EP3784489A1 - Lange sammelschienen mit segmenten für eine erhöhte robustheit - Google Patents

Lange sammelschienen mit segmenten für eine erhöhte robustheit

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Publication number
EP3784489A1
EP3784489A1 EP19712805.1A EP19712805A EP3784489A1 EP 3784489 A1 EP3784489 A1 EP 3784489A1 EP 19712805 A EP19712805 A EP 19712805A EP 3784489 A1 EP3784489 A1 EP 3784489A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
layer
electrically conductive
pdlc
vehicle window
vehicle
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.)
Pending
Application number
EP19712805.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Florian Manz
Michael Labrot
Jefferson DO ROSARIO
Andreas Sznerski
Sebastian SCHURSE
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.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Saint Gobain Glass France SAS, Compagnie de Saint Gobain SA filed Critical Saint Gobain Glass France SAS
Publication of EP3784489A1 publication Critical patent/EP3784489A1/de
Pending legal-status Critical Current

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    • H02G5/02—Open installations
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    • B32B2605/00—Vehicles

Definitions

  • the invention relates to a PDLC vehicle window having long busbars with increased robustness.
  • PDLC layers polymer dispersed liquid crystal, liquid crystal dispersed in polymer
  • PDLC disks also referred to as PDLC (smartglazing smart) or smart glass
  • PDLC discs made of PDLC glass are also interesting for vehicles, especially for automotive glazing. Here you can, for example, make the installation of sun visors superfluous.
  • PDLC films also requires busbars that make contact with the electrical power supply and distribute the electrical current to the PDLC film.
  • the busbars used today are either short or divided into several sections.
  • PDLC glasses are mainly used in buildings where the glasses are flat, which reduces the load on the busbars.
  • a conventional busbar connected to a PDLC film, as shown in Fig. 1, with the conventional materials is realized in 4 steps.
  • the PET carrier layer 6 is cut instead of the PET carrier layer 2.
  • Such voltages can be the very thin electrical conductive layer of the PDLC film, e.g. an ITO coating, local to the polymeric support layer of the PDLC film, e.g. a PET layer, which can lead to a connection break.
  • an ITO coating local to the polymeric support layer of the PDLC film, e.g. a PET layer, which can lead to a connection break.
  • US 2013/265511 A1 relates to a liquid-crystal multiple glazing, in which between a first disc and a second disc
  • Liquid crystal device which is formed of two indium tin oxide coated glass sheets and an intermediate liquid crystal layer.
  • the indium-tin-oxide layers serve as electrodes, each connected to a bus bar of flexible copper foil.
  • EP 0719075 A2 describes an electrically heated window comprising two panes which are laminated together by means of an intermediate layer,
  • Connecting devices wherein the connecting device has at least one bus bar with a corner, which comprises a separate corner part, which is electrically connected to at least one adjacent part of the busbar.
  • the connection of the parts can be formed by an overlapping arrangement.
  • a solder can be used to connect a solder.
  • the invention is therefore based on the object to provide a vehicle window with a PDLC layer, the installation of long busbars improved electrical properties, in particular a more homogeneous circuit allows, at the same time an increased mechanical robustness of the bus bar is achieved to the problems described above Bending and / or
  • Advantages of the invention are a much more robust design of the busbar, which mechanical stresses, eg in bending and / or Temperature fluctuations, can be better resisted. Therefore, longer embodiments of the busbar, z. With lengths of more than 50 cm and even more than 1 00 cm, without causing problems such as delamination, local increase in electrical current, local temperature increase, local reduction of opacity in off mode, and loss of electrical contact. Through the use of long busbars improve the
  • the invention thus relates to a vehicle window 1 comprising, in this order, an outer glass pane, one or more outer laminating layers, one or more inner laminating layers and an inner glass pane, wherein between the outer laminating layer (s) and the inner laminating layer (s) a PDLC layer stack is arranged, which is formed in this order
  • the outer polymeric support layer 2 wherein on one side portion of the PDLC layer stack, the outer polymeric support layer 2, the outer electrically conductive layer 3 and the PDLC layer 4 are recessed such that the inner electrically conductive layer 5 overhangs there together with the inner polymeric support layer 6 and another
  • the inner polymeric support layer 6 Side portion of the PDLC layer stack, the inner polymeric support layer 6, the inner electrically conductive layer 5 and the PDLC layer 4 are recessed, so that there the outer electrically conductive layer 3 protrudes together with the outer polymeric support layer 2, and
  • a respective bus bar 7, 8 is arranged, which is connected via an electrically conductive intermediate layer 19 with the electrically conductive layer 3, 5 of the PDLC layer stack, wherein the bus bars 7, 8 each consist of at least two separate electrically conductive Metal bands 9, 10, 1 1, 12, 1 3, 14 are formed, which are arranged one behind the other in the longitudinal direction, wherein the adjacent separate metal bands via at least one bridge element 15 or an overlapping arrangement 16 are electrically connected.
  • Fig. 1 is a schematic cross-sectional view of the electrical connection of a
  • Busbar to the PDLC layer stack in a vehicle window Since in this cross-sectional view the subdivision of the busbar according to the invention is not apparent, it does not differ from a cross-sectional view of an embodiment according to the prior art;
  • Fig. 2 are schematic plan views of a PDLC vehicle window after
  • FIG. 2A shows a PDLC vehicle window with bridge elements (FIG. 2B) according to the invention
  • FIG. 2C PDLC vehicle window with overlapping arrangement according to the invention
  • Fig. 3 shows schematically a bridge element, the two separate metal bands of
  • Busbar connects, in front view (Figure 3A) and rear view ( Figure 3B);
  • Fig. 4 shows schematically an overlapping arrangement of two separate
  • Fig. 5 shows schematically an overlapping arrangement of two separate
  • the vehicle window comprises in this order an outer glass pane, one or more outer laminating layers, one or more inner ones
  • Laminating layers and an inner glass sheet wherein a PDLC layer stack is disposed between the one or more outer laminating layers and the one or more inner laminating layers.
  • PDLC layer stacks are known and commercially available in great variety.
  • the PDLC layer stack is often referred to simply as PDLC film.
  • Apart from the PDLC layer are used for the layers contained in the vehicle window usually appropriate films used for the production, which are commercially available.
  • the PDLC layer stack is disposed between the outer laminating layer (s) and the inner laminating layer (s). It is made up of the following layers in this order:
  • the PDLC layer comprises a polymer matrix in which liquid crystal droplets are embedded.
  • the polymer matrix may contain other ingredients, eg. B. spacers made of a non-conductive material made of glass or plastic. The spacers are preferably transparent.
  • an electrically conductive layer is further applied to the polymer matrix, which is referred to herein as an inner electrically conductive layer and outer electrically conductive layer.
  • the inner electrically conductive layer and the outer electrically conductive layer may be the same or different, but are usually the same. The following statements simply refer to electrically conductive layer and apply equally to both the inner electrically conductive layer and the outer electrically conductive layer.
  • the electrically conductive layers are preferably transparent.
  • the electrically conductive layer may, for. B. transparent, conductive oxides (TCO) included. Examples are tin-doped iodine oxide (ITO, also referred to as tin-iodine oxide), tin oxide doped with antimony or fluorine (SnO 2 : F), gallium-doped zinc oxide or zinc oxide doped with aluminum (ZnO: Al) ITO is preferred.
  • the thickness of the electroconductive layers based on these transparent conductive oxides (TCO) is preferably in the range of 10 nm to 2 mhh, more preferably 30 nm to 500 nm, and more preferably 50 to 100 nm.
  • the electrically conductive layer may also be a metal layer, preferably a thin layer or a stack of thin layers comprising metal layers. Suitable metals are for. B. Ag, Al, Pd, Cu, Pd, Pt, I n, Mo, Au, Ni, Cr, W. These metal coatings are referred to as TCC (transparent conductive coating). Typical thicknesses of the individual layers are in the range of 2 to 50 nm.
  • the thickness of PDLC layer together with the outer and inner electrically conductive layer may be e.g. in the range from 5 to 40 ⁇ m, preferably from 10 to 25 ⁇ m.
  • the (inner and outer) electrically conductive layers on the PDLC layer form electrodes that are in contact with the polymer matrix.
  • the electrically conductive layers are formed in the disc according to the invention so that they can be connected via the busbar explained later with a switched on and off voltage source. Without an electric field, the liquid crystal droplets of the polymer matrix are not aligned, resulting in the cloudy or opaque mode of the disks. This is the off or opaque mode. Upon application of an electric field, the liquid crystal droplets are aligned in the same direction and the PDLC layer becomes transparent. This is the switched on or transparent mode. The process is reversible.
  • the PDLC layer stack further comprises an outer polymeric support layer and an inner polymeric support layer disposed on the outsides of the PDLC layer stack and in which the PDLC layer and the inner and outer electrically conductive layers are embedded.
  • the outer polymeric support layer and the inner polymeric support layer may be the same or different, but are typically the same. The following statements simply refer to polymeric carrier layer and apply equally to both the outer polymeric carrier layer and the inner polymeric ones
  • the polymeric carrier layers preferably contain at least one
  • thermoplastic polymer The two polymeric carrier layers may be the same or different.
  • the polymeric carrier layers may, for. B.
  • PET Polyethylene terephthalate
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PVB polyvinyl butyral
  • polypropylene polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resins, acrylates, fluorinated ethylene-propylenes, polyvinyl fluoride, ethylene-tetrafluoroethylene, or mixtures thereof.
  • PET layers PET layers. This is particularly advantageous with regard to the stabilization of the PDLC layer.
  • each polymeric carrier layer in particular a PET carrier layer, z. B. in the range of 0, 1 mm to 1 mm, preferably from 0, 1 mm to 0.2 mm.
  • the vehicle window according to the invention is a laminated glass pane in which the PDLC layer stack is contained as a functional layer.
  • the vehicle window comprises an outer and an inner glass panel which are laminated by one or more laminating films on both sides of the functional layer to a solid composite.
  • the glass pane is referred to in the context of the invention, which is provided when installed in a vehicle as the vehicle interior facing the disc of the vehicle window.
  • the glass pane is referred to, which is provided when installed in a vehicle as the outer environment facing disc.
  • the vehicle window may be a flat or curved vehicle window.
  • the inner and outer glass are flat.
  • the inner and outer glass pane are bent.
  • the inner glass pane and the outer glass pane may be made of the same material or of different material.
  • the disks may be inorganic glass and / or organic glass (polymers).
  • the inner glass pane and / or the outer glass pane contains glass and / or polymers, preferably flat glass, quartz glass,
  • Borosilicate glass soda-lime glass, Alkalialu minosilicate glass, polycarbonate and / or polymethacrylate.
  • the inner glass pane and the outer glass pane are preferably made of soda-lime glass.
  • the inner glass sheet and the outer glass sheet may have the same thickness or different thicknesses.
  • the inner glass sheet and the outer glass sheet independently have a thickness in the range of 0.4 to 5.0 mm, e.g. B. 0.4 to 3.9 mm, more preferably 1, 6 to 2.5 mm, on.
  • the outer pane is preferably thicker or the same thickness as the inner pane.
  • the inner glass pane and / or the outer glass pane may be clear or tinted. Tinted glass panels are preferably gray or dark gray.
  • the inner glass pane and / or the outer glass pane may have further suitable, known per se coatings, for. Non-stick coatings, tinted coatings, anti-scratch coatings or low-E coatings.
  • An example of coated glass is low-e glass (low-emissivity glass).
  • Low-E glasses are commercially available and coated with one or more metal layers.
  • the metal coating is very thin, e.g. it has a thickness of about 1 0 to 200 nm, z. B. about 1 00 nm.
  • the coating is preferably on the inner side of the glass pane relative to the vehicle window.
  • the vehicle window further comprises one or more outer laminating layers between the outer glass pane and the PDLC layer stack, and one or more inner laminating layers between the inner glass pane and the PDLC layer stack.
