EP1230580A2 - Dekorelement - Google Patents

Dekorelement

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EP1230580A2
EP1230580A2 EP00910775A EP00910775A EP1230580A2 EP 1230580 A2 EP1230580 A2 EP 1230580A2 EP 00910775 A EP00910775 A EP 00910775A EP 00910775 A EP00910775 A EP 00910775A EP 1230580 A2 EP1230580 A2 EP 1230580A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid crystal
decorative element
polymer layer
electrodes
carrier chains
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00910775A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Gerhard Schmidmayer
Siegfried Müller
Klaus Vornhof
Grégoire WITZ
Markus Kerkhoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayerische Motoren Werke AG
Delphi Technologies Inc
Original Assignee
Bayerische Motoren Werke AG
Delphi Technologies Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayerische Motoren Werke AG, Delphi Technologies Inc filed Critical Bayerische Motoren Werke AG
Publication of EP1230580A2 publication Critical patent/EP1230580A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60R13/02—Internal Trim mouldings ; Internal Ledges; Wall liners for passenger compartments; Roof liners
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B44—DECORATIVE ARTS
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    • B44C5/00—Processes for producing special ornamental bodies
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    • G02F1/137—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering
    • G02F1/13725—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering based on guest-host interaction

Definitions

  • the invention relates to a decorative element that can be used, for example, on visible surfaces of everyday objects or furnishings (for example on furniture, electrical appliances, in the interior of motor vehicles, etc.).
  • Known decorative elements are strip-shaped or flat as decorative strips or decorative surfaces.
  • the known decorative elements have, for. B. the appearance of a certain material (metal, wood, etc.) or have a certain color or a certain pattern in order to stand out clearly from the surface of the utensil or furnishings.
  • the object of the invention is to further develop the known decorative elements.
  • Claims 9 and 10 describe liquid crystal cells which are suitable, for example, for forming decorative elements according to the invention.
  • Claims 1 1 and 12 relate to methods for controlling decorative elements according to the invention.
  • the main idea here is to design the decorative element in such a way that it changes color with appropriate control.
  • the appearance of the utility and furnishing item can be changed in color, for example from solid to cheerful, from calming to stimulating, depending on the respective basic attitude of different people or also “depending on the forehead. mungsiage 'by one and the same person The color changes - without changing the decorative elements - by appropriate control
  • the decorative element according to claims 1 and 2 has at least one liquid crystal cell, which represents a further development compared to known liquid crystal cells, as described, for example, in JP 54-60894 A1.
  • the matrix of the known liquid crystal cells contains molecules to which dyes are attached Which, depending on the control of the liquid crystal cell, are aligned uniformly perpendicular to the surface of the liquid crystal cell or are distributed in the matrix without being aligned.
  • Such liquid crystal cells are generally known under the name LCD (liquid crystal display)
  • liquid crystal cells according to claims 1 and 2 in contrast to known cells which contain chiral molecules in a low-viscosity material, the matrix consists of a highly viscous liquid polymer polymer layer.
  • This liquid polymer layer essentially consists of a side chain polymer, on the carrier chains of which dyes (for example antraquinones) are copolymerized
  • the liquid crystal cells according to the invention are accordingly referred to as LCP (liquid crystal polymers) .
  • LCP liquid crystal polymers
  • the solid-body properties of the liquid crystal polymer layer result in the advantage of a simplified structure of the liquid crystal cells according to the invention, which, in contrast to known cells, no longer require a solid support substrate (e.g. glass or plastic plates), but instead can be applied to a film-like substrate
  • an LCP according to claim 1 by applying an AC voltage of a first frequency, a tilting of the carrier chains is achieved with a first tilting direction. With the tilting of the carrier chains, the dyes attached to the carrier chain also change their orientation accordingly.
  • the carrier chains become Tipped back in the direction of its starting position with the opposite sense of tipping.
