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Title:
COMPOSITE PANE FOR A HEAD-UP DISPLAY SYSTEM HAVING P-POLARISED RADIATION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2023/104631
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a composite pane for a head-up display system, at least comprising: - a first coating (20) on the surface (III) of a second pane (2) of the composite pane, said surface facing towards the intermediate layer (3), - a second coating (30) on the surface (IV) of the second pane (2), said surface facing away from the intermediate layer (3), - an HUD region (B) comprising the first coating (20) and the second coating (30), wherein the first coating (20) and the second coating (30) are provided for reflecting p-polarised radiation, wherein a refractive index of the first coating is at least 1.9, wherein the second coating (30) comprises at least a first layer (30.1) of a dielectric material having a refractive index greater than or equal to 1.9 and a second layer (30.2) of a dielectric material having a refractive index less than or equal to 1.6, and wherein the second pane (2) has a smaller thickness than the first pane (1) of the composite pane.

Inventors:
HAGEN JAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/084051
Publication Date:
June 15, 2023
Filing Date:
December 01, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
B32B17/10; G02B5/08; C03C17/22; C03C17/34; G02B5/28; G02B27/01
Domestic Patent References:
WO2021209201A12021-10-21
WO2021145387A12021-07-22
WO2019179682A12019-09-26
WO2019179683A12019-09-26
WO2019206493A12019-10-31
WO2021104800A12021-06-03
WO2021209201A12021-10-21
Foreign References:
EP0844507A11998-05-27
CN113071165A2021-07-06
CN102795793A2012-11-28
EP0844507A11998-05-27
Attorney, Agent or Firm:
WEBER, Sophie (DE)
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Claims:
Patentansprüche Verbundscheibe für ein Head-Up-Display System, mindestens umfassend eine erste Scheibe (1) mit einer ersten Oberfläche (I) und einer zweiten Oberfläche (II), eine zweite Scheibe (2) mit einer ersten Oberfläche (III) und einer zweiten Oberfläche (IV) und eine thermoplastische Zwischenschicht (3), welche zwischen der zweiten Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1) und der ersten Oberfläche (III) der zweiten Scheibe (2) angeordnet ist, eine erste Beschichtung (20) auf der zur Zwischenschicht (3) hingewandten Oberfläche (III) der zweiten Scheibe 2, eine zweite Beschichtung (30) auf der von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche (IV) der zweiten Scheibe 2, einen HUD-Bereich (B), der die erste Beschichtung (20) und die zweite Beschichtung (30) aufweist, wobei die erste Beschichtung (20) und die zweite Beschichtung (30) zur Reflexion von p-polarisierter Strahlung vorgesehen sind, wobei ein Brechungsindex der ersten Beschichtung (20) mindestens 1 ,9 beträgt, wobei die zweite Beschichtung (30) mindestens eine erste Schicht (30.1) eines dielektrischen Materials mit einem Brechungsindex größer oder gleich 1 ,9 und eine zweite Schicht (30.2) eines dielektrischen Materials mit einem Brechungsindex kleiner oder gleich 1 ,6 umfasst, und wobei die zweite Scheibe (2) eine geringere Dicke als die erste Scheibe (1) aufweist. Verbundscheibe nach Anspruch 1 , wobei die erste Beschichtung (20) und die zweite Beschichtung (30) ausschließlich dielektrische Schichten aufweisen. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Beschichtung (20) und die zweite Beschichtung (30) frei von elektrisch leitfähigen Materialien sind. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Scheibe (1) eine Tönung aufweist.

5. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Beschichtung (20) eine dielektrische Schicht auf Basis von Silizium-Zirkonium-Mischnitrid, Siliziumnitrid, Silizium-Titan-Mischnitrid, Silizium-Hafnium-Mischnitrid und/oder Titanoxid umfasst.

6. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die erste Schicht der zweiten Beschichtung (30) eine dielektrische Schicht auf Basis von Silizium-Zirkonium- Mischnitrid, Siliziumnitrid, Silizium-Titan-Mischnitrid, Silizium-Hafnium-Mischnitrid, Indiumzinnoxid oder Titanoxid, die zweite Schicht der zweiten Beschichtung (30) eine dielektrische Schicht auf Basis von einem dielektrischen Oxid, insbesondere Siliziumoxid (SiÜ2) oder dotiertem Siliziumoxid umfasst und wobei die erste Schicht (30.1) der zweiten Beschichtung (30) näher zu der zweiten Scheibe (2) angeordnet ist als die zweite Schicht (30.2) der zweiten Beschichtung (30).

7. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die zweite Beschichtung (30) eine Gesamtmaterialdicke von höchstens 200 nm aufweist, bevorzugt höchstens 185 nm.

8. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zwischenschicht (3) eine Folie mit absorbierenden Eigenschaften im Wellenlängenbereich von 780 nm bis 3000 nm ist.

9. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Zwischenschicht (3) ein Leitersystem mit Heizfunktion, insbesondere mehrere Widerstandsdrähte als Heizleiter, umfasst.

10. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei mindestens eine Abdeckschicht, insbesondere ein opaker Abdeckdruck, auf der zweiten Oberfläche (II) der ersten Scheibe (1) in einem Randbereich der Verbundscheibe (10) und zumindest teilweise im HUD-Bereich in Dursichtrichtung der Verbundscheibe (10) angeordnet ist.

11 . Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die zweite Scheibe (2) eine Dicke von kleiner oder gleich 1 .6 mm aufweist, bevorzugt kleiner oder gleich 1.4 mm, besonders bevorzugt 1.1 mm. 12. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die erste Beschichtung (20) und die zweite Beschichtung (30) durch Magnetronsputtern oder durch ein chemisches Abscheidungsverfahren, insbesondere bei Atmosphärendruck, abgeschieden wurden.

13. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei die Verbundscheibe (10) eine Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens ist.

14. Fahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.

15. Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display System, mindestens umfassend

• eine Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 und

• einen Projektor (4), der auf den HUD-Bereich (B) der Verbundscheibe (10) gerichtet ist, wobei die zweite Oberfläche (IV) der zweiten Scheibe (2) zur Bestrahlung durch den Projektor (4) vorgesehen ist und wobei die Strahlung des Projektors (4) überwiegend p-polarisiert ist.

