DE102016205402A1 - vehicle window - Google Patents
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Abstract
Offenbart ist eine Fahrzeugscheibe (SA), insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einer ersten transparenten Scheibe (TS1) und einer zweiten transparenten Scheibe (TS2). Ferner hat die Fahrzeugscheibe ein optisches Bauteil (OB) zur Steuerung einer Lichtdurchlässigkeit umfassend eine optisch aktive Schicht (OAS), deren Lichtdurchlässigkeit durch Anlegen einer Spannung reversibel veränderbar ist, eine erste elektrisch leitende Schicht (ELS1), die auf einer ersten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist, und einer zweiten elektrisch leitenden Schicht (ELS2), die auf einer zweiten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist, wobei durch die erste und die zweite elektrisch leitende Schicht eine Spannung an die optisch aktive Schicht anlegbar ist. Schließlich hat die Fahrzeugscheibe eine Heizeinrichtung (HE) zum Erwärmen der optisch aktiven Schicht, um deren ordnungsgemäßen Betrieb auch bei tiefen Temperaturen sicherzustellen.Disclosed is a vehicle window (SA), in particular for a motor vehicle, having a first transparent pane (TS1) and a second transparent pane (TS2). Furthermore, the vehicle window has an optical component (OB) for controlling a light transmittance comprising an optically active layer (OAS) whose light transmittance is reversibly changeable by applying a voltage, a first electrically conductive layer (ELS1) on a first side of the optically active Layer is disposed, and a second electrically conductive layer (ELS2), which is arranged on a second side of the optically active layer, wherein by the first and the second electrically conductive layer, a voltage to the optically active layer can be applied. Finally, the vehicle window has a heater (HE) for heating the optically active layer to ensure its proper operation even at low temperatures.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, deren Lichtdurchlässigkeit veränderbar ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein optisches Bauteil, insbesondere für eine Fahrzeugscheibe, zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit. Schließlich ist ein Verfahren zum Betreiben einer transparenten Scheibenanordnung, insbesondere einer Fahrzeugscheibe offenbart. The present invention relates to a vehicle window, in particular for a motor vehicle whose light transmittance is variable. Furthermore, the present invention relates to an optical component, in particular for a vehicle window, for controlling the light transmittance. Finally, a method for operating a transparent pane arrangement, in particular a vehicle window is disclosed.
Heutige Kraftfahrzeuge weisen eine Fahrgastzelle auf, die u. a. durch transparente Scheiben begrenzt wird. Diese Scheiben sind lichtdurchlässig, damit der Fahrer bzw. die übrigen Fahrzeuginsassen die Umgebung des Fahrzeugs beobachten können. In modernen Fahrzeugen befindet sich bisweilen auch eine transparente Scheibe im Fahrzeugdach, durch die Sonnenlicht von oben in die Fahrgastzelle gelangen kann, um den Fahrzeuginsassen ein naturnäheres Fahrempfinden zu vermitteln. Zum Verringern oder Verhindern der Sonneneinstrahlung über die transparente Scheibe im Fahrzeugdach sind in der Regel mechanische Blenden vorgesehen, die zur teilweisen oder vollständigen Überlappung der transparenten Scheibe im Fahrzeugdach verschiebbar sind. Today's motor vehicles have a passenger compartment, the u. a. is limited by transparent slices. These windows are translucent, so that the driver or other passengers can observe the surroundings of the vehicle. In modern vehicles is sometimes also a transparent window in the vehicle roof, through which sunlight can enter from above into the passenger compartment, to give the vehicle occupants a more natural driving experience. In order to reduce or prevent the solar radiation via the transparent pane in the vehicle roof, mechanical screens are generally provided, which are displaceable for the partial or complete overlapping of the transparent pane in the vehicle roof.
Es ist jedoch auch denkbar, anstelle mechanischer verschiebbarer Einrichtungen zum Bewirken eines Blendschutzes schaltbare Verglasungen (im Englischen auch als Smart Glass = intelligentes Glas bekannt) zu verwenden. Dabei kann die Lichtdurchlässigkeit einer derartigen schaltbaren Verglasung durch Anlegen einer Spannung an eine entsprechende Funktionsschicht in der Verglasung eine Veränderung der Lichtdurchlässigkeit, und somit auch einen Blendschutz bewirken. Nachteilig bei derartigen schaltbaren Verglasungen ist, dass diese bei niedrigen Temperaturen, insbesondere unterhalb 0° C, eine lange Schaltzeit bzw. Reaktionszeit aufweist oder unterhalb bestimmten Temperaturen gar nicht mehr funktioniert. However, it is also conceivable to use switchable glazings instead of mechanically displaceable devices for effecting glare protection (also known as smart glass = intelligent glass in English). In this case, the light transmittance of such a switchable glazing by applying a voltage to a corresponding functional layer in the glazing effect a change in the light transmission, and thus also a glare protection. A disadvantage of such switchable glazing is that it has a long switching time or reaction time at low temperatures, in particular below 0 ° C., or does not even function below certain temperatures.
Somit besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Möglichkeit zu schaffen, den Betrieb einer elektrisch schaltbaren transparenten Scheibe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, sicherzustellen. Thus, the object of the present invention to provide a way to ensure the operation of an electrically switchable transparent pane, in particular for a motor vehicle.
Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. This object is solved by the subject matters of the independent claims. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird eine Fahrzeugscheibe, insbesondere für ein Kraftfahrzeug geschaffen. Dabei kann es sich insbesondere um eine Fahrzeugscheibe zum Begrenzen einer Fahrgastzelle handeln, einschließlich einer Scheibe im Dach des Fahrzeugs. Diese Fahrzeugscheibe hat eine erste transparente Scheibe und eine zweite transparente Scheibe. Außerdem hat sie ein zwischen der ersten und der zweiten transparenten Scheibe angeordnetes optisches Bauteil zur Steuerung einer Lichtdurchlässigkeit der Fahrzeugscheibe. Dieses optische Bauteil umfasst eine optisch aktive Schicht, deren Lichtdurchlässigkeit durch Anlegen einer Spannung reversibel veränderbar ist. Ferner hat es eine erste elektrisch leitende Schicht als erste Elektrode, die auf einer ersten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist. Außerdem hat sie eine zweite elektrisch leitende Schicht als zweite Elektrode, die auf einer zweiten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist, wobei durch die erste und die zweite elektrisch leitende Schicht eine Spannung an die optisch aktive Schicht anlegbar ist. Schließlich hat die Fensterscheibe eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der optisch aktiven Schicht. Auf diese Weise ist es möglich, dass der optisch aktiven Schicht auch bei geringen Umgebungstemperaturen der Fensterscheibe Wärme zuführbar ist, um einen zuverlässigen Betrieb der Fahrzeugscheibe, und insbesondere der optisch aktiven Schicht zu gewährleisten, d. h., eine gewünschte Änderung der Lichtdurchlässigkeit der optisch aktiven Schichten und somit der Fensterscheibe sicherzustellen. According to a first aspect of the invention, a vehicle window is provided, in particular for a motor vehicle. This may in particular be a vehicle window for limiting a passenger compartment, including a window in the roof of the vehicle. This vehicle window has a first transparent pane and a second transparent pane. In addition, it has an optical component arranged between the first and the second transparent pane for controlling a light transmission of the vehicle window. This optical component comprises an optically active layer whose light transmittance is reversibly changeable by applying a voltage. Further, it has a first electrically conductive layer as the first electrode disposed on a first side of the optically active layer. In addition, it has a second electrically conductive layer as a second electrode which is arranged on a second side of the optically active layer, wherein a voltage can be applied to the optically active layer through the first and the second electrically conductive layer. Finally, the windowpane has a heater for heating the optically active layer. In this way it is possible for the optically active layer to be supplied with heat even at low ambient temperatures of the window pane in order to ensure reliable operation of the vehicle window, and in particular the optically active layer, ie. h., To ensure a desired change in the light transmittance of the optically active layers and thus the window pane.
