EP4440835A1

EP4440835A1 - Verbundscheibe mit einer elektrisch leitfähigen beschichtung und lokaler antireflexbeschichtung

Info

Publication number: EP4440835A1
Application number: EP22817623.6A
Authority: EP
Inventors: Jan Hagen; Klaus Fischer; Roberto ZIMMERMANN
Original assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Current assignee: Saint Gobain Glass France SAS; Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2022-11-11
Publication date: 2024-10-09
Also published as: WO2023099166A1; US20250028169A1; CN116529104A

Abstract

Verbundscheibe (10) umfassend - eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, - eine elektrisch leitfähige Beschichtung (20) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2),- eine Antireflexbeschichtung (30) nur in einem Teilbereich der Verbundscheibe (10), der für ein Kamerafenster vorgesehen ist,wobei die Antireflexbeschichtung (30) auf der von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) angeordnet ist und in dem Teilbereich auch die elektrisch leitfähige Beschichtung (20) angeordnet ist.

Description

Verbundscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung und lokaler Antireflexbeschichtung

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung und einer Antireflexbeschichtung in einem definierten Bereich, eine Kamera-Anordnung mit einer solchen Verbundscheibe und die Verwendung der Verbundscheibe.

Verbundscheiben mit elektrisch leitfähigen Beschichtungen sind im Fahrzeugbereich hinlänglich bekannt, beispielsweise als Windschutzscheibe mit IR-reflektierender und/oder beheizbarer, transparenter Beschichtung. Die Beschichtung umfasst typischerweise mehrere Silberschichten, die alternierend mit dielektrischen Schichten aufgebracht sind, wodurch einerseits eine hohe elektrische Leitfähigkeit und andererseits eine ausreichende Transmission im sichtbaren Spektralbereich sichergestellt wird. Silberhaltige transparente Beschichtungen sind beispielsweise bekannt aus WO 03/024155, US 2007/0082219 A1 , US 2007/0020465 A1 , WO 2013/104438 oder WO 2013/104439.

Fahrzeuge, Flugzeuge, Hubschrauber und Schiffe sind zunehmend mit verschiedenen Sensoren oder Kamerasystemen ausgestattet. Beispiele sind Kamerasysteme, wie Videokameras, Nachtsichtkameras, Restlichtverstärker, Laserentfernungsmesser (z.B. LIDAR-Systeme) oder passive Infrarotdetektoren. Auch werden beispielsweise zur Mauterfassung zunehmend Fahrzeug-Identifikationssysteme eingesetzt.

Kamerasysteme können Licht im ultravioletten (UV), sichtbaren (VIS) und infraroten Wellenlängenbereich (IR) nutzen. Damit lassen sich auch bei schlechten Witterungsverhältnissen, wie Dunkelheit und Nebel, Gegenstände, Fahrzeuge sowie Personen präzise erkennen. Kameras, die für Fahrerassistenzsysteme oder für das autonome Fahren eingesetzt werden, bieten so auch im Straßenverkehr die Möglichkeit, Gefahrensituationen und Hindernisse rechtzeitig zu erkennen. Die Kamera ist dabei innenraumseitig, also im Fahrgastraum, hinter der Windschutzscheibe angeordnet und nach vorne gerichtet, so dass sie durch die Windschutzscheibe hindurch blickt. Die Funktionsfähigkeit einer solchen Kamera kann durch eine elektrisch leitfähige Beschichtung allerdings beeinträchtigt werden. Die Scheiben werden daher üblicherweise lokal entschichtet und bilden ein Kommunikationsfenster für Sensoren und Kamerasysteme. Derartige Scheiben sind beispielsweise aus der WO 2011/069901 A1 und der WO 2015/071673 A 1 bekannt. Eine solche lokale Entschichtung der Verbundscheibe ist allerdings mit Nachteilen verbunden. So verliert man im Kamerafenster die positiven Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Beschichtung, wie eine Verringerung des Wärmestrahlungseintrags in den Fahrzeuginnenraum und gegebenenfalls eine Beheizbarkeit des Kamerafensters. Insbesondere im Bereich einer Kamera und eines Sensors ist allerdings eine Beheizbarkeit wertvoll, da so bei kalten Temperaturen ein Beschlagen oder Vereisen des Kamerabereichs verhindert werden kann.

Die US2007/0020465A1 offenbart eine Verbundscheibe mit einer zwischen der Innen- und Außenscheibe angeordneten elektrisch leitfähigen Heizschicht. Es wird eine Antireflexionsbeschichtung über zumindest die gesamte von der Heizschicht abgewandte Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht. Die Antireflexionsbeschichtung kann auch auf mehr als einer Oberfläche der Verbundscheibe aufgebracht sein.

Die WO 2019/179682A1 , WO2019/179683A1 und WO2019/206493A1 offenbaren jeweils eine Verbundscheibe für eine Projektionsanordnung. Die Verbundscheibe ist insbesondere zur Verwendung in einem Head-Up-Display vorgesehen. Um Geisterbilder bei einer mit der Verbundscheibe ausgestatteten Projektionsanordnung zu vermeiden, ist eine Antireflexionsbeschichtung über die gesamte innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht.

Wie bereits erwähnt, nutzen unterschiedliche Kamerasysteme unterschiedliche Wellenlängenbereiche. Viele Kameras erfordern eine relativ hohe Transmission im roten Spektralbereich. Für eine unbeschichtete Scheibe wird diese Anforderung problemlos erreicht. Elektrisch leitfähige Beschichtungen, insbesondere auf Silberbasis, setzen die Transmission im roten Spektral be re ich allerdings in kritischem Maße herab. Das Verhältnis der Transmission im Spektral bereich von 600 nm bis 700 nm zur Transmission im Spektralbereich von 440 nm bis 700 nm sollte beispielsweise für Kameras, die im roten Spektralbereich arbeiten, mindestens 0,70 betragen. In der DE202019102388U1 wird zur Erhöhung dieses Verhältnisses ein optisches Übergitter im Bereich des Kamerafensters angewendet, das zwischen den beiden Scheiben der Verbundscheibe angeordnet ist. Ein optisches Übergitter besteht aus vielen dünnen Schichten mit wechselndem Brechungsindex, die sich periodisch wiederholen. Diese Übergitter sind aufgrund der Vielzahl von Schichten vergleichsweise teuer und aufgrund der geringen Schichtdicke einzelner Schichten zum Teil empfindlich gegenüber Witterung und mechanischer Beschädigung. Daher ist das Übergitter zwischen zwei Scheiben angeordnet, wo es vor äußeren Einflüssen gut geschützt ist. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundscheibe mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung bereitzustellen, die die für eine bestimmte Kamera geforderte Transmission aufweist, ohne dass die elektrisch leitfähige Beschichtung im betreffenden Bereich entfernt ist. Die Verbundscheibe soll zudem kostengünstig und einfach herstellbar sein.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung beruht darauf, einen Teilbereich der Verbundscheibe, der für ein Kamerafenster vorgesehen ist, mit einer Antireflexbeschichtung zu versehen. Antireflexbeschichtungen werden im Allgemeinen eingesetzt, um die Reflexion an Oberflächen zu unterdrücken und die Transmission zu erhöhen. Mithilfe der Antireflexbeschichtung werden die Transmissionseigenschaften der Verbundscheibe mit elektrisch leitfähiger Beschichtung so angepasst, dass eine auf den Teilbereich der Verbundscheibe mit Antireflexbeschichtung gerichtete Kamera Signale von der anderen Seite der Scheibe störungsfrei wahrnehmen kann. Gleichzeitig kann die elektrisch leitfähige Beschichtung im Teilbereich beibehalten werden, sodass auch im Teilbereich die positiven Eigenschaften der elektrisch leitfähigen Beschichtung vorhanden sind.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung, insbesondere der Fensteröffnung eines Fahrzeugs, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (insbesondere Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe der Verbundscheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet.