Description:
Verbundscheibe für ein Head-Up-Display System mit p-polarisierter Strahlung

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe für ein Head-Up-Display System und eine Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display System.

Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen (PKW), werden immer häufiger mit sogenannten Head-Up-Displays ausgestattet. Ein Head-Up-Display (HUD) ist ein Anzeigesystem, welches dem Fahrer eines Fahrzeugs in sein Sichtfeld zusätzliche Informationen in Form von Bildern projiziert.

Das Head-Up-Display besteht aus einem Projektor (bildgebende Einheit) und mehreren Optikmodulen zur Umlenkung bzw. Spiegelung (Reflektion) eines Bildes auf eine Projektionsfläche bzw. Reflexionsfläche. Dabei dient üblicherweise eine Verbundscheibe, insbesondere die Windschutzscheibe des Fahrzeugs, als Projektionsfläche. Obwohl das Bild auf die Windschutzscheibe projiziert wird, schwebt es in der Wahrnehmung des menschlichen Auges entfernt über der Motorhaube des Fahrzeugs.

Auf diese Weise können zusätzliche Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrgeschwindigkeit und Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seine Blickrichtung ändern zu müssen. Head-Up-Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.

Üblicherweise besteht das durch den Projektor erzeugte Bild aus polarisierter, insbesondere s-polarisierter Lichtstrahlung. Das s-polarisierte Licht trifft unter einem bestimmten Einfallswinkel auf die Verbundscheibe und wird zumindest teilweise sowohl in die Verbundscheibe hinein gebrochen als auch als s-polarisiertes Licht in das Sichtfeld des Fahrers reflektiert. Allerdings werden die reflektierten Bilder nicht farbecht oder mit unerwünschter Reflektion, sogenannten Doppelbildern, dargestellt.

Der Einfallswinkel der s-polarisierten Strahlung beträgt üblicherweise etwa 65%, was in etwa dem Brewster- Winkel für einen Luft-Glas-Übergang (57,2° für Kalk-Natron-Glas) entspricht. Dabei tritt das Problem auf, dass das Projektorbild an beiden äußeren Übergängen von Luft zu Glas und von Glas zur Luft reflektiert wird. Dadurch tritt neben dem gewünschten Hauptbild auch ein leicht versetztes Nebenbild auf, das sogenannte Geisterbild („Ghost“). Das Problem wird dadurch gemildert, dass die Oberflächen der Windschutzscheibe in einem Winkel zueinander angeordnet werden. Dies geschieht durch die Verwendung einer keilförmigen Zwischenschicht bei der Lamination der als Verbundscheibe ausgebildeten Windschutzscheibe. Dadurch kann eine Überlagerung des Hauptbildes und des Geisterbildes erzielt werden.

Keilfolien sind kostspielig, so dass die Herstellung einer solchen Verbundscheibe für ein HUD recht kostenintensiv ist. Es besteht daher Bedarf an HUD Systemen, die mit Windschutzscheiben ohne Keilfolien auskommen. So ist es beispielsweise möglich, den HUD- Projektor mit überwiegend p-polarisierter Strahlung zu betreiben, welche an den Scheibenoberflächen aufgrund der Einstrahlung nahe des Brewster-Winkels nicht wesentlich reflektiert wird. Als Reflexionsfläche für die p-polarisierte Strahlung weist die Windschutzscheibe stattdessen eine Reflexionsbeschichtung auf, insbesondere mit metallischen und dielektrischen Schichten. HUD-Projektionsanordnungen mit Reflexionsbeschichtung sind aus WO2019179682A1 , WO2019179683A1 , WO2019206493A1 und WO2021/104800 A1 bekannt. Während die Reflexion an der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe infolge der Strahlungsreflexion an der Reflexionsbeschichtung abgeschwächt wird, kann insbesondere die Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe als zwar schwaches, aber dennoch störendes Geisterbild in Erscheinung treten. Da hochfrequente Signale nicht durch die Reflexionsbeschichtung transmittiert werden, ist das Senden und Empfangen von elektromagnetischer Strahlung im Innenraum eines Fahrzeugs nicht mehr möglich. Üblicherweise werden ein oder zwei örtlich begrenzte Bereiche der Reflexionsbeschichtung entschichtet.

W02021/209201 A1 offenbart eine Verbundscheibe umfassend eine HUD-Reflexionsschicht, die geeignet ist, p-polarisierte Strahlung zu reflektieren. Die HUD-Reflexionsschicht ist auf der zur Zwischenschicht hingewandten Oberfläche (II, III) der Außenscheibe oder der Innenscheibe oder innerhalb der Zwischenschicht angeordnet.

EP0844507A1 offenbart ein HUD-System eines Kraftfahrzeugs mit zwei Glasplatten, die über einen Zwischenfilm miteinander verbunden sind. Eine Polarisationsrichtungsänderungsschicht ist an der Innenfläche der Außenseitigen Glasplatte angeordnet.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verbundscheibe für ein Head-Up- Display System bereitzustellen, die die Reflektivität für p-polarisierte Strahlung im sichtbaren Spektralbereich verbessert und für hochfrequente Signal durchlässig ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe für ein Head-Up-Display (HUD) System verfügt über eine erste Scheibe und eine zweite Scheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die erste Scheibe weist eine erste Oberfläche (I) und eine zweite Oberfläche (II) auf. Die zweite Scheibe weist ebenfalls eine erste Oberfläche (III) und eine zweite Oberfläche (IV) auf.

