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Title:
LAMINATED PANE COMPRISING A PHOTOPOLYMER LAYER AND PDLC ELEMENT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/180471
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a laminated pane comprising, in the following sequence, an outer pane (1), an intermediate layer (11), a functional element (4) with electrically controllable optical properties and selected from a PDLC functional element, a PNLC functional element, or an SPD functional element, an intermediate layer (11), a holographic display element (3), an intermediate layer (11), and an inner pane (2). The laminated pane is suitable for use as a projection surface for head-up displays.

Inventors:
GOMER ANDREAS (DE)
RODERBURG ANDREAS (DE)
ZHANG HUIXING (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/054526
Publication Date:
September 16, 2021
Filing Date:
February 24, 2021
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
B32B17/10; B60R1/00
Domestic Patent References:
WO2018188844A12018-10-18
WO2018086400A12018-05-17
Foreign References:
DE102019108385A12019-10-10
DE202019104803U12019-09-12
US20190101865A12019-04-04
CN209195228U2019-08-02
US20190101865A12019-04-04
Attorney, Agent or Firm:
KOENIGS, Dana, Anniela (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verbundscheibe, umfassend in dieser Reihenfolge eine Außenscheibe (1), eine Zwischenschicht (11), ein Funktionselement (4) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das ausgewählt ist aus einem PDLC-Funktionselement, einem PNLC-Funktionselement oder einem SPD-Funktionselement, eine Zwischenschicht (11), ein holographisches Displayelement (3), eine Zwischenschicht (11) und eine Innenscheibe (2).

2. Verbundscheibe nach Anspruch 1, wobei das holographische Displayelement (3) in dieser Reihenfolge eine Deckschicht (5), eine Photopolymerschicht (6) und eine Substratschicht (7) umfasst.

3. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Funktionselement (4) in dieser Reihenfolge eine Trägerschicht (8), eine Flächenelektrode (9), eine aktive Schicht (10), eine Flächenelektrode (9) und eine Trägerschicht (8) umfasst.

4. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Funktionselement (4) ein PDLC-Funktionselement ist.

5. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Substratschicht (7) des holographischen Displayelements (3) aus Polyamid (PA)-Folie oder Cellulosetriacetat (TAC)-Folie gebildet ist, und/oder die Deckschicht (5) des holographischen Displayelements (3) aus Polyamid (PA)- Folie, Cellulosetriacetat (TAC)-Folie, Polymethylmethacrylat (PMMA)-Folie oder Polyethylenterephthalat (PET)-Folie gebildet ist.

6. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Zwischenschichten (11) aus Polyvinylbutyral (PVB)-Folie, thermoplastischer Polyurethan (TPU)-Folie, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA)-Folie, OCA-Folie oder einer Kombination davon gebildet sind. 7. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei in dem holographischen Displayelement (3) die Substratschicht eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 mhi, die Photopolymerschicht (6) eine Dicke im Bereich von 10 bis 80 mGh und/oder die Deckschicht (5) eine Dicke im Bereich von 50 bis 250 mhi aufweist, und/oder in dem Funktionselement (4) die Trägerschichten (8) jeweils unabhängig eine Dicke im Bereich von 100 bis 200 mhi, die Flächenelektroden (9) jeweils unabhängig eine Dicke im Bereich von 30 bis 400 nm und/oder die aktive Schicht (10) eine Dicke im Bereich von 10 bis 30 mhi aufweist, und/oder die Zwischenschichten (11) jeweils unabhängig eine Dicke im Bereich von 200 bis 800 mGh aufweisen.

8. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem Funktionselement (4), bevorzugt in dem PDLC-Funktionselement, die Trägerschichten (8) aus Polyethylenterephthalat (PET)-Folie gebildet sind, und/oder die Flächenelektroden (9) aus ITO-Schichten gebildet sind.

9. Verfahren zur Erzeugung einer visuellen Information mit einem Head-up-Display, umfassend die Erzeugung eines Bildes mit einer bildgebenden Einheit, und das Lenken des Bildes auf eine Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Projektionsfläche, wobei die visuelle Information von dem Raum betrachtet wird, der der Seite der Innenscheibe zugewandt ist, wobei die Verbundscheibe bevorzugt in einem Fahrzeug oder einem Bauwerk montiert ist.