  • the outer laminating layer and the inner laminating layer may be the same or different, but are usually the same. The following statements simply refer to lamination and apply equally to both the outer lamination layer and the inner lamination layer.
  • the laminating layer is in particular a polymeric laminating layer.
  • the laminating layers contain a thermoplastic polymer. The following information applies independently to all of these one or more lamination layers unless otherwise specified.
  • the laminating layers may be the same or different.
  • suitable commercial laminating films are used as the starting material for forming the laminating layers. They are used for bonding or lamination of the components of the vehicle window in order to obtain the adhesive glass composite.
  • the laminating layer can, for. Polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate,
  • the lamination layer contains polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate, polyurethane, and / or mixtures thereof, and / or copolymers thereof, with PVB lamination layers being preferred.
  • PVB polyvinyl butyral
  • the lamination layers preferably PVB lamination layers, preferably have a thickness of 0.1 to 1.5 mm, more preferably 0.3 to 0.9 mm.
  • Vehicle window optionally one or more additional functional
  • Layers in particular polymeric functional layers between the inner and outer glass pane.
  • examples are acoustic films, absorption films and IR-reflecting films or the acoustic layers or IR-reflecting layers formed therefrom.
  • I R is an abbreviation for I nfrarot.
  • Absorbent films can serve to absorb UV, I R, or visible light. If, in addition to the laminating layers, further functional layers are contained, the functional layers are preferably between two
  • the layers closest to the inner and outer glass sheets are generally laminating layers.
  • Acoustic layers are z. B. from several, z. B. three, PVB layers, wherein in the middle of a softer PVB layer is included. Since the acoustic layers are also suitable as laminating layers, they can perform a dual function.
  • I R reflective layers are z. B. formed from a polymeric support layer and an I R-reflective coating thereon. The polymers
  • Carrier layer may e.g. be formed of polyester, polycarbonate, cellulose acetate, acrylate or polyvinyl chloride, with a PET carrier layer is preferred.
  • the I R-reflecting coating can basically be designed differently and preferably comprises at least one silver layer. Generally common
  • the outer polymeric support layer, the outer electrically conductive layer, and the PDLC layer are recessed so that the inner electrically conductive layer protrudes there along with the inner polymeric support layer. Further, on another side portion of the PDLC layer stack, the inner polymeric support layer, the inner electrically conductive layer, and the PDLC layer are recessed so that the outer electrically conductive layer protrudes there along with the outer polymeric support layer.
  • the corresponding recesses on the side portions of the PDLC layer stack can be achieved in the usual way.
  • the polymeric backing layer to be dispensed, including the electrically conductive layer associated therewith, is selectively removed by cutting.
  • the released PDLC layer is then released from the
  • a bus bar is arranged, which is connected via an electrically conductive intermediate layer to the electrically conductive layer of the PDLC layer stack.
  • bus bars are electrically connected to the electrically conductive layers of the PDLC layer stack.
  • the busbars can be connected to a power source that can be switched on and off via contact leads.
  • bus bars are each formed from at least two separate electrically conductive metal bands which are arranged one behind the other in the longitudinal direction, wherein the adjacent separate metal bands are electrically conductively connected via at least one bridge element or an overlapping arrangement.
  • the mechanical stress is due to the subdivision of the busbar in several sections, which are electrically connected via expansion joints, reduced.
  • the expansion joints are necessary to reduce the load.
  • the overlapping arrangement is advantageous since the metal bands usually used already have on one side a conductive adhesive layer, which can be used in the overlapping arrangement directly for connection to the adjacent metal band of the busbars. In this way, no additional steps are necessary.
  • the electrically conductive intermediate layer is preferably a silver layer.
  • the electrically conductive intermediate layer e.g. also layers selected from copper layers, carbon layers or tin-antimony layers can be used.
  • the electrically conductive intermediate layer in particular the silver layer, can be applied in a conventional manner to the protruding inner electrically conductive layer and the protruding outer electrically conductive layer.
  • Coating may e.g. by painting with a brush, a brush or a roller, or by printing, e.g. by screen printing, and optionally
  • the electrically conductive intermediate layer may be expedient, before applying the electrically conductive intermediate layer, to apply an adhesive tape between the point at which the electrically conductive intermediate layer is to be applied and the complete PDLC layer stack. After the application of the electrically conductive
  • the tape can be removed again.
  • the advantage of this procedure is that the electrically conductive intermediate layer can be applied to the supernatant electrically conductive layer in a uniform thickness by alignment with the adhesive tape and the adhesive tape is prevented from undesired contact of the intermediate layer to be applied with the other, not protruding, electrically conductive layer in the complete PDLC layer stack protects.
  • a silver layer for a silver layer, as the coating composition, e.g. a usual silver paste or Leitsilberpaste be used. Silver pastes or
  • Conductive silver pastes usually contain high amounts of silver or silver alloy, eg at least 30% by weight, eg 30 to 88% by weight, as powder or flakes, organic binders, organic solvents and optionally further additives.
  • silver or silver alloy eg at least 30% by weight, eg 30 to 88% by weight, as powder or flakes, organic binders, organic solvents and optionally further additives.
  • organic binders e.g., tin-antimony layers, copper contact paste, carbon conductive paste, and tin-antimony conductive paste, respectively, may be used as the coating composition.
  • the electrically conductive intermediate layer in particular the silver layer, may have a thickness of up to a few micrometers, eg. Example, a thickness in the range of 0.8 to 1 00 mhh, preferably 1, 5 to 75 mhh have.
  • the electrically conductive intermediate layer in particular the silver layer, is preferably applied in a pattern, in particular in strip form.
  • the patterned form of the electrically conductive intermediate layer thereby corresponds to the shape of the busbar to be applied thereon, with possibly smaller and / or larger dimensions also being possible.
  • the busbar may, for. B. be slightly wider than the underlying electrically conductive intermediate layer.
  • the electrically conductive metal band may be any suitable metal band.
  • Metal includes metal alloys here.
  • the electrically conductive metal strip is preferably a copper strip.
  • the copper strip may be a strip of pure copper or a copper alloy, e.g. As a copper-tin alloy, be.
  • As a metal band are also coated with tin-coated copper tape, which here also as
  • the electrically conductive metal strip in particular the copper strip, is applied to the electrically conductive intermediate layer, in particular the silver layer, and connected thereto, for. B. by gluing or by soldering. For sticking usually a conventional conductive adhesive is used.
  • a conductive adhesive is an electrically conductive adhesive: the conductivity can be e.g. be achieved in that in the adhesive electrically conductive particles such. As silver particles are included.
  • the electrically conductive metal strip in particular the copper strip, is preferably a self-adhesive metal strip.
  • the self-adhesive metal strip in particular self-adhesive copper strip, may be coated on one side or on both sides with a conductive adhesive. Such self-adhesive metal bands or
  • Copper tapes are commercially available and are usually provided with a release liner to protect the adhesive layer.
  • the self-adhesive metal strip in particular self-adhesive copper strip, is advantageous because it can simply be glued directly to the conductive adhesive layer on the electrically conductive intermediate layer, in particular the silver layer, so that no further steps are required.
  • the electrically conductive layers of the PDLC layer stack are preferably formed of transparent, conductive oxides, preferably I-tin-tin oxide. Suitable and preferred thicknesses for these layers have been given above.
  • a bridge element connects two adjacent electrically conductive metal bands with each other in an electrically conductive manner.
  • the bridge element is made of an electrically conductive material, for. As a metal, including
  • the bridge element may be made of the same material as the electrically conductive metal strip.
  • the bridge element is formed of copper tape.
  • the bridge element can be a
  • self-adhesive electrically conductive metal strip in particular a self-adhesive copper strip.
  • the bridge element may have any suitable shape.
  • B U-shaped, V-shaped or sawtooth-shaped or zigzag-shaped, with U-shaped is preferred.
  • the bridge element is U-shaped, one leg of the bridge element being mounted on an electrically conductive metal strip, preferably copper strip, and the other leg of the bridge element
  • Bridge element on the adjacent electrically conductive metal strip preferably copper tape
  • the legs can be attached by gluing with conductive adhesive or by soldering to the respective electrically conductive metal strip, soldering is preferred because a firmer connection can be achieved.
  • a U-shaped bridge element is in particular a suitably folded metal strip or copper strip. This is easily obtained by flatly folding the two end portions on a diagonal piece of a piece of metal strip, in particular copper strip, of suitable length (see Figures 3A and 3B).
  • Metal bands in particular copper bands, electrically connected to each other by means of overlapping arrangement.
  • an electrically conductive metal strip is not applied in its entirety to the electrically conductive intermediate layer, and the partial length (protruding) not applied to the electrically conductive intermediate layer is overlapped on the adjacent metal strip.
  • a metal band is used which is longer than the length with which it is applied to the intermediate layer. The non-applied part length of the metal strip is
  • the overlapping connection preferably takes place by means of a bond, in particular by using a self-adhesive metal strip, in particular copper strip.
  • the length of the area where the two metal bands overlap may be selected depending on the specific requirements. It can e.g. from 5 to 100 mm, preferably from 10 to 30 mm.
  • the at least one bridge element is preferably attached or fixed by gluing or soldering to the adjacent electrically conductive metal strips.
  • the applied part of the metal strip is preferably attached or attached by gluing or soldering to the adjacent electrically conductive metal strip.
  • gluing a conductive adhesive is used in particular.
  • bridge element soldering is preferred, as this stronger connection is achieved, but also bonding is possible.
  • adhesive bonding using self-adhesive metal strips or copper strips is preferred, since this is very simple to carry out.
  • long busbars can be provided which, despite their length, are mechanically robust.
  • the busbars may, for example, each have a length of at least 50 cm.
  • the busbars (7, 8) preferably have a length of at least 60 cm, more preferably at least 80 cm and particularly preferably at least 100 cm.
  • Copper tapes from which the busbar is formed may e.g. in the range of 25 to 80 cm, preferably 30 to 60 cm. As a length, only the length of the metal strip is considered, which is directly on the electrically conductive
  • the actual length of the metal strip may be greater when a portion of the metal strip is overlapped on the adjacent metal strip.
  • the distance between two adjacent electrically conductive metal ribbons disposed on the electrically conductive interlayer may vary as desired, taking into account practical considerations. It can e.g. be appropriate, the separate metal bands immediately adjacent, i. virtually no distance to arrange, especially in the overlapping arrangement.
  • a certain distance may be expedient to simplify the manufacture and / or to avoid interactions between the separate metal bands.
  • Metal bands in particular copper bands, may e.g. in the range of 0 to 50 mm, preferably from 3 to 10 mm, are, in particular when using
  • the busbar may be formed of two or more separate electrically conductive metal bands. The appropriate number can be varied as needed, and depends in particular on the desired overall length of the busbar.
  • the busbar may be e.g. be formed of two, three, four or more separate electrically conductive metal bands, in particular copper bands, which in
  • a bus bar is in one
  • Vehicle window arranged. It is preferred that the two sides, in the side regions of the bus bars are arranged, are longer than the other two sides of the vehicle window.
  • the longer opposite sides of the vehicle window are usually the sides that represent the top and bottom of the vehicle window when installed.
  • the electrically conductive intermediate layer, in particular silver layer, under the busbar is in particular a continuous electrically conductive
  • Interlayer This means that the interlayer is consistently present under the entire busbar, even at the points where two metal bands are adjacent to the busbar.
  • the PDLC layer stack may be laterally sealed with an adhesive sealant and / or a thermoplastic strip to protect against corrosion.
  • the seal may also be the
  • Busbars include.
  • the lateral refers to the side surfaces of the PDLC layer stack as opposed to the top and bottom of the PDLC layer stack.
  • the adhesive sealing compound may be, for example, a polyvinyl butyral (PVB) adhesive composition and / or worked out in the form of a frame.
