DE202024101226U1

DE202024101226U1 - Verglasung mit p-polarisierter Head-Up-Display-Beschichtung und überlegenen Farbeigenschaften

Info

Publication number: DE202024101226U1
Application number: DE202024101226.7U
Authority: DE
Original assignee: AGP Worldwide Operations GmbH
Current assignee: AGP Worldwide Operations GmbH
Priority date: 2023-03-31
Filing date: 2024-03-13
Publication date: 2024-04-02
Anticipated expiration: 2034-03-14

Abstract

Eine Verglasung (100, 200, 300) für ein Fahrzeug, die für die Reflexion von p-polarisiertem Licht optimiert ist, umfassend:
mindestens eine Glasschicht (201, 202), wobei die Glasschicht zwei Oberflächen aufweist, eine erste Oberfläche (8), die an das Innere des Fahrzeugs angrenzt, und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt; und eine transparente, p-polarisiertes Licht reflektierende Beschichtung (3), die auf mindestens einem Teil der ersten Oberfläche (8) der besagten Glasschicht aufgebracht ist, wobei die Beschichtung (3), von der Glasoberfläche ausgehend gezählt, umfasst:
mindestens eine erste dielektrische Schicht (D1) mit einem Brechungsindex größer als 1,6 und kleiner als 1,8,
mindestens eine zweite dielektrische Schicht (D2) mit einem Brechungsindex von kleiner gleich 1,6,
mindestens eine dritte dielektrische Schicht (D3) mit einem Brechungsindex größer als 1,6 und kleiner als 1,8,
mindestens eine vierte dielektrische Schicht (D4) mit einem Brechungsindex von größer gleich 1,8,
mindestens eine fünfte dielektrische Schicht (D5) mit einem Brechungsindex von größer als 1,6 und kleiner als 1,8, und
mindestens eine sechste dielektrische Schicht (D6) mit einem Brechungsindex von kleiner gleich 1,6.

