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

Moderne Automobile werden in zunehmendem Maße mit sogenannten Head-Up-Displays (HUDs) ausgestattet. Mit einem Projektor, typischerweise im Bereich des Armaturenbretts, werden Bilder auf die Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild (von ihm aus gesehen) hinter der Windschutzscheibe wahrgenommen. So können wichtige Informationen in das Blickfeld des Fahrers projiziert werden, beispielsweise die aktuelle Fahrtgeschwindigkeit, Navigations- oder Warnhinweise, die der Fahrer wahrnehmen kann, ohne seinen Blick von der Fahrbahn wenden zu müssen. Head-Up- Displays können so wesentlich zur Steigerung der Verkehrssicherheit beitragen.

HUD-Projektoren bestrahlen die Windschutzscheibe typischerweise mit einem Einstrahlwinkel von ungefähr 65°, was sich aus dem Einbauwinkel der Windschutzscheibe und der Positionierung des Projektors im Fahrzeug ergibt. Dieser Einstrahlwinkel liegt nahe dem Brewster-Winkel für einen Luft-Glas-Übergang (etwa 56,5° für Kalk-Natron-Glas). Gebräuchliche HUD-Projektoren senden s-polarisierte Strahlung aus, welche bei einem solchen Einstrahlwinkel wirksam von den Glasoberflächen reflektiert wird. Dabei tritt das Problem auf, dass das Projektorbild an beiden externen Oberflächen der Windschutzscheibe reflektiert wird. Dadurch tritt neben dem gewünschten Hauptbild auch ein leicht versetztes Nebenbild auf, das sogenannte Geisterbild („Ghost“). Das Problem wird üblicherweise dadurch gemindert, dass die Oberflächen in einem Winkel zueinander angeordnet werden, insbesondere durch Verwendung einer keilartigen Zwischenschicht zur Lamination der als Verbundscheibe ausgebildeten Windschutzscheiben, so dass Hauptbild und Geisterbild einander überlagert werden. Verbundgläser mit Keilfolien für HUDs sind beispielsweise aus W02009071135A1 , EP1800855B1 oder EP1880243A2 bekannt.

Die Keilfolien sind kostspielig, so dass die Herstellung einer solchen Verbundscheibe für ein HUD recht kostenintensiv ist. Es besteht daher Bedarf an HUD-Projektionsanordnungen, die mit Windschutzscheiben ohne Keilfolien auskommen. So ist es beispielsweise möglich, den HUD-Projektor mit p-polarisierter Strahlung zu betreiben, welche an den Scheibenoberflächen nicht wesentlich reflektiert wird. Als Reflexionsfläche für die p-polarisierte Strahlung weist die Windschutzscheibe stattdessen eine Reflexionsschicht auf, insbesondere mit metallischen und/oder dielektrischen Schichten. HUD-Projektionsanordnungen dieser Art sind beispielsweise aus DE102014220189A1 , US2017242247A1 , WO2019046157A1 und

WO2019179683A1 bekannt

Die Reflexion von p-polarisierter Strahlung wird an Glasoberflächen aber nur vollständig unterdrückt, wenn der Einstrahlwinkel exakt dem Brewsterwinkel entspricht. Da der typische Einstrahlwinkel von etwa 65° zwar nahe dem Brewsterwinkel liegt, aber doch signifikant von ihm abweicht, resultiert eine gewisse Restreflexion der Projektorstrahlung an den Glasoberflächen. Während die Reflexion an der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe infolge der Strahlungsreflexion an der Reflexionsschicht abgeschwächt wird, kann insbesondere die Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe als zwar schwaches, aber dennoch störendes Geisterbild in Erscheinung treten. Zudem bezieht sich der Einstrahlwinkel von 65° lediglich auf einen Punkt der Windschutzscheibe. Da der HUD- Projektor aber einen größeren HUD-Bereich auf der Windschutzscheibe bestrahlt, können lokal auch größere Einstrahlwinkel von beispielsweise bis zu 75° oder sogar bis zu 80° auftreten. Da dort die Abweichung zum Brewsterwinkel noch ausgeprägter ist, tritt das Geisterbild noch intensitätsstärker auf. Zudem ist eine Tendenz der Automobilhersteller zu beobachten, die Windschutzscheiben flacher einzubauen. Hierdurch wird der Einstrahlwinkel größer und damit auch die Abweichung vom Brewsterwinkel.

CN113071165A offenbart eine HUD-Projektionsanordnung, welche mit p-polarisierter Strahlung betrieben wird, um eine HUD-Bild zu erzeugen, welche eine Außenscheibe, eine keilförmige Zwischenschicht und eine Innenscheibe aufweist, wobei auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe eine p-polarisierte Strahlung reflektierende Beschichtung aufgetragen ist und auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe eine reflexionserhöhende Beschichtung aufgetragen ist.

WO2021122848A1 offenbart ein HUD-System umfassend eine Lichtquelle, die p-polarisiertes Licht auf eine Verglasung projiziert, wobei die Verglasung eine äußere Glasscheibe mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche und eine innere Glasscheibe mit einer ersten Oberfläche und einer zweiten Oberfläche umfasst, wobei die zweite Oberfläche der inneren Glasscheibe eine Reflexionsbeschichtung umfasst, beide Scheiben durch mindestens eine Schicht aus Zwischenschichtmaterial verbunden sind, die Reflexionsbeschichtung mindestens eine Schicht mit hohem Brechungsindex mit einer Dicke von 50 bis 100 nm und mindestens eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex mit einer Dicke von 70 bis 160 nm umfasst, wobei die mindestens eine Schicht mit hohem Brechungsindex mindestens eines von einem Oxid von Zr, Nb, Sn, einem Mischoxid aus Ti, Zr, Nb, Si, Sb, Sn, Zn, In, einem Nitrid von Si, Zr und einem gemischten Nitrid von Si, Zr umfasst.

WO2019179682A1 , WO2019179683A1 , WO2019206493A1 und US20190064516A1 offenbaren Windschutzscheiben für HUD-Projektionsanordnungen, welche auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe mit einer Antireflexionsbeschichtung versehen sind, wobei die Antireflexionsbeschichtung ausgehend von der Innenscheibe eine erste hochbrechende Schicht, eine erste niedrigbrechende Schicht, eine zweite hochbrechende Schicht und eine zweite niedrigbrechende Schicht umfasst.

US20020142151A1 offenbart ein Substrat mit einer Antireflexionsschicht umfassend eine hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von 1 ,6 bis 1 ,8 und eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von 1 ,3 bis 1 , 5 auf der einen Oberfläche des Substrats und einer Antireflexionsschicht umfassend eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex von 1 ,4 bis 1 ,5 auf der anderen Oberfläche des Substrats.

