WO2024256243A1 - Verfahren zur herstellung einer verbundscheibe für ein holographisches head-up-display, sowie verbundscheibe - Google Patents

Verfahren zur herstellung einer verbundscheibe für ein holographisches head-up-display, sowie verbundscheibe Download PDF

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Markus KEWITZ
Michael Müller
Sebastian ARENDT
Robert Besler
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Saint Gobain Glass France SAS
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03H—HOLOGRAPHIC PROCESSES OR APPARATUS
    • G03H2250/00—Laminate comprising a hologram layer
    • G03H2250/37—Enclosing the photosensitive material

Definitions

  • the present invention is in the technical field of pane production and relates to a method for producing a composite pane for a holographic head-up display, as well as a composite pane for a holographic head-up display produced by the method according to the invention.
  • HUDs head-up displays
  • a projector typically in the dashboard area
  • images are projected onto the HUD area of the windshield, reflected there and perceived by the driver as a virtual image (as seen from the driver's perspective) behind the windshield.
  • Head-up displays can therefore make a significant contribution to increasing road safety.
  • hologram elements into the windshield, in which there is no light reflection, but rather a diffraction of incident light according to the recorded hologram.
  • hologram elements advantageously contain a hologram that was created by holographic exposure of a holographic recording medium in such a way that the function of an optical mirror for a specific wavelength and angle of incidence of the incident light is implemented.
  • This mirror function of the hologram allows any information from an imaging projector to be projected into an image plane that is visible to the viewer in a specific spatial area, commonly referred to as an "eye box". Since the holographic mirror function is actually based on the diffraction of light, the optical law that applies to reflection, according to which the angle of incidence corresponds to the angle of reflection, is not applicable. This has the advantage that the eye box can also be positioned outside of areas in which secondary images (ghost images) caused by reflection on the composite pane are visible. In addition, there is greater variability for the Installation situation of windshields, which can be installed particularly flat in a vehicle.
  • Hologram elements with holograms with a mirror function that are laminated between the individual panes of a windshield can be used for head-up displays.
  • Holograms with a mirror function which are also referred to as “reflection holograms”
  • the holograms of a holographic head-up display are usually designed in such a way that they only respond to light in a narrow wavelength and angle range that is emitted by an internally arranged projector.
  • Windshields generally consist of two panes, typically made of glass, which are firmly connected (laminated) to one another via an intermediate layer containing at least one region made of a thermoplastic. Holographic optical elements with a mirror function are typically provided in film form and laminated into the composite pane.
  • a known procedure is to cover a substrate film made of a polymer with a holographic recording medium (photopolymer) applied to one surface with a cover film made of a polymer, so that the holographic recording medium between the two polymer films is well protected from mechanical and chemical influences.
  • the stack of the two polymer films with holographic recording medium is laminated between the two glass panes of the windshield, with a connecting layer made of a thermoplastic typically being arranged on both sides of the stack of polymer films.
  • the two polymer films with the recording medium in between are therefore embedded in thermoplastic.
  • CN 114660695 A discloses a composite pane with a holographic film laminated between two thermoplastic films. Also shown is the arrangement of base layers on both sides of the holographic film.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages mentioned above and to provide an improved composite pane for a projection arrangement with a HUD area, which can be manufactured in industrial series production in a time- and cost-efficient manner and with high optical quality. In particular, this should be possible in a simple manner with already existing and possibly only slightly modified production systems.
  • a method for producing a composite pane, preferably a laminated glass pane, for a projection arrangement with a holographic HUD region is shown.
  • HUD area refers to an area of the composite pane that is intended to be illuminated with the light (image) of a projector in a projection arrangement so that a head-up display image can be displayed in the HUD area.
  • the HUD area is therefore arranged in an area of the composite pane that is at least partially transparent with a light transmission factor (according to ISO 9050:2003) of preferably at least 50%, particularly preferably at least 70%. If the composite pane is, for example, a windshield in a car, the HUD area is an area through which a viewer (for example the driver) can look at the road.
  • the composite pane has a peripheral edge, which particularly preferably comprises an upper edge and a lower edge, as well as two side edges running between them with a left and a right side edge (when looking at the composite pane from the inside).
  • the upper edge refers to the edge that is intended to point upwards in the installation position.
  • the lower edge refers to the edge that is intended to point downwards in the installation position.
  • the upper edge is often also referred to as the roof edge and the lower edge as the motor edge.
  • the composite pane can have any suitable geometric shape and/or curvature.
  • the composite pane comprises an outer pane and an inner pane, which are firmly connected to one another by an intermediate layer containing two or more connecting layers made of a thermoplastic.
  • the intermediate layer can be divided into various connecting layers made of a thermoplastic, whereby the connecting layers made of a thermoplastic can also be connected (fused) to one another. Even in the case of an intermediate layer made of several (fused) connecting layers, areas of the intermediate layer that correspond to the respective connecting layers can be individualized, at least in theory.
  • the intermediate layer preferably extends over the entire surface of the composite pane, i.e. is arranged flatly between the outer pane and the inner pane.
  • a holographic recording medium is embedded in the intermediate layer and in thermoplastic (preferably completely), which is located between a substrate film made of a polymer material and a cover film made of a polymer material.
  • the polymer material(s) of the substrate and cover film can in principle be chosen arbitrarily, provided that they can be thermally welded (i.e. by heating above a (highest or respective) melting temperature) so that the substrate and cover film or areas thereof can be firmly connected to one another by the action of externally supplied heat. In other words, the polymer material(s) of the substrate and cover film can be firmly connected to one another by thermal melting and subsequent cooling.
  • the polymer material(s) of the substrate film and cover film are preferably different from the thermoplastic of the connecting layers.
  • At least one holographically active zone with a mirror function for at least one wavelength and at least one angle of incidence realized by light diffraction can be generated by holographic exposure (holographic recording), which typically comprises a light beam and a reference beam.
  • the holographically active zone corresponds to the area of the recording medium that has been provided with a hologram by holographic exposure.
  • the mirror function of the hologram is implemented in the hologram for a narrow wavelength range and a small range of the angle of incidence of the incident light.
  • the holographic recording medium is a material that is suitable for recording a hologram with a mirror function. Suitable materials for this are known to those skilled in the art.
  • the holographic recording medium typically contains or consists of a photopolymer.
  • the holographic recording medium can have a single holographically active zone (i.e. a single hologram) in one area of the holographic recording medium or several holographically active zones (i.e. several holograms) in different areas of the holographic recording medium.
  • the holographic recording medium can be provided with at least one hologram with a mirror function, i.e. with at least one holographically active zone, before or after integration into the composite pane by holographic exposure.
  • the holographic exposure of the holographic recording medium to produce at least one hologram with a mirror function takes place before the holographic recording medium is integrated into the composite pane.
  • the at least one holographically active zone contains a hologram (i.e. holographic recording) and can also be referred to as a hologram element.
  • the method according to the invention for producing a composite pane for a projection arrangement with a HUD area comprises the following steps, which are carried out, for example, in the order given according to alphabetical sequence, whereby the sequence of the steps can also be different or steps can be carried out simultaneously:
  • a first stacking sequence containing a substrate film made of a thermally weldable polymer material (polymer film), wherein a holographic recording medium is arranged flatly on a surface of the substrate film, wherein at least one holographically active zone with a mirror function for at least one wavelength and at least one angle of incidence can be produced or has already been produced in the holographic recording medium by holographic exposure, a cover film made of a thermally weldable polymer material (polymer film) arranged on the substrate film, wherein the holographic recording medium is arranged between the substrate film and the cover film.
  • the substrate film and cover film are bonded to one another.
  • the substrate film and cover film are bonded to one another only in an area in which there is no holographic recording medium. In other words, in the thermally welded connection area, there is no holographically active recording medium between the substrate film and cover film.
  • the predetermined size results from the respective conditions of the composite pane and can be selected according to the circumstances.
  • step b) for thermally welding the substrate and cover film of the first stacking sequence takes place before or at the same time as step c) for cutting the first stacking sequence with thermally welded connection area to a predetermined size.
  • the thermal welding of the substrate and cover film in the connection area surrounding the holographic recording medium or the at least one holographically active zone can advantageously prevent optical impairment of the composite pane in the area of the holographic recording medium caused by delamination.
  • the mechanical action when cutting the first stacking sequence will cause micro-mechanical damage to the substrate and cover film, which causes delamination and subsequently produces undesirable optical defects in the composite pane.
  • the present invention thus advantageously shows a new way of easily avoiding optical defects caused by delamination in the area of the substrate and cover film. This is a great advantage of the present invention.
  • the first stacking sequence is cut to a predetermined size before the thermal welding of the substrate and cover film of the first stacking sequence, i.e. step c) is carried out before step b).
  • step c the first stacking sequence is cut to a predetermined size before the thermal welding of the substrate and cover film of the first stacking sequence, i.e. step c) is carried out before step b).
  • the cutting of the first stacking sequence to a predetermined size and the thermal welding of the substrate and cover film of the first stacking sequence are carried out simultaneously, ie steps b) and c) are carried out simultaneously.
  • a hot cutting tool such as a hot cutting knife.
  • the first stacking sequence is not only cut, but during cutting, the substrate and cover film are cut by the hot cutting tool, particularly in the Cutting area (cutting edges) thermally welded.
  • This design is particularly preferred due to its time and cost efficiency. Optical defects due to delamination of the composite pane can be reliably and safely avoided.
  • the cutting of the first stacking sequence to a predetermined size takes place after the thermal welding of the substrate and cover film of the first stacking sequence, wherein the cutting of the first stacking sequence takes place within the connection region or on a side of the connection region that faces away from the at least one holographically active zone.
  • the two polymer films of the first stacking sequence are thermally welded in a connecting region that surrounds the holographic recording medium or the at least one holographically active zone (preferably completely).
  • the connecting region preferably surrounds the holographic recording medium or the at least one holographically active zone completely.
  • the holographic recording medium or the at least one holographically active zone is preferably completely embedded between the substrate film and the cover film and is surrounded exclusively by material from the substrate film and cover film.
  • Common machines and methods used in the series production of composite panes can be used particularly advantageously for this purpose (e.g. plotters for introducing wires into PVB layers by heating).
  • the surrounding connecting region is particularly advantageously a surrounding edge region of the first stacking sequence (or of the substrate and cover film).
  • the substrate and cover film contain or consist of polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate (PC), polyamide (PA), polyvinyl chloride (PVC) and/or cellulose triacetate (TAC), preferably polycarbonate (PC).
  • PET polyethylene terephthalate
  • PE polyethylene
  • PMMA polymethyl methacrylate
  • PC polycarbonate
  • PA polyamide
  • PVC polyvinyl chloride
  • TAC cellulose triacetate
  • PC polycarbonate
  • the polymer materials of the substrate and cover film can be the same or different from one another. These materials can be bonded together by thermal welding. For example, the thickness of a polymer film is between 20 and 100 pm. The size of the substrate and cover film depends on the specific conditions of the composite pane and must be selected according to the circumstances.
  • the size and shape of the at least one holographic-active zone are independent of the size and shape of the holographic recording medium, provided that the holographic-active zone is formed in the holographic recording medium and therefore cannot be larger than the holographic recording medium.
  • an area occupied by the holographic-active zone is smaller than an area occupied by the holographic recording medium on the substrate film. This has the particular advantage that the holographic-active zone, which defines the HUD area, can have significantly smaller dimensions than the holographic recording medium.
  • the holographic-active zone can have usual dimensions for a HUD area, such as 210 x 210 mm for a HUD area in the "extended reality” application, also referred to as "augmented reality", or 50 x 150 mm for a smaller field of view in which only a small amount of information is to be displayed.