Description

BEREICH DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Automobilverglasung und insbesondere auf Automobil-Windschutzscheiben mit einer Beschichtung, die p-polarisiertes Licht besonders gut reflektiert, sowie mit Head-Up-Display-Fähigkeit.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Head-Up-Display (HUD) ist eine Technologie, mit Hilfe derer Informationen so anzeigt werden, dass der Fahrer eines Fahrzeugs die Werte von Variablen im Auge behalten kann, die normalerweise auf der Instrumententafel angezeigt werden, ohne nach unten schauen zu müssen. Der Fahrer kann weiterhin die Umgebung in Fahrtrichtung betrachten, ohne auf die Instrumententafel schauen zu müssen, um Geschwindigkeit, Drehzahl und andere Werte zu sehen. Die Grafik wirkt wie ein virtuelles Bild, das vor dem Fahrzeug im Raum zu schweben scheint.
Moderne HUD-Systeme projizieren in der Regel ein Bild auf eine Verbundglasscheibe, die aus einer Kunststoffschicht besteht, die zwischen zwei Glasschichten eingefügt und mit diesen verbunden ist.
Jede Glasschicht (2) des Laminats hat zwei Oberflächen und eine Kante. Die erste Glasschicht (201) hat eine Oberfläche, die einen Teil der Außenseite des Fahrzeugs bildet und nach außen weist. Diese Außenfläche wird als Oberfläche eins (101) bezeichnet. Die gegenüberliegende Oberfläche der Glasschicht eins ist die Oberfläche zwei (102).
Die zweite Glasschicht (202) eines Laminats hat eine Oberfläche, die unmittelbar an den Innenraum des Fahrzeugs angrenzt und einen Teil davon darstellt. Diese Innenfläche wird als Oberfläche vier (104) bezeichnet. Die gegenüberliegende Seite der Glasschicht zwei ist die Oberfläche drei (103). Die Oberflächen zwei (102) und drei (103) sind durch die Kunststoff-Verbindungsschicht (4), die auch als Zwischenschicht bezeichnet wird, miteinander verklebt.
Auf das Glas kann auch eine Abschattung aufgebracht werden. Abschattungen bestehen in der Regel aus schwarzer Emaillefritte, die entweder auf die Oberfläche zwei (102), vier (104) oder auf beide Oberflächen aufgedruckt wird. Der Bereich, der nicht von einer Abschattung bedeckt ist, ist der klare Sichtbereich.
Das Laminat kann eine Beschichtung auf einer oder mehreren der Oberflächen aufweisen. Das Laminat kann auch eine Folie (12) beinhalten, die zwischen mindestens zwei Kunststoff-Verbindungsschichten (4) laminiert ist, die auch als Zwischenschicht bezeichnet wird.
Die Herstellung von Windschutzscheiben, die für HUDs optimiert sind und scharfe, helle Bilder anzeigen, ist mit einigen Herausforderungen verbunden.
Die meisten der bisherigen HUD-Systeme benutzen die erste Oberfläche vom Fahrzeuginnenraum (8) ausgesehen, also die Oberfläche (104) einer laminierten Windschutzscheibe, für die Anzeige des projizierten Bildes. Gewöhnliches Glas reflektiert jedoch weniger als 10% des einfallenden Lichts. Infolgedessen kann das Bild bei hellem Sonnenlicht schwer erkennbar sein. Auch Geisterbilder aufgrund von Sekundärreflexionen von der Oberfläche eins (101) der Verglasung sowie von eventuell vorhandenen Beschichtungen oder Folien können ein Problem darstellen.
Abbildung 6A zeigt einen Querschnitt einer gebräuchlichen Verbundglas-Windschutzscheibe und den Weg des projizierten Bildes. Der HUD-Projektor (24), der in der Instrumententafel des Fahrzeugs montiert ist, projiziert ein Bild (30) auf die Oberfläche vier (104) der inneren Glasschicht (202), die an das Fahrzeuginnere angrenzt. Das Licht tritt an Punkt eins (51) in die Windschutzscheibe ein. An Punkt eins wird ein Teil des Lichts aufgrund des Unterschieds zwischen den Brechungsindizes von Luft und Glas reflektiert. Dieses reflektierte Bild (31) wird vom Betrachter (40) als das Primärbild wahrgenommen. Der durchgelassene Teil des Strahls wird beim Eintritt in das Glas an Punkt eins (51) gebrochen. Der Strahl trifft an Punkt zwei (52) auf die erste Oberfläche (101) der äußeren Glasschicht (201). Auch hier wird ein Teil des Lichts an der Grenzfläche zwischen Luft und Glas reflektiert. Von Punkt zwei (52) aus wandert das reflektierte Licht durch das Glas und verlässt die Verglasung an Punkt drei (53), wo es vom Betrachter als sekundäres Bild (32), auch „Geisterbild“ genannt, wahrgenommen wird. Das sekundäre Bild (32) ist schwächer als das primäre Bild (31), kann aber unter den richtigen Lichtverhältnissen in der Kabine und im Freien sichtbar sein. Der Abstand zwischen dem primären (31) und dem sekundären (32) Bild sowie das Intensitätsverhältnis zwischen ihnen haben ebenfalls einen Einfluss. Wenn sich die beiden Bilder überlagern, verstärkt das sekundäre Bild die Helligkeit des primären Bildes und verbessert es. Wenn der Abstand zu groß ist, entsteht der Eindruck eines Doppelbildes, was unerwünscht ist.
Es gibt eine Reihe von Methoden, die entwickelt wurden, um Sekundärbilder zu minimieren.
Die bisher gebräuchlichste Lösung ist die Verwendung einer sogenannten „Keil“-Zwischenschicht ( EP1880243A2 ; WO2009/071135A1 ). Die Kunststoff-Verbindungsschicht (4), die normalerweise in gewöhnlichen Windschutzscheiben verwendet wird, hat eine gleichmäßige Dicke, die Keil-Zwischenschicht jedoch nicht. Die Dicke variiert, um die beiden Glasschichten leicht gegeneinander zu neigen, so dass sie zumindest in dem Bereich, in dem das Bild projiziert wird, nicht mehr parallel zueinander sind. Auf diese Weise kann die Position des reflektierten Sekundärbildes näher an das Primärbild herangerückt werden, damit diese sich überlagern.
Diese Methode ist zwar einigermaßen effektiv, hat aber auch eine Reihe von Nachteilen. Da die Reflexion nur in vertikaler Richtung korrigiert wird, muss das HUD-Bild im Sichtfeld des Fahrers zentriert werden. Ebenso muss auch der Projektor zentriert sein. Daher kann nur ein kleiner Teil des Sichtfeldes genutzt werden.
Ein weiteres Problem ist die Dicke der Zwischenschicht. Eine bestimmte Mindestdicke der Zwischenschicht ist erforderlich, um die Anforderungen an die Durchdringungs- und Abplatzfestigkeit zu erfüllen. Daher ist die Keilzwischenschicht, die bei dieser Mindestdicke beginnt, in der Regel viel dicker als die Standardzwischenschicht. Diese größere Dicke erschwert die Laminierung, da sie zu Faltenbildung und Lufteinschlüssen führen kann. Keilzwischenschichten sind außerdem viel teurer als Standard-Zwischenschichten und erhöhen das Gewicht.
Ein anderer Ansatz besteht darin, eine HUD-Displayfolie in das Laminat einzubringen. Laminate mit HUD-Displayfolien werden in der Regel hergestellt, indem die Folie zwischen zwei Kunststoffschichten eingefügt wird.
Es wurden verschiedene Arten von HUD-Displayfolien entwickelt.
Eine Art von Folie ist so optimiert, dass sie einen höheren Reflexionsgrad im sichtbaren Spektrum aufweist als gewöhnliches Glas und somit bei gleicher Beleuchtungsstärke ein höheres Bild erzeugt. Gleichzeitig wird durch die Reflektion eines höheren Prozentsatzes des einfallenden Lichts weniger Licht auf die Oberfläche eins übertragen und die Helligkeit des sekundären Bildes wird reduziert. Da die Folie näher an dem von der Glasoberfläche reflektierten Bild liegt, neigt sie weniger dazu, ein störendes Sekundärbild zu erzeugen. Bei dieser Art von reflektierender HUD-Folie wird manchmal eine Antireflexionsbeschichtung auf die vierte Oberfläche eines Laminats aufgebracht. Es kann aber auch sein, dass eine keilförmige Kunststoff-Verbindungsschicht erforderlich ist.
Eine andere Art von HUD-Folie ist die holografische Folie. Holografische Folien werden ebenfalls zwischen zwei Kunststoffschichten laminiert. Die auf der Folie aufgezeichneten holografischen Muster werden mit LASER-Licht beleuchtet und angezeigt.
Eine dritte Art von HUD-Film verwendet einen Projektor, der eine primär p-polarisierte (p-pol) Lichtquelle verwendet.
Wir können die Art der Polarisation des Lichts anhand der Einfallsebene beschreiben. Das ist die Ebene, die aufgespannt wird zwischen der Ausbreitungsrichtungsrichtung des einfallenden Lichts und dem Normalenvektor der Glasoberfläche. Der Winkel zwischen beiden Ebenen ist der Einfallswinkel. Licht, das parallel zur aufgespannten Ebene polarisiert ist, wird als p-polarisiert bezeichnet. Licht, das senkrecht zu dieser Ebene polarisiert ist, wird als s-polarisiert bezeichnet.
Ein interessantes Phänomen, das wir uns zunutze machen können, ist die Tatsache, dass p-polarisiertes Licht keine Reflexion erzeugt, wenn der Einfallswinkel bei oder nahe dem Brewster-Winkel liegt. Der Brewster-Winkel ist der Winkel, bei dem polarisiertes Licht perfekt durch eine transparente dielektrische Oberfläche durchgelassen wird, ohne dass es reflektiert wird. Ein weiterer Vorteil von p-polarisiertem Licht ist, dass es auch durch eine polarisierte Sonnenbrille sichtbar ist.
Wenn wir einen HUD-Projektor haben, der p-polarisiertes Licht aussendet, und den Projektor so montieren, dass der Strahl im Brewster-Winkel auftrifft, werden die Reflexionen an den beiden Luftschnittstellen, Punkt eins (51) und zwei (52), eliminiert. Infolgedessen wird kein Bild erzeugt. Um ein Bild zu erzeugen, muss das Glas mit einer p-polarisierten reflektierenden Folie versehen werden.
