WO2024132610A1 - Laminated pane having a light-information display system - Google Patents

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WO2024132610A1
WO2024132610A1 PCT/EP2023/085016 EP2023085016W WO2024132610A1 WO 2024132610 A1 WO2024132610 A1 WO 2024132610A1 EP 2023085016 W EP2023085016 W EP 2023085016W WO 2024132610 A1 WO2024132610 A1 WO 2024132610A1
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pane
light
composite
intermediate layer
composite pane
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PCT/EP2023/085016
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Pascal Roemgens
Sebastian ARENDT
Marcel Klein
Michele CAPPUCCILLI
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Saint-Gobain Glass France
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    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0013—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide
    • G02B6/0015—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
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    • G02B6/002—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces
    • G02B6/0021—Means for improving the coupling-in of light from the light source into the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it by shaping at least a portion of the light guide, e.g. with collimating, focussing or diverging surfaces for housing at least a part of the light source, e.g. by forming holes or recesses
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
    • G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
    • G02B6/0033—Means for improving the coupling-out of light from the light guide
    • G02B6/0035—Means for improving the coupling-out of light from the light guide provided on the surface of the light guide or in the bulk of it
    • G02B6/0036—2-D arrangement of prisms, protrusions, indentations or roughened surfaces

Definitions

  • the invention relates to a composite pane with a light information display system, in particular a windshield or a roof pane for a vehicle, and to the use thereof in a vehicle.
  • HMIs Human Machine Interfaces
  • displays are essential and significant topics and functionalities in the automotive sector.
  • HUD head-up displays
  • the way a HUD works is by using an imaging unit that uses an optical module and a projection surface to project an image that the driver perceives as a virtual image. If this image is reflected, for example, via the vehicle windshield as a projection surface, important information can be displayed for the user, which significantly improves road safety.
  • the problem with the head-up displays described above is that the projector image is reflected on both surfaces of the windshield.
  • the driver not only sees the desired main image, which is caused by the reflection on the interior surface of the windshield (primary reflection).
  • the driver also sees a slightly offset, usually less intense, secondary image, which is caused by the reflection on the exterior surface of the windshield (secondary reflection).
  • the latter is commonly referred to as ghosting.
  • This problem is generally solved by arranging the reflective surfaces at a deliberately chosen angle to one another, so that the main image and ghost image are superimposed, which means that the ghost image is no longer noticeable.
  • the radiation from the head-up display projector is typically essentially s-polarized due to the better reflection characteristics of the windshield compared to p-polarization.
  • the driver wears polarization-selective sunglasses, which only reflect p- polarized light, he can hardly or not at all perceive the HUD image.
  • One solution to the problem in this context is therefore the use of projection arrangements that use p-polarized light.
  • DE102014220189A1 discloses a head-up display projection arrangement that is operated with p-polarized radiation to generate a head-up display image.
  • EP20200006.3 and EP20200009.7 show the use of a masking strip in the edge area of the windshield with a transparent element arranged in front of the masking strip, which reflects the image projected onto the element into the vehicle interior. Due to the opaque background, the image can be perceived with a higher contrast.
  • Composite panes with electrically controllable optical properties are also known. They include composite panes that are equipped with functional elements whose optical properties can be changed by an applied electrical voltage.
  • the functional elements are planar structures with electrically controllable optical properties of an active layer. This means that the optical properties of the active layer and in particular its transparency, scattering behavior or luminosity can be controlled by an electrical voltage.
  • electrochromic functional elements which are known for example from EP3702572A1 or EP2917159A1.
  • light effects can be created in a composite pane using a light source, a light guide and a coupling element.
  • the light from the light source is coupled into the light guide, where it remains in the light guide using the effect of total reflection until it hits the coupling element.
  • the light is emitted from the light guide at the coupling element, which can create a locally limited glow.
  • the light guide and the coupling element can be laminated within the composite pane.
  • the light guide represents the inner pane of the composite pane, for example, and the coupling element is created by locally limited roughening of a surface of the inner pane, for example.
  • the light source is usually an LED module, which is positioned on the edge or in a hole in the light guide in order to be able to optimally couple the light into the light guide.
  • LED module which is positioned on the edge or in a hole in the light guide in order to be able to optimally couple the light into the light guide.
  • Both technologies can be combined with each other and can, individually or in combination with each other, provide aesthetic added value for a composite pane, for example to improve the well-being of vehicle occupants as ambient and ambient light, or to provide light in the dark.
  • Documents that teach the combination of functional elements with light coupling, as well as targeted, regionally limited light coupling are for example CN102785555A, CN105291788A, US2019106055A1 and CN109606251 A.
  • the object of the present invention is to provide an improved composite pane, in particular a windshield or roof pane, for a vehicle, which, in addition to an aesthetic, visually appealing lighting concept, has a robust lighting system for displaying information, signals and warnings, with which the cluster displays can be replaced in a space-saving manner and, if necessary, can also be supplemented or replaced by display systems based on HUD technology.
  • the disadvantages described above are to be avoided.
  • a composite pane in particular a windshield or a roof pane, which comprises at least one outer pane, a thermoplastic intermediate layer and an inner pane, wherein the outer pane has an outer side I facing away from the thermoplastic intermediate layer and an inner side II facing the thermoplastic intermediate layer and the inner pane has an outer side III facing the thermoplastic intermediate layer and an inner side IV facing away from the thermoplastic intermediate layer, wherein the composite pane has at least one light information display system, which comprises at least one LED module for coupling light into the inner pane and an output element for coupling light out of the inner pane, wherein the light information display system is functionally connected to or comprises at least one control device and/or on-board electronics, and/or at least one sensor, wherein furthermore the LED module i) in a lateral cut-back and/or a recess of the inner pane or ii) in a lateral cut-back and/or a recess of the inner pane and the intermediate layer and the output element faces the
  • a prism film is provided, which is preferably arranged on the outer side (III) of the inner pane.
  • the composite pane is designed with the light information display system in conjunction with the sensor, the control unit and/or on-board electronics, or is functionally connected to one another in such a way that the composite pane can display optical information, such as the output of an optical signal, such as a flashing or Illumination of a symbol, flashing or pulsing, a color change, or an increase or decrease in light intensity.
  • optical information such as the output of an optical signal, such as a flashing or Illumination of a symbol, flashing or pulsing, a color change, or an increase or decrease in light intensity.
  • the composite pane according to the invention can be used to create not only an aesthetic, visually appealing lighting concept (ambient light), but also, at the same time or alternatively (if only a light information display is desired), a robust lighting system for displaying information, signals and warnings, for example in relation to critical vehicle states, status displays such as the battery charge level in electric vehicles, or for displaying certain events such as incoming calls.
  • cluster displays can advantageously be replaced by the light display system in a space-saving manner.
  • the known display devices that are usually arranged in and around the dashboard can therefore be dispensed with, so that these spaces and areas are available for more free optical and functional design and design implementation. This significantly increases the freedom of design and construction.
  • the light information display system is designed or functionally connected to one or more sensors, a control unit and/or on-board electronics, for example the on-board network and an on-board computer of a vehicle.
  • the on-board computer and the on-board network can be used, for example, to display light indicators of the vehicle speed, a direction indicator using indicators, status indicators of the vehicle condition and much more.
  • Modern vehicles are also being developed today for the highest possible efficiency and optimum passenger safety and are equipped with a large number of driver assistance systems. These include, for example, rain sensors, daylight sensors, backlight sensors, ultrasonic sensors, optical cameras and radar sensors with which the light information display system according to the invention can also be functionally connected.
  • sensors can be used to measure the distance to a vehicle driving ahead. and evaluated by an evaluation unit. If the distance is too small, the light information display system can be controlled in such a way that an optical warning signal is issued. For example, this could be a symbol lighting up or a strip or frame-shaped light up at the edge of the windshield.
  • the LED module can alternatively or additionally comprise a digital signal processing component and/or a control unit.
  • Semiconductor chips and sensors can also be implemented as a package with the LED module and integrated in the intermediate layer, for example.
  • very compact so-called on-chip systems with on-chip memories, signal processing components and microcontrollers are already available for processing sensor signals, which are particularly small in size. This has the advantage of short signal paths.
  • one or more cameras or other sensors with additional functions can be provided for functional connection to the light information display system.
  • additional sensors can also be provided which additionally support the safety functions and/or are functionally connected to it or interact with it.
  • sensors for example radar sensors
  • the recorded sensor data such as radar data and signals from the various sensors, can be processed and evaluated together and the light information display system can be controlled accordingly to output an optical signal.
  • the accuracy and reliability of the resulting measurement data and thus also that of the optical signal output by the light information display system is thereby increased.
  • the functional connection between the light information display system, sensors and/or control unit to be made via suitable wireless connections, such as WLAN or Bluetooth.
  • the LED module of the light information display system comprises at least one LED, for example a laser diode, as a light source, in addition to all the necessary connections.
  • a voltage is applied to the diode, light is coupled into the inner pane.
  • Suitable light sources for the LED modules which also have a low installation height, are already commercially available.
  • the LED module of the light information display system can, in one embodiment, have as a light source an LED with a small beam angle, less than 30°, for example less than 20°, such as 15°, 10° or 8° and/or optical means, such as integrated prisms or scattering lenses for focusing, which can advantageously direct the light emitted by the light source (LED) into a special, locally limited area intended for signal display.
  • the LED module can, for example, be designed with a collimator, which enables a particularly small beam angle, even down to 0°, for example for the light collimated by means of one or more lenses. Unwanted, diffuse lighting and crosstalk of the light to irrelevant areas of the composite pane and the display of unwanted signals can thereby be prevented or at least reduced. This can ensure that the viewer sees a visually unambiguous and clear signal output and information display.
  • LEDs are directional light sources. They emit their entire luminous flux in just one specific direction.
  • the beam angle indicates the angle at which the luminous flux emerges from the LED light source. Depending on the distance of the light source from the illuminated area, this creates a light cone with a corresponding diameter. The smaller the beam angle, the more focused the illuminated area is (which appears better/brighter illuminated than with a larger beam angle).
  • the light sources can be colored or white. Preferred light colors are red (due to its strong signaling effect), green (due to the human eye's high sensitivity to the green color spectrum) and blue (due to its particularly aesthetic and low-glare effect).
  • the coupling-out element is provided to at least partially couple the light coupled into the inner pane by the light source into the interior and/or the external environment, preferably by scattering, reflection, refraction or diffraction.
  • the coupling-out element preferably couples the light into an interior, for example a vehicle interior, via the interior-side surface of the inner pane.
  • the coupling-out element can be arranged within the see-through area of the composite pane or outside the see-through area.
  • see-through area means an area that is intended for seeing through the composite pane.
  • the see-through area does not have any opaque layers, such as black prints, which prevent seeing through.
  • the coupling-out element is preferably suitable for coupling out at least part of the light guided in the inner pane by scattering, reflection, refraction or diffraction.
  • the coupling-out element is applied to the outside surface or the inside surface of the inner pane.
  • the coupling-out element is preferably introduced into the inside surface and/or the outside surface of the inner pane by laser structuring, mechanical structuring such as sandblasting, and/or by etching.
  • the coupling-out element can be materially bonded to the inside surface and/or the outside surface of the inner pane, preferably by printing or gluing on a color, a paste or particles, particularly preferably light-scattering, light-refracting or light-reflecting particles.
  • This form of coupling-out element is preferred because it can be implemented simply and easily even after the inner pane has been manufactured.
  • the coupling-out element can contain or consist of at least one transparent body which is materially connected to the interior and/or exterior surface of the inner pane, for example by gluing, wherein the transparent body preferably contains or consists of a) a structured plastic film or plastic plate or b) a transmission holographic film.
  • the structured plastic film or plastic plate has a planar arrangement of microprisms such as a step prism.
  • the coupling-out element is arranged between the thermoplastic intermediate layer and the inner pane.
  • the coupling-out element is preferably a plastic film or plastic plate. In this way, the coupling-out element is protected from external, harmful influences.
  • the coupling-out element can also be printed on the thermoplastic intermediate layer, preferably as an optical scatter print.
  • the decoupling element is arranged inside the inner pane.
  • the decoupling element is preferably incorporated or applied during the manufacture of the inner pane, particularly preferably by artificially creating optical defects, or directly on the inner pane as optical scattering print.
  • the LED module can be arranged in the composite pane according to the invention i) in a lateral cut-back and/or a recess in the inner pane or ii) in a lateral cut-back and/or a recess in the inner pane and the intermediate layer and the coupling-out element can be arranged on the intermediate layer facing the outer side (III) of the inner pane.
  • a lateral cutback of the inner pane and/or the intermediate layer is understood here to mean a section-wise offset or a shortening of the inner pane and the intermediate layer to the edge of the outer pane. This can also mean that the intermediate layer and the inner pane are manufactured in such a way that they have a section-wise offset to the edge of the pane (without necessarily being cut).
  • the lateral cutback is preferably precisely matched to the dimensions of the LED module. This has the advantage that the LED module can be inserted precisely and secured, for example by gluing, and is well protected against slipping, for example.
  • the inner pane and/or the intermediate layer can have a recess to accommodate the LED module.
  • This recess is preferably a hole, i.e. a passage that extends between the outside and the inside surface of the pane.
  • the recess can also be a depression in the form of a blind hole (blind-like depression) that extends from the outside surface or the inside surface into the pane, but without reaching the opposite main surface, which would result in a passage.
  • the recess can be created in the pane, for example, by mechanical drilling or by laser processing.
  • the recess is preferably round, but can basically have any shape, for example a polygonal shape.
  • the recess has the overall shape of a cylinder, preferably a vertical cylinder.
  • the cylinder is preferably a circular cylinder (circular base area), but can also have any other base area, for example an elliptical base area (elliptical cylinder) or a polygonal base area (prism).
  • both panes i.e. the inner pane and the outer pane, can also be provided with at least one recess equipped with an LED module.
  • the inner pane is preferably provided for receiving and attaching the LED module.
  • the recess is delimited by a peripheral edge surface which extends between the main surfaces of the pane. In the case of a feedthrough, this is the only delimiting surface of the recess. In the case of a sack-like depression, there is a further delimiting surface which faces the main surface of the pane to which the depression does not extend and which forms the bottom of the blind hole.
  • the LED module is assigned to the said edge surface of the recess, preferably attached to the edge surface, for example glued or arranged in a holder attached to the recess.
  • the LED module is arranged directly and immediately on the inside (IV) of the inner pane, i.e. the inside surface of the inner pane, and a prism film is provided to couple the light into the inner pane and direct the light within the inner pane towards the (light) output device, which is preferably arranged on the outside (III) of the inner pane.
  • This prism film is, for example, laminated into the composite pane in the position provided for it and thus fixed. This has the advantage that no cuts or holes need to be made to position the LED module. In addition, the structural integrity of the composite pane is retained overall.
  • the LED module can be attached, for example, by gluing, for example with an optically clear adhesive.
  • the prism film is a means of coupling light and is preferably a transparent body that is firmly bonded to the outside of the inner pane and/or the intermediate layer, for example by gluing or lamination.
  • the prism film can also be inserted into a recess in the intermediate layer. This may allow the prism film to be higher without causing stress in the composite pane during lamination.
  • the prism film as a transparent body is preferably a structured plastic film, for example made of PET, polycarbonate or film-like plastic plate, for example with light-scattering, light-refracting, light-bending or light-reflecting particles, a holographic film, or consists of these.
  • the prism film can also contain or consist of a flat arrangement of microprisms, for example of randomly or grid-shaped pyramids or of linearly arranged steps (hereinafter also referred to as step prisms).
  • the prism film has a surface structure made of such microprisms.
  • Such microprisms can advantageously be formed by mechanical Processing such as stamping or embossing, chemical etching, photolithography or other transfer techniques.
  • Transparent in the sense of the invention is understood to mean an object, in particular a light coupling means, a light coupling means (coupling element), film, a pane and/or a transparent body, which has a transmission in the visible spectral range of greater than 20%, preferably greater than 50%, particularly preferably greater than 70%, in particular greater than 85%.
  • the LED module is arranged on one of the edges of the composite pane, preferably in a lateral cutback and/or a recess of the inner pane and the intermediate layer, and the coupling-out element is arranged facing the outer side (III) of the inner pane, preferably on the intermediate layer.
  • the decoupling element for the directed decoupling of light from the LED module towards the inner side IV of the inner pane can be, for example, an optical decouple tint on the intermediate layer.
  • the decoupling element for example the decouple tint, can include a wide variety of icons and symbols as functional indicators and warnings or can be designed as such so that they can be perceived by a driver or observer during operation, for example as illuminated indicators for relevant information displays, malfunctions or vehicle states.
  • the decoupling element is expediently arranged in close proximity to the LED module and suitable for decoupling the light coupled in through it.
  • the light information display system can additionally or alternatively be designed for a flat, strip-shaped or frame-shaped light output or light display.
  • the always possible information display is not required or desired, it could simply be used as lighting (ambient light) or, for example, indicate autonomous driving of a vehicle by means of a frame-shaped lighting around the windshield.
  • One or more light-in-glass module display systems can be provided in a composite pane. These can basically be implemented independently of one another in the same design according to the invention or can also be designed differently.
  • the decoupling element for the directed decoupling of light in the direction of the inner side IV of the inner pane is an optical, transparent or opaque scattering print (decouple tint) on the intermediate layer or on the inner pane or outer pane.
  • the decoupling element for example the scattered print preferred according to the invention, can comprise a wide variety of regular or random patterns, lettering, icons and symbols as functional optical indicators and warnings or can be designed as such, so that these can be perceived by a driver or observer during operation, for example as illuminated indicators for relevant information displays, malfunctions or vehicle states.
  • the decoupling element is expediently arranged in such a way, for example in spatial proximity, to the LED module and for decoupling the light coupled in thereby, or additional optical light guides or light amplifier elements are used to bring about and ensure the decoupling of the light to generate the desired light display, information or a light signal with sufficient intensity and quality.
  • the light information display system can additionally or alternatively be designed for a flat, strip or frame-shaped light output or light display for displaying optical signals and information.
  • the light information display system can be used, for example by intensifying the radiation or brightness, by a pulsating display, possibly at different frequencies, or with a functional color change or with animation.
  • autonomous driving of a vehicle can be indicated by a frame-shaped lighting around the windshield.
  • One or more LED modules or one or more light information display systems in total can be provided in a composite pane.
  • the light information display system comprises at least one light guide element and/or light amplifier element.
  • This light guide or light amplifier element can be suitable, for example, for supporting a planar illumination of the composite pane surface, or for ensuring sufficient light intensity and for illuminating and illuminating information displays that are arranged further away from the light source in the composite pane, for example in the center of a roof pane for motor vehicles.
  • the light guide element can, for example, in one embodiment be a glass fiber, in particular with a diameter between 0.2 mm and 0.9 mm, preferably between 0.3 mm and 0.8 mm. Such glass fibers are commercially available and can be easily integrated into composite panes during a standard manufacturing process using lamination.
  • Light amplifier elements can also be microprism films, for example.
  • the composite pane has a see-through area and at least the decoupling element is arranged outside the see-through area.
  • the see-through area is understood to be the area of the composite pane that is intended for seeing through and is particularly transparent and free of opaque elements in order to ensure adequate visibility, for example for a driver through a windshield.
  • the decoupling element can be arranged, for example, in an edge area of the composite pane adjacent to the see-through area. This ensures, for example, unhindered visibility for a driver, but the optical light information, signals or light displays from the light information display system still remain in the field of vision and are easily perceptible.
  • the outer pane and the inner pane are preferably transparent.
  • transparent means that the total transmission of the composite pane complies with the legal provisions for windshields, for example (for example the European Union guidelines ECE-R43) and preferably has a transmittance of more than 50% and in particular more than 60%, for example more than 70%, for visible light.
  • Transparent inner pane and transparent outer pane therefore mean that the inner pane and the outer pane are so transparent that the view through a see-through area of the composite pane meets the legal provisions for the desired use, for example for windshields.
  • opaque means a light transmission of less than 10%, preferably less than 5% and in particular 0%.
  • At least the coupling-out element is arranged at least partially spatially in front of an opaque background in the viewing direction, so that it is hardly perceptible when the light information display system is not in operation.
  • the opaque background ensures that the light information is easily perceptible, for example in the form of conventional symbols for displaying warnings or information on the operating status.
  • the expression “in the viewing direction” or “in viewing through the composite pane” means that one looks through the composite pane starting from the inside of the inner pane.
  • spatially in front means for elements that they are arranged spatially further away from the outside (I) of the outer pane than at least the opaque background.
  • the opaque background is an opaque masking strip which is arranged in regions on at least one of the outer sides (I) and/or the inner sides (II) of the outer pane.
  • the masking strip can in principle be arranged on each side of the outer pane. In the case of the composite pane according to the invention, it is preferably applied to the inner side of the outer pane, where it is protected from external influences.
  • the masking strip is preferably a coating made of one or more layers. Alternatively, it can also be an opaque element, such as a film, inserted into the composite pane.
  • the masking strip consists of a single layer. This has the advantage of a particularly simple and cost-effective production of the composite pane, since only a single layer has to be formed for the masking strip.
  • This masking layer is particularly preferably applied to the inside of the outer pane.
  • the masking strip In addition to the mode of action described in the invention, it can serve to mask structures that would otherwise be visible through the pane when installed.
  • the masking strip is used to mask an adhesive bead for gluing the windshield to a vehicle body. This means that it prevents the adhesive bead, which is usually applied irregularly, from being seen from the outside, so that the windshield has a harmonious overall impression.
  • the masking strip serves as UV protection for the adhesive material used. Continuous exposure to UV light damages the adhesive material and would loosen the connection between the pane and the vehicle body over time.