US 6,924,037 B1 offenbart eine Verbundscheibe umfassend ein erstes Substrat, das über eine thermoplastische Schicht mit einem zweiten Substrat verbunden ist, wobei auf der von der thermoplastischen Schicht wegweisenden Oberfläche des ersten Substrats eine Antireflexionsschicht angeordnet ist, umfassend ausgehend von dem ersten Substrat eine hochbrechende erste Schicht mit einem Brechungsindex zwischen 1 ,8 und 2,2 und einer Dicke zwischen 5 und 50 nm, eine niedrigbrechende zweite Schicht mit einem Brechungsindex zwischen 1 ,35 und 1 ,65 und einer Dicke zwischen 5 und 50 nm, eine hochbrechende dritte Schicht mit einem Brechungsindex zwischen 1 ,8 und 2,2 und einer Dicke zwischen 70 und 120 nm und eine niedrigbrechende vierte Schicht mit einem Brechungsindex zwischen 1 ,35 und 1 ,65 und einer Dicke von mindestens 80 nm. Optional kann auf der von der thermoplastischen Schicht wegweisenden Oberfläche des zweiten Substrats eine weitere Antireflexionsschicht oder alternativ eine anders ausgebildete Antireflexionsbeschichtung oder eine andere Funktionsschicht angeordnet sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte HUD- Projektionsanordnung bereitzustellen, wobei das HUD-Bild durch Reflexion von p-polarisierter Strahlung an einer Reflexionsschicht erzeugt wird und wobei störende Reflexionen an den der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe über größere Bereiche des Einstrahlwinkels vermindert werden. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Projektionsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display (HUD) umfasst eine Verbundscheibe und einen Projektor. Wie bei HUDs üblich bestrahlt der Projektor einen Bereich der Verbundscheibe, wo die Strahlung in Richtung des Betrachters reflektiert wird, wodurch ein virtuelles Bild erzeugt wird, welches der Betrachter von ihm aus gesehen hinter der Windschutzscheibe wahrnimmt.

Die Verbundscheibe weist einen Hauptdurchsichtsbereich und einen Projektionsbereich auf. Der durch den Projektor bestrahlbare Bereich der Verbundscheibe wird im Rahmen dieser Anmeldung als Projektionsbereich bezeichnet. Der Bereich, durch den ein Fahrzeugführer oder Betrachter hauptsächlich durch die Verbundscheibe sieht, wird im Rahmen dieser Anmeldung als Hauptdurchsichtsbereich bezeichnet. 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.

In einer Ausführungsform überlappen der Hauptdurchsichtsbereich und der Projektionsbereich. Bevorzugt ist jedoch der Projektionsbereich außerhalb des Hauptdurchsichtsbereichs angeordnet und überlappt somit nicht mit diesem.

Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Verbundscheibe weist eine Oberkante und eine Unterkante auf sowie zwei dazwischen verlaufende Seitenkanten. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Im Falle einer Windschutzscheibe wird die Oberkante häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden.

Die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite I bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite II bezeichnet. Die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite III bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite IV bezeichnet.

Der Projektor ist auf den Projektionsbereich der Verbundscheibe gerichtet. Der Projektor ist innenraumseitig der Verbundscheibe angeordnet und bestrahlt die Verbundscheibe über die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe. Der Projektor sendet p-polarisierte Strahlung aus. Die Strahlung des Projektors ist somit vollständig oder nahezu vollständig p-polarisiert (im Wesentlichen rein p-polarisiert). Der p-polarisierte Strahlungsanteil beträgt dabei 100% oder weicht nur unwesentlich davon ab. Die Angabe der Polarisationsrichtung bezieht sich dabei auf die Einfallsebene der Strahlung auf der Verbundscheibe. Mit p-polarisierter Strahlung wird eine Strahlung bezeichnet, deren elektrisches Feld in der Einfallsebene schwingt. Die Einfallsebene wird durch den Einfallsvektor und die Flächennormale der Verbundscheibe im geometrischen Zentrum des bestrahlten Bereichs aufgespannt.

Erfindungsgemäß ist zumindest im Projektionsbereich eine Reflexionsschicht, welche geeignet ist, p-polarisierte Strahlung zu reflektieren, auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe oder der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet. Die Reflexionsschicht ist als ein Dünnschichtstapel umfassend mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber ausgebildet.

Um zu erreichen, dass das Geisterbild, welches durch die geringfügige Reflexion der p- polarisierten Strahlung an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe hervorgerufen wird, weniger störend auffällt, ist es erforderlich, den Kontrast der erwünschten zur unerwünschten Reflexion zu erhöhen. Das Verhältnis der Reflexion an der Reflexionsschicht zur Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe muss also zugunsten der Reflexion an der Reflexionsschicht verschoben werden. Erfindungsgemäß ist dafür eine Antireflexionsbeschichtung umfassend ausgehend von der Innenscheibe genau eine hochbrechende Schicht und genau eine niedrigbrechende Schicht zumindest in dem Projektionsbereich auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht, um die Reflexion an dieser innenraumseitigen Oberfläche zu verringern. Erfindungsgemäß weist die hochbrechende Schicht einen Brechungsindex größer 1 ,9 und eine Dicke von höchstens 40 nm auf und die niedrigbrechende Schicht weist einen Brechungsindex kleiner 1 ,6 und eine Dicke von höchstens 60 nm auf.

Wie oben beschrieben umfasst die Antireflexionsbeschichtung ausgehend von der Innenscheibe genau eine hochbrechende Schicht und genau eine niedrigbrechende Schicht. Die Antireflexionsbeschichtung weist außer der hochbrechenden Schicht und der niedrigbrechenden Schicht keine weiteren Schichten auf. Die in der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung eingesetzte Antireflexionsbeschichtung unterscheidet sich somit von den in der WO2019179682A1 , WO2019179683A1 , WO2019206493A1 und

US20190064516A1 offenbarten Antireflexionsbeschichtungen, welche jeweils zwei hochbrechende Schichten und zwei niedrigbrechende Schichten in alternierender Anordnung aufweisen.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe ist bevorzugt eine Windschutzscheibe eines Fahrzeugs, insbesondere eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personen- oder Lastkraftwagens. HUDs, bei denen die Projektorstrahlung an einer Windschutzscheibe reflektiert wird, um ein für den Fahrer (Betrachter) wahrnehmbares Bild zu erzeugen, sind besonders gebräuchlich. Prinzipiell ist es aber auch denkbar, die HUD-Projektion an andere Scheiben, insbesondere Fahrzeugscheiben zu projizieren, beispielsweise an eine Seitenscheibe oder Heckscheibe. Durch das HUD einer Seitenscheibe können beispielsweise Personen oder andere Fahrzeuge markiert werden, mit denen eine Kollision droht, sofern deren Position durch Kameras oder andere Sensoren festgestellt wird. Ein HUD einer Heckscheibe kann bei Rückwärtsfahrt Informationen für den Fahrer liefern.

Die vom Projektor ausgesendete p-polarisierte Strahlung bestrahlt beim Betrieb des HLIDs den Projektionsbereich zur Erzeugung der HUD-Projektion. Die Strahlung des Projektors liegt im sichtbaren Spektral be re ich des elektromagnetischen Spektrums - typische HUD- Projektoren arbeiten mit den Wellenlängen von ca. 470 nm, 550 nm und 630 nm (RGB). Die Verwendung p-polarisierter Strahlung auch den Vorteil, dass das HUD-Bild für Träger von polarisationsselektiven Sonnenbrillen erkennbar ist, welche typischerweise nur p-polarisierte Strahlung passieren lassen und s-polarisierte Strahlung blocken.

