WO2025214852A1 - Verbundscheibe für eine projektionsanordnung - Google Patents

Verbundscheibe für eine projektionsanordnung

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WO2025214852A1
WO2025214852A1 PCT/EP2025/059038 EP2025059038W WO2025214852A1 WO 2025214852 A1 WO2025214852 A1 WO 2025214852A1 EP 2025059038 W EP2025059038 W EP 2025059038W WO 2025214852 A1 WO2025214852 A1 WO 2025214852A1
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layer
composite
reflective layer
interior
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PCT/EP2025/059038
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English (en)
French (fr)
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Sebastian ARENDT
Jan Hagen
Yahya MOTEMANI SHARABIANI
Norbert Huhn
Andreas GOMER
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Saint Gobain Sekurit France SAS
Original Assignee
Saint Gobain Sekurit France SAS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
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Definitions

  • the invention relates to a composite pane, in particular for a projection arrangement, and its use in a vehicle.
  • HMIs Human Machine Interfaces
  • displays are essential and significant topics and functionalities in the automotive sector.
  • the size and number of displays and display systems, especially in the cockpit of motor vehicles, are constantly increasing.
  • the display and playback of navigation, safety, and telecommunications information, as well as additional infotainment, is now almost indispensable.
  • HUDs head-up displays
  • the functionality of a HUD is based on an imaging unit that uses an optical module and a projection surface to project an image that the driver perceives as a virtual image.
  • This image is reflected, for example, via the vehicle's windshield as a projection surface, important information can be presented to the user, significantly improving road safety.
  • the head-up displays described above suffer from the problem that the projector image is reflected off both surfaces of the windshield.
  • the driver not only perceives the desired main image, which is caused by the reflection on the interior surface of the windshield (primary reflection), but also perceives a slightly offset, usually less intense secondary image, which is caused by the reflection on the exterior surface of the windshield (secondary reflection).
  • the latter is commonly referred to as ghosting.
  • This problem is generally solved by arranging the reflective surfaces at a deliberately chosen angle to each other so that the main image and ghost image are superimposed, making the ghost image less noticeable.
  • the radiation from the head-up display projector is typically essentially s-polarized due to the better reflection characteristics of the windshield compared to p-polarization.
  • the driver wears polarization-selective sunglasses, which only transmit p-polarized light, they will barely be able to perceive the HUD image, or not at all.
  • One solution to this problem is the use of projection systems that utilize p-polarized light.
  • DE102014220189A1 discloses a head-up display projection arrangement that operates with p-polarized radiation to generate a head-up display image. Since the angle of incidence is typically close to the Brewster angle and p-polarized radiation is therefore only slightly reflected by the glass surfaces, the windshield has a reflective structure that can reflect p-polarized radiation toward the driver.
  • WO 2022/073894 A1 and WO 2022/073860 A1 demonstrate the use of a masking strip in the edge area of the windshield with a transparent element arranged in front of the masking strip, which reflects the image projected onto the element into the vehicle interior. Due to the opaque background, the image can be perceived with a higher contrast.
  • DE102009020824A1 discloses a windshield with a virtual image system.
  • the image display device projects toward a reflective area, which is either itself formed by an opaque reflective layer or is arranged against an opaque background.
  • the reflective layer is arranged on a surface of the inner windshield facing the vehicle interior. This allows the reflected image to be recognized with high contrast.
  • the reflective layer is not protected against external harmful influences.
  • Micro-defects and scratches are particularly disruptive on projection surfaces for optical display systems and projection setups. Reflective coatings made of aluminum, for example, are of particularly good optical quality but are also particularly susceptible to chemical changes, such as oxidative processes, and mechanical damage, such as scratches. These can occur, for example, due to abrasion during mechanical cleaning.
  • DLC diamond-like carbon
  • Diamond-like carbon consists of a mixture of sp3- and sp2-hybridized carbon and is characterized by an amorphous structure. Thin films of diamond-like carbon are generally well suited for improving the scratch resistance of a surface because they have a low coefficient of friction and sufficiently high hardness. They also exhibit good chemical resistance, especially to chemicals such as cleaning agents.
  • the washing processes described so far in the prior art for removing tempering protection layers to protect the DLC layer during heat treatment are complex and have various disadvantages. Firstly, the removal of the protective layer in this way can be unreliable and incomplete, particularly due to curved wafer geometries. The exposed substrate with the applied DLC layer must then be subjected to a drying step. Furthermore, the washing medium used is contaminated with the components of the washed-off Protective layers are contaminated accordingly and must be disposed of in a very complex and costly manner in accordance with environmental regulations.
  • cluster displays there is also a desire to replace the cluster displays in the vehicle interior in a space-saving manner.
  • the cluster displays provide the necessary, standard and regulatory required display of critical vehicle conditions, such as malfunctions, for example, of the engine or control system, or insufficient tire pressure, other warnings, or relevant safety information. If a single HUD-based display fails due to a malfunction, for example, a driver without the cluster displays in the cockpit would not be able to receive additional redundant information about the vehicle status or any malfunctions or safety-relevant warnings.
  • the object of the present invention is to provide an improved composite screen for a projection arrangement, particularly based on head-up display technology, which can replace cluster displays and avoid the described disadvantages. Furthermore, it is desirable to provide a durable, high-quality projection surface for such a projection arrangement that is cost-effective, simple, and environmentally friendly to manufacture.
  • a composite pane in particular for a projection arrangement in a vehicle, which comprises at least one outer pane, a thermoplastic intermediate layer, an inner pane and a reflective layer which is suitable for reflecting light, in particular p-polarized light, wherein the outer pane has an outer surface (I) and an interior surface (II) and the inner pane has one of the outer surfaces (III) and an interior surface (IV), and the reflective layer is arranged on the interior surface (IV) of the inner pane, wherein the reflective layer is arranged in at least a first partial area, namely a display area of the composite pane intended for a display in a projection arrangement, in which, in the viewing direction through the composite pane, starting from the interior surface (IV) of the inner pane, the reflective layer is formed spatially in front of an opaque background and at least on the reflective layer and furthermore, at least in regions, preferably on the entire area not covered by the reflective layer a transparent protective layer is arranged on the interior-side surface of the inner pane
  • the oxides and nitrides mentioned can be stoichiometric, substoichiometric, or superstoichiometric. They can also contain dopants, for example, aluminum, zirconium, titanium, or boron.
  • the protective layer can be applied to the reflective layer on the interior-side surface (IV) of the inner pane, for example, by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering ("sputtering"), and most preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering ("magnetron sputtering").
  • PVD physical vapor deposition
  • the protective layer can also be applied, for example, by chemical vapor deposition (CVD), for example, plasma-enhanced vapor deposition (PECVD), by vapor deposition, or by atomic layer deposition (ALD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-enhanced vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the transparent protective layer provided according to the invention forms the exposed surface facing an interior, preferably a vehicle interior.
  • the protective layer is formed at least in complete overlap with the reflective layer and seals it off from the external environment (interior) and atmosphere.
  • the protective layer is preferably arranged, at least in regions, on the entire interior-side surface of the inner pane not covered by the reflective layer.
  • the protective layer reliably protects the reflective layer from environmental influences, from chemical and mechanical stress and damage, for example from corrosion, and from scratches, without impairing the optical quality of the display.
  • the invention provides a composite pane with an improved projection surface for a HUD-based display with improved durability.
  • cluster displays can be replaced in a space-saving manner with the use of the composite pane according to the invention, thus further increasing the design freedom for vehicle interiors in the automotive sector.
  • the reflective layer provided according to the invention as a projection surface for a HUD display against the opaque background can provide the display of necessary and desirable safety-relevant information, signals, and warnings.
  • the opaque background can be provided, for example, by a black print commonly used on vehicle windows, therefore this Arrangement for a HUD-based display according to the invention, also referred to herein as a "blackprint display.” Additional advantages arise from the fact that a blackprint display according to the invention and an associated display system offer good optical quality, good display contrast even in sunlight, and improved chemical and mechanical resistance to environmental influences or mechanical cleaning, for example, by wiping. This makes it longer-lasting and can also be operated with significantly greater energy efficiency than conventional cluster displays.
  • the protective layer used according to the invention is additionally heat-resistant and can be applied before process steps involving heat treatment or exposure to heat, such as lamination and/or a bending process for glazing commonly used in the automotive sector. This is even possible without the need for an additional temporarily applied tempering or release protection layer, which would then have to be laboriously removed.
  • Complex process steps associated with protective and release layers, which prevent the protective layer from being destroyed or damaged during temperature treatment during tempering, bending, or tempering can advantageously be completely avoided. For example, further post-processing by a washing and/or cleaning step, as well as drying of the exposed, inventively coated composite pane substrate, is not required. Accordingly, no washing medium contaminated with the components of the washed-off protective and release layers is produced, which would require complex and costly disposal in accordance with environmental and regulatory requirements.
  • transparent means, for the parts of the composite pane, for example, the transparent protective layer, that the total visible light transmission of the composite pane preferably has a transmittance of more than 50%, and in particular more than 60%, preferably more than 70% (as defined in the European Union Directive ECE-R43).
  • opaque means, for example, for the opaque background, a light transmission of less than 10%, preferably less than 5%, and in particular 0%.
  • the transparent protective layer has a thickness in the range of 1 nm to 100 nm, preferably 5 nm to 50 nm, particularly preferably 10 nm to 40 nm. This is the total thickness of the protective layer.
  • the transparent protective layer is preferably a single layer based on silicon oxide (SiO x ), silicon nitride, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, or on silicon oxide or silicon nitride doped with Al, Ti, Zr, Hf, and/or B.
  • the protective layer it is also possible for the protective layer to be constructed in multiple layers, in which case the sum of the individual layer thicknesses results in the aforementioned thickness as the total thickness.
  • the reflective layer is arranged flatly on the interior-side surface (IV) of the inner pane, in other words on the surface of the inner pane facing the (vehicle) interior, at least in the surface area intended for a display (display area).
  • the reflective layer is arranged spatially in front of an opaque, essentially light-impermeable background, starting from the interior-facing surface of the inner pane.
  • the opaque background can be arranged, for example, on the exterior surface (I) or interior-facing surface (II) of the outer pane, the exterior surface (III) of the inner pane, or between the panes, within the thermoplastic intermediate layer.
  • at least one opaque background is arranged on the interior-facing surface (II) of the outer pane. It has been shown that the reflective layer, in overlap with the opaque background, enables good image representation with high contrast to the opaque background, so that it appears bright and is therefore also clearly recognizable.
  • viewed through the laminated pane means that the view through the laminated pane starts from the interior-side surface (IV) of the inner pane.
  • spatially in front means, for the reflective layer and, if applicable, for other layers or elements, that these are arranged spatially further away from the outside of the outer pane than at least the opaque Background.
  • the protective layer according to the invention is thus arranged spatially in front of the reflective layer.
  • the reflective layer essentially completely overlaps the opaque background when viewed through the composite pane.
  • the reflective layer when viewed through the composite pane, is spatially in front of the interior surface of the inner pane, thus overlapping the opaque background.
  • the combination of the reflective layer according to the invention with such an opaque background results in good visibility of an image display, even in external sunlight and when using low-intensity light sources. Even under these conditions, an image generated by a light source appears bright and is clearly recognizable.
  • this advantageously enables a reduction in the power of the light source and thus reduced energy consumption.
  • the energy consumption according to the invention can be reduced by approximately 80%.
  • the projection surface according to the invention can be designed larger with the same energy consumption.
  • the reflective layer is designed as a reflective coating, which preferably comprises at least one metal-based layer.
  • the reflective layer according to the invention also called a mirror layer, can preferably comprise at least one metal selected from the group consisting of aluminum, tin, titanium, zirconium, hafnium, vanadium, niobium, tantalum, chromium, manganese, iron, cobalt, rhodium, iridium, nickel, palladium, platinum, copper, silver, gold, or alloys thereof.
  • the reflective layer is preferably made of aluminum or a NiCr alloy.
  • the reflective layer is a coating containing a thin-film stack, i.e., a sequence of thin individual layers.
  • This thin-film stack can, for example, contain or consist of one or more layers of the aforementioned metals, for example, based on silver or aluminum.
  • the layer based on the metal for example, silver or aluminum, imparts the basic reflective mirror properties to the reflective coating.
  • the silver-based layer for example, preferably contains at least 90 wt.% silver, more preferably at least 99 wt.% silver, most preferably at least 99.9 wt.% silver.
  • the silver layer can contain dopants, for example, palladium, gold, copper. or aluminum.
  • Silver-based materials are particularly suitable for reflecting p-polarized light. The use of silver in reflective coatings has proven particularly advantageous for reflecting p-polarized light.
  • the reflective layer can, for example, have a total thickness of 2 nm to 100 nm, preferably 5 nm to 50 nm, and particularly preferably 8 nm to 25 nm. Total thickness means that the sequence of individual layers forming the reflective layer together has this thickness.
  • the individual layers are preferably applied to the interior-side surface (IV) of the inner pane by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering, and most preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (magnetron sputtering).