Gemäß einer Ausgestaltung der Fahrzeugscheibe bzw. des optischen Bauteils hat nur die erste oder nur die zweite elektrisch leitende Schicht oder jeweils beide Schichten einen jeweiligen ersten elektrischen Anschluss an einer ersten Schichtbegrenzung sowie einen jeweiligen zweiten elektrischen Anschluss an einer zweiten Schichtbegrenzung, um einen elektrischen Strom durch die erste bzw. die zweite elektrisch leitende Schicht oder durch beide elektrisch leitenden Schichten in der Schichtebene zu leiten. Auf diese Weise wird der ohmsche Widerstand einer jeweiligen elektrisch leitenden Schicht dazu genutzt, damit durch diesen bedingte Verlustwärme beim Leiten des elektrischen Stroms entsteht, um so die Heizeinrichtung zu realisieren und die optisch aktive Schicht zu erwärmen. Bei dieser Ausgestaltung erhält somit zumindest eine der ersten oder zweiten elektrisch leitenden Schichten eine Doppelfunktion, nämlich zum Bereitstellen einer elektrischen Spannung zum Verändern der Lichtdurchlässigkeit der optisch aktiven Schicht, und zum anderen als Heizeinrichtung zum Erwärmen der optisch aktiven Schicht, wenn ein elektrischer Strom in der Schichtebene fließt. Auf diese Weise kann nur durch das Vorsehen eines ersten und zweiten elektrischen Anschlusses an einer elektrisch leitenden Schicht eine kostengünstige und platzsparende Heizeinrichtung realisiert werden, durch die weder die Abmessungen des optischen Bauelements oder der Fahrzeugscheibe vergrößert werden. According to one embodiment of the vehicle window or of the optical component, only the first or only the second electrically conductive layer or both layers each have a respective first electrical connection at a first layer boundary and a respective second electrical connection at a second layer boundary, for an electric current to conduct the first or the second electrically conductive layer or through both electrically conductive layers in the layer plane. In this way, the ohmic resistance of a respective electrically conductive layer is used, so that caused by this conditional heat loss when passing the electric current, so as to realize the heater and to heat the optically active layer. In this embodiment, at least one of the first or second electrically conductive layers thus receives a dual function, namely for providing an electrical voltage for changing the light transmittance of the optically active layer, and as a heating device for heating the optically active layer when an electric current in the Layer plane flows. In this way, only by the provision of a first and second electrical connection to an electrically conductive layer, a cost-effective and space-saving heating device can be realized by which neither the dimensions of the optical component or the vehicle window are increased.
Gemäß einer Ausgestaltung der gerade erwähnten Fahrzeugscheibe wird an der ersten Schichtbegrenzung der ersten oder der zweiten oder an beiden elektrisch leitenden Schichten ein mit dem ersten elektrischen Anschluss verbundenes und sich zumindest über einen bestimmten Teilbereich der Schichtbegrenzung ausdehnendes erstes niederohmiges Element vorgesehen. Entsprechend ist an der jeweiligen zweiten Schichtbegrenzung der ersten oder der zweiten oder an beiden elektrisch leitenden Schichten ein mit dem zweiten elektrischen Anschluss verbundenes und sich zumindest über einen bestimmten Teilbereich der Schichtbegrenzungen ausdehnendes zweites niederohmiges Element vorgesehen. Das erste bzw. zweite niederohmige Element hat dabei einen geringeren Widerstand als die jeweiligen elektrisch leitenden Schichten. Beispielsweise kann ein niederohmiges Element durch eine Kupferschicht oder ein Kupferelement realisiert sein, das in elektrischem Kontakt zu einer Schichtbegrenzung einer jeweiligen elektrisch leitenden Schicht steht. Zwischen einem jeweiligen ersten und zweiten niederohmigen Element kann auf diese Weise ein Flächenstrom innerhalb einer entsprechenden elektrisch leitenden Schicht erzeugt werden, durch dessen Verlustwärme die optisch aktive Schicht erwärmt wird. Wie bereits erwähnt, kann sich ein jeweiliges niederohmiges Element über einen bestimmten Teilbereich einer Schichtbegrenzung ausdehnen oder entlang der gesamten Schichtbegrenzung. According to one embodiment of the vehicle window just mentioned, a first low-resistance element which is connected to the first electrical connection and expands at least over a certain subregion of the layer boundary is provided on the first layer boundary of the first or the second or both electrically conductive layers. Accordingly, a second low-resistance element which is connected to the second electrical connection and expands at least over a certain subregion of the layer boundaries is provided on the respective second layer boundary of the first or the second or both electrically conductive layers. The first or second low-resistance element has a lower resistance than the respective electrically conductive layers. For example, a low-resistance element may be realized by a copper layer or a copper element which is in electrical contact with a layer boundary of a respective electrically conductive layer. Between a respective first and second low-resistance element can be generated in this way, a surface current within a corresponding electrically conductive layer, by the loss of heat, the optically active layer is heated. As already mentioned, a respective low-resistance element can extend over a specific subregion of a layer boundary or along the entire layer boundary.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Fahrzeugscheibe bzw. des optischen Bauelements hat die erste elektrisch leitende Schicht oder die zweite elektrisch leitende Schicht oder beide Schichten an eine der optisch aktiven Schicht abgewandten Seite eine weitere elektrisch leitende Schicht bzw. weitere Elektrode. In dieser weiteren elektrisch leitenden Schicht ist ein weiterer erster elektrischer Anschluss an einer weiteren ersten Schichtbegrenzung und ein weiterer zweiter elektrischer Anschluss an einer weiteren zweiten Schichtbegrenzung vorgesehen, so dass auf diese Weise ein elektrischer Strom durch die weitere elektrische leitende Schicht in der Schichtebene fließen kann. Somit kann auf diese Weise durch eine durch den ohmschen Widerstand der weiteren elektrisch leitenden Schicht bedingte Verlustwärme die Heizeinrichtung zum Erwärmen der optisch aktiven Schicht realisiert werden. Auch auf diese Weise kann eine sehr platzsparende Möglichkeit zum Erwärmen der optisch aktiven Schicht realisiert werden. According to a further refinement of the vehicle window or of the optical component, the first electrically conductive layer or the second electrically conductive layer or both layers has a further electrically conductive layer or further electrode on a side remote from the optically active layer. In this further electrically conductive layer, a further first electrical connection is provided on a further first layer boundary and a further second electrical connection on a further second layer boundary, so that in this way an electric current can flow through the further electrically conductive layer in the layer plane. Thus, the heating device for heating the optically active layer can be realized in this way by a heat loss caused by the ohmic resistance of the further electrically conductive layer. In this way, a very space-saving possibility for heating the optically active layer can be realized.
