WO2023198500A1 - Verbundscheibe für eine projektionsanordnung - Google Patents

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WO2023198500A1
WO2023198500A1 PCT/EP2023/058734 EP2023058734W WO2023198500A1 WO 2023198500 A1 WO2023198500 A1 WO 2023198500A1 EP 2023058734 W EP2023058734 W EP 2023058734W WO 2023198500 A1 WO2023198500 A1 WO 2023198500A1
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WO
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pane
layer
composite
reflection layer
composite pane
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PCT/EP2023/058734
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Inventor
Andreas GOMER
Martin NIEVELSTEIN
Heinrich Kliem
Original Assignee
Saint-Gobain Glass France
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Publication date
Application filed by Saint-Gobain Glass France filed Critical Saint-Gobain Glass France
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Definitions

  • the invention relates to a composite pane, in particular for a projection arrangement, as well as its production and use.
  • Head-up displays are now commonly used in vehicles and aircraft.
  • the way an HLID works is through the use of an imaging unit, which uses an optical module and a projection surface to project an image that is perceived by the driver as a virtual image. For example, if this image is reflected on the vehicle windshield as a projection surface, important information can be displayed for the user, which significantly improves traffic safety.
  • the problem with the head-up displays described above is 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, usually less intense secondary image, which is caused by the reflection on the outside surface of the windshield (secondary reflection).
  • the latter is also commonly referred to as a ghost image.
  • This problem is commonly solved by arranging the reflective surfaces at a deliberately chosen angle to one another so that the main image and ghost image are superimposed, whereby the ghost image is no longer disturbing.
  • the radiation from the head-up display projector is typically essentially s-polarized due to the better reflection characteristics of the windshield compared to p-polarization.
  • the driver wears polarization-selective sunglasses, which only transmit p-polarized light, he 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 that use p-polarized light.
  • DE102014220189A1 discloses a head-up display projection arrangement which is operated with p-polarized radiation to generate a head-up display image. Since the angle of incidence is typically close to the Brewster angle and therefore p-polarized radiation is only reflected 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.
  • the proposed reflective structure is a single metallic layer with a thickness of 5 nm to 9 nm, for example made of silver or aluminum, which is applied to the outside of the inner pane facing away from the interior of the car.
  • WO2021/145387 A1 also describes a head-up display system for a windshield, which is operated with p-polarized radiation.
  • the system has a light source with p-polarized radiation and a reflecting element which can reflect p-polarized radiation in the direction of the driver, the angle of incidence of the p-polarized light onto the inside of the inner window being selected between 42 and 72° to create a main image that is as bright as possible compared to the secondary images (ghost images) that occur.
  • the reflective element can be a film or a coating which is arranged in the transparent area of the windshield.
  • W02021/209201 A1 describes a projection arrangement for a head-up display of a composite window, with p-polarized radiation, in which to achieve a higher contrast of the desired (main image) to the undesired reflection (secondary/ghost images) on the interior surface optically highly refractive coating is applied. Although this coating increases the overall reflectivity of the interior surface, the ghost image with p-polarized radiation is less noticeable compared to the desired main image.
  • the HUD reflection layer is protected from environmental influences within the composite pane between the outer pane and the inner pane.
  • a windshield with a virtual image system is disclosed.
  • the image display device (projector) is directed at a reflective area, which is either itself formed by an opaque, reflective layer or is arranged in front of an opaque background.
  • the reflective layer is on arranged on a surface of the inner window facing the vehicle interior. This makes the reflected image visible with a high contrast. However, the reflective layer is not protected from external harmful influences.
  • US 2009/0295681 describes an image display system in which the rays of the light source are reflected on the inside (surface) of the inner pane and by matt coatings arranged spatially in an overlap behind it, for example on the outside or inside of the outer pane or on the outside of the inner pane , for example a ceramic black print, ghost images can be avoided.
  • a high-gloss, black film is described, which is arranged on the inner pane facing the interior. To improve the external appearance of the composite pane, this high-gloss, black film is then completely arranged in an overlap area with a covering print.
  • JP H 6 279071 A describes the arrangement of a hologram element in the overlap area with a ceramic, black masking print. To protect the hologram element, it is arranged inside the composite pane between the outer pane and the inner pane.
  • W02020/0333593 A1 describes a windshield with an elaborately created nanostructured anti-reflection coating on the outside of the outer pane with good durability against typical physical and chemical environmental influences.
  • a nanostructured anti-reflection coating can also be applied to the inside surface of the inner pane, in which case an IR-reflective coating is also designed as a reflective surface for visible light and is used to generate a HUD image, i.e to enable or increase its visibility.
  • the inside anti-reflection coating is applied to the IR reflective coating and can protect it from environmental influences.
  • a water-repellent aluminum oxide coating can also be applied to the nanostructured anti-reflection coating.
  • the object of the present invention is to provide an improved composite pane for a projection arrangement, in particular based on head-up display technology. to provide with which the disadvantages described can be avoided.
  • the composite pane should enable good contrast of the image generated even in the case of backlighting and low energy consumption, as well as be able to be operated with a projection arrangement using p-polarized light.
  • the element of the composite pane intended for image generation, for example through reflection, should be protected in particular from external influences.
  • a composite pane according to the invention and a projection arrangement that can be implemented with it should be simple and inexpensive to produce. Another task is the renewability of the protection and, if necessary, the possibility of retrofitting vehicles with the projection arrangement according to the invention.
  • a composite pane in particular for a projection arrangement, which comprises at least one outer pane, a thermoplastic intermediate layer and an inner pane, as well as a functional layer element, the outer pane having an outside I facing away from the thermoplastic intermediate layer and an inside facing the thermoplastic intermediate layer II and the inner pane has an outside III facing the thermoplastic intermediate layer and an inside IV facing away from the thermoplastic intermediate layer, whereby the
  • Functional layer element is a reflection layer, preferably a reflectively coated or a coating-free reflective polymer film, or an active, imaging element, and is arranged on the inside IV of the inner pane and is suitable for emitting light, in particular p-polarized light, whereby the Functional layer element itself is opaque or is arranged spatially against an opaque background when viewed through the composite pane starting from the inside IV of the inner pane, and a hydrophobic film is arranged at least on the functional layer element.
  • the functional layer element for example preferably a reflection layer
  • the functional layer element is arranged flat on the inside IV of the inner pane, in other words on the surface of the inner pane facing the (vehicle) interior.
  • This has the advantage that when an image is generated, a secondary reflection, for example on the outer pane, is largely avoided and the formation of ghost images can be avoided.
  • the position of the reflection layer can be chosen more freely than with an arrangement between the outer pane and the inner pane, since the reflection layer cannot be covered by other opaque layers or elements, for example a masking strip.
  • the functional layer element is either itself opaque, i.e. essentially opaque, or it is arranged spatially in front of an opaque, essentially opaque background starting from the inside of the inner pane.
  • the opaque background can be arranged on the outside or inside of the outer pane or within the thermoplastic intermediate layer.
  • the functional layer element itself can also be opaque and still be arranged spatially in front of the opaque background when viewed through the inner pane.
  • at least the area of the composite pane in or in front of which the functional layer element is arranged is opaque. If the functional layer element, for example a reflection layer, is arranged in front of the opaque background, it is preferably transparent.
  • the expression “looking through the composite pane” means that one looks through the composite pane, starting from the inside of the inner pane.
  • “spatially in front” means for the functional layer element that it is arranged spatially further away from the outside of the outer pane than at least the opaque background. According to the invention, regardless of whether it is applied directly to the opaque background or not, the functional layer element is essentially always in complete overlap with the opaque background when viewed through the composite pane. In other words, the functional layer element, for example a reflection layer, is visible through the composite pane, starting with the inside of the inner pane, thus overlapping with the opaque background.
  • a hydrophobic film is arranged at least on the functional layer element when viewed through the composite pane, starting from the inside IV of the inner pane.
  • a hydrophobic film is arranged directly on its surface and seals the surface coated with it from the surrounding atmosphere.
  • the hydrophobic film provided thus forms, at least in the area of the functional layer element, the outer surface of the composite pane facing the interior and protects it, in particular the functional layer element, advantageously from external influences, in particular contamination.
  • the hydrophobic film is a coating with good resistance to deposits, for example from liquids, salts, fats and dirt, and is advantageously particularly easy to clean. For example, the creation of fingerprints can be avoided when touched by a user.
  • Hydrophobic films suitable according to the invention are described, for example, in WO2005/084943, WO2007/012779 or WO2010/079299.
  • Such hydrophobic coatings are already in use and are used, for example, on the outside of the outer window of vehicles.
  • Such hydrophobic films have a good shelf life of two or more years in this use.
  • the hydrophobic coating allows water droplets to easily slide off the glazing, which can provide a driver with better visibility through a windshield in the rain.
  • the use according to the invention of the hydrophobic coating on the inside IV of the inner pane of the composite pane means that the film is not directly exposed to the weather or to friction from windshield wipers and thus has an extended durability.
  • the coating according to the invention is advantageously also easy to renew.
  • suitable solutions available on the market for producing a hydrophobic film according to the invention which can be produced, for example, by simply applying such a solution in liquid form with a cloth.
  • Hydrophobic in the sense of the invention means that the film has a certain wetting characteristic, namely the contact angle of water to the surface is greater than 90°.
  • the hydrophobic film is preferably also oleophobic, ie the contact angle between surface and oil is greater than 50°.
  • the hydrophobic film is expediently transparent and in no way impairs the view of the glazing with the functional layer element, or the passage or perceptibility of the emitted, for example reflected, light.
  • the hydrophobic film has a contact angle against water of >100°, preferably >110°. Sealing with such a protective film ensures that the surface has particularly good dirt and water-repellent properties and therefore needs to be cleaned less often.
  • hydrophobic coatings that are suitable according to the invention available on the market. In particular, they are organofluorine compounds, as described, for example, in DE19848591.
  • Known hydrophobic coatings are, for example, products based on perfluoropolyethers or fluorosilanes. These are, for example, liquid applied layers, for example by spraying, dipping and flooding or by application using a cloth. A particular advantage of these coatings is the easy renewability of the hydrophobic film.
  • the hydrophobic film is applied to the functional layer element and also to the inside IV of the inner pane that is not covered by it.
  • the hydrophobic film forms the entire outer surface and a complete seal to the interior, for example a vehicle interior.
  • This has the advantage that the associated water- and dirt-repellent properties of the hydrophobic film are also provided over the entire surface.
  • the production of such a full-surface seal to the interior can be achieved easily, efficiently and cost-effectively.
  • the expression “emit light” means that light, in particular p-polarized light, is reflected by the functional layer element, or alternatively the functional layer element itself is designed as an active light source (image display device) and light, for example preferably p-polarized light , radiates.
  • the functional layer element can therefore be designed as a reflection layer.
  • the functional layer element can also be designed as a light source and an active, imaging element, such as an LCD or OLED display designed in a layered manner, i.e. with a very low installation height (flat, thin).
  • it includes several, identical or different ones first functional layer elements can be arranged directly adjacent to one another or spatially separated on the inside of the inner pane (not overlapping),
  • the reflection layer preferably comprises at least one metal selected from the group consisting of aluminum, tin, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, manganese, iron, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, copper, Silver, gold or mixtures thereof.
  • the reflection layer can independently or additionally contain silicon oxide.
  • the reflection layer is a coating containing a thin layer stack, i.e. a layer sequence of thin individual layers.
  • This thin film 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 as well as an IR reflective effect and electrical conductivity.
  • the conductive layer preferably contains at least 90% by weight of silver, particularly preferably at least 99% by weight of silver, most preferably at least 99.9% by weight of silver.
  • the silver layer can have dopants, for example palladium, gold, copper or aluminum.
  • Silver-based materials are particularly suitable for reflecting p-polarized light.
  • the use of silver in reflective layers has proven to be particularly beneficial in reflecting p-polarized light.
  • the coating has a thickness of 5 pm to 50 pm and preferably 8 pm to 25 pm.
  • the reflection layer is designed as a coating, it is preferably applied directly to the inside IV of the inner pane by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering (“sputtering”) and very particularly preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (“magnetron sputtering”).
  • PVD physical vapor deposition
  • the coating can also be applied, for example, by means of chemical vapor deposition (CVD), for example plasma-assisted vapor deposition (PECVD), by vapor deposition or by atomic layer deposition (ALD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-assisted vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the reflection layer can also be designed as a reflective film that reflects light, preferably p-polarized light.