10. Verwendung der Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 als Projektionsfläche für ein Head-up-Display.

11. Verwendung nach Anspruch 10, wobei die Verbundscheibe in einem Fahrzeug oder in einem Bauwerk montiert ist.

12. Fahrzeug oder Bauwerk, in dem eine Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8 montiert ist.

13. Fahrzeug oder Bauwerk nach Anspruch 12, das ein Fahrzeug ausgewählt aus Kraftfahrzeugen, z.B. Personenkraftfahrzeugen, oder Transportfahrzeugen, wie z.B. Bussen, Zügen, Flugzeugen oder Schiffen, ist, oder das ein Bauwerk ist, wobei die Verbundscheibe als Fensterscheibe oder

Trennscheibe montiert ist.

14. Fahrzeug oder Bauwerk nach Anspruch 12 oder 13, wobei die Verbundscheibe eine Heckscheibe, Seitenscheibe, Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeuges ist.

15. Fahrzeug oder Bauwerk nach einem der Ansprüche 12 bis 14, in dem ein Head-up- Display montiert ist, das eine bildgebende Einheit umfasst, wobei die Verbundscheibe als Projektionsfläche des Head-up-Displays dient.

Description:
Verbundscheibe mit Photopolymerschicht und PDLC-Element

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit Funktionselementen mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften und holographischen Displayelementen, ein Verfahren zum Erzeugen einer visuellen Information mit der Verbundscheibe, die Verwendung der Verbundscheibe sowie ein Fahrzeug oder ein Bauwerk, in das die Verbundscheibe eingebaut ist.

Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren optischen Funktionselementen sind als solche bekannt. Die optischen Eigenschaften der Funktionselemente können durch eine angelegte elektrische Spannung verändert werden.

Ein Beispiel für solche Funktionselemente sind SPD-Funktionselemente (SPD = suspended particle device). Durch die angelegte Spannung lässt sich die Transmission von sichtbarem Licht durch SPD-Funktionselemente steuern.

Ein weiteres Beispiel sind PDLC-Funktionselemente (PDLC = polymer dispersed liquid crystal). Die aktive Schicht enthält dabei Flüssigkristalle, welche in einer Polymermatrix eingelagert sind.

Ein weiteres Beispiel sind PNLC-Funktionselemente (PNLC = polymer network liquid crystal). Die aktive Schicht enthält dabei Flüssigkristalle, welche in ein Polymernetzwerk eingelagert sind, wobei die Funktionsweise ansonsten analog wie bei den PDLC- Funktionselementen ist.

SPD-, PDLC und PNLC-Funktionselemente sind als Funktionselement kommerziell erhältlich, wobei die aktive Schicht und die zum Anlegen einer Spannung erforderlichen Flächenelektroden zwischen zwei Trägerfolien angeordnet sind.

CN 209195228 U beschreibt den Einsatz von laminiertem PDLC-Glas als Projektionsschirm für Kraftfahrzeuge. WO 2018/86400 A1 betrifft laminiertes PDLC-Glas für U-Bahn-Tür-Multimediasysteme.

Ebenfalls bekannt sind holographische Displayelemente, die in sogenannten Head-up- Displays als Projektionsfläche eingesetzt werden. Ein Head-up-Display ist ein Anzeigesystem, bei dem der Betrachter seine Blickrichtung beibehalten kann, weil die visuellen Informationen in sein Sichtfeld projiziert werden. Zu den Nutzern gehören unter anderem Piloten und Autofahrer. US 2019/0101865 A1 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines laminierten holographischen Displays, bei der eine Photopolymerschicht mithilfe von Polymerschichten zwischen zwei Glasscheiben laminiert wird.

Beim Einsatz von Head-up-Displays ergeben sich jedoch spezifische Probleme. So sind die Anforderungen an Projektoren, die die Bilder für Head-up-Displays erzeugen, hoch, um einen hohen Kontrast bereitzustellen, so dass relativ großvolumige Projektoren eigesetzt werden müssen, die aufgrund des hohen Stromverbrauchs auch relativ viel Wärme produzieren.

Darüber hinaus ist es bei Head-up-Displays schwierig, die Privatsphäre der Benutzer zu schützen, da die eingesetzten Projektionsflächen von beiden Seiten durchsichtig sind. Zudem ist auf die Sicherheit der Fußgänger durch Vermeidung von Blendung zu achten.

