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DE102008004049A1 - Verbundglaseinheit - Google Patents

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Felix Horstmann
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Abstract

Eine transparente Displayeinrichtung, welche z. B. die seit kurzem bekannten transparenten organischen Leuchtdioden (TOLEDs) umfasst, wird erfindungsgemäß ins Innere einer Verbundglaseinheit (10, 10') integriet, und diese Verbundglaseinheit (10') wird in einem Kraftfahrzeug (24) eingesetzt, z. B. als Seitenscheibe. Es können einfache Farb- und Blinksignale auf der transparenten Displayeinrichtung angezeigt werden, es wird aber durchaus möglich sein, auch Videobilder von einer Kamera (26) anzuzeigen. Wird die Verbundglaseinheit (10) als Tür- oder Seitenscheibe verwendet, könnte man in diesem Falle sogar auf einen Seitenspiegel verzichten.

Description

  • Die Erfindung befasst sich mit optischen Anzeigen, wie sie insbesondere in Kraftfahrzeugen Verwendung finden. Herkömmlicherweise sind in einem Kraftfahrzeug sämtliche Anzeigeeinrichtungen Teil des Armaturenbretts. Man geht nun zunehmend dazu über, auch die Scheiben in einem Kraftfahrzeug für Anzeigen zu nutzen.
  • Die DE 103 50 529 A1 beschreibt ein Head-up-Anzeigesystem für ein Kraftfahrzeug. In die Windschutzscheibe eines Kraftfahrzeugs werden Pigmente integriert, welche nicht sichtbares Licht in sichtbares Licht umwandeln. Außerhalb der Windschutzscheibe befindet sich ein Projektor, welcher nicht sichtbares Licht zur Windschutzscheibe hin abgibt, so dass es von den darin befindlichen Pigmenten in sichtbares Licht umgewandelt wird. Die anzuzeigenden Informationen werden außerhalb der Windschutzscheibe festgelegt, und die Pigmente in der Windschutzscheibe reagieren rein passiv. Es ist nachteilig, dass außerhalb der Windschutzscheibe ein eigener Projektor bereitgestellt werden muss, der dann auch in das Kraftfahrzeug, z. B. in dessen Armaturenbrett, integriert werden muss und hierbei Platz benötigt.
  • Die DE 10 2005 003 181 A1 beschreibt eine Multifunktionsfensterscheibe, bei der auf einer transparenten Trägerscheibe zwei Anzeigeschichten aufgebracht sind, in denen die Transparenz einzelner Segmente steuerbar ist. Mit Hilfe der einen Anzeigeschicht wird ein undurchsichtiger Hintergrund erzeugt, damit Informationen, welche auf der zweiten Anzeigeschicht angezeigt werden, für einen Benutzer gut lesbar sind. Nachteilig bei dieser Multifunktionsfensterscheibe ist es, dass sie nicht an solchen Stellen in der Verglasung eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden kann, an denen eine Durchsichtigkeit unverzichtbar ist. Die eine Anzeigeschicht blendet ja gerade von außen hereingelangendes Licht aus, so dass der Sichtfeldbereich insbesondere für den Kraftfahrzeugführer eingeschränkt wird. Zudem sind die beiden Anzeigeschichten auf einer Trägerscheibe aufgebracht und von außen her zugänglich und können daher auch beschädigt werden.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, die Möglichkeiten zu erweitern, wie die Außenverglasung eines Kraftfahrzeugs für die Anzeige von Informationen in einem Kraftfahrzeug genutzt werden kann, und hierbei die oben beschriebenen Nachteile zu vermeiden.
  • Die Aufgabe wird durch eine Verbundglaseinheit gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ins Innere der Verbundglaseinheit eine transparente elektrisch ansteuerbare Displayeinrichtung integriert ist.
  • Die Erfindung hat zwei Aspekte: Zum einen wird eine Verbundglaseinheit bereitgestellt, bei der die Displayeinrichtung geschützt ist. Verbundglas wird bereits jetzt in Kraftfahrzeugen eingesetzt. Durch die Integration der Displayeinrichtung in das Innere der Verbundglaseinheit ist sie von außen nicht zugänglich und kann daher nicht versehentlich beschädigt werden. Auch die Führung von für die elektrische Ansteuerung notwendigen Leitungen ist erleichtert, es können insbesondere transparente leitfähige Schichten als Leitungen eingesetzt werden.
