Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe für ein Head-Up-Display, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung, sowie ein Head-Up-Display mit der Fahrzeugscheibe und ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeug.

Fahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen (PKW), werden immer häufiger mit sogenannten Head-Up-Displays (HUDs) ausgestattet, wie sie beispielsweise aus der DE 102009 020824 A1 bekannt sind. Head-Up-Displays sind zur Darstellung von Bildinformationen für einen Betrachter bzw. Fahrer vorgesehen. Mit einem Projektor als Bildgeber, beispielsweise im Bereich des Armaturenbretts oder im Dachbereich, werden Bilder auf die Windschutzscheibe projiziert, dort reflektiert und vom Fahrer als virtuelles Bild 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.

Üblicherweise bestehen Fahrzeug-Windschutzscheiben aus zwei Glasscheiben, welche über mindestens eine thermoplastische Folie miteinander laminiert sind. Bei dem vorstehend beschriebenen Head-Up-Display tritt das Problem auf, dass das Projektorbild an beiden Oberflächen der Windschutzscheibe reflektiert wird. Dadurch nimmt der Fahrer nicht nur das gewünschte Hauptbild wahr, welches durch die Reflexion an der innenraumseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe hervorgerufen wird (Primärreflexion). Der Fahrer nimmt auch ein leicht versetztes, in der Regel intensitätsschwächeres Nebenbild wahr, welches durch die Reflexion an der außenseitigen Oberfläche der Windschutzscheibe hervorgerufen wird (Sekundärreflexion). Dieses Problem wird gemeinhin dadurch gelöst, dass die reflektierenden Oberflächen mit einem gezielt gewählten Winkel zueinander angeordnet werden, so dass Hauptbild und Nebenbild überlagert werden, wodurch das Nebenbild nicht mehr störend auffällt.

Es ist auch bekannt, Fahrzeugscheiben mit transparenten, elektrisch leitfähigen Beschichtungen zu versehen. Diese Beschichtungen können beispielsweise als IR-reflektierende Beschichtungen wirken, um die Erwärmung des Fahrzeuginnenraums zu verringern und dadurch den thermischen Komfort zu verbessern, oder als beheizbare Beschichtungen verwendet werden, indem sie mit einer Spannungsquelle verbunden werden, so dass ein Strom durch die Beschichtung fließt. Windschutzscheiben mit leitfähigen Beschichtungen im Inneren des Verbund- glases weisen im Zusammenhang mit Head-Up-Displays das Problem auf, dass durch die leitfähige Beschichtung eine weitere reflektierende Grenzfläche für das Projektorbild gebildet wird. Dies führt auch zu einem unerwünschten Nebenbild.

Bei der Auslegung eines Head-Up-Displays muss weiterhin dafür Sorge getragen werden, dass der Projektor eine entsprechend große Leistung hat, so dass das projizierte Bild, insbesondere bei Einfall von Sonnenlicht, eine ausreichende Helligkeit aufweist und vom Betrachter gut erkennbar ist. Dies erfordert eine gewisse Größe des Projektors und geht mit einem entsprechenden Stromverbrauch einher.

Ein weiteres Problem bei Head-Up-Displays ist die Polarisation des an der Verbundscheibe reflektierten Lichts. So ist generell bei einer Reflexion an Glas der Anteil des senkrecht zur Einfallsebene polarisierten (s-polarisierten) Lichts vergrößert, was in aller Regel dazu führt, dass die HUD-Anzeige nicht oder zumindest schwächer sichtbar ist, wenn der Betrachter eine Sonnenbrille mit Polarisationsgläsern trägt. Soll das Bild eines Head-Up-Displays erkennbar sein, muss die Sonnenbrille deshalb abgenommen werden.

Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein verbessertes Head- Up-Display zur Verfügung zu stellen, mit dem diese Nachteile vermieden werden können. So wäre es wünschenswert, über ein Head-Up-Display zu verfügen, bei dem keine unerwünschten Nebenbilder auftreten und dessen Anordnung im Fahrzeug bei guter Erkennbarkeit mit ausreichender Helligkeit und Kontrast der angezeigten Bildinformationen relativ einfach zu bewerkstelligen ist. Zudem soll der Energieverbrauch relativ gering sein und die HUD-Anzeige auch auch mit Sonnenbrillen mit Polarisationsgläsern erkennbar sein. Des Weiteren soll das Head- Up-Display in der industriellen Serienfertigung von Fahrzeugen einfach und kostengünstig herstellbar sein.

Diese und weitere Aufgaben werden nach dem Vorschlag der Erfindung durch eine Fahrzeugscheibe und ein Head-Up-Display mit einer solchen Fahrzeugscheibe, sowie ein entsprechend ausgerüstetes Fahrzeug, gemäß den nebengeordneten Patentansprüchen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß ist eine Fahrzeugscheibe gezeigt, welche der Abtrennung eines Fahrzeuginnenraums von einer äußeren Umgebung des Fahrzeugs dient. Die Fahrzeugscheibe umfasst mindestens eine transparente Scheibe. Die Fahrzeugscheibe kann grundsätzlich beliebig aus- gebildet sein, insbesondere als thermisch vorgespanntes Einscheibensicherheitsglas oder als Verbundscheibe. Vorzugsweise dient die Fahrzeugscheibe als Fahrzeug-Windschutzscheibe.

