DE102011100414A1 - Optical component - Google Patents

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Robert Bosch GmbH
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement (1) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei ein erster Schichtaufbau (2) als Photovoltaikzelle ausgebildet ist und ein zweiter Schichtaufbau (3) als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist. Alternativ oder ergänzend kann einer der Schichtaufbauten auch als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet sein.The invention relates to an optical component (1) with a plurality of layer structures, a first layer structure (2) being designed as a photovoltaic cell and a second layer structure (3) being designed as a switchable surface lighting element. As an alternative or in addition, one of the layer structures can also be designed as a layer structure (4) that is reversibly electrically switchable in terms of its transparency.

Description

Die Erfindung betrifft ein optisches Bauelement mit mehreren Schichtaufbauten.The invention relates to an optical component having a plurality of layer structures.

Aus dem allgemeinen Stand der Technik sind optische Bauelemente beziehungsweise funktionale Gläser, wie sie beispielsweise als Fahrzeugseitenscheibe, Rückscheibe oder für ein Fahrzeugdach, eingesetzt werden können, bekannt. Solche optischen Bauelemente können verschiedene Funktionen übernehmen, beispielsweise die Erzeugung von elektrischer Leistung durch einen photovoltaischen Schichtaufbau oder auch ein Abschatten oder ein Verändern der Farbe beispielsweise durch einen elektrochromen Schichtaufbau oder einen Schichtaufbau mit einer polymeren Schicht mit darin dispergierten Flüssigkristallen, welche sich in Abhängigkeit eines elektrischen Potentials entsprechend ausrichten und so Licht hindurch lassen oder streuen. Letztlich ist es außerdem bekannt, optische Bauelemente als flächige Leuchtelemente auszuführen, beispielsweise in dem zwischen zwei transparenten Elektroden eine elektrolumineszierende Schicht angeordnet ist.From the general state of the art are optical components or functional glasses, as they can be used for example as a vehicle side window, rear window or for a vehicle roof, known. Such optical components can perform various functions, such as the generation of electrical power by a photovoltaic layer structure or shading or changing the color, for example by an electrochromic layer structure or a layer structure with a polymeric layer having dispersed therein liquid crystals, which depend on an electrical Align potentials to let light through or scatter. Finally, it is also known to design optical components as planar light-emitting elements, for example in which an electroluminescent layer is arranged between two transparent electrodes.

Die Aufgabe der hier vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein optisches Bauelement zu schaffen, welches eine große Bandbreite in seiner Funktionalität aufweist. Ein solches Bauelement soll vorzugsweise zur Verwendung im Bereich der Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie geeignet sein.The object of the present invention is now to provide an optical component which has a large bandwidth in its functionality. Such a component should preferably be suitable for use in the region of the outer skin of a vehicle body.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die unabhängigen Patentansprüche 1, 3 und 5 jeweils für sich und unabhängig voneinander gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den restlichen hiervon abhängigen Unteransprüchen.According to the invention, this object is achieved by the independent claims 1, 3 and 5 each independently and independently. Advantageous embodiments result from the remaining dependent claims.

Ein optisches Bauelement gemäß dem Patentanspruch 1 vereint einen ersten Schichtaufbau, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist, mit einem zweiten Schichtaufbau, welcher als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist. Beide Schichtaufbauten lassen sich in verschiedenen bekannten Technologien realisieren. Insbesondere kann der erste Schichtaufbau der Photovoltaikzelle dabei semitransparent ausgeführt werden, um zusätzlich zur Funktionalität der Photovoltaikzelle außerdem die Funktionalität eines Fensters, eines durchsichtigen Fahrzeugdaches oder dergleichen zu ermöglichen. Dieser Aufbau ist kombiniert mit dem zweiten Schichtaufbau, welcher als Flächenleuchtelement ausgebildet ist. Ein solches Flächenleuchtelement kann beispielsweise durch ein elektrolumineszentes Material ausgebildet werden, welches zwischen zwei transparenten Elektroden sowie gegebenenfalls einer reflektierenden oder halbreflektierenden Schicht eingesetzt wird. Alternativ dazu wäre auch ein lumineszentes Material mit einem entsprechenden Aufbau, welcher diese Lumineszenz anregt, beispielsweise einer organischen Leuchtdiode, möglich und denkbar.An optical component according to claim 1 combines a first layer structure, which is formed as a photovoltaic cell, with a second layer structure, which is designed as a switchable surface illumination element. Both layer structures can be realized in various known technologies. In particular, the first layer structure of the photovoltaic cell can be carried out semitransparent, in addition to the functionality of the photovoltaic cell also to allow the functionality of a window, a transparent vehicle roof or the like. This structure is combined with the second layer structure, which is designed as surface illumination element. Such a surface light-emitting element can be formed, for example, by an electroluminescent material which is inserted between two transparent electrodes and optionally a reflective or semi-reflective layer. Alternatively, a luminescent material with a corresponding structure which stimulates this luminescence, for example an organic light-emitting diode, would also be possible and conceivable.

