WO2023227595A1 - Verbundscheibe mit reflexionselement - Google Patents

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WO2023227595A1
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layer
composite
refractive
optically
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PCT/EP2023/063779
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French (fr)
Inventor
Jan Hagen
Andreas GOMER
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Saint-Gobain Glass France
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    • G02B2027/0194Supplementary details with combiner of laminated type, for optical or mechanical aspects

Definitions

  • the invention relates to a composite pane with a reflection element arranged in certain areas, a method for its production and its use, and a projection arrangement.
  • HUD head-up display
  • the projected image appears in the form of a virtual image at a certain distance from the windshield, so that the driver of the motor vehicle, for example, perceives the projected navigation information as being on the road in front of him.
  • the radiation from HUD image displays is typically substantially s-polarized, due to the better reflection characteristics of the windshield compared to p-polarization.
  • polarization-selective sunglasses that do not transmit s-polarized light, they will at best perceive the HUD image as weakened.
  • One solution to this problem is the use of projection arrays that use p-polarized light.
  • DE 10 2014 220 189 A1 discloses a head-up display projection arrangement that is operated with p-polarized radiation, wherein the windshield has a reflective structure that reflects p-polarized radiation in the direction of the viewer.
  • US 20040135742 A1 also discloses a head-up display projection arrangement using p-polarized radiation that has a reflective structure.
  • WO 96/19347A3 a multilayer polymer layer is proposed as a reflective structure.
  • WO 2021/122848 A1 discloses a HUD system comprising a light source that projects p-polarized light onto a glazing, the glazing comprising an outer glass pane with a first surface and a second surface and an inner glass pane with a first surface and a second surface wherein the second surface of the inner glass pane comprises a reflective coating, both panes are connected by at least one layer of interlayer material, the reflective coating has at least one high refractive index layer having a thickness of 50 to 100 nm and at least one low refractive index layer having a thickness from 70 to 160 nm, wherein the at least one high refractive index layer comprises at least one of an oxide of Zr, Nb, Sn, a mixed oxide of Ti, Zr, Nb, Si, Sb, Sn, Zn, In, a nitride of Si , Zr and a mixed nitride of Si, Zr.
  • WO 2021/145387 A1 discloses a HUD system, wherein the composite pane is partially provided with a reflection element for p-polarized light.
  • the reflection element can be a reflection film for p-polarized light, which is attached to the interior-side surface of the inner pane by means of an adhesion promoter layer, or a reflection coating for p-polarized light arranged on the interior-side surface of the inner pane, the reflection coating being at least one layer made of a material with a high refractive index and at least one layer made of a material with a low refractive index.
  • a head-up display glass comprising laminated glass, the laminated glass comprising a first surface and a second surface which oppose each other, the second surface comprising a display area and a non-display area, the display area is provided with a first nanofilm having at least a first layer with a high refractive index and at least a first layer with a low refractive index, which are stacked one after the other from the second surface outwards, the refractive index of the first layer with the high refractive index being 1.9 to is 2.7 and the refractive index of the first layer with the low refractive index is 1.3 to 1.8.
  • US 2020/0333593 A1 discloses a composite pane for a HUD system with a first nanostructured coating on the outside surface of the outer pane, a second nanostructured coating on the interior side surface of the inner pane and a reflective coating between the interior side surface of the inner pane and the second nanostructured coating .
  • JP 2016 097781 A discloses a HUD system comprising a windshield glass, a low reflection layer formed on the inside of the windshield glass, and a hardened layer formed on the outside of the windshield glass, the hardened layer being a transparent hardened film with a refractive index of 2.0 or more and a high refractive index glass can be used.
  • Reflective coatings applied to the inside of the composite pane can have the disadvantage that they have a low color neutrality of images reflected on the reflective coatings and fingerprints or contamination on the reflective coatings lead to a significant shift in the reflection spectrum to higher wavelengths.
  • WO 2022/073894 A1 discloses a vehicle window for a head-up display with an outside facing an external environment in the installed state and an inside facing a vehicle interior, comprising at least one transparent pane, at least one masking strip in an edge region of the pane and at least one in the printing process applied reflection layer for reflecting light, which is arranged in the area of the masking strip, on the vehicle interior side of the masking strip.
  • WO 2022/073860 A1 discloses a vehicle window for a head-up display with an outside facing an external environment in the installed state and an inside facing a vehicle interior, comprising at least one transparent pane, at least one masking strip in an edge region of the pane and at least one light-directing Device for directing light into the vehicle interior or at least one image display device for displaying image information, which is arranged in the area of the masking strip, on the vehicle interior side of the masking strip.
  • DE 10 2009 020 824 A1 discloses a virtual image system for windshields that allows an image source to be reflected on the windshield so that a virtual image free of ghost images can be seen by the driver.
  • a matte black material is applied to a windshield glass panel on any of the Windshield surfaces of the outer glass pane, or on the windshield surface of the inner glass pane, or otherwise a black glossy layer is arranged on a windshield surface on the windshield frit, thereby providing the virtual image for any image source with real image rays incident on the windshield surface.
  • the present invention is based on the object of providing an improved composite pane with a reflection element, a method for its production, its use and an improved projection arrangement comprising such a composite pane.
  • the composite pane according to the invention comprises an outer pane, a thermoplastic intermediate layer, a masking layer, an inner pane, an adhesive layer and a reflection element.
  • the thermoplastic intermediate layer is arranged between the outer pane and the inner pane and the adhesive layer is arranged between the inner pane and the reflection element.
  • the masking layer is arranged in an area of the composite pane and the reflection element is arranged in an area of the composite pane which, when viewed vertically through the composite pane, lies completely in the area in which the masking layer is arranged.
  • the reflection element comprises an optically high-refractive thin glass pane and an optically low-refractive layer.
  • the optically highly refractive thin glass pane has a thickness of 20 pm (micrometers) to 500 pm and has a refractive index of at least 1.9, i.e. the refractive index of the optically highly refractive thin glass pane is greater than or equal to 1.9.
  • the optically low-refractive layer has a refractive index of at most
  • the refractive index of the optically low-refractive layer is less than or equal
  • the composite pane is intended to separate the interior of a vehicle window opening from the outside environment.
  • the inner pane is the pane facing the vehicle interior of the composite pane designated.
  • the outer pane refers to the pane facing the external environment.
  • the composite pane has in particular an upper edge and a lower edge, as well as two side edges running between them.
  • the top edge refers to the edge that is intended to point upwards in the installed position.
  • the lower edge refers to the edge that is intended to point downwards in the installed position.
  • the top edge is often referred to as the roof edge and the bottom edge as the engine edge.
  • the outer pane, the inner pane and the optically highly refractive thin glass pane each have an outside surface and an interior surface and a circumferential side edge running between them.
  • the outside surface refers to the main surface which is intended to face the external environment in the installed position.
  • the interior-side surface refers to the main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the interior surface of the outer pane and the outside surface of the inner pane face each other and are connected to one another by the thermoplastic intermediate layer.
  • the interior surface of the inner pane and the outside surface of the optically high-refraction thin glass pane face each other and are connected to one another by the adhesive layer.
  • the optically low-refractive index layer is arranged on the interior surface of the optically high-refractive thin glass pane.
  • the optically low-refractive layer is thus designed as a full-surface coating of the interior surface of the optically high-refractive thin glass pane.
  • the outside surface of the outer pane is referred to as side I.
  • the interior surface of the outer pane is referred to as side II.
  • the outside surface of the inner pane is referred to as side III.
  • the interior surface of the inner pane is referred to as side IV.
  • the outside surface of the optically high-refractive thin glass pane is referred to as side V.
  • the interior surface of the optically high-refractive thin glass pane is referred to as side VI. It goes without saying that the inner pane is arranged between the outer pane and the optically high-refractive thin glass pane.
  • the outside surface of the optically high-refraction thin glass pane is connected to the interior surface of the inner pane via the adhesive layer.
  • the interior surface of the inner pane is the surface of the inner pane closest to the reflection element.
  • the masking layer is arranged between the outer pane and the inner pane or on the interior surface of the inner pane.
  • the outside surface of the optically high-refractive thin glass pane is connected to the inside surface of the inner pane via the adhesive layer. It is understood that in embodiments in which the masking layer is arranged on the interior surface of the inner pane, the outside surface of the optically high-index thin glass pane is not directly connected to the interior surface of the inner pane via the adhesive layer, but indirectly, since in these embodiments the masking layer arranged on the interior surface of the inner pane is arranged between the adhesive layer and the interior surface of the inner pane.
  • the optically high-index thin glass pane has a thickness of 20 pm (micrometers) to 500 pm.
  • the optically highly refractive thin glass pane is therefore a pane made of ultra-thin glass.
  • Such a pane made of ultra-thin glass is flexible and can be adjusted to the curve of a pane.
  • the optically high-refractive thin glass pane has a thickness of 50 pm to 300 pm, preferably from 50 pm to 200 pm, for example 100 pm.
  • the refractive index of the optically high-refractive thin glass pane is preferably at least 2.0, particularly preferably at least 2.1, very particularly preferably at least 2.3.
  • the refractive index of the optically high-refractive thin glass pane is preferably at most 2.4.
  • the refractive index of the optically high-refractive thin glass pane is between 1.9 and 2.4. In a further preferred embodiment of the composite pane according to the invention, the refractive index of the optically high-refractive thin glass pane is between 2.0 and 2.4. In a further preferred embodiment of the composite pane according to the invention, the refractive index of the optically high-refractive thin glass pane is between 2.1 and 2.4. In a further preferred embodiment of the composite pane according to the invention, the refractive index of the optically high-refractive thin glass pane is between 2.3 and 2.4.
  • the refractive index of the optically low-refractive layer is preferably at most 1.5, particularly preferably at most 1.4.
  • the refractive index of the optically low-refractive layer is between 1.2 and 1.5.
  • the refractive index of the optically low-refractive layer is, for example, 1.3 or 1.45. These values have proven to be particularly advantageous with regard to the reflection properties of the pane.
  • the optically low-refractive layer has a thickness of 50 nm to 200 nm, preferably 100 nm to 150 nm, in particular 120 nm.
  • refractive indices are generally specified based on a wavelength of 550 nm. Methods for determining refractive indices are known to those skilled in the art.
  • the refractive indices specified in the context of the invention can be determined, for example, by means of ellipsometry, whereby commercially available ellipsometers can be used.
  • the specification of layer thicknesses or thicknesses refers to the geometric thickness of a layer.
  • the optically low-refractive layer is preferably formed based on silicon dioxide, doped silicon oxide, magnesium fluoride or calcium fluoride.
  • the silicon oxide can be doped, for example, with aluminum, zirconium, titanium, boron or hafnium. In particular, doping can be used to adapt the optical, mechanical and chemical properties of the coating.
  • the optically low-refractive layer is preferably applied to the interior surface of the optically high-refractive thin glass pane by cathode sputtering (“magnetron sputtering”) supported by a magnetic field or by wet coating.
  • the optically low-refractive layer can, for example, also be applied to the interior surface of the optically high-refractive thin glass pane using a sol-gel process.
  • the optically low-refractive layer is formed based on nanoporous silicon oxide.
  • the reflection properties of such a layer are determined on the one hand by the refractive index and on the other hand by the thickness of the optically low-refractive layer.
  • the refractive index depends on the pore size and the density of the pores.
  • the nanoporous silicon oxide can be doped, for example with aluminum, zirconium, titanium, boron, tin or zinc. In particular, doping can be used to adapt the optical, mechanical and chemical properties of the coating.
  • An optically low-refractive layer based on nanoporous silicon oxide preferably comprises only a homogeneous layer of nanoporous silicon oxide.
  • the low-refractive index layer from several layers of nanoporous silicon oxide, which differ, for example, in terms of porosity (size and/or density of the pores).
  • the pores are in particular closed nanopores, but can also be open pores.
  • Nanopores are pores that have sizes in the nanometer range, i.e. from 1 nm to less than 1000 nm (1 pm).
  • the pores preferably have a substantially circular cross section (spherical pores), but can also have other cross sections, for example an elliptical, oval or elongated cross section (ellipsoid or ovoid pores).
  • At least 80% of all pores have essentially the same cross-sectional shape. It can be advantageous if the pore size is at least 20 nm or even at least 40 nm.
  • the average size of the pores is preferably from 1 nm to 500 nm, particularly preferably from 1 nm to 100 nm, very particularly preferably from 20 nm to 80 nm. In the case of circular pores, the size of the pores is: Diameter understood, with pores of a different shape the greatest linear expansion.
  • at least 80% of all pores have sizes in the specified ranges, particularly preferably the sizes of all pores are in the specified ranges.
  • the proportion of pore volume to the total volume is preferably between 10% and 90%, particularly preferably less than 80%, very particularly preferably less than 60%.
  • An optically low-refractive layer based on nanoporous silicon oxide is preferably a sol-gel coating. It is deposited in a sol-gel process on the interior surface of the optically high-refractive thin glass pane.
  • a sol containing the precursors of the coating is provided and matured. Maturation may involve hydrolysis of the precursors and/or a (partial) reaction between the precursors.
  • this sol is referred to as a precursor sol and contains silicon oxide precursors in a solvent.
  • the precursors are preferably silanes, in particular tetraethoxysilanes or methyltriethoxysilane (MTEOS).
  • silicates can also be used as precursors, in particular sodium, lithium or potassium silicates, for example tetramethyl orthosilicate, tetraethyl orthosilicate (TEOS), tetraisopropyl orthosilicate, or organosilanes of the general form R 2 n Si(OR 1 )4-n.
  • R 1 is preferably an alkyl group
  • R 2 is an alkyl, epoxy, acrylate, methacrylate, amine, phenyl or vinyl group
  • n is an integer from 0 to 2.
  • Silicon halides or alkoxides can also be used be used.
  • the solvent is preferably water, alcohol (especially ethanol) or a water-alcohol mixture.
  • the precursor sol is then mixed with a pore former dispersed in an aqueous phase.
  • the task of the pore former is to create the pores in the silicon oxide matrix as a placeholder when producing the low-refraction layer.
  • the shape, size and density of the pores are determined by the shape, size and concentration of the pore former.
  • the pore former allows the pore size, pore distribution and pore density to be specifically controlled and reproducible results are ensured.
  • polymer nanoparticles can be used as pore formers, preferably PMMA nanoparticles (polymethyl methacrylate), but alternatively also nanoparticles made of polycarbonates, polyesters or polystyrenes, or copolymers made of methyl (meth) acrylates and (meth) acrylic acid.
  • nanodrops of an oil in the form of a nanoemulsion can also be used.
  • different pore formers The solution obtained in this way is applied to the interior surface of the optically high-refractive thin glass pane. This is usefully done using wet chemical processes.
  • the sol is then condensed. This forms the Silicon oxide matrix around the pore formers.