Bevorzugt ist die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe, insbesondere Fahrzeug-Windschutzscheibe, als Verbundscheibe ausgebildet und umfasst eine erste Scheibe mit Außenseite und Innenseite sowie eine zweite Scheibe mit Innenseite und Außenseite, welche durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht (Klebeschicht) fest miteinander verbunden sind. Die erste Scheibe kann auch als Außenscheibe, die zweite Scheibe als Innenscheibe bezeichnet werden. Die Oberflächen bzw. Seiten der beiden Einzelscheiben werden von außen nach innen üblicherweise als Seite I, Seite II, Seite III und Seite IV bezeichnet.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe weist im verbauten Zustand im Fahrzeug eine der äußeren Umgebung zugewandte Außenseite und eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Innenseite auf. Bei einer als Verbundscheibe ausgebildeten Fahrzeugscheibe ist die Außenseite der ersten Scheibe die Außenseite der Fahrzeugscheibe und die Innenseite der zweiten Scheibe die Innenseite der Fahrzeugscheibe.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe weist in einem Randbereich, welcher typischer Weise an den Scheibenrand der Scheibe angrenzt, mindestens einen Maskierungsstreifen auf. Der mindestens eine Maskierungsstreifen ist eine Beschichtung aus einer oder mehreren Schichten und dient zur Maskierung von im verbauten Zustand ansonsten durch die Scheibe erkennbaren Strukturen. Insbesondere bei einer Windschutzscheibe dient der Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie, d.h. verhindert die Sicht auf die in aller Regel unregelmäßig aufgetragene Kleberaupe nach außen, so dass ein harmonischer Gesamteindruck der Windschutzscheibe entsteht. Andererseits dient der Maskierungsstreifen als UV-Schutz für das verwendete Klebematerial. Dauernde Bestrahlung mit UV-Licht schadet dem Klebematerial und würde die Verbindung der Scheibe mit der Fahrzeugkarossiere im Laufe der Zeit lösen.

Der mindestens eine Maskierungsstreifen umfasst ein farbig, vorzugsweise schwarz, eingefärbtes Material, das vorzugsweise in die Scheibe eingebrannt werden kann. Vorzugsweise ist der mindestens eine Maskierungsstreifen opak, um insbesondere als Sicht- und UV-Schutz beispielsweise für eine Kleberaupe zu dienen. Bei Scheiben mit einer elektrisch steuerbaren Funktionsschicht kann der Maskierungsstreifen beispielsweise auch zum Abdecken von Sammelleitern und/oder Anschlusselementen dienen. Im Sinne vorliegender Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Fahrzeugscheibe den gesetzlichen Bestimmungen für Windschutzscheiben entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 70% und insbesondere von mehr als 75%, beispielsweise mehr als 95%, aufweist. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 30%, insbesondere weniger als 25%, beispielsweise weniger als 5%, insbesondere 0%.

Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe umfasst weiterhin mindestens eine Reflexionsschicht (Spiegelschicht) zur Reflexion von Licht in den Fahrzeuginnenraum. Wesentlich hierbei ist, dass die Reflexionsschicht im Bereich des Maskierungsstreifens, fahrzeuginnenraumseitig des Maskierungsstreifens angeordnet ist. In Sicht auf die Innenseite der Fahrzeugscheibe befindet sich die Reflexionsschicht somit vor dem Maskierungsstreifen.

Der Ausdruck "im Bereich des Maskierungsstreifens" bedeutet, dass die Reflexionsschicht in senkrechter Sicht durch die Fahrzeugscheibe bzw. in orthogonaler Projektion durch die Scheibe in Überdeckung bzw. Überlapp zum Maskierungsstreifen angeordnet ist. Die Reflexionsschicht und der mindestens eine Maskierungsstreifen können auf verschiedenen Seiten der Fahrzeugscheibe oder auf einer selben Seite der Fahrzeugscheibe angeordnet sein. Die Reflexionsschicht weist keinen Abschnitt auf, der nicht in Überdeckung zum Maskierungsstreifen ist, d.h. die Reflexionsschicht ist nur dort ausgebildet, wo sie sich in Sicht auf die Innenseite der Fahrzeugscheibe vor der Maskierungsstreifen befindet.

Der Ausdruck "Reflexion von Licht in den Fahrzeuginnenraum" bezieht sich auf den im Fahrzeug verbauten Zustand der Fahrzeugscheibe. Das reflektierte Licht verlässt die Fahrzeugscheibe an deren Innenseite.