Die Aufgabe der Erfindung bestand darin, den hohen Anforderungen an den Kontrast von Bildern, die auf oder hinter Glas erzeugt werden, bei verringerten Anforderungen an den Projektor gerecht zu werden. Darüber hinaus soll die Privatsphäre der Nutzer besser geschützt werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Verbundscheibe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Erzeugung von visueller Information mithilfe der Verbundscheibe, die Verwendung der Verbundscheibe sowie die erfindungsgemäßen Verbundscheiben, die in Bauwerke oder Fahrzeuge montiert sind, gemäß den weiteren unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die vorgestellte Erfindung löst das Problem der hohen Anforderung an den Kontrast von Bildern, die auf oder hinter dem Glas erzeugt werden, durch die Anwendung des Holographie-Prinzips in Kombination mit speziellen Funktionselementen, insbesondere PDLC, mit denen die optischen Eigenschaften der Scheibe gesteuert werden können.

Dadurch wird ein höherer Kontrast für das erzeugte Bild erreicht, insbesondere, wenn mithilfe des Funktionselement die Transparenz der Verbundscheibe reduziert wird. Die erforderliche Projektorleistung wird dadurch drastisch reduziert, was auch zu einer Verkleinerung des Projektors führen kann und somit den Einsatz auf begrenztem Raum, z.B. in Autos, ermöglicht. Da eine geringere Lichtmenge erforderlich ist, wird auch weniger Wärme erzeugt. Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung den Schutz der Privatsphäre der Benutzer von holographischen Bildanzeigen. Durch das Einstellen der optischen Eigenschaft der Scheibe durch das Funktionselement, insbesondere des PDLC, können Fußgänger außerhalb des Fahrzeugs die auf dem Glas angezeigten Bilder nicht sehen. Schließlich vermeidet die Kombination von PDLC und holographischem Film die Blendung von Fußgängern, die durch durchgelassene Laser- oder Lichtstrahlen des Hologramms verursacht werden können.

Diese Erfindung stellt eine Kombination aus PDLC-Film und holografischem Film dar, die in Glas laminiert werden. Die Kombination beider Materialstapel ermöglicht eine Sichtschutzfunktion für Display-Anwendungen, die auf dem Holographie-Prinzip basieren, wenn die PDLC-Schicht aktiviert wird und somit die Menge des durchgelassenen Lichts reduziert wird. Dies hilft, diffuse Reflexionen des holographischen Materials für Anwendungen wie z.B. transparente Bildschirme zu nutzen, die für Personen außerhalb des Autos nicht sichtbar sind. Darüber hinaus erhöht ein schaltbarer Hintergrund, wie z.B. die PDLC, den Kontrast des vom Hologramm erzeugten Bildes. Dies trägt dazu bei, dass die Anforderungen an den Projektor reduziert und/oder der sichtbare Bereich vergrößert werden kann.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe eignet sich als Projektionsfläche für Head-up- Displays (HUD).

Die Erfindung wird im Folgenden näher erläutert. Die folgenden Angaben werden bezüglich der erfindungsgemäßen Verbundscheibe oder des erfindungsgemäßen Verfahrens oder der erfindungsgemäßen Verwendung oder den erfindungsgemäßen Fahrzeugen oder Bauwerken gemacht, beziehen sich soweit anwendbar aber immer sowohl auf die Verbundscheibe selbst, das Verfahren, die Verwendung sowie die Fahrzeuge oder Bauwerke, in die die Verbundscheibe eingebaut ist, sofern nicht ausdrücklich anders angegeben.

Gemäß der Erfindung wird eine Verbundscheibe bereitgestellt, die in dieser Reihenfolge umfasst: eine Außenscheibe 1 , eine Zwischenschicht 11 , ein Funktionselement 4 mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das ausgewählt ist aus einem PDLC- Funktionselement, einem PNLC-Funktionselement oder einem SPD-Funktionselement, eine Zwischenschicht 11 , ein holographisches Displayelement 3, eine Zwischenschicht 11 und eine Innenscheibe 2. Die Verbundscheibe umfasst eine Innenscheibe und eine Außenscheibe. Die Innenscheibe und die Außenscheibe können flache oder gebogene Scheiben sein. Die Scheiben können aus anorganischem Glas und/oder organischem Glas (Kunststoff) sein. Die Innenscheibe und die Außenscheibe können z.B. unabhängig voneinander aus Flachglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Aluminosilikatglas, Polycarbonat und/oder Polymethacrylat sein. Die Innenscheibe und die Außenscheibe sind bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas. Die Innenscheibe und die Außenscheibe weisen z.B. unabhängig voneinander eine Dicke im Bereich von 0,4 bis 5,0 mm, z.B. 1 bis 3 mm, bevorzugter 1 ,6 bis 2,5 mm, auf.