  • the condensation may include a temperature treatment, for example at a temperature of, for example, up to 350 ° C. If the precursors have UV-crosslinkable functional groups (for example methacrylate, vinyl or acrylate groups), the condensation can include UV treatment. Alternatively, the condensation can include IR treatment with suitable precursors (e.g. silicates).
  • solvent can be evaporated at a temperature of up to 120 °C.
  • the pore former is then optionally removed again.
  • the coated substrate is preferably subjected to a heat treatment at a temperature of at least 400 ° C, preferably at least 500 ° C, during which the pore formers decompose.
  • Organic pore formers are particularly charred (carbonized).
  • the heat treatment can take place as part of a bending process or thermal prestressing process.
  • the heat treatment is preferably carried out over a period of at most 15 minutes, particularly preferably at most 5 minutes.
  • the heat treatment can also serve to complete the condensation and thereby densify the coating, which improves its mechanical properties, in particular its Stability.
  • the pore former can also be removed from the coating using solvents.
  • the corresponding polymer In the case of polymer nanoparticles, the corresponding polymer must be soluble in the solvent; for example, in the case of PMMA nanoparticles, tetrahydrofuran (THF) can be used. Removal of the pore former is preferred, creating empty pores. In principle, it is also possible to leave the pore former in the pores. If it has a different refractive index than the silicon oxide, this will be influenced by this. The pores are then filled with the pore former, for example with PMMA nanoparticles. Hollow particles can also be used as pore formers, for example hollow polymer nanoparticles such as PMMA nanoparticles or hollow silicon oxide nanoparticles. If such a pore former is left in the pores and not removed, the pores have a hollow core and an edge region filled with the pore former.
  • THF tetrahydrofuran
  • the sol-gel process described enables the production of an optically low-refractive layer with a regular, homogeneous distribution of the pores.
  • the pore shape, size and density can be specifically adjusted and the optically low-refractive layer has low tortuosity.
  • the reflection element is arranged in an area of the composite pane which, when viewed vertically through the composite pane, lies completely in the area in which the masking layer is arranged, the reflection element therefore does not have a section that is not in overlap with the masking layer, ie
  • the reflection element is only formed where it is located in front of the masking layer when viewed from the inside of the composite pane. From the perspective of a vehicle occupant, the reflection element is thus arranged spatially in front of the masking layer.
  • a masking layer is arranged in one of the areas of the composite pane.
  • the masking layer is arranged in an edge region of the composite pane, which typically adjoins the pane edge of the pane.
  • the masking layer is preferably arranged at least along the lower edge and adjacent to the lower edge. This results in a top view of the composite pane as a rectangular opaque strip that is arranged along the lower edge.
  • the masking layer is designed in a frame-shaped circumferential manner.
  • the frame-shaped masking layer is preferably provided with a widening, i.e. has a larger width (dimension perpendicular to the extension) than in other sections. In this way, the masking layer can be suitably adapted to the dimensions of the reflection element.
  • the masking layer is therefore designed to be frame-shaped and has a greater width, in particular in a section that overlaps the reflection element, than in sections different therefrom.
  • a frame-shaped masking layer is preferably used to mask bonding of the composite pane, for example as a windshield in a vehicle body. This creates a harmonious overall impression Composite pane achieved when installed. Furthermore, such a masking layer serves as UV protection for the adhesive material used.
  • An advantage of the invention is that the reflection element is attached to the interior surface of the inner pane.
  • the surface on which the masking layer is to be placed can be freely selected according to customer requirements.
  • a reflection element attached to the outside surface of the inner window or the inside surface of the outer window could be hidden by a covering pressure further in the direction of the vehicle interior. This is avoided by means of the structure according to the invention. If the masking layer is arranged on the interior surface of the inner pane, the adhesive layer is attached to the surface of the masking layer facing away from the inner pane and thus the function of the reflection element is not impaired by the masking layer.
  • the reflection element and thus the optically high-refractive thin glass pane with the optically low-refractive index layer applied to the interior surface preferably has essentially the shape of a rectangle, which extends in an area near the lower edge between the two side edges of the composite pane.
  • the edges of the optically highly refractive thin glass pane of the reflection element do not extend to the side edges and the lower edge of the composite pane, but are spaced from them, for example, by 2 cm to 5 cm.
  • the reflection element is arranged in an area of the composite pane as described above.
  • the reflection element does not extend over the entire composite pane.
  • the reflection element is therefore smaller in terms of external dimensions, i.e. the width and length, than the outer pane and the inner pane of the composite pane.
  • the reflection element preferably extends over a maximum of 50%, particularly preferably over a maximum of 30%, very particularly preferably over a maximum of 20% of the composite pane.
  • the masking layer in the sense of the invention is a layer that prevents visibility through the composite pane. There is a transmission of at most 5%, preferably at most 2%, particularly preferably at most 1%, in particular at most 0.1%, of the light of the visible spectrum through the masking layer.
  • the masking layer is therefore an opaque masking layer, preferably a black masking layer.
  • the masking layer is preferably a coating made up of one or more layers.
  • the masking layer can also be a colored area of the thermoplastic intermediate layer.
  • the masking layer 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 layer.
  • the masking layer is in particular an opaque cover print made of a dark, preferably black, enamel.
  • the masking layer is designed as an opaque covering print arranged on the interior surface of the outer pane, in particular made of a dark, preferably black, enamel.
  • the masking layer is designed as an opaque covering print arranged on the outside surface of the inner pane, in particular made of a dark, preferably black, enamel.
  • the masking layer is designed as an opaque covering print arranged on the interior surface of the inner pane, in particular made of a dark, preferably black, enamel.
  • the masking layer is formed as an opaque colored area of the thermoplastic intermediate layer.
  • the thermoplastic intermediate layer is formed in one piece and is colored opaque in one area.
  • a masking layer designed as an opaque colored area of the thermoplastic intermediate layer can also be realized by using a thermoplastic intermediate layer composed of an opaque thermoplastic film and a transparent thermoplastic film.
  • the opaque thermoplastic film and transparent thermoplastic film are preferably arranged offset from one another so that both films do not overlap when viewed through the composite pane.
  • the transparent and the opaque thermoplastic film consist of the same plastic or preferably contain the same plastic.
  • the materials on the basis of which the opaque thermoplastic film and the transparent thermoplastic film can be formed are those that are also described for the thermoplastic intermediate layer.
  • the opaque thermoplastic film is preferably a colored film, which can have different colors, in particular black.
  • the adhesive layer is a thermoplastic layer or an optically clear adhesive (OCA).
  • OCA optical clear adhesives
  • An adhesive layer designed as a thermoplastic layer contains at least one thermoplastic polymer, preferably ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB.
  • the thermoplastic layer is typically formed from a thermoplastic film (connecting film).
  • the thickness of the thermoplastic layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 760 ⁇ m.
  • the thermoplastic layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the composite pane is preferably bent in one or more directions of space, as is common for motor vehicle windows, with typical radii of curvature in the range from approximately 10 cm to approximately 40 m.
  • the composite pane can also be flat, for example if it is intended as a pane for buses, trains or tractors.
  • the thermoplastic intermediate layer via which the outer pane is connected to the inner pane, contains at least one thermoplastic polymer, preferably ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB) or polyurethane (PU) or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB.
  • the thermoplastic intermediate layer is typically formed from a thermoplastic film (connecting film).
  • the thickness of the thermoplastic intermediate layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm, for example 760 ⁇ m.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a film with functional properties, for example a film with acoustically dampening properties.
  • 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, aluminosilicate 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, aluminosilicate 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 the inner pane can be clear and colorless, but also tinted or colored.
  • the outer pane and the inner pane can be independently non-prestressed, partially prestressed or prestressed. If at least one of the panes is to have a prestress, this can be a thermal or chemical prestress.
  • the composite pane according to the invention is preferably designed as a windshield.
  • the total transmission through the windshield in the main viewing area is greater than 70% (illuminant A).
  • the term total transmission refers to the procedure for testing the light transmission of motor vehicle windows specified by ECE-R 43, Annex 3, ⁇ 9.1.
  • the outer pane and inner pane can have suitable coatings known per se, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the outer pane and the inner pane can vary widely and can therefore be adapted to the requirements of each individual case.
  • the outer pane and the inner pane preferably have thicknesses of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably of 1 mm to 3 mm, very particularly preferably of 1.6 mm to 2.1 mm.
  • the outer pane has a thickness of 2.1 mm and the inner pane has a thickness of 1.6 mm.
  • the outer pane or in particular the inner pane can also be thin glass with a thickness of, for example, 0.55 mm.
  • the optically highly refractive thin glass pane is preferably a so-called flint glass.
  • optically high-index glasses contain dopings with elements such as lead, barium or lanthanum.
  • the optically highly refractive thin glass pane can be composed, for example, like the glasses with a high refractive index disclosed in DE 11 2011 104 339 B4, DE10 2020 120 171 A1 or WO 2019/131123 A1.
  • the composite pane according to the invention can comprise one or more additional intermediate layers, in particular functional intermediate layers.
  • An additional intermediate layer can in particular be an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer reflecting infrared radiation, an intermediate layer absorbing infrared radiation, an intermediate layer absorbing UV radiation, an intermediate layer colored at least in sections and/or an intermediate layer tinted at least in sections. If several additional intermediate layers are present, these can also have different functions.
  • the additional intermediate layers are preferably arranged between the inner pane and the outer pane.
  • the composite pane comprises a HUD reflection layer, hereinafter also referred to as a HUD layer, arranged between the interior surface of the outer pane and the outside surface of the inner pane.
  • a HUD reflection layer hereinafter also referred to as a HUD layer
  • HUD head-up display
  • the principle of a head-up display (HUD) and the technical terms used here from the field of HUDs are generally known to those skilled in the art.
  • the HUD layer is arranged between the outer pane and the inner pane, where “between” can mean both within the thermoplastic intermediate layer and in direct spatial contact on the interior surface of the outer pane and on the outside surface of the inner pane.
  • the HUD layer is designed to reflect p-polarized light.
  • the HUD layer is a reflective coating that is applied over a large area in the composite pane, with the area in which the HUD coating is located also referred to as the HUD area.
  • a projector is aimed at the HUD area of the composite window.
  • the radiation from the projector is preferably predominantly p-polarized.
  • the HUD layer is suitable for reflecting p-polarized radiation. This creates a virtual image from the projector radiation, which the driver of a vehicle can see from behind the composite window. Because the reflection element is connected to the interior surface of the inner pane via the adhesive layer, the HUD layer can be arranged between the outer pane and the inner pane of the composite pane independently of the reflection element and is protected there from environmental influences.
  • 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 nm to 50 nm and preferably 8 nm to 25 nm.
  • 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 very particularly preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (“magnetron sputtering”) becomes.
  • 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. If it is a coated, reflective film, the CVD or PVD coating processes can also be used for production. According to a further preferred embodiment, the HUD layer is designed as a reflective film and is arranged within the thermoplastic intermediate layer.
  • 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).
  • thin-film technology e.g. CVD and PVD.
  • CVD and PVD thin-film technology
  • the HUD layer does not have to be arranged on the outer or inner pane via an additional process before lamination.
  • the invention also relates to a projection arrangement comprising at least one composite pane according to the invention and an imaging unit directed onto the reflection element, which emits p-polarized light, the interior surface of the inner pane being the surface of the inner pane closest to the imaging unit.
  • a projection arrangement is therefore also at least comprising a composite pane, at least comprising an outer pane with an outside surface and an inside surface, a thermoplastic intermediate layer, an inner pane with an outside surface and an inside surface, a masking layer, an adhesive layer and a reflection element comprising an optical high-breaking Thin glass pane with an outside surface, an inside surface, a thickness of 20 pm to 500 pm and a refractive index of greater than or equal to 1.9 and an optically low-refractive layer with a refractive index of less than or equal to the inside surface of the optically high-refractive thin glass pane 1, 6, wherein the thermoplastic intermediate layer is arranged between the outer pane and the inner pane, the adhesive layer is arranged between the inner pane and the reflection element, the masking layer is arranged between the outer pane and the inner pane or on the interior-side surface of the inner pane in an area of the composite pane , the outside surface of the optically highly refractive thin glass pane is connected to the interior
  • the masking layer behind the vehicle occupant ensures good visibility of the image, even under external sunlight and when using low-light imaging units. Even under these circumstances, the image produced by the imaging unit appears bright and is clearly visible. This enables a reduction in the performance of the imaging unit and thus reduced energy consumption.
  • the reflection element is arranged spatially in front of the masking layer when viewed through the inner pane.
  • the area of the composite pane in which the reflection element is arranged appears opaque.
  • the expression “in view through the composite pane” means that one looks through the composite pane, starting from the inside, ie the interior surface of the inner pane is the surface of the inner pane closest to the viewer.
  • “spatially in front” means that the reflection element is arranged spatially further away from the outside surface of the outer pane than the masking layer.
  • the masking layer is widened at least in the area that overlaps with the reflection element. This means that the masking layer in this area, viewed perpendicular to the nearest section of the circumferential edge of the composite pane, has a greater width than in other sections. In this way, the masking layer can be adapted to the dimensions of the reflection element.
  • the imaging unit is used to broadcast an image and can therefore also be referred to as a projector, display device or image display device.
  • a display or another device known to those skilled in the art can also be used as the imaging unit.
  • the imaging unit 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 other imaging units. The comparatively lower brightness of displays is completely sufficient in the combination according to the invention of the reflection element with the masking layer behind it.
  • the imaging unit emits p-polarized light.
  • the radiation from the imaging unit preferably hits the composite pane in the area of the reflection element at an angle of incidence of 55° to 80°, preferably from 62° to 77°.
  • the angle of incidence is the angle between the incidence vector of the radiation from the imaging unit and the surface normal at the geometric center of the reflection element.
  • the p-polarized light emitted by the imaging unit hits the reflection element and is reflected there.
  • the light reflected by the reflection element is preferably visible light, i.e. light in a wavelength range of approximately 380 nm to 780 nm.
  • the reflection element preferably has a high and uniform degree of reflection (over different angles of incidence) compared to p-polarized radiation, so that a high intensity and color-neutral image representation is guaranteed.
  • the reflection element preferably reflects at least 3%, particularly preferably at least 4%, very particularly preferably at least 6%, in particular at least 10% of the p-polarized light striking the reflection element in a wavelength range of 400 nm to 700 nm and incidence angles of 62 ° to 77 °.
  • 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 greater than or equal to 50%, preferably greater than or equal to 70%, particularly preferably greater than or equal to 90% and in particular approximately 100%.
  • the indication of the direction of polarization refers to the plane of incidence of the radiation on the composite pane.
  • P-polarized radiation refers to radiation whose electric field oscillates in the plane of incidence.
  • S-polarized radiation refers to radiation whose electric field oscillates perpendicular to the plane of incidence.