  • the remaining edge is sealed circumferentially by the adhesive sealant, which has the same thickness as the PDLC layer stack and thus also acts as a spacer. In this way, the PDLC layer stack is framed laterally by the adhesive sealant.
  • the inner and / or the outer glass pane may have a coating in one or more edge regions, preferably all edge regions, preferably a coating with a ceramic color, such as a black ceramic color.
  • a coating of the side edges with ceramic paint is used, for example, gluing, which in the assembly of a glass to a
  • busbars are therefore preferably arranged in the side regions of the vehicle window, where the inner and / or the outer glass pane with a
  • opaque coating in particular a ceramic paint coating, is provided or are.
  • the vehicle window according to the invention is suitable for all vehicles, eg. B.
  • Motor vehicles trains, ships or aircraft, with motor vehicles being particularly preferred.
  • suitable motor vehicles are buses, tractors, trucks and passenger cars, with passenger cars being particularly preferred.
  • the vehicle window is a
  • Sunroof panel a glass roof, a rear window, a rear side window or a front side window, preferably in a motor vehicle,
  • the invention also relates to a vehicle comprising at least one
  • FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of the electrical connection of a busbar to the PDLC layer stack in an inventive
  • the PDLC layer stack is made of a polyethylene terephthalate (PET) layer as an outer polymeric support layer 2, an I ndium-Tin-Oxide (ITO) layer as an outer electroconductive layer 3, a PDLC layer 4, an ITO layer as an inner layer electrically conductive layer 5 and a PET layer as internal polymer
  • Carrier layer 6 is formed.
  • the ITO layers have a thickness of about 50 to 300 nm.
  • the outer polymeric support layer 2, the outer electroconductive layer 3 and the PDLC layer 4 are recessed so that the inner ITO layer 5 together with the inner PET layer 6 overhangs the PDLC layer stack .
  • a silver layer as an intermediate layer 1 9 is arranged, which has a thickness of about 25 mhh and a width of about 5 mm.
  • the busbar formed of copper band 8 which has a thickness of about 30 to 1 00 mhh and a width of about 6 mm. That for the
  • Busbar used copper tape is a self-adhesive tape, which has on one side an adhesive layer of conductive adhesive and thus adhered to the silver layer.
  • a tinned copper tape and a double-sided adhesive conductive tape can be used for fixing.
  • a bus bar 7 which is arranged through the intermediate layer 1 9 on the protruding outer ITO layer 3.
  • busbars 7, 8 are contacted with supply lines, which realize the connection with an on and off electrical voltage source (not shown).
  • the remaining components of the vehicle window are also not shown for reasons of clarity.
  • the existing in the figure 1 spaces in the vehicle window usually by the material of
  • FIG. 2 shows schematic plan views of a PDLC vehicle window 1 00 according to the prior art (FIG. 2A), a PDLC vehicle window 1 according to the invention with bridge elements (FIG. 2B) and a PDLC vehicle window 1 according to the invention with an overlapping arrangement (FIG 2C), all based on the basic connection of the busbar to the PDLC layer stack shown in FIG.
  • the outer edge regions of a glass pane are provided with a black ceramic paint (103, 22) as optical protection.
  • the upper glass pane and the upper laminating layers have been omitted for reasons of clarity.
  • FIG. 2A shows schematic plan views of a PDLC vehicle window 1 00 according to the prior art
  • FIG. 2B shows bridge elements
  • FIG. 2C a PDLC vehicle window 1 according to the invention with an overlapping arrangement
  • FIG. 2A shows a PDLC vehicle window 100 according to the prior art, in which the bus bars 101, 102 each consist of a continuous one
  • Copper band are formed.
  • the length of the busbars are relatively short (about 40 cm). Both busbars are in the side area of a short side of
  • the length of the prior art busbars is generally less than half the side width of the PDLC film and typically not more than 50 cm.
  • FIG. 2B shows a PDLC vehicle window 1 according to the invention.
  • the two bus bars are arranged on side edge areas of respectively opposite sides 20, 21 of the vehicle window, which are longer than the other two sides of the vehicle window.
  • Each busbar is composed of three separate longitudinally successively arranged copper strips 12, 13, 14 or 9, 10,
  • the separate copper bands each have a length of about 40 cm.
  • the adjacent copper strips are each connected by a bridge element 15 electrically conductive with each other.
  • the bridge element is a U-shaped copper strip and described in more detail in FIGS. 3A and 3B.
  • the total length of the busbars 7, 8 is about 120 cm each. The great length results in a very homogeneous switchability of the PDLC system. Despite the long length, the busbars show excellent robustness against mechanical loads.
  • FIG. 2C shows a further PDLC vehicle pane 1 according to the invention.
  • the two bus bars are on side edge areas of, respectively
  • Each busbar is formed from three separate longitudinally successively arranged copper bands 12, 13, 14 and 9, 10, 1 1.
  • the separate copper strips if they are mounted directly on the silver layer (not shown), each have a length of about 40 cm.
  • the copper bands used for the overlap are slightly longer, with the part not applied to the silver layer serving for the overlap.
  • the adjacent copper bands are each overlapped by one
  • the total length of the busbars 7, 8 is about 120 cm each.
  • the great length results in a very homogeneous switchability of the PDLC system.
  • the busbars show excellent robustness against mechanical loads.
  • FIGS. 3A and 3B schematically show a bridge element 15 connecting two separate copper bands 12, 13 of the busbar.
  • Figs. 3A and 3B are a detailed view of Fig. 2B, with Fig. 3A showing the front view and Fig. 3B showing the rear view.
  • the separate copper strips 12, 13 as part of the busbar are applied to the silver layer 19.
  • the distance between the two separate copper strips 12, 13 is about 5 mm.
  • the bridge element is also formed of copper tape.
  • the copper strip for the bridge element 15 is folded flat at both end regions on a diagonal so that a U-shaped bridge element 15 results.
  • One leg of the bridge element is soldered to the separate copper strip 12, the other leg to the separate copper strip thirteenth
  • FIG. 4 schematically shows an overlapping arrangement of two separate copper strips 12, 13 of the busbar in cross-section.
  • FIG. 4 is a detailed view of FIG. 2C.
  • the cross-section extends in the longitudinal direction of the bus bar on the protruding inner electrically conductive layer of the PDLC layer stack.
  • the ITO layer is located as the inner electrically conductive layer 5 and over the ITO layer Silver layer as an intermediate layer 19.
  • the copper strips 12, 13 are shown in overlapping arrangement 16.
  • the copper strips 12, 13 are self-adhesive copper strips and are glued to the silver layer.
  • the copper tape 12 used is longer than for the application on the
  • the part of the copper strip 12 which is not applied to the silver layer is overlapped onto the adjacent copper strip 1 3 applied to the silver layer, so that an overlapping arrangement 16 results.
  • the overlapping area has z. B. a length of about 1 cm. Since copper tape 12 is a self-adhesive copper tape, it can be adhered to the adjacent copper tape 13 in a simple manner.
  • Fig. 5 shows schematically the overlapping arrangement of the copper strips 12, 13 of Fig. 4 in plan view.

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Fahrzeugscheibe (1), die in dieser Reihenfolge eine äußere Glasscheibe, mindestens eine äußere Laminierschicht, mindestens eine innere Laminierschicht und eine innere Glasscheibe umfasst, wobei zwischen der äußeren Laminierschicht und der inneren Laminierschicht ein PDLC-Schichtstapel angeordnet ist, der aus a) einer äußeren polymeren Trägerschicht (2), b) einer äußeren elektrisch leitfähigen Schicht (3), c) einer PDLC-Schicht (4), d) einer inneren elektrisch leitfähigen Schicht (5) und e) einer inneren polymeren Trägerschicht (6) gebildet ist, wobei an einem Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die innere elektrisch leitfähige Schicht (5) zusammen mit der inneren polymeren Trägerschicht (6) übersteht und an einem anderem Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die äußere elektrisch leitfähige Schicht (3) zusammen mit der äußeren polymeren Trägerschicht (2) übersteht, und auf der überstehenden inneren elektrisch leitfähigen Schicht (5) und der überstehenden äußeren elektrisch leitfähigen Schicht (3) jeweils eine Sammelschiene (7, 8) angeordnet ist, die über eine elektrisch leitfähige Zwischenschicht (19) mit der elektrisch leitfähigen Schicht (3, 5) des PDLC-Schichtstapels verbunden ist, wobei die Sammelschienen (7, 8) jeweils aus mindestens zwei gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern (9, 10, 11, 12, 13, 14) gebildet sind, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei die benachbarten gesonderten Metallbänder über mindestens ein Brückenelement (15) oder eine überlappende Anordnung (16) elektrisch leitend verbunden sind. Vorteile der Erfindung sind eine robustere Gestaltung der Sammelschiene gegenüber mechanischen Beanspruchungen, was die Bereitstellung langer Sammelschienen mit guter Robustheit ermöglicht.

Description

Lange Sammelschienen mit Segmenten für eine erhöhte Robustheit
Die Erfindung betrifft eine PDLC-Fahrzeugscheibe, die lange Sammelschienen mit erhöhter Robustheit aufweist.
PDLC-Schichten (PDLC = polymer dispersed liquid crystal, Flüssigkristall dispergiert in Polymer) sind meist weiße Filme, deren Lichtdurchlässigkeit durch Anlegen einer elektrischen Spannung veränderbar ist, insbesondere sind sie zwischen einem transparenten Modus und einem opaken Modus umschaltbar. PDLC-Scheiben, auch als PDLC-Glas (engl smart glazing) oder Intelligentes Glas bezeichnet, sind
Scheiben, die eine solche PDLC-Schicht aufweisen und daher zwischen einem transparenten und einem opaken Modus umgeschaltet werden können.
Der heutige Markt für PDLC-Scheiben ist insbesondere für den Einsatz als Fenster in der Bauindustrie. Scheiben aus PDLC-Glas sind aber auch für Fahrzeuge interessant, insbesondere für die Automobilverglasung. Hier können sie z.B. den Einbau von Sonnenblenden überflüssig machen.
Der Einbau von PDLC-Folien erfordert auch Sammelschienen, über die der Kontakt zur elektrischen Stromversorgung und die Verteilung des elektrischen Stroms zur PDLC-Folie erfolgt. Bei schaltbaren PDLC-Folien sind die heute eingesetzten Sammelschienen entweder kurz oder in mehrere Abschnitte unterteilt. Zusätzlich werden PDLC-Gläser vor allem in Gebäuden eingesetzt, in denen die Gläser flach sind, was die Belastung der Sammelschienen reduziert.
Bei Einsatz von PDLC-Glas für die Automobilverglasung sind aber besondere Anforderungen zu berücksichtigen. Eine dieser Anforderungen ist ein homogenes Schalten, was lange Sammelschienen erfordert. In Kombination mit der Biegeform der Fahrzeugscheibe und den thermischen Veränderungen wurden Stromausfälle festgestellt.
Eine herkömmliche, an eine PDLC-Folie angebundene Sammelschiene, wie in Fig. 1 dargestellt, mit den konventionellen Materialien wird in 4 Schritten realisiert.
1. Selektives Schneiden von PET-Trägerschicht 2 einschließlich ITO-Beschichtung 2. Entfernen der PDLC-schaltbaren Kernschicht 4 von der ITO-Beschichtung 3,
3. Aufträgen von Silberpaste 19, z.B. durch Malen oder Drucken und Trocknen
4. Befestigung von Kupfer-Sammelschienen 8 (z.B. entweder mit Klebe- Sammelschienen oder mit leitfähigen doppelseitigen Klebebändern)
Auf der gegenüberliegenden Seite der PDLC-Folie wird die PET-Trägerschicht 6 anstelle der PET-Trägerschicht 2 geschnitten.
Alle diese Materialien weisen unterschiedliche thermische Ausdehnungen auf.