In dem im Fahrzeug verbauten Zustand der Fahrzeugscheibe ist der mindestens einen Reflexionsschicht eine im Fahrzeuginnern angeordnete Bildanzeigevorrichtung zugeordnet. Die Bildanzeigevorrichtung umfasst eine Bildanzeige, deren Bild auf die Reflexionsschicht trifft und von der Reflexionsschicht in den Fahrzeuginnenraum reflektiert wird. Die Bildanzeigevorrichtung kann auch als Display bezeichnet werden und als TFT-Display, LED-Display, OLED-Display, EL-Display, pLED-Display oder dergleichen ausgebildet sein. Die Reflexionsschicht ist zum Reflektieren von Licht der Bildanzeigevorrichtung geeignet ausgebildet. Die Reflexionsschicht ist eine das auftreffende Licht spiegelnde Beschichtung der Scheibe, die vorzugsweise mindestens ein elementares Metall und/oder mindestens ein Metalloxid umfasst oder daraus besteht. Das Metall ist vorzugsweise ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Aluminium, Zinn, Titan, Kupfer, Chrom, Cobalt, Eisen, Mangan, Zirkonium, Cer, Yttrium, Silber, Gold, Platin und Palladium, oder Mischungen davon.

Für die Herstellung der Reflexionsschicht wird eine Paste auf die Scheibe aufgebracht, beispielsweise durch ein Bedampfungsverfahren wie z.B. ein CVD-Verfahren, ein Atmosphären- druck-Plasma-Beschichtungsverfahren, Aufsprühen (Spray-Coating), oder durch ein Sol/Gel- Verfahren sowie gebenenfalls einem anschließenden Einbrennen oder Tempern. Vorzugsweise wird die Paste im Druckverfahren auf die Scheibe aufgebracht, insbesondere mittels Siebdruck, Tampondruck oder Offset-Druck. Die aufgebrachte Paste wird anschließend eingebrannt, d.h. durch eine Wärmebehandlung verdichtet. Vorteilhaft wird die aufgebrachte Paste bei einer Temperatur von 50 °C bis 180 °C getrocknet und bei einer Temperatur von 200°C bis 1000°C, insbesondere von 400°C bis 700°C, kalziniert.

Die Paste umfasst eine verdruckbare Metalllösung, wobei mindestens ein Metall vorwiegend komplex gebunden vorliegt. Die Paste kann ferner ein Lösemittel, vorzugsweise ausgewählt aus Alkoholen, Glykolen, Polypropylenglykolen und Derivaten davon, und/oder ein Verdickungsmittel, vorzugsweise ein Cellulosederivat oder Polyacrylsäure, umfassen.

Derartige Pasten zur Herstellung von Reflexionsschichten sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Fa. Ferro GmbH. Zudem sind solche Beschichtungen aus der Patentliteratur bekannt, siehe beispielsweise WO 2005/063645.

Beispielsweise besteht die Reflexionsschicht aus mindestens einem Metalloxid, optional mindestens einem Lösemittel und/oder mindestens einem Verdickungsmittel, und unvermeidbaren Verunreinigungen, deren Anteil an der Reflexionsschicht weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 1 Gew.-%, ausmacht. Der Gehalt an Metalloxid in der Reflexionsschicht beträgt vorzugsweise mindestens 70%, vorzugsweise mindestens 80%, insbesondere mindestens 90%.

In vorteilhafter Weise können durch die Reflexionsschicht die Eigenschaften des reflektierten Lichts gegenüber einer bloßen Reflexion des Lichts an der Scheibe verbessert werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Reflexionsschicht eine totale Re- flektivität von Licht (R ) im sichtbaren Wellenlängenbereich, gemessen bei einem Einfallswinkel von 65° zur Normalen, von größer 15%, bevorzugt von größer oder gleich 25%, auf. Das Licht umfasst hier bevorzugt s-polarisiertes und p-polarisiertes Licht im sichtbaren Wellenlängenbereich.

Der Anteil des reflektierten Lichts ist also vergleichsweise hoch, wobei die Reflektivität bei Licht (RL) beispielsweise ca. 25% beträgt.

Zudem können in vorteilhafter weise auch relativ hohe Anteile des Lichts reflektiert werden, die in der Einfallsebene polarisiert sind (p-Polarisation).

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Reflexionsschicht eine Reflektivität von p-polarisiertem Licht (R _P .L) im sichtbaren Wellenlängenbereich, gemessen bei einem Einfallswinkel von 65° zur Normalen, von größer 5%, bevorzugt von größer 15%, auf.

Der sichtbare Wellenlängenbereich in Rahmen der vorliegenden Erfindung beträgt bevorzugt 380 nm bis 780 nm.

Besonders bevorzugt gelten die oben genannten Reflexionswerte für s- und p-polarisiertes Licht bzw. für p-polarisiertes Licht im von der Lichtquelle benutzten Wellenlängenbereich.

Die vorliegende Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine Reflexionsschicht in Überdeckung zu dem mindestens einen, typischerweise opaken, Maskierungsstreifen eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zum Maskierungsstreifen ermöglicht, so dass sie hell erscheint und damit auch ausgezeichnet erkennbar ist. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise eine Reduktion der Leistung der Bildanzeigevorrichtung und somit einen verminderten Energieverbrauch. Dies ist ein großer Vorteil der Erfindung.