  • PVD physical vapor deposition
  • the coating can also be applied, for example, by chemical vapor deposition (CVD), such as plasma-enhanced vapor deposition (PECVD), by vapor deposition, or by atomic layer deposition (ALD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-enhanced vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • a layer for example the reflective layer or the transparent protective layer, is formed on the basis of a material
  • the reflective layer applied to the interior-side surface of the inner pane is, according to the invention, additionally provided with a transparent protective layer, preferably a single layer, based on silicon oxide (SiOx), silicon nitride, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, or doped silicon oxide or silicon nitride, which advantageously improves, in particular, scratch resistance, corrosion resistance, and thus its durability.
  • the protective layer is therefore applied at least to the entire surface of the reflective layer facing an interior space and completely seals it from the surrounding atmosphere.
  • the protective layer is, according to the invention, additionally applied at least in some areas, but preferably also to the entire surface not covered by the reflective layer. coated, interior-side surface (IV) of the inner pane. This can also be easily implemented in an industrial manufacturing process.
  • silicon oxide (SiOx), silicon nitride, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, or doped silicon oxide or silicon nitride are particularly well suited to improving the scratch resistance of the surface, as they exhibit a low coefficient of friction and high hardness. They are simple and cost-effective to produce, and little or no adjustments are necessary in the industrial manufacturing process of a composite pane. Additional steps for a tempering protection layer, as well as removal and cleaning steps, as required when using a conventional DLC layer, are advantageously not necessary. Complex and costly disposal of contaminated cleaning media is eliminated.
  • the protective layers according to the invention exhibit advantageous properties such as high chemical and mechanical resistance, for example, oxidation resistance and scratch resistance, while maintaining high transparency. Scratch resistance is measured, for example, using an Erichsen hardness or Erichsen scratch tester.
  • the reflective layer can also be formed as a reflectively coated film that reflects light, preferably p-polarized light.
  • the reflective layer therefore comprises a, possibly self-adhesive, carrier film with a reflective coating.
  • the reflective coating comprises, for example, at least one individual layer based on a metal.
  • the metal-based layer preferably contains aluminum or consists thereof.
  • the metal layer can have dopants, for example aluminum, zirconium, titanium or boron.
  • the reflective layer on the carrier film can also already be provided with the protective layer.
  • the carrier film can be made of polyethylene terephthalate (PET), for example with a thickness of 50 pm or 100 pm, but also in other suitable thicknesses. If the reflective layer is formed as a reflectively coated film, it preferably has a total thickness of 30 pm to 300 pm, particularly preferably from 50 pm to 200 pm and in particular from 70 pm to 150 pm.
  • the coating processes CVD or PVD for example, magnetic field-assisted cathode sputtering (“magnetron sputtering”), can also be used to produce the reflective layer, and optionally also the protective layer applied thereon.
  • a reflective film, optionally with an additional protective layer, has the further advantage that it can be easily replaced if necessary.
  • p-polarized light refers to light from the visible spectral range that consists predominantly of light with p-polarization.
  • P-polarized light preferably has a p-polarization component of >50%, preferably >70%, and particularly preferably >90%, and in particular approximately 100%.
  • the opaque background is an opaque masking strip which is arranged in regions on at least one of the outer surface (I) and/or the interior surface (II) of the outer pane and/or on the exterior surface (III) of the inner pane.
  • the masking strip can in principle be arranged on any of the aforementioned pane sides (surfaces).
  • the masking strip is preferably applied to the interior surface (II) of the outer pane or to the exterior surface (III) of the inner pane, where it is protected from external influences after conventional lamination.
  • the masking strip is preferably a coating consisting of one or more layers. Alternatively, it can also be an opaque element, such as a film, embedded in the laminated pane.
  • the masking strip consists of a single layer. This has the advantage of particularly simple and cost-effective production of the composite pane, since only a single layer needs to be formed for the masking strip.
  • This masking layer is particularly preferably applied to the interior surface of the outer pane.
  • the masking strip serves to mask an adhesive bead used to bond the windshield to a vehicle body. This means that it prevents the generally irregularly applied adhesive bead from being visible to the outside, thus creating a harmonious overall impression of the windshield.
  • the masking strip serves as UV protection for the adhesive material used. Continuous irradiation Exposure to UV light damages the adhesive material and would eventually loosen the bond between the windshield and the vehicle body.
  • the masking strip can also be used, for example, to cover busbars and/or connecting elements.
  • the masking strip is printed onto the outer or inner pane in a conventional manner, particularly using a screen printing process.
  • the printing ink is printed onto the glass pane through a fine-mesh fabric.
  • the printing ink is pressed through the fabric, for example using a rubber squeegee.
  • the fabric has areas that are permeable to the printing ink, alongside areas that are impermeable to the printing ink, thereby determining the geometric shape of the print.
  • the fabric thus acts as a stencil for the print.
  • the printing ink contains at least one pigment and glass frits suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols.
  • the pigment is typically a black pigment, for example carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the glass pane undergoes a thermal treatment, during which the liquid phase is expelled by evaporation and the glass frits are melted and permanently bonded to the glass surface.
  • the thermal treatment is typically carried out at temperatures in the range of 450°C to 700°C.
  • the pigment remains as a masking strip in the glass matrix formed by the molten glass frit.
  • the masking strip preferably has a thickness of 5 ⁇ m to 50 ⁇ m, particularly preferably 8 ⁇ m to 25 ⁇ m.
  • the masking strip is a colored or pigmented, preferably black-pigmented, thermoplastic composite film, which is preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethyl vinyl acetate (EVA) or polyethylene terephthalate (PET), preferably PVB.
  • the coloring or pigmentation of the composite film is freely selectable, but is preferably black.
  • the colored or pigmented composite film is preferably arranged between the outer pane and the inner pane.
  • the colored or pigmented thermoplastic composite film preferably has a thickness of 0.25 mm to 1 mm.
  • the colored or pigmented composite film preferably extends over a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the area of the composite pane.
  • a further transparent thermoplastic composite film is preferably arranged between the outer pane and the inner pane, which extends over at least 50%, preferably at least 70% of the surface area of the laminated pane.
  • the colored or pigmented laminated film is offset from the transparent thermoplastic laminated pane in the surface plane of the laminated pane, so that they do not overlap or cover each other.
  • the masking strip can also be provided by a partially pigmented or colored thermoplastic composite film.
  • the reflective layer is arranged spatially in front of the pigmented or colored area of the thermoplastic composite film.
  • the pigmentation or coloring of the composite film preferably extends over a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the surface of the composite pane.
  • the remaining part of the partially pigmented or colored thermoplastic composite film is transparent, i.e., without pigmentation or coloring.
  • the partially pigmented or colored thermoplastic composite film preferably extends over the entire surface of the composite pane. Designing the masking strip as a pigmented or colored thermoplastic composite film or as a partially pigmented or colored thermoplastic composite film simplifies the production of the composite pane and improves its stability. It is very advantageous if the outer pane or the inner pane do not have to be coated beforehand to create an opaque background. This increases the stability of the composite pane and further improves process efficiency.
  • the outer pane and inner pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • glass particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the inner pane is made of a highly transparent clear glass, such as diamond glass. This further improves the luminosity and clarity of an optical display according to the invention.
  • the outer pane and inner pane may optionally have further functional coatings suitable in connection with the invention and known per se, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic Coatings, electrically conductive coatings, or solar control coatings or low-E coatings.
  • further functional coatings suitable in connection with the invention and known per se, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic Coatings, electrically conductive coatings, or solar control coatings or low-E coatings.
  • the thickness of the individual panes can vary widely and be adapted to the requirements of the individual case. Standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm are preferred, and 1.0 mm to 2.5 mm are preferred. The size of the panes can vary widely and depends on the application.
  • the composite pane can have any three-dimensional shape.
  • the outer and inner panes have no shadow zones, allowing them to be coated, for example, by cathode sputtering.
  • the outer and inner panes are preferably flat or slightly or strongly curved in one or more directions of the room.
  • the outer pane and the inner pane are preferably transparent.
  • transparent means that the total transmittance of the laminated pane complies with the legal requirements, for example for windshields (for example the European Union directive ECE-R43) and preferably has a visible light transmittance of more than 50% and in particular more than 60%, for example more than 70%.
  • Transparent inner pane” and “transparent outer pane” therefore mean that the inner pane and the outer pane are so transparent that the view through a see-through area of the laminated pane meets the legal requirements for the desired use, for example for windshields.
  • opaque means a light transmittance of less than 10%, preferably less than 5% and in particular 0%.
  • transparent outer pane and transparent inner pane mean that visibility is possible through the inner pane and the outer pane.
  • the light transmittance of the transparent outer pane and the transparent inner pane is at least 55%, particularly preferably at least 60%, and especially at least 70%.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in Combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic intermediate layer can also contain, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene-tetrafluoroethylene, or a copolymer or mixture thereof.
  • the thermoplastic intermediate layer is preferably formed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably polyvinyl butyral (PVB) and conventional additives known to the person skilled in the art, such as plasticizers.
  • PVB polyvinyl butyral
  • PVB polyvinyl butyral
  • plasticizers conventional additives known to the person skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged flatly one above the other, with the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being between 0.25 mm and 1 mm, for example 0.38 mm, 0.76 mm, or 0.81 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustic damping properties, an infrared-reflecting intermediate layer, an infrared-absorbing intermediate layer, and/or a UV-absorbing intermediate layer.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a bandpass filter film that blocks narrow bands of visible light.
  • the reflective layer is designed as a semi-reflective layer. This means that when viewed from above, for example, from a vehicle interior, the reflective layer appears as a mirrored surface, but from the other direction, it is translucent and non-reflective or slightly reflective.
  • a functional layer element is arranged at least in one view-through area of the composite pane between the interior-side surface (II) of the outer pane and the exterior-side surface (III) of the inner pane.
  • the functional layer element extends at least into an area of the composite pane which, when viewed through, has no overlap with an opaque background and thus also has a functional area which has no overlap with the reflective layer, i.e. the display area, and these two functional elements
  • They do not negatively influence their function and can also be used in a complementary manner.
  • the functional layer element can also be incorporated into the composite pane either over the entire surface or in a localized manner.
  • the functional layer element can be, for example, a hologram, a p-pol coating, a reflective film, a HUD layer (i.e., a transparent reflective layer for a head-up display), or an active display.
  • a HUD layer preferably comprises at least one metal selected from the group consisting of aluminum, tin, titanium, copper, nickel, chromium, cobalt, iron, manganese, zirconium, cerium, yttrium, silver, gold, platinum and palladium, or mixtures thereof.
  • the HUD layer is a reflective coating comprising a thin-film stack, i.e., a sequence of thin individual layers.
  • This thin-film stack contains one or more electrically conductive layers based on silver.
  • the electrically conductive layer based on silver imparts the basic reflective properties to the reflective coating, as well as an IR-reflecting effect and electrical conductivity.
  • the electrically conductive layer is based on silver.
  • the conductive layer preferably contains at least 90 wt.% silver, more preferably at least 99 wt.% silver, most preferably at least 99.9 wt.% silver.
  • the silver layer can contain dopants, for example, palladium, gold, copper, or aluminum.
  • Silver-based materials are particularly suitable for reflecting p-polarized light. The use of silver has proven particularly advantageous for reflecting p-polarized light.
  • the coating has a thickness of 5 nm to 50 nm and preferably of 8 nm to 25 nm.
  • the HUD layer is formed as a coating, it is preferably applied to the inner or outer pane by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering, and most preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (magnetron sputtering).
  • PVD physical vapor deposition
  • the coating can also be applied, for example, by chemical vapor deposition (CVD), such as plasma-enhanced vapor deposition (PECVD), by vapor deposition, or by atomic layer deposition (ALD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-enhanced vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the HUD layer can also be formed as a reflective film that reflects p-polarized light.
  • the HUD layer can be a carrier film with a reflective coating. or a reflective polymer film.
  • the reflective coating preferably comprises at least one metal-based layer and/or a dielectric layer sequence with alternating refractive indices.
  • the metal-based layer preferably contains or consists of silver and/or aluminum.
  • the dielectric layers can be based, for example, on silicon nitride, zinc oxide, tin-zinc oxide, silicon-metal mixed nitrides such as silicon zirconium nitride, zirconium oxide, niobium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide, or silicon carbide.
  • the oxides and nitrides mentioned can be deposited stoichiometrically, substoichiometrically, or superstoichiometrically. They can contain dopants, for example, aluminum, zirconium, titanium, or boron.
  • the reflective polymer film preferably comprises or consists of dielectric polymer layers.
  • the dielectric polymer layers preferably contain PET. If the HUD layer is formed as a reflective film, it is preferably from 30 pm to 300 pm, particularly preferably from 50 pm to 200 pm and in particular from 100 pm to 150 pm thick.
  • the CVD or PVD coating processes can also be used for production.
  • the HUD layer is formed as a reflective film and arranged within the thermoplastic intermediate layer.