Weiterhin weist die Verbundscheibe einen HUD-Bereich und eine erste Beschichtung sowie eine zweite Beschichtung auf, wobei der HUD-Bereich die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung aufweist. Die erste Beschichtung ist auf der zu der Zwischenschicht hingewandten Oberfläche (III) der zweiten Scheibe und die zweite Beschichtung auf der von der Zwischenschicht abgewandten Oberfläche (IV) der zweiten Scheibe angeordnet. Ein Brechungsindex der ersten Beschichtung beträgt mindestens 1 ,9. Die zweite Beschichtung umfasst mindestens eine erste Schicht eines dielektrischen Materials mit einem Brechungsindex größer oder gleich 1 ,9 und eine zweite Schicht eines dielektrischen Materials mit einem Brechungsindex kleiner oder gleich 1 ,6. Beide Beschichtungen, sowohl die erste Beschichtung als auch die zweite Beschichtung, sind zur Reflexion von p-polarisierter Strahlung vorgesehen. Die Erfinder haben festgestellt, dass eine Beschichtung umfassend eine hochbrechende Schicht und eine niedrigbrechende Schicht besonders geeignet ist hinsichtlich einer hohen Reflektivität für p-polarisiertes Licht. Die p-polarisierte Strahlung wird dann von der ersten Beschichtung und von der zweiten Beschichtung reflektiert. Der transmittierte Teil der Strahlung wird an der ersten sich in der Verbundscheibe befindlichen Beschichtung reflektiert. Da die zweite Scheibe eine geringe Dicke aufweist, überlagern sich die beiden reflektierten Bilder nahezu vollständig. Dadurch nimmt die Intensität der HUD- Darstellung (Projektorbild), welche aus den zwei Reflexionen resultiert, zu.

Die zweite Beschichtung muss nicht vollflächig auf der Oberfläche (IV) der zweiten Scheibe aufgebracht sein, mindestens aber im HUD Bereich der Verbundscheibe.

Die erste Scheibe ist durch eine Tönung gekennzeichnet, was die Sichtbarkeit der HUD Darstellung verbessert und in Kombination mit der zweiten Scheibe, welche eine geringere Dicke aufweist als die erste Scheibe, kann die Sichtbarkeit der HUD Darstellung weiterhin gesteigert werden. Eine derartige Verbundscheibe hat den besonderen Vorteil, dass sie reflektierende Eigenschaften im sichtbaren Spektralbereich, insbesondere für p-polarisierte Strahlung, aufweist. Zusätzlich wird die Bildung von unerwünschten Reflexionen, den sogenannten Geisterbildern, weitgehend minimiert und gewährleitet eine Transmission von hochfrequenten Signalen auf nahezu der gesamten Oberfläche der Verbundscheibe. Mit anderen Worten ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Verbundscheibe eine erste Beschichtung und eine zweite Beschichtung zur Reflexion von p-polarisierter Strahlung aufweist, wobei die zweite Scheibe eine geringe Dicke aufweist und sich die beiden Reflexionen möglichst überlagern. Durch die Tönung oder Färbung der ersten Scheibe wird diese Wirkung noch verstärkt. Überraschend hat sich gezeigt, dass eine solche erfindungsgemäße Verbundscheibe gegenüber den bisher bekannten Verbundscheiben eine deutlich verbesserte Sichtbarkeit des Hauptbildes ermöglicht.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung weisen die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung ausschließlich dielektrische Schichten auf. Zusätzlich können die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung frei von elektrisch leitfähigen Materialien sein. Dadurch wird eine sehr gute Transmission von elektromagnetischer Strahlung durch die Verbundscheibe gewährleistet. Auch aus rechtlichen Gründen kann es gewünscht sein, dass eine Verbundscheibe, insbesondere Fahrzeugscheibe, keine metallische Schichten aufweist.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfasst die erste Beschichtung eine dielektrische Schicht auf Basis von Silizium-Zirkonium-Mischnitrid, Siliziumnitrid, Silizium-Titan-Mischnitrid, Silizium-Hafnium-Mischnitrid und/oder Titanoxid.

In einer weiteren Ausgestaltung umfasst die erste Beschichtung ausschließlich eine dielektrische Schicht, insbesondere auf Basis von Silizium-Zirkonium-Mischnitrid.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung umfassen die erste Schicht der zweiten Beschichtung eine dielektrische Schicht auf Basis von Silizium-Zirkonium-Mischnitrid, Siliziumnitrid, Silizium-Titan-Mischnitrid, Silizium-Hafnium-Mischnitrid oder Titanoxid und die zweite Schicht der zweiten Beschichtung eine dielektrische Schicht auf Basis von einem dielektrischen Oxid, insbesondere Siliziumoxid (SiÜ2). Die zweite Beschichtung ist bevorzugt nur aus diesen beiden Schichten ausgebildet. Sie weist bevorzugt keine weiteren Schichten unterhalb oder oberhalb einer der beiden Schichten auf. Vorzugsweise umfassen die erste Schicht und die zweite Schicht zusammen zwei oder mehr Schichten mit einem unterschiedlichen Brechungsindex. Der Brechungsindex ist hierbei für jede Schicht der ersten, insbesondere hochbrechenden Schicht größer oder gleich 1 ,9 und für die zweite, insbesondere niedrigbrechende Schicht kleiner oder gleich 1 ,6. Die zweite Beschichtung ist transparent mit einer mittleren Transmission von sichtbarem Licht (380 nm bis 780 nm) von vorzugsweise mindestens 80 % und insbesondere mindestens 85 %. Die zweite Beschichtung kann eine Gesamtmaterialdicke von höchstens 200 nm (Nanometer), bevorzugt höchstens 185 nm aufweisen.

Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Die Verbundscheibe ist bevorzugt die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personen- oder Lastkraftwagens. Aus Sicht eines Fahrzeuginsassen ist die zweite Beschichtung in Durchsicht durch die zweite Scheibe (Innenscheibe) räumlich vor der ersten Beschichtung angeordnet.

Wie bei HUDs üblich bestrahlt ein Projektor einen Bereich der Verbundscheibe, wo die Strahlung in Richtung des Betrachters (Fahrers) reflektiert wird, wird ein virtuelles Bild erzeugt, welches der Betrachter von ihm aus gesehen hinter der Verbundscheibe wahrnimmt. Der durch den Projektor bestrahlbare Bereich der Verbundscheibe wird als HUD-Bereich bezeichnet. Die Strahlrichtung des Projektors kann durch optische Elemente (z.B. Spiegel) variiert werden, insbesondere vertikal, um die Projektion an die Körpergröße des Betrachters anzupassen.

