EP4359211A1 - Verbundscheibe mit diffus reflektierenden eigenschaften und elektrochromem funktionselement - Google Patents

Verbundscheibe mit diffus reflektierenden eigenschaften und elektrochromem funktionselement

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Publication number
EP4359211A1
EP4359211A1 EP22734274.8A EP22734274A EP4359211A1 EP 4359211 A1 EP4359211 A1 EP 4359211A1 EP 22734274 A EP22734274 A EP 22734274A EP 4359211 A1 EP4359211 A1 EP 4359211A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
pane
functional element
layer
electrochromic functional
laminated
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
EP22734274.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Michele CAPPUCCILLI
Florence JACQUES
Cecile Ozanam
Patrick Gayout
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 Sekurit France SAS
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
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Pending legal-status Critical Current

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Definitions

  • the invention relates to a laminated pane which has an electrochromic functional element and has diffusely reflecting properties, a projection arrangement, a method for producing the laminated pane and its use.
  • diffusely reflecting elements in laminated glass, which are transparent as such and serve as a projection surface for displaying information, is known.
  • the diffusely reflecting elements can be used in projection arrangements, such as in head-up displays, as a projection surface in laminated glass.
  • a head-up display is a display system that allows the viewer to maintain their line of sight because the visual information is projected into their field of view. Projectors are used as the imaging unit, which project the image onto the projection element.
  • Diffuse reflection is conceptually understood as non-directional reflection.
  • a diffusely reflecting element for example, an image from a projector directed from the interior of a vehicle onto the inner pane of the vehicle glazing is displayed, with the diffusely reflecting element showing a real image in the plane of the laminated pane.
  • a real image differs from a virtual image, the virtual image being in a different plane than the projection plane and the real image being shown in the projection plane.
  • substrates with liquid crystal coatings materials with reflective functions, e.g., multilayer optical films, or others can be used as diffusely reflecting elements.
  • substrates with a structured surface are also possible, e.g. a plastic or a glass with a structured surface that has a reflective coating.
  • WO 2019/242915 A1 discloses a method for producing a laminated pane with a polarization-selective coating based on liquid crystals in a cholesteric phase.
  • Transparent layer elements with diffuse reflection properties based on structured substrates made of polymethyl methacrylate (PMMA) or glass are described, for example, in WO 2018/109375 A1, WO 2015/063418 A1 and WO 2018142050 A1.
  • the transparent layer elements can serve as diffusely reflecting elements.
  • EP 3 457 210 A1 discloses an image projection structure based on a transparent layer having an irregular surface on which a reflection layer is arranged.
  • JP 2017090617 A discloses the combination of a display element with a dimmable element in order to protect user privacy.
  • CN 111487831 A discloses a projection arrangement in which an electrochromic element is arranged in front of the display element when viewed from the viewer in order to be able to hide the display element when the projector is switched off.
  • EP 3825 765 A1 discloses a composite pane with a reflective screen in which a light control layer is arranged behind the reflective layer as seen from the viewer.
  • the object of the present invention is to provide an improved laminated pane with diffusely reflecting properties.
  • the object of the present invention is solved by a laminated pane according to independent claim 1 .
  • the invention also relates to a projection arrangement, a method for producing the composite pane and the use of the composite pane, according to the further independent claims. Preferred embodiments emerge from the dependent claims.
  • the invention relates to a laminated pane at least comprising an outer pane with an outer surface and an inner surface, an electrochromic functional element, a first laminating layer, a reflective layer and an inner pane with an outer surface and an inner surface.
  • the outer surface of the inner pane has at least one structured area
  • the first laminating layer is arranged between the outer pane and the inner pane
  • the electrochromic functional element is arranged between the outer pane and the first laminating layer.
  • the reflective layer is formed as a coating on the outer surface of the inner pane, at least in the structured area, and the structured area completely overlaps with the electrochromic functional element.
  • the description that the reflective layer is formed as a coating on the outer surface of the inner pane at least in the structured area means that the reflective layer is formed as a coating on the outer surface of the inner pane, the coating being arranged at least in the area is in which the outer surface of the inner pane is structured.
  • the reflective layer can, for example, be arranged as a coating only on the structured area of the outer surface of the inner pane or can extend over the entire surface of the entire outer surface of the inner pane.
  • the outer pane and the inner pane each have an outside surface, i.e. an outer surface, and an interior side surface, i.e. an inner surface, as described above, and a peripheral side edge extending therebetween.
  • the outer surface designates that main surface which is intended to face the external environment in the installed position.
  • inner surface designates that main surface which is intended to face the interior in the installed position.
  • the inner surface of the outer pane and the outer surface of the inner pane face each other in the laminated pane according to the invention.
  • the surfaces of the disks are typically designated as follows:
  • the outside surface of the outer pane is referred to as side I.
  • the surface of the outer pane on the interior side is referred to as side II.
  • the outside The surface of the inner pane is referred to as side III.
  • the interior surface of the inner pane is referred to as side IV.
  • the inner pane within the meaning of the invention refers to the pane facing the interior (vehicle interior).
  • the outer pane refers to the pane facing the outside environment.
  • the structured area is thus arranged completely in the area in which the electrochromic functional element is arranged.
  • the first laminating layer can be a thermoplastic interlayer or an optically clear adhesive (OCA).
  • the first laminating layer can be, for example, polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate, polyurethane, polypropylene, polyacrylate, polyethylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, cast resin, acrylate, fluorinated ethylene propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene tetrafluoroethylene and/or a mixture and /or contain or consist of a copolymer thereof.
  • PVB polyvinyl butyral
  • ethylene vinyl acetate polyurethane
  • polypropylene polyacrylate
  • polyethylene polycarbonate
  • polymethyl methacrylate polyvinyl chloride
  • polyacetate resin polyacetate resin
  • cast resin acrylate
  • fluorinated ethylene propylene polyvinyl fluoride and/or ethylene tetrafluor
  • the first laminating layer particularly preferably contains ethylene vinyl acetate or polyvinyl butyral, very particularly preferably polyvinyl butyral.
  • the electrochromic functional element is designed as a coating on the inner surface of the outer pane.
  • the invention also includes a composite pane at least comprising an outer pane with an outer surface and an inner surface, an electrochromic functional element, a first laminating layer, a reflective layer and an inner pane with an outer surface and an inner surface, the outer surface of the inner pane having at least one structured area, the first laminating layer is arranged between the outer pane and the inner pane, the electrochromic functional element is designed as a coating on the inner surface of the outer pane, the reflective layer as a coating on the outer surface of the inner pane at least in is formed in the structured area and the structured area completely overlaps with the electrochromic functional element.
  • the composite pane according to the invention additionally comprises a second laminating layer, which is arranged between the electrochromic functional element and the outer pane.
  • the electrochromic functional element is thus arranged between the second laminating layer and the first laminating layer, adjoining the first laminating layer and the second laminating layer.
  • the invention therefore also includes a laminated pane at least comprising an outer pane with an outer surface and an inner surface, a second laminating layer, an electrochromic functional element, a first laminating layer, a reflective layer and an inner pane with an outer surface and an inner surface, the outer surface of the inner pane having at least one has a structured area, the first laminating layer is arranged between the outer pane and the inner pane, the electrochromic functional element is arranged between the outer pane and the first laminating layer, the second laminating layer is arranged between the outer pane and the electrochromic functional element, the reflective layer as a coating on the outer surface of the inner pane is formed at least in the structured area and the structured area completely overlaps with the electrochromic functional element.
  • the second laminating layer is a thermoplastic interlayer or an optically clear adhesive (OCA).
  • the second laminating layer can be, for example, polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate, polyurethane, polypropylene, polyacrylate, polyethylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene tetrafluoroethylene and/or a mixture and /or contain or consist of a copolymer thereof.
  • PVB polyvinyl butyral
  • ethylene vinyl acetate polyurethane
  • polypropylene polyacrylate
  • polyethylene polycarbonate
  • polymethyl methacrylate polyvinyl chloride
  • polyacetate resin casting resin
  • acrylate fluorinated ethylene propylene
  • the second laminating layer particularly preferably contains ethylene vinyl acetate or polyvinyl butyral, very particularly preferably polyvinyl butyral.
  • the structured area with the reflective layer applied as a coating is generally transparent. It serves as a projection surface for displaying visual information.
  • the visual information or light is thrown onto the structured area with the reflective layer by an imaging unit, also referred to as a projector.
  • Such structured areas with a reflective layer applied as a coating and the way it works are known per se to a person skilled in the art. In particular, they show a reflection in the visible spectrum, where there is usually a different refractive index locally than with glass or PVB.
  • the outer pane and the inner pane can be flat or curved panes.
  • the panes can be made of inorganic glass and/or organic glass (plastic).
  • the outer pane and the inner pane can, for example, independently of one another, be made of flat glass, quartz glass, borosilicate glass, soda-lime glass, aluminosilicate glass, polycarbonate and/or polymethyl methacrylate (PMMA).
  • the outer pane and the inner pane are preferably made of soda-lime glass.
  • the outer pane and the inner pane have, for example, independently of one another, a thickness in the range from 0.4 to 5.0 mm, for example 1 to 3 mm, more preferably 1.6 to 2.5 mm.
  • the outer pane and/or the inner pane can have other suitable coatings known per se, e.g. non-stick coatings, tinted coatings, anti-reflective coatings, anti-scratch coatings or low-E coatings.
  • the structured area with the reflective layer applied as a coating preferably has a reflection of more than 30% in the visible range.
  • the reflective layer preferably comprises nanoparticles or microparticles such as silicon dioxide particles, polymeric particles or liquid crystals.
  • metal or metal oxide particles can also be used.
  • the nanoparticles or microparticles mentioned have a spherical shape and/or are transparent or translucent.
  • a reflective layer comprising titanium oxide particles (TiOx particles) or silver particles has proven to be advantageous.
  • reflective layers containing cholesteric liquid crystals are very well suited to ensure good image quality.
  • the reflective layer comprises cholesteric liquid crystals oriented in a matrix
  • the reflective layer is a metallic coating, in particular a silver-based coating or a titanium oxide (TiO x )-based coating.
  • the electrochromic functional element and/or the structured area extend over at least 5%, preferably over at least 10%, particularly preferably over at least 50%, very particularly over at least 90% of the surface of the composite pane according to the invention. It goes without saying that the proviso that the structured area completely overlaps with the electrochromic functional element also applies in these embodiments.
  • the electrochromic functional element can also extend over the entire surface of the composite pane or essentially over the entire surface, i.e. the entire surface minus a peripheral edge area of, for example, 20 mm, which is usually covered by a frame-like dark masking print.