Das erfindungsgemäßen Head-Up-Display kann kosteneffizient und in technisch einfacher Weise realisiert werden, wobei insbesondere nur ein relativ kleiner Bereich der Fahrzeugscheibe mit der Reflexionsschicht ausgestattet werden muss.

Der mindestens eine Maskierungsstreifen ist vorzugsweise im Druckverfahren, insbesondere Siebdruckverfahren, auf die mindestens eine Scheibe aufgebracht. Die Druckfarbe wird auf die Scheibe gedruckt und anschließend beispielsweise bei bis zu 700 °C getrocknet bzw. eingebrannt. Die Druckfarbe ist vorzugsweise dauerhaft lichtecht, Lösungsmittel- und abriebbeständig. Der mindestens eine Maskierungsstreifen kann insbesondere in Punkte verschiedener Größe übergehen. Diese sogenannten Siebdruckpunkte sollen den optisch massiven Eindruck des schwarzen Siebdruckrandes auflösen.

Der mindestens eine Maskierungsstreifen ist vorzugsweise schwarz und kann auch als Schwarzdruck oder Abdeckdruck bezeichnet werden. Das Material des Maskierungsstreifens kann auch über andere gängige Applikationsverfahren wie beispielsweise Streichen, Rollen, Sprühen und dergleichen auf die Scheibe aufgebracht und anschließend vorzugsweise eingebrannt werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Fahrzeugscheibe besteht der mindestens eine Maskierungsstreifen aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Fahrzeugscheibe, da nur eine einzige Schicht für den Maskierungsstreifen ausgebildet werden muss.

Der mindestens eine Maskierungsstreifen kann grundsätzlich auf jeder Scheibenseite aufgebracht sein. Bei einer Verbundscheibe ist dieser bevorzugt auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe oder auf der Innenseite (Seite III) der zweiten Scheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. Besonders bevorzugt ist er auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe aufgebracht.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der in Form einer Verbundscheibe ausgebildeten erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist die Reflexionsschicht an der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe angebracht, was eine besonders einfache Herstellung ermöglicht. Wie die Erfinder zeigen konnten, ist bei dieser Anordnung der Anteil reflektierten Lichts besonders hoch. Zudem können störende Nebenbilder vermieden werden. Obgleich die Reflexionsschicht in aller Regel sehr witterungsstabil ist, kann die Reflexionsschicht durch eine Deckschicht, insbesondere eine Polymerschicht oder eine Glasschicht, abgedeckt sein, um sie hierdurch vor äußeren Einflüssen zu schützen. Die Glasschicht kann insbesondere durch eine thermoplastische Zwischenschicht an der Verbundscheibe angebracht sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der in Form einer Verbundscheibe ausgebildeten erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist die Reflexionsschicht an der Innenseite (Seite III) der zweiten Scheibe angebracht, was den Vorteil hat, dass die Reflexionsschicht vor äußeren Einflüssen geschützt ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der in Form einer Verbundscheibe ausgebildeten erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist die Reflexionsschicht an der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe auf bzw. über der (opaken) Maskierungsschicht angebracht. Wie die Erfindung überraschend zeigen konnten, ist bei dieser Anordnung der Anteil des reflektierten Lichts mit p-Polarisation besonders hoch, was den Vorteil hat, dass die HUD-Anzeige auch mit Sonnenbrillen mit polarisierten Gläsern gut sichtbar ist. Zwischen der Maskierungsschicht und der Reflexionsschicht können eine oder mehrere weitere Schichten angeordnet sein. Alternativ kann die Reflexionssicht unmittelbar auf der Maskierungsschicht aufgebracht sein.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe ist, zusätzlich zu dem (opaken) Maskierungsstreifen auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe, mindestens ein weiterer Maskierungsstreifen auf der Innenseite (III) der zweiten Scheibe und/oder auf der Außenseite (IV) der zweiten Scheibe angeordnet. Der weitere Maskierungsstreifen dient für eine Haftungsverbesserung der Scheiben und ist bevorzugt mit Keramik-Partikeln versetzt ist, die dem Maskierungsstreifen eine raue und haftende Oberfläche geben, was auf der Seite IV beispielsweise das Einkleben der Fahrzeugscheibe in die Fahrzeugkarosserie unterstützt. Auf der Seite III unterstützt dies das Laminieren der beiden Einzelscheiben der Verbundscheibe. Vorzugsweise ist auch der auf Seite II angeordnete Maskierungsstreifen mit Keramik-Partikeln versetzt. Ein auf der Außenseite der zweiten Scheibe (Seite IV) aufgebrachter weiterer Maskierungsstreifen kann auch aus ästhetischen Gründen vorgesehen sein, beispielsweise um die Kante der Reflexionsschicht zu kaschieren oder die Kante des Übergangs zum transparenten Bereich zu gestalten.

In einem Abschnitt in dem die Reflexionsschicht in Überdeckung zum opaken Maskierungsstreifen auf Seite II angeordnet ist, ist der Maskierungsstreifen vorzugsweise mit einer Verbreiterung versehen, d.h. weist eine größere Breite (Abmessung senkrecht zur Erstreckung) auf als in anderen Abschnitten. Der Maskierungsstreifen kann auf diese Weise in geeigneter Weise an die Abmessungen der Reflexionsschicht angepasst werden.