  • Der zweite Aspekt der Erfindung besteht in der Verwendung einer solchen Displayeinrichtung, welche transparent ist. Der Fahrzeugführer kann dann zwar einerseits ein auf der Displayeinrichtung angezeigtes Muster erkennen, dem er bestimmte Informationen entnehmen kann, andererseits kann er aber durch die Displayeinrichtung hindurch das Umfeld des Kraftfahrzeugs beobachten. Diese Doppelfunktion wird insbesondere durch moderne Technologie ermöglicht. So sind erste Modelle von transparenten organischen Leuchtdioden (TOLEDs) vorgestellt worden, und die transparente Displayeinrichtung umfasst bevorzugt eine Anordnung von solchen transparenten organischen Leuchtdioden. Eine ebenfalls verwendbare Technik ist die eines transparenten elektrolumineszenten Displays (TELD) für die transparente Displayeinrichtung.
  • Die Integration der transparenten Displayeinrichtung in die Verbundglaseinheit kann wie folgt erfolgen: Die Verbundglaseinheit umfasst eine erste und eine zweite Glasscheibe. Bei herkömmlichen Verbundglaseinheiten werden zwei Glasscheiben mittels einer Schmelzklebefolie miteinander verklebt. Vorliegend werden zwei Schmelzklebefolien verwendet, und zwar wird eine Schmelzklebefolie auf die erste Glasscheibe aufgebracht und eine weitere Schmelzklebefolie auf die zweite Glasscheibe aufgebracht. Die transparente Displayeinrichtung wird dann zwischen den beiden Schmelzklebefolien angeordnet. Dieser Schichtaufbau ist besonders einfach herstellbar und gewährleistet gleichwohl einen optimalen Schutz der transparenten Displayeinrichtung.
  • Der genannte Schichtaufbau ermöglicht es auch, dass sich die transparente Displayeinrichtung über eine kleinere Fläche erstreckt als die Glasscheibe. Es ist also nicht nötig, dass sich zur Herstellung einer Stabilität der Verbundglaseinheit alle fünf Schichten über die gesamte Fläche der Verbundglaseinheit erstrecken. Vielmehr kann die transparente Displayeinrichtung lediglich in einem Teilbereich angeordnet sein. Sie kann sogar in einzelne Teilbereiche aufgeteilt sein oder segmentiert sein, z. B. ringförmig gestaltet sein, um einen optimalen Durchblick durch die Mitte des Rings während einer Anzeige in dem Ring zu ermöglichen. Die sich über eine kleinere Fläche als die Glasscheibe erstreckende transparente Displayeinrichtung kann beispielsweise in eine Art Rahmen aus Schmelzklebematerial integriert werden, der dann die Restfläche auffüllt, und das Schmelzklebematerial mit der transparenten Displayeinrichtung kann dann zwischen den beiden Schmelzklebefolien angeordnet werden.
  • Um das Armaturenbrett zu entlasten oder die Bedienbarkeit druch Verlagerung von Funktionen zu vereinfachen, kann es sinnvoll sein, auch Bedienmöglichkeiten für den Kraftfahrzeugführer in die Verbundglaseinheit zu integrieren. Die Kombination von Anzeigen mit einer Bedienmöglichkeit ist bei den so genannten Tastbildschirmen (Touchscreens) verwirklicht. Vorliegend ist es sinnvoll, etwas Ähnliches bei der Verbundglaseinheit zu verwirklichen. Anstelle eines Tastsensors wird aber bevorzugt ein kapazitiver Sensor eingesetzt, der ebenfalls in das Innere der Verbundglaseinheit integriert ist und der Displayeinrichtung derart zugeordnet ist, dass bei Bewegung eines Fingers einer Bedienperson in Richtung einer bestimmten Anzeige gleichzeitig dieser kapazitive Sensor aktiviert wird. Es kann auch ein Infrarotsensor verwendet werden, der auf die Wärme des Fingers einer Bedienperson reagiert. Durch die Verwendung eines kapazitiven Sensors oder eines Infrarotsensors kann vermieden werden, dass die Oberfläche einer Kraftfahrzeugscheibe ständig berührt werden muss. Insbesondere bei der vorliegend verwendeten Verbundglaseinheit wäre dies nachteilig, weil durch die Verwendung einer Tastmöglichkeit Einschränkungen bei der Transparenz der Verbundglaseinheit die Folgen wären und außerdem die Oberfläche der Verbundglaseinheit durch Fingerabdrücke verunreinigt werden würde.