  • a HUD area such as 210 x 210 mm for a HUD area in the "extended reality” application, also referred to as "augmented reality", or 50 x 150 mm for a smaller field of view in which only a small amount of information is to be displayed.
  • the holographic recording medium can also completely cover an optically transparent see-through area of the composite pane (e.g. windshield).
  • This has the advantage that the edge of the holographic recording medium lies outside the see-through area of the composite pane, so that an edge of the recording medium that may be visually disturbing is avoided.
  • the holographic recording medium completely covers an optically transparent see-through area of the composite pane.
  • the size of the two polymer films of the substrate and cover film is accordingly, for example, so large that an optically transparent see-through area of the composite pane is completely covered.
  • the size and shape of the holographic recording medium are independent of the size and shape of the substrate film or cover film.
  • the holographic recording medium completely covers the substrate film except for a peripheral edge zone which is thermally welded into the composite pane in the connection region.
  • the size and shape of the holographic recording medium are substantially smaller than the size and shape of the substrate film or cover film.
  • the substrate and cover foils are of the same size, but their sizes may also be different from each other as long as it is ensured that the holographic recording medium (as viewed vertically through the substrate foil) is completely covered by the cover foil.
  • a further connecting layer made of a thermoplastic is provided, typically in film form, which is provided with an internal cutout.
  • the first stacking sequence is arranged within the cutout of the further connecting layer so that it surrounds the first stacking sequence in the manner of a paspartout (frame).
  • the further connecting layer which surrounds the first stacking sequence in the form of a frame, can at least largely prevent the effect of mechanical forces on the first stacking sequence when laminating the second stacking sequence to produce the composite pane.
  • At least one connecting layer of the at least two connecting layers made of a thermoplastic material is arranged between the first stacking sequence and the inner pane and at least one further connecting layer of the at least two connecting layers made of a thermoplastic material is arranged between the first stacking sequence and the outer pane.
  • a minimum thickness of the connecting layer of the at least two connecting layers, which is located between the first stacking sequence and the inner pane is less than a minimum thickness of a further connecting layer of the at least two connecting layers, which is located between the first stacking sequence and the outer pane.
  • the at least one connecting layer between the first stacking sequence and the inner pane is thinner than the at least one further connecting layer between the first stacking sequence and the outer pane.
  • the at least one connecting layer between the first stacking sequence and the inner pane has a minimum thickness in the range from 0.05 mm to less than 0.38 mm and the at least one connecting layer between the first stacking sequence and the Outer pane has a minimum thickness in the range of 0.38 mm to 1 mm.
  • the at least one connecting layer between the first stacking sequence and the outer pane can have a standard thickness of 0.38 mm or 0.76 mm, which is common in the automotive sector for windshields.
  • connecting layers are basically flat and extended.
  • the term "thickness” refers to the dimension of a connecting layer perpendicular to the flat extension or area of the connecting layer.
  • the thickness is considered to be the smallest or smallest thickness (i.e. dimension) perpendicular to the surface of the connecting layer, which applies in particular to wedge-shaped connecting layers whose thickness is variable. It goes without saying that a connecting layer can always have the same or constant thickness.
  • the invention further extends to a composite pane produced by the method according to the invention for a projection arrangement with a HUD area (H).
  • the composite pane comprises an inner pane and an outer pane, which are firmly connected to one another by an intermediate layer containing at least two connecting layers made of a thermoplastic.
  • a first stacking sequence which comprises a substrate film made of polymer material with a holographic recording medium applied thereto and a cover film made of a polymer material which is arranged on the substrate film.
  • the holographic recording medium is arranged between the substrate film and the cover film.
  • At least one holographically active zone with a mirror function can be produced or is produced in the holographic recording medium by holographic exposure, the HUD region (H) being formed by the at least one holographically active zone.
  • the substrate film and the cover film are integrally connected to one another by thermal welding in a connecting region which (preferably) completely surrounds the holographically active zone.
  • the composite pane is designed to separate the interior from the outside environment in an opening in a surrounding structure, e.g. in a window opening in a vehicle.
  • the outer pane is arranged closer to the outside environment than the inner pane.
  • the two panes each have an outside surface and an inside surface and a circumferential side edge running between them.
  • the term "outside surface” refers to the main surface that is intended to face the outside environment when installed.
  • inside surface refers to the main surface that is intended to face the interior when installed.
  • the interior surface of the outer pane and the outside surface of the inner pane face each other and are connected to each other by the intermediate layer.
  • side I for the outside surface of the outer pane, "side II” for the inside surface of the outer pane, "side III” for the outside surface of the inner pane and “side IV” for the inside surface of the inner pane are also common.
  • the two panes of the composite pane can in principle have any chemical composition known to the person skilled in the art.
  • the two panes preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass or aluminosilicate glass. It is also conceivable that the two panes contain or consist of a clear plastic, preferably a rigid clear plastic, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the composite pane contains or consists of glass.
  • the thickness of each individual pane of the composite pane can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case.
  • panes with standard thicknesses of 0.5 mm to 25 mm and preferably 0.5 mm to 5 mm are used.
  • the size of the panes can vary widely and depends on their use.
  • the composite pane can have any three-dimensional shape and can be planar or curved in one or more directions of space.
  • the two panes of the composite pane are firmly connected to one another by an intermediate layer, the intermediate layer containing two or more connecting layers made of a thermoplastic material, corresponding to the connecting layers typically provided in film form that are used to laminate the composite pane.
  • the intermediate layer can also contain a connecting layer made of a thermoplastic material, which surrounds the stacking sequence of substrate film and cover film with the intermediate holographic recording medium in a frame-like manner. It is understood that the connecting layers provided in film form fuse during lamination, so that the resulting connecting layers of the Composite panes can also be bonded (fused) together, with a bonding layer made of thermoplastic material on both sides of the stacking sequence.
  • Each connecting layer made of a thermoplastic material preferably contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), thermoplastic polyurethane (TPU), polyethylene terephthalate (PET), or mixtures or copolymers or derivatives thereof, particularly preferably PVB.
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • PET polyethylene terephthalate
  • mixtures or copolymers or derivatives thereof particularly preferably PVB.
  • the composite pane contains an acoustically damping layer.
  • This typically comprises at least two outer polymer layers and at least one inner polymer layer lying between them, the inner polymer layer having greater plasticity or elasticity than the outer polymer layers. This results in an acoustically damping layer that has a softer core, while the rigidity of the layer structure increases from the core to the edge.
  • the inner polymer layer has a thickness of 0.05 mm to 0.40 mm, for example, and the outer polymer layers have a thickness of 0.20 mm to 0.60 mm, for example.
  • Acoustically damping layers are known in the art, see e.g. WO 2017/055470 A1, so there is no need to go into them in more detail here.
  • the composite pane contains an infrared radiation (IR) reflecting layer, an infrared radiation (IR) absorbing layer, a UV radiation (UV) reflecting layer, a UV radiation (UV) absorbing layer and/or an electrically heatable coating.
  • IR infrared radiation
  • UV UV radiation
  • UV UV radiation
  • electrically heatable coating Such layers are known in the art and are used as standard, e.g. in vehicle windows, so that further explanations are unnecessary.
  • the two panes of the composite pane and/or the intermediate layer or one or more connecting layers of the intermediate layer can be clear and colorless, but also tinted or colored.
  • “transparent” means that the total transmission of the composite pane complies with the legal requirements in the European Union for windscreens and front side windows and preferably has a transmittance of more than 70% and in particular more than 75% for visible light.
  • “transparent” can also mean 10% to 70% light transmission. Accordingly, "opaque” means a light transmission of less than 15%, preferably less than 5%, especially 0%.
  • the HUD area is formed by at least one holographically active zone of the holographic recording medium.
  • the holographically active zone therefore serves as a holographic mirror for the incident light with a specific wavelength and angle of incidence, i.e. for the image projected onto the HUD area. Since these optical processes are based on diffraction, the angles of incidence and reflection do not have to be the same, which allows for a large variety of possible shapes of the composite panes and their installation situations, in particular very flatly installed windshields.
  • the composite pane is preferably a windshield of a motor vehicle.
  • the holographically active zone of the holographic recording medium is designed to "mirror" an image projected by a projector onto the holographically active zone.
  • the light suitable for the hologram can be generated by conventional HUD projectors.
  • the HUD projector is, for example, a liquid crystal (LCD) display, thin film transistor (TFT) display, light emitting diode (LED) display, organic light emitting diode (OLED) display or electroluminescent (EL) display and can also contain laser diodes, in particular with MEMS technology for controlling the laser light.
  • the projector irradiates light in the visible wavelength range from 380 nm to 780 nm, provided that the hologram has a mirror function at the wavelength and angle of incidence used.
  • the diffraction efficiency describes the proportion of radiation diffracted ("mirrored") in the holographically active zone to the total incident radiation. It is given in % (based on 100% incident radiation) or as a unitless number from 0 to 1 (normalized to the incident radiation).
  • the diffraction efficiency is advantageously in the range from 1 to 50%, especially in the range from 5 to 20%.
  • the at least one holographically active zone preferably extends over a maximum of 50%, particularly preferably a maximum of 40%, in particular a maximum of 20%, of the area of the Composite pane.
  • the HUD area is arranged in an area of the composite pane which is at least partially transparent with a light transmission level (according to ISO 9050:2003) of preferably at least 50%, particularly preferably at least 70%.
  • the HUD area is an area of the windshield through which a viewer (for example the driver) can look at the road.
  • the at least one holographically active zone is arranged in a (main) viewing area of the composite pane (zone A).
  • the composite pane produced by the method according to the invention can be part of a projection arrangement, whereby the HUD area of the composite pane can be illuminated with a projector.
  • the projector projects light onto the HUD area (i.e. onto the holographically active zone), which is "mirrored".
  • the projector preferably faces the interior-side surface of the inner pane. If the composite pane is installed (for example as a windshield in a vehicle), the projector illuminates the HUD area from an interior (vehicle interior). If the projection arrangement is part of a vehicle, the projector is preferably arranged in the dashboard of the vehicle. The light projected by the projector onto the HUD area of the composite pane is diffracted into the vehicle interior, for example into the field of vision of an occupant.
  • Known processes for producing a composite pane can be used to laminate the composite pane.
  • so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of around 1 bar to 15 bar and temperatures of 100 °C to 145 °C for around 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring processes work at around 200 mbar and 130 °C to 145 °C, for example.
  • the two panes can also be pressed into a composite pane in a calender between at least one pair of rollers.
  • Systems of this type are known for producing composite panes and normally have at least one heating tunnel in front of a press. The temperature during the pressing process is, for example, between 40 °C and 150 °C. Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly effective in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuatable chambers in which the first disc and the second disc are heated within, for example, about 60 minutes at a reduced pressure of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80°C to 170°C. This is well known to the expert, so it does not need to be discussed in more detail here
  • the invention further extends to the use of the composite pane according to the invention in buildings or in means of transport for traffic on land, in the air or on water, in particular in motor vehicles, for example as a windshield, rear window, side windows and/or roof window.
  • motor vehicles for example as a windshield, rear window, side windows and/or roof window.
  • the use of the composite pane in motor vehicles is preferred, particularly preferably as a windshield or roof window.
  • Figure 1 shows an embodiment of the composite pane according to the invention in a
  • Figure 2 shows a projection arrangement with an embodiment of the
  • Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of a region of the composite pane containing the HUD region H in the projection arrangement of Figure 2
  • Figure 4A shows a first stacking sequence of holographic medium and substrate and cover foil in a top view
  • Figure 4B shows the first stacking sequence of Figure 4A in a cross-sectional view according to section line B-B'
  • FIG. 5 is a flow chart of the method according to the invention.