  • the advantage of this arrangement is that the HUD layer does not have to be applied to the outer or inner pane using thin-film technology (e.g., CVD and PVD). This results in uses of the HUD layer with additional advantageous functions, such as more homogeneous reflection of p-polarized light at the HUD layer.
  • the production of the composite pane can be simplified because the HUD layer does not have to be applied to the outer or inner pane using an additional process prior to lamination.
  • the invention further comprises a projection arrangement comprising a composite pane according to the invention as described above in various embodiments.
  • the projection arrangement further comprises a light source (image display device) associated with the reflective layer, which is directed onto the reflective layer and irradiates it with light, in particular p-polarized light, whereby the reflective layer reflects the light.
  • the reflective layer is protected from external influences, in particular from dirt and scratching, by a transparent protective layer applied thereto.
  • the transparent protective layer is, at least in some regions, preferably arranged on the entire interior-side surface (IV) of the inner pane not covered by the reflective layer.
  • the light source of the projection arrangement emits light, preferably p-polarized light, and is positioned adjacent to the interior surface of the inner pane such that the light source irradiates this surface, with the light being reflected by the reflective layer of the composite pane. If the projection arrangement according to the invention is operated with p-polarized light, a particular advantage is that it is also compatible with polarization-selective sunglasses.
  • the reflective layer preferably reflects more than 10%, preferably at least 30% or more, preferably 50% or more, and in particular 70% or more, of the light incident on the reflective layer, in particular p-polarized light, preferably in a wavelength range of 450 nm to 650 nm and at angles of incidence of 50 to 80°, for example, 55° to 75°. This is advantageous in order to achieve the greatest possible brightness of an image emitted by the light source and reflected by the reflective layer.
  • the light source is used to emit an image and is also referred to according to the invention as an image display device.
  • a projector, a display, or another device known to those skilled in the art can be used as the light source.
  • the light source is preferably a display, particularly preferably an LCD display, LED display, OLED display, or electroluminescent display, in particular an LCD display. Displays have a low installation height and can thus be easily and space-savingly integrated into the dashboard of a vehicle. Furthermore, displays are significantly more energy-efficient to operate than projectors. The comparatively lower brightness of displays is entirely sufficient in combination with the reflective layer according to the invention and the opaque cover layer behind it.
  • the radiation from the light source preferably strikes the composite pane at an angle of incidence of 55° to 80°, preferably of 62° to 77°, on the composite pane in the region of the reflective layer.
  • the angle of incidence is the angle between the incidence vector of the radiation from the image display device and the surface normal in the geometric center of the reflective layer.
  • the invention comprises a method for producing a composite pane and projection arrangement according to the invention.
  • the method comprises at least the following steps:
  • step e laminating the layer stack formed in step e) to form a composite disc
  • the coating steps b), c) and d) are carried out before the merging in step e) and the lamination step f).
  • the lamination of the layer stack takes place under the influence of heat, vacuum, and/or pressure, whereby the individual layers are bonded (laminated) to one another by at least one thermoplastic intermediate layer.
  • Known processes can be used to produce a composite pane. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an elevated pressure of approximately 10 bar to 15 bar and temperatures of 130°C to 145°C for approximately 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring processes operate, for example, at approximately 200 mbar and 130°C to 145°C.
  • the outer pane, the inner pane, and the thermoplastic intermediate layer 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 the production of composite panes and typically have at least one heating tunnel upstream 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 heated and evacuable chambers in which the outer pane and the inner pane can be laminated within, for example, about 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80°C to 170°C.
  • the inventive design of the protective layer requires no or only minimal adjustment during the actual lamination process to form the composite pane.
  • the formed transparent protective layer does not require an additional, temporarily applied protective or sacrificial layer, which would protect it from the effects of heat, pressure, and/or vacuum during the lamination process or a bending process common in the automotive sector, and which would then have to be removed again in a laborious additional step.
  • the production of a permanently optically and high-quality display surface (blackprint display) for a projection arrangement can therefore be achieved particularly easily and cost-effectively.
  • the invention extends to motor vehicles for land, air, or water traffic, in which the composite pane or projection arrangement according to the invention is used, for example, as a windshield, rear window, side windows, and/or glass roof, preferably as a windshield.
  • the composite pane is preferably used as a vehicle windshield.
  • Figure 1 is a cross-sectional view of an embodiment of the projection arrangement according to the invention.
  • Figure 2 is a plan view of the composite pane of Fig. 1
  • Figure 3 shows an enlarged cross-sectional view of an embodiment of the layer sequence according to the invention of the composite pane 1 in the region Z.
  • Figure 1 shows a cross-sectional view of an exemplary embodiment of the projection arrangement 100 according to the invention in a vehicle in a highly simplified, schematic representation.
  • a top view of the composite pane 1 of the projection arrangement 100 is shown in Figure 2.
  • the cross-sectional view of Figure 1 corresponds to the section line A-A of the composite pane 1, as indicated in Figure 2.
  • the composite pane 1 is designed as a composite pane and comprises an outer pane 2 and an inner pane 3 with a thermoplastic intermediate layer 4 arranged between the panes 2, 3.
  • the composite pane 1 is installed, for example, in a vehicle and separates a vehicle interior 12 from an external environment 13.
  • the composite pane 1 is the windshield of a motor vehicle.
  • the outer pane 2 and the inner pane 3 are each made of glass, preferably thermally toughened soda-lime glass, and are transparent to visible light (as defined, for example, in the European Union directive ECE-R43).
  • the thermoplastic intermediate layer 4 consists of a thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene-vinyl acetate (EVA), and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • An outer surface I of the outer pane 2 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is simultaneously the outer surface of the composite pane 1.
  • An interior surface II of the outer pane 2 and an outer surface III of the inner pane 3 each face the intermediate layer 4.
  • An interior surface IV of the inner pane 3 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is simultaneously the inner side of the composite pane 1.
  • the composite pane 1 can have any suitable geometric shape and/or curvature. As a composite pane 1 for a vehicle, for example, it typically has a convex curvature.
  • first masking strip 5 In an edge region 11 of the composite pane 1, on the interior-side surface II of the outer pane 2, there is a frame-shaped, circumferential first masking strip 5.
  • the first masking strip 5 is opaque and prevents the view from the outside of structures arranged on the inside of the composite pane 1, for example an adhesive bead for bonding the Composite pane 1 in a vehicle body.
  • the first masking strip 5 is preferably black.
  • the first masking strip 5 consists, for example, of an electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, such as a black-colored, baked screen printing ink.
  • a reflective layer 9 which is vapor-deposited, for example, using the PVD process.
  • the reflective layer 9 is, for example, a metal coating containing at least one thin-film stack with at least one silver layer and a dielectric layer.
  • the reflective layer 9 is in direct contact with the interior-side surface IV of the inner pane 3.
  • the reflective layer 9 is spatially arranged in front of an opaque background, here the masking strip 5, wherein the masking strip 5 completely covers the reflective layer 9, i.e., the reflective layer 9 has no section that does not overlap the masking strip 5.
  • the reflective layer 9 is arranged, for example, only in the lower section 1T (on the engine side in the installed position) of the edge region 11 of the composite pane 1. However, it would also be possible to arrange the reflective layer 9 in the upper (roof-side in the installed position) section 11" or in a lateral section of the edge region 11. Furthermore, several reflective layers 9 could be provided, which are arranged, for example, as partial sections in the lower (engine-side) section 1T and/or in the upper (roof-side) section 11" of the edge region 11. For example, the reflective layers 9 could also be arranged such that a (partially) circumferential image can be generated.
  • a transparent protective layer 7 is advantageously arranged on the surface of the reflective layer 9 facing the vehicle interior 12 and, in addition, at least in some areas, preferably as indicated in Figure 1 on the entire interior-side surface IV of the inner pane 3 not covered by the reflective layer 9.
  • the protective layer 7 thus forms, according to the invention, in particular in the area of the reflective layer 9, the outer surface directed towards the interior 12 and the surrounding atmosphere exposed surface of the composite pane 1.
  • the area covered with the protective layer 7, in particular the reflective layer 9, is hereby advantageously protected from external influences.
  • the protective layer 7 based on silicon oxide (SiO x ), silicon nitride, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, or based on silicon oxide or silicon nitride doped with Al, Ti, Zr, Hf, and/or B, is advantageously particularly robust and scratch-resistant.
  • the protective layer 7 is also stable under the influence of heat, pressure and/or vacuum.
  • the protective layer 7 can hereby be applied to the reflective layer 9 and the inner side IV of the inner pane 3 before lamination of the individual panes 2, 3 to form the composite pane 1, without the need for a further, temporarily applied protective layer or a sacrificial layer.
  • the production of the functionally coated composite pane 1 for a HUD-based display arrangement is therefore simple and cost-effective, and can be easily integrated into industrial series production.
  • the further surface IV of the composite pane 1, not covered by the reflective layer 9 and facing the interior space 12 is also provided with the protective layer 7 and thus sealed to the interior space 12.
  • This has the advantage that the protective properties associated with the protective layer 7 can also be provided over the entire surface. Furthermore, the production of such a full-surface seal to the interior space 12 is also simple, efficient, and cost-effective.
  • the laminated pane exhibits a transmission TL in the visible spectral range of at least 70% in the central field of view, even with the protective layer.
  • the visible spectral range is defined as the spectral range from 400 nm to 750 nm.
  • the transmission can be determined, for example, according to the DIN EN 410 standard.
  • the first masking strip 5 can also be widened in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11, i.e. the first masking strip 5 has a greater width in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11 than in the upper (roof-side) section 11" of the edge region 11 (as well as in the lateral sections of the edge region 11 not visible in Figure 1) of the composite pane 1.
  • This can advantageously also enlarge the intended display area or improve the contrast for the display by covering it.
  • “Width” is understood to mean the dimension of the first masking strip 5 perpendicular to its extension.
  • the projection arrangement 100 further comprises an image display device 8, arranged, for example, in the dashboard (not shown), as an image generator.
  • the image display device 8 serves to generate light, in particular p-polarized light 10 (image information), which is directed onto the reflective layer 9 and reflected by the reflective layer 9 as reflected light 10' into the vehicle interior 12, where it can be seen by a viewer, e.g., the driver.
  • the reflective layer 9 is suitably designed to reflect the light, preferably the p-polarized light 10 of the image display device 8, i.e., an image of the image display device 8.
  • the light 10 of the image display device 8 preferably strikes the composite pane 1 at an angle of incidence of 50° to 80°, in particular of 55° to 75°, for example of 60° to 70°, typically approximately 65°, as is common with HUD projection arrangements.
  • the image display device 8 in the A-pillar of a motor vehicle or on the roof (in each case on the vehicle interior side), provided the reflective layer 9 is positioned in a suitable manner for this purpose. If a plurality of reflective layers 9 are provided, a separate image display device 8 can be assigned to each reflective layer 9, i.e. a plurality of image display devices 8 can be arranged.
  • the image display device 8 is, for example, a display such as an LCD display, OLED display, EL display or pLED display. It would also be possible, for example, for the composite pane 1 to be a roof pane, side window or rear window of a vehicle.
  • the composite pane 1 prefferably functionally coated (5, 9, 7) single-pane safety glass, which can be coated accordingly and subsequently tempered in the usual way and subjected to a bending process.
  • a suitably functionally coated (5, 9, 7) single-pane safety glass which can be coated accordingly and subsequently tempered in the usual way and subjected to a bending process.
  • the reflection layer 9 is shown extending along the lower section of the edge region 11' of the composite pane 1.
  • FIG. 3 schematically shows a combination according to the invention with a further functional layer element, for example a HUD layer 15, i.e. a functional layer, for example a transparent reflective layer, which enables a HUD display.
  • a functional layer for example a transparent reflective layer
  • the reflective layer 9 provided on the interior-side surface IV of the inner pane 3, as well as the masking strip 5 applied in this area as an opaque background, are in this embodiment preferably only locally limited to the lower edge region 11 of the composite pane 1 and thus do not influence an HUD layer applied at least in the view-through region D of the composite pane 1. Because the reflective layer 9 is positioned on the interior-side surface IV of the composite pane 1, the HUD layer 15 independently of this, to one of the internal surfaces of the composite pane 1 and is there protected from environmental influences.
  • a transparent protective layer 7 for example a coating based on silicon oxide (SiO x ), silicon nitride, titanium oxide, zirconium oxide, hafnium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, aluminum oxide, aluminum nitride, or based on Al, Ti, Zr, Hf, and/or B-doped
  • Silicon oxide or silicon nitride is provided, which advantageously seals the reflective layer 9 and, preferably, also the entire interior-side surface IV of the inner pane 3 not covered by the reflective layer 9, is particularly scratch-resistant, and in particular also protects the reflective layer 9 from corrosion.
  • the composite pane 1 can thus be available for a longer service life for a high-quality display in a projection arrangement 100.
