DE102008032904A1

DE102008032904A1 - Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster

Info

Publication number: DE102008032904A1
Application number: DE102008032904A
Authority: DE
Inventors: Jean-Christophe Dr. Giron; Michael Dr. Labrot; Philippe Dr. Letocart; Annabelle Dr. Andreau-Wiedenmaier; Didier Dr. Jousse; Elodie Bouny
Original assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG; Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH
Current assignee: Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH and Co KG; Saint Gobain Sekurit Deutschland GmbH
Priority date: 2008-07-12
Filing date: 2008-07-12
Publication date: 2010-01-21
Also published as: DE202008017851U1

Abstract

Ein elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster kann durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes seinen Zustand zwischen einem transparenten und einem nicht transparenten Zustand reversibel wechseln. Das Sichtschutzfenster umfasst zwei transparente Glasscheiben (1, 11), zwei mit Stromzuführungselektroden versehene elektrisch leitende Schichten (3, 9) und eine zwischen den elektrisch leitenden Schichten angeordnete Flüssigkristallschicht (6). Die Glasscheiben (1, 11) sind am Rand durch eine Klebedichtmasse abgedichtet und miteinander verbunden. Auf beiden Seiten der elektrisch leitenden Schichten (3, 9) ist jeweils eine dielektrische Schicht (2, 4; 8, 10) aus SiO2 angeordnet. Die dielektrischen Schichten (2, 4; 8, 10) dienen zur Isolation und wirken als Barrieren, die eine Wechselwirkung zwischen den Glasoberflächen und der Flüssigkristallschicht (6) verhindern.

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster mit einer durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zwischen einem transparenten und einem nicht transparenten Zustand reversibel wechselnden Flüssigkristallschicht, zwei transparenten und mit Stromzuführungselektroden versehenen elektrisch leitenden Schichten und zwei transparenten Platten, insbesondere Silikatglasscheiben, die am Rand durch eine Klebedichtmasse abgedichtet und miteinander verbunden sind.
Elektrisch schaltbare Sichtschutzfenster können sowohl im Bausektor als auch im Fahrzeugbereich überall dort Anwendung finden, wo die Durchsicht durch das Fenster zu bestimmten Zeiten verhindert werden soll. Sie können mit Hilfe eines elektrischen Schalters je nach ihrem Aufbau vom klar durchsichtigen Zustand in einen opaken, das heißt lichtdurchlässigen aber undurchsichtigen Zustand, in einen lichtundurchlässigen Zustand oder in einen reflektierenden Zustand versetzt werden, wobei diese Zustandsänderungen vollständig reversibel sind.
Ein Sichtschutzfenster der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der US 6,963,435 B2 beschrieben. Bei diesem bekannten Sichtschutzfenster sind die elektrisch leitenden Schichten unmittelbar auf den transparenten Platten angeordnet und stehen in direktem Kontakt mit der Flüssigkristallschicht. Die transparenten Platten können dabei auch aus Silikatglas bestehen.
Die elektrisch leitenden Schichten bestehen meistens aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) und sind nicht immer ideal glatt. Das kann unter Umständen dazu führen, dass lokale Erhebungen der leitenden Schichten in die Flüssigkristallschicht eindringen und einen elektrischen Kurzschluss mit der gegenüber liegenden leitenden Schicht hervorrufen. An den Grenzflächen zwischen den Glasscheiben und den leitenden Schichten ist es andererseits nicht ausgeschlossen, dass beispielsweise Na-Ionen aus den Glasoberflächen bis in die Flüssigkristallschicht diffundieren und dadurch deren Funktion beeinträchtigen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Sichtschutzfenster mit dem eingangs genannten Aufbau weiter zu entwickeln, um die Gefahr zu verringern, dass die Funktion und/oder der optische Aspekt des Fensters sich im Laufe der Zeit verschlechtern.
Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die elektrisch leitenden Schichten jeweils zwischen zwei transparenten dielektrischen Schichten eingebettet sind.
Die dielektrischen Schichten sorgen zum einen für eine gewisse Glättung der leitenden Schichten an den Grenzflächen zu der Flüssigkristallschicht und wirken als elektrisch isolierende Schichten, so dass die Gefahr einer Beeinflussung der Flüssigkristallschicht durch den elektrischen Strom wesentlich verringert wird. An den Glasoberflächen wirken diese dielektrischen Schichten als Barrieren, die eine Wechselwirkung zwischen den Glasoberflächen und der Flüssigkristallschicht verhindern. Sie können insbesondere aus Oxiden, Nitriden oder Oxinitriden von beispielsweise Silizium oder Aluminium oder deren Mischungen bestehen. Bewährt haben sich hierfür insbesondere Schichten aus Siliziumoxid und Siliziumnitrid.