Der Einfallswinkel der Projektorstrahlung ist der Winkel zwischen dem Einfallsvektor der Projektorstrahlung und der innenraumseitigen Flächennormale (also die Flächennormale auf die innenraumseitige externe Oberfläche der Verbundscheibe). Der Einfallswinkel der Projektorstrahlung auf die Verbundscheibe wird bei typischen HUD-Anordnungen mit 65° approximiert. Dieser Wert ergibt sich insbesondere aus dem Einbauwinkel typischer Windschutzscheiben (65°) von Personenkraftwägen und der Tatsache, dass der Projektor die Scheibe genau von unten bestrahlt, die Projektorstrahlung also im Wesentlichen vertikal ausgesandt wird. Zur Ermittlung des Einfallswinkels wird üblicherweise das geometrische Zentrum des HUD-Bereichs herangezogen. Da aber nicht ein einzelner Punkt, sondern eine Fläche (nämlich der HUD-Bereich) bestrahlt werden und zudem die Projektorstrahlung in gewissen Grenzen eingestellt werden kann (über Projektionselemente wie Linsen und Spiegel), damit das HUD-Bild von Betrachtern unterschiedlicher Körpergröße wahrnehmbar ist, tritt in der Realität eine Verteilung von Einfallswinkeln im HUD-Bereich auf. Diese Verteilung von Einfallswinkeln muss bei der Konzeption der Projektionsanordnung zugrunde gelegt werden. Die auftretenden Einfallswinkel liegen typischerweise von 58° bis 72°, bevorzugt von 62° bis 68°. Die Werte beziehen sich auf den gesamten Projektionsbereich, so dass an keiner Stelle des Projektionsbereichs ein Einfallswinkel außerhalb der genannten Bereiche auftritt. Bei Projektionsanordnungen, bei denen der Projektionsbereich unterhalb des Hauptdurchsichtsbereichs der Verbundscheibe, insbesondere im Bereich eines Maskierungsstreifens oder eines Abdeckdrucks liegt, betragen die auftretenden Winkel typischerweise von 60° bis 80°, bevorzugt von 65° bis 75°.

In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung trifft die p-polarisierte Strahlung des Projektors mit einem Einfallswinkel von 60° bis 80°, besonders bevorzugt von 65° bis 75°, auf die Verbundscheibe. Wie oben beschrieben ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe mit einer Reflexionsschicht ausgestattet. Die Reflexionsschicht ist dafür vorgesehen, die Strahlung des Projektors zu reflektieren. Dazu ist die Reflexionsschicht geeignet, p-polarisierte Strahlung zu reflektieren. Die Reflexionsschicht kann auch als eine p-polarisiertes Licht reflektierende Schicht bezeichnet werden. Dadurch wird aus der Projektorstrahlung ein virtuelles Bild erzeugt, welches der Betrachter (insbesondere der Fahrer des Fahrzeugs) von ihm aus gesehen hinter der Verbundscheibe wahrnehmen kann. Die Reflexionsschicht ist erfindungsgemäß im Innern der Verbundscheibe angeordnet. Sie kann auf der zur Zwischenschicht hingewandten, innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe oder auf der zur Zwischenschicht hingewandten, außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet sein.

Besonders bevorzugt ist die Anordnung der Reflexionsschicht auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe, weil die Projektorstrahlung dann den geringstmöglichen Weg durch die Verbundscheibe zurücklegen muss, bis sie auf die Reflexionsschicht trifft. Das ist vorteilhaft im Hinblick auf die Qualität des HUD-Bildes.

Die Reflexionsschicht ist bevorzugt transparent, was im Sinne der Erfindung bedeutet, dass sie eine mittlere Transmission im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 80 % aufweist und dadurch die Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht wesentlich einschränkt. Grundsätzlich ist es ausreichend, wenn der Projektionsbereich der Verbundscheibe mit der Reflexionsschicht versehen ist. Es können aber auch weitere Bereiche mit der Reflexionsschicht versehen sein und die Verbundscheibe kann im wesentlichen vollflächig mit der Reflexionsschicht versehen sein, was herstellungsbedingt bevorzugt sein kann. In einer Ausgestaltung der Erfindung sind mindestens 80% der Scheibenoberfläche mit der Reflexionsschicht versehen. Insbesondere ist die Reflexionsschicht vollflächig auf die Scheibenoberfläche aufgebracht mit Ausnahme eines umlaufenden Randbereichs und optional lokaler Bereich, die als Kommunikations-, Sensoroder Kamerafenster die Transmission von elektromagnetischer Strahlung durch die Windschutzscheibe gewährleisten sollen und daher nicht mit der Reflexionsschicht versehen sind. Der umlaufende unbeschichtete Randbereich weist beispielsweise eine Breite von bis zu 20 cm auf. Er verhindert den direkten Kontakt der Reflexionsschicht zur umgebenden Atmosphäre, so dass die Reflexionsschicht im Innern der Verbundscheibe vor Korrosion und Beschädigung geschützt ist. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung ist der Projektionsbereich außerhalb des Hauptdurchsichtsbereichs angeordnet und die Antireflexionsbeschichtung ist auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe außerhalb des Hauptdurchsichtsbereichs in einem Bereich, welcher den Projektionsbereich umfasst, angeordnet. Dabei kann der Bereich, in dem die Antireflexionsbeschichtung angeordnet ist, genau dem Projektionsbereich entsprechen oder auch dem Projektionsbereich und daran angrenzenden Bereichen außerhalb des Hauptdurchsichtsbereichs entsprechen.

Um die vorteilhafte Wirkung auf die HUD-Projektion zu erreichen, muss die Antireflexionsbeschichtung zumindest im Projektionsbereich auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Antireflexionsbeschichtung nicht vollflächig auf der gesamten innenraumseitigen Oberfläche aufgebracht, sondern nur auf einem Teilbereich der innenraumseitigen Oberfläche, der außerhalb des Hauptdurchsichtsbereichs liegt und beispielsweise höchstens 5 % der Gesamtoberfläche entspricht, bevorzugt höchstens 50% umfasst. Dieser Teilbereich enthält den gesamten Projektionsbereich, und kann optional weitere, an den Projektionsbereich angrenzende Bereiche umfassen. So kann beispielsweise lediglich ein unterer, an der Unterkante angrenzender Teilbereich der Verbundscheibe, vollständig oder teilweise mit der Antireflexionsbeschichtung versehen sein. Durch die nicht-vollflächige Anordnung der Antireflexionsbeschichtung kann zum einen Material eingespart werden. Zum anderen können andere funktionelle Bereiche der Verbundscheibe, beispielsweise ein Kamera- oder Sensorbereich, welcher typischerweise in der Nähe der Oberkante angeordnet ist, von der Beschichtung frei bleiben und damit nicht beeinträchtigt werden. Aufgrund der Anordnung der Antireflexionsbeschichtung außerhalb des Hauptdurchsichtsbereichs wird die Transparenz der Verbundscheibe im Hauptdurchsichtsbereich durch die Antireflexionsbeschichtung nicht beeinflusst.