Zur Erzeugung eines HUD-Bildes wird p-polarisierte Strahlung verwendet. Da der für HUD- Projektionsanordnungen typische Einfallswinkel von etwa 65° dem Brewsterwinkel für einen Luft-Glas-Übergang (57,2°, Kalk-Natron-Glas) relativ nahekommt, wird p-polarisierte Strahlung von Scheibenoberflächen kaum reflektiert, während s-polarisierte Strahlung deutlich stärker reflektiert wird. Die Reflektion der p-polarisierten Strahlung findet hauptsächlich an der zweiten Beschichtung statt.

Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Folie sein, insbesondere eine Folie mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Folie, eine Infrarotstrahlung absorbierende Folie und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Folie. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein. Um die Transmission der totalen Wärmestrahlung zu reduzieren, weist die Zwischenschicht Wärmestrahlung (totalen transmittierten Wärmestrahlung TTS) mindernde Eigenschaften auf. Dazu kann die Zwischenschicht als eine Folie mit absorbierenden Eigenschaften im nahen Infrarotbereich (NIR) ausgebildet sein. Als nahe Infrarotstrahlung (NIR) wird elektromagnetische Strahlung in einem Wellenlängenbereich 780 nm bis 3000 nm (Nanometer) bezeichnet. Dadurch wird die Erwärmung im Inneren von Räumen oder Fahrzeugen minimiert und der energetische Aufwand zur Schaffung eines des im Innern befindlichen Person angenehmen Umgebungsklimas reduziert. In einer Ausgestaltung kann die Zwischenschicht ein Leitersystem mit Heizfunktion, insbesondere mehrere Widerstandsdrähte als Heizleiter, umfassen.

In einer weiteren Ausgestaltung ist mindestens eine Abdeckschicht, insbesondere ein opaker Abdeckdruck, auf der innenraumseitigen Oberfläche (II) der ersten Scheibe in einem Randbereich der Verbundscheibe angeordnet. Die opake Abdeckschicht kann dabei mittelbar oder unmittelbar auf der Scheibenoberfläche angeordnet sein. Die Abdeckschicht kann sich dabei zumindest teilweise mit dem HUD-Bereich in Dursichtrichtung der Verbundscheibe überlappen.

Die opake Abdeckschicht ist dabei in einem Bereich der Scheibe angeordnet, in dem auch die erste und zweite Beschichtung liegen, so dass sich die Abdeckschicht, die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung zumindest teilweise in Dursichtrichtung der Verbundscheibe überlappen. Da im eingebauten Zustand der Verbundscheibe der HUD-Projektor im Innenraum eines Fahrzeugs angeordnet ist, trifft das vom HUD-Projektor emittierte Licht auf die erste Beschichtung bzw. zweite Beschichtung und wird dort reflektiert. Das reflektierte Licht ist für einen im Fahrzeuginnenraum befindlichen Betrachter als Bild erkennbar. Die opake Abdeckschicht liegt vom Betrachter im Fahrzeuginnenraum aus gesehen hinter der ersten Beschichtung. Dadurch weist das im Bereich der ersten Beschichtung und zweiten Beschichtung befindliche Bild einen guten Kontrast auf.

Die Abdeckschicht deckt beispielsweise eine Verklebung oder elektrische Anschlusselemente der Verbundscheibe ab. Dadurch wird ein ästhetisch guter optischer Eindruck der Verbundscheibe erzielt. Die Abdeckschicht dient auch als UV-Schutz für z.B. Klebemittel im Randbereich der Verbundscheibe.

Die mindestens eine opake Abdeckschicht im Sinne der Erfindung ist eine Schicht, die die Durchsicht durch die Verbundscheibe verhindert. Dabei findet eine Transmission von höchstens 5 %, bevorzugt von höchstens 2 %, besonders bevorzugt von höchstens 1 %, insbesondere von höchstens 0,1 %, des Lichtes des sichtbaren Spektrums durch die opake Abdeckschicht statt. Die Abdeckschicht kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann die Abdeckschicht auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung. Die opake Abdeckschicht wird bevorzugt auf der ersten Scheibe (z.B. Außenscheibe) aufgedruckt, insbesondere im Siebdruckverfahren. Siebdruckverfahren zur Aufbringung opaker Abdeckschichten auf Scheiben sind als solche bekannt. Derartige aufgedruckte Abdeckschichten werden auch als Siebdruck, Schwarzdruck oder Black Print bezeichnet und enthalten ein opakes Pigment, beispielsweise ein Schwarzpigment. Bekannte Schwarzpigmente sind beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz sowie Graphit. Die opake Abdeckschicht kann im Randbereich der Verbundscheibe umlaufend entlang der umlaufenden Kante der Verbundscheibe ausgebildet sein, wobei die Breite der opaken Abdeckschicht variieren kann. Bevorzugt ist die opake Abdeckschicht zumindest in einem Bereich verbreitert. Dieser verbreiterte Bereich der opaken Abdeckschicht dient zur Darstellung von durch den HUD- Projektor emittierten Bildern.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die thermoplastische Zwischenschicht in zumindest dem Randbereich der Verbundscheibe opak. Die thermoplastische Zwischenschicht ist dabei vorzugsweise im Abschnitt des Randbereichs schwarz gefärbt. Alternativ kann die thermoplastische Zwischenschicht auch durch eine erste und eine zweite thermoplastische Verbundfolie ausgebildet sein, wobei die erste thermoplastische Verbundfolie transparent ist und sich über die gesamte Fläche der Verbundscheibe erstreckt mit Ausnahme des Randbereichs. Die zweite thermoplastische Verbundfolie ist opak und beispielsweise schwarz gefärbt und erstreckt sich mindestens, vorzugsweise ausschließlich, über den Randbereich der Verbundscheibe.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist eine opake, vorzugsweise schwarz gefärbte, Folie innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet. Die Folie erstreckt sich zumindest über den Randbereich und vorzugsweise nur über den Randbereich. Die Folie ist beispielsweise auf Basis von Polyethylenterephthalat ausgebildet.