  • the possibility created according to the invention to produce opposite tipping movements of the carrier chains means that a certain amount is taken up Tilting angle of the carrier chains and moving back into the starting position are possible in a simple manner without having to carry out a rotation of the carrier chains by 180 °. Depending on the liquid polymer polymer layer used, “further rotation” is also not possible without destroying the screw-like structure of the carrier chains
  • Liquid crystal cells according to claim 2 differ from known liquid crystal cells in that the carrier chains assume a different tilt angle depending on the intensity of the electric field. Depending on the orientation of the carrier chains, the attached dyes are oriented more or less perpendicularly to the surface of the decorative element and thus more or less strongly Visible While in known liquid crystal displays the change between two defined states takes place as quickly as possible due to the low viscosity of the matrix without any noticeable intermediate stages, the high viscosity according to the invention of the liquid crystal polymer layer results in a comparatively slow ingestion and subsequent holding of any intermediate stages
  • liquid stall polymer layer can consist of different groups of polymers with different structures
  • a decorative element By arranging at least two liquid crystal cells with dyes of different colors one above the other (claim 3), a decorative element is created in which mixed colors can be produced, depending on the orientation of the carrier chain in the individual liquid crystal cells
  • alternating mixed colors can be produced in a single liquid crystal cell depending on the control. This is achieved in that the liquid crystal cell contains different types of carrier chains, the tilting movement of which can be initiated with alternating voltages of different frequencies Dyes of different colors are deposited, different mixed colors can be generated in a single element via the level of the alternating voltages applied
  • the carrier chains with the attached dyes can, depending on the control of the liquid crystal cell, be aligned uniformly perpendicular to the surface of the liquid crystal cell or under one that deviates from the perpendicular Angles are set so that different mixed colors are produced as the visible color of the decorative element, which are determined more or less by the color of the support layer or the color of the dyes
  • the decorative element in a film-like manner, as already known per se from WO 98/13722 A1.
  • the flexibility of the support layer means that the decorative element also adapts to curved surfaces.
  • the decorative element must be designed in this way that the thickness of the liquid crystal cell, and thus its color, does not change even in the curved areas.
  • the film-like structure with a small thickness of the decorative element enables a wide range of uses, even in areas with little free space Decorative element can also be produced and arranged in different geometric shapes
  • the liquid crystal cells of the decorative elements are preferably designed in such a way that the color set by an alternating voltage with a specific frequency and voltage level is retained even after the voltage has been removed in order to to keep the decorative elements low. Furthermore, the stress-free state slows down the decomposition and the aging process in the liquid knstall polymer layer
  • FIGS. 1 to 3 a decorative element according to the invention in section, in different operating states
  • FIG. 4 shows a decorative element composed of two liquid crystal cells
  • FIG. 5 shows a decorative element with a liquid crystal cell with different active carrier chains
  • Figure 6 is a diagram showing the dependence of the tilt angle of the support chains on the level of the applied voltage
  • FIG. 7 shows a perspective view of the interior of a motor vehicle, with decorative elements inserted into the interior of the motor vehicle
  • the liquid crystal cell 4 has an underside support layer 2 and an upper-side cover layer 3, between which a liquid crystal cell 4 is arranged.
  • the liquid crystal cell 4 consists of a first and a second electrode 5 or 6 with an intermediate one Fluffy Knstall polymer layer 7 made of side chain polymers
  • the side chain polymers are formed by carrier chains in the form of helical macromolecules, which serve as a supporting structure for the actual functional building blocks, the side chains. copoly- measured by the mesogens, the spatial alignment of the carrier chains takes place in the liquid knstall polymer layer 7
  • An AC voltage source 10 is connected to the two electrodes 5 and 6 via a button 9.
  • the frequency of the AC voltage can be changed via a step switch or a potentiometer 11.
  • the top side of the carrier layer 2 facing the electrode 5 is colored with a first color shade A.
  • the dyes 8 have a second color shade B.
  • the electrodes 5 and 6 and the cover layer 3 are transparent
  • the carrier and cover layers 2 and 3 consist, for example, of PI, PET, PPP, PEN, PENBB, PC, COC, PPS, PES, PEEK, PMMA or LCPs in the form of high-strength main chain polymers, as detailed in WO 98/13722 A1
  • a first state (FIG. 1), the carrier chains in the liquid knstall polymer layer 7 are aligned parallel to the cover layer 3 in the homootropic state or approximately parallel in the “focal conic state”.
  • the main axis of the carrier chains closes with the plumb line (line of sight) Liquid crystal cell 4 at an angle of 90 ° (homootropic state) or approximately 90 ° (focal-conic state).
  • the dyes 8 attached to the screw structure of the carrier chains are oriented approximately in the direction of the solder and thus do not appear significantly, so that the color of the decorative element 1 is largely determined by the color shade A of the support layer 2 (FIG. 1)
  • the carrier chains are tilted as a function of the level of the alternating voltage with respect to the homootropic or the focal conic state that, depending on the size of the tilt angle of the carrier chains, the dyes 8 with their hue B become more or less visible.