  • the masking strip can also be used, for example, to cover busbars and/or connection elements.
  • the masking strip is printed onto the outer or inner pane, in particular using a screen printing process.
  • the printing ink is printed onto the glass pane through a fine-mesh fabric.
  • the printing ink is pressed through the fabric, for example using a rubber squeegee.
  • the fabric has areas that are permeable to the printing ink, as well as areas that are impermeable to the printing ink, which determines the geometric shape of the print.
  • the fabric thus functions as a stencil for the print.
  • the printing ink contains at least one pigment and glass frits, suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols.
  • the pigment is typically a black pigment, for example carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
  • the glass pane is subjected to a temperature treatment, whereby the liquid phase is expelled by evaporation and the glass frits are melted and bonded permanently to the glass surface.
  • the temperature treatment is typically carried out at temperatures in the range of 450°C to 700°C.
  • the pigment remains as a masking strip in the glass matrix formed by the melted glass frit.
  • the masking strip preferably has a thickness of 5 pm to 50 pm, particularly preferably 8 pm to 25 pm.
  • the masking strip is a colored or pigmented, preferably black-pigmented, thermoplastic composite film, which is preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethyl vinyl acetate (EVA) or polyethylene terephthalate (PET), preferably PVB.
  • the coloring or pigmentation of the composite film is freely selectable, but is preferably black.
  • the colored or pigmented composite film is preferably arranged between the outer pane and the inner pane.
  • the colored or pigmented thermoplastic composite film preferably has a thickness of 0.25 mm to 1 mm.
  • the colored or pigmented composite film preferably extends over a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the surface of the composite pane.
  • a further transparent thermoplastic composite film is preferably arranged between the outer pane and the inner pane, which extends over at least 50%, preferably at least 70% of the surface of the composite pane.
  • the coloured or pigmented composite film is arranged offset from the transparent thermoplastic composite film in the surface plane of the composite pane so that they do not overlap or cover each other.
  • the masking strip can also be provided by a partially pigmented or colored thermoplastic composite film.
  • the reflection layer is arranged spatially in front of the pigmented or colored area of the thermoplastic composite film.
  • the pigmentation or coloring of the composite film preferably extends over an area of a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the surface of the composite pane.
  • the remaining part of the partially pigmented or colored thermoplastic composite film is transparent, i.e. without pigmentation or coloring.
  • the partially pigmented or colored thermoplastic composite film preferably extends over the entire surface of the composite pane.
  • the design of the masking strip as a pigmented or colored thermoplastic composite film or as a partially pigmented or colored thermoplastic composite film simplifies the production of the composite pane and improves its stability. It is very advantageous if the outer pane or the inner pane do not have to be coated beforehand to create an opaque background. This increases the stability of the composite pane and also improves process efficiency.
  • the outer pane and inner pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • glass particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
  • the inner pane consists of a highly transparent clear glass, for example diamond glass. This improves the luminosity and clarity of an optical display of the information or signals by the light information display system according to the invention.
  • the light information display system is designed so that the LED module is arranged in close proximity to the output element, for example within 20 cm, 15 cm or 10 cm, such as within a frame-shaped marking strip on a windshield, then the use of normal glass, such as soda glass, for the inner pane is sufficient to achieve good display and lighting quality, which in this case is more cost-effective to manufacture than highly transparent clear glass.
  • the outer pane and inner pane can optionally have other coatings known per se that are suitable in connection with the invention, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically conductive coatings, or sun protection coatings or low-E coatings. In this way, additional functionalities, for example to improve climate comfort, can be taken on and implemented by the composite pane.
  • the thickness of the individual panes can vary widely and can be adapted to the requirements of the individual case.
  • panes with standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm and preferably 1.0 mm to 2.5 mm are used.
  • the size of the panes can vary widely and depends on the use.
  • the composite pane can have any three-dimensional shape.
  • the outer pane and inner pane have no shadow zones so that they can be coated, for example, by cathode sputtering.
  • the outer pane and inner pane are flat or slightly or strongly curved in one or more directions of space.
  • transparent outer pane and transparent inner pane mean that it is possible to see through the inner pane and the outer pane.
  • the light transmittance of the transparent outer pane and the transparent inner pane is preferably at least 55%, particularly preferably at least 60% and in particular at least 70%.
  • the thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET).
  • the thermoplastic intermediate layer can also contain, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene-tetrafluoroethylene, or a copolymer or mixture thereof.
  • the thermoplastic intermediate layer is preferably designed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably made of polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers.
  • the thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer.
  • Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, more supple and/or more elastic. They shift the thermoelastic range of plastics towards lower temperatures so that the plastics have the desired more elastic properties in the range of the application temperature.
  • Preferred plasticizers are, for example, carboxylic acid esters, in particular low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • the thermoplastic intermediate layer based on PVB preferably contains at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, particularly preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 35% by weight of a plasticizer.
  • the plasticizer contains or consists, for example, of triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate).
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged flatly one above the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being from 0.25 mm to 1 mm, for example 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer that reflects infrared radiation, an intermediate layer that absorbs infrared radiation and/or an intermediate layer that absorbs UV radiation.
  • the thermoplastic intermediate layer can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
  • the senor is a radar, lidar, ultrasound, infrared, temperature, pressure, gas, sound or light sensor.
  • sensors can also be functionally connected to the light information display system.
  • One or more cameras or other sensors with additional functions can be provided for functional connection to the light information display system, which increases the variability of the light information.
  • additional sensors can also be provided which additionally support safety functions and/or if necessary. are functionally connected to them or with this interaction.
  • Several sensors can, for example, be connected to one another via a CAN bus system and operated simultaneously in such a CAN network.
  • the recorded sensor data such as temperature, camera or radar data and signals from the various sensors can be processed and evaluated together and the light information display system can be controlled accordingly to output an optical signal, for example for automatic lane departure warning and/or distance warning in the event of a risk of black ice using one or more light signals.
  • the light information display system is activated by controlling, for example, an integrated or functionally connected control unit, and can visually display the corresponding warning signals and relevant information.
  • the variability, multifunctionality, accuracy and reliability of the resulting measurement data and thus also that of the optical signal output by the light information display system is increased further by the possibility of interaction between several sensors and with several similar or different sensors.
  • a functional layer element is arranged at least in one see-through area of the composite pane between the inner side II of the outer pane and the outer side III of the inner pane.
  • the functional layer element extends at least into an area of the composite pane that does not overlap with an opaque background when seen through and thus also has a functional area that does not overlap with the masking layer and the light information display system and the HUD function advantageously do not have a negative influence on one another and can also be used in addition to one another.
  • the functional layer element can also be incorporated into the composite pane either over the entire surface or in a localized manner.
  • the functional layer element can be, for example, a hologram, a p-pol coating, a reflective film, a HUD layer or an active display.
  • a HUD layer preferably comprises at least one metal selected from the group consisting of aluminum, tin, titanium, copper, chromium, cobalt, iron, manganese, zirconium, cerium, yttrium, silver, gold, platinum and palladium, or mixtures thereof.
  • the HUD layer is a coating containing a thin-film stack, i.e. a layer sequence of thin individual layers.
  • This thin-film stack contains one or more electrically conductive layers based on silver.
  • the electrically conductive layer based on silver gives the reflection coating the basic reflective properties and also an IR-reflecting effect and electrical conductivity.
  • the electrically conductive layer is based on silver.
  • the conductive layer preferably contains at least 90 wt.% silver, particularly preferably at least 99 wt.% silver, very particularly preferably at least 99.9 wt.% silver.
  • the silver layer can contain dopants, for example palladium, gold, copper or aluminum. Materials based on silver are particularly suitable for reflecting p-polarized light. The use of silver has proven to be particularly advantageous for reflecting p-polarized light.
  • the coating has a thickness of 5 pm to 50 pm and preferably 8 pm to 25 pm.
  • the HUD layer is designed as a coating, it is preferably applied to the inner or outer pane by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering and most particularly preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (magnetron sputtering).
  • PVD physical vapor deposition
  • the coating can also be applied by means of chemical vapor deposition (CVD), for example plasma-assisted vapor deposition (PECVD), by vapor deposition or by atomic layer deposition (ALD).
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD plasma-assisted vapor deposition
  • ALD atomic layer deposition
  • the HUD layer can also be designed as a reflective film that reflects p-polarized light.
  • the HUD layer can be a carrier film with a reflective coating or a reflective polymer film.
  • the reflective coating preferably comprises at least one layer based on a metal and/or a dielectric layer sequence with alternating refractive indices.
  • the layer based on a metal preferably contains silver and/or aluminum, or consists thereof.
  • the dielectric layers can be formed, for example, based on silicon nitride, zinc oxide, tin-zinc oxide, silicon-metal mixed nitrides such as silicon zirconium nitride, zirconium oxide, niobium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide or silicon carbide.
  • the oxides and nitrides mentioned can be deposited stoichiometrically, substoichiometrically or superstoichiometrically. They can have dopants, for example aluminum, zirconium, titanium or boron.
  • the reflective polymer film preferably comprises dielectric polymer layers or consists thereof.
  • the dielectric polymer layers preferably contain PET. If the HUD layer is designed as a reflective film, it is preferably from 30 pm to 300 pm, particularly preferably from 50 pm to 200 pm and in particular from 100 pm to 150 pm thick. If it is a coated, reflective film, the CVD or PVD coating processes can also be used for production.
  • the HUD layer is designed as a reflective film and arranged within the thermoplastic intermediate layer.
  • the advantage of this arrangement is that the HUD layer does not have to be applied to the outer or inner pane using thin-film technology (for example CVD and PVD). This results in uses of the HUD layer with further advantageous functions such as a more homogeneous reflection of the p-polarized light on the HUD layer.
  • the production of the composite pane can be simplified because the HUD layer does not have to be arranged on the outer or inner pane using an additional process before lamination.
  • the invention further comprises a method for producing a composite pane according to the invention.
  • the method comprises at least the following steps:
  • the lamination of the layer stack in step d) takes place under the influence of heat, vacuum and/or pressure, whereby the individual layers are bonded together (laminated) by at least one thermoplastic intermediate layer.
  • Known processes can be used to produce a composite pane. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130 °C to 145 °C for about 2 hours.
  • Known vacuum bag or vacuum ring processes work, for example, at about 200 mbar. and 130 °C to 145 °C.
  • the outer pane, the inner pane and the thermoplastic intermediate layer can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane.
  • Systems of this type are known for producing composite panes and normally have at least one heating tunnel in front of a pressing unit.
  • the temperature during the pressing process is, for example, from 40 °C to 150 °C.
  • Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly effective in practice.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuatable chambers in which the outer pane and the inner pane can be laminated within, for example, around 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80°C to 170°C.
  • an LED module for the provision of the light information display system step b), can be arranged directly and immediately on the inner side IV of the inner pane, and for coupling and directing the light in the inner pane from the light source, for example an LED, to the (signal/light) coupling element, a prism film, for example, is then provided, which is preferably arranged on the outer side III of the inner pane.
  • the advantage of the prism film is in particular that no recess, for example a hole, is required in the inner pane.
  • the light source of the LED module can shine light from the inner surface (IV) onto the prism film, which “couples” or directs the light into the inner pane.
  • a transparent or opaque scattering print is applied as a light coupling element to the intermediate layer and/or to the inner pane or the outer pane, preferably by means of screen printing, inkjet printing or digital printing.
  • step b) comprises arranging at least one LED module, if necessary by inserting and fastening it in the cut-back and/or in a recess, if necessary made in advance in the intermediate layer and/or the inner pane, and/or arranging at least one LED module directly on the inside (IV) of the inner pane and a prism film on the outside (III) of the inner pane or on or in a recess in the intermediate layer.
  • a composite pane it is possible for a composite pane to be formed with several identically designed light information display systems or for the composite pane to have several different light information display systems implemented according to the invention.
  • the invention also extends to Motor vehicles for traffic on land, in the air or on water, in which the composite pane or projection arrangement according to the invention is used, for example, as a windshield, rear window, side windows and/or glass roof, preferably as a windshield.
  • the composite pane as a vehicle windshield is preferred.
  • Figure 1 is a schematic plan view of an embodiment of the composite pane according to the invention.
  • Figure 2 is a plan view of the composite pane of Fig. 1, with exemplary function displays and function symbols
  • Figure 3 shows an embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section along the section line B-B';
  • Figure 4 shows a further embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section along the section line B-B';
  • Figure 5 shows another embodiment of the composite pane according to the invention in cross-section along the section line B-B';
  • Figure 6 is a cross-sectional view of an embodiment of the layer sequence according to the invention of the composite pane from Figure 1 in the region Z and along the section line A-A';
  • Figure ? a plan view of a composite pane according to the invention in a design as a roof pane.
  • Figure 1 shows an embodiment of the composite pane 1 according to the invention in an embodiment as a windshield 10 with a light information display system 6. Another top view of the composite pane 1 from Figure 1 is shown in Figure 2.
  • the representation in the figures is in each case without electrical or electronic connections or lines, sensors and control units.
  • the composite pane 1 is designed in the form of a windshield 10 (see also Figures 2 to 6) and comprises an outer pane 2 and an inner pane 3 with a thermoplastic intermediate layer 4, which is arranged between the panes 2, 3.
  • the composite pane 1 is installed in a vehicle, for example, and separates a vehicle interior 12 from an external environment 13.
  • the composite pane 1 is the windshield 10 of a motor vehicle.
  • the outer pane 2 and the inner pane 3 each consist of glass, preferably thermally tempered soda-lime glass, and are transparent to visible light.
  • the thermoplastic intermediate layer 4 consists of a thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET).
  • the outer side I of the outer pane 2 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is simultaneously the outer surface of the composite pane 1.
  • the inner side II of the outer pane 2 and the outer side III of the inner pane 3 each face the intermediate layer 4.
  • the inner side IV of the inner pane 3 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is simultaneously the inner side of the composite pane 1.
  • the composite pane 1 can have any suitable geometric shape and/or curvature. As a composite pane 1 for a vehicle, for example, it typically has a convex curvature.
  • first masking strip 5 is opaque and prevents the view from the outside of structures arranged on the inside of the composite pane 1, for example an adhesive bead for gluing the composite pane 1 into a vehicle body.
  • the first masking strip 5 is preferably black.
  • the first masking strip 5 consists, for example, of an electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, for example a black-colored screen printing ink that is baked in.
  • a decoupling element 6b for example an optical scattering print, arranged spatially in front of an opaque background, here the masking strip 5, wherein the masking strip 5 covers the decoupling element 6b, i.e. this has no section that does not overlap with the masking strip 5.
  • the display area 9 is arranged here, for example, only in the lower (engine-side) section 1T of the edge area 11 of the composite pane 1. However, it is also possible according to the invention to provide a display area in the upper (roof-side) section 11" or in a lateral section of the edge area 11.
  • display areas 9 could be provided, which are arranged, for example, as partial sections in the lower (engine-side) section 1T and/or in the upper (roof-side) section 11" of the edge area 11.
  • the display area or areas 9 could also be designed or arranged in such a way that a (partially) circumferential light display, for example a frame-shaped illuminated warning signal, can be generated.
  • An edge-side arrangement is advantageous and expedient when the composite pane 1 is used and designed as a windshield 10 in order to meet the required requirements for the driver's field of vision.
  • the first masking strip 5 can also be designed to be wider in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11, i.e. the first masking strip 5 has a greater width in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11 than in the upper (roof-side) section 11" of the edge region 11 (as well as in the lateral sections of the edge region 11 not visible in Figure 1) of the composite pane 1.
  • the term "width” is understood to mean the dimension of the first masking strip 5 perpendicular to its extension.
  • an LED module illuminates the speed display at a value of 60.
  • the LED module 6a can, for example, contain an LED with a beam angle of less than 15° as a light source, which prevents crosstalk of the light signal to adjacent areas and ensures a clear, unambiguous display of the relevant information.
  • Figures 3 to 6 show enlarged cross-sectional views of various embodiments of the composite pane 1 with the light information display system.
  • the cross-sectional view of Figure 3 corresponds to the section line B-B' in Figure 2.
  • the view shown in Figure 6 corresponds to the section line A-A in the lower section Z of the edge region 11' of the composite pane 1, as indicated in Figure 1.
  • Figure 3 shows an embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section along the section line B-B'.
  • the light-in-glass module 6a in particular the LED for coupling the light into the inner pane 3
  • the intermediate layer 4 is connected, for example, by an adhesive to the protruding outer pane 2 or to the masking strip 5.
  • the masking 5 advantageously covers the LED module 6a and connections to the outside 13, which contributes to an aesthetic appearance of the composite pane 1.
  • the masking 5 as an opaque background ensures that the light signals generated thereby are easy to perceive in the operating state.
  • the LED module 6a couples light into the inner pane 3 from the side after a voltage is applied.
  • a decoupling device 6b is arranged in spatial proximity on the intermediate layer 4, which decouples the light from the inner pane 3 in the direction of the latter and emits light, preferably a light information display, into the interior 12.
  • the decoupling device 6b can be, for example, an optical scattering print. Such a scattering print can be designed in the form of suitable functional icons and symbols as positive or negative.
  • the decoupling device 6b can also be designed differently, for example flat or striped, as a regular or random pattern.
  • the light information display system 6 is not limited to the lower engine-side section of the composite pane 1. Several light light information display systems 6 can also be provided in or on a composite pane 1.
  • FIG 4 shows a further embodiment of the composite pane 1 according to the invention, in which, in contrast to the embodiment in Figure 3, the LED module 6a, in particular the LED as A light source for coupling the light into the inner pane 3 is arranged in a recess in the inner pane 3 and the intermediate layer 4.
  • the recess can be made as a hole, for example.
  • the recess is preferably designed to fit the dimensions of the LED module 6a precisely. This enables good and secure fastening.
  • the further structure corresponds to that in Figure 3.
  • FIG. 5 shows another embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section.
  • the LED module 6a in particular the LED itself as a light source for coupling the light into the inner pane 3
  • a prism film 6c is additionally provided for coupling and directing the light in the inner pane towards the (light/signal) coupling element, which is arranged on the outer side III of the inner pane 3.
  • the light rays and their direction of propagation are shown schematically with arrows.
  • Figure 6 shows the area Z from Figure 1 in a schematic cross-section as a further development of the embodiment from Figure 5, a combination according to the invention with a further functional layer element, preferably a HUD layer 15.
  • the masking strip 5 applied as an opaque background is only locally limited to the lower edge area 11 of the composite pane 1 and thus does not influence a HUD layer applied in the see-through area D of the composite pane 1, the HUD layer 15 is applied to one of the internal surfaces of the composite pane 1 and is protected there from environmental influences.
  • Figure 7 shows another embodiment of the composite pane 1 according to the invention as a roof pane 100 with a light information display system 6.
  • Several LED modules 6a are provided in the edge region 11 of the roof pane 100. These can be used for the aesthetic illumination (ambient light) of an arbitrary pattern M, but additionally or alongside one another individually also for functional display, as shown by way of example with the illumination of an associated icon for status information of a battery. It is also possible for the LED modules 6a to be assigned to a light information display system 6 of a composite pane 1 and to output light information controlled, for example, via the on-board computer.
  • Opening the window is not possible due to external circumstances such as rain or poor air quality - frame-shaped light output
  • radar sensors, infrared sensors and/or the evaluation unit with the on-board electronics can be functionally connected to the light information display system to output a light warning signal. For example, if the presence of a child is detected in an otherwise unoccupied vehicle, a red pulsating light from the roof window can be output as an optical signal when the vehicle is left, possibly with a higher intensity in the area of the roof window under which the child is located.
  • an improved composite pane in particular a windshield or roof pane for a vehicle, is provided which, in addition to an aesthetic, visually appealing lighting concept, enables a robust lighting system for displaying a variety of optical information, signals and warnings.
  • the cluster displays previously used in the cockpit of vehicles can be replaced in a space-saving manner and, if necessary, display systems based on HUD technology can be supplemented or replaced.
  • the light information display system is also more energy-efficient than previous cluster displays, which is particularly advantageous for sustainable use in the field of e-mobility.
  • LED module e.g. LED with connection
  • Light coupling element e.g. optical scattering pressure

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Abstract

The invention relates to a laminated pane (1), in particular a windshield or roof window, for a vehicle, at least comprising an outer pane (2), a thermoplastic intermediate pane (4), and an inner pane (3), wherein: the outer pane (2) has an outer face (I) remote from the thermoplastic intermediate pane (4) and an inner face (II) close to the thermoplastic intermediate pane (4), and the inner pane (3) has an outer face (III) close to the thermoplastic intermediate pane (4) and an inner face (IV) remote from the thermoplastic intermediate pane (4); the laminated pane (1) has at least one light-information display system (6) at least comprising an LED module (6a) for coupling light into the inner pane (3) and a decoupling element (6b) for decoupling light from the inner pane (3); and the light-information display system (6) is functionally connected to or comprises at least one control unit and/or on-board electronics, and/or at least one sensor. The invention also relates to the use of the laminated pane, and to a method for producing same.

Description

Verbundscheibe mit Lichtinformationsanzeigesystem Composite pane with light information display system
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit Lichtinformationsanzeigesystem, insbesondere eine Windschutzscheibe oder eine Dachscheibe für ein Fahrzeug, sowie deren Verwendung in einem Fahrzeug. The invention relates to a composite pane with a light information display system, in particular a windshield or a roof pane for a vehicle, and to the use thereof in a vehicle.
