DE202008008318U1

DE202008008318U1 - Verbundsubstratelement

Info

Publication number: DE202008008318U1
Application number: DE202008008318U
Authority: DE
Original assignee: Schott AG
Current assignee: Schott AG
Priority date: 2008-06-20
Filing date: 2008-06-20
Publication date: 2009-10-29
Anticipated expiration: 2018-06-21

Abstract

Verbundsubstratelement, umfassend wenigstens ein erstes scheibenförmiges Element; wenigstens ein zweites scheibenförmiges Element; wenigstens eine Verbundeinrichtung zum Verbinden von erstem und zweitem scheibenförmigen Element mit einem Abstand zueinander, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und zweiten scheibenförmigen Element ein Elektrolumineszenz-Element angeordnet ist.

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verbundsubstratelement, insbesondere ein Verbundglaselement, umfassend wenigstens ein erstes scheibenförmiges Element und ein zweites scheibenförmiges Element, wobei das erste scheibenförmige Element und das zweite scheibenförmige Element einen Abstand zueinander aufweisen und mit einer Verbindungsvorrichtung miteinander verbunden sind. Zwischen dem ersten und zweiten scheibenförmigen Element ist ein weiteres Substrat mit einer durch ein elektrisches Feld anregbaren Leuchtsubstanz angeordnet.
Stand der Technik
Verbundglasscheiben werden insbesondere im Architekturbereich immer mehr eingesetzt, wobei die Gestaltungsmöglichkeiten durch verschiedene Ausgestaltungen der Verbundglasscheiben vergrößert werden. Von großem Interesse ist hierbei eine Kopplung von dekorativen mit lichttechnischen Effekten.
So beschreibt die WO 2005/104625 ein Beleuchtungsschichtsystem mit einem Glassubstrat als Trägermaterial für eine elektrisch leitende Beschichtung, gegebenenfalls eine Diffusionsbarriereschicht zwischen dem Glassubstrat und der elektrisch leitenden Beschichtung, eine erste Elektrode über der elektrisch leitenden Beschichtung sowie eine zweite Elektrode, wobei zwischen der ersten und der zweiten Elektrode eine elektrolumineszierende Schicht und/oder weitere Leuchtmittel, wie z. B. Leuchtdioden vorgesehen sind. Die zweite Elektrode wird mit einem weiteren transparenten Substrat abgedeckt. Nachteilig an dieser Anordnung ist der sehr hohe Aufwand bei der Herstellung und eine bauliche Einschränkung insbesondere bei einer Kombination von elektrolumineszierender Schicht und weiteren Leuchtmitteln, wie z. B. Leuchtdioden.
Aufgabe der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es somit, die Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden. Insbesondere soll ein Verbundsubstratelement angegeben werden, dass eine getrennte Anordnung einer elektrolumineszierenden Schicht mit ihren Elektroden und gegebenenfalls weiterer Leuchtmittel, wie z. B. Leuchtdioden in einem Verbundsubstratelement ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Beeinflussung des Lichteffektes einer elektrolumineszierenden Schicht in einem Verbundsubstratelement durch zumindest ein scheibenförmiges Element eines Verbundsubstratelements, wobei das scheibenförmige Element gleichzeitig eine Schutzfunktion erfüllt.
Lösung der Aufgabe
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verbundsubstratelement mit den Merkmalen des Anspruch 1. Vorteilhafte weitere Ausführungsformen sind Gegenstand der rückbezogenen Unteransprüche.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Elektrolumineszenz-Element mit wenigstens einem ersten scheibenförmigen Element und einem zweiten scheibenförmigen Element verbunden, wobei das Elektrolumineszenz-Element zwischen beiden scheibenförmigen Elementen angeordnet wird. Das Elektrolumineszenz-Element beseht hierbei im Wesentlichen aus einem Trägersubstrat, auf welchem eine ersten und eine zweite Elektrode angeordnet ist und zwischen den Elektroden eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz angeordnet ist.
Mit zumindest einem scheibenförmigen Element kann zumindest ein weiterer elektrischer Verbraucher, wie beispielsweise ein weiteres Leuchtmittel verbunden sein, welches an einen getrennten Stromkreis angeschlossen ist.
Über die Ausgestaltung der scheibenförmigen Elemente und weiterer elektrischer Verbraucher kann der Lichteffekt eines mit dem Verbundsubstratelement verbundenen Elektrolumineszenz-Elements beeinflusst werden. Z. B. kann das Licht zur Farbgestaltung des Elektrolumineszenz-Elements bereichsweise andersfarbig gestaltet oder punktuell verändert oder als Streulicht mit Lichteffekten ergänzt werden.
Das Verbundsubstratelement ist bevorzugt ein Zweischeibenverbundsystem. Je nach Ausgestaltung, zur Herbeiführung weiterer optischer Effekte oder vorteilhafter erfinderischer Lösungen, kann ein erfindungsgemäßes Verbundsubstratelement auch als Drei-, Vier- oder Mehrscheibenverbundsystem ausgebildet werden. Ein Drei- oder Vierscheibenverbundsystem wird insbesondere bei der Integration eines Leuchtmittels oder bei einem Einlaminieren zusätzlicher Dekormaterialien oder Effektfolien bevorzugt. Dekormaterialien können beispielsweise textile Fasern, wie Stoffe oder eine Dekorfolie oder ein Furnier sein. Effektfolien können beispielsweise die Transluszenz des Systemes aktiv oder passiv verändern.
