DE202021105089U1 - Glazing with segmented PDLC functional element and electrically controllable optical properties - Google Patents

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Abstract

Verglasungseinheit mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften mit mehreren unabhängigen Schaltbereichen (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7), umfassend
- eine Verbundscheibe (100), umfassend
- eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind und
- ein PDLC-Funktionselement (4) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, welches zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) angeordnet ist, und
- eine Steuereinheit (5), welche geeignet ist, die optischen Eigenschaften des PDLC-Funktionselements (4) zu steuern, wobei das elektrisch steuerbare PDLC-Funktionselement (4) in mindestens zwei getrennte Funktionselementsegmente aufgeteilt ist,
wobei jedes PDLC-Funktionselementsegment elektrisch mit der Steuereinheit (5) verbunden ist, so dass an jedem Funktionselementsegment unabhängig voneinander eine elektrische Spannung angelegt werden kann, um die optischen Eigenschaften der einzelnen Funktionselementsegmente zu steuern.

Figure DE202021105089U1_0000
Glazing unit with electrically controllable optical properties with several independent switching areas (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7), comprising
- A composite pane (100), comprising
- An outer pane (1) and an inner pane (2) which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer (3) and
- A PDLC functional element (4) with electrically controllable optical properties, which is arranged between the outer pane (1) and the inner pane (2), and
- A control unit (5) which is suitable for controlling the optical properties of the PDLC functional element (4), the electrically controllable PDLC functional element (4) being divided into at least two separate functional element segments,
each PDLC functional element segment being electrically connected to the control unit (5) so that an electrical voltage can be applied to each functional element segment independently of one another in order to control the optical properties of the individual functional element segments.
Figure DE202021105089U1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Verglasung mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften.The invention relates to glazing with electrically controllable optical properties.

Verglasungseinheiten mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften sind als solche bekannt. Sie umfassen Verbundscheiben, welche mit Funktionselementen ausgestattet, deren optische Eigenschaften durch eine angelegte elektrische Spannung verändert werden können. Das Anlegen der elektrischen Spannung erfolgt über eine Steuereinheit, welche an zwei Flächenelektroden des Funktionselements angeschlossen ist, zwischen denen sich die aktive Schicht des Funktionselements befindet. Ein Beispiel für solche Funktionselemente sind SPD-Funktionselemente (suspended particle device), die beispielsweise aus EP 0876608 B1 und WO 2011033313 A1 bekannt sind. Durch die angelegte Spannung lässt sich die Transmission von sichtbarem Licht durch SPD-Funktionselemente steuern. Ein weiteres Beispiel sind PDLC-Funktionselemente (polymer dispersed liquid crystal), die beispielsweise aus DE 102008026339 A1 bekannt sind. Die aktive Schicht enthält dabei Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Das PDLC-Funktionselement wirkt weniger durch eine Herabsetzung der Gesamttransmission als durch eine Erhöhung der Streuung, wodurch die freie Durchsicht verhindert oder ein Blendschutz gewährleistet werden kann. Außerdem sind elektrochrome Funktionselemente bekannt, beispielsweise aus US 20120026573 A1 , WO 2010147494 A1 und EP 1862849 A1 und WO 2012007334 A1 , bei denen eine Transmissionsänderung durch elektrochemische Prozesse erfolgt, welche durch die angelegte elektrische Spannung induziert wird.Glazing units with electrically controllable optical properties are known as such. They include composite panes, which are equipped with functional elements whose optical properties can be changed by an applied electrical voltage. The electrical voltage is applied via a control unit which is connected to two surface electrodes of the functional element, between which the active layer of the functional element is located. An example of such functional elements are SPD functional elements (suspended particle device), which for example consist of EP 0876608 B1 and WO 2011033313 A1 are known. The applied voltage can be used to control the transmission of visible light through SPD functional elements. Another example are PDLC functional elements (polymer dispersed liquid crystal), which for example consist of DE 102008026339 A1 are known. The active layer contains liquid crystals which are embedded in a polymer matrix. If no voltage is applied, the liquid crystals are disordered, which leads to a strong scattering of the light passing through the active layer. If a voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals align themselves in a common direction and the transmission of light through the active layer is increased. The PDLC functional element has less of an effect by reducing the overall transmission than by increasing the scattering, as a result of which the unobstructed view can be prevented or glare protection can be ensured. In addition, electrochromic functional elements are known, for example from US 20120026573 A1 , WO 2010147494 A1 and EP 1862849 A1 and WO 2012007334 A1 in which a change in transmission occurs through electrochemical processes, which is induced by the applied electrical voltage.

Elektrisch steuerbare Funktionselemente werden häufig als Mehrschichtfolien bereitgestellt. Dabei ist das eigentliche Funktionselement zwischen zwei polymeren Trägerfolien angeordnet. Solche Mehrschichtfolien ermöglichen eine vereinfachte Herstellung einer elektrisch steuerbaren Verglasung. Typischerweise wird die Mehrschichtfolie zwischen zwei Glasscheiben mit herkömmlichen Methoden einlaminiert, wobei eine Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften erzeugt wird. Insbesondere können die Mehrschichtfolien kommerziell erworben werden, so dass der Hersteller der Verglasung das steuerbare Funktionselement an sich nicht eigens herstellen muss.Electrically controllable functional elements are often provided as multilayer films. The actual functional element is arranged between two polymeric carrier films. Such multilayer films allow a simplified production of electrically controllable glazing. The multilayer film is typically laminated between two panes of glass using conventional methods, a composite pane with electrically controllable optical properties being produced. In particular, the multilayer films can be purchased commercially, so that the manufacturer of the glazing does not have to produce the controllable functional element itself.

Es ist häufig erwünscht, dass die Flächenelektroden eines Funktionselements mit steuerbaren optischen Eigenschaften eine Strukturierung aufweisen. Eine solche Strukturierung ist insbesondere zumindest eine Unterbrechung der ersten Flächenelektrode durch einen linienförmigen elektrisch nicht leitfähigen Bereich. So können beispielsweise Funktionselemente mit Teilbereichen realisiert werden, welche unabhängig voneinander steuerbar sind. Des Weiteren lassen sich damit örtlich begrenzte Teilbereiche des Funktionselements realisieren, die für elektromagnetische Strahlung transparent sind (sogenannte Kommunikationsfenster).It is often desirable that the surface electrodes of a functional element with controllable optical properties have a structure. Such a structuring is in particular at least one interruption of the first surface electrode by a linear, electrically non-conductive area. For example, functional elements can be implemented with partial areas that can be controlled independently of one another. Furthermore, locally limited subregions of the functional element can be implemented that are transparent to electromagnetic radiation (so-called communication windows).