Eine Folie, die für die Reflexion von p-polarisiertem Licht optimiert ist, wird in die Windschutzscheibe laminiert und mit einem Projektor verwendet, der hauptsächlich p-polarisiertes Licht aussendet. Durch die Projektion des Lichtstrahls in einem geeigneten Winkel werden die Reflexionen von Oberfläche eins und Oberfläche vier weitgehend eliminiert, ebenso wie alle sekundären Bilder. Ein weiterer Vorteil dieses Ansatzes ist, dass eine Keilzwischenschicht und eine Antireflexionsbeschichtung nicht erforderlich sind.
Der Querschnitt eines Laminats mit einer p-polarisierten HUD-Folie (14) ist in 6B dargestellt. Der p-polarisierte Projektor (24) projiziert ein Bild (30). Das Licht tritt in die Oberfläche vier (104, 8) am Punkt eins (51) ein, wo es keine Reflexion gibt. Das Licht durchdringt die zweite Glasschicht (202) und die erste Kunststoff-Verbindungsschicht (4) und trifft auf die p-polarisierte HUD-Folie (14), wo es von der Folie (14) an Punkt fünf (55) reflektiert wird. Das reflektierte Bild verlässt die Verglasung an Punkt vier (54), wo es als Primärbild (31) wahrgenommen wird. Aufgrund des Projektionswinkels und der p-Polarisation der Lichtquelle werden Sekundärbilder weitgehend eliminiert.
Alle drei Arten von HUD-Folien haben eine Reihe von Problemen, die eine breite Anwendung einschränken. Zum einen erfordern sie eine zweite Schicht der Kunststoff-Zwischenschicht, was sowohl die Kosten als auch das Gewicht erhöht. Auch die Folien selbst sind in der Regel teuer. Die Ränder der Folie lassen sich nur schwer verbergen. Außerdem kann es aufgrund des Dickenunterschieds an den Rändern der Folie zu Problemen bei der Laminierung kommen. Faltenbildung, Haftung und Haltbarkeit können ebenfalls ein Problem sein. Die vielleicht größte Herausforderung besteht darin, dass die Durchlässigkeit für sichtbares Licht für die Windschutzscheibe gemäß den gesetzlichen Bestimmungen mindestens 70% betragen muss.
Bei einer anderen, ähnlichen Methode wird anstelle der Laminierung einer p-polarisierten, reflektierenden HUD-Folie eine für die Reflexion von p-polarisiertem Licht optimierte Beschichtung auf die Oberfläche vier aufgebracht, wie in Abbildung 3B ( CN113031276A ) gezeigt.
In 3B ist ein Laminat mit einer p-polarisierten reflektierenden HUD-Beschichtung (3) auf der vierten Oberfläche (104,8) dargestellt. Der Projektor (24) projiziert ein Bild (30) mit p-polarisiertem Licht. Das Bild (30) wird von der Beschichtung (3) an Punkt eins (51) reflektiert und erzeugt so das Primärbild (31). Der durchgelassene Teil des Bildes verlässt die Verglasung an Punkt zwei (52), wo es keine Reflexion gibt. Bei einer Windschutzscheibe mit einer HUD-Folie (22), die p-polarisiertes Licht reflektiert, und einem Projektor, der hauptsächlich p-polarisiertes Licht aussendet, gibt es nur ein einziges Primärbild. Das Bild ist auch nicht vom Betrachtungswinkel abhängig. Damit entfallen auch die zusätzlichen Kosten und Nachteile der zweiten Kunststoff-Verbindungsschicht, die bei einer Laminatfolie erforderlich ist, und der Keil-Zwischenschicht, die bei einigen Methoden erforderlich ist.
In einer Abwandlung dieser Methode wurden Beschichtungen, die für andere Zwecke, wie z.B. den Sonnenschutz, entwickelt wurden, so modifiziert, dass sie das Reflexionsvermögen für p-polarisiertes Licht erhöhen.
Ein zunehmender Prozentsatz der Windschutzscheiben von Fahrzeugen wird mit Sonnenschutzbeschichtungen auf der zweiten oder dritten Oberfläche hergestellt. Sonnenschutzbeschichtungen, in der Regel auf Silberbasis, sind so konzipiert, dass sie im Bereich des sichtbaren Lichts antireflektierend und im Infrarotbereich stark reflektierend sind. Ein neuerer Trend besteht darin, diese Beschichtungen mit einer erhöhten p-polarisierten Reflexion zu entwickeln und ein p-polarisiertes projiziertes Bild zu verwenden ( US10,437,054 ; DE102014220189A1 ; WO2019046157A1 ). Es ist jedoch eine Herausforderung, eine ausreichende p-polarisierte Reflexion im sichtbaren Bereich zu erreichen, die für ein hohes Kontrastverhältnis zwischen der primären und der sekundären Reflexion der Oberflächen eins und vier erforderlich ist.
Ein weiteres Problem bei vielen Beschichtungen nach Stand der Technik ist, dass sie zusätzlich zu den dielektrischen Schichten metallische und/oder leitfähige Oxidschichten verwenden. In unserer jüngsten Anmeldung haben wir eine p-polarisierte reflektierende Beschichtung auf der Oberfläche vier eines Laminats gezeigt, die auf einer ultradünnen Metallschicht (oder Legierung) zwischen zwei dielektrischen Schichten basiert. Einer der Nachteile dieser Art von Beschichtung ist, dass sie hochfrequente Funkwellen (HF) dämpft und damit die Konnektivität mit 5G oder anderen Hochfrequenzwellen beeinträchtigt. Selbst bei Dicken im Nanometerbereich sind diese leitfähigen Schichten im Hochfrequenzbereich (HF) stark reflektierend, was zu elektromagnetischen Störungen (EMI) führt. Die Reichweite vieler HF-Geräte wird verringert oder sie funktionieren überhaupt nicht mehr, wenn sie in einem Fahrzeug verwendet werden, bei dem auch nur die Windschutzscheibe mit einer leitfähigen Beschichtung versehen ist. Dieses Problem wurde erkannt und solche Windschutzscheiben sind in einigen Ländern nicht erlaubt.
Die p-polarisierten reflektierenden Beschichtungen nach Stand der Technik haben alle zwei Nachteile. Sie neigen zu einer unzureichenden p-Polarisationsreflexion bei hohen Einfallswinkeln (AOI), wie z.B. bei 65 Grad (Rp(65)) in den Spektralbereichen Rot, Grün und Blau (RGB). Der andere Nachteil ist, dass sie eine stark wellenlängenabhängige Rp(65)-Kurve haben, die die RGB p-Polarisationsreflexion erheblich aus dem Gleichgewicht bringt. Dies beeinträchtigt auch die Farbneutralität der Reflexion und in der Regel auch die Transmission. Die Beschichtungen nach Stand der Technik basieren auf Schichtfolgen, die mindestens eine dielektrische Schicht mit niedrigem Brechungsindex (L) gefolgt von einer Kombinationsfolge dielektrischer Schichten mit hohem Brechungsindex (H) enthalten, wobei die Schicht mit niedrigem Brechungsindex einen Brechungsindex von nicht mehr als 1,6 und die Schicht mit hohem Brechungsindex einen Brechungsindex von nicht weniger als 1,8 aufweist.
Es ist wünschenswert, dass der wahrgenommene Kontrast zwischen dem primären und jedem der sekundären Bilder größer als 50:1 ist. Es ist auch wünschenswert, dass die Reflektivität für p-polarisiertes Licht bei den ausgewählten RGB-Wellenlängen (z.B. 469, 532 und 629 nm) und für allgemeines Lichts mit gemischter Polarisation (normalisiert auf die Augenempfindlichkeit) jeweils mindestens 20% und nicht mehr als 30% beträgt. Es ist obligatorisch, dass mindestens 70% des allgemeinen sichtbaren Lichts im Sichtfeld des Fahrers von der Windschutzscheibe durchgelassen werden.
Es wäre wünschenswert, eine reflektierende p-Polarisationsbeschichtung zu haben, die die oben genannten Anforderungen erfüllt, „Geisterbilder“ eliminiert und EMI-kompatibel ist.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft eine Verglasung mit einer p-Polarisations-reflektierenden Beschichtung, die auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Oberfläche der Verglasung aufgebracht ist. Die Beschichtung ist so optimiert, dass sie hohe R_p (65)-Werte bei 469, 532 und 629 nm erzielt und gleichzeitig einen allgemeinen Reflexionsgrad bei gemischter Polarisation von unter 30% und eine Transmission für sichtbares Licht (T_vis) von mindestens 70% aufweist.
Bei den p-Polarisations-reflektierenden Beschichtungen nach Stand der Technik werden dielektrische Schichten mit hohem und niedrigem Brechungsindex verwendet, um die spektralen Eigenschaften der Beschichtung zu verändern. Die simulierten und experimentellen Ergebnisse des Erfinders haben gezeigt, dass das Hinzufügen von dielektrischen Materialien mit einem dritten, mittleren (M) Bereich des Brechungsindex, der zwischen den Bereichen mit hohen und niedrigen Brechungsindizes liegt, sowohl die reflektierte als auch die durchgelassene Farbneutralität erheblich verbessern und die Reflexion von p-polarisiertem Licht im sichtbaren Spektrum erhöhen kann. Darüber hinaus sind keine leitenden Schichten erforderlich, so dass keine Probleme mit EMI auftreten.
In der einfachsten Form besteht die Beschichtung, die auf die innenliegende Oberfläche der Verglasung aufgebracht wird, aus sechs dielektrischen Schichten, deren Brechungsindex in drei Bereiche fällt, nämlich niedrig, mittel und hoch. Die Schichten werden, ausgehend von der Glasoberfläche, in der Reihenfolge des Brechungsindexes von mittel, niedrig, mittel, hoch, mittel, niedrig aufgebracht.
Zusätzliche dielektrische Schichten können hinzugefügt werden, um die spektralen Eigenschaften weiter abzustimmen.
Ein HUD-Bild, das im Wesentlichen aus p-polarisiertem Licht besteht, wird auf mindestens einen Teil der beschichteten Oberfläche projiziert.
Vorteile der Erfindung:

• Die innenliegende Glasoberfläche (8), wird zur Oberfläche, die das Primärbild reflektiert.
• Sekundäre „Geisterbilder“ werden eliminiert.
• Das HUD-System wird weniger empfindlich gegenüber dem Einfallswinkel.
• Ist geeignet für die gesamte Oberfläche der Verglasung.
• Keine elektromagnetische Interferenz (EMI); kompatibel mit 5G; erfüllt die Vorschriften in Ländern wie Singapur.
• Eine keilförmige Zwischenschicht ist nicht mehr erforderlich, so dass keine Probleme mit der Laminierung auftreten.
• Eine holografische HUD-Folie ist nicht mehr erforderlich, daher gibt es keine Probleme mit der Laminierung.
• Geringere Kosten im Vergleich zur Verwendung von holografischen Keil- oder HUD-Filmen.
• Das Bild kann mit polarisierten Brillen betrachtet werden.
• Ermöglicht Augmented Reality.

KURZE BESCHREIBUNG DER VERSCHIEDENEN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN

1A zeigt einen Querschnitt der Konfiguration 100 der Erfindung, einer monolithischen, gehärteten Verglasung mit einer Glasschicht (2) (202) und der p-Polarisations-HUD-Beschichtung (3) auf der innenliegenden Oberfläche (8).
1B zeigt einen Querschnitt der Konfiguration 200 der Erfindung. Die Verglasung besteht aus einer Kunststoff-Verbindungsschicht (4) zwischen zwei Glasschichten (2) (201, 202) und der p-Polarisationsbeschichtung (3) auf der innenliegenden Oberfläche (8).
1C zeigt einen Querschnitt der Konfiguration 300. Sie entspricht der Konfiguration 200 mit dem Zusatz einer Sonnenschutzbeschichtung (20), die auf der Oberfläche zwei (102) der ersten Glasschicht (201) aufgebracht ist.
2A zeigt eine sechslagige Beschichtung mit sechs dielektrischen Schichten, mit Brechungsindizes jeweils des Typs hoch (H), mittel (M) oder niedrig (L).
2B zeigt eine Schichtsequenz mit zehn dielektrischen Schichten, mit Brechungsindizes des Typs hoch (H), mittel (M) oder niedrig (L).
3A ist eine Tabelle, die die Dicke in Nanometer (nm) jeder der Schichten der Beispiele 1 bis 4 zeigt.
3B zeigt ein HUD-System mit einem p-Polarisationsprojektor und einem Laminat mit einer p-Polarisations-reflektierenden Beschichtung (3) auf der vierten Oberfläche (104,8).
4A zeigt die spektralen Eigenschaften der Beschichtung aus Beispiel 1.
4B zeigt die spektralen Eigenschaften der Beschichtung aus Beispiel 2.
5A zeigt die spektralen Eigenschaften der Beschichtung aus Beispiel 3.
5B zeigt die spektralen Eigenschaften der Beschichtung aus Beispiel 4.
6A zeigt ein herkömmliches HUD-System.
6B zeigt ein herkömmliches HUD-System, bei dem das Laminat außerdem eine HUD-Folie (14) umfasst, die innerhalb des Laminats zwischen den beiden Schichten der Kunststoffbindeschicht (4) laminiert ist.

BEZUGSZIFFERN DER ZEICHNUNGEN

2: Glasschicht
3: p-Polarisations-reflektierende Beschichtung
4: Verbindungs-/Klebeschicht (Kunststoff-Zwischenschicht)
8: Oberfläche der Verglasung, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist
14: HUD Film
20: Sonnenschutzbeschichtung.
24: HUD Projektor
30: Projiziertes Bild
31: Primäres wahrgenommenes Bild
32: Sekundäres Bild
33: Tertiäres Bild
40: Augenpunkt des Beobachters
51: Punkt eins
52: Punkt zwei
53: Punkt drei
54: Punkt vier
55: Punkt fünf
101: Außenseite der Glasschicht 1 (201), Oberfläche Nummer eins
102: Innenseite der Glasschicht 1 (201), Oberfläche Nummer zwei
103: Außenseite der Glasschicht 2 (202), Oberfläche Nummer drei
104: Innenseite der Glasschicht 2 (202), Oberfläche Nummer vier
201: äußere Glasschicht
202: innere Glasschicht
100: Querschnitt einer monolithischen Einscheibenverglasung mit HUD-Beschichtung (3) auf der zweiten Oberfläche (102)
200: Querschnitt einer Verbundverglasung mit HUD-Beschichtung (3) auf Fläche vier (104)
300: Querschnitt einer Verbundverglasung mit HUD-Beschichtung (3) auf der vierten Oberfläche (104) und einer Sonnenschutzbeschichtung auf der zweiten Oberfläche (102)