  • a mixed color between the two hues A and B arises which, depending on the "inclination” of the carrier chains, is more or less strongly affected by the dyes 8 is determined when the The main axes of the carrier chains in the direction of the solder onto the liquid crystal cell 4 (angle between the solder and the main axis of the carrier chains is approximately 0 °, "planar state"), the visible color tone is determined exclusively by the dyes 8, a corresponding density of dyes 8 in the liquid crystal polymer layer 7 provided ( Figure 2)
  • Figure 3 shows an intermediate position of the carrier chains at a certain tilt angle ⁇ ⁇ °, in which a mixed color of A and B is established
  • a liquid polymer polymer layer 7 with carrier chains is preferably used, in which the carrier chains are tilted by an alternating voltage of a first frequency and the (back) tipping of the carrier chains with the opposite direction of rotation is triggered by an alternating voltage of a second frequency
  • Flussigknstall polymer layer 7 itself has an inherent color due to the "selective reflection" given by the screw structure of the carrier chains, provided that the pitch of the screw structure is in the range of the wavelength of visible light. If the pitch of the screw structure is in the range of the wavelength of infrared or ultraviolet light, so the liquid knstall polymer layer 7 appears "colorless"
  • FIG. 4 By arranging two liquid crystal cells 4 with dyes 8 of different hues C and D one above the other, the spectrum of possible mixed colors can be expended (FIG. 4).
  • a carrier layer 2 with a specific hue A can of course be dispensed with FIG. 5 shows a decorative element 1 with a single liquid crystal cell 4, which contains two different groups of carrier chains, to which dyes 8 of different hues C and D are attached.
  • the tilting movement of the individual groups of carrier chains is initiated in a differentiated manner via alternating voltages with different frequencies
  • Mixed colors of a wide spectrum can also be generated, with or without the use of a carrier layer 2 with a color shade A.
  • the decorative elements 1 can also be composed of more than two liquid crystal cells 4.
  • the liquid crystal cell 4 can also contain more than two groups of side chain polymers
  • the decorative elements 1 work in the reflective mode in that incident light is finally reflected with a mixed color depending on the color A or the reflective properties of the support layer 2 and depending on the orientation of the dyes 8 with the color B or the colors C, D etc.
  • the diagram according to FIG. 6 explains the relationship between the magnitude of the applied AC voltage U (abscissa) and the tilt angle oc (ordinate) of the carrier chains.
  • the dashed line shows the characteristics of known liquid crystal displays in which, in the interest of a quick color change, the tilting of the molecules in a Defined voltage U k ⁇ pp takes place suddenly.
  • the tilting of the support chains of the liquid crystal cell 7 of the decorative element 1 according to the invention takes place according to an approximately linear relationship (solid line), so that any number of stable intermediate layers with an individual tilt angle ⁇ can be set
  • FIG. 7 shows possible arrangements of decorative elements 1 at different locations on the vehicle interior, which include an instrument panel 20, a center console 21 and Door panels 22 have a decorative element 1 according to the invention in the form of a trim strip both in the area below an instrument cluster 23 and below a passenger-side storage surface 24.
  • the decorative elements 1 each extend from the end section of the instrument panel 20 on the outside of the vehicle to a section 25 drawn into the instrument panel 20 Center console 21
  • the line formed by the decorative elements 1 in the instrument panel 20 is never continued by further decorative elements 1 in the door panels 22 (shown here only on the passenger side) at the level of the breast
  • decorative elements 1 are inserted into the center console 21 between control panels 26, storage compartments 27 and an operating element 28.
  • purely strip-shaped decorative elements 1 are also possible to form colored decorative lines.
  • the decorative elements 1 according to the invention can also be used over a large area, for example in a door nencover 22, are used
  • the color of the decorative elements 1 can be changed by appropriate control in order to influence the appearance of the vehicle interior. Both a uniform color of all decorative elements 1 and a different coloring of the individual decorative elements 1 is possible

Landscapes

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Abstract

Ein Dekorelement (1) für die Innenausstattung eines Fahrzeuges weist eine farbige Trägerschicht (2) mit einer Flüssigkristallzelle (4) auf, deren Flüssigkristallpolymerschicht (7) aus Seitenkettenpolymeren mit angelagerten Farbstoffen (8) besteht. Durch Änderung der Orientierung der Trägerketten der Seitenkettenpolymere kann die Mischfarbe aus dem Farbton von Trägerschicht (2) und Farbstoffen (8) verändert werden. Damit steht ein einfach aufgebautes und kostengünstiges Derkorelement (1) zur Verfügung, mit dem der Fahrzeugnutzer das Interieur seines Fahrzeuges individuell farblich verändern kann.

Description

Dekorelement
Die Erfindung betrifft ein Dekorelement, das beispielsweise an Sichtflächen von Gebrauchs- oder Einrichtungsgegenständen des täglichen Lebens (z. B. an Möbeln, Elektrogeräten, in Innenräumen von Kraftfahrzeugen etc.) eingesetzt werden kann.
Bekannte Dekorelemente sind streifenförmig oder flächig als Zierleisten oder Zierflächen ausgebildet. Die bekannten Dekorelemente haben z. B. das Erscheinungsbild eines bestimmten Materials (Metall, Holz etc.) oder besitzen eine bestimmte Farbe oder ein bestimmtes Muster, um sich eindeutig von der Oberfläche des Gebrauchs- oder Einrichtungsgegenstandes abzuheben.