  • a full-area or essentially full-area arrangement of the electrochromic functional element offers advantages in production.
  • the structured area can also extend over the entire surface or essentially over the entire outer surface of the inner pane. It goes without saying that the proviso that the structured area completely overlaps with the electrochromic functional element also applies in these embodiments.
  • the structured area is arranged in an edge region of the laminated pane. This can be, for example, a lateral edge area, an upper edge area or a lower edge area.
  • the structured area is arranged congruently with the electrochromic functional element in the viewing direction from the inner pane to the outer pane.
  • the structured area and the electrochromic functional element therefore have the same external dimensions.
  • the outer dimensions of the electrochromic functional element are larger than the outer dimensions of the structured area.
  • external dimensions mean the dimensions that determine the area of an element. The outer dimensions therefore do not include the thickness.
  • the reflective layer is designed as a full-surface coating of the outer surface of the inner pane.
  • the full-surface coating offers particular advantages in production.
  • the outer pane and/or the first laminating layer and/or the second laminating layer are tinted or colored.
  • the outer pane and/or the first laminating layer and/or the second laminating layer are preferably tinted or colored black.
  • the laminated pane has a light transmission of less than 6%, for example 0.6% or 0.3% and while the electrochromic functional element is not activated, in particular a light transmission of at least 6% up to 70%, for example 10%.
  • the laminated pane has light transmission in the see-through area in which the electrochromic functional element is arranged while the electrochromic functional element is activated and is therefore in a dark state of less than 15%, for example 1% and while the electrochromic functional element is not activated, in particular a light transmission of more than 30% up to 70%, for example 31%.
  • the electrochromic functional element is an element which has switchable or controllable optical properties.
  • the transmission of light can be actively influenced by applying an electrical voltage.
  • Installed in the laminated pane a user can, for example, switch the laminated pane from a transparent to a non-transparent state. Gradations between transparency and opacity (opaqueness) are also possible.
  • Such electrochromic functional elements and their mode of operation are known per se to a person skilled in the art.
  • transparent means a transmission for visible light of more than 30% and in particular of more than 60%, for example more than 70%.
  • opaque means a light transmission of less than 15%, preferably less than 10%, particularly preferably less than 5% and in particular 0%.
  • Suitable electrochromic functional elements which the laminated pane according to the invention can have are known to the person skilled in the art. These can be constructed, for example, as disclosed in US Pat. No. 5,321,544, US Pat. No. 5,404,244, US Pat. No. 7,372,610 B2, US Pat.
  • the electrochromic functional element preferably includes in the following order:
  • the first surface electrode and the second surface electrode are intended to be electrically connected to a voltage source. All of the layers mentioned are preferably firmly connected to one another. All of the layers mentioned are preferably arranged congruently with one another.
  • the working electrode and the counter-electrode are capable of reversibly storing charges.
  • the oxidation states of the working electrode in the stored and stored state differ in their coloring, with one of these states being transparent.
  • the storage reaction can be controlled via the externally applied potential difference.
  • the opaque color of the electrochromic functional element which can be set via the electrical potential, is preferably set in a color range from blue to black, in particular the adjustable color is black.
  • the electrical potential range for changing between opacity and transparency of the electrochromic functional element is preferably 0 V to 7 V and particularly preferably 0.5 V to 5 V.
  • the first surface electrode and the second surface electrode are preferably transparent and electrically conductive. They preferably contain at least one metal, one metal alloy or one transparent conducting oxide (transparent conducting oxide, TCO).
  • the first flat electrode and the second flat electrode particularly preferably contain silver, gold, copper, nickel, chromium, tungsten, graphite, molybdenum and/or a transparent conductive oxide, preferably indium tin oxide (ITO), fluorine-doped tin oxide (Sn0 2 :F ), antimony-doped tin oxide, aluminum-doped zinc oxide, boron-doped zinc oxide, or gallium-doped zinc oxide.
  • ITO indium tin oxide
  • Sn0 2 :F fluorine-doped tin oxide
  • antimony-doped tin oxide aluminum-doped zinc oxide
  • boron-doped zinc oxide boron-doped zinc oxide
  • gallium-doped zinc oxide preferably indium tin
  • first surface electrode and/or the second surface electrode are based on a metal, they preferably have a total layer thickness of 1 nm to 50 nm, preferably 2 nm to 30 nm, particularly preferably 3 nm to 15 nm. If the first surface electrode and/or the second surface electrode is based on a transparent conductive oxide, they preferably have a total thickness of 20 nm to 2 ⁇ m, particularly preferably 50 nm to 1 ⁇ m, very particularly preferably 100 nm to 600 nm and in particular from 300 nm to 500 nm. This achieves advantageous electrical contacting of the working electrode and counterelectrode and good horizontal conductivity of the layers.
  • something is designed “on the basis” of a material, then it mainly consists of this material, in particular essentially of this material in addition to any impurities or dopings.
  • the total layer resistance of the first flat electrode and the second flat electrode is preferably 0.01 ohms/square to 100 ohms/square, particularly preferably ohms/square to 20 ohms/square, very particularly preferably 0.5 ohms/square to 5 ohms/square .
  • a sufficiently large current flow between the electrodes of the electrochromic functional element is ensured, which enables optimal functioning of the working electrode and counter-electrode.
  • the working electrode can be based on an inorganic or organic material.
  • the working electrode is preferably based on tungsten oxide, but can also be based on molybdenum, titanium or niobium oxide and mixtures thereof.
  • the working electrode can also be based on polypyrrole, PEDOT (poly-3,4-ethylenedioxythiophene) and polyaniline and mixtures thereof.
  • the counter-electrode can be formed, for example, on the basis of titanium oxide, cerium oxide, iron(III) hexacyanidoferrate(II/III) (Fe Fe(CN) 6 ] 3 ) and nickel oxide, as well as mixtures thereof.
  • the electrolyte is ionically conductive and may be based on a layer of hydrated tantalum oxide and a layer of hydrated antimony oxide. Alternatively, the electrolyte can also be based on a polymer that contains lithium ions or be based on tantalum(V) oxide and/or zirconium(IV) oxide.
  • the electrochromic functional element contains no electrolyte, with the working electrode itself functioning as the electrolyte.
  • the working electrode itself functioning as the electrolyte.
  • tungsten oxide can assume the function of an electrolyte.
  • the electrochromic functional element also includes a first film and a second film.
  • the first flat electrode is arranged with a surface facing away from the working electrode on the first foil and the second surface electrode is arranged with a surface facing away from the counter-electrode on the second foil.
  • the first film and/or the second film are preferably transparent.
  • the first film and/or the second film are preferably based on polyethylene terephthalate.
  • the total layer thickness of the electrochromic functional element is preferably from 0.2 mm to 0.5 mm for this embodiment.
  • the transparency of the electrochromic functional element is reduced. Since the structured area of the outer surface of the inner pane is arranged spatially in front of the electrochromic functional element in the direction of view from the inner pane to the outer pane, the projected image has sufficient brightness when the electrochromic functional element is activated, especially when sunlight is incident, and is good for the viewer recognizable.
  • the laminated pane according to the invention solves the problem of the high contrast requirement of images generated on the laminated pane by using the principle of diffuse reflection in combination with an electrochromic functional element with which the optical properties of the pane can be controlled.
  • the invention enables protection of the privacy of users of image displays based on a laminated pane with diffusely reflecting properties.
  • the optical property, ie the transparency, of the pane using the electrochromic functional element pedestrians outside the vehicle cannot see the images displayed on the composite pane.
  • the combination of an electrochromic functional element and a diffusely reflecting element in the form of a structured surface with a reflective coating avoids dazzling pedestrians, which can be caused by the light beams transmitted by the projector.
  • the invention represents a combination of an electrochromic functional element and a diffusely reflecting element in the form of a structured surface with a reflective coating in a laminated glass.
  • This combination enables a privacy function for display applications that are based on the principle of diffusely reflecting elements when the electrochromic Functional element is activated and thus the amount of transmitted light is reduced. This helps exploit diffuse reflections from the diffuse reflective element for applications such as transparent screens that are not visible to people outside the car.
  • a switchable background in the form of an electrochromic functional element increases the contrast of the generated image. This helps to reduce projector requirements and/or increase the viewable area.
  • the laminated pane according to the invention comprises a first laminating layer and optionally a second laminating layer.
  • the laminating layers may be the same or different in composition and/or thickness.
  • the laminating layers can be formed by commercially available laminating films. They are used for bonding or laminating the components of the laminated pane.
  • the outer pane and the inner pane are connected to one another by the laminating layers and the electrochromic functional element is laminated into the composite pane.
  • the thickness of the first laminating layer and the second laminating layer can independently be between 30 ⁇ m (microns) and 2 mm, for example 50 ⁇ m, 0.38 mm or 0.76 mm.
  • the first laminating layer i.e. the laminating layer which is arranged between the electrochromic functional element and the inner pane
  • the first laminating layer preferably has a thickness in the range 30 to 200 ⁇ m, for example 50 ⁇ m.
  • the second laminating layer if present, preferably has a thickness in the range of 0.3 to 1 mm.
  • the composite pane can optionally have a third lamination layer with a recess in which the electrochromic functional element is included, have.
  • the electrochromic functional element is thus surrounded by the third lamination layer in the manner of a frame.
  • the third laminating layer may be a thermoplastic interlayer.
  • You can, for example, polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate, polyurethane, polypropylene, polyacrylate, polyethylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resin, acrylate, fluorinated ethylene propylene, polyvinyl fluoride and / or ethylene tetrafluoroethylene and / or a mixture and / or contain or consist of a copolymer thereof.
  • PVB polyvinyl butyral
  • the thickness of the third lamination layer corresponds to the thickness of the electrochromic functional element.
  • the invention also relates to a projection arrangement comprising a composite pane according to the invention and at least one projector which is directed onto the structured area from the inside in order to generate a real image in the plane of the composite pane.
  • the invention also relates to a method for producing a composite pane according to the invention as described above, the method comprising the following steps: a) providing an outer pane with an outer surface and an inner surface, an electrochromic functional element, a first laminating layer, a reflective layer and an inner pane with an outer surface and an inner surface, the outer surface of the inner pane having at least one structured area and the reflective layer being formed as a coating on the outer surface of the inner pane at least in the structured area b) forming a layer stack in which the first laminating layer is between the outer pane and the inner pane is arranged, the electrochromic functional element is arranged between the outer pane and the first laminating layer and the structured area completely overlaps with the electrochromic functional element, c) compound that of the stack of layers by lamination.
  • the lamination causes the components to be bonded together to form the laminated pane.