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

Die thermoplastische Zwischenschicht der Verbundscheibe ist durch zumindest eine Lage thermoplastischen Materials gebildet. Die Zwischenschicht kann aus dieser einen Lage thermoplastischen Materials bestehen und beispielsweise aus einer einzelnen Polymerfolie oder Gießharzschicht ausgebildet sein. Die Zwischenschicht kann aber auch mehrere Lagen thermoplastischen Materials umfassen und beispielsweise aus mehreren flächig übereinander angeordneten Polymerfolien ausgebildet sein.

Die Verbundscheibe weist außerdem eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf, die zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, sodass sie geschützt ist vor Feuchtigkeit, Witterung und mechanischer Beschädigung. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist bevorzugt auf der zur Zwischenschicht hingewandten, außenseitigen Oberfläche der Innenscheibe aufgebracht oder auf der zur Zwischenschicht hingewandten innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe. Die Beschichtung kann alternativ bevorzugt innerhalb der Zwischenschicht angeordnet sein. Dazu ist die Beschichtung typischerweise auf einer Trägerfolie aufgebracht, beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) mit einer Dicke von etwa 50 pm, welche zwischen zwei Lagen thermoplastischen Materials angeordnet ist, beispielsweise zwischen zwei Polymerfolien.

Bevorzugt sind mindestens 80% der Scheibenfläche mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen. Insbesondere ist die Verbundscheibe vollflächig mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen mit Ausnahme eines umlaufenden Randbereichs und optional lokaler Bereiche, die als Kommunikationsfenster oder Sensorfenster die Transmission von elektromagnetischer Strahlung durch die Verbundscheibe gewährleisten sollen und daher nicht mit der elektrisch leitfähigen Beschichtung versehen sind. Der umlaufende unbeschichtete Randbereich weist beispielsweise eine Breite von bis zu 20 cm auf. Er verhindert den direkten Kontakt der elektrisch leitfähigen Beschichtung zur umgebenden Atmosphäre, so dass die Beschichtung im Innern der Verbundscheibe vor Korrosion und Beschädigung geschützt ist.

In einem Teilbereich der Verbundscheibe, der für ein Kamerafenster vorgesehen ist, ist eine Antireflexbeschichtung angeordnet, die auf der von der Zwischenschicht abgewandten Oberfläche der Innenscheibe angeordnet ist. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist ebenfalls in dem Teilbereich angeordnet. Das heißt in dem Teilbereich der Verbundscheibe, der für ein Kamerafenster vorgesehen ist, ist die elektrisch leitfähige Beschichtung nicht entfernt worden. Das Kamerafenster ist dafür vorgesehen, die Durchsicht für eine Kamera oder andere optische Sensoren zu gewährleisten. Das Kamerafenster ist der Bereich der Verbundscheibe, auf den der optische Strahlengang einer Kamera oder eines anderen optischen Sensors gerichtet werden soll.

Die Antireflexbeschichtung setzt die Transmission durch die Scheibe hoch, sodass die Kamera mehr Strahlung im jeweils interessierenden Bereich detektieren kann. Die Antireflexbeschichtung kann auf die jeweilige zu verwendende Kamera angepasst werden.

Die Antireflexbeschichtung kann grundsätzlich auf verschiedene Weisen ausgestaltet sein. So sind beispielsweise Antireflexbeschichtungen aus porösen Siliziumdioxidschichten bekannt oder solche, die durch ätzende Skelettierung einer Glasoberfläche erzeugt sind.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Antireflexbeschichtung aus alternierend angeordneten dielektrischen Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindices gebildet, die aufgrund von Interferenzeffekten zu einer Verminderung der Reflexion an der beschichteten Oberfläche und somit zu einer Erhöhung der Transmission führen. Solche Antireflexbeschichtungen sind sehr effektiv und lassen sich durch die Wahl der Materialien und Schichtdicken der Einzelschichten gut auf die Erfordernisse im Einzelfall optimieren.

Die Antireflexbeschichtung ist bevorzugt unmittelbar auf der Innenscheibe angeordnet. Das heißt, sie wird beispielsweise nicht über eine Trägerfolie aufgebracht.

In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Verbundscheibe im Teilbereich mit der Antireflexbeschichtung ein Verhältnis der Transmission im roten Spektralbereich (600 nm bis 700 nm) zur Transmission im gesamten sichtbaren Spektralbereich (440 nm bis 700 nm) von mindestens 0,70 auf. Dies ist vorteilhaft zur Verwendung der Verbundscheibe in Verbindung mit einer Kamera, die auf den Teilbereich mit Antireflexbeschichtung gerichtet ist. Insbesondere die im Straßenverkehr vorkommenden rote Signale können dann besser wahrgenommen werden durch die Kamera. Der Winkel a der Kameraausrichtung (Horizontale h) zur Flächennormalen f auf die Verbundscheibe beträgt dabei bevorzugt etwa 55° bis 70°. Das entspricht einem Winkel ß zwischen der Kameraausrichtung (Horizontale h) und der Oberfläche der Verbundscheibe von etwa 20° bis 35°. Mithilfe der Antireflexbeschichtung können die Transmissionseigenschaften der Verbundscheibe beeinflusst werden, um das Verhältnis der Transmission im Spektralbereich von 600 nm bis 700 nm zur Transmission im Spektralbereich von 440 nm bis 700 nm auf einen gewünschten Wert einzustellen, bevorzugt mindestens 0,75, besonders bevorzugt mindestens 0,80. Die genannten Werte (Transmissionsverhältnis- Werte) sind Integralwerte, das heißt gemittelte Werte für die entsprechenden Wellenlängenbereiche, die nicht mit der Augenempfindlichkeitskurve und einer Lichtart verrechnet werden. Hier werden die Werte bestimmt unter einem Winkel von mindestens 55°. Das besagte Verhältnis wird im Folgenden als Transmissionsverhältnis bezeichnet. Das gewünschte Transmissionsverhältnis kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass durch die Antireflexbeschichtung die Transmission im roten Spektralbereich, beispielsweise von 600 nm bis 700 nm, erhöht wird. Alternativ bevorzugt wird durch die Antireflexbeschichtung die Transmission im blauen Spektralbereich, beispielsweise von 440 nm bis 480 nm, heruntergesetzt. Der Vorteil von Antireflexbeschichtungen ist die Möglichkeit, über die Wahl und Schichtdicke der einzelnen Bestandteile der Antireflexbeschichtung die Wellenlänge, die Bandbreite und die Höhe der Reflektion zu beeinflussen. So können die Eigenschaften auch an die verwendete Kamera angepasst werden, deren Spezifikation individuell verschieden ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Antireflexbeschichtung aus alternierend angeordneten dielektrischen Schichten mit unterschiedlichen Brechungsindices gebildet. Die Antireflexbeschichtung besteht dabei aus mindestens zwei dielektrischen Schichten, wobei Schichten mit hohem Brechungsindex (bevorzugt größer oder gleich 2,0 bei einer Wellenlänge von 550 nm) und Schichten mit niedrigem Brechungsindex (bevorzugt kleiner oder gleich 1 ,8 bei einer Wellenlänge von 550 nm) alternierend übereinander angeordnet sind. Interferenzeffekte führen zu einer Verminderung der Reflexion an der beschichteten Oberfläche und somit zu einer Erhöhung der Transmission.

