DE102019212539A1

DE102019212539A1 - Adaptive lens element with infrared protection

Info

Publication number: DE102019212539A1
Application number: DE102019212539.5A
Authority: DE
Inventors: Francisco Javier Veredas Ramirez
Original assignee: Shadevision GmbH
Current assignee: Shadevision GmbH
Priority date: 2018-08-29
Filing date: 2019-08-21
Publication date: 2020-03-05
Also published as: WO2020043791A1; DE102019212538A1; DE102019212536A1; DE102019212537A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein adaptives Scheibenelement, mit einer ersten und zweiten Scheibe (S1, S2), und einer ersten Flüssigkristallschicht (LC1), wobei die erste Flüssigkristallschicht (LC1) zwischen der ersten und zweiten Scheibe (S1, S2) angeordnet ist und die Transparenz des adaptiven Scheibenelements durch Ansteuerung der ersten Flüssigkristallschicht (LC1) über Elektroden veränderbar ist, das adaptive Scheibenelement dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Flüssigkristallschicht (LC2) zwischen der ersten und zweiten Scheibe (S1, S2) angeordnet ist und die IR- Durchlässigkeit des adaptiven Scheibenelements durch Ansteuerung der zweiten Flüssigkristallschicht (LC2) über Elektroden veränderbar ist.The invention relates to an adaptive pane element with a first and second pane (S1, S2) and a first liquid crystal layer (LC1), the first liquid crystal layer (LC1) being arranged between the first and second pane (S1, S2) and the transparency of the adaptive pane element can be changed by driving the first liquid crystal layer (LC1) via electrodes, the adaptive pane element characterized in that a second liquid crystal layer (LC2) is arranged between the first and second pane (S1, S2) and the IR transmission of the adaptive pane element can be changed by driving the second liquid crystal layer (LC2) via electrodes.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein verbessertes adaptives Scheibenelement mit Infrarotschutz.The present invention relates to an improved adaptive lens element with infrared protection.

Hintergrund der ErfindungBackground of the Invention

Eine adaptive Scheibe (Intelligentes Glas bzw. Smart-Glass) ist eine Art Glas, das seine Lichtübertragungseigenschaften ändern kann, wenn elektrischer Strom angelegt wird. Ein Smart Glass kann in einem Fenster eines Fahrzeugs oder in einem Gebäude verwendet werden.An adaptive pane (smart glass) is a type of glass that can change its light transmission properties when electrical power is applied. A smart glass can be used in a window of a vehicle or in a building.

Zur Verhinderung des Lichteinfalles durch eine transparente Scheibe in die Augen von Personen, die ein Verkehrsmittel (z.B. ein Personenkraftfahrzeug (PKW) oder ein Lastkraftfahrzeug (LKW) führen oder benutzen oder die Anlagen mit Blendquellen bedienen, gibt es heute einige Einrichtungen wie z. B. Sonnenblenden, Sonnenschutzrollos, dunkle Klebefolien für durchsichtige Scheiben, elektrisch angesteuerte verdunkelbare Rückspiegel, getönte Scheiben, Blendklappen, und Sonnenbrillen. Zudem kann ein intelligentes Glas wie beispielsweise in der DE 10 2017 203 627 A1 beschrieben, als Scheibe verwendet werden.To prevent the incidence of light through a transparent pane into the eyes of people who drive or use a means of transport (e.g. a passenger vehicle (car) or a truck (truck) or operate the systems with glare sources, there are some facilities today such as e.g. Sun visors, sun blinds, dark adhesive films for transparent windows, electrically controlled darkening rear-view mirrors, tinted windows, flaps, and sunglasses DE 10 2017 203 627 A1 described, can be used as a disc.

Intelligente Gläser können zudem externe Strahlung mit einer Infrarotkomponente empfangen, wie z.B. Sonnenstrahlung. Wenn intelligente Gläser in Fahrzeugen oder Gebäuden verwendet werden, erwärmt die durchgelassene Infrarotstrahlung den Innenraum des Fahrzeugs oder Gebäudes. Daher wird in einigen Anwendungen die Verwendung eines Infrarotschutzes empfohlen.Intelligent glasses can also receive external radiation with an infrared component, such as Solar radiation. When intelligent glasses are used in vehicles or buildings, the transmitted infrared radiation heats the interior of the vehicle or building. Therefore, the use of infrared protection is recommended in some applications.

Ein Problem bei bekannten intelligenten Gläsern besteht darin, dass zwar eine Abdunkelung möglich ist jedoch ein zusätzlicher Infrarot-Schutz aufwändig und unflexibel ist. Meist werden zusätzlich Folien aufgebracht. Spezifische Nachteile sind bspw. eine unveränderbare konstante Lichtdämpfung, eine komplette Abdunkelung des gesamten Sichtbereiches einer transparenten Scheibe durch Einfärbung oder Tönung, oder die vollständige optische Ausblendung durch das Abblendmittel.A problem with known intelligent glasses is that although darkening is possible, additional infrared protection is complex and inflexible. Usually foils are applied. Specific disadvantages are, for example, an unchangeable constant light attenuation, a complete darkening of the entire field of vision of a transparent pane by coloring or tinting, or the complete optical masking by the shielding agent.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die beschriebenen Probleme zu lösen. Insbesondere ist es eine Aufgabe, ein verbessertes adaptives Scheibenelement bereitzustellen.Starting from the aforementioned prior art, it is an object of the present invention to solve the problems described. In particular, it is an object to provide an improved adaptive disk element.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgaben der vorliegenden Erfindung werden die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Bevorzugte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen.To achieve the above objects of the present invention, the features of the independent claims are proposed. Preferred developments are in the dependent claims.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein adaptives Scheibenelement, mit einer ersten und zweiten Scheibe und einer ersten Flüssigkristallschicht vorgeschlagen. Die erste Flüssigkristallschicht kann zwischen der ersten und zweiten Scheibe angeordnet sein und die Transparenz des adaptiven Scheibenelements kann durch Ansteuerung der ersten Flüssigkristallschicht über Elektroden veränderbar sein. Das adaptive Scheibenelement umfasst zusätzlich auch noch eine zweite Flüssigkristallschicht welche zwischen der ersten und zweiten Scheibe angeordnet sein kann. Die IR- Durchlässigkeit des adaptiven Scheibenelements kann durch Ansteuerung der zweiten Flüssigkristallschicht über Elektroden flexibel veränderbar sein.According to one aspect of the invention, an adaptive pane element with a first and second pane and a first liquid crystal layer is proposed. The first liquid crystal layer can be arranged between the first and second panes and the transparency of the adaptive pane element can be changeable by driving the first liquid crystal layer via electrodes. The adaptive pane element additionally also comprises a second liquid crystal layer which can be arranged between the first and second pane. The IR transmittance of the adaptive disk element can be flexibly changed by controlling the second liquid crystal layer via electrodes.