Zwei oder mehrere erfindungsgemäße Schichtsystem-Einheiten können im Verbund zusammen verwendet werden, so dass beispielsweise mehrere Verbunde kombiniert zu großflächigen zwei- oder dreidimensionalen Beleuchtungssystemen zum Einsatz kommen. In einer Ausgestaltung kann es sich hierbei auch um einen Isolierglasverbund handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann zumindest eine äußere Oberfläche des Verbundsubstratelements mit einer Beschichtung versehen werden, welche der Oberfläche einen Selbstreinigungseffekt verleiht. Hierzu werden die Poren der Oberfläche zumindest teilweise oder auch die nach außen gewandte Oberfläche mit einer hydrophoben Schicht beschichtet. Durch die Aufrechterhaltung einer sauberen Oberfläche, zumindest weitestgehend frei von Verschmutzung, kann der im Innern des Verbundsubstratelements erzeugte Lichtstrom auch langfristig ohne eine Filterung infolge einer verschmutzten Oberfläche nach außen strahlen.
Vorteilhaft wird die hydrophobe Substanz mit einer Schichtdicke von etwa einer zumindest teilweisen Abdeckung einer molekularen Monolage bis etwa 200 nm, bevorzugt von etwa einer molekularen Monolage bis etwa 50 nm aufgebracht und umfasst eine Substanz, welche aus der Gruppe ausgewählt ist, die Silane, vorzugsweise Fluoralkylsilane, Chloralkylsilane, Kohlenwasserstoff-Verbindungen mit zumindest einem unpolaren Rest, unpolare Kohlenwasserstoff-Verbindungen, Silikone und deren Mischungen enthält oder aus diesen besteht.
Eine solche hydrophobe Substanz ist in der DE 10 2005 020 168 A1 „Entspiegelungsschicht und Verfahren zu deren Aufbringung” beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich Bezug genommen wird und deren Offenbarung Bestandteil dieser Anmeldung ist.
Die so erzielten selbstreinigenden Eigenschaften der Oberfläche eines erfindungsgemäßen Substratelements vermindern die Verschmutzung der Oberfläche, weil sich Schmutz aufgrund einer reduzierten Kontaktfläche weniger festsetzt und reduzieren und erleichtern den Reinigungsaufwand, weil Schmutz leichter durch z. B. Wasser entfernt werden kann.
Solch ein Selbstreinigungseffekt kann auch durch den Auftrag einer Nanobeschichtung, durch das Aufbringen von Nanostrukturen herbeigeführt werden.
Als scheibenförmige Elemente können vielfältige transparente Materialien eingesetzt werden, je nach bevorzugtem gestalterischen Effekt. Neben dem gestalterischen Effekt wird insbesondere ein Substrat mit möglichst hoher Transmission bevorzugt, um einen möglichst hohen Lichtstrom von der eingearbeiteten elektrolumineszenten Leuchtsubstanz an die Oberfläche des Verbundsubstratelements zu führen. Unter transparentes Material wird hier ein Material, für ein scheibenförmiges Element, mit einer Transmission ≥ 80% im sichtbaren Wellenlängenbereich von 380 nm bis 900 nm, insbesondere von 420 nm bis 800 nm verstanden.
Insbesondere kommt hier ein eisenarmes Glas zur Anwendung, welches vorzugsweise einen Fe₂O₃-Gehalt kleiner 0,05 Gew.-%, vorzugsweise kleiner 0,03 Gew.-% aufweist, da dieses verminderte Absorption aufweist wie beispielsweise ein Kalk-Natron-Glas wie Schott B270, D263, AF45, AF32, SG11 oder ein Floatglas wie beispielsweise Optiwhite^TM der Fa. Pilkington. Soll mit der Anwendung eines erfindungsgemäßen Substratelementes u. a. zusätzlich auch eine Wirkung als Brandsschutzelement erzielt werden, kommt hier ein Borosilikatglas zur Anwendung oder auch ein kristallines oder teilkristallines oder keramisches oder teilkeramisches Material, insbesondere eine Glaskeramik. Für Anwendungen als Verbundsubstratelement im Strahlenschutz, z. B. in Röntgenräumen, kommt ein Strahlenschutzglas, insbesondere gegen ionisierende Strahlung, insbesondere mit einem Bleigehalt in der Glaszusammensetzung von ≥ 50 Gew.-%, bevorzugt > 60 Gew.-%, insbesondere bevorzugt ≥ 65 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt > 70 Gew.-% zur Anwendung. Zur Erzielung besonderer Kontrastwirkungen in der Darstellung des eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Elements kann auch ein Grauglas zur Anwendung kommen.