Das erfindungsgemäße optische Bauelement ermöglicht so durch einen kombinierten Schichtaufbau von Photovoltaikzelle und schaltbarem Flächenleuchtelement sowohl die Generierung von elektrischem Strom bei äußerem Lichteinfall als auch die Erzeugung eines Leuchtens in der Dunkelheit. Beispielsweise kann über einen entsprechenden Schalter das Flächenleuchtelement aktiviert werden, um beispielsweise eine, insbesondere dimmbare, Hintergrundbeleuchtung in einem Fahrzeug, ein sogenanntes ambientes Licht, zu erzeugen.The optical component according to the invention thus enables both the generation of electric current in the event of external light incidence and the generation of a glow in the dark by means of a combined layer structure of the photovoltaic cell and switchable surface illumination element. For example, the area lighting element can be activated via a corresponding switch in order, for example, to generate a, in particular dimmable, backlight in a vehicle, a so-called ambient light.

Die Lösung gemäß dem Patentanspruch 3 sieht es vor, dass der beschriebene erste Schichtaufbau, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist, mit einem zweiten Schichtaufbau kombiniert wird, welcher als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau ausgebildet ist. Ein solcher in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau kann beispielsweise als elektrochromer Schichtaufbau oder insbesondere als polymerer Schichtaufbau ausgebildet sein, bei welchem dispergierte Flüssigkristalle in dem Polymer angeordnet sind. Über geeignete transparente Elektroden lässt sich dann beim Anlegen eines elektrischen Potentials eine Ausrichtung der dispergierten Flüssigkristalle erreichen. Sind diese bis zu einem gewissen Grad ausgerichtet, lässt sich in Abhängigkeit der angelegten Spannung ein hoher Grad an Transparenz beliebig einstellen. Bei abgeschaltetem elektrischem Potential ordnen sich die Kristalle wieder willkürlich an und streuen das Licht, sodass ein opaker Aufbau entsteht. Ein solcher Aufbau ermöglicht es ergänzend zum Aufbau der Photovoltaikzelle und idealerweise in Richtung des eintretenden Lichts hinter der vorzugsweise semitransparent ausgebildeten Photovoltaikzelle angeordnet, eine weitere Abschattung des Innenraums, um beispielsweise einfallendes Licht zu streuen, und so ein thermisches Aufheizen eines Innenraums, insbesondere dem Innenraum eines Fahrzeugs, entgegenzuwirken.The solution according to claim 3 provides that the described first layer structure, which is designed as a photovoltaic cell, is combined with a second layer structure, which is designed as a reversibly electrically switchable layer structure in its transparency. Such a reversibly electrically switchable layer structure in its transparency can be formed, for example, as an electrochromic layer structure or, in particular, as a polymer layer structure in which dispersed liquid crystals are arranged in the polymer. By means of suitable transparent electrodes, alignment of the dispersed liquid crystals can then be achieved when an electrical potential is applied. If these are oriented to a certain extent, a high degree of transparency can be set as required, depending on the applied voltage. When the electrical potential is switched off, the crystals rearrange randomly and scatter the light, resulting in an opaque structure. Such a structure makes it possible, in addition to the construction of the photovoltaic cell and ideally in the direction of the incoming light behind the preferably semitransparent formed photovoltaic cell, further shading of the interior to scatter, for example, incident light, and thus a thermal heating of an interior, in particular the interior of a Vehicle, counteract.