  • the plane of incidence is spanned by the incidence vector and the surface normal of the composite pane in the geometric center of the irradiated area.
  • the polarization i.e. in particular the proportion of p- and s-polarized radiation, is determined at a point in the area irradiated by the imaging unit, preferably in the geometric center of the irradiated area. Since composite panes can be curved (for example if they are designed as a windshield), which has an impact on the plane of incidence of the radiation from the imaging unit, slightly different polarization components can occur in the remaining areas, which is unavoidable for physical reasons.
  • a reflection element comprising an optically high-refractive thin glass pane with a thickness of 20 pm to 500 pm and a refractive index greater than or equal to 1.9 and a low-refractive layer with a refractive index less than or equal to 1.6 has a particularly uniform reflection behavior and thus has better color neutrality and is also less sensitive to fingerprints than a reflection layer comprising an optically high-refractive index layer and an optically low-refractive index layer.
  • the combination of the reflection element according to the invention with the masking layer behind it from the perspective of a vehicle occupant ensures good visibility of the image, even when exposed to external sunlight, when passengers wear sunglasses and when using low-light sunglasses imaging units. Even under these circumstances, the image produced by the imaging unit appears bright and is clearly visible. This enables a reduction in the performance of the imaging unit and thus reduced energy consumption.
  • the projection arrangement according to the invention is particularly suitable for combination with a HUD layer.
  • the composite pane has a HUD layer, as described above in an embodiment of the composite pane according to the invention, which is arranged between the outer pane and the inner pane.
  • the reflection element and the masking layer applied in this area are only locally limited to the edge area of the composite pane and thus do not influence the HUD layer attached in the transparent area of the composite pane.
  • the composite pane of the projection arrangement is preferably a windshield.
  • the optional HUD layer is located at least in the main viewing area of the windshield.
  • Also according to the invention is a method for producing a composite pane according to the invention, at least comprising: a) providing a composite of an outer pane with an outside surface and an interior surface, a thermoplastic intermediate layer and an inner pane with an outside surface and an interior surface, wherein the thermoplastic intermediate layer is arranged between the outer pane and the inner pane and a masking layer is arranged in an area between the outer pane and the inner pane or on the interior-side surface of the inner pane b) provision of a reflection element comprising an optically highly refractive thin glass pane with an outside surface, an interior-side surface, a thickness from 20 pm to 500 pm and a refractive index of greater than or equal to 1.9 and one on the interior surface of the optical optically low-refractive layer applied to the high-index thin glass pane with a refractive index of less than or equal to 1.6; c) connecting the outside surface of the optically highly refractive thin glass pane to the interior surface of the inner pane of the composite via an
  • Steps a) and b) can be done in the order given, simultaneously or in reverse order.
  • Step c) preferably takes place after steps a) and b), but can also take place simultaneously with steps a) and b).
  • the reflection element is arranged in an area of the composite pane which, when viewed vertically through the composite pane, lies completely in the area in which the masking layer is arranged.
  • the reflection element is therefore smaller in terms of external dimensions than the outer pane and the inner pane of the composite pane.
  • the reflection element can be provided in step b) by applying an optically low-refractive index layer over the entire surface of the interior surface of an optically high-refractive-refractive thin glass pane with a thickness of 20 pm to 500 pm, a refractive index of greater than or equal to 1.9 and with the desired dimensions my refractive index of less than or equal to 1.6 is applied.
  • the reflection element can also be provided in step b) by applying to the interior surface of an optically highly refractive thin glass pane with a thickness of 20 pm to 500 pm and a refractive index of greater than or equal to 1.9, which depends on the external dimensions, i.e. the width and length, is greater than desired, an optically low-refractive layer with a refractive index of less than or equal to 1.6 is applied over the entire surface and then a section is cut out of such a coated thin glass pane, for example using a laser cutting process, which has the desired dimensions.
  • the composite pane is to be curved, a curved outer pane and a curved inner pane are used when providing the composite in step a).
  • the reflection element is optically highly refractive due to its small thickness
  • Thin glass pane is flexible and adapts to the curved inner pane of the composite in step c). This is an advantage of the method according to the invention.
  • the composite can be provided in step a) using lamination processes familiar to those skilled in the art.
  • the optically low-refractive layer can be applied using generally known coating processes, such as magnetron sputtering or wet coating.
  • the invention also relates to the use of a composite pane according to the invention as a vehicle pane in means of transport on land, in the air or on water, in particular in motor vehicles and in particular as a windshield for a head-up display.
  • FIG. 1 is a top view of an embodiment of a composite pane according to the invention
  • FIG. 2 shows a cross section through the embodiment shown in FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane according to the invention
  • FIG. 4 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane according to the invention
  • FIG. 5 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane according to the invention
  • FIG. 6 shows a top view of a further embodiment of a composite pane according to the invention
  • 7 shows a cross section through the embodiment shown in FIG. 6,
  • FIG. 8 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane according to the invention
  • FIG. 9 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane according to the invention.
  • FIG. 10 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane according to the invention
  • Fig. 11 shows a cross section through a further embodiment of an inventive
  • Fig. 12 shows a cross section through an embodiment of an inventive
  • Fig. 15 reflection spectra of composite panes compared to p-polarized radiation at an angle of incidence of 60°
  • Fig. 18 Reflection spectra of composite panes compared to p-polarized radiation at an incidence angle of 75°.
  • Fig. 1 shows a top view of an embodiment of a composite pane 100 according to the invention and in Fig. 2 the cross section through the composite pane 100 shown in Fig. 1 is shown along the section line XX '.
  • the composite pane 100 shown in FIGS. 1 and 2 has an upper edge O, a lower edge U and two side edges S and includes an outer pane 1 with an outside surface I and an inside surface II, an inner pane 2 with an outside surface III and an interior surface IV, a thermoplastic intermediate layer 3, a masking layer 4, an adhesive layer 5 and a reflection element 6 comprising an optically high-refractive thin glass pane 7 with an external surface V and an interior-side surface VI and an optically low-refractive layer 8.
  • thermoplastic intermediate layer 3 is between the Outer pane 1 and the inner pane 2 arranged, the inner pane 2 is arranged between the outer pane 1 and the reflection element 6 and the adhesive layer 5 is arranged between the inner pane 2 and the reflection element 6.
  • the outer pane 1, the thermoplastic intermediate layer 3 and the inner pane 2 are arranged one above the other over the entire surface.
  • the masking layer 4 is arranged between the outer pane 1 and the inner pane 2 in an area of the composite pane 100. 1 and 2, the masking layer 4 is designed as an opaque covering print arranged on the interior surface II of the outer pane 1 and is arranged only in an edge region of the composite pane 100 bordering the lower edge U.
  • the reflection element 6 is arranged in an area of the composite pane 100 which, when viewed vertically through the composite pane 100, lies completely in the area in which the masking layer 4 is arranged.
  • the reflection element 6 is therefore smaller in terms of external dimensions than the inner pane 2.
  • the outside surface V of the optically high-refraction thin glass pane 7 is connected to the interior surface IV of the inner pane 2 via the adhesive layer 5.
  • the optically low-refractive layer 8 is arranged on the interior surface VI of the optically high-refractive thin glass pane 7.
  • the optically highly refractive thin glass pane 7 has, for example, a refractive index of 2.3 and a thickness of 100 ⁇ m.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 contains, for example, PVB and has a thickness of 0.76 mm.
  • the outer pane 1 consists, for example, of soda-lime glass and is 2.1 mm thick.
  • the inner pane 2 consists, for example, of soda-lime glass and is 1.6 mm thick.
  • the adhesive layer 5 is, for example, an optically clear adhesive.
  • the optically low-refractive layer 8 is, for example, an SiO2 layer with a thickness of 120 nm and a refractive index of 1.45.
  • the masking layer 4 extends between the two side edges S of the composite pane 100 and, starting from the lower edge U of the composite pane 100, has a width of, for example, 30 cm.
  • the composite disk 100 may have any suitable geometric shape and/or curvature.
  • the composite disk 100 is a curved composite disk.
  • 3 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention. The embodiment shown in cross section in FIG. 3 differs from that shown in FIG the outer pane 1 is formed as an opaque covering print arranged on the outside surface III of the inner pane 2, but rather as an opaque covering print arranged on the outside surface III of the inner pane 2.
  • FIG. 4 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in cross section in FIG. 4 differs from that shown in FIG
  • the outer pane 1 is arranged in an opaque covering print, but is formed as an opaque colored area of the thermoplastic intermediate layer 3.
  • FIG. 5 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in cross section in FIG. 5 differs from that shown in FIG the outer pane 1 is formed as an opaque covering pressure arranged on the interior surface IV of the inner pane 2, but is formed as an opaque covering pressure arranged on the interior surface IV of the inner pane 2.
  • the adhesive layer 5 is not arranged directly adjacent to the interior surface IV of the inner pane 2, but is arranged directly adjacent to the masking layer 4 arranged on the interior surface IV of the inner pane 2.
  • Fig. 6 shows a top view of a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention and in Fig. 7 the cross section through the composite pane 100 shown in Fig. 6 is shown along the section line YY '.
  • the composite pane 100 shown in FIGS. 6 and 7 has an upper edge O, a lower edge U and two side edges S and includes an outer pane 1 with an outside surface I and an inside surface II, an inner pane 2 with an outside surface III and an interior surface IV, a thermoplastic intermediate layer 3, a masking layer 4, an adhesive layer 5 and a reflection element 6 comprising an optically high-refractive thin glass pane 7 with an external surface V and an interior-side surface VI and an optically low-refractive layer 8.
  • Thermoplastic intermediate layer 3 is arranged between the outer pane 1 and the inner pane 2, the inner pane 2 is arranged between the outer pane 1 and the reflection element 6 and the adhesive layer 5 is arranged between the inner pane 2 and the reflection element 6.
  • the outer pane 1, the thermoplastic intermediate layer 3 and the inner pane 2 are arranged one above the other over the entire surface.
  • the masking layer 4 is arranged between the outer pane 1 and the inner pane 2 in an area of the composite pane 100. The area in which the masking layer 4 is arranged is provided with the reference symbol A.
  • the masking layer 4 is designed as an opaque covering print arranged on the interior surface II of the outer pane 1 and is arranged in a circumferential edge region, which is in a section that overlaps the reflection element 6 has greater width than in different sections.
  • the masking layer is not shown black in FIG. 6, but is shown in a pattern.
  • the reflection element 6 is arranged in an area of the composite pane 100 which, when viewed vertically through the composite pane 100, lies completely in the area in which the masking layer 4 is arranged and is provided with the reference symbol B in FIG. The reflection element 6 is therefore smaller in terms of external dimensions than the inner pane 2.
  • the outside surface V of the optically high-refraction thin glass pane 7 is connected to the interior surface IV of the inner pane 2 via the adhesive layer 5.
  • An optically low-refractive layer 8 is arranged on the interior surface VI of the optically high-refractive thin glass pane 7.
  • the optically highly refractive thin glass pane 7 has, for example, a refractive index of 2.3 and a thickness of 100 ⁇ m.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 contains, for example, PVB and has a thickness of 0.76 mm.
  • the outer pane 1 consists, for example, of soda-lime glass and is 2.1 mm thick.
  • the inner pane 2 consists, for example, of soda-lime glass and is 1.6 mm thick.
  • the adhesive layer 5 is, for example, an optically clear adhesive.
  • the optically low-refractive layer 8 is, for example, a nanoporous SiO2 layer with a thickness of 150 nm and a refractive index of 1.3. It is understood that the composite disk 100 may have any suitable geometric shape and/or curvature. Typically, the composite disk 100 is a curved composite disk.
  • FIG 8 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in cross section in FIG the outer pane 1 is formed as an opaque covering print arranged on the outside surface III of the inner pane 2, but rather as an opaque covering print arranged on the outside surface III of the inner pane 2.
  • FIG. 9 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the outer pane 1 is arranged in an opaque covering print, but is formed as an opaque colored area of the thermoplastic intermediate layer 3.
  • FIG 10 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in cross section in FIG the outer pane 1 is formed as an opaque covering pressure arranged on the interior surface IV of the inner pane 2, but is formed as an opaque covering pressure arranged on the interior surface IV of the inner pane 2.
  • the adhesive layer 5 is not arranged directly adjacent to the interior surface IV of the inner pane 2, but is arranged directly adjacent to the masking layer 4 arranged on the interior surface IV of the inner pane 2.
  • Fig. 11 shows a cross section through a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in cross section in Fig. 11 differs from that shown in Fig. 2 only in that the composite pane 100 additionally has one between the inner pane 2 and the Thermoplastic intermediate layer 3 has HUD reflection layer 9 arranged.
  • the HUD reflection layer 9 also extends into the viewing area of the composite pane 100, i.e. the area in which no Masking layer 4 is present.
  • the HUD reflection layer 9 is formed as a p-polarized light reflecting layer.
  • FIG. 12 shows a cross section through an embodiment of a projection arrangement 101 according to the invention.
  • the projection arrangement 101 shown in FIG. 12 comprises a composite disk 100 and an imaging unit 10.
  • the composite disk is
  • the composite pane can alternatively also be designed as in FIGS. 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 or 11.
  • the projection arrangement is designed as shown in FIG. 2, the optically high-refractive thin glass pane 7 and the optically low-refractive layer 8 of the reflection element 6 not being shown separately. It goes without saying that the composite pane can alternatively also be designed as in FIGS. 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 or 11.
  • the projection arrangement is designed as shown in FIG. 2, the optically high-refractive thin glass pane 7 and the optically low-refractive layer 8 of the reflection element 6 not being shown separately. It goes without saying that the composite pane can alternatively also be designed as in FIGS. 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 or 11.
  • the projection arrangement is designed as shown in FIG. 2, the optically high-refractive thin glass pane 7 and the optically low-refractive layer 8 of the reflection element 6 not being shown separately. It goes without saying that the composite pane can alternatively also be designed as in FIGS. 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 or 11.
  • the imaging unit 10 is used to generate p-polarized light (image information), which is directed onto the reflection element 6 and is reflected by the reflection element 6 as reflected light into the vehicle interior, where it can be perceived by an observer, e.g. driver.
  • the light preferably hits the reflection element at an angle of incidence of 55° to 80°, in particular 62° to 77°.
  • the imaging unit 10 is, for example, a display, in particular an LCD display.
  • Fig. 13 shows a cross section through a further embodiment of a projection arrangement 101 according to the invention.
  • the embodiment shown in Fig. 13 differs from that shown in Fig. 12 only in that the composite pane 100 additionally has one between the inner pane 2 and the thermoplastic intermediate layer 3 arranged HUD reflection layer 9.
  • the HUD reflection layer 9 is formed as a p-polarized light reflecting layer.
  • the HUD reflection layer 9 also extends into the see-through area of the composite pane 100, i.e. the area in which no masking layer 4 is present.