Bevorzugt besteht die Antireflexbeschichtung aus zwei bis acht alternierend angeordneten dielektrischen Schichten, besonders bevorzugt aus zwei bis sechs alternierend angeordneten dielektrischen Schichten. Diese vergleichsweise geringe Zahl an dielektrischen Schichten ist besonders kostengünstig umzusetzen und im Vergleich zum Beispiel zu einem optischen Übergitter einfacher herzustellen. Besonders bevorzugt besteht die Antireflexbeschichtung aus nur zwei bis vier dielektrischen Schichten. Ganz besonders bevorzugt besteht die Antireflexbeschichtung aus genau zwei dielektrischen Schichten.

Bevorzugt ist in der Antireflexbeschichtung ausgehend von der Innenscheibe und bevorzugt in direktem Kontakt mit der Innenscheibe zunächst eine Schicht mit hohem Brechungsindex angeordnet, darüber eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex, darüber gegebenenfalls eine weitere Schicht mit hohem Brechungsindex und darüber gegebenenfalls eine weitere Schicht mit niedrigem Brechungsindex. Gegebenenfalls kann die Schichtenfolge entsprechend fortgesetzt werden.

Bevorzugt ist in der Antireflexbeschichtung ausgehend von der Innenscheibe zunächst eine Schicht auf Basis von Titanoxid angeordnet, gefolgt von einer Schicht auf Basis von Siliziumoxid. Besonders bevorzugt sind keine weiteren Schichten in der Antireflexbeschichtung enthalten. Dies ist besonders einfach herstellbar.

Alternativ bevorzugt ist in der Antireflexbeschichtung ausgehend von der Innenscheibe zunächst eine Schicht auf Basis von Siliziumnitrid angeordnet und darüber eine Schicht auf Basis von Siliziumoxid. Besonders bevorzugt sind keine weiteren Schichten in der Antireflexbeschichtung enthalten. Dies ist besonders einfach herstellbar und aufgrund der hohen Abscheideraten der Bestandteile kostengünstig realisierbar.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind in der Antireflexbeschichtung die dielektrische Schicht oder die dielektrischen Schichten mit niedrigem Brechungsindex auf Basis von Siliziumoxid oder Aluminiumoxid ausgeführt.

Bevorzugt sind die dielektrische Schicht oder die dielektrischen Schichten mit hohem Brechungsindex auf Basis von Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Titanoxid, einem Silizium-Metall- Mischnitrid wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid ausgeführt. Diese Materialien sind korrosionsunempfindlich und mechanisch stabil, sodass eine Anordnung auf der freiliegenden Oberfläche der Innenscheibe problemlos möglich ist. Die Anzahl der Schichten und die Schichtdicken werden den Erfordernissen im Einzelfall entsprechend gewählt, was durch Simulationen ermittelt werden kann.

Ist eine erste Schicht oberhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die erste Schicht weiter von dem Substrat, auf dem die Beschichtung aufgebracht ist, entfernt angeordnet ist als die zweite Schicht. Ist eine erste Schicht unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet ist, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung, dass die zweite Schicht weiter vom Substrat entfernt angeordnet ist als die erste Schicht. Ist eine erste Schicht oberhalb oder unterhalb einer zweiten Schicht angeordnet, so bedeutet dies im Sinne der Erfindung nicht notwendigerweise, dass sich die erste und die zweite Schicht in direktem Kontakt miteinander befinden. Es können eine oder mehrere weitere Schichten zwischen der ersten und der zweiten Schicht angeordnet sein, sofern dies nicht explizit ausgeschlossen wird. Ist eine Schicht auf Basis eines Materials ausgebildet, so besteht die Schicht mehrheitlich aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen. In einer bevorzugten Ausführungsform haben in der Antireflexbeschichtung die dielektrischen Schichten jeweils eine geometrische Schichtdicke zwischen 30 nm und 500 nm, bevorzugt zwischen 50 nm und 300 nm, besonders bevorzugt zwischen 70 nm und 200 nm. Die Dicke der Schichten ist so gewählt, dass die Schichten ausreichend stabil sind, um auf der freiliegenden Seite der Innenscheibe angeordnet zu sein und dass gleichzeitig keine hohen Mate rial kosten entstehen.

Brechungsindizes sind im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich bezogen auf eine Wellenlänge von 550 nm angegeben. Der Brechungsindex kann beispielsweise mittels Ellipsometrie bestimmt werden. Der Brechungsindex kann beispielsweise mittels Ellipsometrie bei einer Wellenlänge von 550 nm bestimmt werden. Ellipsometer sind kommerziell erhältlich, beispielsweise von der Firma Sentech. Der Brechungsindex einer oberen oder unteren dielektrischen Schicht wird vorzugsweise bestimmt, indem diese zunächst als einzelne Schicht auf einem Substrat abgeschieden wird und anschließend der Brechungsindex mittels Ellipsometrie gemessen wird. Zur Bestimmung des Brechungsindex einer oberen oder unteren dielektrischen Schichtenfolge werden die Schichten der Schichtenfolge jeweils alleine als Einzelschichten auf einem Substrat abgeschieden und anschließend der Brechungsindex mittels Ellipsometrie bestimmt. Die optische Dicke ist das Produkt aus der geometrischen Dicke und dem Brechungsindex (bei 550 nm). Die optische Dicke einer Schichtenfolge berechnet sich als Summe der optischen Dicken der Einzelschichten.

Die Antireflexbeschichtung ist bevorzugt nur auf einem Teilbereich der Verbundscheibe aufgebracht, durch den der Strahlengang der Kamera tritt. Das bedeutet, die Antireflexionsbeschichtung erstreckt sich nicht über die gesamte von der Zwischenschicht abgewandten Oberfläche der Innenscheibe, sondern nur über einen Teilbereich dieser Oberfläche. Bevorzugt befindet sich der Teilbereich mit der Antireflexbeschichtung außerhalb des zentralen Durchsichtbereichs der Verbundscheibe, so dass eine Erhöhung der Transmission im roten Spektralbereich keine negativen Auswirkungen für die Insassen des Fahrzeugs hat, insbesondere hinsichtlich der Gesamttransmission und eines etwaigen Farbstichs. Der Teilbereich mit Antireflexbeschichtung bedeckt bevorzugt nur höchstens 70 % der Oberfläche der Scheibe, besonders bevorzugt nur höchstens 40% der Oberfläche der Scheibe, ganz besonders bevorzugt nur höchstens 30% der Oberfläche der Scheibe, ganz insbesondere nur höchstens 20% der Oberfläche der Scheibe. Der Teilbereich mit Antireflexbeschichtung kann sich zum Beispiel im oberen Bereich der Scheibe in Form eines durchgehenden Flächenbereichs von der linken zur rechten Seite der Verbundscheibe erstrecken. In diesem Bereich sind oft Sensoren oder Kameras angeordnet. Durch die Aufbringung der Antireflexionsbereiche auf kleinere Teilbereiche können Material- und Prozesskosten gespart werden.