Die Strukturierungen werden typischerweise durch Laserbearbeitung in die erste Flächenelektrode eingebracht. Die Flächenelektroden können nicht hinsichtlich einer optimalen elektrischen Leitfähigkeit ausgewählt werden, da sie transparent sein müssen, um die Durchsicht durch die Verbundscheibe zu gewährleisten. Typischerweise werden elektrisch leitfähige Oxide, beispielsweise Zinn-Indium-Oxid-Schichten (ITO-Schichten), als Flächenelektroden verwendet, welche eine vergleichsweise geringe Leitfähigkeit beziehungsweise einen vergleichsweise hohen elektrischen Widerstand aufweisen. Hieraus ergibt sich ein Problem, welches bei erhöhten Temperaturen von ca. 50 °C und höher auftreten kann. Die elektrische Leitfähigkeit der elektrisch leitfähigen Oxide steigt mit höheren Temperaturen an, was bedeutet, dass eine niedrigere elektrische Spannung benötigt wird, um von einem opaken Zustand zu einem transparenten Zustand zu wechseln. Daraus folgend tritt ein „parasitärer Effekt“ auf. Sobald einzelne Segmente des Funktionselementes eingeschaltet werden, kommt es zu einer Elektronenmigration über die nicht-segmentierte, zweite Flächenelektrode, dadurch wird ein elektrisches Feld in der Nähe der ersten, segmentierten Flächenelektrode erzeugt. Die erste, segmentierte Flächenelektrode ist mit ihren einzelnen Segmenten im ausgeschalteten Zustand mit der Erde verbunden. Je mehr einzelne Segmente der ersten Flächenelektrode eingeschaltet werden, desto stärker wird das elektrische Feld in der Nähe der ausgeschalteten Segmente. Bei Raumtemperatur spielt dieses unerwünschte elektrische Feld keine Rolle, da es die Opazität nicht nachweisbar (mit bloßem Auge erkennbar) verändert. Aber bei erhöhten Temperaturen größer oder gleich 50 °C erzeugt diese kleine Spannung bereits eine sichtbare Trübungsänderung. Die ausgeschalteten Segmente verlieren also ihre Trübung, auch wenn sie nicht geschaltet werden. The structures are typically introduced into the first surface electrode by laser processing. The surface electrodes cannot be selected with regard to optimum electrical conductivity, since they have to be transparent in order to ensure that they can be seen through the composite pane. Typically, electrically conductive oxides, for example tin indium oxide layers (ITO layers), are used as surface electrodes, which have a comparatively low conductivity or a comparatively high electrical resistance. This results in a problem which can occur at elevated temperatures of approx. 50 ° C and higher. The electrical conductivity of the electrically conductive oxides increases with higher temperatures, which means that a lower electrical voltage is required to change from an opaque state to a transparent state. As a result, a “parasitic effect” occurs. As soon as individual segments of the functional element are switched on, electron migration occurs via the non-segmented, second surface electrode, thereby generating an electric field in the vicinity of the first, segmented surface electrode. The first, segmented flat electrode is connected to earth with its individual segments when it is switched off. The more individual segments of the first surface electrode are switched on, the stronger the electric field becomes in the vicinity of the switched off segments. At room temperature, this undesirable electric field does not play a role, since it changes the opacity in an undetectable way (visible to the naked eye). But at elevated temperatures greater than or equal to 50 ° C, this small voltage already creates a visible change in turbidity. The deactivated segments lose their cloudiness even if they are not switched.

Grundsätzlich wäre es möglich, den „parasitären Effekt“ dadurch zu vermeiden, dass auch die zweite Flächenelektrode durch Isolierungslinien entsprechend der Schaltbereiche segmentiert wird. Hierdurch kommt es nicht zu einer Elektronenmigration auf der zweiten, nicht-segmentierten Flächenelektrode und in der Folge auch nicht zur Erzeugung eines elektrischen Feldes bei den ausgeschalteten Segmenten des Funktionselementes. In diesem Fall werden jedoch die normalerweise unsichtbaren Segmentierungslinien mit einer weißlichen Naht visuell wahrnehmbar. Diese Naht ist gut erkennbar und führt zu einem weniger ästhetischen Erscheinungsbild der Verglasung als es ohne eine solche weißliche Naht der Fall wäre.In principle, it would be possible to avoid the “parasitic effect” by also segmenting the second surface electrode by isolating lines in accordance with the switching areas. As a result, there is no electron migration on the second, non-segmented one Surface electrode and consequently not to generate an electric field in the switched-off segments of the functional element. In this case, however, the normally invisible segmentation lines with a whitish seam become visually noticeable. This seam is easily recognizable and leads to a less aesthetic appearance of the glazing than would be the case without such a whitish seam.

Es besteht daher Bedarf an verbesserten Verglasungseinheiten mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften mit mehreren unabhängigen Schaltbereichen, bei denen der „parasitäre Effekt“ zwischen angeschalteten und ausgeschalteten Schaltbereichen vermieden oder zumindest signifikant verringert wird. Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche verbesserte Verglasungseinheit und ein Verfahren zu Ihrer Steuerung bereitzustellen.There is therefore a need for improved glazing units with electrically controllable optical properties with several independent switching areas in which the “parasitic effect” between switched-on and switched-off switching areas is avoided or at least significantly reduced. The present invention is based on the object of providing such an improved glazing unit and a method for controlling it.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verglasungseinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den Unteransprüchen hervor.The object of the present invention is achieved according to the invention by a glazing unit according to independent claim 1. Preferred embodiments emerge from the subclaims.

Die erfindungsgemäße Verglasungseinheit mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften und mehreren unabhängigen Schaltbereichen umfasst eine Verbundscheibe und eine Steuereinheit. Die Verbundscheibe umfasst wiederum eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden sind, und ein zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnetes PDLC-Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften. Die Steuereinheit ist geeignet die optischen Eigenschaften des PDLC-Funktionselements zu steuern.The glazing unit according to the invention with electrically controllable optical properties and several independent switching areas comprises a composite pane and a control unit. The composite pane in turn comprises an outer pane and an inner pane, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer, and a PDLC functional element with electrically controllable optical properties arranged between the outer pane and the inner pane. The control unit is suitable for controlling the optical properties of the PDLC functional element.

Das PDLC-Funktionselement ist in mindestens zwei getrennte aufgeteilt, wobei jedes PDLC-Funktionselementsegment elektrisch mit der Steuereinheit verbunden ist, sodass an jedem Funktionselementsegment unabhängig voneinander eine elektrische Spannung angelegt werden kann, um die optischen Eigenschaften der einzelnen Funktionselementsegmente zu steuern.The PDLC functional element is divided into at least two separate ones, each PDLC functional element segment being electrically connected to the control unit, so that an electrical voltage can be applied to each functional element segment independently of one another in order to control the optical properties of the individual functional element segments.

Bei gattungsgemäßen Verglasungseinheiten ist häufig nur ein Bereich, in der Regel eine Flächenelektrode, des PDLC-Funktionselementes segmentiert. Durch die nur bereichsweise Segmentierung des PDLC-Funktionselementes bei einer mit der Steuereinheit verbundenen Flächenelektrode tritt häufig das Problem des „parasitären Effektes“ auf. Das PDLC-Funktionselement ist zwar in verschiedene Segmente aufgeteilt, welche unabhängig voneinander elektrisch angesteuert werden können, bei höheren Temperaturen ab 50 °C kommt es jedoch zu der Ausbildung eines elektrischen Feldes ausgehend von bereichsweise segmentierten PDLC-Funktionselementsegmenten, an die eine elektrische Spannung angelegt ist, und übergreifend auf spannungsfreie PDLC-Funktionselementsegmente. Dadurch ändert auch das eigentlich spannungsfrei geschaltete PDLC-Funktionselementsegment seine optischen Eigenschaften.In glazing units of the generic type, only one area, usually a flat electrode, of the PDLC functional element is often segmented. The problem of the "parasitic effect" often occurs due to the segmentation of the PDLC functional element only in certain areas in the case of a surface electrode connected to the control unit. The PDLC functional element is divided into different segments, which can be electrically controlled independently of one another, but at higher temperatures of 50 ° C or more, an electrical field is created based on partially segmented PDLC functional element segments to which an electrical voltage is applied , and across the board on stress-free PDLC functional element segments. As a result, the PDLC functional element segment, which is actually de-energized, also changes its optical properties.

Durch das vollständige Segmentieren des PDLC-Funktionselementes mittels beispielsweise von Laserstrahlen in mindestens zwei PDLC-Funktionselementsegmente kann einem „parasitären Effekt“ entgegengewirkt werden und dieser reduziert bis vollständig verhindert werden. Diese vollständige Segmentierung, also Trennung, des PDLC-Funktionselementes in mindestens zwei Funktionselementsegmente stellt eine Verbesserung gegenüber der gattungsgemäßen Verglasungseinheit dar.By completely segmenting the PDLC functional element by means of laser beams, for example, into at least two PDLC functional element segments, a “parasitic effect” can be counteracted and this can be reduced or even completely prevented. This complete segmentation, i.e. separation, of the PDLC functional element into at least two functional element segments represents an improvement over the generic glazing unit.

Vorzugsweise umfasst jedes der mindestens zwei PDLC-Funktionselementsegmente der erfindungsgemäßen Verglasungseinheit in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander angeordnet

  • - eine erste Flächenelektrode,
  • - eine aktive Schicht und
  • - eine zweite Flächenelektrode.
Preferably, each of the at least two PDLC functional element segments of the glazing unit according to the invention comprises arranged flat one above the other in the specified order
  • - a first surface electrode,
  • - an active layer and
  • - a second surface electrode.