Die mindestens eine Scheibe enthält oder besteht bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat-Glas, oder klare Kunststoffe, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropy- len, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. Geeignete Gläser sind beispielsweise aus EP 0 847 965 B1 bekannt.

Die mindestens eine Scheibe kann klar sein, oder auch getönt oder gefärbt. Windschutzscheiben müssen dabei im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70% im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43. Die mindestens eine Scheibe ist bevorzugt gebogen, das heißt sie weist eine Krümmung auf.

Die mindestens eine Scheibe kann weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen.

Die Dicke der mindestens einen Scheibe kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 1 ,0 mm bis 25 mm und bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,1 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung.

Die Fahrzeugscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die mindestens eine Scheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Katho- denzerstäubung beschichtet werden kann. Bevorzugt ist die mindestens eine Scheibe planar oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen. Die mindestens eine Scheibe kann farblos oder gefärbt sein.

Die mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht aus mindestens einem thermoplastischen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyurethan (PU) oder Copolymere oder Derivate davon, gegebenenfalls in Kombination mit Polyethylenterephthalat (PET). Die thermoplastische Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluorinierte Ethylen- Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder ein Copolymer oder Gemisch davon enthalten.

Die thermoplastische Zwischenschicht enthält oder besteht bevorzgut aus Polyvinylbutyral (PVB), besonders bevorzugt aus Polyvinylbutyral (PVB) und dem Fachmann bekannte Additive wie beispielsweise Weichmacher. Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens einen Weichmacher.

Weichmacher sind chemische Verbindungen, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Bevorzugte Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Weitere Weichmacher sind bevorzugt aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetraethylenglykols. Besonders bevorzugt werden als Weichmacher 3G7, 3G8 oder 4G7 eingesetzt, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Ethlenglycoleinheiten und die letzte Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome im Carbonsäureteil der Verbindung bezeichnet. So steht 3G8 für Triethylenglykol- bis-(2-ethylhexanoat), d.h. für eine Verbindung der Formel C4H9CH (CH2CH3) CO (OCH ₂ CH ₂ )3O ₂ CCH (CH ₂ CH ₃ ) C4H9.

Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 40 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht bevorzugt aus Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat).

Weiter bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 60 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, insbesondere mindestens 90 Gew.-% und beispielsweise mindestens 97 Gew.-% Polyvinylbutyral.

Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie.

Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Denkbar wäre jedoch auch, dass die Dicke bei transparenten Klebern ca. 10 pm beträgt.

Die thermoplastische Zwischenschicht kann auch eine funktionale thermoplastische Zwischenschicht sein, insbesondere eine Zwischenschicht mit akustisch dämpfenden Eigenschaften, eine Infrarotstrahlung reflektierende Zwischenschicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Zwischenschicht und/oder eine UV-Strahlung absorbierende Zwischenschicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch eine Bandfilterfolie sein, die schmale Bänder des sichtbaren Lichts ausblendet. Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Head-Up-Display mit einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe. Das Head-Up-Display umfasst eine der Reflexionsschicht zugeordnete Bildanzeigevorrichtung mit einer auf die Reflexionsschicht gerichteten Bildanzeige, deren Bild von der Reflexionsschicht in den Fahrzeuginnenraum reflektiert wird. Falls mehrere Reflexionsschichten vorgesehen sind, kann eine entsprechende Anzahl von Bildanzeigevorrichtungen vorgesehen sein.

Die Erfindung erstreckt sich weiterhin auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Head- Up-Display.

Ferner erstreckt sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe. Das Verfahren umfasst:

(a) in einem Randbereich der mindestens einen Scheibe, das Aufbringen von mindestens einem Maskierungsstreifen,

(b) das Anordnen mindestens einer Reflexionsschicht zum Reflektieren von Licht in den Fahrzeuginnenraum im Bereich des Maskierungsstreifens, fahrzeuginnenraumseitig des Maskierungsstreifens.

Der mindestens eine Maskierungsstreifen wird vorzugsweise im Druckverfahren, insbesondere im Siebdruckverfahren, oder über andere gängige Applikationsverfahren wie beispielsweise Streichen, Rollen, Sprühen und dergleichen auf die mindestens eine Scheibe aufgebracht und anschließend vorzugsweise eingebrannt. Die Reflexionsschicht wird vorzugsweise im Druckverfahren auf die Scheibe aufgebracht und eingebrannt.

Für die Herstellung einer Verbundscheibe werden mindestens zwei Scheiben bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck durch mindestens eine thermoplastische Klebeschicht miteinander verbunden (laminiert). Es können an sich bekannte Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe verwendet werden. Es können beispielsweise sogenannte Autoklav- Verfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 130 °C bis 145 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. An sich bekannte Vakuumsack- oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 130 °C bis 145 °C. Die beiden Scheiben und die thermoplastische Zwischenschicht können auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Verbundscheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvor- gangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminato- ren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen erste Scheibe und zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80°C bis 170°C laminiert werden können.

Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf die Verwendung der erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Erfindungsgemäß bevorzugt ist die Verwendung der Fahrzeugscheibe als Fahrzeug-Windschutzscheibe.

Die Verbundscheibe kann vorteilhafterweise die Windschutzscheibe oder die Dachscheibe eines Fahrzeugs oder eine andere Fahrzeugverglasung sein, beispielsweise eine Trennscheibe in einem Fahrzeug, bevorzugt in einem Schienenfahrzeug oder einem Bus. Prinzipiell kann eine Verbundscheibe mit den Merkmalen der Fahrzeugscheibe auch eine Architekturverglasung, beispielsweise in einer Außenfassade eines Gebäudes oder eine Trennscheibe im Innern eines Gebäudes sein.

Die verschiedenen Ausgestaltungen der Erfindung können einzeln oder in beliebigen Kombinationen realisiert sein. Insbesondere sind die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in den angegebenen Kombinationen, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung einsetzbar, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in vereinfachter, nicht maßstabsgetreuer Darstellung:

Fig. 1 eine Querschnittansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Head-Up-Displays,

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Fahrzeugscheibe von Fig. 1,

Fig. 3-4 Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der Fahrzeugscheibe, Fig. 5 ein Diagramm, in dem die gemessene totale Reflektivität R in Abhängigkeit der Wellenlänge bei verschiedenen Fahrzeugscheiben (Verbundscheiben) gezeigt ist,

Fig. 6 ein Diagramm, in dem die gemessene totale Reflektivität R in Abhängigkeit der Wellenlänge bei verschiedenen Fahrzeugscheiben analog zu Figur 5 gezeigt ist, wobei die totale Reflektivität R zudem in Abhängigkeit der s-Polarisation (s-pol) und p-Polarisation (p-pol) des reflektierten Lichts dargestellt ist,

Fig. 7 ein Ablaufdiagramm zur Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Seien zunächst die Figuren 1 und 2 betrachtet. Figur 1 zeigt eine Querschnittansicht auf ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Head-Up-Displays 100 in einem Fahrzeug in einer stark vereinfachten, schematischen Darstellung. Eine Aufsicht der Fahrzeugscheibe 1 des Head-Up-Displays 100 ist in Figur 2 gezeigt. Die Querschnittansicht von Figur 1 entspricht der Schnittlinie A-A der Fahrzeugscheibe 1, wie in Figur 2 angedeutet ist.

Die Fahrzeugscheibe 1 ist in Form einer Verbundscheibe ausgebildet (siehe auch Figuren 3 bis 4) und umfasst eine erste Scheibe 2 (z.B. Außenscheibe) und eine zweite Scheibe 3 (z.B. Innenscheibe), die durch eine thermoplastische Zwischenschicht 4 fest miteinander verbunden sind. Die Fahrzeugscheibe 1 ist in ein Fahrzeug eingebaut und trennt einen Fahrzeuginnenraum 12 von einer äußeren Umgebung 13 ab. Beispielsweise ist die Fahrzeugscheibe 1 die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs. Alternativ weist die Fahrzeugscheibe nur eine Einzelscheibe auf, vorzugsweise in Form eines thermisch vorgespannten Einscheibensicherheitsglases (nicht gezeigt).

Die erste Scheibe 2 und die zweite Scheibe 3 bestehen jeweils aus Glas, vorzugsweise thermisch vorgespanntem Kalk-Natron-Glas und sind für sichtbares Licht transparent. Die thermoplastische Zwischenschicht 4 besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, vorzugsweise Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und/oder Polyethylenterephthalat (PET).

Die Außenfläche I der ersten Scheibe 2 ist der äußeren Umgebung 13 zugewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Fahrzeugscheibe 1. Die Innenfläche II der ersten Scheibe 2 sowie die Außenfläche III der zweiten Scheibe 3 sind jeweils der Zwischenschicht 4 zugewandt. Die Innenfläche IV der zweiten Scheibe 3 ist dem Fahrzeuginnenraum 12 zugewandt und ist gleichzeitig die Innenfläche der Fahrzeugscheibe 1. Es versteht sich, dass die Fahrzeugscheibe 1 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Fahrzeugscheibe 1 weist sie typischer Weise eine konvexe Wölbung auf.

Im Randbereich 11 der Fahrzeugscheibe 1 befindet sich auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe 2 ein rahmenförmig umlaufender erster Maskierungsstreifen 5. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist opak und verhindert die Sicht auf innenseitig der Fahrzeugscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Fahrzeugscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist vorzugsweise schwarz. Der erste Maskierungsstreifen 5 besteht aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendeten, elektrisch nicht-leitenden Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.

Weiterhin weist die Fahrzeugscheibe 1 im Randbereich 11 auf der Außenseite IV der zweiten Scheibe 3 einen zweiten Maskierungsstreifen 6 aus einem elektrisch nicht-leitenden Material auf. Der zweite Maskierungsstreifen 6 ist rahmenförmig umlaufend ausgebildet. Wie der erste Maskierungsstreifen 5 besteht der zweite Maskierungsstreifen 6 aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendeten, elektrisch nicht-leitenden Material, beispielsweise eine schwarz eingefärbte Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist.