Der Teilbereich mit Antireflexbeschichtung erstreckt sich beispielsweise bevorzugt über eine Fläche von 200 mm² bis 10 000 mm², besonders bevorzugt von 1000 mm² bis 8000 mm². Das Kamerafenster ist bei einer Windschutzscheibe für ein Fahrzeug bevorzugt in der Nähe der Dachkante angeordnet. Dieser Bereich gehört in der Regel nicht mehr zum zentralen Durchsichtbereich.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die Verbundscheibe mehr als einen Teilbereich mit der Antireflexbeschichtung, bevorzugt zwei oder drei Teilbereiche mit der Antireflexbeschichtung. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn verschiedene Kameras zum Einsatz kommen, die an unterschiedlichen Positionen angeordnet sind.

Die Verbundscheibe ist bevorzugt eine Frontscheibe eines Fahrzeugs zu Wasser, zu Land oder in der Luft, besonders bevorzugt eine Fahrzeug-Windschutzscheibe (insbesondere die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs, beispielsweise eines Personen- oder Lastkraftwagens).

Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist insbesondere eine transparente, elektrisch leitfähige Beschichtung. Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist bevorzugt eine IR-reflektierende Sonnenschutzbeschichtung oder eine heizbare Beschichtung, welche elektrisch kontaktiert ist und sich bei Stromdurchfluss erwärmt. Unter einer transparenten Beschichtung wird eine Beschichtung verstanden, die eine mittlere Gesamttransmission im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 70 %, bevorzugt mindestens 80 % aufweist, die also die Durchsicht durch die Scheibe nicht wesentlich einschränkt.

Die elektrisch leitfähige Beschichtung ist bevorzugt ein Schichtstapel oder eine Schichtenfolge, umfassend eine oder mehrere elektrisch leifähige, insbesondere metallhaltige Schichten, wobei jede elektrisch leitfähige Schicht jeweils zwischen zwei dielektrischen Schichten oder Schichtenfolge angeordnet ist. Die Beschichtung ist also ein Dünnschicht- Stapel mit n elektrisch leitfähigen Schichten und (n+7) dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen, wobei n eine natürliche Zahl ist und wobei auf eine untere dielektrische Schicht oder Schichtenfolge jeweils im Wechsel eine leitfähige Schicht und eine dielektrische Schicht oder Schichtenfolge folgt. Solche Beschichtungen sind als Sonnenschutzbeschichtungen und heizbare Beschichtungen bekannt, wobei die elektrisch leitfähigen Schichten typischerweise auf Basis von Silber ausgebildet sind. Die leitfähige Beschichtung umfasst bevorzugt mindestens zwei elektrisch leitfähige Schichten, besonders bevorzugt mindestens drei elektrisch leitfähige Schichten, ganz besonders bevorzugt mindestens vier elektrisch leitfähige Schichten. Je höher die Anzahl der leitfähigen Schichten ist, desto besser ist die Beschichtung hinsichtlich eines gewünschten Transmissionsgrads, der Farbgebung oder eines gewünschten Flächenwiderstands optimierbar.

Durch die funktionellen, elektrisch leitfähigen Schichten wird die elektrische Leitfähigkeit der Beschichtung bewirkt. Durch die Aufteilung des gesamten leitenden Materials auf mehrere voneinander getrennte Schichten können diese jeweils dünner ausgestaltet werden, wodurch die Transparenz der Beschichtung erhöht wird. Jede elektrisch leitfähige Schicht enthält bevorzugt zumindest ein Metall oder eine Metalllegierung, beispielsweise Silber, Aluminium, Kupfer oder Gold, und ist besonders bevorzugt auf Basis des Metalls oder der Metalllegierung ausgebildet, das heißt besteht im Wesentlichen aus dem Metall oder der Metalllegierung abgesehen von etwaigen Dotierungen oder Verunreinigungen. Bevorzugt sind die elektrisch leitfähigen Schichten auf Basis von Silber ausgebildet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung enthält die elektrisch leitfähige Schicht mindestens 90 Gew. % Silber, bevorzugt mindestens 99 Gew. % Silber, besonders bevorzugt mindestens 99,9 Gew. % Silber.

Bevorzugt haben die elektrisch leitfähigen Schichten jeweils eine Schichtdicke von 3 nm bis 20 nm, besonders bevorzugt von 5 bis 15 nm. Die Gesamtdicke aller elektrisch leitfähigen Schichten der elektrisch leitfähigen Beschichtung beträgt bevorzugt von 20 nm bis 70 nm, besonders bevorzugt von 30 nm bis 65 nm. Bei einer zu hohen Gesamtdicke kann die Transmission durch die Scheibe stark beeinträchtigt werden.

In einer bevorzugten Ausführungsform sind zwischen den elektrisch leitfähigen Schichten sowie unterhalb der untersten leitfähigen Schicht und oberhalb der obersten leitfähigen Schicht dielektrische Schichten oder Schichtenfolgen angeordnet. Jede dielektrische Schicht oder Schichtenfolge weist bevorzugt zumindest eine Entspiegelungsschicht auf. Die Entspiegelungsschichten senken die Reflexion von sichtbarem Licht und erhöhen somit die Transparenz der beschichteten Scheibe. Die Entspiegelungsschichten enthalten beispielsweise Siliziumnitrid (SiN), Silizium-Metall-Mischnitride wie Siliziumzirkoniumnitrid (SiZrN), Aluminiumnitrid (AIN) oder Zinnoxid (SnO). Die Entspiegelungsschichten können darüber hinaus Dotierungen aufweisen. Die Entspiegelungsschichten können wiederum in mindestens zwei Teilschichten unterteilt sein, insbesondere in eine optisch niedrigbrechende Schicht mit einem Brechungsindex kleiner 2,1 und eine optisch hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex größer oder gleich 2,1. Bevorzugt ist zumindest eine zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten angeordnete Entspiegelungsschicht derart unterteilt, besonders bevorzugt zwei zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten angeordnete Entspiegelungsschicht. Die Unterteilung der Entspiegelungsschicht führt zu einem geringeren Flächenwiderstand der elektrisch leitfähigen Beschichtung bei gleichzeitig hoher Transmission und hoher Farbneutralität. Die Reihenfolge der beiden Teilschichten kann grundsätzlich beliebig gewählt werden, wobei die optisch hochbrechende Schicht bevorzugt oberhalb der dielektrischen Schicht angeordnet ist, was im Hinblick auf den Flächenwiderstand besonders vorteilhaft ist. Die Dicke der optisch hochbrechenden Schicht beträgt bevorzugt von 10 % bis 99 %, besonders bevorzugt von 25 % bis 75 % der Gesamtdicke der Entspiegelungsschicht.

In der elektrisch leitfähigen Beschichtung enthält die optisch hochbrechende Schicht mit einem Brechungsindex größer oder gleich 2,1 beispielsweise ein Silizium-Metall-Mischnitrid, beispielsweise Silizium-Zirkonium-Mischnitrid (SiZrN). Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf den Flächenwiderstand der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Das Silizium- Zirkonium-Mischnitrid weist bevorzugt Dotierungen auf. Die Schicht eines optisch hochbrechenden Materials kann beispielsweise ein Aluminium-dotiertes Silizium-Zirkonium- Mischnitrid enthalten.