Die erste Flächenelektrode, die zweite Flächenelektrode und die aktive Schicht können zum Beispiel mittels Laserstrahlen in mindestens zwei PDLC-Funktionselementsegmente aufgeteilt werden.The first surface electrode, the second surface electrode and the active layer can be divided into at least two PDLC functional element segments by means of laser beams, for example.

Durch die Segmentierung nicht nur der ersten Flächenelektrode und der zweiten Flächenelektrode, sondern ebenfalls der aktiven Schicht des PDLC-Funktionselementes kann ein weiterer großer Vorteil der Erfindung erreicht werden. Gattungsgemäße PDLC-Funktionselemente, welche durch die Segmentierung der ersten Flächenelektrode und die deckungsgleiche Segmentierung der zweiten Flächenelektrode in mehrere Funktionselementsegmente aufgeteilt werden, weisen häufig das Problem des sogenannten „Linienverbreiterungseffektes“ auf. Dabei werden die normalerweise unsichtbaren Segmentierungslinien deutlich sichtbar und weisen einen weißlichen Saum auf. Es kommt also im Bereich der Segmentierung der ersten Flächenelektrode und der zweiten Flächenelektrode zu einer Veränderung der optischen Eigenschaften im Vergleich zu den optischen Eigenschaften der mehreren PDLC-Funktionselementsegmente. Dieser Effekt tritt ebenfalls vor allem bei höheren Temperaturen ab 50 °C auf und wenn an mindestens ein PDLC-Funktionselementsegment eine Spannung angelegt ist, während die übrigen andere PDLC-Funktionselementsegment spannungsfrei sind. Nach einigen Minuten unter solchen Bedingungen erscheint die Änderung der optischen Eigenschaften entlang der Segmentierungslinien, beispielsweise eine weiße Naht. Dieser „Linienverbreiterungseffekt“ wird in der vorliegenden Erfindung größtenteils oder ganz verhindert, indem neben der Segmentierung der ersten Flächenelektrode und der zweiten Flächenelektrode ebenfalls die aktive Schicht beispielsweise mittels Laserstrahlen segmentiert wird. Eine mögliche Erklärung ist, dass die aufgeteilten aktiven Schichten den Abstand zwischen den mindestens zwei Funktionselementsegmenten nicht mehr überbrücken können und zwischen zwei Funktionselementsegmenten eine spezielle elektrische Feldbedingung erzeugt wird, die den Effekt größtenteils reduziert oder vollständig verhindert. Die Segmentierung der aktiven Schicht zusammen mit der ersten und der zweiten Flächenelektrode trennt also die mindestens zwei Funktionselementsegmente vollständig voneinander und verhindert weitestgehend bis vollständig einen Überlappungseffekt („Linienverbreiterungseffekt“) zu.By segmenting not only the first surface electrode and the second surface electrode, but also the active layer of the PDLC functional element, another great advantage of the invention can be achieved. Generic PDLC functional elements, which are divided into several functional element segments by the segmentation of the first surface electrode and the congruent segmentation of the second surface electrode, often have the problem of the so-called “line broadening effect”. The normally invisible segmentation lines become clearly visible and have a whitish border. In the area of the segmentation of the first surface electrode and the second surface electrode, there is a change in the optical properties compared to the optical properties of the multiple PDLC functional element segments. This effect also occurs above all at higher temperatures from 50 ° C. and when a voltage is applied to at least one PDLC functional element segment while the remaining other PDLC functional element segments are voltage-free. After a few minutes under such conditions, the change in optical properties along the segmentation lines, for example a white seam. This “line broadening effect” is largely or entirely prevented in the present invention in that, in addition to segmenting the first surface electrode and the second surface electrode, the active layer is also segmented, for example by means of laser beams. One possible explanation is that the divided active layers can no longer bridge the distance between the at least two functional element segments and a special electric field condition is generated between two functional element segments, which largely reduces or completely prevents the effect. The segmentation of the active layer together with the first and the second surface electrode thus completely separates the at least two functional element segments from one another and largely or completely prevents an overlapping effect (“line broadening effect”).

In einer bevorzugten Ausgestaltung enthält die aktive Schicht Flüssigkristalle, die in einer Polymermatrix eingelagert. Diese Flüssigkristalle verändern ihre Ausrichtung in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung, welche an die aktive Schicht angelegt ist. Ist an die Flächenelektroden keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Ist an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht.In a preferred embodiment, the active layer contains liquid crystals embedded in a polymer matrix. These liquid crystals change their alignment as a function of the electrical voltage that is applied to the active layer. If no voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals are aligned in a disordered manner, which leads to a strong scattering of the light passing through the active layer. If a voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals align in a common direction and the transmission of light through the active layer is increased.

Die Flächenelektroden sind bevorzugt transparent, was im Sinne der Erfindung bedeutet, dass sie eine Lichttransmission im sichtbaren Spektralbereich von mindestens 50% aufweisen, bevorzugt mindestens 70%, besonders bevorzugt mindestens 80%. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die Flächenelektroden können beispielsweise auf Basis von Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertem oder Aluminium-dotiertem Zinkoxid und/oder Fluordotiertem oder Antimon-dotiertem Zinnoxid ausgebildet sein, bevorzugt auf Basis von Silber oder ITO. Die Flächenelektroden weisen bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 2 µm auf, besonders bevorzugt von 20 nm bis 1 µm, ganz besonders bevorzugt von 30 nm bis 500 nm.The surface electrodes are preferably transparent, which in the context of the invention means that they have a light transmission in the visible spectral range of at least 50%, preferably at least 70%, particularly preferably at least 80%. The surface electrodes preferably contain at least one metal, a metal alloy or a transparent conductive oxide (transparent conducting oxide, TCO). The surface electrodes can for example be based on silver, gold, copper, nickel, chromium, tungsten, indium tin oxide (ITO), gallium-doped or aluminum-doped zinc oxide and / or fluorine-doped or antimony-doped tin oxide, preferably based on Silver or ITO. The flat electrodes preferably have a thickness of 10 nm to 2 μm, particularly preferably from 20 nm to 1 μm, very particularly preferably from 30 nm to 500 nm.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst das Funktionselement außer der aktiven Schicht und den Flächenelektroden eine erste und eine zweite Trägerfolie, wobei das PDLC-Funktionselement bevorzugt zwischen der ersten Trägerfolie und der zweiten Trägerfolie angeordnet ist. Die erste und die zweite Trägerfolie sind bevorzugt aus thermoplastischem Material ausgebildet, beispielsweise auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen, Polyvinylchlorid, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid oder Ethylen-Tetrafluorethylen, besonders bevorzugt auf Basis von PET. Die Dicke der ersten und der zweiten Trägerfolie beträgt bevorzugt von 10 µm bis 700 µm, insbesondere von 100 µm bis 500 µm. Solche PDLC-Funktionselemente können vorteilhaft als Mehrschichtfolien bereitgestellt werden, insbesondere käuflich erworben werden, in der gewünschten Größe und Form zurechtgeschnitten werden und dann in die Verbundscheibe einlaminiert werden, bevorzugt über jeweils eine thermoplastische Verbindungsschicht mit der Außenscheibe und der Innenscheibe. Es ist vorteilhaft, das PDLC-Funktionselement beispielsweise durch Laserstrahlung zu segmentieren, bevor es zwischen zwei Trägerfolien eingelagert wird.In an advantageous embodiment, the functional element comprises, in addition to the active layer and the surface electrodes, a first and a second carrier film, the PDLC functional element preferably being arranged between the first carrier film and the second carrier film. The first and second carrier films are preferably made of thermoplastic material, for example based on polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, polyvinyl chloride, fluorinated ethylene-propylenes, polyvinyl fluoride or ethylene-tetrafluoroethylene, particularly preferably based on PET. The thickness of the first and the second carrier film is preferably from 10 μm to 700 μm, in particular from 100 μm to 500 μm. Such PDLC functional elements can advantageously be provided as multilayer films, in particular can be purchased, cut to the desired size and shape and then laminated into the composite pane, preferably via a thermoplastic connecting layer each with the outer pane and the inner pane. It is advantageous to segment the PDLC functional element, for example by means of laser radiation, before it is stored between two carrier foils.

