CZ306031B6 - Zasklívací dílec s neprůhledným povlakem - Google Patents

Abstract

Zasklívací dílec (1) je opatřen neprůhledným povlakem (2), obsahujícím plošnou oblast (3) která má neprůhledné plochové části (5) a která je perforovaná plochovými částmi (4), dovolujícími průchod světla a rozdělenými v ploše. V alespoň části neprůhledných plochových částí (5) plošné oblasti (3) je uložen nejméně jeden plochý a vícevrstvý elektroluminiscenční světelný prvek (EL), obsahující transparentní elektrodu (8), přičemž tento prvek po přiložení elektrického napájecího napětí na stranu transparentní elektrody (8) vyzařuje nejméně jednou z ploch zasklívacího dílce (1) světlo.

Description

Zasklívací dílec s neprůhledným povlakem

Oblast techniky

Vynález se týká zasklívacího dílce s neprůhledným povlakem, obsahujícím plošnou oblast, která má neprůhledné plochové části a která je perforovaná plechovými částmi dovolujícími průchod světla a rozdělenými v ploše.

Dosavadní stav techniky

Pro zasklívací dílce (oken) je známé (z DE-C2-37 08 577) zmenšovat nebo omezovat části jejich plochy neprůhlednými povlaky (zejména natištěnými a vypálenými neprůhlednými vzorky nebo rastry). Takové plošné dílce jsou v široké míře používány pro střešní zasklení automobilových vozidel, kde natištěné vzorky nebo neprůhledné části plochy zasklení slouží jako sluneční a tepelná clona. Sítovitě uspořádané neprůhledné povlaky skrývají lepivé pásy a také další součástky, které jsou upevněné na zasklívací dílce nebo do takových dílců včleněné (v rámci jejich vrstvení). Jsou konečně známé (z DE-C2-40 33 188) přední skla vozidel s natištěným rastrem, určeným pro vytváření ochranné clony v oblasti mezi sklopnými protislunečními clonícími prvky.

Z EP-A1-0 267 331 je známý vrstvený zasklívací dílec pro vozidla se symbolem zabudovaným do kompozitní lepivé vrstvy, který je reprezentován elektroluminiscenčním světelným prvkem nebo který může být osvětlen zezadu. Potřebné elektrické vodiče jsou tvořeny v podstatě neviditelně spoji nebo transparentními vodivými vrstvami uvnitř kompozitního dílce. Po sepnutí napájení se světelný symbol zdá plavat v zasklívacím dílci bez viditelných vodičů. Uvedený spis popisuje dva různé typy světelných prvků. V prvním jsou na stejném substrátu dvě elektrody pro přenos proudu, přes něž je uložen světelný prvek, který sám obsahuje křižující elektrodu. Z elektrického hlediska se tak vytvoří dva kondenzátory zapojené sériově. Ve druhém typu je každá z obou elektrod umístěna ve formě transparentní tenké vrstvy na jeden u obou povrchů vrstveného zasklívacího dílce a mezi elektrodami je uložen světelný prvek. Je zde také popsána možnost, podle které může být výstupu světla jedním z tabulovitých dílů bráněno neprůhledným povlakem.

Principy elektroluminiscence jsou dlouhodobě známé. Podrobná dokumentace této technologie s příklady použití, popis materiálů a vytvořitelných světelných odstínuje k dispozici na internetové adrese ,,http://www.dupont.com/mcm/luxprint/about.htlm (stav 2001), takže postačí se zde stručně zmínit o některých detailech.

Ze dvou vodivých vrstev, z nichž nejméně jedna je transparentní a umožňuje průchod světla, se vytvoří kondenzátor. Na transparentní elektrodě se vloží do kondenzátorů vrstva (neprůhledná) se světelnými pigmenty a (dielektricky) izolační vrstva. Přiloží-li se na obě elektrody tohoto prvku střídavé napětí (obvykle 100 V ~), vybudí toto napětí ve světelných pigmentech proudy, které pak samy vytvoří disperzními procesy světlo, které vystupuje transparentní elektrodou.