Mit dem adaptiven Scheibenelement der vorliegenden Erfindung kann ein effizientes, leicht herzustellendes intelligentes Glas mit Infrarot (IR)-Schutz in sämtlichen oder nur einzelnen Infrarotbereichen, d.h. Im Bereich IR-A 700-1400nm, IR-B 1400-3000nm, und/oder IR-C 3000nm-1000mm, (bevorzugt im gesamten spektralen Bereich von 780 bis 3000 nm; besonders bevorzugt im gesamten spektralen Bereich von 700 bis 3000 nm) bereitgestellt werden. Bevorzugt ist durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung bei abgedunkelter IR-Schicht ein IR-Schutz von bis zu 90% möglich. Zumindest kann jedoch ein IR-Schutz von 70% erreicht werden.With the adaptive pane element of the present invention, efficient, easy-to-manufacture intelligent glass with infrared (IR) protection can be provided in all or only individual infrared ranges, i.e. In the range IR-A 700-1400nm, IR-B 1400-3000nm, and / or IR-C 3000nm-1000mm, (preferably in the entire spectral range from 780 to 3000 nm; particularly preferably in the entire spectral range from 700 to 3000 nm) to be provided. With the darkened IR layer, IR protection of up to 90% is preferably possible due to the configuration according to the invention. At least an IR protection of 70% can be achieved.

Ein adaptives Scheibenelement kann in einem Fenster eines Fahrzeugs verwendet werden, um das in den Innenraum des Fahrzeugs übertragene Außenlicht zu reduzieren (Abdunkelungsmodus). Diese Gläser operieren normalerweise in zwei Modi: (1) Transparent und (2) Abdunkelung. Der IR-Schutz in einem Smart Glass kann mit einer zusätzlichen IR-Folie erreicht werden. Die Probleme mit einer IR-Folie sind zusätzliche Kosten, eine Erhöhung der Schritte bei der LCD-Herstellung, die zusätzliche Klebstoffe erfordern, eine Verringerung der Lichtdurchlässigkeit, und ein fester (d.h. nicht adaptiver) IR-Schutz. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher vorgeschlagen IR-Farbstoffe in Guest-Host (GH) -Flüssigkristallen (LC) zu verwenden. Ein Guest-Host-Flüssigkristall ist eine Mischung aus dichroitischen Farbstoffen („Guest“) und einem Flüssigkristall („Host“). Die Farbstoffe werden verwendet, um die optischen Eigenschaften des Flüssigkristalls (wie die Farbe der Mischung und die Lichtdurchlässigkeit) zu verbessern. Wenn die Flüssigkristallmoleküle ihre Orientierung ändern, ändert sich auch die Farbstofforientierung zusammen mit den Flüssigkristallmolekülen. Somit ändert sich die Absorptionsrichtung und die Lichtdurchlässigkeit kann moduliert werden. Die Konzentration dieser Farbstoffe beträgt vorteilhaft 1 bis 5% der Gesamtmischung.An adaptive pane element can be used in a window of a vehicle in order to reduce the outside light transmitted into the interior of the vehicle (darkening mode). These glasses usually operate in two modes: (1) transparent and (2) darkening. The IR protection in a smart glass can be achieved with an additional IR film. The problems with an IR film are additional cost, an increase in the steps in LCD manufacturing that require additional adhesives, a reduction in light transmission, and a solid (i.e. non-adaptive) IR protection. According to the present invention, it is therefore proposed to use IR dyes in guest host (GH) liquid crystals (LC). A guest-host liquid crystal is a mixture of dichroic dyes (“guest”) and a liquid crystal (“host”). The dyes are used to improve the optical properties of the liquid crystal (such as the color of the mixture and the light transmittance). If the liquid crystal molecules change their orientation, the dye orientation also changes together with the liquid crystal molecules. The direction of absorption changes and the light transmission can be modulated. The concentration of these dyes is advantageously 1 to 5% of the total mixture.

Einige dieser Farbstoffe können besondere Eigenschaften wie eine Infrarot-absorption des gesamten Spektrums haben. Besonders vorteilhaft hat sich erfindungsgemäß dabei die Verwendung von zumindest einem der folgenden Stoffe herausgestellt: Merck IR-140 (C39H34CI3N3O4S2), Merck IR-144 (C50H58N4O8S2 . C6H15N), Tokyo Chemical Industry TCI-B4361(C28H20NiS4) oder Tokyo Chemical Industry TCI-B1350 (C32H30N2NiS4). IR-140 und IR-144 haben eine Infrarot-Absorption zwischen 800 und 950 nm, TCI-B4361 hat eine Infrarot-Absorption zwischen 750 und 1050 nm und TCI-B1350 hat eine Infrarot-Absorption zwischen 1000 und 1350 nm. Als Referenz reicht der größte Teil des infraroten Sonnenspektrums von 780 nm bis 1250 nm. Nach einer Vielzahl von Versuchen wurde festgestellt, dass sich speziell diese Farbstoffe hervorragend für den IR-Schutz, da sie einen optimalen Infrarotschutz bieten und gleichzeitig auch eine hohe Durchlässigkeit im transparenten Modus des Scheibenelements erlauben. Some of these dyes can have special properties such as infrared absorption of the entire spectrum. The use of at least one of the following substances has proven particularly advantageous according to the invention: Merck IR-140 (C39H34CI3N3O4S2), Merck IR-144 (C50H58N4O8S2. C6H15N), Tokyo Chemical Industry TCI-B4361 (C28H20NiS4) or Tokyo Chemical Industry TCI-B1350 (C32H30N2NiS4). IR-140 and IR-144 have an infrared absorption between 800 and 950 nm, TCI-B4361 has an infrared absorption between 750 and 1050 nm and TCI-B1350 has an infrared absorption between 1000 and 1350 nm Most of the infrared sun spectrum from 780 nm to 1250 nm. After a large number of experiments, it was found that these dyes in particular are excellent for IR protection, since they offer optimal infrared protection and at the same time also allow high transparency in the transparent mode of the pane element .

Durch die Verwendung des IR-Farbstoffes in Guest-Host des adaptiven Scheibenelements absorbiert der IR-Farbstoff (Dye) einen Teil der IR-Strahlung. Bei IR-Farbstoffen erfolgt die IR-Absorption meist im Abdunkelungsmodus. Die IR-Absorption im transparenten Modus ist minimal. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die zweite Flüssigkristallschicht eine Guest-Host Flüssigkristallschicht sein die einen IR-Farbstoff umfasst.By using the IR dye in the guest host of the adaptive disk element, the IR dye (dye) absorbs some of the IR radiation. With IR dyes, the IR absorption mostly takes place in the darkening mode. The IR absorption in transparent mode is minimal. According to an advantageous development, the second liquid crystal layer can be a guest-host liquid crystal layer which comprises an IR dye.