HMIs (Human Machine Interfaces) also Mensch-Maschine-Schnittstellen und Displays sind wesentliche und bedeutende Themen und Funktionalitäten im Automotive-Bereich. Hierbei nimmt die Größe und die Anzahl von Displays und Anzeigesystemen, insbesondere im Cockpit von Kraftfahrzeugen, immer mehr zu. Beispielsweise ist die Anzeige und Wiedergabe von Navigations-, Sicherheits- und Telekommunikationsinformationen, sowie zusätzlichem Infotainment heutzutage nahezu unerlässlicher Standard. HMIs (Human Machine Interfaces) and displays are essential and significant topics and functionalities in the automotive sector. The size and number of displays and display systems, especially in the cockpit of motor vehicles, is increasing more and more. For example, the display and playback of navigation, safety and telecommunications information, as well as additional infotainment, is now almost an indispensable standard.
Zusätzlich zu den Cluster-Displays, die im Innenraum von Kraftfahrzeugen platziert werden, werden heutzutage häufig Head-Up-Displays (HUD) in Fahrzeugen und Flugzeugen eingesetzt. Die Funktionsweise eines HUDs verläuft hierbei über die Verwendung einer bildgebenden Einheit, die mittels eines Optikmoduls und einer Projektionsfläche ein Bild projiziert, das vom Fahrer als virtuelles Bild wahrgenommen wird. Wenn dieses Bild beispielsweise über die Fahrzeug-Windschutzscheibe als Projektionsfläche reflektiert wird, können wichtige Informationen für den Nutzer dargestellt werden, die die Verkehrssicherheit wesentlich verbessern. In addition to the cluster displays that are placed in the interior of motor vehicles, head-up displays (HUD) are now often used in vehicles and aircraft. The way a HUD works is by using an imaging unit that uses an optical module and a projection surface to project an image that the driver perceives as a virtual image. If this image is reflected, for example, via the vehicle windshield as a projection surface, important information can be displayed for the user, which significantly improves road safety.
Bei den vorstehend beschriebenen Head-Up-Displays 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). Letzteres wird gemeinhin auch als Geisterbild („Ghosting“ bzw. „Ghost Image“) bezeichnet. Dieses Problem wird gemeinhin dadurch gelöst, dass die reflektierenden Oberflächen mit einem bewusst gewählten Winkel, zueinander angeordnet werden, so dass Hauptbild und Geisterbild überlagert werden, wodurch das Geisterbild nicht mehr störend auffällt. The problem with the head-up displays described above is that the projector image is reflected on both surfaces of the windshield. As a result, the driver not only sees the desired main image, which is caused by the reflection on the interior surface of the windshield (primary reflection). The driver also sees a slightly offset, usually less intense, secondary image, which is caused by the reflection on the exterior surface of the windshield (secondary reflection). The latter is commonly referred to as ghosting. This problem is generally solved by arranging the reflective surfaces at a deliberately chosen angle to one another, so that the main image and ghost image are superimposed, which means that the ghost image is no longer noticeable.
Die Strahlung des Head-Up-Display-Projektors ist typischerweise im Wesentlichen s-polarisiert aufgrund der besseren Reflexionscharakteristik der Windschutzscheibe im Vergleich zur p- Polarisation. Trägt der Fahrer jedoch eine polarisationsselektive Sonnenbrille, welche lediglich p- polarisiertes Licht transmittiert, so kann er das HUD-Bild kaum oder gar nicht wahrnehmen. Es besteht daher Bedarf an HUD-Projektionsanordnungen, welche mit polarisationsselektiven Sonnenbrillen kompatibel sind. Eine Lösung des Problems in diesem Zusammenhang ist daher die Anwendung von Projektionsanordnungen, welche p-polarisiertes Licht einsetzen. Die DE102014220189A1 offenbart beispielsweise eine Head-Up-Display-Projektionsanordnung, welche mit p-polarisierter Strahlung betrieben wird, um ein Head-Up-Display-Bild zu erzeugen. The radiation from the head-up display projector is typically essentially s-polarized due to the better reflection characteristics of the windshield compared to p-polarization. However, if the driver wears polarization-selective sunglasses, which only reflect p- polarized light, he can hardly or not at all perceive the HUD image. There is therefore a need for HUD projection arrangements that are compatible with polarization-selective sunglasses. One solution to the problem in this context is therefore the use of projection arrangements that use p-polarized light. DE102014220189A1, for example, discloses a head-up display projection arrangement that is operated with p-polarized radiation to generate a head-up display image.
Bei der Auslegung eines Displays, das auf der Head-Up-Display-Technologie basiert, 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, insbesondere bei der geringen Reflektivität gewöhnlicher Verbundscheiben, mit einem entsprechenden Stromverbrauch einher. When designing a display based on head-up display technology, it is also important to ensure that the projector has sufficient power so that the projected image is bright enough, especially when exposed to sunlight, and is easily visible to the viewer. This requires a certain size of the projector and is associated with a corresponding power consumption, particularly given the low reflectivity of conventional composite windows.
Die europäischen Anmeldungen EP20200006.3 und EP20200009.7 zeigen den Einsatz eines Maskierungsstreifens im Randbereich der Windschutzscheibe mit einem vor dem Maskierungsstreifen angeordneten transparenten Element, welches das auf das Element projizierte Bild in den Fahrzeuginnenraum reflektiert. Aufgrund des lichtundurchlässigen Hintergrundes kann das Bild mit einem höheren Kontrast wahrgenommen werden. The European applications EP20200006.3 and EP20200009.7 show the use of a masking strip in the edge area of the windshield with a transparent element arranged in front of the masking strip, which reflects the image projected onto the element into the vehicle interior. Due to the opaque background, the image can be perceived with a higher contrast.
Da die vorstehend beschriebenen virtuellen Anzeigesysteme in und mit Verbundscheiben, sowie die zugehörigen Projektionsanordnungen meist aufwendig in der Herstellung sind und zudem einen hohen Energiebedarf haben können, besteht der Wunsch energieeffiziente, ressourcenschonende, robuste und sichere Alternativen zu entwickeln und bereitzustellen. Weiterhin besteht der Wunsch die Cluster-Displays im Fahrzeuginneren platzsparend zu ersetzen. Bisher ist dies noch nicht möglich, da die Cluster-Displays die notwendige, sowie standard- und vorschriftsmäßig erforderliche Anzeige kritischer Fahrzeugzustände übernehmen, wie die Anzeige von Fehlfunktionen, beispielsweise des Motors, der Steuerung, oder einen unzureichenden Reifendruck und andere Warnhinweise oder relevante Sicherheitsinformationen. Fallen die Displays auf HUD-Basis beispielsweise aufgrund einer Fehlfunktion aus, so würde ein Fahrer ohne die Cluster-Displays im Cockpit somit keine zusätzlichen Redundanz-Informationen zum Fahrzeugzustand oder etwaigen Fehlfunktionen oder sicherheitsrelevante Warnhinweise erhalten können. Es sind auch Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften bekannt. Sie umfassen Verbundscheiben, welche mit Funktionselementen ausgestattet sind, deren optische Eigenschaften durch eine angelegte elektrische Spannung verändert werden können. Bei den Funktionselementen handelt es sich um flächenhafte Strukturen mit elektrisch regelbaren optischen Eigenschaften einer aktiven Schicht. Das heißt, die optischen Eigenschaften der aktiven Schicht und insbesondere deren Transparenz, Streuverhalten oder Leuchtkraft sind durch eine elektrische Spannung steuerbar. Beispiele für elektrooptische Funktionselemente sind SPD- Funktionselemente (SPD = Suspended Particle Device), die beispielsweise aus EP0876608B1 und WO2011033313A1 bekannt sind, und PDLC-Funktionselemente (PDLC = Polymer Dispersed Liquid Crystal), die beispielsweise aus DE102008026339A1 bekannt sind. Abgesehen davon gibt es auch elektrochrome Funktionselemente, die beispielsweise aus EP3702572A1 oder EP2917159A1 bekannt sind. Since the virtual display systems in and with composite windows described above, as well as the associated projection arrangements, are usually complex to manufacture and can also have high energy requirements, there is a desire to develop and provide energy-efficient, resource-saving, robust and safe alternatives. There is also a desire to replace the cluster displays in the vehicle interior in a space-saving manner. This has not yet been possible, as the cluster displays take on the necessary, standard and regulatory required display of critical vehicle states, such as the display of malfunctions, for example of the engine, the control system, or insufficient tire pressure and other warnings or relevant safety information. If the HUD-based displays fail, for example due to a malfunction, a driver without the cluster displays in the cockpit would not be able to receive any additional redundant information on the vehicle status or any malfunctions or safety-relevant warnings. Composite panes with electrically controllable optical properties are also known. They include composite panes that are equipped with functional elements whose optical properties can be changed by an applied electrical voltage. The functional elements are planar structures with electrically controllable optical properties of an active layer. This means that the optical properties of the active layer and in particular its transparency, scattering behavior or luminosity can be controlled by an electrical voltage. Examples of electro-optical functional elements are SPD functional elements (SPD = Suspended Particle Device), which are known for example from EP0876608B1 and WO2011033313A1, and PDLC functional elements (PDLC = Polymer Dispersed Liquid Crystal), which are known for example from DE102008026339A1. Apart from that, there are also electrochromic functional elements, which are known for example from EP3702572A1 or EP2917159A1.
Weiterhin ist es bekannt, dass beispielsweise mittels einer Lichtquelle, eines Lichtleiters und eines Auskopplungselementes Lichteffekte in einer Verbundscheibe erzeugt werden. Das Licht der Lichtquelle wird dabei in den Lichtleiter eingekoppelt, wobei es unter Ausnutzung des Effekts der Totalreflexion im Lichtleiter verbleibt bis es auf das Auskopplungselement trifft. Am Auskopplungselement wird das Licht aus dem Lichtleiter abgestrahlt, wodurch ein lokal begrenztes Leuchten erzeugt werden kann. Der Lichtleiter und das Auskopplungselement können innerhalb der Verbundscheibe einlaminiert sein. Es kann aber auch sein, dass der Lichtleiter beispielsweise die Innenscheibe der Verbundscheibe darstellt und das Auskopplungselement beispielsweise durch lokal begrenztes Aufrauen einer Oberfläche der Innenscheibe erzeugt wird. Die Lichtquelle ist meist ein LED-Modul, welches am Rand oder in einem Loch des Lichtleiters positioniert ist, um das Licht optimal in den Lichtleiter einkoppeln zu können. Solche Ausgestaltungen sind bereits in mehreren Schriften offenbart (bspw. W02011092419A1 , WO2011092420A1 , W0200777099A1 , W02010049638A1 , US20120104789A1 undIt is also known that light effects can be created in a composite pane using a light source, a light guide and a coupling element. The light from the light source is coupled into the light guide, where it remains in the light guide using the effect of total reflection until it hits the coupling element. The light is emitted from the light guide at the coupling element, which can create a locally limited glow. The light guide and the coupling element can be laminated within the composite pane. However, it can also be the case that the light guide represents the inner pane of the composite pane, for example, and the coupling element is created by locally limited roughening of a surface of the inner pane, for example. The light source is usually an LED module, which is positioned on the edge or in a hole in the light guide in order to be able to optimally couple the light into the light guide. Such embodiments have already been disclosed in several documents (e.g. W02011092419A1 , WO2011092420A1 , W0200777099A1 , W02010049638A1 , US20120104789A1 and
WO2018149568A1). WO2018149568A1).
Beide Technologien können miteinander kombiniert werden und können, einzeln oder in Kombination miteinander, ästhetischen Mehrwert für eine Verbundscheibe liefern, um beispielsweise als Ambient- und Umgebungslicht das Wohlbefinden beispielsweise von Fahrzeuginsassen zu verbessern, oder aber um bei Dunkelheit Licht zu spenden. Schriften, die die Kombination von Funktionselementen mit der Lichteinkopplung, sowie gezielter, regional begrenzter Lichtauskopplung lehren, sind beispielsweise CN102785555A, CN105291788A, US2019106055A1 und CN109606251 A. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Verbundscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe oder Dachscheibe, für ein Fahrzeug bereitzustellen, die neben einem, ästhetischen, optisch ansprechenden Beleuchtungskonzept, ein robustes Lichtsystem zur Anzeige von Informationen, Signalen und Warnhinweisen aufweist, mit dem die Cluster-Displays platzsparend ersetzt, gegebenenfalls auch Anzeigesysteme basierend auf HUD-Technologie ergänzt oder ersetzt werden können. Die vorstehend beschriebenen Nachteile sollen dabei vermieden werden. Both technologies can be combined with each other and can, individually or in combination with each other, provide aesthetic added value for a composite pane, for example to improve the well-being of vehicle occupants as ambient and ambient light, or to provide light in the dark. Documents that teach the combination of functional elements with light coupling, as well as targeted, regionally limited light coupling, are for example CN102785555A, CN105291788A, US2019106055A1 and CN109606251 A. The object of the present invention is to provide an improved composite pane, in particular a windshield or roof pane, for a vehicle, which, in addition to an aesthetic, visually appealing lighting concept, has a robust lighting system for displaying information, signals and warnings, with which the cluster displays can be replaced in a space-saving manner and, if necessary, can also be supplemented or replaced by display systems based on HUD technology. The disadvantages described above are to be avoided.
Diese und weitere Aufgaben werden erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.These and other objects are achieved according to the invention by a composite pane according to claim 1. Preferred embodiments emerge from the subclaims.
Erfindungsgemäß wird eine Verbundscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe oder eine Dachscheibe, bereitgestellt, die mindestens eine Außenscheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht und eine Innenscheibe umfasst, wobei die Außenscheibe eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Außenseite I und eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Innenseite II und die Innenscheibe eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte Außenseite III und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte Innenseite IV aufweist, wobei die Verbundscheibe mindestens ein Lichtinformationsanzeigesystem aufweist, welches mindestens ein LED-Modul zum Einkoppeln von Licht in die Innenscheibe und ein Auskopplungselement zur Auskopplung von Licht aus der Innenscheibe umfasst, wobei das Lichtinformationsanzeigesystem mit mindestens einem Steuergerät und/oder einer Bordelektronik, und/oder mindestens einem Sensor funktionell verbunden ist oder diese umfasst, wobei weiterhin das LED-Modul i) in einem seitlichen Rückschnitt und/oder einer Ausnehmung der Innenscheibe oder ii) in einem seitlichen Rückschnitt und/oder einer Ausnehmung der Innenscheibe und der Zwischenschicht und das Auskopplungselement der Außenseite (III) der Innenscheibe zugewandt auf der Zwischenschicht angeordnet ist oder das LED-Modul ist direkt und unmittelbar auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe, also der innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe, angeordnet und zur Einkopplung des Lichts in die Innenscheibe und Lenkung des Lichts innerhalb der Innenscheibe hin zur (Licht-)Auskopplungs-Einrichtung ist eine Prismenfolie vorgesehen, die bevorzugt auf der Außenseite (III) der Innenscheibe angeordnet ist. According to the invention, a composite pane, in particular a windshield or a roof pane, is provided, which comprises at least one outer pane, a thermoplastic intermediate layer and an inner pane, wherein the outer pane has an outer side I facing away from the thermoplastic intermediate layer and an inner side II facing the thermoplastic intermediate layer and the inner pane has an outer side III facing the thermoplastic intermediate layer and an inner side IV facing away from the thermoplastic intermediate layer, wherein the composite pane has at least one light information display system, which comprises at least one LED module for coupling light into the inner pane and an output element for coupling light out of the inner pane, wherein the light information display system is functionally connected to or comprises at least one control device and/or on-board electronics, and/or at least one sensor, wherein furthermore the LED module i) in a lateral cut-back and/or a recess of the inner pane or ii) in a lateral cut-back and/or a recess of the inner pane and the intermediate layer and the output element faces the outer side (III) of the inner pane on the intermediate layer is arranged or the LED module is arranged directly and immediately on the inner side (IV) of the inner pane, i.e. the inner surface of the inner pane, and for coupling the light into the inner pane and directing the light within the inner pane towards the (light) coupling-out device, a prism film is provided, which is preferably arranged on the outer side (III) of the inner pane.
Die Verbundscheibe ist mit dem Lichtinformationsanzeigesystem in Verbindung mit dem Sensor, dem Steuergerät und/oder einer Bordelektronik so ausgebildet, beziehungsweise derart miteinander funktionell verbunden, dass mit der Verbundscheibe die Anzeige einer optischen Information, wie beispielsweise die Ausgabe eines optischen Signals, wie ein Aufleuchten oder Beleuchten eines Symbols, ein Blinken oder Pulsieren, ein Farbwechsel, oder eine Lichtintensitätszu- oder Abnahme, erfolgen kann. The composite pane is designed with the light information display system in conjunction with the sensor, the control unit and/or on-board electronics, or is functionally connected to one another in such a way that the composite pane can display optical information, such as the output of an optical signal, such as a flashing or Illumination of a symbol, flashing or pulsing, a color change, or an increase or decrease in light intensity.
Vorteilhafterweise kann so mit der erfindungsgemäßen Verbundscheibe neben einem ästhetischen, optisch ansprechenden Beleuchtungskonzept (ambient light) gleichzeitig oder alternativ (wenn nur eine Lichtinformationsanzeige gewünscht ist) auch ein robustes Lichtsystem zur Anzeige von Informationen, Signalen und Warnhinweisen, beispielsweise in Bezug auf kritische Fahrzeugzustände, Statusanzeigen wie der Batterieladestand bei Elektrofahrzeugen, oder zur Anzeige bestimmter Ereignisse, wie ankommende Anrufe, realisiert werden. Erfindungsgemäß können vorteilhaft Cluster-Displays platzsparend durch das Lichtanzeigesystem ersetzt werden. Auf die bekannten Anzeigeeinrichtungen, die gewöhnlich im und im Bereich des Armaturenbretts angeordnet sind, kann also verzichtet werden, so dass diese Räume und Flächen zur freieren optischen und funktionellen Gestaltung und Designumsetzungen zur Verfügung stehen. Die Auslegungs- und Konstruktionsfreiheit wird hierdurch deutlich erhöht. Zusätzliche Vorteile ergeben sich daraus, dass ein solches Lichtinformationsanzeigesystem zuverlässig ist und zudem deutlich energiesparender betrieben werden kann als übliche Cluster- Displays. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Entwicklung von Fahrzeugen mit elektrischem Antrieb, also der E-Mobilität von Bedeutung, bei der es aufgrund der begrenzten elektrischen Lade- und Speicherkapazitäten und der bisher damit verbundenen geringeren Reichweite von Fahrzeugen besonders auf Energieeffizienz ankommt. Advantageously, the composite pane according to the invention can be used to create not only an aesthetic, visually appealing lighting concept (ambient light), but also, at the same time or alternatively (if only a light information display is desired), a robust lighting system for displaying information, signals and warnings, for example in relation to critical vehicle states, status displays such as the battery charge level in electric vehicles, or for displaying certain events such as incoming calls. According to the invention, cluster displays can advantageously be replaced by the light display system in a space-saving manner. The known display devices that are usually arranged in and around the dashboard can therefore be dispensed with, so that these spaces and areas are available for more free optical and functional design and design implementation. This significantly increases the freedom of design and construction. Additional advantages arise from the fact that such a light information display system is reliable and can also be operated in a much more energy-efficient manner than conventional cluster displays. This is particularly important with regard to the development of vehicles with electric drive, i.e. e-mobility, where energy efficiency is particularly important due to the limited electrical charging and storage capacities and the associated reduced range of vehicles.
Das Lichtinformationsanzeigesystem ist mit einem oder mehreren Sensoren, mit einem Steuergerät und/oder einer Bordelektronik, zum Beispiel dem Bordnetz und einem Bordcomputer eines Fahrzeugs, ausgebildet, beziehungsweise funktionell verbunden. Über den Bordcomputer und das Bordnetz können beispielsweise Lichtanzeigen von Fahrzeuggeschwindigkeit, eine Richtungsanzeige durch Blinker, Statusanzeigen zum Fahrzeugzustand und vieles mehr erfolgen. Moderne Fahrzeuge werden zudem heute auf höchstmögliche Effizienz und optimale Insassensicherheit entwickelt und werden mit einer Vielzahl von Fahrerassistenzsystemen ausgerüstet. Hierzu zählen zum Beispiel Regensensoren, Tageslichtsensoren, Gegenlichtsensoren, Ultraschallsensoren, optische Kameras und Radarsensoren mit denen das erfindungsgemäße Lichtinformationsanzeigesystem ebenfalls funktionell verbunden sein kann. Sie dienen in aller Regel der Verkehrsüberwachung und können beispielsweise Straßenschilder erkennen oder die Position und die Geschwindigkeit von Objekten außerhalb des Fahrzeugs, wie andere Verkehrsteilnehmer, oder auf der Fahrbahn befindliche Hindernisse, erkennen. So kann beispielsweise durch Sensoren eine Abstandsmessung zu einem vorausfahrenden Fahrzeug erfolgen und durch eine Auswerteeinheit ausgewertet werden. Bei zu geringem Abstand kann dann das Lichtinformationsanzeigesystem derart angesteuert werden, dass ein optisches Warnsignal ausgegeben wird. Beispielsweise kann dies ein Aufleuchten eines Symbols oder ein streifen oder rahmenförmiges Aufleuchten am Randbereich der Windschutzscheibe sein. The light information display system is designed or functionally connected to one or more sensors, a control unit and/or on-board electronics, for example the on-board network and an on-board computer of a vehicle. The on-board computer and the on-board network can be used, for example, to display light indicators of the vehicle speed, a direction indicator using indicators, status indicators of the vehicle condition and much more. Modern vehicles are also being developed today for the highest possible efficiency and optimum passenger safety and are equipped with a large number of driver assistance systems. These include, for example, rain sensors, daylight sensors, backlight sensors, ultrasonic sensors, optical cameras and radar sensors with which the light information display system according to the invention can also be functionally connected. They are generally used for traffic monitoring and can, for example, recognize road signs or the position and speed of objects outside the vehicle, such as other road users or obstacles on the road. For example, sensors can be used to measure the distance to a vehicle driving ahead. and evaluated by an evaluation unit. If the distance is too small, the light information display system can be controlled in such a way that an optical warning signal is issued. For example, this could be a symbol lighting up or a strip or frame-shaped light up at the edge of the windshield.