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Offenlegung kann durch Bezugnahme auf die detaillierten Beschreibungen, Zeichnungen, Beispiele und Ansprüche dieser Offenlegung verstanden werden. Jedoch ist der Inhalt dieser Offenlegung nicht auf die spezifischen hier beschriebenen Zusammensetzungen, Artikel, Vorrichtungen und Methoden beschränkt, sondern diese können, falls nicht explizit anders angegeben, natürlich auch variieren. Es sei auch erwähnt, dass die hier verwendete Terminologie nur zur Beschreibung bestimmter Aspekte dient und nicht als Einschränkung gedacht ist.
Die Struktur der Erfindung wird anhand der Schichten beschrieben, die die Beschichtung und die Verglasung umfassen. Der Begriff „Schicht“, wird in diesem Zusammenhang in üblichem Sinne verwendet: eine Lage aus Material, typischerweise aus einer homogenen Substanz und eine unter mehreren.
Wenn in den folgenden Abbildungen Schichten sehr unterschiedlicher Dicke dargestellt werden, ist es nicht immer möglich, diese maßstabsgetreu darzustellen, ohne die Deutlichkeit der Darstellung dabei zu verlieren. Sofern nicht anders angegeben, dienen alle Abbildungen der Veranschaulichung und sind nicht als maßstabsgetreu zu betrachten; dies soll daher nicht als Einschränkung verstanden werden.
Die Erfindung kann über einen großen Bereich von Dicken der Glasscheiben angewendet werden. Typische Automobil-Windschutzscheiben haben Glasschichten von 1,4 mm bis 3,8 mm, aber das ist keine Einschränkung.
Ebenso kann die Erfindung in Verbindung mit zahlreichen Glaszusammensetzungen verwendet werden.
Die Glasschichten können getempert, hitzegehärtet oder chemisch gehärtet sein.
Die Erfindung ist nicht auf Verbundglas-Windschutzscheiben beschränkt. Die Erfindung kann auf alle verglasten Öffnungen eines Fahrzeugs eingesetzt werden, auch auf solche, die nur eine einzige Glasschicht benötigen.
Eine Abfolge von Schichten wird als Schichtsequenz bezeichnet. Bei der Beschreibung einer Schichtsequenz verwenden wir die Konvention, die Schichten in der Reihenfolge zu nummerieren, in der sie auf das Substrat aufgebracht werden. Außerdem bezeichnen wir bei zwei Schichten diejenige, die näher am Substrat ist als die „untere“ Schicht. Somit ist also die zuletzt aufgebrachte Schicht die „oberste“ und die zuerst aufgebrachte die „unterste“. Die Oberseite einer einzelnen Schicht ist die Seite, die am weitesten vom Substrat entfernt ist, während die Unterseite dem Substrat zugewandt ist.
Die spektralen Eigenschaften der beschichteten Verglasung werden unter Verwendung der folgenden Standard-Industrieterminologie beschrieben.
T_vis, Transmissionsgrad für sichtbares Licht, ist die integrierte Durchlässigkeit über das sichtbare Spektrum, angepasst an die Empfindlichkeit des menschlichen Auges. T_vis wird normalerweise in einem bestimmten Winkel gemessen, zum Beispiel T_vis (0). Die Messung erfolgt gemäß der Norm ISO 9050:2003: „Glas im Bauwesen - Bestimmung von Lichttransmissionsgrad, direktem Sonnenlichttransmissionsgrad, Gesamttransmissionsgrad der Sonnenenergie und Ultravioletttransmissionsgrad sowie der entsprechenden Verglasungsfaktoren“.
R_vis, der sichtbare Reflexionsgrad, ist der integrierte Reflexionsgrad über das sichtbare Spektrum, angepasst an die Empfindlichkeit des menschlichen Auges. R_vis wird in der Regel unter einem bestimmten Winkel gemessen, zum Beispiel R_vis (0). Die Messung erfolgt gemäß der Norm ISO 9050:2003: „Glas im Bauwesen - Bestimmung von Lichttransmissionsgrad, direktem Sonnenlichttransmissionsgrad, Gesamttransmissionsgrad der Sonnenenergie und Ultravioletttransmissionsgrad sowie der entsprechenden Verglasungsfaktoren“.
R_p, p-polarisierter Reflexionsgrad, ist ein Maß dafür, wie viel p-polarisiertes Licht im sichtbaren Bereich des Spektrums von einer Verglasung reflektiert wird.
T_mix ist die spektrale Abhängigkeit des Transmissionsgrads, die ohne bevorzugte Polarisation gemessen wird. Es kann auch als T_mix (λ) notiert sein, dem Transmissionsgrad in einem bestimmten Spektralbereich (sichtbar, IR, UV) oder bei einer bestimmten Wellenlänge, wie T_mix (625nm) oder T_mix (550nm). T_mix wird normalerweise bei einem bestimmten Winkel gemessen, zum Beispiel T_mix (65).
R_mix ist die spektrale Abhängigkeit der Reflektion, die ohne bevorzugte Polarisation gemessen wird. Es kann als R_mix (λ) notiert sein, dem Reflexsgrad über einen bestimmten Spektralbereich (sichtbar, IR, UV) oder bei einer bestimmten Wellenlänge, wie R_mix (625nm) oder R_mix (550nm). R_mix wird in der Regel unter einem bestimmten Winkel gemessen, zum Beispiel R_mix (65).
Die CIELAB-Farbkoordinaten, die auch als L*a*b* bezeichnet werden, sind ein von der International Commission on Illumination definierter Standard. Er quantifiziert die Farbe als drei Werte: L* für die wahrgenommene Helligkeit und a* und b* für die vier Grundfarben des menschlichen Sehens: Rot, Grün, Blau und Gelb.
Vorteilhafterweise kann mit dieser Erfindung eine Beschichtung erzeugt werden, deren CIELAB-Farbkoordinaten sowohl für durchgelassenes als auch für reflektiertes Licht im Bereich von -0,30 bis +0,30 liegen, sowohl für a* als auch b*.
Die HUD-Beschichtung der Erfindung kann bei einer Vielzahl von Verglasungskonfigurationen verwendet werden.
Bei einer monolithischen Verglasung, d.h. einer Verglasung mit nur einer Glasschicht (2), wird die Beschichtung auf die Oberfläche zwei (102) aufgebracht. Abbildung 1A zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, die ein einzelnes Glassubstrat (202) mit der p-polarisationsreflektierenden HUD-Beschichtung der Erfindung (3) auf der zweiten Oberfläche (102) umfasst. Diese Konfiguration (100) ist für gehärtetes Glas geeignet.
zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die p-polarisationsreflektierende HUD-Beschichtung auf die Oberfläche vier (104) der zweiten Glasschicht (202) aufgebracht wird. Diese Konfiguration (200) würde für eine typische Verbundglasscheibe verwendet werden.
ähnelt der von mit dem Zusatz einer Sonnenschutzbeschichtung (20), die auf der Oberfläche zwei (102) der ersten Glasschicht (201), der äußeren Glasschicht, aufgebracht ist. Diese Konfiguration (300) ist typisch für Verbundglas mit Sonnenschutz.
Es ist in der Fachwelt wohlbekannt, dass die spektralen Eigenschaften einer vakuumbedampften Beschichtung von den verwendeten Materialien, den Schichtdicken, den Abscheidebedingungen und der Reihenfolge der Schichten abhängen. Durch sorgfältige Auswahl der Schichtmaterialien und der Abscheidungsparameter kann die Beschichtung für die angestrebten spektralen Eigenschaften konzipiert und optimiert werden.
Eine wichtige physikalische Eigenschaft ist der Brechungsindex des Materials. Die spektralen Eigenschaften der Beschichtung können erheblich verändert werden, indem abwechselnd Schichten aus Materialien mit hohem (H) und niedrigem (L) Brechungsindex aufgetragen werden. Auf diese Weise werden die metallischen Schichten von Sonnenschutzbeschichtungen für den sichtbaren Wellenlängenbereich transparent gemacht, während sie im Infrarotbereich einen hohen Reflexionsgrad beibehalten. Überraschenderweise hat sich herausgestellt, dass die Hinzufügung eines dritten Brechungsindexbereichs, hier als mittlerer Bereich (M) bezeichnet, zwischen dem hohen und dem niedrigen Brechungsindex die spektralen Eigenschaften weiter verbessern und ein höheres Maß an Optimierung ermöglichen kann.
Die Erfindung umfasst eine Verglasung mit einer p-polarisationsreflektierenden Beschichtung (3), die auf der dem Fahrzeuginnenraum (8) zugewandten Oberfläche aufgebracht ist. Der Reflexionsgrad der Beschichtung ist so optimiert, dass hohe R_p (65)-Werte bei 469, 532 und 629 nm erzielt werden, während ein integrierter Reflexionsgrad mit gemischter Polarisation bei Null Grad unter 30% und ein T_vis > 70% beibehalten wird.
Die p-polarisationsreflektierende Beschichtung (3) wird mittels Magnetronsputter-Vakuumbeschichtung (MSVD - Magnetron Sputtered-Vacuum Deposition) aufgebracht. Es können jedoch auch andere Methoden verwendet werden.
Die Winkel, in denen das Bild projiziert wird, können zwischen 45 und 75 Grad variieren. Praktischer sind jedoch Winkel von 62 bis 74 Grad. Ein Einfallswinkel (AOI) von 65 Grad wird in dieser Erfindung als der von den Automobilherstellern bevorzugte Winkel verwendet. Ein typischer HUD-Projektor, der in Verbindung mit dieser Erfindung eingesetzt wird, hat einen hohen Anteil an p-Polarisation, z.B. von 80% oder sogar 90%, optimalerweise von 99,9%. Anders ausgedrückt emittiert der HUD-Projektor also hauptsächlich p-polarisiertes Licht.
Die p-polarisationsreflektierenden Beschichtung der vorliegenden Erfindung ist vollständig dielektrisch, enthält also keine leitenden Schichten und verursacht daher keine elektromagnetischen Störungen.
Ausgehend von der Glasoberfläche umfasst die Beschichtung eine Abfolge von Schichten, die keine einzelne L/H (Hochindex/Niedrigindex)-Schichtfolge aufweist. Stattdessen weist die Sequenz eine Reihe von L/M/H (low-index/medium-index/high-index) Schichtsequenzen auf, wobei M (medium-index) eine Schicht mit einem Brechungsindex von mehr als 1,6 und weniger als 1,8 ist (alle Brechungsindizes beziehen sich auf die Messung bei einer Referenzwellenlänge von 550 nm).
Die dielektrische L-Schicht (niedriger Brechungsindex) der Erfindung hat einen Brechungsindex von 1,6 oder weniger. Typische Beispiele für L-Schichten sind Siliziumoxid (SiOx) und richtig abgestimmtes Silizium-Oxyd-Nitrid (SIOxNy), um den erforderlichen Index zu erhalten. Das SiOx hat typischerweise einen Index von 1,48, während SiOxNy typischerweise zwischen 1,48 und 1,599 liegt.
Die dielektrische H-Schicht (hoher Brechungsindex) der Erfindung hat einen Brechungsindex von 1,8 oder mehr. Typische Beispiele für H-Schichten im Rahmen der Erfindung sind Titanoxid (TiOx) und Nioboxid (NbOx). Ihre Brechungsindizes liegen typischerweise bei etwa 2,32 bzw. 2,35.
Die in dieser Erfindung verwendete M-Schicht ist SiOxNy, die so abgestimmt ist, dass der Index größer als 1,6 und kleiner als 1,8 ist. Die in dieser Erfindung vorgestellten Ergebnisse beziehen sich auf SiOxNy mit einem Index von 1,78.
Die erfindungsgemäße HUD-fähige Fahrzeugverglasung umfasst mindestens eine Glasschicht, bei der die offengelegte optimierte p-polarisationsreflektierende Beschichtung auf mindestens einem Teil der Oberfläche der Glasschicht aufgebracht ist, die an den Innenraum des Fahrzeugs angrenzt.
Die von der Glasoberfläche ausgehende Schichtsequenz (3) umfasst: mindestens eine erste dielektrische Schicht (D1) mit einem Brechungsindex größer als 1,6 und kleiner als 1,8, mindestens eine zweite dielektrische Schicht (D2) mit einem Brechungsindex kleiner gleich 1,6, mindestens eine dritte dielektrische Schicht (D3) mit einem Brechungsindex größer als 1.6 und kleiner als 1,8, mindestens eine vierte dielektrische Schicht (D4) mit einem Brechungsindex größer gleich 1,8, mindestens eine fünfte dielektrische Schicht (D5) mit einem Brechungsindex größer als 1,6 und kleiner als 1,8, und mindestens eine sechste dielektrische Schicht (D6) mit einem Brechungsindex kleiner gleich 1,6.
Die erste (D1), die dritte (D3) und die fünfte (D5) dielektrische Schicht der Beschichtung bestehen aus SiOxNx, SiAlOx oder AlOx und haben eine Dicke im Bereich von 5 bis 100 nm, und typischerweise im Bereich von 15 bis 70 nm.
Die zweite dielektrische Schicht (D2) der Beschichtung besteht aus SiOx oder SiOxNy, hat einen Brechungsindex im Bereich von 1,480 bis 1,599 und eine Dicke im Bereich von 20 bis 120 nm und typischerweise im Bereich von 40 bis 90 nm.
Die vierte dielektrische Schicht (D4) der Beschichtung besteht aus TiOx, ZrTiOx, ZrOx, ZnSnOx, ZnTiOx, ZnZrOx, SiZrOx, SiZrTiOx oder NbOx, weist einen Brechungsindex im Bereich von 2.000 bis 2.400 auf und hat eine Dicke im Bereich von 20 bis 120 nm, typischerweise im Bereich von 30 bis 80 nm.
Die Verglasung kann jedoch auch aus einem Laminat mit mehreren Glasschichten sowie einer oder mehreren Kunststoff-Verbindungsschichten bestehen.
Die Verglasung kann darüber hinaus weitere Beschichtungen und Filme umfassen, einschließlich Sonnenschutzbeschichtungen, die auf einer der Oberflächen neben einer Kunststoff-Verbindungsschicht aufgebracht sind.
Die Head-up-Display-Beschichtung dieser Offenlegung kann außerdem zusätzliche Schichten umfassen, die Sonnenschutzeigenschaften bieten.
Die Tabelle in Abbildung 3A zeigt die Dicke jeder der Schichten der Beispiele 1 bis 4 in Nanometern (nm). Diese Dicken wurden sorgfältig mit Hilfe von Computersimulationen berechnet und durch experimentelle Ergebnisse verifiziert. Da die erforderliche Dicke, um eine bestimmte spektrale Charakteristik zu erzielen, jedoch sehr stark von der Dicke und Zusammensetzung der angrenzenden Schichten abhängt, kann es zu erheblichen Abweichungen kommen, und diese Werte sind nicht als Einschränkung zu verstehen. Ebenso kann die Zusammensetzung der einzelnen Schichten, wie in den Beispielen beschrieben, variieren, was sich ebenfalls auf die Schichtdicke auswirkt. Die spezifische Abfolge von Materialien und Schichtdicken, wie sie offengelegt wurde, ist nicht als Einschränkung zu verstehen. Das entscheidende Merkmal ist der Brechungsindex jeder Schicht und die Reihenfolge von H/M/L Dielektrika.
Die offengelegte p-polarisationsreflektierenden Beschichtung sorgt für einen wahrgenommenen Kontrast zwischen dem primären und jedem der sekundären Bilder von mehr als 50:1. Sie hält auch die Intensität des reflektierten p-polarisierten Lichts bei den ausgewählten RGB-Wellen (z.B. 469, 532 und 629 nm) und des allgemeinen Lichts mit gemischter Polarisation (normalisiert auf die Augenempfindlichkeit) bei mindestens 20% bzw. höchstens 30% und erreicht gleichzeitig eine Transmission von mindestens 70% des allgemeinen sichtbaren Lichts.
Wenn das Bild auf die an das Fahrzeuginnere grenzende Oberfläche der Verglasung projiziert wird, oder einen Teil davon, und mit einem Einfallswinkel relativ zur Glasoberfläche zwischen 60 und 75 Grad, weist das Bild die folgenden optischen Eigenschaften auf: eine p-Polarisationsreflexion von mindestens 15% bei 469 nm, 532 nm und 629 nm, eine integrierte Mischpolarisationsreflexion (31) R_vis bei 0 Grad von nicht mehr als 30%.
BEISPIELE