  • Figure 6 shows a second stacking sequence containing the first stacking sequence, as well as disks and connecting layers.
  • Figures 1 to 6 illustrate by way of example the composite pane 1 according to the invention and its production.
  • Figure 1 shows an embodiment of the composite pane 1, which is a windshield for a vehicle.
  • the composite pane 1 is shown in a plan view, looking at an interior-side surface IV of the composite pane 1.
  • Figure 2 shows an embodiment of the composite pane 1 as a component of a projection arrangement 100 according to the invention in a cross-sectional view, wherein the projection arrangement 100 is installed in a vehicle.
  • the cross-sectional view of Figure 2 corresponds to the section line A-A' of the composite pane 1, as indicated in Figure 1.
  • Figure 3 shows an enlarged section of the projection arrangement 100 from Figure 2, wherein the enlarged section shows an area of the composite pane 1 which contains the HUD area H.
  • Figures 4A and 4B show a stacking sequence 6 with a holographic recording medium between the substrate and cover foil in a top view ( Figure 4A) and in a cross-sectional view along the section line B-B'.
  • Figure 5 shows a flow chart of the method according to the invention.
  • Figure 6 illustrates a second stacking sequence 19 containing the first stacking sequence 6, as well as the two disks 2, 3 and the connecting layers 18, 18', 18".
  • the composite pane 1 has an upper edge and a lower edge as well as two side edges connecting the upper edge and the lower edge (all together this results in a circumferential edge of the composite pane 1).
  • the lower edge (also called the engine edge) of the composite pane 1 refers to the edge which faces the ground in the installed position.
  • the upper edge (also called the roof edge) of the composite pane 1 refers to the edge which faces the vehicle roof in the installed position in a vehicle.
  • the composite pane 1 comprises an outer pane 2, an inner pane 3 and an intermediate layer 4 arranged between the outer pane 2 and the inner pane 3.
  • the outer pane 2 has an outer surface I facing away from the intermediate layer 4 and an interior surface II facing the intermediate layer 4.
  • the inner pane 3 has an outer surface III facing the intermediate layer 4 and an interior surface IV facing away from the intermediate layer 4.
  • the outer surface I of the outer pane 2 is simultaneously the surface of the composite pane 1 which faces the external environment 13, and the interior surface IV of the inner pane 3 is simultaneously the surface of the composite pane 1 which faces the interior 12 of the vehicle.
  • the composite pane 1 has, for example, a shape and curvature that is usual for windshields.
  • the outer pane 2 and the inner pane 3 are each made of glass, preferably thermally tempered soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the outer pane 2 has a thickness of 2.1 mm, for example, and the inner pane 3 has a thickness of 1.5 mm, for example.
  • An opaque masking layer 5 is applied to the interior surface II of the outer pane 2.
  • the masking layer 5 extends along the peripheral edge of the composite pane 1 and is applied in the edge region 7 directly adjacent to the lower edge of the composite pane 1.
  • the masking layer 5 is opaque and prevents the view of structures arranged on the inside or outside of the composite pane 1, for example an adhesive bead for gluing the composite pane 1 into a vehicle body.
  • the masking layer 5 consists of an electrically non-conductive material conventionally used for black printing, for example a black-colored screen printing ink that is baked in.
  • the composite pane 1 has a HUD area H, which is intended to display a head-up display image for a driver or passenger of the vehicle.
  • the HUD area H is arranged in the see-through area of the composite pane 1, so that an image projected onto the HUD area H can be perceived by an observer as if it were appearing behind the composite pane 1 (i.e. in the external environment 13).
  • the HUD area H is formed by a holographically active zone 8, which is embedded between a substrate film 15 and a cover film 16, for example made of polycarbonate.
  • the holographic recording medium 17 containing the holographic-active zone 8, as well as the substrate film 15 and cover film 16 together form a first stacking sequence 6.
  • the holographic-active zone 8 therefore implements a mirror function for light of a narrow wavelength range incident at a specific angle, corresponding to the hologram recorded in the holographic-active zone 8.
  • the holographic-active zone 8 is, for example, suitably designed to diffract incident light with a diffraction efficiency in the range of 5 to 20%.
  • a projector 10 is arranged on a dashboard 14 of the vehicle, which projects a virtual image in the form of visible radiation (light) 11 onto the HUD area H of the composite pane 1.
  • the angle of incidence a1 is the angle at which the radiation 11 of the projector 10 strikes the holographically active zone 8 (see Figure 3).
  • the HUD area H irradiated by the projector 10 is indicated by a dashed area with a trapezoidal shape in the composite pane 1 of Figure 1.
  • the radiation 11 of the projector 10 is diffracted at the holographically active zone 8 and the diffracted radiation 1 T is visually perceived by an observer (for example the driver of the vehicle).
  • the diffraction angle a2 is different from the angle of incidence a1, but can also be the same.
  • the diffraction angle a2 and the incidence angle a1 are different, whereby the diffraction angle a2 is preferably selected such that no secondary images (ghost images) are visible in the eye box of the observer.
  • the projector 10 illuminates the HUD area H of the composite pane 1, creating a HUD image (head-up display image) for the viewer.
  • the first stacking sequence 6 is first produced from the substrate film 15 having the holographic recording medium 17 and the cover film 16 lying above it.
  • the holographically active zone 8 with a mirror function for at least one wavelength and at least one angle of incidence has already been created by holographic exposure (step a).
  • the holographic recording medium 17 is located between the substrate film 15 and the cover film 16.
  • the substrate film 15 comprising the holographic recording medium 17 and the cover film 16 are placed in a holographically active zone 8. area is thermally welded, thereby producing a thermally welded connection area 9 (step b).
  • Figure 4A shows the first stacking sequence 6 with holographic recording medium between substrate film 15 and cover film 16 in a top view.
  • Figure 4B shows a cross-sectional view of the first stacking sequence 6 along the section line B-B'.
  • the substrate film 15 and the cover film 16 are clearly visible, which are thermally welded together in the connection area 9.
  • the holographic recording medium 17 is completely embedded between the substrate film 15 and the cover film 16.
  • the holographic recording medium 17 has a holographically active zone 8, here with a rectangular shape, for example, the area of which is smaller than the area of the holographic recording medium 17, for example.
  • the HUD area H is formed by the holographically active zone 8.
  • the area occupied by the holographically active zone 8 is smaller than an area occupied by the holographic recording medium 17.
  • the area of the holographic recording medium 17 could completely cover an optically transparent see-through area of the composite pane 1, so that there is no potentially optically disturbing edge in the see-through area.
  • the holographic recording medium 17 completely covers the substrate film 15 except for a circumferential edge zone, which here corresponds to the thermally welded connection region 9.
  • step c the stacking sequence 6 with thermally welded connection region 9 of substrate film 15 and cover film 16 is cut to a predetermined size.
  • the outer pane 2 and the inner pane 3, as well as two connecting layers 18, 18' are made of a thermoplastic (in film form).
  • the first stacking sequence 6 is inserted into the cutout 20 of a further connecting layer 18" (in film form), which surrounds the first stacking sequence 6 in the form of a frame in the manner of a passpartout.
  • the first stacking sequence 6 is thus inserted into a cutout 20 of the further connecting layer 18" (step d).
  • step f the second stack sequence 19 is laminated, thereby producing the composite pane 1 (step f).
  • the above method produces a composite pane 1 for a projection arrangement 100 with a HUD area (H), which has an inner pane 3 and an outer pane 3, which are firmly connected to one another by an intermediate layer 4 containing three connecting layers 18, 18', 18" made of a thermoplastic.
  • the three connecting layers 18, 18', 18" made of a thermoplastic are provided in film form before lamination and fuse together through lamination, but can also be individualized, at least conceptually, after lamination.
  • the first stacking sequence 6 of substrate film 15 and cover film 16 with the intermediate holographic recording medium 17, in which the holographically active zone 8 with mirror function for at least one wavelength and at least one angle of incidence is written, is embedded in the intermediate layer 4 and in particular in thermoplastic material.
  • the substrate film 15 and cover film 16 are thermally welded in the connection area 9, which can be seen on the finished composite pane 1.
  • the thickness of the connecting layer 18 made of a thermoplastic material, which is located between the first stacking sequence 6 and the inner pane 3, is smaller than the thickness of the further connecting layer 18' made of a thermoplastic material between the first stacking sequence 6 and the outer pane 2.
  • the thickness of the connecting layer 18 made of a thermoplastic material, which is located between the first stacking sequence 6 and the inner pane 3, is in a value range from 0.05 mm to less than 0.38 mm
  • the thickness of the connecting layer 18' made of a thermoplastic material, which is located between the first stacking sequence 6 and the outer pane 2 is in a value range from 0.38 mm to 1 mm.
  • the composite pane 1 can have further layers (not shown), in particular an acoustically dampening layer, an IR-reflecting and/or IR-absorbing layer, a UV-reflecting and/or UV-absorbing layer, - an electrically heatable layer.
  • the invention provides an improved method for producing a composite pane, by means of which optical impairment of the composite pane in the area of the holographic recording medium caused by delamination can be avoided.
  • the composite pane can be produced cost- and time-efficiently using industrially used production systems, whereby the production of the composite pane can be implemented in a simple manner using common manufacturing processes.
  • H HUD area a1 incident angle a2 diffraction angle

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1) für eine Projektionsanordnung (100) mit einem HUD-Bereich (H), umfassend die folgenden Schritte: a) Herstellen einer ersten Stapelfolge (6), enthaltend - eine Substratfolie (15) aus einem Polymermaterial mit einem darauf aufgebrachten holographischen Aufzeichnungsmedium (17), wobei im holographischen Aufzeichnungs- medium (17) durch holographische Belichtung mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) mit Spiegelfunktion erzeugbar oder erzeugt ist, - eine Deckfolie (16) aus einem Polymermaterial, die auf der Substratfolie (15) angeordnet ist, wobei das holographische Aufzeichnungsmedium (17) zwischen der Substrat- folie (15) und der Deckfolie (16) angeordnet ist, b) thermisches Verschweißen von Substratfolie (15) und Deckfolie (16) der ersten Stapelfolge (6) in einem die mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) umlaufenden Bereich, wodurch ein thermisch verschweißter Verbindungsbereich (9) erzeugt wird, c) Zuschneiden der ersten Stapelfolge (6) mit thermisch verschweißtem Verbindungs- bereich (9) auf ein vorbestimmtes Maß, d) Bereitstellen einer Außenscheibe (2) und einer Innenscheibe (3), sowie mindestens zwei Verbindungsschichten (18, 18') aus einem thermoplastischen Kunststoff, e) Anordnen der ersten Stapelfolge (6) mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich (9) zwischen der Außenscheibe (2) und der Innenscheibe (3) und zwischen den mindestens zweier Verbindungsschichten (18, 18') zur Ausbildung einer zweiten Stapelfolge (19), wobei durch die mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) der HUD-Bereich gebildet wird, f) Laminieren der zweiten Stapelfolge (19).

Description

Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe für ein holographisches Head-Up-Display, sowie Verbundscheibe
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem technischen Gebiet der Scheibenfertigung und betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe für ein holographisches Head-Up- Display, sowie eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Verbundscheibe für ein holographisches Head-Up-Display.
Moderne Automobile werden in zunehmendem Maße mit sogenannten Head-Up-Displays (HUDs) ausgestattet. Mit einem Projektor, typischerweise im Bereich des Armaturenbretts, werden Bilder auf den HUD-Bereich der Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild (von ihm aus gesehen) hinter der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit oder Navigations- und Warnhinweise, welche der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seinen Blick von der Fahrbahn wenden zu müssen. Head-Up-Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.