Das LED-Modul, kann erfindungsgemäß alternativ oder zusätzlich eine digitale Signalverarbeitungskomponente und/oder ein Steuergerät umfassen. Halbleiterchips und Sensoren können ggf. auch als ein Package mit dem LED Modul realisiert und beispielsweise in der Zwischenschicht integriert sein. Vorteilhafterweise sind bereits sehr kompakte sogenannte On-Chip-Systeme mit On-Chip-Speichern, Signalverarbeitungskomponenten und Mikrocontrollern, zur Verarbeitung von Sensorsignalen verfügbar, die besonders kleinbauend sind. Dies hat den Vorteil kurzer Signalwege. According to the invention, the LED module can alternatively or additionally comprise a digital signal processing component and/or a control unit. Semiconductor chips and sensors can also be implemented as a package with the LED module and integrated in the intermediate layer, for example. Advantageously, very compact so-called on-chip systems with on-chip memories, signal processing components and microcontrollers are already available for processing sensor signals, which are particularly small in size. This has the advantage of short signal paths.
Zusätzlich können beispielsweise eine oder mehrere Kameras oder andere Sensoren mit weiteren Funktionen zur funktionellen Verbindung mit dem Lichtinformationsanzeigesystem vorgesehen sein. Insbesondere können aber auch weitere Sensoren vorgesehen werden die zusätzlich die Sicherheitsfunktionen unterstützen und/oder gegebenenfalls mit diesem funktionell verbunden sind oder mit diesem Zusammenwirken. Mehrere Sensoren, beispielsweise Radarsensoren, können zum Beispiel über ein CAN-Bus System miteinander verbunden und in einem solchen CAN-Netzwerk gleichzeitig betrieben werden. Die erfassten Sensordaten, wie beispielsweise Radardaten und -Signale der verschiedenen Sensoren, können zusammen verarbeitet und ausgewertet und das Lichtinformationsanzeigesystem entsprechend zur Ausgabe einer optischen Signalausgabe angesteuert werden. Die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der resultierenden Messdaten und damit auch die der optischen Signalausgabe durch das Lichtinformationsanzeigesystem wird dadurch noch erhöht. Es ist ebenfalls möglich, dass die funktionelle Verbindung zwischen Lichtinformationsanzeigesystem, Sensoren und/oder Steuereinheit über geeignete drahtlose Verbindungen, wie WLAN oder Bluetooth, erfolgen kann. In addition, for example, one or more cameras or other sensors with additional functions can be provided for functional connection to the light information display system. In particular, however, additional sensors can also be provided which additionally support the safety functions and/or are functionally connected to it or interact with it. Several sensors, for example radar sensors, can be connected to one another via a CAN bus system, for example, and operated simultaneously in such a CAN network. The recorded sensor data, such as radar data and signals from the various sensors, can be processed and evaluated together and the light information display system can be controlled accordingly to output an optical signal. The accuracy and reliability of the resulting measurement data and thus also that of the optical signal output by the light information display system is thereby increased. It is also possible for the functional connection between the light information display system, sensors and/or control unit to be made via suitable wireless connections, such as WLAN or Bluetooth.
Das LED-Modul des Lichtinformationsanzeigesystems umfasst als Leuchtmittel (Lichtquelle) mindestens eine LED, beispielsweise eine Laserdiode, neben allen notwendigen Anschlüssen. Bei Anlegen einer Spannung an die Diode wird Licht in die Innenscheibe eingekoppelt. Geeignete Leuchtmittel für die LED-Module, die zudem eine geringe Bauhöhe aufweisen, sind bereits kommerziell erhältlich. The LED module of the light information display system comprises at least one LED, for example a laser diode, as a light source, in addition to all the necessary connections. When a voltage is applied to the diode, light is coupled into the inner pane. Suitable light sources for the LED modules, which also have a low installation height, are already commercially available.
Das LED-Modul des erfindungsgemäßen Lichtinformationsanzeigesystems kann in einer Ausgestaltung als Lichtquelle eine LED mit einem kleinen Abstrahlwinkel, kleiner als 30°, beispielsweise kleiner 20°, wie 15°, 10° oder 8° und/oder optische Mittel, wie integrierte Prismen oder Streulinsen zur Fokussierung umfassen, die das vom Leuchtmittel (LED) ausgestrahlte Licht vorteilhaft in einen speziellen, zur Signalanzeige vorgesehenen, örtlich begrenzten Bereich lenken können. Das LED-Modul kann beispielsweise mit einem Kollimator ausgebildet sein, wobei dies, beispielsweise für das mittels einer oder mehrerer Linsen, kollimierte Licht einen besonders kleinen Abstrahlwinkel, auch bis zu 0°, ermöglicht. Eine ungewollte, diffuse Beleuchtung und ein Übersprechen des Lichts auf nicht relevante Bereiche der Verbundscheibe und die Anzeige nicht gewollter Signale können hierdurch verhindert oder zumindest vermindert werden. Hierdurch kann für einen Betrachter eine optisch eindeutige und klare Signalausgabe und Informationsanzeige gewährleistet werden. The LED module of the light information display system according to the invention can, in one embodiment, have as a light source an LED with a small beam angle, less than 30°, for example less than 20°, such as 15°, 10° or 8° and/or optical means, such as integrated prisms or scattering lenses for focusing, which can advantageously direct the light emitted by the light source (LED) into a special, locally limited area intended for signal display. The LED module can, for example, be designed with a collimator, which enables a particularly small beam angle, even down to 0°, for example for the light collimated by means of one or more lenses. Unwanted, diffuse lighting and crosstalk of the light to irrelevant areas of the composite pane and the display of unwanted signals can thereby be prevented or at least reduced. This can ensure that the viewer sees a visually unambiguous and clear signal output and information display.
LED gehören zu den gerichteten Lichtquellen. Diese geben ihren gesamten Lichtstrom in nur eine bestimmte Richtung ab. Der Abstrahlwinkel sagt aus, in welchem Winkel der Lichtstrom aus der LED-Lichtquelle austritt. Je nach Abstand der Lichtquelle zum beleuchteten Bereich entsteht dadurch ein Lichtkegel mit entsprechendem Durchmesser. Je kleiner der Abstrahlwinkel ist, desto punktueller ist also der beleuchtete Bereich (der dafür besser/heller ausgeleuchtet erscheint, als bei einem größer gewählten Abstrahlwinkel). LEDs are directional light sources. They emit their entire luminous flux in just one specific direction. The beam angle indicates the angle at which the luminous flux emerges from the LED light source. Depending on the distance of the light source from the illuminated area, this creates a light cone with a corresponding diameter. The smaller the beam angle, the more focused the illuminated area is (which appears better/brighter illuminated than with a larger beam angle).
Die Leuchtmittel (beispielsweise LED) können farbig oder weiß sein. Bevorzugte Lichtfarben sind rot (wegen der ausgeprägten Signalwirkung), grün (wegen der hohen Empfindlichkeit des menschlichen Auges für das grüne Farbspektrum) und blau (wegen seiner besonders ästhetischen und wenig blendenden Wirkung). The light sources (e.g. LEDs) can be colored or white. Preferred light colors are red (due to its strong signaling effect), green (due to the human eye's high sensitivity to the green color spectrum) and blue (due to its particularly aesthetic and low-glare effect).
Das Auskopplungselement ist dafür vorgesehen, das von der Lichtquelle in die Innenscheibe eingekoppelte Licht in den Innenraum und/oder die äußere Umgebung zumindest teilweise, bevorzugt durch Streuung, Reflexion, Brechung oder Beugung, auszukoppeln. Vorzugsweise koppelt das Auskopplungselement das Licht über die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe in einen Innenraum, beispielsweise eine Fahrzeuginnenraum, aus. Das Auskopplungselement kann innerhalb des Durchsichtbereiches der Verbundscheibe oder außerhalb des Durchsichtbereiches angeordnet sein. Mit „Durchsichtbereich“ ist im Sinne der Erfindung ein Bereich gemeint, der zur Durchsicht durch die Verbundscheibe vorgesehen ist. Der Durchsichtbereich weist keine opaken Schichten auf, wie beispielsweise Schwarzdrucke, welche die Durchsicht verhindern. Vorzugsweise ist das Auskopplungselement dazu geeignet, zumindest einen Teil des in der Innenscheibe geleiteten Lichts durch Streuung, Reflexion, Brechung oder Beugung auszukoppeln. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Auskopplungselement an der außenseitigen Oberfläche oder der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht. Dazu ist das Auskopplungselement bevorzugt durch Laserstrukturierung, mechanische Strukturierung wie Sandstrahlen, und/oder durch Ätzen in die innenraumseitige Oberfläche und/oder die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe eingebracht. Alternativ oder in Kombination kann das Auskopplungselement mit der innenraumseitigen Oberfläche und/oder der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe stoffschlüssig verbunden sein, bevorzugt durch Aufdrucken oder Aufkleben einer Farbe, einer Paste oder von Partikeln, besonders bevorzugt von lichtstreuenden, lichtbrechenden oder lichtreflektierenden Partikeln. Diese Form des Auskopplungselements ist bevorzugt, da sie sich einfach und unkompliziert auch nach der Herstellung der Innenscheibe umsetzen lässt. The coupling-out element is provided to at least partially couple the light coupled into the inner pane by the light source into the interior and/or the external environment, preferably by scattering, reflection, refraction or diffraction. The coupling-out element preferably couples the light into an interior, for example a vehicle interior, via the interior-side surface of the inner pane. The coupling-out element can be arranged within the see-through area of the composite pane or outside the see-through area. In the sense of the invention, “see-through area” means an area that is intended for seeing through the composite pane. The see-through area does not have any opaque layers, such as black prints, which prevent seeing through. The coupling-out element is preferably suitable for coupling out at least part of the light guided in the inner pane by scattering, reflection, refraction or diffraction. In a preferred embodiment, the coupling-out element is applied to the outside surface or the inside surface of the inner pane. For this purpose, the coupling-out element is preferably introduced into the inside surface and/or the outside surface of the inner pane by laser structuring, mechanical structuring such as sandblasting, and/or by etching. Alternatively or in combination, the coupling-out element can be materially bonded to the inside surface and/or the outside surface of the inner pane, preferably by printing or gluing on a color, a paste or particles, particularly preferably light-scattering, light-refracting or light-reflecting particles. This form of coupling-out element is preferred because it can be implemented simply and easily even after the inner pane has been manufactured.
Alternativ oder in Kombination kann das Auskopplungselement mindestens einen transparenten Körper enthalten oder daraus bestehen, der mit der innenraumseitigen und/oder der außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe stoffschlüssig verbunden ist, beispielsweise durch Verkleben, wobei der transparente Körper bevorzugt a) eine strukturierte Kunststofffolie oder Kunststoffplatte oder b) eine transmissions-holographische Folie enthält oder daraus besteht. Alternatively or in combination, the coupling-out element can contain or consist of at least one transparent body which is materially connected to the interior and/or exterior surface of the inner pane, for example by gluing, wherein the transparent body preferably contains or consists of a) a structured plastic film or plastic plate or b) a transmission holographic film.
Vorteilhafterweise weist die strukturierte Kunststofffolie oder Kunststoffplatte eine flächige Anordnung von Mikroprismen wie ein Stufenprisma auf. Advantageously, the structured plastic film or plastic plate has a planar arrangement of microprisms such as a step prism.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Auskopplungselement zwischen der thermoplastischen Zwischenschicht und der Innenscheibe angeordnet. Das Auskopplungselement ist in so einem Fall vorzugsweise eine Kunststofffolie oder Kunststoff platte. Auf diese Weise ist das Auskopplungselement vor äußeren, schädlichen Einflüssen geschützt. Das Auskopplungselement kann auch auf der thermoplastischen Zwischenschicht, bevorzugt als optischer Streudruck, aufgedruckt sein. In a further preferred embodiment of the invention, the coupling-out element is arranged between the thermoplastic intermediate layer and the inner pane. In such a case, the coupling-out element is preferably a plastic film or plastic plate. In this way, the coupling-out element is protected from external, harmful influences. The coupling-out element can also be printed on the thermoplastic intermediate layer, preferably as an optical scatter print.
Es ist auch möglich, dass das Auskopplungselement innerhalb der Innenscheibe angeordnet ist. Das Auskopplungselement wird dazu vorzugsweise während der Herstellung der Innenscheibe, besonders bevorzugt durch das künstliche Erzeugen optischer Defekte, oder direkt auf der Innenscheibe als optischer Streudruck ein- bzw. aufgebracht. Das LED-Modul kann in der erfindungsgemäßen Verbundscheibe i) in einem seitlichen Rückschnitt und/oder einer Ausnehmung der Innenscheibe oder ii) in einem seitlichen Rückschnitt und/oder einer Ausnehmung der Innenscheibe und der Zwischenschicht und das Auskopplungselement der Außenseite (III) der Innenscheibe zugewandt auf der Zwischenschicht angeordnet sein. It is also possible for the decoupling element to be arranged inside the inner pane. The decoupling element is preferably incorporated or applied during the manufacture of the inner pane, particularly preferably by artificially creating optical defects, or directly on the inner pane as optical scattering print. The LED module can be arranged in the composite pane according to the invention i) in a lateral cut-back and/or a recess in the inner pane or ii) in a lateral cut-back and/or a recess in the inner pane and the intermediate layer and the coupling-out element can be arranged on the intermediate layer facing the outer side (III) of the inner pane.
Unter einem seitlichen Rückschnitt der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht wird hier ein abschnittsweiser Rückversatz, beziehungsweise eine Verkürzung der Innenscheibe und der Zwischenschicht zur Scheibenkante der Außenscheibe verstanden. Dies kann auch bedeuten, dass die Zwischenschicht und die Innenscheibe fertigungstechnisch so bereitgestellt werden, dass sie einen abschnittsweisen Rückversatz zur Scheibenkante aufweisen (ohne dabei notwendigerweise geschnitten zu sein). Bevorzugt ist der seitliche Rückschnitt genau auf die Abmessungen des LED-Moduls abgestimmt. Dies hat den Vorteil, dass das LED-Modul passgenau eingefügt und beispielsweise durch Verklebung befestigt werden kann und beispielsweise vor einem Verrutschen gut geschützt ist. A lateral cutback of the inner pane and/or the intermediate layer is understood here to mean a section-wise offset or a shortening of the inner pane and the intermediate layer to the edge of the outer pane. This can also mean that the intermediate layer and the inner pane are manufactured in such a way that they have a section-wise offset to the edge of the pane (without necessarily being cut). The lateral cutback is preferably precisely matched to the dimensions of the LED module. This has the advantage that the LED module can be inserted precisely and secured, for example by gluing, and is well protected against slipping, for example.
Die Innenscheibe und/oder die Zwischenschicht kann zur Aufnahme des LED-Moduls eine Ausnehmung aufweisen. Diese Ausnehmung ist bevorzugt ein Loch, also eine Durchführung, welche sich zwischen der außenseitigen und der innenraumseitigen Oberfläche der Scheibe erstreckt. Die Ausnehmung kann aber alternativ auch eine Vertiefung nach Art einer Sackbohrung sein (sackartige Vertiefung), welche sich ausgehend von der außenseitigen Oberfläche oder der innenraumseitigen Oberfläche in die Scheibe hinein erstreckt, ohne jedoch die gegenüberliegende Hauptfläche zu erreichen, wodurch sich eine Durchführung ergeben würde. Die Ausnehmung kann beispielsweise durch mechanisches Bohren oder durch Laserbearbeitung in der Scheibe erzeugt werden. Die Ausnehmung ist bevorzugt rund ausgebildet, kann aber grundsätzlich jede beliebige Form aufweisen, beispielweise auch eine polygonale Form. Damit ist die Grundfläche der Ausnehmung gemeint, in der Ebene, der mindestens einen Oberfläche der Innenscheibe, über welche die Ausnehmung in die Scheibe eingebracht ist. Die Ausnehmung hat insgesamt die Form eines Zylinders, bevorzugt eines senkrechten Zylinders. Der Zylinder ist bevorzugt ein Kreiszylinder (kreisrunde Grundfläche), kann aber auch beliebige andere Grundflächen aufweisen, beispielsweise eine elliptische Grundfläche (elliptischer Zylinder) oder eine polygonale Grundfläche (Prisma). Es können gegebenenfalls auch beide Scheiben, also Innenscheibe und Außenscheibe mit mindestens einer mit einem LED-Modul ausgestatteten Ausnehmung versehen sein. Bevorzugt ist für die Aufnahme und Anbringung des LED-Moduls die Innenscheibe vorgesehen. Die Ausnehmung, sei es als Durchführung oder als Vertiefung, wird durch eine umlaufende Kantenfläche begrenzt, welche sich zwischen den Hauptflächen der Scheibe erstreckt. Im Falle der Durchführung ist dies die einzige Begrenzungsfläche der Ausnehmung. Im Fall der sackartigen Vertiefung ist eine weitere Begrenzungsfläche vorhanden, welche derjenigen Hauptfläche der Scheibe zugewandt ist, bis zu der sich die Vertiefung nicht erstreckt, und welche gleichsam den Boden der Sackbohrung bildet. Das LED-Modul ist in dieser Ausgestaltung der besagten Kantenfläche der Ausnehmung zugeordnet, bevorzugt an der Kantenfläche angebracht, beispielsweise angeklebt oder in einer an der Ausnehmung befestigten Fassung angeordnet.The inner pane and/or the intermediate layer can have a recess to accommodate the LED module. This recess is preferably a hole, i.e. a passage that extends between the outside and the inside surface of the pane. Alternatively, the recess can also be a depression in the form of a blind hole (blind-like depression) that extends from the outside surface or the inside surface into the pane, but without reaching the opposite main surface, which would result in a passage. The recess can be created in the pane, for example, by mechanical drilling or by laser processing. The recess is preferably round, but can basically have any shape, for example a polygonal shape. This refers to the base area of the recess, in the plane of the at least one surface of the inner pane, via which the recess is made in the pane. The recess has the overall shape of a cylinder, preferably a vertical cylinder. The cylinder is preferably a circular cylinder (circular base area), but can also have any other base area, for example an elliptical base area (elliptical cylinder) or a polygonal base area (prism). If necessary, both panes, i.e. the inner pane and the outer pane, can also be provided with at least one recess equipped with an LED module. The inner pane is preferably provided for receiving and attaching the LED module. The recess, whether as a feedthrough or as a depression, is delimited by a peripheral edge surface which extends between the main surfaces of the pane. In the case of a feedthrough, this is the only delimiting surface of the recess. In the case of a sack-like depression, there is a further delimiting surface which faces the main surface of the pane to which the depression does not extend and which forms the bottom of the blind hole. In this embodiment, the LED module is assigned to the said edge surface of the recess, preferably attached to the edge surface, for example glued or arranged in a holder attached to the recess.
In einer Alternative ist das LED-Modul direkt und unmittelbar auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe, also der innenseitigen Oberfläche der Innenscheibe, angeordnet und zur Einkopplung des Lichts in die Innenscheibe und Lenkung des Lichts innerhalb der Innenscheibe hin zur (Licht-)Auskopplungs-Einrichtung ist eine Prismenfolie vorgesehen, die bevorzugt auf der Außenseite (III) der Innenscheibe angeordnet ist. Diese Prismenfolie wird beispielsweise in der dafür vorgesehenen Position in die Verbundscheibe mit einlaminiert und so fixiert. Dies hat den Vorteil, dass zur Positionierung des LED-Moduls keinerlei Rückschnitte oder Bohrungen ausgeführt werden müssen. Zudem bleibt die strukturelle Integrität der Verbundscheibe insgesamt erhalten. Die Befestigung des LED-Moduls kann beispielsweise durch Klebung, beispielsweise mit einem optisch klaren Kleber, erfolgen. In an alternative, the LED module is arranged directly and immediately on the inside (IV) of the inner pane, i.e. the inside surface of the inner pane, and a prism film is provided to couple the light into the inner pane and direct the light within the inner pane towards the (light) output device, which is preferably arranged on the outside (III) of the inner pane. This prism film is, for example, laminated into the composite pane in the position provided for it and thus fixed. This has the advantage that no cuts or holes need to be made to position the LED module. In addition, the structural integrity of the composite pane is retained overall. The LED module can be attached, for example, by gluing, for example with an optically clear adhesive.
Die Prismenfolie ist mit anderen Worten ein Lichteinkopplungsmittel und bevorzugt als transparenter Körper, der mit der Außenseite der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht stoffschlüssig verbunden ist, beispielsweise durch Verkleben, oder einlaminieren. Die Prismenfolie kann auch in eine Ausnehmung der Zwischenschicht eingesetzt sein. Dies ermöglicht ggf. eine höhere Bauhöhe der Prismenfolie, ohne dass es beim Einlaminieren zu Spannungen in der Verbundscheibe führt. In other words, the prism film is a means of coupling light and is preferably a transparent body that is firmly bonded to the outside of the inner pane and/or the intermediate layer, for example by gluing or lamination. The prism film can also be inserted into a recess in the intermediate layer. This may allow the prism film to be higher without causing stress in the composite pane during lamination.