Besonders im Laminierprozess zur Herstellung der Fahrzeugscheibe, aber auch während der Lebensdauer des Fahrzeugs, in der extreme Witterungsbedingungen auftreten können, führt dies zu starken Belastungen. Zusätzlich treten Spannungen auf, wenn die in der Scheibe eingesetzten Folien auf die Form des Autoglases gebogen werden.
Solche Spannungen können die sehr dünne elektrische leitfähige Schicht der PDLC- Folie, z.B. eine ITO-Beschichtung, lokal von der polymeren Trägerschicht der PDLC- Folie, z.B. ein PET-Schicht, abziehen, was zu einem Verbindungsabbruch führen kann.
Die Realisierung von langen Stromschienen auf schaltbaren PDLC-Verglasungen mit komplexen Formen, wie z.B. bei Automobilverglasungen, ist für verbesserte elektrische Eigenschaften erwünscht. Aber Biege- und Temperaturschwankungen während der Produktion und/oder im Einsatz lösen Spannungen aus, die zu folgenden Problemen führen können:
- Delamination
- lokale Erhöhung des elektrischen Stroms
- lokale Temperaturerhöhung
- lokale Reduzierung der Opazität im ausgeschalteten Modus
- Verlust des elektrischen Kontaktes.
Diese Probleme beruhen auf einer mangelnden mechanischen Robustheit der Sammelschienen und ihrer Anbindung an das PDLC-System. Diese Probleme sind umso ausgeprägter, je länger die Sammelschiene ist, weswegen im Stand der Technik kurze Sammelschienen verwendet werden.
US 2013/265511 A1 betrifft eine Flüssigkristall-Mehrfachverglasung, bei der zwischen einer ersten Scheibe und einer zweiten Scheibe eine
Flüssigkristallvorrichtung angeordnet ist, die aus zwei mit Indium-Zinn-Oxid beschichteten Glasscheiben und einer dazwischenliegenden Flüssigkristallschicht gebildet ist. Die Indium-Zinn-Oxid-Schichten dienen als Elektroden, die jeweils mit einer Sammelschiene aus flexibler Kupferfolie verbunden sind.
EP 0719075 A2 beschreibt ein elektrisch beheiztes Fenster, umfassend zwei Scheiben, die mittels einer Zwischenschicht miteinander laminiert sind,
Heizelemente zwischen den Scheiben und längliche, elektrisch leitende
Verbindungseinrichtungen, wobei die Verbindungseinrichtung mindestens eine Sammelschiene mit einer Ecke aufweist, die ein separates Eckteil umfasst, das mit mindestens einem benachbarten Teil der Sammelschiene elektrisch verbunden ist. Die Verbindung der Teile kann durch eine überlappende Anordnung gebildet werden. Zur Verbindung kann ein Lötmetall eingesetzt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Fahrzeugscheibe mit einer PDLC-Schicht bereitzustellen, die durch Einbau langer Sammelschienen verbesserte elektrische Eigenschaften, insbesondere eine homogenere Schaltung, ermöglicht wobei gleichzeitig eine erhöhte mechanische Robustheit der Sammelschiene erzielt wird, um die vorstehend beschriebenen Probleme bei Biege- und/oder
Temperaturschwankungen zu lindern oder ganz zu beseitigen.
Diese Aufgabe konnte insbesondere durch folgende Maßnahmen gelöst werden. Durch Schneiden der Sammelschiene in mehrere Teile wird die mechanische Beanspruchung reduziert. Zur Kontaktierung der Einzelteile können Brücken oder überlappende Stufen eingesetzt werden. Diese Lösungen fungieren als Dehnfugen und sichern die Robustheit der Lösung.
Die Aufgabe konnte daher durch eine Fahrzeugscheibe gemäß Anspruch 1 und ein Fahrzeug gemäß Anspruch 15 gelöst werden. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen wiedergegeben.
Vorteile der Erfindung sind eine deutlich robustere Gestaltung der Sammelschiene, wodurch mechanischen Beanspruchungen, z.B. bei Biege- und/oder Temperaturschwankungen , besser widerstanden werden kann. Daher sind längere Ausführungsformen der Sammelschiene, z. B. mit Längen von mehr als 50 cm und sogar mehr als 1 00 cm, möglich , ohne dass sich Probleme wie Delamination , lokale Erhöhung des elektrischen Stroms, lokale Temperaturerhöhung, lokale Reduzierung der Opazität im ausgeschalteten Modus und Verlust des elektrischen Kontaktes ergeben . Durch den Einsatz langer Sammelschienen verbessern sich die
elektrischen Eigenschaften des PDLC-Systems, insbesondere ergibt sich eine homogenere Schaltbarkeit.
Die Erfindung betrifft somit eine Fahrzeugscheibe 1 , die in dieser Reihenfolge eine äußere Glasscheibe, eine oder mehrere äußere Laminierschichten , eine oder mehrere innere Laminierschichten und eine innere Glasscheibe umfasst, wobei zwischen der oder den äußeren Laminierschichten und der oder den inneren Laminierschichten ein PDLC-Schichtstapel angeordnet ist, der in dieser Reihenfolge gebildet ist aus
a) einer äußeren polymeren Trägerschicht 2,
b) einer äußeren elektrisch leitfähigen Schicht 3,
c) einer PDLC-Schicht 4,
d) einer inneren elektrisch leitfähigen Schicht 5 und
e) einer inneren polymeren Trägerschicht 6,
wobei an einem Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die äußere polymere Trägerschicht 2, die äußere elektrisch leitfähige Schicht 3 und die PDLC-Schicht 4 ausgespart sind , so dass dort die innere elektrisch leitfähige Schicht 5 zusammen mit der inneren polymeren Trägerschicht 6 übersteht und an einem anderem
Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die innere polymere Trägerschicht 6, die innere elektrisch leitfähige Schicht 5 und die PDLC-Schicht 4 ausgespart sind , so dass dort die äußere elektrisch leitfähige Schicht 3 zusammen mit der äußeren polymeren Trägerschicht 2 übersteht, und
auf der überstehenden inneren elektrisch leitfähigen Schicht 5 und der
überstehenden äußeren elektrisch leitfähigen Schicht 3 jeweils eine Sammelschiene 7, 8 angeordnet ist, die über eine elektrisch leitfähige Zwischenschicht 19 mit der elektrisch leitfähigen Schicht 3, 5 des PDLC-Schichtstapels verbunden ist, wobei die Sammelschienen 7, 8 jeweils aus mindestens zwei gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern 9, 10, 1 1 , 12, 1 3, 14 gebildet sind, die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind , wobei die benachbarten gesonderten Metallbänder über mindestens ein Brückenelement 15 oder eine überlappende Anordnung 16 elektrisch leitend verbunden sind.
Die Erfindung wird im Folgenden und in den beigefügten Figuren erläutert. In diesen zeigt:
Fig. 1 eine schematische Querschnittsansicht der elektrischen Anbindung einer
Sammelschiene an den PDLC-Schichtstapel in einer erfindungsgemäßen Fahrzeugscheibe. Da in dieser Querschnittsansicht die erfindungsgemäße Unterteilung der Sammelschiene nicht ersichtlich wird, unterscheidet sie sich nicht von einer Querschnittsansicht einer Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 schematische Draufsichten auf eine PDLC-Fahrzeugscheibe nach dem
Stand der Technik (Fig. 2A), auf eine erfindungsgemäße PDLC- Fahrzeugscheibe mit Brückenelementen (Fig. 2B) und eine
erfindungsgemäße PDLC-Fahrzeugscheibe mit überlappender Anordnung (Fig. 2C);
Fig. 3 schematisch ein Brückenelement, das zwei gesonderte Metallbänder der
Sammelschiene verbindet, in Vorderansicht (Fig. 3A) und Rückansicht (Fig. 3B);
Fig. 4 schematisch eine überlappende Anordnung von zwei gesonderten
Metallbändern der Sammelschiene im Querschnitt;
Fig. 5 schematisch eine überlappende Anordnung von zwei gesonderten
Metallbändern der Sammelschiene in der Draufsicht.
Die Fahrzeugscheibe umfasst in dieser Reihenfolge eine äußere Glasscheibe, eine oder mehrere äußere Laminierschichten, eine oder mehrere innere
Laminierschichten und eine innere Glasscheibe, wobei zwischen der oder den äußeren Laminierschichten und der oder den inneren Laminierschichten ein PDLC- Schichtstapel angeordnet ist.
PDLC-Schichtstapel sind bekannt und in großer Vielfalt im Handel erhältlich. Der PDLC-Schichtstapel wird oft auch einfach als PDLC-Folie bezeichnet. Abgesehen von der PDLC-Schicht werden für die in der Fahrzeugscheibe enthaltenen Schichten gewöhnlich entsprechende Folien für die Herstellung eingesetzt, die im Handel erhältlich sind .
Der PDLC-Schichtstapel ist zwischen der oder den äußeren Laminierschichten und der oder den inneren Laminierschichten angeordnet. Er ist in dieser Reihenfolge aus folgenden Schichten gebildet:
a) eine äußere polymere Trägerschicht,
b) eine äußere elektrisch leitfähige Schicht,
c) eine PDLC-Schicht,
d) eine innere elektrisch leitfähige Schicht und
e) eine innere polymere Trägerschicht.
Die PDLC-Schicht umfasst eine Polymermatrix, in die Flüssigkristalltröpfchen eingebettet sind . Neben den Flüssigkristalltröpfchen kann die Polymermatrix weitere Bestandteile enthalten , z. B. Abstandshalter aus einem nichtleitenden Material aus Glas oder Kunststoff. Die Abstandshalter sind bevorzugt transparent.
Auf beiden Seiten der PDLC-Schicht sind ferner jeweils eine elektrisch leitfähige Schicht auf der Polymermatrix aufgebracht, die hier als innere elektrisch leitfähige Schicht und äußere elektrisch leitfähige Schicht bezeichnet werden . Die innere elektrisch leitfähige Schicht und die äußere elektrisch leitfähige Schicht können gleich oder verschieden sein , sind aber in der Regel gleich . Die folgenden Angaben nehmen einfach Bezug auf elektrisch leitfähige Schicht und gelten gleichermaßen sowohl für die innere elektrisch leitfähige Schicht als auch die äußere elektrisch leitfähige Schicht.
Die elektrisch leitfähigen Schichten sind bevorzugt transparent. Die elektrisch leitende Schicht kann z. B. transparente, leitende Oxide (TCO) enthalten. Beispiele sind mit Zinn dotiertes I ndiumoxid (ITO, auch als I ndium-Zinn-Oxid bezeichnet), mit Antimon oder Fluor dotiertes Zinnoxid (Sn02:F), mit Gallium dotiertes Zinkoxid oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (ZnO: AI), wobei ITO bevorzugt ist. Die Dicke der elektrisch leitenden Schichten auf Basis dieser transparenten leitenden Oxide (TCO) liegt bevorzugt im Bereich von 1 0 nm bis 2 mhh, bevorzugter 30 nm bis 500 nm und insbesondere 50 bis 1 00 nm.
Die elektrisch leitfähige Schicht kann auch eine Metallschicht sein, vorzugsweise eine Dünnschicht oder ein Stapel von Dünnschichten , die Metallschichten umfassen . Geeignete Metalle sind z. B. Ag, AI , Pd , Cu , Pd , Pt, I n, Mo, Au , Ni, Cr, W. Diese Metallbeschichtungen werden als TCC (transparent conductive coating) bezeichnet. Typische Dicken der Einzelschichten liegen im Bereich von 2 bis 50 nm.
Die Dicke von PDLC-Schicht zusammen mit der äußeren und inneren elektrisch leitfähigen Schicht kann z.B. im Bereich von 5 bis 40 pm , bevorzugt von 1 0 bis 25 pm, liegen .