Der Randbereich ist vorzugsweise ein streifenförmiger Bereich, der entlang der Unterkante angeordnet ist. Der Randbereich erstreckt sich also von der linken Seitenkante zu der rechten Seitenkante und entlang der Unterkante der Verbundscheibe. Der Randbereich kann sich aber auch streifenförmig entlang der Oberkante von der linken zu der rechten Seitenkante und/oder entlang der linken und/oder der rechten Seitenkante von der Unterkante zu der Oberkante erstrecken. Der Randbereich grenzt besonders bevorzugt direkt an die Ober-, Seiten-, und/oder Unterkante. Der Randbereich kann rahmenförmig umlaufend entlang der Verbundscheibe verlaufen. Der Randbereich ist nicht innerhalb des Bereiches der Verbundscheibe angeordnet, welcher, beispielsweise im Zuge einer Verwendung als Windschutzscheibe in einem Fahrzeug, als Durchsichtbereich vorgesehen ist. Die Breite des Randbereichs beträgt bevorzugt von 10 cm bis 50 cm. Mit „Breite“ ist im Sinne der Erfindung die Ausdehnung senkrecht zur Erstreckungsrichtung gemeint.

Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn der HUD-Bereich der Verbundscheibe, insbesondere als eine Windschutzscheibe, mit der ersten Beschichtung und zweiten Beschichtung versehen ist. Es können aber auch weitere Bereiche der Verbundscheibe mit der ersten und zweiten Beschichtung versehen sein. Die Verbundscheibe kann im Wesentlichen vollflächig mit der ersten und der zweiten Beschichtung versehen sein, was herstellungsbedingt bevorzugt sein kann.

In einer Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens 80% der Scheibenoberfläche mit der ersten und zweiten Beschichtung versehen. Insbesondere ist die erste und zweite Beschichtung vollflächig auf die Scheibenoberfläche aufgebracht mit Ausnahme des umlaufenden Randbereichs und optional lokalen Bereichs. Der umlaufende unbeschichtete Randbereich weist beispielsweise eine Breite von 20 cm auf.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe bewirkt eine hohe Reflektivität gegenüber p- polarisierter Strahlung im Spektral bereich von 450 nm bis 650 nm (Nanometer), der für HUD- Darstellungen relevant ist. HUD Projektoren arbeiten typischerweise mit Wellenlängen von 473 nm, 550 nm und 630 nm (RGB). Dadurch wird ein intensitätsstarkes HUD-Bild erreicht.

Der Projektor ist innenraumseitig der Verbundscheibe angeordnet und bestrahlt die Verbundscheibe über die zweite (innenraumseitige) Oberfläche der zweiten Scheibe. Das vom HUD Projektor emittierte Licht trifft auf dem HUD-Bereich und/oder die Abdeckschicht und wird dort reflektiert.

Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Oberfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Oberfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein.

Der Projektor ist auf den HUD-Bereich und/oder auf die Abdeckschicht gerichtet und bestrahlt diese zur Erzeugung der HUD-Projektion. Die Strahlung des Projektors ist erfindungsgemäß überwiegend p-polarisiert, weist also einen p-polarisierten Strahlungsanteil von größer als 50% auf. Je höher der Anteil der p-polarisierten Strahlung an der Gesamtstrahlung des Projektors ist, desto intensitätsstärker ist das gewünschte Projektionsbild. Der p-polarisierte Strahlungsanteil des Projektors beträgt bevorzugt mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 80% und insbesondere bevorzugt mindestens 90%. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist die Strahlung des Projektors im Wesentlichen rein p-polarisiert, d.h. der p-polarisierte Strahlungsanteil beträgt also 100% oder weicht nur unwesentlich davon ab. Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe, insbesondere Windschutzscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Mit s-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld senkrecht zur Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Windschutzscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt.

Die Strahlung des Projektors trifft bevorzugt mit einem Einfallswinkel von 45° bis 75°, insbesondere von 60° bis 70° auf die Windschutzscheibe. In einer vorteilhaften Ausgestaltung weicht der Einfallswinkel um höchstens 10° vom Brewsterwinkel ab. Der Einfallswinkel ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Projektorstrahlung und der innenraumseitigen Flächennormale (also die Flächennormale auf die innenraumseitige externe Oberfläche der Windschutzscheibe) im geometrischen Zentrum des HUD-Bereichs. Der Brewsterwinkel für einen Luft-Glas-Übergang im Falle von Kalk-Natron-Glas, das für Fensterscheiben allgemein üblich ist, beträgt 57,2°. Idealerweise sollte der Einfallswinkel diesem Brewster- Winkel möglichst nahekommen. Es können aber beispielsweise auch Einfallswinkel von 65° verwendet werden, die für HUD-Projektionsanordnungen üblich sind, in Fahrzeugen problemlos zu realisieren sind und nur in einem geringen Maße vom Brewsterwinkel abweichen, so dass die Reflexion der p-polarisierten Strahlung nur unwesentlich zunimmt.

Die externen Oberflächen der Verbundscheibe sind daher bevorzugt im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Die thermoplastische Zwischenschicht ist dazu bevorzugt nicht keilartig ausgebildet, sondern weist eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, insbesondere auch im vertikalen Verlauf zwischen der Oberkante und der Unterkante der Windschutzscheibe, ebenso wie die erste Scheibe und die zweite Scheibe.

Die Verbundscheibe weist eine umlaufende Kante auf, welche besonders bevorzugt eine Oberkante und eine Unterkante sowie zwei dazwischen verlaufende Seitenkanten mit einer linken und einer rechten Seitenkante umfasst. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der Verbundscheibe nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.

Die Zwischenschicht ist typischerweise aus mindestens einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Da Standardfolien deutlich kostengünstiger sind als Keilfolien, wird die Herstellung der Windschutzscheibe günstiger gestaltet.

Die erste Scheibe und die zweite Scheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) oder transparenten Kunststoffen (beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) gefertigt sein. Die Dicke der ersten Scheibe als Außenscheibe und der zweiten Scheibe als Innenscheibe kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1 ,1 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise die mit den Standarddicken 1 ,6 mm oder 2,1 mm, wobei die zweite Scheibe eine Dicke von kleiner oder gleich 1.6 mm aufweist, bevorzugt kleiner oder gleich 1.4 mm, besonders bevorzugt 1.1 mm.