Bei den vorstehend beschriebenen Head-Up-Displays ist die optische Gesetzlichkeit zu berücksichtigen, dass Einfalls- und Ausfallswinkel des auf die Windschutzscheibe auftreffenden und von der Windschutzscheibe reflektierten Lichts stets gleich sind. Dies schränkt in nachteiliger Weise die Gestaltung der Windschutzscheibe und deren Einbaumöglichkeiten ein. Eine Lösung dieses Problems ist die Integration von Hologramm-Elementen in die Windschutzscheibe, bei denen keine Lichtreflexion, sondern eine Beugung von auftreffendem Licht entsprechend des aufgezeichneten Hologramms erfolgt. Solche Hologramm-Elemente enthalten vorteilhaft ein Hologramm, das durch holographische Belichtung eines holographischen Aufzeichnungsmediums so erzeugt wurde, dass die Funktion eines optischen Spiegels für eine bestimmte Wellenlänge und Einstrahlwinkel des einfallenden Lichts implementiert wird. Durch diese Spiegelfunktion des Hologramms können beliebige Informationen eines bildgebenden Projektors in eine Bildebene projiziert werden, die vom Betrachter in einem bestimmten Raumbereich, der gemeinhin als "Eye-Box" bezeichnet wird, sichtbar sind. Da die holographische Spiegelfunktion tatsächlich auf einer Beugung von Licht beruht, ist die für die Spiegelung geltende optische Gesetzlichkeit, wonach der Einfallswinkel dem Ausfallswinkel entspricht, nicht anwendbar. Dies hat den Vorteil, dass die Eye-Box auch außerhalb von Bereichen positioniert sein kann, in denen durch Reflexion an der Verbundscheibe auftretende Nebenbilder (Ghost-Bilder) sichtbar sind. Zudem gibt es eine größere Variabilität für die Einbausituation von Windschutzscheiben, die insbesondere auch sehr flach in ein Fahrzeug eingebaut werden können.
Für Head-Up-Displays können Hologramm-Elemente mit Hologrammen mit Spiegelfunktion genutzt werden, die zwischen den Einzelscheiben einer Windschutzscheibe einlaminiert sind. Hologramme mit Spiegelfunktion, die auch als "Reflexionshologramme" bezeichnet werden, sind dem Fachmann wohlbekannt und in der Patentliteratur vielfach beschrieben, siehe beispielsweise DE102017212451A1 , WO 2012/156124A1 und US 2019/0056596A1 . Die Hologramme eines holographischen Head-Up-Displays sind in der Regel so ausgelegt, dass sie nur auf Licht in einem engen Wellenlängen- und Winkelbereich, welches von einem innen angeordneten Projektor ausgestrahlt wird, ansprechen.
Windschutzscheiben bestehen in aller Regel aus zwei Scheiben, typischer Weise aus Glas, die über eine Zwischenschicht, enthaltend mindestens einen Bereich aus einem thermoplastischen Kunststoff, fest miteinander verbunden (laminiert) sind. Holographisch-optische Elemente mit Spiegelfunktion werden typischerweise in Folienform bereitgestellt und in die Verbundscheibe laminiert. Bekannt ist die Vorgehensweise, bei der eine Substratfolie aus einem Polymer mit einem auf einer Oberfläche aufgebrachten holographischen Aufzeichnungsmedium (Photopolymer) mit einer Deckfolie aus einem Polymer bedeckt wird, sodass das holographische Aufzeichnungsmedium zwischen den beiden Polymerfolien vor mechanischen und chemischen Einwirkungen gut geschützt ist. Der Stapel aus den beiden Polymerfolien mit holographischem Aufzeichnungsmedium wird zwischen den beiden Glasscheiben der Windschutzscheibe laminiert, wobei typischerweise beiderseits des Stapels aus Polymerfolien eine Verbindungsschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff angeordnet wird. Mithin sind die beiden Polymerfolien mit zwischenliegendem Aufzeichnungsmedium in thermoplastischen Kunststoff eingebettet.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass beim Laminieren von Windschutzscheiben mit integrierten Polymerfolien mit holographischem Aufzeichnungsmedium optische Fehler durch Delamination auftreten können, was letztlich den Anteil an Ausschuss und somit die Herstellungskosten der Windschutzscheiben erhöht.
CN 114660695 A offenbart eine Verbundscheibe mit einem holographischen Film, der zwischen zwei thermoplastische Folien laminiert ist. Weiterhin gezeigt ist die Anordnung von Basisschichten auf beiden Seiten des holographischen Films. Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die vorstehend genannten Nachteile zu vermeiden und eine verbesserte Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung mit einem HUD-Bereich zur Verfügung zu stellen, die in der industriellen Serienfertigung zeit- und kosteneffizient und mit hoher optischer Qualität herstellbar ist. Insbesondere soll dies in einfacher Weise mit bereits bestehenden und gegebenenfalls nur geringfügig modifizierten Produktionsanlagen möglich sein.
Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe sowie eine Verbundscheibe gemäß den unabhängigen Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe, vorzugsweise eine Verbundglasscheibe, für eine Projektionsanordnung mit einem holographischen HUD-Bereich gezeigt.
Mit "HUD-Bereich" ist ein Bereich der Verbundscheibe gemeint, welcher dazu vorgesehen ist, in einer Projektionsanordnung mit dem Licht (Bild) eines Projektors bestrahlt zu werden, sodass ein Head-Up-Display-Bild im HUD-Bereich angezeigt werden kann. Der HUD-Bereich ist also in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet, welcher zumindest teilweise transparent ist mit einem Lichttransmissionsgrad (nach ISO 9050:2003) von bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 %. Ist die Verbundscheibe beispielsweise eine Windschutzscheibe in einem Auto, so ist der HUD-Bereich ein Bereich, durch welchen ein Betrachter (beispielsweise der Fahrer) auf die Straße schauen kann.
Die Verbundscheibe weist eine umlaufende Kante auf, welche besonders bevorzugt eine Oberkante und eine Unterkante, sowie zwei dazwischen verlaufende Seitenkanten mit einer linken und einer rechten Seitenkante (bei Sicht von innen auf die Verbundscheibe) umfasst. 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. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet. Die Verbundscheibe kann jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen. Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die durch eine Zwischenschicht, enthaltend zwei oder mehr Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff, fest miteinander verbunden sind. Die Zwischenschicht kann in verschiedene Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff unterteilt werden, wobei die Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff auch miteinander verbunden (verschmolzen) sein können. Auch bei einer aus mehreren (verschmolzenen) Verbindungsschichten hergestellten Zwischenschicht können Bereiche der Zwischenschicht, die jeweiligen Verbindungsschichten entsprechen, zumindest gedanklich individualisiert werden. Die Zwischenschicht erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Fläche der Verbundscheibe, ist also flächig zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet.
In die Zwischenschicht und in thermoplastischen Kunststoff (vorzugsweise vollständig) eingebettet ist ein holographisches Aufnahme- bzw. Aufzeichnungsmedium, das sich zwischen einer Substratfolie aus einem Polymermaterial und einer Deckfolie aus einem Polymermaterial befindet. Das oder die Polymermaterialien von Substrat- und Deckfolie können grundsätzlich beliebig gewählt sein, unter der Maßgabe, dass sie thermisch (d.h. durch Erwärmen über eine (höchste bzw. jeweilige) Schmelztemperatur) verschweißbar sind, sodass die Substrat- und Deckfolie bzw. Bereiche hiervon durch Einwirkung von extern zugeführter Wärme fest miteinander verbindbar sind. Mit anderen Worten, das oder die Polymermaterialien von Substrat- und Deckfolie sind stoffschlüssig miteinander verbindbar durch thermisches Schmelzen und anschließendes Abkühlen. Das oder die Polymermaterialien von Substratfolie und Deckfolie sind vorzugsweise verschieden von dem thermoplastischen Kunststoff der Verbindungsschichten.
Im holographischen Aufzeichnungsmedium kann durch holographische Belichtung (holographische Aufzeichnung), welche typischerweise einen Licht- und Referenzstrahl umfasst, mindestens eine holographisch-aktive Zone mit einer durch Lichtbeugung realisierten Spiegelfunktion für mindestens eine Wellenlänge und mindestens einen Einstrahlwinkel erzeugt werden. Die holographisch-aktive Zone entspricht dem Bereich des Aufzeichnungsmediums, der durch holographische Belichtung mit einem Hologramm versehen wurde. Typischerweise ist die Spiegelfunktion des Hologramms für einen engen Wellenlängenbereich und einen kleinen Bereich des Einstrahlwinkels des einfallenden Lichts im Hologramm implementiert. Diese Eigenschaften hängen von den speziellen Gegebenheiten von Licht- und Referenzstrahl bei der Aufzeichnung des Hologramms ab. Dies ist dem Fachmann wohlbekannt und für das Verständnis der Erfindung nicht erforderlich, sodass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss.
Das holographische Aufzeichnungsmedium ist ein Material, das zur Aufzeichnung eines Hologramms mit Spiegelfunktion geeignet ist. Dem Fachmann sind hierfür geeignete Materialien bekannt. Typischerweise enthält oder besteht das holographische Aufzeichnungsmedium aus einem Photopolymer.
Das holographische Aufzeichnungsmedium kann eine einzige holographisch-aktive Zone (d.h. ein einziges Hologramm) in einem Bereich des holographischen Aufzeichnungsmediums oder mehrere holographisch-aktive Zonen (d.h. mehrere Hologramme) in verschiedenen Bereichen des holographischen Aufzeichnungsmediums aufweisen. Das holographische Aufzeichnungsmedium kann vor oder nach der Integration in die Verbundscheibe durch holographische Belichtung mit mindestens einem Hologramm mit Spiegelfunktion, d.h. mit mindestens einer holographisch-aktiven Zone, versehen werden. Vorzugsweise, jedoch nicht zwingend, erfolgt die holographische Belichtung des holographischen Aufzeichnungsmediums zum Erzeugen mindestens eines Hologramms mit Spiegelfunktion vor der Integration des holographischen Aufzeichnungsmediums in die Verbundscheibe. Die mindestens eine holographisch-aktive Zone enthält ein Hologramm (d.h. holographische Aufnahme) und kann auch als Hologramm-Element bezeichnet werden.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung mit einem HUD-Bereich umfasst die folgenden Schritte, die beispielsweise in der angegebenen Reihenfolge gemäß alphabetischer Abfolge ausgeführt werden, wobei die Abfolge der Schritte auch anders sein kann oder Schritte gleichzeitig ausgeführt werden können:
Schritt a)
Herstellen einer ersten Stapelfolge, enthaltend eine Substratfolie aus einem thermisch verschweißbaren Polymermaterial (Polymerfolie), wobei auf einer Oberfläche der Substratfolie ein holographisches Aufzeichnungsmedium flächig angeordnet ist, wobei im holographischen Aufzeichnungsmedium durch holographische Belichtung mindestens eine holographisch- aktive Zone mit Spiegelfunktion für mindestens eine Wellenlänge und mindestens einen Einstrahlwinkel erzeugbar oder bereits erzeugt ist, eine Deckfolie aus einem thermisch verschweißbaren Polymermaterial (Polymerfolie), die auf der Substratfolie angeordnet ist, wobei das holographische Aufzeichnungsmedium zwischen der Substratfolie und der Deckfolie angeordnet ist.