Aufgabe der Erfindung ist es, die bekannten Dekorelemente weiterzuentwickeln.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 oder 2 gelöst. Die Ansprüche 9 und 10 beschreiben Flüssigkristallzellen, die beispielsweise zur Bildung erfindungsgemäßer Dekorelemente geeignet sind. Die Ansprüche 1 1 und 12 betreffen Verfahren zur Ansteuerung erfindungsgemäßer Dekorelemente.
Kerngedanke ist es hierbei, das Dekorelement so auszubilden, daß es bei entsprechender Ansteuerung seine Farbe verändert. Damit kann das Erscheinungsbild des Gebrauchs- und Einrichtungsgegenstands farblich verändert werden, beispielsweise von gediegen bis fröhlich, von beruhigend bis stimulierend, abhängig von der jeweiligen Grundeinstellung unterschiedlicher Personen oder auch „je nach Stirn- mungsiage' ein und derselben Person Die Farbanderung erfolgt - ohne Austausch der Dekorelemente - durch entsprechende Ansteuerung
Hierzu weist das Dekorelement gemäß den Ansprüchen 1 und 2 wenigstens eine Flussigkristallzelle auf, die eine Weiterentwicklung gegenüber bekannten Flussig- kπstalizellen darstellt, wie sie beispielsweise in der JP 54-60894 A1 beschrieben sind Die Matrix der bekannten Flussigkristallzellen enthalt Moleküle, an die Farbstoffe angelagert sind, die je nach Ansteuerung der Flussigkristallzelle einheitlich senkrecht zur Oberflache der Flussigkristallzelle ausgerichtet oder ungeπchtet in der Matrix verteilt sind Derartige Flussigkristallzellen sind allgemein unter der Bezeichnung LCD (liquid crystal display) bekannt
Bei Flussigkristallzellen gemäß Anspruch 1 und 2 besteht im Unterschied zu bekannten Zellen, die chirale Moleküle in einer dünnflüssigen Matπx enthalten, die Matrix aus einem hochviskosen Flussigkπstallpolymer Diese Flussigknstallpolymerschicht besteht im wesentlichen aus einem Seitenkettenpolymer, an dessen Tragerketten Farbstoffe (beispielsweise Antraquinone) copolymeπsiert sind Nachfolgend werden die erfindungsgemaßen Flussigkristallzellen demzufolge als LCP (liquid crystal polymers) bezeichnet Durch die festkorperahnlichen Eigenschaften der Flussigknstallpolymerschicht ergibt sich als Vorteil ein vereinfachter Aufbau der erfindungsgemaßen Flussigkristallzellen, die im Gegensatz zu bekannten Zellen kein festes Tragersubstrat (z B Glas- oder Kunststoffplatten) mehr benötigen, sondern auf ein folienartiges Substrat aufgebracht werden können
Mit einem LCP gemäß Anspruch 1 wird durch Anlegen einer Wechselspannung einer ersten Frequenz eine Kippung der Tragerketten mit einer ersten Kipprichtung erreicht Mit der Kippung der Tragerketten verandern auch die an die Tragerkette angelagerten Farbstoffe entsprechend ihre Ausrichtung Durch Anlegen einer Wechselspannung mit einer zweiten Frequenz werden die Tragerketten mit entge- gengesetztem Kippsinn wieder in Richtung ihrer Ausgangslage zuruckgekippt Durch die erfindungsgemaß geschaffene Möglichkeit, entgegengesetzte Kippbewegungen der Tragerketten zu erzeugen, ist das Einnehmen eines bestimmten Kippwinkels der Tragerketten und das Zuruckbewegen in die Ausgangslage in einfacher Weise möglich, ohne eine Rotation der Tragerketten um 180° vornehmen zu müssen Je nach verwendeter Flussigknstallpolymerschicht ist außerdem ein „Weiterdrehen" ohne Zerstörung der schraubenartigen Struktur der Tragerketten gar nicht möglich
Flussigkristallzellen gemäß Anspruch 2 unterscheiden sich von bekannten Flussigkristallzellen dadurch, daß die Tragerketten je nach Intensität des elektrischen Feldes einen unterschiedlichen Kippwinkel einnehmen Damit sind die angelagerten Farbstoffe je nach Orientierung der Tragerketten eher parallel oder eher senkrecht zur Oberflache des Dekorelements ausgerichtet und damit mehr oder weniger stark sichtbar Wahrend bei bekannten Flüssigkristallanzeigen der Wechsel zwischen zwei definierten Zustanden aufgrund der niedrigen Viskosität der Matrix ohne wahrnehmbare Zwischenstufen möglichst schnell erfolgt, wird gerade durch die erfin- dungsgemaße hohe Viskosität der Flussigknstallpolymerschicht ein vergleichsweise langsames Einnehmen und anschließendes Halten von beliebigen Zwischenstufen erreicht