Besonders bevorzugt sind Ausführungsformen, in denen der Projektionsbereich benachbart zur Unterkante der Verbundscheibe angeordnet ist. Dabei kann der Projektionsbereich entweder unmittelbar benachbart oder mittelbar benachbart zur Unterkante angeordnet sein. Unter mittelbar benachbart ist zu verstehen, dass der Projektionsbereich nicht direkt an die Unterkante angrenzt, sondern um beispielsweise einige Zentimeter von dieser beabstandet angeordnet ist. Wie oben beschrieben ist in der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung eine Antireflexionsbeschichtung, umfassend genau eine hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex größer 1 ,9 und einer Dicke von höchstens 40 nm und genau eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex kleiner 1 ,6 und einer Dicke von höchstens 60 nm, zumindest in dem Projektionsbereich auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet.

Bevorzugt ist die hochbrechende Schicht auf Basis von Siliziumnitrid, Zinn-Zink-Oxid, Silizium-Zirkonium-Nitrid, Silizium-Titan-Nitrid, Silizium-Hafnium-Nitrid, oder Titanoxid, wobei auf Basis von Silizium-Zirkonium-Nitrid oder insbesondere Titanoxid besonders bevorzugt ist, ausgebildet.

Bevorzugt ist die niedrigbrechende Schicht auf Basis von Siliziumdioxid oder dotiertem Siliziumoxid ausgebildet.

Die Dicke der hochbrechenden Schicht beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform höchstens 30 nm, besonders bevorzugt höchstens 20 nm, ganz besonders bevorzugt höchstens 15 nm.

Die Dicke der niedrigbrechenden Schicht beträgt in einer bevorzugten Ausführungsform höchstens 50 nm, besonders bevorzugt höchstens 40 nm, ganz besonders bevorzugt höchstens 30 nm.

Die Mindestdicke der Antireflexionsbeschichtung, das heißt die Summe der Dicken der hochbrechenden Schicht und der niedrigbrechenden Schicht beträgt bevorzugt mindestens 40 nm, besonders bevorzugt mindestens 50 nm.

Wie oben beschrieben weist die Reflexionsschicht mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber auf. 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. Die Dicke der Silberschicht beträgt üblicherweise von 5 nm bis 20 nm.

Oberhalb und unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht sind typischerweise dielektrische Schichten oder Schichtenfolgen angeordnet. Umfasst die Reflexionsbeschichtung mehrere leitfähige Schichten, so ist bevorzugt jede leitfähige Schicht jeweils zwischen zwei typischerweise dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen angeordnet, so dass zwischen benachbarten leitfähigen Schichten jeweils eine dielektrische Schicht oder Schichtenfolgen angeordnet ist. Die Reflexionsschicht ist also bevorzugt ein Dünnschichtstapel mit n elektrisch leitfähigen Schichten und (n+7) dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen, wobei n eine natürliche Zahl ist und wobei auf eine untere dielektrische Schicht oder Schichtenfolge jeweils im Wechsel eine leitfähige Schicht und eine dielektrische Schicht oder Schichtenfolge folgt. Solche Reflexionsschichten sind als Sonnenschutzbeschichtungen und heizbare Beschichtungen bekannt. Durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht weist die Reflexionsschicht IR-reflektierende Eigenschaften auf, so dass sie als Sonnenschutzbeschichtung fungiert, welche die Aufheizung des Fahrzeuginnenraums durch Reflexion der Wärmestrahlung verringert. Die Reflexionsschicht kann auch als Heizbeschichtung verwendet werden, wenn sie elektrisch kontaktiert wird, so dass ein Strom durch sie fließt, welcher die Reflexionsschicht erwärmt.

Gebräuchliche dielektrische Schichten eines solchen Dünnschichtstapels sind beispielsweise: Entspiegelungsschichten, welche die Reflexion von sichtbarem Licht senken und somit die Transparenz der beschichteten Scheibe erhöhen, beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid, Silizium-Metall-Mischnitriden wie Siliziumzirkoniumnitrid, Titanoxid, Aluminiumnitrid oder Zinnoxid, mit Schichtdicken von beispielsweise 10 nm bis 100 nm;

- Anpassungsschichten, welche die Kristallinität der elektrisch leitfähigen Schicht verbessern, beispielsweise auf Basis von Zinkoxid (ZnO), mit Schichtdicken von beispielsweise 3 nm bis 20 nm;

Glättungsschichten, welche die Oberflächenstruktur für die darüberliegenden Schichten verbessern, beispielsweise auf Basis eines nichtkristallinen Oxids von Zinn, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Zink, Gallium und/oder Indium, insbesondere auf Basis von Zinn-Zink-Mischoxid (ZnSnO), mit Schichtdicken von beispielsweise 3 nm bis 20 nm.

Durch die mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht weist eine solche Reflexionsschicht reflektierende Eigenschaften im sichtbaren Spektralbereich auf, die in gewissem Maße immer auch gegenüber p-polarisierter Strahlung auftreten. Durch eine geeignete Wahl der Schichtdicken, insbesondere der dielektrischen Schichtenfolge, kann die Reflexion gegenüber p-polarisierter Strahlung gezielt optimiert werden. Die Reflexionsschicht kann neben den elektrisch leitfähigen Schichten und dielektrischen Schichten auch Blockerschichten umfassen, welche die leitfähigen Schichten vor Degeneration schützen. Blockerschichten sind typischerweise sehr dünne metallhaltige Schichten auf Basis von Niob, Titan, Nickel, Chrom und/oder Legierungen mit Schichtdicken von beispielsweise 0,1 nm bis 2 nm.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Reflexionsschicht genau eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber auf.

In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Reflexionsschicht genau eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber auf und unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht ist eine untere dielektrische Schicht oder Schichtenfolge angeordnet, deren Brechungsindex mindestens 1 ,9 beträgt und oberhalb der elektrisch leitfähigen Schicht ist eine obere dielektrische Schicht oder Schichtenfolge angeordnet, deren Brechungsindex mindestens 1 ,9 beträgt, und das Verhältnis der optischen Dicke der oberen dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge zur optischen Dicke der unteren dielektrischen Schicht oder Schichtenfolge beträgt mindestens 1 ,7. Die Reflexionsschicht kann somit beispielweise wie in der WO 2021/104800 A1 beschrieben aufgebaut sein.

Brechungsindizes sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich bezogen auf eine Wellenlänge von 550 nm angegeben. Die Angabe von Schichtdicken oder Dicken beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf die geometrische Dicke einer Schicht.

Ist eine erste Schicht oberhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die erste Schicht weiter von dem Substrat, auf dem die Beschichtung aufgebracht ist, entfernt angeordnet ist als die zweite Schicht. Ist eine erste Schicht unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet ist, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die zweite Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet ist als die erste Schicht.

Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen. Die genannten Oxide und Nitride können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch abgeschieden sein (auch wenn zum besseren Verständnis eine stöchiometrische Summenformal angegeben ist). Sie können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. In einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung ist auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe in einem Bereich, welcher zumindest den Projektionsbereich umfasst, eine opake Maskierungsschicht angeordnet und die Reflexionsschicht ist auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe zumindest im Projektionsbereich angeordnet.

In dieser Ausführungsform ist somit im Projektionsbereich die Reflexionsschicht in Durchsicht durch die Verbundscheibe räumlich vor und in Überdeckung zu der opaken Maskierungsschicht angeordnet, wodurch eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zu einem als opake Maskierungsschicht ausgebildeten opaken Hintergrund ermöglicht ist, so dass die Bilddarstellung hell erscheint und damit auch ausgezeichnet erkennbar ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Reduktion der Leistung des Projektors und somit einen verminderten Energieverbrauch. Dies ist ein großer Vorteil dieser Ausführungsform.

Der Ausdruck „in Durchsicht durch die Verbundscheibe“ bedeutet, dass durch die Verbundscheibe geblickt wird, ausgehend von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „räumlich vor“, dass die Reflexionsschicht räumlich weiter entfernt von der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe angeordnet ist als die opake Maskierungsschicht.

Die opake Maskierungsschicht 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 die Maskierungsschicht aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Verbundscheibe, da nur eine einzige Schicht für die Maskierungsschicht ausgebildet werden muss.

Bei der opaken Maskierungsschicht handelt es sich insbesondere um einen opaken Abdeckdruck aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille.

Bei der opaken Maskierungsschicht handelt es sich bevorzugt um eine periphere, d.h. rahmenartige, Maskierungsschicht, die somit in einem umlaufenden Randbereich angeordnet ist. Eine periphere opake Maskierungsschicht dient zusätzlich als UV-Schutz für den Montagekleber der Verbundscheibe. Eine als opaker Abdeckdruck ausgebildete opake Maskierungsschicht kann vollflächig ausgebildet sein. Der Abdeckdruck kann zumindest abschnittsweise auch semitransparent, beispielsweise als Punktraster, Streifenraster oder kariertes Raster ausgebildet sein. Alternativ kann der Abdeckdruck auch einen Gradienten aufweisen, beispielsweise von einer opaken Bedeckung zu einer semitransparenten Bedeckung.

Die Erfindung betrifft somit auch eine Projektionsanordnung für ein Head-Up-Display (HUD), mindestens umfassend eine Verbundscheibe mit einem Projektionsbereich, einem Hauptdurchsichtsbereich, einer Oberkante, einer Unterkante und zwei seitlichen Scheibenkanten, wobei die Verbundscheibe eine Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche und eine Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, umfasst; und einen Projektor, der auf den Projektionsbereich gerichtet ist und p-polarisierte Strahlung aussendet; wobei auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe in einem Bereich, welcher zumindest den Projektionsbereich umfasst, eine opake Maskierungsschicht angeordnet ist; eine Reflexionsschicht, welche geeignet ist, p-polarisierte Strahlung zu reflektieren und als ein Dünnschichtstapel umfassend mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber ausgebildet ist, zumindest in dem Projektionsbereich auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist; und eine Antireflexionsbeschichtung zumindest in dem Projektionsbereich auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist, wobei die Antireflexionsbeschichtung ausgehend von der Innenscheibe genau eine hochbrechende Schicht und genau eine niedrigbrechende Schicht umfasst, die hochbrechende Schicht einen Brechungsindex größer 1 ,9 und eine Dicke von höchstens 40 nm aufweist und die niedrigbrechende Schicht einen Brechungsindex kleiner 1 ,6 und eine Dicke von höchstens 60 nm aufweist.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die opake Maskierungsschicht in einem umlaufenden Randbereich angeordnet und weist insbesondere in einem Abschnitt, der in Überdeckung zum Projektionsbereich ist, eine größere Breite auf als in hiervon verschiedenen Abschnitten. Das Verhältnis des Reflexionsgrads R20 gegenüber p-polarisierter Strahlung der Reflexionsschicht zum Reflexionsgrad R _Vi gegenüber p-polarisierter Strahlung der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe mit der Antireflexionsbeschichtung

(ausgedrückt als Reflexionsquotient ²⁰ /R _IV ’ R20 geteilt durch Rvi) beträgt bevorzugt mindestens 4 : 1 , besonders bevorzugt mindestens 5 : 1 , ganz besonders bevorzugt mindestens 7 : 1 , und zwar bei allen im Projektionsbereich auftretenden Einfallswinkeln.

Der Reflexionsgrad beschreibt den Anteil der insgesamt eingestrahlten p-polarisierten Strahlung, der reflektiert wird. Er wird in % angegeben (bezogen auf 100% eingestrahlte Strahlung) oder als einheitenlose Zahl von 0 bis 1 (normiert auf die eingestrahlte Strahlung). Aufgetragen in Abhängigkeit von der Wellenlänge bildet er das Reflexionsspektrum. Die Angaben zum Reflexionsgrad beziehen sich auf eine Reflexionsmessung mit einer Lichtquelle der Lichtart A, die im Spektralbereich von 380 nm bis 780 nm abstrahlt mit einer normierten Strahlungsintensität von 100%.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Antireflexionsbeschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche bewirkt eine deutliche Schwächung des unerwünschten Geisterbilds. Grundsätzlich findet auch an der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe eine gewisse Reflexion der Projektorstrahlung statt, welche ebenfalls zu einem Geisterbild führt. Da die Strahlungsintensität vor dieser Reflexion aber bereits durch die Reflexion an der Reflexionsschicht reduziert ist, tritt dieses Geisterbild weniger stark in Erscheinung und die Reflexion an der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe ist weniger kritisch.

Die Reflexion der Projektorstrahlung erfolgt hauptsächlich an der Reflexionsschicht. Die Restreflexe, die von der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe ausgehen, werden durch die Antireflexionsbeschichtung weiter reduziert. Daher ist es nicht nötig, die externen Scheibenoberflächen in einem Winkel zueinander anzuordnen, um Geisterbilder zu vermeiden. Die externen Oberflächen der Verbundscheibe (das heißt die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe) 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 Verbundscheibe, ebenso wie die Innenscheibe und die Außenscheibe. Eine keilartige Zwischenschicht würde dagegen im vertikalen Verlauf zwischen Unterkante und Oberkante der Verbundscheibe eine veränderliche, insbesondere zunehmende Dicke aufweisen. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus mindestens einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Da Standardfolien deutlich kostengünstiger sind als Keilfolien, wird die Herstellung der Verbundscheibe günstiger gestaltet.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe 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 Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise mit den Standarddicken 1 ,6 mm oder 2,1 mm.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Innenscheibe eine Dicke von maximal 1 ,6, mm, besonders bevorzugt von maximal 1 ,4 mm, ganz besonders bevorzugt von maximal 1 ,1 mm auf.