Im Patentanspruch 5 ist eine weitere erfindungsgemäße Lösung mit einem optischen Bauelement angegeben. Das optische Bauelement gemäß Anspruch 5 kombiniert dabei als ersten Schichtaufbau ein schaltbares Flächenleuchtelement mit dem zweiten Schichtaufbau eines in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbaren Schichtaufbaus. Die Kombination dieser beiden Schichtaufbauten ermöglicht eine, insbesondere dimmbare, elektrische Beleuchtung über das Flächenleuchtelement und erlaubt gleichzeitig die Transparenz des Schichtaufbaus so zu verändern, dass von einem durchsichtigen Zustand auf einen opaken Zustand des zweiten Schichtaufbaus gewechselt werden kann.In claim 5, a further inventive solution is given with an optical component. The optical component according to claim 5 combines as a first layer structure, a switchable Flächenleuchtelement with the second layer structure of a reversibly electrically switchable in its transparency layer structure. The combination of these two layer structures enables a, in particular dimmable, electrical illumination via the surface illumination element and at the same time allows the transparency of the layer structure to be changed so that it can be changed from a transparent state to an opaque state of the second layer structure.

In besonders günstigen und vorteilhaften Weiterbildungen der beschriebenen erfindungsgemäßen Lösungen kann es ferner vorgesehen sein, dass alle drei bisher beschriebenen Schichten in einem Bauelement vereint werden. Dies ermöglicht es dann, dass über die Photovoltaik Strom beziehungsweise elektrische Leistung erzeugt wird. Über die in ihrer Transparenz reversibel veränderbare Schicht lässt sich dann ein Sicht- und Sonnenschutz realisieren, welcher insbesondere hinsichtlich des erzielten Transparenzgrades frei einstellbar ist und so unerwünschte Blicke und Wärme aus dem Fahrzeug abhalten kann, jedoch auch bei Bedarf soweit transparent geschaltet werden kann, dass die Umgebung des Fahrzeugs beobachtet werden kann. Die dritte Schicht ermöglicht dann als Flächenleuchte eine vorzugsweise dimmbare Beleuchtung, insbesondere eines Fahrzeugs, sodass ein indirektes Licht beispielsweise als Hintergrundbeleuchtung während des nächtlichen Betriebs des Fahrzeugs möglich wird. In particularly favorable and advantageous developments of the described solutions according to the invention, it can further be provided that all three layers described so far are combined in one component. This then makes it possible that electricity or electrical power is generated via the photovoltaic. By means of the layer which can be reversibly changed in its transparency, it is then possible to realize a visual and solar protection which is freely adjustable, in particular with regard to the achieved degree of transparency, and so can prevent unwanted glances and heat from the vehicle, but can also be switched to transparent as required the environment of the vehicle can be observed. The third layer then makes possible, as a surface light, a preferably dimmable illumination, in particular of a vehicle, so that an indirect light, for example as a backlight during night-time operation of the vehicle, becomes possible.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen optischen Bauelemente kann es ferner vorgesehen sein, dass wenigstens eine Antenne in das optische Bauelement integriert ausgebildet ist. Eine solche Integration von Antennen ist insbesondere bei der Verglasung von Fahrzeugen an sich bekannt und üblich. Diese zusätzliche Funktionalität lässt sich in das optische Bauelement in einer der oben beschriebenen Ausführungsvarianten zusätzlich integrieren, um so eine weitere Funktionalität mit zu realisieren.In an advantageous development of the optical components according to the invention, it may further be provided that at least one antenna is formed integrated into the optical component. Such an integration of antennas is known and customary in particular in the glazing of vehicles per se. This additional functionality can be additionally integrated into the optical component in one of the embodiments described above, in order to also realize a further functionality.

In einer sehr günstigen Ausgestaltung der optischen Bauelemente ist es ferner vorgesehen, dass die Schichtaufbauten jeweils elektrisch isoliert gegeneinander ausgebildet sind. Diese elektrische Isolation der Schichtaufbauten, welche typischerweise über eine elektrische Funktionalität verfügen und insbesondere in der Art von Kondensatoren aufgebaut sein können, ist vorteilhaft, um die Funktionalität der einzelnen Schichtaufbauten vollkommen unabhängig voneinander steuern zu können.In a very favorable embodiment of the optical components, it is further provided that the layer structures are each formed electrically insulated from each other. This electrical insulation of the layer structures, which typically have an electrical functionality and can be constructed in particular in the form of capacitors, is advantageous in order to be able to control the functionality of the individual layer structures completely independently of one another.