Die Prismenfolie als transparenter Körper ist bevorzugt eine strukturierte Kunststofffolie, beispielsweise aus PET, Polycarbonat oder folienartige Kunststoff platte, beispielsweise mit lichtstreuenden, lichtbrechenden, lichtbeugenden oder lichtreflektierenden Partikeln, eine holographische Folie, oder besteht daraus. Die Prismenfolie kann auch eine flächige Anordnung von Mikroprismen, beispielsweise aus zufällig oder rasterförmig angeordneten Pyramiden oder aus linienförmig angeordneten Stufen (im Folgenden auch Stufenprisma genannt) enthalten oder daraus bestehen. Typischerweise weist die Prismenfolie eine Oberflächenstruktur aus derartigen Mikroprismen auf. Derartige Mikroprismen können vorteilhafterweise durch mechanische Bearbeitung wie Stempeln oder Prägen, durch chemisches Ätzen, durch Photolithographie oder andere Transfertechniken hergestellt werden. The prism film as a transparent body is preferably a structured plastic film, for example made of PET, polycarbonate or film-like plastic plate, for example with light-scattering, light-refracting, light-bending or light-reflecting particles, a holographic film, or consists of these. The prism film can also contain or consist of a flat arrangement of microprisms, for example of randomly or grid-shaped pyramids or of linearly arranged steps (hereinafter also referred to as step prisms). Typically, the prism film has a surface structure made of such microprisms. Such microprisms can advantageously be formed by mechanical Processing such as stamping or embossing, chemical etching, photolithography or other transfer techniques.
Als transparent im Sinne der Erfindung wird ein Gegenstand, insbesondere ein Lichteinkopplungsmittel, ein Lichtauskopplungsmittel (Auskopplungselement), Folie, eine Scheibe und/oder ein transparenter Körper, verstanden, weicher eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 20%, bevorzugt größer 50%, besonders bevorzugt von größer 70 %, insbesondere von größer 85 % aufweist. Transparent in the sense of the invention is understood to mean an object, in particular a light coupling means, a light coupling means (coupling element), film, a pane and/or a transparent body, which has a transmission in the visible spectral range of greater than 20%, preferably greater than 50%, particularly preferably greater than 70%, in particular greater than 85%.
In einer anderen Ausgestaltung der der Erfindung ist vorgesehen, dass das LED-Modul, an einer der Kanten der Verbundscheibe angeordnet ist, bevorzugt in einem seitlichen Rückschnitt und/oder einer Ausnehmung der Innenscheibe und der Zwischenschicht, und das Auskopplungselement, der Außenseite (III) der Innenscheibe zugewandt, bevorzugt auf der Zwischenschicht, angeordnet ist. In another embodiment of the invention, it is provided that the LED module is arranged on one of the edges of the composite pane, preferably in a lateral cutback and/or a recess of the inner pane and the intermediate layer, and the coupling-out element is arranged facing the outer side (III) of the inner pane, preferably on the intermediate layer.
Das Auskopplungselement zur gerichteten Auskopplung von Licht vom LED-Modul in Richtung der Innenseite IV der Innenscheibe kann beispielsweise ein optischer Streudruck (Decouple tint) auf der Zwischenschicht sein. Das Auskopplungselement, beispielsweise der Streudruck, kann verschiedenste Icons und Symbole als funktionelle Indikatoren und Warnhinweise umfassen oder als solche ausgebildet sein, so dass diese im Betrieb, beispielsweise als leuchtende Indikatoren für relevante Informationsanzeigen, Fehlfunktionen oder Fahrzeugzustände von einem Fahrer oder Betrachter wahrgenommen werden können. Zweckmäßigerweise ist das Auskopplungselement in räumlicher Nähe zum LED-Modul und zur Auskopplung des hierdurch eingekoppelten Lichts geeignet angeordnet. The decoupling element for the directed decoupling of light from the LED module towards the inner side IV of the inner pane can be, for example, an optical decouple tint on the intermediate layer. The decoupling element, for example the decouple tint, can include a wide variety of icons and symbols as functional indicators and warnings or can be designed as such so that they can be perceived by a driver or observer during operation, for example as illuminated indicators for relevant information displays, malfunctions or vehicle states. The decoupling element is expediently arranged in close proximity to the LED module and suitable for decoupling the light coupled in through it.
Das Lichtinformationsanzeigesystem kann erfindungsgemäß zusätzlich oder alternativ aber auch für eine flächige, streifen- oder rahmenförmige Lichtausgabe oder Lichtanzeige ausgebildet sein. Beispielsweise könnte es auch, wenn die immer mögliche Informationsanzeige nicht erforderlich oder erwünscht ist, einfach als Beleuchtung (ambient light) genutzt werden oder beispielsweise ein autonomes Fahren eines Fahrzeugs durch eine rahmenförmig umlaufende Beleuchtung der Windschutzscheibe anzeigen. In einer Verbundscheibe können ein oder mehrere Licht-in-Glas- Modul-Anzeigesysteme (Lichtinformationsanzeigesysteme) vorgesehen werden. Diese können grundsätzlich unabhängig voneinander in gleicher Ausgestaltung gemäß der Erfindung realisiert oder aber auch unterschiedlich ausgebildet sein. In einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausführungsform der Verbundscheibe ist vorgesehen, dass das Auskopplungselement zur gerichteten Auskopplung von Licht in Richtung der Innenseite IV der Innenscheibe, ein optischer, transparenter oder opaker Streudruck (Decouple tint) auf der Zwischenschicht oder auf der Innenscheibe oder Außenscheibe ist. According to the invention, the light information display system can additionally or alternatively be designed for a flat, strip-shaped or frame-shaped light output or light display. For example, if the always possible information display is not required or desired, it could simply be used as lighting (ambient light) or, for example, indicate autonomous driving of a vehicle by means of a frame-shaped lighting around the windshield. One or more light-in-glass module display systems (light information display systems) can be provided in a composite pane. These can basically be implemented independently of one another in the same design according to the invention or can also be designed differently. In a preferred embodiment of the composite pane according to the invention, it is provided that the decoupling element for the directed decoupling of light in the direction of the inner side IV of the inner pane is an optical, transparent or opaque scattering print (decouple tint) on the intermediate layer or on the inner pane or outer pane.
Das Auskopplungselement, also beispielsweise der erfindungsgemäß bevorzugte Streudruck, kann verschiedenste regelmäßige oder willkürliche Muster, Schriftzüge, Icons und Symbole als funktionelle optische Indikatoren und Warnhinweise umfassen oder als solche ausgebildet sein, so dass diese im Betrieb beispielsweise als leuchtende Indikatoren für relevante Informationsanzeigen, Fehlfunktionen oder Fahrzeugzustände von einem Fahrer oder Betrachter wahrgenommen werden können. Zweckmäßigerweise wird das Auskopplungselement so, beispielsweise in räumlicher Nähe, zum LED-Modul und zur Auskopplung des hierdurch eingekoppelten Lichts geeignet angeordnet oder es werden zusätzlich optische Lichtleiter oder Lichtverstärkerelemente verwendet um die Auskopplung des Lichts zur Erzeugung der gewünschten Lichtanzeige, - information oder eines Lichtsignals in ausreichender Intensität und Qualität zu bewirken und sicherzustellen. The decoupling element, for example the scattered print preferred according to the invention, can comprise a wide variety of regular or random patterns, lettering, icons and symbols as functional optical indicators and warnings or can be designed as such, so that these can be perceived by a driver or observer during operation, for example as illuminated indicators for relevant information displays, malfunctions or vehicle states. The decoupling element is expediently arranged in such a way, for example in spatial proximity, to the LED module and for decoupling the light coupled in thereby, or additional optical light guides or light amplifier elements are used to bring about and ensure the decoupling of the light to generate the desired light display, information or a light signal with sufficient intensity and quality.
Das Lichtinformationsanzeigesystem kann erfindungsgemäß zusätzlich oder alternativ für eine flächige, streifen- oder rahmenförmige Lichtausgabe oder Lichtanzeige zur Anzeige optischer Signale und Informationen ausgebildet sein. Beispielsweise kann neben einer einfachen oder ästhetischen Beleuchtung (ambient light) das Lichtinformationsanzeigesystem, beispielsweise durch Intensivierung der Strahlung, bzw. der Helligkeit, durch eine, gegebenenfalls in unterschiedlichen Frequenzen, pulsierende Anzeige oder mit einem funktionellen Farbwechsel oder mit Animation genutzt werden. Beispielsweise kann ein autonomes Fahren eines Fahrzeugs durch eine rahmenförmig umlaufende Beleuchtung der Windschutzscheibe angezeigt werden. In einer Verbundscheibe können ein oder mehrere LED-Module oder insgesamt ein oder mehrere Lichtinformationsanzeigesysteme vorgesehen werden. According to the invention, the light information display system can additionally or alternatively be designed for a flat, strip or frame-shaped light output or light display for displaying optical signals and information. For example, in addition to simple or aesthetic lighting (ambient light), the light information display system can be used, for example by intensifying the radiation or brightness, by a pulsating display, possibly at different frequencies, or with a functional color change or with animation. For example, autonomous driving of a vehicle can be indicated by a frame-shaped lighting around the windshield. One or more LED modules or one or more light information display systems in total can be provided in a composite pane.
In einer weiteren Ausgestaltung der Verbundscheibe umfasst das Lichtinformationsanzeigesystem mindestens ein Lichtleiterelement und/oder Lichtverstärkerelement. Dieses Lichtleiter- oder Lichtverstärkerelement kann beispielsweise geeignet sein zur Unterstützung einer flächigen Ausleuchtung der Verbundscheibenfläche, oder zum Sicherstellen einer ausreichenden Lichtintensität und zur Be- und Ausleuchtung von Informationsanzeigen, die weiter entfernt von der Lichtquelle in der Verbundscheibe, beispielsweise in der Scheibenmitte einer Dachscheibe für Kraftfahrzeuge, angeordnet sind. Das Lichtleiterelement kann beispielsweise in einer Ausführungsform eine Glasfaser, insbesondere mit einem Durchmesser zwischen 0,2 mm und 0,9 mm, bevorzugt zwischen 0,3 mm und 0,8 mm, sein. Solche Glasfasern sind kommerziell erhältlich und lassen sich während eines üblichen Herstellprozesses mittels Lamination gut in Verbundscheiben integrieren. Lichtverstärkerelemente können beispielsweise auch Mikroprismenfolien sein. In a further embodiment of the composite pane, the light information display system comprises at least one light guide element and/or light amplifier element. This light guide or light amplifier element can be suitable, for example, for supporting a planar illumination of the composite pane surface, or for ensuring sufficient light intensity and for illuminating and illuminating information displays that are arranged further away from the light source in the composite pane, for example in the center of a roof pane for motor vehicles. The light guide element can, for example, in one embodiment be a glass fiber, in particular with a diameter between 0.2 mm and 0.9 mm, preferably between 0.3 mm and 0.8 mm. Such glass fibers are commercially available and can be easily integrated into composite panes during a standard manufacturing process using lamination. Light amplifier elements can also be microprism films, for example.
In einer anderen Ausgestaltung weist die Verbundscheibe, einen Durchsichtbereich auf und mindestens das Auskopplungselement ist außerhalb des Durchsichtbereichs angeordnet. Unter Durchsichtbereich wird der Bereich der Verbundscheibe verstanden, der zur Durchsicht vorgesehen ist und um eine entsprechend ausreichende Durchsicht, beispielsweise für einen Fahrer durch eine Windschutzscheibe, zu gewährleisten insbesondere transparent und frei von opaken Elementen ist. Das Auskopplungselement kann beispielsweise in einem an den Durchsichtbereich angrenzenden Randbereich der Verbundscheibe angeordnet sein. So ist beispielsweise für einen Fahrer die ungehinderte Durchsicht gewährleistet, die optischen Lichtinformationen, -Signale oder Lichtanzeigen durch das Lichtinformationsanzeigesystem bleiben jedoch noch im Sichtfeld und sind gut wahrnehmbar. In another embodiment, the composite pane has a see-through area and at least the decoupling element is arranged outside the see-through area. The see-through area is understood to be the area of the composite pane that is intended for seeing through and is particularly transparent and free of opaque elements in order to ensure adequate visibility, for example for a driver through a windshield. The decoupling element can be arranged, for example, in an edge area of the composite pane adjacent to the see-through area. This ensures, for example, unhindered visibility for a driver, but the optical light information, signals or light displays from the light information display system still remain in the field of vision and are easily perceptible.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind erfindungsgemäß bevorzugt transparent. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent", dass die Gesamttransmission der Verbundscheibe den gesetzlichen Bestimmungen beispielsweise für Windschutzscheiben (beispielsweise den Richtlinien der europäischen Union ECE-R43) entspricht und für sichtbares Licht bevorzugt eine Durchlässigkeit von mehr als 50% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%, aufweist. Mit „transparenter Innenscheibe“ und „transparenter Außenscheibe“ ist somit gemeint, dass die Innenscheibe und die Außenscheibe derart transparent sind, dass die Durchsicht durch einen Durchsichtbereich der Verbundscheibe die gesetzlichen Bestimmungen für die gewünschte Verwendung, beispielsweise für Windschutzscheiben, erfüllt sind. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 % und insbesondere 0%. According to the invention, the outer pane and the inner pane are preferably transparent. In the sense of the present invention, "transparent" means that the total transmission of the composite pane complies with the legal provisions for windshields, for example (for example the European Union guidelines ECE-R43) and preferably has a transmittance of more than 50% and in particular more than 60%, for example more than 70%, for visible light. "Transparent inner pane" and "transparent outer pane" therefore mean that the inner pane and the outer pane are so transparent that the view through a see-through area of the composite pane meets the legal provisions for the desired use, for example for windshields. Accordingly, "opaque" means a light transmission of less than 10%, preferably less than 5% and in particular 0%.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Verbundscheibe ist zumindest das Auskopplungselement in Durchsichtrichtung mindestens teilweise räumlich vor einem opaken Hintergrund angeordnet, so dass dieses kaum wahrnehmbar ist, wenn das Lichtinformationsanzeigesystem nicht in Betrieb ist. Ist das Lichtinformationsanzeigesystem jedoch in Betrieb, so sorgt der opake Hintergrund für eine gute Wahrnehmbarkeit der Lichtinformation, beispielsweise in Form von üblichen Symbolen zur Anzeige von Warnhinweisen oder Informationen zum Betriebszustand. Der Ausdruck „in Durchsichtrichtung“ oder „in Durchsicht durch die Verbundscheibe“ bedeutet, dass durch die Verbundscheibe geblickt wird, ausgehend von der Innenseite der Innenscheibe. Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet „räumlich vor“, für Elemente, dass diese räumlich weiter entfernt von der Außenseite (I) der Außenscheibe angeordnet sind, als zumindest der opake Hintergrund. In a preferred embodiment of the composite pane, at least the coupling-out element is arranged at least partially spatially in front of an opaque background in the viewing direction, so that it is hardly perceptible when the light information display system is not in operation. However, if the light information display system is in operation, the opaque background ensures that the light information is easily perceptible, for example in the form of conventional symbols for displaying warnings or information on the operating status. The expression "in the viewing direction" or "in viewing through the composite pane" means that one looks through the composite pane starting from the inside of the inner pane. In the sense of the present invention, "spatially in front" means for elements that they are arranged spatially further away from the outside (I) of the outer pane than at least the opaque background.
Der opake Hintergrund ist in einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung ein opaker Maskierungsstreifen, welcher bereichsweise mindestens auf einer der Außenseite (I) und/ oder der Innenseiten (II) der Außenscheibe angeordnet ist. Der Maskierungsstreifen kann grundsätzlich auf jeder Scheibenseite der Außenscheibe angeordnet sein. Bei der erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist dieser bevorzugt auf der Innenseite der Außenscheibe aufgebracht, wo er vor äußeren Einflüssen geschützt ist. In an embodiment according to the invention, the opaque background is an opaque masking strip which is arranged in regions on at least one of the outer sides (I) and/or the inner sides (II) of the outer pane. The masking strip can in principle be arranged on each side of the outer pane. In the case of the composite pane according to the invention, it is preferably applied to the inner side of the outer pane, where it is protected from external influences.
Der Maskierungsstreifen 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. The masking strip is preferably a coating made of one or more layers. Alternatively, it can also be an opaque element, such as a film, inserted into the composite pane.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Verbundscheibe besteht der Maskierungsstreifen aus einer Einzelschicht. Dies hat den Vorteil einer besonders einfachen und kostengünstigen Fertigung der Verbundscheibe, da nur eine einzige Schicht für den Maskierungsstreifen ausgebildet werden muss. Besonders bevorzugt wird diese Maskierungsschicht auf der Innenseite der Außenscheibe aufgebracht. According to a preferred embodiment of the composite pane, the masking strip consists of a single layer. This has the advantage of a particularly simple and cost-effective production of the composite pane, since only a single layer has to be formed for the masking strip. This masking layer is particularly preferably applied to the inside of the outer pane.
Er kann zusätzlich zu der im Sinne der Erfindung beschriebenen Wirkweise als Maskierung von im verbauten Zustand ansonsten durch die Scheibe erkennbaren Strukturen dienen. Insbesondere bei einer Windschutzscheibe dient der Maskierungsstreifen zum Maskieren einer Kleberaupe zum Einkleben der Windschutzscheibe in eine Fahrzeugkarosserie. Das bedeutet, er 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. Bei Scheiben mit einer elektrisch steuerbaren Funktionsschicht kann der Maskierungsstreifen beispielsweise auch zum Abdecken von Sammelleitern und/oder Anschlusselementen dienen. Der Maskierungsstreifen wird erfindungsgemäß auf die Außenscheibe oder Innenscheibe aufgedruckt, insbesondere im Siebdruckverfahren. Dabei wird die Druckfarbe durch ein feinmaschiges Gewebe hindurch auf die Glasscheibe gedruckt. Die Druckfarbe wird dabei beispielsweise mit einer Gummirakel durch das Gewebe hindurchgepresst. Das Gewebe weist Bereiche auf, welche für die Druckfarbe durchlässig sind, neben Bereichen, welche für die Druckfarbe undurchlässig sind, wodurch die geometrische Form des Drucks festgelegt wird. Das Gewebe fungiert somit als Schablone für den Druck. Die Druckfarbe enthält mindestens ein Pigment und Glasfritten, suspendiert in einer flüssigen Phase (Lösungsmittel), beispielsweise Wasser oder organische Lösungsmittel wie Alkohole. Das Pigment ist typischerweise ein Schwarzpigment, beispielsweise Pigmentruß (Carbon Black), Anilinschwarz, Beinschwarz, Eisenoxidschwarz, Spinellschwarz und/oder Graphit. In addition to the mode of action described in the invention, it can serve to mask structures that would otherwise be visible through the pane when installed. In the case of a windshield in particular, the masking strip is used to mask an adhesive bead for gluing the windshield to a vehicle body. This means that it prevents the adhesive bead, which is usually applied irregularly, from being seen from the outside, so that the windshield has a harmonious overall impression. On the other hand, the masking strip serves as UV protection for the adhesive material used. Continuous exposure to UV light damages the adhesive material and would loosen the connection between the pane and the vehicle body over time. In the case of panes with an electrically controllable functional layer, the masking strip can also be used, for example, to cover busbars and/or connection elements. According to the invention, the masking strip is printed onto the outer or inner pane, in particular using a screen printing process. The printing ink is printed onto the glass pane through a fine-mesh fabric. The printing ink is pressed through the fabric, for example using a rubber squeegee. The fabric has areas that are permeable to the printing ink, as well as areas that are impermeable to the printing ink, which determines the geometric shape of the print. The fabric thus functions as a stencil for the print. The printing ink contains at least one pigment and glass frits, suspended in a liquid phase (solvent), for example water or organic solvents such as alcohols. The pigment is typically a black pigment, for example carbon black, aniline black, bone black, iron oxide black, spinel black and/or graphite.
Nach dem Aufdrucken der Druckfarbe wird die Glasscheibe einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei die flüssige Phase durch Verdampfen ausgetrieben wird und die Glasfritten aufgeschmolzen werden und sich dauerhaft mit der Glasoberfläche verbinden. Die Temperaturbehandlung wird typischerweise bei Temperaturen im Bereich von 450°C bis 700°C durchgeführt. Als Maskierungsstreifen verbleibt das Pigment in der durch die aufgeschmolzene Glasfritte gebildeten Glasmatrix. Der Maskierungsstreifen weist bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 50 pm auf, besonders bevorzugt von 8 pm bis 25 pm. After the printing ink has been printed on, the glass pane is subjected to a temperature treatment, whereby the liquid phase is expelled by evaporation and the glass frits are melted and bonded permanently to the glass surface. The temperature treatment is typically carried out at temperatures in the range of 450°C to 700°C. The pigment remains as a masking strip in the glass matrix formed by the melted glass frit. The masking strip preferably has a thickness of 5 pm to 50 pm, particularly preferably 8 pm to 25 pm.