  • a projector (not shown) that emits p-polarized light can be directed onto this area of the disk and the HUD reflection layer 9 can be used as a projection surface for a virtual image.
  • the image projected by the imaging unit 10 onto the reflection element 6 is clearly visible with high contrast against the background of the marking layer 4.
  • the HUD reflection layer 9 can be used independently of the reflection element 6, with the image reflected by the reflection element 6 and the HUD image not influencing each other.
  • 14 shows an exemplary embodiment of a method according to the invention using a flowchart.
  • a composite is made of an outer pane 1 with an outside surface I and an interior surface II, a thermoplastic intermediate layer 3 and an inner pane 2 with an outside surface III and an interior surface IV, the thermoplastic intermediate layer 3 between the outer pane 1 and the inner pane 2 is arranged and a masking layer 4 is arranged in an area between the outer pane 1 and the inner pane 2 or on the interior-side surface IV of the inner pane 2.
  • a reflection element 6 comprising an optically high-refractive thin glass pane 7 with an outside surface V, an interior-side surface VI, a thickness of 20 pm to 500 pm and a refractive index of greater than or equal to 1.9 and one on the interior-side surface VI
  • the optically low-refractive layer 8 with a refractive index of less than or equal to 1.6 is provided on the optically high-refractive thin glass pane 7.
  • a third step S3 the outside surface V of the optically highly refractive thin glass pane 7 of the reflection element 6 is connected to the interior surface IV of the inner pane 2 of the composite via an adhesive layer 5 to form a composite pane 100, such that the reflection element 6 is in an area of the composite pane 100 is arranged, which, when viewed vertically through the composite pane 100, lies completely in the area in which the masking layer 4 is arranged.
  • Steps S1 and S2 can also take place in reverse order or simultaneously.
  • Step S3 preferably takes place after steps S1 and S2, but can also take place simultaneously with steps S1 and S2.
  • the invention is explained below using examples and comparative examples.
  • the reflection properties for p-polarized light of composite panes according to the invention and composite panes not according to the invention are compared below.
  • the layer sequence, the layer thicknesses and the refractive indices according to comparative examples C and D and examples E, F, G, H and J according to the invention are given in Tables 1 and 2.
  • a dark outer pane 1 and dark PVB were used as a thermoplastic intermediate layer 3 in comparative examples C and D and inventive examples E, F, G, H and J.
  • the SiO2 used is nanoporous SiO2.
  • the degree of reflectance for p-polarized light, which is essential for image quality, is referred to as RL(A) p-pol.
  • the reflectance describes the proportion of the total irradiated p-polarized radiation that is reflected. It is given as a unitless number from 0 to 1 (normalized to the irradiated radiation). Plotted depending on the wavelength, it forms the reflection spectrum.
  • the information on the degree of reflectance refers to a reflection measurement with a light source of illuminant A, which emits in the spectral range from 380 nm to 780 nm with a standardized radiation intensity of 1.
  • the corresponding reflection spectra of the comparative examples and examples at incidence angles of 60°, 65°, 70 ° and 75° are shown in Figs. 15 to 18.
  • the reflection spectrum of comparative example D is significantly shifted towards higher wavelengths compared to the reflection spectrum of comparative example C due to the fingerprint acting as an additional interference layer.
  • the image quality of a composite pane according to Comparative Example D is significantly reduced compared to the image quality of a composite pane according to Comparative Example C.
  • the reflection spectrum of Example F is shifted less strongly to higher wavelengths compared to the reflection spectrum of Example E than is the case with Comparative Examples C and D is.
  • the reflection spectrum of example J is shifted less strongly to higher wavelengths compared to the reflection spectrum of example H than is the case with comparative examples C and D.
  • a fingerprint on the reflection element of a composite pane according to the invention causes a smaller change in the reflection spectrum than a fingerprint on the reflection layer of a composite pane comprising an optically high-refractive coating and an optically low-refractive coating according to comparative example C. Fingerprints on the composite panes according to the invention are therefore less visible.
  • the composite panes according to examples E, F, G, H and J therefore show a particularly homogeneous reflection spectrum. This is a further advantage of the composite panes according to the invention. List of reference symbols:

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe (100), mindestens umfassend eine Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), eine thermoplastische Zwischenschicht (3), eine Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), eine Maskierungsschicht (4), eine Klebeschicht (5), ein Reflexionselement (6) umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe (7) mit einer außenseitigen Oberfläche (V), einer innenraumseitigen Oberfläche (VI), einer Dicke von 20 µm bis 500 µm und einem Brechungsindex größer oder gleich 1,9 und eine auf der innenraumseitigen Oberfläche (VI) angeordnete optisch niedrigbrechende Schicht (8) mit einem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1,6, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) angeordnet ist, die Maskierungsschicht (4) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) oder auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) in einem Bereich der Verbundscheibe (100) angeordnet ist, die Klebeschicht (5) zwischen der Innenscheibe (2) und dem Reflexionselement (6) angeordnet ist, die außenseitige Oberfläche (V) der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe (7) über die Klebeschicht (5) mit der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) verbunden ist, und das Reflexionselement (6) in einem Bereich der Verbundscheibe (100) angeordnet ist, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe (100) vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht (4) angeordnet ist.

Description

VERBUNDSCHEIBE MIT REFLEXIONSELEMENT
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einem bereichsweise angeordneten Reflexionselement, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung, sowie eine Projektionsanordnung.
Zum Anzeigen von Navigationsinformationen in Windschutzscheiben werden häufig die unter dem Begriff Head-up-Display (HUD) bekannten Projektionsanordnungen aus Bildanzeigevorrichtung und Windschutzscheibe mit keilwinkelförmiger thermoplastischer Zwischenschicht und/oder keilwinkelförmigen Scheiben verwendet. Ein Keilwinkel ist dabei zur Vermeidung von Doppelbildern notwendig. Das projizierte Bild erscheint in Form eines virtuellen Bildes in einem gewissen Abstand zur Windschutzscheibe, so dass der Fahrer des Kraftfahrzeugs beispielsweise die projizierte Navigationsinformation als vor ihm auf der Straße befindlich wahrnimmt. Die Strahlung von HUD-Bildanzeigevorrichtungen ist typischerweise im Wesentlichen s-polarisiert, aufgrund der besseren Reflexionscharakteristik der Windschutzscheibe im Vergleich zur p-Polarisation. Trägt der Betrachter jedoch eine polarisationsselektive Sonnenbrille, die kein s-polarisiertes Licht transmittiert, so wird er das HUD-Bild allenfalls abgeschwächt wahrnehmen. Eine Lösung dieses Problems ist die Anwendung von Projektionsanordnungen, die p-polarisiertes Licht verwenden.
DE 10 2014 220 189 A1 offenbart eine Head-Up-Display-Projektionsanordnung, die mit p- polarisierter Strahlung betrieben wird, wobei die Windschutzscheibe eine reflektierende Struktur aufweist, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Betrachters reflektiert. Auch US 20040135742 A1 offenbart eine Head-Up-Display-Projektionsanordnung unter Verwendung p-polarisierter Strahlung, die eine reflektierende Struktur aufweist. In WO 96/19347A3 wird als reflektierende Struktur eine mehrlagige Polymerschicht vorgeschlagen.
WO 2021/122848 A1 offenbart ein HUD-System umfassend eine Lichtquelle, die p- polarisiertes Licht auf eine Verglasung projiziert, wobei die Verglasung eine äußere Glasscheibe mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche und eine innere Glasscheibe mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche umfasst, wobei die zweite Oberfläche der inneren Glasscheibe eine Reflexionsbeschichtung umfasst, beide Scheiben durch mindestens eine Schicht aus Zwischenschichtmaterial verbunden sind, die Reflexionsbeschichtung mindestens eine Schicht mit hohem Brechungsindex mit einer Dicke von 50 bis 100 nm und mindestens eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex mit einer Dicke von 70 bis 160 nm umfasst, wobei die mindestens eine Schicht mit hohem Brechungsindex mindestens eines von einem Oxid von Zr, Nb, Sn, einem Mischoxid aus Ti, Zr, Nb, Si, Sb, Sn, Zn, In, einem Nitrid von Si, Zr und einem gemischten Nitrid von Si, Zr umfasst.
WO 2021/145387 A1 offenbart ein HUD-System, wobei die Verbundscheibe bereichsweise mit einem Reflexionselement für p-polarisiertes Licht versehen ist. Das Reflexionselement kann eine Reflexionsfolie für p-polarisiertes Licht, welche mittels einer Haftvermittlerschicht an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angebracht ist, oder eine auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnete Reflexionsbeschichtung für p- polarisiertes Licht sein, wobei die Reflexionsbeschichtung mindestens eine Schicht aus einem Material mit hohem Brechungsindex und mindestens eine Schicht aus einem Material mit niedrigem Brechungsindex aufweist.
In CN 114035322 A ist ein Head-Up-Display-Glas offenbart, das Verbundglas umfasst, wobei das Verbundglas eine erste Oberfläche und eine zweite Oberfläche umfasst, die einander gegenüberliegen, die zweite Oberfläche einen Anzeigebereich und einen Nicht- Anzeigebereich umfasst, wobei der Anzeigebereich mit einem ersten Nanofilm versehen ist, der mindestens eine erste Schicht mit hohem Brechungsindex und mindestens eine erste Schicht mit niedrigem Brechungsindex aufweist, die nacheinander von der zweiten Oberfläche nach außen gestapelt sind, wobei der Brechungsindex der ersten Schicht mit dem hohen Brechungsindex 1 ,9 bis 2,7 beträgt und der Brechungsindex der ersten Schicht mit dem niedrigen Brechungsindex 1 ,3 bis1 ,8 beträgt.
US 2020/0333593 A1 offenbart eine Verbundscheibe für ein HUD-System mit einer ersten nanostrukturierten Beschichtung auf der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe, einer zweiten nanostrukturierten Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe und einer reflektierenden Beschichtung zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe und der zweiten nanostrukturierten Beschichtung.
JP 2016 097781 A offenbart ein HUD-System umfassend ein Windschutzscheibenglas, eine Schicht mit geringer Reflexion, die auf der Innenseite des Windschutzscheibenglases ausgebildet ist, und eine gehärtete Schicht, die auf der Außenseite des Windschutzscheibenglases ausgebildet ist, wobei als gehärtete Schicht eine transparente gehärtete Folie mit einem Brechungsindex von 2,0 oder mehr und ein Glas mit hohem Brechungsindex verwendet werden kann. Auf der Innenseite der Verbundscheibe aufgebrachte Reflexionsbeschichtungen können den Nachteil aufweisen, dass sie eine geringe Farbneutralität von an den Reflexionsbeschichtungen reflektierten Bildern aufweisen und Fingerabdrücke oder Verunreinigungen auf den Reflexionsbeschichtungen zu einer deutlichen Verschiebung des Reflexionsspektrums zu höheren Wellenlängen führen.
Bei der Auslegung eines Displays, das auf der Head-Up-Display-Technologie basiert, muss weiterhin dafür Sorge getragen werden, dass die Bildanzeigevorrichtung 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 der Bildanzeigevorrichtung und geht mit einem entsprechenden Stromverbrauch einher.
WO 2022/073894 A1 offenbart eine Fahrzeugscheibe für Head-Up-Display mit einer im verbauten Zustand einer äußeren Umgebung zugewandten Außenseite und einer einem Fahrzeuginnenraum zugewandten Innenseite, umfassend mindestens eine transparente Scheibe, mindestens einen Maskierungsstreifen in einem Randbereich der Scheibe und mindestens eine im Druckverfahren aufgebrachte Reflexionsschicht zum Reflektieren von Licht, welche im Bereich des Maskierungsstreifens, fahrzeuginnenraumseitig des Maskierungsstreifens, angeordnet ist.
WO 2022/073860 A1 offenbart eine Fahrzeugscheibe für ein Head-up-Display mit einer im verbauten Zustand einer äußeren Umgebung zugewandten Außenseite und einer einem Fahrzeuginnenraum zugewandten Innenseite, umfassend mindestens eine transparente Scheibe, mindestens einen Maskierungsstreifen in einem Randbereich der Scheibe und mindestens eine lichtlenkende Vorrichtung zum Lenken von Licht in den Fahrzeuginnenraum oder mindestens eine Bildanzeigevorrichtung zur Darstellung von Bildinformationen, welche im Bereich des Maskierungsstreifens, fahrzeuginnenraumseitig des Maskierungsstreifens, angeordnet ist.
DE 10 2009 020 824 A1 offenbart ein virtuelles Bildsystem für Windschutzscheiben, das ein Reflektieren einer Bildquelle an der Windschutzscheibe ermöglicht, so dass ein virtuelles Bild frei von Geisterbildern für den Fahrer zu sehen ist. Entweder wird ein mattes schwarzes Material an einer Windschutzscheibenglasscheibe an einer beliebigen der Windschutzscheibenflächen der äußeren Glasscheibe, oder an der Windschutzscheibenfläche der inneren Glasscheibe aufgebracht, oder es wird ansonsten eine schwarze glänzende Lage an einer Windschutzscheibenfläche an der Windschutzscheibenfritte angeordnet, wodurch das virtuelle Bild für eine beliebige Bildquelle mit reellen Bildstrahlen geliefert wird, die an der Windschutzscheibenfläche einfallen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe mit einem Reflexionselement, ein Verfahren zu deren Herstellung, deren Verwendung sowie eine verbesserte Projektionsanordnung umfassend eine solche Verbundscheibe bereitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe, eine Projektionsanordnung, ein Verfahren und eine Verwendung gemäß den nebengeordneten Ansprüchen gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht, eine Maskierungsschicht, eine Innenscheibe, eine Klebeschicht und ein Reflexionselement. Die thermoplastische Zwischenschicht ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet und die Klebeschicht ist zwischen der Innenscheibe und dem Reflexionselement angeordnet. Erfindungsgemäß ist die Maskierungsschicht in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet und das Reflexionselement ist in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht angeordnet ist.
Das Reflexionselement umfasst eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe und eine optisch niedrigbrechende Schicht. Die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe weist eine Dicke von 20 pm (Mikrometer) bis 500 pm auf und hat einen Brechungsindex von mindestens 1 ,9, d.h. der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe ist größer oder gleich 1 ,9. Die optisch niedrigbrechende Schicht hat einen Brechungsindex von höchstens
1.6, d.h. der Brechungsindex der optisch niedrigbrechenden Schicht ist kleiner oder gleich
1.6.
Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet.
Die Verbundscheibe weist insbesondere eine Oberkante und eine Unterkante, sowie zwei dazwischen verlaufende Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Im Falle einer Windschutzscheibe wird die Oberkante häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.
Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe und die außenseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe sind einander zugewandt und durch die Klebeschicht miteinander verbunden.