Die zweite Scheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos sein. Die Gesamttransmission durch die Verbundscheibe als Windschutzscheibe (samt Reflexionsbeschichtung) beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung größer 70%. Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben. Die erste Scheibe und die zweite Scheiben können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die erste Scheibe getönt oder gefärbt. Beispielsweise kann grün oder blau gefärbtes Glas als erste Scheibe (Außenscheibe) eingesetzt werden. Derartige getönte Glasscheiben sich auch als TSANx, TSA3+ Glasscheiben bekannt. Dadurch kann die außenseitige Reflektivität der Verbundscheibe verringert werden, wodurch der Eindruck der Scheibe angenehmer gestaltet wird für einen äußeren Betrachter. Gleichzeitig wird eine gute HUD-Darstellung mit hohem Kontrast ermöglicht.

Um allerdings die vorgeschriebene Lichttransmission von 70% für Windschutzscheiben zu gewährleisten (Gesamttransmission), sollte die Außenscheibe (hier also erste Scheibe) bevorzugt eine Lichttransmission von mindestens 80% aufweisen, besonders bevorzugt von mindestens 85%. Die zweite Scheibe und die Zwischenschicht sind bevorzugt klar, also nicht getönt oder gefärbt.

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

Die thermoplastische Zwischenschicht enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke der Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht nach der Lamination des Schichtstapels bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch aus einer Folie ausgebildet sein, die bereichsweise gefärbt und damit opak ist. Die Zwischenschicht kann auch aus mehr als einer Folie ausgebildet sein, wobei die mindestens zwei Folien sich über unterschiedliche Bereiche der Fläche der Verbundscheibe erstrecken.

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

Die erste Beschichtung und die zweite Beschichtung werden bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) auf eine Scheibenoberfläche, besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“), ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetronsputtern“) oder durch chemische Abscheidungsverfahren, insbesondere bei Atmosphärendruck, abgeschieden. Die Beschichtungen werden bevorzugt vor der Lamination aufgebracht. Ist etwas „auf Basis“ eines polymerischen Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich, also zu mindestens 50 %, vorzugsweise zu mindestens 60 % und insbesondere zu mindestens 70%, aus diesem Material. Es kann also noch weitere Materialien wie beispielsweise Stabilisatoren oder Weichmacher enthalten.

Die Erfindung umfasst außerdem ein Fahrzeug, bevorzugt Straßenfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen (PKW), das mit einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ausgestattet ist.

Die Erfindung umfasst auch eine Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display System, wobei die Projektionsanordnung die erfindungsgemäße Verbundscheibe und einen Projektor umfasst, wobei der Projektor auf den HUD-Bereich der Verbundscheibe gerichtet ist, wobei die zweite Oberfläche (IV) der zweiten Scheibe zur Bestrahlung durch den Projektor vorgesehen ist und die Strahlung des Projektors überwiegend p-polarisiert ist. Die Verbundscheibe ist derart zum Projektor angeordnet, dass die zweite Oberfläche (IV) der zweiten Scheibe die dem Projektor nächstliegende Oberfläche der Verbundscheibe ist.

Die p-polarisierte Strahlung wird im HUD-Bereich in Richtung eines Betrachters reflektiert, wodurch eine virtuelle HUD Darstellung erzeugt wird, die der Betrachter von ihm ausgesehen hinter der Verbundscheibe oder auf der Abdeckschicht wahrnimmt. Die Strahlrichtung des Projektors kann typischerweise durch Spiegel variiert werden, insbesondere vertikal, um die Projektion an die Körpergröße des Betrachters anzupassen. Der Bereich, in dem sich die Augen des Betrachters bei gegebener Spiegelstellung befinden müssen, wird als Eyeboxfenster bezeichnet. Dieses Eyeboxfenster kann durch Verstellung der Spiegel vertikal verschoben werden, wobei der gesamte dadurch zugängliche Bereich (das heißt die Überlagerung aller möglichen Eyeboxfenster) als Eyebox bezeichnet wird. Ein innerhalb der Eyebox befindlicher Betrachter kann das virtuelle Bild wahrnehmen. Damit ist natürlich gemeint, dass sich die Augen des Betrachters innerhalb der Eyebox befinden müssen, nicht etwa der gesamte Körper.

Der Projektor ist vorzugsweise ein Liquid-crystal (LCD-) Display, Thin-Film-Transistor (TFT)- Display, Light-Emitting-Diode (LED-) Display, Organic-Light-Emitting-Diode (OLED-) Display, Electroluminescent (EL-) Display oder microLED-Display.

Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen. 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, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe einer gattungsgemäßen Projektionsanordnung,

Figur 2 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe,

Figur 3 einen Querschnitt durch eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,

Figur 4 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung einer ersten Beschichtung und einer zweiten Beschichtung, und

Figur 5 ein Reflexionsspektrum der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gegenüber p- polarisierter Strahlung.

Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.

Figur 1 zeigt schematisch eine Verbundscheibe 10 mit einer Oberkante O, einer Unterkante U und einem sogenannten HUD-Bereich B. Im eingebauten Zustand kann sich der HUD-Bereich im unteren Bereich in der Nähe der Unterkante der Verbundscheibe 10 befinden. In einem umlaufenden Randbereich der Verbundscheibe 10 kann sich zusätzlich eine rahmenförmige umlaufende opake Abdeckschicht befinden.

Figur 2 zeigt schematisch eine gattungsgemäße Projektionsanordnung für ein HUD System. Die Projektionsanordnung umfasst eine Verbundscheibe 10, die als Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens ausgebildet ist. Die Verbundscheibe 10 trennt einen Innenraum des Personenkraftwagens von einer äußeren Umgebung ab. Weiterhin weist die Projektionsanordnung einen Projektor 4 auf, der auf einen Bereich der Verbundscheibe 10 gerichtet ist. Dieser Bereich wird üblicherweise als HUD-Bereich B bezeichnet. In diesem Bereich können durch den Projektor 4 erzeugte Bilder projektiert werden, welche von einem Betrachter 5 (z.B. Fahrzeugfahrer) als virtuelle Bilder auf der von ihm abgewandten Seite der Verbundscheibe 10 wahrgenommen werden, wenn sich seine Augen innerhalb der sogenannten Eyebox E befinden.