Die Außenscheibe, die Innenscheibe und die thermoplastische Zwischenschicht können klar und farblos, aber auch getönt oder gefärbt sein. Die Gesamttransmission durch Windschutzscheibe (samt Reflexionsbeschichtung) beträgt in einer bevorzugten Ausgestaltung im Hauptdurchsichtsbereich größer 70% (Lichtart A). Der Begriff Gesamttransmission bezieht sich auf das durch ECE-R 43, Anhang 3, § 9.1 festgelegte Verfahren zur Prüfung der Lichtdurchlässigkeit von Kraftfahrzeugscheiben. Die Außenscheibe und die Innenscheiben 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.

Bevorzugt ist die Innenscheibe nicht gefärbt oder getönt.

Die Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Die Verbundscheibe kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist. Die thermoplastische Zwischenschicht 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 (Verbindefolie) 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 einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Es kann sich bei der thermoplastischen Zwischenschicht auch um eine Folie mit funktionellen Eigenschaften, beispielsweise eine Folie mit akustisch dämpfenden Eigenschaften handeln.

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

Die Reflexionsschicht wird bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) vor der Lamination auf eine Scheibenoberfläche aufgebracht, besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“), ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetronsputtern“).

Die Antireflexionsbeschichtung wird bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung („Magnetronsputtern“) oder Atmosphärendruck-Plasmaabscheidung („atmospheric pressure plasma deposition“) auf die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht. Das kann vor oder nach der Lamination erfolgen. Bevorzugt erfolgt das Aufbringen der Antireflexionsbeschichtung vor der Lamination und etwaiger Biegeprozesse, da sich Beschichtungen auf planen Substraten einfacher und in besserer Qualität aufbringen lassen.

Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden die Außenscheibe und die Innenscheibe bevorzugt vor der Lamination und bevorzugt nach etwaigen Beschichtungsprozessen einem Biegeprozess unterzogen. Bevorzugt werden die Außenscheibe und die Innenscheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise 500°C bis 700°C. Diese Temperaturbehandlung erhöht auch die Transparenz und verringert den Flächenwiderstand der Reflexionsschicht.

Eine nicht-vollflächige Beschichtung kann im Falle einer Gasphasenabscheidung (beispielsweise Kathodenzerstäubung) oder Atmosphärendruck-Plasmaabscheidung durch Maskierungsverfahren erreicht werden oder durch eine nachträglich teilweise Entfernung der Beschichtung (beispielsweise durch Laserstrahlung oder mechanisch-abrasiv). Im Falle einer Sol-Gel-Beschichtung ist die nicht-vollflächige Beschichtung zu erreichen, indem das Sol nur auf den gewünschten Bereich aufgetragen wird, beispielsweise durch Tampondruck (pad printing), Siebdruck (screen printing), partielles Aufträgen mittels Rollen oder Pinseln oder durch Sprühbeschichtung (spray coating), oder ebenfalls durch Maskierungstechniken.

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung werden die Verbundscheibe und der Projektor derart zueinander angeordnet, dass die Innenscheibe dem Projektor zugewandt ist und der Projektor auf den Projektionsbereich gerichtet ist.

Erfindungsgemäß ist somit auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung, mindestens umfassend die nachfolgenden Schritte: a) Bereitstellung einer Verbundscheibe mit einem Projektionsbereich, einem Hauptdurchsichtsbereich, einer Oberkante, einer Unterkante und zwei seitlichen Scheibenkanten, wobei die Verbundscheibe eine Außenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche und eine Innenscheibe mit einer außenseitigen Oberfläche und einer innenraumseitigen Oberfläche, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, umfasst; wobei eine Reflexionsschicht, welche geeignet ist, p-polarisierte Strahlung zu reflektieren und als ein Dünnschichtstapel umfassend mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber ausgebildet ist, zumindest in dem Projektionsbereich auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe oder der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist; und eine Antireflexionsbeschichtung, umfassend ausgehend von der Innenscheibe genau eine hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex größer 1 ,9 und einer Dicke von höchstens 40 nm und genau eine niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex kleiner 1 ,6 und einer Dicke von höchstens 60 nm, zumindest in dem Projektionsbereich auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist; b) Anordnung der Verbundscheibe und eines Projektors, welcher p-polarisierte Strahlung aussendet, derart, dass die Innenscheibe der Verbundscheibe dem Projektor zugewandt ist und der Projektor auf den Projektionsbereich der Verbundscheibe gerichtet ist.

Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Projektionsanordnung gelten entsprechend auch für Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung und umgekehrt.

Die Erfindung umfasst weiter die Verwendung einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, wobei die Verbundscheibe bevorzugt eine Windschutzscheibe ist.

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

Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,

Fig. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,

Fig. 6 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung,

Fig. 7 einen Querschnitt durch eine Ausgestaltung der Antireflexionsbeschichtung auf einer Innenscheibe, und

Fig. 8 Reflexionsspektren einer Verbundscheibe mit einer TiO2-Beschichtung und von Verbundscheiben mit einer Antireflexionsbeschichtung.

Fig. 1 zeigt eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe 100 einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung. Die Verbundscheibe 100 weist eine Oberkante O eine Unterkante U und zwei seitliche Scheibenkanten S auf. Zudem ist in der Fig. 1 der Hauptdurchsichtsbereich H und der Projektionsbereich P der Verbundscheibe 100 eingezeichnet.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101 , wobei dies dem Querschnitt entlang der Schnittlinie X‘-X der Fig. 1 entspricht. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich ist umfasst die dargestellte erfindungsgemäße Projektionsanordnung 101 eine Verbundscheibe 100 und einen Projektor 4.

Die Verbundscheibe 100 weist eine Oberkante O eine Unterkante U und zwei seitliche Scheibenkanten S auf. Zudem ist in der Fig. 2 der Hauptdurchsichtsbereich H und der Projektionsbereich P der Verbundscheibe 100 eingezeichnet. Die Verbundscheibe 100 umfasst eine Außenscheibe 1 mit einer außenseitigen Oberfläche I und einer innenraumseitigen Oberfläche II und eine Innenscheibe 2 mit einer außenseitigen Oberfläche III und einer innenraumseitigen Oberfläche IV, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind.

Die thermoplastischen Zwischenschicht 3 ist beispielsweise eine aus PVB bestehende Zwischenschicht und weist eine Dicke von 0,76 mm auf. Die thermoplastische Zwischenschicht 3 weist eine im Wesentlichen konstante Dicke auf, abgesehen von einer etwaigen fachüblichen Oberflächenrauigkeit - sie ist nicht als sogenannte Keilfolie ausgebildet.

Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die Außenscheibe 1 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 2 weist beispielsweise eine Dicke von 1 ,6 mm oder von 1 ,1 mm auf.

In der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 vollflächig eine Reflexionsschicht 20, welche geeignet ist, p-polarisierte Strahlung zu reflektieren und als ein Dünnschichtstapel umfassend mindestens eine elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber ausgebildet ist, aufgebracht.

Eine Antireflexionsbeschichtung 30 ist in der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform im Projektionsbereich P auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 aufgebracht. Die Antireflexionsbeschichtung 30 umfasst genau eine hochbrechende Schicht und genau eine niedrigbrechende Schicht, wobei die hochbrechende Schicht einen Brechungsindex größer 1 ,9 und eine Dicke von höchstens 40 nm aufweist und die niedrigbrechende Schicht einen Brechungsindex kleiner 1 ,6 und eine Dicke von höchstens 60 nm aufweist.