Elektrodové vrstvy, jakož i samotná elektroluminiscenční vrstva a dielektrické vrstva, mohou být nanášeny sítotiskem v tlusté vrstvě na vhodných nosičích, jako je sklo, nebo fóliích PET. Tímto známým způsobem se získají plošné světelné efekty, které mohou být používány pro řadu účelů (osvětlení, loga, světelná signalizace), pokud stačí se spokojit s relativně malou hustotou světla a s volbou omezovanou použitelnými materiály). Kromě toho nejsou elektroluminiscenční prvky (dále: světelné prvky) samy o sobě transparentní, takže plocha jimi opatřená neumožňuje průchod (denního) světla.

Vynález si klade za úkol přiřadit přídavnou funkci neprůhlednému povlaku, strukturovanému s transparentními částmi rozdělenými v ploše transparentního zasklívacího (okenního) dílce.

- 1 CZ 306031 B6

Podstata vynálezu

Podle vynálezu je uvedeného cíle dosaženo tím, že v alespoň části neprůhledných plochových částí plošné oblasti je uložen nejméně jeden plochý a vícevrstvý elektroluminiscenční světelný prvek, obsahující transparentní elektrodu, přičemž tento prvek po přiložení elektrického napájecího napětí na stranu transparentní elektrody vyzařuje nejméně jednou z ploch zasklívacího dílce světlo.

Zasklívací dílec, který kupříkladu slouží jako sluneční nebo tepelná clona ve dne při denním světle, může také sloužit malou svítivostí jako osvětlovací systém po celé jeho ploše bez přítomnosti jakékoli tmavé oblasti, protože světlo emitované elektroluminiscenčním prvkem rovnoměrně prochází otevřenými částmi plochy a je tedy rovnoměrně rozptylováno skrz neprůhledné části.

Znaky závislých patentových nároků se vztahují na výhodné varianty tohoto předmětu.

Podle nich je kombinován s nejméně jednou z neprůhledných plochových částí povlaku nejméně jeden elektroluminiscenční prvek (světelný prvek), sestavený z několika vrstev, s nejméně jednou transparentní elektrodou, která emituje světlo přes (alespoň) jednu z ploch zasklívacího dílce po přiložení napětí. Zasklívací dílec tak umožňuje světlu procházet v transparentních plochových částech a současně vyzařuje světlo, při přivádění proudu, jeho netransparentními plechovými částmi, které tvoří současně povrch světelného prvku. Samotná elektroluminiscenční vrstva je neprůhledná, jak již bylo uvedeno výše. Nemusí být kombinována s jiným neprůhledným povlakem.

Zasklívací dílec tohoto typu má překvapivý účinek z vizuálního a estetického hlediska - část jeho plochy, která je považována za „tmavou“, nyní vyzařuje sama světlo. Je možné umístit více světelných prvků jeden vedle druhého k zapínání odděleně v různých částech plochy, přičemž elektrody a přípoje pro proudové napájení mohou být maskovány relativně jednoduše pod neprůhledným povlakem. V tomto případě může být elektroda, umožňující průchod světla, eventuálně použita jako společná (zemnicí) elektroda pro všechny světelné prvky. Je také možné získat různé světelné efekty nebo také ovládat intenzitu světla v různých stupních (v závislosti na odpovídající ploše, která má být osvětlována a eventuálně na její barvě světla).

V uvedeném případě použití může takový částečně transparentní dílec nahrazovat konkrétní vnitřní osvětlení v automobilovém vozidle, jako je střešní sklo v automobilu se světelným prvkem v zapnutém stavu a s dostatečnou plochou a dostatečnou světelnou intenzitou, přičemž však může přes to pronikat určité množství světla shora zasklenou střechou během dne.

Prvořadou podmínkou pro tento dvojí účinek je přirozeně to, že se v částech zasklívacího dílce, dovolujících průchod světla, zajišťuje co možná největší transparentnost nerušená strukturami vodičů apod. Taková jemná struktura může být vytvořena jednoduchým reprodukovatelným a spolehlivým způsobem známou sítotiskovou technikou. Přirozeně záleží na tom, aby různé vrstvy světelného prvku byly velmi přesně natištěny v oblasti rastru na sobě. To však také představuje průmyslově dobře zvládnutý proces.