Es ist dabei möglich, dass die weitere elektrisch leitende Schicht als eine Schicht oder ein Schichtsystem zur Reflexion bzw. Blockierung von infraroter (IR) oder ultravioletter (UV) Strahlung ausgebildet sein kann. Die Blockierung vor IR-Strahlung kann dabei insbesondere bei Fahrzeugen der Verhinderung des Aufheizens der Fahrgastzelle dienen, während die Blockierung vor der UV-Strahlung insbesondere für die Fahrzeuginsassen aus gesundheitlichen Gründen von Vorteil sein kann. Auf diese Weise hat die weitere elektrisch leitende Schicht nicht nur die Funktion einer Heizeinrichtung, sondern kann auch noch andere schützende Funktionen erfüllen. It is possible that the further electrically conductive layer may be formed as a layer or a layer system for reflection or blocking of infrared (IR) or ultraviolet (UV) radiation. The blocking against IR radiation can serve in particular for vehicles to prevent the heating of the passenger compartment, while the blocking of the UV radiation in particular for the vehicle occupants for health reasons can be beneficial. In this way, the further electrically conductive layer not only has the function of a heater, but can also fulfill other protective functions.
Es ferner denkbar, die weitere elektrisch leitende Schicht im sichtbaren Spektralbereich von Licht als transparent auszubilden. Außerdem ist es denkbar, zwischen der weiteren elektrisch leitenden Schicht sowie der ersten elektrisch leitende Schicht und/oder der zweiten elektrisch leitenden Schicht ein Füllmaterial, beispielsweise aus einem elektrisch isolierenden Material einzubringen. Bei dem Füllmaterial kann es sich um einen Klebstoff handeln. Es ist überdies denkbar, dass die weitere elektrisch leitende Schicht an einer der optisch aktiven Schicht zugewandten Seite der ersten transparenten Scheibe und/oder der zweiten transparenten Scheibe aufgedampft ist, so dass die weitere elektrisch leitende Schicht durch die erste und/oder zweite transparente Scheibe vor äußeren Umwelteinflüssen geschützt ist. Ferner ist es denkbar, wie bei den ersten und zweiten elektrisch leitenden Schichten an der weiteren elektrisch leitenden Schicht an deren Schichtbegrenzungen ein weiteres niederohmiges Element vorzusehen, das mit einem jeweiligen weiteren elektrischen Anschluss kontaktiert ist, um auch an der weiteren elektrisch leitenden Schicht einen Flächenstrom bereitzustellen. Dabei kann sich das jeweilige weitere niederohmige Element teilweise oder vollständig über die entsprechende Schichtbegrenzung ausdehnen. It is also conceivable to form the further electrically conductive layer in the visible spectral range of light as transparent. In addition, it is conceivable to introduce a filling material, for example of an electrically insulating material, between the further electrically conductive layer and the first electrically conductive layer and / or the second electrically conductive layer. The filler may be an adhesive. It is also conceivable for the further electrically conductive layer to be vapor-deposited on a side of the first transparent pane and / or the second transparent pane facing the optically active layer, so that the further electrically conductive layer projects through the first and / or second transparent pane protected from external environmental influences. It is also conceivable, as with the first and second electrically conductive layers, to provide a further low-resistance element at the further electrically conductive layer at its layer boundaries, which is contacted with a respective further electrical connection in order to also provide a surface current to the further electrically conductive layer , In this case, the respective further low-resistance element can extend partially or completely over the corresponding layer boundary.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Fahrzeugscheibe bzw. des optischen Elements weist die erste elektrisch leitende Schicht einen dritten elektrischen Anschluss und weist die zweite elektrisch leitende Schicht einen vierten elektrischen Anschluss auf, wobei über den dritten und vierten elektrischen Anschluss ein elektrisches Wechselfeld in die optisch aktive Schicht einbringbar ist, um auf diese Weise durch eine durch dielektrische Erwärmung der optisch aktiven Schicht bedingte Verlustwärme die Heizeinrichtung zu realisieren. Es ist auf diese Weise somit auch möglich, direkt in der optisch aktiven Schicht durch dielektrische Verluste beim Anlegen des Wechselfelds Wärme zu erzeugen. Auch auf diese Weise kann wiederum eine platzsparende Möglichkeit zur Realisierung einer Heizeinrichtung für die optisch aktive Schicht erreicht werden, insbesondere da die elektrisch leitenden Schichten zum Bereitstellen einer Spannung für die optisch aktive Schicht für eine Änderung der Lichtdurchlässigkeit eine weitere Funktion ausüben, nämlich als Heizeinrichtung für die optisch aktive Schicht. According to a further embodiment of the vehicle window pane or of the optical element, the first electrically conductive layer has a third electrical connection and the second electrically conductive layer has a fourth electrical connection, wherein an electrical alternating field into the optically active layer via the third and fourth electrical connection can be introduced in order to realize in this way by a caused by dielectric heating of the optically active layer loss heat the heater. In this way, it is thus also possible to generate heat directly in the optically active layer by dielectric losses when the alternating field is applied. In this way, in turn, a space-saving possibility for realizing a heater for the optically active layer can be achieved, in particular because the electrically conductive layers for providing a voltage for the optically active layer for a change in light transmission exert a further function, namely as a heater for the optically active layer.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die optisch aktive Schicht in einer Flüssigkeit oder einem Film suspendierte Partikel auf, die durch eine angelegte Spannung ausgerichtet werden können, um dadurch die Lichtdurchlässigkeit der optisch aktiven Schicht zu verändern. Insbesondere derartige optisch aktive Schichten mit beweglichen Partikeln weisen eine verminderte Funktion bei niedrigen Temperaturen auf, da bei derartigen niedrigen Temperaturen sich die Partikel nur noch schwer oder gar nicht mehr bezüglich ihrer Umgebung bewegen und ausrichten können. Somit ist das Vorsehen einer Heizeinrichtung gemäß einer vorliegenden Erfindung hier besonders sinnvoll und vorteilhaft. According to a further embodiment of the invention, the optically active layer comprises particles suspended in a liquid or a film which can be aligned by an applied voltage, thereby changing the light transmittance of the optically active layer. In particular, such optically active layers with moving particles have a reduced function at low temperatures, since at such low temperatures, the particles are difficult or impossible to move and align with respect to their environment. Thus, the provision of a heater according to a present invention is particularly useful and advantageous here.