  • the reflective layer can be a carrier film with a reflective coating or a coating-free reflective polymer film.
  • the reflective coating preferably comprises at least one layer based on a metal 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 be formed, for example, 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.
  • the oxides and nitrides mentioned can be deposited stoichiometrically, substoichiometrically or superstoichiometrically. They can have dopants, for example aluminum, zirconium, titanium or boron.
  • the reflective polymer film preferably comprises or consists of dielectric polymer layers.
  • the dielectric polymer layers preferably contain polyethylene terephthalate (PET). If the reflection layer is designed as a reflective film, it is preferably from 30 pm to 300 pm, particularly preferably from 50 pm to 200 pm and in particular from 100 pm to 150 pm thick.
  • the coating processes CVD or PVD can also be used to produce, i.e. to coat, the film (carrier film), for example made of polyethylene terephthalate (PET).
  • the functional layer element can be designed as a thin glass layer element that is coated with reflection, for example using CVD or PVD processes, which can be applied and arranged on the inside IV of the inner pane by means of an adhesive film. Both a design using a reflective film or a separate reflective glass element also have the advantage that they can be easily replaced if necessary. If the composite pane is otherwise suitable, it may also be possible to retrofit it, for example for windshields in vehicles.
  • the reflection layer is a reflective film that is metal-free and reflects visible light rays with a p-polarization.
  • the polymer film therefore has intrinsically reflective properties.
  • the reflection layer can, for example, be designed as a film that works on the basis of prisms and reflective polarizers that work synergistically with one another.
  • the polymer film can, for example, comprise a plurality of polymeric layers (layers) with different refractive indexes, with layers with higher and lower refractive indexes being arranged alternately. In this case, the reflection effect is based in particular on interference effects, which are caused by the alternating high and low refractive index polymer layers.
  • Such films for using reflective layers are commercially available.
  • p-polarized light refers to light from the visible spectral range, which consists predominantly of light that has a p-polarization.
  • the p-polarized light preferably has a light component with p-polarization of >50%, preferably of >70% and particularly preferably of >90% and in particular of about 100%.
  • the opaque background is an opaque masking strip which is arranged in regions at least on one of the outer sides (I, III) and/or the inner sides (II, IV) of the inner and/or outer pane.
  • the masking strip can in principle be arranged on each side of the outer pane. In the composite pane according to the invention, this is preferably applied to the inside of the outer pane, where it is protected from external influences.
  • a marking strip is preferably provided on the inside IV of the inner pane. In other words, the masking strip is then arranged between the inside IV of the inner pane and the functional layer element.
  • the masking strip is preferably a coating made up of one or more layers. Alternatively, it can also be an opaque element inserted into the composite pane, for example a film.
  • the masking strip consists of a single layer. This has the advantage of a particularly simple and cost-effective production of the composite pane, since only a single layer has to be formed for the masking strip.
  • the masking strip can serve to mask structures that are otherwise visible through the pane when installed.
  • the masking strip is used to mask an adhesive bead for gluing the windshield into a vehicle body. This means that it prevents the outside view of the adhesive bead, which is usually applied irregularly, so that a harmonious overall impression of the windshield is created.
  • the masking strip serves as UV protection for the adhesive material used. Continuous exposure to UV light damages the adhesive material and would loosen the connection between the window and the vehicle body over time.
  • the masking strip can also be used, for example, to cover busbars and/or connection elements.
  • the masking strip is printed, for example, on the outer pane or inner pane, in particular using a screen printing process.
  • the printing ink is printed through a fine-mesh fabric onto the glass pane.
  • the printing ink is pressed through the fabric using a rubber squeegee, for example.
  • the fabric has areas that are permeable to the ink alongside areas that are impermeable to the ink, thereby defining the geometric shape of the print.
  • the fabric therefore acts as a template for printing.
  • the printing ink contains at least one pigment and glass frits suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols.
  • the pigment is typically a black pigment, for example carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the glass pane is subjected to a temperature treatment, whereby the liquid phase is driven off by evaporation and the glass frits are melted and permanently bond to the glass surface.
  • the temperature treatment is typically carried out at temperatures in the range of 450°C to 700°C.
  • the pigment remains as a masking strip in the glass matrix formed by the melted glass frit.
  • the masking strip preferably has a thickness of 5 pm to 50 pm, particularly preferably 8 pm to 25 pm.
  • the masking strip can in principle be arranged on each side of the outer pane or the inner pane. In the case of a composite pane according to the invention, this is preferably applied to the inside of the outer pane, where it is protected from external influences.
  • a masking strip is arranged as a ceramic black print on the inside IV of the inner pane, which in particular improves the application of adhesive layers and the quality of bonds, in particular when installing the composite pane according to the invention, for example in a vehicle can.
  • the opaque background is preferably arranged as a ceramic black print on the inside IV of the inner pane at least in an edge region, for example as a circumferential edge region, of the composite pane.
  • An outer pane edge area then remains free of further coatings, in particular free of a reflection layer and hydrophobic film.
  • the masking strip is a colored or pigmented, preferably black-pigmented, thermoplastic composite film, which is preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethyl vinyl acetate (EVA) or polyethylene terephthalate (PET), preferably PVB.
  • the coloring or pigmentation of the composite film can be freely selected, but black is preferred.
  • the colored or pigmented composite film is preferably arranged between the outer pane and inner pane.
  • the colored or pigmented thermoplastic composite film preferably has a thickness of 0.25 mm to 1 mm.
  • the colored or pigmented composite film extends over a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the area of the composite pane.
  • a transparent further thermoplastic composite film is preferably arranged between the outer pane and the inner pane, which extends over at least 50%, preferably at least 70% of the area of the composite pane.
  • the colored or pigmented composite film is arranged offset from the transparent thermoplastic composite pane in the surface plane of the composite pane so that they do not overlap or cover each other.
  • the masking strip can also be provided by a partially pigmented or colored thermoplastic composite film.
  • the reflection layer is arranged spatially in front of the pigmented or colored area of the thermoplastic composite film.
  • the pigmentation or coloring of the composite film preferably extends over a range of a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the area of the composite pane.
  • the remaining part of the partially pigmented or colored thermoplastic composite film is transparent, i.e. designed without pigmentation or coloring.
  • the partially pigmented or colored thermoplastic composite film preferably extends over the entire surface of the composite pane.
  • the design of the masking strip as a pigmented or colored thermoplastic composite film or as a partially pigmented or colored thermoplastic composite film simplifies the production of the composite pane and improves its stability. It is very advantageous if the outer pane or the inner pane do not need to be previously coated to create an opaque background. On the one hand, this increases the stability of the composite pane and further improves process efficiency.
  • 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, known coatings, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically conductive coatings, or sun protection coatings or low-E coatings.
  • suitable, known coatings for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically conductive coatings, or sun protection 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 preferably have no shadow zones, so that they can be coated, for example, by cathode sputtering.
  • the outer pane and inner pane are preferably flat or slightly or strongly curved in one direction or in several directions of the room.
  • the outer pane and the inner pane are preferably transparent.
  • transparent means that the total transmission of the composite pane corresponds to the legal regulations, for example for windshields (for example the guidelines of the European Union ECE-R43) and for visible light, preferably a transmittance of more than 50% and in particular of more than 60%, for example more than 70%.
  • transparent inner pane and transparent outer pane it is meant that the inner pane and the outer pane are so transparent that the view through a see-through area of the composite pane meets the legal requirements for the desired use, for example for windshields.
  • opaque means a light transmission of less than 10%, preferably less than 5% and in particular 0%.
  • transparent outer pane and transparent inner pane mean that visibility through the inner pane and the outer pane is possible.
  • the light transmittance of the transparent outer pane and the transparent inner pane is preferably at least 55%, particularly preferably at least 60% and in particular at least 70%.
  • the layer consists predominantly of this material, in particular essentially of this material in addition to any impurities or dopants.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic intermediate layer can also, 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 thermoplastic intermediate layer is preferably designed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer.
  • Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, supple and/or elastic. They shift the thermoelastic range of plastics towards lower temperatures, so that the plastics have the desired more elastic properties in the operating temperature range.
  • Preferred plasticizers are, for example, carboxylic acid esters, in particular low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • the thermoplastic intermediate layer based on PVB preferably contains at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, particularly preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 35% by weight.
  • a plasticizer contains or consists, for example, of triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate).
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged flat one above the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer that reflects infrared radiation, an intermediate layer that absorbs infrared radiation and/or an intermediate layer that absorbs UV radiation.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
  • a second functional layer element is arranged at least in a transparent area of the composite pane between the inside (II) of the outer pane and the outside (III) of the inner pane.
  • the second functional layer element also extends at least an area of the composite pane which, when viewed through, has no overlap with an opaque background and thus also has a functional area which has no overlap with the first functional layer element and the Both functional layer elements advantageously do not have a negative impact on their function and can be used in addition to one another.
  • the second functional layer element can also be introduced into the composite pane either over the entire surface or in a locally limited manner.
  • the second functional layer element can be, for example, a hologram, a p-pol coating, a reflective film, a HUD layer or an active display.
  • a HUD layer is a reflective layer that is suitable for projecting an image emitted by a light source into the field of vision of an observer, for example a driver.
  • the HUD layer preferably comprises at least one metal selected from the group consisting of aluminum, tin, titanium, copper, chromium, cobalt, iron, manganese, zirconium, cerium, yttrium, silver, gold, platinum and palladium, or mixtures thereof.
  • the HUD layer is a coating containing a thin-film stack, i.e. a layer sequence of thin individual layers.
  • This Thin film 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 as well as an IR reflective effect and electrical conductivity.
  • the electrically conductive layer is based on silver.
  • the conductive layer preferably contains at least 90% by weight of silver, particularly preferably at least 99% by weight of silver, most preferably at least 99.9% by weight of silver.
  • the silver layer can have dopants, for example palladium, gold, copper or aluminum.
  • Silver-based materials are particularly suitable for reflecting p-polarized light. The use of silver has proven to be particularly beneficial in reflecting p-polarized light.
  • the coating has a thickness of 5 pm to 50 pm and preferably 8 pm to 25 pm.
  • the HUD layer is designed as a coating, it is preferably applied to the inner pane or outer pane by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering (“sputtering”) and most preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (“magnetron sputtering”) .
  • PVD physical vapor deposition
  • the coating can also be applied, for example, by means of chemical vapor deposition (CVD), for example plasma-assisted vapor deposition (PECVD), by vapor deposition or by atomic layer deposition (ALD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-assisted vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the HUD layer can also be formed as a reflective film that reflects p-polarized light.
  • the HUD layer can be a carrier film with a reflective coating or a reflective polymer film.
  • the reflective coating preferably comprises at least one layer based on a metal 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 be formed, for example, 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 or silicon carbide.
  • the oxides and nitrides mentioned can be deposited stoichiometrically, substoichiometrically or superstoichiometrically. They can have dopants, for example aluminum, zirconium, titanium or boron.
  • the reflective polymer film preferably comprises or consists of dielectric polymer layers.
  • the dielectric polymer layers preferably contain PET. If the HUD layer is designed as a reflective film, it is preferably from 30 pm to 300 pm, particularly preferably from 50 pm to 200 pm and in particular from 100 pm to 150 pm thick.
  • the CVD or PVD coating processes can also be used for production.
  • the HUD layer is designed as a reflective film and is arranged within the thermoplastic intermediate layer.
  • the advantage of this arrangement is that the HUD layer does not have to be applied to the outer pane or inner pane using thin-film technology (e.g. CVD and PVD). This results in uses of the HUD layer with further advantageous functions such as a more homogeneous reflection of the p-polarized light on the HUD layer.
  • the production of the composite pane can be simplified since the HUD layer does not have to be arranged on the outer or inner pane via an additional process before lamination.
  • the invention further comprises a projection arrangement comprising a composite pane according to the invention as described above in various embodiments, wherein the functional layer element is a reflection layer.
  • the projection arrangement further comprises a light source (image display device) assigned to the reflection layer, which is directed onto the reflection layer and irradiates it with light, in particular p-polarized light, the reflection layer reflecting the light.
  • the reflection layer is protected from external influences, in particular from contamination, by a hydrophobic film applied over its surface.
  • the light source of the projection arrangement emits light, preferably p-polarized light, and is arranged in the vicinity of the interior surface of the inner pane in such a way that the light source irradiates this surface, with the light being reflected by the reflection layer of the composite pane. If the projection arrangement according to the invention is operated with p-polarized light, a particular advantage is that it is also compatible with polarization-selective sunglasses.