Die Innenscheibe und/oder die Außenscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, z.B. Antihaftbeschichtungen, getönte Beschichtungen, Antireflexbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen. Die Innenscheibe und die Außenscheibe können farbig oder farblos (weiß) ausgestaltet sein. In einer Ausführungsform ist die Außenscheibe z.B. eine grüne Scheibe. Die Innenscheibe ist z.B. eine weiße Scheibe, d.h. eine farblose Scheibe.

Bei dem Funktionselement und dem holographischen Displayelement handelt es sich um Flächenkörper, die auch als Funktionsschicht bzw. holographische Displayschicht bezeichnet werden können. Die in der Verbundscheibe enthaltenen polymeren Schichten werden in der Regel durch Folien gebildet. Die Ausdrücke Schichten und Folien werden miteinander austauschbar verwendet.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das ausgewählt ist aus einem PDLC- Funktionselement, einem PNLC-Funktionselement oder einem SPD-Funktionselement. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften ein PDLC-Funktionselement.

Solche Funktionselemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt. Durch das Funktionselement, insbesondere das PDLC-Funktionselement, kann die Lichtdurchlässigkeit der Verbundscheibe nach Bedarf reduziert werden, wodurch ein Sichtschutzeffekt erzielt wird und der Kontrast für die visuelle Information erhöht wird.

Das Funktionselement, insbesondere das PDLC-Funktionselement, umfasst im Allgemeinen in dieser Reihenfolge eine Trägerschicht, eine Flächenelektrode, eine aktive Schicht, eine Flächenelektrode und eine Trägerschicht. Die aktive Schicht weist veränderliche optische Eigenschaften auf, die durch eine an die aktive Schicht angelegte elektrische Spannung gesteuert werden können. Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung insbesondere solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können. Die besagten optischen Eigenschaften betreffen insbesondere die Lichttransmission und/oder das Streuverhalten.

Die aktive Schicht eines PDLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird an die Flächenelektroden keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht.

Die aktive Schicht eines PNLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in ein Polymernetzwerk eingelagert sind. Ansonsten ist das Funktionsprinzip ähnlich wie bei dem PDLC-Funktionselement. Die aktive Schicht eines SPD-Funktionselements enthält suspendierte Partikel, wobei die Absorption von Licht durch die aktive Schicht mittels Anlegen einer Spannung an die Flächenelektroden veränderbar ist.

Das Funktionselement umfasst Flächenelektroden zum Anlegen der Spannung an die aktive Schicht, die zwischen den Trägerschichten und der aktiven Schicht angeordnet sind. Eine Flächenelektrode ist zwischen der aktiven Schicht und der einen Trägerschicht angeordnet und eine Flächenelektrode ist zwischen der aktiven Schicht und der anderen Trägerschicht angeordnet. Die Flächenelektroden können bzgl. Zusammensetzung und/oder Dicke gleich oder verschieden sein. Die Flächenelektroden sind meist gleich.

Die Flächenelektroden sind bevorzugt als transparente, elektrisch leitfähige Schichten ausgestaltet. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Beispiele für transparente, leitende Oxide (TCO) sind mit Zinn dotiertes Indiumoxid (ITO, auch als Indium-Zinn-Oxid bezeichnet), mit Antimon oder Fluor dotiertes Zinnoxid (Sn0 2 :F), mit Gallium dotiertes Zinkoxid oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (ZnO: AI), wobei ITO bevorzugt ist. Die Dicke der elektrisch leitenden Schichten auf Basis dieser transparenten leitenden Oxide (TCO) liegt bevorzugt im Bereich von 10 nm bis 2 mhi, bevorzugter 30 nm bis 500 nm und insbesondere 30 nm bis 400 nm.