Um zusätzliche Farbeffekte in der gestalterischen Ausprägung zu integrieren, kommen auch ein durchgefärbtes Glas, ein Dekorglas, insbesondere hergestellt mittels Fusing, Bleiverglasung, Glasverklebung, Bedrucken oder Bemalen oder auch ein Farbeffektglas, insbesondere ein dichroitisches Farbeffektglas zur Anwendung. Weiterhin kann ein scheibenförmiges Element auch ein Kunststoff, insbesondere ein Acrylglas oder auch ein Polycarbonatglas sein.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist zumindest ein scheibenförmiges Element ein zweischichtiges Filterglas, bestehend aus einem farblosen Grundglas, das als Trägermaterial einer dünnen milchfarbenen Überfangschicht zur Erzeugung diffusen, schattenarmen Lichts dient. Solche Gläser werden als Milchüberfanggläser von der SCHOTT AG unter der Bezeichnung OPALIKA^® oder OPALIKA^® plus angeboten. Es können aber auch Gläser mit einer sandgestrahlten oder chemisch geätzten Oberfläche zur Erzeugung eines diffusen, schattenarmen Lichts zur Anwendung kommen.
Solche scheibenförmigen Elemente können gefloatet oder maschinengezogen sein, wobei ihre Oberfläche auch strukturiert sein kann, um bestimmte optische Effekte zu integrieren. Weiterhin können solche scheibenförmigen Elemente insbesondere auch thermisch vorgespannt und somit thermisch gehärtet sein, um das Einsatzspektrum eines erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements im Architekturbereich vor allem bezüglich Sicherheitsstandards zu erhöhen. Die thermische Vorspannung geschieht, ohne dass dadurch die Beschichtung merklichen Schaden nimmt.
Solche scheibenförmigen Elemente haben üblicherweise eine Dicke von 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,7; 0,9; 1,0; 1,1; 1,5; 2; 2,4, 3, 3,85, 4; 4,65, 5; 5,5, 6; 8; 10 oder 12 mm, sie können aber auch für besondere Anwendungen bis 24 mm dick sein. Bevorzugt sind Dicken von 2 bis 12 mm, besonders bevorzugt Dicken von 4 bis 6 mm. Die Dicke kann sich auch über die Ausbreitung der Scheibe hin verändern.
Solche scheibenförmigen Elemente werden üblicherweise als flache Scheiben ausgebildet, jedoch können sie, je nach gestalterischer Freiheit, auch eine gebogene oder gekrümmte Scheibe sein. Die scheibenförmigen Elemente mit einer Dicke bis zu 0,3 mm verleihen Verbundsubstratelement eine Biegsamkeit, die für vielfältige Designlösungen Spielraum bietet.
Bei einem erfindungsgemäßen Verbundsubstratelement wird zwischen den beiden, dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element nächstliegenden scheibenförmigen Elementen, ein Abstand im Bereich von 0,1 bis 5 mm, bevorzugt 0,1 bis 3,5 mm. Der Abstand richtet sich hierbei nach der Dicke der Materialien, welche zwischen den beiden, dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element nächstliegenden scheibenförmigen Elementen angeordnet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements wird in das Verbundsubstratelement mindestens ein elektrischer Verbraucher integriert oder dieser wird so angeordnet, dass er mit dem Ver bundsubstratelement verbunden ist. Solch ein elektrischer Verbraucher kann ein Sensor, insbesondere ein Bewegungsmelder sein, der z. B. als Lichtschalter oder Alarmanlage dient oder er kann ein Lichtschalter, ein Lautsprecher, ein Signalaufnehmer oder ein Signalgeber oder auch ein Display oder ein Projektionsschirm zur Sichtbarmachung projizierter Lichtbilder sein. Vor allem ist solch ein elektrischer Verbraucher eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtmittel, wodurch er neben dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element als zusätzliche Lichtquelle wirkt, welche in das Verbundsubstratelement integriert ist. Hierbei wird insbesondere mindestens eine anorganische Leuchtdiode (LED) oder eine organische Leuchtdiode (OLED) vorgesehen. Die Beleuchtungseinrichtung kann jedoch auch eine Leuchte sein, welche eine Lampe wie beispielsweise eine Glühlampe, Halogenlampe oder eine Lampe mit Leuchtdioden beinhaltet.
In einer Ausführungsform ist der elektrische Verbraucher, insbesondere die Lichtquelle, vorzugsweise eine anorganische Leuchtdiode (LED) oder eine organische Leuchtdiode (OLED), zwischen dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element und dem ersten und/oder dem zweiten scheibenförmigen Element angeordnet. Es kann jedoch zwischen dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element und dem ersten und/oder dem zweiten scheibenförmigen Element zumindest ein weiteres scheibenförmiges Element vorgesehen werden. Der elektrische Verbraucher, insbesondere die Lichtquelle ist je nach Ausführungsform mit dem ersten und/oder dem zweiten scheibenförmigen Element und/oder dem zumindest einen weiteren scheibenförmigen Element verbunden. Hierbei ist die lichtabstrahlende Seite insbesondere der Leuchtdioden vorzugsweise dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element zugewandt.
Je nach gewollter Gestaltung sind aber auch Ausführungsformen vorgesehen, bei denen zumindest ein Teil der Leuchtdioden mit ihrer lichtabstrahlenden Seite dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element abgewandt angeordnet sind.