Die Verbundscheibe 10 ist aufgebaut aus einer ersten Scheibe 1 als Außenscheibe und einer zweiten Scheibe 2 als Innenscheibe des Personenkraftwagens, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Ihre Unterkante U ist nach unten in Richtung des Motors des Personenkraftwagens angeordnet, ihre Oberkante O nach oben in Richtung des Dachs. Die erste Scheibe 1 ist in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt, die zweite Scheibe 2 dem Fahrzeuginnenraum. Die Verbundscheibe 10 kann jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen. Als Windschutzscheibe weist sie typischerweise eine konvexe Wölbung auf.

Figur 3 zeigt schematisch eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10 im Querschnitt. Die erste Scheibe 1 weist eine außenseitige Oberfläche I auf, die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt ist, und eine innenraumseitige Oberfläche II, die in Einbaulage dem Innenraum zugewandt ist. Weiterhin umfasst die Verbundscheibe 10 die zweite Scheibe 2, welche eine außenseitige Oberfläche III und eine innenraumseitige Oberfläche IV aufweist. Die Oberfläche III ist in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt. Hingegen ist die Oberfläche IV in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt.

Die erste Scheibe 1 als Außenscheibe im eingebauten Zustand und die zweite Scheibe 2 als Innenscheibe bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die erste Scheibe 1 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf. Die zweite Scheibe 2 weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf und ist damit deutlich dünner als üblicherweise eingesetzte Innenscheiben in Windschutzscheiben. Alternativ kann die Dicke der zweiten Scheibe (2) 1 ,4 mm oder 1 ,1 mm betragen. Die Verringerung der Dicke der zweiten Scheibe 2, also der Innenscheibe im eingebauten Zustand eines Fahrzeugs, geht mit einer Angleichung der ersten Reflexion an die zweite Reflexion einher. Das bedeutet, dass das Bild, welches an der zweiten Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 entsteht, näher an das aus der zweiten Reflexion resultierende Bild heranrückt. Die Bilder überlappen stärker, wodurch der Eindruck der resultierenden HUD- Darstellung verbessert wird. Die erste Scheibe 1 weist zumindest eine Tönung auf. Aufgrund der Tönung der ersten Scheibe 1 ist eine gute HUD-Darstellung (Projektor Bild) mit hohem Kontrast möglich. Die Zwischenschicht 3 ist beispielsweise aus einer PVB-Folie mit einer Dicke von 0,76 mm ausgebildet. Die PVB-Folie weist eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, abgesehen von einer etwaigen fachüblichen Oberflächenrauigkeit. Die PVB-Folie kann mit absorbierenden Eigenschaften im NIR-Bereich ausgebildet sein.

Die erste (außenseitige) Oberfläche III der zweiten Scheibe 2 ist mit einer erfindungsgemäßen ersten Beschichtung 20 versehen, die einen Brechungsindex von mindestens 1 ,9 aufweist. Die erste Beschichtung 20 weist eine Schicht eines optisch hochbrechenden Materials auf. Die optisch hochbrechende Schicht der ersten Beschichtung 20 ist bevorzugt auf Basis von Siliziumnitrid, Silizium-Metall-Mischnitriden wie Siliziumzirkoniumnitrid (SiZrNx), Silizium- Titan-Mischnitrid oder Silizium-Hafnium-Mischnitrid. Die Schichtdicke der optisch hochbrechenden Schicht sollte bevorzugt 20 nm bis 80 nm betragen, besonders bevorzugt 30 nm.

Die zweite (innenseitige) Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 ist mit einer erfindungsgemäßen zweiten Beschichtung 30 versehen. Die erfindungsgemäße erste Beschichtung 20 und die zweite Beschichtung 30 sind auf die Reflexion p-polarisierter Strahlung optimiert. Sie dienen als Reflexionsflächen für die Strahlung des Projektors 4 zur Erzeugung der HUD-Projektion. Eine erste Reflexion findet an der ersten Beschichtung 20 statt. Da der Einstrahlwinkel der Projektorstrahlung allerdings geringfügig vom Brewster- Winkel abweicht, findet auch an den Luft-Glasübergängen eine zweite Reflexion der Projektorstrahlung statt, was zur Ausbildung eines zweiten Bildes führt. Das zweite Bild, welches durch die zweite Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche IV der Scheibe 2 erzeugt wird, kann sich hier durch die sehr geringe Dicke der zweiten Scheibe 2 gut mit dem ersten Bild, welches durch die erste Reflexion an der ersten Beschichtung 20 erzeugt wird, überlagern. Da die Intensität der reflektierten Strahlung (im Gegensatz zur Reflexion an der außenseitigen Oberfläche l der Außenscheibe 1) nicht bereits durch den Durchgang durch die erste Beschichtung 20 und durch die zweite Beschichtung 30 geschwächt ist, verstärkt das erste Bild die Sichtbarkeit des zweiten Bildes.

Wird vom Innenraum des Personenkraftwagens durch die Verbundscheibe 10 geblickt, ist die erste Beschichtung 20 und die zweite Beschichtung 30 vor der getönten ersten Scheibe 1 (Außenscheibe) angeordnet. Dadurch entsteht bei der Bestrahlung der ersten und zweiten Beschichtung 20, 30 mit p-polarisiertem Licht des Projektors 4 ein besonders kontrastreiche und visuell gut wahrnehmbare HUD-Darstellung. Die Strahlung des Projektors 4 ist im Wesentlichen p-polarisiert. Da der Projektor 4 die Verbundscheibe 10 mit einem Einfallswinkel von etwa 65° bis 75° bestrahlt, der nahe dem sogenannten Brewster-Winkel liegt, wird die Strahlung des Projektors nur unwesentlich an der ersten (aussenseitigen) Oberflächen I der Verbundscheibe 10 reflektiert. Der Projektor 4 ist beispielsweise ein Display, vorliegend ein LCD-Display. Möglich wäre beispielsweise auch, dass es sich bei der Verbundscheibe 10 um eine Dachscheibe, Seiten- oder Heckscheibe handelt. Bei der p-polarisierten Strahlung handelt es sich um Lichtwellen innerhalb des vom Menschen visuell wahrnehmbaren Wellenlängenbereiches von 380 nm bis 780 nm