  • Lamination is generally done in an autoclave. If the composite pane is to be curved, the outer pane and the inner pane are preferably subjected to a bending process before lamination. The outer pane and the inner pane are preferably bent congruently together (ie at the same time and using the same tool), because the shape of the panes is thereby optimally matched to one another for the lamination that takes place later. Typical temperatures for glass bending processes are 500°C to 700°C, for example.
  • the layer stack can be laminated using common lamination methods.
  • so-called autoclave processes can be carried out at an increased pressure of about 10 bar to 15 bar and temperatures of 90° C. to 100° C. for about 2 hours.
  • autoclave-free processes are also possible.
  • Known vacuum bag or vacuum ring methods work, for example, at about 200 mbar and 80°C to 100°C.
  • the stack of layers can also be pressed in a calender between at least one pair of rollers to form a composite pane. Plants of this type are known for the production of discs and normally have at least one heating tunnel in front of a pressing plant. The temperature during the pressing process is, for example, from 40°C to 100°C.
  • vacuum laminators can be used. These consist of one or more chambers that can be heated and evacuated, in which the first pane and the second pane are laminated within about 60 minutes, for example, at reduced pressures of 0.01 mbar to 800 mbar and temperatures of 80 °C to 100 °C.
  • the invention also relates to the use of a composite pane according to the invention as interior or exterior glazing in a vehicle or a building, in particular as a vehicle pane in means of transport for traffic on land, in the air or on water, in particular in motor vehicles.
  • the composite pane according to the invention as described above is preferably mounted in a vehicle or a building.
  • the invention therefore also relates to a vehicle or structure in which a composite pane according to the invention is mounted as described above.
  • the vehicle or structure is a vehicle selected from passenger vehicles or transport vehicles, such as buses, coaches, trains, trams, airplanes or ships.
  • the vehicle or structure is a structure, with the laminated pane being mounted as a window pane or partition pane.
  • the cutting disc can serve as a partition or display device.
  • the composite pane according to the invention is a rear window, side window, windshield or roof window, in particular a roof window or side window of a vehicle.
  • FIG. 1 shows the cross section of an embodiment of a laminated pane according to the invention
  • FIG. 3 shows a plan view of an embodiment of a laminated pane according to the invention
  • FIG. 4 shows the cross section of an embodiment of the composite pane shown in FIG. 3 along the section line X'-X,
  • FIG. 5 shows the cross-section of a further embodiment of that shown in FIG.
  • FIG. 6 shows a plan view of a further embodiment of one according to the invention
  • Fig. 7 shows the cross section of an embodiment of the laminated pane shown in Fig. 6 along the section line Y'-Y,
  • FIG. 8 shows the cross-section of a further embodiment of that shown in FIG.
  • composite pane along the line of intersection Y'-Y, 9 shows a flow chart of the method according to the invention.
  • Fig. 1 shows the cross section of an embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the composite pane 100 comprises an outer pane 1 with an outer surface I and an inner surface II, an electrochromic functional element 2, a first laminating layer 3, a reflective Layer 4 and an inner pane 6 with an outer surface III and an inner surface IV.
  • the electrochromic functional element 2 is designed as a coating on the inner surface II of the outer pane 1 and is constructed, for example, as described in US Pat. No. 7,372,610 B2.
  • the outer surface III of the inner pane 6 has a structured area 5 .
  • the structured area 5 extends over the entire outer surface III of the inner pane 6.
  • the reflective layer 4 is formed as a coating of the outer surface III of the inner pane 6 in the structured area 5 and thus the entire outer surface III of the inner pane 6 .
  • the first laminating layer 3 is arranged between the electrochromic functional element 2 and the reflective layer 4 .
  • the laminated pane 100 has the following sequence of layers:
  • the outer pane 1 consists, for example, of soda-lime glass and is 2.1 mm thick.
  • the inner pane 6 consists, for example, of soda-lime glass and is 1.6 mm thick.
  • the first laminating layer 3 is, for example, a thermoplastic intermediate layer and consists, for example, of polyvinyl butyral (PVB) and is 0.38 mm thick.
  • the reflective layer 4 is, for example, a TiO x coating 60 nm thick.
  • Fig. 2 shows the cross section of a further embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the composite pane 100 comprises an outer pane 1 with an outer surface I and an inner surface II, a second laminating layer 7, an electrochromic functional element 2, a first laminating layer 3, a reflective layer 4 and an inner pane 6 with an outer surface III and an inner surface IV.
  • the outer surface III of the inner pane 6 has a structured area 5 .
  • the structured area 5 extends over the entire outer surface III of the inner pane 6.
  • the reflective layer 4 is formed as a coating of the outer surface III of the inner pane 6 in the structured area 5 and thus the entire outer surface III of the inner pane 6 .
  • the electrochromic functional element 2 is arranged between the outer pane 1 and the inner pane 6 and the second laminating layer 7 is arranged between the electrochromic functional element 2 and the outer pane 1 .
  • the first laminating layer 3 is arranged between the electrochromic functional element 2 and the reflective layer 4 .
  • the laminated pane 100 has the following sequence of layers:
  • the electrochromic functional element 2 extends over the entire surface of the laminated pane 100.
  • the electrochromic functional element 2 comprises, for example, in the following order: a first PET film, a first surface electrode, a working electrode, an electrolyte, a counter electrode, a second surface electrode and a second PET film.
  • the surface electrodes are, for example, thin layers of an electrically conductive material Materials containing indium tin oxide.
  • the ion-conductive electrolyte is constructed, for example, on the basis of a layer of hydrated tantalum oxide and a layer of hydrated antimony oxide.
  • the working electrode and the counter-electrode are constructed on the basis of an organic polymer, for example.
  • the outer pane 1 consists, for example, of soda-lime glass and is 2.1 mm thick.
  • the inner pane 6 consists, for example, of soda-lime glass and is 1.6 mm thick.
  • the first laminating layer 3 and the second laminating layer 7 are, for example, thermoplastic intermediate layers and consist, for example, of polyvinyl butyral (PVB) and are each 0.38 mm thick.
  • PVB polyvinyl butyral
  • the reflective layer 4 is, for example, a TiO x coating 60 nm thick.
  • FIG. 3 shows a plan view of an embodiment of a composite pane 100 according to the invention.
  • the composite pane 100 is a roof pane, for example.
  • the area in which the electrochromic functional element 2 is arranged is identified by the reference symbol B in FIG. 3 .
  • the dashed line marks the peripheral edge of the electrochromic functional element 2.
  • the dotted line marks the outer edge of the structured area 5.
  • the electrochromic functional element 2 and the structured area 5 are arranged congruently in the viewing direction from the inner pane to the outer pane.
  • FIG. 4 shows the cross section of an embodiment of the laminated pane shown in FIG. 3 along the section line X'-X.
  • the embodiment of a laminated pane 100 shown in cross section in FIG. 4 differs from the embodiment shown in FIG. but over the entire outer pane 1 minus a peripheral edge area of, for example, 20 mm.
  • the structured area 5 does not extend over the entire outer surface III of the inner pane, but rather over the entire outer surface III of the inner pane 6 minus a peripheral edge area of, for example, 20 mm.
  • the laminated pane 100 in the embodiment shown in FIG. 4 has a third lamination layer 8 in contrast to the embodiment shown in FIG. 1 .
  • the third laminating layer 8 has a recess in which the electrochromic functional element 2 is accommodated.
  • the electrochromic functional element 2 is thus surrounded by the third lamination layer 8 in the manner of a frame in the embodiment shown in FIG. 4 .
  • the third laminating layer 8 consists, for example, of polyvinyl butyral (PVB).
  • the thickness of the third lamination layer 8 corresponds to the thickness of the electrochromic functional element 2.
  • the use of a third lamination layer 8 is optional. It is also possible for the first laminating layer 3 to surround the electrochromic functional element 2 on the sides after lamination.
  • FIG. 5 shows the cross section of a further embodiment of the laminated pane shown in FIG. 3 along the section line X'-X.
  • the embodiment of a composite pane 100 shown in cross section in FIG. 5 differs from the embodiment shown in FIG. 2 only in that the electrochromic functional element 2 does not extend over the entire outer pane 1, but rather over the entire outer pane 1 minus a peripheral one Edge area of 20 mm, for example.
  • the structured area 5 does not extend over the entire outer surface III of the inner pane, but rather over the entire outer surface III of the inner pane 6 minus a peripheral edge area of, for example, 20 mm.
  • the laminated pane 100 in the embodiment shown in FIG. 5 has a third lamination layer 8 in contrast to the embodiment shown in FIG. 2 .
  • the third laminating layer 8 has a recess in which the electrochromic functional element 2 is accommodated.
  • the electrochromic functional element 2 is thus surrounded by the third lamination layer 8 in the manner of a frame in the embodiment shown in FIG. 5 .
  • the third laminating layer 8 consists, for example, of polyvinyl butyral (PVB).
  • the thickness of the third lamination layer 8 corresponds to the thickness of the electrochromic functional element 2.
  • the use of a third lamination layer 8 is optional. It is also possible for the first laminating layer 3 or the second laminating layer 7 to surround the electrochromic functional element 2 on the sides after lamination.
  • FIG. 6 shows a plan view of an embodiment of a laminated pane 100 according to the invention.
  • the embodiment shown in FIG Composite pane 100 for example, around a windshield.
  • the area in which the electrochromic functional element 2 is arranged is identified by the reference symbol B in FIG. 6 .
  • the dashed line marks the peripheral edge of the electrochromic functional element 2.
  • the dotted line marks the circumferential side edge of the structured area 5.
  • the laminated pane 100 has an upper edge O, a lower edge U and two side edges S.
  • the electrochromic functional element 2 and the structured area 5 of the outer surface III of the inner pane 6 are arranged congruently in the lower quarter of the composite pane 100 in the viewing direction from the inner pane to the outer pane.
  • FIG. 7 shows the cross section of an embodiment of the laminated pane shown in FIG. 6 along the section line Y'-Y.
  • the embodiment of a composite pane 100 shown in cross section in FIG. 7 differs from the embodiment shown in FIG extends peripheral edge area, but is arranged in an edge area, more precisely in an area in the lower quarter of the composite pane 100 is arranged, which is spaced from the lower edge U and the side edges S, for example 20 mm.
  • the structured area 5 does not extend over the entire outer surface III of the inner pane minus a peripheral edge area, but is arranged in an edge area, more precisely in an area in the lower quarter of the composite pane 100, which is arranged by the lower edge U and the side edges S, for example 20mm apart.
  • FIG. 8 shows the cross section of a further embodiment of the laminated pane shown in FIG. 6 along the section line Y'-Y.