Erfindungsgemäß ist die optisch niedrigbrechende Schicht auf der innenraumseitigen Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe angeordnet. Die optisch niedrigbrechende Schicht ist somit als eine vollflächige Beschichtung der innenraumseitigen Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe ausgebildet.
Die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite I bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite II bezeichnet. Die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite III bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite IV bezeichnet. Die außenseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe wird als Seite V bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe wird als Seite VI bezeichnet. Es versteht sich, dass die Innenscheibe zwischen der Außenscheibe und der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe angeordnet ist.
Die außenseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe ist über die Klebeschicht mit der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe verbunden.
Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe ist die dem Reflexionselement nächstliegende Oberfläche der Innenscheibe.
Die Maskierungsschicht ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe oder auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet. Somit hat das Reflexionselement im Einbauzustand der Verbundscheibe in einem Fahrzeug einen geringeren Abstand zum Fahrzeuginnenraum als die Maskierungsschicht.
Wie oben beschrieben ist die außenseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe über die Klebeschicht mit der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe verbunden. Es versteht sich, dass in Ausführungsformen, in denen die Maskierungsschicht auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist, die außenseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe über die Klebeschicht nicht direkt mit der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe verbunden ist, sondern indirekt, da in diesen Ausführungsformen die auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnete Maskierungsschicht zwischen der Klebeschicht und der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist.
Wie oben beschrieben weist die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe eine Dicke von 20 pm (Mikrometer) bis 500 pm auf. Bei der optisch hochbrechende Dünnglasscheibe handelt es sich somit um eine Scheibe aus ultradünnem Glas. Ein solche Scheibe aus ultradünnem Glas ist flexibel und kann an die Biegung einer Scheibe angepasst werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe weist die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe eine Dicke von 50 pm bis 300 pm, bevorzugt von 50 pm bis 200 pm, beispielsweise 100 pm, auf. Der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe beträgt bevorzugt mindestens 2,0, besonders bevorzugt mindestens 2,1 , ganz besonders bevorzugt mindestens 2,3.
Der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe beträgt bevorzugt höchstens 2,4.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsmäßen Verbundscheibe beträgt der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe zwischen 1 ,9 und 2,4. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsmäßen Verbundscheibe beträgt der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe zwischen 2,0 und 2,4. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsmäßen Verbundscheibe beträgt der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe zwischen 2,1 und 2,4. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsmäßen Verbundscheibe beträgt der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe zwischen 2,3 und 2,4.
Der Brechungsindex der optisch niedrigbrechenden Schicht beträgt bevorzugt höchstens 1 ,5, besonders bevorzugt höchstens 1 ,4. Insbesondere beträgt der Brechungsindex der optisch niedrigbrechenden Schicht zwischen 1 ,2 und 1 ,5. Der Brechungsindex der optisch niedrigbrechenden Schicht beträgt beispielsweise 1 ,3 oder 1 ,45. Diese Werte haben sich als besonders vorteilhaft hinsichtlich der Reflexionseigenschaften der Scheibe erwiesen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe weist die optisch niedrigbrechende Schicht eine Dicke von 50 nm bis 200 nm, bevorzugt von 100 nm bis 150 nm, insbesondere 120 nm, auf.
Brechungsindizes sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich bezogen auf eine Wellenlänge von 550 nm angegeben. Methoden zur Bestimmung von Brechungsindizes sind dem Fachmann bekannt. Die im Rahmen der Erfindung angegebenen Brechungsindizes sind beispielsweise mittels Ellipsometrie bestimmbar, wobei kommerziell erhältliche Ellipsometer eingesetzt werden können. Die Angabe von Schichtdicken oder Dicken bezieht sich, sofern nicht anders angegeben, auf die geometrische Dicke einer Schicht.
Die optisch niedrigbrechende Schicht ist bevorzugt auf Basis von Siliziumdioxid, dotiertem Siliziumoxid, Magnesiumflourid oder Kalziumflourid ausgebildet. Das Siliziumoxid kann beispielsweise mit Aluminium, Zirkonium, Titan, Bor oder Hafnium dotiert sein. Durch Dotierungen können insbesondere die optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften der Beschichtung angepasst werden.
Die optisch niedrigbrechende Schicht wird bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetronsputtern“) oder durch Nassbeschichtung auf die innenraumseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe aufgebracht. Die optisch niedrigbrechende Schicht kann beispielsweise auch mittels eines Sol-Gel-Verfahrens auf die innenraumseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe aufgebracht werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die optisch niedrigbrechende Schicht auf Basis von nanoporösem Siliziumoxid ausgebildet. Die Reflexionseigenschaften einer solchen Schicht werden einerseits durch den Brechungsindex und andererseits durch die Dicke der optisch niedrigbrechenden Schicht bestimmt. Der Brechungsindex hängt wiederum von der Porengröße und die Dichte der Poren ab. Das nanoporöse Siliziumoxid kann dotiert sein, beispielsweise mit Aluminium, Zirkonium, Titan, Bor, Zinn oder Zink. Durch Dotierungen können insbesondere die optischen, mechanischen und chemischen Eigenschaften der Beschichtung angepasst werden. Eine auf Basis von nanoporösem Siliziumoxid ausgebildete optisch niedrigbrechende Schicht umfasst bevorzugt nur eine homogene Schicht aus nanoporösem Siliziumoxid. Es ist aber auch möglich, die niedrigbrechende Schicht aus mehreren Schichten von nanoporösem Siliziumoxid auszubilden, die sich beispielsweise hinsichtlich der Porosität (Größe und/oder Dichte der Poren) unterscheiden. So kann gleichsam ein Verlauf von Brechungsindizes erzeugt werden. Die Poren sind insbesondere geschlossene Nanoporen, können aber auch offene Poren sein. Unter Nanoporen werden Poren verstanden, die Größen im Nanometerbereich aufweisen, also von 1 nm bis weniger als 1000 nm (1 pm). Die Poren weisen bevorzugt einen im Wesentlichen kreisförmigen Querschnitt auf (sphärische Poren), können aber auch andere Querschnitte aufweisen, beispielsweise einen elliptischen, ovalen oder elongierten Querschnitt (ellipsoide oder ovoide Poren). Bevorzugt weisen mindestens 80% aller Poren im Wesentlichen die gleiche Querschnittsform auf. Es kann vorteilhaft sein, wenn die Porengröße mindestens 20 nm oder sogar mindestens 40 nm beträgt. Die durchschnittliche Größe der Poren beträgt bevorzugt von 1 nm bis 500 nm, besonders bevorzugt von 1 nm bis 100 nm, ganz besonders bevorzugt von 20 nm bis 80 nm. Unter der Größe der Poren wird bei kreisförmigen Poren der Durchmesser verstanden, bei Poren anderer Gestalt die größte Längenausdehnung. Bevorzugt weisen mindestens 80% aller Poren Größen in den angegebenen Bereichen auf, besonders bevorzugt liegen die Größen sämtlicher Poren in den angegebenen Bereichen. Der Anteil an Porenvolumen am Gesamtvolumen liegt bevorzugt zwischen 10% und 90%, besonders bevorzugt unter 80%, ganz besonders bevorzugt kleiner als 60 %.
Eine auf Basis von nanoporösem Siliziumoxid ausgebildete optisch niedrigbrechende Schicht ist bevorzugt eine Sol-Gel-Beschichtung. Sie wird in einem Sol-Gel-Prozess auf der innenraumseitigen Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe abgeschieden. Zunächst wird ein Sol, welches die Präkursoren der Beschichtung enthält, bereitgestellt und gereift. Die Reifung kann eine Hydrolyse der Präkursoren beinhalten und/oder eine (partielle) Reaktion zwischen den Präkursoren. Dieses Sol wird im Sinne der Erfindung als Präkursoren- Sol bezeichnet und enthält Siliziumoxid-Präkursoren in einem Lösungsmittel. Die Präkursoren sind bevorzugt Silane, insbesondere Tetraethoxy-Silane oder Methyltriethoxysilan (MTEOS). Alternativ können aber auch Silikate als Präkursoren eingesetzt werden, insbesondere Natrium-, Lithium- oder Kaliumsilikate, beispielsweise Tetramethylorthosilikat, Tetraethylorthosilikat (TEOS), Tetraisopropylorthosilikat, oder Organosilane der allgemeinen Form R2 nSi(OR1)4-n. Dabei ist bevorzugt R1 eine Alkylgruppe, R2 eine Alkyl-, Epoxy-, Acrylat-, Methacrylat-, Amin-, Phenyl- oder Vinylgruppe, und n eine ganze Zahl von 0 bis 2. Es können auch Silizium-halogenide oder -alkoxide eingesetzt werden. Das Lösungsmittel ist bevorzugt Wasser, Alkohol (insbesondere Ethanol) oder ein Wasser-Alkohol-Gemisch. Das Präkursoren-Sol wird dann mit einem Porenformer vermischt, der ein einer wässrigen Phase dispergiert ist. Aufgabe des Porenformers ist es, gleichsam als Platzhalter bei der Erzeugung der niedrigbrechenden Schicht die Poren in der Siliziumoxidmatrix zu erzeugen. Durch Form, Größe und Konzentration des Porenformers werden Form, Größe und Dichte der Poren bestimmt. Durch den Porenformer können Porengröße, Porenverteilung und Porendichte gezielt gesteuert werden und es werden reproduzierbare Ergebnisse sichergestellt. Als Porenformer können beispielsweise Polymer-Nanopartikel eingesetzt werden, bevorzugt PMMA-Nanopartikel (Polymethylmethacrylat), alternativ aber auch Nanopartikel aus Polycarbonaten, Polyestern oder Polystyrolen, oder Copolymeren aus Methyl(meth)acrylaten und (Meth)acrylsäure. Anstatt Polymer-Nanopartikeln können auch Nanotropfen eines Öls in Form einer Nanoemulsion verwendet werden. Natürlich ist es auch denkbar, verschiedene Porenformer einzusetzen. Die so erhaltene Lösung wird auf innenraumseitige Oberfläche die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe aufgebracht. Dies erfolgt sinnvollerweise durch nasschemische Verfahren. Anschließend wird das Sol kondensiert. Dabei bildet sich die Siliziumoxid-Matrix um die Porenformer aus. Die Kondensation kann eine Temperaturbehandlung umfassen, beispielsweise bei einer Temperatur von beispielsweise bis zu 350 °C. Weisen die Präkursoren UV-vernetzbare funktionelle Gruppen auf (beispielsweise Methacrylat-, Vinyl- oder Acrylatgruppe), so kann die Kondensation eine UV- Behandlung umfassen. Die Kondensation kann alternativ bei geeigneten Präkursoren (beispielsweise Silikate) eine IR-Behandlung umfassen. Optional kann Lösungsmittel bei einer Temperatur von bis zu 120 °C verdampft werden. Dann wird der Porenformer optional wieder entfernt. Dazu wird das beschichtete Substrat bevorzugt einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur von mindestens 400 °C unterzogen, bevorzugt mindestens 500 °C, wobei sich die Porenformer zersetzen. Organische Porenformer werden dabei insbesondere verkohlt (karbonisiert). Die Hitzebehandlung kann im Rahmen eines Biegeprozesses oder thermischen Vorspannprozesses erfolgen. Die Hitzebehandlung wird bevorzugt über einen Zeitraum von höchstens 15 min durchgeführt, besonders bevorzugt höchstens 5 min. Neben der Entfernung der Porenformer kann die Hitzebehandlung auch dazu dienen, die Kondensation zu komplettieren und die Beschichtung dadurch zu verdichten, was ihre mechanischen Eigenschaften verbessert, insbesondere ihre Stabilität. Statt mittels der Hitzebehandlung kann der Porenformer auch durch Lösungsmittel aus der Beschichtung herausgelöst werden. Im Falle von Polymer-Nanopartikeln muss das entsprechende Polymer in dem Lösungsmittel löslich sein, beispielweise kann im Falle von PMMA-Nanopartikeln Tetrahydrofuran (THF) verwendet werden. Das Entfernen des Porenformers ist bevorzugt, wodurch leere Poren erzeugt werden. Prinzipiell ist es aber auch möglich, den Porenformer in den Poren zu belassen. Sofern er einen anderen Brechungsindex aufweist als das Siliziumoxid, wird dieser dadurch beeinflusst. Die Poren sind dann mit dem Porenformer gefüllt, beispielsweise mit PMMA-Nanopartikeln. Es können auch hohle Partikel als Porenformer verwendet werden, beispielsweise hohle Polymernanopartikel wie PMMA- Nanopartikel oder hohle Siliziumoxid-Nanopartikel. Wird ein solcher Porenformer in den Poren belassen und nicht entfernt, so weisen die Poren einen hohlen Kern und einen mit dem Porenformer gefüllten Randbereich auf.
Das beschriebene Sol-Gel-Verfahren ermöglicht die Herstellung einer optisch niedrigbrechenden Schicht mit einer regelmäßigen, homogenen Verteilung der Poren. Die Porenform, -große und -dichte können gezielt eingestellt werden und die optisch niedrigbrechende Schicht weist eine geringe Tortuosität auf. Dadurch, dass das Reflexionselement in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet ist, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht angeordnet ist, weist das Reflexionselement somit keinen Abschnitt auf, der nicht in Überdeckung zur Maskierungsschicht ist, d.h. das Reflexionselement ist nur dort ausgebildet, wo es sich in Durchsicht auf die Verbundscheibe von innen vor der Maskierungsschicht befindet. Aus Sicht eines Fahrzeuginsassen ist das Reflexionselement somit räumlich vor der Maskierungsschicht angeordnet.
Wie oben beschrieben ist bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe eine Maskierungsschicht in einem der Bereich der Verbundscheibe angeordnet. Vorzugsweise ist die Maskierungsschicht in einem Randbereich der Verbundscheibe, welcher typischerweise an den Scheibenrand der Scheibe angrenzt, angeordnet. Der große Vorteil dieser Anordnung ergibt sich bei der Nutzung der Verbundscheibe in einem Fahrzeug als Windschutzscheibe, da die Maskierungsschicht bei Anordnung in einem Randbereich außerhalb des Hauptdurchsichtbereiches des Fahrers liegt.
Die Maskierungsschicht ist bevorzugt zumindest entlang der Unterkante und angrenzend an der Unterkante angeordnet. Hieraus ergibt sich in der Draufsicht auf die Verbundscheibe ein rechteckiger opaker Streifen, der entlang der Unterkante angeordnet ist.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist die Maskierungsschicht rahmenförmig umlaufend ausgebildet. In einem Abschnitt, in dem das Reflexionselement in Überdeckung zur Maskierungsschicht angeordnet ist, ist die rahmenförmig ausgebildete Maskierungsschicht vorzugsweise mit einer Verbreiterung versehen, d.h. weist eine größere Breite (Abmessung senkrecht zur Erstreckung) auf als in anderen Abschnitten. Die Maskierungsschicht kann auf diese Weise in geeigneter Weise an die Abmessungen des Reflexionselements angepasst werden.