Die Seitenkanten des PDLC-Funktionselements können versiegelt werden, beispielsweise durch Verschmelzen der Trägerschichten oder durch ein (bevorzugt polymeres) Band. So kann die aktive Schicht geschützt werden, insbesondere davor, dass Bestandteile der Zwischenschicht (insbesondere Weichmacher) in die aktive Schicht hineindiffundieren, was zu einer Degradation des Funktionselements führen kann.The side edges of the PDLC functional element can be sealed, for example by fusing the carrier layers or by a (preferably polymeric) tape. In this way, the active layer can be protected, in particular from constituents of the intermediate layer (in particular plasticizers) diffusing into the active layer, which can lead to degradation of the functional element.

Zur elektrischen Kontaktierung der Flächenelektroden beziehungsweise PDLC-Funktionselementsegmente sind diese bevorzugt mit sogenannten Flach- oder Folienleitern verbunden, welche sich aus der thermoplastischen Zwischenschicht über eine Seitenkante der Verbundscheibe hinaus erstrecken. Flachleiter weisen als leitfähigen Kern eine bandartige metallische Schicht auf, welche typischerweise mit Ausnahme der Kontaktflächen von einer polymeren Isolationsummantelung umgeben ist. Optional können sogenannte Sammelleiter (bus bars), beispielsweise Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie (beispielsweise Kupferfolie) oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, auf den Flächenelektroden angeordnet sein, wobei die Flach- oder Folienleiter mit diesen Sammelleitern verbunden sind. Die Flach- oder Folienleiter sind direkt oder über weitere Leiter an die Steuereinheit angeschlossen.For electrical contacting of the flat electrodes or PDLC functional element segments, these are preferably connected with so-called flat or foil conductors, which extend from the thermoplastic intermediate layer over a side edge of the composite pane. Flat conductors have a strip-like metallic layer as the conductive core, which, with the exception of the contact surfaces, is typically surrounded by a polymeric insulation sheath. Optionally, so-called bus bars, for example strips of an electrically conductive foil (for example copper foil) or electrically conductive imprints, can be arranged on the flat electrodes, the flat or foil conductors being connected to these busbars. The flat or foil conductors are connected to the control unit directly or via additional conductors.

Vorzugsweise ist der Abstand zwischen den mindestens zwei getrennten PDLC-Funktionselementsegmenten kleiner oder gleich 500 µm, bevorzugt von 10 µm bis 150 µm, besonders bevorzugt von 20 µm bis 100 µm groß ist. Dieser Abstand hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen.The distance between the at least two separate PDLC functional element segments is preferably less than or equal to 500 μm, preferably from 10 μm to 150 μm, particularly preferably from 20 μm to 100 μm. This distance has proven to be particularly advantageous.

Die Außenscheibe weist eine Außenfläche und eine Innenfläche auf, wobei die Außenfläche der Außenscheibe von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandt ist und die Innenfläche der Außenscheibe der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandt ist. Die Innenscheibe weist eine Innenfläche und eine Außenfläche auf, wobei die Innenfläche der Innenscheibe von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandt ist und die Außenfläche der Innenscheibe der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandt ist. Die Innenscheibe ist dafür vorgesehen, einem Innenraum, beispielsweise einen Fahrzeuginnenraum, zugewandt zu sein, wohingegen die Außenscheibe dafür vorgesehen ist, einer äußeren Umgebung zugewandt zu sein.The outer pane has an outer surface and an inner surface, the outer surface of the outer pane facing away from the thermoplastic intermediate layer and the inner surface facing away from the Outer pane facing the thermoplastic intermediate layer. The inner pane has an inner surface and an outer surface, the inner surface of the inner pane facing away from the thermoplastic intermediate layer and the outer surface of the inner pane facing the thermoplastic intermediate layer. The inner pane is intended to face an interior space, for example a vehicle interior, whereas the outer pane is intended to face an external environment.

Die Steuereinheit ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung an der Innenfläche der Innenscheibe befestigt. Die Steuereinheit kann beispielsweise direkt an die Innenfläche der Innenscheibe angeklebt sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Steuereinheit in ein Befestigungselement eingesetzt, welches wiederum an der Innenfläche der Innenscheibe befestigt ist, bevorzugt über eine Schicht eines Klebstoffs. Solche Befestigungselemente sind im Fahrzeugbereich auch als „Brackets“ bekannt und typischerweise aus Kunststoff gefertigt. Durch die Anbringung der Steuereinheit direkt an der Verbundscheibe wird der elektrische Anschluss derselben erleichtert. Insbesondere sind keine langen Kabel zwischen Steuereinheit und Funktionselement erforderlich.In an advantageous embodiment, the control unit is attached to the inner surface of the inner pane. The control unit can for example be glued directly to the inner surface of the inner pane. In an advantageous embodiment, the control unit is inserted into a fastening element, which in turn is fastened to the inner surface of the inner pane, preferably via a layer of an adhesive. Such fastening elements are also known as “brackets” in the vehicle sector and are typically made of plastic. Attaching the control unit directly to the laminated pane makes it easier to connect it electrically. In particular, no long cables are required between the control unit and the functional element.

Alternativ ist es aber auch möglich, dass die Steuereinheit nicht an der Verbundscheibe befestigt ist, sondern beispielsweise im elektrischen System des Fahrzeugs integriert ist oder an der Fahrzeugkarosserie befestigt ist, falls die Verbundscheibe eine Fahrzeugscheibe ist. Die Steuereinheit ist bevorzugt im Innenraum des Fahrzeugs derart angeordnet, dass sie nicht sichtbar ist, beispielsweise im Armaturenbrett oder hinter einer Wandverkleidung.Alternatively, however, it is also possible that the control unit is not attached to the composite pane, but is integrated, for example, in the electrical system of the vehicle or is attached to the vehicle body if the composite pane is a vehicle pane. The control unit is preferably arranged in the interior of the vehicle in such a way that it is not visible, for example in the dashboard or behind a wall covering.

Der Verbundscheibe kann mit einem opaken Abdeckdruck ausgestattet sein, insbesondere in einem umlaufenden Randbereich, wie es im Fahrzeugbereich insbesondere für Windschutzscheiben, Heckscheiben und Dachscheiben üblich ist. Der Abdeckdruck ist typischerweise aus einer Emaille gebildet, enthaltend Glasfritten und ein Pigment, insbesondere Schwarzpigment. Die Druckfarbe wird typischerweise im Siebdruckverfahren aufgebracht und eingebrannt. Ein solcher Abdeckdruck ist auf mindestens einer der Scheibenoberflächen aufgebracht, bevorzugt der Innenfläche der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe. Der Abdeckdruck umgibt bevorzugt einen zentralen Durchsichtsbereich rahmenartig und dient insbesondere dem Schutz des Klebstoffs, durch den die Verbundscheibe mit der Fahrzeugskarossierie verbunden ist, vor UV-Strahlung. Ist die Steuereinheit an der Innenfläche der Innenscheibe angebracht, dann bevorzugt im opaken Bereich des Abdeckdrucks.The composite pane can be equipped with an opaque cover print, in particular in a circumferential edge area, as is customary in the vehicle sector, in particular for windshields, rear windows and roof windows. The cover print is typically formed from an enamel containing glass frits and a pigment, in particular black pigment. The printing ink is typically applied by screen printing and baked. Such a cover print is applied to at least one of the pane surfaces, preferably the inner surface of the outer pane and / or the inner pane. The cover print preferably surrounds a central see-through area like a frame and serves in particular to protect the adhesive, by which the composite pane is connected to the vehicle body, from UV radiation. If the control unit is attached to the inner surface of the inner pane, then preferably in the opaque area of the cover print.