Wie bereits erwähnt, kann ein derartig aufgebautes optisches Bauelement vorzugsweise für Fahrzeuge eingesetzt werden. Die besonders bevorzugte Verwendung liegt im Bereich der Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie, in welche das erfindungsgemäße optische Bauelement eingesetzt sein soll. Die oben beschriebenen Vorteile spielen insbesondere bei einer derartigen Verwendung eine entscheidende Rolle, da Fahrzeuge häufig starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind, welche einerseits energieerzeugend genutzt werden soll und andererseits vom Innenraum abgeschattet werden soll, um ein zu starkes Aufheizen des Innenraums und damit typischerweise einen sehr hohen Energieverbrauch der Klimaanlage zu verhindern. Außerdem sind Fahrzeuge häufig im Dunkeln unterwegs, sodass eine ambiente Beleuchtung einen besonderen Vorteil darstellt. Da der Fahrer sich auch im Dunkeln auf die Straße konzentrieren muss, ist für eine ambiente Hintergrundbeleuchtung, wie sie beispielsweise von einem Fahrzeugdach ausgehen kann, die flächige Beleuchtung gemäß der Erfindung von besonderem Vorteil, da diese ein leicht dimmbares, sehr diffuses Hintergrundlicht erzeugt, welches eine angenehme Innenraumatmosphäre erzeugt, ohne so hell zu werden, dass der Fahrer dadurch von der Fahrbahn abgelenkt ist, und ohne dass unerwünschte Spiegelungen in der Frontscheibe durch die Innenbeleuchtung erzeugt werden.As already mentioned, such an optical component can preferably be used for vehicles. The particularly preferred use is in the region of the outer skin of a vehicle body into which the optical component according to the invention is to be used. The advantages described above play a decisive role, in particular in such a use, since vehicles are often exposed to strong sunlight, which is to be used on the one hand energy generating and on the other hand to be shaded from the interior, to overheating the interior and thus typically a very high energy consumption to prevent the air conditioning. In addition, vehicles are often in the dark on the road, so that an ambient lighting is a particular advantage. Since the driver has to concentrate on the road even in the dark, the ambient illumination according to the invention is of particular advantage for ambiente backlighting, as can be assumed for example from a vehicle roof, since this generates a slightly dimmable, very diffuse background light which creates a pleasant interior atmosphere, without becoming so bright that the driver is thus distracted from the road and without unwanted reflections in the windshield are generated by the interior lighting.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Aufbaus ergeben sich aus dem nachfolgend anhand der Figuren dargestellten Ausführungsbeispiel.Further advantageous embodiments of the structure according to the invention will become apparent from the embodiment illustrated below with reference to FIGS.

Dabei zeigen:Showing:

1 einen prinzipmäßigen Aufbau eines optischen Bauelements gemäß der Erfindung; 1 a basic structure of an optical device according to the invention;

2 eine Photovoltaikzelle, welche sich in dem Aufbau der 1 verwenden lässt; 2 a photovoltaic cell, which is in the structure of 1 to use;

3 eine Prinzipdarstellung eines Flächenleuchtelements, welches sich in dem optischen Bauelement der 1 verwenden lässt; 3 a schematic representation of a surface lighting element, which is in the optical component of 1 to use;

4 eine Prinzipdarstellung einer in ihrer Transparenz veränderlichen Schicht, welche sich in dem optischen Bauelement der 1 verwenden lässt in einem ersten Zustand; und 4 a schematic representation of a variable in their transparency layer, which is in the optical device of 1 lets use in a first state; and

5 eine Prinzipdarstellung einer in ihrer Transparenz veränderlichen Schicht, welche sich in dem optischen Bauelement der 1 verwenden lässt in einem zweiten Zustand. 5 a schematic representation of a variable in their transparency layer, which is in the optical device of 1 lets use in a second state.