In einer Ausführungsform ist somit die Maskierungsschicht rahmenförmig umlaufend ausgebildet ist und weist insbesondere in einem Abschnitt, der in Überdeckung zum Reflexionselement ist, eine größere Breite auf als in hiervon verschiedenen Abschnitten.
Eine rahmenförmig umlaufend ausgebildete Maskierungsschicht dient vorzugsweise der Maskierung einer Verklebung der Verbundscheibe, beispielsweise als Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie. Dadurch wird ein harmonischer Gesamteindruck der Verbundscheibe im Einbauzustand erzielt. Des Weiteren dient eine solche Maskierungsschicht als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial.
Ein Vorteil der Erfindung ist, dass das Reflexionselement auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angebracht ist. Somit kann die Oberfläche, auf der die Maskierungsschicht platziert werden soll, frei nach Kundenwünschen ausgewählt werden. Im Gegensatz dazu könnte ein auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe oder der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe angebrachtes Reflexionselement durch einen weiter in Richtung des Fahrzeuginnenraums liegenden Abdeckdruck verdeckt werden. Dies wird mittels des erfindungsgemäßen Aufbaus vermieden. Wenn die Maskierungsschicht auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet wird, so ist die Klebeschicht auf der der Innenscheibe abgewandten Oberfläche der Maskierungsschicht angebracht und somit wird das Reflexionselement in seiner Funktion nicht von der Maskierungsschicht beeinträchtigt.
Das Reflexionselement und somit die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe mit der auf der innenraumseitigen Oberfläche angebrachten optisch niedrigbrechenden Schicht hat bevorzugt im Wesentlichen die Form eines Rechteckes, das sich in einem Bereich nahe der Unterkante zwischen den beiden Seitenkanten der Verbundscheibe erstreckt. Besonders bevorzugt reichen die Kanten der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe des Reflexionselements nicht an die Seitenkanten und die Unterkante der Verbundscheibe heran, sondern sind beispielsweise 2 cm bis 5 cm von diesen beabstandet.
Das Reflexionselement ist wie oben beschrieben in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet. Das Reflexionselement erstreckt sich nicht über die gesamte Verbundscheibe. Somit ist das Reflexionselement von den äußeren Abmessungen, d.h. der Breite und der Länge, kleiner als die Außenscheibe und die Innenscheibe der Verbundscheibe. Das Reflexionselement erstreckt sich bevorzugt über maximal 50 %, besonders bevorzugt über maximal 30 %, ganz besonders bevorzugt über maximal 20 % der Verbundscheibe.
Die Maskierungsschicht im Sinne der Erfindung ist eine Schicht, die die Durchsicht durch die Verbundscheibe verhindert. Dabei findet eine Transmission von höchstens 5 %, bevorzugt von höchstens 2 %, besonders bevorzugt von höchstens 1 %, insbesondere von höchstens 0,1 %, des Lichtes des sichtbaren Spektrums durch die Maskierungsschicht statt. Bei der Maskierungsschicht handelt es sich somit um eine opake Maskierungsschicht, bevorzugt eine schwarze Maskierungsschicht.
Die Maskierungsschicht ist bevorzugt eine Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten. Alternativ kann die Maskierungsschicht auch ein gefärbter Bereich der thermoplastischen Zwischenschicht sein. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verbundscheibe besteht die Maskierungsschicht aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Verbundscheibe, da nur eine einzige Schicht für die Maskierungsschicht ausgebildet werden muss.
Bei der Maskierungsschicht handelt es sich insbesondere um einen opaken Abdeckdruck aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Maskierungsschicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet, insbesondere aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Maskierungsschicht als ein auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet, insbesondere aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Maskierungsschicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet, insbesondere aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform ist die Maskierungsschicht als ein opak gefärbter Bereich der thermoplastischen Zwischenschicht ausgebildet. In einer Ausführungsform ist die thermoplastische Zwischenschicht einstückig ausgebildet und in einem Bereich opak gefärbt. Eine als ein opak gefärbter Bereich der thermoplastischen Zwischenschicht ausgebildete Maskierungsschicht kann auch realisiert werden, in dem eine aus einer opaken thermoplastischen Folie und einer transparenten thermoplastischen Folie zusammengesetzte thermoplastische Zwischenschicht eingesetzt wird. Die opake thermoplastische Folie und transparente thermoplastische Folie werden vorzugsweise versetzt voneinander angeordnet, sodass sich beide Folien in Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht überdecken. Die transparente und die opake thermoplastische Folie bestehen aus dem gleichen Kunststoff oder enthalten vorzugsweise den gleichen Kunststoff. Die Materialien auf dessen Basis die opake thermoplastische Folie und die transparente thermoplastische Folie ausgebildet sein können, sind jene, die auch für die thermoplastische Zwischenschicht beschrieben sind. Die opake thermoplastische Folie ist vorzugsweise eine gefärbte Folie, die verschiedene Farben, insbesondere schwarz, aufweisen kann.
Bevorzugt ist die Klebeschicht eine thermoplastische Schicht oder ein optisch klarer Kleber (OCA). Dem Fachmann sind geeignete optische klare Kleber, sogenannte optical clear adhesives (OCA) bekannt. Eine als thermoplastische Schicht ausgebildete Klebeschicht enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die thermoplastische Schicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie (Verbindefolie) ausgebildet. Die Dicke der thermoplastischen Schicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 760 pm. Die thermoplastische Schicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie.
Die Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Die Verbundscheibe kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.
Die thermoplastische Zwischenschicht, über welche die Außenscheibe mit der Innenscheibe verbunden ist, enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die thermoplastische Zwischenschicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie (Verbindefolie) ausgebildet. Die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, beispielsweise 760 pm. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Es kann sich bei der thermoplastischen Zwischenschicht auch um eine Folie mit funktionellen Eigenschaften, beispielsweise eine Folie mit akustisch dämpfenden Eigenschaften handeln. 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 die Innenscheibe können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Außenscheibe und die Innenscheibe können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist bevorzugt als eine Windschutzscheibe ausgebildet. Die Gesamttransmission durch Windschutzscheibe beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung im Hauptdurchsichtsbereich größer 70% (Lichtart A). Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben.
Die Außenscheibe und Innenscheibe können geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm, ganz besonders bevorzugt von 1 ,6 mm bis 2,1 mm. Beispielsweise weist die Außenscheibe eine Dicke von 2,1 mm auf und die Innenscheibe eine Dicke von 1 ,6 mm auf. Es kann sich bei der Außenscheibe oder insbesondere der Innenscheibe aber auch um Dünnglas mit einer Dicke von beispielsweise 0,55 mm handeln.
Bei der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe handelt es sich bevorzugt um ein sogenanntes Flintglas. Typischerweise enthalten optisch hochbrechende Gläser Dotierungen mit Elementen wie Blei, Barium oder Lanthan. Die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe kann beispielsweise wie die in DE 11 2011 104 339 B4, DE10 2020 120 171 A1 oder WO 2019/131123 A1 offenbarten Gläser mit hohem Brechungsindex zusammengesetzt sein. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe kann eine oder mehrere zusätzliche Zwischenschichten, insbesondere funktionale Zwischenschichten, umfassen. Bei einer zusätzlichen Zwischenschicht kann es sich insbesondere um eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht, eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht, eine zumindest abschnittsweise gefärbte Zwischenschicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Zwischenschicht handeln. Beim Vorhandensein mehrerer zusätzlicher Zwischenschichten können diese auch unterschiedliche Funktionen aufweisen. Die zusätzlichen Zwischenschichten sind bevorzugt zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe angeordnet.
In einer Ausführungsform umfasst die Verbundscheibe eine zwischen der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnete HUD-Reflexionsschicht, nachfolgend auch HUD-Schicht genannt.
Das Prinzip eines Head-Up-Displays (HUD) und die hier verwendeten Fachbegriffe aus dem Bereich der HUDs sind dem Fachmann allgemein bekannt. Für eine ausführliche Darstellung sei auf die Dissertation „Simulationsbasierte Messtechnik zur Prüfung von Head-Up Displays“ von Alexander Neumann am Institut für Informatik der Technischen Universität München (München: Universitätsbibliothek der TU München, 2012) verwiesen, insbesondere auf Kapitel 2 „Das Head-Up Display“. Die HUD-Schicht ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet, wobei „zwischen“ sowohl innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht bedeuten kann als auch in direktem räumlichen Kontakt auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe. Die HUD-Schicht ist zum Reflektieren von p-polarisiertem Licht geeignet ausgebildet. Die HUD-Schicht ist eine Reflexionsbeschichtung, die großflächig in der Verbundscheibe eingebracht ist, wobei der Bereich, in dem sich die HUD-Beschichtung befindet auch als HUD-Bereich bezeichnet wird. Zur Nutzung der Verbundscheibe als Head- Up-Display wird ein Projektor auf den HUD-Bereich der Verbundscheibe gerichtet. Die Strahlung des Projektors ist bevorzugt überwiegend p-polarisiert. Die HUD-Schicht ist geeignet, p-polarisierte Strahlung zu reflektieren. Dadurch wird aus der Projektorstrahlung ein virtuelles Bild erzeugt, welches der Fahrer eines Fahrzeugs von ihm aus gesehen hinter der Verbundscheibe wahrnehmen kann. Dadurch, dass das Reflexionselement über die Klebeschicht mit der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe verbunden ist, kann die HUD-Schicht unabhängig von dem Reflexionselement zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe der Verbundscheibe angeordnet werden und ist dort vor Umwelteinflüssen geschützt.
Die HUD-Schicht umfasst 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 nm bis 50 nm und bevorzugt von 8 nm bis 25 nm auf. Ist die HUD-Schicht ist als eine Beschichtung ausgebildet so wird sie bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) auf die Innenscheibe oder Außenscheibe aufgebracht wird. Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützte Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden. Die Beschichtung wird vor der Lamination 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 eine homogenere 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 betrifft auch eine Projektionsanordnung mindestens umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine auf das Reflexionselement gerichtete bildgebende Einheit, welche p-polarisiertes Licht emittiert, wobei die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe die der bildgebenden Einheit nächstliegende Oberfläche der Innenscheibe ist.
Erfindungsgemäß ist somit auch eine Projektionsanordnung mindestens umfassend eine Verbundscheibe, mindestens umfassend eine Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, eine thermoplastische Zwischenschicht, eine Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, eine Maskierungsschicht, eine Klebeschicht und ein Reflexionselement umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche, einer innenraumseitigen Oberfläche, einer Dicke von 20 pm bis 500 pm und einem Brechungsindex von größer oder gleich 1 ,9 und eine auf der innenraumseitigen Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe aufgetragene optisch niedrig brechende Schicht mit einem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6, wobei die thermoplastische Zwischenschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, die Klebeschicht zwischen der Innenscheibe und dem Reflexionselement angeordnet ist, die Maskierungsschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe oder auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet ist, die außenseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe über die Klebeschicht mit der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe verbunden ist, und wobei das Reflexionselement in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet ist, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht angeordnet ist, und eine auf das Reflexionselement gerichtete bildgebende Einheit, welche p- polarisiertes Licht emittiert, wobei die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe die der bildgebenden Einheit nächstliegende Oberfläche der Innenscheibe ist.
Insbesondere die Kombination des Reflexionselements mit der aus Sicht eines
Fahrzeuginsassen dahinterliegenden Maskierungsschicht bewirkt bei einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung eine gute Sichtbarkeit des Bildes, auch bei äußerer Sonneneinstrahlung und bei Verwendung lichtschwacher bildgebender Einheiten. Auch unter diesen Umständen erscheint das von der bildgebenden Einheit erzeugte Bild hell und ist ausgezeichnet erkennbar. Dies ermöglicht eine Reduktion der Leistung der bildgebenden Einheit und somit einen verminderten Energieverbrauch.
Aus Sicht eines Fahrzeuginsassen ist das Reflexionselement in Durchsicht durch die Innenscheibe räumlich vor der Maskierungsschicht angeordnet. Der Bereich der Verbundscheibe, in dem das Reflexionselement angeordnet ist, wirkt dadurch opak. Der Ausdruck „in Durchsicht durch die Verbundscheibe“ bedeutet, dass durch die Verbundscheibe geblickt wird, ausgehend von innen, d.h. die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe ist die dem Betrachter nächstgelegene Oberfläche der Innenscheibe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „räumlich vor“, dass das Reflexionselement räumlich weiter entfernt von der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe angeordnet ist als die Maskierungsschicht. Bevorzugt ist die Maskierungsschicht zumindest in dem Bereich verbreitert, der mit dem Reflexionselement überlappt. Dies bedeutet, dass die Maskierungsschicht in diesem Bereich senkrecht zum nächstliegenden Abschnitt der umlaufenden Kante der Verbundscheibe betrachtet eine größere Breite aufweist als in anderen Abschnitten. Die Maskierungsschicht kann auf diese Weise an die Abmessungen des Reflexionselements angepasst werden.
Die bildgebende Einheit dient der Ausstrahlung eines Bildes, kann also auch als Projektor, Anzeigevorrichtung oder Bildanzeigevorrichtung bezeichnet werden. Als bildgebende Einheit kann beispielsweise auch ein Display oder auch eine andere dem Fachmann bekannte Vorrichtung verwendet werden. Bevorzugt ist die bildgebende Einheit 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 anderen bildgebenden Einheiten wesentlich energiesparender zu betreiben. Die vergleichsweise geringere Helligkeit von Displays ist dabei in der erfindungsgemäßen Kombination des Reflexionselements mit der dahinterliegenden Maskierungsschicht völlig ausreichend. Die bildgebende Einheit strahlt p- polarisiertes Licht aus. Die Strahlung der bildgebenden Einheit trifft vorzugsweise mit einem Einfallswinkel von 55° bis 80°, bevorzugt von 62° bis 77°, auf die Verbundscheibe im Bereich des Reflexionselements. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Strahlung der bildgebenden Einheit und der Flächennormale im geometrischen Zentrum des Reflexionselements.
Das von der bildgebenden Einheit ausgestrahlte p-polarisierte Licht trifft auf das Reflexionselement und wird dort reflektiert. Das von dem Reflexionselement reflektierte Licht ist vorzugsweise sichtbares Licht, also Licht in einem Wellenlängenbereich von ca. 380 nm bis 780 nm. Das Reflexionselement weist vorzugsweise einen hohen und gleichmäßigen Reflexionsgrad (über verschiedene Einstrahlwinkel) gegenüber p-polarisierter Strahlung auf, so dass eine intensitätsstarke und farbneutrale Bild-Darstellung gewährleistet ist. Bevorzugt reflektiert das Reflexionselement mindestens 3 %, besonders bevorzugt mindestens 4 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 6 %, insbesondere mindestens 10 % des auf das Reflexionselement auftreffenden p-polarisierten Lichtes in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm und Einstrahlwinkeln von 62° bis 77°.