Auf der Außenseite IV der zweiten Scheibe 3 befindet sich eine Reflexionsschicht 9, die im als Paste im Druckverfahren auf die Scheibe 3 aufgebracht und eingebrannt ist. Die Reflexionsschicht ist eine mindestens ein Metalloxid enthaltende Metalloxidbeschichtung.

Die Reflexionsschicht 9 ist in senkrechter Sicht durch die Fahrzeugscheibe 1 in Überdeckung zum ersten Maskierungsstreifen 5 angeordnet, wobei der erste Maskierungsstreifen 5 die Reflexionsschicht 9 vollständig überdeckt, d.h. die Reflexionsschicht 9 weist keinen Abschnitt auf, der nicht in Überdeckung zum ersten Maskierungsstreifen 5 ist . Die Reflexionsschicht 9 ist hier beispielsweise nur im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 der Fahrzeugscheibe 1 angeordnet. Möglich wäre aber auch, die Reflexionsschicht 9 im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" oder in einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 11 anzuordnen. Des Weiteren könnten mehrere Reflexionsschichten 9 vorgesehen sein, die beispielweise im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T und im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbe- reichs 11 angeordnet sind. Beispielsweise könnten die Reflexionsschichten 9 so angeordnet sein, dass ein (teilweise) umlaufendes Bild erzeugt wird.

Der erste Maskierungsstreifen 5 ist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 verbreitert, d.h. der erste Maskierungsstreifen 5 weist im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 ein größere Breite als im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 (wie auch in den in Figur 1 nicht erkennbaren seitlichen Abschnitten des Randbereichs 11) der Fahrzeugscheibe 1 auf. Als "Breite" wird die Abmessung des ersten Maskierungsstreifens 5 senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden. Die Reflexionsschicht 9 ist hier beispielsweise oberhalb des zweiten Maskierungsstreifens 6 angeordnet (d.h. nicht in Überdeckung), wobei es gleichermaßen möglich wäre, dass aus ästhetischen Gründen eine Überdeckung vorliegt.

Das Head-Up-Display 100 weist weiterhin eine im Armaturenbrett 7 angeordnete Bildanzeigevorrichtung 8 als Bildgeber auf. Die Bildanzeigevorrichtung 8 dient zur Erzeugung von Licht 10 (Bildinformationen), das auf die Reflexionsschicht 9 gerichtet wird und durch die Reflexionsschicht 9 als reflektiertes Licht 10' in den Fahrzeuginnenraum 12 reflektiert wird, wo es von einem Betrachter, z.B. Fahrer, gesehen werden kann. Die Reflexionsschicht 9 ist zur Reflexion des Lichts der Bildanzeigevorrichtung, d.h. eines Bilds der Bildanzeige, geeignet ausgebildet. Möglich wäre beispielsweise auch, die Bildanzeigevorrichtung 8 in der A-Säule eines Kraftfahrzeugs oder am Dach (jeweils fahrzeuginnenraumseitig) anzuordnen, falls die Reflexionsschicht 9 hierzu in geeigneter Weise positioniert ist. Wenn mehrere Reflexionsschichten 9 vorgesehen sind, kann jeder Reflexionsschicht 9 eine separate Bildanzeigevorrichtung 8 zugeordnet sein, d.h. es können mehrere Bildanzeigevorrichtungen 8 angeordnet sein. Möglich wäre beispielsweise auch, dass es sich bei der Fahrzeugscheibe 1 um eine Dachscheibe, Seiten- oder Heckscheibe handelt.

In der Aufsicht von Figur 2 ist die Reflexionsschicht 9 in Erstreckung entlang des unteren Abschnitts 1 T des Randbereichs 11 dargestellt.

Es wird nun Bezug auf die Figuren 3 bis 4 genommen, worin Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der Fahrzeugscheibe 1 gezeigt sind. Die Querschnittansichten der Figuren 3 bis 4 entsprechen der Schnittlinie A-A im unteren Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 der Fahrzeugscheibe 1 , wie in Figur 2 angedeutet ist. In der in Figur 3 gezeigten Variante der Fahrzeugscheibe 1, befindet sich der erste (opake) Maskierungsstreifen 5 auf der Innenseite (Seite II) der ersten Scheibe 2. Die Reflexionsschicht 9 ist auf der Außenseite (Seite IV) der zweiten Scheibe 3 aufgebracht. Licht 10 von der Bildanzeigevorrichtung 8 wird von der Reflexionsschicht 9 als reflektiertes Licht 10' in den Fahrzeuginnenraum 12 reflektiert. Die Polarisationen des Lichts 10, 10' (s-Polarisation, p-Polarisation) sind schematisch veranschaulicht. Diese Variante hat den Vorteil, dass ein relativ großer Anteil des einfallenden Lichts 10 reflektiert wird. Zudem ist das Bild vor dem Hintergrund der opaken (ersten) Maskierungsschicht 5 mit hohem Kontrast gut erkennbar.