In der Darstellung der 1 ist ein Ausschnitt aus einem optischen Bauelement 1 prinzipmäßig und nicht maßstäblich dargestellt. Es besteht aus drei Schichtaufbauten 2, 3, 4. Diese Schichtaufbauten folgen in dem optischen Bauelement 1 in der genannten Reihenfolge in Richtung von einfallendem Licht 5, insbesondere einfallendem Sonnenlicht. Das einfallende Licht beziehungsweise Sonnenlicht 5 gelangt dann zuerst in den ersten Schichtaufbau 2, welcher in Form einer Photovoltaikzelle ausgebildet ist. Der Schichtaufbau 2 soll dabei insbesondere als Dünnschicht-Photovoltaikzelle oder Dünnschicht-Stapel-Photovoltaikzelle ausgebildet sein. Der Aufbau soll insbesondere semitransparent ausgebildet werden, um einfallendes Licht 5 in die Schichtaufbauten 3 und 4 sowie in den hinter dem optischen Bauelement 1 liegenden Innenraum 6, beispielsweise den Innenraum eines Fahrzeugs, weiterzuleiten. Auf den ersten Schichtaufbau 2 folgt eine optisch transparente elektrisch isolierende Schicht 7, auf welche dann wiederum ein zweiter Schichtaufbau 3 folgt. Dieser zweite Schichtaufbau 3 soll als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet sein. Dieses schaltbare Flächenleuchtelement kann dann elektrisch schaltbar entweder zwischen einem Einschalten und einem Ausschalten oder kontinuierlich schaltbar, also dimmbar, ausgebildet sein. Es kann flächig ein diffuses indirektes Licht erzeugen, um so beispielsweise den Innenraum 6 in der Nacht mit einem ambienten Hintergrundlicht zu beleuchten. Auf diesem Schichtaufbau 3 soll wiederum eine elektrisch isolierende Schicht 8 folgen, an welche sich ein dritter Schichtaufbau 4 anschließt. Dieser dritte Schichtaufbau 4 soll in seiner Transparenz elektrisch reversibel schaltbar sein. Ein Beispiel für einen solchen Schichtaufbau könnte beispielsweise ein an sich bekannter elektrochromer Schichtaufbau sein, bei welchem durch elektrochemische Effekte Farbe und/oder Transparenz verändert werden kann. insbesondere soll der dritte Schichtaufbau 4 jedoch mit polymerdispergierten Flüssigkristallen ausgebildet sein, wie dies später noch erläutert wird.In the presentation of the 1 is a section of an optical component 1 shown in principle and not to scale. It consists of three layer structures 2 . 3 . 4 , These layer structures follow in the optical component 1 in the order mentioned in the direction of incident light 5 , in particular incident sunlight. The incident light or sunlight 5 then enters the first layer structure first 2 , which is designed in the form of a photovoltaic cell. The layer structure 2 should be designed in particular as a thin-film photovoltaic cell or thin-film stack photovoltaic cell. The structure should be formed in particular semitransparent to incident light 5 into the layer structures 3 and 4 as well as in the behind the optical component 1 lying interior 6 For example, the interior of a vehicle to forward. On the first layer structure 2 follows a visual transparent electrically insulating layer 7 , which then in turn a second layer structure 3 follows. This second layer construction 3 should be designed as a switchable surface lighting element. This switchable surface lighting element can then be electrically switchable, either between switching on and off or continuously switchable, ie dimmable. It can produce a diffuse indirect light flat, such as the interior space 6 to illuminate at night with an ambient background light. On this layer construction 3 should turn an electrically insulating layer 8th follow, which is a third layer structure 4 followed. This third layer construction 4 should be electrically reversible switchable in its transparency. An example of such a layer structure could be, for example, a per se known electrochromic layer structure in which color and / or transparency can be changed by electrochemical effects. in particular, the third layer structure should 4 However, be formed with polymer-dispersed liquid crystals, as will be explained later.

Dieser Aufbau des optischen Bauelements 1 kann für verschiedene Zwecke eingesetzt werden. Er soll seine vorzugsweise Verwendung bei semitransparenten Dächern in Fahrzeugen, bei semitransparenten Seitenscheiben oder Heckscheiben des Fahrzeugs finden.This structure of the optical component 1 can be used for different purposes. He should find his preferred use in semitransparent roofs in vehicles, semi-transparent side windows or rear windows of the vehicle.