In einer anderen Ausführungsform wird der elektrische Verbraucher, insbesondere eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtmittel, in einem Ausschnitt, vorzugsweise in einer Bohrung in dem ersten und/oder dem zweiten scheiben förmigen Element angeordnet, d. h. der Ausschnitt vorzugsweise die Bohrung sind als Aufnahme für zumindest einen Teil der Beleuchtungseinrichtung ausgebildet. Hierbei wird in einer Ausführungsform in der Bohrung eine Fassung vorgesehen, in die das Leuchtmittel eingeschraubt werden kann. Das Leuchtmittel kann hierbei insbesondere eine Leuchte sein, welche eine Lampe, wie beispielsweise eine Glühlampe, Halogenlampe, Leuchtstofflampe oder eine Lampe mit Leuchtdioden oder auch ein faseroptisches Bauteil beinhaltet.
In einer anderen Ausführungsform wird eine Beleuchtungseinrichtung als elektrischer Verbraucher derart angeordnet, dass das Leuchtmittel das Licht von der Seite aus in das Verbundsystem einkoppelt. Das Leuchtmittel kann hierbei ebenfalls insbesondere eine Leuchte sein, welche eine Lampe, wie beispielsweise eine Glühlampe, Halogenlampe, Leuchtstofflampe oder eine Lampe mit Leuchtdioden oder auch ein faseroptisches Bauteil beinhaltet.
Der elektrische Verbraucher ist bei diesen Ausführungsformen elektrisch mit einem Stromleiter verbunden, welcher in vorteilhafter Ausgestaltung auf einem scheibenförmigen Element angeordnet ist, z. B. in Form bekannter elektrisch leitender leistungsübertragender Leiterbahnen, aus einer elektrisch leitenden Beschichtung auf mindestens einem scheibenförmigen Element, wie beispielsweise eine InO_x: Sn, SnO_x: F, SnO_x: Sb, ZnO_x: Ga, ZnO_x: B, ZnO_x: F, ZnO_x: Al, Ag/TiO_x-Schicht, welche gegebenenfalls z. B. mittels Laser strukturiert wurde oder auch in Form dünner in das Verbundsubstrat eingearbeiteter oder auf ein Substratelement aufgetragener elektrisch leitender leistungsübertragender Drähte oder Folien. Diese Stromleiter besitzen insbesondere eine hohe Transparenz für elektromagnetische Wellen im Bereich des sichtbaren Lichts oder sind sehr dünn, um eine weitestgehende Minderung des Lichtstroms von dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element an die Oberfläche des Verbundsubstratelements zu gewährleisten.
Die Zusammenfügung des Verbundsubstratelements erfolgt dadurch, dass zwischen den jeweiligen Substratelementen und dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element und gegebenenfalls noch weiterer eingearbeiteter Folien oder Stromleiter jeweils wenigstens eine Laminierfolie vorgesehen wird, welche insbesondere aus Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyamid (PA) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyurethan (PUR) besteht.
Das gesamte Schichtpaket wird in bekannter Weise bei einem Unterdruck und ca. 150°C laminiert.
Möglich ist auch, dass Teile des Verbundsubstratelements, z. B. das erste und ein weiteres scheibenförmiges Element, vorab in einem ersten Schritt zu einem Verbundelement zusammengefügt werden und erst in einem zweiten Schritt mit diesem Verbundelement das Elektrolumineszenz-Element und das andere scheibenförmige Element miteinander zu dem Verbundsubstratelement verbunden werden.
Alternativ können auch einzelne oder alle Teilelemente des Verbundsubstratelements mit einem Gießharz verbunden werden.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform werden einzelne oder alle Teilelemente des Verbundsubstratelements mit einem Klemmsystem verbunden, welches derart ausgebildet ist, dass die scheibenförmigen Elemente zumindest teilweise im Bereich des angeordneten Elektrolumineszenz-Elements lösbar miteinander verbunden sind. Dies hat den besonderen Vorteil, dass das eingearbeitete Elektrolumineszenz-Element austauschbar angeordnet ist. Solche Klemmsysteme können beispielsweise Halteklammern, ein Klemmrahmen oder eine Spannschiene sein.
Selbstverständlich können die einzelnen Verbindungstechniken in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden.
Das eingearbeitete Elektrolumineszenz-Element kann eine vielfältige Ausprägung haben. Insbesondere enthält es eine durch ein elektrisches Feld anregbare Leuchtsubstanz, welche zwischen zwei Elektroden auf einem Trägersubstrat angeordnet ist. Zwischen dem Leuchtsubstrat und den Elektroden kann gegebenenfalls eine Isolationsschicht vorgesehen sein. Weiterhin kann die von dem Trägersubstrat abgewandte Elektrode durch ein Schutzsubstrat abgedeckt werden, welches in einer erfinderischen Ausführungsform eines der scheibenförmigen Elemente des Verbundsubstratelements ist, insbesondere eine Glasscheibe. Das Trägersubstrat und gegebenenfalls auch das Schutzsubstrat können vorteilhafterweise eine Folie sein. Ein solches Elektrolumineszenz-Element wird in der WO 2008/003621 „3D-EL-HDVF Element und Herstellungsverfahren und Anwendung” beschrieben, auf deren Offenbarungsgehalt vollumfänglich Bezug genommen wird und deren Offenbarung Bestandteil dieser Anmeldung ist. Insbesondere wird Bezug genommen auf die Ausgestaltung der Trägerfolie und der Schutzschicht bzw. Schutzfolie, der Ausgestaltung der Leuchtsubstanz und der Elektroden sowie auf die Kontaktierung und den Betrieb des Elektrolumineszenz-Elements.