Die elektrisch leitfähige Schicht kann auch eine Metallschicht sein, vorzugsweise eine Dünnschicht oder ein Stapel von Dünnschichten, die Metallschichten umfassen. Metall umfasst hier auch Metalllegierungen. Geeignete Metalle sind z.B. Ag, AI, Pd, Cu, Pd, Pt, In, Mo, Au, Ni, Cr, W oder Legierungen davon. Diese Metallbeschichtungen werden als TCC (transparent conductive coating) bezeichnet. Typische Dicken der Einzelschichten liegen im Bereich von 2 bis 50 nm.

Typischerweise sind die Flächenelektroden in Form einer elektrisch leitfähigen Beschichtung auf der T rägerfolie bzw. T rägerschicht ausgebildet. Die Flächenelektroden weisen bevorzugt eine Dicke im Bereich von 30 bis 400 nm auf.

Die Funktionselemente umfassen ferner zwei Trägerschichten bzw. Trägerfolien (eine erste Trägerschicht und eine zweite Trägerschicht). Die Trägerschichten sind insbesondere aus polymeren oder thermoplastischen Folien gebildet. Die Trägerschichten können bzgl. Zusammensetzung und/oder Dicke gleich oder verschieden sein. Typischerweise bestehen die beiden Trägerschichten aus derselben Zusammensetzung.

Die Trägerschichten enthalten insbesondere ein thermoplastisches Material oder bestehen daraus. Das thermoplastische Material kann ein thermoplastisches Polymer oder eine Mischung von zwei oder mehr thermoplastischen Polymeren sein. Neben dem thermoplastischen Material kann die Trägerschicht ferner Zusätze enthalten, wie z.B. Weichmacher. Das thermoplastische Material der Trägerschichten ist bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET), wie es bei kommerziell erhältlichen Funktionselementen üblich ist. Die Trägerschichten werden daher bevorzugt aus PET-Folie gebildet.

Das thermoplastische Material der Trägerschicht kann auch Mischungen von PET mit anderen thermoplastischen Polymeren und/oder Copolymere von PET enthalten oder daraus bestehen. Das thermoplastische Material der Trägerfolie kann z.B. auch PU, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen- Tetrafluorethylen enthalten oder daraus bestehen. Die Dicke jeder Trägerschicht liegt z.B. im Bereich von 0,03 mm bis 0,4 mm, bevorzugt von 0,04 mm bis 0,2 mm. Die Dicke der Trägerschichten liegt bevorzugt im Bereich von 100 bis 200 mGP.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind in dem Funktionselement, bevorzugt in dem PDLC-Funktionselement, die Trägerschichten aus PET-Folie gebildet, und/oder die Flächenelektroden aus ITO-Schichten gebildet.

In einer bevorzugten Ausführungsform weisen in dem Funktionselement, bevorzugt in dem PDLC-Funktionselement, die Trägerschichten jeweils unabhängig eine Dicke im Bereich von 100 bis 200 mhi, die Flächenelektroden jeweils unabhängig eine Dicke im Bereich von 30 bis 400 nm und/oder die aktive Schicht eine Dicke im Bereich von 10 bis 30 mGh auf.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst ferner ein holographisches Displayelement. Solche holographischen Displayelemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt. Beispielsweise kann Bayfol ® HX von Covestro für das holografische Displayelement eingesetzt werden. Ein holografisches Displayelement ist dafür ausgelegt, ein Hologramm anzuzeigen, das vom Betrachter gesehen werden kann. Zur Aufzeichnung wird die Photopolymerschicht des holographischen Displayelements mit einer bildgebenden Einheit, auch als Projektor bezeichnet, belichtet, wodurch ein Hologramm als visuelle Information in der Photopolymerschicht bereitgestellt wird.

Das holographische Displayelement umfasst eine Photopolymerschicht, die zwischen einer Deckschicht und einer Substratschicht angeordnet ist.

Die Photopolymerschicht enthält Photopolymere oder holographische Photopolymere. Photopolymere sind allgemein Materialien, die bei Einwirken von Licht mit einer chemischen Reaktion reagieren. Holographische Photopolymere zeichnen ein Interferenzmuster auf und zeigen so die chemische Bildung von Beugungsgittern. Sie können z.B. aus einem vernetzten Matrixsystem mit darin eingebauten bildgebenden Komponenten gebildet werden. Häufig sind Polyacrylatverbindungen in solchen Photopolymerschichten enthalten.