Zweckmäßige Ausgestaltungen und Weiterentwicklungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen.
Von den Zeichnungen zeigt
1 eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Sichtschutzfensters in einer Schnittdarstellung,
2 eine zwei weitere Schichten umfassende Ausführungsform, ebenfalls in einer Schnittdarstellung,
3 eine dritte Ausführungsform des Sichtschutzfensters mit außen auf den Glasscheiben angeordneten Polarisationsfiltern,
4 eine weitere Ausführungsform des Sichtschutzfensters,
5 die beiden mit den verschiedenen Schichten versehenen Einzelglasscheiben vor dem Zusammenlegen, und
6 eine Vorrichtung zum Verpressen der behandelten Einzelglasscheiben in einer Schnittdarstellung.
Das in 1 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt den Aufbau des erfindungsgemäßen Sichtschutzfensters in seiner einfachsten Ausführung. Es umfasst die beiden äußeren transparenten Platten 1 und 11, die vorzugsweise aus Floatglas bestehen. Die Platten 1, 11 können jedoch auch aus einem geeigneten transparenten Polymer bestehen, beispielsweise aus Polycarbonat, Polyacrylat oder Polyvinylchlorid. Auf den Floatglasscheiben 1 und 11 sind zunächst eine etwa 3 bis 200 nm, vorzugsweise 20 bis 100 nm, besonders bevorzugt etwa 50 nm dicke dielektrische Schicht 2, 10 aus SiO₂, darauf eine etwa 20 bis 400 nm dicke elektrisch leitende Schicht 3, 9 aus beispielsweise Indium-Zinn-Oxid (ITO), und darauf wiederum eine etwa 5 bis 40 nm dicke dielektrische Schicht 4, 8 aus SiO₂ angeordnet. Die ITO-Schichten haben einen elektrischen Flächenwiderstand zwischen 5 Ω/☐ und 300 Ω/☐. Anstelle der Schichten aus ITO können auch andere elektrisch leitende Oxidschichten oder Schichten aus elementarem Silber mit einem vergleichbaren Flächenwiderstand den gleichen Zweck erfüllen.
Zwischen den dielektrischen Schichten 4 und 8 liegt die Flüssigkristallschicht 6, die eine Dicke von etwa 10 bis 40 μm aufweisen kann. Die Flüssigkristallschicht 6 enthält kugelförmige Abstandshalter 12 mit gleichem Durchmesser, die dafür sorgen, dass die Flüssigkristallschicht 6 auf ihrer gesamten Fläche die gleiche Dicke hat. Die Abstandshalter 12 bestehen aus einem transparenten harten Polymer. Als Abstandshalter bewährt hat sich beispielsweise das unter der Bezeichnung „Micropearl SP” bekannte Produkt der Firma Sekisui Chemical Co., Ltd.
Für die Flüssigkristallschicht 6 können bekannte Zusammensetzungen verwendet werden, beispielsweise solche Zusammensetzungen, wie sie in dem Dokument US 5,691,795 beschrieben sind. Als besonders geeignet hat sich auch die Flüssigkristall-Zusammensetzung der Firma Merck Co., Ltd. erwiesen, die unter der Handelsbezeichnung „Cyanobiphenyl Nematic Liquid Crystal E-31 LV” erhältlich ist. Dieses Produkt wird bei dieser Ausführungsform im Verhältnis 10:2 mit einer chiralen Substanz, beispielweise 4-cyano-4'-(2-methyl)butylbiphenyl, gemischt, und diese Mischung wird im Verhältnis 10:0,3 mit einem Monomer, beispielsweise mit 4,4'-bisacryloyl biphenyl, sowie einem UV-Initiator, beispielsweise benzoin methyl ether, gemischt. Die so hergestellte Mischung wird auf eine der beschichteten Glasscheiben aufgetragen. Nach dem Aushärten der Flüssigkristallschicht durch Bestrahlen mit UV-Licht hat sich ein Polymernetzwerk gebildet, in dem die Flüssigkristalle eingelagert sind. Am Rand ist der die Flüssigkristallschicht 6 aufnehmende Hohlraum durch eine hier nicht dargestellte Klebedichtraupe abgedichtet, die gleichzeitig für die feste und dauerhafte Verbindung der mit den verschiedenen Schichten versehenen Glasscheiben 1, 11 dient.