In der Darstellung der 2 ist rein beispielhaft der erste Schichtaufbau 2 nochmals im Detail erläutert. Das Beispiel zeigt dabei eine Dünnschicht-Stapel-Photovoltaikzelle, welche in an sich bekannter Art und Weise aufgebaut ist. Von oben nach unten gesehen wird der Schichtaufbau von einem Frontglas 9 beziehungsweise einem transparenten flexiblen Frontträgersubstrat 9 getragen. Darauf ist ein transparenter Frontkontakt 10, beispielsweise in Form eines sogenannten TCO (transparent conductive oxide) aufgebracht. Nachfolgend folgt eine sogenannte „Topzelle” aus amorphen Silicium als dritte Schicht 11. An diese Schicht 11 schließt sich ein Zwischenreflektor 12 an, welcher mit einer μc-Silicium „Bottom-Zelle” 13 versehen ist. Daraufhin folgt der Rückkontakt 14 sowie gegebenenfalls ein dielektrischer Rückreflektor 15. Dieser Aufbau ist an sich bekannt und kann beispielsweise über PVD- und CVD-Prozesse und dazwischen angeordneten Schneiden der Schichten mittels Laser in der gewünschten Art und Weise aufgebaut werden. Sowohl bei Dünnschicht-Photovoltaikzellen als auch bei Dünnschicht-Stapel-Photovoltaikzellen als Schichtaufbau 2 ist es dabei möglich, den Aufbau semitransparent auszubilden, entweder durch den Einsatz geeigneter Materialien im Bereich der Reflektoren und/oder durch eine Segmentierung der Photovoltaikzelle, sodass zwischen den photovoltaisch aktiven Zellbereichen transparent durchscheinende Bereiche frei bleiben.In the presentation of the 2 is purely exemplary of the first layer structure 2 explained again in detail. The example shows a thin-film stack photovoltaic cell, which is constructed in a conventional manner. Seen from top to bottom, the layer structure of a front glass 9 or a transparent flexible front carrier substrate 9 carried. On it is a transparent front contact 10 , For example, applied in the form of a so-called TCO (transparent conductive oxide). Below follows a so-called "top cell" of amorphous silicon as the third layer 11 , At this layer 11 closes an intermediate reflector 12 which is connected to a μc silicon "bottom cell" 13 is provided. This is followed by the back contact 14 and optionally a dielectric back reflector 15 , This structure is known per se and can be constructed, for example, via PVD and CVD processes and interposed cutting of the layers by means of lasers in the desired manner. Both with thin-film photovoltaic cells and with thin-film stacked photovoltaic cells as a layer structure 2 In this case, it is possible to design the structure semitransparently, either by using suitable materials in the area of the reflectors and / or by segmenting the photovoltaic cell, so that transparent translucent areas remain free between the photovoltaically active cell areas.

In der Darstellung der 3 ist beispielhaft der Aufbau für ein Flächenleuchtelement als Schichtaufbau 3 angegeben. Dieses Flächenleuchtelement besteht wiederum in Richtung 16 des einfallenden Lichts gesehen aus einer halbdurchlässigen reflektierenden Schicht, welche von innen, also in der Darstellung von unten kommendes Licht reflektiert und von oben durch den Schichtaufbau 2 der Photovoltaikzelle hindurch dringendes Licht passieren lässt. Auf diese teilweise reflektierende Schicht 16 folgt eine transparente Elektrode 17, an welche sich ein elektrolumineszentes Material 18, beispielsweise auf der Basis von Zinksulfid, anschließt. Den Abschluss bildet wiederum eine transparente Elektrode 19. Die reflektierende beziehungsweise teilweise reflektierende Schicht 16 kann optional auch mit der ersten Elektrode 17 zusammengefasst werden oder auf die reflektierende Schicht 16 kann gänzlich verzichtet werden. Werden die Elektroden 17, 19 nun mit einer entsprechenden Spannung beaufschlagt, so erzeugt dies ein Leuchten der elektrolumineszierenden Schicht 18, welche den unterhalb und oberhalb des zweiten Schichtaufbaus 3 angeordneten Bereich erleuchtet. Wird die halbdurchlässige reflektierende Schicht 16 eingesetzt, so kann das von der elektrolumineszierenden Schicht 18 erzeugte Licht in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel nach unten, also in den Innenraum 6, reflektiert werden, sodass die Lichtausbeute bei der Beleuchtung durch das Flächenleuchtelement des Schichtaufbaus 3 erhöht wird. Die halbdurchlässige reflektierende Schicht 16 ist dabei so ausgebildet, dass das von außen durch den Schichtaufbau 2 der Photovoltaikzelle eindringende Licht 5 diese Schicht durchdringt, sodass Sonnenlicht in das Innere 6 scheinen kann.In the presentation of the 3 is an example of the structure of a surface lighting element as a layer structure 3 specified. This surface lighting element is again in the direction 16 of the incident light seen from a semitransparent reflective layer, which reflects from the inside, so in the representation of light coming from below and from above through the layer structure 2 the photovoltaic cell passes through urgent light. On this partially reflective layer 16 follows a transparent electrode 17 to which an electroluminescent material 18 , for example based on zinc sulfide, followed. The conclusion in turn forms a transparent electrode 19 , The reflective or partially reflective layer 16 can also be optional with the first electrode 17 be summarized or on the reflective layer 16 can be dispensed with altogether. Be the electrodes 17 . 19 now subjected to a corresponding voltage, this produces a glow of the electroluminescent layer 18 forming the below and above the second layer structure 3 arranged area lit up. Will the semi-permeable reflective layer 16 used, this can of the electroluminescent layer 18 generated light in the embodiment shown here down, so in the interior 6 , are reflected, so that the luminous efficacy in the illumination by the surface luminous element of the layer structure 3 is increased. The semipermeable reflective layer 16 is designed so that from the outside through the layer structure 2 the photovoltaic cell penetrating light 5 this layer penetrates, allowing sunlight into the interior 6 can shine.