Světelné účinky výše uvedeného typu mohou být přirozeně také dosaženy na všech ostatních (vrstvených) zasklívacích dílcích, které jsou opatřeny částečně transparentním rastrem tohoto druhu, jako například v oblasti protislunečního clonícího dílu, akceptují-li se vyšší náklady vyvolané vytvořením vícenásobných otisků a elektrických spojení.

Není však samozřejmě nezbytně nutné zabudovat takový světelný prvek do vrstveného zasklívacího dílce, ale tomuto uspořádání bude dána přednost z důvodů bezpečnosti s ohledem na poměrně vysoké přívodní napětí. Zabudování do vrstveného zasklívacího dílce dále chrání světelný prvek proti mechanickému působení a proti vnikání vlhkosti a nečistot.

-2 CZ 306031 B6

Materiál samotného zasklívacího dílce se dá v principu volně volit. Je možné použít zasklívacích dílců jak z plastu, tak i ze skla. Podobně mohou být průmyslově vyrobeny známým způsobem hybridní kompozity.

Je rovněž v principu nepodstatné, zdaje světelný prvek uložen nebo natištěn přímo na povrchu takového zasklívacího dílce nebo zda je vytvořen na samostatném nosném substrátu, jako například na fólii PET, která se potom vhodným způsobem spojí s tuhým tabulovitým dílem nebo se zabuduje do laminovaného kompozitu.

Stejně tak je možné volně volit poměr plochy světelného prvku k celkové ploše zasklívacího dílce nebo k ploše části s neprůhledným povlakem. Podle potřeby je možné umístit více světelných prvků, majících popřípadě různé barvy a tvary, vedle sebe.

Konečně může být v některých oblastech použití také užitečné, aby světlo bylo vyzařováno jedním nebo více elektroluminiscenčními prvky na obou plochách zasklívacího dílce. Není potom zapotřebí samostatného neprůhledného povlaku, protože samotné elektroluminiscenční vrstvy neumožňují průchod viditelného skla. V principu je také možné na sobě „vrstvit“ několik elektroluminiscenčních světelných prvků tohoto typu, popřípadě s vzájemně opačnými orientacemi, při použití pouze jedné mezilehlé společné elektrody.

Bylo by také možné dosáhnout jiného zvláštního světelného efektu tak, že se sice světelný prvek umístí ve vrstveném zasklívacím dílci, ale neprůhledný povlak se neumístí přímo na vrstvě elektrody, ale na druhé straně vnějšího tabulovitého dílu na jeho vnějším povrchu (přičemž je mu dodána zvýšená mechanická odolnost například vypálením). Určitá část nesměřovaného světla by ještě mohla vycházet bočním rozptylem eventuálně částmi povrchu tohoto neprůhledného povlaku, které by umožňovaly průchod světla.

Další podrobnosti a výhody předmětu vynálezu budou patrné z následujícího příkladu provedení a jeho podrobného popisu.

Objasnění výkresů

Vynález je blíže vysvětlen v následujícím popisu na příkladech provedení s odvoláním na připojené výkresy, ve kterých znázorňuje obr. 1 pohled na neprůhledný povlak se strukturou ve formě rastru a obr. 2 rez rovinou II—II z obr. 1 s principiálním uspořádáním vrstev opatřeným světelným elektroluminiscenčním prvkem podle vynálezu.

Příklady uskutečnění vynálezu

Podle obr. Ije plošný dílec 1, který je transparentní svou povahou, opatřen neprůhledným povlakem 2. V plochové části 3 (obklopované pro větší názornost čárkovanou čarou) je tento povlak perforován plochovými částmi 4, které dovolují průchod světla a jsou tedy transparentní, rozdělenými rovnoběžně po ploše, které se střídají s neprůhlednými plochovými částmi 5, přičemž celá plochová část je pokryta znázorněným vzorkem.

Pravidelný vzorek zde znázorněný a jeho velikost vzhledem k ploše zasklívacího dílce však tvoří pouze příklad provedení nebo uspořádání. Sítotiskem je možné vytvořit prakticky jakoukoli požadovanou kombinaci, zejména při nepravidelné ploše neprůhledné a transparentní plochové části. V rámci rozsahu vynálezu nemusí být neprůhledné části nutně k sobě přilehlé. K tomuto se opět vrátíme níže.