Schritt b)
Thermisches Verschweißen von Substrat- und Deckfolie der ersten Stapelfolge in einem die mindestens eine holographisch-aktive Zone (vorzugsweise vollständig) umlaufenden Bereich, wodurch ein thermisch verschweißter Verbindungsbereich erzeugt wird. Im thermischen verschweißten Verbindungsbereich sind Substratfolie und Deckfolie stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Substratfolie und Deckfolie werden nur in einem Bereich stoffschlüssig miteinander verbunden, in dem sich kein holographisches Aufzeichnungsmedium befindet. Mit anderen Worten, im thermisch verschweißten Verbindungsbereich befindet sich kein holographisch aktives Aufzeichnungsmedium zwischen Substratfolie und Deckfolie.
Schritt c)
Zuschneiden der ersten Stapelfolge mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich auf ein vorbestimmtes (bzw. vorbestimmbares) Maß. Das vorbestimmte Maß ergibt sich aus den jeweiligen Gegebenheiten der Verbundscheibe und kann den Umständen entsprechend gewählt werden.
Schritt d)
Bereitstellen einer Außenscheibe und einer Innenscheibe, sowie mindestens zweier Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff, typischerweise in Folienform.
Schritt e)
Anordnen der ersten Stapelfolge mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe und zwischen den mindestens zwei Verbindungsschichten zur Ausbildung einer zweiten Stapelfolge, wobei durch die mindestens eine holographisch-aktive Zone des holographischen Aufzeichnungsmediums der HUD- Bereich gebildet wird. Hierbei wird eine Verbindungsschicht der mindestens zwei Verbindungsschichten zwischen der ersten Stapelfolge und der Innenscheibe und die andere Verbindungsschicht der mindestens zwei Verbindungsschichten zwischen der ersten Stapelfolge und der Außenscheibe angeordnet, sodass die erste Stapelfolge auf beiden Seiten in thermoplastischen Kunststoff eingebettet ist. Schritt f)
Laminieren der zweiten Stapelfolge zum Herstellen der Verbundscheibe.
Bevorzugt erfolgt Schritt b) zum thermischen Verschweißen von Substrat- und Deckfolie der ersten Stapelfolge zeitlich vor oder zeitgleich mit Schritt c) zum Zuschneiden der ersten Stapelfolge mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich auf ein vorbestimmtes Maß.
Wie Versuche der Erfinder gezeigt haben, kann durch das thermische Verschweißen von Substrat- und Deckfolie in dem das holographische Aufzeichnungsmedium bzw. die mindestens eine holographisch-aktive Zone umlaufenden Verbindungsbereich in vorteilhafter Weise eine optische Beeinträchtigung der Verbundscheibe im Bereich des holographischen Aufzeichnungsmediums, verursacht durch eine Delamination, vermieden werden. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird derzeit davon ausgegangen, dass ohne das thermische Verschweißen von Substrat- und Deckfolie im Verbindungsbereich vor dem Zuschneiden der ersten Stapelfolge durch die mechanische Einwirkung beim Zuschneiden der ersten Stapelfolge mikro-mechanische Beschädigungen an Substrat- und Deckfolie erzeugt werden, die ursächlich für eine Delamination sind und in der Folge unerwünschte optische Fehler der Verbundscheibe erzeugen. Die vorliegende Erfindung zeigt somit in vorteilhafter Weise einen neuen Weg auf, wie in einfacher Weise optische Fehler durch Delamination im Bereich der Substrat- und Deckfolie vermieden werden können. Dies ist ein großer Vorteil der vorliegenden Erfindung.
In einer Ausführungsform erfolgt das Zuschneiden der ersten Stapelfolge auf ein vorbestimmtes Maß vor dem thermischen Verschweißen von Substrat- und Deckfolie der ersten Stapelfolge, d.h. Schritt c) wird zeitlich vor Schritt b) durchgeführt. Bei dieser Vorgehensweise sind vorteilhafte Effekte in Bezug auf das Vermeiden von optischen Fehlern aufgrund einer Delamination der Verbundscheibe erkennbar.
In einer Ausführungsform erfolgt das Zuschneiden der ersten Stapelfolge auf ein vorbestimmtes Maß und das thermische Verschweißen von Substrat- und Deckfolie der ersten Stapelfolge gleichzeitig, d.h. die Schritte b) und c) werden zeitgleich durchgeführt. Dies kann beispielsweise durch ein heißes Schneidwerkzeug, wie ein heißes Schneidmesser, erfolgen. Hierbei wird die erste Stapelfolge nicht nur geschnitten, sondern beim Schneiden werden die Substrat- und Deckfolie durch das heiße Schneidwerkzeug insbesondere im Schneidbereich (Schneidkanten) thermisch verschweißt. Diese Ausführungsform ist aufgrund ihrer Zeit- und Kosteneffizienz besonders bevorzugt. Optische Fehler aufgrund einer Delamination der Verbundscheibe können zuverlässig und sicher vermieden werden.
In einer Ausführungsform erfolgt das Zuschneiden der ersten Stapelfolge auf ein vorbestimmtes Maß zeitlich nach dem thermischen Verschweißen von Substrat- und Deckfolie der ersten Stapelfolge, wobei das Zuschneiden der ersten Stapelfolge innerhalb des Verbindungsbereichs oder auf einer Seite des Verbindungsbereichs, die von der mindestens einen holographisch-aktiven Zone abgewandt ist, erfolgt. Auch bei dieser Vorgehensweise können optische Fehler aufgrund einer Delamination der Verbundscheibe zuverlässig und sicher vermieden werden, wobei diese Ausführungsform zwar vorteilhaft, aber weniger zeiteffizient als die unmittelbar vorstehende Ausführungsform ist.
Die beiden Polymerfolien der ersten Stapelfolge werden in einem das holographische Aufzeichnungsmedium bzw. die mindestens eine holographisch-aktive Zone (vorzugsweise vollständig) umlaufenden Verbindungsbereich thermisch verschweißt. Der Verbindungsbereich umgibt das holographische Aufzeichnungsmedium bzw. die mindestens eine holographisch-aktive Zone vorzugsweise vollständig umlaufend. Mit anderen Worten, das holographische Aufzeichnungsmedium bzw. die mindestens eine holographisch-aktive Zone ist vorzugsweise vollständig zwischen Substratfolie und Deckfolie eingebettet und ausschließlich von Material von Substratfolie und Deckfolie umgeben. Besonders vorteilhaft können hierfür in der Serienfertigung von Verbundscheiben gängige Maschinen und Methoden eingesetzt werden (z.B. Plotter zum Einbringen von Drähten in PVB-Schichten durch Erwärmen). Besonders vorteilhaft ist der umlaufende Verbindungsbereich ein umlaufender Randbereich der ersten Stapelfolge (bzw. von Substrat- und Deckfolie).
In einer Ausführungsform enthalten oder bestehen die Substrat- und Deckfolie aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyvinylchlorid (PVC) und/oder Cellulosetriacetat (TAC), vorzugsweise aus Polycarbonat (PC). Die Polymermaterialien von Substrat- und Deckfolie können gleich oder voneinander verschieden sein. Diese Materialien können durch thermisches Verschweißen stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Beispielsweise beträgt die Dicke einer Polymerfolie von 20 bis 100 pm. Die Größe der Substrat- und Deckfolie hängt von den jeweiligen Gegebenheiten der Verbundscheibe ab und ist den Umständen entsprechend zu wählen.
Grundsätzlich sind Größe und Form der mindestens einen holographisch-aktiven Zone (d.h. Hologramm) unabhängig von Größe und Form des holographischen Aufzeichnungsmediums, unter der Maßgabe, dass die holographisch-aktive Zone im holographischen Aufzeichnungsmedium ausgebildet wird und deshalb auch nicht größer als das holographische Aufzeichnungsmedium sein kann. In einer Ausführungsform ist eine Fläche, welche die holographisch-aktive Zone einnimmt, kleiner als eine Fläche, welche das holographische Aufzeichnungsmedium auf der Substratfolie einnimmt. Dies hat den besonderen Vorteil, dass die holographisch-aktive Zone, welche den HUD-Bereich definiert, wesentlich kleinere Abmessungen als das holographische Aufzeichnungsmedium haben kann. Beispielsweise kann die holographisch-aktive Zone für einen HUD-Bereich übliche Abmessungen aufweisen, wie z.B. 210 x 210 mm für einen HUD-Bereich in der Anwendung "Erweiterte Realität", auch als "Augmented Reality" bezeichnet, oder 50 x 150 mm für ein kleineres Sichtfeld, in dem nur wenige Informationen angezeigt werden sollen.
Das holographische Aufzeichnungsmedium hingegen kann einen optisch transparenten Durchsichtbereich der Verbundscheibe (z.B. Windschutzscheibe) auch vollständig überdecken. Dies hat den Vorteil, dass der Rand des holographischen Aufzeichnungsmediums außerhalb des Durchsichtbereichs der Verbundscheibe liegt, sodass ein unter Umständen optisch störender Rand des Aufzeichnungsmediums vermieden wird. Entsprechend überdeckt das holographische Aufzeichnungsmedium in einer vorteilhaften Ausführungsform einen optisch transparenten Durchsichtbereich der Verbundscheibe vollständig. Die Größe der beiden Polymerfolien von Substrat- und Deckfolie sind dementsprechend beispielsweise so groß, dass ein optisch transparenter Durchsichtbereich der Verbundscheibe vollständig überdeckt ist.
Grundsätzlich sind Größe und Form des holographischen Aufzeichnungsmediums unabhängig von Größe und Form der Substratfolie bzw. Deckfolie.
In einer Ausführungsform bedeckt das holographische Aufzeichnungsmedium die Substratfolie bis auf eine umlaufende Randzone, welche in der Verbundscheibe im Verbindungsbereich thermisch verschweißt ist, vollständig. In einer Ausführungsform sind Größe und Form des holographischen Aufzeichnungsmediums wesentlich kleiner als Größe und Form der Substratfolie bzw. Deckfolie.
In einer Ausführungsform sind Substrat- und Deckfolie gleich groß, wobei deren Größe aber auch voneinander verschieden sein kann, solange gewährleistet ist, dass das holographische Aufzeichnungsmedium (in senkrechter Sicht durch die Substratfolie) von der Deckfolie vollständig bedeckt ist.
In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine weitere Verbindungsschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitgestellt, typischerweise in Folienform, welche mit einem innenliegenden Ausschnitt versehen ist. Für die Herstellung der zweiten Stapelfolge wird die erste Stapelfolge innerhalb des Ausschnitts der weiteren Verbindungsschicht angeordnet, sodass diese die erste Stapelfolge in der Art eines Passepartouts (Rahmen) umgibt. Durch die weitere Verbindungsschicht, welche die erste Stapelfolge rahmenförmig umgibt, kann die Einwirkung von mechanischen Kräften auf die erste Stapelfolge beim Laminieren der zweiten Stapelfolge zur Herstellung der Verbundscheibe zumindest weitestgehend vermieden werden.
Bei Laminieren der zweiten Stapelfolge ist mindestens eine Verbindungsschicht der mindestens zwei Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff zwischen der ersten Stapelfolge und der Innenscheibe und mindestens eine weitere Verbindungsschicht der mindestens zwei Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Material zwischen der ersten Stapelfolge und der Außenscheibe angeordnet.