  • the embodiment of a laminated pane 100 shown in cross section in FIG. 8 differs from the embodiment shown in FIG is located in a peripheral area, more specifically in an area in the lower quarter of the Composite pane 100 is arranged, which is spaced from the lower edge U and the side edges S, for example 20 mm.
  • the structured area 5 does not extend over the entire outer surface III of the inner pane 6 minus a peripheral edge area, but is arranged in an edge area, more precisely in an area in the lower quarter of the composite pane 100, which is defined by the lower edge U and the side edges S for example 20 mm apart.
  • FIG. 9 shows a flow chart for visualizing the method according to the invention for producing a laminated pane according to the invention.
  • a first step a an outer pane 1 with an outer surface I and an inner surface II, an electrochromic functional element 2, a first laminating layer 3, a reflective layer 4 and an inner pane 6 with an outer surface III and an inner surface IV are provided, the outer surface III of the inner pane 6 has at least one structured area 5 and the reflective layer 4 is formed as a coating of the outer surface III of the inner pane 6 at least in the structured area 5 .
  • a layer stack is formed in which the first laminating layer 3 is arranged between the outer pane 1 and the inner pane 6, the electrochromic functional element 2 is arranged between the outer pane 1 and the first laminating layer 3 and the structured area 5 is completely the electrochromic functional element 2 overlaps.
  • a third step c the stack of layers is connected by lamination.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe (100), mindestens umfassend eine Außenscheibe (1) mit einer Außenfläche (I) und einer Innenfläche (II), ein elektrochromes Funktionselement (2), eine erste Laminierschicht (3), eine reflektierende Schicht (4) und eine Innenscheibe (6) mit einer Außenfläche (III) und einer Innenfläche (IV). Die Außenfläche (III) der Innenscheibe (6) weist zumindest einen strukturierten Bereich (5) auf. Die erste Laminierschicht (3) ist zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (6) angeordnet, das elektrochrome Funktionselement (2) ist zwischen der Außenscheibe (1) und der ersten Laminierschicht (3) angeordnet und die reflektierende Schicht (4) ist als eine Beschichtung der Außenfläche (III) der Innenscheibe (6) zumindest in dem strukturierten Bereich (5) ausgebildet. Erfindungsgemäß überlappt der strukturierte Bereich (5) vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement (2).

Description

VERBUNDSCHEIBE MIT DIFFUS REFLEKTIERENDEN EIGENSCHAFTEN UND ELEKTROCHROMEM FUNKTIONSELEMENT
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, die ein elektrochromes Funktionselement aufweist und diffus reflektierende Eigenschaften aufweist, eine Projektionsanordnung, ein Verfahren zur Herstellung der Verbundscheibe und deren Verwendung.
Der Einbau von diffus reflektierenden Elementen in Verbundgläser, die als solche transparent sind und als Projektionsfläche zur Anzeige von Information dienen, ist bekannt. Die diffus reflektierenden Elemente können in Projektionsanordnungen, wie z.B. in Head-up-Displays, als Projektionsfläche im Verbundglas eingesetzt werden. Ein Head-up-Display ist ein Anzeigesystem, bei dem der Betrachter seine Blickrichtung beibehalten kann, weil die visuellen Informationen in sein Sichtfeld projiziert werden. Als bildgebende Einheit werden Projektoren verwendet, die das Bild auf das Projektionselement werfen.
Diffuse Reflexion ist begrifflich als nicht gerichtete Reflexion aufzufassen. An einem diffus reflektierenden Element wird beispielsweise ein aus dem Inneren eines Fahrzeugs auf die Innenscheibe der Fahrzeugverglasung gerichtetes Bild eines Projektors dargestellt, wobei das diffus reflektierende Element ein reales Bild in der Ebene der Verbundscheibe zeigt. Ein reales Bild unterscheidet sich dabei von einem virtuellen Bild, wobei das virtuelle Bild in einer anderen Ebene als die Projektionsebene liegt und das reale Bild in der Projektionsebene gezeigt wird.
Als diffus reflektierenden Elemente können z.B. Substrate mit Flüssigkristallbeschichtungen, Materialien mit reflektierenden Funktionen, z.B. mehrschichtige optische Filme oder andere, eingesetzt werden. Möglich sind auch Substrate mit strukturierter Oberfläche, z.B. ein Kunststoff oder ein Glas mit strukturierter Oberfläche, die eine reflektierende Beschichtung aufweisen.
Die Funktion eines transparenten Bildschirms auf der Basis von cholesterischen Kristallen wird z.B. in US 2018/0052264 A1 , WO 2018/169095 A1 und JP2018180122 beschrieben. In der WO 2019/242915 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit polarisationsselektiver Beschichtung auf Basis von Flüssigkristallen in einer cholesterischen Phase offenbart.
Transparente Schichtelemente mit diffusen Reflexionseigenschaften auf Basis von strukturierten Substraten aus Polymethylmethacrylat (PMMA) oder Glas werden z.B. in WO 2018/109375 A1, WO 2015/063418 A1 und WO 2018142050 A1 beschrieben. Die transparenten Schichtelemente können als diffus reflektierende Elemente dienen. In EP 3 457 210 A1 ist eine Bildprojektionsstruktur auf Basis einer transparenten Schicht mit einer unregelmäßigen Oberfläche, auf der eine Reflexionsschicht angeordnet ist, offenbart.
Bei der Auslegung einer Projektionsanordnung muss dafür Sorge getragen werden, dass der Projektor eine entsprechend große Leistung hat, so dass das projizierte Bild, insbesondere bei Einfall von Sonnenlicht, eine ausreichende Helligkeit aufweist und vom Betrachter gut erkennbar ist. Dies erfordert eine gewisse Größe des Projektors und geht mit einem entsprechenden Stromverbrauch sowie betriebsbedingter Wärmeentwicklung einher.
Darüber hinaus ist es bei Projektionsanordnungen wie z.B. Head-up-Displays schwierig, die Privatsphäre der Benutzer zu schützen, da die eingesetzten Projektionsflächen von beiden Seiten durchsichtig sind. Zudem ist auf die Sicherheit der Fußgänger durch Vermeidung von Blendung zu achten.
In der JP 2017090617 A ist die Kombination eines Displayelements mit einem dimmbaren Element offenbart, um die Privatsphäre der Benutzer zu schützen.
CN 111487831 A offenbart eine Projektionsanordnung, in der vom Betrachter ausgesehen ein elektrochromes Element vor dem Displayelement angeordnet ist, um das Displayelement verbergen zu können, wenn der Projektor ausgeschaltet ist.
EP 3825 765 A1 offenbart eine Verbundscheibe mit einem reflektierenden Bildschirm, bei dem vom Betrachter aus gesehen hinter der reflektierenden Schicht eine Lichtkontrollschicht angeordnet ist.
Es besteht Verbesserungsbedarf bei dem Kontrast von Bildern, die von in Verbundgläsern mit diffus reflektierenden Eigenschaften angezeigt werden und Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Privatsphäre der Nutzer und bei der Vermeidung von Blendung von außenstehenden Fußgängern.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe mit diffus reflektierenden Eigenschaften bereitzustellen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Verbundscheibe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Die Erfindung betrifft auch eine Projektionsanordnung, ein Verfahren zur Herstellung der Verbundscheibe sowie die Verwendung der Verbundscheibe, gemäß den weiteren unabhängigen Ansprüchen. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mindestens umfassend eine Außenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, ein elektrochromes Funktionselement, eine erste Laminierschicht, eine reflektierende Schicht und eine Innenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche.
In der erfindungsgemäßen Verbundscheibe weist die Außenfläche der Innenscheibe zumindest einen strukturierten Bereich auf, die erste Laminierschicht ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet und das elektrochrome Funktionselement ist zwischen der Außenscheibe und der ersten Laminierschicht angeordnet.
Erfindungsgemäß ist die reflektierende Schicht als eine Beschichtung auf der Außenfläche der Innenscheibe zumindest in dem strukturierten Bereich ausgebildet und der strukturierte Bereich überlappt vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement.
Mit der Beschreibung, dass die reflektierende Schicht als eine Beschichtung auf der Außenfläche der Innenscheibe zumindest in dem strukturierten Bereich ausgebildet ist, ist gemeint, dass die reflektierende Schicht als eine Beschichtung auf der Außenfläche der Innenscheibe ausgebildet ist, wobei die Beschichtung zumindest in dem Bereich angeordnet ist, in dem die Außenfläche der Innenscheibe strukturiert ist. Die reflektierende Schicht kann beispielsweise als Beschichtung nur auf dem strukturierten Bereich der Außenfläche der Innenscheibe angeordnet sein oder aber sich vollflächig über die gesamte Außenfläche der Innenscheibe erstrecken.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen wie oben beschrieben jeweils eine außenseitige Oberfläche, d.h. eine Außenfläche, und eine innenraumseitige Oberfläche, d.h. eine Innenfläche, auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkante. Mit Außenfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit Innenfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die Innenfläche der Außenscheibe und die Außenfläche der Innenscheibe sind in der erfindungsgemäßen Verbundscheibe einander zugewandt.
Die Oberflächen der Scheiben werden typischerweise wie folgt bezeichnet:
Die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite I bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe wird als Seite II bezeichnet. Die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite III bezeichnet. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe wird als Seite IV bezeichnet.
Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so wird mit Innenscheibe im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet.
Mit der Beschreibung, dass ein Element A vollständig mit einem Element B überlappt, ist im Sinne der Erfindung gemeint, dass die orthogonale Projektion vom Element A zur Flächenebene vom Element B vollständig innerhalb vom Element B angeordnet ist.
Bei senkrechter Durchsicht durch die Verbundscheibe ist somit der strukturierte Bereich vollständig in dem Bereich angeordnet, in dem das elektrochrome Funktionselement angeordnet ist.
Die erste Laminierschicht kann eine thermoplastische Zwischenschicht oder ein optisch klarer Kleber (optical clear adhesive, OCA) sein. Die erste 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 oder daraus bestehen.
Besonders bevorzugt enthält die erste Laminierschicht Ethylenvinylacetat oder Polyvinylbutyral, ganz besonders bevorzugt Polyvinylbutyral.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elektrochrome Funktionselement als eine Beschichtung der Innenfläche der Außenscheibe ausgebildet.
Somit umfasst die Erfindung auch eine Verbundscheibe mindestens umfassend eine Außenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, ein elektrochromes Funktionselement, eine erste Laminierschicht, eine reflektierende Schicht und eine Innenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, wobei die Außenfläche der Innenscheibe zumindest einen strukturierten Bereich aufweist, die erste Laminierschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, das elektrochrome Funktionselement als Beschichtung auf der Innenfläche der Außenscheibe ausgebildet ist, die reflektierende Schicht als eine Beschichtung der Außenfläche der Innenscheibe zumindest in dem strukturierten Bereich ausgebildet ist und der strukturierte Bereich vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement überlappt.