Diese Sichtschutzscheibe ist im Ausgangszustand, das heißt bei nicht angelegter elektrischer Spannung, opak, das heißt lichtdurchlässig, aber undurchsichtig. Sobald der Strom eingeschaltet wird, wechselt die Flüssigkristallschicht unter der Wirkung des elektrischen Wechselfeldes in den transparenten, das heißt in den durchsichtigen Zustand.
In 2 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der sich an die dielektrischen Schichten 4 und 8 jeweils eine 20–200 nm dicke Schicht 5 bzw. 7 aus einem transparenten Polymer anschließt. Zwar können für diese Schichten die unterschiedlichsten Polymere Verwendung finden, doch hat sich hierfür insbesondere Polyimid bewährt.
Die Flüssigkristallschicht 6, die wiederum eine Dicke von etwa 10 bis 40 μm aufweist und ebenfalls kugelförmige Abstandshalter 12 mit etwa gleichem Durchmesser enthält, liegt in diesem Fall zwischen den Polyimidschichten 5, 7. Sie hat die gleiche Zusammensetzung wie beim Ausführungsbeispiel nach 1. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wechselt die Flüssigkristallschicht beim Einschalten des elektrischen Stromes reversibel vom opaken in den transparenten Zustand.
3 zeigt eine Ausführungsform des neuen Sichtschutzfensters, bei der die Flüssigkristallschicht 14 kein stabilisierendes Polymer enthält, sondern nur aus der Flüssigkristallmasse und den Abstandshaltern besteht. Die Flüssigkristallmasse wird also als solche ohne einen Monomerzusatz auf eine der mit den oben beschriebenen Schichten versehenen Glasscheiben 1, 11 in einer Dicke von 3 bis 20 μm aufgetragen wird. Zusammensetzungen für Flüssigkristallschichten dieser Art sind beispielsweise in dem Dokument US 3,963,324 beschrieben.
Die an der Flüssigkristallschicht 14 anliegenden Oberflächen der Polyimidschichten 5 und 7 weisen eine linear strukturierte Oberfläche auf, die durch eine Reibebehandlung der Oberfläche mit einem Samtstoff erzeugt wird. Die Rillen- oder Riefenstruktur auf der Oberfläche der einen Polyimidschicht ist im rechten Winkel zu der linearen Struktur auf der Oberfläche der anderen Polyimidschicht ausgerichtet. Die Oberflächenstruktur der Polyimidschichten hat die Wirkung, dass sich die Flüssigkristalle in den benachbarten Oberflächenschichten der Flüssigkristallschicht in der jeweils vorgegebenen Richtung ausrichten, was zu einem besseren Kontrast zwischen dem transparenten und dem undurchsichtigen Zustand des Fensters führt.
In diesem Fall ist auf den Außenseiten der beschichteten Glasscheiben 1 und 11 jeweils eine absorbierende Polarisationsfilter-Folie 15 bzw. 16 angeordnet. Die Polarisationsfilter 15 und 16 sind zueinander gekreuzt angeordnet, wobei die Polarisationsrichtung jeweils mit der Ausrichtung der linearen Oberflächenstrukturen der zugehörigen Polyimidschicht übereinstimmt. Bei ausgeschaltetem Strom wird die Schwingungsrichtung des beispielsweise durch die Glasscheibe 1 einfallenden polarisierten Lichtes durch die Flüssigkristallschicht 14 um 90 Grad gedreht, so dass das Licht dann in der Richtung des Polarisationsfilters 16 schwingt und daher durch das Polarisationsfilter 16 mehr oder weniger ungeschwächt austritt. Wird dagegen die elektrische Spannung angelegt, so dass sich die Flüssigkristalle in Richtung des elektrischen Feldes ausrichten, dann ist die die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes drehende Wirkung der Flüssigkristallschicht 14 aufgehoben, und das Polarisationsfilter 16 verhindert nun den Durchtritt des rechtwinklig hierzu polarisierten Lichtes, so dass in diesem Fall die Durchsicht nicht möglich ist.