  • the reflection layer preferably reflects more than 10%, preferably at least 30% or more, preferably 50% or more and in particular 70% or more, of the light incident on the reflection layer, in particular p-polarized light, preferably in a wavelength range from 450 nm to 650 nm and irradiation angles from 50 to 80°, for example from 55° to 75°. This is advantageous in order to achieve the greatest possible brightness of an image emitted by the light source and reflected on the reflection layer.
  • the light source is used to emit an image and is also referred to according to the invention as an image display device.
  • a projector, a display or another device known to those skilled in the art can be used as the light source.
  • the light source is preferably a display, particularly preferably an LCD display, LED display, OLED display or electroluminescent display, in particular an LCD display. Displays have a low installation height and are therefore easy to integrate into the dashboard of a vehicle in a space-saving manner. In addition, displays are much more energy efficient to operate compared to projectors. The comparatively lower brightness of displays is completely sufficient in combination with the reflection layer according to the invention and the opaque cover layer behind it.
  • the radiation from the light source preferably hits the composite pane at an angle of incidence of 55° to 80°, preferably of 62° to 77° on the composite pane in the area of the reflection layer.
  • the angle of incidence is the angle between the incident vector of the radiation from the image display device and the surface normal at the geometric center of the reflection layer.
  • the invention further includes a method for producing a composite pane and projection arrangement according to the invention.
  • the method for producing a composite pane according to the invention can comprise at least the following steps:
  • the method for producing a projection arrangement can include at least the following steps:
  • Step e) of the method takes place either before, during or after steps a) to d).
  • the reflection layer is only applied after this opaque cover layer has been applied.
  • the hydrophobic film according to the invention is applied after the reflective layer or the active layer has been applied imaging element at least on its surface, for example by liquid application, for example by spraying, dipping, flooding or even by applying with a cloth.
  • the hydrophobic film can also be applied over the entire surface of the inside of the inner pane, i.e. also extend to the areas of the inside surface of the inner pane that are not occupied by the first functional layer element.
  • a particular advantage of the invention results from the fact that the hydrophobic layer, possibly also the first functional layer element, can be designed to be renewable, easily replaceable or in that there are optional options for retrofitting, for example for vehicle windows.
  • the production of the composite pane or projection arrangement according to the invention is simple, inexpensive, and particularly sustainable due to the described possible renewability or retrofitting and can also be easily integrated into existing industrial series production.
  • the layer stack is laminated under the influence of heat, vacuum and/or pressure, with 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 composite 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 processes work, for example, at around 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.
  • Systems of this type are known for producing composite panes and usually have at least one heating tunnel in front of a press shop.
  • 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 heatable and evacuable chambers 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 or projection arrangement according to the invention in means of transport for transport on land, in the air or on water, in particular in motor vehicles, the composite pane
  • the composite pane For example, can be used as a windshield, rear window, side windows and / or glass roof, preferably as a windshield.
  • the use of the composite pane as a vehicle windshield is preferred.
  • the glazing can be architectural glazing, for example in an external facade of a building or a partition inside a building, or a built-in part in furniture or appliances.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the projection arrangement according to the invention
  • Figure 2 is a top view of a composite pane from Figure 1,
  • Figures 3-6 enlarged cross-sectional views of various embodiments of the layer sequences according to the invention of the composite pane 1 in the area of the functional layer element, and
  • Figure 1 shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the projection arrangement 100 according to the invention in a vehicle in a highly simplified, schematic representation.
  • a top view of the composite pane 1 of the projection arrangement 100 is shown in Figure 2.
  • the cross-sectional view of Figure 1 corresponds to the section line AA of the composite pane 1, as indicated in Figure 2.
  • the composite pane 1 is designed in the form of a composite pane (see also Figures 3 to 4) and comprises an outer pane 2 and an inner pane 3 with a thermoplastic intermediate layer 4, which is arranged between the panes 2, 3.
  • the composite pane 1 is installed in a vehicle, for example, and separates a vehicle interior 12 from an external environment 13.
  • the composite pane 1 is the windshield of a motor vehicle.
  • the outer pane 2 and the inner pane 3 each consist of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the thermoplastic intermediate layer 4 consists of a thermoplastic, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • 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 composite 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, for example for a vehicle, it typically has a convex curvature.
  • first masking strip 5 In an edge region 11 of the composite pane 1 there is a frame-shaped first masking strip 5 on the inside II of the outer pane 2.
  • the first masking strip 5 is opaque and prevents the view from the outside of structures arranged on the inside of the composite pane 1, for example an adhesive bead for gluing the composite pane 1 into a vehicle body.
  • the first masking strip 5 is preferably black.
  • the first masking strip 5 consists, for example, of an electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, for example a black-colored screen printing ink that is baked.
  • the composite pane 1 can have a second masking strip 5 'in the edge region 11 on the inside IV of the inner pane 3 (not shown here, see Figures 6 and 7).
  • the second masking strip 5' is preferably designed to be frame-shaped all around.
  • the second masking strip 5' consists of one electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, for example a black colored screen printing ink that is baked.
  • the reflection layer 9 is, for example, a metal coating which contains at least one thin-film stack with at least one silver layer and one dielectric layer. In this embodiment shown, the reflection layer 9 is in direct contact with the interior surface IV of the inner pane 3.
  • the reflection layer 9 can also be designed as a reflective film and optionally attached by means of an adhesive film (not shown here, see Figure 3).
  • the reflective film may have a reflective metal coating.
  • the reflection layer 9 When viewed through the composite pane 1, the reflection layer 9 is spatially arranged in front of an opaque background, here the masking strip 5, with the masking strip 5 completely covering the reflection layer 9, i.e. the reflection layer 9 has no section that does not overlap with the masking strip 5.
  • the reflection layer 9 is only arranged in the lower (motor-side) section 1T of the edge region 11 of the composite pane 1.
  • several reflection layers 9 could be provided, for example in the lower (motor-side) section 1T and in the upper (roof-side ) Section 11" of the edge region 11 are arranged.
  • the reflection layers 9 could be arranged so that an (at least partially) circulating image can be generated.
  • An edge-side arrangement is of course advantageous and expedient when using and designing the composite pane 1 as a windshield in order to meet the required requirements for the driver's field of vision.
  • a hydrophobic film 7 is arranged on the surface of the reflection layer 9 facing the vehicle interior 12.
  • the hydrophobic film 7 thus forms, at least in the area of the reflection layer, the outer surface of the composite pane 1 that is directed towards the interior 12 and exposed to the surrounding atmosphere.
  • the surface covered with the hydrophobic film 7, in particular the functional layer element 9, is thereby advantageously protected from external ones Influences, especially against deposits, for example protected from liquids, salts, fats and dirt and is particularly easy to clean.
  • the hydrophobic film 7 according to the invention is advantageously resistant.
  • the hydrophobic film 7 can also be easily renewed if necessary, for example by a liquid application with a cloth.
  • the further surface IV of the composite pane 1, which is not covered by the reflection layer 9 and faces the interior 12, is also provided with the hydrophobic film 7 and is thus sealed towards the interior 12.
  • This has the advantage that the associated water- and dirt-repellent properties of the hydrophobic film can also be provided over the entire surface.
  • the production of such a full-surface seal to the interior 12 can be accomplished easily, efficiently and cost-effectively.
  • the first masking strip 5 can also be designed to be wider in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11, i.e. the first masking strip 5 has a greater width in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11 than in the upper (roof-side) section 11". of the edge region 11 (as well as in the lateral sections of the edge region 11 that cannot be seen in Figure 1) of the composite pane 1.
  • the “width” is understood to be the dimension of the first masking strip 5 perpendicular to its extension.
  • the projection arrangement 100 also has an image display device 8 arranged, for example, in the dashboard (not shown) as an image generator.
  • the image display device 8 is used to generate light, in particular p-polarized light 10 (image information), which is directed onto the reflection layer 9 and is reflected by the reflection layer 9 as reflected light 10 'into the vehicle interior 12, where it is viewed by an observer, for example Driver, can be seen.
  • the reflection layer 9 is designed to reflect the light, preferably the p-polarized light 10, of the image display device 8, ie an image of the image display device 8.
  • the light 10 from the image display device 8 preferably strikes the composite pane 1 at an angle of incidence of 50° to 80°, in particular from 55° to 75°, for example from 60° to 70°, typically about 65°, as is usual in HUD projection arrangements is. It would also be possible, for example, to arrange the image display device 8 in the A-pillar of a motor vehicle or on the roof (in each case on the vehicle interior side), if the reflection layer 9 is positioned in a suitable manner for this purpose. If several reflection layers 9 are provided, each reflection layer 9 can be assigned a separate image display device 8, ie several image display devices 8 can be arranged.
  • the image display device 8 is, for example, a display, such as an LCD display, OLED display, EL display or pLED display. It would also be possible, for example, that the composite pane 1 is a roof pane, side or rear window of a vehicle.
  • the reflection layer 9 is shown extending along the lower section of the edge region 11 'of the composite pane 1.
  • FIG. 3 to 7 enlarged cross-sectional views of various embodiments of the composite pane 1 are shown.
  • the cross-sectional views of Figures 3 to 5 correspond to the section line AA ( Figure 2) in the area of the reflection layer 9.
  • the cross-sectional view of Figure 6 corresponds to the section line BB' ( Figure 2).
  • Figure 3 shows an embodiment in which a masking strip 5 is applied to the inside II of the outer pane 2, for example as a black print, and lies spatially in front of the reflection layer 9 (first functional layer element) as an opaque background.
  • the outer pane 2 is connected to the inner pane 3 via the thermoplastic intermediate layer 4, which is preferably a PVB film.
  • the reflection layer 9 is connected to the inside IV of the inner pane 3 via an adhesive layer 6.
  • the reflection layer can also be designed without the adhesive layer in direct contact with the inside IV of the inner pane.
  • the reflection layer can be produced as a coating using CVD or PVD processes on the inside IV of the inner pane 3.
  • a hydrophobic film 7 is arranged on the surface of the reflection layer 9 facing the vehicle interior 12.
  • the hydrophobic film 7 thus forms, at least in the area of the reflection layer 9, the outer, exposed surface of the composite pane 1 directed towards the interior 12 and thus advantageously protects against external influences, in particular against deposits, for example of liquids, salts, fats and dirt.
  • this masking strip 5 'can also be provided in another embodiment as an alternative to the first masking strip 5.
  • the second masking strip 5 'can for example, be made of a conventionally designed for Masking strips consist of electrically non-conductive material used, for example a black colored screen printing ink, which is baked.
  • Figure 5 shows another embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section, whereby the opaque background (masking strip), in contrast to the embodiments in Figures 3 or 4, is not formed by a black print 5 on the inside II of the outer pane 2, but by a colored thermoplastic Film, for example a colored PVB film as a composite film 4 ', is realized.
  • a black print 5 or 5' can advantageously serve as further additional layers as masking for bonding (not shown here).
  • Figure 6 shows a preferred embodiment in which it is provided that the masking strip 5 ', as a ceramic black print on the inside IV of the inner pane 3, is preferably arranged all around in the edge region 11, 11 ', 11 "of the composite pane 1, with an outer pane edge area 14 remains free of further coatings, in particular free of reflection layer 9 and hydrophobic film 7.
  • this masking strip 5 ' can also control the application of adhesive layers and the quality of bonds, in particular when installing the composite pane 1 according to the invention. for example in a vehicle.
  • FIG. 7 shows a schematic combination according to the invention with a second functional layer element, for example a HUD layer 15.
  • the reflection layer 9 provided on the interior surface of the inner pane and the masking strip 5 attached in this area as an opaque background are in this embodiment preferably only locally on the lower ones Edge area 11 of the composite pane 1 limits and thus does not influence a HUD layer 15 attached in the viewing area D of the composite pane 1. Because the reflection layer is positioned on the interior surface IV of the composite pane 1, the HUD layer 15 can be attached independently of this to one of the internal surfaces of the composite pane 1 and is protected there from environmental influences.