  • 10,10' light (preferably p-polarized light)

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe (1), insbesondere für eine Projektionsanordnung (100) in einem Fahrzeug, mindestens umfassend eine Außenscheibe (2), eine thermoplastische Zwischenschicht (4), eine Innenscheibe (3) und eine Reflexionsschicht (9), welche zum Reflektieren von Licht, insbesondere von p- polarisiertem Licht, geeignet ist, wobei die Außenscheibe (2) eine außenseitige Oberfläche (I) und eine innenraumseitige Oberfläche (II) und die Innenscheibe (3) eine außenseitige Oberfläche (III) und eine innenraumseitige Oberfläche (IV) aufweist und die Reflexionsschicht (9) auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet ist, wobei die Reflexionsschicht (9) in mindestens einem Anzeigebereich der Verbundscheibe (1) angeordnet ist, in dem in Durchsichtrichtung durch die Verbundscheibe (1), ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3), die Reflexionsschicht (9) räumlich vor einem opaken Hintergrund ausgebildet ist, und auf der Reflexionsschicht (9) und darüber hinaus, mindestens bereichsweise, bevorzugt auf der gesamten nicht von der Reflexionsschicht (9) belegten innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3), eine transparente Schutzschicht (7) angeordnet ist, die auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid oder auf Basis von mit AI, Ti, Zr, Hf, und/oder B dotiertem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbundscheibe (1) sowie deren Verwendung.

Description

Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, insbesondere für eine Projektionsanordnung, sowie deren Verwendung in einem Fahrzeug.
HMIs (Human Machine Interfaces) also Mensch-Maschine-Schnittstellen und Displays sind wesentliche und bedeutende Themen und Funktionalitäten im Automotive Bereich. Hierbei nimmt die Größe und die Anzahl von Displays und Anzeigesystemen, insbesondere im Cockpit von Kraftfahrzeugen, immer mehr zu. Beispielsweise ist die Anzeige und Wiedergabe von Navigations-, -Sicherheits- und Telekommunikationsinformationen, sowie zusätzlichem Infotainment heutzutage nahezu unerlässlicher Standard.
Zusätzlich zu den Cluster-Displays, die im Innenraum von Kraftfahrzeugen platziert werden, werden heutzutage häufig Head-Up-Displays (HUD) in Fahrzeugen und Flugzeugen eingesetzt. Die Funktionsweise eines HLIDs verläuft hierbei über die Verwendung einer bildgebenden Einheit, die mittels eines Optikmoduls und einer Projektionsfläche ein Bild projiziert, das vom Fahrer als virtuelles Bild wahrgenommen wird. Wenn dieses Bild beispielsweise über die Fahrzeug-Windschutzscheibe als Projektionsfläche reflektiert wird, können wichtige Informationen für den Nutzer dargestellt werden, die die Verkehrssicherheit wesentlich verbessern.
Bei den vorstehend beschriebenen Head-Up-Displays tritt das Problem auf, dass das Projektorbild an beiden Oberflächen der Windschutzscheibe reflektiert wird. Dadurch nimmt der Fahrer nicht nur das gewünschte Hauptbild wahr, welches durch die Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe hervorgerufen wird (Primärreflexion). Der Fahrer nimmt auch ein leicht versetztes, in der Regel intensitätsschwächeres Nebenbild wahr, welches durch die Reflexion an der außenseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe hervorgerufen wird (Sekundärreflexion). Letzteres wird gemeinhin auch als Geisterbild („Ghosting bzw. „Ghost Image“) bezeichnet. Dieses Problem wird gemeinhin dadurch gelöst, dass die reflektierenden Oberflächen mit einem bewusst gewählten Winkel zueinander angeordnet werden, so dass Hauptbild und Geisterbild überlagert werden, wodurch das Geisterbild nicht mehr störend auffällt.
Die Strahlung des Head-Up-Display-Projektors ist typischerweise im Wesentlichen s-polarisiert aufgrund der besseren Reflexionscharakteristik der Windschutzscheibe im Vergleich zur p- Polarisation. Trägt der Fahrer jedoch eine polarisationsselektive Sonnenbrille, welche lediglich p- polarisiertes Licht transmittiert, so kann er das HUD-Bild kaum oder gar nicht wahrnehmen. Es besteht daher Bedarf an HUD-Projektionsanordnungen, welche mit polarisationsselektiven Sonnenbrillen kompatibel sind. Eine Lösung des Problems in diesem Zusammenhang ist daher die Anwendung von Projektionsanordnungen, welche p-polarisiertes Licht einsetzen.
Die DE102014220189A1 offenbart eine Head-Up-Display-Projektionsanordnung, welche mit p- polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein Head-Up-Display-Bild zu erzeugen. Da der Einstrahlwinkel typischerweise nahe dem Brewsterwinkel liegt und p-polarisierte Strahlung daher nur in geringem Maße von den Glasoberflächen reflektiert wird, weist die Windschutzscheibe eine reflektierende Struktur auf, die p-polarisierte Strahlung in Richtung des Fahrers reflektieren kann. Als reflektierende Struktur wird eine einzelne metallische Schicht vorgeschlagen mit einer Dicke von 5 nm bis 9 nm, beispielsweise aus Silber oder Aluminium, die auf der dem Innenraum des PKWs abgewandten Außenseite der Innenscheibe aufgebracht ist.
Bei der Auslegung eines Displays, das auf der Head-Up-Display-Technologie basiert, muss weiterhin dafür Sorge getragen werden, dass der Projektor eine entsprechend große Leistung hat, so dass das projizierte Bild, insbesondere bei Einfall von Sonnenlicht, eine ausreichende Helligkeit aufweist und vom Betrachter gut erkennbar ist. Dies erfordert eine gewisse Größe des Projektors und geht, insbesondere bei der geringen Reflektivität gewöhnlicher Verbundscheiben, mit einem entsprechenden Stromverbrauch einher.
Die WO 2022/073894 A1 und WO 2022/073860 A1 zeigen den Einsatz eines Maskierungsstreifens im Randbereich der Windschutzscheibe mit einem vor dem Maskierungsstreifen angeordneten transparenten Element, welches das auf das Element projizierte Bild in den Fahrzeuginnenraum reflektiert. Aufgrund des lichtundurchlässigen Hintergrundes kann das Bild mit einem höheren Kontrast wahrgenommen werden.
In der DE102009020824A1 ist eine Windschutzscheibe mit einem virtuellen Bildsystem offenbart. Die Bildanzeigevorrichtung (Projektor) ist hierbei auf einen reflektierenden Bereich gerichtet, welche entweder selbst durch eine lichtundurchlässige, reflektierende Schicht ausgebildet ist oder vor einem lichtundurchlässigen Hintergrund angeordnet ist. Die reflektierende Schicht ist auf einer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Fläche der Innenscheibe angeordnet. Hierdurch wird das reflektierte Bild mit einem hohen Kontrast erkennbar. Allerdings ist die reflektierende Schicht vor äußeren schädlichen Einflüssen nicht geschützt. Mikrodefekte und Kratzer sind auf den Projektionsflächen für optische Anzeigesysteme und Projektionsanordnungen besonders störend. Reflexionsschichten aus Aluminium sind zum Beispiel von besonders guter optischer Qualität aber dabei auch besonders anfällig für chemische Veränderungen, wie zum Beispiel oxidative Prozesse und mechanische Beschädigungen, wie Verkratzungen. Diese entstehen beispielsweise durch Abrieb bei einer mechanischen Reinigung.
Abhilfe schafft hier beispielsweise eine vollflächige Beschichtung der Oberfläche der Verglasung mit einer Schicht aus diamantähnlichem Kohlenstoff, („Diamond-Iike Carbon“, DLC), wie es in der US2003190476A1 offenbart ist. Durch diese Schicht kann die Kratzbeständigkeit der Glasoberfläche deutlich verbessert werden kann.
Diamantähnlicher Kohlenstoff („Diamond-Like Carbon“ DLC) besteht aus einer Mischung von sp3- und sp2-hybridisiertem Kohlenstoff und ist gekennzeichnet durch eine amorphe Struktur. Dünnschichten aus diamantähnlichem Kohlenstoff eignen sich grundsätzlich gut zur Verbesserung der Kratzfestigkeit einer Oberfläche, da sie einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine ausreichend hohe Härte aufweisen. Außerdem weisen sie eine gute chemische Beständigkeit, insbesondere gegenüber Chemikalien wie z.B. Reinigungsmitteln auf.
Ein Problem bei DLC-Schichten ist aber ihre Temperaturempfindlichkeit. Bei hohen Temperaturen graphitiert der diamantähnliche Kohlenstoff (d.h. es findet eine Verschiebung von sp3- zu sp2-Koordination der Kohlenstoffatome statt) und verbrennt bei Temperaturen von > 400 °C zu CO2. Da Glasbiegeprozesse und Glashärtungsprozesse (Tempern) aber Temperaturen bis zu 700 °C erfordern, verbrennen reine DLC-Schichten auf Glas und verschwinden, wenn sie nicht vor Oxidation geschützt sind. Zur Vermeidung der Oxidation sind aufwendige Techniken mit Schutz- und Ablöseschichten notwendig, die verhindern, dass DLC- Schichten während einer Temperaturbehandlung beim Biegen oder Tempern abbrennen. Derartige Ansätze sind in WO 2004/071981 , US 7060322 B2, US 8443627 oder US 8580336 B2 beschrieben.
Die bisher im Stand der Technik beschriebenen Waschprozesse zur Entfernung von Temperschutzschichten zum Schutz der DLC-Schicht während einer Wärmebehandlung sind aufwendig und haben verschiedene Nachteile. Zum einen kann die Entfernung der Schutzschicht auf diese Weise unzuverlässig und unvollständig verlaufen, insbesondere aufgrund gekrümmter Scheibengeometrien. Das freigelegte Substrat mit der aufgebrachten DLC-Schicht muss nachfolgend einem Trocknungsschritt unterzogen werden. Des Weiteren wird das verwendete Waschmedium mit den Bestandteilen der abgewaschenen Schutzschichten entsprechend kontaminiert und muss sehr aufwendig und kostspielig einer umweit- und auflagengerechten Entsorgung zugeführt werden.
Weiterhin besteht der Wunsch die Cluster-Displays im Fahrzeuginneren platzsparend zu ersetzen. Bisher ist dies noch nicht möglich, da die Cluster-Displays die notwendige, sowie standard- und vorschriftsmäßig erforderliche Anzeige kritischer Fahrzeugzustände übernehmen, wie die Anzeige von Fehlfunktionen, beispielsweise des Motors, der Steuerung, oder einen unzureichenden Reifendruck, andere Warnhinweise oder relevante Sicherheitsinformationen. Fällt ein Einzel- Display auf HUD-Basis beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion aus, so würde ein Fahrer ohne die Cluster-Displays im Cockpit somit keine zusätzlichen Redundanz- Informationen zum Fahrzeugzustand oder etwaigen Fehlfunktionen oder sicherheitsrelevante Warnhinweise erhalten können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung, insbesondere basierend auf der Head-up-Display-Technologie, bereitzustellen, mit der die Cluster-Displays ersetzt und die beschriebenen Nachteile vermieden werden können. Darüber hinaus ist es wünschenswert eine langlebig, qualitativ hochwertige Projektionsfläche für eine solche Projektionsanordnung bereitzustellen, die kostengünstig, einfach und umweltschonend herzustellen ist.
Diese und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 , und ein Verfahren gemäß Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Erfindungsgemäß wird eine Verbundscheibe, insbesondere für eine Projektionsanordnung in einem Fahrzeug, bereitgestellt, die mindestens eine Außenscheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht, eine Innenscheibe und eine Reflexionsschicht, welche zum Reflektieren von Licht, insbesondere von p-polarisiertem Licht, geeignet ist, umfasst, wobei die Außenscheibe eine außenseitige Oberfläche (I) und eine innenraumseitige Oberfläche (II) und die Innenscheibe eine der außenseitige Oberfläche (III) und eine innenraumseitige Oberfläche (IV) aufweist und die Reflexionsschicht, auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe angeordnet ist, wobei die Reflexionsschicht, in mindestens einem ersten Teilbereich, nämlich einem für eine Anzeige in einer Projektionsanordnung vorgesehenen Anzeigebereich der Verbundscheibe angeordnet ist, in dem in Durchsichtrichtung durch die Verbundscheibe, ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe, die Reflexionsschicht räumlich vor einem opaken Hintergrund ausgebildet ist und mindestens auf der Reflexionsschicht und darüber hinaus, mindestens bereichsweise, bevorzugt auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht belegten, innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe eine transparente Schutzschicht angeordnet ist, die auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, oder auf Basis von mit AI, Ti, Zr, Hf, und/oder B dotiertem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, ausgebildet ist.
Die genannten Oxide und Nitride können dabei stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch ausgebildet sein. Sie können ebenfalls Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. Die Schutzschicht kann beispielsweise durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) auf die Reflexionsschicht auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe aufgebracht werden. Grundsätzlich kann die Schutzschicht aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden.
