Scheibenoberfläche aufzubringen, kann sie grundsätzlich auch auf einer Trägerfolie bereitgestellt werden, die in der Zwischenschicht angeordnet wird.

Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden die Außenscheibe und die Innenscheibe bevorzugt vor der Lamination und bevorzugt nach etwaiger Beschichtungsprozesse einem Biegeprozess unterzogen. Bevorzugt werden die Außenscheibe und die Innenscheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise 500°C bis 700°C. Diese Temperaturbehandlung erhöht auch die Transparenz und verringert den Flächenwiderstand der leitfähigen Beschichtung.

Soll die elektrisch leitfähige Beschichtung als beheizbare Beschichtung verwendet werden, so muss sie elektrisch kontaktiert werden, damit sie mit der Spannungsquelle, üblicherweise der Bordspannung des Fahrzeugs, verbunden werden kann. Es ist ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Beschichtung, dass sie aufgrund ihres Flächenwiderstands mit der üblichen Bordspannung von Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, als beheizbare Beschichtung betrieben werden kann, wobei die Heizwirkung für eine schnelle Enteisung oder Befreiung von Feuchtigkeit ausreichend ist. Die übliche Bordspannung beträgt 12 V bis 15 V, insbesondere etwa 14 V. Zum Anschluss an die Spannungsquelle wird die Beschichtung bevorzugt mit Stromsammelschienen ( Busbars ) versehen, welche mit den Polen der Spannungsquelle verbindbar sind, um über einen möglichst großen Teil der Scheibenbreite Strom in die Beschichtung einzuleiten. Die Stromsammelschienen können beispielsweise als aufgedruckte und eingebrannte Leiter ausgebildet sein, typischerweise in Form einer gebrannten Siebdruckpaste mit Glasfritten und Silberpartikeln. Alternativ können aber auch Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie als Sammelleiter verwendet werden, die auf die Beschichtung aufgelegt oder aufgeklebt werden, beispielsweise Kupferfolie oder Aluminiumfolie. Typischerweise sind die beiden Sammelleiter in der Nähe zweier einander gegenüberliegender Seitenkanten der Verbundscheibe positioniert, beispielsweise der Ober und Unterkante.

Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundscheibe als Projektionsfläche einer Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display, wobei ein Projektor auf den HUD-Bereich gerichtet ist, dessen Strahlung p-polarisiert ist. Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen gelten für die Verwendung entsprechend.

Die Erfindung umfasst weiter die Verwendung einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung als HUD in einem Fahrzeug zu Land, zu Wasser oder in der Luft, bevorzugt einem Kraftfahrzeug, Schienenfahrzeug, Flugzeug oder Schiff, insbesondere einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen. Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe einer gattungsgemäßen

Projektionsanordnung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine gattungsgemäße Projektionsanordnung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine Verbundscheibe einer erfindungsgemäßen

Projektionsanordnung,

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung und

Fig. 5 Reflexionsspektrum gegenüber p-polarisierter Strahlung von erfindungsgemäßen Verbundscheiben und von Vergleichsbeispielen.

Figur 1 und Figur 2 zeigen je ein Detail einer gattungsgemäßen Projektionsanordnung für ein HUD. Die Projektionsanordnung umfasst eine Verbundscheibe 10, insbesondere die Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens. Die Projektionsanordnung umfasst außerdem einen HUD-Projektor 4, welcher auf einen Bereich B der Verbundscheibe 10 gerichtet ist. In dem Bereich B, der üblicherweise als HUD-Bereich bezeichnet wird, können durch den Projektor 4 Bilder erzeugt werden, welche von einem Betrachters (Fahrzeugfahrer) als virtuelle Bilder auf der von ihm abgewandten Seite der Verbundscheibe 10 wahrgenommen werden, wenn sich seine Augen innerhalb der sogenannten Eyebox E befinden.

Die Verbundscheibe 10 ist aufgebaut aus einer Außenscheibe 1 und einer Innenscheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Ihre Unterkante U ist nach unten in Richtung des Motors des Personenkraftwagens angeordnet, ihre Oberkante O nach oben in Richtung des Dachs. Die Außenscheibe 1 ist in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt, die Innenscheibe 2 dem Fahrzeuginnenraum.