Gemäß einer Ausgestaltung der optisch aktiven Schicht können sich die Partikel in einem ersten Zustand, bei dem keine Spannung angelegt ist ungeordnet in der optisch aktiven Schicht verteilen, und so einen Lichtdurchtritt durch die optisch aktive Schicht verhindern, während sie in einem zweiten Zustand, bei dem eine Spannung angelegt ist, sich in Reihen ausrichten, zwischen welchen das Licht hindurchtreten kann. According to one embodiment of the optically active layer, the particles can disperse disperse in the optically active layer in a first state in which no voltage is applied, and thus prevent light transmission through the optically active layer, while in a second state in which a voltage is applied, aligning in rows between which the light can pass.
Als elektrisch leitende Schichten bzw. Elektroden werden insbesondere transparente (im sichtbaren Spektralbereich von Licht transparent) elektrisch leitende Schichten oder transparente Elektroden verwendet, die eine vergleichsweise geringe Absorption von elektromagnetischen Wellen im Bereich des sichtbaren Lichts aufweisen. Sie können aus speziellen Materialien, wie aus transparenten elektrisch leitfähigen Oxiden, insbesondere Indiumzinnoxid (ITO) bestehen. As electrically conductive layers or electrodes, in particular transparent (transparent in the visible spectral range of light) electrically conductive layers or transparent electrodes are used, which have a comparatively low absorption of electromagnetic waves in the visible light range. They may consist of special materials such as transparent electrically conductive oxides, in particular indium tin oxide (ITO).
Die erste und die zweite transparente Scheibe, die quasi als Trägerschichten dienen, können als transparente Trägerschichten beispielsweise aus Glas oder jedoch auch aus Kunststoffmaterialien, wie Polycarbonat (PC), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylenterephthalat (PET) oder ähnlichem hergestellt sein. The first and the second transparent pane, which effectively serve as carrier layers, can be produced as transparent carrier layers, for example of glass, or else of plastic materials, such as polycarbonate (PC), polymethyl methacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET) or the like.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein optisches Bauteil, insbesondere für eine Fahrzeugscheibe, zur Steuerung einer Lichtdurchlässigkeit geschaffen. Dieses optische Bauteil umfasst eine optisch aktive Schicht, deren Lichtdurchlässigkeit durch Anlegen einer Spannung bzw. eines elektrischen Potentials reversibel veränderbar ist. Außerdem hat das optische Bauteil eine erste elektrisch leitende Schicht, die auf einer ersten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist, und hat eine zweite elektrisch leitende Schicht, die auf einer zweiten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist, wobei durch die erste und die zweite elektrisch leitende Schicht eine Spannung an die optisch aktive Schicht anlegbar ist. Ferner ist in dem optischen Bauteil eine Heizeinrichtung zum Erwärmen der optischen Schicht realisiert, nämlich durch eine durch den ohmschen Widerstand bedingte Verlustwärme der zumindest einer der elektrisch leitenden Schichten, oder durch eine dielektrische Erwärmung der optisch aktiven Schicht mittels eines elektrischen Wechselfelds zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitenden Schicht. Auf diese Weise wird ein optisches Bauteil insbesondere zur Verwendung mit einer Trägerschicht aus Glas oder Kunststoff (wie oben erwähnt) geschaffen. Der Anwendungsbereich erstreckt sich dabei auf Fahrzeugscheiben, Fensterscheiben oder sonstigen transparenten Scheiben, deren Lichtdurchlässigkeit veränderbar sein soll. Insbesondere durch die Verwendung der elektrisch leitenden Schichten nicht nur zum Verändern der Lichtdurchlässigkeit der optisch aktiven Schicht, sondern auch als Heizeinrichtungen, führt zu einer besonders platzsparenden, einfachen und kostengünstigen Realisierung eines optischen Bauteils. According to a further aspect of the invention, an optical component, in particular for a vehicle window, is provided for controlling a light transmission. This optical component comprises an optically active layer whose light transmittance is reversibly changeable by applying a voltage or an electrical potential. In addition, the optical component has a first electrically conductive layer disposed on a first side of the optically active layer, and has a second electrically conductive layer disposed on a second side of the optically active layer, wherein the first and second electrically conductive layer, a voltage to the optically active layer can be applied. Furthermore, a heating device for heating the optical layer is realized in the optical component, namely by a heat loss of the at least one of the electrically conductive layers due to the ohmic resistance, or by a dielectric heating of the optically active layer by means of an alternating electric field between the first and the second second electrically conductive layer. In this way, an optical component is created, in particular for use with a carrier layer of glass or plastic (as mentioned above). The scope of application extends to vehicle windows, windows or other transparent panes whose light transmittance should be changeable. In particular, by the use of the electrically conductive layers not only for changing the light transmittance of the optically active layer, but also as heaters, leads to a particularly space-saving, simple and inexpensive realization of an optical component.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Betreiben einer transparenten Scheibenanordnung, insbesondere einer Fahrzeugscheibe geschaffen, die aus einer ersten transparenten Scheibe und einer zweiten transparenten Scheibe, sowie einem zwischen diesen Scheiben angeordneten optischen Bauteil zur Steuerung einer Lichtdurchlässigkeit besteht, wobei das optische Bauteil eine optisch aktive Schicht aufweist, deren Lichtdurchlässigkeit durch Anliegen einer Spannung reversibel veränderbar ist, eine erste elektrisch leitende Schicht aufweist, die auf einer ersten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist und eine zweite elektrisch leitende Schicht aufweist, die auf einer zweiten Seite der optisch aktiven Schicht angeordnet ist, wobei durch die erste und die zweite elektrisch leitende Schicht eine Spannung an die optisch aktive Schicht anlegbar ist. Das Verfahren umfasst dabei die folgenden Schritte: Es wird in einem ersten Schritt eine Umgebungstemperatur der transparenten Scheibenanordnung ermittelt. In einem zweiten Schritt wird die optisch aktive Schicht dann erwärmt, wenn die ermittelte Umgebungstemperatur kleiner als ein vorbestimmter Temperaturwert ist. Dann kann, insbesondere wenn eine bestimmte Wärmemenge in die optische Schicht eingebracht worden ist oder diese eine bestimmte Temperatur erreicht hat (beispielsweise nach Erwärmen über ein vorbestimmtes Zeitintervall), an die optisch aktive Schicht eine Spannung angelegt werden, um die Lichtdurchlässigkeit von dieser zu verändern. Auf diese Weise wird somit ein sicherer Betrieb einer transparenten Scheibenanordnung auch bei tiefen Umgebungstemperaturen sichergestellt. According to a further aspect of the invention, a method is provided for operating a transparent pane arrangement, in particular a vehicle window, which consists of a first transparent pane and a second transparent pane, and an optical component arranged between these panes for controlling a light transmission, wherein the optical component an optically active layer whose light transmittance is reversibly changeable by applying a voltage, having a first electrically conductive layer which is arranged on a first side of the optically active layer and has a second electrically conductive layer on a second side of the optically active Layer is arranged, wherein by the first and the second electrically conductive layer, a voltage to the optically active layer can be applied. The method comprises the following steps: In a first step, an ambient temperature of the transparent pane arrangement is determined. In a second step, the optically active layer is then heated when the determined ambient temperature is less than a predetermined temperature value. Then, particularly when a certain amount of heat has been introduced into the optical layer or has reached a certain temperature (for example, after heating for a predetermined time interval), a voltage can be applied to the optically active layer to change the light transmittance thereof. In this way, a safe operation of a transparent pane arrangement is thus ensured even at low ambient temperatures.
Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens wird der Schritt des Erwärmens der optisch aktiven Schicht durchgeführt durch: Erzeugen eines elektrischen Stroms durch die erste und/oder zweite elektrisch leitende Schicht, oder durch eine dielektrische Erwärmung der optisch aktiven Schicht mittels eines elektrischen Wechselfeldes zwischen der ersten und der zweiten elektrisch leitenden Schicht. Somit kann durch Nutzung der Elektroden ferner als Heizeinrichtung eine kostengünstige und vorrichtungstechnisch einfache Möglichkeit zur Erwärmung der optisch aktiven Schicht erreicht werden. According to one embodiment of the method, the step of heating the optically active layer is carried out by: generating an electrical current through the first and / or second electrically conductive layer, or through a dielectric Heating the optically active layer by means of an alternating electric field between the first and the second electrically conductive layer. Thus, by using the electrodes further as a heating device, a cost-effective and device-technically simple way of heating the optically active layer can be achieved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Fahrzeugscheibe sind, soweit auf das optische Bauteil und das Verfahren übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des optischen Bauteils und des Verfahrens anzusehen, und umgekehrt. Advantageous embodiments of the vehicle window are, insofar as applicable to the optical component and the method, also to be regarded as advantageous embodiments of the optical component and the method, and vice versa.
Im Folgenden sollen nun beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen: In the following, exemplary embodiments of the present invention will now be explained in more detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
Es sei zunächst auf
Die optisch aktive Schicht OAS kann hierbei als eine SPD(SPD = suspended particel device, Bauteile mit suspendierten Partikeln)-Schicht ausgebildet sein. Liegt in einem ersten Zustand dieser SPD-Schicht keine Spannung an, so ordnen sich in einem Film oder einer Flüssigkeit der Schicht frei bewegbare Partikel ungeordnet und zufällig an. Auf diese Weise wird ein Lichtdurchtritt senkrecht zur optisch aktiven Schicht OAS, d. h. von oben nach unten in der Figur, weitgehend bzw. im starken Maß unterbunden oder ganz verhindert. Wie es in Figur zu Zwecken der Erläuterung gezeigt ist, ist von oben nach unten in die erste transparente Scheibe TS1 mit hoher Intensität eintretendes Licht LIE dargestellt. Es sei angenommen, dass sich die optisch aktive Schicht im ersten Zustand befindet, in dem keine Spannung angelegt ist. Entsprechend wird durch die optisch aktive Schicht OAS ein Großteil des einfallenden Lichts absorbiert, so dass aus der zweiten transparenten Scheibe TS2 Licht LIA mit geringer (d.h. insbesondere im Vergleich zum einfallenden Licht LIE mit verringerter) Intensität austritt. Der Unterschied der jeweiligen eintretenden zu austretenden Lichtintensität soll durch die jeweilige Größe der Pfeile LIE zu den kleineren Pfeilen LIA symbolisiert werden. The optically active layer OAS can hereby be designed as an SPD (SPD = suspended particulate device) layer. If no voltage is present in a first state of this SPD layer, freely movable particles randomly and randomly arrange themselves in a film or a liquid of the layer. In this way, a light passage perpendicular to the optically active layer OAS, d. H. from top to bottom in the figure, largely or severely prevented or completely prevented. As shown in the figure for explanatory purposes, light LIE entering from the top to the bottom of the first transparent panel TS1 of high intensity is shown. It is assumed that the optically active layer is in the first state in which no voltage is applied. Accordingly, most of the incident light is absorbed by the optically active layer OAS, so that light LIA emerges from the second transparent disk TS2 with low intensity (i.e., reduced intensity) compared to the incident light LIE. The difference between the respective entering light intensity to be exited should be symbolized by the respective size of the arrows LIE to the smaller arrows LIA.
In einem zweiten Zustand der optisch aktiven Schicht OAS, bei dem eine Spannung durch die elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 an der optisch aktiven Schicht OAS angelegt ist, richten sich die in der optischen Schicht befindlichen Partikel entsprechend der angelegten Spannung bzw. dem dadurch erzeugten elektrischen Feld aus und bilden quasi Reihen, zwischen denen Licht senkrecht zur optisch aktiven Schicht OAS hindurchtreten kann. In einem derartigen Fall, wären dann die in die erste transparente Scheibe TS1 eintretenden Lichtstrahlen in ihrer Intensität ungefähr gleich den aus der zweiten transparenten Schicht TS2 austretenden Lichtstrahlen, so dass die Scheibenanordnung SA zumindest transparent bzw. durchsichtig scheint. In a second state of the optically active layer OAS, in which a voltage is applied to the optically active layer OAS through the electrically conductive layers ELS1 and ELS2, the particles located in the optical layer are directed according to the applied voltage or the electrical current generated thereby Field out and form quasi rows, between which light perpendicular to optically active layer OAS can pass. In such a case, the light beams entering the first transparent disk TS1 would be approximately equal in intensity to the light beams emerging from the second transparent layer TS2, so that the disk arrangement SA at least shines transparent.
Die optisch aktive Schicht OAS mit den sie umgebenden elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 dienen somit als ein optisches Bauteil OB zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit. The optically active layer OAS with the surrounding electrically conductive layers ELS1 and ELS2 thus serve as an optical component OB for controlling the light transmission.