In einer Ausführungsform ist eine geringste Dicke der Verbindungsschicht der mindestens zwei Verbindungsschichten, welche sich zwischen der ersten Stapelfolge und der Innenscheibe befindet, geringer als eine geringste Dicke einer weiteren Verbindungsschicht der mindestens zwei Verbindungsschichten, die sich zwischen der ersten Stapelfolge und der Außenscheibe befindet. Mit anderen Worten, die mindestens eine Verbindungsschicht zwischen der ersten Stapelfolge und der Innenscheibe ist dünner als die mindestens eine weitere Verbindungsschicht zwischen der ersten Stapelfolge und der Außenscheibe. Vorzugsweise weist die mindestens eine Verbindungsschicht zwischen der ersten Stapelfolge und der Innenscheibe eine geringste Dicke im Bereich von 0,05 mm bis weniger als 0,38 mm und die mindestens eine Verbindungsschicht zwischen der ersten Stapelfolge und der Außenscheibe eine geringste Dicke im Bereich von 0,38 mm bis 1 mm auf. Insbesondere kann die mindestens eine Verbindungsschicht zwischen der ersten Stapelfolge und der Außenscheibe eine im Automobilbereich für Windschutzscheiben gängige Standard-Dicke von 0,38 mm oder 0,76 mm aufweisen.
Verbindungsschichten sind als Schichten grundsätzlich flächig-ausgedehnt. Im Sinne vorliegender Erfindung bezeichnet der Begriff "Dicke" die Abmessung einer Verbindungsschicht senkrecht zur flächigen Ausdehnung bzw. Fläche der Verbindungsschicht. Als Dicke wird im Sinne der Erfindung die kleinste bzw. geringste Dicke (d.h. Abmessung) senkrecht zur Fläche der Verbindungsschicht betrachtet, was insbesondere für keilförmige Verbindungsschichten gilt, deren Dicke veränderlich ist. Es versteht sich, dass eine Verbindungsschicht stets eine gleiche bzw. konstante Dicke aufweisen kann.
Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf eine durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung mit einem HUD-Bereich (H).
Die Verbundscheibe umfasst eine Innenscheibe und eine Außenscheibe, die durch eine Zwischenschicht, enthaltend mindestens zwei Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff, fest miteinander verbunden sind. In die Zwischenschicht eingebettet ist eine erste Stapelfolge, welche eine Substratfolie aus Polymermaterial mit einem darauf aufgebrachten holographischen Aufzeichnungsmedium und eine Deckfolie aus einem Polymermaterial, die auf der Substratfolie angeordnet ist, umfasst. Das holographische Aufzeichnungsmedium ist zwischen der Substratfolie und der Deckfolie angeordnet. Im holographischen Aufzeichnungsmedium ist durch holographische Belichtung mindestens eine holographisch-aktive Zone mit Spiegelfunktion erzeugbar oder erzeugt, wobei durch die mindestens eine holographisch-aktive Zone der HUD-Bereich (H) gebildet wird. Die Substratfolie und die Deckfolie sind in einem die holographisch-aktive Zone (vorzugsweise vollständig) umlaufenden Verbindungsbereich durch thermisches Verschweißen stoffschlüssig miteinander verbunden.
Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Öffnung einer umgebenden Struktur, z.B. in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Die Außenscheibe ist näher zur äußeren Umgebung angeordnet als die Innenscheibe. Die beiden Scheiben weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante auf. Mit außenseitiger Oberfläche wird diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird 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 Zwischenschicht miteinander verbunden. Gängig sind auch die Bezeichnungen "Seite I" für die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe, "Seite II" für die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe, "Seite III" für die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe und "Seite IV" für die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe.
Die beiden Scheiben der Verbundscheibe können grundsätzlich jede dem Fachmann bekannte chemische Zusammensetzung aufweisen. Die beiden Scheiben enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas oder Aluminosilikat-Glas. Denkbar ist auch, dass die beiden Scheiben einen klaren Kunststoff, vorzugsweise einen starren klaren Kunststoff, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon, enthalten oder hieraus bestehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung enthält oder besteht die Verbundscheibe aus Glas. Die Dicke einer jeden Einzelscheibe der Verbundscheibe kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit Standardstärken von 0,5 mm bis 25 mm und bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach deren Verwendung. Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen und planar sein oder in eine oder mehrere Richtungen des Raumes gebogen sein.
Die beiden Scheiben der Verbundscheibe sind durch eine Zwischenschicht fest miteinander verbunden, wobei die Zwischenschicht zwei oder mehr Verbindungsschichten aus einem thermoplastischen Kunststoff enthält, entsprechend den typischerweise in Folienform bereitgestellten Verbindungschichten, die zum Laminieren der Verbundscheibe eingesetzt werden. Insbesondere kann die Zwischenschicht auch eine Verbindungsschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff enthalten, welcher die Stapelfolge aus Substratfolie und Deckfolie mit dem zwischenliegenden holographischen Aufzeichnungsmedium rahmenförmig umgibt. Es versteht sich, dass die in Folienform bereitgestellten Verbindungsschichten beim Laminieren verschmelzen, sodass die sich hieraus ergebenden Verbindungsschichten der Verbundscheibe auch miteinander verbunden (verschmolzen) sein können, wobei beidseitig der Stapelfolge jeweils eine Verbindungsschicht aus thermoplastischem Kunststoff vorhanden ist.
Jede Verbindungsschicht aus einem thermoplastischen Kunststoff enthält oder besteht bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), thermoplastisches Polyurethan (TPU), Polyethylenterephthalat (PET), oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB.
In einer Ausführungsform enthält die Verbundscheibe eine akustisch dämpfende Schicht. Diese umfasst typischerweise mindestens zwei äußere Polymerschichten und mindestens eine zwischen diesen liegende innere Polymerschicht, wobei die innere Polymerschicht eine größere Plastizität oder Elastizität aufweist als die äußeren Polymerschichten. Dadurch ergibt sich eine akustisch dämpfende Schicht, die einen weicheren Kern besitzt, während die Steifigkeit des Schichtaufbaus vom Kern zum Rand hin zunimmt. Die innere Polymerschicht weist beispielsweise eine Dicke von 0,05 mm bis 0,40 mm auf und die äußeren Polymerschichten weisen beispielsweise eine Dicke von 0,20 mm bis 0,60 mm auf. Akustisch dämpfende Schichten sind fachbekannt, siehe z.B. WO 2017/055470 A1 , sodass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss.
In einer Ausführungsform enthält die Verbundscheibe eine Infrarotstrahlung (IR) reflektierende Schicht, eine Infrarotstrahlung (IR) absorbierende Schicht, eine UV-Strahlung (UV) reflektierende Schicht, eine UV-Strahlung (UV) absorbierende Schicht und/oder eine elektrisch heizbare Beschichtung. Derartige Schichten sind fachbekannt und werden standardmäßig, z.B. bei Fahrzeugscheiben, eingesetzt, sodass sich weitere Ausführungen hierzu erübrigen.
Die beiden Scheiben der Verbundscheibe und/oder die Zwischenschicht bzw. eine oder mehrere Verbindungsschichten der Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt bzw. gefärbt sein.
Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen in der Europäischen Union für Windschutzscheiben und vordere Seitenscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75% aufweist. Für hintere Seitenscheiben, Dachscheiben und Heckscheiben kann "transparent" auch 10% bis 70% Lichttransmission bedeuten. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15%, vorzugsweise weniger als 5%, insbesondere 0%.
In der Verbundscheibe wird der HUD-Bereich durch die mindestens eine holographisch-aktive Zone des holographischen Aufzeichnungsmediums ausgebildet. Mithin dient die holographisch-aktive Zone als ein holographischer Spiegel für das auftreffende Licht mit bestimmter Wellenlänge und Einfallswinkel, d.h. für das auf den HUD-Bereich projizierte Bild. Da diese optischen Vorgänge auf Beugung basieren, müssen Einfalls- und Ausfallswinkel nicht gleich sein, was eine große Variabilität an möglichen Formen der Verbundscheiben und deren Einbausituationen ermöglicht, insbesondere auch sehr flach eingebaute Windschutzscheiben. Vorzugsweise handelt es sich bei der Verbundscheibe um eine Windschutzscheibe eines Kraftahrzeugs.
Die holographisch-aktive Zone des holographischen Aufzeichnungsmediums ist dazu vorgesehen, ein von einem Projektor auf die holographisch-aktive Zone projiziertes Bild zu "spiegeln". Das für das Hologramm geeignete Licht kann durch übliche HUD-Projektoren erzeugt werden. Der HUD-Projektor ist beispielsweise ein Liquid-Crystal-(LCD) Display, Thin-Film- Transistor-(TFT) Display, Light-Emitting-Diode-(LED) Display, Organic-Light-Emitting-Diode- (OLED) Display oder Electroluminescent-(EL) Display und kann auch Laserdioden, insbesondere mit MEMS-Technologie zum Steuern der Laserlichts, enthalten.
Wie bei HUDs und auf einer ähnlichen Technologie basierenden Projektionsanordnungen üblich, bestrahlt der Projektor mit Licht, welches im sichtbaren Wellenlängenbereich von 380 nm bis 780 nm liegt, unter der Maßgabe, dass das Hologramm bei der verwendeten Wellenlänge und Einstrahlwinkel eine Spiegelfunktion hat.
Die Beugungseffizienz bezeichnet den Anteil, der in der holographisch-aktiven Zone gebeugten ("gespiegelten") Strahlung zur insgesamt eingestrahlten Strahlung. Sie wird in % angegeben (bezogen auf 100% eingestrahlte Strahlung) oder als einheitenlose Zahl von 0 bis 1 (normiert auf die eingestrahlte Strahlung). Vorteilhaft liegt die Beugungseffizienz im Bereich von 1 bis 50%, insbesondere im Bereich von 5 bis 20%.
Die mindestens eine holographisch-aktive Zone erstreckt sich bevorzugt maximal über 50%, besonders bevorzugt maximal über 40%, insbesondere maximal über 20%, der Fläche der Verbundscheibe. Wie bereits ausgeführt, ist der HUD-Bereich in einem Bereich der Verbundscheibe angeordnet, welcher zumindest teilweise transparent ist mit einem Lichttransmissionsgrad (nach ISO 9050:2003) von bevorzugt mindestens 50 %, besonders bevorzugt mindestens 70 %. Bei einer Windschutzscheibe in einem Auto ist der HUD-Bereich ein Bereich der Windschutzscheibe, durch welchen ein Betrachter (beispielsweise der Fahrer) auf die Straße schauen kann. Besonders bevorzugt ist die mindestens eine holographisch-aktive Zone in einem (Haupt-)Durchsichtbereich der Verbundscheibe angeordnet (Zone A).
Die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Verbundscheibe kann Bestandteil einer Projektionsanordnung sein, wobei der HUD-Bereich der Verbundscheibe mit einem Projektor bestrahlt werden kann. Der Projektor projiziert hierbei Licht auf den HUD-Bereich (d.h. auf die holographisch-aktive Zone), welches "gespiegelt" wird.
Der Projektor ist vorzugsweise der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe zugewandt. Ist die Verbundscheibe in einem eingebauten Zustand (beispielsweise als Windschutzscheibe in einem Fahrzeug), so bestrahlt der Projektor den HUD-Bereich von einem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) aus. Ist die Projektionsanordnung Bestandteil eines Fahrzeugs, ist der Projektor vorzugsweise im Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet. Das vom Projektor auf den HUD-Bereich der Verbundscheibe projizierte Licht wird hierbei in den Fahrzeuginnenraum, beispielsweise in das Blickfeld eines Insassen, gebeugt.
Für das Laminieren der Verbundscheibe können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 1 bar bis 15 bar und Temperaturen von 100 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die beiden Scheiben können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei einem verminderten Druck von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können. Dies ist dem Fachmann wohlbekannt, sodass hier nicht näher darauf eingegangen werden muss
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Dachscheibe. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Verwendung der Verbundscheibe in Kraftfahrzeugen, besonders bevorzugt als Windschutzscheibe oder Dachscheibe.