Werden bei dieser Ausführungsform die absorbierenden Polarisationsfilter-Folien 15 und 16 nicht gekreuzt, sondern parallel zueinander ausgerichtet, dann ist die Funktionsweise entgegengesetzt. Bei ausgeschaltetem Strom wird das durch eine der Glasscheiben 1, 11 hindurch tretende polarisierte Licht durch die Flüssigkristallschicht 14 wieder um 90 Grad gedreht, so das das quer zu dieser Schwingungsebene ausgerichtete andere Polarisationsfilter jetzt den Durchtritt des Lichtes verhindert. Andererseits kann das Licht jetzt bei eingeschaltetem Strom, wenn die die Schwingungsebene des polarisierten Lichtes drehende Wirkung der Flüssigkristallschicht aufgehoben ist, durch das andere Polarisationsfilter hindurch treten. Das heißt, in diesem Fall wird das Fenster bei eingeschaltetem Strom transparent.
Der in 4 dargestellte Aufbau des Sichtschutzfensters entspricht dem in 3 dargestellten Aufbau, jedoch mit der Ausnahme, dass auf der einen Seite des Fensters zwei Polarisationsfilter 16, 18 übereinander angeordnet sind. Bei dem außen angeordneten Polarisationsfilter 16 handelt es sich wie bei dem Polarisationsfilter 15 um ein absorbierendes Polarisationsfilter, während es sich bei dem Polarisationsfilter 18, das zwischen der Glasscheibe 11 und dem Polarisationsfilter 16 angeordnet ist, um ein reflektierendes Polarisationsfilter handelt. Die beiden Polarisationsfilter 16 und 18 stehen in direktem Kontakt miteinander, sind zueinander parallel und zu dem Polarisationsfilter 15 gekreuzt ausgerichtet.
Bei ausgeschaltetem Strom ist das Fenster durchsichtig. Beim Einschalten des elektrischen Stromes hat es für den Betrachter auf der Seite des Polarisationsfilters 15 infolge der reflektierenden Eigenschaft des Polarisationsfilters 18 die Wirkung eines Spiegels. Für den Betrachter auf der Seite des Polarisationsfilters 16 ist das Fenster undurchsichtig und stellt eine dunkle Fläche dar.
Werden bei dieser Ausführungsform die beiden parallel zueinander ausgerichteten Polarisationsfilter 16, 18 zu dem absorbierenden Polarisationsfilter 15 parallel ausgerichtet, dann ist das Fenster bei ausgeschaltetem Strom undurchsichtig und wirkt für den Betrachter auf der Seite des Polarisationsfilters 15 wieder wie ein Spiegel, während es bei eingeschaltetem Strom durchsichtig ist.
Es kann zweckmäßig sein, die auf den Außenseiten des Sichtschutzfensters angeordneten Polarisationsfilter 15, 16 durch geeignete harte Schichten zu schützen. Hierfür eignen sich insbesondere dünne Silikatglasscheiben, die mit Hilfe bekannter Klebetechniken mit dem Schichtenpaket verbunden werden.
Die Herstellung des neuen Sichtschutzfensters erfolgt nach einem Verfahren, das anhand der 5 und 6 im einzelnen beschrieben wird.
Platten eines geeigneten transparenten Substrats großer Abmessungen, beispielsweise Floatglasscheiben, werden in einer industriellen Durchlauf-Beschichtungsanlage nach dem Verfahren der magnetfeldunterstützten reaktiven Katodenzerstäubung in aufeinander folgenden Sputterkammern nacheinander mit einer etwa 50 nm dicken Schicht aus SiO₂, einer etwa 100 nm dicken Schicht aus ITO und einer wiederum etwa 50 nm dicken Schicht aus SiO₂ beschichtet. Aus einer derart beschichteten großen Glasscheibe werden zwei gleich große Glasscheiben der gewünschten Abmessungen geschnitten und für die Weiterverarbeitung vorbereitet.
Die beiden auf das gewünschte Maß geschnittenen Glasscheiben werden zunächst einem Waschprozess unterworfen. Mit Hilfe eines geeigneten Beschichtungsverfahrens wird gegebenenfalls als nächstes eine Polyimidlösung, beispielweise das Produkt „SE-7992” von der Firma Nissan Chemical Industries, in einer Dicke von etwa 50 nm aufgetragen. Bei den Ausführungsformen nach den 3 und 4 wird die ausgehärtete Schicht oberflächlich mit mikroskopisch feinen in einer Richtung verlaufenden Rillen oder Riefen versehen, indem ein Samttuch unter leichtem Andruck über die Oberfläche geführt wird.