Das Scheibenelement kann als Sicherheitsglas zum Einsatz als Fahrzeugscheibe ausgestaltet sein. Als Sicherheitsglas ist dabei insbesondere ein Scheibenaufbau zu verstehen, der die Anforderung gemäß der ECE Vorschriften R43: Addendum 42, Revision 3, August 2009, 2012 erfüllt.The pane element can be designed as safety glass for use as a vehicle pane. A safety glass is to be understood in particular as a pane structure that fulfills the requirement according to ECE regulations R43: Addendum 42, Revision 3, August 2009, 2012.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste und zweite Flüssigkristallschicht unabhängig voneinander ansteuerbar sein.According to an advantageous development, the first and second liquid crystal layers can be controlled independently of one another.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann der IR-Farbstoff zumindest einen der folgenden Stoffe umfassen: Merck IR-140, Merck IR-144, Merck IR-895, Merck IR-1048, Merck IR-1061, TCI-B4361, oder TCI-B1350.According to an advantageous further development, the IR dye can comprise at least one of the following substances: Merck IR-140, Merck IR-144, Merck IR-895, Merck IR-1048, Merck IR-1061, TCI-B4361, or TCI-B1350.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Flüssigkristallschicht beabstandet von der zweiten Flüssigkristallschicht angeordnet sein.According to an advantageous development, the first liquid crystal layer can be arranged at a distance from the second liquid crystal layer.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Flüssigkristallschicht zum Abdunkeln des Scheibenelements bei einer elektromagnetischen Strahlung im Bereich des sichtbaren Lichts vorgesehen sein (besonders bevorzugt im spektralen Bereich von 380 bis 780 nm), und die zweite Flüssigkristallschicht zum Abdunkeln des Scheibenelements bei einer elektromagnetischen Strahlung im Bereich von Infrarotstrahlung vorgesehen sein.According to an advantageous development, the first liquid crystal layer can be provided for darkening the pane element with electromagnetic radiation in the visible light range (particularly preferably in the spectral range from 380 to 780 nm), and the second liquid crystal layer for darkening the pane element with electromagnetic radiation in the range be provided by infrared radiation.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Flüssigkristallschicht in einen transparenten-Zustand und in einen abgedunkelten Zustand schaltbar sein und im abgedunkelten Zustand kann die Transmission elektromagnetischer Strahlung durch das Scheibenelement im Bereich des sichtbaren Lichts nur mehr 5% (bevorzugt unter 1%) sein. Daher wird im abgedunkelten Zustand eine Reduktion des Lichtes von 95% (bevorzugt 99%) erreicht. Die Transmission elektromagnetischer Strahlung durch das Scheibenelement im Bereich der Infrarotstrahlung kann dabei im Wesentlichen unverändert sein (bspw. Veränderung kleiner gleich 1%).According to an advantageous development, the first liquid crystal layer can be switched into a transparent state and into a darkened state, and in the darkened state the transmission of electromagnetic radiation through the pane element in the range of visible light can only be 5% (preferably below 1%). Therefore, a reduction in light of 95% (preferably 99%) is achieved in the darkened state. The transmission of electromagnetic radiation through the pane element in the area of infrared radiation can be essentially unchanged (for example, change less than or equal to 1%).

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die zweite Flüssigkristallschicht in einen transparenten-Zustand und in einen abgedunkelten Zustand schaltbar sein und im abgedunkelten Zustand kann die Transmission elektromagnetischer Strahlung durch das Scheibenelement im Bereich der Infrarotstrahlung um mindestens 70% reduziert sein (bevorzugt um 90 %) und die Transmission elektromagnetischer Strahlung durch das Scheibenelement kann im Bereich des sichtbaren Lichts im Wesentlichen unverändert sein (bspw. Veränderung kleiner gleich 1%).According to an advantageous further development, the second liquid crystal layer can be switched into a transparent state and into a darkened state, and in the darkened state the transmission of electromagnetic radiation through the pane element can be reduced by at least 70% (preferably by 90%) in the area of infrared radiation Transmission of electromagnetic radiation through the pane element can be essentially unchanged in the range of visible light (for example change less than or equal to 1%).

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die zweite Flüssigkristallschicht zumindest in einen ersten Zustand geschaltet werden, in dem die Infrarotdurchlässigkeit maximiert ist, und in einem zweiten Zustand, in dem die Infrarotdurchlässigkeit minimiert ist und im zweiten Zustand der zweiten Flüssigkristallschicht kann die Infrarotdurchlässigkeit des adaptiven Scheibenelements 5% oder weniger sein.According to an advantageous development, the second liquid crystal layer can be switched to at least a first state in which the infrared transmission is maximized, and in a second state in which the infrared transmission is minimized and in the second state of the second liquid crystal layer the infrared transmission of the adaptive disk element can be 5%. or less.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann bei abgedunkelter zweiter Flüssigkristallschicht und transparenter erster Flüssigkristallschicht, die spektrale Transmission des Scheibenelements bei einer Wellenlänge im Teilmengenbereich zwischen 780nm bis 3000nm auf unter 30% reduziert sein.According to an advantageous development, with a darkened second liquid crystal layer and a transparent first liquid crystal layer, the spectral transmission of the pane element can be reduced to less than 30% at a wavelength in the partial quantity range between 780 nm and 3000 nm.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die erste Flüssigkristallschicht und/oder die zweite Flüssigkristallschicht in einzelne Segmente entlang der Fläche des Scheibenelements aufgeteilt sein, welche unabhängig voneinander ansteuerbar sind, sodass selektierbare Bereiche des Scheibenelements in verschiedene Zustände schaltbar sind. Vorteilhaft weist jede der zwei Flüssigkristallschichten Segmente auf, wobei der Abstand zweier benachbarter Segmente in einer Schicht < 70 µm ist. Durch diesen geringen Abstand ist es möglich, die optischen Eigenschaften der Scheibe weiter zu erhöhen. Zwischen zwei benachbarten Segmenten kann eine Lücke vorgesehen sein, welche frei bleibend ist, sodass insbesondere keine Abgrenzungen zwischen den benachbarten Segmenten vorgesehen sind (=abgrenzungsfreie Segmentanordnung). Durch die Vermeidung von Abgrenzungen zwischen benachbarten Segmenten ist es möglich, einen sehr kleinen Abstand zwischen zwei benachbarten Segmenten zu erreichen.According to an advantageous development, the first liquid crystal layer and / or the second liquid crystal layer can be divided into individual segments along the surface of the pane element, which can be controlled independently of one another, so that selectable regions of the pane element can be switched to different states. Each of the two liquid crystal layers advantageously has segments, the distance between two adjacent segments in one layer being <70 μm. This small distance makes it possible to further increase the optical properties of the pane. A gap, which remains free, can be provided between two adjacent segments is, so that in particular there are no delimitations between the adjacent segments (= delimitation-free segment arrangement). By avoiding delimitation between adjacent segments, it is possible to achieve a very small distance between two adjacent segments.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung können die Segmente der ersten Flüssigkristallschicht und die der zweiten Flüssigkristallschicht gleich sein, sodass einzeln ansteuerbare Pixel gebildet werden, welche in Reihen und Zeilen über die gesamte Fläche des Scheibenelements verteilt sind wobei jedes Pixel in zumindest vier Modi schaltbar ist. Vorteilhaft können die Flüssigkristallschichten in Teilbereiche unterteilt sein, welche kleiner oder gleich 0,5mm * 0,5mm sind und über das gesamte Scheibenelement vorgesehen sind.According to an advantageous development, the segments of the first liquid crystal layer and those of the second liquid crystal layer can be the same, so that individually controllable pixels are formed, which are distributed in rows and lines over the entire surface of the pane element, each pixel being switchable in at least four modes. The liquid crystal layers can advantageously be subdivided into subregions which are less than or equal to 0.5 mm * 0.5 mm and are provided over the entire pane element.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung können die erste und zweite Scheibe die Außenscheiben des adaptiven Scheibenelements bilden. Nach einer vorteilhaften Weiterbildung können die Elektroden zur Ansteuerung der ersten Flüssigkristallschicht auch für die Ansteuerung der zweiten Flüssigkristallschicht verwendet werden.According to an advantageous development, the first and second disks can form the outer disks of the adaptive disk element. According to an advantageous development, the electrodes for driving the first liquid crystal layer can also be used for driving the second liquid crystal layer.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann das Scheibenelement in zumindest vier Modi schaltbar sein, wobei in einem ersten Modus das Scheibenelement transparent geschalten ist bei maximaler Infrarot-Durchlässigkeit und dazu die erste und zweite Flüssigkristallschicht deaktiviert sind; in einem zweiten Modus das Scheibenelement abgedunkelt geschaltet ist bei maximierter Infrarot-Durchlässigkeit und dazu die erste Flüssigkristallschicht aktiviert ist und die zweite Flüssigkristallschicht deaktiviert ist; in einem dritten Modus das Scheibenelement transparent geschaltet ist bei reduzierter Infrarot-Durchlässigkeit und dazu die erste Flüssigkristallschicht deaktiviert ist und die zweite Flüssigkristallschicht aktiviert ist; und in einem vierten Modus das Scheibenelement abgedunkelt geschaltet ist bei reduzierter Infrarot-Durchlässigkeit und dazu die erste Flüssigkristallschicht aktiviert ist und die zweite Flüssigkristallschicht aktiviert ist.According to an advantageous further development, the pane element can be switched in at least four modes, the pane element being switched transparently in a first mode with maximum infrared transmission and the first and second liquid crystal layers being deactivated for this purpose; in a second mode, the pane element is switched darkened with maximized infrared transmission and for this purpose the first liquid crystal layer is activated and the second liquid crystal layer is deactivated; in a third mode the pane element is switched to transparent with reduced infrared transmission and for this purpose the first liquid crystal layer is deactivated and the second liquid crystal layer is activated; and in a fourth mode the pane element is switched darkened with reduced infrared transmission and for this purpose the first liquid crystal layer is activated and the second liquid crystal layer is activated.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann eine dritte Flüssigkristallschicht zwischen der ersten und zweiten Scheibe vorgesehen sein, welche eine Leuchtdiodenschicht ist und das adaptive Scheibenelement kann durch Ansteuerung der dritten Flüssigkristallschicht in einen Licht emittierenden Zustand schaltbar sein.According to an advantageous development, a third liquid crystal layer can be provided between the first and second pane, which is a light-emitting diode layer, and the adaptive pane element can be switchable to a light-emitting state by driving the third liquid crystal layer.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung kann die zweite Scheibe an einen Fahrzeuginnenraum grenzen und die erste Scheibe kann an die Fahrzeugumgebung grenzen und die zweite Flüssigkristallschicht kann näher an der ersten Scheibe angeordnet sein als die erste Flüssigkristallschicht. Bevorzugt kann die zweite Flüssigkristallschicht zwischen der ersten Scheibe und der ersten Flüssigkristallschicht angeordnet sein.According to an advantageous development, the second pane can adjoin a vehicle interior and the first pane can adjoin the vehicle surroundings and the second liquid crystal layer can be arranged closer to the first pane than the first liquid crystal layer. The second liquid crystal layer can preferably be arranged between the first wafer and the first liquid crystal layer.