1. Beispiel eins umfasst eine laminierte Windschutzscheibe für Kraftfahrzeuge mit einer 2,1 mm dicken inneren (202) und äußeren Glasschicht (201) aus klarem Kalknatron mit einer 0,76 mm dicken PVB-Zwischenschicht (4) und einer transparenten sechsschichtigen HUD-Beschichtung (3), die auf der innersten Oberfläche (104) der inneren Glasscheibe (201), aufgebracht ist. Sowohl auf der zweiten (102) als auch auf der vierten (104) Oberfläche ist eine schwarze Frittenabschattung aufgedruckt. Der Querschnitt dieser Konfiguration (200) ist in Abbildung 1B dargestellt. Die Schichtsequenz ist in Abbildung 2A dargestellt. Die Schichtdicken sind wie folgt (ausgehend von der Glasoberfläche): eine 75 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 85 nm dicke SiOx-Schicht, eine 23 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 53 nm dicke TiOx-Schicht, eine 30 nm dicke SiOxNy-Schicht und eine 70 nm dicke SiOx-Schicht. T_vis beträgt 75.3%; R_vis = 19.2%. R_p (65) Werte bei 469, 532 und 629 nm sind jeweils 21,3%, 23,2% und 16,1%. Die durchgelassenen CIELAB-Farbwerte für T_mix (0) sind: a*= - 0.6; b*= 0.7. Die reflektierten CIELAB-Farbwerte für R_mix (0) sind: a*= -1,7; b*= 1,2. Die spektralen Verteilungen der p-polarisierten und gemischt-polarisierten Reflexion im sichtbaren Teil des Spektrums sind in Abbildung 4A dargestellt.
2. Beispiel zwei ähnelt dem Automobil-Verbundglas aus Beispiel eins, mit dem Unterschied, dass die Beschichtung aus zehn Schichten besteht. Die Schichtdicken sind wie folgt (ausgehend von der Glasoberfläche): eine 16 nm dicke SiOxNy-Schicht mit M-Index, eine 55 nm dicke SiOx-Schicht mit L-Index, eine 12 nm dicke SiOxNy-Schicht mit M-Index, eine 43 nm dicke TiOx-Schicht mit H-Index, eine 34 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 41 nm dicke SiOx-Schicht mit L-Index, eine 56 nm dicke SiOxNy-Schicht mit M-Index, eine 42 nm dicke TiOx-Schicht mit H-Index, eine 53 nm dicke SiOxNy-Schicht mit M-Index und eine 46 nm dicke SiOx-Schicht mit L-Index. Die HUD-Beschichtung wird auf den gesamten Bereich der Oberfläche vier aufgetragen.
3. T_vis beträgt 74.9%; R_vis = 25.10%. Die R_p (65) Werte bei 469, 532 und 629 nm betragen 25,2%, 31,2% bzw. 20,01%. Die durchgelassenen CIELAB-Farbwerte bei Null Grad zur Normalen (T_mix(0)) sind: a*= - 0,05; b*= - 0,33. Die reflektierten CIELAB-Farbwerte bei null Grad zur Normalen (R_mix(0)) sind: a*= + 0,11; b*= + 0,69. Die Schichtsequenz ist in Abbildung 2B dargestellt. Die spektralen Verteilungen der p-polarisierten und gemischt-polarisierten Reflexion im sichtbaren Teil des Spektrums sind in Abbildung 4B dargestellt.
4. Beispiel drei ähnelt dem Automobil-Verbundglas aus Beispiel zwei, mit dem Unterschied, dass die Schichtdicken der Beschichtung wie folgt sind (ausgehend von der Glasoberfläche): eine 16 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 56 nm dicke SiOx-Schicht, eine 12 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 40 nm dicke TiOx-Schicht, eine 34 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 40 nm dicke SiOx-Schicht, eine 57 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 49 nm dicke TiOx-Schicht, eine 50 nm dicke SiOxNy-Schicht und eine 46 nm dicke SiOx-Schicht. T_vis beträgt 76.1%; R_vis = 23.9%. Die R_p(65)-Werte bei 469, 532 und 629 nm betragen 22,3%, 30,8% bzw. 20,3%. Die durchgelassenen CIELAB-Farbwerte bei Null Grad zur Normalen (T_mix(0)) sind: a*= 0,00; b*= - 0,14. Die reflektierten CIELAB-Farbwerte bei null Grad zur Normalen (R_mi (0)) sind: a*= 0,00; b*= + 0,31. Die spektralen Verteilungen der p-polarisierten und gemischt-polarisierten Reflexion im sichtbaren Teil des Spektrums sind in Abbildung 5A dargestellt.
5. Beispiel vier ähnelt dem Automobil-Verbundglas aus Beispiel zwei, mit dem Unterschied, dass die Schichtdicken der Beschichtung wie folgt sind (ausgehend von der Glasoberfläche): eine 16 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 70 nm dicke SiOx-Schicht, eine 10 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 43 nm dicke TiOx-Schicht, eine 32 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 45 nm dicke SiOx-Schicht, eine 63 nm dicke SiOxNy-Schicht, eine 45 nm dicke TiOx-Schicht, eine 53 nm dicke SiOxNy-Schicht und eine 40 nm dicke SiOx-Schicht.
T_vis beträgt 76.2%; R_vis = 23.8%. Die R_p(65)-Werte bei 469, 532 und 629 nm betragen 20,0%, 30,3% bzw. 21,0%. Die durchgelassenen CIELAB-Farbwerte für T_mix (0) sind: a*= 0,22; b*= - 0,09. Die reflektierten CIELAB-Farbwerte für R_mix (0) sind: a*= 0,48; b*= + 0,20. Die spektralen Verteilungen der p-polarisierten und gemischt-polarisierten Reflexion im sichtbaren Teil des Spektrums sind in Abbildung 5B dargestellt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN

1. Ausführungsform eins ist eine monolithische gehärtete Verglasung (100) mit der transparenten HUD-Beschichtung aus Beispiel eins.
2. Ausführungsform zwei ist eine monolithische gehärtete Verglasung (100) mit der transparenten HUD-Beschichtung aus Beispiel zwei.
3. Ausführungsform drei ist eine monolithische gehärtete Verglasung (100) mit der transparenten HUD-Beschichtung aus Beispiel drei.
4. Ausführungsform vier ist eine monolithische gehärtete Verglasung (100) mit der transparenten HUD-Beschichtung aus Beispiel vier.
5. Ausführungsform fünf ist eine Verbundglas-Windschutzscheibe mit einer infrarotreflektierenden Sonnenschutzbeschichtung (20) auf der Oberfläche zwei (102) der ersten (äußeren) Glasschicht (201). Der Querschnitt dieser Konfiguration (300) ist in Abbildung 1C dargestellt.
6. Ausführungsform sechs ist ähnlich wie Beispiel zwei. Die Verglasung umfasst außerdem eine infrarotreflektierende Sonnenschutzbeschichtung (20) auf der Oberfläche zwei (102) der ersten (äußeren) Glasschicht (201). Der Querschnitt dieser Konfiguration (300) ist in Abbildung 1C dargestellt.
7. Ausführungsform sieben ist ähnlich wie Beispiel drei. Die Verglasung umfasst außerdem eine infrarotreflektierende Sonnenschutzbeschichtung (20) auf der Oberfläche zwei (102) der ersten (äußeren) Glasschicht (201). Der Querschnitt dieser Konfiguration (300) ist in Abbildung 1C dargestellt.
8. Ausführungsform acht ist ähnlich wie Beispiel vier. Die Verglasung umfasst außerdem eine infrarotreflektierende Sonnenschutzbeschichtung (20) auf der Oberfläche zwei (102) der ersten (äußeren) Glasschicht (201). Der Querschnitt dieser Konfiguration (300) ist in Abbildung 1C dargestellt.