Der abschließende dritte Schichtaufbau 4 soll entweder als elektrochromer Schichtaufbau oder vorzugsweise als Schichtaufbau 4 mit dispergierten Flüssigkristallen in einer Polymermatrix 20 ausgebildet sein. Ein solcher Aufbau ist in der Darstellung der 4 und 5 näher dargestellt. In der Darstellung der 4 sind zwei transparente Elektroden 21, 22 zu erkennen. In der Darstellung der 4 ist keine Spannung zwischen den Elektroden 21, 22 angelegt. Zwischen den Elektroden 21, 22 findet sich das Polymermaterial 20, welches an sich durchsichtig ist. In diesem Polymermaterial 20 sind kleine Tröpfchen 23 einer Trägerflüssigkeit verteilt angeordnet. Die Tröpfchen weisen dabei Flüssigkristalle oder andere geeignete Teilchen auf, welche in dem in 4 dargestellten Zustand willkürlich verteilt in den Tröpfchen 23 vorliegen und eintretendes Licht streuen. Der dritte Schichtaufbau 4 ist in dem in 4 dargestellten Zustand damit opak und lässt eintretendes Licht nicht oder nur zu einem sehr geringen Anteil passieren.The final third layer construction 4 should be either as electrochromic layer structure or preferably as a layer structure 4 with dispersed liquid crystals in a polymer matrix 20 be educated. Such a construction is in the representation of 4 and 5 shown in more detail. In the presentation of the 4 are two transparent electrodes 21 . 22 to recognize. In the presentation of the 4 is no voltage between the electrodes 21 . 22 created. Between the electrodes 21 . 22 you will find the polymer material 20 which is transparent in itself. In this polymer material 20 are small droplets 23 a carrier liquid distributed. The droplets have liquid crystals or other suitable particles, which in the in 4 state shown randomly distributed in the droplets 23 present and scatter incoming light. The third layer structure 4 is in the in 4 state thus opaque and does not let incoming light or only to a very small extent happen.

Wird zwischen den Elektroden 21, 22 nun eine entsprechende Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in den Tröpfchen 23 entsprechend aus. Die Ausrichtung bewirkt eine Verringerung der Streuung, und zwar in dem Maße, in dem die Teilchen in den Tröpfchen 23 zunehmend ausgerichtet sind. Mit zunehmender Spannung an den Elektroden 21, 22 lässt sich so eine zunehmende einstellbare Transparenz des dritten Schichtaufbaus 4 erzielen, sodass durch das optische Element 1 eintretendes Sonnenlicht 5 in das Fahrzeuginnere 6 gelangt. In 5 ist der Zustand maximaler Transparenz dargestellt. Je nach gewünschter Transparenz lässt sich der dritte Schichtaufbau 4 also entsprechend einstellen, sodass ein an sich von innen nach außen durchsichtiger Aufbau des optischen Bauelements 1 entsteht.Will be between the electrodes 21 . 22 now applied a corresponding voltage, so the liquid crystals align themselves in the droplets 23 accordingly. Alignment causes a reduction in scattering as the particles in the droplets 23 are increasingly aligned. With increasing voltage at the electrodes 21 . 22 So can an increasing adjustable transparency of the third layer structure 4 achieve, so through the optical element 1 entering sunlight 5 in the vehicle interior 6 arrives. In 5 the state of maximum transparency is shown. Depending on the desired transparency, the third layer structure can be 4 So set accordingly, so that in itself from the inside out transparent structure of the optical component 1 arises.