Die gemäß der Erfindung vorgesehene transparente Schutzschicht bildet die zu einem Innenraum, bevorzugt zu einem Fahrzeuginnenraum, gerichtete exponierte Oberfläche. Die Schutzschicht ist mit anderen Worten dabei mindestens in vollständiger Überlappung mit der Reflexionsschicht ausgebildet und versiegelt diese zur äußeren Umgebung (Innenraum) und Atmosphäre. Darüber hinaus ist die Schutzschicht, mindestens bereichsweise, bevorzugt auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht belegten, innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet. Durch die Schutzschicht wird die Reflexionsschicht sicher vor Umwelteinflüssen, vor chemischen und mechanischen Belastungen und Beschädigungen, beispielsweise vor Korrosion, und vor Kratzern geschützt, ohne dass die optische Qualität der Anzeige beeinträchtigt wird. Mit anderen Worten wird erfindungsgemäß eine Verbundscheibe mit einer verbesserten Projektionsfläche für ein HUD-basiertes Display mit einer verbesserten Haltbarkeit bereitgestellt.
Vorteilhafterweise können Cluster-Displays platzsparend mit dem Einsatz der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ersetzt werden und erhöht damit im Automobilbereich zusätzlich die Designfreiheit für einen Fahrzeuginnenraum. Die erfindungsgemäß vorgesehene Reflexionsschicht als Projektionsfläche für eine HUD-Anzeige vor dem opaken Hintergrund, kann die Anzeige von erforderlichen und wünschenswerten sicherheitsrelevanten Informationen, Signalen und Warnhinweisen bereitstellen. Der opake Hintergrund kann beispielsweise durch einen bei Fahrzeugscheiben üblichen Schwarzdruck bereitgestellt werden, daher wird diese Anordnung für eine erfindungsgemäße HUD-basierte Anzeige hierin auch „Blackprint Display“ genannt. Zusätzliche Vorteile ergeben sich daraus, dass ein erfindungsgemäßes Blackprint Display und ein damit verbundenes Anzeigesystem eine gute optische Qualität, auch bei Sonneneinstrahlung einen guten Kontrast in der Anzeige sowie eine verbesserte chemische und mechanische Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen oder durch mechanische Reinigung, beispielsweise durch Wischen, und damit eine längere Haltbarkeit aufweist und zudem deutlich energiesparender betrieben werden kann als übliche Cluster-Displays.
Gegenüber einer DLC-basierten Schutzschicht ist weiterhin besonders vorteilhaft, dass die erfindungsgemäße eingesetzte Schutzschicht zusätzlich hitzebeständig ist und vor Prozessschritten mit einer Wäremebehandlung oder Hitzeeinwirkung, wie einer Laminierung und/oder einem im Fahrzeugbereich üblichen Biegeprozess für Verglasungen aufgebracht werden kann. Dies ist sogar möglich, ohne dass es einer weiteren temporär aufgebrachten Temper- oder Ablöseschutzschicht bedarf, die dann wieder aufwendig entfernt werden müssten. Aufwendige Prozessschritte im Zusammenhang mit Schutz- und Ablöseschichten, die verhindern, dass die Schutzschicht während einer Temperaturbehandlung beim Vorspannen, Biegen oder Tempern vernichtet oder beschädigt wird, können vorteilhafterweise vollständig vermieden werden. Beispielsweise ist eine weitere Nachbearbeitung durch einen Wasch- und/oder Reinigungsschritt, sowie eine Trocknung des wieder freigelegten, erfindungsgemäß beschichteten Verbundscheibensubstrats nicht erforderlich. Entsprechend fällt auch kein mit den Bestandteilen der abgewaschenen Schutz- und Ablöseschichten kontaminiertes Waschmedium an, welches aufwendig und kostspielig einer umweit- und auflagengerechten Entsorgung zugeführt werden müsste.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „transparent“, für die Teile der Verbundscheibe, beispielsweise für die transparente Schutzschicht, dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 50% und insbesondere von mehr als 60%, bevorzugt mehr als 70%, (wie definiert in den Richtlinien der europäischen Union ECE-R43) aufweist. Entsprechend bedeutet „opak“ , beispielsweise für den opaken Hintergrund, eine Lichttransmission von weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 % und insbesondere 0%.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die transparente Schutzschicht eine Dicke im Bereich von 1 nm bis 100 nm aufweist, bevorzugt 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt 10 nm bis 40 nm. Hierbei handelt es sich um die Gesamtdicke der Schutzschicht. Die transparente Schutzschicht ist bevorzugt ein Einzelschicht, die auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, oder auf Basis von mit AI, Ti, Zr, Hf, und/oder B dotiertem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, ausgebildet ist. Es ist jedoch auch möglich, dass die Schutzschicht mehrlagig aufgebaut ist, wobei dann die Summe der einzelnen Lagendicken, die vorstehend genannte Dicke als Gesamtdicke ergibt.
Die Reflexionsschicht ist erfindungsgemäß auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe flächig angeordnet, also mit anderen Worten auf der dem (Fahrzeug-) Innenraum zugewandten Fläche der Innenscheibe und zwar mindestens in dem für eine Anzeige vorgesehenen Flächenbereich (Anzeigebereich). Dies hat den Vorteil, dass bei der Erzeugung eines Bilds vorteilhafterweise eine Sekundärreflexion, beispielsweise an der Außenscheibe, weitestgehend unterbleibt und die Entstehung von Geisterbildern vermieden werden kann. Weiterhin kann bei dieser Anordnung die Position der Reflexionsschicht freier gewählt werden als bei einer Anordnung zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe, da die Reflexionsschicht nicht von anderen opaken Schichten oder Elementen, beispielsweise einem Maskierungsstreifen, verdeckt werden kann.
Die Reflexionsschicht ist ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe räumlich vor einem opaken, im Wesentlichen lichtundurchlässigen, Hintergrund angeordnet. Der opake Hintergrund kann in diesem Zusammenhang beispielsweise auf der außenseitigen Oberfläche (I) oder innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe, der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe oder zwischen den Scheiben, innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet sein. Bevorzugt ist aber mindestens ein opaker Hintergrund auf der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe angeordnet. Es hat sich gezeigt, dass die Reflexionsschicht, in Überlappung mit dem opaken Hintergrund eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zum opaken Hintergrund ermöglicht, so dass es hell erscheint und damit auch ausgezeichnet erkennbar ist.
Der Ausdruck „in Durchsicht durch die Verbundscheibe“ bedeutet, dass durch die Verbundscheibe geblickt wird, ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „räumlich vor“, für die Reflexionsschicht und ggf. für andere Schichten oder Elemente, dass diese räumlich weiter entfernt von der Außenseite der Außenscheibe angeordnet sind, als zumindest der opake Hintergrund. Die erfindungsgemäße Schutzschicht ist somit räumlich vor der Reflexionsschicht angeordnet.
Die Reflexionsschicht ist in Durchsicht durch die Verbundscheibe im Wesentlichen in vollständiger Überlappung mit dem opaken Hintergrund. Anders ausgedrückt befindet sich die Reflexionsschicht, in Durchsicht durch die Verbundscheibe, beginnend mit der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe räumlich vor, somit in Überlappung mit dem opaken Hintergrund. Die Kombination der erfindungsgemäßen Reflexionsschicht mit einem solchen opaken Hintergrund bewirkt eine gute Sichtbarkeit einer Bildanzeige, auch bei äußerer Sonneneinstrahlung und bei Verwendung von lichtschwachen Lichtquellen. Auch unter diesen Umständen erscheint ein von einer Lichtquelle erzeugtes Bild hell und ist ausgezeichnet erkennbar. Beim Einsatz einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe in einer Projektionsanordnung ermöglicht dies vorteilhaft eine Reduktion der Leistung der Lichtquelle und somit einen verminderten Energieverbrauch. Im Vergleich zu einem in der Größe gleich ausgelegten HUD-Display kann der Energieverbrauch erfindungsgemäß um ungefähr 80% gesenkt werden. Andererseits kann im Vergleich zu üblichen HUD-Displays die Projektionsfläche erfindungsgemäß bei gleichem Energiebedarf größer ausgelegt sein.
In einer Ausführungsform ist die Reflexionsschicht als reflektierende Beschichtung ausgestaltet, die bevorzugt mindestens eine Schicht auf Basis eines Metalls umfasst. Die erfindungsgemäße Reflexionsschicht, auch Spiegelschicht genannt, kann vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Zinn, Titan, Zirkonium, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Mangan, Eisen, Cobalt, Rhodium, Iridium, Nickel, Palladium, Platin, Kupfer, Silber, Gold oder Mischungslegierungen davon umfassen. Bevorzugt ist die Reflexionsschicht aus Aluminium oder einer NiCr-Mischlegierung ausgebildet.
In einer Ausführungsform der Erfindung ist die Reflexionsschicht eine Beschichtung enthaltend einen Dünnschichtstapel, also eine Schichtenfolge dünner Einzelschichten. Dieser Dünnschichtstapel kann beispielsweise eine oder mehrere Schichten der vorstehend genannten Metalle, beispielsweise auf Basis von Silber oder Aluminium enthalten oder daraus bestehen. Die Schicht auf Basis des Metalls, beispielsweise von Silber oder Aluminium verleiht der Reflexionsbeschichtung die grundlegenden reflektierenden Spiegel-Eigenschaften. Die Schicht auf Basis von Silber enthält zum Beispiel bevorzugt mindestens 90 Gew. % Silber, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew. % Silber, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % Silber. Die Silberschicht kann Dotierungen aufweisen, beispielsweise Palladium, Gold, Kupfer oder Aluminium. Materialen auf der Basis von Silber sind besonders geeignet, um p-polarisiertes Licht zu reflektieren. Die Verwendung von Silber in Reflexionsschichten hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von p-polarisiertem Licht erwiesen.
Die Reflexionsschicht kann beispielsweise eine Gesamtdicke von 2 nm bis 100 nm, bevorzugt von 5 nm bis 50 nm und besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm aufweisen. Gesamtdicke bedeutet, dass die Schichtenfolge aus Einzelschichten insgesamt, die die Reflexionsschicht jeweils ausbildet, zusammengenommen diese Dicke aufweist.
Ist die Reflexionsschicht als eine Beschichtung ausgebildet, werden die Einzelschichten bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) auf die innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe aufgebracht. Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden.
Ist eine Schicht, beispielswiese die Reflexionsschicht oder die transparente Schutzschicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die Schicht mehrheitlich aus diesem Material besteht, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material, bevorzugt zu mehr als 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mehr als 98 Gew.-%, neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.
Die Reflexionsschicht, die auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht ist, ist erfindungsgemäß zusätzlich mit einer transparenten Schutzschicht, bevorzugt einer Einzelschicht, auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, oder dotiertem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, versehen, die vorteilhafterweise insbesondere die Kratzfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und damit deren Haltbarkeit verbessert. Die Schutzschicht wird also mindestens auf der gesamten zu einem Innenraum gerichteten Oberfläche der Reflexionsschicht aufgebracht und versiegelt diese vollständig zur umgebenden Atmosphäre. Auch die Verbesserung, insbesondere der Kratzfestigkeit der weiteren Scheibenoberfläche ist wünschenswert, so dass die Schutzschicht erfindungsgemäß zusätzlich mindestens bereichsweise, bevorzugt jedoch auch auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht belegten, innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe aufgebracht ist. Dies ist auch in einem industriellen Fertigungsprozess gut umzusetzen.
Es hat sich überraschend gezeigt, dass sich Einzelschichten auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, oder dotiertem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid besonders gut zur Verbesserung der Kratzfestigkeit der Oberfläche eignen, da sie einen niedrigen Reibungskoeffizienten und eine hohe Härte aufweisen. Sie sind dabei einfach und kostengünstig herzustellen und es sind keine oder nur geringfügige Anpassungen im industriellen Fertigungsprozess einer Verbundscheibe notwendig. Zusätzliche Schritte durch eine Temperschutzschicht sowie Ablöse- und Reinigungsschritte, wie bei einem Einsatz einer üblichen DLC-Schicht, sind vorteilhafterweise nicht notwendig. Eine aufwendige und kostenintensive Entsorgung von kontaminierten Reinigungsmedien fällt nicht an. Die Schutzschichten gemäß der Erfindung weisen vorteilhafte Eigenschaften wie eine hohe chemische und mechanische Beständigkeit, beispielsweise Oxidationsbeständigkeit und Kratzfestigkeit, bei gleichzeitiger hoher Transparenz auf. Die Kratzfestigkeit wird beispielsweise mit einem Erichsen-Hardness- oder Erichsen-Scratch-Tester gemessen.
Die Reflexionsschicht kann in einer Ausführungsform auch als eine reflektierend beschichtete Folie ausgebildet sein, die Licht, bevorzugt p-polarisiertes Licht, reflektiert. Die Reflexionsschicht umfasst also eine, gegebenenfalls selbstklebende, Trägerfolie mit einer reflektierenden Beschichtung. Die reflektierende Beschichtung umfasst beispielsweise mindestens eine Einzelschicht auf Basis eines Metalls. Die Schicht auf Basis eines Metalls enthält bevorzugt Aluminium, oder besteht daraus. Die Metallschicht kann Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. Zusätzlich kann die Reflexionsschicht auf der Trägerfolie auch bereits mit der Schutzschicht versehen werden. Die Trägerfolie kann beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET), beispielsweise mit einer Dicke von 50 pm oder 100 pm, aber auch in anderen geeigneten Dicken ausgebildet sein. Ist die Reflexionsschicht als eine reflektierend beschichtete Folie ausgebildet, weist sie bevorzugt eine Gesamtdicke von 30 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt von 50 pm bis 200 pm und insbesondere von 70 pm bis 150 pm auf.