In der elektrisch leitfähigen Beschichtung hat die niedrigbrechende dielektrische Schicht mit einem Brechungsindex kleiner 2, 1 bevorzugt einen Brechungsindex n zwischen 1 ,6 und 2,1 , besonders bevorzugt zwischen 1 ,9 und 2,1. Die niedrigbrechende dielektrische Schicht enthält bevorzugt zumindest ein Oxid und/oder ein Nitrid, besonders bevorzugt Siliziumnitrid.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eine oder weisen mehrere dielektrische Schichtenfolgen in der elektrisch leitfähigen Beschichtung eine erste Anpassungsschicht auf, bevorzugt jede dielektrische Schichtenfolge, die unterhalb einer elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist. Die erste Anpassungsschicht ist bevorzugt oberhalb der Entspiegelungsschicht angeordnet.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eine oder weisen mehrere dielektrische Schichtenfolgen eine zweite Anpassungsschicht auf, bevorzugt jede dielektrische Schichtenfolge, die oberhalb einer elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet ist. Die zweite Anpassungsschicht ist bevorzugt unterhalb der Entspiegelungsschicht angeordnet.

Die ersten und die zweiten Anpassungsschichten bewirken eine Verbesserung des Flächenwiderstands der Beschichtung. Die erste Anpassungsschicht und/oder die zweite Anpassungsschicht enthält bevorzugt Zinkoxid ZnOi-ö mit 0 < ö < 0,01. Die erste Anpassungsschicht und/oder die zweite Anpassungsschicht enthält weiter bevorzugt Dotierungen. Die erste Anpassungsschicht und/oder die zweite Anpassungsschicht kann beispielsweise Aluminium-dotiertes Zinkoxid (ZnO:AI) enthalten. Das Zinkoxid wird bevorzugt unterstöchiometrisch bezüglich des Sauerstoffs abgeschieden um eine Reaktion von überschüssigem Sauerstoff mit der silberhaltigen Schicht zu vermeiden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist eine oder weisen mehrere dielektrische Schichtenfolgen in der elektrisch leitfähigen Beschichtung eine Glättungsschicht auf, bevorzugt jede dielektrische Schichtenfolge, die zwischen zwei elektrisch leitfähigen Schichten angeordnet ist. Die Glättungsschicht ist unterhalb einer der ersten Anpassungsschichten angeordnet, bevorzugt zwischen der Entspiegelungsschicht und der ersten Anpassungsschicht. Die Glättungsschicht steht besonders bevorzugt in direktem Kontakt zur ersten Anpassungsschicht. Die Glättungsschicht bewirkt eine Optimierung, insbesondere Glättung der Oberfläche für eine anschließend oberhalb aufgebrachte elektrisch leitfähige Schicht. Eine auf eine glattere Oberfläche abgeschiedene elektrisch leitfähige Schicht weist einen höheren Transmissionsgrad bei einem gleichzeitig niedrigeren Flächenwiderstand auf. Die Glättungsschicht weist bevorzugt einen Brechungsindex von kleiner als 2,2 auf.

Die Glättungsschicht enthält bevorzugt zumindest ein nichtkristallines Oxid. Das Oxid kann amorph oder teilamorph (und damit teilkristallin) sein, ist aber nicht vollständig kristallin. Die nichtkristalline Glättungsschicht weist eine geringe Rauheit auf und bildet somit eine vorteilhaft glatte Oberfläche für die oberhalb der Glättungsschicht aufzubringenden Schichten. Die nichtkristalline Glättungsschicht bewirkt weiter eine verbesserte Oberflächenstruktur der direkt oberhalb der Glättungsschicht abgeschiedenen Schicht, welche bevorzugt die erste Anpassungsschicht ist. Die Glättungsschicht kann beispielsweise zumindest ein Oxid eines oder mehrerer der Elemente Zinn, Silizium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Zink, Gallium und Indium enthalten. Die Glättungsschicht enthält besonders bevorzugt ein nichtkristallines Mischoxid. Die Glättungsschicht enthält ganz besonders bevorzugt ein Zinn-Zink-Mischoxid (ZnSnO). Das Mischoxid kann Dotierungen aufweisen. Die Glättungsschicht kann beispielsweise ein Antimon-dotiertes Zinn-Zink-Mischoxid enthalten. Das Mischoxid weist bevorzugt einen unterstöchiometrischen Sauerstoffgehalt auf.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die elektrisch leitfähige Beschichtung eine oder mehrere Blockerschichten. Bevorzugt ist mindestens einer, besonders bevorzugt jeder elektrisch leitfähigen Schicht mindestens eine Blockerschicht zugeordnet. Die Blockerschicht steht in direktem Kontakt zur elektrisch leitfähigen Schicht und ist unmittelbar oberhalb oder unmittelbar unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht angeordnet. Zwischen der elektrisch leitfähigen Schicht und der Blockerschicht ist also keine weitere Schicht angeordnet. Es kann auch jeweils eine Blockerschicht unmittelbar oberhalb und unmittelbar unterhalb einer leitfähigen Schicht angeordnet sein. Die Blockerschicht enthält bevorzugt Niob, Titan, Nickel, Chrom und / oder Legierungen davon, besonders bevorzugt Nickel-Chrom-Legierungen. Eine Blockerschicht unmittelbar unterhalb der elektrisch leitfähigen Schicht dient insbesondere zur Stabilisierung der elektrisch leitfähigen Schicht während einer Temperaturbehandlung und verbessert die optische Qualität der elektrisch leitfähigen Beschichtung. Eine Blockerschicht unmittelbar oberhalb der elektrisch leitfähigen Schicht verhindert den Kontakt der empfindlichen elektrisch leitfähigen Schicht mit der oxidierenden reaktiven Atmosphäre während der Abscheidung der folgenden Schicht durch reaktive Kathodenzerstäubung, beispielsweise der zweiten Anpassungsschicht.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, insbesondere aus Kalk-Natron-Glas, was für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glasarten (beispielsweise Borosilikatglas, Quarzglas, Aluminosilikatglas) oder transparenten Kunststoffen (beispielsweise Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat) gefertigt sein. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren. Vorzugsweise werden Scheiben mit einer Dicke im Bereich von 0,8 mm bis 5 mm, bevorzugt von 1 ,4 mm bis 2,5 mm verwendet, beispielsweise die mit den Standarddicken 1 ,6 mm oder 2,1 mm.

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

Kraftfahrzeugscheiben. Die Gesamttransmission im Bereich des Kamerafensters kann geringer sein, weil sich dieser üblicherweise außerhalb des Durchsichtbereichs befindet. Die Außenscheibe und die Innenscheiben können unabhängig voneinander nicht vorgespannt, teilvorgespannt oder vorgespannt sein. Soll mindestens eine der Scheiben eine Vorspannung aufweisen, so kann dies eine thermische oder chemische Vorspannung sein. Die Verbundscheibe ist bevorzugt in einer oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen, wie es für Kraftfahrzeugscheiben üblich ist, wobei typische Krümmungsradien im Bereich von etwa 10 cm bis etwa 40 m liegen. Die Verbundscheibe kann aber auch plan sein, beispielsweise wenn es als Scheibe für Busse, Züge oder Traktoren vorgesehen ist.

Die thermoplastische Zwischenschicht enthält zumindest ein thermoplastisches Polymer, bevorzugt Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB) oder Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, besonders bevorzugt PVB. Die Zwischenschicht ist typischerweise aus einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke der Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm. Wird eine keilförmige Zwischenschicht eingesetzt, so wird die Dicke an der dünnsten Stelle bestimmt, typischerweise an der Unterkante der Verbundscheibe.