-3 CZ 306031 B6

Alespoň některé z neprůhledných plechových částí 5 jsou nyní připojeny k elektroluminiscenčnímu světelnému prvku, jehož přítomnost je vyznačena dvěma elektrickými spojovacími vedeními L. Jeho struktura bude nyní podrobněji popsána s odvoláním na obr. 2.

V příčném řezu následuje po povrchu transparentního prvního plošného dílu (skleněné tabule) 1,1 (který je v osazené poloze obrácený k osvětlovanému prostoru) nejprve lepidlová vrstva 6 z polyvinylbutyralu (PVB), která je připojena k folii nebo filmu 7 z PET (s výhodou ve formě předtím laminované fólie). Obě vrstvy 6 a 7 jsou transparentní.

Fólie (nebo film) z PET 7 je s výhodou kontinuálně povlékaná, způsobem, který je sám o sobě známý, transparentní vodivou vrstvou 8, například z oxidu cínu a india (ITO), který tvoří jednu z elektrod pro světelný elektroluminiscenční prvek EL. Po vrstvě 8 z ITO následuje elektroluminiscenční vrstva 9, uložená podle požadovaného vzorku nebo uspořádání a na níž je opět uložena dielektrická (elektricky nevodivá) vrstva 10.

Tato vrstva je následována vysoce vodivou elektrodovou vrstvou 11, například z kovového stříbra. Taková vrstva má totiž účinek dobře známého tepelného zrcadla, tj. silně odráží infračervené záření. Tento tepelně ochranný účinek může být využit právě v případě použití jako střešního skla vozidel.

Elektrodová vrstva 11 je ještě kryta neprůhlednou barevnou vrstvou 12, která brání výstupu světla vyzařovaného elektroluminiscenčním světelným prvkem směrem k této ploše a má také tlumicí účinek vůči průchodu tepla a světla směrem dovnitř. Má také dekorativní vzhled. Barevná vrstva 12 může být vypuštěna, když musí být světlo emitováno směrem k oběma povrchům zasklívacího dílce 1 nebo když musí elektrodová vrstva 11 vykazovat například určitý zrcadlový efekt. Neprůhlednost povlaku v neprůhledných plechových částech je potom zajištěna pouze elektroluminiscenční vrstvou, popřípadě s pomocí dielektrické vrstvy a strukturované elektrodové vrstvy.

Fólie nebo film z PET 7, vodivá transparentní vrstva 8, elektroluminiscenční vrstva 9, dielektrická vrstva 10 a vodivá elektrodová vrstva 11, jejichž vztahové značky jsou pro lepší orientaci umístěny v rámečku vyznačeného čárkovanou čarou, tvoří minimální složky elektroluminiscenčních světelných prvků EL, kromě elektrických přípojných vedení.

Výroba elektroluminiscenčního světelného prvku může být provedena následovně. Nejprve se ukládá například rozprašováním vodivý povlak 8 na PET substrát 7 (také přímo najeden povrch tuhé tabule, v případě potřeby). Nyní se vytvoří požadované uspořádání nebo vzorek elektroluminiscenční vrstvy 9, s výhodou přiložením ve formě tlusté vrstvy, a poté dielektrická vrstva JO. Poté se na dielektrickou vrstvu uloží protielektroda 11. Ta by měla být zavedena až do blízkosti okraje zasklívacího dílce 1 v nejméně jednom místě, aby se zde mohlo vytvořit relativně jednoduchým způsobem elektrické spojení.

Aby se zabránilo krátkým spojením, je nezbytně nutné, aby dielektrická vrstva 10 kryla alespoň stejný povrch jako protielektroda H,. Jestliže samotná dielektrická vrstva 10 plně nekryje povrch, aleje strukturována podle vzorku jako je znázorněno na výkrese, musí tedy být také protielektroda 11 strukturována stejným způsobem, aby nemohla vytvořit krátké spojení s transparentní elektrodou 8. Jestliže naproti tomu vrstvy 10 a 11 sahají rovněž na transparentní části 4 plochové části 3, na rozdíl od výkresu, musí potom přirozeně být samy dostatečně transparentní.