Für die elektrooptische Stabilität des Systems sind dabei verschiedene Einflußfakto- ren von Bedeutung, vor allem die Viskosität der Flussigknstallpolymerschicht sowie die Temperatur Die Einhaltung eines definierten Kippwinkels ist über die „elastischen Konstanten" des LCP zu steuern, worunter die Biege-, Torsions- und Ausschragungskonstante (,,splay"-Konstante) der Flussigknstallpolymerschicht zu verstehen ist Die Flussigknstallpolymerschicht kann aus verschiedenen Gruppen von Polymeren mit unterschiedlichem Aufbau bestehen
Durch Anordnung von wenigstens zwei Flussigkristallzellen mit Farbstoffen unterschiedlicher Farben übereinander (Anspruch 3) entsteht ein Dekorelement, bei dem Mischfarben erzeugt werden können, je nach Orientierung der Tragerketteπ in den einzelnen Flussigkristallzellen Bei einem Dekorelement gemäß Anspruch 4 können in einer einzigen Flussigkristallzelle je nach Ansteuerung wechselnde Mischfarben erzeugt werden Dies wird dadurch erreicht, daß die Flussigkristallzelle verschiedene Arten von Tragerketten enthalt, deren Kippbewegung mit Wechselspannungen unterschiedlicher Frequen- zen eingeleitet werden kann Da an die einzelnen Gruppen von Polymeren Farbstoffe unterschiedlicher Farben angelagert sind, können über die Hohe der angelegten Wechselspannungen verschiedene Mischfarben in einem einzigen Element erzeugt werden
Durch eine Tragerschicht mit einem bestimmten Farbton (Anspruch 5), wie an sich aus der JP 54-60894 A1 bekannt, können die Tragerketten mit den angelagerten Farbstoffen je nach Ansteuerung der Flussigkristallzelle einheitlich senkrecht zur Oberflache der Flussigkristallzelle ausgerichtet oder unter einem von der Senkrechten abweichenden Winkel angestellt werden, so daß unterschiedliche Misch- färben als sichtbare Farbe des Dekorelementes erzeugt werden, die mehr oder weniger vom Farbton der Tragerschicht bzw dem Farbton der Farbstoffe bestimmt werden
Gemäß Anspruch 6 wird vorgeschlagen, das Dekorelement folienartig auszubilden, wie an sich bereits aus der WO 98/13722 A1 bekannt Durch die Biegsamkeit der Tragerschicht paßt sich das Dekorelement dabei auch gekrümmten Flachen an Zur Vermeidung von Farbabweichungen in den gekrümmten Bereichen ist das Dekorelement so auszubilden, daß sich auch in den gekrümmten Bereichen die Dicke der Flussigkristallzelle und damit ihre Farbe nicht ändert Der folienartige Aufbau mit einer geringen Dicke des Dekorelements ermöglicht einen vielfaltigen Einsatz, auch in Bereichen mit geringen zur Verfugung stehenden Freiraumen Durch die fo enar- tige Ausbildung kann das Dekorelement zudem in unterschiedlichen geometrischen Formen hergestellt und angeordnet werden
Die Flussigkristallzellen der Dekorelemente sind bevorzugt so gestaltet, daß die durch eine Wechselspannuπg mit spezifischer Frequenz und Spannungshohe eingestellte Farbe auch nach Wegnahme der Spannung erhalten bleibt, um den Ener- giebedarf der Dekorelemente gering zu halten Ferner wird durch den spannungslosen Zustand die Zersetzung und der Alterungsprozeß in der Flussigknstallpolymerschicht verlangsamt
Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand möglicher Ausfuhrungsbeispiele dargestellt und wird nachfolgend naher erläutert Es zeigt
Figuren 1 bis 3 ein erfindungsgemaßes Dekorelement im Schnitt, in verschiedenen Betπebszustanden,
Figur 4 ein aus zwei Flussigkristallzellen zusammengesetztes Dekorelement,
Figur 5 ein Dekorelement mit einer Flussigkristallzelle mit unterschiedlichen aktiven Tragerketten,
Figur 6 ein Diagramm, das die Abhängigkeit des Kippwinkels der Tragerketten von der Hohe der angelegten Spannung zeigt und
Figur 7 eine perspektivische Ansicht auf das Innere eines Kraftfahrzeuges, mit in die Innenausstattung des Kraftfahrzeuges eingesetzten Dekorelementen
Ein in seiner Gesamtheit mit 1 bezeichnetes Dekorelement weist gemäß den Figuren 1 bis 3 eine unterseitige Tragerschicht 2 und eine oberseitige Deckschicht 3 auf, zwischen denen eine Flussigkristallzelle 4 angeordnet ist Die Flussigkristallzelle 4 besteht aus einer ersten und einer zweiten Elektrode 5 bzw 6 mit einer dazwischenliegenden Flussigknstallpolymerschicht 7 aus Seitenkettenpolymeren Die Seitenkettenpolymere werden von Tragerketten in Gestalt schraubenförmiger Makromoleküle gebildet, die als tragende Struktur für die eigentlichen Funktionsbau- steine, die Seitenketten dienen So sind mit den Tragerketten sowohl Farbstoffe 8 als auch Mesogene, das heißt Moleküle in einer nematisch chiralen Phase, copoly- meπsiert Durch die Mesogene erfolgt die räumliche Ausrichtung der Tragerketten in der Flussigknstallpolymerschicht 7