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

Die elektrisch leitfähige Beschichtung wird bevorzugt durch physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) auf die Innenscheibe aufgebracht, besonders bevorzugt durch Kathodenzerstäubung („Sputtern“), ganz besonders bevorzugt durch magnetfeldunterstütze Kathodenzerstäubung. Auch die Antireflexbeschichtung kann mithilfe eines solchen Verfahrens aufgebracht werden. Bevorzugt wird die Antireflexbeschichtung bei großflächigen Beschichtungen, wie zum Beispiel bei einem durchgehenden Flächenbereich von der linken zur rechten Seite der Scheibe über ein PVD-Verfahren aufgebraucht.

Die Antireflexbeschichtung wird bevorzugt über ein Atmosphärenplasma- Beschichtungsverfahren (Firma Plasmatreat) aufgebracht oder über nasschemische Auftragsverfahren, die aus dem Stand der Technik bekannt sind. Diese Verfahren können bei Atmosphärendruck durchgeführt werden und somit flexibel in das Verfahren integriert oder nachgeschaltet werden. Diese Verfahren eignen sich zudem besonders zur Anbringung von Beschichtungen in einem lokal begrenzten Bereich. Diese Verfahren können zudem auch auf fertig laminierten Scheiben angebracht werden, was die Flexibilität der Herstellung erhöht.

Die elektrisch leitfähige Beschichtung wird vor der Lamination auf die Scheiben aufgebracht. Statt die elektrisch leitfähige Beschichtung auf eine Scheibenoberfläche aufzubringen, kann sie grundsätzlich auch auf einer Trägerfolie bereitgestellt werden, die in der Zwischenschicht angeordnet wird.

Die Antireflexbeschichtung wird ebenfalls bevorzugt vor der Lamination auf die Scheibe aufgebracht, insbesondere, wenn sie über ein PVD-Verfahren aufgebracht wird. Alternativ bevorzugt wird die Antireflexbeschichtung nach der Lamination auf die Scheibe aufgebracht, insbesondere wenn sie über ein Atmosphärenplasmabeschichtungsverfahren aufgebracht wird.

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

Die Verbundscheibe kann auch als Windschutzscheibe für ein Head-Up-Display (HUD) ausgebildet sein. Die Verbundscheibe wird dabei durch einen Projektor bestrahlt, wodurch ein virtuelles, für den Fahrer wahrnehmbares Bild erzeugt wird. Die Zwischenschicht kann dabei keilartig ausgebildet sein, um Geisterbilder aufgrund der mehrfachen Reflexion an den Glasoberflächen und/oder der leitfähigen Beschichtung zu vermeiden, was an sich bekannt ist. Das Problem der Geisterbilder tritt insbesondere auf, wenn der HUD-Projektor s- polarisierte Strahlung verwendet, die von den Glasoberflächen effizient reflektiert wird (Einstrahlwinkel typischerweise nahe dem Brewster-Winkel). Man kann aber auch einen HUD- Projektor mit p-polarisierter Strahlung verwenden, wobei eine signifikante Reflexion lediglich an der leitfähigen Beschichtung auftritt. Eine keilförmige Zwischenschicht ist dann verzichtbar.

Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Kamera-Anordnung mit einer Kamera und einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Dabei ist die Kamera auf den Teilbereich mit der Antireflexionsbeschichtung gerichtet und nimmt Lichtstrahlen auf, die durch die Verbundscheibe einfallen. Das bedeutet, dass die Kamera und die elektrisch leitfähige Beschichtung im Strahlengang der Kamera angeordnet sind. Die Kamera ist dabei bevorzugt im Innenraum des Fahrzeugs an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe befestigt. Die Kamera ist durch die Verbundscheibe hindurch gerichtet. Die Kamera kann beispielsweise Teil eines Fahrerassistenzsystems oder eine sogenannte „Mobile Eye“- Kamera für das autonome Fahren sein. Die Kamera kann jeglicher optische Sensor sein, wie zum Beispiel auch ein Sensor für eine Lasergestützte Abstandsmessung.

Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Frontscheibe mit Kamerafenster in Fortbewegungsmitteln zu Wasser, zu Land und zur Luft, bevorzugt in einem Kraftfahrzeug als Windschutzscheibe.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Kameraanordnung,

Fig. 2 Transmissionsspektren zweier Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe und eines Vergleichsbeispiels,

Fig. 3 Transmissionsspektren zweier Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe und eines Vergleichsbeispiels und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Innenscheibe mit elektrisch leitfähiger Beschichtung und erfindungsgemäßer Antireflexbeschichtung.

Fig. 1 zeigt eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 10, die als Windschutzscheibe eines Personenkraftwagens vorgesehen ist. Die Verbundscheibe 10 ist aufgebaut aus einer Außenscheibe 1 und einer Innenscheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 ist in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt, die Innenscheibe 2 dem Fahrzeuginnenraum. Die Außenscheibe 1 weist eine außenseitige Oberfläche I auf, die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt ist, und eine innenraumseitige Oberfläche II, die in Einbaulage dem Innenraum zugewandt ist. Ebenso weist die Innenscheibe 2 eine außenseitige Oberfläche III auf, die in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt ist, und eine innenraumseitige Oberfläche IV, die in Einbaulage dem Innenraum zugewandt ist.

Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas. Die Außenscheibe 1 weist beispielsweise eine Dicke von 2, 1 mm auf, die Innenscheibe 2 eine Dicke von 1 ,6 mm. Die Zwischenschicht 3 ist aus einer einzigen Lage thermoplastischen Materials ausgebildet, beispielsweise aus einer PVB-Folie mit einer Dicke von 0,76 mm (gemessen an der Unterkante U).

Die Verbundscheibe 10 umfasst außerdem eine elektrisch leitfähige Beschichtung 20, die auf der außenseitigen Oberfläche III der Innenscheibe 2 aufgebracht ist und beispielsweise als IR-reflektierende Beschichtung oder als beheizbare Beschichtung vorgesehen ist.

Innenraumseitig der Verbundscheibe 10 ist eine Kamera 4 angeordnet, beispielsweise eine Kamera der Firma Mobileye für das autonome Fahren. Die Kamera 4 ist im Wesentlichen horizontal nach vorne gerichtet. Bei typischen Einbaulagen von Windschutzscheiben schließt die Detektionsrichtung der Kamera 4 (Horizontale h) einen Winkel von 66° (a) mit der Flächennormalen f der Verbundscheibe 10 ein. Im Strahlengang der Kamera 4 ist eine Antireflexbeschichtung 30 auf der innenraumseitigen Oberfläche IV der Innenscheibe 2 aufgebracht. Die Antireflexbeschichtung 30 verringert die Reflexion an der Oberfläche IV und erhöht die Transmission, um die Detektion von Signalen durch die Kamera zu verbessern. Die geschieht entweder durch eine Erhöhung der Gesamttransmission oder bevorzugt durch eine selektive Erhöhung des Transmissionsverhältnisses T(600nm-700nm)/T(440nm-700nm), was besonders vorteilhaft ist für die Wahrnehmung von roten Signalen und je nach Kamera bevorzugt ist. Dabei wirkt die Antireflexbeschichtung 30 wie ein Bandfilter, der die Transmission im blauen Spektralbereich herabsetzt und / oder die Transmission im roten Spektralbereich erhöht. Dadurch wird das Transmissionsverhältnis erhöht, was für die Funktionsfähigkeit der Kamera 4 vorteilhaft ist.