Ein Projektor 4 ist innenraumseitig der Verbundscheibe 100 angeordnet und bestrahlt die Verbundscheibe 100 über die innenraumseitige Oberfläche IV der Innenscheibe 2. Der Projektor 4 sendet p-polarisierte Strahlung aus, welche von der Reflexionsschicht 20 in Richtung des Betrachters 5 reflektiert wird.

Die Reflexionsbeschichtung 20 ist auf die Reflexion p-polarisierter Strahlung optimiert. Sie dient als Reflexionsfläche für die Strahlung des Projektors 4 zur Erzeugung der HUD- Projektion. Da der Einstrahlwinkel der Projektorstrahlung allerdings vom Brewster-Winkel abweicht, findet auch an den Luft-Glasübergängen eine gewisse Reflexion der Projektorstrahlung statt, was zur Ausbildung intensitätsschwacher, aber dennoch potentiell störender Geisterbilder führen kann. Insbesondere die Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 kann hier kritisch sein, weil die Intensität der reflektierten Strahlung (im Gegensatz zur Reflexion an der außenseitigen Oberfläche I der Außenscheibe 1) nicht bereits durch den Durchgang durch die Reflexionsbeschichtung 20 geschwächt ist. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, dieses Geisterbild zu reduzieren.

Die Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe

2 führt dazu, dass der Reflexionsquotient ²⁰ /R _IV ^AUS dem Reflexionsgrad R20 der Reflexionsbeschichtung 20 geteilt durch den Reflexionsgrad R| _V der mit der Antireflexionsbeschichtung 30 versehenen Oberfläche IV gesteigert wird (Reflexionsgrade jeweils gegenüber p-polarisierter Strahlung). Die relative Intensität (der „Kontrast“) der Reflexion an der Reflexionsbeschichtung 20 bezogen auf die Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche IV wird erhöht und die Intensität des gewünschten Hauptbildes im Vergleich zum unerwünschten Geisterbild gesteigert.

Fig. 3 zeigt einen Querschnitt durch eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101. Die in der Fig. 3 im Querschnitt gezeigte Projektionsanordnung 101 unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten nur dahingehend, dass die Reflexionsschicht 20 nicht vollflächig auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 sondern vollflächig auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 aufgebracht ist. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe 100 einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung und die Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101 , wobei dies dem Querschnitt entlang der Schnittlinie X‘-X der Fig. 4 entspricht. Die in der Fig. 4 und der Fig. 5 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 1 und der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass die Verbundscheibe 100 auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 in einem umlaufenden Randbereich eine opake Maskierungsschicht 6 angeordnet ist, welche in einem Abschnitt, der in Überdeckung zum Projektionsbereich P ist, eine größere Breite aufweist als in den hiervon verschiedenen Abschnitten. Der Bereich, in dem die opake Maskierungsschicht 6 angeordnet ist, umfasst somit einen umlaufenden Randbereich und den Projektionsbereich P.

Die opake Maskierungsschicht 6 ist beispielsweise ein Abdeckdruck aus einer dunklen, bevorzugt schwarzen, Emaille.

Fig. 6 zeigt einen Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Projektionsanordnung 101. Die in der Fig. 6 gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von der in der Fig. 5 gezeigten nur dahingehend, dass die Reflexionsschicht 20 nicht vollflächig auf der innenraumseitigen Oberfläche II der Außenscheibe 1 aufgebracht ist, sondern nur im Projektionsbereich P.

Fig. 7 zeigt die Schichtenfolge der Antireflexionsbeschichtung 30, aufgebracht auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2. Die Antireflexionsbeschichtung 30 besteht ausgehend von der Innenscheibe 2 aus genau einer hochbrechenden Schicht 31 mit einem Brechungsindex größer 1 ,9 und einer Dicke von höchstens 40 nm und genau einer niedrigbrechenden Schicht 32 mit einem Brechungsindex kleiner 1 ,6 und einer Dicke von maximal 60 nm. Die übrigen Bestandteile der Verbundscheibe 100 sind der Einfachheit halber ebenso wenig dargestellt wie die Reflexionsschicht 20.

Beispiele

Die Schichtenfolgen einer Ausführungsform einer Verbundscheibe mit der Reflexionsschicht 20 auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 sind, zusammen mit den Materialien und geometrische Schichtdicken der Einzelschichten, in Tabelle 1 dargestellt. Die dielektrischen Schichten können unabhängig voneinander dotiert sein, beispielsweise mit Bor oder Aluminium.

Tabelle 1

Für verschiedene Verbundscheiben wurde der Reflexionsquotient ²⁰ / _R bestimmt, der ein

Maß dafür liefert, wie intensitätsstark die gewünschte HUD-Reflexion von der Reflexionsbeschichtung 20 im Vergleich zur unerwünschten Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche IV in Erscheinung tritt. Dafür wurde der Reflexionsgrad R20 einer Verbundscheibe mit dem in der Tabelle 1 beschriebenen Aufbau sowie jeweils der Reflexionsgrad R| _V einer Verbundscheibe mit dem in den Tabellen 2 bis 4 beschriebenen

Aufbau bestimmt und anschließend der Reflexionsquotient ²⁰ / _R berechnet.

Beim - Verqleichsbeispiel A wies die Verbundscheibe keine Antireflexionsbeschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 auf (siehe auch Tabelle 2);

- erfindunqsqemäßen Beispiel 1 wies die Verbundscheibe eine Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 auf, wobei die Antireflexionsbeschichtung 30 als hochbrechende Schicht 31 SisN4 mit einem Brechungsindex von 2,0 und mit einer Dicke von 30 nm und als niedrigbrechende Schicht 32 SiC>2 mit einem Brechungsindex von 1 ,45 und mit einer Dicke von 45 nm umfasste (siehe auch Tabelle 3); - erfindungsgemäßen Beispiel 2 wies die Verbundscheibe eine

Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 auf, wobei die Antireflexionsbeschichtung 30 als hochbrechende Schicht 31 TiÜ2 mit einem Brechungsindex von 2,4 und mit einer Dicke von 20 nm und als niedrigbrechende Schicht 32 SiÜ2 mit einem Brechungsindex von 1 ,45 und mit einer Dicke von 45 nm umfasste (siehe auch Tabelle 4)

Tabelle 2

Tabelle 3

Tabelle 4

Die Reflexionsgrade R20 und R| _V gegenüber p-polarisierter Strahlung und der daraus ermittelte

D

Reflexionsguotient ²⁰ / _R ist für das Vergleichsbeispiel A und die Beispiele 1 und 2 in T abelle 5 zusammengefasst für verschiedene Einfallswinkel a (alpha). Der angegebene Reflexionsgrad ist jeweils der gemittelte gemäß Lichtart A berechnete Reflexionsgrad.