Die (inneren und äußeren) elektrisch leitfähigen Schichten auf der PDLC-Schicht bilden Elektroden , die mit der Polymermatrix in Kontakt sind. Die elektrisch leitfähigen Schichten sind in der erfindungsgemäßen Scheibe so ausgebildet, dass sie über die später erläuterte Sammelschiene mit einer ein- und ausschaltbaren Spannungsquelle verbunden werden können . Ohne elektrisches Feld sind die Flüssigkristalltröpfchen der Polymermatrix nicht ausgerichtet, was zum trüben oder opaken Modus der Scheiben führt. Das ist der ausgeschaltete oder opake Modus. Bei Anlegen eines elektrischen Feldes werden die Flüssigkristalltröpfchen in gleicher Richtung ausgerichtet und die PDLC-Schicht wird transparent. Das ist der eingeschaltete oder transparente Modus. Der Vorgang ist reversibel.
Der PDLC-Schichtstapel umfasst ferner eine äußere polymere Trägerschicht und eine innere polymere Trägerschicht, die auf den Außenseiten des PDLC- Schichtstapels angeordnet sind und in die die PDLC-Schicht und die darauf liegenden inneren und äußeren elektrisch leitfähigen Schichten eingebettet sind.
Die äußere polymere Trägerschicht und die innere polymere Trägerschicht können gleich oder verschieden sein, sind aber in der Regel gleich . Die folgenden Angaben nehmen einfach Bezug auf polymere Trägerschicht und gelten gleichermaßen sowohl für die äußere polymere Trägerschicht als auch die innere polymere
Trägerschicht.
Die polymeren Trägerschichten enthalten bevorzugt zumindest ein
thermoplastisches Polymer. Die beiden polymeren Trägerschichten können gleich oder verschieden sein . Die polymeren Trägerschichten können z. B.
Polyethylenterephthalat (PET), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), Polypropylen , Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid , Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid Ethylen-Tetrafluorethylen oder Mischungen davon enthalten. Besonders bevorzugt sind die polymeren Trägerschichten PET-Schichten. Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Stabilisierung der PDLC-Schicht.
Die Dicke jeder polymeren Trägerschicht, insbesondere einer PET-Trägerschicht, kann z. B. im Bereich von 0, 1 mm bis 1 mm, bevorzugt von 0, 1 mm bis 0,2 mm, liegen .
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe ist eine Verbundglasscheibe, in der der PDLC-Schichtstapel als funktionelle Schicht enthalten ist. Daneben umfasst die Fahrzeugscheibe eine äußere und eine innere Glasscheibe, die durch eine oder mehrere Laminierfolien auf beiden Seiten der funktionellen Schicht zu einem festen Verbund laminiert sind .
Mit der inneren Glasscheibe, auch als I nnenscheibe bezeichnet, wird im Sinne der Erfindung die Glasscheibe bezeichnet, die beim Einbau in ein Fahrzeug als die dem Fahrzeuginnenraum zugewandte Scheibe der Fahrzeugscheibe vorgesehen ist. Mit der äußeren Glasscheibe, auch als Außenscheibe bezeichnet, wird die Glasscheibe bezeichnet, die beim Einbau in ein Fahrzeug als die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe vorgesehen ist.
Die Fahrzeugscheibe kann eine flache oder gebogene Fahrzeugscheibe sein. Bei einer flachen Fahrzeugscheibe sind die innere und äußere Glasscheibe flach. Bei einer gebogenen Fahrzeugscheibe sind die innere und äußere Glasscheibe gebogen .
Die innere Glasscheibe und die äußere Glasscheibe können aus dem gleichen Material oder aus verschiedenem Material sein . Die Scheiben können aus anorganischem Glas und/oder organischem Glas (Polymere) sein. I n einer bevorzugten Ausführungsform enthält die innere Glasscheibe und/oder die äußere Glasscheibe Glas und/oder Polymere, bevorzugt Flachglas, Quarzglas,
Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alkalialu minosilikatglas, Polycarbonat und/oder Polymethacrylat. Die innere Glasscheibe und die äußere Glasscheibe sind bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas.
Die innere Glasscheibe und die äußere Glasscheibe können die gleiche Dicke oder unterschiedliche Dicken aufweisen. Bevorzugt weisen die innere Glasscheibe und die äußere Glasscheibe unabhängig voneinander eine Dicke im Bereich von 0,4 bis 5,0 mm, z. B. 0,4 bis 3,9 mm, bevorzugter 1 ,6 bis 2,5 mm , auf. Aus mechanischen Gründen ist die Außenscheibe bevorzugt dicker oder gleich dick wie die innere Scheibe.
Die innere Glasscheibe und/oder die äußere Glasscheibe können klar oder getönt sein . Getönte Glasscheiben sind bevorzugt grau oder dunkelgrau .
Die innere Glasscheibe und/oder die äußere Glasscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen , z. B. Antihaftbeschichtungen , getönte Beschichtungen , Antikratzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen. Ein Beispiel für beschichtetes Glas ist Low-E-Glas (Low-Emissivity-Glas). Low-E-Gläser sind im Handel erhältlich und mit einer oder mehreren Metallschichten beschichtet. Die Metallbeschichtung ist sehr dünn , z.B. weist sie eine Dicke von etwa 1 0 bis 200 nm, z. B. etwa 1 00 nm auf. Bei Einsatz einer beschichteten Glasscheibe als innerer und/oder äußerer Glasscheibe befindet sich die Beschichtung vorzugsweise auf der I nnenseite der Glasscheibe relativ zur Fahrzeugscheibe.
Die Fahrzeugscheibe umfasst ferner zwischen äußerer Glasscheibe und PDLC- Schichtstapel eine oder mehrere äußere Laminierschichten und zwischen innerer Glasscheibe und PDLC-Schichtstapel eine oder mehrere innere Laminierschichten .
Die äußere Laminierschicht und die innere Laminierschicht können gleich oder verschieden sein, sind aber in der Regel gleich. Die folgenden Angaben nehmen einfach Bezug auf Laminierschicht und gelten gleichermaßen sowohl für die äußere Laminierschicht als auch für die innere Laminierschicht.
Die Laminierschicht ist insbesondere eine polymere Laminierschicht. Vorzugsweise enthalten die Laminierschichten ein thermoplastisches Polymer. Die folgenden Angaben beziehen sich unabhängig voneinander auf alle diese eine oder mehrere Laminierschichten, sofern nicht anders angegeben. Die Laminierschichten können gleich oder verschieden sein .
I n der Regel werden als Ausgangsmaterial zur Bildung der Laminierschichten entsprechende handelsübliche Laminierfolien eingesetzt. Sie dienen zur Verklebung bzw. Laminierung der Komponenten der Fahrzeugscheibe, um den haftenden Glasverbund zu erhalten .
Die Laminierschicht kann z. B. Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat,
Polyurethan , Polypropylen , Polyacrylat, Polyethylen , Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluoriniertes Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen und/oder ein Gemisch und/oder ein Copolymer davon enthalten . Vorzugsweise enthält die Laminierschicht Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat, Polyurethan , und/oder Gemische davon und/oder Copolymere davon , wobei PVB- Laminierschichten bevorzugt sind .
Die Laminierschichten , bevorzugt PVB-Laminierschichten , weisen bevorzugt eine Dicke von 0, 1 bis 1 ,5 mm , bevorzugter von 0,3 bis 0,9 mm, auf.
Neben den vorstehend genannten polymeren Laminierschichten kann die
Fahrzeugscheibe gegebenenfalls eine oder mehrere zusätzliche funktionelle
Schichten , insbesondere polymere funktionelle Schichten zwischen der inneren und äußeren Glasscheibe aufweisen . Beispiele sind Akustikfolien , Absorptionsfolien und I R-reflektierende Folien bzw. die daraus gebildeten Akustikschichten oder I R- reflektierenden-Schichten . I R steht wie üblich als Abkürzung für I nfrarot.
Absorptionsfolien können zur Absorption von UV-Licht, I R-Licht oder sichtbarem Licht dienen . Sofern neben den Laminierschichten weitere funktionelle Schichten enthalten sind, sind die funktionellen Schichten bevorzugt zwischen zwei
Laminierschichten angeordnet. Die Schichten , die am nächsten zur inneren und äußeren Glasscheibe angeordnet sind , sind im allgemeinen Laminierschichten .
Akustikschichten sind z. B. aus mehreren, z. B. drei, PVB-Schichten aufgebaut, wobei in der Mitte eine weichere PVB-Schicht enthalten ist. Da die Akustikschichten auch als Laminierschichten geeignet sind, können sie eine Doppelfunktion ausüben.
I R-reflektierende Schichten sind z. B. aus einer polymeren Trägerschicht und einer darauf befindlichen I R-reflektierenden Beschichtung gebildet. Die polymere
Trägerschicht kann z.B. aus Polyester, Polycarbonat, Celluloseacetat, Acrylat oder Polyvinylchlorid gebildet sein, wobei eine PET-Trägerschicht bevorzugt ist. Die I R- reflektierende Beschichtung kann grundsätzlich unterschiedlich ausgebildet sein und umfasst bevorzugt mindestens eine Silberschicht. Allgemein üblich sind
Mehrfachschichten mit einer oder mehreren Silberschichten als eigentlicher
Funktionsschicht, die zwischen metallischen und/oder dielektrischen Schichten eingebettet sind .
Zur Anbindung der Sammelschienen an den PDLC-Schichtstapel bedarf es einer bestimmten Konfiguration , die gewöhnlich durch entsprechende Bearbeitung des PDLC-Schichtstapels erhalten wird. I nsbesondere sind an einem Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die äußere polymere Trägerschicht, die äußere elektrisch leitfähige Schicht und die PDLC-Schicht ausgespart, so dass dort die innere elektrisch leitfähige Schicht zusammen mit der inneren polymeren Trägerschicht übersteht. Ferner sind an einem anderen Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die innere polymere Trägerschicht, die innere elektrisch leitfähige Schicht und die PDLC-Schicht ausgespart, so dass dort die äußere elektrisch leitfähige Schicht zusammen mit der äußeren polymeren Trägerschicht übersteht.
Die entsprechenden Aussparungen an den Seitenabschnitten des PDLC- Schichtstapels können auf übliche Weise erreicht werden . Typischerweise wird z.B. an den entsprechenden Abschnitten die auszusparende polymere Trägerschicht einschließlich der damit verbundenen elektrisch leitfähigen Schicht selektiv durch Schneiden entfernt. Die freigeworden PDLC-Schicht wird dann von der
verbleibenden elektrisch leitfähigen Schicht entfernt, z.B. durch einfaches Abspülen . Auf diese Weise wird an einem Seitenabschnitt eine überstehende innere elektrisch leitfähige Schicht und an einem anderen Seitenabschnitt eine überstehende äußere elektrisch leitfähige Schicht erhalten .
Auf der überstehenden inneren elektrisch leitfähigen Schicht und der überstehenden äußeren elektrisch leitfähigen Schicht sind jeweils eine Sammelschiene angeordnet, die über eine elektrisch leitfähige Zwischenschicht mit der elektrisch leitfähigen Schicht des PDLC-Schichtstapels verbunden ist.
Auf diese Weise sind die Sammelschienen elektrisch leitend mit den elektrisch leitfähigen Schichten des PDLC-Schichtstapels verbunden . Die Sammelschienen können über Kontaktierungen von Zuleitungen mit einer ein- und ausschaltbaren Spannungsquelle für die Stromzufuhr verbunden werden .
Erfindungswesentlich ist, dass die Sammelschienen jeweils aus mindestens zwei gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern gebildet sind , die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind , wobei die benachbarten gesonderten Metallbänder über mindestens ein Brückenelement oder eine überlappende Anordnung elektrisch leitend verbunden sind .
Die mechanische Spannung wird durch die Unterteilung der Sammelschiene im mehrere Teilabschnitte, die über Dehnungsfugen elektrisch leitend verbunden sind , verringert. Die Dehnungsfugen sind notwendig, um die Belastung zu reduzieren.
Dies kann entweder durch Brückenelemente oder durch überlappende Stufen bzw. überlappende Anordnung erfolgen.