Auf die eine der beiden so behandelten Glasscheiben, nämlich die Glasscheibe 20, wird nun die mit den Abstandshaltern vermischte Flüssigkristallschicht 6; 14 aufgetragen. Dabei kann es sich entweder um die nur mit den Abstandshaltern versehene Flüssigkristallmasse handeln, wenn das anhand der 3 oder 4 beschriebene Produkt hergestellt werden soll, oder, im Fall der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele, um eine Mischung aus Flüssigkristallmasse, Abstandshaltern und einem geeigneten Monomer, das in einem späteren Aushärtevorgang zu einem Polymer aushärtet.
Da die beiden Glasscheiben 20 und 24 später am Rand dauerhaft und dicht miteinander verklebt werden, wird der Randbereich 21 der Glasscheibe 20 auf einer Breite von etwa 2 bis 10 mm nicht beschichtet. Die Beschichtung mit der Flüssigkristallmasse erfolgt mit Hilfe des so genannten one-drop fill process. Der „one-drop fill process” wird wie folgt erklärt. Zur Durchführung des Verfahrens wird eine Tropfvorrichtung verwendet, die den Niederschlag von Tröpfchen von Flüssigkristall auf ein Glassubstrat ermöglicht, wobei die Tropfmenge genau eingestellt wird.
Auf die Glasscheibe 24 wird ebenfalls mit Hilfe des Siebdruckverfahrens unmittelbar entlang des Randes die Kleberschicht 25 aufgebracht. Sie kann beispielsweise eine Breite von 2 bis 10 mm aufweisen. Zum Drucken der Kleberschicht wird ein Siebdruckgewebe mit einer Maschenweite von 100–200 μm und einem Fadendurchmesser von 50–120 μm verwendet. Beim späteren Verpressen der beiden Glasscheiben 20, 24 wird die Kleberschicht 25 auf die Dicke der Flüssigkristallschicht zusammengedrückt. Als Klebermasse, die sich für diesen Zweck eignet, hat sich beispielsweise der unter der Bezeichnung „Struct Bond XN-21-S” bekannte Kleber der Firma Mitsui Chemicals Inc. bewährt.
Nach der Behandlung der beiden Glasscheiben 20 und 24 werden diese mit den behandelten Seiten zusammengelegt und auf einem innerhalb einer evakuierbaren Kammer 28 angeordneten Tisch 29 abgelegt. Die evakuierbare Kammer 28 dient dazu, die Flüssigkristalltropfen zu entgasen, um eine spätere Blasenbildung in der Schicht zu vermeiden. Der Tisch 29 kann mit Hilfe eines mit einem Hubzylinder ausgerüsteten Ständers 30 abgesenkt und angehoben werden und dient im Zusammenwirken mit der oberhalb des Tisches 29 angeordneten Platte 32 als Presswerkzeug zum Zusammenpressen der beiden Glasscheiben. Die Platte 32 ist über Halterungen 33 an der Decke der Kammer 28 befestigt.
Auf ihrer Unterseite ist die Platte 32 mit Saugöffnungen versehen, die über die Leitung 34 mit der Vakuumpumpe 35 verbunden sind. Mit Hilfe der Saugplatte 32 oder einem seitlich angebrachten Greifer (nicht dargestellt) wird die obere Glasscheibe 24 im Abstand von etwa 0,2–2 mm von der unteren Glasscheibe 20 gehalten. Die Vakuumkammer 28 ist mit regelbaren Heizvorrichtungen versehen, mit denen die Temperatur in der Kammer auf einen gewünschten Wert zwischen 20 und 120°C eingestellt werden kann. Nach der Positionierung der beiden Glasscheiben wird die Vakuumkammer 28 geschlossen, die Temperatur auf den gewünschten Wert gebracht und die Kammer an eine Vakuumpumpe 36 angeschlossen, mit der in der Kammer ein Unterdruck von etwa 1.10–4 mbar erzeugt wird. Diese Unterdruck- und Temperaturbedingungen lässt man für einen Zeitraum von einigen Minuten auf die Flüssigkristalltropfent einwirken.