Figur 3 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundscheibe 10. Die Außenscheibe 1 weist eine außenseitige Oberfläche I auf, die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt ist, und eine innenraumseitige Oberfläche II, die in Einbaulage dem Innenraum zugewandt ist. Ebenso weist die Innenscheibe 2 eine außenseitige Oberfläche III auf, die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt ist, und eine innenraumseitige Oberfläche IV, die in Einbaulage dem Innenraum zugewandt ist. Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die Außenscheibe 1 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 2 eine Dicke von 1,6 mm. Die Zwischenschicht 3 ist beispielsweise aus einer PVB-Folie ausgebildet mit einer Dicke von 0,76 mm. Die PVB-Folie weist eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, abgesehen von einer etwaigen fachüblichen Oberflächenrauigkeit.

Die außenseitige Oberfläche III der Innenscheibe 2 ist mit einer erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Beschichtung 20 versehen, die als Reflexionsfläche für die Projektorstrahlung und zusätzlich beispielsweise als IR-reflektierende Beschichtung oder als beheizbare Beschichtung vorgesehen ist.

Der Strahlung des Projektors 4 ist erfindungsgemäß p-polarisiert, insbesondere im Wesentlichen rein p-polarisiert. Da der Projektor 4 die Verbundscheibe 10 mit einem Einfallswinkel von etwa 65° bestrahlt, der nahe dem Brewster-Winkel liegt, wird die Strahlung des Projektors nur unwesentlich an den externen Oberflächen I, IV der Verbundscheibe 10 reflektiert. Die erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Beschichtung 20 dagegen ist auf die Reflexion p-polarisierter Strahlung optimiert. Sie dient als Reflexionsfläche für die Strahlung des Projektors 4 zur Erzeugung der HUD-Projektion.

Figur 4 zeigt die Schichtenfolge einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung der elektrisch leitfähigen Beschichtung 20 auf der Innenscheibe 2. Die Beschichtung 20 umfasst fünf dielektrische Schichtenfolgen M1, M2, M3, M4, M5 und vier elektrisch leitfähige Schichten 21 (21.1 , 21.2, 21.3, 21.4), die alternierend angeordnet sind. Zwischen jeder elektrisch leitfähigen Schicht 21 und der darüber liegenden dielektrischen Schichtenfolge ist jeweils eine dünne Blockerschicht 26 (26.1, 26.2, 26.3, 26.4) angeordnet.

Die erste dielektrische Schichtenfolge M1 ist aufgebaut aus einer Entspiegelungsschicht 22.1, einer Glättungsschicht 23.1 und einer ersten Anpassungsschicht 24.1.

Die zweite dielektrische Schichtenfolge M2 ist aufgebaut aus einer zweiten Anpassungsschicht 25.1, einer Entspiegelungsschicht 22.2, einer optisch niedrigbrechenden Schicht 27 mit einem Brechungsindex kleiner 1 ,8, einer Glättungsschicht 23.2 und einer ersten Anpassungsschicht 24.2. Die dritte dielektrische Schichtenfolge M3 ist aufgebaut aus einer zweiten Anpassungsschicht

25.3, einer Entspiegelungsschicht 22.3, einer Glättungsschicht 23.3 und einer ersten Anpassungsschicht 24.3. Die Entspiegelungsschicht 22.3 ist unterteilt in eine dielektrische Schicht 22a.3 mit einem Brechungsindex kleiner 2,1 und eine optisch hochbrechende Schicht 22b.3 mit einem Brechungsindex größer 2,1.

Die vierte dielektrische Schichtenfolge M4 ist aufgebaut aus einer zweiten Anpassungsschicht

25.4, einer Entspiegelungsschicht 22.4, einer Glättungsschicht 23.4 und einer ersten Anpassungsschicht 24.4. Auch hier ist die Entspiegelungsschicht 22.4 unterteilt in eine dielektrische Schicht 22a.4 und eine optisch hochbrechende Schicht 22b.4.

Die fünfte dielektrische Schichtenfolge M5 ist aufgebaut aus einer zweiten Anpassungsschicht 25.5 und einer Entspiegelungsschicht 22.5, wobei letztere wiederum unterteilt ist in eine optisch hochbrechende Schicht 22b.5 und eine dielektrische Schicht 22a.5. Die optisch hochbrechende Schicht 22b.5 und die dielektrische Schicht 22a.5 sind in umgekehrter Reihenfolge angeordnet verglichen mit den dielektrischen Schichtenfolgen M3 und M4.