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Abstract

Verbundscheibe (1), insbesondere für eine Projektionsanordnung (100), mindestens umfassend eine Außenscheibe (2), eine thermoplastische Zwischenschicht (4), und eine Innenscheibe (3), ein Funktionsschicht-Element, wobei die Außenscheibe (2) eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Außenseite (I) und eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Innenseite (II) und die Innenscheibe (3) eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Außenseite (III) und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Innenseite (IV) aufweist, wobei das Funktionsschicht-Element, auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet und zum Abstrahlen von Licht (10), insbesondere von p-polarisiertem Licht, geeignet ist, wobei das Funktionsschicht-Element (9), eine Reflexionsschicht (9), bevorzugt eine reflektierend beschichtete oder eine beschichtungsfreie reflektierende Polymerfolie, oder ein aktives, bildgebendes Element ist, und selbst opak ist oder in Durchsicht durch die Verbundscheibe (1) ausgehend von der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) räumlich vor einem opaken Hintergrund angeordnet ist und wobei mindestens auf dem Funktionsschicht-Element (9) ein hydrophober Film (7) angeordnet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Projektionsanordnung (100) insbesondere umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe (1) sowie deren Herstellung und Verwendung.

Description

Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, insbesondere für eine Projektionsanordnung, sowie deren Herstellung und Verwendung.
Head-Up-Displays (HUD) werden heutzutage häufig in Fahrzeugen und Flugzeugen eingesetzt. Die Funktionsweise eines HLIDs 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.
Bei den vorstehend beschriebenen 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). Letzteres wird gemeinhin auch als Geisterbild („Ghost bzw. Ghost Image“) bezeichnet. Dieses Problem wird gemeinhin dadurch gelöst, dass die reflektierenden Oberflächen mit einem bewusst gewählten Winkel zueinander angeordnet werden, so dass Hauptbild und Geisterbild überlagert werden, wodurch das Geisterbild 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.
Die DE102014220189A1 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 WO2021/145387 A1 wird ebenfalls ein Head-up-Display-System für eine Windschutzscheibe beschrieben, welches mit p-polarisierter Strahlung betrieben wird. Das System weist eine Lichtquelle mit p-polarisierter Strahlung und ein reflektierendes Element auf, welches p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann, wobei der Einstrahlwinkel des p-polarisierten Lichts auf die Innenseite der Innenscheibe zwischen 42 und 72° gewählt ist, um ein möglichst helles Hauptbild gegenüber den auftretenden Nebenbildern (Geisterbilder) zu erzeugen. Das reflektierende Element kann eine Folie oder eine Beschichtung sein, welche im transparenten Bereich der Windschutzscheibe angeordnet ist.
Die W02021/209201 A1 beschreibt eine Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display einer Verbundscheibe, mit p-polarisierter Strahlung, bei der zum Erreichen eines höheren Kontrasts der erwünschten (Hauptbild) zur unerwünschten Reflexion (Neben-/Geisterbilder) auf der innenraumseitigen Oberfläche eine optisch hochbrechende Beschichtung aufgebracht ist, Obwohl durch diese Beschichtung die Gesamtreflektivität der innenraumseitigen Oberfläche erhöht wird, tritt das Geisterbild bei p-polarisierter Strahlung gegenüber dem erwünschten Hauptbild weniger in Erscheinung. Die HUD-Reflexionsschicht befindet sich hierbei geschützt vor Umwelteinflüssen innerhalb der Verbundscheibe zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe.
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 einher.
In der DE102009020824A1 ist eine Windschutzscheibe mit einem virtuellen Bildsystem offenbart. Die Bildanzeigevorrichtung (Projektor) ist hierbei auf einen reflektierenden Bereich gerichtet, welche entweder selbst durch eine lichtundurchlässige, reflektierende Schicht ausgebildet ist oder vor einem lichtundurchlässigen Hintergrund angeordnet ist. Die reflektierende Schicht ist auf einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Fläche der Innenscheibe angeordnet. Hierdurch wird das reflektierte Bild mit einem hohen Kontrast erkennbar. Allerdings ist die reflektierende Schicht vor äußeren schädlichen Einflüssen nicht geschützt.
Die US 2009/0295681 beschreibt ein Bildanzeigesystem in dem die Strahlen der Lichtquelle an der Innenseite (Oberfläche) der Innenscheibe reflektiert werden und durch räumlich in Überlappung dahinter, beispielsweise auf der Außen- oder Innenseite der Außenscheibe oder auf der Außenseite der Innenscheibe, angeordnete matte Beschichtungen, beispielsweise einem keramischen Schwarzdruck, Geisterbilder vermieden werden können. Alternativ wird die Reflexion der Strahlen an einer hochglänzenden, schwarzen Folie beschrieben, die zum Innenraum gerichtet auf der Innenscheibe angeordnet ist. Zur Verbesserung des äußeren Erscheinungsbilds der Verbundscheibe ist diese hochglänzende, schwarze Folie dann vollständig in einem Überlappungsbereich mit einem Abdeckdruck angeordnet.
Das Ziel der Verbesserung des äußeren Erscheinungsbilds der Verbundscheibe verfolgt auch die JP H 6 279071 A, die die Anordnung eines Hologramm-Elements im Überlappungsbereich mit einem keramischen, schwarzen Maskierungsdruck beschreibt. Zum Schutz des Hologrammelements ist dieses im Inneren der Verbundscheibe zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet.
Die W02020/0333593 A1 beschreibt eine Windschutzscheibe mit einer aufwendig erzeugten nanostrukturierten Antireflexionsbeschichtung auf der Außenseite der Außenscheibe mit einer guten Haltbarkeit gegenüber typischen physikalischen und chemischen Umwelteinflüssen. Eine nanostrukturierte Antireflexionsbeschichtung kann zusätzlich zu der Beschichtung auf der Außenscheibe auch auf der innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht sein, wobei dann eine IR-reflektive Beschichtung auch als reflektive Oberfläche für sichtbares Licht ausgebildet ist und verwendet wird, um ein HUD-Bild zu erzeugen, also dessen Sichtbarkeit zu ermöglichen oder zu erhöhen. In dieser beschriebenen Ausführungsform ist die innenseitige Antireflexionsbeschichtung auf der IR reflektiven Beschichtung aufgebracht und kann diese vor Umwelteinflüssen schützen. Auf der nanostrukturierten Antireflexionsbeschichtung kann zusätzlich eine wasserabweisende Aluminiumoxidbeschichtung aufgebracht sein.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung, insbesondere basierend auf der Head-up-Display-Technologie, bereitzustellen, mit der die beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Die Verbundscheibe soll dabei einen guten Kontrast des erzeugten Bildes auch bei Gegenlicht und einen geringen Energieverbrauch ermöglichen, sowie mit einer Projektionsanordnung auch unter Verwendung von p-polarisiertem Licht betrieben werden können. Zudem soll das zur Bilderzeugung, beispielsweise durch Reflexion, vorgesehene Element der Verbundscheibe insbesondere vor äußeren Einflüssen geschützt sein. Des Weiteren sollen eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine damit realisierbare Projektionsanordnung einfach und kostengünstig herstellbar sein. Eine weitere Aufgabe ist die Erneuerbarkeit des Schutzes und eine ggf. mögliche Nachrüstbarkeit von Fahrzeugen mit der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 , sowie eine Projektionsanordnung gemäß Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Erfindungsgemäß wird eine Verbundscheibe, insbesondere für eine Projektionsanordnung, bereitgestellt, die mindestens eine Außenscheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht und eine Innenscheibe, sowie ein Funktionsschicht-Element, umfasst, wobei die Außenscheibe eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Außenseite I und eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Innenseite II und die Innenscheibe eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Außenseite III und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Innenseite IV aufweist, wobei das
Funktionsschicht-Element eine Reflexionsschicht, bevorzugt eine reflektierend beschichtete oder eine beschichtungsfreie reflektierende Polymerfolie, oder ein aktives, bildgebendes Element ist, und auf der Innenseite IV der Innenscheibe angeordnet und zum Abstrahlen von Licht, insbesondere von p-polarisiertem Licht, geeignet ist, wobei das Funktionsschicht-Element selbst opak ist oder in Durchsicht durch die Verbundscheibe ausgehend von der Innenseite IV der Innenscheibe räumlich vor einem opaken Hintergrund angeordnet ist, und mindestens auf dem Funktionsschicht-Element ein hydrophober Film angeordnet ist.
Das Funktionsschicht-Element, beispielsweise bevorzugt eine Reflexionsschicht, ist erfindungsgemäß auf der Innenseite IV der Innenscheibe flächig angeordnet, also mit anderen Worten auf der dem (Fahrzeug-)lnnenraum zugewandten Fläche der Innenscheibe. Dies hat den Vorteil, dass bei der Erzeugung eines Bilds vorteilhafterweise eine Sekundärreflexion, beispielsweise an der Außenscheibe, weitestgehend unterbleibt und die Entstehung von Geisterbildern vermieden werden kann. Weiterhin kann bei dieser Anordnung die Position der Reflexionsschicht freier gewählt werden als bei einer Anordnung zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe, da die Reflexionsschicht nicht von anderen opaken Schichten oder Elementen, beispielsweise einem Maskierungsstreifen, verdeckt werden kann.
Das Funktionsschicht-Element ist erfindungsgemäß entweder selbst opak, also im Wesentlichen lichtundurchlässig ausgebildet oder es ist ausgehend von der Innenseite der Innenscheibe räumlich vor einem opaken, im Wesentlichen lichtundurchlässigen, Hintergrund angeordnet. Der opake Hintergrund kann in diesem Zusammenhang auf der Außenseite oder Innenseite der Außenscheibe oder innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sein. Es hat sich gezeigt, dass das Funktionsschicht-Element, beispielsweise ausgestaltet als Reflexionsschicht, in Überlappung mit dem opaken Hintergrund eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zum opaken Hintergrund ermöglicht, so dass es hell erscheint und damit auch ausgezeichnet erkennbar ist.
Natürlich kann das Funktionsschicht-Element auch selbst opak sein und trotzdem in Durchsicht durch die Innenscheibe räumlich vor dem opaken Hintergrund angeordnet sein. Im Sinne der Erfindung ist mindestens der Bereich der Verbundscheibe opak, in bzw. vor dem das Funktionsschicht-Element angeordnet ist. Ist das Funktionsschicht-Element, also beispielsweise eine Reflexionsschicht, vor dem opaken Hintergrund angeordnet, so ist es vorzugsweise transparent.
Der Ausdruck „in Durchsicht durch die Verbundscheibe“ bedeutet, dass durch die Verbundscheibe geblickt wird, ausgehend von der Innenseite der Innenscheibe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „räumlich vor“, für das Funktionsschicht-Element, dass dieses räumlich weiter entfernt von der Außenseite der Außenscheibe angeordnet ist als zumindest der opake Hintergrund. Das Funktionsschicht-Element ist, erfindungsgemäß unabhängig davon, ob es direkt auf dem opaken Hintergrund aufgebracht ist oder nicht, in Durchsicht durch die Verbundscheibe im Wesentlichen immer in vollständiger Überlappung mit dem opaken Hintergrund. Anders ausgedrückt befindet sich das Funktionsschicht-Element, beispielsweise eine Reflexionsschicht, in Durchsicht durch die Verbundscheibe, beginnend mit der Innenseite der Innenscheibe, somit in Überlappung mit dem opaken Hintergrund. Die Kombination der erfindungsgemäßen Reflexionsschicht mit einem solchen opaken Hintergrund bewirkt eine gute Sichtbarkeit eines Bilds auch bei äußerer Sonneneinstrahlung und bei Verwendung von lichtschwachen Lichtquellen. Auch unter diesen Umständen erscheint ein von einer Lichtquelle erzeugtes Bild hell und ist ausgezeichnet erkennbar. Beim Einsatz einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe in einer Projektionsanordnung ermöglichst dies eine Reduktion der Leistung der Lichtquelle und somit einen verminderten Energieverbrauch.
Erfindungsgemäß ist weiterhin vorteilhaft vorgesehen, dass in Durchsicht durch die Verbundscheibe ausgehend von der Innenseite IV der Innenscheibe mindestens auf dem Funktionsschicht-Element ein hydrophober Film angeordnet ist.