Tabelle 1 und Figur 4 zeigen zwei beispielhafte Aufbauten zweier erfindungsgemäßer Verbundscheiben (Beispiele 1 und 2) mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 20 und Antireflexbeschichtung 30 unter Angabe der Materialien und Schichtdicken. In Figur 4 sind die thermoplastische Zwischenschicht und die Außenscheibe 1 nicht gezeigt. Die Verbundscheibe mit nur der elektrisch leitfähigen Beschichtung 20 ist in der Tabellenspalte „Referenz 4 Ag“ aufgelistet. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 20 enthält vier elektrisch leitfähige Schichten 21.1 , 21.2, 21.3, 21.4. Jede elektrisch leitfähige Schicht 21 ist jeweils zwischen zwei von insgesamt fünf Entspiegelungsschichten 22.1 , 22.2, 22.3, 22.4, 22.5 angeordnet. Die Entspiegelungsschichten 22.5, 22.4, 22.3 sind jeweils unterteilt in eine dielektrische Schicht 22a.5, 22a.4, 22a.3 und eine optisch hochbrechende Schicht 22b.5, 22b.4, 22b.3. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 20 enthält außerdem vier Glättungsschichten 23.1 , 23.2, 23.3, 23.4, vier ersten Anpassungsschichten 24.1 , 24.2, 24.3, 24.4, vier zweite Anpassungsschichten 25.2, 25.3, 25.4, 25.5 und vier Blockerschichten 26.1 , 26.2, 26.3, 26.4.

Die Antireflexbeschichtung 30 zu Beispiel 1 ist aufgebaut aus einer dielektrischen Schicht mit hohem Brechungsindex auf Basis von Titanoxid (TiO2) und einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex auf Basis von Siliziumoxid (SiO2). Die beiden Schichten sind abwechselnd angeordnet, wobei die Schicht, die direkt auf dem Glas angeordnet ist, eine Schicht mit hohem Brechungsindex ist. Figur 2 zeigt ein Transmissionsspektrum der erfindungsgemäßen Verbundscheibe nach Beispiel 1 mit dem in Tabelle 1 gezeigten Aufbau und ein Transmissionsspektrum des Vergleichsbeispiels „Referenz 4 Ag“. Das Vergleichsbeispiel hat den in Tabelle 1 in der Spalte „Referenz 4 Ag“ gezeigten Aufbau. Ein Vergleich der beiden Transmissionsspektren zeigt, dass durch die Antireflexbeschichtung 30 die Transmission im blauen Spektral be re ich deutlich abnimmt und im roten Spektralbereich etwas zunimmt. Dies führt für die Verbundscheibe mit Antireflexbeschichtung nach Beispiel 1 zu einem erhöhten Transmissionsverhältnis Trot/Tges von 0,81 im Vergleich zu 0,74 ohne Antireflexbeschichtung (siehe Tabelle 3). Dies ist ein deutlich verbessertes Transmissionsverhältnis, das mithilfe einer kostengünstig aufzubringenden Antireflexbeschichtung erzielt wurde. Beide Transmissionsspektren wurden unter den gleichen Bedingungen gemessen bei einem Winkel a von 66°.

Die Antireflexbeschichtung 30 zu Beispiel 2 ist aufgebaut aus einer dielektrischen Schicht mit hohem Brechungsindex auf Basis von Siliziumnitrid (Si3N4) und einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex auf Basis von Siliziumoxid (SiO2). Die beiden Schichten sind abwechselnd angeordnet, wobei die Schicht, die direkt auf dem Glas angeordnet ist, eine Schicht mit hohem Brechungsindex ist. Figur 2 zeigt auch ein Transmissionsspektrum der erfindungsgemäßen Verbundscheibe nach Beispiel 2 mit dem in Tabelle 1 gezeigten Aufbau. Ein Vergleich mit dem Transmissionsspektrum des Vergleichsbeispiels „Referenz 4 Ag“ zeigt, dass durch die Antireflexbeschichtung 30 die Transmission im blauen Spektralbereich deutlich abnimmt. Dies führt für die Verbundscheibe mit Antireflexbeschichtung nach Beispiel 2 zu einem erhöhten Transmissionsverhältnis Trot/Tges von 0,76 im Vergleich zu 0,74 ohne Antireflexbeschichtung (siehe Tabelle 3). Beide Transmissionsspektren wurden unter den gleichen Bedingungen gemessen bei einem Winkel a von 66°.

Tabelle 2 zeigt zwei beispielhafte Aufbauten zweier erfindungsgemäßer Verbundscheiben mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung 20 und einer Antireflexbeschichtung 30 (Beispiele 3 und 4) unter Angabe der Materialien und Schichtdicken. Die Verbundscheibe mit nur der elektrisch leitfähigen Beschichtung 20 mit drei elektrisch leitfähigen Schichten 21.1 , 21.2, 21.3 ist in der Tabellenspalte „Referenz 3 Ag“ aufgelistet. Jede elektrisch leitfähige Schicht 21 ist jeweils zwischen zwei von insgesamt vier Entspiegelungsschichten 22.1 , 22.2, 22.3, 22.4 angeordnet. Die Entspiegelungsschichten 22.4, 22.3, 22.2 sind jeweils unterteilt in eine dielektrische Schicht 22a.4, 22a.3, 22a.2 und eine optisch hochbrechende Schicht 22b.4, 22b.3, 22b.2. Die elektrisch leitfähige Beschichtung 20 enthält außerdem drei Glättungsschichten 23.1 , 23.2, 23.3, drei erste Anpassungsschichten 24.1 , 24.2, 24.3, drei zweite Anpassungsschichten 25.2, 25.3, 25.4 und drei Blockerschichten 26.1 , 26.2, 26.3. Die Antireflexbeschichtung 30 zu Beispiel 3 ist aufgebaut aus einer dielektrischen Schicht mit hohem Brechungsindex auf Basis von Titanoxid (TiO2) und einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex auf Basis von Siliziumoxid (SiO2). Die Antireflexbeschichtung 30 zu Beispiel 4 ist aufgebaut aus einer dielektrischen Schicht mit hohem Brechungsindex auf Basis von Siliziumnitrid (Si3N4) und einer Schicht mit niedrigem Brechungsindex auf Basis von Siliziumoxid (SiO2). Die beiden Schichten sind jeweils abwechselnd angeordnet, wobei die Schicht, die direkt auf dem Glas angeordnet ist, eine Schicht mit hohem Brechungsindex ist. Figur 3 zeigt die Transmissionsspektrum der erfindungsgemäßen Verbundscheibe nach Beispielen 3 und 4 mit dem in Tabelle 2 gezeigten Aufbau sowie das Transmissionsspektrum des Vergleichsbeispiels „Referenz 3 Ag“. Alle Transmissionsspektren wurden unter den gleichen Bedingungen gemessen bei einem Winkel a von 66°.

Ein Vergleich der Transmissionsspektren von Beispiel 3 und des Vergleichsbeispiels „Referenz 4 Ag“ zeigt, dass durch die Antireflexbeschichtung 30 die Transmission im blauen Spektralbereich deutlich abnimmt und im roten leicht zunimmt. Dies führt für die Verbundscheibe mit Antireflexbeschichtung nach Beispiel 3 zu einem erhöhten Transmissionsverhältnis Trot/Tges von 0,76 im Vergleich zu 0,70 ohne Antireflexbeschichtung (siehe Tabelle 3). Dies ist ein deutlich verbessertes Transmissionsverhältnis, das durch die Aufbringung einer relativ einfach aufgebauten Antireflexbeschichtung erzielt wurde. Auch für Beispiel 4 wurde ein erhöhtes Transmissionsverhältnis Trot/Tges von 0,71 erzielt.

Tabelle 1: Beispiele 1 und 2

Tabelle 2: Beispiel 3 und 4 Tabelle 3 Vergleich der Transmissionswerte

Bezugszeichenliste:

10 Verbundscheibe

1 Außenscheibe

2 Innenscheibe

3 thermoplastische Zwischenschicht

4 Kamera

20 elektrisch leitfähige Beschichtung

21.1, 21.2, 21.3, 21.4 1., 2., 3., 4. elektrisch leitfähige Schicht

22.1, 22.2, 22.3, 22.4, 22.5 1., 2., 3., 4., 5. Entspiegelungsschicht

22a.2, 22a.3, 22a.4 1., 2., 3. niedrig brechende dielektrische Schicht

22b.2, 22b.3, 22b.4 1., 2., 3. optisch hochbrechende Schicht

23.1 , 23.2, 23.3, 23.4 1., 2., 3., 4. Glättungsschicht

24.1, 24.2, 24.3, 24.4 1., 2., 3., 4. erste Anpassungsschicht

25.2, 25.3, 25.4, 25.5 1., 2., 3., 4. zweite Anpassungsschicht

26.1, 26.2, 26.3, 26.4 1., 2., 3., 4. Blockerschicht

30 Antireflexbeschichtung

31.1, 31.2, 31.3, 31.4 1., 2., 3., 4. dielektrische Schicht

100 Kamera-Anordnung

I außenseitige, von der Zwischenschicht 3 abgewandte Oberfläche der Außenscheibe 1

II innenraumseitige, zur Zwischenschicht 3 hingewandte Oberfläche der Außenscheibe 1

III außenseitige, zur Zwischenschicht 3 hingewandte Oberfläche der Innenscheibe 2

IV innenraumseitige, von der Zwischenschicht 3 abgewandte Oberfläche der Innenscheibe 2

Claims

26 Patentansprüche

1. Verbundscheibe (10) umfassend

- eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind,

- eine elektrisch leitfähige Beschichtung (20) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2),

- eine Antireflexbeschichtung (30) nur in einem Teilbereich der Verbundscheibe (10), der für ein Kamerafenster vorgesehen ist, wobei die Antireflexbeschichtung (30) auf der von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) angeordnet ist und in dem Teilbereich auch die elektrisch leitfähige Beschichtung (20) angeordnet ist.

2. Verbundscheibe (10) nach Anspruch 1 , wobei der Teilbereich mit der Antireflexionsbeschichtung (30) nur höchstens 70 %, bevorzugt nur höchstens 40%, besonders bevorzugt nur höchstens 30%, insbesondere nur höchstens 20% der von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche (IV) der Innenscheibe (2) bedeckt.

3. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Antireflexbeschichtung (30) aus alternierend angeordneten dielektrischen Schichten (31.1 , 31.2, 31.3, 31.4) mit unterschiedlichen Brechungsindices gebildet ist.

4. Verbundscheibe (10) nach Anspruch 3, wobei in der Antireflexbeschichtung (30) dielektrische Schichten (31.1 , 31.2, 31.3, 31.4) mit niedrigem Brechungsindex kleiner oder gleich 1 ,8, bevorzugt kleiner oder gleich 1 ,7, und dielektrische Schichten mit hohem Brechungsindex (31.1 , 31.2, 31.3, 31.4) größer oder gleich 2,0, bevorzugt größer oder gleich 2,1 , abwechselnd angeordnet sind.

5. Verbundscheibe (10), nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Antireflexbeschichtung (30) aus zwei bis acht alternierend angeordneten dielektrischen Schichten (31.1 , 31.2, 31.3, 31.4) mit unterschiedlichen Brechungsindices besteht, bevorzugt aus zwei bis sechs alternierend angeordneten dielektrischen Schichten (31.1 , 31.2, 31.3, 31.4) mit unterschiedlichen Brechungsindices besteht.

6. Verbundscheibe (10) nach Anspruch 4, wobei in der Antireflexbeschichtung (30) die dielektrische Schicht oder die dielektrischen Schichten mit niedrigem Brechungsindex auf Basis von Siliziumoxid oder Aluminiumoxid ausgeführt ist oder sind und die dielektrische Schicht oder die dielektrischen Schichten mit hohem Brechungsindex auf Basis von Siliziumnitrid, Siliziumkarbid, Titanoxid, einem Silizium-Metall-Mischnitrid wie Siliziumzirkoniumnitrid oder Siliziumhafniumnitrid ausgeführt ist oder sind.

7. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei in der Antireflexbeschichtung ausgehend von der Innenscheibe zunächst eine Schicht mit hohem Brechungsindex angeordnet ist und darüber eine Schicht mit niedrigem Brechungsindex angeordnet ist.

8. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei in der Antireflexbeschichtung (30) die dielektrischen Schichten (31.1 , 31.2, 31.3, 31.4) jeweils eine geometrische Schichtdicke zwischen 30 nm und 500 nm, bevorzugt zwischen 50 nm und 300 nm, besonders bevorzugt zwischen 70 nm und 200 nm haben.

9. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (20) eine IR-reflektierende und/oder heizbare Beschichtung ist.

10. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die elektrisch leitfähige Beschichtung (20) mindestens zwei elektrisch leitfähige Schichten (21.1 , 21.2), bevorzugt mindestens drei elektrisch leitfähige Schichten (21.1 , 21.2, 21.3) umfasst, besonders bevorzugt mindestens vier elektrisch leitfähige Schichten (21.1 , 21.2, 21.3, 21.4), welche jeweils zwischen zwei dielektrischen Schichten oder Schichtenfolgen angeordnet sind.

11. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die elektrisch leitfähigen Schichten (21.1 , 21.2, 21.3, 21.4) auf Basis von Silber ausgebildet sind und jeweils eine Schichtdicke von 3 nm bis 20 nm, bevorzugt von 5 nm bis 18 nm haben.

12. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Antireflexbeschichtung und / oder die elektrisch leitfähige Beschichtung über physikalische Gasphasenabscheidung, bevorzugt über Magnetronsputtern aufgebracht ist / sind.

13. Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei das Transmissionsverhältnis, berechnet als Verhältnis der Transmission im Spektral be re ich von 600 nm bis 700 nm zur Transmission im Spektralbereich von 440 nm bis 700 nm, im Teilbereich mit der Antireflexbeschichtung (30) mindestens 0,70 beträgt, bevorzugt mindestens 0,80 beträgt. Kamera-Anordnung (100), aufweisend eine Kamera (4) und eine Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Kamera (4) auf den Teilbereich mit Antireflexionsbeschichtung (30) gerichtet ist und Lichtstrahlen aufnimmt, die durch die Verbundscheibe (10) einfallen. Verwendung der Verbundscheibe (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 13 als Frontscheibe mit Kamerafenster in Fortbewegungsmitteln zu Wasser, zu Land und zur

Luft, bevorzugt in einem Kraftfahrzeug als Windschutzscheibe.