Das adaptive Scheibenelement kann als Verbundscheibe ausgestaltet sein. Die Verbundscheibe kann eine erste und zweite Scheibe umfassen sowie eine erste und zweite Flüssigkristallschicht und zumindest eine Verbindungsschicht zum Verbinden von erster und zweiter Scheibe mit einem Abstand zueinander. Die Flüssigkristallschichten können jeweils zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordnet sein. Alternativ oder zusätzlich kann jede der Flüssigkristallschichten auch auf einer Fläche einer ersten oder zweiten Scheibe aufgebracht sein. Die Transparenz der Verbundscheibe im sichtbaren Bereich des Lichts kann durch Ansteuerung der ersten Flüssigkristallschicht über Elektroden veränderbar sein. Die Verbundscheibe ist vorteilhaft als Sicherheitsscheibe ausgestaltet. Besonders bevorzugt weist die erste Scheibe dazu eine Dicke im Bereich von 0.5-3.5 mm, die Flüssigkristallschichten mit Verbindungschicht eine Dicke im Bereich von 1-20 µm und die zweite Scheibe eine Dicke im Bereich von 1- 20 µm auf. Dadurch können vorteilhaft die Erfordernisse für ein Sicherheitsglas bei optimalem Gewicht und Transmissionsverhalten erreicht werden.The adaptive disc element can be designed as a composite disc. The composite pane can comprise a first and a second pane as well as a first and second liquid crystal layer and at least one connecting layer for connecting the first and the second pane at a distance from one another. The liquid crystal layers can each be arranged between the first and the second wafer. Alternatively or additionally, each of the liquid crystal layers can also be applied to a surface of a first or second pane. The transparency of the composite pane in the visible range of light can be changeable by controlling the first liquid crystal layer via electrodes. The composite pane is advantageously designed as a safety pane. For this purpose, the first pane particularly preferably has a thickness in the range from 0.5-3.5 mm, the liquid crystal layers with a connecting layer have a thickness in the range from 1-20 μm and the second pane has a thickness in the range from 1- 20 μm. As a result, the requirements for safety glass with optimum weight and transmission behavior can advantageously be achieved.

Die Verbundscheibe kann als abdunkelbares Panel für ein Gebäude oder Fahrzeuge ausgestaltet sein, welches eine Vielzahl von einzelnen abdunkelbaren Pixeln umfasst. Die einzelnen Pixel können in einer Matrixform angeordnet sein, sodass eine Matrix von n Zeilen und n Spalten entsteht. Das abdunkelbare Panel kann zudem eine Vielzahl von (zumindest zwei separate) Flüssigkristallschichten umfassen, sodass jeder Pixel separat (im Bericht es sichtbaren Lichts bzw. im IR Bereich) abgedunkelt werden kann, durch Anlegen einer Spannung. Die Transparenz des abdunkelbaren Panels kann stufenlos variierbar sein, z. B. durch Variieren der angelegten Spannung. Die Pixel können vorteilhaft zudem mit unterschiedlichen Farben ausgestaltet sein.The composite pane can be designed as a black-out panel for a building or vehicle, which comprises a large number of individual black-out pixels. The individual pixels can be arranged in a matrix form, so that a matrix of n rows and n columns is created. The darkened panel can also comprise a plurality of (at least two separate) liquid crystal layers, so that each pixel can be darkened separately (in the report of visible light or in the IR range) by applying a voltage. The transparency of the darkened panel can be varied continuously, e.g. B. by varying the applied voltage. The pixels can also advantageously be designed with different colors.

Bevorzugt kann in Abhängigkeit der Helligkeit bzw. des Lichteinfalls in das Fahrzeug bzw. den Lichtquellen innerhalb des Fahrzeugs die Verbundscheibe abgedunkelt werden. Dazu kann ein Lichtsensor vorgesehen sein.Depending on the brightness or the incidence of light in the vehicle or the light sources within the vehicle, the composite pane can preferably be darkened. A light sensor can be provided for this.

Zudem kann abhängig von einer vorbestimmbaren Innentemperatur des Fahrzeugs die zweite Flüssigkristallschicht (d.h. Schicht nur für IR-Abdunkelung) ansteuerbar sein, bevorzugt automatisch in Abhängigkeit einer gemessenen Temperatur. Daher kann beispielsweise im Winter die zweite Flüssigkristallschicht transparent geschaltet sein um die Temperatur im Innenraum zu erhöhen, bei entsprechendem Lichteinfall. Im Sommer hingegen, kann die zweite Flüssigkristallschicht abgedunkelt sein, sodass eine Temperaturerhöhung im Innenraum des Fahrzeugs reduziert/vermieden werden kann. Mit anderen Worten kann die zweite Flüssigkristallschicht in Abhängigkeit einer gewünschten Temperatur, bspw. Innentemperatur und/oder Außentemperatur angesteuert werden, ohne dabei den Lichteinfall im sichtbaren Licht wesentlich zu beeinflussen.In addition, depending on a predeterminable internal temperature of the vehicle, the second liquid crystal layer (ie layer only for IR darkening) can be controlled, preferably automatically depending on a measured temperature. Therefore, for example, the second liquid crystal layer can be switched transparent in winter in order to increase the temperature in the interior, if appropriate Incidence of light. In summer, however, the second liquid crystal layer can be darkened so that a temperature increase in the interior of the vehicle can be reduced / avoided. In other words, the second liquid crystal layer can be controlled as a function of a desired temperature, for example internal temperature and / or external temperature, without significantly influencing the incidence of light in visible light.

Die zweite Flüssigkristallschicht kann vorteilhaft automatisch in den abgedunkelten Zustand geschaltet werden, wenn die Temperatur an zumindest einer der Außenseiten der Scheiben größer als 20°C, bevorzugt größer als 25°C ist.The second liquid crystal layer can advantageously be switched automatically into the darkened state if the temperature on at least one of the outer sides of the panes is greater than 20 ° C., preferably greater than 25 ° C.

Ein System mit einem erfindungsgemäßen Scheibenelement kann einen optischen Sensor umfassen, der dazu eingerichtet ist, die Helligkeit außerhalb des Fahrzeugs bzw. Gebäudes und/oder innerhalb des Fahrzeugs bzw. Gebäudes zu erkennen. Über eine Steuereinrichtung kann das Scheibenelement entsprechend dem Signal des optischen Sensors angepasst werden, um so die Abdunkelung anzusteuern. Bei hellen Lichtverhältnissen, bspw. durch direkte Sonneinstrahlung, kann somit das Scheibenelement stark verdunkelt werden. Beispielsweise kann auch bei einer Fahrt durch einen Tunnel und entsprechend reduzierten Licht-/Helligkeitsverhältnissen das Scheibenelement aufgehellt werden, sodass wiederum eine optimale Sicht gewährleistet werden kann. Weiter vorteilhaft ist eine Steuervorrichtung vorgesehen zum stufenlosen Einstellen der Transparenz des Scheibenelements.A system with a pane element according to the invention can comprise an optical sensor which is set up to detect the brightness outside the vehicle or building and / or inside the vehicle or building. The pane element can be adapted according to the signal of the optical sensor via a control device in order to control the darkening. In bright lighting conditions, for example due to direct sunlight, the pane element can thus be darkened considerably. For example, the window element can also be brightened when driving through a tunnel and correspondingly reduced light / brightness conditions, so that in turn an optimal view can be guaranteed. A control device is also advantageously provided for the continuous adjustment of the transparency of the pane element.

Zudem ist eine dynamische Ansteuerung der zwei Flüssigkristallschichten möglich, wobei lediglich einzelne Teilflächen oder Pixel dunkel geschalten werden können und zwar nur jene Pixel oder Teilbereiche für welche einer Abdunkelung erwünscht ist. Beispielsweise kann daher abhängig von eintretenden Sonnenstrahlen jede der Flüssigkristallschichten derart angesteuert werden, dass lediglich Bereiche mit direkter Sonneneinstrahlung abgedunkelt werden. Die Ansteuerung der Pixel kann somit synchron zur Position der Somme bzw. den einfallenden Strahlen angesteuert werden. Durch diesen hochdynamischen Steuerungsprozess kann ein optimales Abdunkeln des Scheibenelements gewährleistet werden, wobei die abgedunkelte Fläche auf ein Mindestmaß reduziert werden kann.In addition, dynamic control of the two liquid crystal layers is possible, only individual partial areas or pixels being able to be switched dark, and only those pixels or partial areas for which darkening is desired. For example, depending on the incoming sun rays, each of the liquid crystal layers can be controlled in such a way that only areas with direct solar radiation are darkened. The control of the pixels can thus be controlled synchronously with the position of the summer or the incident rays. This highly dynamic control process ensures optimal darkening of the pane element, with the darkened area being reduced to a minimum.

Die Schaltzeiten der Flüssigkristallschichten sind bevorzugt jeweils < 1 Sekunde und weiter bevorzugt < 0,5 Sekunden was insbesondere durch Verwendung einer Overdrive-Technik erreicht wird. Hierzu wird an die LCD-Zelle kurzzeitig eine höhere Spannung angelegt, als die für den eigentlichen Helligkeitswert erforderlich wäre. Durch die kurze Überspannung (Overshot) werden die trägen Flüssigkristalle regelrecht aus ihrer Lage gerissen und richten sich wesentlich schneller aus. Durch diese kurzen Schaltzeiten ist es möglich, sehr schnell die Verbundscheibe von einem Zustand der maximalen Lichtdurchlässigkeit in einen Zustand der reduzierten Lichtdurchlässigkeit zu schalten. Vorteilhaft können die Flüssigkristallschichten derart angesteuert werden, dass die Schaltzeiten in der Geschwindigkeit stufenlos schaltbar sind bspw. durch entsprechende Anpassung der Ansteuerspannung der Elektroden. Die Flüssigkristallschichten sind daher vorteilhaft derart ausgebildet, dass die Schaltgeschwindigkeiten stufenlos einstellbar sind. Zur Ansteuerung der Verbundscheibe kann die Vorrichtung und das Verfahren zur Vermeidung bzw. Reduzierung der Blendwirkung gemäß der DE 10 2011 084 730 A1 verwendet werden. Der Offenbarungsgehalt der Schrift DE 10 2011 084 730 A1 wird in die vorliegende Anmeldung vollumfänglich mitaufgenommen.The switching times of the liquid crystal layers are each preferably <1 second and more preferably <0.5 seconds, which is achieved in particular by using an overdrive technique. For this purpose, a higher voltage is briefly applied to the LCD cell than would be required for the actual brightness value. Due to the short over-voltage, the inert liquid crystals are literally torn out of their position and align much faster. These short switching times make it possible to switch the composite pane very quickly from a state of maximum light transmission to a state of reduced light transmission. The liquid crystal layers can advantageously be controlled in such a way that the switching times can be steplessly switched in speed, for example by correspondingly adapting the control voltage of the electrodes. The liquid crystal layers are therefore advantageously designed such that the switching speeds are infinitely adjustable. To control the composite pane, the device and the method for avoiding or reducing the glare effect according to the DE 10 2011 084 730 A1 be used. The revelation content of the writing DE 10 2011 084 730 A1 is fully incorporated into the present application.

Weiter bevorzugt können die Flüssigkristallschichten jeweils als polarisationsfreie, homöotrop ausgerichtete Struktur ausgestaltet sein, sodass die Transmissionsanforderungen gemäß der ECE Verordnung R43, Addendum 4.2, Revision 3, August 29, 2012 erfüllt werden können. Zudem kann die Flüssigkristallschicht als elektrisch steuerbares doppelbrechendes nematisches Flüssigkeitsdisplay ausgestaltet sein, um maximale Kontrastverhältnisse zu ermöglichen.More preferably, the liquid crystal layers can each be designed as a polarization-free, homeotropically oriented structure, so that the transmission requirements according to ECE Regulation R43, Addendum 4.2, Revision 3, August 29, 2012 can be met. In addition, the liquid crystal layer can be designed as an electrically controllable birefringent nematic liquid display in order to enable maximum contrast ratios.

Die Verbundscheibe kann eine Verbindungsschicht aufweisen, welche eine doppelbrechungsfreie Klebeschicht ist. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, die Transmissionseigenschaften der Verbundscheibe weiter zu verbessern, sodass die maximale Transmission des Scheibenverbundelements bevorzugt > 70 % ist. Durch die Verwendung der doppelbrechungsfreien Klebeschicht als Verbindung zwischen der ersten und zweiten Scheibe ist es zudem möglich, ein Sicherheitsglas zum Einsatz als Fahrzeugscheibe bereitzustellen. Insbesondere erfüllt dieses Sicherheitsglas die Voraussetzungen der ECE Vorschriften R43: Addendum 42, Revision 3, August 29, 2012.The composite pane can have a connecting layer, which is a birefringence-free adhesive layer. This advantageous embodiment makes it possible to further improve the transmission properties of the composite pane, so that the maximum transmission of the pane composite element is preferably> 70%. By using the birefringence-free adhesive layer as a connection between the first and second pane, it is also possible to provide a safety glass for use as a vehicle pane. In particular, this safety glass meets the requirements of ECE regulations R43: Addendum 42, Revision 3, August 29, 2012.

Jede der zwei Flüssigkristallschichten kann ein Flüssigkristallmaterial aufweisen, welches eine negative elektrische Anisotropie zeigt und welches im ausgeschalteten Zustand (insbesondere spannungsfreier Zustand) eine homöotrope Ausrichtung aufweist. Vorteilhaft weist jede Flüssigkristallschicht ein Kunststoffsubstrat mit einer Dicke von 50 bis 300 µm auf oder ein Glassubstrat mit einer Dicke von 50 bis 150 µm auf.Each of the two liquid crystal layers can have a liquid crystal material which exhibits a negative electrical anisotropy and which has a homeotropic orientation in the switched-off state (in particular a voltage-free state). Each liquid crystal layer advantageously has a plastic substrate with a thickness of 50 to 300 μm or a glass substrate with a thickness of 50 to 150 μm.

Das Scheibenelement kann vorteilhaft die folgenden Komponenten in der angegebenen Reihenfolge umfassen: Erste Scheibe aus Glas/ Klebefolie als Verbindungsschicht (bevorzugt: PVB (Polyvinylbutyral), PET (Polyethylenterephthalat), PVC (Polyvinylchlorid), PU (Polyurethane), COP (Cyclic Olefin Polymer), EVA, co-PC (Co- Polycarbonat)) /-zweite Flüssigkristallschicht /-erste Flüssigkristallschicht/Klebefolie als Verbindungsschicht/zweite Scheibe aus Glas.The pane element can advantageously comprise the following components in the order given: first pane made of glass / adhesive film as the connecting layer (preferably: PVB ( Polyvinyl butyral), PET (polyethylene terephthalate), PVC (polyvinyl chloride), PU (polyurethane), COP (cyclic olefin polymer), EVA, co-PC (co-polycarbonate)) / second liquid crystal layer / first liquid crystal layer / adhesive film as connecting layer / second Glass pane.

Das Scheibenelement kann zusätzlich optische Filterschichten aufweisen, wobei vorteilhaft diese optischen Filterschichten zumindest einen UV-Dünnschichtkantenfilter und/oder eine Kunststofffolie mit eingearbeitetem Farbstoff und/oder einen UV-Dünnschichtkantenfilter umfasst. Das Scheibenelement kann vorteilhaft zwei Antireflexbeschichtungen aufweisen, wobei zumindest eine Antireflexbeschichtung Titandioxid oder Siliziumdioxid enthält.The disk element can additionally have optical filter layers, these optical filter layers advantageously comprising at least one UV thin-film edge filter and / or a plastic film with an incorporated dye and / or a UV thin-film edge filter. The pane element can advantageously have two antireflection coatings, at least one antireflection coating containing titanium dioxide or silicon dioxide.

Besonders vorteilhaft kann eine elektrisch schaltbare Flüssigkristallspiegelschicht zwischen erster und zweiter Flüssigkristallschicht angeordnet sein. Durch diese zusätzliche Schicht lässt sich die Transmission bei Bedarf weiter reduzieren.An electrically switchable liquid crystal mirror layer can be arranged between the first and second liquid crystal layers in a particularly advantageous manner. With this additional layer, the transmission can be further reduced if necessary.

Es sei darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Merkmale allein und in Kombination miteinander verwendet werden können, soweit sich dies insbesondere auch für den Fachmann erschließt. Insbesondere können alle in diesem Dokument beschriebenen Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. Dies gilt vor allem für die in den Ansprüchen dargelegten Merkmale.It should be pointed out that the features described can be used alone and in combination with one another, insofar as this is particularly clear to the person skilled in the art. In particular, all of the features described in this document can be combined with one another in any manner. This applies above all to the features set out in the claims.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen in Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.The invention is described below using examples with reference to the accompanying figures.

FigurenlisteFigure list

1 : LCD architecture
2 : different modes
3 : Transparent, no IR protection
4 : Shade, no IR protection
5 : Shade, IR protection.
6 : Full shade, IR protection
7 : GH LC view

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Die folgenden Merkmale der Ausführungsbeispiele sind im Ganzen oder teilweise kombinierbar und die vorliegende Erfindung ist in keiner Weise auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. In den Zeichnungen werden gleiche bzw. ähnliche Merkmale mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.The following features of the exemplary embodiments can be combined in whole or in part and the present invention is in no way limited to the exemplary embodiments described. In the drawings, the same or similar features are identified by the same reference symbols.

Diese Erfindung betrifft zudem ein intelligentes Glas (Smart Glass) mit Infrarot (IR)-Schutz. Intelligente Gläser sind eine Art Glas, das seine Lichtübertragungseigenschaften ändern kann, wenn elektrischer Strom angelegt wird.This invention also relates to smart glass with infrared (IR) protection. Smart glasses are a type of glass that can change its light transmission properties when electrical power is applied.

Ein Smart Glass kann in einem Fenster eines Fahrzeugs verwendet werden, um das in den Innenraum des Fahrzeugs übertragene Außenlicht zu reduzieren (Abdunkelungsmodus). Diese Gläser operieren normalerweise in zwei Modi: (1) Transparent und (2) Abdunkelung. Der IR-Schutz in einem Smart Glass kann mit einer zusätzlichen IR-Folie erreicht werden. Die Probleme mit einer IR-Folie sind zusätzliche Kosten, eine Erhöhung der Schritte bei der LCD-Herstellung, die zusätzliche Klebstoffe erfordern, und eine Verringerung der Lichtdurchlässigkeit.Smart glass can be used in a window of a vehicle in order to reduce the outside light transmitted into the interior of the vehicle (darkening mode). These glasses usually operate in two modes: (1) transparent and (2) darkening. The IR protection in a smart glass can be achieved with an additional IR film. The problems with an IR film are additional costs, an increase in LCD manufacturing steps that require additional adhesives, and a reduction in light transmission.

Die erfindungsgemäße Lösung schlägt die Verwendung von IR-Farbstoffen in Guest-Host (GH) -Flüssigkristallen (LC) vor. Bevorzugt wird dazu bspw. IR-140 verwendet, siehe [Presnyakov, Vladimir V., and Tigran V. Galstian. „Spectral properties of the IR-140 dye in liquid crystal matrices.“ Applications of Photonic Technology 6. Vol. 5260. International Society for Optics and Photonics, 2003]. In diesem Fall absorbiert der IR-Farbstoff (Dye) einen Teil der IR-Strahlung. Bei IR-Farbstoffen erfolgt die IR-Absorption meist im Abdunkelungsmodus. Die IR-Absorption im transparenten Modus ist minimal.The solution according to the invention proposes the use of IR dyes in guest host (GH) liquid crystals (LC). For example, IR-140 is preferably used, see [Presnyakov, Vladimir V., and Tigran V. Galstian. "Spectral properties of the IR-140 dye in liquid crystal matrices." Applications of Photonic Technology 6th vol. 5260. International Society for Optics and Photonics, 2003]. In this case, the IR dye (dye) absorbs part of the IR radiation. With IR dyes, the IR absorption mostly takes place in the darkening mode. The IR absorption in transparent mode is minimal.

7 zeigt einen GH-LC mit einem IR-Farbstoff. Die Mischung ist zwischen zwei Substraten wie Polycarbonat enthalten. Die Abbildung zeigt die Orientierung der Moleküle für eine Mischung aus einem vertikal ausgerichteten Flüssigkristall („Host“) und einem Farbstoff („Guest“). Wie zu sehen ist, ändern sich die Farbstoffmoleküle zusammen mit den Flüssigkristallmolekülen, wenn die Flüssigkristallmoleküle ihre Orientierung ändern. Infolgedessen ändert sich die Absorptionsachse und die Lichtdurchlässigkeit kann moduliert werden. 7 shows a GH-LC with an IR dye. The mixture is contained between two substrates such as polycarbonate. The figure shows the orientation of the molecules for a mixture of a vertically aligned liquid crystal (“host”) and a dye (“guest”). As can be seen, the dye molecules change along with the liquid crystal molecules as the liquid crystal molecules change their orientation. As a result, the absorption axis changes and the light transmission can be modulated.

Ein ideales intelligentes Fenster in einem Gebäude reduziert die IR-Strahlung im Sommer und ermöglicht die IR-Durchlässigkeit des Gebäudes im Winter. So wird die Temperatur des Gebäudes geregelt. Die vorliegende Erfindung schlägt dazu vor, ein intelligentes Fenster im Abdunkelungmodus zu haben und die IR-Strahlung nur nach Bedarf zu blockieren.An ideal intelligent window in a building reduces IR radiation in summer and enables the building to be IR transparent in winter. This is how the temperature of the building is regulated. The present invention proposes to have an intelligent window in the darkening mode and to block the IR radiation only when necessary.

Um dies zu erreichen, integriert die Smart Glass-Vorrichtung der vorliegenden Erfindung eine Flüssigkristallschicht (LC) und eine zusätzliche zweite Flüssigkristallschicht GH-LC mit einer IR-Farbstoffschicht (IR-LC) zwischen den beiden Gläsern. Somit ist ein unabhängiges Ansteuern des Scheibenelements in verschiedenen Spektralen Bereichen möglich. Nach Bedarf kann somit die Blendwirkung im sichtbaren Bereich reduziert werden, unabhängig von der Reduktion der IR-Strahlung.To achieve this, the smart glass device of the present invention integrates a liquid crystal layer (LC) and an additional second liquid crystal layer GH-LC with an IR dye layer (IR-LC) between the two glasses. Independent control of the disk element in different spectral ranges is thus possible. If necessary, the glare can be reduced be reduced in the visible range, regardless of the reduction in IR radiation.

Ein beispielhafter Aufbau eines Scheibenelements nach der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Das Scheibenelement umfasst die zwei außenliegenden Scheiben (die erste Scheibe S1 und die zweite Scheibe S2 welche bevorzugt aus Glas sind) welche das Scheibenelement begrenzen.An exemplary structure of a disc element according to the present invention is in 1 shown. The disk element comprises the two outer disks (the first disk S1 and the second disc S2 which are preferably made of glass) which delimit the pane element.

Die erste Flüssigkristallschicht LC1 (LC-Schicht) und die zweite Flüssigkristallschicht LC2 (die IR-LC-Schicht) sind zwischen anderen Schichten angeordnet. Die anderen Schichten sind die notwendigen Schichten, damit LC und GH-LC funktionieren. Solche Schichten sind: Polarisatoren, Schutzfilme, Kompensationsfilme (z.B. Triacetat, TAC), leitende Schichten (z.B. Indium Zinnoxid, ITO), Klebstoffe (z.B. optisch klarer Klebstoff, OCA) und Dünnfilmtransistorschichten (TFT). Diese anderen Schichten können Schichten enthalten, die für eine andere Funktion verwendet werden, beispielsweise für den UV-Schutz.The first liquid crystal layer LC1 (LC layer) and the second liquid crystal layer LC2 (the IR-LC layer) are arranged between other layers. The other layers are the necessary layers for LC and GH-LC to work. Such layers are: polarizers, protective films, compensation films (e.g. triacetate, TAC), conductive layers (e.g. indium tin oxide, ITO), adhesives (e.g. optically clear adhesive, OCA) and thin film transistor layers (TFT). These other layers can contain layers that are used for another function, for example for UV protection.

Die Smart Glass-Modi, abhängig davon, welche LC-Schicht aktiv ist, sind in der Tabelle von 2 angegeben.The smart glass modes, depending on which LC layer is active, are in the table of 2 specified.

Im vollständig transparenten Modus ist kein IR-Schutz (bzw. nur minimaler Schutz) vorhanden, wie in 3 dargestellt. Um einen IR-Schutz zu erhalten, muss die IR-LC-Schicht (d.h. die zweite Flüssigkristallschicht LC2) aktiviert sein, wie dargestellt in 5 und 6. Wenn die zweite Flüssigkristallschicht nicht aktiv ist, kann mit der ersten Flüssigkristallschicht LC1 eine Schattierung durchgeführt werden, die die Übertragung von IR-Strahlung ermöglicht, wie dargestellt in 4.In fully transparent mode, there is no IR protection (or only minimal protection), as in 3 shown. To obtain IR protection, the IR-LC layer (ie the second liquid crystal layer LC2 ) must be activated as shown in 5 and 6 , If the second liquid crystal layer is not active, the first liquid crystal layer can LC1 a shading can be performed which enables the transmission of IR radiation, as shown in 4 ,

In einigen Fällen von Flüssigkristallen, z.B. bei GH-LCDs sind die Zwischenzustände zwischen EIN und AUS instabil oder es dauert lange (mehr als 5 Sekunden), um sich zu stabilisieren. Daher werden erfindungsgemäß nur zwei Zustände mit ihrer jeweiligen Durchlässigkeit verwendet (z. B. AUS mit 1% und EIN mit 30%). Um einen anderen Zustand zu erzeugen, wird in der vorliegenden Erfindung eine andere LC-Schicht verwendet (erste Flüssigkristallschicht LC1). Somit ist es möglich einen Halbschatten (siehe 4 und 5) oder einen Vollschatten (siehe 6) zu erreichen.In some cases of liquid crystals, such as GH-LCDs, the intermediate states between ON and OFF are unstable or it takes a long time (more than 5 seconds) to stabilize. Therefore, according to the invention, only two states with their respective permeability are used (e.g. OFF with 1% and ON with 30%). In order to produce a different state, a different LC layer is used in the present invention (first liquid crystal layer LC1). It is therefore possible to use a penumbra (see 4 and 5 ) or a full shade (see 6 ) to reach.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht somit durch Bereitstellung zweier unabhängiger Flüssigkristallschichten für verschiedene spektrale Bereiche eine unabhängige Abdunkelung zu erreichen.The present invention thus makes it possible to achieve independent darkening by providing two independent liquid crystal layers for different spectral ranges.