Die thermoplastische Zwischenschicht dient der Verbindung der Innenscheibe und der Außenscheibe, wie es bei Verbundscheiben üblich ist. Typischerweise werden thermoplastische Folien verwendet und die thermoplastische Zwischenschicht aus diesen ausgebildet. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die thermoplastische Zwischenschicht zumindest aus einer ersten thermoplastischen Schicht und einer zweiten thermoplastischen Schicht gebildet, zwischen denen das PDLC-Funktionselement angeordnet ist. Das PDLC-Funktionselement ist dann über einen Bereich der ersten thermoplastischen Schicht mit der Außenscheibe und über einen Bereich der zweiten thermoplastischen Schicht mit der Innenscheibe verbunden. Bevorzugt ragen die thermoplastischen Schichten umlaufend über das Funktionselement hinaus. Dort wo die thermoplastischen Schichten direkten Kontakt miteinander haben und nicht durch das Funktionselement voneinander getrennt sind, können sie beim Laminieren derart verschmelzen, dass die ursprünglichen Schichten unter Umständen nicht mehr erkennbar sind und stattdessen eine homogene Zwischenschicht vorliegt.The thermoplastic intermediate layer is used to connect the inner pane and the outer pane, as is customary with composite panes. Typically, thermoplastic films are used and the thermoplastic intermediate layer is formed from these. In a preferred embodiment, the thermoplastic intermediate layer is formed from at least a first thermoplastic layer and a second thermoplastic layer, between which the PDLC functional element is arranged. The PDLC functional element is then connected to the outer pane via an area of the first thermoplastic layer and to the inner pane via an area of the second thermoplastic layer. The thermoplastic layers preferably protrude circumferentially beyond the functional element. Where the thermoplastic layers are in direct contact with one another and are not separated from one another by the functional element, they can fuse during lamination in such a way that the original layers may no longer be recognizable and instead a homogeneous intermediate layer is present.

Eine thermoplastische Schicht kann beispielsweise durch eine einzige thermoplastische Folie ausgebildet werden. Eine thermoplastische Schicht kann auch aus Abschnitten unterschiedlicher thermoplastischer Folien gebildet werden, deren Seitenkanten aneinandergesetzt sind.A thermoplastic layer can be formed, for example, by a single thermoplastic film. A thermoplastic layer can also be formed from sections of different thermoplastic films, the side edges of which are placed against one another.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das PDLC-Funktionselement, genauer die Seitenkanten des PDLC-Funktionselements umlaufend von einer dritten thermoplastischen Schicht umgeben. Die dritte thermoplastische Schicht ist rahmenartig ausgebildet mit einer Aussparung, in welche das PDLC-Funktionselement eingelegt wird. Die dritte thermoplastische Schicht kann durch eine thermoplastische Folie gebildet werden, in welche die Aussparung durch Ausschneiden eingebracht worden ist. Alternativ kann die dritte thermoplastische Schicht auch aus mehreren Folienabschnitten um das PDLC-Funktionselement zusammengesetzt werden. Die thermoplastische Zwischenschicht ist dann aus insgesamt mindestens drei flächig aufeinander angeordneten thermoplastischen Schichten gebildet, wobei die mittlere Schicht eine Aussparung ausweist, in der das PDLC-Funktionselement angeordnet ist. Bei der Herstellung wird die dritte thermoplastische Schicht zwischen der ersten und der zweiten thermoplastischen Schicht angeordnet, wobei die Seitenkanten aller thermoplastischen Schichten bevorzugt in Deckung befindlich sind. Die dritte thermoplastische Schicht weist bevorzugt etwa die gleiche Dicke auf wie das PDLC-Funktionselement. Dadurch wird der lokale Dickenunterschied, der durch das örtlich begrenzte PDLC-Funktionselement eingebracht wird, kompensiert, so dass Glasbruch beim Laminieren vermieden werden kann und ein verbessertes optisches Erscheinungsbild entsteht.In a preferred embodiment, the PDLC functional element, more precisely the side edges of the PDLC functional element, is surrounded circumferentially by a third thermoplastic layer. The third thermoplastic layer is designed like a frame with a recess into which the PDLC functional element is inserted. The third thermoplastic layer can be formed by a thermoplastic film into which the recess has been made by cutting out. Alternatively, the third thermoplastic layer can also be composed of several film sections around the PDLC functional element. The thermoplastic intermediate layer is then formed from a total of at least three thermoplastic layers arranged flat on top of one another, the middle layer having a recess in which the PDLC functional element is arranged. During production, the third thermoplastic layer is arranged between the first and the second thermoplastic layer, the side edges of all thermoplastic layers preferably being in congruence. The third thermoplastic layer preferably has approximately the same thickness as the PDLC functional element. This compensates for the local difference in thickness that is introduced by the locally limited PDLC functional element, so that glass breakage during lamination is avoided can be and an improved visual appearance is created.

Die Schichten der thermoplastischen Zwischenschicht sind bevorzugt aus demselben Material ausgebildet, können prinzipiell aber auch aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Die Schichten beziehungsweise Folien der thermoplastischen Zwischenschicht sind bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), oder Polyurethan (PU). Das bedeutet, dass die Schicht beziehungsweise Folie mehrheitlich das besagte Material enthält (Anteil von größer als 50 Gew.-%) und daneben optional weitere Bestandteile enthalten kann, beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren, UV- oder IR-Absorber. Die Dicke jeder thermoplastischen Schicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm. Beispielsweise können Folien mit den Standarddicken von 0,38 mm oder 0,76 mm verwendet werden.The layers of the thermoplastic intermediate layer are preferably formed from the same material, but can in principle also be formed from different materials. The layers or films of the thermoplastic intermediate layer are preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), or polyurethane (PU). This means that the majority of the layer or film contains the said material (proportion greater than 50% by weight) and can optionally also contain further components, for example plasticizers, stabilizers, UV or IR absorbers. The thickness of each thermoplastic layer is preferably from 0.2 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.3 mm to 1 mm. For example, foils with the standard thicknesses of 0.38 mm or 0.76 mm can be used.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt sind, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar sein oder auch getönt oder gefärbt. Je nach Anwendungsfall können dem Grad der Tönung oder Färbung Grenzen gesetzt sein: so muss mitunter eine vorgeschriebene Lichttransmission gewährleistet sein, beispielsweise eine Lichttransmission von mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß der Regelung Nr. 43 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN/ECE) (ECE-R43, „Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres Einbaus in Fahrzeuge“).The outer pane and the inner pane are preferably made from glass, particularly preferably from soda-lime glass, as is customary for window panes. The panes can also be made from other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass, or from rigid, clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate. The panes can be clear, tinted or colored. Depending on the application, there may be limits to the degree of tinting or coloring: sometimes a prescribed light transmission must be guaranteed, for example a light transmission of at least 70% in the main transparent area A in accordance with Regulation No. 43 of the United Nations Economic Commission for Europe (UN / ECE) (ECE-R43, "Uniform conditions for the approval of safety glazing materials and their installation in vehicles").

Die Außenscheibe, die Innenscheibe und/oder die Zwischenschicht können geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, UVabsorbierende oder reflektierende Beschichtungen oder IR-absorbierende oder - reflektierende Beschichtungen wie Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.The outer pane, the inner pane and / or the intermediate layer can have suitable coatings known per se, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings, UV-absorbing or reflective coatings or IR-absorbing or reflective coatings such as sun protection coatings or low-E coatings.

Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm.The thickness of the outer pane and the inner pane can vary widely and thus be adapted to the requirements in the individual case. The outer pane and the inner pane preferably have thicknesses of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably 1 mm to 3 mm.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:

  • 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungseinheit, enthaltend ein PDLC-Funktionselement,
  • 2 einen Querschnitt entlang X-X' durch die Verglasungseinheit nach 1,
  • 3 eine Draufsicht auf das PDLC-Funktionselement vor der Herstellung der Verglasungseinheit nach 1,
  • 4 einen Querschnitt entlang Y-Y' durch das PDLC-Funktionselement aus 3 und
  • 5 eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungseinheit, enthaltend ein PDLC-Funktionselement,
The invention is explained in more detail with reference to a drawing and exemplary embodiments. The drawing is a schematic representation and is not true to scale. The drawing does not restrict the invention in any way. Show it:
  • 1 a plan view of an embodiment of a glazing unit according to the invention, containing a PDLC functional element,
  • 2 a cross-section along XX 'through the glazing unit 1 ,
  • 3 a plan view of the PDLC functional element before the manufacture of the glazing unit according to 1 ,
  • 4th a cross section along YY 'through the PDLC functional element 3 and
  • 5 a plan view of a further embodiment of a glazing unit according to the invention, containing a PDLC functional element,

1 und 2 zeigen je ein Detail einer erfindungsgemäßen Verglasungseinheit mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften. Die Verglasungseinheit umfasst eine Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 ist beispielhaft als Dachscheibe eines Personenkraftwagens vorgesehen, deren Lichttransmission bereichsweise elektrisch gesteuert werden kann. Die Verbundscheibe 100 umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen aus Kalk-Natron-Glas, welches optional getönt sein kann. Die Außenscheibe 1 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 2 eine Dicke von 1,6 mm. 1 and 2 each show a detail of a glazing unit according to the invention with electrically controllable optical properties. The glazing unit comprises a composite pane 100 . The composite pane 100 is provided, for example, as a roof window of a passenger car, the light transmission of which can be electrically controlled in certain areas. The composite pane 100 includes an outer pane 1 and an inner pane 2 that have a thermoplastic intermediate layer 3 are connected to each other. The outer pane 1 and the inner pane 2 consist of soda-lime glass, which can optionally be tinted. The outer pane 1 has, for example, a thickness of 2.1 mm, the inner pane 2 a thickness of 1.6 mm.

Die thermoplastische Zwischenschicht 3 umfasst insgesamt drei thermoplastischen Schichten 3a, 3b, 3c, die jeweils durch eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm aus PVB ausgebildet sind. Die erste thermoplastische Schicht 3a ist mit der Außenscheibe 1 verbunden, die zweite thermoplastische Schicht 3b mit der Innenscheibe 2. Die dazwischenliegende dritte thermoplastische Schicht 3c weist einen Ausschnitt auf, in welchen ein PDLC-Funktionselement 4 mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften im Wesentlichen passgenau, das heißt an allen Seiten etwa bündig, eingelegt ist. Die dritte thermoplastische Schicht 3c bildet also gleichsam eine Art Passepartout oder Rahmen für das etwa 0,3 mm dicke PDLC-Funktionselement 4, das im Randbereich durch die zur elektrischen Kontaktierung verwendeten Stromsammelschienen auf etwa 0,4 mm verdickt ist. Das PDLC-Funktionselement 4 ist somit rundum in thermoplastisches Material eingekapselt und dadurch geschützt. Das PDLC-Funktionselement 4 kann von einem transparenten in einen Lichtstreuenden Zustand geschaltet werden kann. Das PDLC-Funktionselement 4 ist in vier getrennte Funktionselementsegmente aufgeteilt (wie in 4 dargestellt).The thermoplastic intermediate layer 3 comprises a total of three thermoplastic layers 3a , 3b , 3c each formed by a thermoplastic film with a thickness of 0.38 mm made of PVB. The first thermoplastic layer 3a is with the outer pane 1 connected, the second thermoplastic layer 3b with the inner pane 2 . The intermediate third thermoplastic layer 3c has a section in which a PDLC functional element 4th with electrically controllable optical properties essentially precisely fitting, that is to say approximately flush on all sides. The third thermoplastic layer 3c thus forms a kind of passe-partout or frame for the approximately 0.3 mm thick PDLC functional element 4th , which is thickened in the edge area by the busbars used for electrical contact to about 0.4 mm. The PDLC functional element 4th is thus completely encapsulated in thermoplastic material and thus protected. The PDLC functional element 4th can be switched from a transparent to a light-scattering state. The PDLC functional element 4th is in four divided into separate functional element segments (as in 4th shown).

Das PDLC-Funktionselement 4 ist mit elektrischen Kabeln 13 mit einer Steuereinheit 5 verbunden. Diese Steuereinheit 5 ist beispielhaft an der Innenfläche, also von der thermoplastischen Zwischenschicht 3 abgewandten Oberfläche, der Innenscheibe 2 angebracht. Dazu ist beispielsweise ein nicht dargestelltes Befestigungselement an die Innenscheibe 2 angeklebt, in welches die Steuereinheit 5 eingesetzt ist. Die Steuereinheit 5 muss aber nicht zwingend direkt an der Verbundscheibe 100 angebracht sein. Sie kann alternativ beispielsweise am Armaturenbrett oder der Fahrzeugkarosserie angebracht sein oder in die Bordelektrik des Fahrzeugs integriert sein.The PDLC functional element 4th is with electrical cables 13 with a control unit 5 tied together. This control unit 5 is an example of the inner surface, i.e. of the thermoplastic intermediate layer 3 facing away from the surface, the inner pane 2 appropriate. For this purpose, for example, a fastening element (not shown) is attached to the inner pane 2 glued into which the control unit 5 is used. The control unit 5 but does not necessarily have to be directly on the laminated pane 100 to be appropriate. Alternatively, it can be attached, for example, to the dashboard or the vehicle body, or it can be integrated into the vehicle's on-board electrical system.

Die Verbundscheibe 100 weist einen umlaufenden Randbereich auf, welche mit einem opaken Abdeckdruck 6 versehen ist. Diese Abdeckdruck 6 ist typischerweise aus einer schwarzen Emaille ausgebildet. Sie wird als Druckfarbe mit einem Schwarzpigment und Glasfritten im Siebdruckverfahren aufgedruckt und in die Scheibenoberfläche eingebrannt. Der Abdeckdruck 6 ist beispielhaft auf der Innenfläche der Außenscheibe 1 und auch auf der Innenfläche der Innenscheibe 2 aufgebracht. Die Seitenkanten des Funktionselements 4 sind durch diesen Abdeckdruck 6 verdeckt. Die Steuereinheit 5 ist in diesem opaken Randbereich angeordnet, also auf den Abdeckdruck 6 der Innenscheibe 2 aufgeklebt. Dort stört die Steuereinheit 5 die Durchsicht durch die Verbundscheibe 100 nicht und ist optisch unauffällig. Zudem weist sie einen geringen Abstand zur Seitenkante der Verbundscheibe 100 auf, so dass nur vorteilhaft kurze Kabel 13 zum elektrischen Anschluss des PDLC-Funktionselements 4 nötig sind.The composite pane 100 has a circumferential edge area, which is covered with an opaque cover print 6th is provided. This masking print 6th is typically made of black enamel. It is printed as a printing ink with a black pigment and glass frit using a screen printing process and burned into the surface of the pane. The masking print 6th is exemplified on the inner surface of the outer pane 1 and also on the inner surface of the inner pane 2 upset. The side edges of the functional element 4th are through this masking print 6th covered. The control unit 5 is arranged in this opaque edge area, i.e. on the cover print 6th the inner pane 2 glued. The control unit is disturbing there 5 the view through the laminated pane 100 not and is optically inconspicuous. In addition, it is at a small distance from the side edge of the composite pane 100 so that only advantageously short cables 13 for the electrical connection of the PDLC functional element 4th are necessary.

Die Steuereinheit 5 ist andererseits mit der Bordelektrik des Fahrzeugs verbunden, was in den 1 und 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Die Steuereinheit 5 ist geeignet, in Abhängigkeit von einem Schaltsignal, welches der Fahrer beispielsweise mit einem Knopfdruck vorgibt, die Spannung oder Spannungen an die Funktionselementsegmente anzulegen, welche für den gewünschten optischen Zustand des PDLC-Funktionselements 4 (Schaltzustand) erforderlich sind.The control unit 5 is, on the other hand, connected to the vehicle's on-board electrical system, which is in the 1 and 2 is not shown for the sake of simplicity. The control unit 5 is suitable, depending on a switching signal, which the driver specifies, for example by pressing a button, to apply the voltage or voltages to the functional element segments that are required for the desired optical state of the PDLC functional element 4th (Switching state) are required.