Alle dielektrischen Schichten außer der niedrigbrechenden Schicht 27 weisen einen Brechungsindex größer 1,8 auf. Die Schichtenabfolge ist schematisch der Figur zu entnehmen. Der dargestellte Aufbau entspricht dem nachstehend ausgeführten Beispiel 5. Die Schichtenfolge einer Verbundscheibe 10 mit der Beschichtung 20 auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 ist, zusammen mit den Materialien und Schichtdicken der Einzelschichten, in Tabelle 1 dargestellt (Beispiel 5). Tabelle 1 zeigt außerdem vier weitere erfindungsgemäße Beispiele (Beispiel 1 bis 4).

In Tabelle 2 sind die Schichtenfolgen einer nicht erfindungsgemäßen elektrisch leitfähigen Beschichtung dargestellt (Vergleichsbeispiel 1) und einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Beschichtung (Beispiel 6). Das Vergleichsbeispiel 1 unterscheidet sich von den erfindungsgemäßen Beispielen insbesondere durch die Dicke der elektrisch leitfähigen Schichten 21 , wobei insbesondere die zweite elektrisch leitfähige Schicht 21.2, die dritte elektrisch leitfähige Schicht 21.3 und die vierte elektrisch leitfähige Schicht 21.4 deutlich dicker ausgebildet sind. Außerdem sind die optischen Dicken der ersten dielektrischen Schichtenfolge M1 (69,46 nm) und der fünften dielektrischen Schichtenfolge M5 (77,2 nm) deutlich geringer als bei den erfindungsgemäßen Beispielen (85,52 nm für M1 und 102,4 nm für M5). Das Beispiel 6 entspricht im Wesentlichen dem Beispiel 5, wobei die niedrigbrechende Schicht 27 in der dritten dielektrischen Schichtenfolge M3 vorgesehen ist statt in der zweiten dielektrischen Schichtenfolge M2.

Die optische Dicke einer Schicht ergibt sich als Produkt aus dem Brechungsindex und der geometrischen Schichtdicke. Der Brechungsindex von Siliziumnitrid (SiN), Zinnoxid (ZnO) und Zinn-Zink-Mischoxid (ZnSnO) beträgt jeweils 2,0, der Brechungsindex von Silizium-Zirkonium- Nitrid (SiZrN) 2,2 und der Brechungsindex von Siliziumoxid (SiO) 1,5.

Die Materialien der Schichten können Dotierungen aufweisen, die in der Tabelle nicht angegeben sind. So können beispielsweise Schichten auf Basis von SnZnO mit Antimon dotiert sein und Schichten auf Basis von ZnO, SiN oder SiZrN mit Aluminium.

Tabelle 1

Tabelle 2

Figur 5 zeigt das Reflexionsspektrum einer Verbundscheibe 10 gemäß den erfindungsgemäßen Beispielen 1 bis 6 und dem Vergleichsbeispiel 1 gegenüber p-polarisierte Strahlung. Die Spektren wurden innenraumseitig gemessen unter einem Einfallswinkel von 65°, bildet also das Reflexionsverhalten für den HUD-Projektor nach. Das obere Spektrum zeigt den Spektralbereich von 350 nm bis 800 nm, das untere Spektrum vergrößert den Spektralbereich von 400 nm bis 700 nm. Die beiden Darstellungen der Figur unterscheiden sich lediglich in der Skalierung der Ordinate.

Der Vergleich der Beispiele 1 bis 4 mit dem Vergleichsbeispiel 1 macht deutlich, dass durch die erfindungsgemäßen Schichtdicken insbesondere der elektrisch leitfähigen Schichten 21 im für die HUD-Darstellung relevanten Spektralbereich von 450 nm bis 650 nm ein höherer mittlerer Reflexionsgrad und ein glatteres Spektrum bewirkt wird. Dadurch wird eine intensitätsstärkere und farbneutralere Darstellung der HUD-Projektion erreicht. Durch die niedrigbrechende Schicht 27 (Beispiele 5 und 6) kann der mittlere Reflexionsgrad weiter gesteigert werden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die niedrigbrechende Schicht 27 in der Schichtenfolge M2 angeordnet ist (Beispiel 5) - ist sie in der Schichtenfolge M3 enthalten (Beispiel 6), so tritt ebenfalls ein hoher mittlerer Reflexionsgrad auf, allerdings ist das Spektrum etwas rotlastig. Die maßgeblichen Beobachtungen sind in Tabelle 3 zusammengefasst.