Alternativ ist der Maskierungsstreifen eine gefärbte oder pigmentierte, bevorzugt schwarzpigmentierte, thermoplastische Verbundfolie, die vorzugsweise auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylvinylacetat (EVA) oder Polyethylenterephthalat (PET), bevorzugt PVB, ausgebildet ist. Die Färbung oder Pigmentierung der Verbundfolie ist dabei frei wählbar, bevorzugt aber schwarz. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist vorzugsweise zwischen der Außenscheibe und Innenscheibe angeordnet. Die gefärbte oder pigmentierte thermoplastische Verbundfolie weist bevorzugt eine Dicke von 0,25 mm bis 1 mm auf. Vorzugsweise erstreckt sich die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie über maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Um Dickenunterschiede in der Verbundscheibe zu vermeiden, ist vorzugsweise eine transparente weitere thermoplastische Verbundfolie zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet, welche sich über mindestens 50 %, bevorzugt mindestens 70 % der Fläche der Verbundscheibe erstreckt. Die gefärbte oder pigmentierte Verbundfolie ist in der Flächenebene der Verbundscheibe von der transparenten thermoplastischen Verbundscheibe versetzt angeordnet, sodass sich diese nicht überlappen oder decken. Der Maskierungsstreifen kann auch durch eine bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie bereitgestellt werden. In diesem Fall ist die Reflexionsschicht räumlich vor dem pigmentierten oder gefärbten Bereich der thermoplastischen Verbundfolie angeordnet. Die Pigmentierung oder Färbung der Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über einen Bereich von maximal 50 % und besonders bevorzugt maximal 30 % der Fläche der Verbundscheibe. Der restliche Teil der bereichsweise pigmentierten oder gefärbten thermoplastischen Verbundfolie ist transparent, also ohne Pigmentierung oder Färbung ausgebildet. Die bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie erstreckt sich vorzugsweise über die gesamte Fläche der Verbundscheibe. Die Ausführung des Maskierungsstreifens als pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie oder als bereichsweise pigmentierte oder gefärbte thermoplastische Verbundfolie vereinfacht die Herstellung der Verbundscheibe und verbessert ihre Stabilität. Es ist sehr vorteilhaft, wenn die Außenscheibe oder die Innenscheibe zuvor nicht beschichtet werden müssen, um einen opaken Hintergrund zu erzeugen. Dies erhöht zum einen die Stabilität der Verbundscheibe und verbessert weiterhin die Prozesseffizienz. Alternatively, the masking strip is a colored or pigmented, preferably black-pigmented, thermoplastic composite film, which is preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethyl vinyl acetate (EVA) or polyethylene terephthalate (PET), preferably PVB. The coloring or pigmentation of the composite film is freely selectable, but is preferably black. The colored or pigmented composite film is preferably arranged between the outer pane and the inner pane. The colored or pigmented thermoplastic composite film preferably has a thickness of 0.25 mm to 1 mm. The colored or pigmented composite film preferably extends over a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the surface of the composite pane. In order to avoid differences in thickness in the composite pane, a further transparent thermoplastic composite film is preferably arranged between the outer pane and the inner pane, which extends over at least 50%, preferably at least 70% of the surface of the composite pane. The coloured or pigmented composite film is arranged offset from the transparent thermoplastic composite film in the surface plane of the composite pane so that they do not overlap or cover each other. The masking strip can also be provided by a partially pigmented or colored thermoplastic composite film. In this case, the reflection layer is arranged spatially in front of the pigmented or colored area of the thermoplastic composite film. The pigmentation or coloring of the composite film preferably extends over an area of a maximum of 50% and particularly preferably a maximum of 30% of the surface of the composite pane. The remaining part of the partially pigmented or colored thermoplastic composite film is transparent, i.e. without pigmentation or coloring. The partially pigmented or colored thermoplastic composite film preferably extends over the entire surface of the composite pane. The design of the masking strip as a pigmented or colored thermoplastic composite film or as a partially pigmented or colored thermoplastic composite film simplifies the production of the composite pane and improves its stability. It is very advantageous if the outer pane or the inner pane do not have to be coated beforehand to create an opaque background. This increases the stability of the composite pane and also improves process efficiency.
Die Außenscheibe und Innenscheibe enthalten oder bestehen bevorzugt aus Glas, besonders bevorzugt Flachglas, Floatglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alumino-Silikat- Glas, oder klaren Kunststoffen, vorzugsweise starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon. The outer pane and inner pane preferably contain or consist of glass, particularly preferably flat glass, float glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, alumino-silicate glass, or clear plastics, preferably rigid clear plastics, in particular polyethylene, polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polystyrene, polyamide, polyester, polyvinyl chloride and/or mixtures thereof.
In einer bevorzugten Ausgestaltung besteht die Innenscheibe aus einem hoch transparenten Klarglas, beispielsweise Diamantglas. Dies verbessert die Leuchtkraft und Klarheit einer optischen Anzeige der Informationen, oder der Signale durch das erfindungsgemäße Lichtinformationsanzeigesystem. In a preferred embodiment, the inner pane consists of a highly transparent clear glass, for example diamond glass. This improves the luminosity and clarity of an optical display of the information or signals by the light information display system according to the invention.
Ist für das Lichtinformationsanzeigesystem vorgesehen, dass das LED-Modul in räumlicher Nähe, beispielsweise unterhalb von 20 cm, 15 cm oder 10 cm, zum Auskopplungselement angeordnet ist, wie zum Beispiel innerhalb eines rahmenförmigen Markierungsstreifens einer Windschutzscheibe, dann reicht für eine gute Anzeige- und Leuchtqualität auch der Einsatz eines normalen Glas, beispielsweise Natronglas, für die Innenscheibe aus, was in diesem Fall dann kostengünstiger in der Fertigung ist, als ein hochtransparentes Klarglas. Die Außenscheibe und Innenscheibe können gegebenenfalls weitere im Zusammenhang mit der Erfindung geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, elektrisch leitfähige Beschichtungen, oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen. So können zusätzliche Funktionalitäten, beispielsweise zur Verbesserung des Klimakomforts, durch die Verbundscheibe übernommen und realisiert werden If the light information display system is designed so that the LED module is arranged in close proximity to the output element, for example within 20 cm, 15 cm or 10 cm, such as within a frame-shaped marking strip on a windshield, then the use of normal glass, such as soda glass, for the inner pane is sufficient to achieve good display and lighting quality, which in this case is more cost-effective to manufacture than highly transparent clear glass. The outer pane and inner pane can optionally have other coatings known per se that are suitable in connection with the invention, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, electrically conductive coatings, or sun protection coatings or low-E coatings. In this way, additional functionalities, for example to improve climate comfort, can be taken on and implemented by the composite pane.
Die Dicke der einzelnen Scheiben (Außenscheibe und Innenscheibe) kann breit variieren und den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Scheiben mit den Standardstärken von 0,5 mm bis 5 mm und bevorzugt von 1 ,0 mm bis 2,5 mm verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Verwendung. The thickness of the individual panes (outer pane and inner pane) can vary widely and can be adapted to the requirements of the individual case. Preferably, panes with standard thicknesses of 0.5 mm to 5 mm and preferably 1.0 mm to 2.5 mm are used. The size of the panes can vary widely and depends on the use.
Die Verbundscheibe kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise haben die Außenscheibe und Innenscheibe keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung beschichtet werden können. Bevorzugt sind die Außenscheibe und Innenscheibe plan oder leicht oder stark in eine Richtung oder in mehrere Richtungen des Raumes gebogen. The composite pane can have any three-dimensional shape. Preferably, the outer pane and inner pane have no shadow zones so that they can be coated, for example, by cathode sputtering. Preferably, the outer pane and inner pane are flat or slightly or strongly curved in one or more directions of space.
Mit „transparenter Außenscheibe“ und „transparenter Innenscheibe“ ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die Durchsicht durch die Innenscheibe und die Außenscheibe möglich ist. Bevorzugt beträgt der Lichttransmissionsgrad der transparenten Außenscheibe und der transparenten Innenscheibe mindestens 55 %, besonders bevorzugt mindestens 60 % und insbesondere mindestens 70 %. For the purposes of the invention, "transparent outer pane" and "transparent inner pane" mean that it is possible to see through the inner pane and the outer pane. The light transmittance of the transparent outer pane and the transparent inner pane is preferably at least 55%, particularly preferably at least 60% and in particular at least 70%.
Die 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. The thermoplastic intermediate layer contains or consists of at least one thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyurethane (PU) or copolymers or derivatives thereof, optionally in combination with polyethylene terephthalate (PET). However, the thermoplastic intermediate layer can also contain, for example, polypropylene (PP), polyacrylate, polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene-propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene-tetrafluoroethylene, or a copolymer or mixture thereof.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt als mindestens eine thermoplastische Verbundfolie ausgebildet und enthält oder besteht 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 beispielsweise Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. The thermoplastic intermediate layer is preferably designed as at least one thermoplastic composite film and contains or consists of polyvinyl butyral (PVB), particularly preferably made of polyvinyl butyral (PVB) and additives known to those skilled in the art, such as plasticizers. The thermoplastic intermediate layer preferably contains at least one plasticizer. Plasticizers are chemical compounds that make plastics softer, more flexible, more supple and/or more elastic. They shift the thermoelastic range of plastics towards lower temperatures so that the plastics have the desired more elastic properties in the range of the application temperature. Preferred plasticizers are, for example, carboxylic acid esters, in particular low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
Bevorzugt enthält die thermoplastische Zwischenschicht auf Basis von PVB mindestens 3 Gew.- %, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 35 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht beispielsweise aus Triethylenglykol-bis- (2-ethylhexanoat). The thermoplastic intermediate layer based on PVB preferably contains at least 3% by weight, preferably at least 5% by weight, particularly preferably at least 20% by weight, even more preferably at least 30% by weight and in particular at least 35% by weight of a plasticizer. The plasticizer contains or consists, for example, of triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate).
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 flächig übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, beispielsweise 0,38 mm oder 0,76 mm. The thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film. The thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged flatly one above the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer preferably being from 0.25 mm to 1 mm, for example 0.38 mm or 0.76 mm.
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. The thermoplastic intermediate layer can also be a functional thermoplastic intermediate layer, in particular an intermediate layer with acoustically dampening properties, an intermediate layer that reflects infrared radiation, an intermediate layer that absorbs infrared radiation and/or an intermediate layer that absorbs UV radiation. For example, the thermoplastic intermediate layer can also be a band filter film that blocks out narrow bands of visible light.
In einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Sensor, ein Radar-, Lidar-, Ultraschall-, Infrarot-, Temperatur-, Druck-, Gas-, Schall- oder Lichtsensor. Es können auch mehrere gleiche oder unterschiedliche Sensoren mit dem Lichtinformationsanzeigesystem funktionell verbunden sein. Es können eine oder mehrere Kameras oder andere Sensoren mit weiteren Funktionen zur funktionellen Verbindung mit dem Lichtinformationsanzeigesystem vorgesehen sein, was die Variabilität der Lichtinformationen erhöht. Insbesondere können aber auch weitere Sensoren vorgesehen werden die zusätzlich Sicherheitsfunktionen unterstützen und/oder gegebenenfalls mit diesen funktionell verbunden sind oder mit diesem Zusammenwirken. Mehrere Sensoren, können zum Beispiel über ein CAN-Bus System miteinander verbunden und in einem solchen CAN-Netzwerk gleichzeitig betrieben werden. Die erfassten Sensordaten, wie beispielsweise Temperatur, Kamera- oder Radardaten und -Signale der verschiedenen Sensoren können zusammen verarbeitet und ausgewertet und das Lichtinformationsanzeigesystem entsprechend zur Ausgabe einer optischen Signalausgabe, beispielsweise, zur automatischen Spurhaltewarnung und/oder Abstandswarnung bei Glatteisgefahr durch ein oder mehrere Lichtsignale, angesteuert werden. Das Lichtinformationsanzeigesystem wird durch die Ansteuerung, beispielsweise einer integrierten oder funktionell verbundenen Steuereinheit, aktiv und kann die entsprechenden Warnsignale und relevanten Informationen optisch anzeigen. Die Variabilität, Multifunktionalität, Genauigkeit und Zuverlässigkeit der resultierenden Messdaten und damit auch die der optischen Signalausgabe durch das Lichtinformationsanzeigesystem wird durch die Möglichkeit des Zusammenwirkens mehrerer Sensoren und mit mehreren gleichartigen oder unterschiedlichen Sensoren noch erhöht. In one embodiment of the invention, the sensor is a radar, lidar, ultrasound, infrared, temperature, pressure, gas, sound or light sensor. Several identical or different sensors can also be functionally connected to the light information display system. One or more cameras or other sensors with additional functions can be provided for functional connection to the light information display system, which increases the variability of the light information. In particular, however, additional sensors can also be provided which additionally support safety functions and/or if necessary. are functionally connected to them or with this interaction. Several sensors can, for example, be connected to one another via a CAN bus system and operated simultaneously in such a CAN network. The recorded sensor data, such as temperature, camera or radar data and signals from the various sensors can be processed and evaluated together and the light information display system can be controlled accordingly to output an optical signal, for example for automatic lane departure warning and/or distance warning in the event of a risk of black ice using one or more light signals. The light information display system is activated by controlling, for example, an integrated or functionally connected control unit, and can visually display the corresponding warning signals and relevant information. The variability, multifunctionality, accuracy and reliability of the resulting measurement data and thus also that of the optical signal output by the light information display system is increased further by the possibility of interaction between several sensors and with several similar or different sensors.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist mindestens in einem Durchsichtbereich der Verbundscheibe zwischen der Innenseite II der Außenscheibe und der Außenseite III der Innenscheibe ein Funktionsschicht-Element, angeordnet. Mit anderen Worten, erstreckt sich das Funktionsschicht-Element mindestens auch in einen Bereich der Verbundscheibe, der in der Durchsicht keine Überlappung mit einem opaken Hintergrund aufweist und damit auch einen funktionellen Bereich aufweist, der keine Überlappung mit der Maskierungsschicht hat und das Lichtinformationsanzeigesystem und die HUD-Funktion sich vorteilhafterweise nicht negativ beeinflussen und ebenfalls ergänzend zueinander verwendet werden können. Das Funktionsschicht-Element kann auch wahlweise ganzflächig oder lokal begrenzt in die Verbundscheibe eingebracht sein. Das Funktionsschicht-Element kann beispielsweise ein Hologramm, eine p-pol Beschichtung, ein reflektiver Film, eine HUD-Schicht oder ein aktives Display sein. In a preferred embodiment of the invention, a functional layer element is arranged at least in one see-through area of the composite pane between the inner side II of the outer pane and the outer side III of the inner pane. In other words, the functional layer element extends at least into an area of the composite pane that does not overlap with an opaque background when seen through and thus also has a functional area that does not overlap with the masking layer and the light information display system and the HUD function advantageously do not have a negative influence on one another and can also be used in addition to one another. The functional layer element can also be incorporated into the composite pane either over the entire surface or in a localized manner. The functional layer element can be, for example, a hologram, a p-pol coating, a reflective film, a HUD layer or an active display.
Eine HUD-Schicht umfasst vorzugsweise mindestens ein Metall 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. A HUD layer preferably comprises at least one metal selected from the group consisting of aluminum, tin, titanium, copper, chromium, cobalt, iron, manganese, zirconium, cerium, yttrium, silver, gold, platinum and palladium, or mixtures thereof.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die HUD-Schicht eine Beschichtung enthaltend einen Dünnschichtstapel, also eine Schichtenfolge dünner Einzelschichten. Dieser Dünnschichtstapel enthält eine oder mehrere elektrisch leitfähige Schichten auf Basis von Silber. Die elektrisch leitfähige Schicht auf Basis von Silber verleiht der Reflexionsbeschichtung die grundlegenden reflektierenden Eigenschaften und außerdem eine IR-reflektierende Wirkung und eine elektrische Leitfähigkeit. Die elektrisch leitfähige Schicht ist auf Basis von Silber ausgebildet. 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. Materialen auf der Basis von Silber sind besonders geeignet, um p-polarisiertes Licht zu reflektieren. Die Verwendung von Silber hat sich als besonders vorteilhaft bei der Reflexion von p-polarisiertem Licht erwiesen. Die Beschichtung weist eine Dicke von 5 pm bis 50 pm und bevorzugt von 8 pm bis 25 pm auf. In a preferred embodiment of the invention, the HUD layer is a coating containing a thin-film stack, i.e. a layer sequence of thin individual layers. This thin-film stack contains one or more electrically conductive layers based on silver. The electrically conductive layer based on silver gives the reflection coating the basic reflective properties and also an IR-reflecting effect and electrical conductivity. The electrically conductive layer is based on silver. The conductive layer preferably contains at least 90 wt.% silver, particularly preferably at least 99 wt.% silver, very particularly preferably at least 99.9 wt.% silver. The silver layer can contain dopants, for example palladium, gold, copper or aluminum. Materials based on silver are particularly suitable for reflecting p-polarized light. The use of silver has proven to be particularly advantageous for reflecting p-polarized light. The coating has a thickness of 5 pm to 50 pm and preferably 8 pm to 25 pm.
Ist die HUD-Schicht als eine Beschichtung ausgebildet, so wird sie bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD), besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“) und ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstützte Kathodenzerstäubung („Magnetron-Sputtern“) auf die Innenscheibe oder Außenscheibe aufgebracht. Grundsätzlich kann die Beschichtung aber auch beispielsweise mittels chemischer Gasphasenabscheidung (CVD), beispielsweise plasmagestützter Gasphasenabscheidung (PECVD), durch Aufdampfen oder durch Atomlagenabscheidung (atomic layer deposition, ALD) aufgebracht werden. Die Beschichtung wird vor der Laminierung auf die Scheiben aufgebracht. If the HUD layer is designed as a coating, it is preferably applied to the inner or outer pane by physical vapor deposition (PVD), particularly preferably by cathode sputtering and most particularly preferably by magnetic field-assisted cathode sputtering (magnetron sputtering). In principle, however, the coating can also be applied by means of chemical vapor deposition (CVD), for example plasma-assisted vapor deposition (PECVD), by vapor deposition or by atomic layer deposition (ALD). The coating is applied to the panes before lamination.
Die HUD-Schicht kann auch als eine reflektierende Folie ausgebildet sein, die p-polarisiertes Licht reflektiert. Die HUD-Schicht kann eine Trägerfolie mit einer reflektierenden Beschichtung sein oder eine reflektierende Polymerfolie. Die reflektierende Beschichtung umfasst bevorzugt mindestens eine Schicht auf Basis eines Metalls und/oder eine dielektrische Schichtabfolge mit alternierenden Brechungsindizes. Die Schicht auf Basis eines Metalls enthält bevorzugt Silber und/oder Aluminium, oder besteht daraus. Die dielektrischen Schichten können beispielsweise auf Basis von Siliziumnitrid, Zinkoxid, Zinn-Zink-Oxid, Silizium-Metall-Mischnitriden wie Silizium- Zirkonium-Nitrid, Zirkoniumoxid, Nioboxid, Hafniumoxid, Tantaloxid oder Siliziumkarbid ausgebildet sein. Die genannten Oxide und Nitride können stöchiometrisch, unterstöchiometrisch oder überstöchiometrisch abgeschieden sein. Sie können Dotierungen aufweisen, beispielsweise Aluminium, Zirkonium, Titan oder Bor. Die reflektierende Polymerfolie umfasst bevorzugt dielektrische Polymerschichten oder besteht daraus. Die dielektrischen Polymerschichten enthalten bevorzugt PET. Ist die HUD-Schicht als eine reflektierende Folie ausgebildet, ist sie bevorzugt von 30 pm bis 300 pm, besonders bevorzugt von 50 pm bis 200 pm und insbesondere von 100 pm bis 150 pm dick. Handelt es sich um eine beschichtete, reflektierende Folie können zur Herstellung ebenfalls die Beschichtungsverfahren CVD oder PVD angewendet werden. The HUD layer can also be designed as a reflective film that reflects p-polarized light. The HUD layer can be a carrier film with a reflective coating or a reflective polymer film. The reflective coating preferably comprises at least one layer based on a metal and/or a dielectric layer sequence with alternating refractive indices. The layer based on a metal preferably contains silver and/or aluminum, or consists thereof. The dielectric layers can be formed, for example, based on silicon nitride, zinc oxide, tin-zinc oxide, silicon-metal mixed nitrides such as silicon zirconium nitride, zirconium oxide, niobium oxide, hafnium oxide, tantalum oxide or silicon carbide. The oxides and nitrides mentioned can be deposited stoichiometrically, substoichiometrically or superstoichiometrically. They can have dopants, for example aluminum, zirconium, titanium or boron. The reflective polymer film preferably comprises dielectric polymer layers or consists thereof. The dielectric polymer layers preferably contain PET. If the HUD layer is designed as a reflective film, it is preferably from 30 pm to 300 pm, particularly preferably from 50 pm to 200 pm and in particular from 100 pm to 150 pm thick. If it is a coated, reflective film, the CVD or PVD coating processes can also be used for production.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die HUD-Schicht als reflektierende Folie ausgebildet und innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet. Der Vorteil dieser Anordnung ist, dass die HUD-Schicht nicht mittels Dünnschichttechnologie (beispielsweise CVD und PVD) auf der Außenscheibe oder Innenscheibe aufgebracht werden muss. Hieraus ergeben sich Verwendungen der HUD-Schicht mit weiteren vorteilhaften Funktionen wie einer homogeneren Reflexion des p-polarisierten Lichtes an der HUD-Schicht. Außerdem kann die Herstellung der Verbundscheibe vereinfacht werden, da die HUD-Schicht nicht vor der Laminierung über ein zusätzliches Verfahren auf der Außen- oder Innenscheibe angeordnet werden muss. According to a further preferred embodiment, the HUD layer is designed as a reflective film and arranged within the thermoplastic intermediate layer. The advantage of this arrangement is that the HUD layer does not have to be applied to the outer or inner pane using thin-film technology (for example CVD and PVD). This results in uses of the HUD layer with further advantageous functions such as a more homogeneous reflection of the p-polarized light on the HUD layer. In addition, the production of the composite pane can be simplified because the HUD layer does not have to be arranged on the outer or inner pane using an additional process before lamination.