Der Verbundscheibe 100 weist beispielhaft vier unabhängige Schaltbereiche S1, S2, S3, S4 auf, in denen der Schaltzustand des PDLC-Funktionselements 4 unabhängig voneinander durch die Steuereinheit 5 eingestellt werden kann. Die Schaltbereiche S1, S2, S3, S4 sind in der Richtung von der Vorderkante zur Hinterkante der Dachscheibe hintereinander angeordnet, wobei die Begriffe Vorderkante und Hinterkante auf die Fahrtrichtung des Fahrzeugs bezogen sind. Durch die Schaltbereiche S1, S2, S3, S4 kann der Fahrer des Fahrzeugs (beispielsweise in Abhängigkeit vom Sonnenstand) wählen, statt der gesamten Verbundscheibe 100 nur einen Bereich derselben mit dem diffusen Zustand zu versehen, während die anderen Bereiche transparent bleiben.The composite pane 100 has four independent switching ranges as an example S1 , S2 , S3 , S4 in which the switching state of the PDLC functional element 4th independently of each other by the control unit 5 can be adjusted. The switching areas S1 , S2 , S3 , S4 are arranged one behind the other in the direction from the front edge to the rear edge of the roof window, the terms front edge and rear edge referring to the direction of travel of the vehicle. Through the switching areas S1 , S2 , S3 , S4 the driver of the vehicle can choose (depending on the position of the sun, for example) instead of the entire composite pane 100 to provide only one area thereof with the diffuse state, while the other areas remain transparent.

3 und 4 zeigen je ein Detail des PDLC-Funktionselementes 4, bevor dieses in die Verbundscheibe 100 gemäß 1 einlaminiert wurde. Das PDLC-Funktionselement 4 ist zwischen einer ersten Trägerfolie 8 und einer zweiten Trägerfolie 9 angeordnet. Die erste und die zweite Trägerfolie 8, 9 bestehen aus PET und weisen eine Dicke von beispielsweise 0,125 mm auf. Die erste und die zweite Trägerfolie 8, 9 sind mit einer Beschichtung aus ITO mit einer Dicke von etwa 100 nm versehen, welche eine erste Flächenelektroden 10 und eine zweite Flächenelektroden 11 ausbilden. Zwischen der ersten und der zweiten Flächenelektrode 10, 11 ist eine aktive Schicht 12 angeordnet. Die aktive Schicht 12 ist eine PDLC-Schicht und enthält Flüssigkristalle in einer Polymermatrix, die durch eine an die erste und die zweite Flächenelektroden 10, 11 angelegte Wechselspannung ausgerichtet werden können. Die aktive Schicht 12 ist dann transparent. Ohne Spannung liegen die Flüssigkristalle unausgerichtet vor, was zu einem Zustand starker Lichtstreuung führt. Durch Segmentierungen sind beide Flächenelektroden 10, 11 und die aktive Schicht 12 in vier Funktionselementsegmente aufgeteilt, die unabhängige Schaltbereiche S1, S2, S3, S4 bilden. 3 and 4th each show a detail of the PDLC functional element 4th before this into the composite pane 100 according to 1 was laminated. The PDLC functional element 4th is between a first carrier film 8th and a second carrier film 9 arranged. The first and the second carrier film 8th , 9 consist of PET and have a thickness of 0.125 mm, for example. The first and the second carrier film 8th , 9 are provided with a coating of ITO with a thickness of about 100 nm, which has a first surface electrode 10 and a second area electrode 11 form. Between the first and the second surface electrode 10 , 11 is an active layer 12th arranged. The active layer 12th is a PDLC layer and contains liquid crystals in a polymer matrix, which are attached to the first and second surface electrodes by one 10 , 11 applied AC voltage can be aligned. The active layer 12th is then transparent. In the absence of voltage, the liquid crystals are misaligned, resulting in a state of strong light scattering. Both surface electrodes are segmented 10 , 11 and the active layer 12th divided into four functional element segments, the independent switching areas S1 , S2 , S3 , S4 form.

Das PDLC-Funktionselement 4 weist drei Segmentierungslinien 7 auf, die sich parallel zueinander von einer Seitenkante zur gegenüberliegenden Seitenkante erstrecken. Die Segmentierungslinien 7 trennen die erste Flächenelektroden 10, die zweite Flächenelektrode 11 und die aktive Schicht 12 in voneinander elektrisch isolierte Funktionselementsegmente. Diese Funktionselementsegmente bilden die vier unabhängigen Schaltbereiche S1, S2, S3, S4 des PDLC-Funktionselementes 4 beziehungsweise später der Verglasungseinheit. Die einzelnen Segmente der ersten und der zweiten Flächenelektrode 10, 11 sind unabhängig voneinander elektrisch kontaktiert und mit einer Steuereinheit 5 verbunden, so dass die optischen Eigenschaften der Schaltbereiche S1, S2, S3, S4 unabhängig voneinander gesteuert werden können.The PDLC functional element 4th has three segmentation lines 7th which extend parallel to one another from one side edge to the opposite side edge. The segmentation lines 7th separate the first area electrodes 10 , the second surface electrode 11 and the active layer 12th in functional element segments that are electrically isolated from one another. These functional element segments form the four independent switching areas S1 , S2 , S3 , S4 of the PDLC functional element 4th or later the glazing unit. The individual segments of the first and second surface electrodes 10 , 11 are electrically contacted independently of each other and with a control unit 5 connected so that the optical properties of the switching areas S1 , S2 , S3 , S4 can be controlled independently of each other.

Durch die Segmentierung des kompletten PDLC-Funktionselementes 4 und nicht nur der ersten Flächenelektrode 10 und/oder der zweiten Flächenelektrode 11 wie es bei gattungsgemäßen Verglasungseinheiten häufig der Fall ist, kann ein weiterer großer Vorteil der Erfindung erreicht werden. Gattungsgemäße PDLC-Funktionselemente, welche durch die Segmentierung der ersten Flächenelektrode und die deckungsgleiche Segmentierung der zweiten Flächenelektrode in mehrere Funktionselementsegmente aufgeteilt werden, weisen häufig das Problem des sogenannten „Linienverbreiterungseffektes“ auf (gattungsgemäßes PDLC-Funktionselement nicht in den 1 bis 5 dargestellt). Dabei werden die normalerweise unsichtbaren Segmentierungslinien deutlich sichtbar und weisen einen weißlichen Saum auf. Es kommt also im Bereich der Segmentierung der ersten Flächenelektrode und der zweiten Flächenelektrode zu einer Veränderung der optischen Eigenschaften im Vergleich zu den optischen Eigenschaften der mehreren PDLC-Funktionselementsegmente. Dieser Effekt tritt vor allem bei höheren Temperaturen ab 50 °C auf und wenn an mindestens ein PDLC-Funktionselementsegment eine Spannung angelegt ist, während die übrigen anderen PDLC-Funktionselementsegmente spannungsfrei sind. Nach einigen Minuten unter solchen Bedingungen erscheint die Änderung der optischen Eigenschaften entlang der Segmentierungslinien, beispielsweise eine weiße Naht. Dieser „Linienverbreiterungseffekt“ wird in der vorliegenden Erfindung größtenteils oder ganz verhindert, indem neben der Segmentierung der ersten Flächenelektrode 10 und der zweiten Flächenelektrode 11 ebenfalls die aktive Schicht 12 beispielsweise mittels Laserstrahlen segmentiert wird. Eine mögliche Erklärung ist, dass die aufgeteilten aktiven Schichten 12 den Abstand zwischen den mindestens zwei Funktionselementsegmenten nicht mehr überbrücken können und zwischen zwei Funktionselementsegmenten eine spezielle elektrische Feldbedingung erzeugt wird, die den Effekt größtenteils reduziert oder vollständig verhindert. Die Segmentierung der aktiven Schicht 12 zusammen mit der ersten und der zweiten Flächenelektrode 10, 11 trennt also die mindestens zwei Funktionselementsegmente vollständig voneinander und verhindert weitestgehend bis vollständig einen Überlappungseffekt („Linienverbreiterungseffekt“) zu.By segmenting the complete PDLC functional element 4th and not just the first surface electrode 10 and / or the second surface electrode 11 As is often the case with glazing units of the generic type, a further great advantage of the invention can be achieved. Generic PDLC functional elements, which are divided into several functional element segments by the segmentation of the first surface electrode and the congruent segmentation of the second surface electrode, often have this Problem of the so-called "line broadening effect" (generic PDLC functional element not in the 1 until 5 shown). The normally invisible segmentation lines become clearly visible and have a whitish border. In the area of the segmentation of the first surface electrode and the second surface electrode, there is a change in the optical properties compared to the optical properties of the multiple PDLC functional element segments. This effect occurs above all at higher temperatures from 50 ° C. and when a voltage is applied to at least one PDLC functional element segment while the remaining other PDLC functional element segments are free of voltage. After a few minutes under such conditions, the change in optical properties appears along the segmentation lines, for example a white seam. This “line broadening effect” is largely or entirely prevented in the present invention by, in addition to the segmentation of the first surface electrode 10 and the second surface electrode 11 also the active layer 12th is segmented for example by means of laser beams. One possible explanation is that the split active layers 12th can no longer bridge the distance between the at least two functional element segments and a special electric field condition is generated between two functional element segments, which largely reduces or completely prevents the effect. The segmentation of the active layer 12th together with the first and second surface electrodes 10 , 11 thus completely separates the at least two functional element segments from one another and largely or completely prevents an overlapping effect (“line broadening effect”).