Die überlappende Anordnung ist vorteilhaft, da die üblicherweise eingesetzten Metallbänder bereits auf einer Seite eine Leitklebstoffschicht aufweisen, die bei der überlappenden Anordnung direkt zur Anbindung auf das benachbarte Metallband der Sammelschienen genutzt werden kann. Auf diese Weise sind keine zusätzlichen Arbeitsschritte notwendig.
Die elektrisch leitfähige Zwischenschicht ist bevorzugt eine Silberschicht. Alternativ können als elektrisch leitfähige Zwischenschicht z.B. auch Schichten ausgewählt aus Kupferschichten, Carbonschichten oder Zinn-Antimon-Schichten verwendet werden.
Die elektrisch leitfähige Zwischenschicht, insbesondere die Silberschicht, kann auf übliche Weise auf die überstehende innere elektrisch leitfähige Schicht und überstehende äußere elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden. Die
Beschichtung kann z.B. durch Aufstreichen mit einem Pinsel, einer Bürste oder einer Walze, oder durch Drucken, z.B. mittels Siebdruck, und gegebenenfalls
anschließenden Trocknen erfolgen.
Es kann gegebenenfalls zweckmäßig sein, vor Aufbringen der elektrisch leitfähigen Zwischenschicht ein Klebeband zwischen der Stelle, an der die elektrisch leitfähige Zwischenschicht aufgebracht werden soll, und dem vollständigen PDLC- Schichtstapel aufzubringen. Nach der Aufbringung der elektrisch leitfähigen
Zwischenschicht kann das Klebeband wieder entfernt werden. Der Vorteil dieser Vorgehensweise besteht darin, dass durch Ausrichtung an dem Klebeband die elektrisch leitfähige Zwischenschicht in gleichmäßiger Dicke auf die überstehende elektrisch leitfähige Schicht aufgebracht werden kann und das Klebeband vor einem unerwünschten Kontakt der aufzubringenden Zwischenschicht mit der anderen, nicht überstehenden elektrisch leitfähigen Schicht in dem vollständigen PDLC- Schichtstapel schützt.
Für eine Silberschicht kann als Beschichtungszusammensetzung z.B. eine übliche Silberpaste bzw. Leitsilberpaste eingesetzt werden. Silberpasten bzw.
Leitsilberpasten enthalten gewöhnlich hohe Mengen an Silber oder Silberlegierung, z.B. mindestens 30 Gew.-%, z.B. 30 bis 88 Gew.-%, als Pulver oder Flakes, organische Bindemittel, organische Lösungsmittel und gegebenenfalls weitere Additive. Für die Kupferschichten , Carbonschichten oder Zinn-Antimon-Schichten können Kupfer-Kontaktpaste, Carbon-Leitpaste bzw. Zinn-Antimon-Leitpaste als Beschichtungszusammensetzung verwendet werden .
Die elektrisch leitfähige Zwischenschicht, insbesondere die Silberschicht, kann eine Dicke bis wenige Mikrometer aufweisen, z. B. eine Dicke im Bereich von 0,8 bis 1 00 mhh, bevorzugt 1 ,5 bis 75 mhh, aufweisen .
Die elektrisch leitfähige Zwischenschicht, insbesondere die Silberschicht, wird vorzugsweise mustermäßig, insbesondere in Streifenform, aufgebracht. Gewöhnlich entspricht die mustermäßige Form der elektrisch leitfähigen Zwischenschicht dabei der Form der darauf aufzubringenden Sammelschiene, wobei gegebenenfalls auch kleinere und/oder größere Abmessungen möglich sind . Die Sammelschiene kann z. B. etwas breiter als die darunterliegende elektrisch leitfähige Zwischenschicht ausgebildet sein .
Das elektrisch leitende Metallband kann ein beliebiges geeignetes Metallband sein . Metall schließt hier Metalllegierungen ein . Das elektrisch leitende Metallband ist bevorzugt ein Kupferband . Das Kupferband kann ein Band aus reinem Kuper oder aus einer Kupferlegierung, z. B. einer Kupfer-Zinn-Legierung, sein . Als Metallband eignen sich auch mit Zinn ummanteltes Kupferband , was hier ebenfalls als
Kupferband angesehen wird .
Das elektrisch leitende Metallband , insbesondere das Kupferband, wird auf die elektrisch leitfähige Zwischenschicht, insbesondere die Silberschicht, aufgebracht und damit verbunden, z. B. durch Aufkleben oder durch Löten. Zum Aufkleben wird gewöhnlich ein üblicher Leitklebstoff verwendet. Ein Leitklebstoff ist ein elektrisch leitfähiger Klebstoff: Die Leitfähigkeit kann z.B. dadurch erreicht werden, dass in dem Klebstoff elektrisch leitfähige Teilchen, wie z. B. Silberteilchen, enthalten sind.
Das elektrisch leitende Metallband , insbesondere das Kupferband , ist bevorzugt ein selbstklebendes Metallband . Das selbstklebende Metallband , insbesondere selbstklebende Kupferband , kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten mit einem Leitklebstoff beschichtet sein. Derartige selbstklebende Metallbänder bzw.
Kupferbänder sind im Handel erhältlich und sind in der Regel mit einer Abziehfolie zum Schutz der Klebschicht versehen . Das selbstklebende Metallband , insbesondere selbstklebende Kupferband , ist vorteilhaft, da es einfach direkt mit der Leitklebstoffschicht auf die elektrisch leitfähige Zwischenschicht, insbesondere die Silberschicht, aufgeklebt werden kann , so dass keine weiteren Arbeitsschritte erforderlich sind .
Die Dicke des elektrisch leitenden Metallbands, insbesondere des Kupferbands, kann z. B. im Bereich von 1 5 bis 140 mhh, bevorzugt 1 5 bis 1 10 mhh, bevorzugter 30 bis 100 mhh, liegen . Die Breite des elektrisch leitenden Metallbands, insbesondere des Kupferbands, kann z. B. im Bereich von 1 bis 1 5 mm, bevorzugt 3 bis 9 mm, liegen .
Die elektrisch leitfähigen Schichten des PDLC-Schichtstapels sind bevorzugt aus transparenten , leitenden Oxiden , bevorzugt I ndium-Zinn-Oxid , gebildet. Geeignete und bevorzugte Dicke für diese Schichten wurden vorstehend angeführt.
I n einer Ausführungsform verbindet ein Brückenelement zwei benachbarte elektrisch leitenden Metallbänder elektrisch leitend miteinander. Das Brückenelement ist aus einem elektrisch leitenden Material , z. B. einem Metall, einschließlich
Metalllegierung, bevorzugt Kupfer, einschließlich Kupferlegierung, wie Kupfer-Zinn- Legierung, und mit Zinn ummanteltes Kupfer. Das Brückenelement kann aus dem gleichen Material wie das elektrisch leitende Metallband sein . Vorzugsweise ist das Brückenelement aus Kupferband gebildet. Das Brückenelement kann ein
selbstklebendes elektrisch leitendes Metallband , insbesondere ein selbstklebendes Kupferband , sein .
Das Brückenelement kann jede beliebige geeignete Form aufweisen , Es kann z. B. U-förmig, V-förmig oder Sägezahn-förmig bzw. Zickzack-förmig sein , wobei U-förmig bevorzugt ist.
I n einer bevorzugten Ausführungsform ist das Brückenelement U-förmig, wobei ein Schenkel des Brückenelements auf einem elektrisch leitenden Metallband , bevorzugt Kupferband angebracht ist und der andere Schenkel des
Brückenelements auf dem benachbarten elektrisch leitenden Metallband, bevorzugt Kupferband , angebracht ist. Die Schenkel können durch Verkleben mit Leitklebstoff oder durch Löten an dem jeweiligen elektrisch leitenden Metallband befestigt werden , wobei Löten bevorzugt ist, da dadurch eine festere Verbindung erreicht werden kann . Als U-förmiges Brückenelement eignet sich insbesondere ein entsprechend gefaltetes Metallband bzw. Kupferband. Dies wird auf einfache Weise erhalten, indem bei einem Stück eines Metallbands, insbesondere Kupferbands, von geeigneter Länge die beiden Endabschnitte an einer Diagonalen flach gefaltet werden (vgl. Fig. 3A und 3B).
In einer Ausführungsform werden zwei benachbarte elektrisch leitende
Metallbänder, insbesondere Kupferbänder, miteinander mittels überlappender Anordnung elektrisch leitend verbunden. Bei der überlappenden Anordnung wird ein elektrisch leitendes Metallband nicht in seiner Gesamtlänge auf der elektrisch leitfähigen Zwischenschicht aufgebracht und die nicht auf die elektrisch leitfähige Zwischenschicht aufgebrachte (überstehende) Teillänge wird überlappend auf das benachbarte Metallband angebracht. Mit anderen Worten, es wird ein Metallband verwendet, dass länger ist als die Länge, mit der es auf die Zwischenschicht aufgebracht wird. Die nicht aufgebrachte Teillänge des Metallbandes wird
überlappend auf das Ende des benachbarten Metallbandes befestigt. Auf diese Weise liegen im überlappenden Bereich zwei übereinanderliegende und miteinander verbundene Metallbänder vor.
Wie vorstehend erläutert, erfolgt die überlappende Verbindung bevorzugt mittels einer Verklebung, insbesondere durch Einsatz eines selbstklebenden Metallbands, insbesondere Kupferbands.
Im Fall der überlappenden Anordnung kann die Länge des Bereichs, in dem die zwei Metallbänder überlappen, abhängig von den speziellen Anforderungen gewählt werden. Sie kann z.B. von 5 bis 100 mm, bevorzugt von 10 bis 30 mm, betragen.
Das mindestens eine Brückenelement wird vorzugsweise durch Kleben oder Löten an die benachbarten elektrisch leitenden Metallbänder angebracht bzw. befestigt.
Bei der überlappenden Anordnung wird der nicht auf der Zwischenschicht
aufgebrachte Teil des Metallbandes vorzugsweise durch Kleben oder Löten an das benachbarte elektrisch leitende Metallband angebracht bzw. befestigt. Zum Kleben wird insbesondere ein Leitklebstoff verwendet. Bei einem Brückenelement ist Löten bevorzugt, da dadurch eine stärkere Anbindung erreicht wird, aber auch Kleben ist möglich. Bei der überlappenden Anordnung ist Kleben unter Einsatz selbstklebender Metallbänder bzw. Kupferbänder bevorzugt, da dies sehr einfach ausführbar ist. Durch die Erfindung können lange Sammelschienen bereitgestellt werden, die trotz ihrer Länge mechanisch robust sind. Die Sammelschienen können z.B. jeweils eine Länge von mindestens 50 cm aufweisen. Die Sammelschienen (7, 8) weisen bevorzugt eine Länge von mindestens 60 cm, bevorzugter mindestens 80 cm und besonders bevorzugt mindestens 100 cm auf. Für die Länge der Sammelschiene besteht im Prinzip keine Obergrenze, sie kann aber aus praktischen Erwägungen z.B. bei nicht mehr als der halbe Umfang der PDLC-Schichtstapels -100mm (= (Summe der 4 Seitlängen des PDLC-Schichtstapels) -100 mm) liegen. In manchen Fällen können die Sammelschiene sogar um die Ecken einer Seite herum bis 50 mm an die Symmetrieachse der Folie heran geführt werden.
Die Länge der gesonderten elektrisch leitenden Metallbänder, insbesondere
Kupferbänder, aus denen die Sammelschiene gebildet wird kann z.B. im Bereich von 25 bis 80 cm, bevorzugt 30 bis 60 cm, liegen. Als Länge wird dabei nur die Länge des Metallbands berücksichtigt, die direkt auf die elektrisch leitfähige
Zwischenschicht aufgebracht wird. Bei der überlappenden Anordnung kann die tatsächliche Länge des Metallbands größer sein, wenn ein Teil des Metallbands überlappend auf dem benachbarten Metallband angebracht ist.