Handelt es sich um eine beschichtete, reflektierende Folie können zur Herstellung der Reflexionsschicht, optional auch zusätzlich der darauf angeordneten Schutzschicht, ebenfalls die Beschichtungsverfahren CVD oder PVD, beispielsweise eine magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) angewendet werden. Die Ausgestaltung mittels einer reflektierenden Folie, optional zusätzlich mit einer ausgebildeten Schutzschicht hat weiterhin den Vorteil, dass diese bei Bedarf gegebenenfalls einfach erneuert werden können.
Mit dem Begriff p-polarisiertes Licht ist Licht aus dem sichtbaren Spektral be re ich gemeint, dass mehrheitlich aus Licht besteht, welches eine p-Polarisation aufweist. Das p-polarisierte Licht hat vorzugsweise einen Lichtanteil mit p-Polarisation von > 50 %, bevorzugt von > 70 % und besonders bevorzugt von > 90 % und insbesondere von etwa 100%.
Der opake Hintergrund ist in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ein opaker Maskierungsstreifen, welcher bereichsweise mindestens auf einer der außenseitigen Oberfläche (I) und/ oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe und/oder auf der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe angeordnet ist. Der Maskierungsstreifen kann grundsätzlich auf jeder der genannten Scheibenseiten (Oberflächen) angeordnet sein. Bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist der Maskierungsstreifen bevorzugt auf der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe oder auf der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe aufgebracht, wo er nach einer üblichen Laminierung vor äußeren Einflüssen geschützt ist.
Der Maskierungsstreifen ist bevorzugt eine Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten. Alternativ kann er aber auch ein in die Verbundscheibe eingelegtes, opakes Element sein, beispielsweise eine Folie.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verbundscheibe besteht der Maskierungsstreifen aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Verbundscheibe, da nur eine einzige Schicht für den Maskierungsstreifen ausgebildet werden muss. Besonders bevorzugt wird diese Maskierungsschicht auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe aufgebracht.
Er kann zusätzlich zu der im Sinne der Erfindung beschriebenen Wirkweise als Maskierung von im verbauten Zustand ansonsten durch die Scheibe erkennbaren Strukturen dienen. Insbesondere bei einer Windschutzscheibe dient der Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie. Das bedeutet, er verhindert die Sicht auf die in aller Regel unregelmäßig aufgetragene Kleberaupe nach außen, so dass ein harmonischer Gesamteindruck der Windschutzscheibe entsteht. Andererseits dient der Maskierungsstreifen als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial. Dauernde Bestrahlung mit UV-Licht schadet dem Klebematerial und würde die Verbindung der Scheibe mit der Fahrzeugkarossiere im Laufe der Zeit lösen. Bei Scheiben mit einer elektrisch steuerbaren Funktionsschicht kann der Maskierungsstreifen beispielsweise auch zum Abdecken von Sammelleitern und/oder Anschlusselementen dienen.
Der Maskierungsstreifen wird in an sich bekannter Weise auf die Außenscheibe oder Innenscheibe aufgedruckt, insbesondere im Siebdruckverfahren. Dabei wird die Druckfarbe durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf die Glasscheibe gedruckt. Die Druckfarbe wird dabei beispielsweise mit einer Gummirakel durch das Gewebe hindurchgepresst. Das Gewebe weist Bereiche auf, welche für die Druckfarbe durchlässig sind, neben Bereichen, welche für die Druckfarbe undurchlässig sind, wodurch die geometrische Form des Drucks festgelegt wird. Das Gewebe fungiert somit als Schablone für den Druck. Die Druckfarbe enthält mindestens ein Pigment und Glasfritten, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit.
Nach dem Aufdrucken der Druckfarbe wird die Glasscheibe einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei die flüssige Phase durch Verdampfen ausgetrieben wird und die Glasfritten aufgeschmolzen werden und sich dauerhaft mit der Glasoberfläche verbinden. Die Temperaturbehandlung wird typischerweise bei Temperaturen im Bereich von 450°C bis 700°C durchgeführt. Als Maskierungsstreifen verbleibt das Pigment in der durch die aufgeschmolzene Glasfritte gebildeten Glasmatrix. Der Maskierungsstreifen weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm.
Alternativ ist der Maskierungsstreifen eine gefärbte oder pigmentierte, bevorzugt schwarzpigmentierte, thermoplastische Verbundfolie, die vorzugsweise auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylvinylacetat (EVA) oder Polyethylenterephthalat (PET), bevorzugt PVB, ausgebildet ist. Die Färbung oder Pigmentierung der Verbundfolie ist dabei frei wählbar, bevorzugt aber schwarz. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist vorzugsweise zwischen der Außenscheibe und Innenscheibe angeordnet. Die gefärbte oder pigmentierte thermoplastische Verbundfolie weist bevorzugt eine Dicke von 0,25 mm bis 1 mm auf. Vorzugsweise erstreckt sich die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie über maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Um Dickenunterschiede in der Verbundscheibe zu vermeiden, ist vorzugsweise eine transparente weitere thermoplastische Verbundfolie zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet, welche sich über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 % der Fläche der Verbundscheibe erstreckt. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist in der Flächenebene der Verbundscheibe von der transparenten thermoplastischen Verbundscheibe versetzt angeordnet, sodass sich diese nicht überlappen oder decken.
Der Maskierungsstreifen kann auch durch eine bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie bereitgestellt werden. In diesem Fall ist die Reflexionsschicht räumlich vor dem pigmentierten oder gefärbten Bereich der thermoplastischen Verbundfolie angeordnet. Die Pigmentierung oder Färbung der Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über einen Bereich von maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Der restliche Teil der bereichsweise pigmentierten oder gefärbten thermoplastischen Verbundfolie ist transparent, also ohne Pigmentierung oder Färbung ausgebildet. Die bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Fläche der Verbundscheibe. Die Ausführung des Maskierungsstreifens als pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie oder als bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie vereinfacht die Herstellung der Verbundscheibe und verbessert ihre Stabilität. Es ist sehr vorteilhaft, wenn die Außenscheibe oder die Innenscheibe zuvor nicht beschichtet werden müssen, um einen opaken Hintergrund zu erzeugen. Dies erhöht zum einen die Stabilität der Verbundscheibe und verbessert weiterhin die Prozesseffizienz.
Die Außenscheibe und Innenscheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat- Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Innenscheibe aus einem hoch transparenten Klarglas, beispielsweise Diamantglas. Dies verbessert nochmals die Leuchtkraft und Klarheit einer erfindungsgemäßen optischen Anzeige.
Die Außenscheibe und Innenscheibe können gegebenenfalls weitere im Zusammenhang mit der Erfindung geeignete, an sich bekannte funktionelle Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch leitfähige Beschichtungen, oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
Die Dicke der einzelnen Scheiben (Außenscheibe und Innenscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1 ,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.
Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben die Außenscheibe und Innenscheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden können. Bevorzugt sind die Außenscheibe und Innenscheibe plan oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind erfindungsgemäß bevorzugt transparent. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „transparent“, dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen beispielsweise für Windschutzscheiben (beispielsweise den Richtlinien der europäischen Union ECE-R43) entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 50% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Mit „transparenter Innenscheibe“ und „transparenter Außenscheibe“ ist somit gemeint, dass die Innenscheibe und die Außenscheibe derart transparent sind, dass die Durchsicht durch einen Durchsichtbereich der Verbundscheibe die gesetzlichen Bestimmungen für die gewünschte Verwendung, beispielsweise für Windschutzscheiben, erfüllt sind. Entsprechend bedeutet „opak“ eine Lichttransmission von weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 % und insbesondere 0%.
Mit „transparenter Außenscheibe“ und „transparenter Innenscheibe“ ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die Durchsicht durch die Innenscheibe und die Außenscheibe möglich ist. Bevorzugt beträgt der Lichttransmissionsgrad der transparenten Außenscheibe und der transparenten Innenscheibe mindestens 55 %, besonders bevorzugt mindestens 60 % und insbesondere mindestens 70 %.
Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen- Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannten, üblichen Additiven, wie zum Beispiel Weichmacher.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere flächig übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, beispielsweise 0,38 mm, 0,76 mm oder 0,81 mm.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet.
In einer Ausgestaltung der Verbundscheibe ist die Reflexionsschicht als Semi-Spiegelschicht ausgebildet. Dies bedeutet, dass in Draufsicht auf die Reflexionsschicht, beispielsweise aus einem Fahrzeuginnenraum die Reflexionsschicht als verspiegelte Fläche erscheint, jedoch aus der anderen Richtung lichtdurchlässig, nicht oder wenig reflektierend ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens in einem Durchsichtbereich der Verbundscheibe zwischen der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe und der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe ein Funktionsschicht-Element, angeordnet. Mit anderen Worten, erstreckt sich das Funktionsschicht-Element mindestens auch in einen Bereich der Verbundscheibe, der in der Durchsicht keine Überlappung mit einem opaken Hintergrund aufweist und damit auch einen funktionellen Bereich aufweist, der keine Überlappung mit der Reflexionsschicht, also dem Anzeigebereich, hat und diese beiden Funktions-Elemente sich vorteilhafterweise in ihrer Funktion nicht negativ beeinflussen und ebenfalls ergänzend zueinander verwendet werden können. Das Funktionsschicht-Element kann auch wahlweise ganzflächig oder lokal begrenzt in die Verbundscheibe eingebracht sein. Das Funktionsschicht- Element kann beispielsweise ein Hologramm, eine p-pol Beschichtung, ein reflektiver Film, eine HUD-Schicht, also eine transparente Reflexionsschicht für ein Head-Up-Display, oder ein aktives Display sein.
Eine HUD-Schicht umfasst vorzugsweise mindestens ein Metall ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium, Zinn, Titan, Kupfer, Nickel, Chrom, Cobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, oder Mischungen davon.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die HUD-Schicht eine reflektierende Beschichtung, enthaltend einen Dünnschichtstapel, also eine Schichtenfolge dünner Einzelschichten. Dieser Dünnschichtstapel enthält eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten auf Basis von Silber. Die elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber verleiht der Reflexionsbeschichtung die grundlegenden reflektierenden Eigenschaften und außerdem eine IR-reflektierende Wirkung und eine elektrische Leitfähigkeit. Die elektrisch leitfähige Schicht ist auf Basis von Silber ausgebildet. Die leitfähige Schicht enthält bevorzugt mindestens 90 Gew. % Silber, besonders bevorzugt mindestens 99 Gew. % Silber, ganz besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % Silber. Die Silberschicht kann Dotierungen aufweisen, beispielsweise Palladium, Gold, Kupfer oder Aluminium. Materialen auf der Basis von Silber sind besonders geeignet, um p-polarisiertes Licht zu reflektieren. Die Verwendung von Silber hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von p-polarisiertem Licht erwiesen. Die Beschichtung weist eine Dicke von 5 nm bis 50 nm und bevorzugt von 8 nm bis 25 nm auf.
Ist die HUD-Schicht als eine Beschichtung ausgebildet, so wird sie bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) auf die Innenscheibe oder Außenscheibe aufgebracht. Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden. Die Beschichtung wird vor der Laminierung auf die Scheiben aufgebracht.
Die HUD-Schicht kann auch als eine reflektierende Folie ausgebildet sein, die p-polarisiertes Licht reflektiert. Die HUD-Schicht kann eine Trägerfolie mit einer reflektierenden Beschichtung sein oder eine reflektierende Polymerfolie. Die reflektierende Beschichtung umfasst bevorzugt mindestens eine Schicht auf Basis eines Metalls und/oder eine dielektrische Schichtabfolge mit alternierenden Brechungsindizes. Die Schicht auf Basis eines Metalls enthält bevorzugt Silber und/oder Aluminium, oder besteht daraus. Die dielektrischen Schichten können beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid, Zinkoxid, Zinn-Zink-Oxid, Silizium-Metall-Mischnitriden wie Silizium- Zirkonium-Nitrid, Zirkoniumoxid, Nioboxid, Hafniumoxid, Tantaloxid oder Siliziumkarbid ausgebildet sein. Die genannten Oxide und Nitride können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch abgeschieden sein. Sie können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. Die reflektierende Polymerfolie umfasst bevorzugt dielektrische Polymerschichten oder besteht daraus. Die dielektrischen Polymerschichten enthalten bevorzugt PET. Ist die HUD-Schicht als eine reflektierende Folie ausgebildet, ist sie bevorzugt von 30 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt von 50 pm bis 200 pm und insbesondere von 100 pm bis 150 pm dick.