In einer alternativen bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Verbundscheibe zusätzlich eine zweite Laminierschicht, welche zwischen dem elektrochromen Funktionselement und der Außenscheibe angeordnet ist. Das elektrochrome Funktionselement ist somit in dieser Ausführungsform zwischen der zweiten Laminierschicht und der ersten Laminierschicht an die erste Laminierschicht und an die zweite Laminierschicht angrenzend angeordnet.
Somit umfasst die Erfindung auch eine Verbundscheibe mindestens umfassend eine Außenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, eine zweite Laminierschicht, ein elektrochromes Funktionselement, eine erste Laminierschicht, eine reflektierende Schicht und eine Innenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, wobei die Außenfläche der Innenscheibe zumindest einen strukturierten Bereich aufweist, die erste Laminierschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, das elektrochrome Funktionselement zwischen der Außenscheibe und der ersten Laminierschicht angeordnet ist, die zweite Laminierschicht zwischen der Außenscheibe und dem elektrochromen Funktionselement angeordnet ist, die reflektierende Schicht als eine Beschichtung der Außenfläche der Innenscheibe zumindest in dem strukturierten Bereich ausgebildet ist und der strukturierte Bereich vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement überlappt.
Bevorzugt ist die zweite Laminierschicht eine thermoplastische Zwischenschicht oder ein optisch klarer Kleber (OCA). Die zweite 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 oder daraus bestehen.
Besonders bevorzugt enthält die zweite Laminierschicht Ethylenvinylacetat oder Polyvinylbutyral, ganz besonders bevorzugt Polyvinylbutyral.
Der strukturierte Bereich mit der als Beschichtung aufgetragenen reflektierenden Schicht ist im Allgemeinen transparent. Es dient als Projektionsfläche zur Anzeige visueller Information. Die visuelle Information bzw. das Licht wird von einer bildgebenden Einheit, auch als Projektor bezeichnet, auf den strukturierten Bereich mit der reflektierenden Schicht geworfen. Solche strukturierten Bereiche mit einer als Beschichtung aufgetragenen reflektierenden Schicht und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt. Sie zeigen insbesondere eine Reflexion im sichtbaren Spektrum, wobei gewöhnlich lokal ein anderer Brechungsindex als bei Glas oder PVB vorliegt.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe können flache oder gebogene Scheiben sein. Die Scheiben können aus anorganischem Glas und/oder organischem Glas (Kunststoff) sein. Die Außenscheibe und die Innenscheibe können z.B. unabhängig voneinander aus Flachglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Aluminosilikatglas, Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylat (PMMA) sein. Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen z.B. unabhängig voneinander eine Dicke im Bereich von 0,4 bis 5,0 mm, z.B. 1 bis 3 mm, bevorzugter 1 ,6 bis 2,5 mm, auf.
Die Außenscheibe und/oder die Innenscheibe können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, z.B. Antihaftbeschichtungen, getönte Beschichtungen, Antireflexbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen.
Der strukturierte Bereich mit der als Beschichtung aufgetragenen reflektierenden Schicht weist bevorzugt im sichtbaren Bereich eine Reflexion von mehr als 30 % auf.
Die reflektierende Schicht umfasst bevorzugt Nanopartikel oder Mikropartikel wie Siliziumdioxidpartikel, polymere Partikel oder Flüssigkristalle. Alternativ dazu können auch Metall- oder Metalloxidpartikel verwendet werden. Insbesondere weisen die genannten Nanopartikel oder Mikropartikel eine Kugelform auf und/oder sind transparent oder durchscheinend. Insbesondere hat sich eine reflektierende Schicht umfassend Titanoxidpartikel (TiOx-Partikel) oder Silberpartikel als vorteilhaft erwiesen. In gleicher Weise sind reflektierende Schichten enthaltend cholesterische Flüssigkristalle sehr gut geeignet um eine gute Bildqualität zu gewährleisten. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die reflektierende Schicht cholesterische Flüssigkristalle, die in einer Matrix orientiert sind
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist die reflektierende Schicht eine metallische Beschichtung, insbesondere eine silberbasierte Beschichtung odereine Beschichtung auf Basis von Titanoxid (TiOx).
In einer Ausführungsform erstrecken sich das elektrochrome Funktionselement und/oder der strukturierte Bereich über mindestens 5 %, bevorzugt über mindestens 10 %, besonders bevorzugt über mindestens 50 %, ganz besonders über mindestens 90 % der Fläche der erfindungsgemäßen Verbundscheibe. Es versteht sich, dass auch in diesen Ausführungsformen die Maßgabe gilt, dass der strukturierte Bereich vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement überlappt.
Das elektrochrome Funktionselement kann sich auch vollflächig über die gesamte Verbundscheibe oder im Wesentlichen vollflächig, d.h. vollflächig abzüglich eines umlaufenden Randbereichs von beispielsweise 20 mm, der in der Regel von einem rahmenartigen dunklen Abdeckdruck verdeckt ist, erstrecken. Eine vollflächige oder im Wesentlichen vollflächige Anordnung des elektrochromen Funktionselements bietet Vorteile bei der Fertigung.
In den Ausführungsformen, in denen sich das elektrochrome Funktionselement sich vollflächig oder im Wesentlichen vollflächig über die gesamte Verbundscheibe erstreckt, kann sich auch der strukturierte Bereich vollflächig oder im Wesentlichen vollflächig über die gesamte Außenfläche der Innenscheibe erstrecken. Es versteht sich, dass auch in diesen Ausführungsformen die Maßgabe gilt, dass der strukturierte Bereich vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement überlappt.
In einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist der strukturierte Bereich in einem Randbereich der Verbundscheibe angeordnet. Dabei kann es sich beispielsweise um einen seitlichen Randbereich, einen oberen Randbereich oder einen unteren Randbereich handeln.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist der strukturierte Bereich in Blickrichtung von der Innenscheibe zu der Außenscheibe deckungsgleich mit dem elektrochromen Funktionselement angeordnet. Der strukturierte Bereich und das elektrochrome Funktionselement haben somit die gleichen äußeren Abmessungen.
Die äußeren Abmessungen des elektrochromen Funktionselements sind in einer Ausführungsform größer als die äußeren Abmessungen des strukturierten Bereichs.
Es versteht sich, dass mit äußeren Abmessungen die Abmessungen gemeint sind, welche die Fläche eines Elements bestimmen. Die äußeren Abmessungen schließen die Dicke somit nicht ein.
In einer Ausführungsform ist die reflektierende Schicht als vollflächige Beschichtung der Außenfläche der Innenscheibe ausgebildet. Das vollflächige Beschichten bietet insbesondere Vorteile bei der Fertigung. In einer Ausführungsform sind die Außenscheibe und/oder die erste Laminierschicht und/oder die zweite Laminierschicht getönt oder gefärbt.
Bevorzugt sind die Außenscheibe und/oder die erste Laminierschicht und/oder die zweite Laminierschicht schwarz getönt oder schwarz gefärbt.
In den Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, in denen die
Außenscheibe und/oder die erste Laminierschicht und/oder die zweite Laminierschicht getönt oder gefärbt ist, weist die Verbundscheibe in dem Durchsichtsbereich, in dem das elektrochrome Funktionselement angeordnet ist, während das elektrochrome Funktionselement aktiviert ist und sich somit in einem dunklen Zustand befindet eine Lichttransmission von weniger als 6 %, beispielsweise 0,6 % oder 0,3 % auf und während das elektrochrome Funktionselement nicht aktiviert ist insbesondere eine Lichttransmission von mindestens 6 %, bis zu 70 % auf, beispielsweise 10 %.
In den Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, in denen die
Außenscheibe und/oder die erste Laminierschicht und/oder die zweite Laminierschicht weder getönt noch gefärbt ist, weist die Verbundscheibe in dem Durchsichtsbereich, in dem das elektrochrome Funktionselement angeordnet ist, während das elektrochrome Funktionselement aktiviert ist und sich somit in einem dunklen Zustand befindet eine Lichttransmission von weniger als 15 %, beispielsweise 1 % auf und während das elektrochrome Funktionselement nicht aktiviert ist insbesondere eine Lichttransmission von mehr als 30 % bis zu 70%, beispielsweise 31 % auf.
Das elektrochrome Funktionselement ist ein Element, welches schalt- oder regelbare optische Eigenschaften besitzt. Über das Anlegen einer elektrischen Spannung kann die Transmission von Licht aktiv beeinflusst werden. Eingebaut in die Verbundscheibe kann ein Benutzer beispielsweise von einem transparenten in einen nicht transparenten Zustand der Verbundscheibe schalten. Es sind auch Abstufungen zwischen Transparenz und Opazität (Lichtundurchlässigkeit) möglich. Solche elektrochromen Funktionselemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung bedeutet "transparent" eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von mehr als 30% und insbesondere von mehr als 60%, beispielsweise mehr als 70%. Entsprechend bedeutet "opak" eine Lichttransmission von weniger als 15 %, bevorzugt weniger als 10 %, besonders bevorzugt weniger als 5% und insbesondere 0%. Geeignete elektrochrome Funktionselemente, welche die erfindungsgemäße Verbundscheibe aufweisen kann, sind dem Fachmann bekannt. Diese können beispielsweise wie in US 5321544, US 5404244, US 7372610 B2, US 7593154 B2, WO 2012/007334 A1 , WO 2017/102900 A1 oder US 20120026573 A1 offenbart aufgebaut sein.
Das elektrochrome Funktionselement umfasst vorzugsweise in folgender Reihenfolge:
- eine erste Flächenelektrode,
- eine Arbeitselektrode,
- einen Elektrolyten,
- eine Gegenelektrode und
- eine zweite Flächenelektrode.
Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sind dafür vorgesehen mit einer Spannungsquelle elektrisch verbunden zu sein. Alle genannten Schichten sind vorzugsweise fest miteinander verbunden. Alle genannten Schichten sind vorzugsweise deckungsgleich zueinander angeordnet.
Die Arbeitselektrode und die Gegenelektrode sind in der Lage reversibel Ladungen einzulagern. Die Oxidationszustände der Arbeitselektrode im eingelagerten und ausgelagerten Zustand unterscheiden sich dabei in ihrer Farbgebung, wobei einer dieser Zustände transparent ist. Die Einlagerungsreaktion ist über die von außen angelegte Potentialdifferenz steuerbar. Die über das elektrische Potential einstellbare opake Farbe des elektrochromen Funktionselement ist bevorzugt in einen Farbbereich von blau bis schwarz angesetzt, insbesondere ist die einstellbare Farbe schwarz. Der elektrische Potential bereich zum Wechseln zwischen Opazität und Transparenz des elektrochromen Funktionselementes liegt vorzugsweise bei 0 V bis 7 V und besonders bevorzugt bei 0,5 V bis 5 V.
Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sind bevorzugt transparent und elektrisch leitfähig. Sie enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode enthalten besonders bevorzugt Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Graphit, Molybdän und/oder ein transparentes leitfähiges Oxid, bevorzugt Indium-Zinnoxid (ITO), Fluor-dotiertes Zinnoxid (Sn02:F), Antimon-dotiertes Zinnoxid, Aluminium-dotiertes Zinkoxid, Bor-dotiertes Zinkoxid oder Gallium-dotiertes Zinkoxid.
Sind die erste Flächenelektrode und/oder die zweite Flächenelektrode auf Basis eines Metalls ausgebildet, weisen sie vorzugsweise eine Gesamtschichtdicke von jeweils 1 nm bis 50 nm, bevorzugt 2 nm bis 30 nm, besonders bevorzugt 3 nm bis 15 nm auf. Sind die erste Flächenelektrode und/oder die zweite Flächenelektrode auf Basis eines transparenten leitfähigen Oxides ausgebildet, weisen sie vorzugsweise eine Gesamtdicke von 20 nm bis 2 pm, besonders bevorzugt von 50 nm bis 1 pm, ganz besonders bevorzugt von 100 nm bis 600 nm und insbesondere von 300 nm bis 500 nm auf. Damit werden eine vorteilhafte elektrische Kontaktierung der Arbeitselektrode und Gegenelektrode sowie eine gute horizontale Leitfähigkeit der Schichten erreicht.
Ist etwas „auf Basis“ eines Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen.
Der Schichtwiderstand der ersten Flächenelektrode und der zweiten Flächenelektrode beträgt in Summe bevorzugt 0,01 Ohm/Quadrat bis 100 Ohm/Quadrat, besonders bevorzugt Ohm/Quadrat bis 20 Ohm/Quadrat, ganz besonders bevorzugt 0,5 Ohm/Quadrat bis 5 Ohm/Quadrat. In diesem Bereich ist ein hinreichend großer Stromfluss zwischen den Elektroden des elektrochromen Funktionselementes sichergestellt, der eine optimale Funktionsweise der Arbeitselektrode und Gegenelektrode ermöglicht.
Die Arbeitselektrode kann auf Basis eines anorganischen oder organischen Materials ausgebildet sein. Die Arbeitselektrode ist vorzugsweise auf Basis von Wolframoxid ausgebildet kann jedoch auch auf Basis von Molybdän-, Titan- oder Nioboxid sowie Mischungen davon ausgebildet sein. Die Arbeitselektrode kann auch auf Basis von Polypyrrol, PEDOT (Poly-3,4- ethylendioxythiophen), und Polyanilin sowie Mischungen davon ausgebildet sein. Die Gegenelektrode kann beispielsweise auf Basis von Titanoxid, Ceroxid, Eisen(lll)- hexacyanidoferrat(ll/lll) (Fe Fe(CN)6]3) und Nickeloxid ausgebildet sein sowie Mischungen davon. Der Elektrolyt ist ionenleitfähig und kann auf Basis einer Schicht von hydratisiertem Tantaloxid und einer Schicht von hydratisiertem Antimonoxid ausgebildet sein. Alternativ kann der Elektrolyt auch auf Basis eines Polymers, welches Lithiumionen enthält, ausgebildet sein oder auf Basis von Tantal(V)-oxid und/oder Zirconium(IV)-oxid ausgebildet sein.
In einer alternativen Ausführungsform enthält das elektrochrome Funktionselement keinen Elektrolyten, wobei die Arbeitselektrode selbst als Elektrolyt fungiert. So kann beispielsweise Wolframoxid je nach Oxidationszustand die Funktion eines Elektrolyten übernehmen. Derartige Ausführungsformen sind beispielsweise in US 2014/0022621 A1 offenbart.
In einer ganz besonderen Ausführungsform der Erfindung umfasst das elektrochrome Funktionselement außerdem eine erste Folie und eine zweite Folie. Die erste Flächenelektrode ist hierbei mit einer von der Arbeitselektrode abgewandten Fläche auf der ersten Folie angeordnet und die zweite Flächenelektrode ist mit einer von der Gegenelektrode abgewandten Fläche auf der zweiten Folie angeordnet. Die erste Folie und/oder die zweite Folie sind vorzugsweise transparent. Die erste Folie und/oder die zweite Folie sind vorzugsweise auf Basis von Polyethylenterephthalat ausgebildet. Die Gesamtschichtdicke des elektrochromen Funktionselementes beträgt für diese Ausführungsform vorzugsweise von 0,2 mm bis 0,5 mm.
Im aktivierten Zustand des elektrochromen Funktionselements ist die Transparenz des elektrochromen Funktionselementes herabgesetzt. Da in Blickrichtung von der Innenscheibe zu der Außenscheibe der strukturierte Bereich der Außenfläche der Innenscheibe räumlich vor dem elektrochromen Funktionselement angeordnet ist, weist das projizierte Bild, bei Aktivierung des elektrochromen Funktionselements insbesondere auch bei Einfall von Sonnenlicht, eine ausreichende Helligkeit auf und ist vom Betrachter gut erkennbar.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe löst das Problem der hohen Anforderung an den Kontrast von Bildern, die auf der Verbundscheibe erzeugt werden, durch die Anwendung des Prinzips der diffusen Reflexion in Kombination mit einem elektrochromen Funktionselement, mit dem die optischen Eigenschaften der Scheibe gesteuert werden können.
Dadurch wird ein höherer Kontrast für das erzeugte Bild erreicht, wenn mithilfe des elektrochromen Funktionselementes die Transparenz der Verbundscheibe reduziert wird. Die erforderliche Projektorleistung wird dadurch drastisch reduziert, was auch zu einer Verkleinerung des Projektors führen kann und somit den Einsatz auf begrenztem Raum, z.B. in Autos, ermöglicht. Da eine geringere Lichtmenge erforderlich ist, wird auch weniger Wärme erzeugt. Zudem sinkt der Energieverbrauch des Projektors, was sich positiv auf die Reichweite von insbesondere elektrischen Fahrzeugen auswirken kann.
Darüber hinaus ermöglicht die Erfindung den Schutz der Privatsphäre der Benutzer von Bildanzeigen auf Basis einer Verbundscheibe mit diffus reflektierenden Eigenschaften. Durch das Einstellen der optischen Eigenschaft, d.h. der Transparenz, der Scheibe durch das elektrochrome Funktionselement können Fußgänger außerhalb des Fahrzeugs die auf der Verbundscheibe angezeigten Bilder nicht sehen. Zudem vermeidet die Kombination von einem elektrochromen Funktionselement und einem diffus reflektierenden Element in Form einer strukturierten Oberfläche mit einer reflektierenden Beschichtung die Blendung von Fußgängern, die durch durchgelassene Lichtstrahlen des Projektors verursacht werden kann. Die Erfindung stellt eine Kombination aus einem elektrochromen Funktionselement und einem diffus reflektierenden Element in Form einer strukturierten Oberfläche mit einer reflektierenden Beschichtung in einem Verbundglas dar. Diese Kombination ermöglicht eine Sichtschutzfunktion für Display-Anwendungen, die auf dem Prinzip diffus reflektierender Elemente basieren, wenn das elektrochrome Funktionselement aktiviert wird und somit die Menge des durchgelassenen Lichts reduziert wird. Dies hilft, diffuse Reflexionen des diffus reflektierenden Elements für Anwendungen wie z.B. transparente Bildschirme zu nutzen, die für Personen außerhalb des Autos nicht sichtbar sind. Darüber hinaus erhöht ein schaltbarer Hintergrund in Form eines elektrochromen Funktionselements den Kontrast des erzeugten Bildes. Dies trägt dazu bei, dass die Anforderungen an den Projektor reduziert und/oder der sichtbare Bereich vergrößert werden kann.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst wie oben beschrieben eine erste Laminierschicht und optional eine zweite Laminierschicht. Die Laminierschichten können bzgl. Zusammensetzung und/oder Dicke gleich oder verschieden sein. Die Laminierschichten können durch handelsübliche Laminierfolien gebildet werden. Sie dienen zur Verklebung bzw. Laminierung der Komponenten der Verbundscheibe. Durch die Laminierschichten werden die Außenscheibe und die Innenscheibe miteinander verbunden und das elektrochrome Funktionselement in die Verbundscheibe laminiert.
Die Dicke der ersten Laminierschicht und der zweiten Laminierschicht kann unabhängig voneinander zwischen 30 pm (Mikrometer) und 2 mm betragen, beispielsweise 50 pm, 0,38 mm oder 0,76 mm.
Es ist insbesondere von Vorteil, wenn die erste Laminierschicht, d.h. die Laminierschicht, die zwischen dem elektrochromen Funktionselement und der Innenscheibe angeordnet ist, eine Dicke im Bereich von 30 bis 200 pm, bevorzugt 30 bis 150 pm, bevorzugter 30 bis 100 pm, aufweist. Auf diese Weise kann der Abstand zwischen dem Funktionselement und dem diffus reflektierenden Element in Form einer strukturierten Oberfläche mit einer reflektierenden Beschichtung klein gehalten werden, wodurch Geisterbilder vermieden werden können. Die erste Laminierschicht weist bevorzugt eine Dicke im Bereich von 30 bis 200 pm, z.B. 50 pm, auf. Die zweite Laminierschicht weist, sofern vorhanden, bevorzugt eine Dicke im Bereich von 0,3 bis 1 mm auf.
In den Ausführungsformen, in denen sich das elektrochrome Funktionselement nicht vollflächig über die gesamte Verbundscheibe erstreckt, kann die Verbundscheibe optional eine dritte Laminierschicht mit einer Aussparung, in welcher das elektrochrome Funktionselement aufgenommen ist, aufweisen. In diesen Ausführungsformen ist das elektrochrome Funktionselement somit rahmenartig von der dritten Laminierschicht umgegeben.
Die dritte Laminierschicht kann eine thermoplastische Zwischenschicht sein. Sie 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 oder daraus bestehen.
Die Dicke der dritten Laminierschicht entspricht der Dicke des elektrochromen Funktionselements.