Der Abstand zwischen zwei benachbarten elektrisch leitenden Metallbändern, die auf der elektrisch leitenden Zwischenschicht angeordnet sind, kann nach Bedarf unter Berücksichtigung praktischer Erwägungen variieren. Es kann z.B. zweckmäßig sein, die gesonderten Metallbänder unmittelbar angrenzend, d.h. praktisch ohne Abstand, anzuordnen, insbesondere bei der überlappenden Anordnung.
Andererseits kann ein gewisser Abstand zweckmäßig sein, um die Fertigung zu vereinfachen und/oder Wechselwirkungen zwischen den gesonderten Metallbändern zu vermeiden. Der Abstand zwischen zwei benachbarten elektrisch leitenden
Metallbändern, insbesondere Kupferbändern, kann z.B. im Bereich von 0 bis 50 mm, bevorzugt von 3 bis 10 mm, liegen, insbesondere bei Einsatz von
Brückenelementen.
Die Sammelschiene kann aus zwei oder mehr gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern gebildet sein. Die geeignete Anzahl kann nach Bedarf variiert werden und hängt insbesondere von der gewünschten Gesamtlänge der Sammelschiene ab. Die Sammelschiene kann z.B. aus zwei, drei, vier oder mehr gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern, insbesondere Kupferbändern, gebildet sein, die in
Längsrichtung hintereinander angeordnet sind, wobei der Einsatz von zwei, drei oder vier, insbesondere drei, gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern bevorzugt ist.
Es versteht sich, dass bei Einsatz von mehr als zwei gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern für die Sammelschiene sich mehr als eine Stelle mit benachbarten Metallbändern ergeben, die alle über mindesten ein Brückenelement oder eine überlappende Anordnung elektrisch leitend miteinander zu verbinden sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Sammelschiene in einem
Seitenbereich einer Seite der Fahrzeugscheibe angeordnet ist und die andere Sammelschiene in dem Seitenbereich der gegenüberliegenden Seite der
Fahrzeugscheibe angeordnet. Es ist dabei bevorzugt, dass die beiden Seiten, in dessen Seitenbereichen die Sammelschienen angeordnet sind, länger sind als die beiden anderen Seiten der Fahrzeugscheibe. Bei den längeren gegenüberliegenden Seiten der Fahrzeugscheibe handelt es sich in der Regel um die Seiten, die im eingebauten Zustand die Oberseite und die Unterseite der Fahrzeugscheibe darstellen.
Die elektrisch leitfähige Zwischenschicht, insbesondere Silberschicht, unter der Sammelschiene ist insbesondere eine kontinuierliche elektrisch leitfähige
Zwischenschicht. Das bedeutet, dass die Zwischenschicht durchgängig unter der gesamten Sammelschiene vorhanden ist, auch an den Stellen, an denen zwei Metallbänder der Sammelschiene benachbart sind.
In einer Ausführungsform kann der PDLC-Schichtstapel zusätzlich seitlich mit einer Klebedichtmasse und/oder einem Thermoplaststreifen abgedichtet werden, um vor Korrosion zu schützen. Die Abdichtung kann gegebenenfalls auch die
Sammelschienen umfassen. Seitlich bezieht sich dabei auf die Seitenflächen des PDLC-Schichtstapels im Gegensatz zur Ober- und Unterseite des PDLC- Schichtstapels.
Die Klebedichtmasse kann z.B. eine Polyvinylbutyral (PVB)-Klebedichtmasse und/oder in Form eines Rahmens ausgearbeitet sein. Der freibleibende Rand wird umlaufend durch die Klebdichtmasse versiegelt, die dieselbe Dicke wie der PDLC- Schichtstapel aufweist und so auch als Distanzhalter fungiert. Auf diese Weise ist der PDLC-Schichtstapel seitlich von der Klebedichtmasse umrahmt. Typischerweise kann die innere und/oder die äußere Glasscheibe in einem oder mehreren Randbereichen , vorzugsweise allen Randbereichen , eine Beschichtung aufweisen, bevorzugt eine Beschichtung mit einer Keramikfarbe, wie einer schwarzen Keramikfarbe. Eine Beschichtung der Seitenränder mit Keramikfarbe dient z.B. dazu, Verklebungen , die bei der Montage einer Glasscheibe an ein
Fahrzeug verwendet werden , oder die Sammelschienen optisch zu verdecken. Die Sammelschienen sind daher bevorzugt in den Seitenbereichen der Fahrzeugscheibe angeordnet, wo die innere und/oder die äußere Glasscheibe mit einer
lichtundurchlässigen Beschichtung, insbesondere einer Keramikfarbenbeschichtung, versehen ist bzw. sind.
Die erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe eignet sich für alle Fahrzeuge, z. B.
Kraftfahrzeuge, Züge, Schiffs- oder Luftfahrzeuge, wobei Kraftfahrzeuge besonders bevorzugt sind. Beispiele für geeignete Kraftfahrzeuge sind Busse, Traktoren , Lastkraftwagen und Personenkraftwagen , wobei Personenkraftwagen besonders bevorzugt sind .
I n einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fahrzeugscheibe eine
Schiebedachscheibe, ein Glasdach , eine Heckscheibe, eine hintere Seitenscheibe oder eine vordere Seitenscheibe, vorzugsweise in einem Kraftfahrzeug,
insbesondere einem Personenkraftwagen .
Die Erfindung betrifft auch ein Fahrzeug, umfassend mindestens eine
erfindungsgemäße Fahrzeugscheibe, wobei das Fahrzeug bevorzugt ein
Kraftfahrzeug ist. Geeignete und bevorzugte Fahrzeuge sind vorstehend genannt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von nicht einschränkenden
Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert.
Fig. 1 zeigt eine schematische Querschnittsansicht der elektrischen Anbindung einer Sammelschiene an den PDLC-Schichtstapel in einer erfindungsgemäßen
Fahrzeugscheibe (nicht gezeigt). Da in dieser Querschnittsansicht die U nterteilung der Sammelschiene nicht ersichtlich ist, unterscheidet sie sich nicht von einer Querschnittsansicht einer Ausführungsform gemäß dem Stand der Technik. Der PDLC-Schichtstapel ist aus einer Polyethylenterephthalat (PET)-Schicht als äußerer polymeren Trägerschicht 2, einer I ndium-Zinn-Oxid (ITO)-Schicht als äußerer elektrisch leitfähigen Schicht 3, einer PDLC-Schicht 4, einer ITO-Schicht als innerer elektrisch leitfähigen Schicht 5 und einer PET-Schicht als inneren polymeren
Trägerschicht 6 gebildet. Die ITO-Schichten weisen eine Dicke von etwa 50 bis 300 nm auf. An einem Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels sind die äußere polymere Trägerschicht 2, die äußere elektrisch leitfähige Schicht 3 und die PDLC- Schicht 4 ausgespart, so dass dort die innere ITO-Schicht 5 zusammen mit der inneren PET-Schicht 6 vom PDLC-Schichtstapel überstehen . Auf der inneren ITO- Schicht 5 ist eine Silberschicht als Zwischenschicht 1 9 angeordnet, die eine Dicke von etwa 25 mhh und eine Breite von etwa 5 mm aufweist. Über der Silberschicht befindet sich die aus Kupferband gebildete Sammelschiene 8, die eine Dicke von etwa 30 bis 1 00 mhh und eine Breite von etwa 6 mm aufweist. Das für die
Sammelschiene verwendete Kupferband ist ein selbstklebendes Band, die auf einer Seite eine Klebschicht aus Leitklebstoff aufweist und damit auf der Silberschicht aufgeklebt ist. Alternativ können ein verzinntes Kupferband und für die Fixierung ein beidseitig klebendes leitfähiges Klebeband verwendet werden .
Analog mit der gleichen Geometrie und den gleichen Materialien befindet sich auf der anderen Seite des PDLC-Schichtstapels eine Sammelschiene 7, die durch die Zwischenschicht 1 9 auf der überstehenden äußeren ITO-Schicht 3 angeordnet ist.
Die Sammelschienen 7, 8 werden mit Zuleitungen kontaktiert, die die Verbindung mit einer ein- und ausschaltbaren elektrischen Spannungsquelle realisieren (nicht gezeigt). Die übrigen Bestandteile der Fahrzeugscheibe sind aus Gründen der Übersichtlichkeit ebenfalls nicht gezeigt. So werden die in der Figur 1 vorhandenen Zwischenräume in der Fahrzeugscheibe gewöhnlich durch das Material der
Laminierschichten und/oder Klebdichtmasse ausgefüllt.
Fig. 2 zeigt schematische Draufsichten auf eine PDLC-Fahrzeugscheibe 1 00 nach dem Stand der Technik (Fig. 2A), auf eine erfindungsgemäße PDLC- Fahrzeugscheibe 1 mit Brückenelementen (Fig. 2B) und eine erfindungsgemäße PDLC-Fahrzeugscheibe 1 mit überlappender Anordnung (Fig. 2C), die alle auf der in Fig. 1 gezeigten prinzipiellen Anbindung der Sammelschiene an den PDLC- Schichtstapel basieren . I n allen gezeigten Fahrzeugscheiben sind die äußeren Randbereiche einer Glasscheibe mit einer schwarzen Keramikfarbe (103, 22) als optischen Schutz versehen. I n allen gezeigten Fahrzeugscheiben sind die obere Glasscheibe und die oberen Laminierschichten aus Gründen der Übersichtlichkeit weggelassen . Ferner sind in allen gezeigten Fahrzeugscheiben im unteren Zeichnungsbereich an den Sammelschienen angebundene Zuleitungen (17, 18), die zu einem Kontaktband führen, gezeigt, die für den Anschluss an ein
Stromspannungselement dienen.
Fig. 2A zeigt dabei eine PDLC-Fahrzeugscheibe 100 nach dem Stand der Technik, bei dem die Sammelschienen 101 , 102 jeweils aus einem durchgehenden
Kupferband gebildet sind. Die Länge der Sammelschienen sind relativ kurz (etwa 40 cm). Beide Sammelschienen sind im Seitenbereich einer kurzen Seite der
Fahrzeugscheibe angeordnet. Die Länge der Sammelschienen nach dem Stand der Technik beträgt im Allgemeinen weniger als die halbe Seitenbreite der PDLC-Folie und in der Regel nicht mehr als 50 cm.
Fig. 2B zeigt dabei eine erfindungsgemäße PDLC-Fahrzeugscheibe 1. Die beiden Sammelschienen sind auf Seitenrandbereichen von jeweils gegenüberliegenden Seiten 20, 21 der Fahrzeugscheibe angeordnet, die länger sind als die beiden anderen Seiten der Fahrzeugscheibe. Jede Sammelschiene ist aus drei gesonderten in Längsrichtung hintereinander angeordneten Kupferbändern 12, 13, 14 bzw. 9, 10,
1 1 gebildet. Die gesonderten Kupferbänder weisen jeweils eine Länge von etwa 40 cm auf. Die benachbarten Kupferbänder sind jeweils durch ein Brückenelement 15 elektrisch leitend miteinander verbunden. Das Brückenelement ist ein U-förmiges Kupferband und in den Fig. 3A und 3B detaillierter beschrieben. Die Gesamtlänge der Sammelschienen 7, 8 beträgt jeweils etwa 120 cm. Durch die große Länge ergibt sich eine sehr homogene Schaltbarkeit des PDLC-Systems. Trotz der großen Länge zeigen die Sammelschienen eine ausgezeichnete Robustheit gegen mechanische Belastungen.
Bei einer Anordnung gemäß Fig. 2B ergibt sich bei Anschluss einer
Spannungsquelle von 20 V bei 40°C im transparenten Modus ein recht homogener Wert für die Trübung (Haze) über die gesamte Fläche der Fahrzeugscheibe von etwa 40-45%. Ein ähnliches Ergebnis ergibt sich bei einer Anordnung gemäß Fig.