Mit anderen Worten ist mindestens auf der der Innenseite IV der Innenscheibe räumlich gegenüberliegenden Fläche des Funktionsschicht-Elements direkt auf dessen Oberfläche ein hydrophober Film angeordnet und versiegelt die hiermit beschichtete Oberfläche zur umgebenden Atmosphäre. Der vorgesehene hydrophobe Film, bildet somit erfindungsgemäß, mindestens im Bereich des Funktionsschicht-Elements, die zum Innenraum gerichtete äußere Oberfläche der Verbundscheibe und schützt diese, insbesondere das Funktionsschicht-Element, vorteilhaft vor äußeren Einflüssen, insbesondere Verschmutzung. Der hydrophobe Film ist eine Beschichtung mit guter Widerstandsfähigkeit gegen Ablagerungen beispielsweise von Flüssigkeiten, Salzen, Fetten und Schmutz und ist vorteilhafterweise besonders leicht zu reinigen. Beispielsweise kann bei Berührung durch einen Nutzer das Entstehen von Fingerabdrücken vermieden werden. Erfindungsgemäß geeignete, hydrophobe Filme, sowie deren Ausgestaltung und Herstellung, sind beispielsweise in der W02005/084943, der W02007/012779 oder der WO2010/079299 beschrieben. Solche hydrophoben Beschichtungen werden bereits angewendet und beispielsweise auf der Außenseite der Außenscheibe von Fahrzeugen eingesetzt. Solche hydrophoben Filme weisen in dieser Verwendung eine gute Haltbarkeit von zwei oder mehr Jahren auf. Durch die hydrophobe Beschichtung gleiten Wassertropfen auf der Verglasung einfach ab, was einem Fahrer bei Regen eine bessere Sicht durch eine Windschutzscheibe bieten kann. Vorteilhafterweise führt der erfindungsgemäße Einsatz der hydrophoben Beschichtung auf der Innenseite IV der Innenscheibe der Verbundscheibe dazu, dass der Film nicht direkt der Witterung oder der Reibung durch Scheibenwischer ausgesetzt ist und so eine verlängerte Haltbarkeit aufweist. Die erfindungsgemäße Beschichtung ist vorteilhafterweise aber zusätzlich auch einfach zu erneuern. Es stehen am Markt auch geeignete Lösungen zur Herstellung eines hydrophoben Films gemäß der Erfindung zur Verfügung, die zum Beispiel durch einfaches flüssiges Aufträgen einer solchen Lösung mit einem Tuch erzeugt werden können.
Hydrophob im Sinne der Erfindung bedeutet, dass der Film eine bestimmte Benetzungscharakteristik aufweist, nämlich dass der Kontaktwinkel von Wasser zur Oberfläche größer 90° beträgt. Bevorzugt ist der hydrophobe Film zusätzlich oleophob, d. h. der Kontaktwinkel zwischen Oberfläche und Öl ist größer 50°. Der hydrophobe Film ist zweckmäßigerweise transparent und beeinträchtigt in keiner Weise die Durchsicht auf die Verglasung mit dem Funktionsschicht-Element, oder den Durchtritt, oder die Wahrnehmbarkeit des abgestrahlten, also beispielsweise reflektierten, Lichts.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der hydrophobe Film einen Kontaktwinkel gegen Wasser von > 100°, bevorzugt > 110° aufweist. Die Versiegelung mit einem solchen Schutzfilm sorgt dafür, dass die Oberfläche besonders gute schmutz- und wasserabweisende Eigenschaften aufweist und diese entsprechend weniger oft gereinigt werden müssen. Hydrophobe -Beschichtungen, die erfindungsgemäß geeignet sind, gibt es vielfältig am Markt erhältlich. Insbesondere sind es fluororganische Verbindungen, wie sie beispielsweise auch die DE19848591 beschreibt. Bekannte hydrophobe Beschichtungen sind beispielsweise Produkte auf Basis von Perfluorpolyethern oder Fluorsilanen. Hierbei handelt es sich beispielsweise um flüssig aufgebrachte Schichten, beispielsweise durch Sprühen, Tauchen und Fluten oder durch Auftrag mittels eines Tuchs. Ein besonderer Vorteil dieser Beschichtungen liegt in der leichten Erneuerbarkeit des hydrophoben Films.
In einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist vorgesehen, dass der hydrophobe Film auf dem Funktionsschicht-Element und zusätzlich auch auf der davon nicht bedecken Innenseite IV der Innenscheibe aufgebracht ist. Mit anderen Worten bildet der hydrophobe Film ganzflächig die äußere Oberfläche und eine ganzflächige Versiegelung zum Innenraum, beispielsweise einem Fahrzeuginnenraum hin. Dies hat den Vorteil, dass die damit verbundenen wasser- und schmutzabweisenden Eigenschaften des hydrophoben Films ebenfalls ganzflächig bereitgestellt werden. Zudem ist auch die Herstellung einer solchen ganzflächigen Versiegelung zum Innenraum hin einfach, effizient und kostengünstig zu bewerkstelligen.
Der Ausdruck „Licht abstrahlen“ bedeutet erfindungsgemäß, dass Licht, insbesondere auch p- polarisiertes Licht, vom Funktionsschicht-Element reflektiert wird, oder alternativ das Funktionsschicht-Element selber als aktive Lichtquelle (Bildanzeigevorrichtung) ausgestaltet ist und Licht, beispielsweise bevorzugt p-polarisiertes Licht, ausstrahlt. Das Funktionsschicht- Element kann also als Reflexionsschicht ausgestaltet sein. Das Funktionsschicht-Element kann alternativ aber auch als Lichtquelle ausgestaltet, und ein aktives, bildgebendes Element, wie ein schichtförmig, also mit sehr geringer Einbauhöhe (flach, dünn), ausgestaltetes LCD- oder OLED- Display sein. Es ist erfindungsgemäß umfasst, dass auch mehrere, gleiche oder unterschiedliche erste Funktionsschicht-Elemente unmittelbar aneinander angrenzend oder räumlich getrennt, auf der Innenseite der Innenscheibe (nicht überlappend) angeordnet sein können,
Die Reflexionsschicht umfasst erfindungsgemäß vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Zinn, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold oder Mischungslegierungen davon. Die Reflexionsschicht kann unabhängig davon oder zusätzlich Siliziumoxid enthalten.
In einer besonderen 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 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 Palladium, Gold, Kupfer oder Aluminium. Materialen auf der Basis von Silber sind besonders geeignet, um p-polarisiertes Licht zu reflektieren. Die Verwendung von Silber in Reflexionsschichten hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von p-polarisiertem Licht erwiesen. Die Beschichtung weist eine Dicke von 5 pm bis 50 pm und bevorzugt von 8 pm bis 25 pm auf.
Ist die Reflexionsschicht als eine Beschichtung ausgebildet, wird sie bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) direkt auf die Innenseite IV der Innenscheibe aufgebracht. Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden.
Die Reflexionsschicht kann auch als eine reflektierende Folie ausgebildet sein, die Licht, bevorzugt p-polarisiertes Licht, reflektiert. Die Reflexionsschicht kann eine Trägerfolie mit einer reflektierenden Beschichtung sein oder eine beschichtungsfreie 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, T antaloxid, Wolframoxid oder Siliziumkarbid ausgebildet sein. Die genannten Oxide und Nitride können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch abgeschieden sein. Sie können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. Die reflektierende Polymerfolie umfasst bevorzugt dielektrische Polymerschichten oder besteht daraus. Die dielektrischen Polymerschichten enthalten bevorzugt Polyethylenterephthalat (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.
Handelt es sich um eine beschichtete, reflektierende Folie, können zur Herstellung, also zur Beschichtung der Folie (Trägerfolie), beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) ebenfalls die Beschichtungsverfahren CVD oder PVD angewendet werden. Alternativ kann das Funktionsschicht-Element als ein, beispielsweise mittels CVD oder PVD Verfahren, reflektierend beschichtetes, dünnes Glasschichtelement ausgestaltet sein, welches mittels eines Klebefilms auf der Innenseite IV der Innenscheibe aufgebracht und angeordnet werden kann. Sowohl eine Ausgestaltung mittels einer reflektierenden Folie oder eines separaten reflektierenden Glaselements haben weiterhin den Vorteil, dass diese bei Bedarf einfach erneuert werden können. Bei ansonsten geeigneter Ausgestaltung der Verbundscheibe ist gegebenenfalls auch eine Nachrüstbarkeit, beispielsweise für Windschutzscheiben in Fahrzeugen gegeben.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht eine reflektierende Folie, die metallfrei ist und sichtbare Lichtstrahlen mit einer p-Polarisation reflektiert. Die Polymerfolie weist also intrinsisch reflektierende Eigenschaften auf. Die Reflexionsschicht kann beispielsweise als eine Folie ausgestaltet sein, die auf Basis synergetisch miteinander wirkenden Prismen und reflektierender Polarisatoren funktioniert. Die Polymerfolie kann beispielsweise eine Mehrzahl polymerer Lagen (Schichten) mit unterschiedlichem Brechungsindex umfassen, wobei Lagen mit höherem und niedrigerem Brechungsindex alternierend angeordnet sind. In diesem Fall beruht die Reflexionswirkung insbesondere auf Interferenzeffekten, welche durch die alternierenden hoch- und niedrigbrechenden polymeren Lagen hervorgerufen werden. Derartige Folien zur Verwendung von Reflexionsschichten sind im Handel erhältlich. Mit dem Begriff p-polarisiertes Licht ist Licht aus dem sichtbaren Spektral be re ich gemeint, dass mehrheitlich aus Licht besteht, welches eine p-Polarisation aufweist. Das p-polarisierte Licht hat vorzugsweise einen Lichtanteil mit p-Polarisation von > 50 %, bevorzugt von > 70 % und besonders bevorzugt von > 90 % und insbesondere von etwa 100%.
Der opake Hintergrund ist in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ein opaker Maskierungsstreifen, welcher bereichsweise mindestens auf einer der Außenseiten (I, III) und/ oder der Innenseiten (II, IV) der Innen- und/oder Außenscheibe angeordnet ist. Der Maskierungsstreifen kann grundsätzlich auf jeder Scheibenseite der Außenscheibe angeordnet sein. Bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist dieser bevorzugt auf der Innenseite der Außenscheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Alternativ oder zusätzlich ist bevorzugt ein Markierungsstreifen auf der Innenseite IV der Innenscheibe vorgesehen. Mit anderen Worten ist der Maskierungsstreifen dann zwischen der Innenseite IV der Innenscheibe und dem Funktionsschicht-Element angeordnet.
Der Maskierungsstreifen ist bevorzugt eine Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten. Alternativ kann er aber auch ein in die Verbundscheibe eingelegtes, opakes Element sein, beispielsweise eine Folie.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verbundscheibe besteht der Maskierungsstreifen aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Verbundscheibe, da nur eine einzige Schicht für den Maskierungsstreifen ausgebildet werden muss.
Er kann zusätzlich zu der im Sinne der Erfindung beschriebenen Wirkweise als Maskierung von im verbauten Zustand ansonsten durch die Scheibe erkennbaren Strukturen dienen. Insbesondere bei einer Windschutzscheibe dient der Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie. Das bedeutet, er verhindert die Sicht auf die in aller Regel unregelmäßig aufgetragene Kleberaupe nach außen, so dass ein harmonischer Gesamteindruck der Windschutzscheibe entsteht. Andererseits dient der Maskierungsstreifen als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial. Dauernde Bestrahlung mit UV-Licht schadet dem Klebematerial und würde die Verbindung der Scheibe mit der Fahrzeugkarossiere im Laufe der Zeit lösen. Bei Scheiben mit einer elektrisch steuerbaren Funktionsschicht kann der Maskierungsstreifen beispielsweise auch zum Abdecken von Sammelleitern und/oder Anschlusselementen dienen. Der Maskierungsstreifen wird beispielsweise auf die Außenscheibe oder Innenscheibe aufgedruckt, insbesondere im Siebdruckverfahren. Dabei wird die Druckfarbe durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf die Glasscheibe gedruckt. Die Druckfarbe wird dabei beispielsweise mit einer Gummirakel durch das Gewebe hindurchgepresst. Das Gewebe weist Bereiche auf, welche für die Druckfarbe durchlässig sind, neben Bereichen, welche für die Druckfarbe undurchlässig sind, wodurch die geometrische Form des Drucks festgelegt wird. Das Gewebe fungiert somit als Schablone für den Druck. Die Druckfarbe enthält mindestens ein Pigment und Glasfritten, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit.
Nach dem Aufdrucken der Druckfarbe wird die Glasscheibe einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei die flüssige Phase durch Verdampfen ausgetrieben wird und die Glasfritten aufgeschmolzen werden und sich dauerhaft mit der Glasoberfläche verbinden. Die Temperaturbehandlung wird typischerweise bei Temperaturen im Bereich von 450°C bis 700°C durchgeführt. Als Maskierungsstreifen verbleibt das Pigment in der durch die aufgeschmolzene Glasfritte gebildeten Glasmatrix. Der Maskierungsstreifen weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm.