  • Zur Erfindung gehört auch ein Kraftfahrzeug mit einer erfindungsgemäßen Verbundglaseinheit, und zwar wird diese bevorzugt in der Außenverglasung verwendet.
  • Bei der Verwendung der Verbundglaseinheit als Windschutzscheibe können zahlreiche Funktionen aus dem Armaturenbrett einfach lediglich durch die etwas höher gelegene transparente Displayeinrichtung in der Verbundglaseinheit übernommen werden. Anstatt Anzeigen in dem Armaturenbrett elektrisch anzusteuern, muss dann lediglich die transparente Displayeinrichtung entsprechend elektrisch angesteuert werden.
  • Die Anzeigen können ganz einfacher Art sein, z. B. kann ein einfaches Blinklicht abgegeben werden, z. B. in gelber Farbe, das die Betätigung eines Blinkers veranschaulicht. Mit dem technologischen Fortschritt bei transparenten Displayeinrichtungen, insbesondere bei der zu erwartenden Fortentwicklung von TOLEDs wird es zukünftig auch möglich sein, komplexere Bilder anzuzeigen, z. B. das eines Tachometers oder Drehzahlanzeigers. Es können auch den Mitfahrern im Fond nicht auf das Kraftfahrzeug bezogene Informationen angezeigt werden.
  • Neue Anwendungen ergeben sich auch, wenn die Verbundglaseinheit als Seitenscheibe oder Türscheibe, entweder auf der Fahrerseite oder Beifahrerseite oder beiden, eingesetzt wird. Auch dies kann mit der einfachen Anzeige beginnen, dass der Fahrzeugführer den Blinker betätigt hat und bis hin zu der Anzeige von ansonsten über den Seitenspiegel erhältlichen Informationen gehen.
  • So ist es z. B. möglich, das Kraftfahrzeug mit einer Kamera zum Erfassen von Bildsignalen auszustatten, wobei dann eine Steuereinheit anhand dieser Bildsignale Steuersignale für die transparente Displayeinrichtung erzeugt. Es kann beispielsweise mit geeigneter Bildverarbeitung durch die Steuereinheit erfasst werden, ob sich in einem bestimmten Abstand von dem Kraftfahrzeug ein Hindernis befindet, was z. B. beim Rückwärtsfahren oder auch beim Überholen sinnvoll sein kann. Das Vorhandensein eines Hindernisses kann dann dadurch angezeigt werden, dass die transparente Displayeinrichtung vollständig in Rot leuchtet.
  • Die zu erwartenden Weiterentwicklungen bei TOLED-Displays werden es ermöglichen, direkt ganze Bilder auf dem Display anzuzeigen. Dadurch kann bei dem Kraftfahrzeug dann der Seitenspiegel vollständig entfallen und die von ihm bereitgestellte Information durch das auf der Displayeinrichtung angezeigte Kamerabild vollständig ersetzt werden.