Figur 4 zeigt die Schichtenfolge einer beispielshaften Ausgestaltung der zweiten Beschichtung 30. Die zweite Beschichtung 30 weist eine erste Schicht eines dielektrischen Materials 30.1 mit einem Brechungsindex größer oder gleich 1 ,9 und eine zweite Schicht eines dielektrischen Materials 30.2 mit einem Brechungsindex kleiner oder gleich 1 ,6 auf. Die erste Schicht der zweiten Beschichtung 30 weist ein dielektrisches Material 30.1 auf Basis von Siliziumnitrid, Silizium-Metall-Mischnitriden wie Siliziumzirkoniumnitrid (SiZrNx), Silizium-Titan-Mischnitrid oder Silizium-Hafnium-Mischnitrid auf. Die zweite Schicht 30.2 der zweiten Beschichtung 3 weist ein dielektrisches Material 30.2 auf Basis von Siliziumoxid (SiCh) auf. Die zweite Schicht 30.2 ist gegenüber der ersten Schicht 30.1 der zweiten Beschichtung 30 eine optisch niedrigbrechende Schicht. Die Schichtdicken der dielektrischen Schichten der zweiten Beschichtung sollten bevorzugt 50 nm bis 200 nm betragen, besonders bevorzugt 70 nm bis 115 nm.

Die erste Schicht 30.1 und die zweite Schicht 30.2. der zweiten Beschichtung 30 sind deckungsgleich übereinander angeordnet, wobei die erste Schicht 30.1 auf zweiten Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 und die zweite Schicht 30.2 auf der ersten Schicht 30.1 aufgebracht ist.

Während es intuitiv naheliegend wäre, mittels einer reflexionsmindernden Beschichtung (Antireflexionsbeschichtung) die Reflexion an der zweiten Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 zu verringern, ist die innenraumseitige Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 erfindungsgemäß ganz im Gegenteil mit einer reflexionssteigernden Beschichtung 30 versehen, welche die Gesamtreflektivität der zweiten Oberfläche IV erhöht.

Die Schichtenfolgen einer Verbundscheibe 10 mit der ersten Beschichtung 20 auf der ersten (außenseitigen) Oberfläche III der zweiten Scheibe 2 und der zweiten Beschichtung 30 auf der zweiten (innenseitigen) Oberfläche IV der zweiten Scheibe 2 gemäß des erfindungsgemäßen Beispiels sind, zusammen mit den Materialien und geometrische Schichtdicken der Einzelschichten, in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1:

Durch eine zusätzliche Absorption der Wärmestrahlung an der Zwischenschicht 3 kann der TTS-Wert der Verbundscheibe bis zu 3 % verbessert, sprich reduziert werden. Dieses Ergebnis war für den Fachmann unerwartet und überraschend.

In Figur 5 ist ein Reflexionsspektrum der Verbundscheibe 10 mit einem Schichtenaufbau gemäß Tabelle 1 dargestellt. Das Reflexionsspektrum wurde mit einer Lichtquelle, die im betrachteten Spektralbereich p-polarisierte Strahlung gleichmäßiger Intensität ausstrahlt, aufgenommen, bei Betrachtung über die zweite Scheibe 2 (die sogenannte innenraumseitige Reflexion über der Innenscheibe) unter einem Einstrahlwinkel von 65° zur innenraumseitigen Flächennormalen. Aus der graphischen Darstellung des Spektrums ist ersichtlich, dass die erfindungsgemäße Verbundscheibe 10, obwohl sie keine metallische Schicht aufweist, eine recht gute Reflektivität im optischen Bereich bietet. Die beiden Beschichtungen 20, 30 bewirken in Kombination mit der recht dünnen zweiten Scheibe 2 sowie der getönten ersten Scheibe 1 eine hohe Reflektivität gegenüber p-polarisierter Strahlung, insbesondere im Spektralbereich von 400 nm bis 780 nm.

Die erzielten optischen Parameter sind in der folgenden Tabelle 2 wiedergeben. Außerdem ist ein Vergleichsbeispiel einer gattungsgemäßen Verbundscheibe, die nicht die erfindungsgemäßen Merkmale erfüllt, in der Tabelle 2 dargestellt. Tabelle 2:

Folgende kolorimetrischen Koordinaten und Parameter sind aufgeführt: TTS-Wert (ein Maß für die totale transmittierte Wärmestrahlung durch die Scheibe) Lichttransmission gemäß Lichtart A: TL A, Lichtreflexion gemäß Lichtart A: RL A, Farbwerte a*g und b*g

Farbwerte a*g und b*g gemäß Lichteinfallswinkel 60°

Es ist ersichtlich, dass das erfindungsgemäße Beispiel verbesserte optische Parameter aufweist. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10 besteht darin, dass hochfrequente Signal die Verbundscheibe durchdringen können und gleichzeitig die Reflektivität im Hinblick auf HUD Darstellungen verbessert wird. Gleichzeitig ist die außenseitige Reflexionsfarbe relativ neutral (bläulich/grüner Stich), so dass die Verbundscheibe keinen unangenehmen Farbstich (z.B. rötlichen Stich) aufweist. Bezugszeichenliste:

1 erste Scheibe

2 zweite Scheibe

3 thermoplastische Zwischenschicht

4 Projektor

5 Betrachter / Fahrzeugfahrer

10 Verbundscheibe

20 erste Beschichtung

30 zweite Beschichtung

30.1 erste Schicht der zweiten Beschichtung 30

30.2 zweite Schicht der zweiten Beschichtung 30

O Oberkante der Verbundschutzscheibe 10

U Unterkante der Verbundschutzscheibe 10

B HUD-Bereich der Verbundschutzscheibe 10

E Eyebox l erste, von der Zwischenschicht 3 abgewandte Oberfläche der ersten Scheibe 1

11 zweite, zur Zwischenschicht 3 hingewandte Oberfläche der ersten Scheibe 1

III erste, zur Zwischenschicht 3 hingewandte Oberfläche der zweiten Scheibe 2

IV zweite, von der Zwischenschicht 3 abgewandte Oberfläche der zweiten Scheibe 2