Claims (10)

Optisches Bauelement (1) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei 1.1 ein erster Schichtaufbau (2) als Photovoltaikzelle ausgebildet ist; und 1.2 ein zweiter Schichtaufbau (3) als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist.Optical component ( 1 ) having a plurality of layer structures, wherein 1.1 is a first layer structure ( 2 ) is designed as a photovoltaic cell; and 1.2 a second layer structure ( 3 ) is designed as a switchable surface lighting element. Optisches Bauelement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein dritter Schichtaufbau (4) vorhanden ist, welcher als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.Optical component ( 1 ) according to claim 1, characterized in that in addition a third layer structure ( 4 ) is present, which as in its transparency reversibly electrically switchable layer structure ( 4 ) is trained. Optisches Bauelement (1) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei 3.1 ein erster Schichtaufbau (2) als Photovoltaikzelle ausgebildet ist; und 3.2 ein zweiter Schichtaufbau (4) als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.Optical component ( 1 ) having a plurality of layer structures, wherein 3.1 is a first layer structure ( 2 ) is designed as a photovoltaic cell; and 3.2 a second layer structure ( 4 ) as in its transparency reversibly electrically switchable layer structure ( 4 ) is trained. Optisches Bauelement (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein dritter Schichtaufbau (3) vorhanden ist, welcher als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist.Optical component ( 1 ) according to claim 3, characterized in that in addition a third layer structure ( 3 ) is present, which is designed as a switchable Flächenleuchtelement. Optisches Bauelement (1) mit mehreren Schichtaufbauten, wobei 5.1 ein erster Schichtaufbau (2) als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist; und 5.2 ein zweiter Schichtaufbau (4) als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.Optical component ( 1 ) having a plurality of layer structures, wherein 5.1 is a first layer structure ( 2 ) is designed as a switchable surface lighting element; and 5.2 a second layer structure ( 4 ) as in its transparency reversibly electrically switchable layer structure ( 4 ) is trained. Optisches Bauelement (1), dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich ein dritter Schichtaufbau (3) vorhanden ist, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist.Optical component ( 1 ), characterized in that in addition a third layer structure ( 3 ) is present, which is designed as a photovoltaic cell. Optisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtaufbauten (2, 3, 4) jeweils elektrisch gegeneinander isoliert (7, 8) ausgebildet sind.Optical component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the layer structures ( 2 . 3 . 4 ) are each electrically isolated from each other (7, 8) are formed. Optisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Antenne in das optische Bauelement (1) integriert ausgebildet ist.Optical component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that at least one antenna in the optical component ( 1 ) is integrated. Optisches Bauelement (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Richtung des einfallenden Lichts (5), sofern vorhanden, zuerst ein Schichtaufbau (2) angeordnet ist, welcher als Photovoltaikzelle ausgebildet ist; dann ein Schichtaufbau (3) angeordnet ist, welcher als schaltbares Flächenleuchtelement ausgebildet ist, und dann ein Schichtaufbau (4) angeordnet ist, welcher als in seiner Transparenz reversibel elektrisch schaltbarer Schichtaufbau (4) ausgebildet ist.Optical component ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that in the direction of the incident light ( 5 ), if present, first a layer structure ( 2 ) is arranged, which is designed as a photovoltaic cell; then a layer structure ( 3 ) is arranged, which is designed as a switchable Flächenleuchtelement, and then a layer structure ( 4 ) is arranged, which as in its transparency reversibly electrically switchable layer structure ( 4 ) is trained. Verwendung eines optischen Bauelements (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als optisches Bauteil in einer Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie.Use of an optical component ( 1 ) according to one of claims 1 to 9 as an optical component in an outer skin of a vehicle body.
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