Handelt es sich um eine beschichtete, reflektierende Folie können zur Herstellung ebenfalls die Beschichtungsverfahren CVD oder PVD angewendet werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die HUD-Schicht als reflektierende Folie ausgebildet und innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass die HUD-Schicht nicht mittels Dünnschichttechnologie (beispielsweise CVD und PVD) auf der Außenscheibe oder Innenscheibe aufgebracht werden muss. Hieraus ergeben sich Verwendungen der HUD-Schicht mit weiteren vorteilhaften Funktionen wie einer homogeneren Reflexion des p-polarisierten Lichtes an der HUD-Schicht. Außerdem kann die Herstellung der Verbundscheibe vereinfacht werden, da die HUD-Schicht nicht vor der Laminierung über ein zusätzliches Verfahren auf der Außen- oder Innenscheibe angeordnet werden muss.
Die Erfindung umfasst weiterhin eine Projektionsanordnung, umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend in verschiedenen Ausgestaltungen beschrieben. Die Projektionsanordnung umfasst weiterhin eine der Reflexionsschicht zugeordnete Lichtquelle (Bildanzeigevorrichtung), die auf die Reflexionsschicht gerichtet ist und diese mit Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht, bestrahlt, wobei die Reflexionsschicht das Licht reflektiert. Erfindungsgemäß ist die Reflexionsschicht durch eine darauf flächig aufgebrachte transparente Schutzschicht vor äußeren Einflüssen, insbesondere vor Verschmutzung und Verkratzen geschützt. Darüber hinaus, ist die transparente Schutzschicht mindestens bereichsweise, bevorzugt auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht belegten, innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe angeordnet.
Die Lichtquelle der Projektionsanordnung strahlt Licht, bevorzugt p-polarisiertes Licht, aus und ist so in Nachbarschaft zur innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet, dass die Lichtquelle diese Oberfläche bestrahlt, wobei das Licht von der Reflexionsschicht der Verbundscheibe reflektiert wird. Wird die erfindungsgemäße Projektionsanordnung mit p- polarisiertem Licht betrieben, so ist ein besonderer Vorteil, dass diese auch mit polarisationsselektiven Sonnenbrillen kompatibel ist.
Bevorzugt reflektiert die Reflexionsschicht erfindungsgemäß mehr als 10%, bevorzugt mindestens 30% oder mehr, bevorzugt 50% oder mehr und insbesondere 70 % oder mehr, von dem auf die Reflexionsschicht auftreffenden Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht, bevorzugt in einem Wellenlängenbereich von 450 nm bis 650 nm und Einstrahlwinkeln von 50 bis 80°, beispielsweise von 55° bis 75°. Dies ist vorteilhaft um eine möglichst große Helligkeit eines von der Lichtquelle ausgestrahlten und an der Reflexionsschicht reflektierten Bildes zu erreichen.
Die Lichtquelle dient der Ausstrahlung eines Bildes, und wird erfindungsgemäß auch als Bildanzeigevorrichtung bezeichnet. Als Lichtquelle kann ein Projektor, ein Display oder auch eine andere dem Fachmann bekannte Vorrichtung verwendet werden. Bevorzugt ist die Lichtquelle ein Display, besonders bevorzugt ein LCD-Display, LED-Display, OLED-Display oder elektrolumineszentes Display, insbesondere ein LCD-Display. Displays weisen eine geringe Einbauhöhe auf und sind so einfach und platzsparend in das Armaturenbrett eines Fahrzeugs zu integrieren. Darüber hinaus sind Displays im Vergleich zu Projektoren wesentlich energiesparender zu betreiben. Die vergleichsweise geringere Helligkeit von Displays ist dabei in Kombination mit der erfindungsgemäßen Reflexionsschicht und der dahinterliegenden opaken Abdeckschicht völlig ausreichend. Die Strahlung der Lichtquelle trifft vorzugsweise mit einem Einfallswinkel von 55° bis 80° auf die Verbundscheibe, bevorzugt von 62° bis 77° auf die Verbundscheibe im Bereich der Reflexionsschicht. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Strahlung der Bildanzeigevorrichtung und der Flächennormale im geometrischen Zentrum der Reflexionsschicht.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe und Projektionsanordnung. Das Verfahren umfasst zumindest die Schritte:
(a) Bereitstellen einer Außenscheibe, einer Innenscheibe und einer thermoplastischen Zwischenschicht, (b) Aufbringen mindestens einer opaken Abdeckschicht in zumindest einem ersten Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche (II) und/oder der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe und/oder der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe,
(c) Aufbringen einer Reflexionsschicht auf zumindest einem Anzeigebereich der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe, wobei der erste Teilbereich zumindest teilweise überlappend mit dem Anzeigebereich verläuft, wobei die aufgebrachte Reflexionsschicht zunächst als zu einem (Fahrzeug-)lnnenraum exponierte Schicht auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist,
(d) Aufbringen einer transparenten Schutzschicht mindestens auf die Reflexionsschicht und darüber hinaus, mindestens bereichsweise, bevorzugt auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht belegten, innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe, so dass die Schutzschicht nunmehr die exponierte Schicht bildet,
(e) Zusammenlegen der Innenscheibe, der thermoplastischen Zwischenschicht und der Außenscheibe in dieser Reihenfolge zu einem Schichtstapel,
(f) Laminieren des in Schritt e) gebildeten Schichtstapels zu einer Verbundscheibe,
(g) Bereitstellen und Ausrichten einer Lichtquelle (Bildanzeigevorrichtung), bevorzugt für p- polarisiertes Licht, auf die Verbundscheibe, so dass das Licht auf die Reflexionsschicht fallen kann.
Die Beschichtungsschritte b), c) und d) erfolgen vor dem Zusammenlegen in Schritt e) und dem Laminierungsschritt f).
Die Laminierung des Schichtstapels erfolgt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck, wobei die einzelnen Schichten durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden (laminiert) werden. Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklav-Verfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsackoder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die Außenscheibe und die Innenscheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können.
Vorteilhafterweise bedarf es durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Schutzschicht keinerlei oder nur geringfügigste Anpassung im eigentlichen Laminierprozess zur Verbundscheibe. Die ausgebildete transparente Schutzschicht braucht dabei keine zusätzliche, temporär hierauf aufgebrachte Schutz- oder Opferschicht, die diese während des Laminiervorgangs oder einem im Fahrzeugbereich üblichen Biegeprozess, vor der Einwirkung von Hitze, Druck und/oder Vakuum schützt und die dann ggf. in einem zusätzlichen Schritt aufwändig wieder entfernt werden muss. Die Herstellung einer dauerhaft optisch und qualitativ hochwertigen Anzeigefläche (Blackprint display) für eine Projektionsanordnung kann daher besonders einfach und kostengünstig erfolgen.
Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf Kraftfahrzeuge für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, in denen die erfindungsgemäße Verbundscheibe oder Projektionsanordnung beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Glasdach, bevorzugt als Windschutzscheibe eingesetzt wird. Bevorzugt ist die Verwendung der Verbundscheibe als Fahrzeug-Windschutzscheibe.
Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, es sei denn sie sind explizit nur als Alternativen zueinander möglich und beschrieben, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:
Es zeigt:
Figur 1 eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,
Figur 2 eine Draufsicht auf die Verbundscheibe von Fig. 1 , Figur 3 vergrößerte Querschnittansicht einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schichtabfolge der Verbundscheibe 1 im Bereich Z.
Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 100 in einem Fahrzeug in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung. Eine Draufsicht der Verbundscheibe 1 der Projektionsanordnung 100 ist in Figur 2 gezeigt. Die Querschnittansicht von Figur 1 entspricht der Schnittlinie A-A der Verbundscheibe 1 , wie in Figur 2 angedeutet ist.
Die Verbundscheibe 1 ist in Form einer Verbundscheibe ausgebildet und umfasst eine Außenscheibe 2 und eine Innenscheibe 3 mit einer thermoplastischen Zwischenschicht 4, welche zwischen den Scheiben 2,3 angeordnet ist. Die Verbundscheibe 1 ist beispielsweise in ein Fahrzeug eingebaut und trennt einen Fahrzeuginnenraum 12 von einer äußeren Umgebung 13 ab. Beispielsweise ist die Verbundscheibe 1 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs.
Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 3 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent (wie beispielsweise definiert in den Richtlinien der europäischen Union ECE-R43). Die thermoplastische Zwischenschicht 4 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).
Eine außenseitige Oberfläche I der Außenscheibe 2 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Verbundscheibe 1. Eine innenraumseitige Oberfläche II der Außenscheibe 2 sowie eine außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 3 sind jeweils der Zwischenschicht 4 zugewandt. Eine innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 3 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Innenseite der Verbundscheibe 1. Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 1 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Verbundscheibe 1 beispielsweise für ein Fahrzeug weist sie typischerweise eine konvexe Wölbung auf.
In einem Randbereich 11 der Verbundscheibe 1 befindet sich auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 2 ein rahmenförmig umlaufender erster Maskierungsstreifen 5. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist opak und verhindert von außen die Sicht auf innenseitig der Verbundscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Verbundscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist vorzugsweise schwarz. Der erste Maskierungsstreifen 5 besteht beispielsweise aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise einer schwarz eingefärbten Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.
Räumlich vor dem ersten Maskierungsstreifen 5 befindet sich auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 3 eine Reflexionsschicht 9, welche beispielsweise mittels des PVD-Verfahrens aufgedampft ist. Die Reflexionsschicht 9 ist beispielsweise eine Metallbeschichtung, welche mindestens einen Dünnschichtstapel enthält, mit mindestens einer Silberschicht und einer dielektrischen Schicht. Die Reflexionsschicht 9 ist in dieser gezeigten Ausgestaltung in unmittelbarem Kontakt mit der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 3. Die Reflexionsschicht 9 ist in Durchsicht durch die Verbundscheibe 1 räumlich vor einem opaken Hintergrund, hier dem Maskierungsstreifen 5 angeordnet, wobei der Maskierungsstreifen 5 die Reflexionsschicht 9 vollständig überdeckt, d.h. die Reflexionsschicht 9 weist keinen Abschnitt auf, der nicht in Überlappung zum Maskierungsstreifen 5 ist. Die Reflexionsschicht 9 ist hier beispielsweise nur im unteren (in Einbaulage motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 der Verbundscheibe 1 angeordnet. Möglich wäre aber auch, die Reflexionsschicht 9 im oberen (in Einbaulage dachseitigen) Abschnitt 11" oder in einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 11 anzuordnen. Des Weiteren könnten mehrere Reflexionsschichten 9 vorgesehen sein, die beispielweise als Teilabschnitte im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T und/oder im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 angeordnet sind. Beispielsweise könnten die Reflexionsschichten 9 auch so angeordnet sein, dass ein (teilweise) umlaufendes Bild erzeugt werden kann. Es ist erfindungsgemäß aber auch möglich (hier nicht gezeigt) sowohl einen opaken Hintergrund (Maskierung) und eine Reflexionsschicht 9 in jedem für eine Anzeige geeigneten Bereich (Anzeigebereich) der Verbundscheibe vorzusehen. Eine randseitige Anordnung ist natürlich in einer Verwendung und Ausgestaltung der Verbundscheibe 1 als Windschutzscheibe vorteilhaft und zweckmäßig, um die geforderten Auflagen für das Sichtfeld des Fahrers zu erfüllen.
Erfindungsgemäß ist vorteilhafterweise auf der, dem Fahrzeuginnenraum 12 zugewandten Oberfläche der Reflexionsschicht 9 und darüber hinaus, mindestens bereichsweise, bevorzugt wie in der Figur 1 angedeutet auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht 9 belegten, innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 3 eine transparente Schutzschicht 7 angeordnet. Die Schutzschicht 7 bildet somit erfindungsgemäß, insbesondere im Bereich der Reflexionsschicht 9 die zum Innenraum 12 gerichtete äußere und zur umgebenden Atmosphäre exponierte Oberfläche der Verbundscheibe 1. Die mit der Schutzschicht 7 bedeckte Fläche, insbesondere die Reflexionsschicht 9, wird hierdurch vorteilhaft vor äußeren Einflüssen, geschützt. Die erfindungsgemäße Schutzschicht 7 auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, oder auf Basis von mit AI, Ti, Zr, Hf, und/oder B dotiertem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, ist vorteilhafterweise besonders widerstandsfähig und kratzfest. Insbesondere ist die Schutzschicht 7 auch unter Einfluss von Hitze, Druck und/oder Vakuum stabil. Vorteilhafterweise kann die Schutzschicht 7 hierdurch vor einer Laminierung der Einzelscheiben 2, 3 zur Verbundscheibe 1 auf die Reflexionsschicht 9 und die Innenseite IV der Innenscheibe 3 aufgebracht werden ohne dass eine weitere, temporär aufgebrachte Schutzschicht oder eine Opferschicht benötigt wird. Die Herstellung der funktionell beschichteten Verbundscheibe 1 für eine HUD-basierte Display Anordnung ist daher einfach und kostengünstig und problemlos in die industrielle Serienfertigung integrierbar. In dieser Ausführungsform wird auch die weitere, nicht durch die Reflexionsschicht 9 belegte, dem Innenraum 12 zugewandte Oberfläche IV der Verbundscheibe 1 mit der Schutzschicht 7 versehen und so zum Innenraum 12 hin versiegelt. Dies hat den Vorteil, dass die mit der Schutzschicht 7 verbundenen schützenden Eigenschaften ebenfalls ganzflächig bereitgestellt werden können. Zudem ist auch die Herstellung einer solchen ganzflächigen Versiegelung zum Innenraum 12 hin einfach, effizient und kostengünstig zu bewerkstelligen.