In einer besonderen Weiterbildung kann zusätzlich eine Leuchtdiodenschicht (Light-LED) zwischen den beiden Scheiben vorgesehen sein. Dadurch ist es möglich zusätzlich auch Licht auszusenden und somit einen Beleuchtungsmodus bereitzustellen. Dazu können bspw. LED-Folien zwischen den Scheiben S1 und S2 angeordnet sein. Besonders vorteilhaft kann eine OLED-Schicht verwendet werden. Die Transparenz des adaptiven Scheibenelements kann durch Ansteuerung der ersten und zweiten Flüssigkristallschicht LC1, LC2 über Elektroden veränderbar sein und die OLED-Schicht kann zur Informationsdarstellung ansteuerbar sein. Weiter Vorteilhaft kann zusätzlich eine adaptive Spiegelschicht vorgesehen sein welche eine elektrisch schaltbare Flüssigkristallspiegelschicht ist.In a special development, a light-emitting diode layer (Light-LED) can additionally be provided between the two panes. This makes it possible to additionally emit light and thus to provide an illumination mode. For example, LED foils between the panes S1 and S2 be arranged. An OLED layer can be used particularly advantageously. The transparency of the adaptive pane element can be controlled by driving the first and second liquid crystal layers LC1 . LC2 can be changed via electrodes and the OLED layer can be controlled for displaying information. Further advantageously, an adaptive mirror layer can additionally be provided, which is an electrically switchable liquid crystal mirror layer.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102017203627 A1 [0003]
DE 102011084730 A1 [0035]

Claims

Adaptive pane element, with - a first and second pane (S1, S2), and - a first liquid crystal layer (LC1), the first liquid crystal layer (LC1) being arranged between the first and second pane (S1, S2) and the transparency of the adaptive Pane element can be changed by driving the first liquid crystal layer (LC1) via electrodes; the adaptive pane element is characterized in that a second liquid crystal layer (LC2) is arranged between the first and second pane (S1, S2), and the IR transmission of the adaptive pane element can be changed by driving the second liquid crystal layer (LC2) via electrodes.

Adaptive disc element after Claim 1 , wherein the second liquid crystal layer comprises a guest-host liquid crystal layer with an IR dye (IR-LC).

Adaptive disc element after Claim 1 or 2 , wherein the first and second liquid crystal layers are independently controllable.

Adaptive disk element according to at least one of the preceding claims, wherein the IR dye (IR-LC) comprises at least one of the following substances: Merck IR-140, Merck IR-144, Merck IR-895, Merck IR-1048, Merck IR-1061 , TCI-B4361, or TCI-B1350.

Adaptive disk element according to at least one of the preceding claims, wherein the first and second liquid crystal layers are arranged at a distance from one another.

Adaptive pane element according to at least one of the preceding claims, wherein the first liquid crystal layer (LC1) is provided for darkening the pane element with electromagnetic radiation in the range of visible light, and the second liquid crystal layer (LC2) for darkening the pane element with electromagnetic radiation in the range of Infrared radiation is provided.

Adaptive disc element according to at least one of the preceding claims, wherein the first liquid crystal layer (LC1) can be switched into a transparent state and into a darkened state and in the darkened state, the transmission of electromagnetic radiation through the pane element in the range of visible light is reduced by at least 80% and the transmission of electromagnetic radiation through the pane element in the range of infrared radiation is essentially unchanged.

Adaptive disc element according to at least one of the preceding claims, wherein the second liquid crystal layer (LC2) can be switched into a transparent state and into a darkened state and in the darkened state, the transmission of electromagnetic radiation through the pane element in the area of infrared radiation is reduced by at least 80% and the transmission of electromagnetic radiation through the pane element in the area of visible light is essentially unchanged.

Adaptive disk element according to at least one of the preceding claims, wherein the second liquid crystal layer (LC2) can be switched at least into a first state in which the infrared transmission is maximized, and in a second state in which the infrared transmission is minimized and in the second state of the second liquid crystal layer (LC2) the infrared transmission of the adaptive disk element is reduced to less than 1%.

Adaptive disk element according to at least one of the preceding claims, wherein in the case of a darkened second liquid crystal layer (LC2) and transparent first liquid crystal layer (LC1), the spectral transmission of the disk element is reduced to less than 1% at a wavelength in the partial quantity range between 780 nm to 3000 nm.

Adaptive pane element according to at least one of the preceding claims, wherein the first liquid crystal layer (LC1) and / or the second liquid crystal layer (LC2) are divided into individual segments along the surface of the pane element, which can be controlled independently of one another, so that selectable regions of the pane element are in different states are switchable.

Adaptive disk element according to the preceding claim, wherein the segments of the first liquid crystal layer (LC1) and second liquid crystal layer (LC2) are the same, so that individually controllable pixels are formed, which are distributed in rows and rows over the entire area of the disk element, each pixel in at least four modes is switchable.

Adaptive disk element according to one of the preceding claims, wherein the first and second disk (S1, S2) form the outer disks of the adaptive disk element.

Adaptive disk element according to one of the preceding claims, wherein the electrodes for driving the first liquid crystal layer (LC1) can also be used for driving the second liquid crystal layer (LC2).

Adaptive disc element according to one of the preceding claims, wherein the disc element is switchable in at least four modes, wherein in a first mode, the pane element is switched to transparent with maximum infrared transmission and for this purpose the first and second liquid crystal layers are deactivated; in a second mode the pane element is switched darkened with maximized infrared transmission and for this purpose the first liquid crystal layer (LC) is activated and the second liquid crystal layer is deactivated; in a third mode, the pane element is switched to transparent with reduced infrared transmission and for this purpose the first liquid crystal layer (LC) is deactivated and the second liquid crystal layer is activated; and in a fourth mode the pane element is switched darkened with reduced infrared transmission and for this purpose the first liquid crystal layer (LC) is activated and the second liquid crystal layer is activated.

Adaptive pane element according to one of the preceding claims, wherein a third liquid crystal layer is provided between the first and second pane (S1, S2), which is a light-emitting diode layer and the adaptive pane element can be switched into a light-emitting state by driving the third liquid crystal layer.

Vehicle with an adaptive pane element according to at least one of the preceding claims, wherein the second pane (S2) borders on a vehicle interior and the first pane (S1) borders on the vehicle surroundings and the second liquid crystal layer (LC2) is arranged closer to the first pane (S1) is as the first liquid crystal layer (LC1), and preferably the second liquid crystal layer (LC2) is arranged between the first wafer (S1) and the first liquid crystal layer (LC1).

Vehicle after Claim 17 , The second liquid crystal layer (LC2) being driven as a function of a predetermined temperature in the interior of the vehicle.

Vehicle after Claim 17 or 18th , wherein the second liquid crystal layer (LC2) is switched to the darkened state when the temperature in the interior of the vehicle is greater than 30 ° C.