An die beiden Elektroden 5 und 6 ist über einen Taster 9 eine Wechselspannungs- quelle 10 angeschlossen Über einen Stufenschalter oder ein Potentiometer 11 kann die Frequenz der Wechselspannung verändert werden Die der Elektrode 5 zugewandte Oberseite der Tragerschicht 2 ist mit einem ersten Farbton A einge- farbt, wahrend die Farbstoffe 8 einen zweiten Farbton B aufweisen Die Elektroden 5 und 6 sowie die Deckschicht 3 sind transparent
Die Trager- und Deckschicht 2 bzw 3 bestehen beispielsweise aus Pl, PET, PPP, PEN, PENBB, PC, COC, PPS, PES, PEEK, PMMA oder aus LCPs in Form hochfester Hauptkettenpolymere, wie in der WO 98/13722 A1 naher ausgeführt
In einem ersten Zustand (Figur 1 ) sind die Tragerketten in der Flussigknstallpolymerschicht 7 im homootropischen Zustand parallel bzw im „Focal-Conic-Zustand" annähernd parallel zur Deckschicht 3 ausgerichtet Anders ausgedruckt, schließt die Hauptachse der Tragerketten mit dem Lot (Sehstrahl) auf die Flussigkristallzelle 4 einen Winkel von 90° (homootropischer Zustand) bzw annähernd 90° (Focal-Conic- Zustand) ein Die an die Schraubenstruktur der Tragerketten angelagerten Farbstoffe 8 sind hierbei etwa in Richtung des Lotes ausgerichtet und treten somit nicht wesentlich in Erscheinung, so daß die Farbe des Dekorelements 1 maßgeblich vom Farbton A der Tragerschicht 2 bestimmt wird (Figur 1)
Wird eine Wechselspaπnung mit einer bestimmten ersten Frequenz, die auf den Spin der Tragerketten abgestimmt ist, an die Elektroden 5 und 6 angelegt, so werden die Tragerketten in Abhängigkeit von der Hohe der Wechselspannung gegenüber dem homootropischen bzw dem Focal-Conic-Zustand gekippt, so daß, je nach Große des Kippwinkels der Tragerketten die Farbstoffe 8 mit ihrem Farbton B mehr oder weniger sichtbar werden Es stellt sich eine Mischfarbe zwischen den beiden Farbtonen A und B ein, die je nach „Schragstellung" der Tragerketten mehr oder weniger stark von den Farbstoffen 8 bestimmt wird Bei einer Ausrichtung der Hauptachsen der Tragerketten in Richtung des Lotes auf die Flussigkristallzelle 4 (Winkel zwischen Lot und Hauptachse der Tragerketten betragt etwa 0° - ,Planar- Zustand") wird der sichtbare Farbton ausschließlich von den Farbstoffen 8 bestimmt, eine entsprechende Dichte von Farbstoffen 8 in der Flussigknstallpolymerschicht 7 vorausgesetzt (Figur 2) Figur 3 zeigt eine Zwischenstellung der Tragerketten unter einem bestimmten Kippwinkel <χ°, bei der sich eine Mischfarbe aus A und B einstellt
Die Einleitung der Kippbewegung der Tragerketten erfolgt durch das Aufbringen einer Wechselspannung mit einer bestimmten Frequenz, wahrend die Hohe dieser Wechselspannung die Große des Kippwinkels <χ bestimmt Bevorzugt wird eine Flussigknstallpolymerschicht 7 mit Tragerketten eingesetzt, bei der die Kippung der Tragerketten durch eine Wechselspannung einer ersten Frequenz und das (Zuruck)Kιppen der Tragerketten mit entgegengesetztem Drehsinn durch eine Wechselspannung einer zweiten Frequenz ausgelost wird
Ist der Farbton A der Tragerschicht 2 nicht „farbig", sondern schwarz, weiß oder (farblos) reflektierend, so entstehen im engeren Sinn bei unterschiedlichen Schrag- stellungen der Tragerketten keine Mischfarben aus A und B, sondern lediglich unterschiedliche Farbintensitaten des Farbtons B
Daneben weist die Flussigknstallpolymerschicht 7 selbst aufgrund der durch die Schraubenstruktur der Tragerketten gegebenen „selektiven Reflexion" eine Eigenfarbe auf, sofern die Ganghohe der Schraubenstruktur im Bereich der Wellenlange des sichtbaren Lichtes hegt Liegt die Ganghohe der Schraubenstruktur im Bereich der Wellenlange des infraroten oder ultravioletten Lichtes, so erscheint die Flussigknstallpolymerschicht 7 „farblos"