Tabelle 3

In Tabelle 4 und Tabelle 5 sind einige physikalische Parameter der erfindungsgemäßen Verbundscheiben (Beispiele) und des Vergleichsbeispiels gemäß den Tabellen 1 und 2 angegeben, die dem Fachmann geläufig sind und üblicherweise zur Charakterisierung von Fahrzeugscheiben herangezogen werden. Dabei stehen RL für die integrierte Lichtreflexion und TL für die integrierte Lichttransmission (nach ISO 9050). Die Angabe nach RL beziehungsweise TL gibt die verwendete Lichtquelle an, wobei A für die Lichtquelle A steht und HUD für einen HUD-Projektor mit Strahlungswellenlängen von 473 nm, 550 nm und 630 nm (RGB). Die Winkelangabe nach der Lichtart gibt den Einfallswinkel der Strahlung zur außenseitigen Flächennormalen an. Einfallswinkel kleiner 90° geben also eine außenseitige Bestrahlung an und Einfallswinkel größer 90° eine innenraumseitige Bestrahlung. Der angegebene Einfallswinkel von 115° entspricht einem Einfallswinkel zur innenraumseitigen Flächennormalen von 65° (=180°-115°) und simuliert die Bestrahlung mit dem erfindungsgemäßen Projektor. Unterhalb der Reflexionswerte sind die zugehörigen Farbwerte a* und b* im L*a*b*-Farbraum, gefolgt von der Angabe der verwendeten Lichtquelle (HUD- Projektor) und der Angabe des Beobachtungswinkels (Winkel, unter dem der Lichtstrahl ins Auge auf die Netzhaut trifft).

Die Verbundscheibe weist eine ausreichende Gesamttransmission auf, um als Windschutzscheibe verwendet zu werden. Die innenraumseitige Reflexion hinsichtlich der p- polarisierten HUD-Projektorstrahlung ist ausreichend hoch, um eine intensitätsstarke HUD- Projektion zu gewährleisten. Gleichzeitig ist die Reflexionsfarbe relativ neutral, so dass die HUD-Projektion farbneutral widergegeben wird.

Tabelle 4

Tabelle 5

Bezugszeichenliste:

(10) Verbundscheibe

(1) Außenscheibe (2) Innenscheibe

(3) thermoplastische Zwischenschicht

(4) HUD-Projektor

(5) Betrachter / Fahrzeugfahrer

(20) elektrisch leitfähige Beschichtung (M1), (M2), (M3), (M4), (M5) 1., 2., 3., 4., 5. dielektrische Schichtenfolge

(21) elektrisch leitfähige Schicht

(21.1), (21.2), (21.3), (21.4) 1., 2., 3., 4. elektrisch leitfähige Schicht

(22) Entspiegelungsschicht

(22.1), (22.2), (22.3), (22.4), (22.5) 1., 2., 3., 4., 5. Entspiegelungsschicht (22a) dielektrische Schicht der Entspiegelungsschicht 4

(22a.3), (22a.4), (22a.5) 1., 2., 3. dielektrische Schicht

(22b) optisch hochbrechende Schicht der Entspiegelungsschicht 4

(22b.3), (22b.4), (22b.5) 1., 2., 3. optisch hochbrechende Schicht

(23) Glättungsschicht (23.1), (23.2), (23.3), (23.4) 1., 2., 3., 4. Glättungsschicht

(24) erste Anpassungsschicht

(24.1), (24.2), (24.3), (24.4) 1., 2., 3., 4. erste Anpassungsschicht

(25) zweite Anpassungsschicht

(25.2), (25.3), (25.4), (25.5) 1., 2., 3., 4. zweite Anpassungsschicht (26) Blockerschicht

(26.1), (26.2), (26.3), (26.4) 1., 2., 3., 4. Blockerschicht (27) optisch niedrigbrechende Schicht (O) Oberkante der Verbundscheibe 10 (U) Unterkante der Verbundscheibe 10 (B) HUD-Bereich der Verbundscheibe 10

(E) Eyebox

(I) außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1

(11) innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1

(III) außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2 (IV) innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2

Claims

Patentansprüche

1. Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display (HUD), mindestens umfassend

- eine Verbundscheibe (10), umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, mit einem HUD-Bereich (B);

- eine elektrisch leitfähige Beschichtung (20) auf der zur Zwischenschicht (3) hingewandten Oberfläche (II, III) der Außenscheibe (1) oder der Innenscheibe (2) oder innerhalb der Zwischenschicht (3); und

- einen HUD-Projektor (4), der auf den HUD-Bereich (B) gerichtet ist; wobei die Strahlung des Projektors (4) p-polarisiert ist, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (20) mindestens

- eine erste dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M1),

- eine erste elektrisch leitfähige Schicht (21.1) mit einer Dicke von 11 nm bis 14 nm,

- eine zweite dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M2),

- eine zweite elektrisch leitfähige Schicht (21.2) mit einer Dicke von 10 nm bis 13 nm,

- eine dritte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M3),

- eine dritte elektrisch leitfähige Schicht (21.3) mit einer Dicke von 10 nm bis 13 nm,

- eine vierte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M4),

- eine vierte elektrisch leitfähige Schicht (21.4) mit einer Dicke von 7 nm bis 11 nm und

- eine fünfte dielektrische Schicht oder Schichtenfolge (M5) umfasst, die in der angegebenen Reihenfolge ausgehend vom Substrat angeordnet sind.

2. Projektionsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Dicke der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (21.1), bevorzugt auch die Dicken der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (21.2) und der dritten elektrisch leitfähigen Schicht (21.3), größer ist als die Dicke der vierten elektrisch leitfähigen Schicht (21.4).

3. Projektionsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei

- die Dicke der ersten elektrisch leitfähigen Schicht (21.1) von 11,5 nm bis 13,5 nm,

- die Dicke der zweiten elektrisch leitfähigen Schicht (21.2) von 10 nm bis 12,5 nm,

- die Dicke der dritten elektrisch leitfähigen Schicht (21.3) von 11 nm bis 12,5 nm und

- die Dicke der vierten elektrisch leitfähigen Schicht (21.4) von 7,5 nm bis 10 nm beträgt.

4. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei

- die optische Dicke der ersten dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge (M1) von 50 nm bis 150 nm, bevorzugt von 80 nm bis 120 nm, besonders bevorzugt von 90 nm bis 110 nm,

- die optische Dicke der fünften dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge (M5) von 50 nm bis 150 nm, bevorzugt von 70 nm bis 110 nm, besonders bevorzugt von 75 nm bis 95 nm beträgt.

5. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei sämtliche dielektrische Schichten oder Schichtenfolgen (M1, M2, M3, M4, M5) aus dielektrischen Schichten mit einem Brechungsindex von größer als 1 ,8 ausgebildet sind.

6. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die zweite dielektrische Schichtenfolge (M2) eine dielektrische optisch niedrigbrechende Schicht (27) mit einem Brechungsindex kleiner als 1,8 enthalt und mindestens eine dielektrische Schicht mit einem Brechungsindex größer als 1,8 und wobei die übrigen dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen (M1, M3, M4, M5) aus dielektrischen Schichten mit einem Brechungsindex von größer als 1,8 ausgebildet sind.

7. Projektionsanordnung nach Anspruch 6, wobei die optische Dicke der optisch niedrigbrechenden Schicht (27) von 20 nm bis 40 nm beträgt, bevorzugt von 25 nm bis 35 nm.

8. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, wobei die Summe der optischen Dicken aller Schichten mit Brechungsindex größer als 1,8 jeder der zweiten dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge (M2), der dritten dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge (M3) und der vierten dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge (M4) jeweils von 100 nm bis 200 nm beträgt, bevorzugt von 120 nm bis 180 nm, besonders bevorzugt von 150 nm bis 170 nm.

9. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Verbundscheibe (10) mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung (20) im Spektralbereich von 450 nm bis 650 nm einen gemittelten Reflexionsgrad gegenüber p-polarisierter Strahlung von mindestens 5% aufweist, bevorzugt von mindestens 7%.

10. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Differenz zwischen dem maximal auftretenden Reflexionsgrad und dem Mittelwert des Reflexionsgrades sowie die Differenz zwischen dem minimal auftretenden Reflexionsgrad und dem Mittelwert des Reflexionsgrades gegenüber p-polarisierter Strahlung im Spektralbereich von 450 nm bis 650 nm höchstens 5 % beträgt.

11. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die elektrisch leitfähigen Schichten (21) auf Basis von Silber ausgebildet sind.

12. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Strahlung des Projektors (4) im Wesentlichen rein p-polarisiert ist.

13. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche (I, IV) der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet sind.

14. Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Beschichtung (20) mit zwei Stromsammelschienen versehen ist, welche mit einer Spannungsquelle von 12 V bis 14 V verbunden sind, so dass ein elektrischer Strom durch die Beschichtung (20) geleitet werden kann, um die Verbundscheibe (10) zu beheizen.

15. Verwendung einer Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14 als HUD in einem Fahrzeug zu Land, zu Wasser oder in der Luft, bevorzugt einem Kraftfahrzeug, Schienenfahrzeug, Flugzeug oder Schiff, insbesondere einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen.