CN104379344A - 包括照明装置和用于控制透光率的装置的装有玻璃的车顶 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种叠层式的装有玻璃的汽车车顶，该车顶包括一个内部玻璃片板和一个外部玻璃片板以及联接这些玻璃片板的多个叠层夹层，并且该车顶包括被放置在这两个玻璃片板之间的、用于控制透光率的一个SPD(悬浮颗粒器件)组件以及多个LED(发光二极管)照明元件。

Description

包括照明装置和用于控制透光率的装置的装有玻璃的车顶
本发明涉及至少部分地由玻璃窗单元形成的车辆车顶。更准确地讲，本发明涉及以下车顶：其玻璃窗单元覆盖了其大部分面积或者甚至整个面积。
装有玻璃的车顶正在越来越多地取代传统的作为车辆车身一部分的车顶。选择这些车顶是由于制造商为其客户提供了这个选项，这使得车辆看起来像是通向外部的，就像敞篷车一样，但没有敞篷车的缺点，这些车顶维持了传统轿车的舒适度。为此，装有玻璃的车顶必须符合许多要求。推荐的是首先解决安全要求。装有玻璃的车顶必须符合确立了事故情况下的抗甩出性的法规。确切地讲，这些车顶必须符合被称为“R43规则”的规则。乘客抗甩出性尤其使叠层式玻璃窗单元的使用成为必须。
使用叠层式玻璃窗单元并不排除需要限制重量。出于此原因，还必须抑制所使用的叠层式车顶的厚度。在实践中，这些车顶的玻璃窗单元的厚度不高于8mm并且优选地不高于7.5mm。
如以上提及的装有玻璃的车顶的目标是增加乘客舱的亮度。不能以牺牲确保舒适性、特别是乘客的热舒适性的其他特性为代价来获得这个优点。由增加亮度所促使来使用装有玻璃的车顶还增大了与外部的热交换。当车辆暴露于强烈的太阳辐射时，这是通过温室效应机制观察到的。然而，该车顶还必须有助于在寒冷时期维持乘客舱的温度。
采用了不同的措施以控制热状况，包括使用高选择性的玻璃窗单元。这些状况是由选择所使用的玻璃(最常用的是无机玻璃，但还可能是有机玻璃)导致的。这些玻璃窗单元所携带的额外的过滤器、尤其是由对红外辐射进行选择性反射的多层系统构成的过滤器也对这些状况有影响。应对这些要求的解决方案是从现有技术中已知的。具体地讲，专利EP 1200256就是这种情况。
选择装有玻璃的车顶还允许开发额外的功能，例如集成那些有助于产生为运行不同车辆系统所需的电力的光伏系统。此类系统的实施方式是许多公开文件的、并且尤其是专利EP 1171294的主题。
此外，可能希望仅仅时不时地增大乘客舱的亮度。使用者可能取决于使用时刻而更喜欢较低的亮度、或者只是想要维持防止从外部窥视乘客舱的“隐私”方面。
已经开发出了允许修改玻璃窗单元的透光率以适合使用条件的解决方案。具体地讲，所讨论的内容被称为“电控制”玻璃窗单元，这样的玻璃窗单元包括电致变色装置，其中变化是通过修改被包含在这些玻璃窗单元中的组成部分中的有色离子的状态得到的。还可以讨论的是包括多个悬浮颗粒层的玻璃窗单元，这些悬浮颗粒取决于电压的施加而是或不是有序的，例如被称作SPD(代表“悬浮颗粒器件”)的系统。
装有玻璃的车顶的开发产生了其他问题并且为新型产品打开了渠道。由于这些车顶的特异性，可以或者必须修改某些功能。
在这些功能之中，强调的是乘客舱的照明，不管这是环境照明还是与“阅读灯”相对应的更加局部的照明。常规来说，用于提供这些不同照明类型的装置被放置在该车顶上或者在该车顶的内饰上。同样经常地，这些照明装置形成一个部分地延伸到挡风玻璃上的组件的一部分，该组件包括内部后视镜的底座和多个不同的传感器，这些传感器用于控制挡风玻璃刮水器和前照灯何时开启，这个组件还包含用于在不同频率下以电磁方式传输数据的装置(远距离通讯费支付装置、GPS等等)、或者如红外线摄像机等辅助驾驶仪。所讨论的组件局部地妨碍了所期望的透明性，这种透明性是选择这些“装有玻璃的”解决方案的动机。
本发明提出通过在车顶中集成具有不会使车顶的透明性明显退化的设计的、用于对乘客舱进行照明的装置来对形成这些车顶的玻璃窗单元的使用进行优化。如以下将描述的，这种集成使得有可能利用针对这些装有玻璃的车顶所定制的新的安排。
根据本发明选择的方式为使用多个发光二极管(LED)。这样的选择以前已经提出过，例如在专利申请WO 2004/062908、EP 1437215和EP 1979160中。在这些申请中，这些二极管被定位在该叠层式玻璃窗单元的将这两个玻璃片板联接在一起的塑料夹层中。取决于所讨论的申请，是通过薄的导线(EP 1979160)或者通过透明的导电层(EP 1437215)对这些LED供应电力。
除了将LED用作光源的原理之外，现有技术遗留了与允许这些产品符合制造商的要求的特定技术、以及这些技术实际上是否/如何可集成到/被集成到所讨论的叠层结构中有关的未回答的问题。本发明的诸位发明人因此提出了对这些问题的解决方案。
与所讨论的运行方式相关联的一个要求是提供足够的功率，尤其是如果要形成一个阅读灯的话。
已经设想了使用多个LED以发光的形式显示信息。这种信息显示仅要求相对低的功率，即使这种显示被定位在暴露于来自车辆外部的光照中的玻璃窗单元上，或者换言之，即使这种显示是逆光的。由这些LED发射的光被集中在非常小的面积上，这样使得甚至是以有限的功率也能获得与外部光的高对比度。对于“照明”应用而言不是如此。在一定程度上，点光源可能甚至是不利的。如果直视这些非常亮的点光源，则存在目眩的风险，这种风险随着传输功率的增大而增大。
装有玻璃的车顶的透光率是系统地受限的，一方面是为了提供可以在“隐私”方面合格的车顶，并且在另一方面是为了限制与可见光域中的波长不可分离的能量传递。至少出于这两个原因，正常情况下装有玻璃的车顶的透光率低于入射光的50％并且经常更低，例如为约15％至20％或者更低。如以下将指明的，能够以多种不同的方式调节所讨论的透射，尤其是使用吸收部分入射光的多个片板，而且还借助于允许可控地改变透射的装置。
当确定为了提供给定的照明水平所要求的光功率时，有必要考虑将这些二极管发射的光进行衰减的元件并且特别考虑以下事实，即：取决于所讨论的玻璃窗单元，在这些玻璃片板、夹层以及放置在发出的光通量所沿的路径上的任何元件中吸收了相对大量的光。
根据本发明，有利地在多个二极管之间分配这种照明所需的光功率。使用多个二极管具有多个优点。例如，第一优点是可以使用具有较小单独功率的多个二极管。尽管市场上可获得的二极管的功率已经相当大地提高，具有中等功率的二极管然仍是有利的，就算仅是因为它们更便宜。在功率最大的二极管的发光效率不是最佳的情况下这些二极管也是有利的。因此，优选是选择来自与最佳效率相对应的功率范围内的二极管。这样的举动还解决了对于限制与使用这些二极管的热环境相关联的负面后果的需要，关于这种需要将进行更多的说明。
二极管的能量转换效率也明显地随着时间的推移而提高。对于给定的功率而言，由近期产品产生的热量已经趋于降低。然而，最好的能量转换效率，即电功率转换成光的百分比，一般不超过30％并且最常见的是大约15％至20％。因此，通过焦耳加热产生了大量的热量。
这些二极管在该叠层体中的位置并没有使得移除在运行过程中产生的热量变得容易。对于高的运行功率而言，二极管可能导致局部加热，该局部加热最终可能会使该二极管本身、与供电电路的焊接连接装置、或者在该叠层式车顶中存在的与该二极管接触或紧邻该二极管的元件退化。虽然玻璃片板可以承受升温而不受损伤，但其他组成部分(包括将该层叠体联接在一起的这些热塑性片板)需要使该温度保持在相对严格的极限之间，最经常的是低于100℃并且甚至往往低于80℃。出于此原因，根据本发明优选的是，将所要求的总功率分配给多个二极管，每个二极管都仅提供这个总功率的一部分，这些二极管被安排成彼此相隔一个距离。
实验允许对在例如与叠层式的装有玻璃的车顶相对应的环境中对一个给定功率的二极管的温度变化进行估算。这种估算考虑了以下事实，即：对于一个二极管而言，热量基本上是通过与之相接触的材料进行的传导来消散的。由例如PVB等材料制成的热塑性夹层不是良好的导体，有机或无机玻璃片板也不是。因此必须小心地限制所使用的二极管的功率。实验已经表明，对于设想到的使用条件并且利用可得二极管的能量转换效率，电功率必须优选地不超过2W，并且最经常地不得超过1W或甚至是0.5W。如果正如所料而朝向更好的能量转换效率取得进展，或者换言之较小部分的功率以热量形式被消散，则可以无风险地提高功率。继续的进展可以导致使用具有高达4W或者甚至5W的功率的二极管。
对于给定的电功率而言，二极管光通量可以在大的程度上变化。为了不必将所要求的二极管的数目不必要地增大并且不使得它们到该叠层体中的集成复杂化，所使用的这些二极管的功率不低于15lm/W并且优选地不低于40lm/W并且特别优选地不低于75lm/W。相比之下，优选的是不过度增大它们的功率，以便不产生不利于其寿命和/或使该叠层体的组成部分退化的加热风险。这些二极管的单独功率有利地保持低于每瓦特电100流明。
所要求的光功率可以基本上取决于车辆和所讨论的用途(阅读灯、环境照明或门控灯)而变化。
通过指示的方式，对于阅读灯而言，所要求的照度为大约20lux至100lux，即，取决于该车辆的乘客舱的构型，被照亮的物体上的光通量不低于1lm、优选地不低于2lm并且可以高达50lm或更高。对于该乘客舱的环境照明而言，光功率正常地会低一点。照度正常地不低于1lux并且可以高至10lux或者更高。在这些条件下，对乘客舱整体的环境照明的光通量可以从2流明变化至60流明。
影响照度的另一个因素与光通量的取向有关。这些最普通的二极管发光到该二极管前方的整个空间中。为此，该二极管包括反射元件，该反射元件将通量引导至仅一侧。应当注意的是，尽管这些二极管可以装配有集中和引导所发射光通量的光学装置，但这些装置在被一种具有类似折射率的介质围绕时是无效的。这些由例如环氧树脂等合成材料制成的透镜相对于该叠层体的这些夹层的热塑性塑料(如聚乙烯醇缩丁醛)不具有足够的折射率差。因此，有利地使用额外的装置来控制光束的方向。以下将呈现多个示例性实施例。
在实践中，对于阅读灯应用而言，在考虑该玻璃窗单元的组成部分的吸收的情况下选择这些二极管的功率，以使得在与该玻璃窗单元的法线成40°的立体角上的方向上由每个二极管从该玻璃窗单元发射出的光强度不低于10cd并且优选地不低于15cd。
由于这些可获得的最适当的二极管发射出的光通量，一个阅读灯有利地包括从2个至20个并且优选地从6个至15个二极管。对于功率更大的二极管而言，如果该二极管是足够有效的，则仅仅一个二极管就足够了。对于乘客舱的一般性照明而言，二极管的数目取决于该乘客舱的大小，该数目可能比前一情况中的高很多。该车顶的面积进行划分，分布在该车顶上的二极管的数目可以有利地是大约6/m2至40/m2，并且最经常的是从10/m2至30/m2。
无论所讨论的是阅读灯还是环境照明，优选的是使这些二极管彼此保持相距一定距离，以使得更易于消散它们产生的热量，各个二极管之间的间距优选地至少为10mm，并且有利地是至少20mm。
如以上强调的，有必要对装有玻璃的车顶的透光率加以限制。吸收常规地是通过所使用的玻璃片板和夹层获得的。这种吸收还可以归因于在这些片板上存在的吸收层或者归因于对允许选择多种不同透射状态的器件的使用、或者甚至是归因于多个这样的装置的组合。
当吸收是通过多个玻璃片板和夹层总体地和/或单独地获得时，这些元件是高度吸收性的。然而，在包括允许对透射率进行选择的元件的车顶中，为了进一步降低光和能量的透射率和/或例如为了控制该玻璃窗单元的颜色，这种类型的高吸收也是有利的。
在包括用于可控地改变透射率的装置(关于该装置，以下将进行更多说明)的车顶中，通过这些玻璃片板以及任选地通过这些夹层造成的吸收可以更小。在它们的“透明”构型中，多个电控的系统贡献了正常地不超过50％的吸收。如果在该电控的系统的这种状态下所希望的透射率被认为不足，则这些玻璃片板和夹层必须大大降低透射。在这种情况下的吸收率可以仍然是非常大的。该吸收率优选地为至少25％并且可以高至40％或者更大。所讨论的吸收率控制了该器件是出于其透明状态还是黑暗状态。在透明状态中，该器件有助于降低能量和光的透射率、并且可能参与对包含在该玻璃窗单元中的元件进行遮掩。
用于形成该叠层体的这些玻璃片板可以具有相同的组成并且有可能具有相同的厚度，这可以使得它们更易于预先成形，这两个片板是例如同时弯折的。最经常的是，这些玻璃片板具有不同的组成和/或厚度，并且在这种情况下它们优选地是被分开地成形的。
这些玻璃片板优选地被选择成使得所传输的光就像反射光一样具有尽可能中性的颜色。总体上，该玻璃窗单元具有灰的或稍微带蓝色的颜色。
可能存在的多个有色夹层参与了对光的吸收。这些有色夹层的存在不会明显降低能量的透射率。可以设想将这些夹层用在玻璃片板总体不具有足够吸收性的玻璃窗单元中。这种情形可能在以下情况下出现：例如当为了将光伏元件集成到该玻璃窗单元中，至少该外部玻璃片板是一个吸收性差的玻璃或者甚至是超透明玻璃的片板时。除了这种特殊情况之外，最经常的是，外部片板也是吸收性玻璃片板，并且不需要有色夹层。
例外地，转向乘客舱的玻璃片板也可以是由透明玻璃制成的。最经常的是，该玻璃片板是吸收性的并且有助于总体上降低能量透射率。当该玻璃片板的透射率受限制时，该玻璃片板允许从乘客的视线中至少部分地遮掩住在该玻璃窗单元中存在的不透明元件。例如这些二极管本身并未被激活时就是这种情况，但所讨论的还可以是前面提及的光伏元件或者是结合在该玻璃窗单元中的任何元件。
优选地，这两个玻璃片板是有色的并且由这些二极管发射出的光部分地被转向乘客舱的该玻璃片板以及其中插入有这些二极管的夹层所吸收。为了不过多地减少由这些二极管发射出的光，转向乘客舱的该玻璃片板优选地吸收此光的不多于40％并且优选地不多于30％。
在选择这些玻璃片板和夹层时，透射和反射的颜色也是重要的。对于转向乘客舱的该玻璃片板而言，在透射方面尤其为中性的玻璃是所希望的，因为该玻璃对由这些二极管产生的光通量的颜色有影响。
为了形成阅读灯，此光优选地是白色的或者是极轻微带色彩的。一方面考虑到这些二极管的发射并且另一方面考虑到这些夹层和转向乘客舱的玻璃片板的透射，表征照明的CIE 1931系统中的(x，y)颜色坐标是使得这些坐标被有利地包含于由以下坐标点限定的一个周界之内：(0.2600；0.3450)、(0.4000；0.4000)、(0.4500；0.4000)、(0.3150；0.2900)、(0.2350；0.2500)(该周界包括所谓的冷光和暖光两者)并且优选地被包含于由以下坐标点限定的周界之内：(0.2650；0.3350)、(0.3200；0.3200)、(0.3100；0.3000)、(0.2350；0.2500)，这些坐标点更准确地讲属于极轻微有色的光。
如以上指明的，暴露于太阳辐射中的装有玻璃的车顶的能量透射率是通过适当地选择其构成玻璃并且在需要时还通过使用选择性地反射红外线的多个薄膜来加以限制的。装有玻璃的车顶的存在还可以使乘客体验一种形容为“冷淡”的感觉，这种感觉是当外部温度低于舒适的室温时由乘客舱的热量损失引起的。
在实践中，为了恢复乘客舒适度，制造商基本上使用允许覆盖该玻璃窗单元的全部内部表面的一个屏蔽物。然而，屏蔽物(当其关闭时)的存在使得不可能从结合在该车顶中的这个(这些)灯获益。
为了使得有可能不必使用屏蔽物，本发明提供了透过其的热量损失被最小化而不会过度降低透光率的车顶。为了实现这种结果，本发明提出将多个低-E层(低发射率层)施加到该玻璃窗单元的转向乘客舱的那个面上。为了遵守用于指代叠层式玻璃窗单元的这些面的常规命名法，所讨论的是位置4。从暴露于外部大气的这个面开始对这些面编号。所讨论的这些层用作一个过滤器，该过滤器选择性地反射由乘客舱发出的红外射线而不形成针对可见光域中的射线从外部到内部的透射的一种实质障碍。
这些层的优点是，它们在任何情况下都决不限制根据本发明的照明功能的可获得性。
所选择的是将这些薄的层放置在位置4中，尽管事实上在这个位置中这些层没有受到保护以免遭退化、尤其是机械退化。有可能选择具有足够机械抗性和化学抗性的多个低-E层。
这种红外线过滤功能可以或多或少具有“选择性”。该选择性被定义为可见光透射率(TL)与阳光因子(SF)的比率，该阳光因子在标准EN 410中定义为直接透射的能量和被吸收然后再发射到内部的能量的总和。
有利地，由于获得具有良好机械抗性的涂层的重要性，将选择例如通过PECVD、CVD或热解技术生产的所谓的“硬”层。然而，倘若所获得的低-E系统是由具有足够抗性的多个层构成的，则还可以使用真空溅射技术生产这些低-E系统。
根据本发明，优选的是使用发射率小于0.3且优选地小于0.2且特别优选地小于0.1的一种具有多个低-E层的系统。
总体上，关于根据本发明的车顶的生产，推荐的是牢记这些构成元件承受用来成形和组装该玻璃窗单元的处理过程的能力。从以下基本元件开始：多个玻璃片板、多个夹层、这些二极管的供电电路、这些二极管本身以及这些低-E层，该处理过程必然包括形成这些层、使这些片板弯折并且最后组装这些不同的元件。
除了这些玻璃窗单元的边缘的曲率之外，车辆车顶总体上具有相对不突显的曲率。两个无机玻璃片板的成形包括至少对它们之一进行要求暴露在导致玻璃软化的高温(650℃-700℃)之中的处理。这些二极管以及与其相关联的某些元件不能承受所讨论的温度。因此必须将这些二极管在该玻璃窗单元已经弯折之后插入该玻璃窗单元中。它们的集成体仍要进行这些玻璃片板与这些热塑性夹层片板的组装。
插入这些二极管的条件必须考虑它们相对于高温和机械应力两者的易损性。正常地在高压釜中在大约120℃-130℃的温度下并且在压力下组装这些片板。
假定所讨论的温度不被施加很长时间和/或不是处在侵略性的化学环境条件下，则这些二极管的性质正常地允许承受住这些温度。然而，至于用于形成这些二极管与它们的供电电路之间的连接组装的材料的选择，所讨论的温度要求采取一些预防措施。这种连接装置在通过导电胶形成的情况下是对热量尤其敏感的。如果需要的话，使用焊接允许承受住高温。
这些机械应力主要来自由这种组装导致的压力。为了使这些压力的效果最小化，有必要将这些二极管安排成使得将它们不需要过大的力来插入这些夹层的材料中。
第一条件是确保该夹层足够厚以允许插入这些二极管。
常规的二极管及其包装物通常高度小于1.5mm，并且更经常是高度小于1mm或者甚至高度小于0.7mm。所讨论的这些高度优选地与所使用的常规夹层的厚度兼容。通过指示的方式，厚度为0.76mm和0.38mm的PVB片板是市场上可获得的。此外，在这些叠层式玻璃窗单元中常规的是根据需要将多个夹层相关联。根据本发明，这些夹层的厚度因此至少等于这些二极管的高度。作为一项额外的预防措施，旨在包封这些二极管的夹层的厚度被选择成大于这些二极管的高度(例如是这个高度的1.5倍或者更大)而不大于为了不会不必要地增加该玻璃窗单元的总厚度而要求的厚度。
这些二极管的、甚至它们与该供电电路的连接装置的机械抗性必须允许在组装过程中将这些二极管插入这些夹层的材料中。常规的陶瓷包装物具有高抗性。该夹层材料按惯例是在高压釜中的烘烤过程中被足够软化以允许简单地通过施加压力来插入这些二极管。
以上描述的工艺可以用一种更不寻常的工艺替代，在该更不寻常的工艺中一旦这些不同的元件已经被放置就位，就由在室温下以凝固之前的流体形式施加的材料形成该夹层，例如通过交联。
可以用不同的方式形成这些二极管的供电电路。这些方式之一在于使用多条薄的金属丝，将这些金属丝有利地插入带有这些二极管的夹层中，如EP 1979160中所描述的。如果这些玻璃窗单元系统地具有低透光率，则这些非常薄的金属丝的存在几乎是察觉不到的。这个实施例的主要困难是将这些二极管定位到该夹层中。
根据本发明，优选的是将该供电电路和这些二极管安排在与这些夹层相异的一个载体上。所讨论的可以是该叠层体的这些玻璃片板之一，假定这个片板不需要经受针对弯折所使用的类型的热处理。一种进步的方式是例如在于使一个涂覆有导电层的片板弯折。在这个层中，在实施弯折之前或之后形成该供电电路。一旦该片板已被弯折，就将这些二极管安排在该供电电路上的适当位置中。然而，将多个二极管装配到弯曲的基板上是一项仍然难以实现自动化的操作。
一种替代方案在于通过将一个相对厚的弯曲片板和一个较薄的平面片板相关联来形成叠层式玻璃窗单元，机械地迫使该平面片板紧密跟随该厚片板的曲率。已设想到，由于尤其是这些玻璃片板能够承受的应力，仅在所要求的曲率保持相对温和的情况下才实施这种技术。这种类型的组装是例如在专利申请BE20110415(于2011年7月4日提交)或甚至专利申请BE 20120036(于2012年1月16日提交)中描述的。在这种组装类型的情况下，该供电电路和这些二极管被安排在该平面片板上并且它们所暴露的温度升高仅仅是在该高压釜中烘烤的温度升高。
在这种组装模式中，该平面玻璃片板有利地是经化学回火的玻璃片板。
在按上述方式组装的叠层体中，有可能将该平面片板朝向外部或朝向内部放置。为了使与少量石子的冲击相关联的危险最小化，可能优选的是将携带该电路和这些二极管的、假定较薄的片板朝向内部放置。事实上，在这个位置中该片板的携带该电路和这些二极管的那个面是在产生拉伸应力的凸侧上。这不会导致任何特别的困难，因为这些曲率保持是低的并且应力是有限的。然而，一种特殊性是由于所使用的二极管的类型造成的。确切地讲，有必要将该光通量引导离开与这些二极管的载体(即，该玻璃片板)相对应的那侧。在这种情况下，所使用的这些二极管必然是“反向鸥翼式”二极管。
在以上描述的组装模式中，该供电电路所形成于其中的这个导电层是形成在该薄片板上。当所讨论的这些玻璃片板的厚度非常小(例如厚度为0.8mm或者甚至大约0.4mm)时施加这些层是不容易的。常规地用于形成这些层的技术引起多个缺陷，尤其是因为在施加这些层的阶段控制这些片板的平面性具有困难。
考虑到处理大尺寸的相对薄的、其上事先固定了二极管的片板的困难性，有可能用不同的方式进行。要讨论的是将独立于这些实际的玻璃片板和夹层的一个元件插入该叠层体中。在这种方式中，该电路和这些二极管是安排在被插入该叠层体中的一个薄的载体元件上。这个载体元件的尺寸相对于该车顶的面积可以是相对小的。该载体元件的尺寸有利地被限制成适当地放置这些二极管所要求的尺寸。对于阅读灯而言，该载体的面积可以被限制成几平方分米或更小。
该载体有利地由挠性聚合物片板形成。所讨论的片板的抗变形性有利地足够高而能在将这些二极管插入该夹层材料的过程中维持这些二极管的取向。该片板可以由多个叠置的层构成。该片板尤其可以包括一个聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)片板或用作该导电电路的载体的类似物。涂覆有一个具有多个导电层的系统的此类型片板是市场上可获得的。通过这些聚合物元件，只有在没有显著温度升高的情况下这些二极管才可以被固定在位，因为所讨论的材料具有易损性，因为所讨论的材料具有易损性。这些二极管例如通过导电胶而被固定在位。PET片板对于拉伸具有非常高的抗性、但是却非常挠性。因此，这些片板有利地与由不易发生挠性变形的材料制成的片板相关联，以便使得该片板更容易将这些二极管正确定位。
保持有该电路和这些二极管的载体元件还可以有利地由薄的玻璃条片形成。该条片由于其可能受限的尺寸而可以是特别薄的，例如厚度为大约0.1mm。厚度这样小的片板具有的优点是可容易变形的以匹配该叠层式车顶的曲率。为了改善这些片板的挠性强度，如在前一情况下，这些片板有利地经过化学回火。此外，由玻璃制成的元件能够承受与使用焊接将这些二极管紧固到该电路上相兼容的温度。
以上所讨论的这些插入的载体是本质上透明的材料。这些载体并没有显著修改该车顶的光透射特性。由于这些载体的中等尺寸，并且假设多个不透明的部分是可接受的，则有可能使用在“印刷电路板”(PCB)中常规使用的材料，这些产品具有的优点是非常便宜。
将优选地通过在该一个或多个夹层片板中产生一个容纳部来辅助该二极管载体的插入。这种方式常规地用于将不同的元件(尤其是光伏电池)插入叠层式玻璃窗单元中、甚至插入车顶中(如EP 1171294中)。WO 2005/102688中也提出了一种旨在使用SPD类型的组件来改变透光率的方式。
这些供电电路的组成必须满足多项要求。首先，作为优选方案以使透明性尽可能均匀，如果使用一个透明的二极管载体，该供电电路本身将优选是这样的，即：该供电电路并不显著修改透光率，或者更准确地讲，该供电电路的存在在视觉上保持是几乎察觉不出的。在这种情况下，该电路是例如由一个本质上透明的导电涂层组成。然而，还可以使用非常薄的金属丝。
有利地，将对这些透明的电路使用被称为“TCO”(薄导电氧化物)类型的薄导电层或者包括至少一个金属层的系统。这些导电层是非常薄的并且使用在许多领域中，特别是光伏电池的领域。这样的氧化物层的导电性低于金属层的导电性，这一般意味着这些氧化物层的厚度必须显著更大。在任何情况下，甚至是对于几十纳米的厚度而言，考虑到该玻璃窗单元本身的总透射率非常低之一事实，对于透光率的有限的影响将不是问题。
对这些导电层的选择还必须考虑它们的电特性。导电氧化物层通常具有相对低的导电性、或者换言之具有不可忽略的电阻。例如，导电氧化物层具有大约10Ω/□或更大的电阻。包括多个金属层的系统具有较低的、大约1Ω/□至5Ω/□电阻，但具有一定的脆性，并且因此不管它们的品质如何，导电氧化物层仍然是优选的。
在实践中，重要的是使该层的电阻率保持在足够低而能防止过度焦耳加热的水平。至于这些二极管，必须避免与电阻成比例地增大的额外加热，即使这意味着将产生的热量分布在由该导电层占据的整个面积上。
用于对这些二极管供应电力的电路是以一种常规的方式形成在该导电层中的。对于由薄玻璃条片构成的载体而言，例如一种常规方式是在于将事先均匀覆盖该载体的层进行图案化。这种图案化有利地是通过激光烧蚀实施的。对于由薄膜、例如PET薄膜组成的载体而言，优选地使用印刷技术来形成该电路。
通过常规的包装，由这些二极管发射出的光通量形成了具有大的光束角的光束，该角度取决于所使用的包装物可以大到180°并且至少为120°。当这些二极管被均匀地分布在该车顶上时，这种特殊性正适合于环境照明或门控灯照明。
如果该光束具有大的光束角，则其强度在所有方向上不是均匀的。该光束的强度在与该二极管的半导体的平面垂直的方向上最高、并且减小直至达到最大的光束角。以下通过一个实例和相关联的图来更详细地描述这种分布。
尽管强度在可以通过将这些二极管适当地定位在该车顶中而选择的一个方向上是较高的，但这种固有的局部“指向性”可能是不够的。可能优选的是引导该通量以获得具有小光束角的光束。
为了减小源自一个或多个二极管的光束角，有利地面向这些二极管形成一个会聚透镜。如果这个透镜是二极管所安装的，那么为了使该透镜在该叠层体中仍然有效，其折射率必须不同于它所插入其中的夹层材料的折射率。最普通的产品具有环氧树脂透镜，其折射率并非与常规夹层材料的折射率显著不同。在这种情形下，为了获得所需要的会聚，该透镜不是被放置在二极管上而是放置在该玻璃窗单元的转向乘客舱的那个面上，即在位置4中。原则上，所讨论的透镜可以通过修改该玻璃片板本身的表面来形成并且因此是该玻璃片板的一个组成部分。然而，由于实施成本的原因，有利的是使该透镜采取面向这些二极管放置的一个添加部件的形式。所讨论的部件是由透明材料制成的，该透明材料可以是玻璃、而且如果需要的话也可以是一种足够透明的并且具有抗性的聚合物。
为了使这个添加的透镜进入乘客舱中的伸出部分最小化，菲涅尔透镜是优选的。通过这样的透镜，有可能选择与该光束的希望照亮的区域的大小最佳对应的光束角。对于阅读灯而言，15°至40°的光束角允许调节被照亮区域的大小以顾及该光源与这个阅读区域分开的距离。
对于定向照明而言，该透镜被放置在转向该乘客舱的玻璃片板的内部面上并且被不可修改地粘性结合到这个面上。还可以设想可定向的光束，可以例如通过在该玻璃片板的面上平移该透镜来修改该光束的方向。这样的装置要求存在一个器件，该器件必然增加该片板的表面处的凸起程度。
如以上指明的，可以由例如与各个二极管相关联的一类光阑限制该光束。这样的与该光学器件相反的举动只允许所发射通量的有限部分被传输。还可能如以上所指明的来组合使用光阑和透镜。
在车辆上布置装有玻璃的车顶的目的至少部分地是为了实现与功能等同的美学性质。出于此原因，优选的是使得与这些车顶相关联的所有装置都有助于实现这一目的。被包含在该车顶中的照明装置的存在必然伴随有这些装置的特定电源和控制件。
这些二极管要求特定的电压。如以上指明的，这个电压是大约几伏特(最经常是2V至4V)。这些二极管的电源必然包括用于对给该车辆的其他系统提供动力的电压进行调节的装置，这些系统取决于所讨论的是汽车或大型厢式货车而是大约12V至14V或大约48V。即使是小型的，用于转换电压的装置也不可能被装配到该玻璃窗单元的叠层体中。至于需要保持有助于此功能的所有元件都靠近在一起，这个(这些)必需的变压器可以放置成邻近于该玻璃窗单元。有利地，该变压器被放置在遮掩该玻璃窗单元的边缘的这个釉质区域的下方。
可以通过多个简单的开关来控制照明。在常规的照明方式中，这些开关被定位成紧邻该照明装置以避免需要复杂的电路并且以使得致动装置更易于识别。常规开关不符合透明性的要求，原因是选择了装有玻璃的车顶。
本发明提出使用本质上也是透明的用于控制二极管的装置。出于此目的，本发明提出使用多个开关，这些开关的操作是通过由与电量相关联的脉所冲致动的多个继电器来触发的。优选地，所使用的开关是电容式开关。这种方式允许对带有这些二极管的车顶中所包含的这些元件的实际结构进行优化。
通过指示的方式，电容式传感器可以是直接接触传感器。例如该敏感元件是限定在位于转向乘客舱的这个面上的低-E层中的一个区域。由于这些低-E层是导电的，它们可以被用作控制该开关继电器的一个传感器。直接接触传感器的优点在于，通过接触所感应出的电容变化可以是相对大的，以使得该开关切换时的阈值可以被设定得足够高以防止任何寄生触发的危险。
该传感器还可以是间接接触传感器。在这种情况下，该传感器被定位在该玻璃窗单元内。有利地，该传感器被结合在这些二极管的供电电路被形成于其中的导电层中。这个传感器例如由独立于这些二极管的供电电路的一个限定区域组成。于是通过将手朝向该玻璃窗单元中的电极位置移动而感应出的电场变化来间接感应出电容变化。玻璃片板被插置这一事实限制了感应出的变化，并且其结果是可能使检测阈值降低，从而导致对寄生触发的敏感性增大。
这在以下情况下是尤其推荐的：即，当对敏感度进行设定以确保该开关触发时的阈值高于例如与水存在于该外部玻璃片板上的情况相对应的阈值。插置的接地导电层允许防止寄生效应。这个导电层可以自身就是透明的。
优选的是对这些二极管供应电力的导电电路在该车顶中是几乎不能被察觉的或感觉不到的。如果如以上指明的，该电容传感器是在该导电层中形成，则该导电层必须也是不容易辨别出的。有可能使用触觉装置来使得使用者更容易对这个“开关”进行定位。在该车顶的内部面的表面上存在突出的光学装置、尤其是例如菲涅尔透镜是这方面的一个实例，但是简单的磨砂可能就足够了。还可能通过一个非常低亮度的二极管(一旦启动该车辆的点火，该二极管就被永久地供电)或者类似地通过使该阅读灯保持开启但处在非常低的操作水平，来光学地指示该传感器的位置。
以上描述的本发明的实施例涉及将照明装置结合在由多个玻璃片板形成的车顶中，这些玻璃片板允许对一定的光和能量透射率水平进行设定。根据本发明的这些玻璃窗单元可以包括允许随意改变这些透射率、尤其是透光率的装置。如以上指明的，电致变色的器件尤其可以是出于此目的所使用的装置。这些装置还优选地是SPD系统。
通过SPD修改了其透光率的车顶是特别有利的，因为它们对于控制信号的响应非常快速。通过这些SPD在“透明”与“黑暗”两种状态之间获得的透光率变化取决于所选择的系统。在这种类型的常规产品中，这两种状态之间的透射率变化可以达到40％或者更高，其中处于黑暗状态时，透射率可以是极其低的。此外，与这些系统是处于其透明还是黑暗状态无关，这些系统的存在还导致非常低的能量透射率。这种能量透射率的降低尤其与为了防止这些系统的功能元件(即，可定向颗粒)经受太大的温度升高而采取的措施相关。这种能量透射率的降低还与该能量中的大部分伴随有可见光波长这一事实有关。降低可见光的透射率自动地导致能量透射率的降低。
由于SPD部件相对容易由于暴露于热量中而受损，所以在这些二极管紧邻其定位的情况下，使这些二极管的运行不产生过大的温度升高是特别重要的。对这些二极管的功率和安排(彼此之间相距一个距离)进行的上述选择允许满足这个条件。
当这些二极管被定位在与该SPD膜相同的周界内时，这些二极管被定位在这个膜的下方、或者换言之是更加朝向乘客舱，这样使得不管该膜是处于其“黑暗”状态还是“透明”状态，都不会吸收所发射出的光的显著部分。
参照通过附图展示出的实例来对本发明进行详细说明，在附图中：
-图1示意性地示出了进入根据本发明的车顶的组成部分中的、具有多个元件的一个部分组件的分解透视图；
-图2是二极管载体的示意性截面视图；
-图3示意性地示出了用于8个二极管的一个供电电路；
-图4是展示由一个二极管发射出的光束的光强度分布的示意图；
-图5示出了控制该光束的一种方式；
-图6示意性地示出了一个实施例，其中该玻璃窗单元包括具有多个低-E层的一个系统；
-图7示出了一个包括SPD组件的玻璃窗单元的元件的分解透视图；
-图7a示出了图7中的SPD膜的一个细节；
-图7b示意性地示出了用于保护一个SPD组件的多个元件；并且
-图8在CIE 1931颜色空间上示出了根据本发明的照明光束的颜色的优选周界。
图1中的多个元件的组状是根据本发明的一个实施例。这些元件是在它们被组装之前示出的。在这个图中，为简洁起见，没有重现这些片板的曲率。在实践中，无论是否装有玻璃的车顶都在它们与车身相联接的地方、在它们的边缘处具有通常更加突显的曲率，以实现针对该车身的“设计”、空气动力学以及其“齐平”的外观(对应于这些邻接元件之间的良好的表面连续性)而选择的装配。
在实践中，玻璃窗单元占据车顶的份额不断增加，在某些情况下达到了占据几乎整个车顶。如果需要的话，考虑到其尺寸，这些车顶包括多个并置的面板以覆盖可能的最大面积。在这种情况下，这些不同的部分可以由具有相同组成的、换言之具有相同功能性的多个玻璃窗单元形成，但是它们也可以被专用于单独的功能。通过指示的方式，有可能在给定的车顶中具有包括多个光伏电池的并且因此本质上对光的透射是不透明的一个部分、以及具有提供一定的光透射作用的另一部分。
图1中的玻璃窗单元包括两个玻璃片板：外部玻璃片板1和内部玻璃片板2。最常见的是，这两个玻璃片板是由高吸收性的有色玻璃制成的，以使得透光率被限制，例如被限制到小于50％、并且在这种类型的构型中优选地限制到小于30％。这两个片板可以具有或不具有相同的组成，但是它们的组合颜色是使得获得一种中性的透射颜色。
例如，用于这些片材的玻璃是例如在专利FR 2738238或专利EP 1680371中描述的灰玻璃、或者是例如在EP 887320中描述的带绿色的灰玻璃、或者是例如在EP 1140718中描述的带蓝色的玻璃。
在图1中，这些玻璃片板被示出不带有常规地用于遮掩玻璃窗单元的边缘的那些釉质图案。这种类型的釉质可以例如被放置在片板1的内部面上、因此在位置2中，从而隐藏在该玻璃窗单元的边缘处的所有粘合剂结合点和局部连接装置。这些起遮掩作用的釉质还可以被定位在位置4中，换句话说是被定位在该玻璃窗单元的、暴露于乘客舱内部的那个面上。然而，在这个位置中，为了从车辆外部进行观察，这些釉质并不遮掩包含在该叠层体中的元件。还可能将这些遮掩物放置在位置2和位置4中。
在所示实例中，多个二极管6的载体由一个透明玻璃条片5(例如0.4mm厚)组成。这些二极管6被焊接到或粘性结合到供电电路上，该供电电路被形成在导电氧化物层(未示出)中。玻璃条片5上的这些二极管的高度是例如0.6mm。
多个PVB热塑性片板3(厚度为0.38mm)、3'(1.14mm厚)和4(0.38mm厚)使该组件完整。这些片板3、3'和4也是透明的。为了使携带这些二极管的条片5更易于插入，片板4具有与条片5类似的厚度并且包括与这个条片的大小相对应的一个切口。
在组装时，在高压釜中于真空下被烘烤的这些夹层片板粘性地结合到彼此上并且粘性地结合到这些玻璃片板上。该真空允许抽空可能截留的气泡。
在组装过程中，夹层材料被足够软化以致这些二极管穿透到片板3'中而不需要过大的压力。紧固到片板5上的这些二极管保持在它们被组装之前所在的位置中。
这些玻璃片板1和2的厚度分别为2.1mm和2.1mm。组装好的玻璃窗单元具有6.1mm的总厚度。
片板1是由绿色玻璃制成的，对于厚度为4mm而言并且在发光体A下方，该绿色玻璃的光学特性为：
TL A4 27.3％；TE4 14.8％；λD 486nm；以及P 18
(其中λD是主波长并且P是激发纯度)。
片板2是由灰玻璃制成的，该灰玻璃的特性为：
TL A4 17％；TE4 15％；λD 490nm；以及P 1.8
组装好的玻璃窗单元具有以下光学特性：
TL A 19％；TE 12％；λD 493nm；P8；以及显色指数78。
图2以截面示意性地示出了玻璃条片5，一个导电层7被施加到该玻璃条片上，该导电层被图案化以形成这些二极管6的供电电路。这些二极管被焊接到这个层上。这些二极管被限制在有限区域以便获得具有足够功率的集中光束。该导电电路被形成为将这些供电极分开，每个二极管都被焊接到这两个极中的每个极上。
例如，图3中示出了一种示意性的电路。从上方看，条片5包括一个导电层，该导电层被施加到该条片的大部分上。该层被划分以形成这些二极管的供电电路，这些二极管带有参考号6。该层是由两个对称的部分构成，这些部分保留大的面积以便尽可能多得消散在这个层中通过焦耳加热产生的热量。这些导体的面积还被设定成保证对每个二极管输送几乎相同的供应电流。所述二极管安排(是沿这些导体的“平行”安排)可能导致流经这些不同二极管的电流不同。这些电极的构型被选择成使这些差异和输送的功率最小。每个部分对4个二极管供电并且自身被分成各自与供电极(+，-)相对应的两个部分(17和18)。这些二极管6各自被连接到两个极上。
为了形成该电路，层7起初在玻璃片板5的整个表面上均匀地延伸，该片板5的边缘任选地未被涂覆。这个层中的这些不同的区域是由多条线21分开的，这些线是例如使用现有技术公知的方法借助于激光器通过烧蚀而刻划在这个层中的。烧蚀宽度被限制成为了保证这些区域彼此之间的良好电绝缘所必需的宽度。
这些二极管被分布成尽可能最佳地分布在运行过程中产生的热量。这些二极管彼此是间隔开的，但是间隔开的距离受到对产生的光的发射加以限制这一需要的限制。在该实例中，这些二极管被安排在6cm直径的圆中。
举例而言，该导电层是电阻为10Ω/□的铟锡氧化物(ITO)层。ITO层是有利的，尤其是因为其颜色的中性。具体地讲，该ITO层对透射过程中的外观基本上没有影响。
图3还示出了一个电极19，该电极就像这些二极管的供电电路一样被切入该导电层中。这个电极被连接到在电容变化类型的电路中用于控制这些二极管的开关的一个组件上。该电极的充电时间取决于其电容，该电容本身取决于放置在附近的并且修改电磁场的导电元件而变化。操作者在这个方向上的移动因此触发了这些二极管的一个开关继电器。如果需要的话，该电路可以如已知那样还包括一个调光器，该调光器允许供应不同的功率水平以实现不同亮度的照明，各个脉冲使亮度从一个层次改变到另一个层次。
为了限制寄生触发，将电极19与该器件(未示出)相连的导体20的面积是尽可能小的。同样，如果电极19的灵敏度使得尤其将车顶上水的存在检测为照明命令，则将一个接地的导电屏蔽物有利地插置在这个电极与该车顶的外部之间。这个屏蔽物可以采用薄导电层的形式。这个薄层可以例如覆盖该条片5的另一面。任选地，电极19和将所述电极19连接到该切换器件上的导体20可以被一个导电区域环绕，该导电区域也是切入该层中的并且是接地的，因此用于降低邻近电场的可能影响。
针对阅读灯所要符合的条件是例如在一个表面上并且在设定的距离处给予给定的足够照度。在一个实例中，车顶与有待照亮的表面之间的距离为0.6m，该表面是半径0.25m的圆。这个表面上所需的最小照度是例如55lux。
在所讨论的实例中，所使用的二极管是来自日亚化(Nichia)公司的NS2W150A二极管。所讨论的二极管具有的平均功率产生了“冷白”光。这些二极管被供以3.2V的电压并且各自汲取0.100A的电流。
对于0.150A的电流而言，由制造商给出的光强度是17.4cd。在所讨论的范围内，可以估算光强度是大致与电流成比例的。这个垂直于二极管的光强度因此为大约11.6cd。该光强度以图4中的图表中示出的方式随着方向的变化而变化。因此，在没有修改光通量的方向的光学装置的情况下，对于与在以上指明的条件下所希望的被照亮区域大致相对应的、在法线任一侧的23°角而言，一个二极管发射的光强度是大约10.45cd。解决了将这些二极管插入该叠层体中的影响，尤其是在该光束的路径上的反射和光吸收。最终，为了实现必需的照度，需要大约8个这种类型的二极管以形成一个阅读灯。
除了控制局部加热之外，使用多个具有有限功率的二极管还降低了在直视这些二极管时可能产生的目眩。这种效应可以通过促成该光束的一定量的散射而被进一步最小化，例如通过将内部片板在对应于这些二极管的位置中进行磨砂。
由这些二极管发射的光通量的特征为图8中的图表中示出的且由总体以参考符号N指代的边界表示的颜色坐标。例如由制造商提供的该范围被细分成与留给使用者选择的不同类别相对应的多个部分。如果需要的话，制造商提出事先选择这些二极管，这样使得这些二极管都被定位在这些部分中的仅一个部分中。这种允许使颜色变窄的选择具有相关联的额外成本。该同一图表中示出了与根据本发明的优选颜色相对应的周界P。应当注意的是，在很大程度上覆盖了这些二极管的颜色的这种颜色还考虑了插置在这些二极管与乘客舱之间的玻璃片板的影响，并且如果夹层为有色的话任选地考虑该夹层的影响。
在前一实例中，这些二极管发射出具有被形容为“冷光”的稍微带点蓝色的白光的一个通量。如果“暖”光是优选的，则可以选择同一类型的产品，例如编号为NS2L150A的日亚化公司产品。这些二极管的光谱对应于以M指代的周界。
如以上指明的，将任选地使用功率更高的二极管，但是除了额外的成本之外，它们具有寿命较低的缺点。
将这8个二极管放置在该叠层体中不会产生破坏性的加热。对于连续运行而言，在25℃的环境温度下的不动的大气中，该玻璃窗单元被放置在基本上水平的位置中，温度升高到大约35℃。这些温度既不会使这些二极管退化也不会使该玻璃窗单元的部件退化。
在没有聚光装置的情况下，由所选择的这些二极管发射的光通量以图4中的图表中示出的方式进行分布。在这个图表中，光强度刻度位于水平轴上。同心的半圆代表位于竖直方向上的最大强度的强度分数，从0到100％。该强度是从该图表中的对应于方向的直线与圆C相交的那个点处读出的。该光强度随着角度相对于光源的法线增大而快速地下降。对于60°的角度而言，光强度不再大于一半。如果在希望照亮的区域之外某个光度不令人讨厌的话，这种分布可能是令人满意的。假设实际为相反的情况，则推荐对该光束加以约束。
图5以截面示意性地示出了车顶玻璃窗单元的、包括在由玻璃条片形成的载体5上的一组二极管6的那一侧。这组二极管6和它们的载体5如上所述被结合在多个塑料夹层(3，4，3')中。
图5展示了，由这些二极管6发射的光通量被分布成具有大光束角的光束。在除了形成该二极管封装物的一部分的反射器之外没有其他器件的情况下，初始通量是在原点处(换言之是在该夹层和片板2中)的一个角度上展开，该角度取决于该二极管的封装构型可以大到180°并且通常不小于120°。这个角度由角度α1表示。
当希望限制该光束时，需要额外的措施。图5示意性地展示了在该玻璃窗单元的面向这些二极管的面4上使用菲涅尔透镜8。以此方式，该光束角被减小到α2。
能够产生具有更小光束角的光束的另一种方式在于使用光阑来将该通量限制成指向希望方向的这个部分。该光阑可以由一个不透明的釉质图案9组成，该釉质图案被施加到玻璃片板2的转向乘客舱的那个面上。必须单独地对每个二极管施加这种安排。因此，有必要严格建立这些二极管与该不透明釉质层中的孔口之间的对应位置。
图4中的图表展示了以这种方式用光阑限制光束的一个实例的效果。该光阑由限定该孔口的两个箭头表示。釉质9被放置在离该光源3mm处，该光源与一个二极管的尺寸相同，即尺寸大约为2.5mm。无釉质的孔口是0.5mm。在这种构型中，光束角是48°。
图6示意性地展示了施加在位置4中的一个具有多个低-E层的系统10的使用。在这个位置中，这些层没有受到针对源自乘客舱的机械或化学侵袭的保护。然而，这种安排对于实现所要求的功效是必要的。通过热解获得的基于氧化物的层具有良好的机械抗性。
最普通的热解低-E(低发射率)系统包括沉积在具有中和反射颜色的作用的第一层上的掺杂氧化锡层。与该玻璃接触的层通常是二氧化硅或碳氧化硅层，任选地该层是由多种添加剂改性的。这些氧化物层与通过阴极溅射沉积的系统的层相比是相对厚的，即厚度大于200nm并且在某些情况下大于450nm。这些厚的层具有足够的抗性以承受住在机械和/或化学侵袭中的暴露。
具有希望特性的一个示例性低-E系统由470nm厚的掺杂有2原子％的氟的氧化锡层组成。这个层被沉积在与该玻璃相接触的一个层上，所述层是75nm厚并且由碳氧化硅构成。在一个4mm厚的透明玻璃片板上，这个系统得到大约0.1的发射率。
使用阴极溅射技术可以产生其他具有多个低-E层的系统，同时保留令人满意的机械抗性。例如，这种类型的系统是由氧化物、尤其是基于氧化钛的层联合其他金属氧化物、尤其是氧化锆构成的。专利申请WO 2010/031808中特别描述了这种类型的层。
通过又一个实例，一种可使用的系统包括具有一个铬锆合金。为了保护通过阴极溅射所沉积的这个金属层，该金属层被夹在两个氮化硅层之间。这种组件得到了令人满意的发射率、以及透光率下降，该透光率下降可以达到10％，对于所讨论的用途而言该下降并不构成缺点。
使用这些低-E系统相当大地改善了在寒冷时期乘客舱感受到的舒适性并且可以使得屏蔽物的使用是多余的。
根据本发明的装有玻璃的车顶可以有利地组合多种功能性。在该多种功能性之中，有利的是如以上所说明的将该装有玻璃的车顶用于照明、但也提供允许可控制地改变该车顶的透光率的装置，而无论这种变化是否同时发生。
功能性SPD膜的使用是多篇现有技术公开文件的主题并且尤其是指明某些运行条件的WO 2005/102688的主题，以下将参照附图回顾这些运行条件。
原则上，将SPD单元施加到透光率可被控制的汽车车顶上是众所周知的。使用这些膜允许非常大地修改两种单独的状态(即透明状态与黑暗状态)之间的透射率。这些系统的一个优点是，在黑暗状态中这些系统几乎完全抑制光的透射。市场上可获得的膜将可见光的透射率减小至低于1％。这是与不存在电场的情况下相对应的状态。在这些条件下，该玻璃窗单元以特别有效的方式确保了所希望的“隐私”方面。在该膜的这两种状态之间的可见光透光率变化可以高达40％或者更高。如果需要的话，选择这些膜允许对这种变化的大小进行设定。使用者偏好相对大的变换，并且在所设想到的应用中这些变换一般不小于30％。
尽管对于这些SPD膜的选择而言透光率变化是关键因素，但这些膜还对它们所结合于其中的玻璃窗单元的能量透射率也起到重要作用。在黑暗状态中，与吸收性玻璃片板或夹层的存在无关，能量透射率通常低于5％。该黑暗状态正常地是驻车时的车辆状态，因此非常有限的能量透射率是特别受欢迎的。在该透明状态中，能量透射率显著更大，因为可见光辐射也传输能量。然而，SPD膜吸收大部分的能量。
使用SPD膜受制于与其修改透光率的能力相关的那些要求之外的一些要求。首先，推荐在机械以及化学上保护该功能膜。
图7展示了一种提供两种功能性(即，照明功能性和可控光透视功能性)的车顶的组成。关于图1中的车顶，这个车顶还包括两个玻璃片板1和2、多个夹层3、3'和4以及保持住这些二极管的一个载体条片5。
示意性地示出了SPD膜12。该膜没有覆盖整个玻璃窗单元。必须保护该SPD膜的边缘以免与外部大气接触，特别地以便保护活性颗粒不受潮。为了防止与大气的任何接触，SPD膜12被完全地包封在这些不同的夹层片板中。为了包封该膜12，放置具有与该膜相似的厚度的一个夹层片板13以环绕该膜12。具有适合切口的一个片板13允许环绕该膜，以便使该膜与外部隔离。图7示出了一个具有整体构造的片板13，在该片板中已经产生了一个孔。有可能以等效的方式将这个整体片板替换为环绕该膜12的一组并置的条带。这个片板13的存在隔离了SPD膜并且同时确保了在该玻璃窗单元的组装过程中对其组成部分施加的压力是均匀分布的。
片板13可以具有或者可以不具有与夹层3和4相同的性质。如果这些玻璃片板具有相同的性质，则有助于这些不同的片板在组装过程中的熔合。