Aufgrund der Beschaffenheit der optisch aktiven Schicht OAS als eine Schicht mit bewegbaren bzw. ausrichtbaren Partikeln besteht hier das Problem, dass die Beweglichkeit dieser Partikel bei niedrigen Temperaturen stark abnimmt und somit eine Reaktionszeit auf ein Anliegen einer Spannung an die optisch aktive Schicht OAS bei niedrigen Temperaturen stark verlängert wird. Zu diesem Zweck ist gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung eine Heizeinrichtung in das optische Bauteil integriert, die dazu dient, die optisch aktive Schicht OAS zu erwärmen, und die Beweglichkeit der Partikel zu erhöhen. Wie es in den
Es sei nun auf
Es sei nun auf
Die beiden elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 sollen gemäß dieser Ausführungsform nicht nur die Funktion zum Ausrichten der Partikel P der optisch aktiven Schicht OAS inne haben, sondern auch eine Heizeinrichtung für die optisch aktive Schicht OAS dienen. Zu diesem Zweck hat die erste elektrisch leitende Schicht ELS1 einen zweiten elektrischen Anschluss A12, der über eine Leitung L12 mit dem Steuergerät STG verbunden ist. Entsprechend hat die zweite elektrisch leitende Schicht ELS2 einen zweiten elektrischen Anschluss A22, der über eine Leitung L22 mit dem Steuergerät STG verbunden ist. According to this embodiment, the two electrically conductive layers ELS1 and ELS2 should not only have the function of aligning the particles P of the optically active layer OAS, but also serve a heating device for the optically active layer OAS. For this purpose, the first electrically conductive layer ELS1 has a second electrical connection A12, which is connected via a line L12 to the control device STG. Accordingly, the second electrically conductive layer ELS2 has a second electrical connection A22, which is connected via a line L22 to the control device STG.
Betrachtet man nun die erste elektrisch leitende Schicht ELS1 näher, da die Blickrichtung der Figur zur besseren Erläuterung auf diese Schicht gerichtet ist, so erkennt man, dass an einer ersten Begrenzung BG1 diese Schicht, d. h. der im Bild von links nach rechts laufenden Begrenzungslinie, ein erstes niederohmiges Element NO1 angeordnet bzw. aufgebracht ist, das mit dem ersten elektrischen Anschluss A11 der elektrisch leitenden Schicht ELS1 verbunden ist. An einer zweiten Schichtbegrenzung, einer der ersten Schichtbegrenzung BG1 gegenüberliegenden Begrenzung BG2 ist ein zweites niederohmiges Element NO2 vorgesehen, das mit dem zweiten Anschluss A12 der ersten elektrisch leitenden Schicht ELS1 verbunden ist. Dabei ist der ohmsche Widerstand der niederohmigen Elemente NO1 und NO2 geringer als der ohmsche Widerstand der elektrisch leitenden Schicht ELS1. Insbesondere können metallische Werkstoffe, wie Kupfer, usw. als niederohmige Elemente verwendet werden. Durch das Vorsehen der niederohmigen Elemente, wie es in der Figur gezeigt ist entlang der gesamten Ausdehnung der jeweiligen ersten und zweiten Schichtbegrenzung BG1 und BG2 wird erreicht, dass ein elektrischer Strom ES, in Form eines Flächenstroms durch die erste elektrisch leitende Schicht ELS1 zwischen den niederohmigen Elementen NO1 innerhalb der ersten elektrisch leitenden Schicht ELS1 fließt. Durch die durch den ohmschen Widerstand bedingte Verlustwärme an der ersten elektrisch leitenden Schicht ELS1 wird auf diese Weise die darunterliegende optisch aktive Schicht OAS erwärmt, um so sicherzustellen, dass sich die darin befindlichen Partikel P ordnungsgemäß bewegen und ausrichten können. If one now considers the first electrically conductive layer ELS1 closer, since the viewing direction of the figure is directed to this layer for a better explanation, then one recognizes that at a first boundary BG1 this layer, ie the boundary line running from left to right in the image, enters first low-resistance element NO1 is arranged, which is connected to the first electrical terminal A11 of the electrically conductive layer ELS1. A second low-resistance element NO2, which is connected to the second terminal A12 of the first electrically conductive layer ELS1, is provided on a second layer boundary, a boundary BG2 opposite the first layer boundary BG1. In this case, the ohmic resistance of the low-resistance elements NO1 and NO2 is less than the ohmic resistance of the electrically conductive layer ELS1. In particular, metallic materials such as copper, etc. can be used as low-resistance elements. By providing the low-resistance elements, as shown in the figure along the entire extent of the respective first and second layer boundary BG1 and BG2 is achieved that an electric current ES, in the form of a surface current through the first electrically conductive layer ELS1 flows between the low-resistance elements NO1 within the first electrically conductive layer ELS1. As a result of the heat loss due to the ohmic resistance at the first electrically conductive layer ELS1, the underlying optically active layer OAS is heated in this way so as to ensure that the particles P therein can move and align properly.
Wie es in
Die entsprechende Ansteuerung der Anschlüsse A11 und A12 bzw. A21 und A22 erfolgt über das Steuergerät STG. Dieses kann von einer nicht dargestellten Benutzerschnittstelle Anweisungen eines Benutzers erhalten, eine Änderung der Lichtdurchlässigkeit herbeizuführen. Entsprechend kann das Steuergerät vor oder während einer Änderung der Lichtdurchlässigkeit eine Erwärmung der optischen Schicht OAS durchführen, um sicher zu gewährleisten, dass eine Änderung der Lichtdurchlässigkeit durchführbar ist. The corresponding control of the terminals A11 and A12 or A21 and A22 via the control unit STG. This may receive instructions from a user (not shown) to cause a change in translucency. Accordingly, the controller may perform heating of the optical layer OAS before or during a change in the light transmittance, to surely ensure that a change in the light transmittance is feasible.
Es ist auch denkbar, dass das Steuergerät STG vor dem Durchführen einer Änderung der Lichtdurchlässigkeit die Umgebungstemperatur des optischen Bauelements OB1 oder einer diesem zugeordneten Scheibenanordnung mittels damit verbundener Temperatursensoren ermittelt, und entsprechend bei einer Temperatur unterhalb eines vorbestimmten Temperaturwerts eine Erwärmung der optisch aktiven Schicht OAS durchzuführt. Hat das Steuergerät STG mit einem Heizstrom über eine oder beide elektrisch leitende Schichten ELS1 bzw. ELS2 für ein vorbestimmtes Zeitintervall eine Erwärmung der optisch aktiven Schicht OAS durchgeführt und somit eine definierte Wärmemenge in die optisch aktive Schicht OAS eingebracht), so wi sie nun die entsprechende Änderung der Lichtdurchlässigkeit des optischen Bauteils durchführen. It is also conceivable that the control unit STG determines the ambient temperature of the optical component OB1 or a disc assembly associated therewith by means of temperature sensors connected thereto, and accordingly performs heating of the optically active layer OAS at a temperature below a predetermined temperature value , If the control device STG has heated the optically active layer OAS for a predefined time interval with a heating current via one or both electrically conductive layers ELS1 or ELS2 and thus introduced a defined amount of heat into the optically active layer OAS), then it now has the corresponding one Change the light transmission of the optical component perform.