Der Maskierungsstreifen kann, wie bereits beschrieben, grundsätzlich auf jeder Scheibenseite der Außenscheibe oder der Innenscheibe angeordnet sein. Bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist dieser bevorzugt auf der Innenseite der Außenscheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Eine andere bevorzugte Ausgestaltung sieht vor, dass alternativ oder zusätzlich ein Maskierungsstreifen, als keramischer Schwarzdruck auf der Innenseite IV der Innenscheibe angeordnet ist, der insbesondere die Auftragung von Klebeschichten und die Qualität von Verklebungen, insbesondere beim Einbau der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, beispielsweise in ein Fahrzeug verbessern kann. Mit anderen Worten ist der opake Hintergrund bevorzugt als keramischer Schwarzdruck auf der Innenseite IV der Innenscheibe mindestens in einem Randbereich, beispielsweise als umlaufender Randbereich, der Verbundscheibe angeordnet. Ein äußerer Scheibenrandbereich verbleibt dann frei von weiteren Beschichtungen, insbesondere frei von Reflexionsschicht und hydrophobem Film. So bleiben die zur Verklebung vorgesehenen Bereiche, also die an den Scheibenrand angrenzenden Bereiche, frei von weiteren Beschichtungen, wie Reflexionsschicht und hydrophobem Film, und stehen für eine sichere und stabile Befestigung durch eine Verklebung zur Verfügung.
Alternativ ist der Maskierungsstreifen eine gefärbte oder pigmentierte, bevorzugt schwarzpigmentierte, thermoplastische Verbundfolie, die vorzugsweise auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylvinylacetat (EVA) oder Polyethylenterephthalat (PET), bevorzugt PVB, ausgebildet ist. Die Färbung oder Pigmentierung der Verbundfolie ist dabei frei wählbar, bevorzugt aber schwarz. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist vorzugsweise zwischen der Außenscheibe und Innenscheibe angeordnet. Die gefärbte oder pigmentierte thermoplastische Verbundfolie weist bevorzugt eine Dicke von 0,25 mm bis 1 mm auf. Vorzugsweise erstreckt sich die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie über maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Um Dickenunterschiede in der Verbundscheibe zu vermeiden, ist vorzugsweise eine transparente weitere thermoplastische Verbundfolie zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet, welche sich über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 % der Fläche der Verbundscheibe erstreckt. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist in der Flächenebene der Verbundscheibe von der transparenten thermoplastischen Verbundscheibe versetzt angeordnet, sodass sich diese nicht überlappen oder decken.
Der Maskierungsstreifen kann auch durch eine bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie bereitgestellt werden. In diesem Fall ist die Reflexionsschicht räumlich vor dem pigmentierten oder gefärbten Bereich der thermoplastischen Verbundfolie angeordnet. Die Pigmentierung oder Färbung der Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über einen Bereich von maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Der restliche Teil der bereichsweise pigmentierten oder gefärbten thermoplastischen Verbundfolie ist transparent, also ohne Pigmentierung oder Färbung ausgebildet. Die bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Fläche der Verbundscheibe. Die Ausführung des Maskierungsstreifens als pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie oder als bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie vereinfacht die Herstellung der Verbundscheibe und verbessert ihre Stabilität. Es ist sehr vorteilhaft, wenn die Außenscheibe oder die Innenscheibe zuvor nicht beschichtet werden müssen, um einen opaken Hintergrund zu erzeugen. Dies erhöht zum einen die Stabilität der Verbundscheibe und verbessert weiterhin die Prozesseffizienz. 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, elektrisch leitfähige 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 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 Außenscheibe und die Innenscheibe sind erfindungsgemäß bevorzugt transparent. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen beispielsweise für Windschutzscheiben (beispielsweise den Richtlinien der europäischen Union ECE-R43) entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 50% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Mit „transparenter Innenscheibe“ und „transparenter Außenscheibe“ ist somit gemeint, dass die Innenscheibe und die Außenscheibe derart transparent sind, dass die Durchsicht durch einen Durchsichtbereich der Verbundscheibe die gesetzlichen Bestimmungen für die gewünschte Verwendung, beispielsweise für Windschutzscheiben, erfüllt sind. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 % und insbesondere 0%. Mit „transparenter Außenscheibe“ und „transparenter Innenscheibe“ ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die Durchsicht durch die Innenscheibe und die Außenscheibe möglich ist. Bevorzugt beträgt der Lichttransmissionsgrad der transparenten Außenscheibe und der transparenten Innenscheibe mindestens 55 %, besonders bevorzugt mindestens 60 % und insbesondere mindestens 70 %.
Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.
Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen- Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive, wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher. Weichmacher sind chemische Verbindungen, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Bevorzugte Weichmacher sind beispielsweise Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher.
Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht auf Basis von PVB mindestens 3 Gew.- %, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 35 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht beispielsweise aus Triethylenglykol-bis- (2-ethylhexanoat). Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere flächig übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens in einem Durchsichtbereich der Verbundscheibe zwischen der Innenseite (II) der Außenscheibe und der Außenseite (III) der Innenscheibe ein zweites Funktionsschicht-Element, angeordnet. Mit anderen Worten, erstreckt sich das zweite Funktionsschicht-Element mindestens auch ein einen Bereich der Verbundscheibe, der in der Durchsicht keine Überlappung mit einem opaken Hintergrund aufweist und damit auch einen funktionellen Bereich aufweist, der keine Überlappung mit dem ersten Funktionsschicht-Element hat und die beiden Funktionsschicht-Elemente sich vorteilhafterweise in ihrer Funktion nicht negativ beeinflussen und ergänzend zueinander verwendet werden können. Das zweite Funktionsschicht-Element kann auch wahlweise ganzflächig oder lokal begrenzt in die Verbundscheibe eingebracht sein. Das zweite Funktionsschicht-Element kann beispielsweise ein Hologramm, eine p-pol Beschichtung, ein reflektiver Film, eine HUD-Schicht oder ein aktives Display sein.
Eine HUD-Schicht, ist eine reflektive Schicht, die dazu geeignet ist ein von einer Lichtquelle ausgestralhltes Bild in das Blickfeld eines Betrachters, beispielsweise eines Fahrers zu projizieren. Die HUD-Schichtumfasst vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Zinn, Titan, Kupfer, Chrom, Cobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, oder Mischungen davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die HUD-Schicht 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 Palladium, Gold, Kupfer oder Aluminium. Materialen auf der Basis von Silber sind besonders geeignet, um p-polarisiertes Licht zu reflektieren. Die Verwendung von Silber hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von p-polarisiertem Licht erwiesen. Die Beschichtung weist eine Dicke von 5 pm bis 50 pm und bevorzugt von 8 pm bis 25 pm auf.
Ist die HUD-Schicht als eine Beschichtung ausgebildet, so wird sie bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) auf die Innenscheibe oder Außenscheibe aufgebracht. Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden. Die Beschichtung wird vor der Laminierung auf die Scheiben aufgebracht.
Die HUD-Schicht kann auch als eine reflektierende Folie ausgebildet sein, die p-polarisiertes Licht reflektiert. Die HUD-Schicht kann eine Trägerfolie mit einer reflektierenden Beschichtung sein oder eine 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 oder Siliziumkarbid ausgebildet sein. Die genannten Oxide und Nitride können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch abgeschieden sein. Sie können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. Die reflektierende Polymerfolie umfasst bevorzugt dielektrische Polymerschichten oder besteht daraus. Die dielektrischen Polymerschichten enthalten bevorzugt PET. Ist die HUD-Schicht 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.
Handelt es sich um eine beschichtete, reflektierende Folie können zur Herstellung ebenfalls die Beschichtungsverfahren CVD oder PVD angewendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die HUD-Schicht als reflektierende Folie ausgebildet und innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass die HUD-Schicht nicht mittels Dünnschichttechnologie (beispielsweise CVD und PVD) auf der Außenscheibe oder Innenscheibe aufgebracht werden muss. Hieraus ergeben sich Verwendungen der HUD-Schicht mit weiteren vorteilhaften Funktionen wie einer homogeneren Reflexion des p-polarisierten Lichtes an der HUD-Schicht. Außerdem kann die Herstellung der Verbundscheibe vereinfacht werden, da die HUD-Schicht nicht vor der Laminierung über ein zusätzliches Verfahren auf der Außen- oder Innenscheibe angeordnet werden muss.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Projektionsanordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben, wobei das Funktionsschicht-Element eine Reflexionsschicht ist. Die Projektionsanordnung umfasst weiterhin eine der Reflexionsschicht zugeordnete Lichtquelle (Bildanzeigevorrichtung), die auf die Reflexionsschicht gerichtet ist und diese mit Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht, bestrahlt, wobei die Reflexionsschicht das Licht reflektiert. Erfindungsgemäß ist die Reflexionsschicht durch einen darauf flächig aufgebrachten hydrophoben Film äußeren Einflüssen, insbesondere vor Verschmutzung geschützt.
Die Lichtquelle der Projektionsanordnung strahlt Licht, bevorzugt p-polarisiertes Licht, aus und ist so in Nachbarschaft zur innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet, dass die Lichtquelle diese Oberfläche bestrahlt, wobei das Licht von der Reflexionsschicht der Verbundscheibe reflektiert wird. Wird die erfindungsgemäße Projektionsanordnung mit p- polarisiertem Licht betrieben, so ist ein besonderer Vorteil, dass diese auch mit polarisationsselektiven Sonnenbrillen kompatibel ist.
Bevorzugt reflektiert die Reflexionsschicht erfindungsgemäß mehr als 10%, bevorzugt mindestens 30% oder mehr, bevorzugt 50% oder mehr und insbesondere 70 % oder mehr, von dem auf die Reflexionsschicht auftreffenden Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht, bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 650 nm und Einstrahlwinkeln von 50 bis 80°, beispielsweise von 55° bis 75°. Dies ist vorteilhaft um eine möglichst große Helligkeit eines von der Lichtquelle ausgestrahlten und an der Reflexionsschicht reflektierten Bildes zu erreichen.
Die Lichtquelle dient der Ausstrahlung eines Bildes, und wird erfindungsgemäß auch als Bildanzeigevorrichtung bezeichnet. Als Lichtquelle kann ein Projektor, ein Display oder auch eine andere dem Fachmann bekannte Vorrichtung verwendet werden. Bevorzugt ist die Lichtquelle ein Display, besonders bevorzugt ein LCD-Display, LED-Display, OLED-Display oder elektrolumineszentes Display, insbesondere ein LCD-Display. Displays weisen eine geringe Einbauhöhe auf und sind so einfach und platzsparend in das Armaturenbrett eines Fahrzeugs zu integrieren. Darüber hinaus sind Displays im Vergleich zu Projektoren wesentlich energiesparender zu betreiben. Die vergleichsweise geringere Helligkeit von Displays ist dabei in Kombination mit der erfindungsgemäßen Reflexionsschicht und der dahinterliegenden opaken Abdeckschicht völlig ausreichend. Die Strahlung der Lichtquelle trifft vorzugsweise mit einem Einfallswinkel von 55° bis 80° auf die Verbundscheibe, bevorzugt von 62° bis 77° auf die Verbundscheibe im Bereich der Reflexionsschicht. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Strahlung der Bildanzeigevorrichtung und der Flächennormale im geometrischen Zentrum der Reflexionsschicht.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe und Projektionsanordnung.
Das Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, wie sie in der vorstehenden Beschreibung in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt wurde, kann mindestens die folgenden Schritte umfassen:
(a) Bereitstellen einer Außenscheibe, einer Innenscheibe und einer thermoplastischen Zwischenschicht,
(b) Ein- oder Aufbringen mindestens eines opaken Hintergrunds, insbesondere als opake Schicht, bevorzugt als Maskierungsstreifen, in zumindest einem zweiten Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe (II), der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe (I) und/oder auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe (III), und/oder als zumindest bereichsweise getönte oder gefärbte Zwischenschicht,
(c) Zusammenlegen der Innenscheibe, der thermoplastischen Zwischenschicht und der Außenscheibe in dieser Abfolge zu einem Schichtstapel,
(d) Laminieren des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe, (e) Aufbringen einer Reflexionsschicht und/oder eines aktiven bildgebenden Elements auf zumindest einem ersten Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3), wobei der erste Teilbereich zumindest teilweise überlappend mit dem zweiten Teilbereich verläuft und wobei die aufgetragene Reflexionsschicht (9) oder das aktive bildgebende Element auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe angeordnet ist,
(f) Aufträgen eines hydrophoben Films als exponierte Schicht, mindestens auf die Reflexionsschicht (9) und/oder das aktive bildgebende Element.