SPD膜的另一个要求与它们对于热量的敏感性有关。在SPD膜中，通常结合在聚合物基质中的颗粒可能会由于温度的过度升高而退化。在较小的程度上，如果这些膜暴露于过低的温度，例如-40℃，则这些膜可能会察觉它们的特性被不可逆地修改。根据本发明所设想的位置使得在外部温度变化中的暴露被增强。太阳辐射、并且特别是红外射线可能导致大的升温。
为了防止该膜的退化，尤其在上文中提出将一个红外过滤器放置在该SPD膜上方。
还希望保护该SPD膜免遭紫外线。用于形成这些叠层体并且封装这些电池的材料通常是本身就是UV屏蔽物的产品。具体地讲，先前描述的用于生产这些车顶的叠层结构的例如聚乙烯醇缩丁醛(PVB)或乙烯乙酸乙烯酯(EVA)的聚合物等材料就是这种情况。这样的化合物的存在形成了几乎完整的UV过滤器。因此，没有必要提供额外的元件。
在图7中，该叠层体中存在的这些功能元件处于考虑了它们的可能互相依赖性的相对位置中。通过指示的方式，由这些发光二极管形成的照明装置非常明显地是定位在用于控制透光率的膜的下方，这样使得这些二极管产生的光通量是独立于由这个膜设定的光吸收率的变化的。
必须对用于控制透光率的膜和该照明装置供电。有必要将它们经由该玻璃窗单元的边缘连接到该车辆的一般电源上。正常地，连接电缆不是透明的。为了不中断该玻璃窗单元的即使有限的透明性，要小心地将这些电缆隐藏在该玻璃窗单元的周边区域中，这些周边区域通常包括不透明的、尤其是旨在遮掩不规则粘性结合点的标记的釉质部分。这些遮掩物还以它们的框架13隐藏了这些SPD膜12的边界。图7没有示出这些釉质条带。
图7a中示意性地示出了在专利申请WO 2005/102688中描述的SPD类型的膜的结构。这种结构包括中央元件15，该中央元件由包含对电场的施加敏感的多个颗粒的一种聚合物构成。在这个中央元件15的任一侧上的、并且延伸跨过该中央元件的各个面的两个电极16允许施加为了控制元件15所要求的电压。如已知的，这些电极16有利地由涂覆有薄导电层的多个本质上透明的片板组成。最通常使用的是厚度为几十微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的片板，这些片板组合了良好的透明性与高的机械抗性。在这些片板上，这些导电层有利地是TCO(薄的导电氧化物)层，如ITO(铟锡氧化层)层。
如以上指明的，这些SPD膜的部件、并且特别是这些为有机性质的颗粒对于老化、特别是热量作用下的老化是敏感的。为了给予它们所希望的长寿命，正常地由插置在暴露于太阳辐射中的外部玻璃片板1与SPD膜15之间的多个过滤器来保护该膜。在许多应用中，在日光控制玻璃窗单元或低-E玻璃窗单元中，使用了多个红外过滤器。这些红外过滤器总体上由多个薄的导电氧化物膜构成，或者还更好的是，由足够薄以致几乎透明的金属层构成，这样它们将表现得好得多。在这些过滤器中，这些金属层与同样薄且透明的多个介电层相关联，这些介电层给该组件提供了所需要的选择性。最通常地，为了改善伴随有应当尽可能为中性的反射的这种选择性，这些过滤器包括本质上是基于银的多个金属层。
对红外线进行过滤的这些层被施加到该外部玻璃片板上或者是通过一个聚合物(尤其是PET)夹层片板被插入的。图7b示出了此类型的组件的一个细节，其中在外部玻璃片板1的下方，携带该红外过滤器的一个片板14被放置在两个夹层片板3和20之间。在这些层的PET载体本身不具有粘到该玻璃上的性质的情况下，有必要将该载体插入两个热塑性塑料夹层片板之间。使用载体膜使得这些易碎层有可能不受高温。仅有的约束仍是组装过程的高压釜烘烤的温度。负面效应是必须添加一个夹层片板，由此增加了该组件的厚度。
还可能采用直接沉积在该外部玻璃片板上的一个具有多个层的系统。然而，如所指明的，如果选择多个非常高性能的过滤器，例如包括多个金属层的过滤器，则这些层是通过在多个平面片板上实施的阴极溅射技术来施加的。因此，这种解决方案要求这些层在这个玻璃片板被成形时经受热处理。
为了获得有效的过滤器，选定的这个具有多个层的系统有利地是包含多个银层的并且允许对颜色、尤其是反射颜色加以控制的一种系统。专利申请WO2011/147875中描述了一种特别有效的具有多个层的组件。在这篇申请中，推荐的系统包括三个银层和多个介电层，该组件、尤其是这些银层的厚度被选择成使得反射颜色即使在低的观察入射角下仍是令人满意的。
当多个二极管被放置在该车顶的表面的由SPD膜覆盖的部分上时，对这个膜的保护还必须考虑这些二极管的存在。以上给出的实例表明，通过适当地选择这些二极管和它们的安排，有可能将与这些二极管的运行相关的局部升温限制到几十度。在任何情况下，这种升温保持低于与暴露于太阳辐射中相关联的升温。

Claims (12)

1.一种叠层式的装有玻璃的汽车车顶，包括一个外部玻璃片板、一个内部玻璃片板以及将这些玻璃片板联接在一起的多个夹层片板，并且该车顶包括被放置在这两个玻璃片板之间的、用于控制透光率的一个悬浮颗粒器件(SPD)类型的组件以及用于经由多个发光二极管(LED)进行照明的多个元件。
2.如前一项权利要求所述的车顶，其中该SPD组件和这些LED被叠加在该车顶的厚度中，这些LED被放置在该SPD组件的下方。
3.如以上权利要求之一所述的车顶，其中这些二极管、它们的电源以及它们在该叠层体中的安排被选择成使得在运行过程中该叠层体内的温度保持低于80℃。
4.如权利要求3所述的车顶，其中这些二极管的工作电功率是不高于2W并且优选地低于1W。
5.如以上权利要求之一所述的车顶，其中每个二极管的发光效率是不低于15lm/W并且优选地不低于75lm/W。
6.如以上权利要求之一所述的车顶，其中这些二极管和被定位在这个二极管与乘客舱之间的这些元件被选择成使得光通量具有位于由具有以下CIE1931坐标的多个点所限定的周界内的光谱：(0.2600；0.3450)、(0.4500；0.4000)、(0.3150；0.2900)以及(0.2350；0.2500)，并且优选地位于由以下坐标所限定的周界内：(0.2650；0.3350)、(0.3200；0.3200)、(0.3100；0.3000)以及(0.2350；0.2500)。
7.如以上权利要求之一所述的车顶，包括形成该车顶的外部面和内部面这两个面的两个玻璃片板，这些片板中的至少一个片板是由一种有色玻璃制成的。
8.如以上权利要求之一所述的车顶，其中形成了红外线过滤器的一个多层系统被放置在该外部玻璃片板与该SPD组件之间。
9.如权利要求8所述的车顶，其中该红外线过滤器多层系统被施加到该外部玻璃片板的面2上。
10.如权利要求8或9所述的车顶，其中该多层系统是通过阴极溅射产生的系统并且包括一组三个银基层。
11.如以上权利要求之一所述的车顶，该车顶此外在位置4中包括具有多个低发射率层的一个系统，以使得该车顶的发射率是至多0.3并且优选地至多0.2。
12.如以上权利要求之一所述的车顶，包括一个开关控制件，该开关控制件和一个电容传感器一起被结合到该车顶中以便对这些二极管或该SPD膜加以控制。
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