Des Weiteren umfasst die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Das Verfahren umfasst zumindest die Schritte: The invention further comprises a method for producing a composite pane according to the invention. The method comprises at least the following steps:
(a) Bereitstellen einer Außenscheibe, einer Innenscheibe und einer thermoplastischen Zwischenschicht, gegebenenfalls mit einem Rückschnitt oder einer Ausnehmung zur Aufnahme eines LED-Moduls, (a) providing an outer pane, an inner pane and a thermoplastic intermediate layer, optionally with a cut-back or recess for receiving an LED module,
(b) Bereitstellen mindestens eines Lichtinformationsanzeigesystems umfassend das Einbringen und/oder Anordnen von mindestens einem LED-Modul und mindestens einem Auskopplungselement, (b) providing at least one light information display system comprising the introduction and/or arrangement of at least one LED module and at least one coupling element,
(c) Zusammenlegen der Innenscheibe, der thermoplastischen Zwischenschicht und der Außenscheibe in dieser Reihenfolge zu einem Schichtstapel, (c) assembling the inner pane, the thermoplastic intermediate layer and the outer pane in this order to form a layer stack,
(d) Laminieren des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe, (d) laminating the layer stack to form a composite disc,
(e) Verbinden des Lichtinformationsanzeigesystems mit mindestens einem Sensor und /oder einer Steuereinheit und/oder einer Bordelektronik. (e) connecting the light information display system to at least one sensor and/or a control unit and/or on-board electronics.
Die Laminierung des Schichtstapels in Schritt d) erfolgt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck, wobei die einzelnen Schichten durch mindestens eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden (laminiert) werden. 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 Außenscheibe, die Innenscheibe 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 Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 150 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die Außenscheibe und die Innenscheibe 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.The lamination of the layer stack in step d) takes place under the influence of heat, vacuum and/or pressure, whereby the individual layers are bonded together (laminated) by at least one thermoplastic intermediate layer. Known processes can be used to produce a composite pane. For example, so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 130 °C to 145 °C for about 2 hours. Known vacuum bag or vacuum ring processes work, for example, at about 200 mbar. and 130 °C to 145 °C. The outer pane, the inner pane and the thermoplastic intermediate layer can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane. Systems of this type are known for producing composite panes and normally have at least one heating tunnel in front of a pressing unit. The temperature during the pressing process is, for example, from 40 °C to 150 °C. Combinations of calender and autoclave processes have proven particularly effective in practice. Alternatively, vacuum laminators can be used. These consist of one or more heatable and evacuatable chambers in which the outer pane and the inner pane can be laminated within, for example, around 60 minutes at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80°C to 170°C.
In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens kann für die Bereitstellung des Lichtinformationsanzeigesystems Schritt b) ein LED-Modul direkt und unmittelbar auf der Innenseite IV der Innenscheibe angeordnet werden und zur Einkopplung und Lenkung des Lichts in der Innenscheibe ausgehend von der Lichtquelle, beispielsweise einer LED, hin zum (Signal- /Licht-) Auskopplungselement wird dann beispielsweise eine Prismenfolie vorgesehen, die bevorzugt auf der Außenseite III der Innenscheibe angeordnet wird. Der Vorteil der Prismenfolie ist insbesondere der, dass keine Ausnehmung, beispielsweise Bohrung, in der Innenscheibe benötigt wird. Es kann von der Lichtquelle des LED-Moduls von der innenseitigen Oberfläche (IV) aus auf die Prismenfolie geleuchtet werden und diese „koppelt“ bzw. lenkt das Licht in die Innenscheibe um. In an alternative embodiment of the method, for the provision of the light information display system step b), an LED module can be arranged directly and immediately on the inner side IV of the inner pane, and for coupling and directing the light in the inner pane from the light source, for example an LED, to the (signal/light) coupling element, a prism film, for example, is then provided, which is preferably arranged on the outer side III of the inner pane. The advantage of the prism film is in particular that no recess, for example a hole, is required in the inner pane. The light source of the LED module can shine light from the inner surface (IV) onto the prism film, which “couples” or directs the light into the inner pane.
In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass als Licht- Auskopplungselement ein transparenter oder opaker Streudruck auf die Zwischenschicht und/oder auf die Innenscheibe oder die Außenscheibe, bevorzugt mittels Siebdruck, Tintenstrahldruck oder mittels Digitaldruck aufgebracht wird. In an alternative embodiment of the method, it is provided that a transparent or opaque scattering print is applied as a light coupling element to the intermediate layer and/or to the inner pane or the outer pane, preferably by means of screen printing, inkjet printing or digital printing.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe umfasst Schritt b) das Anordnen mindestens eines LED-Moduls, gegebenenfalls durch Einsetzen und Befestigen in dem Rückschnitt und/oder in einer, gegebenenfalls vorab in die Zwischenschicht und/oder die Innenscheibe eingebrachte, Ausnehmung und/oder das Anordnen mindestens eines LED-Moduls unmittelbar auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe und einer Prismenfolie auf der Außenseite (III) der Innenscheibe oder auf, oder in einer Ausnehmung der Zwischenschicht. Erfindungsgemäß ist es möglich, dass eine Verbundscheibe mit mehreren gleich ausgestalteten Lichtinformationsanzeigesystemen ausgebildet wird oder die Verbundscheibe mehrere unterschiedliche nach der Erfindung realisierte Lichtinformationsanzeigesysteme aufweist. Weiterhin erstreckt sich die Erfindung auf Kraftfahrzeuge für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, in denen die erfindungsgemäße Verbundscheibe oder Projektionsanordnung beispielsweise als Windschutzscheibe, Heckscheibe, Seitenscheiben und/oder Glasdach, bevorzugt als Windschutzscheibe eingesetzt wird. Bevorzugt ist die Verwendung der Verbundscheibe als Fahrzeug-Windschutzscheibe. In one embodiment of the method for producing the composite pane according to the invention, step b) comprises arranging at least one LED module, if necessary by inserting and fastening it in the cut-back and/or in a recess, if necessary made in advance in the intermediate layer and/or the inner pane, and/or arranging at least one LED module directly on the inside (IV) of the inner pane and a prism film on the outside (III) of the inner pane or on or in a recess in the intermediate layer. According to the invention, it is possible for a composite pane to be formed with several identically designed light information display systems or for the composite pane to have several different light information display systems implemented according to the invention. The invention also extends to Motor vehicles for traffic on land, in the air or on water, in which the composite pane or projection arrangement according to the invention is used, for example, as a windshield, rear window, side windows and/or glass roof, preferably as a windshield. The use of the composite pane as a vehicle windshield is preferred.
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, es sei denn sie sind explizit nur als Alternativen zueinander möglich und beschrieben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können somit auch alle Ausführungsformen, die für einzelne Merkmale genannt sind, auch frei miteinander kombiniert werden, sofern diese nicht widersprüchlich sind. The various embodiments of the invention can be implemented individually or in any combination. In particular, the features mentioned above and to be explained below can be used not only in the combinations given, but also in other combinations or on their own, without departing from the scope of the present invention, unless they are explicitly only possible and described as alternatives to one another. Within the scope of the present invention, all embodiments mentioned for individual features can therefore also be freely combined with one another, provided they are not contradictory.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, wobei Bezug auf die beigefügten Figuren genommen wird. Es zeigen in stark vereinfachter, schematischer, nicht maßstabsgetreuer Darstellung: The invention is explained in more detail below using exemplary embodiments, with reference to the attached figures. They show in a highly simplified, schematic representation, not to scale:
Figur 1 eine schematische Draufsicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, Figure 1 is a schematic plan view of an embodiment of the composite pane according to the invention,
Figur 2 eine Draufsicht auf die Verbundscheibe von Fig. 1 , mit beispielhaften Funktionsanzeigen und Funktionssymbolen Figure 2 is a plan view of the composite pane of Fig. 1, with exemplary function displays and function symbols
Figur 3 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B'; Figure 3 shows an embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section along the section line B-B';
Figur 4 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B'; Figure 4 shows a further embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section along the section line B-B';
Figur 5 eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B'; Figur 6 eine Querschnittansicht einer Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Schichtabfolge der Verbundscheibe aus Figur 1 im Bereich Z und entlang der Schnittlinie A-A'; Figure 5 shows another embodiment of the composite pane according to the invention in cross-section along the section line B-B'; Figure 6 is a cross-sectional view of an embodiment of the layer sequence according to the invention of the composite pane from Figure 1 in the region Z and along the section line A-A';
Figur ? eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Verbundscheibe in einer Ausgestaltung als Dachscheibe. Figure ? a plan view of a composite pane according to the invention in a design as a roof pane.
Figur 1 zeigt eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 in einer Ausgestaltung als Windschutzscheibe 10 mit einem Lichtinformationsanzeigesystem 6. Eine weitere Draufsicht der Verbundscheibe 1 aus Figur 1 ist in Figur 2 gezeigt. Die Darstellung in den Figuren erfolgt jeweils ohne elektrische oder elektronische Anschlüsse oder Leitungen, Sensoren und Steuereinheiten. Figure 1 shows an embodiment of the composite pane 1 according to the invention in an embodiment as a windshield 10 with a light information display system 6. Another top view of the composite pane 1 from Figure 1 is shown in Figure 2. The representation in the figures is in each case without electrical or electronic connections or lines, sensors and control units.
Die Verbundscheibe 1 ist in Form einer Windschutzscheibe 10 ausgebildet (siehe auch Figuren 2 bis 6) und umfasst eine Außenscheibe 2 und eine Innenscheibe 3 mit einer thermoplastischen Zwischenschicht 4, welche zwischen den Scheiben 2,3 angeordnet ist. Die Verbundscheibe 1 ist beispielsweise in ein Fahrzeug eingebaut und trennt einen Fahrzeuginnenraum 12 von einer äußeren Umgebung 13 ab. Beispielsweise ist die Verbundscheibe 1 die Windschutzscheibe 10 eines Kraftfahrzeugs. The composite pane 1 is designed in the form of a windshield 10 (see also Figures 2 to 6) and comprises an outer pane 2 and an inner pane 3 with a thermoplastic intermediate layer 4, which is arranged between the panes 2, 3. The composite pane 1 is installed in a vehicle, for example, and separates a vehicle interior 12 from an external environment 13. For example, the composite pane 1 is the windshield 10 of a motor vehicle.
Die Außenscheibe 2 und die Innenscheibe 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). The outer pane 2 and the inner pane 3 each consist of glass, preferably thermally tempered soda-lime glass, and are transparent to visible light. The thermoplastic intermediate layer 4 consists of a thermoplastic material, preferably polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA) and/or polyethylene terephthalate (PET).
Die Außenseite I der Außenscheibe 2 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Außenfläche der Verbundscheibe 1. Die Innenseite II der Außenscheibe 2 sowie die Außenseite III der Innenscheibe 3 sind jeweils der Zwischenschicht 4 zugewandt. Die Innenseite IV der Innenscheibe 3 ist von der thermoplastischen Zwischenschicht 4 abgewandt und ist gleichzeitig die Innenseite der Verbundscheibe 1. Es versteht sich, dass die Verbundscheibe 1 jede beliebige geeignete geometrische Form und/oder Krümmung aufweisen kann. Als Verbundscheibe 1 beispielsweise für ein Fahrzeug weist sie typischerweise eine konvexe Wölbung auf. The outer side I of the outer pane 2 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is simultaneously the outer surface of the composite pane 1. The inner side II of the outer pane 2 and the outer side III of the inner pane 3 each face the intermediate layer 4. The inner side IV of the inner pane 3 faces away from the thermoplastic intermediate layer 4 and is simultaneously the inner side of the composite pane 1. It is understood that the composite pane 1 can have any suitable geometric shape and/or curvature. As a composite pane 1 for a vehicle, for example, it typically has a convex curvature.
In einem Randbereich 11 der Verbundscheibe 1 befindet sich auf der Innenseite II der Außenscheibe 2 ein rahmenförmig umlaufender erster Maskierungsstreifen 5. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist opak und verhindert von außen die Sicht auf innenseitig der Verbundscheibe 1 angeordnete Strukturen, beispielsweise eine Kleberaupe zum Einkleben der Verbundscheibe 1 in eine Fahrzeugkarosserie. Der erste Maskierungsstreifen 5 ist vorzugsweise schwarz. Der erste Maskierungsstreifen 5 besteht beispielsweise aus einem herkömmlicherweise für Maskierungsstreifen verwendetem, elektrisch nichtleitendem Material, beispielsweise einer schwarz eingefärbten Siebdruckfarbe, die eingebrannt ist. In an edge area 11 of the composite pane 1, on the inner side II of the outer pane 2, there is a frame-shaped first masking strip 5. The first Masking strip 5 is opaque and prevents the view from the outside of structures arranged on the inside of the composite pane 1, for example an adhesive bead for gluing the composite pane 1 into a vehicle body. The first masking strip 5 is preferably black. The first masking strip 5 consists, for example, of an electrically non-conductive material conventionally used for masking strips, for example a black-colored screen printing ink that is baked in.
Räumlich vor dem ersten Maskierungsstreifen 5 befindet sich auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 in einem Anzeigebereich 9, ein Auskopplungselement 6b, beispielsweise ein optischer Streudruck räumlich vor einem opaken Hintergrund, hier dem Maskierungsstreifen 5 angeordnet, wobei der Maskierungsstreifen 5 das Auskopplungselement 6b überdeckt, d. h. dieses weist keinen Abschnitt auf, der nicht in Überlappung zum Maskierungsstreifen 5 ist. Der Anzeigebereich 9 ist hier beispielsweise nur im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 der Verbundscheibe 1 angeordnet. Es ist erfindungsgemäß jedoch auch möglich, einen Anzeigebereich im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" oder in einem seitlichen Abschnitt des Randbereichs 11 vorzusehen. Des Weiteren könnten mehrere Anzeigebereiche 9 vorgesehen sein, die beispielweise als Teilabschnitte im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T und/oder im oberen (dachseitigen) Abschnitt 11" des Randbereichs 11 angeordnet sind. Beispielsweise könnten der oder die Anzeigenbereiche 9 auch so ausgebildet oder angeordnet sein, dass eine (teilweise) umlaufende Lichtanzeige, beispielsweise ein rahmenförmig beleuchtetes Warnsignal erzeugt werden kann. Es ist erfindungsgemäß aber auch möglich (hier nicht gezeigt) sowohl einen opaken Hintergrund (Maskierung) und einen Anzeigebereich 9 in jedem geeigneten Bereich der Verbundscheibe 1 vorzusehen. Eine randseitige Anordnung ist in einer Verwendung und Ausgestaltung der Verbundscheibe 1 als Windschutzscheibe 10 vorteilhaft und zweckmäßig, um die geforderten Auflagen für das Sichtfeld des Fahrers zu erfüllen. Spatially in front of the first masking strip 5, on the inner side IV of the inner pane 3 in a display area 9, there is a decoupling element 6b, for example an optical scattering print, arranged spatially in front of an opaque background, here the masking strip 5, wherein the masking strip 5 covers the decoupling element 6b, i.e. this has no section that does not overlap with the masking strip 5. The display area 9 is arranged here, for example, only in the lower (engine-side) section 1T of the edge area 11 of the composite pane 1. However, it is also possible according to the invention to provide a display area in the upper (roof-side) section 11" or in a lateral section of the edge area 11. Furthermore, several display areas 9 could be provided, which are arranged, for example, as partial sections in the lower (engine-side) section 1T and/or in the upper (roof-side) section 11" of the edge area 11. For example, the display area or areas 9 could also be designed or arranged in such a way that a (partially) circumferential light display, for example a frame-shaped illuminated warning signal, can be generated. However, according to the invention it is also possible (not shown here) to provide both an opaque background (masking) and a display area 9 in any suitable area of the composite pane 1. An edge-side arrangement is advantageous and expedient when the composite pane 1 is used and designed as a windshield 10 in order to meet the required requirements for the driver's field of vision.
Der erste Maskierungsstreifen 5 kann im unteren (motorseitigen) Abschnitt 1 T des Randbereichs 11 auch verbreitert ausgestaltet sein, 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 Verbundscheibe 1 auf. Als "Breite" wird die Abmessung des ersten Maskierungsstreifens 5 senkrecht zu dessen Erstreckung verstanden. The first masking strip 5 can also be designed to be wider in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11, i.e. the first masking strip 5 has a greater width in the lower (engine-side) section 1T of the edge region 11 than in the upper (roof-side) section 11" of the edge region 11 (as well as in the lateral sections of the edge region 11 not visible in Figure 1) of the composite pane 1. The term "width" is understood to mean the dimension of the first masking strip 5 perpendicular to its extension.
In der Draufsicht von Figur 2 sind im Anzeigebereich 9 in Erstreckung entlang des unteren Abschnitts des Randbereichs 11 ' der Verbundscheibe 1 verschiedene Symbole und Informationsanzeigen, wie ein Motorsymbol, eine Richtungsanzeige, sowie eine Geschwindigkeitsskala gezeigt, die bisher üblicherweise mit Clusterdisplays abgedeckt wurden. Schematisch mit einem Pfeil ist angedeutet, dass ein LED-Modul die Geschwindigkeitsanzeige bei einem Wert von 60 beleuchtet. Das LED-Modul 6a kann beispielsweise eine LED mit einem Abstrahlwinkel kleiner 15° als Lichtquelle enthalten, was ein Übersprechen des Lichtsignals auf nebengelagerte Bereiche verhindert und eine klare, eindeutige Anzeige der relevanten Information gewährleistet. In the plan view of Figure 2, in the display area 9 extending along the lower section of the edge area 11 ' of the composite pane 1, various symbols and Information displays such as an engine symbol, a direction indicator and a speed scale are shown, which were previously usually covered by cluster displays. An arrow indicates schematically that an LED module illuminates the speed display at a value of 60. The LED module 6a can, for example, contain an LED with a beam angle of less than 15° as a light source, which prevents crosstalk of the light signal to adjacent areas and ensures a clear, unambiguous display of the relevant information.
Es wird nun Bezug auf die Figuren 3 bis 6 genommen, worin vergrößerte Querschnittansichten verschiedener Ausgestaltungen der Verbundscheibe 1 mit dem Lichtinformationsanzeigesystem gezeigt sind. Die Querschnittansicht der Figur 3 entspricht der Schnittlinie B-B' in Figur 2. Die in der Figur 6 gezeigte Ansicht der Schnittlinie A-A im unteren Ausschnitt Z des Randbereichs 11 ' der Verbundscheibe 1 , wie in Figur 1 angedeutet ist. Reference is now made to Figures 3 to 6, which show enlarged cross-sectional views of various embodiments of the composite pane 1 with the light information display system. The cross-sectional view of Figure 3 corresponds to the section line B-B' in Figure 2. The view shown in Figure 6 corresponds to the section line A-A in the lower section Z of the edge region 11' of the composite pane 1, as indicated in Figure 1.
Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 im Querschnitt entlang der Schnittlinie B-B', dieser Ausgestaltung ist das Licht-in-Glas-Modul 6a, insbesondere die LED zur Einkopplung des Lichts in die Innenscheibe 3 in einem seitlichen Rückschnitt der Seitenkante der Innenscheibe 3 und der Zwischenschicht 4 angeordnet und beispielsweise über eine Klebung mit der überstehenden Außenscheibe 2, bzw. mit dem Maskierungsstreifen 5 verbunden. Vorteilhafterweise verdeckt die Maskierung 5 das LED-Modul 6a und Anschlüsse nach Außen 13, was zu einem ästhetischen Erscheinungsbild der Verbundscheibe 1 beiträgt. Weiterhin sorgt die Maskierung 5 als opaker Hintergrund für eine gute Wahrnehmbarkeit der hierdurch erzeugten Lichtsignale im Betriebszustand. Das LED-Modul 6a koppelt nach anlegen einer Spannung seitlich Licht in die Innenscheibe 3 ein. In räumlicher Nähe ist auf der Zwischenschicht 4 eine Auskopplungseinrichtung 6b angeordnet, die das Licht in Richtung der Innenscheibe 3 aus dieser auskoppelt und Licht, bevorzugt eine Lichtinformationsanzeige, in den Innenraum 12 ausstrahlt. Die Auskopplungseinrichtung 6b kann beispielsweise ein optischer Streudruck sein. Ein solcher Streudruck kann in Form geeigneter funktioneller Icons und Symbole als Positiv oder Negativ ausgebildet sein. Die Auskopplungseinrichtung 6b kann aber auch anders, beispielsweise flächig oder streifenförmig, als regelmäßiges oder willkürliches Muster, ausgestaltet sein. Insgesamt ist das Lichtinformationsanzeigesystem 6 nicht auf den unteren motorseitigen Abschnitt der Verbundscheibe 1 begrenzt. Es können auch mehrere Licht- Lichtinformationsanzeigesysteme 6 in oder an einer Verbundscheibe 1 vorgesehen werden.Figure 3 shows an embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section along the section line B-B'. In this embodiment, the light-in-glass module 6a, in particular the LED for coupling the light into the inner pane 3, is arranged in a lateral cut-back of the side edge of the inner pane 3 and the intermediate layer 4 and is connected, for example, by an adhesive to the protruding outer pane 2 or to the masking strip 5. The masking 5 advantageously covers the LED module 6a and connections to the outside 13, which contributes to an aesthetic appearance of the composite pane 1. Furthermore, the masking 5 as an opaque background ensures that the light signals generated thereby are easy to perceive in the operating state. The LED module 6a couples light into the inner pane 3 from the side after a voltage is applied. A decoupling device 6b is arranged in spatial proximity on the intermediate layer 4, which decouples the light from the inner pane 3 in the direction of the latter and emits light, preferably a light information display, into the interior 12. The decoupling device 6b can be, for example, an optical scattering print. Such a scattering print can be designed in the form of suitable functional icons and symbols as positive or negative. The decoupling device 6b can also be designed differently, for example flat or striped, as a regular or random pattern. Overall, the light information display system 6 is not limited to the lower engine-side section of the composite pane 1. Several light light information display systems 6 can also be provided in or on a composite pane 1.