5 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verglasungseinheit. Die Verglasungseinheit aus 5 ist wie die Verglasungseinheit aus 1 und 2 aufgebaut mit dem Unterschied, dass das PDLC-Funktionselement 4 (hier nicht gezeigt) in sieben Schaltbereiche S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 statt in vier Schaltbereiche aufgeteilt ist. Die Schaltbereiche S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 Formen zudem ein Muster, die Schaltbereiche S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 sind außerdem in Draufsicht unterschiedlich geformt. Die Ausgestaltung stellt eine weitere Ausführungsform dar, grundsätzlich sind auch weitere Ausgestaltungen bzw. Formen sowie eine andere Anzahl der Schaltbereiche S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7 möglich. 5 shows a plan view of a further embodiment of the glazing unit according to the invention. The glazing unit off 5 is like the glazing unit 1 and 2 constructed with the difference that the PDLC functional element 4th (not shown here) in seven switching ranges S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 , S7 instead of being divided into four switching areas. The switching areas S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 , S7 They also form a pattern, the switching areas S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 , S7 are also shaped differently in plan view. The configuration represents a further embodiment; in principle, further configurations or shapes and a different number of switching areas are also possible S1 , S2 , S3 , S4 , S5 , S6 , S7 possible.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
AußenscheibeOuter pane
22
InnenscheibeInner pane
33
thermoplastische Zwischenschichtthermoplastic intermediate layer
3a3a
erste Schicht der thermoplastischen Zwischenschicht 3first layer of the thermoplastic intermediate layer 3
3b3b
zweite Schicht der thermoplastischen Zwischenschicht 3second layer of thermoplastic intermediate layer 3
3c3c
dritte Schicht der thermoplastischen Zwischenschicht 3third layer of the thermoplastic intermediate layer 3
44th
PDLC-FunktionselementPDLC functional element
55
SteuereinheitControl unit
66th
AbdeckdruckCover print
77th
SegmentierungslinienSegmentation lines
88th
erste Trägerfoliefirst carrier film
99
zweite Trägerfoliesecond carrier film
1010
erste Flächenelektrodefirst surface electrode
1111
zweite Flächenelektrodesecond surface electrode
1212th
aktive Schichtactive layer
S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7
Schaltbereiche Switching ranges
100100
Verbundscheibe Composite pane
X-X'X-X '
Schnittlinie durch die Verglasungseinheit in 1 und 2 Section line through the glazing unit in 1 and 2
Y-Y'Y-Y '
Schnittlinie durch das PDLC-Funktionselement in 3 und 4 Section line through the PDLC functional element in 3 and 4th

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Claims (10)

Verglasungseinheit mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften mit mehreren unabhängigen Schaltbereichen (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7), umfassend - eine Verbundscheibe (100), umfassend - eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind und - ein PDLC-Funktionselement (4) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, welches zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) angeordnet ist, und - eine Steuereinheit (5), welche geeignet ist, die optischen Eigenschaften des PDLC-Funktionselements (4) zu steuern, wobei das elektrisch steuerbare PDLC-Funktionselement (4) in mindestens zwei getrennte Funktionselementsegmente aufgeteilt ist, wobei jedes PDLC-Funktionselementsegment elektrisch mit der Steuereinheit (5) verbunden ist, so dass an jedem Funktionselementsegment unabhängig voneinander eine elektrische Spannung angelegt werden kann, um die optischen Eigenschaften der einzelnen Funktionselementsegmente zu steuern.Glazing unit with electrically controllable optical properties with several independent switching areas (S1, S2, S3, S4, S5, S6, S7), comprising - A composite pane (100), comprising - An outer pane (1) and an inner pane (2) which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer (3) and - A PDLC functional element (4) with electrically controllable optical properties, which is arranged between the outer pane (1) and the inner pane (2), and - A control unit (5) which is suitable for controlling the optical properties of the PDLC functional element (4), the electrically controllable PDLC functional element (4) being divided into at least two separate functional element segments, each PDLC functional element segment being electrically connected to the control unit (5) so that an electrical voltage can be applied to each functional element segment independently of one another in order to control the optical properties of the individual functional element segments. Verglasungseinheit nach Anspruch 1, wobei jedes der mindestens zwei PDLC-Funktionselementsegmente in der angegebenen Reihenfolge flächig übereinander angeordnet - eine erste Flächenelektrode (10), - eine aktive Schicht (12) und - eine zweite Flächenelektrode (11) umfasst.Glazing unit after Claim 1 , wherein each of the at least two PDLC functional element segments arranged flat on top of one another in the specified order - comprises a first surface electrode (10), - an active layer (12) and - a second surface electrode (11). Verglasungseinheit nach Anspruch 2, wobei in der aktiven Schicht (12) Flüssigkristalle in einer Polymermatrix eingelagert sind.Glazing unit after Claim 2 , wherein liquid crystals are embedded in a polymer matrix in the active layer (12). Verglasungseinheit nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei die Flächenelektroden (10, 11) auf Basis von Silber oder Indium-Zinnoxid (ITO) ausgebildet sind und eine Dicke von 20 nm bis 1 µm aufweisen.Glazing unit after Claim 2 or Claim 3 , wherein the surface electrodes (10, 11) are based on silver or indium tin oxide (ITO) and have a thickness of 20 nm to 1 μm. Verglasungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das PDCL-Funktionselement (4) flächig zwischen - einer ersten Trägerfolie (8) und - einer zweiten Trägerfolie (9) angeordnet ist.Glazing unit according to one of the Claims 1 until 4th , wherein the PDCL functional element (4) is arranged flat between - a first carrier film (8) and - a second carrier film (9). Verglasungseinheit nach Anspruch 4, wobei die erste und die zweite Trägerfolie (8, 9) auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET) ausgebildet sind und eine Dicke von 0,1 mm bis 0,5 mm aufweisen.Glazing unit after Claim 4 , wherein the first and the second carrier film (8, 9) are based on polyethylene terephthalate (PET) and have a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm. Verglasungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Abstand zwischen den mindestens zwei getrennten PDLC-Funktionselementsegmenten kleiner oder gleich 500 µm, bevorzugt von 10 µm bis 150 µm, besonders bevorzugt von 20 µm bis 100 µm groß ist.Glazing unit according to one of the Claims 1 until 6th , the distance between the at least two separate PDLC functional element segments being less than or equal to 500 μm, preferably from 10 μm to 150 μm, particularly preferably from 20 μm to 100 μm. Verglasungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) auf Basis von Polyvinylbutyral ausgebildet ist.Glazing unit according to one of the Claims 1 until 8th wherein the thermoplastic intermediate layer (3) is based on polyvinyl butyral. Verglasungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Außenscheibe (1) und/oder die Innenscheibe (2) aus Kalk-Natron-Glas bestehen.Glazing unit according to one of the Claims 1 until 9 , the outer pane (1) and / or the inner pane (2) being made of soda-lime glass. Verglasungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Außenscheibe (1) und/oder die Innenscheibe (2) aus Borosilikat-Glas bestehen.Glazing unit according to one of the Claims 1 until 9 , wherein the outer pane (1) and / or the inner pane (2) consist of borosilicate glass.
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