Ist die Schutzschicht 7 ganzflächig auf die Reflexionsschicht 9 und die innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 3 aufgebracht, weist die Verbundscheibe im zentralen Sichtfeld auch mit der Schutzschicht eine Transmission TL im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 70 % auf. Unter dem sichtbaren Spektralbereich wird der Spektralbereich von 400 nm bis 750 nm verstanden. Die Transmission kann beispielsweise gemäß Norm DIN EN 410 bestimmt werden.
Der erste Maskierungsstreifen 5 kann im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 auch verbreitert ausgestaltet sein, d.h. der erste Maskierungsstreifen 5 weist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 eine größere Breite als im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 (wie auch in den in Figur 1 nicht erkennbaren seitlichen Abschnitten des Randbereichs 11) der Verbundscheibe 1 auf. Dies kann vorteilhafterweise auch den vorgesehenen Anzeigebereich vergrößern, oder durch die Abdeckung den Kontrast für die Anzeige verbessern. Als "Breite" wird die Abmessung des ersten Maskierungsstreifens 5 senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden. Die Projektionsanordnung 100 weist weiterhin eine beispielsweise im Armaturenbrett (nicht gezeigt) angeordnete Bildanzeigevorrichtung 8 als Bildgeber auf. Die Bildanzeigevorrichtung 8 dient zur Erzeugung von Licht, insbesondere p-polarisiertem Licht 10 (Bildinformationen), das auf die Reflexionsschicht 9 gerichtet wird und durch die Reflexionsschicht 9 als reflektiertes Licht 10' in den Fahrzeuginnenraum 12 reflektiert wird, wo es von einem Betrachter, z.B. Fahrer, gesehen werden kann. Die Reflexionsschicht 9 ist zur Reflexion des Lichts, bevorzugt des p-polarisiertem Lichts 10 der Bildanzeigevorrichtung 8, d.h. eines Bilds der Bildanzeigevorrichtung 8, geeignet ausgebildet. Das Licht 10 der Bildanzeigevorrichtung 8 trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 50° bis 80°, insbesondere von 55° bis 75°, beispielsweise von 60° bis 70° auf die Verbundscheibe 1 , typischerweise etwa 65°, wie es bei HUD-Projektionsanordnungen üblich ist. Möglich wäre beispielsweise auch, die Bildanzeigevorrichtung 8 in der A-Säule eines Kraftfahrzeugs oder am Dach (jeweils fahrzeuginnenraumseitig) anzuordnen, falls die Reflexionsschicht 9 hierzu in geeigneter Weise positioniert ist. Wenn mehrere Reflexionsschichten 9 vorgesehen sind, kann jeder Reflexionsschicht 9 eine separate Bildanzeigevorrichtung 8 zugeordnet sein, d.h. es können mehrere Bildanzeigevorrichtungen 8 angeordnet sein. Die Bildanzeigevorrichtung 8 ist beispielsweise ein Display, wie ein LCD- Display, OLED-Display, EL-Display oder pLED-Display. Möglich wäre beispielsweise auch, dass es sich bei der Verbundscheibe 1 um eine Dachscheibe, Seiten- oder Heckscheibe eines Fahrzeugs handelt. Es ist auch möglich, dass in einer alternativen Ausgestaltung die Verbundscheibe 1 durch ein entsprechend funktionell beschichtetes (5, 9, 7) Einscheibensicherheitsglas ersetzt ist, welches entsprechend beschichtet und nachfolgend in üblicher weise getempert und einem Biegeprozess unterworfen werden kann.
In der Draufsicht von Figur 2 ist die Reflexionsschicht 9 in Erstreckung entlang des unteren Abschnitts des Randbereichs 11 ' der Verbundscheibe 1 dargestellt.
Die Figur 3 zeigt schematisch erfindungsgemäße Kombination mit einem weiteren Funktionsschicht-Element, beispielsweise einer HUD-Schicht 15, also einer funktionellen Schicht, beispielsweise einer transparenten Reflexionsschicht, die eine HUD Anzeige ermöglicht. Die auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 3 vorgesehene Reflexionsschicht 9, sowie der in diesem Bereich als opaker Hintergrund angebrachte Maskierungstreifen 5 sind in dieser Ausgestaltung bevorzugt nur lokal auf den unteren Randbereich 11 der Verbundscheibe 1 begrenzt und beeinflussen so eine mindestens im Durchsichtbereich D der Verbundscheibe 1 angebrachte HUD-Schicht nicht. Dadurch, dass die Reflexionsschicht 9 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Verbundscheibe 1 positioniert ist, kann die HUD-Schicht 15 unabhängig von dieser an einer der internen Oberflächen der Verbundscheibe 1 angebracht werden und ist dort vor Umwelteinflüssen, geschützt. Zum Schutz der Reflexionsschicht 9 ist wiederum eine transparente Schutzschicht 7, beispielsweise eine Beschichtung auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, oder auf Basis von mit AI, Ti, Zr, Hf, und/oder B dotiertem
Siliziumoxid oder Siliziumnitrid, vorgesehen, die vorteilhafterweise die Reflexionsschicht 9 sowie, bevorzugt auch die gesamte, nicht von der Reflexionsschicht 9 belegte, innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 3 versiegelt, besonders kratzfest ist und die Reflexionsschicht 9 insbesondere auch vor Korrosion schützt. Die Verbundscheibe 1 kann dadurch langlebiger für eine qualitativ hochwertige Anzeige in einer Projektionsanordnung 100 zur Verfügung stehen.
Bezugszeichenliste
1 Verbundscheibe
2 Außenscheibe
3 Innenscheibe
4 thermoplastische Zwischenschicht
5 Maskierungsstreifen
7 Schutzschicht
8 Bildanzeigevorrichtung
9 Reflexionsschicht
10,10' Licht (bevorzugt p-polarisiertes Licht)
11, 11', 11" Randbereich
12 Fahrzeuginnenraum
13 äußere Umgebung
15 HUD-Schicht (Funktionsschicht-Element)
100 Projektionsanordnung
I (Außenseite) außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 2
II (Innenseite) innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 2
III (Außenseite) außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 3
IV (Innenseite) innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 3
D Durchsichtbereich
A-A’ Schnittlinie
Z vergrößerter Bereich

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe (1 ), insbesondere für eine Projektionsanordnung (100) in einem Fahrzeug, mindestens umfassend eine Außenscheibe (2), eine thermoplastische Zwischenschicht (4), eine Innenscheibe (3) und eine Reflexionsschicht (9), welche zum Reflektieren von Licht, insbesondere von p-polarisiertem Licht, geeignet ist, wobei die Außenscheibe (2) eine außenseitige Oberfläche (I) und eine innenraumseitige Oberfläche (II) und die Innenscheibe (3) eine außenseitige Oberfläche (III) und eine innenraumseitige Oberfläche (IV) aufweist und die Reflexionsschicht (9), auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht (9), in mindestens einem ersten Teilbereich der Verbundscheibe (1) angeordnet ist, in dem in Durchsichtrichtung durch die Verbundscheibe (1), ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3), die Reflexionsschicht (9) räumlich vor einem opaken Hintergrund ausgebildet ist und mindestens auf der Reflexionsschicht (9) und darüber hinaus, mindestens bereichsweise, bevorzugt auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht (9) belegten, innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3) eine transparente Schutzschicht (7) angeordnet ist, wobei die Schutzschicht (7), auf Basis von Siliziumoxid (SiOx), Siliziumnitrid, Titanoxid, Zirkonoxid, Hafniumoxid, Nioboxid, Tantaloxid, Aluminiumoxid, Aluminiumnitrid, oder auf Basis von mit AI, Ti, Zr, Hf, und/oder B dotiertem Siliziumoxid oder Siliziumnitrid ausgebildet ist.
2. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schutzschicht (7) eine Dicke im Bereich von 1 nm bis 100 nm aufweist, bevorzugt 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt 10 nm bis 40 nm.
3. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schutzschicht (7) eine Einzelschicht ist.
4. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht (9) eine Beschichtung auf Basis mindestens eines Metalls, ausgewählt aus einer Gruppe aus Aluminium, Zinn, Titan, Kupfer, Nickel, Chrom, Cobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Yttrium, Silber, Gold, Platin oder Palladium, oder Mischungen davon, umfasst.
5. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht (9) als Beschichtung auf Basis von Aluminium oder NiCr Mischlegierung ausgebildet ist.
6. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Reflexionsschicht (9) in einer Gesamtschichtdicke von 1 nm bis 100 nm, bevorzugt von 5 nm bis 50 nm und besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm ausgebildet ist.
7. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund ein Maskierungsstreifen (5) ist, welcher mindestens bereichsweise, bevorzugt in einem Randbereich (11 , 11 ', 11"), der Verbundscheibe (1) angeordnet ist.
8. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund als Abdeckdruck auf der außenseitigen Oberfläche (I) und/oder der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe (2) und/oder der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (3) ausgebildet ist.
9. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund durch eine thermoplastische, mindestens im Bereich des opaken Hintergrunds gefärbte oder getönte Zwischenschicht (4) ausgebildet ist.
10. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass in einem Durchsichtbereich (D) der Verbundscheibe (1) zwischen der innenraumseitigen Oberfläche (II) der Außenscheibe (2) und der außenseitigen Oberfläche (III) der Innenscheibe (3) ein Funktionsschicht-Element (15), insbesondere eine transparente Reflexionsschicht für ein Head-up Display, angeordnet ist.
11. Projektionsanordnung (100) umfassend:
- eine Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10;
- eine der Reflexionsschicht (9) zugeordnete Bildanzeigevorrichtung (8), die auf die Reflexionsschicht (9) gerichtet ist und diese mit Licht (10), insbesondere p-polarisiertem Licht, bestrahlt, wobei die Reflexionsschicht (9) das Licht (10') reflektiert.
12. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 10, umfassend die Schritte
(a) Bereitstellen einer Außenscheibe (2), einer Innenscheibe (3) und einer thermoplastischen Verbundfolie zur Ausbildung der Zwischenschicht (4),
(b) Bereitstellen mindestens eines opaken Hintergrunds in zumindest einem ersten Teilbereich, bevorzugt als opake Abdeckschicht der innenraumseitigen Oberfläche (II) und/oder der außenseitigen Oberfläche (I) der Außenscheibe und/oder der außenseitigen Oberfläche (II) der Innenscheibe oder als bereichsweise gefärbte oder getönte Verbundfolie,
(c) Aufbringen einer Reflexionsschicht (9) auf zumindest einem Anzeigebereich der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3), wobei der Anzeigebereich in Durchsichtrichtung in flächiger Überlappung mit dem ersten Teilbereich angeordnet ist, wobei die aufgebrachte Reflexionsschicht (9) zunächst als zu einem Innenraum (12) exponierte Schicht auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet ist,
(d) Aufbringen einer transparenten Schutzschicht (7) mindestens auf die Reflexionsschicht (9) und darüber hinaus, mindestens bereichsweise, bevorzugt auf der gesamten, nicht von der Reflexionsschicht (9) belegten, innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3),
(e) Zusammenlegen der Innenscheibe (3), der thermoplastischen Verbundfolie zur Ausbildung der Zwischenschicht (4) und der Außenscheibe (2) in dieser Reihenfolge zu einem Schichtstapel,
(f) Laminieren des in Schritt e) gebildeten Schichtstapels zur Verbundscheibe (1).
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Schutzschicht (7) mittels chemischer (CVD) oder physikalischer Gasphasenabscheidung (PVD), bevorzugt durch Kathodenzerstäubung, besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung auf die Reflexionsschicht (9) aufgebracht und zusätzlich mindestens bereichsweise auf der innenraumseitigen Oberfläche (IV) der Innenscheibe (3) ausgebildet wird.
14. Verfahren zur Herstellung einer Projektionsanordnung (100) umfassend eine Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 und/oder hergestellt nach einem Verfahren nach einem der Ansprüche 12 oder 13 umfassend Schritt (g) Bereitstellen und Ausrichten einer Lichtquelle, bevorzugt für p-polarisiertes Licht, auf die Verbundscheibe (1), insbesondere auf den Anzeigebereich mit der Reflexionsschicht (9).
15. Verwendung einer Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Windschutzscheibe, Heckscheibe, oder Seitenscheiben, bevorzugt als
Windschutzscheibe in einem Fahrzeug.
PCT/EP2025/059038 2024-04-12 2025-04-03 Verbundscheibe für eine projektionsanordnung Pending WO2025214852A1 (de)

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