  • Die Displayeinheit in der Seitenscheibe muss nicht ständig aktiv sein, sondern solange der Fahrzeugführer geradeaus schaut, kann es sinnvoll sein, die Anzeige eines Bildes zu unterbinden, damit der Fahrzeugführer im Augenwinkel optimal das Kraftfahrzeugäußere durch die Seitenscheibe hindurch beobachten kann. Erst, wenn der Fahrzeugführer seine Augen abwendet, also insbesondere derart verdreht, dass er sonst zum Seitenspiegel schauen würde, kann die Displayeinrichtung aktiviert werden, also beispielsweise das Videokamerabild angezeigt werden. Dementsprechend umfasst das Kraftfahrzeug bevorzugt Mittel zum Verfolgen der Augenbewegung eines Fahrers, wobei die Mittel Signale zu erzeugen ausgelegt sind. Eine Steuereinheit ist dazu ausgelegt, Steuerbefehle für die Displayeinheit abzugeben und hierbei die von den Mitteln zum Verfolgen der Augenbewegung erzeugten Signale zu verwenden.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, wobei
  • 1 schematisch den Schichtaufbau einer Verbundglaseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung und
  • 2 schematisch den Schichtaufbau einer Verbundglaseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung veranschaulicht und
  • 3 den Einsatz einer erfindungsgemäßen Verbundglaseinheit als Türscheibe in einem Kraftfahrzeug veranschaulicht.
  • 1 zeigt den Aufbau einer im Ganzen mit 10 bezeichneten Verbundglaseinheit. Unter dem Begriff der Einheit wird vorliegend verstanden, dass der Schichtaufbau außen eine vorbestimmte Fläche hat. Üblicherweise ersetzt eine solche Verbundglaseinheit in einem Kraftfahrzeug eine einzelne Glasscheibe. Sie könnte daher auch als Scheibeneinheit bezeichnet werden. Die Verbundglaseinheit 10 umfasst in an sich bekannter Weise zwei Glasscheiben 12 und 14, welche jeweils den äußeren Abschluss der Schichtenfolge bilden. Zwischen den beiden Glasscheiben 12 und 14 befindet sich eine transparente Displayeinrichtung, und zwar vorliegend einer Anordnung aus transparenten organischen Leuchtdioden (TOLEDs). Um diese möglichst sicher zwischen den beiden Scheiben 12 und 14 zu halten, werden Schmelzklebefolien 18 und 20 eingesetzt, nämlich die Schmelzklebefolie 18 zwischen der Glasscheibe 12 und der transparenten Displayeinrichtung 16 auf der einen Seite und die Schmelzklebefolie 20 zwischen der Glasscheibe 14 und der transparenten Displayeinrichtung 16 auf der anderen Seite. Durch die Schmelzklebefolien 18 und 20 ist ein guter Halt des Verbunds gewährleistet. Wegen des Vorhandenseins der Schmelzklebefolien 18 und 20 berührt die transparente Displayeinrichtung auch nicht direkt die Glasscheiben. Daher sind bestimmte Sicherheitsstandards für die Verbundglaseinheit gegeben, so dass ein Verbundsicherheitsglas erzeugt wird.
  • Bei der Ausführungsform aus 1 erstreckt sich die transparente Displayeinrichtung 16 über genau dieselbe Fläche, über die sich auch die Glasscheiben 12 und 14 wie auch die Schmelzklebefolien 18 und 20 erstrecken.
  • Es ist nun möglich, dass die transparente Displayeinrichtung kleiner, insbesondere auch deutlich kleiner als die Glasscheiben 12 und 14 ist. Es ist möglich, hierbei den Schichtenaufbau gemäß 1 beizubehalten, wobei dann die Schmelzklebefolien 18 und 20 zum Teil einander berühren, nämlich in der Teilfläche, über die sich die transparente Displayeinrichtung 16 nicht erstreckt. Bevorzugt wird in dem Falle einer sich nur über eine kleinere Fläche als die Glasscheiben 12 und 14 erstreckenden transparenten Displayeinrichtungen 16' diese in einen Schmelzkleber 22 eingebettet, der z. B. wie ein Rahmen die transparente Displayeinrichtung 16' umgibt, wobei dieser Rahmen dann auch aus einer Schmelzklebefolie aufgebaut sein könnte. Durch die Verwendung des Schmelzklebers 22 ist ein besonders guter Zusammenhalt der Verbundglaseinheit 10' gemäß 2 gegeben, obwohl sich die transparente Displayeinrichtung 16' nicht über dieselbe Fläche erstreckt wie die Glasscheiben 12 und 14.