Durch Anordnung zweier Flussigkristallzellen 4 mit Farbstoffen 8 unterschiedlicher Farbtone C und D übereinander kann das Spektrum möglicher Mischfarben erwei- teil werden (Figur 4) Abweichend von der Darstellung gemäß Figur 4 kann selbstverständlich auf eine Tragerschicht 2 mit einem bestimmten Farbton A verzichtet werden Figur 5 zeigt ein Dekorelement 1 mit einer einzigen Flussigkristallzelle 4, die zwei verschiedene Gruppen von Tragerketten enthalt, an die Farbstoffe 8 unterschiedlicher Farbtone C und D angelagert sind Die Kippbewegung der einzelnen Gruppen von Tragerketten wird differenziert über Wechselspannungen mit unterschiedlichen Frequenzen eingeleitet Auf diese Weise können ebenfalls Mischfarben eines breiten Spektrums erzeugt werden, mit oder ohne Einsatz einer Tragerschicht 2 mit einem Farbton A
Selbstverständlich können die Dekorelemente 1 auch aus mehr als zwei Flussigkristallzellen 4 zusammengesetzt sein Ebenso kann die Flussigkristallzelle 4 auch mehr als zwei Gruppen von Seitenkettenpolymeren enthalten
Die Dekorelemente 1 arbeiten im reflektierenden Modus, indem einfallendes Licht je nach Farbton A bzw den Reflexionseigenschaften der Tragerschicht 2 und je nach Orientierung der Farbstoffe 8 mit dem Farbton B bzw den Farbtonen C, D etc schließlich mit einem Mischfarbton reflektiert wird
Das Diagramm gemäß Figur 6 erläutert den Zusammenhang zwischen der Hohe der angelegten Wechselspannung U (Abszisse) und dem Kippwinkel oc (Ordinate) der Tragerketten Die gestrichelte Linie gibt die Charakteristik bekannter Flüssigkristallanzeigen wieder, bei denen im Interesse eines schnellen Farbwechsels die Kippung der Moleküle bei einer definierten Spannung Ukιpp schlagartig erfolgt Die Kippung der Tragerketten der Flussigkristallzelle 7 des erfindungsgemaßen Dekorele- ments 1 hingegen erfolgt nach einem naherungsweise linearen Zusammenhang (durchgezogene Linie), so daß beliebig viele stabile Zwischenlagen mit einem individuellen Kippwinkel <χ eingestellt werden können
Erfindungsgemaße Dekorelemente 1 können beispielsweise zur Gestaltung des Innenraums eines Kraftfahrzeuges eingesetzt werden Figur 7 zeigt mögliche Anordnungen von Dekorelementen 1 an unterschiedlichen Stellen des Fahrzeuginte- πeurs, das unter anderem eine Instrumententafel 20, eine Mittelkonsole 21 sowie Tuπnnenverkleidungen 22 aufweist Sowohl im Bereich unterhalb einer Instrumentenkombination 23 als auch unterhalb einer beifahrerseitigen Ablageflache 24 befindet sich ein erfindungsgemaßes Dekorelement 1 in Form einer Zierleiste Die Dekorelemente 1 erstrecken sich jeweils vom fahrzeugaußenseitigen Endabschnitt der Instrumententafel 20 bis zu einem in die Instrumententafel 20 hineingezogenen Abschnitt 25 der Mittelkonsole 21 Die von den Dekorelementen 1 in der Instrumententafel 20 gebildete Linie wird von weiteren Dekorelementen 1 in den Tuπn- πenverkleidungen 22 (hier nur Beifahrerseite dargestellt) auf Hohe der Brustungs - nie fortgesetzt
Außerdem sind in die Mittelkonsole 21 weitere Dekorelemente 1 zwischen Bedienfeldern 26, Ablagefachern 27 und einem Bedienelement 28 eingesetzt Neben den dargestellten Dekorelementen 1 sind ebenso rein streifenformige Dekorelemente 1 zur Bildung farbiger Zierlinien möglich Andererseits können die erfindungsgemaßen Dekorelemente 1 auch großflächig, beispielsweise in eine Tuπn- nenverkleidung 22, eingesetzt werden
Die Farbe der Dekorelemente 1 kann durch entsprechende Ansteuerung verändert werden, um damit das Erscheinungsbild des Fahrzeuginnenraums zu beeinflussen Dabei ist sowohl eine einheitliche Farbe aller Dekorelemente 1 als auch eine unterschiedliche Farbgebung der einzelnen Dekorelemente 1 möglich

Claims

Patentansprüche
1. Dekorelement (1) mit wenigstens einer Flussigkristallzelle (4), die zwei Elektroden (5, 6) und eine dazwischen angeordnete Flussigknstallpolymerschicht (7) aufweist, die Seitenkettenpolymere mit Trägerketten enthält, an die Farbstoffe (8) angelagert sind, wobei die Flüssigkristallpolymerschicht (7) so beschaffen ist, daß unter Wirkung einer an die Elektroden (5, 6) angelegten Wechselspannung (U) bei einer ersten Frequenz die Trägerketten in einer ersten Richtung und unter Wirkung einer Wechselspannung (U) mit einer zweiten Frequenz die Trägerketten in einer Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung gekippt werden.