Tabelle 5

Aus Tabelle 5 ist zu erkennen, dass bei großen Einstrahlwinkeln a die Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe der Verbundscheibe im Vergleich zu einer Verbundscheibe ohne Antireflexionsbeschichtung

D (Vergleichsbeispiel A) zu einer deutlichen Steigerung des Reflexionsquotienten ²⁰ / _R führt.

Das hat zur Folge, dass die HUD-Reflexion von der Reflexionsschicht 20 im Vergleich zum Geisterbild deutlich stärker wahrnehmbar ist. Durch die Antireflexionsbeschichtung 30 kann somit das Auftreten eines Geisterbildes minimiert werden. Bei Einsatz von TiÜ2 als

D hochbrechende Schicht 31 ist die Steigerung des Reflexionsquotienten ²⁰ /R _IV dabei ausgeprägter als bei Einsatz von SiaN4 als hochbrechende Schicht 31.

Die erfindungsgemäßen Beispiele eignen sich also insbesondere für den Fall von sehr flachen Einbauwinkeln der Verbundscheibe die zu größeren Einstrahlwinkeln a führen.

Um eine opake Maskierungsschicht zu simulieren wurde bei einem weiteren Vergleichsbeispiel B und bei den weiteren Beispielen 3 bis 5 eine dunkle Außenscheibe 1 und dunkles PVB als thermoplastische Zwischenschicht 3 eingesetzt. Da die Farbe der vom Projektor aus gesehen hinter der auf der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2 aufgebrachten Reflexionsschicht 20 liegenden Schichten für den Reflexionsgrad R20 der Reflexionsschicht 20 nicht relevant ist, wurde ein Aufbau wie in der Tabelle 1 angegeben für die Bestimmung des Reflexionsgrades R20 verwendet.

D

Es wurde für das Vergleichsbeispiel B und die Beispiele 3 bis 5 der Reflexionsquotient ²⁰ / _R bestimmt, der ein Maß dafür liefert, wie intensitätsstark die gewünschte HUD-Reflexion von der Reflexionsbeschichtung 20 im Vergleich zur unerwünschten Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche IV in Erscheinung tritt. Beim

- Verqleichsbeispiel B wies die Verbundscheibe TiÜ2 mit einem Brechungsindex von 2,4 und mit einer Dicke von 20 nm als Beschichtung auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 auf (siehe auch Tabelle 6);

- erfindunqsqemäßen Beispiel 3 wies die Verbundscheibe eine Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 auf, wobei die Antireflexionsbeschichtung 30 als hochbrechende Schicht 31 SisN4 mit einem Brechungsindex von 2,0 und mit einer Dicke von 25 nm und als niedrigbrechende Schicht 32 SiÜ2 mit einem Brechungsindex von 1 ,45 und mit einer Dicke von 40 nm umfasste (siehe auch Tabelle 7);

- erfindunqsqemäßen Beispiel 4 wies die Verbundscheibe eine Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 auf, wobei die Antireflexionsbeschichtung 30 als hochbrechende Schicht 31 TiÜ2 mit einem Brechungsindex von 2,4 und mit einer Dicke von 20 nm und als niedrigbrechende Schicht 32 SiÜ2 mit einem Brechungsindex von 1 ,45 und mit einer Dicke von 35 nm umfasste (siehe auch Tabelle 8)

- erfindunqsqemäßen Beispiel 5 wies die Verbundscheibe eine Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 auf, wobei die Antireflexionsbeschichtung 30 als hochbrechende Schicht 31 SiZrN mit einem Brechungsindex von 2,3 und mit einer Dicke von 20 nm und als niedrigbrechende Schicht 32 SiÜ2 mit einem Brechungsindex von 1 ,45 und mit einer Dicke von 45 nm umfasste (siehe auch Tabelle 9) Tabelle 6

Tabelle 7

Tabelle 8

Tabelle 9 Die Reflexionsgrade R20 und R| _V gegenüber p-polarisierter Strahlung und der daraus ermittelte

Reflexionsquotient ²⁰ / _R ist für das Vergleichsbeispiel B und die Beispiele 3 bis 5 in Tabelle

10 zusammengefasst für verschiedene Einfallswinkel a (alpha).

Tabelle 10

Aus Tabelle 10 ist zu erkennen, dass bei großen Einstrahlwinkeln a die Antireflexionsbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 der Verbundscheibe im Vergleich zu einer Verbundscheibe mit einer einzelnen hochbrechenden Schicht als Beschichtung der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 (Vergleichsbeispiel B) zu einer deutlichen Steigerung des

Reflexionsquotienten ²⁰ /R _IV führt. Das hat zur Folge, dass die HUD-Reflexion von der Reflexionsschicht 20 im Vergleich zum Geisterbild deutlich stärker wahrnehmbar ist. Durch die Antireflexionsbeschichtung 30 kann somit das Auftreten eines Geisterbildes minimiert werden. Bei Einsatz von TiÜ2 oder SiZrN als hochbrechende Schicht 31 ist die Steigerung des

Reflexionsquotienten ² °/R _IV dabei ausgeprägter als bei Einsatz von SiaN4 als hochbrechende Schicht 31.

Die erfindungsgemäßen Beispiele eignen sich also insbesondere für den Fall von sehr flachen Einbauwinkeln der Verbundscheibe die zu größeren Einstrahlwinkeln a führen. In der Fig. 8 sind die Reflexionsspektren einer Verbundscheibe mit einer hochbrechenden Schicht auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe (genauer Aufbau siehe Tabelle 6) und von Verbundscheiben mit einer Antireflexionsbeschichtung umfassend genau eine hochbrechende Schicht und genau eine niedrigbrechende Schicht auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe (genauer Aufbau siehe Tabelle 7 bis 9) gezeigt.

Die Reflexionsspektren gelten für p-polarisierte Strahlung unter einem Bestrahlungswinkel (Einfallswinkel) von 70°, betrachtet über die Innenscheibe.

Der Fig. 8 ist zu entnehmen, dass bei der Beschichtung der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 mit genau einer hochbrechenden Schicht mit einem Brechungsindex größer 1 ,9 und einer Dicke von höchstens 40 nm und genau einer niedrigbrechenden Schicht mit einem Brechungsindex kleiner 1 ,6 und einer Dicke von höchstens 60 nm der Reflexionsgrad der Verbundscheibe deutlich geringer ist als bei der Beschichtung der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 mit genau einer hochbrechenden Schicht mit einem Brechungsindex größer 1 ,9 und einer Dicke von höchstens 20 nm.

Bezugszeichenliste:

100 Verbundscheibe

101 Projektionsanordnung

1 Außenscheibe

2 Innenscheibe

3 thermoplastische Zwischenschicht

4 Projektor

5 Betrachter / Fahrzeugfahrer

6 opake Maskierungsschicht

20 Reflexionsschicht

30 Antireflexionsbeschichtung

31 hochbrechende Schicht

32 niedrigbrechende Schicht

O Oberkante der Verbundscheibe 100

U Unterkante der Verbundscheibe 100

S Seitenkante der Verbundscheibe 100

P Projektionsbereich der Verbundscheibe 100

H Hauptdurchsichtsbereich der Verbundscheibe 100

I außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1

II innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1

III außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2

IV innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2

X‘-X Schnittlinie