Solche oder ähnliche Elektrolumineszenz-Elemente sind als Leuchtfolien beispielsweise unter dem Begriff „LYTTRON Elektrolumineszenz-Folien” von der LYTTRON Technologie GmbH auf dem Markt erhältlich.
In einer Ausgestaltung der Erfindung können die zusätzlichen Leuchtmittel in Form von LED Elementen auch direkt mit dem Elektrolumineszenz-Element verbunden sein, wofür ebenfalls auf die angeführte WO 2008/003621 Bezug genommen wird.
Ausserdem besteht die Möglichkeit, die Trägerfolie und die Schutzfolie anstatt in Polyester auch in Glas aus einem scheibenförmigen Element der o. g. Gläser auszuführen.
Ein Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung könnte beispielsweise auch eine Türe sein, die einen Türkörper aufweist, der zumindest teilweise aus Glas hergestellt ist. Durch Ausbilden des oder der Glasbereiche des Türkörpers mit einem erfindungsgemäßen Schichtsystem gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, die Türe mit Kommunikations- und/oder Funktionseinrichtungen zu versehen. Beispielsweise können Teilbereiche, insbesondere die Türkanten, beleuchtet werden. Ferner können Glasbereiche der Tür mit Leuchtmotiven oder mit leuchtfähigen Logos ausgeführt werden, die beispielsweise Informationen bezüglich des durch die Türe verschlossenen Raumes anzeigen. Auch können entsprechende Leuchtsignale auf die Gefahren hinweisen, die von einer verschlossenen Glastüre ausgehen. So könnte beispielsweise der aktuelle Schließzustand der Türe durch vorgegebene, entsprechend zugeordnete Leuchtsignale, die von dem Schichtsystem der Tür abgegeben werden, angezeigt werden.
Als Anwendung für das erfindungsgemäße Verbundsubstratelement kommen alle diejenigen Applikationen in Betracht, in denen eine Beleuchtung, Signalgebung, Informationsdarstellung oder ein dekorativer Effekt erzielt werden soll. Bevorzugte Anwendungsbereiche sind weiterhin beispielsweise, Lichtausschnitte, Fenster, Treppenhausbegrenzungen, Balkonbrüstungen, Raumteiler, Wandelemente, Fassaden, Schaufenster, Glasfliesen, Geländer, Brüstungen, Treppen, Glasböden, Überkopfverglasungen, wie Dächer, Wintergärten, Glaskuppeln, Aufzüge; im Möbelbereich: Regalböden, Trennwände, Wandverkleidungen, Dekorationen, Inneneinrichtungen, Bilder, Spiegel, Bestandteile von Beleuchtungen oder eigenständige Beleuchtungskörper zur Innen- oder Außenbeleuchtung, Vitrinenleuchten, Teil eines Kühlgeräts; im Werbebereich: Werbe-/Anzeigetafeln und Lichtstelen, Schilder oder zur Fluchtwegbeleuchtung beispielsweise für Gaststätten oder Geschäfte, zur Darstellung von Schriftzügen, Symbolen, Grafiken oder Logos; im Automobilbereich: Fahrzeugdächer, Innendekorationen, Armaturenabdeckung und dergleichen; im Flugzeug-, Eisenbahn- und Schiffsbau: Armaturenbeleuchtung, Anzeigeelemente, Armaturengestaltung, Innenausbau, Beleuchtungselemente und Dekorationen.
Solche Verbundsubstratelemente können aber auch als Träger photovoltaischer Zellen, insbesondere von Dünnschichtzellen Verwendung finden, wobei die pho tovoltaischen Zellen in das Verbundsubstratelement integriert sind. Insbesondere ist dann eine Seite des Verbundsubstratelements mit dem höchsten Lichteinfall als Träger photovoltaischer Zellen ausgebildet, und in die andere, meist einem Innenraum zugewandte Seite, leuchtet das eingearbeitete Elektrolumineszenz-Element.
In allen Anwendungsfällen kann das Verbundsubstratelement seinerseits Bestandteil in einem Isolierscheibenverbund sein.
Figurenbeschreibung
Im folgenden wird die Erfindung anhand von schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Dabei beziehen sich gleiche Bezugszeichen in den Figuren auf gleiche oder ähnliche Teile.
Es zeigen:
1 in schematischer Ansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements
2 in schematischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements mit einer Beleuchtungseinrichtung in Form von Leuchtdioden, welche vollständig in das Verbundsubstrat eingearbeitet sind.
3 in schematischer Ansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements mit einer Beleuchtungseinrichtung in Form einer Leuchte, welche teilweise in das Verbundsubstrat eingearbeitet ist.