Eine Verglasung für ein Fahrzeug, die für die Reflexion von p-polarisiertem Licht optimiert ist, mit einer einzigartigen transparenten, p-polarisiertes Licht reflektierenden Beschichtung, die mindestens sechs dielektrische Schichten umfasst, die auf der dem Fahrzeuginneren zugewandten Oberfläche der Verglasung aufgebracht sind. Die Verglasung umfasst außerdem einen Head-up-Display-Projektor, der im Wesentlichen p-polarisiertes Licht ausstrahlt. Das HUD-Bild wird auf mindestens einen Teil der beschichteten Oberfläche der Verglasung projiziert. Die Beschichtung besteht aus dielektrischen Schichten, deren Brechungsindex in drei Bereiche fällt: niedrig, mittel und hoch. Die Schichten werden, ausgehend von der Glasoberfläche, in der Reihenfolge des Brechungsindexes von mittel, niedrig, mittel, hoch, mittel, niedrig aufgebracht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 1880243 A2 [0012]
WO 2009/071135 A1 [0012]
CN 113031276 A [0026]
US 10437054 [0029]
DE 102014220189 A1 [0029]
WO 2019046157 A1 [0029]

Claims

Eine Verglasung (100, 200, 300) für ein Fahrzeug, die für die Reflexion von p-polarisiertem Licht optimiert ist, umfassend: mindestens eine Glasschicht (201, 202), wobei die Glasschicht zwei Oberflächen aufweist, eine erste Oberfläche (8), die an das Innere des Fahrzeugs angrenzt, und eine zweite Oberfläche, die der ersten Oberfläche gegenüberliegt; und eine transparente, p-polarisiertes Licht reflektierende Beschichtung (3), die auf mindestens einem Teil der ersten Oberfläche (8) der besagten Glasschicht aufgebracht ist, wobei die Beschichtung (3), von der Glasoberfläche ausgehend gezählt, umfasst: mindestens eine erste dielektrische Schicht (D1) mit einem Brechungsindex größer als 1,6 und kleiner als 1,8, mindestens eine zweite dielektrische Schicht (D2) mit einem Brechungsindex von kleiner gleich 1,6, mindestens eine dritte dielektrische Schicht (D3) mit einem Brechungsindex größer als 1,6 und kleiner als 1,8, mindestens eine vierte dielektrische Schicht (D4) mit einem Brechungsindex von größer gleich 1,8, mindestens eine fünfte dielektrische Schicht (D5) mit einem Brechungsindex von größer als 1,6 und kleiner als 1,8, und mindestens eine sechste dielektrische Schicht (D6) mit einem Brechungsindex von kleiner gleich 1,6.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verglasung (100, 200, 300) eine Gesamtdurchlässigkeit für sichtbares Licht von mindestens 70% aufweist.
Die Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine der ersten (D1), dritten (D3) und fünften (D5) dielektrischen Schichten aus SiOxNx, SiAlOx oder AlOx besteht.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste (D1), die dritte (D3) und die fünfte (D5) dielektrische Schicht eine Dicke im Bereich von 5 bis 100 nm und typischerweise im Bereich von 15 bis 70 nm aufweisen.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite dielektrische Schicht (D2) aus SiOx und SiOxNy besteht.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite dielektrische Schicht (D2) einen Brechungsindex im Bereich von 1,480 bis 1,599 aufweist.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite dielektrische Schicht (D2) eine Dicke im Bereich von 20 bis 120 nm und typischerweise im Bereich von 40 bis 90 nm aufweist.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vierte dielektrische Schicht (D4) aus TiOx, ZrTiOx, ZrOx, ZnSnOx, ZnTiOx, ZnZrOx, SiZrOx, SiZrTiOx oder NbOx besteht.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vierte dielektrische Schicht (D4) einen Brechungsindex im Bereich von 2.000 bis 2.400 aufweist.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die vierte dielektrische Schicht (D4) eine Dicke im Bereich von 20 bis 120 nm und typischerweise im Bereich von 30 bis 80 nm aufweist.
Eine Fahrzeugverglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (3) außerdem mindestens eine siebte dielektrische Schicht (D7) mit einem Brechungsindex größer als 1,6 und kleiner als 1,8, mindestens eine achte dielektrische Schicht (D8) mit einem Brechungsindex größer oder gleich 1.8, mindestens eine neunte dielektrische Schicht (D9) mit einem Brechungsindex von größer als 1,6 und kleiner als 1,8 und mindestens eine zehnte dielektrische Schicht (D10) mit einem Brechungsindex von kleiner gleich 1,6 aufweist.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verglasung mit mindestens einer zusätzlichen Glasschicht (201) und mindestens einer Kunststoff-Verbindungsschicht (4) laminiert ist.
Eine Automobilverglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verglasung außerdem ein Laminat mit einer Sonnenschutzbeschichtung (20) umfasst, die auf einer Oberfläche angeordnet ist, die in Kontakt mit der Kunststoffverbindungsschicht (4) steht und unmittelbar an diese angrenzt.
Eine Automobilverglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die p-polarisierte lichtreflektierende Beschichtung (3) zusätzliche Schichten umfasst, die Sonnenschutzeigenschaften bieten.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ferner einen Head-up-Display-Projektor (24) umfasst, der hauptsächlich p-polarisiertes Licht ausstrahlt, wobei ein Bild (30) auf mindestens einen Teil der an das Fahrzeuginnere (8) angrenzenden Verglasungsoberfläche der Glasschicht (202) mit der Beschichtung (3) unter einem Einfallswinkel relativ zur Glasoberfläche von zwischen 60 und 75 Grad projiziert wird, und wobei das Bild (30) eine p-polarisierte Reflexion (31) von mindestens 15% bei 469 nm, 532 nm und 629 nm aufweist.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach Anspruch 15 mit einer integrierten Mischpolarisationsreflexion bei 0 Grad Eintrittswinkel von kleiner gleich 30%.
Eine Verglasung für ein Fahrzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (3) CIELAB-Farbkoordinaten sowohl für das durchgelassene als auch für reflektiertes Licht aufweist, wobei die Werte sowohl von a* und b* zwischen - 0,30 und 0,30 aufweist.