Die Substratschicht des holographischen Displayelements kann z.B. aus Polyamid (PA)- Folie oder Cellulosetriacetat (TAC)-Folie gebildet sein. Die Deckschicht des holographischen Displayelements kann z.B. aus Polyamid (PA)-Folie, Cellulosetriacetat (TAC)-Folie, Polymethylmethacrylat (PMMA)-Folie oder Polyethylenterephthalat (PET)- Folie gebildet sein.

Das holographische Displayelement kann in der Verbundscheibe zweckmäßigerweise so angeordnet sein, dass die Substratschicht zwischen der Innenscheibe und der Photopolymerschicht angeordnet ist. Es ist aber auch möglich, dass das holographische Displayelement so angeordnet ist, dass die Deckschicht zwischen der Innenscheibe und der Photopolymerschicht angeordnet ist. Es ist dabei aber zu beachten, dass zwischen der Innenscheibe und der Photopolymerschicht keine doppelbrechende Schicht angeordnet werden darf. Beispielsweise ist PMMA ein doppelbrechendes Material. Wenn für die Deckschicht ein doppelbrechendes Material wie PMMA eingesetzt wird, dann kann die Deckschicht nicht zwischen der Innenscheibe und der Photopolymerschicht angeordnet werden.

In dem holographischen Displayelement kann die Substratschicht z.B. eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 mhi aufweisen. Die Photopolymerschicht kann z.B. eine Dicke im Bereich von 10 bis 80 mhi aufweisen Die Deckschicht kann z.B. eine Dicke im Bereich von 50 bis 250 mhi aufweisen.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst ferner drei Zwischenschichten. Es können auch mehr Zwischenschichten enthalten sein. Die Zwischenschichten können bzgl. Zusammensetzung und/oder Dicke gleich oder verschieden sein. Die Zwischenschichten können durch handelsübliche Laminierfolien gebildet werden. Sie dienen zur Verklebung bzw. Laminierung der Komponenten der Verbundscheibe. Durch die Zwischenschichten werden Innenscheibe und Außenscheibe miteinander verbunden und das Funktionselement und das holographische Displayelement in das Glas laminiert,

Die Zwischenschichten werden insbesondere aus polymeren Folien, in der Regel thermoplastischen Folien gebildet. Die Zwischenschicht kann z.B. Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat, Polyurethan, Polypropylen, Polyacrylat, Polyethylen, Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluoriniertes Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen- Tetrafluorethylen und/oder ein Gemisch und/oder ein Copolymer davon enthalten.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zwischenschichten jeweils unabhängig gebildet aus Polyvinylbutyral (PVB)-Folie, thermoplastischer Polyurethan (TPU)-Folie, Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA)-Folie, OCA-Folie oder einer Kombination davon. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Zwischenschichten aus PVB-Folien gebildet. OCA ist die Abkürzung für „Optical Clear Adhesive“ und bezieht sich auf ein doppelseitiges Klebeband. OCA können entweder in Form von Folien geliefert und direkt laminiert werden oder aber initial in flüssigem Zustand vorliegen, wobei sie zunächst beschichtet und aktiviert werden, damit sie aushärten und verkleben, z.B. mit UV- Strahlung, chemischen Substanzen und/oder Wärme.

Die mindestens zwei Folien für die Bildung der Zwischenschichten weisen bevorzugt jeweils unabhängig eine Dicke im Bereich von 0,03 mm bis 0,9 mm, besonders bevorzugt 200 bis 800 mhi, auf, wobei es sich bevorzugt um PVB-Folien handelt.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Erzeugung einer visuellen Information mit einem Head-up-Display, umfassend die Erzeugung eines Bildes mit einer bildgebenden Einheit, und das Lenken des Bildes auf eine erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend beschrieben als Projektionsfläche, wobei die visuelle Information von dem Raum betrachtet wird, der der Seite der Innenscheibe zugewandt ist.

Durch Einstellen der Transparenz mithilfe des Funktionselements, insbesondere des PDLC-Funktionselements, kann die Menge des durchgelassenen Lichts nach Bedarf reduziert werden. Dadurch wird zum einen ein besserer Kontrast bei der visuellen Information und zum anderen ein besserer Schutz der Privatsphäre ermöglicht.

Head-up-Displays sind dem Fachmann bekannt und umfassen im Allgemeinen eine bildgebende Einheit und einer Projektionsfläche. Die bildgebende Einheit erzeugt das Bild und kann ferner ein Optikmodul, z.B. eine Spiegeloptik, umfassen, die das Bild auf die Projektionsfläche umlenkt.