Die Erfindung betrifft auch eine Projektionsanordnung umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe und mindestens einen Projektor, der von innen auf den strukturierten Bereich gerichtet ist zur Erzeugung eines realen Bildes in der Ebene der Verbundscheibe.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für die Projektionsanordnung umfassend eine erfindungsgemäße Verbundscheibe.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe wie vorstehend beschrieben, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a) Bereitstellen einer Außenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, eines elektrochromen Funktionselements, einer ersten Laminierschicht, einer reflektierenden Schicht und einer Innenscheibe mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, wobei die die Außenfläche der Innenscheibe zumindest einen strukturierten Bereich aufweist und die reflektierende Schicht als eine Beschichtung der Außenfläche der Innenscheibe zumindest in dem strukturierten Bereich ausgebildet ist b) Bilden eines Schichtenstapels, in dem die erste Laminierschicht zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet ist, das elektrochrome Funktionselement zwischen der Außenscheibe und der ersten Laminierschicht angeordnet ist und der strukturierte Bereich vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement überlappt, c) Verbinden des Schichtenstapels durch Lamination.
Durch die Lamination erfolgt die Verklebung der Komponenten unter Bildung der Verbundscheibe. Die Laminierung erfolgt im Allgemeinen in einem Autoklaven. Soll die Verbundscheibe gebogen sein, so werden die Außenscheibe und die Innenscheibe bevorzugt vor der Lamination einem Biegeprozess unterzogen. Bevorzugt werden die Außenscheibe und die Innenscheibe gemeinsam (d.h. zeitgleich und durch dasselbe Werkzeug) kongruent gebogen, weil dadurch die Form der Scheiben für die später erfolgende Laminierung optimal aufeinander abgestimmt sind. Typische Temperaturen für Glasbiegeprozesse betragen beispielsweise 500°C bis 700°C.
Die Lamination des Schichtenstapels kann mittels geläufiger Laminationsverfahren erfolgen. Es können beispielsweise sogenannte Autoklavverfahren bei einem erhöhten Druck von etwa 10 bar bis 15 bar und Temperaturen von 90 °C bis 100 °C über etwa 2 Stunden durchgeführt werden. Alternativ sind auch autoklavfreie Verfahren möglich. An sich bekannte Vakuumsack oder Vakuumringverfahren arbeiten beispielsweise bei etwa 200 mbar und 80 °C bis 100 °C. Der Schichtenstapel kann auch in einem Kalander zwischen mindestens einem Walzenpaar zu einer Verbundscheibe verpresst werden. Anlagen dieser Art sind zur Herstellung von Scheiben bekannt und verfügen normalerweise über mindestens einen Heiztunnel vor einem Presswerk. Die Temperatur während des Pressvorgangs beträgt beispielsweise von 40 °C bis 100 °C. Kombinationen von Kalander- und Autoklavverfahren haben sich in der Praxis besonders bewährt. Alternativ können Vakuumlaminatoren eingesetzt werden. Diese bestehen aus einer oder mehreren beheizbaren und evakuierbaren Kammern, in denen die erste Scheibe und die zweite Scheibe innerhalb von beispielsweise etwa 60 Minuten bei verminderten Drücken von 0,01 mbar bis 800 mbar und Temperaturen von 80 °C bis 100 °C laminiert werden.
Die vorstehend beschriebenen bevorzugten Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Verbundscheibe gelten entsprechend auch für Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe.
Die Erfindung betrifft ferner die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug oder einem Gebäude, insbesondere als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Land, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend beschrieben ist bevorzugt in einem Fahrzeug oder einem Bauwerk montiert. Die Erfindung betrifft daher auch ein Fahrzeug oder Bauwerk, in dem eine erfindungsgemäße Verbundscheibe wie vorstehend beschrieben montiert ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeug oder Bauwerk ein Fahrzeug, das ausgewählt ist aus Personenkraftfahrzeugen oder Transportfahrzeugen, wie z.B. Bussen, Reisebussen, Zügen, Straßenbahnen, Flugzeugen oder Schiffen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fahrzeug oder Bauwerk ein Bauwerk, wobei die Verbundscheibe als Fensterscheibe oder Trennscheibe montiert ist. Die Trennscheibe kann als Trennwand oder Anzeigeeinrichtung dienen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe eine Heckscheibe, Seitenscheibe, Windschutzscheibe oder Dachscheibe, insbesondere eine Dachscheibe oder Seitenscheibe eines Fahrzeuges. Die Erfindung wird im Folgenden mithilfe von Ausführungsbeispielen anhand der beigefügten Figuren näher erläutert, welche die Erfindung in keiner Weise einschränken sollen. Die beigefügten Figuren sind schematische Darstellungen und nicht maßstabsgetreu.
Es zeigen:
Fig. 1 den Querschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 2 den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Verbundscheibe,
Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe,
Fig. 4 den Querschnitt einer Ausführungsform der in der Fig. 3 gezeigten Verbundscheibe entlang der Schnittlinie X‘-X,
Fig. 5 den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der in der Fig. 3 gezeigten
Verbundscheibe entlang der Schnittlinie X‘-X,
Fig. 6 eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen
Verbundscheibe,
Fig. 7 den Querschnitt einer Ausführungsform der in der Fig. 6 gezeigten Verbundscheibe entlang der Schnittlinie Y‘-Y,
Fig. 8 den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der in der Fig. 6 gezeigten
Verbundscheibe entlang der Schnittlinie Y‘-Y, Fig. 9 ein Flussdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Fig. 1 zeigt den Querschnitt einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform umfasst die Verbundscheibe 100 eine Außenscheibe 1 mit einer Außenfläche I und einer Innenfläche II, ein elektrochromes Funktionselement 2, eine erste Laminierschicht 3, eine reflektierende Schicht 4 und eine Innenscheibe 6 mit einer Außenfläche III und einer Innenfläche IV.
Das elektrochrome Funktionselement 2 ist als eine Beschichtung der Innenfläche II der Außenscheibe 1 ausgebildet und beispielsweise wie in US 7372610 B2 beschrieben aufgebaut.
Die Außenfläche III der Innenscheibe 6 weist einen strukturierten Bereich 5 auf. In der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der strukturierte Bereich 5 über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe 6.
Die reflektierende Schicht 4 ist als eine Beschichtung der Außenfläche III der Innenscheibe 6 in dem strukturierten Bereich 5 und somit der gesamten Außenfläche III der Innenscheibe 6 ausgebildet. Die erste Laminierschicht 3 ist zwischen dem elektrochromen Funktionselement 2 und der reflektierenden Schicht 4 angeordnet.
Somit weist in der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform, die Verbundscheibe 100 die nachfolgende Schichtenabfolge auf:
Außenscheibe 1 - elektrochromes Funktionselement 2 - erste Laminierschicht 3 - reflektierende Schicht 4 — Innenscheibe 6 mit strukturierter Außenfläche III
Die Außenscheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 2,1 mm dick. Die Innenscheibe 6 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 1,6 mm dick.
Die erste Laminierschicht 3 ist beispielsweise eine thermoplastische Zwischenschicht und besteht beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB) und ist 0,38 mm dick. Die reflektierende Schicht 4 ist beispielsweise eine TiOx Beschichtung von 60 nm Dicke.
Fig. 2 zeigt den Querschnitt einer weiteren Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. In der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform umfasst die Verbundscheibe 100 eine Außenscheibe 1 mit einer Außenfläche I und einer Innenfläche II, eine zweite Laminierschicht 7, ein elektrochromes Funktionselement 2, eine erste Laminierschicht 3, eine reflektierende Schicht 4 und eine Innenscheibe 6 mit einer Außenfläche III und einer Innenfläche IV.
Die Außenfläche III der Innenscheibe 6 weist einen strukturierten Bereich 5 auf. In der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich der strukturierte Bereich 5 über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe 6.
Die reflektierende Schicht 4 ist als eine Beschichtung der Außenfläche III der Innenscheibe 6 in dem strukturierten Bereich 5 und somit der gesamten Außenfläche III der Innenscheibe 6 ausgebildet. Das elektrochrome Funktionselement 2 ist zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 6 angeordnet und die zweite Laminierschicht 7 ist zwischen dem elektrochromen Funktionselement 2 und der Außenscheibe 1 angeordnet.
Die erste Laminierschicht 3 ist zwischen dem elektrochromen Funktionselement 2 und der reflektierenden Schicht 4 angeordnet. Somit weist in der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform, die Verbundscheibe 100 die nachfolgende Schichtenabfolge auf:
Außenscheibe 1 - zweite Laminierschicht 7 - elektrochromes Funktionselement 2 - erste Laminierschicht 3 - reflektierende Schicht 4 - Innenscheibe 6 mit strukturierter Außenfläche III
In der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform erstreckt sich das elektrochrome Funktionselement 2 über die gesamte Fläche der Verbundscheibe 100.
Das elektrochrome Funktionselement 2 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel beispielsweise in folgender Reihenfolge: eine erste PET-Folie, eine erste Flächenelektrode, eine Arbeitselektrode, einen Elektrolyten, eine Gegenelektrode, eine zweite Flächenelektrode und eine zweite PET-Folie Die Flächenelektroden sind beispielsweise dünne Schichten eines elektrisch leitfähigen Materials, welche Indium-Zinnoxid enthalten. Der ionenleitfähige Elektrolyt ist beispielsweise auf Basis einer Schicht von hydratisiertem Tantaloxid und einer Schicht von hydratisiertem Antimonoxid aufgebaut. Die Arbeitselektrode und die Gegenelektrode sind beispielsweise auf Basis eines organischen Polymers aufgebaut. Die Außenscheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 2,1 mm dick. Die Innenscheibe 6 besteht beispielsweise aus Kalk-Natron-Glas und ist 1,6 mm dick.
Die erste Laminierschicht 3 und die zweite Laminierschicht 7 sind beispielsweise thermoplastische Zwischenschichten und bestehen beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB) und sind jeweils 0,38 mm dick.
Die reflektierende Schicht 4 ist beispielsweise eine TiOx Beschichtung von 60 nm Dicke.
Fig. 3 zeigte eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Bei der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei der Verbundscheibe 100 beispielsweise um eine Dachscheibe. In der Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen B der Bereich gekennzeichnet, in dem das elektrochrome Funktionselement 2 angeordnet ist. Die gestrichelte Linie kennzeichnet die umlaufende Kante des elektrochromen Funktionselements 2. In der Fig. 3 ist mit dem Bezugszeichen A der strukturierte Bereich 5 der Außenfläche III der Innenscheibe 6 gekennzeichnet. Die gepunktete Linie kennzeichnet die Außenkante des strukturierten Bereichs 5. Das elektrochrome Funktionselement 2 und der strukturierte Bereich 5 sind in der in der Fig. 3 gezeigten Ausführungsform in Blickrichtung von der Innenscheibe zu der Außenscheibe deckungsgleich angeordnet.