Plochová část elektroluminiscenční vrstvy 9 může však být menší než povrchy dielektrické vrstvy IQ a protielektrody 11. Neprůhledné plochové části (elektroluminiscenční vrstvy 9) opět nemusí být přímo vzájemně sítovitě spojeny, ale mohou být například uspořádány ve formě bodového rastru. Není-li dielektrická vrstva transparentní, je tedy nutné zajistit vytvoření jejích vybrání v části plochy tiskem, například tiskem elektroluminiscenční vrstvy a dielektrické vrstvy se stejnou strukturou povrchu, zatímco elektroda se vytváří plnoplošně. Každý bod potom tvoří světelný kondenzátor malého rozsahu a je tedy možné vyzařovat různé barvy světla, a to i s vol

-4CZ 306031 B6 bou různých materiálů (což však předpokládá více sítotiskových operací). Je-li třeba zabránit výstupu světla skrz dielektrickou vrstvu, bylo by potom zapotřebí tisknout další neprůhlednou masku, odpovídající vzorku elektroluminiscenční vrstvy.

Uvažuje-li se vzorek znázorněný na obr. 1, bylo by například také možné si představit, že se budou pokrývat elektroluminiscenční vrstvou pouze průsečíkové oblasti vzorku.

Kompozitní dílec se dokončí další vrstvou, resp. další fólií nebo filmem 13 z PVB a dalším plošným dílem (skleněnou tabulí) 1.2, který se připojuje k předchozí sestavě. Je patrné, že vrstva 13 z PVB se připojuje k vrstvě 6 ze stejného materiálu tavením na okraji zasklívacího dílce 1. Vnitřní oblast kompozitního dílce je tak uzavřena prakticky hermeticky vůči vlhkosti a nečistotám. Obě vrstvy 6 a 13 z PVB musí být uvažovány společně jako vrstvy tvořící mezilehlou lepivou vrstvu vrstveného zasklívacího dílce.

Všechny mezilehlé prostory ve struktuře elektroluminiscenční vrstvy jsou dále vyplněny PVB. Čárkované čáry mezi jednotlivými částmi vrstev v řezu označují kontinuální průběh příslušných vrstev za rovinou řezu.

Proporce velikosti a tloušťky jsou zde silně zkreslené, neboť ve skutečnosti jsou vrstvy 8 až 12 mnohem tenčí než vrstvy 6 a 13 z PVB. Také fólie nebo film 7 PET je ve skutečnosti značně tenčí než fólie PVB, ale přes to tlustší než vrstvy 8 až 12.

Na transparentní elektrodové vrstvě 8 je v blízkosti okraje zasklívacího dílce 1 vyznačen vodivý ^sP°j 14, který je nanesen známým způsobem (ve formě tenkého kovového pásku nebo jako tištěný spoj) na vrstvu 8 a který může být připojen směrem ven (prostřednictvím vodičů L znázorněných na obr. 1) pro vytvoření elektrického napájení světelného elektroluminiscenčního prvku. V jiné variantě je možné také nanášet neprůhledný povlak ve formě rámečku 15 na vnitřním povrchu tabule 1.2, aby se maskovaly okrajové oblasti tabule na jejím obvodě.

Konečně vyznačují šipky světelné průchody (transparentními plechovými částmi 4) nebo světelné paprsky, které mají být vysílány elektroluminiscenčním světelným prvkem (neprůhlednými plechovými částmi 5). Je patrné, že procházejí transparentní elektrodou 8, jakož i filmy nebo foliemi 6 a 7 a plošným dílem (tabulí) 1,1 a vystupují jeho povrchem.

Obě elektrody 8 a 11, které jsou ve všech případech spolehlivě elektricky izolované jedna od druhé dielektrickou vrstvou 10, mohou být vhodným způsobem, který je sám o sobě známý, každá odděleně elektricky připojeny k výstupním drátům L a vyvedeny směrem ven. Odpovídající technologie byly již mnohokrát popsány a nemusí zde proto být podrobně vysvětlovány.