Figur 4 zeigt in eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 , in der im Gegensatz zu der Ausgestaltung in Figur 3, das LED-Modul 6a, insbesondere die LED als Lichtquelle zur Einkopplung des Lichts in die Innenscheibe 3 in einer Ausnehmung in der Innenscheibe 3 und der Zwischenschicht 4 eingesetzt angeordnet ist. Die Ausnehmung kann beispielsweise als Bohrung gefertigt werden. Bevorzugt ist die Ausnehmung passgenau auf die Abmessungen des LED-Moduls 6a ausgelegt. Dies ermöglicht eine gute und sichere Befestigung. Der weitere Aufbau entspricht dem in Figur 3. Figure 4 shows a further embodiment of the composite pane 1 according to the invention, in which, in contrast to the embodiment in Figure 3, the LED module 6a, in particular the LED as A light source for coupling the light into the inner pane 3 is arranged in a recess in the inner pane 3 and the intermediate layer 4. The recess can be made as a hole, for example. The recess is preferably designed to fit the dimensions of the LED module 6a precisely. This enables good and secure fastening. The further structure corresponds to that in Figure 3.
Figur 5 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 im Querschnitt. In dieser Ausgestaltung ist das LED-Modul 6a, insbesondere die LED selbst als Lichtquelle zur Einkopplung des Lichts in die Innenscheibe 3 direkt und unmittelbar auf der Innenseite IV der Innenscheibe 3 angeordnet und zur Einkopplung und Lenkung des Lichts in der Innenscheibe hin zur (Licht-/Signal) Auskopplungselement ist zusätzlich eine Prismenfolie 6c vorgesehen, die auf der Außenseite III der Innenscheibe 3 angeordnet ist. Die Lichtstrahlen und deren Ausbreitungsrichtung sind schematisch mit Pfeilen dargestellt. Figure 5 shows another embodiment of the composite pane 1 according to the invention in cross section. In this embodiment, the LED module 6a, in particular the LED itself as a light source for coupling the light into the inner pane 3, is arranged directly and immediately on the inner side IV of the inner pane 3 and a prism film 6c is additionally provided for coupling and directing the light in the inner pane towards the (light/signal) coupling element, which is arranged on the outer side III of the inner pane 3. The light rays and their direction of propagation are shown schematically with arrows.
Die Figur 6 zeigt den Bereich Z aus Figur 1 in einem schematisch Querschnitt als eine Weiterbildung der Ausführungsform aus Figur 5 eine erfindungsgemäße Kombination mit einem weiteren Funktionsschicht-Element, bevorzugt einer HUD-Schicht 15. Der als opaker Hintergrund angebrachte Maskierungstreifen 5 ist in der gezeigten Ausgestaltung nur lokal auf den unteren Randbereich 11 der Verbundscheibe 1 begrenzt und beeinflusst so eine im Durchsichtbereich D der Verbundscheibe 1 angebrachte HUD-Schicht nicht, die HUD-Schicht 15 ist an einer der internen Oberflächen der Verbundscheibe 1 angebracht und ist dort vor Umwelteinflüssen, geschützt. Figure 6 shows the area Z from Figure 1 in a schematic cross-section as a further development of the embodiment from Figure 5, a combination according to the invention with a further functional layer element, preferably a HUD layer 15. In the embodiment shown, the masking strip 5 applied as an opaque background is only locally limited to the lower edge area 11 of the composite pane 1 and thus does not influence a HUD layer applied in the see-through area D of the composite pane 1, the HUD layer 15 is applied to one of the internal surfaces of the composite pane 1 and is protected there from environmental influences.
Die Figur 7 zeigt eine andere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 1 als Dachscheibe 100 mit einem Lichtinformationsanzeigesystem 6. Es sind mehrere LED-Module 6a im Randbereich 11 der Dachscheibe 100 vorgesehen. Die zum einen zur ästhetischen Beleuchtung (ambient light) eines willkürlichen Musters M aber zusätzlich oder nebeneinander einzeln auch zur funktionellen Anzeige, wie beispielhaft dargestellt mit der Beleuchtung eines zugeordneten Icons zur Statusinformation einer Batterie, dienen können. Weiterhin ist es möglich, dass die LED-Module 6a zu einem Lichtinformationsanzeigesystem 6 einer Verbundscheibe 1 zugeordnet sind und beispielsweise über den Bordcomputer angesteuert Lichtinformationen ausgeben. Dies kann zum Beispiel durch eine Zunahme der Lichtintensität, durch einen Farbwechsel oder durch ein Pulsieren des Lichts, ggf. mit unterschiedlichen Frequenzen, beispielsweise im gezeigten Muster oder als umlaufender rahmenförmiger Lichtstreifen realisiert werden. Informationen, Anzeigen und Warnsignale, die durch die erfindungsgemäße Verbundscheibe mit Lichtinformationsanzeigesystem abgebildet werden können, sind beispielhaft und nicht abschließend: Figure 7 shows another embodiment of the composite pane 1 according to the invention as a roof pane 100 with a light information display system 6. Several LED modules 6a are provided in the edge region 11 of the roof pane 100. These can be used for the aesthetic illumination (ambient light) of an arbitrary pattern M, but additionally or alongside one another individually also for functional display, as shown by way of example with the illumination of an associated icon for status information of a battery. It is also possible for the LED modules 6a to be assigned to a light information display system 6 of a composite pane 1 and to output light information controlled, for example, via the on-board computer. This can be achieved, for example, by increasing the light intensity, by changing color or by pulsing the light, possibly with different frequencies, for example in the pattern shown or as a circumferential frame-shaped light strip. Information, displays and warning signals that can be displayed by the composite pane with light information display system according to the invention are exemplary and not exhaustive:
- Ankommender Anruf, - langsam pulsierendes Licht - Incoming call, - slowly pulsating light
- Ankommende Nachricht (Smartphone), zwei- oder dreifacher Lichtpuls; - Incoming message (smartphone), double or triple light pulse;
Batteriestatus eines E-Fahrzeugs während der Fahrt-Farbwechsel von Grün-über Gelb- nach Rot; Battery status of an electric vehicle while driving - color change from green to yellow to red;
Status der Batterie eines E-Fahrzeugs beim Laden- Animation von rot nach grün wechselnd (komplett leer: rot, komplett voll grün) Status of the battery of an electric vehicle during charging - animation changing from red to green (completely empty: red, completely full green)
Öffnen der Tür nicht möglich, da Objekt im toten Winkel (Auto oder Fahrrad) - rote, ggf. rot schnell pulsierendes Warnlicht Opening the door not possible because there is an object in the blind spot (car or bicycle) - red, possibly red rapidly pulsating warning light
Öffnen des Fensters nicht möglich, wegen äußerer Umstände, wie Regen oder schlechte Luftqualität- rahmenförmig umlaufende Lichtausgabe Opening the window is not possible due to external circumstances such as rain or poor air quality - frame-shaped light output
Probleme bei Verlassen des Fahrzeugs, wie ein vergessenes Kind im Fahrzeug oder eine offen verbleibende Tür- rot pulsierende Lichtausgabe in Richtung der Ursache. Problems when exiting the vehicle, such as a child left in the vehicle or a door left open - red pulsating light output in the direction of the cause.
Bei letzterem Beispiel können Radarsensoren, Infrarotsensoren und/oder die Auswerteeinheit mit der Bordelektronik mit dem Lichtinformationsanzeigesystem zur Ausgabe eines Lichtwarnsignals funktionell verbunden sein. So kann zum Beispiel bei Detektieren der Anwesenheit eines Kindes in einem ansonsten unbesetzten Fahrzeug, bei Verlassen des Fahrzeugs ein rot pulsierendes Licht der Dachscheibe, gegebenenfalls intensitätsstärker in dem Bereich der Dachscheibe unter dem sich das Kind befindet, als optisches Signal ausgegeben werden. In the latter example, radar sensors, infrared sensors and/or the evaluation unit with the on-board electronics can be functionally connected to the light information display system to output a light warning signal. For example, if the presence of a child is detected in an otherwise unoccupied vehicle, a red pulsating light from the roof window can be output as an optical signal when the vehicle is left, possibly with a higher intensity in the area of the roof window under which the child is located.
Erfindungsgemäß wird eine verbesserte Verbundscheibe, insbesondere eine Windschutzscheibe oder Dachscheibe für ein Fahrzeug bereitgestellt, die neben einem, ästhetischen, optisch ansprechenden Beleuchtungskonzept, ein robustes Lichtsystem zur Anzeige einer Vielzahl von optischen Informationen, Signalen und Warnhinweisen ermöglicht. Die im Cockpit von Fahrzeugen bisher üblichen Cluster-Displays können platzsparend ersetzt, gegebenenfalls auch Anzeigesysteme basierend auf HUD-Technologie ergänzt oder ersetzt werden. Das Lichtinformationsanzeigesystem ist darüber hinaus energiesparender als die bisherigen Cluster- Displays, was insbesondere für eine nachhaltige Verwendung im Bereich der E-Mobilität von Vorteil ist. Bezugszeichenliste According to the invention, an improved composite pane, in particular a windshield or roof pane for a vehicle, is provided which, in addition to an aesthetic, visually appealing lighting concept, enables a robust lighting system for displaying a variety of optical information, signals and warnings. The cluster displays previously used in the cockpit of vehicles can be replaced in a space-saving manner and, if necessary, display systems based on HUD technology can be supplemented or replaced. The light information display system is also more energy-efficient than previous cluster displays, which is particularly advantageous for sustainable use in the field of e-mobility. List of reference symbols
1 Verbundscheibe 1 composite pane
2 Außenscheibe 2 Outer pane
3 Innenscheibe 3 Inner pane
4 thermoplastische Zwischenschicht 4 thermoplastic intermediate layer
5 Maskierungsstreifen 5 masking strips
6 Lichtinformationsanzeigesystem 6 Light information display system
6a LED-Modul (beispielsweise LED mit Anschluss) 6a LED module (e.g. LED with connection)
6b Lichtauskopplungselement (beispielsweise optischer Streudruck)6b Light coupling element (e.g. optical scattering pressure)
6c Prismenfolie 6c Prism Film
9 Anzeigebereich 9 Display area
11, 11', 11" Randbereich 11, 11', 11" Edge area
12 Fahrzeuginnenraum 12 Vehicle interior
13 äußere Umgebung 13 external environment
15 HUD-Schicht (Funktionsschicht-Element) 15 HUD layer (functional layer element)
10 Windschutzscheibe 10 Windshield
100 Dachscheibe 100 roof pane
M Muster M pattern
I Außenseite der Außenscheibe 2 I Outside of the outer pane 2
11 Innenseite der Außenscheibe 2 11 Inside of the outer pane 2
III Außenseite der Innenscheibe 3 III Outside of the inner pane 3
IV Innenseite der Innenscheibe 3 IV Inside of the inner pane 3
D Durchsichtbereich D Viewing area
A-A’ Schnittlinie A-A’ intersection line
B-B' Schnittlinie B-B' intersection line
Z vergrößerter Bereich Z enlarged area

Claims

Patentansprüche Patent claims
1. Verbundscheibe (1 ), insbesondere Windschutzscheibe (10) oder Dachscheibe (100), für ein Fahrzeug, mindestens umfassend eine Außenscheibe (2), eine thermoplastische Zwischenschicht (4), eine Innenscheibe (3), wobei die Außenscheibe (2) eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Außenseite (I) und eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Innenseite (II) und die Innenscheibe (3) eine der thermoplastischen Zwischenschicht (4) zugewandte Außenseite (III) und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht (4) abgewandte Innenseite (IV) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundscheibe (1) mindestens ein Lichtinformationsanzeigesystem (6) aufweist, mindestens umfassend ein LED-Modul (6a) zur Einkopplung von Licht in die Innenscheibe (3) und ein Auskopplungselement (6b) zur Auskopplung von Licht aus der Innenscheibe (3), wobei das Lichtinformationsanzeigesystem (6) mit mindestens einer Steuereinheit und/oder einer Bordelektronik, und/oder mindestens einem Sensor funktionell verbunden ist oder diese umfasst und weiterhin mindestens ein LED-Modul (6a) i) in einem seitlichen Rückschnitt und/oder einer Ausnehmung der Innenscheibe (3), oder ii) in einem seitlichen Rückschnitt und/oder einer Ausnehmung der Innenscheibe (3) und der Zwischenschicht (4) und das Auskopplungselement (6b) der Außenseite (III) der Innenscheibe (3) zugewandt auf der Zwischenschicht (4) angeordnet ist oder mindestens ein LED-Modul (6a) unmittelbar auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) angeordnet ist und zur Einkopplung und Lenkung des Lichts in der Innenscheibe (3) hin zum Auskopplungselement (6b) eine Prismenfolie (6c) auf der Außenseite (III) der Innenscheibe (3) oder auf oder in einer Ausnehmung der Zwischenschicht (4) angeordnet ist. 1. Composite pane (1), in particular a windshield (10) or roof pane (100), for a vehicle, comprising at least one outer pane (2), a thermoplastic intermediate layer (4), an inner pane (3), the outer pane (2) having an outer side (I) facing away from the thermoplastic intermediate layer (4) and an inner side (II) facing the thermoplastic intermediate layer (4), and the inner pane (3) having an outer side (III) facing the thermoplastic intermediate layer (4) and an inner side (IV) facing away from the thermoplastic intermediate layer (4), characterized in that the composite pane (1) has at least one light information display system (6), comprising at least one LED module (6a) for coupling light into the inner pane (3) and an output element (6b) for coupling light out of the inner pane (3), the light information display system (6) being functionally connected to or comprising at least one control unit and/or on-board electronics, and/or at least one sensor, and furthermore at least one LED module (6a) i) in a lateral cutout and/or a recess of the inner pane (3), or ii) in a lateral cutout and/or a recess of the inner pane (3) and the intermediate layer (4) and the coupling-out element (6b) is arranged on the intermediate layer (4) facing the outer side (III) of the inner pane (3) or at least one LED module (6a) is arranged directly on the inner side (IV) of the inner pane (3) and a prism film (6c) is arranged on the outer side (III) of the inner pane (3) or on or in a recess of the intermediate layer (4) for coupling in and directing the light in the inner pane (3) towards the coupling-out element (6b).
2. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Lichtinformationsanzeigesystem (6) mindestens ein Lichtleiterelement, bevorzugt Glasfaser mit einem Durchmesser zwischen 0,2 mm und 0,9 mm, und/oder mindestens eine Prismenfolie umfasst. 2. Composite pane (1) according to claim 1, characterized in that the light information display system (6) comprises at least one light guide element, preferably glass fiber with a diameter between 0.2 mm and 0.9 mm, and/or at least one prism film.
3. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das LED-Modul (6a) eine Lichtquelle mit einem Abstrahlwinkel von kleiner als 30°, bevorzugt kleiner 20°, oder optische Mittel zur Fokussierung des Lichts umfasst. 3. Composite pane (1) according to one of claims 1 or 2, characterized in that the LED module (6a) comprises a light source with a radiation angle of less than 30°, preferably less than 20°, or optical means for focusing the light.
4. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass Auskopplungselement (6b) ein transparenter oder opaker Streudruck ist. 4. Composite pane (1) according to one of claims 1 to 3, characterized in that the coupling-out element (6b) is a transparent or opaque scattering print.
5. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundscheibe (1) einen Durchsichtbereich D aufweist und mindestens das Auskopplungselement (6b) außerhalb des Durchsichtbereichs D angeordnet ist. 5. Composite pane (1) according to one of claims 1 to 4, characterized in that the composite pane (1) has a see-through area D and at least the decoupling element (6b) is arranged outside the see-through area D.
6. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Auskopplungselement (6b) in Durchsichtrichtung mindestens teilweise räumlich vor einem opaken Hintergrund angeordnet ist. 6. Composite pane (1) according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one coupling-out element (6b) is arranged at least partially spatially in front of an opaque background in the viewing direction.
7. Verbundscheibe (1) nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund ein Maskierungsstreifen (5) ist, welcher mindestens bereichsweise, bevorzugt in einem Randbereich (11 , 11 ', 11"), auf der Außenseite (I) und/oder der Innenseite (II) der Außenscheibe (2) angeordnet ist. 7. Composite pane (1) according to claim 6, characterized in that the opaque background is a masking strip (5) which is arranged at least in regions, preferably in an edge region (11, 11', 11"), on the outer side (I) and/or the inner side (II) of the outer pane (2).
8. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 6 oder 7 dadurch gekennzeichnet, dass der opake Hintergrund als Abdeckdruck oder als opake thermoplastische Folie ausgebildet und bevorzugt auf der Innenseite (II) der Außenscheibe (2) angeordnet ist oder der opake Hintergrund als Maskierungsstreifen (5) durch eine bereichsweise gefärbte oder getönte Verbundfolie ausgebildet ist. 8. Composite pane (1) according to one of claims 6 or 7, characterized in that the opaque background is designed as a masking print or as an opaque thermoplastic film and is preferably arranged on the inner side (II) of the outer pane (2) or the opaque background is designed as a masking strip (5) by a partially colored or tinted composite film.
9. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor, ein Radar-, Lidar-, Ultraschall-, Infrarot-, Temperatur-, Druck-, Gas-, Schall- oder Lichtsensor ist. 9. Composite pane (1) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the sensor is a radar, lidar, ultrasound, infrared, temperature, pressure, gas, sound or light sensor.
10. Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass in einem Durchsichtbereich (D) der Verbundscheibe (1) zwischen der Innenseite (II) der Außenscheibe (2) und der Außenseite (III) der Innenscheibe (3) mindestens ein Funktionsschicht-Element (15), insbesondere eine HUD-Reflexionsschicht, angeordnet ist. 10. Composite pane (1) according to one of claims 1 to 9, characterized in that at least one functional layer element (15), in particular a HUD reflection layer, is arranged in a see-through region (D) of the composite pane (1) between the inner side (II) of the outer pane (2) and the outer side (III) of the inner pane (3).
11. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 umfassend die Schritte 11. A method for producing a composite pane (1) according to one of claims 1 to 10 comprising the steps
(a) Bereitstellen einer Außenscheibe (2), einer Innenscheibe (3) und einer thermoplastischen Zwischenschicht (4), gegebenenfalls mit einem Rückschnitt oder einer Ausnehmung in der Innenscheibe und/oder der Zwischenschicht (4) zur Aufnahme eines LED-Moduls (6a),(a) providing an outer pane (2), an inner pane (3) and a thermoplastic intermediate layer (4), optionally with a cut-back or a recess in the inner pane and/or the intermediate layer (4) for receiving an LED module (6a),
(b) Bereitstellen mindestens eines Lichtinformationsanzeigesystems (6) umfassend das Einbringen und/oder Anordnen von mindestens einem LED-Modul (6a) und mindestens einem Auskopplungselement (6b); (b) providing at least one light information display system (6) comprising the introduction and/or arrangement of at least one LED module (6a) and at least one decoupling element (6b);
(c) Zusammenlegen der Innenscheibe (3), der thermoplastischen Zwischenschicht (4) und der Außenscheibe (2) in dieser Reihenfolge zu einem Schichtstapel, (c) assembling the inner pane (3), the thermoplastic intermediate layer (4) and the outer pane (2) in this order to form a layer stack,
(d) Laminieren des Schichtstapels zu einer Verbundscheibe (1), (d) laminating the layer stack to form a composite pane (1),
(e)Verbinden des Lichtinformationsanzeigesystems (6) mit mindestens einem Sensor und/oder einer Steuereinheit und/oder einer Bordelektronik. (e)Connecting the light information display system (6) to at least one sensor and/or a control unit and/or on-board electronics.
12. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass als Auskopplungselement (6b) ein transparenter oder opaker Streudruck auf die Zwischenschicht (4) und/oder auf die Innenscheibe (3) oder die Außenscheibe (2), bevorzugt mittels Siebdruck, Tintenstrahl-, oder mittels Digitaldruck aufgebracht wird. 12. Method for producing a composite pane according to claim 11, characterized in that a transparent or opaque scattered print is applied as the decoupling element (6b) to the intermediate layer (4) and/or to the inner pane (3) or the outer pane (2), preferably by means of screen printing, inkjet printing or by means of digital printing.
13. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Schritt b) das Anordnen mindestens eines LED-Moduls (6a), gegebenenfalls durch Einsetzen und Befestigen in dem Rückschnitt und/oder in einer, gegebenenfalls vorab in die Zwischenschicht (4) und/oder die Innenscheibe (3) eingebrachte, Ausnehmung und das Anordnen mindestens eines LED-Moduls (6a) unmittelbar auf der Innenseite (IV) der Innenscheibe (3) und einer Prismenfolie (6c) auf der Außenseite (III) der Innenscheibe (3) oder auf, oder in einer Ausnehmung der Zwischenschicht (4), umfasst. 13. Method for producing a composite pane according to claim 11 or 12, characterized in that step b) comprises arranging at least one LED module (6a), optionally by inserting and fastening in the cutback and/or in a recess, optionally made in advance in the intermediate layer (4) and/or the inner pane (3), and arranging at least one LED module (6a) directly on the inner side (IV) of the inner pane (3) and a prism film (6c) on the outer side (III) of the inner pane (3) or on or in a recess in the intermediate layer (4).
14. Verwendung einer Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10 in Fahrzeugen für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, wobei die Verbundscheibe (1) bevorzugt eine Windschutzscheibe (10) und/oder eine Dachscheibe (100) ist. 14. Use of a composite pane according to one of claims 1 to 10 in vehicles for traffic on land, in the air or on water, wherein the composite pane (1) is preferably a windshield (10) and/or a roof pane (100).
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