Anschließend wird der Tisch 29 mit Hilfe des Hubzylinders angehoben, und die Glasscheibe 20 wird gegen die von der Saugplatte 32 gehaltene Glasscheibe 24 gepresst. Dadurch werden die beiden Glasscheiben über die Kleberaupen dauerhaft miteinander verbunden, und gleichzeitig wird der die Flüssigkristallschicht aufnehmende Zwischenraum zwischen den Glasscheiben abgedichtet. Den Druck lässt man einige Sekunden lang einwirken. Nach Belüftung der Kammer 28 kann die Verbundscheibe aus der Kammer herausgenommen werden.
Falls die Flüssigkristallschicht wie bei den Ausführungsformen nach 1 und 2 aus einer Mischung von Flüssigkristall und einem Monomer besteht, erfolgt nun der Polymerisationsvorgang durch Bestrahlung mit UV-Licht. Dazu wird zunächst an die elektrisch leitenden Schichten eine Wechselspannung angelegt.
Die für die Kontaktierung der elektrisch leitenden Schichten erforderlichen Stromzuführungsleiter können nach bekannten Verfahren auf die elektrisch leitenden Schichten aufgebracht werden. Beispielsweise ist es möglich, vor dem Auftragen der Polyimidschicht entlang eines Scheibenrandes auf die elektrisch leitende Schicht einen Streifen einer Leitsilberpaste aufzutragen. Auch dieser Leitsilberauftrag kann mit Hilfe des Siebdruckverfahrens erfolgen. Je nach der verwendeten Leitsilberpaste kann sich ein Trockenvorgang anschließen, der gegebenenfalls auch bei einer erhöhten Temperatur erfolgen kann.
Es ist aber auch möglich, die Stromzuführungsleiter nach dem Herstellen des Verbundes aufzubringen. In diesem Fall müssen die elektrisch leitenden Schichten entlang zweier Stirnseiten des Verbundes zugänglich sein. Das lässt sich dadurch erreichen, dass man diese beiden Randzonen von der Polyimidschicht frei lässt und die Kleberschicht an diesen Seiten nach innen verlegt. Die beiden mit dem Flüssigkristalltropfen und mit dem Kleberrahmen bedruckten Glasscheiben werden dann so zusammengelegt, dass die beiden nicht beschichteten Randstreifen um etwa 3 bis 10 mm überstehen. Auf die frei liegenden Randstreifen können dann die Stromzuführungsleiter aufgebracht werden, beispielsweise wiederum durch Auftragen einer an der Luft trocknenden Leitsilberpaste.
Wenn es sich um das Ausführungsbeispiel nach 3 handelt, werden anschließend auf die äußere Oberfläche der Glasscheibe 1 eine Polarisationsfolie 15, und auf die äußere Oberfläche der Glasscheibe 11 eine Polarisationsfolie 16 aufkaschiert. Dabei ist darauf zu achten, dass die Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters 15 mit der Richtung der linearen Rillenstruktur auf der Polyimidschicht 5, und die Polarisationsrichtung des Polarisationsfilters 16 mit der Richtung der linearen Rillenstruktur auf der Polyimidschicht 7 übereinstimmen.
Bei den Ausführungsformen nach 4 werden auf die Glasscheibe 11 zwei Polarisationsfilter 16, 18 aufkaschiert, von denen das äußere Polarisationsfilter 16 ein absorbierendes Polarisationsfilter ist, und das Polarisationsfilter 18 ein reflektierendes Polarisationsfilter ist, die beide in derselben Richtung ausgerichtet sind.
Bei den Ausführungsformen nach 3 und 4 kann es zweckmäßig sein, die Polarisationsfilter 15 und 16 durch eine kratzfeste Schicht zu schützen. Vorzugsweise werden dann zwei dünne Floatglasscheiben mit Hilfe geeigneter Klebefolien mit der Fensterscheibe verbunden.