Die bildgebende Einheit umfasst eine Beleuchtungseinrichtung, die z.B. eine oder mehrere Beleuchtungselemente ausgewählt aus Glühlampen, Gasentladungslampe, Leuchtdioden und/oder Laserlichtquellen sein kann. Entsprechend kann für die Belichtung sichtbares Licht oder Laserlicht verwendet werden.

Die visuelle Information wird von dem Raum betrachtet, die der Innenscheibe der Verbundscheibe zugewandt ist. Dies ist in der Regel ein Innenraum, in dem sich der Betrachter befindet, z.B. ein Fahrzeug-Innenraum.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren kann die Verbundscheibe in einem Fahrzeug oder einem Bauwerk montiert sein. Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe wie vorstehend beschrieben als Projektionsfläche für ein Head-up-Display. Bei der Verwendung ist die Verbundscheibe geeigneterweise in einem Fahrzeug oder in einem Bauwerk montiert.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend beschrieben ist bevorzugt in einem Fahrzeug oder einem Bauwerk montiert. Die Verbundscheibe wird dabei so an das Fahrzeug oder Bauwerk montiert, dass die Innenscheibe dem Innenraum zugewandt ist. Der Innenraum ist der Raum, in dem der Betrachter sich befindet, wenn er die von der Verbundscheibe gezeigte visuelle Information betrachtet.

Die Erfindung betrifft daher auch ein Fahrzeug oder Bauwerk, in dem eine erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend beschrieben montiert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeug oder Bauwerk ein Fahrzeug, das ausgewählt ist aus Kraftfahrzeugen, z.B. Personenkraftfahrzeugen, oder Transportfahrzeugen, wie z.B. Bussen, Zügen, Flugzeugen oder Schiffen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeug oder Bauwerk ein Bauwerk, wobei die Verbundscheibe als Fensterscheibe oder Trennscheibe montiert ist. Die Trennscheibe kann als Trennwand oder Anzeigeeinrichtung dienen.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Verbundscheibe eine Heckscheibe, Seitenscheibe, Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeuges, insbesondere eines Personenkraftfahrzeugs.

In der Regel ist in das erfindungsgemäße Fahrzeug oder Bauwerk ein Head-up-Display montiert, das eine bildgebende Einheit umfasst, wobei die Verbundscheibe als Projektionsfläche des Head-up-Displays dient.

Die Erfindung wird im Folgenden mithilfe von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, welche die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Die beigefügten Figuren sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer Verbundscheibe nach dem Stand der Technik mit einem holographischen Displayelement im Querschnitt, Fig. 2 einen Ausschnitt einer Verbundscheibe nach dem Stand der Technik mit einem PDLC-Funktionselement im Querschnitt,

Fig. 3 einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe im Querschnitt.

Fig. 1 zeigt eine Verbundscheibe mit holographischem Displayelement 3 nach dem Stand der Technik im Querschnitt. Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, zwischen die ein holographisches Displayelement 3 laminiert ist. Das holographische Displayelement 3 ist in dieser Reihenfolge aus einer Deckschicht 5, einer Photopolymerschicht 6 und eine Substratschicht 7 gebildet.

Die Substratschicht 7 ist z.B. aus PA-Folie oder TAC-Folie gebildet. Die Deckschicht 5 ist z.B. aus PA-Folie, TAC-Folie, PMMA-Folie oder PET-Folie gebildet. Die Substratschicht 7 hat eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 mhi. Die Photopolymerschicht 6 hat eine Dicke im Bereich von 10 bis 80 mhi. Die Deckschicht 5 hat eine Dicke im Bereich von 50 bis 250 mhi.

Zwischen der Außenscheibe 1 und dem holographischem Displayelement 3 sowie zwischen der Innenscheibe 2 und dem holographischem Displayelement 3 sind jeweils eine Zwischenschicht 11 angeordnet, die die Scheiben verkleben bzw. verbinden. Die Zwischenschichten sind bevorzugt PVB-Folien, die z.B. eine Dicke im Bereich von 200 bis 800 mGh aufweisen.