Ve variantě elektroluminiscenčního světelného prvku EL, známé v principu z EP-A1-0 267 331, je možné si také představit rozdělení vrstvy 8 z ITO, uložené na fólii nebo filmu 7 PET, na jednu nebo více oblastí, a spojit takto vytvořené plochové oblasti pokaždé po dvojicích s rozdílnými póly napájecího napětí. Elektrodová vrstva, tj. protielektroda 11, by tedy sloužila známým způsobem jako přemosťovací elektroda pokaždé mezi dvěma světelnými prvky, elektricky zapojenými sériově. Její plošný odpor by měl být co možná nejmenší. K tomuto účelu by měla vyhovovat stříbrná vrstva. Toto uspořádání má výhodu v tom, že vnější elektrická spojení se nemusí nacházet v jediné rovině.

Claims (10)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Zasklívací dílec (1) s neprůhledným povlakem (2), obsahujícím plošnou oblast (3), která má neprůhledné plechové části (5) a která je perforovaná plochovými částmi (4) dovolujícími průchod světla a rozdělenými v ploše, vyznačený tím, že v alespoň části neprůhledných plochových částí (5) plošné oblasti (3) je uložen nejméně jeden plochý elektroluminiscenční světelný prvek (EL) s více vrstvami, obsahující transparentní elektrodu (8), přičemž tento světelný prvek (EL) po přiložení elektrického napájecího napětí na stranu transparentní elektrody (8) vyzařuje nejméně jednou z ploch zasklívacího dílce (1) světlo.
2. 2. Zasklívací dílec podle nároku 1, vyznačený tím, že obsahuje, ve formě vrstveného dílce, nejméně dva tuhé tabulovité díly (1.1, 1.2) a mezilehlou vrstvu (6, 13) vzájemně spojující tyto díly, přičemž neprůhledný povlak (2) a světelný prvek (EL) jsou vsazené do mezilehlé vrstvy (6, 13) nebojsou uloženy na povrchu jednoho z tuhých tabulovitých dílů (1.1, 1.2), ležícím uvnitř vrstveného zasklívacího dílce.
3. 3. Zasklívací dílec podle nároku 1 nebo 2, vyznačený tím, že plochové části (4), které dovolují průchod světla, jsou rozděleny v pravidelném vzorku/rastru mezi neprůhlednými plochovými částmi (5).
4. 4. Zasklívací dílec podle kteréhokoli z nároků 1 až 3, vyznačený tím, že světelný prvek (EL) je uložený na nosné fólii nebo filmu (7).
5. 5. Zasklívací dílec podle kteréhokoli z nároků laž4, vyznačený tím, že neprůhledné plochové části (5) jsou opatřeny neprůhledným povlakem (12) maskujícím světelný prvek (EL) na jednom povrchu.
6. 6. Zasklívací dílec podle kteréhokoli z nároků 1 až 5, vyznačený tím, že světelný prvek (EL) obsahuje dielektrickou vrstvu (10) a protielektrodu (11), přičemž dielektrická vrstva (10) a protielektroda (11) světelného prvku (EL) jsou tvořeny transparentními vrstvami, které jsou plnoplošné a také maskují plochové části (4) dovolující průchod světla plošnou oblastí (3).
7. 7. Zasklívací dílec podle kteréhokoli z nároků laž6, vyznačený tím, že elektroluminiscenční vrstva (9) elektroluminiscenčního světelného prvku (EL) je rozdělena nespojitě na více plochových částí, uspořádaných podle vzorku nebo rozmístěných v požadovaném uspořádání, přičemž nejméně jedna použitá elektroda je společná pro více těchto plochových částí.
8. 8. Zasklívací dílec podle nároku 7, vyznačený tím, že elektroluminiscenční vrstva (9) je uspořádána v bodovém rastru.
9. 9. Zasklívací dílec podle kteréhokoli z nároků 1 až 8, vyznačený tím, že vedle sebe je umístěno více elektroluminiscenčních světelných prvků, spínaných nezávisle na sobě, které mají společnou zemnicí elektrodu.
10. 10. Zasklívací dílec podle kteréhokoli z nároků 1 až 9, vyznačený tím, že nad sebou jsou umístěny nejméně dva elektroluminiscenční světelné prvky, spínané nezávisle na sobě a mající společnou centrální elektrodu.