2. Dekorelement (1) mit wenigstens einer Flussigkristallzelle (4), die zwei Elektroden (5, 6) und eine dazwischen angeordnete Flüssigkristallpolymerschicht (7) aufweist, die Seitenkettenpolymere mit Trägerketten enthält, an die Farbstoffe (8) angelagert sind, wobei die Flüssigkristallpolymerschicht (7) so beschaffen ist, daß unter Wirkung einer an die Elektroden (5, 6) angelegten Wechselspannung (U) mit einer bestimmten Frequenz die Trägerketten in
Abhängigkeit von der Höhe der angelegten Wechselspannung (U) mehr oder weniger stark gekippt werden. Dekorelement nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Flussigkristallzellen (4) übereinander angeordnet sind
Dekorelement nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flussigkristallzelle (4) eine Flussigknstallpolymerschicht (7) mit wenigstens zwei Arten unterschiedlicher Seitenkettenpolymere enthalt, die sich unter dem Einfluß einer an die Elektroden (5, 6) angelegten Wechselspannung (U) unterschiedlich verhalten
Dekorelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flussigkristallzelle (4) auf einer farbigen
Tragerschicht (2) angeordnet ist
Dekorelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (1 ) folienartig ist, mit einer unterseitigen Tragerschicht (2), zwei Elektroden (5, 6) mit einer dazwischen angeordneten Flussigknstallpolymerschicht (7) und einer oberseitigen Deckschicht (3)
Dekorelement nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (5, 6) von dünnen Schichten aus Indium-Zinn-Oxid (ITO) gebildet werden
Dekorelement nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (1 ) in die Innenausstattung eines Fahrzeugs einsetzbar ist
Flussigkristallzelle (4) mit zwei Elektroden (5, 6) und einer dazwischen ange- ordneten Flussigknstallpolymerschicht (7), die Seitenkettenpolymere mit Tragerketten enthalt, an die Farbstoffe (8) angelagert sind, wobei die Flussigknstallpolymerschicht (7) so beschaffen ist, daß unter Wirkung einer an die Elektroden (5, 6) angelegten Wechselspannung (U) bei einer ersten Frequenz die Trägerketten in einer ersten Richtung und unter Wirkung einer Wechselspannung (U) mit einer zweiten Frequenz die Trägerketten in einer Richtung entgegengesetzt zur ersten Richtung gekippt werden.
10. Flussigkristallzelle (4) mit zwei Elektroden (5, 6) und einer dazwischen angeordneten Flüssigkristallpolymerschicht (7), die Seitenkettenpolymere mit Trägerketten enthält, an die Farbstoffe (8) angelagert sind, wobei die Flüssigkristallpolymerschicht (7) so beschaffen ist, daß unter Wirkung einer an die Elektroden (5, 6) angelegten Wechselspannung (U) mit einer bestimmten
Frequenz die Trägerketten in Abhängigkeit von der Höhe der angelegten Wechselspannung (U) mehr oder weniger stark gekippt werden.
1 1. Verfahren zur Ansteuerung eines Dekorelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (1) individuell von einem Bediener angesteuert wird.
12. Verfahren zur Ansteuerung eines Dekorelementes nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Dekorelement (1 ) in Abhängigkeit von Umgebungsbedingungen und/oder dem Zustand des Gegenstands, auf dem das Dekorelement (1) angeordnet ist, angesteuert wird.
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