Das Verfahren zur Herstellung einer Projektionsanordnung kann zumindest die folgenden Schritte umfassen:
(a) Bereitstellen einer Außenscheibe, einer Innenscheibe und einer thermoplastischen Zwischenschicht,
(b) Aufbringen mindestens einer opaken Abdeckschicht, insbesondere als ein Maskierungsstreifen, in zumindest einem zweiten Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe, der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe und/oder auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe,
(c) Zusammenlegen der Innenscheibe, der thermoplastischen Zwischenschicht und der Außenscheibe in dieser Reihenfolge zu einem Schichtstapel,
(d) Laminieren des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe,
(e) Aufbringen einer Reflexionsschicht auf zumindest einem ersten Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe, wobei der erste Teilbereich zumindest teilweise überlappend mit dem zweiten Teilbereich verläuft und wobei die aufgetragene Reflexionsschicht als exponierte Schicht an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe liegt,
(f) Aufträgen eines hydrophoben Films mindestens auf die Reflexionsschicht,
(g) Bereitstellen und Ausrichten einer Lichtquelle (Bildanzeigevorrichtung), bevorzugt für p- polarisiertes Licht, auf die Verbundscheibe, so dass das Licht auf die Reflexionsschicht fallen kann.
Schritt e) des Verfahrens erfolgt dabei jeweils wahlweise vor, während oder nach den Schritten a) bis d). Wird allerdings mindestens ein opaker Maskierungsstreifen auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe angebracht, so wird die Reflexionsschicht erst nach dem Aufbringen dieser opaken Abdeckschicht aufgebracht. Das Aufträgen des erfindungsgemäßen hydrophoben Films erfolgt nach dem Aufbringen der Reflexionsschicht oder des aktiven bildgebenden Elements mindestens auf dessen Oberfläche, beispielsweise durch flüssigen Auftrag, beispielsweise durch Sprühen, Tauchen, Fluten oder auch durch Aufträgen mit einem Tuch. Die Auftragung des hydrophoben Films kann auch ganzflächig auf der Innenseite der Innenscheibe erfolgen, sich also auch auf die Bereiche der Innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe erstrecken, die nicht vom ersten Funktionsschicht-Element belegt sind. Ein besonderer Vorteil der Erfindung ergibt sich daraus, dass die hydrophobe Schicht, gegebenenfalls auch das erste Funktionsschicht-Element, erneuerbar, leicht austauschbar ausgebildet werden können oder dadurch, dass wahlweise auch Möglichkeiten für eine Nachrüstbarkeit, beispielsweise für Fahrzeugscheiben gegeben sind.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe oder Projektionsanordnung ist einfach, kostengünstig, und durch die beschriebene mögliche Erneuerbarkeit oder Nachrüstbarkeit auch besonders nachhaltig und kann darüber hinaus problemlos in bestehende, industrielle Serienfertigungen integriert werden.
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 Vakuumsackoder 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 verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen 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 oder Projektionsanordnung in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen, wobei die Verbundscheibe beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Glasdach, bevorzugt als Windschutzscheibe verwendet werden kann. Bevorzugt ist die Verwendung der Verbundscheibe als Fahrzeug-Windschutzscheibe. Alternativ kann die Verglasung eine Architekturverglasung, beispielsweise in einer Außenfassade eines Gebäudes oder eine Trennscheibe im Innern eines Gebäudes, oder ein Einbauteil in Möbeln oder Geräten sein.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, es sei denn sie sind explizit nur als Alternativen zueinander möglich und beschrieben, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1 eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,
Figur 2 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe von Fig. 1 ,
Figuren 3-6 vergrößerte Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Schichtabfolgen der Verbundscheibe 1 im Bereich des Funktionsschichtelements, und
Figur ? vergrößerte Querschnittansicht einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schichtabfolge der Verbundscheibe 1 im Bereich Z.
Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 in einem Fahrzeug in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung. Eine Draufsicht der Verbundscheibe 1 der Projektionsanordnung 100 ist in Figur 2 gezeigt. Die Querschnittansicht von Figur 1 entspricht der Schnittlinie A-A der Verbundscheibe 1 , wie in Figur 2 angedeutet ist. Die Verbundscheibe 1 ist in Form einer Verbundscheibe ausgebildet (siehe auch Figuren 3 bis 4) und umfasst eine Außenscheibe 2 und eine Innenscheibe 3 mit einer thermoplastischen Zwischenschicht 4, welche zwischen den Scheiben 2,3 angeordnet ist. Die Verbundscheibe 1 ist beispielsweise in ein Fahrzeug eingebaut und trennt einen Fahrzeuginnenraum 12 von einer äußeren Umgebung 13 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 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
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 beispielsweise für ein Fahrzeug weist sie typischerweise eine konvexe Wölbung auf.
In einem Randbereich 11 der Verbundscheibe 1 befindet sich auf der Innenseite II der Außenscheibe 2 ein rahmenförmig umlaufender erster Maskierungsstreifen 5. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist opak und verhindert von außen die Sicht auf innenseitig der Verbundscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Verbundscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist vorzugsweise schwarz. Der erste Maskierungsstreifen 5 besteht beispielsweise aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise einer schwarz eingefärbten Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.
Weiterhin kann die Verbundscheibe 1 im Randbereich 11 auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 einen zweiten Maskierungsstreifen 5' aufweisen (hier nicht gezeigt, siehe Figuren 6 und 7). Der zweite Maskierungsstreifen 5' ist vorzugsweise rahmenförmig umlaufend ausgebildet. Wie der erste Maskierungsstreifen 5 besteht der zweite Maskierungsstreifen 5' aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendeten, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise einer schwarz eingefärbten Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.
Räumlich vor dem ersten Maskierungsstreifen 5 befindet sich auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 eine Reflexionsschicht 9 als Funktionsschicht-Element, welche beispielsweise mittels des PVD-Verfahrens aufgedampft ist. Die Reflexionsschicht 9 ist beispielsweise eine Metallbeschichtung, welche mindestens einen Dünnschichtstapel enthält mit mindestens einer Silberschicht und einer dielektrischen Schicht. Die Reflexionsschicht 9 ist in dieser gezeigten Ausgestaltung in unmittelbarem Kontakt mit der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 3. Alternativ kann die Reflexionsschicht 9 auch als reflektierende Folie, ausgebildet und optional mittels eines Klebefilms (hier nicht gezeigt, siehe Figur 3) befestigt angeordnet sein. Die reflektierende Folie kann eine reflektierende Metallbeschichtung aufweisen. Die Reflexionsschicht 9 ist in Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 räumlich vor einem opaken Hintergrund, hier dem Maskierungsstreifen 5 angeordnet, wobei der Maskierungsstreifen 5 die Reflexionsschicht 9 vollständig überdeckt, d.h. die Reflexionsschicht 9 weist keinen Abschnitt auf, der nicht in Überlappung zum Maskierungsstreifen 5 ist. Die Reflexionsschicht 9 ist hier beispielsweise nur im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 der Verbundscheibe 1 angeordnet. Möglich wäre aber auch, die Reflexionsschicht 9 im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" oder in einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 11 anzuordnen. Des Weiteren könnten mehrere Reflexionsschichten 9 vorgesehen sein, die beispielweise im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T und im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 angeordnet sind. Beispielsweise könnten die Reflexionsschichten 9 so angeordnet sein, dass ein (zumindest teilweise) umlaufendes Bild erzeugt werden kann. Es ist erfindungsgemäß aber auch möglich (hier nicht gezeigt) sowohl einen opaken Hintergrund (Maskierung) und eine Reflexionsschicht 9 in jedem geeigneten Bereich der Verbundscheibe vorzusehen. Eine randseitige Anordnung ist natürlich in einer Verwendung und Ausgestaltung der Verbundscheibe 1 als Windschutzscheibe vorteilhaft und zweckmäßig, um die geforderten Auflagen für das Sichtfeld des Fahrers zu erfüllen.
Erfindungsgemäß ist auf der dem Fahrzeuginnenraum 12 zugewandten Oberfläche der Reflexionsschicht 9 ein hydrophober Film 7 angeordnet. Der hydrophobe Film 7 bildet somit erfindungsgemäß, mindestens im Bereich der Reflexionsschicht die zum Innenraum 12 gerichtete äußere und zur umgebenden Atmosphäre exponierte Oberfläche der Verbundscheibe 1. Die mit dem hydrophoben Film 7 bedeckte Fläche, insbesondere das Funktionsschicht-Element 9, wird hierdurch vorteilhaft vor äußeren Einflüssen, insbesondere gegen Ablagerungen beispielsweise von Flüssigkeiten, Salzen, Fetten und Schmutz geschützt und ist besonders leicht zu reinigen. Der erfindungsgemäße hydrophobe Film 7 ist vorteilhafterweise widerstandsfähig. Zusätzlich kann der hydrophobe Film 7 bei Bedarf auch einfach, beispielsweise durch einen flüssigen Auftrag mit einem Tuch, erneuert werden. In einer hier nicht dargestellten Ausführungsform wird auch die weitere, nicht durch die Reflexionsschicht 9 belegte, dem Innenraum 12 zugewandte Oberfläche IV der Verbundscheibe 1 mit dem hydrophoben Film 7 versehen und so zum Innenraum 12 hin versiegelt. Dies hat den Vorteil, dass die damit verbundenen wasser- und schmutzabweisenden Eigenschaften des hydrophoben Films ebenfalls ganzflächig bereitgestellt werden können. Zudem ist auch die Herstellung einer solchen ganzflächigen Versiegelung zum Innenraum 12 hin einfach, effizient und kostengünstig zu bewerkstelligen.
Der erste Maskierungsstreifen 5 kann im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 auch verbreitert ausgestaltet sein, d.h. der erste Maskierungsstreifen 5 weist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 eine größere Breite als im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 (wie auch in den in Figur 1 nicht erkennbaren seitlichen Abschnitten des Randbereichs 11) der Verbundscheibe 1 auf. Als "Breite" wird die Abmessung des ersten Maskierungsstreifens 5 senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden.
Die Projektionsanordnung 100 weist weiterhin eine beispielsweise im Armaturenbrett (nicht gezeigt) angeordnete Bildanzeigevorrichtung 8 als Bildgeber auf. Die Bildanzeigevorrichtung 8 dient zur Erzeugung von Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht 10 (Bildinformationen), das auf die Reflexionsschicht 9 gerichtet wird und durch die Reflexionsschicht 9 als reflektiertes Licht 10' in den Fahrzeuginnenraum 12 reflektiert wird, wo es von einem Betrachter, z.B. Fahrer, gesehen werden kann. Die Reflexionsschicht 9 ist zur Reflexion des Lichts, bevorzugt des p-polarisiertem Lichts 10 der Bildanzeigevorrichtung 8, d.h. eines Bilds der Bildanzeigevorrichtung 8, geeignet ausgebildet. Das Licht 10 der Bildanzeigevorrichtung 8 trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 50° bis 80°, insbesondere von 55° bis 75°, beispielsweise von 60° bis 70° auf die Verbundscheibe 1 , typischerweise etwa 65°, wie es bei HUD-Projektionsanordnungen üblich ist. Möglich wäre beispielsweise auch, die Bildanzeigevorrichtung 8 in der A-Säule eines Kraftfahrzeugs oder am Dach (jeweils fahrzeuginnenraumseitig) anzuordnen, falls die Reflexionsschicht 9 hierzu in geeigneter Weise positioniert ist. Wenn mehrere Reflexionsschichten 9 vorgesehen sind, kann jeder Reflexionsschicht 9 eine separate Bildanzeigevorrichtung 8 zugeordnet sein, d.h. es können mehrere Bildanzeigevorrichtungen 8 angeordnet sein. Die Bildanzeigevorrichtung 8 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 eines Fahrzeugs handelt.
In der Draufsicht von Figur 2 ist die Reflexionsschicht 9 in Erstreckung entlang des unteren Abschnitts des Randbereichs 11 ' der Verbundscheibe 1 dargestellt.