  • Es gibt vielfältige Anwendungen für eine Verbundglaseinheit nach Art der Verbundglaseinheit 10 aus 1 oder 10' aus 2. Ein Beispiel für die Verwendung einer Verbundglaseinheit 10' nach der in 2 gezeigten Art ist in 3 gezeigt. In einem Kraftfahrzeug 24 wird die Verbundglaseinheit 10' als Beifahrertürscheibe eingesetzt. Eine Kamera 26 nimmt Bilder von dem Gebiet hinter dem Kraftfahrzeug auf. Eine Steuereinheit 28 verarbeitet die Kamerabilder und wandelt diese in Signale um, mit denen die transparente Displayeinrichtung 16' angesteuert wird. Bei einfach ausgebildeten TOLEDs kann dies so aussehen, dass die Steuereinheit 28 die Kamerabilder dahingehend auswertet, ob sich ein Hindernis hinter dem Kraftfahrzeug befindet oder nicht (wobei bekannte Bilderkennungsalgorithmen verwendet werden). Im Falle des Vorhandenseins eines Hindernisses kann bewirkt werden, dass die transparente Displayeinrichtung das von außen ins Kraftfahrzeug eindringende Licht rot färbt oder selbsttätig rotes Licht abgibt. Dadurch erhält dann der Führer des Kraftfahrzeugs 24 eine Warnung. Zukünftige transparente Displayeinrichtungen werden einen Pixelaufbau mit einer Pixelgröße haben, die die Darstellung von Bildern ermöglicht. So wird es möglich sein, das von der Kamera 26 aufgenommene Bild direkt in der Seitenscheibe wiederzugeben. In diesem Falle kann, wie in 3 dargestellt, ein sonst üblicherweise vorhandener außen am Kraftfahrzeug angebrachter Seitenspiegel ganz entfallen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • - DE 10350529 A1 [0002]
    • - DE 102005003181 A1 [0003]

Claims (11)

  1. Verbundglaseinheit (10, 10'), gekennzeichnet durch eine ins Innere der Einheit integrierte transparente elektrisch ansteuerbare Displayeinrichtung (16, 16').
  2. Verbundglaseinheit (10, 10') nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Displayeinrichtung (16, 16') eine Anordnung von transparenten organischen Leuchtdioden (TOLEDs) umfasst.
  3. Verbundglaseinheit (10, 10') nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die transparente Displayeinrichtung (16, 16') ein transparentes elektrolumineszentes Display (TELD) umfasst.
  4. Verbundglaseinheit (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer ersten Glasscheibe (12) und einer zweiten Glasscheibe (14), auf denen jeweils eine Schmelzklebefolie (18, 20) aufgebracht ist, und wobei die transparente Displayeinrichtung (16, 16') zwischen den beiden Schmelzklebefolien (18, 20) angeordnet ist.
  5. Verbundglaseinheit (10, 10') nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die transparente Displayeinrichtung (16') über eine kleinere Fläche erstreckt als die Glasscheiben (12, 14).
  6. Verbundglaseinheit (10, 10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest einen der Displayeinrichtung zugeordneten, ebenfalls ins Innere der Einheit integrierten kapazitiven Sensor oder Infrarotsensor.
  7. Kraftfahrzeug (24) mit einer Verbundglaseinheit (10') nach einem der vorhergehenden Ansprüche in der Außenverglasung.
  8. Kraftfahrzeug (24) nach Anspruch 7, mit einer Verbundglaseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Windschutzscheibe und/oder als Heckscheibe.
  9. Kraftfahrzeug (24) nach Anspruch 7, mit einer Verbundglaseinheit (10') nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Fahrer- und/oder als Beifahrerseitenscheibe oder -türscheibe.
  10. Kraftfahrzeug (24) nach Anspruch 9, mit einer Kamera (26) zum Erfassen von Bildsignalen, und mit einer Steuereinheit (28), die anhand dieser Bildsignale Steuersignale für die transparente Displayeinheit (16') erzeugt.
  11. Kraftfahrzeug (24) nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch Mittel zum Verfolgen einer Augenbewegung eines Fahrers, welche Signale erzeugen, die von einer Steuereinheit bei der Erzeugung von Steuerbefehlen für die Displayeinrichtung verwendet werden.
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