Fig. 2 zeigt eine Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften nach dem Stand der Technik im Querschnitt. Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, zwischen die ein PDLC-Funktionselement 4 laminiert ist. Das PDLC-Funktionselement ist in dieser Reihenfolge aus einer Trägerschicht 8, einer Flächenelektrode 9, einer aktiven PDLC-Schicht 10, einer Flächenelektrode 9 und einer Trägerschicht 8 gebildet.

Die Trägerschichten 8 sind aus PET-Folien gebildet und weisen z.B. eine Dicke im Bereich von 100 bis 200 mhi auf. Die Flächenelektroden 9 sind aus ITO gebildet und weisen z.B. eine Dicke im Bereich von 30 bis 400 nm auf. Die aktive Schicht 10 hat z.B. eine Dicke im Bereich von 10 bis 30 mhi.

Zwischen der Außenscheibe 1 und dem PDLC-Element 4 sowie zwischen der Innenscheibe 2 und dem PDLC-Element 4 sind jeweils eine Zwischenschicht 11 angeordnet, die die Scheiben verkleben bzw. verbinden. Die Zwischenschichten sind bevorzugt PVB-Folien, die z.B. eine Dicke im Bereich von 200 bis 800 mhi aufweisen.

Fig. 3 zeigt einen Ausschnitt einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe im Querschnitt, die eine Kombination von PDLC-Film und holografischem Film in Glas aufweist. Die Verbundscheibe ist als Projektionsfläche für ein holographisches Head-up-Display (HUD) geeignet. Die Verbundscheibe kann z.B. als Windschutzscheibe eines Automobils eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst in dieser Reihenfolge eine Außenscheibe 1 , eine Zwischenschicht 11 , ein PDLC-Funktionselement 4 mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, eine Zwischenschicht 11 , ein holographisches Displayelement 3, eine Zwischenschicht 11 und eine Innenscheibe 2. In einer Ausführungsform ist die Außenscheibe 1 grün und die Innenscheibe 2 weiß. Beide Scheiben 1 und 2 sind transparent.

Das PDLC-Funktionselement 4 ist in dieser Reihenfolge aus einer Trägerschicht 8, einer Flächenelektrode 9, einer aktiven PDLC-Schicht 10, einer Flächenelektrode 9 und einer Trägerschicht 8 gebildet. Die Trägerschichten 8 sind aus PET-Folien gebildet und weisen z.B. eine Dicke im Bereich von 100 bis 200 mhi auf. Die Flächenelektroden 9 sind aus ITO gebildet und weisen z.B. eine Dicke im Bereich von 30 bis 400 nm auf. Die aktive Schicht 10 hat z.B. eine Dicke im Bereich von 10 bis 30 mhi.

Das holographische Displayelement 3 ist in dieser Reihenfolge aus einer Deckschicht 5, einer Photopolymerschicht 6 und einer Substratschicht 7 gebildet. Die Substratschicht 7 ist z.B. aus PA-Folie oder TAC-Folie gebildet. Die Deckschicht 5 ist z.B. aus PA-Folie, TAC-Folie, PMMA-Folie oder PET-Folie gebildet. Die Substratschicht 7 hat eine Dicke im Bereich von 50 bis 200 mhi. Die Photopolymerschicht 6 hat eine Dicke im Bereich von 10 bis 80 mGP. Die Deckschicht 5 hat eine Dicke im Bereich von 50 bis 250 mhi.

Zwischen der Außenscheibe 1 und dem PDLC-Element 4, zwischen der Innenscheibe 2 und dem holographisches Displayelement 3 sowie zwischen PDLC-Element 4 und holographisches Displayelement 3 sind jeweils eine Zwischenschicht 11 angeordnet, die die Scheiben und die Elemente 3 und 4 verkleben bzw. verbinden. Die Zwischenschichten sind bevorzugt PVB-Folien, die z.B. eine Dicke im Bereich von 200 bis 800 mGP aufweisen. Bezugszeichenliste

1 Außenscheibe

2 Innenscheibe

3 holographisches Displayelement 4 Funktionselement mit elektrisch regelbaren optischen Eigenschaften, z.B. PDLC

5 Deckschicht des holographischen Displayelements

6 Photopolymerschicht des holographischen Displayelements

7 Substratschicht des holographischen Displayelements

8 Trägerschicht des Funktionselements 9 Flächenelektrode des Funktionselements

10 aktive Schicht des Funktionselements 11 Zwischenschicht