Es wird nun Bezug auf die Figuren 3 bis 7 genommen, worin vergrößerte Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der Verbundscheibe 1 gezeigt sind. Die Querschnittansichten der Figuren 3 bis 5 entsprechen der Schnittlinie A-A (Fig.2) im Bereich der Reflexionsschicht 9. Die Querschnittansicht der Figur 6 entspricht der Schnittlinie B-B' (Fig.2). Die in der Figur 7 gezeigte Ansicht der Schnittlinie A-A im unteren Ausschnitt Z des Randbereichs 11 ' der Verbundscheibe 1 , wie in Figur 2 angedeutet ist.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform in der ein Maskierungsstreifen 5 auf der Innenseite II der Außenscheibe 2, beispielsweise als Schwarzdruck aufgebracht ist und als opaker Hintergrund räumlich vor der Reflexionsschicht 9 (erstes Funktionsschicht-Element) liegt. Über die thermoplastische Zwischenschicht 4, die vorzugsweise eine PVB-Folie ist, ist die Außenscheibe 2 mit der Innenscheibe 3 verbunden. Die Reflexionsschicht 9 ist in dieser Ausgestaltung über eine Klebeschicht 6 mit der Innenseite IV der Innenscheibe 3 verbunden. Alternativ kann die Reflexionsschicht auch ohne die Klebeschicht in direktem Kontakt zur Innenseite IV der Innenscheibe ausgestaltet sein. Beispielsweise kann die Reflexionsschicht als Beschichtung durch CVD oder PVD-Verfahren auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 erzeugt sein. Auf der dem Fahrzeuginnenraum 12 zugewandten Oberfläche der Reflexionsschicht 9 ist erfindungsgemäß ein hydrophober Film 7 angeordnet. Der hydrophobe Film 7 bildet somit erfindungsgemäß, mindestens im Bereich der Reflexionsschicht 9 die zum Innenraum 12 gerichtete äußere, exponierte Oberfläche der Verbundscheibe 1 und schützt so vorteilhaft vor äußeren Einflüssen, insbesondere gegen Ablagerungen beispielsweise von Flüssigkeiten, Salzen, Fetten und Schmutz.
Figur 4 zeigt in einer weiteren Ausführungsform den Querschnitt der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 der sich von dem Aufbau in Fig. 3 darin unterscheidet, dass auf der Innenseite IV der Innenscheibe zusätzlich ein Maskierungstreifen 5' vorgesehen ist, auf dem die Reflexionsschicht 9 über eine optional vorhandene Klebeschicht 6 angeordnet ist. Dieser Maskierungsstreifen 5' kann wie hier gezeigt zusätzlich aber auch in einer anderen Ausgestaltung alternativ zum ersten Maskierungsstreifen 5 vorgesehen sein. Wie der erste Maskierungsstreifen 5 kann der zweite Maskierungsstreifen 5' beispielsweise aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendeten, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise einer schwarz eingefärbten Siebdruckfarbe, bestehen, die eingebrannt ist.
Figur 5 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 im Querschnitt wobei der opake Hintergrund (Maskierungsstreifen) im Unterschied zu den Ausgestaltungen in Figur 3 oder 4 durch nicht durch einen Schwarzdruck 5 auf der Innenseite II der Außenscheibe 2 ausgebildet ist, sondern durch eine gefärbte thermoplastische Folie, beispielsweise eine gefärbte PVB-Folie als Verbundfolie 4', realisiert wird. Ein oder mehrere Schwarzdrucke 5 oder 5'können als weitere zusätzliche Schichten vorteilhaft als Maskierung für Verklebungen dienen (hier nicht gezeigt).
Figur 6 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung in der vorgesehen ist, dass der Maskierungsstreifen 5', als keramischer Schwarzdruck auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3, bevorzugt umlaufend im Randbereich 11 , 11 ', 11" der Verbundscheibe 1 angeordnet ist, wobei ein äußerer Scheibenrandbereich 14 frei von weiteren Beschichtungen, insbesondere frei von Reflexionsschicht 9 und hydrophobem Film 7 verbleibt. Dieser Maskierungsstreifen 5' kann zusätzlich zur Funktion als opaker Hintergrund für die Reflexionsschicht 9 auch die Auftragung von Klebeschichten und die Qualität von Verklebungen, insbesondere beim Einbau der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 , beispielsweise in ein Fahrzeug, verbessern. Bevorzugt bleibt, wie schematisch dargestellt, ein äußerer Scheibenrandbereich 14 von beispielsweise 3-5 cm somit die zur Verklebung in eine Karosserie vorgesehenen Bereiche der Verbundscheibe 1 , frei von weiteren Beschichtungen, wie Reflexionsschicht 9 und hydrophobem Film 7, bleiben und für eine sichere und stabile Befestigung durch eine Verklebung zur Verfügung stehen.
Die Figur 7 zeigt schematisch erfindungsgemäße Kombination mit einem zweiten Funktionsschichtelement, beispielsweise einer HUD-Schicht 15. Die auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe vorgesehene Reflexionsschicht 9 sowie der in diesem Bereich als opaker Hintergrund angebrachte Maskierungstreifen 5 sind in dieser Ausgestaltung bevorzugt nur lokal auf den unteren Randbereich 11 der Verbundscheibe 1 begrenzt und beeinflussen so eine im Durchsichtbereich D der Verbundscheibe 1 angebrachte HUD-Schicht 15 nicht. Dadurch, dass die Reflexionsschicht an auf der Innenraumseitigen Oberfläche IV der Verbundscheibe 1 positioniert ist, kann die HUD-Schicht 15 unabhängig von dieser an einer der internen Oberflächen der Verbundscheibe 1 angebracht werden und ist dort vor Umwelteinflüssen geschützt. Bezugszeichenliste
1 Verbundscheibe
2 Außenscheibe
3 Innenscheibe
4 thermoplastische Zwischenschicht
4' gefärbte thermoplastische Verbundfolie
5, 5' Maskierungsstreifen
6 Klebeschicht
7 hydrophober Film
8 Bildanzeigevorrichtung
9 Reflexionsschicht (erstes Funktionsschicht-Element)
10,10' Licht (bevorzugt p-polarisiertes Licht)
11, 11', 11" Randbereich
12 (Fahrzeug-)lnnenraum
13 äußere Umgebung
14 äußerer Randbereich (Verklebungs-/Befestigungsbereich)
15 HUD-Schicht (zweites Funktionsschicht-Element)
100 Projektionsanordnung
I Außenseite der Außenscheibe 2
II Innenseite der Außenscheibe 2
III Außenseite der Innenscheibe 3
IV Innenseite der Innenscheibe 3
D Durchsichtbereich
A-A’ Schnittlinie
B-B' Schnittlinie
Z vergrößerter Bereich

Claims

Patentansprüche Verbundscheibe (1 ), insbesondere für eine Projektionsanordnung (100), mindestens umfassend eine Außenscheibe (2), eine thermoplastische Zwischenschicht (4), und eine Innenscheibe (3), ein Funktionsschicht-Element, wobei die Außenscheibe (2) eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Außenseite (I) und eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Innenseite (II) und die Innenscheibe (3) eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Außenseite (III) und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Innenseite (IV) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass, das Funktionsschicht-Element (9), eine Reflexionsschicht (9), bevorzugt eine reflektierend beschichtete oder eine beschichtungsfreie reflektierende Polymerfolie, oder ein aktives, bildgebendes Element ist, und auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet und zum Abstrahlen von Licht (10), insbesondere von p-polarisiertem Licht, geeignet ist, wobei das Funktionsschicht-Element (9) selbst opak ist oder in Durchsicht durch die Verbundscheibe (1) ausgehend von der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) räumlich vor einem opaken Hintergrund angeordnet ist und wobei mindestens auf dem Funktionsschicht-Element (9) ein hydrophober Film (7) angeordnet ist. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der hydrophobe Film (7) einen Kontaktwinkel gegen Wasser von > 100°, bevorzugt > 110° aufweist und/oder der hydrophobe Film (7) zusätzlich oleophob, und der Kontaktwinkel zwischen Oberfläche und Öl größer 50° ist. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass der hydrophobe Film (7) auf dem Funktionsschicht-Element (9) und zusätzlich auf dem von dem Funktionsschicht-Element (9) nicht bedeckten Bereich auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) aufgebracht ist. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund ein Maskierungsstreifen (5) ist, welcher bereichsweise mindestens auf einer der Außenseiten (I, III) und/oder der Innenseiten (II, IV) der Innen- und/oder Außenscheibe (3, 2) angeordnet ist. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund als Maskierungsstreifen (5) als opake thermoplastische Folie ausgebildet ist und auf der Innenseite (II) der Außenscheibe (2) und/oder auf der Außenseite (III) der Innenscheibe (3) angeordnet ist oder der Maskierungsstreifen (5) durch eine einheitliche, bereichsweise gefärbte oder getönte Verbundfolie ausgebildet ist. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund mindestens in einem Randbereich (11 , 11 ', 11 ”) der Außenscheibe (2) und/oder der Innenscheibe (3) angeordnet ist. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenseite (II) der Außenscheibe (2) und /oder zwischen der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) und dem Funktionsschicht-Element ein Maskierungstreifen (5, 5') angeordnet ist. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein Maskierungstreifen (5, 5'), bevorzugt als keramischer Schwarzdruck, auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) mindestens in einem Randbereich (11), bevorzugt umlaufend im Randbereich (11 ,11 ', 11"), der Verbundscheibe (1) angeordnet ist und ein äußerer Scheibenrandbereich (14) frei von weiteren Beschichtungen, insbesondere Reflexionsschicht (9) und hydrophobem Film (7) verbleibt. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht (9) mindestens ein Metall, bevorzugt Silber, enthält. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9dadurch gekennzeichnet, dass in einem Durchsichtbereich (D) der Verbundscheibe (1) zwischen der Innenseite (II) der Außenscheibe (2) und der Außenseite (3) der Innenscheibe (3) ein zweites Funktionsschicht-Element (15), insbesondere eine HUD Reflexionsschicht, angeordnet ist. 11. Projektionsanordnung (100), umfassend:
-eine Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das Funktionsschicht-Element eine Reflexionsschicht (9) ist;
- eine der Reflexionsschicht (9) zugeordnete Bildanzeigevorrichtung (8), die auf die Reflexionsschicht (9) gerichtet ist und diese mit Licht (10), insbesondere p-polarisiertem Licht, bestrahlt, wobei die Reflexionsschicht (9) das Licht (10') reflektiert.
12. Projektionsanordnung (100) nach Anspruch 11 bei welcher die Reflexionsschicht (9) 30% oder mehr, bevorzugt 50% oder mehr und insbesondere 70 % oder mehr, von dem auf die Reflexionsschicht (9) auftreffenden Licht (10), insbesondere p-polarisiertem Licht, reflektiert.
13. Projektionsanordnung (100) nach Anspruch 11 oder 12 wobei die Bildanzeigevorrichtung (8) ein Display, wie ein LCD-Display, LED-Display, OLED-Display oder Electroluminescent-Display ist.
14. Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mindestens umfassend die Schritte:
(a) Bereitstellen einer Außenscheibe (2), einer Innenscheibe (3) und einer thermoplastischen Zwischenschicht (4),
(b) Ein- oder Aufbringen mindestens eines opaken Hintergrunds, insbesondere als opake Schicht, bevorzugt als Maskierungsstreifen (5,5'), in zumindest einem zweiten Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe (II), der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe (I) und/oder auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe (III), und/oder als zumindest bereichsweise getönte oder gefärbte Zwischenschicht (4),
(c) Zusammenlegen der Innenscheibe (3), der thermoplastischen Zwischenschicht (4) und der Außenscheibe (2) in dieser Abfolge zu einem Schichtstapel,
(d) Laminieren des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe,
(e) Aufbringen einer Reflexionsschicht (9) und/oder eines aktiven bildgebenden Elements auf zumindest einem ersten Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3), wobei der erste Teilbereich zumindest teilweise überlappend mit dem zweiten Teilbereich verläuft und wobei die aufgetragene Reflexionsschicht (9) oder das aktive bildgebende Element auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet ist,
(f) Aufträgen eines hydrophoben Films (7) als exponierte Schicht, mindestens auf die Reflexionsschicht (9) und/oder das aktive bildgebende Element. . Verwendung einer Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, oder einer Projektionsanordnung nach einem der Ansprüche 11 bis 13 in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Land, in der Luft oder zu Wasser.
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