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

- US 6963435 B2 [0003]
- US 5691795 [0018]
- US 3963324 [0022]

Claims

Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster mit einer durch Anlegen eines elektrischen Wechselfeldes zwischen einem transparenten und einem nicht transparenten Zustand reversibel wechselnden Flüssigkristallschicht (6; 14), zwei transparenten und mit Stromzuführungselektroden versehenen elektrisch leitenden Schichten (3, 9) und zwei transparenten Platten (1, 11), insbesondere Silikatglasscheiben, die am Rand durch eine Klebedichtmasse abgedichtet und miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die elektrisch leitenden Schichten (3, 9) jeweils zwischen zwei transparenten dielektrischen Schichten (2, 10; 4, 8) eingebettet sind.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Schichten (2, 4, 8, 10) eine Dicke von 3 bis 200 nm, vorzugsweise von 20 bis 100 nm aufweisen, und besonders bevorzugt etwa 50 nm.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dielektrischen Schichten aus einem Oxid, einem Nitrid oder einem Oxinitrid von Si oder Al, oder aus einer Mischung dieser Verbindungen bestehen.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der Flüssigkristallschicht (6; 14) jeweils eine mit dieser in Kontakt stehende transparente Polymerschicht (5, 7) angeordnet ist.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Flüssigkristallschicht (6; 14) in Kontakt stehenden Polymerschichten (5, 7) aus Polyimid bestehen.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Polymerschichten (5, 7) eine durch eine Reibbehandlung hervorgerufene linear ausgerichtete oberflächliche Rillen- oder Riefenstruktur aufweisen.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Flüssigkristallschicht (6; 14) die Dicke der Flüssigkristallschicht bestimmende Abstandshalter (12) aus einem harten transparenten Kunststoff angeordnet sind.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die die Glasscheiben (1, 11) am Rand abdichtende Klebedichtmasse aus einem Epoxiharz besteht.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Außenseiten der Glasscheiben (1, 11) jeweils eine Polarisationsfolie (15, 16) angeordnet ist.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Außenseite einer Glasscheibe (1) eine absorbierende Polarisationsfolie (15), und auf der Außenseite der anderen Glasscheibe (11) zwei gleich ausgerichtete Polarisationsfolien (16, 18) angeordnet sind, von denen die der Glasscheibe (11) benachbarte Polarisationsfolie (18) eine reflektierende, und die äußere Polarisationsfolie (16) eine absorbierende Polarisationsfolie ist.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf den Polarisationsfolien (15, 16) harte Schutzschichten angeordnet sind.
Elektrisch schaltbares Sichtschutzfenster nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzschichten aus Silikatglasscheiben bestehen, die mit den Polarisationsfiltern (15, 16) verklebt sind.
Verfahren zur Herstellung eines elektrisch schaltbaren Sichtschutzfensters nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf eine mit einer dielektrischen Schicht, einer elektrisch leitenden Schicht und einer weiteren dielektrischen Schicht versehene transparente Platte, insbesondere eine Glasscheibe (20) unter Freilassung des für die Abdichtung erforderlichen Randbereichs (21) eine 5–40 μm dicke Flüssigkristallschicht (6; 14) die durch Auftragung von Flüssigkristalltropfen mit Hilfe des one-drop fill Verfahrens hergestellt wird, auf eine zweite mit dem gleichen Schichtenaufbau versehene transparente Platte, insbesondere Glasscheibe (24) auf den Randbereich ebenfalls mit Hilfe des Siebdruckverfahrens eine Klebedichtmasse (25) aufgetragen wird, die behandelten Glasscheiben (20, 24) in einer beheizbaren und unter Unterdruck setzbaren Kammer (28) einer Entgasungsbehandlung unterworfen und die beiden Glasscheiben anschließend in der Unterdruckkammer miteinander verpresst werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mit einer ersten dielektrischen Schicht, einer elektrisch leitenden Schicht und einer zweiten dielektrischen Schicht versehenen Platten bzw. Glasscheiben (20, 24) vor dem Auftragen der Flüssigkristalltropfen (6; 14) bzw. der Klebedichtmasse (25) zunächst mit einer 20–200 nm dicken Schicht eines transparenten Polymers, wie beispielsweise Polyimid, versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyimidschichten nach dem Aushärten mit einer oberflächlichen linear ausgerichteten Rillen- oder Riefenstruktur versehen werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die für die Beschichtung mit der Polyimidschicht und/oder für das Auftragen der Flüssigkristalltropfen mit Hilfe des one-drop fill Verfahrens mit der Klebedichtmasse vorbereiteten Platten bzw. Glasscheiben Abschnitte einer großen transparenten Platte bzw. einer großen Floatglasscheibe sind, die vorzugsweise nach dem Verfahren der magnetfeldunterstützten reaktiven Katodenzerstäubung nacheinander mit einer dielektrischen Schicht (2; 10) aus SiO₂, einer elektrisch leitenden Schicht (3; 9) aus Indium-Zinn-Oxid und einer weiteren dielektrischen Schicht (4; 8) aus SiO₂ versehen wurde.