Die verschiedenen Ausführungsformen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend erläuterten Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind Merkmale der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in analoger Weise für das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Verbundscheibe zutreffend. In entsprechender Weise sind Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens in analoger Weise für die erfindungsgemäße Verbundscheibe zutreffend.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Figur 1 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in einer
Draufsicht,
Figur 2 eine Projektionsanordnung mit einem Ausführungsbeispiel der
Verbundscheibe aus Figur 1 in einer Querschnittansicht gemäß Schnittlinie A- A',
Figur 3 eine vergrößerte Darstellung eines den HUD-Bereich H enthaltenden Bereichs der Verbundscheibe in der Projektionsanordnung aus Figur 2 in einer Querschnittansicht, Figur 4A eine erste Stapelfolge aus holographischem Medium und Substrat- und Deckfolie in einer Draufsicht,
Figur 4B die erste Stapelfolge von Figur 4A in einer Querschnittansicht gemäß Schnittlinie B-B',
Figur 5 ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Figur 6 eine zweite Stapelfolge, enthaltend die erste Stapelfolge, sowie Scheiben und Verbindungsschichten.
Die Figuren 1 bis 6 veranschaulichen beispielhaft die erfindungsgemäße Verbundscheibe 1 und deren Herstellung. Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der Verbundscheibe 1 , die eine Windschutzscheibe für ein Fahrzeug ist. Die Verbundscheibe 1 ist in einer Draufsicht gezeigt, wobei auf eine innenraumseitige Oberfläche IV der Verbundscheibe 1 geblickt wird. Die Figur 2 zeigt eine Ausführungsform der Verbundscheibe 1 als Bestandteil einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 in einer Querschnittansicht, wobei die Projektionsanordnung 100 in ein Fahrzeug eingebaut ist. Die Querschnittansicht der Figur 2 entspricht der Schnittlinie A-A‘ der Verbundscheibe 1 , wie in Figur 1 angedeutet ist. Die Figur 3 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der Projektionsanordnung 100 aus Figur 2, wobei der vergrößerte Ausschnitt einen Bereich der Verbundscheibe 1 zeigt, weicher den HUD-Bereich H enthält. Die Figuren 4A und 4B zeigen eine Stapelfolge 6 mit einem holographischen Aufzeichnungsmedium zwischen Substrat- und Deckfolie in einer Draufsicht (Figur 4A), sowie in einer Querschnittansicht entsprechend der Schnittlinie B-B‘. Figur 5 zeigt ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. Figur 6 veranschaulicht eine zweite Stapelfolge 19, enthaltend die erste Stapelfolge 6, sowie die beiden Scheiben 2, 3 und die Verbindungsschichten 18, 18', 18".
Die Verbundscheibe 1 weist eine Oberkante und eine Unterkante sowie zwei die Oberkante und die Unterkante verbindende Seitenkanten auf (alles zusammen ergibt eine umlaufende Kante der Verbundscheibe 1). Mit Unterkante (auch Motorkante genannt) der Verbundscheibe 1 ist die Kante gemeint, welche in Einbaulage dem Boden zugewandt ist. Mit Oberkante (auch Dachkante genannt) der Verbundscheibe 1 ist die Kante gemeint, welche in Einbaulage in einem Fahrzeug dem Fahrzeugdach zugewandt ist. Die Verbundscheibe 1 umfasst eine Außenscheibe 2, eine Innenscheibe 3 und eine zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 3 angeordnete Zwischenschicht 4. Die Außenscheibe 2 weist eine von der Zwischenschicht 4 abgewandte außenseitige Oberfläche I und eine der Zwischenschicht 4 zugewandte innenraumseitige Oberfläche II auf. Die Innenscheibe 3 weist eine der Zwischenschicht 4 zugewandte außenseitige Oberfläche III und eine von der Zwischenschicht 4 abgewandte innenraumseitige Oberfläche IV auf. Die außenseitige Oberfläche I der Außenscheibe 2 ist gleichzeitig die Oberfläche der Verbundscheibe 1 , welche der äußeren Umgebung 13 zugewandt ist, und die innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 3 ist gleichzeitig die Oberfläche der Verbundscheibe 1 , welche dem Innenraum 12 des Fahrzeugs zugewandt ist. Die Verbundscheibe 1 weist beispielsweise eine für Windschutzscheiben übliche Form und Krümmung auf.
Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 3 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die Außenscheibe 2 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm und die Innenscheibe 3 beispielsweise eine Dicke von 1 ,5 mm auf.
Auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 2 ist eine opake Maskierungsschicht 5 aufgebracht. Die Maskierungsschicht 5 erstreckt sich entlang der umlaufenden Kante der Verbundscheibe 1 und ist im Randbereich 7 direkt angrenzend zur Unterkante der Verbundscheibe 1 aufgebracht. Die Maskierungsschicht 5 ist opak und verhindert die Sicht auf innenseitig oder außenseitig der Verbundscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Verbundscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Die Maskierungsschicht 5 besteht aus einem herkömmlicherweise für Schwarzdruck verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.
Die Verbundscheibe 1 weist einen HUD-Bereich H auf, welcher dazu vorgesehen ist, ein Head-Up-Display-Bild für einen Fahrer oder Passagier des Fahrzeugs anzuzeigen. Der HUD- Bereich H ist im Durchsichtbereich der Verbundscheibe 1 angeordnet, sodass ein auf den HUD-Bereich H projiziertes Bild für einen Betrachter so wahrgenommen werden kann, als wenn es hinter der Verbundscheibe 1 (also in der äußeren Umgebung 13) erscheinen würde.
Der HUD-Bereich H wird durch eine holographisch-aktive Zone 8 gebildet, die zwischen einer Substratfolie 15 und einer Deckfolie 16, beispielsweise aus Polycarbonat, eingebettet ist. Das die holographisch-aktive Zone 8 enthaltende holographische Aufzeichnungsmedium 17, sowie die Substratfolie 15 und Deckfolie 16 bilden gemeinsam eine erste Stapelfolge 6. Mithin implementiert die holographisch-aktive Zone 8 eine Spiegelfunktion für in einem bestimmten Winkel auftreffendes Licht eines engen Wellenlängenbereichs, entsprechend dem in der holographisch-aktiven Zone 8 aufgezeichneten Hologramm. Die holographisch-aktive Zone 8 ist beispielsweise geeignet ausgebildet, um auftreffendes Licht mit einer Beugungseffizienz im Bereich von 5 bis 20% zu beugen.
Auf einem Armaturenbrett 14 des Fahrzeugs ist ein Projektor 10 angeordnet, welcher ein virtuelles Bild in Form von sichtbarer Strahlung (Licht) 11 auf den HUD-Bereich H der Verbundscheibe 1 projiziert. Der Einstrahlwinkel a1 ist der Winkel, mit dem die Strahlung 11 des Projektors 10 auf die holographisch-aktive Zone 8 auftrifft (siehe Figur 3). Der vom Projektor 10 bestrahlte HUD-Bereich H ist durch einen gestrichelten Bereich mit Trapezform in der Verbundscheibe 1 von Figur 1 angedeutet. Die Strahlung 11 des Projektors 10 wird an der holographisch-aktiven Zone 8 gebeugt und die gebeugte Strahlung 1 T wird von einem Betrachter (beispielsweise der Fahrer des Fahrzeugs) visuell wahrgenommen. Der Beugungswinkel a2 ist vom Einstrahlwinkel a1 verschieden, kann jedoch auch gleich sein. Vorteilhaft sind der Beugungswinkel a2 und der Einstrahlwinkel a1 verschieden, wobei der Beugungswinkel a2 vorzugsweise so gewählt ist, dass in der Eye-Box des Betrachters keine Nebenbilder (Ghost-Bilder) sichtbar sind.
Der Projektor 10 bestrahlt den HUD-Bereich H der Verbundscheibe 1 , wodurch ein HUD-Bild (Head-Up-Display-Bild) für den Betrachter entsteht.
In einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Verbundscheibe 1 wird zunächst die erste Stapelfolge 6 aus der das holographische Aufzeichnungsmedium 17 aufweisenden Substratfolie 15 und der darüber liegenden Deckfolie 16 hergestellt. Im holographischen Aufzeichnungsmedium 17 ist durch holographische Belichtung die holographisch-aktive Zone 8 mit Spiegelfunktion für mindestens eine Wellenlänge und mindestens einen Einstrahlwinkel bereits erzeugt (Schritt a). Das holographische Aufzeichnungsmedium 17 befindet sich zwischen Substratfolie 15 und Deckfolie 16.
Anschließend werden die das holographische Aufzeichnungsmedium 17 aufweisende Substratfolie 15 und die Deckfolie 16 in einem die holographisch-aktive Zone 8 umlaufenden Bereich thermisch verschweißt, wodurch ein thermisch verschweißter Verbindungsbereich 9 erzeugt wird (Schritt b).
Figur 4A zeigt die erste Stapelfolge 6 mit holographischem Aufzeichnungsmedium zwischen Substratfolie 15 und Deckfolie 16 in einer Draufsicht. Figur 4B zeigt eine Querschnittansicht der ersten Stapelfolge 6 entsprechend der Schnittlinie B-B‘. In der Querschnittansicht von Figur 4B sind die Substratfolie 15 und die Deckfolie 16 gut erkennbar, welche im Verbindungsbereich 9 thermisch miteinander verschweißt sind. Das holographische Aufzeichnungsmedium 17 ist vollständig zwischen der Substratfolie 15 und der Deckfolie 16 eingebettet.
In der Draufsicht von Figur 4A ist erkennbar, dass der durch thermisches Verschweißen entstandene Verbindungsbereich 9 vollständig umlaufend und randständig ausgebildet ist. Das holographische Aufzeichnungsmedium 17 weist eine holographisch-aktive Zone 8 auf, hier mit beispielsweise rechteckiger Form, deren Fläche hier beispielsweise kleiner ist als die Fläche des holographischen Aufzeichnungsmediums 17. Durch die holographisch-aktive Zone 8 wird der HUD-Bereich H gebildet. Die Fläche, welche die holographisch-aktive Zone 8 einnimmt, ist kleiner als eine Fläche, welche das holographische Aufzeichnungsmedium 17 einnimmt. Obgleich nicht dargestellt, könnte die Fläche des holographischen Aufzeichnungsmedium 17 einen optisch transparenten Durchsichtbereich der Verbundscheibe 1 vollständig überdecken, sodass keine gegebenenfalls optisch störende Kante im Durchsichtbereich liegt. Das holographische Aufzeichnungsmedium 17 bedeckt die Substratfolie 15 bis auf eine umlaufende Randzone, welche hier dem thermisch verschweißten Verbindungsbereich 9 entspricht, vollständig.
Dann wird die Stapelfolge 6 mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich 9 von Substratfolie 15 und Deckfolie 16 auf ein vorbestimmtes Maß zugeschnitten (Schritt c).
Wie in Figur 6 erkennbar, werden die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 3, sowie zwei Verbindungsschichten 18, 18' aus einem thermoplastischen Kunststoff (in Folienform) bereitgestellt. Vorzugsweise wird die erste Stapelfolge 6 in den Ausschnitt 20 einer weiteren Verbindungsschicht 18" (in Folienform) eingesetzt, welche die erste Stapelfolge 6 in Art eines Passepartouts rahmenförmig umgibt. Mithin wird die erste Stapelfolge 6 in einen Ausschnitt 20 der weiteren Verbindungsschicht 18" eingesetzt (Schritt d). Die erste Stapelfolge 6 mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich 9 von Substratfolie 15 und Deckfolie 16, welche im Ausschnitt 20 einer weiteren Verbindungsschicht 18" angeordnet ist, wird zwischen der Außenscheibe 2 und der Innenscheibe 3 und zwischen die beiden Verbindungsschichten 18, 18' zur Ausbildung einer zweiten Stapelfolge 19 angeordnet (siehe Figur 6), wobei durch die holographisch-aktive Zone 8 des holographischen Aufzeichnungsmediums 17 der HUD-Bereich (H) gebildet wird (Schritt e).