Mit dem Begriff p-polarisiertes Licht ist Licht aus dem sichtbaren Spektralbereich gemeint, das mehrheitlich aus Licht besteht, welches eine p-Polarisation aufweist. Das p-polarisierte Licht hat vorzugsweise einen Lichtanteil mit p-Polarisation von größer oder gleich 50 %, bevorzugt von größer oder gleich 70 %, besonders bevorzugt von größer oder gleich 90 % und insbesondere von etwa 100 %.
Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt. Anders ausgedrückt, wird die Polarisation, also insbesondere der Anteil an p- und s-polarisierter Strahlung, an einem Punkt des von der bildgebenden Einheit bestrahlten Bereichs bestimmt, bevorzugt im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs. Da Verbundscheiben gebogen sein können (beispielweise, wenn sie als Windschutzscheibe ausgebildet sind), was Auswirkungen auf die Einfallsebene der Strahlung der bildgebenden Einheit hat, können in den übrigen Bereichen leicht davon abweichende Polarisationsanteile auftreten, was aus physikalischen Gründen unvermeidlich ist.
Die Erfinder haben festgestellt, dass ein Reflexionselement umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe einer Dicke von 20 pm bis 500 pm und einem Brechungsindex größer oder gleich 1 ,9 und eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6 ein besonders gleichmäßiges Reflexionsverhalten und somit eine bessere Farbneutralität aufweist und zudem unempfindlicher gegenüber Fingerabdrücken ist als eine Reflexionsschicht umfassend eine optisch hochbrechende Schicht und eine optisch niedrigbrechenden Schicht. Zudem bewirkt die Kombination des erfindungsgemäßen Reflexionselements mit der, aus Sicht eines Fahrzeuginsassen dahinterliegenden, Maskierungsschicht eine gute Sichtbarkeit des Bildes, auch bei äußerer Sonneneinstrahlung, bei Insassen mit Sonnenbrillen und bei Verwendung lichtschwacher bildgebender Einheiten. Auch unter diesen Umständen erscheint das von der bildgebenden Einheit erzeugte Bild hell und ist ausgezeichnet erkennbar. Dies ermöglicht eine Reduktion der Leistung der bildgebenden Einheit und somit einen verminderten Energieverbrauch.
Die erfindungsgemäße Projektionsanordnung ist besonders geeignet zur Kombination mit einer HUD-Schicht. In diesem Fall weist die Verbundscheibe wie oben in einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe beschrieben eine HUD-Schicht auf, welche zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist. Das Reflexionselement sowie die in diesem Bereich angebrachte Maskierungsschicht sind in dieser Ausführungsform nur lokal auf den Randbereich der Verbundscheibe begrenzt und beeinflussen so die im Durchsichtbereich der Verbundscheibe angebrachte HUD-Schicht nicht.
Die Verbundscheibe der Projektionsanordnung ist vorzugsweise eine Windschutzscheibe. Die optional vorhandene HUD-Schicht liegt dabei zumindest im Hauptdurchsichtbereich der Windschutzscheibe.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für die erfindungsgemäße Projektionsanordnung umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und eine bildgebende Einheit und umgekehrt.
Erfindungsgemäß ist auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, mindestens umfassend: a) Bereitstellung eines Verbunds aus einer Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, einer thermoplastischen Zwischenschicht und einer Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, wobei die thermoplastische Zwischenschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist und zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe oder auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe in einem Bereich eine Maskierungsschicht angeordnet ist b) Bereitstellung eines Reflexionselements umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche, einer innenraumseitigen Oberfläche, einer Dicke von 20 pm bis 500 pm und einem Brechungsindex von größer oder gleich 1 ,9 und einer auf der innenraumseitigen Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe aufgetragenen optisch niedrigbrechenden Schicht mit einem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6; c) Verbinden der außenseitigen Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe mit der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe des Verbunds über eine Klebeschicht zu einer Verbundscheibe, derart, dass das Reflexionselement in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet ist, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht angeordnet ist.
Die Schritte a) und b) können in der angegebenen Reihenfolge, gleichzeitig oder in umgekehrter Reihenfolge erfolgen. Der Schritt c) erfolgt bevorzugt nach den Schritten a) und b), kann aber auch gleichzeitig zu den Schritten a) und b) erfolgen.
Wie oben erläutert ist das Reflexionselement in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht angeordnet ist. Somit ist das Reflexionselement von den äußeren Ausmaßen her kleiner als die Außenscheibe und die Innenscheibe der Verbundscheibe. Die Bereitstellung des Reflexionselements in Schritt b) kann erfolgen, indem auf die innenraumseitige Oberfläche einer optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe mit einer Dicke von 20 pm bis 500 pm, einem Brechungsindex von größer oder gleich 1 ,9 und mit den gewünschten Abmessungen vollflächig eine optisch niedrigbrechende Schicht mit meinem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6 aufgebracht wird.
Alternativ kann die Bereitstellung des Reflexionselements in Schritt b) auch erfolgen indem auf die innenraumseitige Oberfläche einer optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe mit einer Dicke von 20 pm bis 500 pm und einem Brechungsindex von größer oder gleich 1 ,9, die von den äußeren Abmessungen, d.h. der Breite und Länge, größer als gewünscht ist, vollflächig eine optisch niedrigbrechende Schicht mit meinem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6 aufgebracht wird und dann aus einer solchen beschichteten Dünnglasscheibe ein Teilstück beispielsweise mittels eines Laserschneideverfahrens ausgeschnitten wird, welches die gewünschten Abmessungen aufweist.
Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden bei der Bereitstellung des Verbunds in Schritt a) eine gebogene Außenscheibe und eine gebogene Innenscheibe eingesetzt. Das Reflexionselement ist aufgrund der geringen Dicke der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe flexibel und passt sich in Schritt c) an die gebogene Innenscheibe des Verbundes an. Dies ist ein Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Das Bereitstellen des Verbunds in Schritt a) kann mittels dem Fachmann geläufigen Laminationsverfahren erfolgen.
Bei der Bereitstellung des Reflexionselements in Schritt b) kann das Aufbringen der optisch niedrigbrechenden Schicht mittels allgemein bekannter Beschichtungsverfahren, wie beispielsweise Magnetronsputtern oder Nassbeschichten erfolgen.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe.
Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Land, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere als Windschutzscheibe für ein Head-Up-Display.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 2 einen Querschnitt durch die in der Fig. 1 gezeigte Ausführungsform,
Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, Fig. 7 einen Querschnitt durch die in der Fig. 6 gezeigte Ausführungsform,
Fig. 8 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 9 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 10 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 11 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Verbundscheibe,
Fig. 12 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Projektionsanordnung,
Fig. 13 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,
Fig. 14 ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms,
Fig. 15 Reflexionsspektren von Verbundscheiben gegenüber p-polarisierter Strahlung unter einem Einstrahlwinkel von 60°,
Fig. 16 Reflexionsspektren von Verbundscheiben gegenüber p-polarisierter Strahlung unter einem Einstrahlwinkel von 65°,
Fig. 17 Reflexionsspektren von Verbundscheiben gegenüber p-polarisierter Strahlung unter einem Einstrahlwinkel von 70°,
Fig. 18 Reflexionsspektren von Verbundscheiben gegenüber p-polarisierter Strahlung unter einem Einstrahlwinkel von 75°.
Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 und in Fig. 2 ist der Querschnitt durch die in der Fig. 1 gezeigte Verbundscheibe 100 entlang der Schnittlinie X-X‘ gezeigt. Die in den Fig. 1 und 2 gezeigte Verbundscheibe 100 weist eine Oberkante O, eine Unterkante U und zwei Seitenkanten S auf und umfasst eine Außenscheibe 1 mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II, eine Innenscheibe 2 mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV, eine thermoplastische Zwischenschicht 3, eine Maskierungsschicht 4, eine Klebeschicht 5 und ein Reflexionselement 6 umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe 7 mit einer außenseitigen Oberfläche V und einer innenraumseitigen Oberfläche VI und eine optisch niedrigbrechende Schicht 8. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 ist zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 angeordnet, die Innenscheibe 2 ist zwischen der Außenscheibe 1 und dem Reflexionselement 6 angeordnet und die Klebeschicht 5 ist zwischen der Innenscheibe 2 und dem Reflexionselement 6 angeordnet. Die Außenscheibe 1 , die thermoplastische Zwischenschicht 3 und die Innenscheibe 2 sind vollflächig übereinander angeordnet. Die Maskierungsschicht 4 ist zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 in einem Bereich der Verbundscheibe 100 angeordnet. In der in der Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform ist die Maskierungsschicht 4 als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet und nur in einem an die Unterkante U grenzenden Randbereich der Verbundscheibe 100 angeordnet. Das Reflexionselement 6 ist in einem Bereich der Verbundscheibe 100 angeordnet, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht 4 angeordnet ist. Das Reflexionselement 6 ist somit von den äußeren Abmessungen her kleiner als die Innenscheibe 2. Die außenseitige Oberfläche V der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7 ist über die Klebeschicht 5 mit der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 verbunden. Auf der innenraumseitigen Oberfläche VI der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7 ist die optisch niedrigbrechende Schicht 8 angeordnet.
Die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe 7 weist beispielsweise einen Brechungsindex von 2,3 und eine Dicke von 100 pm auf. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 enthält beispielsweise PVB und weist eine Dicke von 0,76 mm auf. Die Außenscheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 2,1 mm dick. Die Innenscheibe 2 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 1 ,6 mm dick. Die Klebeschicht 5 ist beispielsweise ein optisch klarer Kleber. Die optisch niedrigbrechende Schicht 8 ist beispielsweise eine SiO2-Schicht mit einer Dicke von 120 nm und einem Brechungsindex von 1 ,45.
In der in der Fig. 1 und 2 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich die Maskierungsschicht 4 zwischen den beiden Seitenkanten S der Verbundscheibe 100 und weist ausgehend von der Unterkante U der Verbundscheibe 100 beispielsweise eine Breite von 30 cm auf.
Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 100 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Typischerweise ist die Verbundscheibe 100 eine gebogene Verbundscheibe. Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in der Fig. 3 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Maskierungsschicht 4 nicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet, sondern als ein auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet ist.
Fig. 4 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in der Fig. 4 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Maskierungsschicht 4 nicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet ist, sondern als ein opak gefärbter Bereich der thermoplastischen Zwischenschicht 3 ausgebildet ist.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in der Fig. 5 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Maskierungsschicht 4 nicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet, sondern als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet ist. Es versteht sich, dass in dieser Ausführungsform die Klebeschicht 5 nicht unmittelbar benachbart zur innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 angeordnet ist, sondern unmittelbar benachbart zu der auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 angeordneten Maskierungsschicht 4 angeordnet ist.
Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 und in Fig. 7 ist der Querschnitt durch die in der Fig. 6 gezeigte Verbundscheibe 100 entlang der Schnittlinie Y-Y‘ gezeigt. Die in den Fig. 6 und 7 gezeigte Verbundscheibe 100 weist eine Oberkante O, eine Unterkante U und zwei Seitenkanten S auf und umfasst eine Außenscheibe 1 mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II, eine Innenscheibe 2 mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV, eine thermoplastische Zwischenschicht 3, eine Maskierungsschicht 4, eine Klebeschicht 5 und ein Reflexionselement 6 umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe 7 mit einer außenseitigen Oberfläche V und einer innenraumseitigen Oberfläche VI und eine optisch niedrigbrechende Schicht 8. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 ist zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 angeordnet, die Innenscheibe 2 ist zwischen der Außenscheibe 1 und dem Reflexionselement 6 angeordnet und die Klebeschicht 5 ist zwischen der Innenscheibe 2 und dem Reflexionselement 6 angeordnet. Die Außenscheibe 1 , die thermoplastische Zwischenschicht 3 und die Innenscheibe 2 sind vollflächig übereinander angeordnet. Die Maskierungsschicht 4 ist zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 in einem Bereich der Verbundscheibe 100 angeordnet. Der Bereich, in dem die Maskierungsschicht 4 angeordnet ist, ist mit dem Bezugszeichen A versehen. In der in der Fig. 6 und 7 gezeigten Ausführungsform ist die Maskierungsschicht 4 als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet und in einem umlaufenden Randbereich angeordnet, der in einem Abschnitt, der in Überdeckung zum Reflexionselement 6 ist, eine größere Breite aufweist als in hiervon verschiedenen Abschnitten. Zur vereinfachten Darstellung ist die Maskierungsschicht in der Fig. 6 nicht schwarz, sondern gemustert dargestellt. Das Reflexionselement 6 ist in einem Bereich der Verbundscheibe 100 angeordnet, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht 4 angeordnet ist und in der Fig. 6 mit dem Bezugszeichen B versehen ist. Das Reflexionselement 6 ist somit von den äußeren Abmessungen her kleiner als die Innenscheibe 2. Die außenseitige Oberfläche V der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7 ist über die Klebeschicht 5 mit der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 verbunden. Auf der innenraumseitigen Oberfläche VI der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7 ist eine optisch niedrigbrechende Schicht 8 angeordnet.
Die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe 7 weist beispielsweise einen Brechungsindex von 2,3 und eine Dicke von 100 pm auf. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 enthält beispielsweise PVB und weist eine Dicke von 0,76 mm auf. Die Außenscheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 2,1 mm dick. Die Innenscheibe 2 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 1 ,6 mm dick.
Die Klebeschicht 5 ist beispielsweise ein optisch klarer Kleber.
Die optisch niedrigbrechende Schicht 8 ist beispielsweise eine nanoporöse SiO2-Schicht mit einer Dicke von 150 nm und einem Brechungsindex von 1 ,3. Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 100 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Typischerweise ist die Verbundscheibe 100 eine gebogene Verbundscheibe.
Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in der Fig. 8 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 7 gezeigten nur dahingehend, dass die Maskierungsschicht 4 nicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet, sondern als ein auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet ist.
Fig. 9 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in der Fig. 9 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 7 gezeigten nur dahingehend, dass die Maskierungsschicht 4 nicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet ist, sondern als ein opak gefärbter Bereich der thermoplastischen Zwischenschicht 3 ausgebildet ist.
Fig. 10 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in der Fig. 10 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 7 gezeigten nur dahingehend, dass die Maskierungsschicht 4 nicht als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet, sondern als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 angeordneter opaker Abdeckdruck ausgebildet ist. Es versteht sich, dass in dieser Ausführungsform die Klebeschicht 5 nicht unmittelbar benachbart zur innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 angeordnet ist, sondern unmittelbar benachbart zu der auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 angeordneten Maskierungsschicht 4 angeordnet ist.