1 zeigt in schematischer Querschnittsansicht ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements 3. Dieses umfasst ein 5,5 mm dickes Milchüberfangglas OPALIKA^® plus in einer Türscheibe als erstes scheibenförmiges Element 11. Auf die Oberfläche des ersten scheibenförmigen Elements 11 wird eine hydrophobe Substanz 6 aufgetragen und ausgeheizt. Aufgrund seiner sehr geringen Dicke von kleiner 10 nm nimmt sie auf das optische Design des ersten scheibenförmigen Elements 11 nahezu keinen Einfluss. Sie gewährleistet jedoch die Konstanz einer hohen Lichttransmission von 98% und bietet einen sehr vorteilhaften Selbstreinigungseffekt, wodurch eine Beeinträchtigung des Lichtstroms von dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Elements in die Umgebung des Verbundsubstratelements weitestgehend und dauerhaft vermieden wird.
Weiterhin umfasst das Verbundsubstratelement 3 ein 3 mm dickes besonders eisenoxidarmes klares Kalk-Natron-Floatglas als zweites scheibenförmiges Element 21.
Zwischen die beiden scheibenförmigen Elemente 11 und 21 ist ein Elektrolumineszenz-Element angeordnet, wie es im Handel unter dem Begriff „LYTTRON Elektrolumineszenz-Folie” erhältlich ist. Um ein Verbundscheibenglas herzustellen, wurde das Elektrolumineszenz-Element 5 zwischen zwei Schichten PVB-Folie 41 und 42 angeordnet, welche jeweils aus zwei Folienlagen bestehen, sodass der Abstand a zwischen den beiden scheibenförmigen Elementen 11 und 21 etwa 0,3 mm beträgt. Der gesamte Schichtaufbau wurde im Überdruckverfahren bei 150°C laminiert. Hierbei wird die benötigte Schichtfolge aus Einlagematerial, PVB-Folie und Gläsern für das Laminat in einem Vorverbund unter mechanischem Druck und Hitze zunächst fixiert. In einem Autoklaven wird anschließend bei 150°C der Verbund endgültig hergestellt und erhält hier seine endgültige Transparenz.
2 zeigt in schematischer Querschnittsansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements 3 mit einer integrierten Beleuchtungseinrichtung in Form von Leuchtdioden, welche vollständig in das Verbundsubstrat eingearbeitet sind. Zunächst umfasst es ein 3 mm dickes beson ders eisenoxidarmes klares Kalk-Natron-Floatglas als erstes scheibenförmiges Element 11. Zwischen dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element 5 und dem ersten scheibenförmiges Element 11 ist ein weiteres scheibenförmiges Element 12 in Form eines 3 mm dicken Kalk-Natron Floatglases angeordnet, welches mit dem ersten scheibenförmigen Element 11 in einem ersten Herstellungsschritt als Verbundglas 19 verbunden wurde. Hierzu ist zwischen beiden scheibenförmigen Elementen eine PVC-Folienschicht 43 angeordnet. Weiterhin sind in die PVB-Folienschicht 43 anorganische Leuchtdioden 7 derart einlaminiert, dass sie mit ihrer lichtabstrahlenden Seite dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element 5 zugewandt sind. Mit ihren elektrischen Kontakten sind sie mit dem ersten scheibenförmigen Element 11 verbunden, welches dafür an seiner dem Elektrolumineszenz-Element 5 zugewandten Oberfläche mit einer elektrisch leitenden leistungsübertragenden fluordotierten Zinnoxidschicht SnO_x: F – Schicht 81 beschichtet ist, welche mittels Laser entsprechend in stromführende Leiterbahnen strukturiert wurde, welche als transparente elektrische Leiter den Strom zu den Leuchtdioden leiten.
Das zweite scheibenförmigen Element 22 ist ein 4,65 mm dickes Milchüberfangglas OPALIKA^® z. B. in einer beleuchteten Werbestele.
An seiner dem Elektrolumineszenz-Element 5 zugewandten Oberfläche ist das zweite scheibenförmigen Element 22 mit einer elektrisch leitenden leistungsübertragenden fluordotierten Zinnoxidschicht SnO_x: F – Schicht 82 beschichtet, welche mittels Laser entsprechend in stromführende Leiterbahnen strukturiert wurde. Auf dieser Schicht 82 sind anorganische Leuchtdioden 7 elektrisch derart kontaktiert, dass sie mit ihrer lichtabstrahlenden Seite dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element 5 zugewandt sind. Diese Leuchtdioden 7 werden im Laminierprozess in der PVB-Folienschicht 42 zwischen Elektrolumineszenz-Element 5 und zweitem scheibenförmigen Element 22 eingearbeitet.
Die Leuchtdioden 7 sind geeignet für besondere lichttechnische Effekte, die sich von der Lichtintensität und gegebenenfalls in der Farbe von dem Licht des Elektrolumineszenz-Elements unterscheiden.
Das Elektrolumineszenz-Element selbst wird zwischen dem Verbundglas 19 und dem zweiten scheibenförmigen Element 22 zwischen den PVB-Folienschichten 41 und 42 einlaminiert, sodass ein Verbundsubstratelement 3 entsteht.
Das Verbinden aller drei scheibenförmigen Elemente 11, 12, 22 sowie des Elektrolumineszenz-Elements 5 und der Leuchtdioden mit den vorgesehenen PVB-Folienschichten kann auch in einem einzigen Laminierprozess erfolgen.
3 zeigt in schematischer Querschnittsansicht ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Verbundsubstratelements mit einer Beleuchtungseinrichtung in Form einer Leuchte, welche teilweise in das Verbundsubstrat eingearbeitet ist. Der Aufbau des ersten scheibenförmigen Elements 11 entspricht zunächst dem Beispiel 2 mit der elektrisch leitenden leistungsübertragenden fluordotierten Zinnoxidschicht 81. Hier ist jedoch in dem ersten scheibenförmigen Element 11 eine Bohrung B zur Aufnahme einer Leuchte eingebracht. In die Bohrung B ist eine Fassung eingeklebt, welche mit der elektrisch leitenden Schicht 81 über Kontakte 811, 812 elektrisch kontaktiert ist. Die Fassung dient zur auswechselbaren Aufnahme der Leuchte. Das erste scheibenförmige Element 11 ist ein 5,5 mm dickes Milchüberfangglas OPALIKA^® plus in einer Vitrine
Das zweite scheibenförmige Element 21 ist wie in 1 ein 3 mm dickes besonders eisenoxidarmes klares Kalk-Natron-Floatglas als zweites scheibenförmiges Element.
Das Verbinden der beiden scheibenförmigen Elemente 11, 21 sowie des Elektrolumineszenz-Elements 5 mit den vorgesehenen PVB-Folienschichten erfolgt in einem einzigen Laminierprozess. Die Leuchte 8 wird erst im Anschluss daran eingefügt.
Es versteht sich, dass die Erfindung nicht auf eine Kombination vorstehend beschriebener Merkmale beschränkt ist, sondern dass der Fachmann sämtliche dargestellten Merkmale, soweit sinnvoll, kombinieren wird.

3: Verbundsubstratelement
11: erstes scheibenförmiges Element
12: weiteres, mit dem ersten scheibenförmigen Element verbundenes scheibenförmiges Element
19: Verbundelement umfassend erstes und weiteres scheibenförmiges Element
21, 22: Elemente als zweites scheibenförmiges Substrat
41, 42, 43: PVB-Folienschichten
5: Elektrolumineszenz-Element
6: hydrophobe Beschichtung
7: Leuchtdioden
8: Leuchte
81, 82: elektrisch leitfähige leistungsübertragenden Schichten
811, 812: Kontaktierungen
a: Abstand des mindestens einen ersten und des mindestens einen zweiten scheibenförmigen Elements
B: Ausschnitt in Form einer Bohrung

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

- WO 2005/104625 [0003]
- DE 102005020168 A1 [0013]
- WO 2008/003621 [0036, 0038]

Claims

Verbundsubstratelement, umfassend wenigstens ein erstes scheibenförmiges Element; wenigstens ein zweites scheibenförmiges Element; wenigstens eine Verbundeinrichtung zum Verbinden von erstem und zweitem scheibenförmigen Element mit einem Abstand zueinander, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und zweiten scheibenförmigen Element ein Elektrolumineszenz-Element angeordnet ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 1, wobei das Elektrolumineszenz-Element ein Trägersubstrat, insbesondere eine Trägerfolie sowie zwei Elektroden umfasst, zwischen welche eine durch ein elektrisches Feld anregbaren Leuchtsubstanz angeordnet ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 1, wobei die Verbundeinrichtung wenigstens eine Laminierfolie umfasst, welche insbesondere aus Polyvinylbutyral (PVB) oder Ethylenvinylacetat (EVA) oder Polyamid (PA) oder Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Polyurethan (PUR) besteht und das Elektrolumineszenz-Element zumindest teilweise von der Laminierfolie bedeckt ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 2 und 3, wobei die Trägerfolie des Elektrolumineszenz-Elements eine Laminierfolie ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 1, wobei die Verbundeinrichtung ein Gießharz umfasst.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 1, wobei die Verbundeinrichtung ein Klemmsystem umfasst welches derart ausgebildet ist, dass die scheibenförmigen Elemente zumindest teilweise lösbar miteinander verbunden sind.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Elektrolumineszenz-Element austauschbar angeordnet ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 1 und 2, wobei das scheibenförmige Element, welches an die vom Elektrolumineszenz-Elementträgersubstrat abgewandte Elektrode angrenzt, als Schutzabdeckung dieser Elektrode dient.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine erste scheibenförmige Element und/oder das wenigstens eine zweite scheibenförmige Element eine transparente Scheibe ist, die ausgewählt ist aus einer der nachfolgenden Scheiben: ein Kalk-Natron-Glas ein Brandschutzglas, insbesondere ein Borosilikatglas ein kristallines oder teilkristallines oder keramisches oder teilkeramisches Material, insbesondere Glaskeramik, ein eisenarmes Glas, welches vorzugsweise einen Fe₂O₃-Gehalt kleiner 0,05 Gew.-%, vorzugsweise kleiner 0,03 Gew.-% aufweist, ein Grauglas, ein Strahlenschutzglas, insbesondere gegen ionisierende Strahlung, insbesondere mit einem Bleigehalt in der Glaszusammensetzung von ≥ 50 Gew.-%, bevorzugt > 60 Gew.-%, insbesondere bevorzugt ≥ 65 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt > 70 Gew.-%, ein durchgefärbtes Glas, ein Dekorglas, insbesondere hergestellt mittels Fusing, Bleiverglasung, Glasverklebung, Bedrucken oder Bemalen, ein Farbeffektglas, insbesondere ein dichroitisches Farbeffektglas, ein Milchüberfangglas in Form eines zweischichtiges Filterglases, bestehend aus einem farblosen Grundglas und einer dünnen milchfarbenen Überfangschicht, ein Glas mit einer zumindest teilweise sandgestrahlten oder chemisch geätzten Oberfläche, ein Kunststoff, insbesondere ein Acrylglas oder ein Polycarbonatglas.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 9, wobei das scheibenförmige Element gefloatet oder maschinengezogen ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 9 oder 10, wobei das scheibenförmige Element strukturiert ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei das scheibenförmige Element thermisch vorgespannt ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 9 bis 12, wobei das scheibenförmige Element eine Dicke von 1,5 bis 24, bevorzugt eine Dicke von 2 bis 12 mm, besonders bevorzugt eine Dicke von 2 bis 8 mm aufweist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das scheibenförmige Element eine flache Scheibe ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei das scheibenförmige Element eine gebogene Scheibe ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 1 bis 15, wobei der Abstand a zwischen den beiden, dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element nächstliegenden scheibenförmigen Elementen im Bereich von 0,1 bis 5 mm, bevorzugt 0,1 bis 3,5 mm liegt.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einem scheibenförmigen Element verbunden, ein in das Verbundsubstratelement integrierter oder mit die sem verbundener weiterer elektrischer Verbraucher angeordnet ist, wobei dieser weitere elektrische Verbraucher in einem getrennten Stromkreis zu dem Elektrolumineszenz-Element angeordnet und getrennt steuerbar ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 17, wobei ein elektrischer Verbraucher mindestens eine Lichtquelle, insbesondere mindestens eine anorganische Leuchtdiode (LED) und/oder eine organische Leuchtdiode (OLED) ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 17 oder 18, wobei die Lichtquelle zwischen dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element und dem ersten scheibenförmigen Element und/oder dem zweiten scheibenförmigen Element angeordnet ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 17 bis 19, wobei die Lichtquelle und zumindest ein weiteres scheibenförmiges Element zwischen dem eingearbeiteten Elektrolumineszenz-Element und dem ersten scheibenförmigen Element und/oder dem zweiten scheibenförmigen Element angeordnet ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 17 bis 20, wobei die Lichtquelle mit dem ersten scheibenförmigen Element und/oder mit dem zweiten scheibenförmigen Element und/oder einem weiteren scheibenförmigen Element verbunden ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 17, wobei ein elektrischer Verbraucher mindestens eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtmittel ist und diese in einem Ausschnitt, vorzugsweise in einer Bohrung in dem ersten scheibenförmigen Element und/oder dem zweiten scheibenförmigen Element angeordnet ist.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 17, wobei ein elektrischer Verbraucher mindestens eine Beleuchtungseinrichtung mit einem Leuchtmittel ist und diese das Licht von der Seite aus in das Verbundsystem einkoppelt.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 22 oder 23, wobei die Beleuchtungseinrichtung eine Leuchte ist, welche insbesondere eine Glühlampe, Halogenlampe, Leuchtstofflampe oder eine Lampe mit Leuchtdioden oder auch ein faseroptisches Bauteil umfasst.
Verbundsubstratelement nach Anspruch 17, wobei ein elektrischer Verbraucher ein Sensor, insbesondere ein Bewegungsmelder oder ein Lichtschalter, ein Lautsprecher, eine Alarmanlage, ein Signalaufnehmer, ein Signalgeber oder ein Display ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 17 bis 25, wobei der mindestens eine elektrische Verbraucher elektrisch mit einem Stromleiter verbunden ist, welcher auf einem scheibenförmigen Element angeordnet ist.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbundsubstratelement ein Vierscheibenverbundsystem, bevorzugt ein Dreischeibenverbundsystem, besonders bevorzugt ein Zweischeibenverbundsystem umfasst.
Verbundsubstratelement nach einem der Ansprüche 1 bis 27, welches an einer oder beiden äußeren Oberflächen eine, die Reinigung erleichternde sowie die Verschmutzung mindernde Schicht aufweist.
Verwendung eines Verbundsubstratelements nach einem der Ansprüche 1 bis 28 als Wandelement, Fensterelement, Dachelement, Wandverkleidung, dekoratives Vorsatzelement, als Begrenzungselement im Woh nungs- und kommerziellen Baubereich, im Geländerbau, in Aufzügen, Schaufenstern, Vitrinen, in Fahrzeugen oder Flugzeugen.
Verwendung eines Verbundsubstratelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 28 als beschreibbare Wandtafel, Abdeckscheibe für Zeichentische, Röntgenbildbetrachtungsgeräte.
Verwendung eines Verbundsubstratelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 28 als Element im Möbelbau oder als Teil eines Kühlgeräts.
Verwendung eines Verbundsubstratelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 31 als Träger photovoltaischer Zellen, insbesondere Dünnschichtzellen, wobei die photovoltaischen Zellen in das Verbundsubstratelement integriert sind.
Verwendung eines Verbundsubstratelements nach einem der Ansprüche 1 bis 32 als Bestandteil in einem Isolierscheibenverbund.