Es sei nun auf
Da der Aufbau des optischen Bauteils OB2 dem des optischen Bauteils von OB1 entspricht, sei für eine nähere Erläuterung der einzelnen Komponenten auf die Erläuterung von
Das Steuergerät STG sei nun derart ausgelegt, dass es über die jeweiligen Leitungen L11 und/oder L12 mit Bezug auf die erste elektrisch leitende Schicht ELS1 und die Leitungen L21 und/oder L22 mit Bezug auf die zweite elektrisch leitende Schicht ein elektrisches Wechselfeld zwischen den beiden elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 erzeugen kann. Dabei kann das Wechselfeld eine Frequenz im MHz- oder GHz-Bereich haben. Da es sich bei der optisch aktiven Schicht OAS quasi um einen Nichtleiter handelt, in dem keine Strömen fließen können, jedoch Ladungsträger in den Molekülen bzw. Partikeln P der optisch aktiven Schicht OAS mit einiger Verzögerung der Richtungsänderungen des Hochfrequenzwechselfeldes folgen, steigt die Temperatur im Inneren der aktiven Schicht und es kommt somit zu einer dielektrischen Erwärmung. The control unit STG is now designed such that it has an electrical alternating field between the two via the respective lines L11 and / or L12 with respect to the first electrically conductive layer ELS1 and the lines L21 and / or L22 with respect to the second electrically conductive layer electrically conductive layers ELS1 and ELS2 can produce. The alternating field can have a frequency in the MHz or GHz range. Since the optically active layer OAS is quasi a nonconductor in which no currents can flow, but charge carriers in the molecules or particles P of the optically active layer OAS with some delay of the direction changes of the high frequency alternating field follow, the temperature rises inside the active layer and thus there is a dielectric heating.
Insbesondere bei tiefen Temperaturen kann auf diese Weise wiederum mittels der elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 Energie an die optisch aktive Schicht eingebracht werden, um die Beweglichkeit der Partikel P sicherzustellen. In particular, at low temperatures, in this way, in turn, energy can be introduced to the optically active layer by means of the electrically conductive layers ELS1 and ELS2 in order to ensure the mobility of the particles P.
Wie es auch in
Da es sich bei der optisch aktiven Schicht der optischen Bauteile OB1 und OB2 lediglich um eine Schicht im Bereich von ca. 100 µm handelt, reicht zum Erwärmen dieser Schicht nur ein geringer Energieeintrag durch eines der gerade in
Es sei nun auf
Eine derartige transparente Scheibenanordnung SA5 kann beispielsweise wieder als eine Fahrzeugscheibe bzw. ein Fahrzeugfenster ausgeführt sein. Wie es an der folgenden Erläuterung des Aufbaus zu erkennen ist, ist die transparente Scheibenanordnung als ein sog. Smart-Glass (intelligentes Glas) oder Smart-Window (intelligentes Fenster) ausgebildet. Von außen nach innen betrachtet weist die Scheibenanordnung SA5 eine erste transparente Scheibe TS1 und eine zweite transparente Scheibe TS2 auf, die aufgrund ihrer Dicke bzw. Festigkeit quasi als Trägerschichten dienen. Die erste und zweite transparente Scheibe können beispielsweise aus Glas oder aus einem Kunststoffmaterial ausgebildet sein. Such a transparent pane arrangement SA5 can again be designed as a vehicle window or a vehicle window, for example. As will be understood from the following explanation of the structure, the transparent pane assembly is formed as a so-called smart glass or smart window. Viewed from outside to inside, the pane arrangement SA5 has a first transparent pane TS1 and a second transparent pane TS2, which serve as carrier layers due to their thickness or strength. The first and second transparent disks may be formed, for example, of glass or of a plastic material.
Auf der Innenseite der jeweiligen transparenten Scheiben TS1 und TS2 ist nun eine elektrisch leitende Schicht WE1 bzw. WE2 als eine Schicht zur Reflexion bzw. Blockierung von infraroter (IR) oder ultravioletter (UV) Strahlung ausgebildet, insbesondere aufgedampft. Es ist dabei denkbar, dass gemäß einer Ausgestaltung hiervon nur eine der Schichten WE1 oder WE2 ausgebildet ist. Die schichten WE1 und WE2 sollen im sichtbaren Spektralbereich von Licht transparent sein. On the inside of the respective transparent panes TS1 and TS2, an electrically conductive layer WE1 or WE2 is now formed, in particular vapor-deposited, as a layer for reflection or blocking of infrared (IR) or ultraviolet (UV) radiation. It is conceivable that according to an embodiment hereof only one of the layers WE1 or WE2 is formed. The layers WE1 and WE2 should be transparent in the visible spectral range of light.
Ferner ist auf der ersten transparenten Scheibe TS1 bzw. der Schicht WE1 ein erstes Füllmaterial FM1 in Form eines Klebstoffs und ist auf der zweiten transparenten Scheibe TS2 bzw. der Schicht WE2 ein zweites Füllmaterial FM2 ebenso als Klebstoff vorgesehen. Mit dem ersten Füllmaterial FM1 ist dann eine erste elektrisch leitende Schicht ELS1 verbunden, während mit dem zweiten Füllmaterial FM2 eine zweite elektrisch leitende Schicht ELS2 verbunden ist. Diese beiden elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 dienen dabei als Elektroden, und sind transparent, beispielsweise als ein transparentes, elektrisch leitfähiges Oxid, wie Indiumzinnoxid ausgebildet. Zwischen den beiden elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 ist dann eine optisch aktive Schicht OAS ausgebildet, die durch Anlegen einer Spannung in ihre Lichtdurchlässigkeit reversibel veränderbar ist. Diese Spannung bzw. dieses elektrische Potential zum Beeinflussen der optisch aktiven Schicht OAS wird durch die elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 bereitgestellt, die hierzu mit jeweiligen elektrischen Anschlüssen (beispielsweise wie es in
Die optisch aktive Schicht OAS kann hierbei als eine SPD(SPD = suspended particel device, Bauteile mit suspendierten Partikeln)-Schicht ausgebildet sein. Liegt in einem ersten Zustand dieser SPD-Schicht keine Spannung an, so ordnen sich in einem Film oder einer Flüssigkeit der Schicht frei bewegbare Partikel ungeordnet und zufällig an. Auf diese Weise wird ein Lichtdurchtritt senkrecht zur optisch aktiven Schicht OAS, d. h. von oben nach unten in der Figur, weitgehend bzw. im starken Maß unterbunden oder ganz verhindert. Wie es in Figur zu Zwecken der Erläuterung gezeigt ist, ist von oben nach unten in die erste transparente Scheibe TS1 mit hoher Intensität eintretendes Licht LIE dargestellt. Es sei angenommen, dass sich die optisch aktive Schicht im ersten Zustand befindet, in dem keine Spannung angelegt ist. Entsprechend wird durch die optisch aktive Schicht OAS ein Großteil des einfallenden Lichts absorbiert, so dass aus der zweiten transparenten Scheibe TS2 Licht LIA mit geringer (d.h. insbesondere im Vergleich zum einfallenden Licht LIE mit verringerter) Intensität austritt. Der Unterschied der jeweiligen eintretenden zu austretenden Lichtintensität soll durch die jeweilige Größe der Pfeile LIE zu den kleineren Pfeilen LIA symbolisiert werden. The optically active layer OAS can hereby be designed as an SPD (SPD = suspended particulate device) layer. If no voltage is present in a first state of this SPD layer, freely movable particles randomly and randomly arrange themselves in a film or a liquid of the layer. In this way, a light passage perpendicular to the optically active layer OAS, d. H. from top to bottom in the figure, largely or severely prevented or completely prevented. As shown in the figure for explanatory purposes, light LIE entering from the top to the bottom of the first transparent panel TS1 of high intensity is shown. It is assumed that the optically active layer is in the first state in which no voltage is applied. Accordingly, most of the incident light is absorbed by the optically active layer OAS, so that light LIA emerges from the second transparent disk TS2 with low intensity (i.e., reduced intensity) compared to the incident light LIE. The difference between the respective entering light intensity to be exited should be symbolized by the respective size of the arrows LIE to the smaller arrows LIA.
