DE102022114263A1

DE102022114263A1 - Fahrzeugscheibe mit Scheibenkörper und Flüssigkristallanordnung

Info

Publication number: DE102022114263A1
Application number: DE102022114263.9A
Authority: DE
Inventors: Ziad Toukabri; Domenic Duersch
Original assignee: Webasto SE
Current assignee: Webasto SE
Priority date: 2022-06-07
Filing date: 2022-06-07
Publication date: 2023-12-07

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe, umfassend einen Verbundaufbau, der einen Scheibenkörper (16), der eine äußere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet, und eine Flüssigkristallanordnung umfasst, die eine äußere Folie (24) und eine innere Folie (26) sowie eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen den beiden Folien (24, 26) angeordnet ist, wobei die beiden Folien (24, 26) jeweils an ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite eine Elektrodenschicht (28, 30) aufweisen. Die innere Folie (26) bildet eine innere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe. Mindestens eine der Elektrodenschichten (28, 30) der beiden Folien (24, 26) der Flüssigkristallanordnung ist eine Infrarotstrahlung reflektierende und/oder absorbierende Schicht.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Fahrzeugscheibe ist aus der Druckschrift DE 10 2019 102 025 A1 bekannt und stellt ein Dachelement dar, das gegenüber einem Fahrzeugaufbau verstellbar oder auch feststehend an dem betreffenden Fahrzeug angeordnet sein kann. Die Fahrzeugscheibe hat einen Verbundaufbau, der einen Scheibenaußenkörper und einen Scheibeninnenkörper umfasst, wobei der Scheibenaußenkörper eine äußere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet und der Scheibeninnenkörper eine dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet. Zur Steuerung des Lichteintritts durch die Fahrzeugscheibe ist zwischen dem Scheibenaußenkörper und dem Scheibeninnenkörper eine Flüssigkristallanordnung angeordnet, die zwischen einem Sperrzustand, in dem die Flüssigkristallanordnung nach Art eines Diffusors wirkt, und einem Transmissionszustand schaltbar ist, in dem Licht im Wesentlichen ungestreut durch die Fahrzeugscheibe treten kann. Der Verbundaufbau mit dem Scheibenaußenkörper, dem Scheibeninnenkörper und der Flüssigkristallanordnung hat eine große Dicke, die auch zu einem hohen Eigengewicht führt.
Des Weiteren ist es aus der Praxis bekannt, Fahrzeugscheiben mit einer Folie zu versehen, die Infrarotstrahlung reflektierende und/oder absorbierende Eigenschaften hat. Insbesondere in einem Verbundaufbau mit Scheibenaußenkörper und Scheibeninnenkörper kann eine derartige Folie zwischen den beiden Scheibenkörpern angeordnet sein. Um den Wärmeverlust durch die Fahrzeugscheibe zu verringern, kann an der Innenseite des Verbundaufbaus eine Thermobeschichtung bzw. eine sogenannte Low-E-Beschichtung angeordnet sein, die eine gute Durchlässigkeit für sichtbares Licht, aber eine geringe Durchlässigkeit für Infrarotstrahlung hat und dem entgegenwirkt, dass die Fahrzeugscheibe von Fahrzeuginsassen als kalter Strahler aufgefasst wird. Die zusätzlichen Folien führen zu einer vergrößerten Dicke und zu einem höheren Gewicht der Fahrzeugscheibe.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der einleitend genannten Art ausgebildete Fahrzeugscheibe zu schaffen, die sich durch ein geringes Gewicht und eine geringe Dicke sowie durch zusätzliche Funktionalitäten auszeichnet.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird also eine Fahrzeugscheibe vorgeschlagen, die einen Verbundaufbau aufweist, der einen Scheibenkörper, der eine äußere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet, und eine Flüssigkristallanordnung umfasst, welche eine äußere Folie und eine innere Folie sowie eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen den beiden Folien angeordnet ist. Die beiden Folien weisen jeweils an ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite eine Elektrodenschicht auf. Die innere Folie der Flüssigkristallanordnung bildet eine innere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe. Mindestens eine der Elektrodenschichten der beiden Folien der Flüssigkristallanordnung ist eine Infrarotstrahlung reflektierende und/oder absorbierende Schicht.
Die Fahrzeugscheibe nach der Erfindung kann durch den insbesondere aus Einscheibensicherheitsglas oder Kunststoff gebildeten, einlagigen Scheibenkörper und durch die zusätzliche Funktionalität mindestens einer der Elektrodenschichten in Bezug auf Infrarotstrahlung einerseits eine geringe Dicke und damit ein geringes Eigengewicht aufweisen und andererseits auch die thermischen Bedingungen im Innenraum des betreffenden Fahrzeugs beeinflussen. Die Flüssigkristallanordnung liegt an der Innenseite der Fahrzeugscheibe, so dass deren innere Folie die vom Fahrzeuginnenraum sichtbare Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet. Ein zusätzlicher Scheibeninnenkörper ist nicht vorgesehen.
Die beiden Elektrodenschichten sind mit einer Steuerung bzw. Stromquelle verbunden, so dass an die Flüssigkristallschicht eine Spannung angelegt ist und diese zwischen einem Sperrzustand, in dem ein direkter oder ungestreuter Durchtritt von Licht durch die Fahrzeugscheibe verhindert wird, und einem Transmissionszustand schaltbar ist, in dem Licht zumindest weitgehend ungestreut durch die Fahrzeugscheibe treten kann.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung bilden die Elektrodenschicht der äußeren Folie und die Elektrodenschicht der inneren Folie jeweils eine Infrarotstrahlung reflektierende und/oder absorbierende Schicht. Damit bilden beide Elektrodenschichten, die zur Steuerung der Flüssigkristallschicht erforderlich sind, eine Funktionsschicht in Bezug auf Infrarotstrahlung.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist die Elektrodenschicht der inneren Folie ein Mehrschichtsystem, das eine Reflexionsschicht für Infrarotstrahlung aufweist. Beispielsweise ist das Mehrschichtsystem ein Indiumzinnoxid-Mehrschichtsystem, in dem eine Reflexionsschicht aufgenommen ist, wobei die einzelnen Schichten, zwischen denen die Reflexionsschicht angeordnet ist, jeweils aus Indiumzinnoxid (ITO) gebildet sind.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist die elektrisch leitende Elektrodenschicht der äußeren Folie eine mehrlagige Metallschicht, insbesondere eine mehrlagige Silberschicht, die aus einem Stapel von zwei oder drei oder auch mehr Silberschichten gebildet sein kann und ein Aufdampf- oder Sputtersystem bildet. Eine derartige Metallschicht ist reflektierend für Infrarotstrahlung.
Um den Schichtstapel aus der Flüssigkristallanordnung und dem Scheibenkörper möglichst dünn zu halten, ist die Flüssigkristallanordnung bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ohne Zwischenschaltung weiterer Schichten über eine Klebeschicht direkt an den Scheibenkörper angebunden. Die Klebeschicht kann aus einem drucksensitiven Klebstoff und/oder einer Klebefolie gebildet sein.
Die Folien der Flüssigkristallanordnung, auf denen jeweils die Elektrodenschicht angeordnet ist, umfassen vorzugsweise jeweils eine PET-Folie.
Die Flüssigkristallschicht ist vorzugsweise eine sogenannte PDLC-Schicht (Schicht aus polymerdispergierten Flüssigkristallen).
Die Fahrzeugscheibe kann eine dreidimensionale Wölbung aufweisen, das heißt in Querrichtung und/oder Längsrichtung eine Krümmung aufweisen. Die Krümmung ist von dem Scheibenkörper vorgegeben.
Die Erfindung hat auch ein Fahrzeugdach zum Gegenstand, das eine Fahrzeugscheibe der vorstehend beschriebenen Art umfasst.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstands der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ein Ausführungsbeispiel einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt

1 eine Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung;
2 einen Schnitt durch die Fahrzeugscheibe; und
3 eine schematische Ansicht eines Aufbaus einer Elektrodenschicht der Fahrzeugscheibe.

In 1 ist ein Fahrzeugdach 10 eines ansonsten nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs gezeigt. Das Fahrzeugdach 10 ist als Panoramadach ausgeführt und umfasst ein verstellbares Deckelelement 12 und ein Festdachelement 14, welches gegenüber der Fahrzeugkarosserie starr bzw. unbeweglich angeordnet ist. Das Deckelelement 12 ist Bestandteil eines Dachöffnungssystems. Das Deckelelement 12 und das Festdachelement 14 bilden jeweils eine Fahrzeugscheibe, deren Aufbau anhand der 2 und 3 näher dargestellt ist.
Wie die 2 und 3 zeigen, ist der Grundaufbau der Fahrzeugscheiben des Deckelelements 12 und des Festdachelements 14 gleich. Dieser Grundaufbau stellt jeweils einen Verbundaufbau dar, der einen Scheibenkörper 16 umfasst, der aus einem insbesondere gewölbten Einscheibensicherheitsglas (ESG) gebildet ist und eine der Fahrzeugumgebung zugewandte Sichtfläche der jeweiligen Fahrzeugscheibe bildet. An der Unterseite des Scheibenkörpers 16, die dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist, weist der Verbundaufbau eine PDLC-Anordnung 18 auf, welche also eine Flüssigkristallanordnung ist und welche über eine Klebeschicht 20 aus drucksensitivem Klebstoff direkt an den Scheibenkörper 16 angebunden ist.
Die PDLC-Anordnung 18 umfasst eine eine Flüssigkristallschicht darstellende PDLC-Schicht 22, welche eine Polymermatrix umfasst, in der Flüssigkristalltröpfchen dispergiert eingebettet sind. Die PDLC-Schicht 22 ist an ihrer dem Scheibenkörper 16 zugewandten Oberseite von einer äußeren Folie 24 aus PET (Polyethylenterephthalat) und an ihrer dem Scheibenkörper 16 abgewandten Seite von einer inneren Folie 26 aus PET begrenzt, welche die innere Sichtfläche der betreffenden Fahrzeugscheibe bildet. Gegebenenfalls kann die innere Folie 26 an ihrer dem Fahrzeuginnenraum zugewandten Seite eine Kratzfestbeschichtung aufweisen.
Die äußere PET-Folie 24 trägt an ihrer der PDLC-Schicht 22 zugewandten Seite eine Elektrodenschicht 28, die aus einer zwei- oder dreilagigen Silberschicht gebildet ist und somit eine Infrarotstrahlung reflektierende, elektrisch leitfähige Schicht bildet. Die Elektrodenschicht 28 stellt also ein Mehrschichtsystem dar, das für sichtbares Licht im Wellenlängenbereich zwischen 380 nm und 780 nm durchlässig ist und für Infrarotstrahlung im Wellenlängenbereich über 780 nm reflektierend ist. Dieses kann nach einem Aufdampfverfahren oder Sputterverfahren hergestellt sein.
Die innere Folie 26 trägt an ihrer der PDLC-Schicht 22 zugewandten Seite eine Elektrodenschicht 30, welche aus einem elektrisch leitfähigen Indiumzinnoxid-Mehrschichtsystem gebildet ist, das eine Vielzahl von aufeinander angeordneten Indiumzinnoxidschichten 31 aufweist, zwischen denen eine Infrarotstrahlung reflektierende Schicht 32 eingebettet ist, so dass Infrarotstrahlung aus dem Fahrzeuginnenraum in Richtung desselben zurückreflektiert wird. Die Elektrodenschicht 30 bildet damit eine Thermoschicht bzw. Low-E-Schicht, die insbesondere für langwellige Infrarotstrahlung reflektierend ist und für sichtbares Licht transparent ist.
Bezugszeichenliste

10: Fahrzeugdach
12: Deckelelement
14: Festdachelement
16: Scheibenkörper
18: PDLC-Anordnung
20: Klebeschicht
22: PDLC-Schicht
24: äußere Folie
26: innere Folie
28: Elektrodenschicht
30: Elektrodenschicht
31: Indiumzinnoxidschicht
32: Infrarotstrahlung reflektierende Schicht

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102019102025 A1 [0002]

Claims

Fahrzeugscheibe, umfassend einen Verbundaufbau, der einen Scheibenkörper (16), der eine äußere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet, und eine Flüssigkristallanordnung umfasst, die eine äußere Folie (24) und eine innere Folie (26) sowie eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen den beiden Folien (24, 26) angeordnet ist, wobei die beiden Folien (24, 26) jeweils an ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite eine Elektrodenschicht (28, 30) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Folie (26) eine innere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet und dass mindestens eine der Elektrodenschichten (28, 30) der beiden Folien (24, 26) der Flüssigkristallanordnung eine Infrarotstrahlung reflektierende und/oder absorbierende Schicht ist.
Fahrzeugscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenschicht (28) der äußeren Folie (24) und die Elektrodenschicht (30) der inneren Folie (26) jeweils eine Infrarotstrahlung reflektierende und/oder absorbierende Schicht bilden.
Fahrzeugscheibe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenschicht (30) der inneren Folie (26) ein Mehrschichtsystem ist, das eine Reflexionsschicht aufweist.
Fahrzeugscheibe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrschichtsystem ein Indiumzinnoxid-Mehrschichtsystem ist.
Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektrodenschicht (28) der äußeren Folie (24) eine mehrlagige Metallschicht, insbesondere eine mehrlagige Silberschicht ist.
Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristallanordnung über eine Klebeschicht (20) direkt an den Scheibenkörper (16) angebunden ist.
Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Folien (24, 26) jeweils eine PET-Folie umfassen.
Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkristallschicht eine PDLC-Schicht (22) ist.
Fahrzeugdach, umfassend eine Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8.