2C. Dagegen sind bei einer Anordnung gemäß dem Stand der Technik wie in Fig. 2A die Werte für die Trübung (Haze) deutlich inhomogener. So weist die
Fahrzeugscheibe gemäß Fig. 2A in der Nähe der Seite, wo die Sammelschienen angeordnet sind, eine Trübung (Haze) von etwa 40-45% auf, dieser Wert
verschlechtert sich aber, je weiter man in Richtung der entgegengesetzten Seite der Scheibe misst. So beträgt die Trübung (Haze) bei der Scheibe gemäß Fig. 2A in der Nähe der Seite, die den Sammelschienen entgegengesetzt ist, etwa 90-95%. Fig. 2C zeigt dabei eine weitere erfindungsgemäße PDLC-Fahrzeugscheibe 1. Die beiden Sammelschienen sind auf Seitenrandbereichen von jeweils
gegenüberliegenden Seiten 20, 21 der Fahrzeugscheibe angeordnet, die länger sind als die beiden anderen Seiten der Fahrzeugscheibe. Jede Sammelschiene ist aus drei gesonderten in Längsrichtung hintereinander angeordneten Kupferbändern 12, 13, 14 bzw. 9, 10, 1 1 gebildet. Die gesonderten Kupferbänder weisen, soweit sie direkt auf der Silberschicht (nicht gezeigt) angebracht sind, jeweils eine Länge von etwa 40 cm auf. Die für die Überlappung eingesetzten Kupferbänder sind etwas länger, wobei der nicht auf der Silberschicht aufgebrachte Teil für die Überlappung dient. Die benachbarten Kupferbänder sind jeweils durch eine überlappende
Anordnung 16 elektrisch leitend miteinander verbunden. Die überlappende
Anordnung ist in den Fig. 4 und 5 detaillierter beschrieben. Die Gesamtlänge der Sammelschienen 7, 8 beträgt jeweils etwa 120 cm. Durch die große Länge ergibt sich eine sehr homogene Schaltbarkeit des PDLC-Systems. Trotz der großen Länge zeigen die Sammelschienen eine ausgezeichnete Robustheit gegen mechanische Belastungen.
Fig. 3A und 3B zeigen schematisch ein Brückenelement 15, das zwei gesonderte Kupferbänder 12, 13 der Sammelschiene verbindet. Bei den Fig. 3A und 3B handelt es sich um eine Detailansicht der Fig. 2B, wobei Fig. 3A die Vorderansicht und Fig. 3B die Rückansicht zeigt. Die gesonderten Kupferbänder 12, 13 als Bestandteil der Sammelschiene sind auf der Silberschicht 19 aufgebracht. Der Abstand der beiden gesonderten Kupferbänder 12, 13 beträgt etwa 5 mm. Das Brückenelement ist ebenfalls aus Kupferband gebildet. Das Kupferband für das Brückenelement 15 ist an beiden Endbereichen an einer Diagonalen flach gefaltet, so dass sich ein U- förmiges Brückenelement 15 ergibt. Ein Schenkel des Brückenelements ist an dem gesonderten Kupferband 12 angelötet, der andere Schenkel an dem gesonderten Kupferband 13.
Fig. 4 zeigt schematisch eine überlappende Anordnung von zwei gesonderten Kupferbändern 12, 13 der Sammelschiene im Querschnitt. Bei der Fig. 4 handelt es sich um eine Detailansicht der Fig. 2C. Der Querschnitt verläuft in Längsrichtung der Sammelschiene auf der überstehenden inneren elektrisch leitenden Schicht des PDLC-Schichtstapels. Auf der inneren PET-Trägerschicht 6 befindet sich die ITO- Schicht als innere elektrisch leitfähige Schicht 5 und über der ITO-Schicht die Silberschicht als Zwischenschicht 19. Ü ber der Silberschicht sind die Kupferbänder 12, 13 in überlappender Anordnung 16 gezeigt. Die Kupferbänder 12, 1 3 sind selbstklebende Kupferbänder und sind auf die Silberschicht aufgeklebt. Das eingesetzte Kupferband 12 ist dabei länger, als für die Aufbringung auf der
Silberschicht vorgesehen. Das nicht auf der Silberschicht aufgebrachte Teil des Kupferbands 12 ist überlappend auf das auf der Silberschicht aufgebrachte benachbarte Kupferband 1 3 aufgebracht, so das eine überlappende Anordnung 1 6 entsteht. Der überlappende Bereich weist z. B. eine Länge von etwa 1 cm auf. Da Kupferband 12 ein selbstklebendes Kupferband ist, kann es in einfacher Weise auf das benachbarte Kupferband 13 aufgeklebt werden .
Fig. 5 zeigt schematisch die überlappende Anordnung der Kupferbänder 12, 13 von Fig. 4 in der Draufsicht.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeugscheibe
2 äußere polymere Trägerschicht
3 äußere elektrisch leitfähige Schicht
4 PDLC-Schicht
5 innere elektrisch leitfähige Schicht
6 innere polymere Trägerschicht
7, 8 Sammelschiene
9,10,11,12,13,14 gesonderte elektrisch leitende Metallbänder der
Sammelschiene
15 Brückenelement
16 Überlappungsbereich
17, 18 Anschlusselemente (Zuleitungen)
19 leitfähige Zwischenschicht
20, 21 Längsseiten der Fahrzeugscheibe
22 Beschichtung mit Keramikfarbe
100 Fahrzeugscheibe nach dem Stand der Technik
101, 102 Sammelschiene nach dem Stand der Technik 103 Beschichtung mit Keramikfarbe

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrzeugscheibe (1 ), die in dieser Reihenfolge eine äußere Glasscheibe, eine oder mehrere äußere Laminierschichten , eine oder mehrere innere Laminierschichten und eine innere Glasscheibe umfasst, wobei zwischen der oder den äußeren Laminierschichten und der oder den inneren
Laminierschichten ein PDLC-Schichtstapel angeordnet ist, der in dieser Reihenfolge gebildet ist aus
a) einer äußeren polymeren Trägerschicht (2),
b) einer äußeren elektrisch leitfähigen Schicht (3),
c) einer PDLC-Schicht (4),
d) einer inneren elektrisch leitfähigen Schicht (5) und
e) einer inneren polymeren Trägerschicht (6),
wobei an einem Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die äußere polymere Trägerschicht (2), die äußere elektrisch leitfähige Schicht (3) und die PDLC-Schicht (4) ausgespart sind , so dass dort die innere elektrisch leitfähige Schicht (5) zusammen mit der inneren polymeren Trägerschicht (6) übersteht und an einem anderem Seitenabschnitt des PDLC-Schichtstapels die innere polymere Trägerschicht (6), die innere elektrisch leitfähige Schicht (5) und die PDLC-Schicht (4) ausgespart sind, so dass dort die äußere elektrisch leitfähige Schicht (3) zusammen mit der äußeren polymeren Trägerschicht (2) übersteht, und
auf der überstehenden inneren elektrisch leitfähigen Schicht (5) und der überstehenden äußeren elektrisch leitfähigen Schicht (3) jeweils eine
Sammelschiene (7, 8) angeordnet ist, die über eine elektrisch leitfähige Zwischenschicht (19) mit der elektrisch leitfähigen Schicht (3, 5) des PDLC- Schichtstapels verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass
die Sammelschienen (7, 8) jeweils aus mindestens zwei gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern (9, 1 0, 1 1 , 12, 1 3, 14) gebildet sind , die in Längsrichtung hintereinander angeordnet sind , wobei die benachbarten gesonderten Metallbänder über mindestens ein Brückenelement (15) oder eine überlappende Anordnung (16) elektrisch leitend verbunden sind .
2. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 1 , wobei die elektrisch leitfähige
Zwischenschicht (19) eine Silberschicht ist und/oder das elektrisch leitende Metallband (9, 10, 1 1 , 12, 13, 14) ein Kupferband, bevorzugt ein selbstklebendes Kupferband, ist.
3. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, wobei die elektrisch leitfähigen Schichten (3, 5) des PDLC-Schichtstapels aus transparenten, leitenden Oxiden, bevorzugt Indium-Zinn-Oxid, gebildet sind.
4. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das
Brückenelement (15) aus dem gleichen Material wie das elektrisch leitende Metallband (9, 10, 1 1 , 12, 13, 14) ist und/oder aus Kupferband gebildet ist.
5. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das
Brückenelement (15) U-förmig ist, wobei ein Schenkel des Brückenelements auf einem elektrisch leitenden Metallband (9, 10, 12, 13) angebracht ist und der andere Schenkel des Brückenelements auf dem benachbarten elektrisch leitenden Metallband (10, 11 , 13, 14) angebracht ist.
6. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei der
überlappenden Anordnung ein elektrisch leitendes Metallband (9, 10, 12, 13) nicht in seiner Gesamtlänge auf der elektrisch leitfähigen Zwischenschicht (19) aufgebracht ist und mit dem nicht auf die elektrisch leitfähige
Zwischenschicht (19) aufgebrachten Teil überlappend auf das benachbarte Metallband angebracht ist.
7. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei bei der
überlappenden Anordnung (16) die Länge des Bereichs, bei dem zwei Metallbänder überlappen, im Bereich von 5 bis 100 mm, bevorzugt von 10 bis 30 mm, liegt.
8. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei das
mindestens eine Brückenelement (15) durch Kleben oder Löten an die elektrisch leitenden Metallbänder (9, 10, 1 1 , 12, 13, 14) angebracht ist oder bei der überlappenden Anordnung (16) der nicht auf der Zwischenschicht aufgebrachte Teil eines Metallbandes durch Kleben oder Löten überlappend auf das benachbarte elektrisch leitende Metallband angebracht ist.
9. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sammelschienen (7, 8) eine Länge von mindestens 60 cm, bevorzugt mindestens 80 cm und besonders bevorzugt mindestens 100 cm aufweisen und/oder
wobei die Länge des elektrisch leitenden Metallbands (9, 10, 11 , 12, 13, 14) im Bereich von 25 bis 80 cm, bevorzugt 30 bis 60 cm, liegt, wobei nur die auf die elektrisch leitfähigen Zwischenschicht (19) aufgebrachte Länge des Metallbands berücksichtigt wird.
10. Fahrzeugscheibe nach irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei der Abstand zwischen zwei benachbarten elektrisch leitenden Metallbändern (9, 10, 11 , 12, 13, 14) im Bereich von 0 bis 50 mm, bevorzugt von 3 bis 10 mm, liegt.
1 1. Fahrzeugscheibe nach irgendeinem der vorherigen Ansprüche, wobei die Sammelschienen (7, 8) jeweils aus zwei, drei oder vier gesonderten elektrisch leitenden Metallbändern (9, 10, 1 1 , 12, 13, 14) gebildet sind.
12. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die eine
Sammelschiene (7) in einem Seitenbereich einer Seite der Fahrzeugscheibe angeordnet ist und die andere Sammelschiene (8) in dem Seitenbereich der gegenüberliegenden Seite der Fahrzeugscheibe angeordnet ist, wobei die beiden Seiten, in dessen Seitenbereichen die Sammelschienen angeordnet sind, bevorzugt länger sind als die beiden anderen Seiten der
Fahrzeugscheibe.
13. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die elektrisch leitfähige Zwischenschicht (19) unter der Sammelschiene eine kontinuierliche elektrisch leitfähige Zwischenschicht (19) ist.
14. Fahrzeugscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die
Fahrzeugscheibe eine Kraftfahrzeugscheibe ist, bevorzugt eine
Schiebedachscheibe, ein Glasdach, eine Heckscheibe, eine hintere
Seitenscheibe oder eine vordere Seitenscheibe.
15. Fahrzeug, umfassend eine Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 14, wobei das Fahrzeug bevorzugt ein Kraftfahrzeug ist.
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