Dann wird die zweite Stapelfolge 19 laminiert, wodurch die Verbundscheibe 1 hergestellt wird (Schritt f).
Durch das vorstehende Verfahren wird eine Verbundscheibe 1 für eine Projektionsanordnung 100 mit einem HUD-Bereich (H) hergestellt, welche eine Innenscheibe 3 und eine Außenscheibe 3, die durch eine Zwischenschicht 4, enthaltend drei Verbindungsschichten 18, 18', 18" aus einem thermoplastischen Kunststoff, fest miteinander verbunden sind. Die drei Verbindungsschichten 18, 18', 18" aus einem thermoplastischen Kunststoff werden vor dem Laminieren in Folienform bereitgestellt und verschmelzen durch das Laminieren miteinander, können jedoch auch nach dem Laminieren zumindest gedanklich individualisiert werden.
In die Zwischenschicht 4 und insbesondere in thermoplastischen Kunststoff eingebettet ist die erste Stapelfolge 6 aus Substratfolie 15 und Deckfolie 16 mit dem zwischenliegenden holographischen Aufzeichnungsmedium 17, in das die holographisch-aktive Zone 8 mit Spiegelfunktion für mindestens eine Wellenlänge und mindestens einen Einstrahlwinkel eingeschrieben ist. Substratfolie 15 und Deckfolie 16 sind im Verbindungsbereich 9 thermisch verschweißt, was an der fertigen Verbundscheibe 1 erkennbar ist.
Vorteilhaft ist die Dicke der Verbindungsschicht 18 aus einem thermoplastischen Kunststoff, die sich zwischen der ersten Stapelfolge 6 und der Innenscheibe 3 befindet, kleiner als die Dicke der weiteren Verbindungsschicht 18' aus einem thermoplastischen Kunststoff zwischen der ersten Stapelfolge 6 und der Außenscheibe 2. Beispielsweise liegt die Dicke der Verbindungsschicht 18 aus einem thermoplastischen Kunststoff, die sich zwischen der ersten Stapelfolge 6 und der Innenscheibe 3 befindet, in einem Wertebereich von 0,05 mm bis weniger als 0,38 mm, und die Dicke der Verbindungsschicht 18' aus einem thermoplastischen Kunststoff, die sich zwischen der ersten Stapelfolge 6 und der Außenscheibe 2 befindet, liegt in einem Wertebereich von 0,38 mm bis 1 mm. Die Verbundscheibe 1 kann weitere (nicht dargestellte) Schichten aufweisen, insbesondere eine akustisch-dampfende Schicht, eine IR-reflektierende und/oder IR-absorbierende Schicht, eine UV-reflektierende und/oder UV-absorbierende Schicht, - eine elektrisch heizbare Schicht.
Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Erfindung ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe bereitstellt, durch das eine optische Beeinträchtigung der Verbundscheibe in Bereich des holographischen Aufzeichnungsmediums, verursacht durch eine Delamination, vermieden werden kann. Die Verbundscheibe kann kosten- und zeiteffizient mit industriell eingesetzten Produktionsanlagen hergestellt werden, wobei sich die Herstellung der Verbundscheibe in gängigen Herstellungsverfahren auf einfache Weise implementieren lässt.
Bezuqszeichen
1 Verbundscheibe
2 Außenscheibe
3 Innenscheibe
4 Zwischenschicht
5 Maskierungsschicht
6 erste Stapelfolge
7 Randbereich der Verbundscheibe
8 holographisch-aktive Zone
9 Verbindungsbereich
10 Projektor
11 Strahlung des Projektors
11 ' gebeugte Strahlung
12 Innenraum
13 äußere Umgebung
14 Armaturenbrett
15 Substratfolie
16 Deckfolie
17 Aufzeichnungsmedium
18, 18', 18" Verbindungsschicht aus thermoplastischem Kunststoff
19 zweite Stapelfolge
20 Ausschnitt
100 Projektionsanordnung
H HUD-Bereich a1 Einstrahlwinkel a2 Beugungswinkel
I außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 2
II innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 2
III außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 3
IV innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 3
A-A‘ Schnittlinie
B-B' Schnittlinie

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1 ) für eine Projektionsanordnung (100) mit einem HUD-Bereich (H), umfassend die folgenden Schritte: a) Herstellen einer ersten Stapelfolge (6), enthaltend eine Substratfolie (15) aus einem Polymermaterial mit einem darauf aufgebrachten holographischen Aufzeichnungsmedium (17), wobei im holographischen Aufzeichnungsmedium (17) durch holographische Belichtung mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) mit Spiegelfunktion erzeugbar oder erzeugt ist, eine Deckfolie (16) aus einem Polymermaterial, die auf der Substratfolie (15) angeordnet ist, wobei das holographische Aufzeichnungsmedium (17) zwischen der Substratfolie (15) und der Deckfolie (16) angeordnet ist, b) thermisches Verschweißen von Substratfolie (15) und Deckfolie (16) der ersten Stapelfolge (6) in einem die mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) umlaufenden Bereich, wodurch ein thermisch verschweißter Verbindungsbereich (9) erzeugt wird, c) Zuschneiden der ersten Stapelfolge (6) mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich (9) auf ein vorbestimmtes Maß, d) Bereitstellen einer Außenscheibe (2) und einer Innenscheibe (3), sowie mindestens zweier Verbindungsschichten (18, 18') aus einem thermoplastischen Kunststoff, e) Anordnen der ersten Stapelfolge (6) mit thermisch verschweißtem Verbindungsbereich (9) zwischen der Außenscheibe (2) und der Innenscheibe (3) und zwischen den mindestens zwei Verbindungsschichten (18, 18') zur Ausbildung einer zweiten Stapelfolge (19), wobei durch die mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) der HUD-Bereich gebildet wird, f) Laminieren der zweiten Stapelfolge (19).
2. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 1 , bei welchem das Zuschneiden der ersten Stapelfolge (6) auf ein vorbestimmtes Maß und das thermische Verschweißen von Substratfolie (15) und Deckfolie (16) der ersten Stapelfolge (6) gleichzeitig erfolgen, insbesondere durch Einsetzen eines heißen Schneidwerkzeugs.
3. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 1 , bei welchem das Zuschneiden der ersten Stapelfolge (6) auf ein vorbestimmtes Maß zeitlich nach dem thermischen Verschweißen von Substratfolie (15) und Deckfolie (16) der ersten Stapelfolge (6) erfolgt, wobei das Zuschneiden der ersten Stapelfolge (6) innerhalb des Ver- bindungsbereichs (9) oder auf einer von der holographisch-aktiven Zone (8) abgewandten Seite des Verbindungsbereichs (9) erfolgt.
4. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 1 , bei welchem das Zuschneiden der ersten Stapelfolge (6) auf ein vorbestimmtes Maß zeitlich vor dem thermischen Verschweißen von Substratfolie (15) und Deckfolie (16) der ersten Stapelfolge (6) erfolgt.
5. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis
4, bei welchem eine weitere Verbindungsschicht (18") aus einem thermoplastischen Kunststoff mit einem innenliegenden Ausschnitt (20) bereitgestellt wird, wobei die erste Stapelfolge (6) bei der Ausbildung der zweiten Stapelfolge (19) innerhalb des Ausschnitts (20) der weiteren Verbindungsschicht (18") angeordnet wird.
6. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis
5, bei welchem eine geringste Dicke einer Verbindungsschicht (18) der mindestens zwei Verbindungsschichten (18, 18'), welche sich zwischen der ersten Stapelfolge (6) und der Innenscheibe (3) befindet, geringer ist als eine geringste Dicke einer weiteren Verbindungsschicht (18') der mindestens zwei Verbindungsschichten (18, 18'), die sich zwischen der ersten Stapelfolge (6) und der Außenscheibe (2) befindet.
7. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 6, bei welchem die Verbindungsschicht (18) zwischen der ersten Stapelfolge (6) und der Innenscheibe (3) eine geringste Dicke im Bereich von 0,05 mm bis weniger als 0,38 mm und die weitere Verbindungsschicht (18') zwischen der ersten Stapelfolge (6) und der Außenscheibe (2) eine geringste Dicke im Bereich von 0,38 mm bis 1 mm aufweist.
8. Verbundscheibe (1 ) für eine Projektionsanordnung (100) mit einem HUD-Bereich (H), hergestellt durch das Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche umfasst: eine Innenscheibe (3) und eine Außenscheibe (2), die durch eine Zwischenschicht (4), enthaltend mindestens zwei Verbindungsschichten (18, 18') aus einem thermoplastischen Kunststoff, fest miteinander verbunden sind, eingebettet in die Zwischenschicht (4) eine erste Stapelfolge (6), welche umfasst: eine Substratfolie (15) aus einem Polymermaterial mit einem darauf aufgebrachten holographischen Aufzeichnungsmedium (17), wobei im holographischen Aufzeichnungs- medium (17) durch holographische Belichtung mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) mit Spiegelfunktion erzeugbar oder erzeugt ist, wobei durch die mindestens eine holographisch-aktive Zone (8) der HUD-Bereich (H) gebildet wird, und eine Deckfolie (16) aus einem Polymermaterial, die auf der Substratfolie (15) angeordnet ist, wobei das holographische Aufzeichnungsmedium (17) zwischen der Substratfolie (15) und der Deckfolie (16) angeordnet ist, wobei die Substratfolie (15) und die Deckfolie (16) in einem die holographisch-aktive Zone (8) umlaufenden Verbindungsbereich (9) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
9. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 8, bei welcher eine Fläche, welche die holographisch-aktive Zone (8) einnimmt, kleiner ist als eine Fläche, welche das holographische Aufzeichnungsmedium (17) einnimmt.
10. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 8 oder 9, bei welcher das holographische Aufzeichnungsmedium (17) einen optisch transparenten Durchsichtbereich der Verbundscheibe (1 ) vollständig überdeckt.
1 1. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, bei welcher das holographische Aufzeichnungsmedium (17) die Substratfolie (15) bis auf einen umlaufenden Randbereich, der im umlaufenden Verbindungsbereich (9) thermisch verschweißt ist, vollständig bedeckt.
12. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 , bei welcher eine geringste Dicke einer Verbindungsschicht (18) der mindestens zwei Verbindungsschichten (18, 18'), welche sich zwischen der ersten Stapelfolge (6) und der Innenscheibe (3) befindet, geringer ist als eine Dicke einer weiteren Verbindungsschicht (18') der mindestens zwei Verbindungsschichten (18, 18'), welche sich zwischen der ersten Stapelfolge (6) und der Außenscheibe (2) befindet.
13. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei welcher die Substratfolie (15) und die Deckfolie (16) ein polymeres Material, gewählt aus Polyethylenterephthalat (PET), Polyethylen (PE), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyamid (PA), Polyvinylchlorid (PVC) und/oder Cellulosetriacetat (TAC), enthalten oder hieraus bestehen.
14. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, weiterhin umfassend eine oder mehrere der folgenden Schichten: eine akustisch-dämpfende Schicht, eine IR-reflektierende und/oder IR-absorbierende Schicht, - eine UV-reflektierende und/oder UV-absorbierende Schicht, eine elektrisch heizbare Schicht.
15. Verwendung der Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 8 bis 14 in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Dachscheibe.
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