Fig. 11 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die in der Fig. 11 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Verbundscheibe 100 zusätzlich eine zwischen der Innenscheibe 2 und der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnete HUD-Reflexionsschicht 9 aufweist. Die HUD-Reflexionsschicht 9 erstreckt sich auch in den Durchsichtbereich der Verbundscheibe 100, also den Bereich, in dem keine Maskierungsschicht 4 vorhanden ist. Die HUD-Reflexionsschicht 9 ist als eine p-polarisiertes Licht reflektierende Schicht ausgebildet.
Fig. 12 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101. Die in der Fig. 12 gezeigte Projektionsanordnung 101 umfasst eine Verbundscheibe 100 und eine bildgebende Einheit 10. In der in der Fig. 12 gezeigten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung ist die Verbundscheibe
100 wie in der Fig. 2 dargestellt ausgebildet, wobei die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe 7 und die optisch niedrigbrechende Schicht 8 des Reflexionselements 6 nicht gesondert dargestellt sind. Es versteht sich, dass die Verbundscheibe alternativ auch wie in den Fig. 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 oder 11 ausgebildet sein kann. Die Projektionsanordnung
101 weist eine bildgebende Einheit 10 auf. Die bildgebende Einheit 10 dient zur Erzeugung von p-polarisiertem Licht (Bildinformationen), das auf das Reflexionselement 6 gerichtet wird und vom Reflexionselement 6 als reflektiertes Licht in den Fahrzeuginnenraum reflektiert wird, wo es von einem Betrachter, z.B. Fahrer, wahrgenommen werden kann. Das Licht trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 55° bis 80°, insbesondere von 62° bis 77° auf das Reflexionselement. Die bildgebende Einheit 10 ist beispielsweise ein Display, insbesondere ein LCD-Display.
Fig. 13 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101. Die in der Fig. 13 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 12 gezeigten nur dahingehend, dass die Verbundscheibe 100 zusätzlich eine zwischen der Innenscheibe 2 und der thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnete HUD-Reflexionsschicht 9 aufweist. Die HUD-Reflexionsschicht 9 ist als eine p-polarisiertes Licht reflektierende Schicht ausgebildet. Die HUD-Reflexionsschicht 9 erstreckt sich auch in den Durchsichtbereich der Verbundscheibe 100, also den Bereich, in dem keine Maskierungsschicht 4 vorhanden ist. Auf diesen Bereich der Scheibe kann ein Projektor (nicht gezeigt) gerichtet werden, der p-polarisiertes Licht ausstrahlt und die HUD-Reflexionsschicht 9 als Projektionsfläche für ein virtuelles Bild genutzt werden. Das von der bildgebenden Einheit 10 auf das Reflexionselement 6 projizierte Bild ist vor dem Hintergrund der Markierungsschicht 4 mit hohem Kontrast gut erkennbar. Die HUD-Reflexionsschicht 9 kann unabhängig von dem Reflexionselement 6 genutzt werden, wobei sich das Bild von dem Reflexionselement 6 reflektierte Bild und das HUD-Bild nicht gegenseitig beeinflussen. In Fig. 14 ist ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms gezeigt.
In einem ersten Schritt S1 wird ein Verbund aus einer Außenscheibe 1 mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II, einer thermoplastischen Zwischenschicht 3 und einer Innenscheibe 2 mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV, wobei die thermoplastische Zwischenschicht 3 zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 angeordnet ist und zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 oder auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 in einem Bereich eine Maskierungsschicht 4 angeordnet ist, bereitgestellt.
In einem zweiten Schritt S2 wird ein Reflexionselement 6 umfassend optisch hochbrechende Dünnglasscheibe 7 mit einer außenseitigen Oberfläche V, einer innenraumseitigen Oberfläche VI, einer Dicke von 20 pm bis 500 pm und einem Brechungsindex von größer oder gleich 1 ,9 und einer auf der innenraumseitigen Oberfläche VI der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7 aufgetragenen optisch niedrigbrechenden Schicht 8 mit einem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6, bereitgestellt.
In einem dritten Schritt S3 wird die außenseitige Oberfläche V der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7 des Reflexionselements 6 mit der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 des Verbunds über eine Klebeschicht 5 zu einer Verbundscheibe 100 verbunden, derart, dass das Reflexionselement 6 in einem Bereich der Verbundscheibe 100 angeordnet ist, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht 4 angeordnet ist.
Die Schritte S1 und S2 können auch in umgekehrter Reihenfolge oder gleichzeitig erfolgen. Der Schritt S3 erfolgt bevorzugt nach den Schritten S1 und S2, kann aber auch gleichzeitig zu den Schritten S1 und S2 erfolgen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Beispielen und Vergleichsbeispielen erläutert. Die Reflexionseigenschaften für p-polarisiertes Licht von erfindungsgemäßen Verbundscheiben und nicht erfindungsgemäßen Verbundscheiben werden im Folgenden verglichen. Die Schichtenabfolge, die Schichtdicken sowie die Brechungsindizes gemäß den Vergleichsbeispielen C und D und den erfindungsgemäßen Beispielen E, F, G, H und J sind in den Tabellen 1 und 2 angegeben. Um eine Maskierungsschicht zu simulieren, wurde bei den Vergleichsbeispielen C und D und den erfindungsgemäßen Beispielen E, F, G, H und J eine dunkle Außenscheibe 1 und dunkles PVB als thermoplastische Zwischenschicht 3 eingesetzt.
Tabelle 1
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Tabelle 2
Figure imgf000034_0002
In Beispiel G ist das verwendete SiO2 nanoporöses SiO2. Der für die Bildqualität wesentliche Reflexionsgrad für p-polarisiertes Licht wird mit RL(A) p- pol bezeichnet. Der Reflexionsgrad beschreibt den Anteil der insgesamt eingestrahlten p- polarisierten Strahlung, der reflektiert wird. Er als einheitenlose Zahl von 0 bis 1 (normiert auf die eingestrahlte Strahlung) angegeben. Aufgetragen in Abhängigkeit von der Wellenlänge bildet er das Reflexionsspektrum. Die Angaben zum Reflexionsgrad beziehen sich auf eine Reflexionsmessung mit einer Lichtquelle der Lichtart A, die im Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm abstrahlt mit einer normierten Strahlungsintensität von 1. Die entsprechenden Reflexionsspektren der Vergleichsbeispiele und Beispiele bei Einstrahlwinkeln von 60°, 65°, 70° und 75° sind in Fig. 15 bis 18 gezeigt.
Wie aus den Fig. 15 bis 18 ersichtlich ist, ist das Reflexionsspektrum des Vergleichsbeispiels D gegenüber dem Reflexionsspektrum des Vergleichsbeispiels C deutlich zu höheren Wellenlängen hin verschoben aufgrund des als zusätzliche Interferenzschicht wirkenden Fingerabdrucks. Somit ist die Bildqualität einer Verbundscheibe gemäß Vergleichsbeispiel D deutlich erniedrigt im Vergleich zur Bildqualität einer Verbundscheibe gemäß Vergleichsbeispiel C. Das Reflexionsspektrum des Beispiels F ist hingegen gegenüber dem Reflexionsspektrum des Beispiels E weniger stark zu höheren Wellenlängen verschoben als dies bei den Vergleichsbeispielen C und D der Fall ist. Ebenso ist das Reflexionsspektrum des Beispiels J gegenüber dem Reflexionsspektrum des Beispiels H weniger stark zu höheren Wellenlängen verschoben als dies bei den Vergleichsbeispielen C und D der Fall ist. Somit bewirkt ein Fingerabdruck auf dem Reflexionselement einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe eine geringere Änderung des Reflexionsspektrums als ein Fingerabdruck auf der eine optisch hochbrechende Beschichtung und eine optisch niedrigbrechende Beschichtung umfassenden Reflexionsschicht einer Verbundscheibe gemäß dem Vergleichsbeispiel C. Somit sind Fingerabdrücke auf den erfindungsgemäßen Verbundscheiben weniger sichtbar. Dies ist ein Vorteil der erfindungsgemäßen Verbundscheiben. Aus den Fig. 15 bis 18 ist ebenfalls ersichtlich, dass bei den Beispielen E, F, G, H und J die absolute Reflexionsintensität zwar geringer, aber das Reflexionsspektrum glatter ist als bei den Vergleichsbeispielen C und D. Die Wellenlängenabhängigkeit des Reflexionsgrades ist bei den Beispielen E, F, G, H und J geringer ausgeprägt, was vorteilhaft für die Farbneutralität eines reflektierten Bildes ist. Die Verbundscheiben gemäß der Beispiele E, F, G, H und J zeigen somit ein besonders homogenes Reflexionsspektrum. Dies ist ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Verbundscheiben. Bezugszeichenliste:
100 Verbundscheibe
101 Projektionsanordnung
1 Außenscheibe
2 Innenscheibe
3 thermoplastische Zwischenschicht
4 Maskierungsschicht
5 Klebeschicht
6 Reflexionselement
7 optisch hochbrechende Dünnglasscheibe
8 optisch niedrigbrechende Schicht
9 HUD-Reflexionsschicht
10 bildgebende Einheit
O Oberkante der Verbundscheibe 100
U Unterkante der Verbundscheibe 100
S Seitenkante der Verbundscheibe 100
I außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
11 innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
III außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
IV innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
V außenseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7
VI innenraumseitige Oberfläche der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe 7
A Bereich, in dem die Maskierungsschicht 4 angeordnet ist
B Bereich, in dem das Reflexionselement 6 angeordnet ist
X‘-X Schnittlinie
Y-Y‘ Schnittlinie

Claims

Patentansprüche Verbundscheibe (100), mindestens umfassend
- eine Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II),
- eine thermoplastische Zwischenschicht (3),
- eine Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV),
- eine Maskierungsschicht (4),
- eine Klebeschicht (5),
- ein Reflexionselement (6) umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe (7) mit einer außenseitigen Oberfläche (V), einer innenraumseitigen Oberfläche (VI), einer Dicke von 20 pm bis 500 pm und einem Brechungsindex größer oder gleich 1 ,9 und eine auf der innenraumseitigen Oberfläche (VI) der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe (7) angeordnete optisch niedrigbrechende Schicht (8) mit einem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) angeordnet ist, die Maskierungsschicht (4) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) oder auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) in einem Bereich der Verbundscheibe (100) angeordnet ist, die Klebeschicht (5) zwischen der Innenscheibe (2) und dem Reflexionselement (6) angeordnet ist, die außenseitige Oberfläche (V) der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe (7) über die Klebeschicht (5) mit der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe
(2) verbunden ist, und das Reflexionselement (6) in einem Bereich der Verbundscheibe (100) angeordnet ist, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe (100) vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht (4) angeordnet ist. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 , wobei die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe (7) eine Dicke von 50 pm bis 300 pm, bevorzugt von 50 pm bis 200 pm, aufweist. 3. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Brechungsindex der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe (7) mindestens 2,0, bevorzugt mindestens 2,1 , besonders bevorzugt mindestens 2,
3 beträgt.
4. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die optisch hochbrechende Dünnglasscheibe (7) Dotierungen mit Blei, Barium oder Lanthan enthält.
5. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Brechungsindex der optisch niedrigbrechenden Schicht (8) höchstens 1 ,5, bevorzugt höchstens 1 ,4 beträgt.
6. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die optisch niedrigbrechende Schicht (8) auf Basis von Siliziumdioxid, dotiertem Siliziumoxid, Magnesiumflourid oder Kalziumflourid ausgebildet ist.
7. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die optisch niedrigbrechende Schicht (8) eine Dicke von 50 nm bis 200 nm, bevorzugt von 100 nm bis 150 nm, insbesondere 120 nm, aufweist.
8. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei welcher die Maskierungsschicht (4) rahmenförmig umlaufend ausgebildet ist und insbesondere in einem Abschnitt, der in Überdeckung zum Reflexionselement (6) ist, eine größere Breite aufweist als in hiervon verschiedenen Abschnitten.
9. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Maskierungsschicht (4) als ein auf der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe (1), der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (2) oder der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) angeordneter opaker Abdeckdruck oder als ein opak gefärbter Bereich der thermoplastischen Zwischenschicht (3) ausgebildet ist.
10. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) eine HUD-Reflexionsschicht (9) angeordnet ist.
11 . Projektionsanordnung (101) mindestens umfassend
- eine Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, - eine auf das Reflexionselement (6) gerichtete bildgebende Einheit (10), welche p- polarisiertes Licht emittiert, wobei die innenraumseitige Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) die der bildgebenden Einheit (10) nächstliegende Oberfläche der Innenscheibe (2) ist. Projektionsanordnung (101) nach Anspruch 11 , wobei das Reflexionselement (6) mindestens 3 %, bevorzugt mindestens 4 %, besonders bevorzugt mindestens 6 %, ganz besonders bevorzugt mindestens 10 % des auf das Reflexionselement (6) auftreffenden p-polarisierten Lichtes in einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 700 nm und Einstrahlwinkeln von 62° bis 77° reflektiert. Projektionsanordnung (101) nach Anspruch 11 oder 12, wobei die bildgebende Einheit (10) ein Display, bevorzugt ein LCD-Display, LED-Display, OLED-Display oder elektrolumineszentes Display, besonders bevorzugt ein LCD-Display, ist und das p- polarisierte Licht (7) bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 55° bis 80° auf die Verbundscheibe (10) trifft, besonders bevorzugt von 62° bis 77°. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, mindestens umfassend a) Bereitstellung eines Verbunds aus einer Außenscheibe (1) mit einer außenseitigen Oberfläche (I) und einer innenraumseitigen Oberfläche (II), einer thermoplastischen Zwischenschicht (3) und einer Innenscheibe (2) mit einer außenseitigen Oberfläche (III) und einer innenraumseitigen Oberfläche (IV), wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) angeordnet ist und zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) oder auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) in einem Bereich eine Maskierungsschicht (4) angeordnet ist; b) Bereitstellung eines Reflexionselements (6) umfassend eine optisch hochbrechende Dünnglasscheibe (7) mit einer außenseitigen Oberfläche (V), einer innenraumseitigen Oberfläche (VI), einer Dicke von 20 pm bis 500 pm und einem Brechungsindex von größer oder gleich 1 ,9 und einer auf der innenraumseitigen Oberfläche (VI) der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe (7) aufgetragenen optisch niedrigbrechenden Schicht (8) mit einem Brechungsindex von kleiner oder gleich 1 ,6; c) Verbinden der außenseitigen Oberfläche (V) der optisch hochbrechenden Dünnglasscheibe (7) mit der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) des Verbunds über eine Klebeschicht (5) zu einer Verbundscheibe (100), derart, dass das Reflexionselement (6) in einem Bereich der Verbundscheibe (100) angeordnet ist, der bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe (100) vollständig in dem Bereich liegt, in dem die Maskierungsschicht (4) angeordnet ist. Verwendung einer Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Land, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen und insbesondere als Windschutzscheibe für ein Head-Up-Display.
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