In einem zweiten Zustand der optisch aktiven Schicht OAS, bei dem eine Spannung durch die elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 an der optisch aktiven Schicht OAS angelegt ist, richten sich die in der optischen Schicht befindlichen Partikel entsprechend der angelegten Spannung bzw. dem dadurch erzeugten elektrischen Feld aus und bilden quasi Reihen, zwischen denen Licht senkrecht zur optisch aktiven Schicht OAS hindurchtreten kann. In einem derartigen Fall, wären dann die in die erste transparente Scheibe TS1 eintretenden Lichtstrahlen in ihrer Intensität ungefähr gleich den aus der zweiten transparenten Schicht TS2 austretenden Lichtstrahlen, so dass die Scheibenanordnung SA zumindest transparent bzw. durchsichtig scheint. In a second state of the optically active layer OAS, in which a voltage is applied to the optically active layer OAS through the electrically conductive layers ELS1 and ELS2, the particles located in the optical layer are directed according to the applied voltage or the electrical current generated thereby Field and form quasi rows, between which light can pass perpendicular to the optically active layer OAS. In such a case, the light beams entering the first transparent disk TS1 would be approximately equal in intensity to the light beams emerging from the second transparent layer TS2, so that the disk arrangement SA at least shines transparent.
Die optisch aktive Schicht OAS mit den sie umgebenden elektrisch leitenden Schichten ELS1 und ELS2 dienen somit als ein optisches Bauteil OB zur Steuerung der Lichtdurchlässigkeit. The optically active layer OAS with the surrounding electrically conductive layers ELS1 and ELS2 thus serve as an optical component OB for controlling the light transmission.
Aufgrund der Beschaffenheit der optisch aktiven Schicht OAS als eine Schicht mit bewegbaren bzw. ausrichtbaren Partikeln besteht hier das Problem, dass die Beweglichkeit dieser Partikel bei niedrigen Temperaturen stark abnimmt und somit eine Reaktionszeit auf ein Anliegen einer Spannung an die optisch aktive Schicht OAS bei niedrigen Temperaturen stark verlängert wird. Due to the nature of the optically active layer OAS as a layer with movable or orientable particles, the problem here is that the mobility of these particles at low temperatures greatly decreases and thus a reaction time to a voltage applied to the optically active layer OAS at low temperatures is greatly extended.
Zu diesem Zweck ist gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung möglich, eine Heizeinrichtung in das optische Bauteil zu integrieren, die dazu dient, die optisch aktive Schicht OAS zu erwärmen, und die Beweglichkeit der Partikel zu erhöhen. Wie es in den
Es ist jedoch auch möglich, zusätzlich oder anstelle einer Heizeinrichtung in dem optischen Bauteil, an zumindest einer der elektrisch leitenden Schichten WE1 oder WE2 (oder in beiden Schichten WE1 und WE2) einen weiteren ersten elektrischen Anschluss an einer ersten jeweiligen Schichtbegrenzung und einen weiteren zweiten elektrischer Anschluss an einer weiteren zweiten jeweiligen Schichtbegrenzung (der Schichten WE1 und/oder WE2) vorzusehen, so dass auf diese Weise ein elektrischer Strom durch die Schicht WE1 und/oder WE2 in der Schichtebene fließen kann. Somit kann auf diese Weise durch eine durch den ohmschen Widerstand der Schicht WE1 und/oder WE2 bedingte Verlustwärme die Heizeinrichtung zum Erwärmen der Scheibenanordnung SA5 und somit auch der optisch aktiven Schicht realisiert werden. However, it is also possible, in addition to or instead of a heating device in the optical component, on at least one of the electrically conductive layers WE1 or WE2 (or in both layers WE1 and WE2) a further first electrical connection to a first respective layer boundary and a further second electrical Connection to provide a further second respective layer boundary (the layers WE1 and / or WE2), so that in this way an electric current can flow through the layer WE1 and / or WE2 in the layer plane. Thus, in this way, by a loss due to the ohmic resistance of the layer WE1 and / or WE2 heat, the heater for heating the disc assembly SA5 and thus also the optically active layer can be realized.
Ferner ist es denkbar, die elektrischen Anschlüsse derart auszubilden, dass sie sich zumindest über einen bestimmten Teilbereich der Schichtbegrenzungen ausdehnen, so dass auf diese Weise ein Flächenstrom innerhalb einer entsprechenden Schicht WE1 und/oder WE2 erzeugt werden kann, durch dessen Verlustwärme die Scheibenanordnung SA5 und somit auch die optisch aktive Schicht erwärmt wird. Furthermore, it is conceivable to form the electrical connections in such a way that they extend at least over a certain subregion of the layer boundaries, so that in this way a surface current can be generated within a corresponding layer WE1 and / or WE2, through the heat loss of which the pane arrangement SA5 and Thus, the optically active layer is heated.
Zusammenfassend zeigt
Claims (10)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102016205402.3A DE102016205402A1 (en) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | vehicle window |
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Publications (1)
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DE102016205402.3A Ceased DE102016205402A1 (en) | 2016-03-31 | 2016-03-31 | vehicle window |
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DE102020110788A1 (en) | 2020-04-21 | 2021-10-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Window arrangement and vehicle |
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