Die in Figur 4 gezeigte Variante der Fahrzeugscheibe 1 unterscheidet sich von der Variante von Figur 3 nur dadurch, dass die Reflexionsschicht 9 auf der (ersten) Maskierungsschicht 5 aufgebracht ist. Diese Variante hat den besonderen Vorteil, dass ein relativ großer Anteil mit p- Polarisation des einfallenden Lichts 10 reflektiert wird. Zudem ist das Bild vor dem Hintergrund der opaken (ersten) Maskierungsschicht 5 mit hohem Kontrast gut erkennbar. Die Reflexionsschicht 9 ist im Innern der Verbundscheibe vor äußeren Einflüssen gut geschützt.

In allen Ausführungsbeispielen ist die Reflexionsschicht 9 fahrzeuginnenraumseitig des ersten Maskierungsstreifens 5 angeordnet, d.h. in Sicht auf die Innenseite der Fahrzeugscheibe 1 befindet sich die Reflexionsschicht 9 vor dem ersten Maskierungsstreifen 5.

In Figur 5 ist anhand eines Diagramms die gemessene totale Reflektivität R (in % des einfallenden Lichts) in Abhängigkeit der Wellenlänge (nm) bei verschiedenen Fahrzeugscheiben (Verbundscheiben) gezeigt. Die Messungen erfolgten bei einem Einfallswinkel von 65° zur Normalen. Die Kurven F3B, F3C und F3D beziehen sich in dieser Reihenfolge auf eine Fahrzeugscheibe 1 mit einer Reflexionsschicht 9 auf Seite IV und ohne Maskierungsschicht 5 (F3B), eine Fahrzeugscheibe 1 mit einer Reflexionsschicht 9 auf Seite IV und mit Maskierungsschicht 5 (F3C), und eine Fahrzeugscheibe 1 mit einer Reflexionsschicht 9 auf Seite II und mit Maskierungsschicht 5, wobei die Reflexionsschicht auf der Maskierungsschicht 5 angeordnet ist (F3D).

Ersichtlich ist die totale Reflektivität bei der Anordnung F3B am höchsten, wobei die totale Reflektivität bei der Anordnung F3C zwar geringer, aber immer noch vergleichsweise gut ist. Bei der Anordnung F3D ist die totale Reflektivität geringer.

In Figur 6 ist in einem Diagramm die gemessene totale Reflektivität R (in % des einfallenden Lichts) in Abhängigkeit der Wellenlänge (nm) bei verschiedenen Fahrzeugscheiben gemäß der Anordnungen F3B, F3C und F3D gezeigt, wobei die totale Reflektivität R zudem in Abhängigkeit der s-Polarisation (s-pol) und p-Polarisation (p-pol) des reflektierten Lichts dargestellt ist. Auch diese Messungen erfolgten bei einem Einfallswinkel von 65° zur Normalen.

Demnach ist der Anteil des s-polarisierten reflektierten Lichts in der Anordnung F3B besonders hoch. Insbesondere haben die Anordnungen F3B, F3C und F3d eine höhere totale Reflektivität in der p-Polarisation als die reflektierende Kombinationsfolie. In überraschender Weise ist der Anteil des p-polarisierten reflektierten Lichts in der Anordnung F3D besonders hoch und insbesondere höher als in den Anordnungen F3B und F3C.

Figur 7 veranschaulicht anhand eines Ablaufdiagramms das erfindungsgemäße Verfahren. Hierbei wird in einem ersten Schritt I im Randbereich 11 der mindestens einen Scheibe 2, 3 mindestens ein Maskierungsstreifen 5 aufgebracht. In einem zweiten Schritt wird mindestens eine Reflexionsschicht 9 zum Reflektieren von Licht in den Fahrzeuginnenraum zur Darstellung von Bildinformationen im Bereich des Maskierungsstreifens 5, fahrzeuginnenraumseitig des Maskierungsstreifens 5, angeordnet.

Aus obigen Ausführungen ergibt sich, dass die Erfindung eine verbesserte Fahrzeugscheibe bzw. ein hiermit ausgerüstetes Head-Up-Display zur Verfügung stellt, die eine gute Bilddarstellung mit hohem Kontrast zum Maskierungsstreifen ermöglicht. Unerwünschte Nebenbilder können vermieden werden. Das erfindungsgemäße Head-Up-Display kann unter Anwendung bekannter Herstellungsverfahren einfach und kostengünstig produziert werden.

Es zeigen:

1 Fahrzeugscheibe

2 erste Scheibe

3 zweite Scheibe

4 Zwischenschicht

5 erster Maskierungsstreifen

6 zweiter Maskierungsstreifen

6‘ weiterer Maskierungsstreifen

7 Armaturenbrett

8 Bildanzeigevorrichtung

9 Reflexionsschicht

10,10' Licht

11 , 11', 11" Randbereich

12 Fahrzeuginnenraum

13 äußere Umgebung

100 Head-Up-Display

I Außenseite der ersten Scheibe 2

II Innenseite der ersten Scheibe 2

III Innenseite der zweiten Scheibe 3

IV Außenseite der zweiten Scheibe 3

A-A’ Schnittlinie