In der Fig. 4 ist der Querschnitt einer Ausführungsform der in der Fig. 3 gezeigten Verbundscheibe entlang der Schnittlinie X‘-X dargestellt.
Die in der Fig. 4 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform einer Verbundscheibe 100 unterscheidet sich von der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass das als Beschichtung der Innenfläche II der Außenscheibe 1 ausgebildete elektrochrome Funktionselement 2 sich nicht über die gesamte Außenscheibe 1 erstreckt, sondern über die gesamte Außenscheibe 1 abzüglich eines umlaufenden Randbereiches von beispielsweise 20 mm.
Ebenso erstreckt sich der strukturierte Bereich 5 nicht über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe, sondern über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe 6 abzüglich eines umlaufenden Randbereiches von beispielsweise 20 mm.
Zudem weist die Verbundscheibe 100 in der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform im Gegensatz zu der in der Fig. 1 gezeigten Ausführungsform eine dritte Laminierschicht 8 auf. Die dritte Laminierschicht 8 weist eine Aussparung auf, in die das elektrochrome Funktionselement 2 aufgenommen ist. Das elektrochrome Funktionselement 2 ist somit in der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform rahmenartig von der dritten Laminierschicht 8 umgegeben.
Die dritte Laminierschicht 8 besteht beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB). Die Dicke der dritten Laminierschicht 8 entspricht der Dicke des elektrochromen Funktionselements 2. Der Einsatz einer dritten Laminierschicht 8 ist optional. Es ist auch möglich, dass die erste Laminerschicht 3 das elektrochrome Funktionselement 2 nach der Lamination an den Seiten umgibt.
In der Fig. 5 ist der Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der in der Fig. 3 gezeigten Verbundscheibe entlang der Schnittlinie X‘-X dargestellt.
Die in der Fig. 5 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform einer Verbundscheibe 100 unterscheidet sich von der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass das elektrochrome Funktionselement 2 sich nicht über die gesamte Außenscheibe 1 erstreckt, sondern über die gesamte Außenscheibe 1 abzüglich eines umlaufenden Randbereiches von beispielsweise 20 mm.
Ebenso erstreckt sich der strukturierte Bereich 5 nicht über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe, sondern über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe 6 abzüglich eines umlaufenden Randbereiches von beispielsweise 20 mm.
Zudem weist die Verbundscheibe 100 in der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform im Gegensatz zu der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform eine dritte Laminierschicht 8 auf. Die dritte Laminierschicht 8 weist eine Aussparung auf, in die das elektrochrome Funktionselement 2 aufgenommen ist.
Das elektrochrome Funktionselement 2 ist somit in der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform rahmenartig von der dritten Laminierschicht 8 umgegeben.
Die dritte Laminierschicht 8 besteht beispielsweise aus Polyvinylbutyral (PVB). Die Dicke der dritten Laminierschicht 8 entspricht der Dicke des elektrochromen Funktionselements 2. Der Einsatz einer dritten Laminierschicht 8 ist optional. Es ist auch möglich, dass die erste Laminerschicht 3 bzw. die zweite Laminierschicht 7 das elektrochrome Funktionselement 2 nach der Lamination an den Seiten umgibt.
Fig. 6 zeigte eine Draufsicht auf eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Bei der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform handelt es sich bei der Verbundscheibe 100 beispielsweise um eine Windschutzscheibe. In der Fig. 6 ist mit dem Bezugszeichen B der Bereich gekennzeichnet, in dem das elektrochrome Funktionselement 2 angeordnet ist. Die gestrichelte Linie kennzeichnet die umlaufende Kante des elektrochromen Funktionselements 2. In der Fig. 6 ist mit dem Bezugszeichen A der strukturierte Bereich 5 der Außenfläche III der Innenscheibe 6 gekennzeichnet. Die gepunktete Linie kennzeichnet die umlaufende Seitenkante des strukturierten Bereichs 5. Die Verbundscheibe 100 weist eine Oberkante O, eine Unterkante U und zwei Seitenkanten S auf. Das elektrochrome Funktionselement 2 und der strukturierte Bereich 5 der Außenfläche III der Innenscheibe 6 sind in der in der Fig. 6 gezeigten Ausführungsform in Blickrichtung von der Innenscheibe zu der Außenscheibe deckungsgleich im unteren Viertel der Verbundscheibe 100 angeordnet.
In der Fig. 7 ist der Querschnitt einer Ausführungsform der in der Fig. 6 gezeigten Verbundscheibe entlang der Schnittlinie Y‘-Y dargestellt.
Die in der Fig. 7 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform einer Verbundscheibe 100 unterscheidet sich von der in der Fig. 4 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass das als Beschichtung der Innenfläche II der Außenscheibe 1 ausgebildete elektrochrome Funktionselement 2 sich nicht über die gesamte Außenscheibe 1 abzüglich eines umlaufenden Randbereichs erstreckt, sondern in einem Randbereich angeordnet ist, genauer gesagt in einem Bereich im unteren Viertel der Verbundscheibe 100 angeordnet ist, der von der Unterkante U und den Seitenkanten S beispielsweise 20 mm beabstandet ist.
Ebenso erstreckt sich der strukturierte Bereich 5 nicht über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe abzüglich eines umlaufenden Randbereichs, sondern ist in einem Randbereich angeordnet, genauer gesagt in einem Bereich im unteren Viertel der Verbundscheibe 100 angeordnet, der von der Unterkante U und den Seitenkanten S beispielsweise 20 mm beabstandet ist.
In der Fig. 8 ist der Querschnitt einer weiteren Ausführungsform der in der Fig. 6 gezeigten Verbundscheibe entlang der Schnittlinie Y‘-Y dargestellt.
Die in der Fig. 8 im Querschnitt gezeigte Ausführungsform einer Verbundscheibe 100 unterscheidet sich von der in der Fig. 5 gezeigten Ausführungsform nur dahingehend, dass das elektrochrome Funktionselement 2 sich nicht über die gesamte Außenscheibe 1 abzüglich eines umlaufenden Randbereichs von beispielsweise 20 mm erstreckt, sondern in einem Randbereich angeordnet ist, genauer gesagt in einem Bereich im unteren Viertel der Verbundscheibe 100 angeordnet ist, der von der Unterkante U und den Seitenkanten S beispielsweise 20 mm beabstandet ist.
Ebenso erstreckt sich der strukturierte Bereich 5 nicht über die gesamte Außenfläche III der Innenscheibe 6 abzüglich eines umlaufenden Randbereichs, sondern ist in einem Randbereich angeordnet, genauer gesagt in einem Bereich im unteren Viertel der Verbundscheibe 100 angeordnet, der von der Unterkante U und den Seitenkanten S beispielsweise 20 mm beabstandet ist.
Fig. 9 zeigt ein Flussdiagramm zur Visualisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe. In einem ersten Schritt a) werden eine Außenscheibe 1 mit einer Außenfläche I und einer Innenfläche II, ein elektrochromes Funktionselement 2, eine erste Laminierschicht 3, eine reflektierende Schicht 4 und eine Innenscheibe 6 mit einer Außenfläche III und einer Innenfläche IV bereitgestellt, wobei die Außenfläche III der Innenscheibe 6 zumindest einen strukturierten Bereich 5 aufweist und die reflektierende Schicht 4 als eine Beschichtung der Außenfläche III der Innenscheibe 6 zumindest in dem strukturierten Bereich 5 ausgebildet ist.
In einem zweiten Schritt b) wird ein Schichtenstapel gebildet, in dem die erste Laminierschicht 3 zwischen der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 6 angeordnet ist, das elektrochrome Funktionselement 2 zwischen der Außenscheibe 1 und der ersten Laminierschicht 3 angeordnet ist und der strukturierte Bereich 5 vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement 2 überlappt.
In einem dritten Schritt c) wird der Schichtenstapel durch Lamination verbunden.
Bezugszeichenliste
1 Außenscheibe
2 elektrochromes Funktionselement
3 erste Laminierschicht 4 reflektierende Schicht
5 strukturierter Bereich
6 Innenscheibe
7 zweite Laminierschicht
8 dritte Laminierschicht
100 Verbundscheibe
A Bereich A
B Bereich B
I Außenfläche der Außenscheibe
II Innenfläche der Außenscheibe
III Außenfläche der Innenscheibe
IV Innenfläche der Innenscheibe
X‘-X Schnittlinie
Y‘-Y Schnittlinie

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe (100), mindestens umfassend eine Außenscheibe (1) mit einer Außenfläche (I) und einer Innenfläche (II), ein elektrochromes Funktionselement (2), eine erste Laminierschicht (3), eine reflektierende Schicht (4), eine Innenscheibe (6) mit einer Außenfläche (III) und einer Innenfläche (IV), wobei die Außenfläche (III) der Innenscheibe (6) zumindest einen strukturierten Bereich (5) aufweist, die erste Laminierschicht (3) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (6) angeordnet ist, das elektrochrome Funktionselement (2) zwischen der Außenscheibe (1) und der ersten Laminierschicht (3) angeordnet ist, die reflektierende Schicht (4) als eine Beschichtung der Außenfläche (III) der Innenscheibe (6) zumindest in dem strukturierten Bereich (5) ausgebildet ist, und der strukturierte Bereich (5) vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement (2) überlappt.
2. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1, wobei die erste Laminierschicht (3) eine thermoplastische Zwischenschicht oder ein optisch klarer Kleber (OCA) ist.
3. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das elektrochrome Funktionselement (2) als eine Beschichtung der Innenfläche (II) der Außenscheibe (1) ausgebildet ist.
4. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, zusätzlich umfassend eine zweite Laminierschicht (7), wobei die zweite Laminierschicht (7) zwischen dem elektrochromen Funktionselement (2) und der Außenscheibe (1) angeordnet ist und bevorzugt eine thermoplastische Zwischenschicht oder ein optisch klarer Kleber (OCA) ist.
5. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Außenscheibe (1) und die Innenscheibe (6) unabhängig voneinander aus Flachglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Aluminosilikatglas, Polycarbonat und/oder Polymethylmethacrylat (PMMA) bestehen.
6. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die reflektierende Schicht
(4) eine metallische Beschichtung ist, insbesondere eine silberbasierte Beschichtung oder eine Titanoxid-basierte Beschichtung.
7. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei sich das elektrochrome Funktionselement (2) und/oder der strukturierte Bereich (5) über mindestens 5 %, bevorzugt über mindestens 10 %, besonders bevorzugt über mindestens 50 %, ganz besonders über mindestens 90 % der Fläche der Verbundscheibe (100) erstrecken.
8. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der strukturierte Bereich
(5) in einem Randbereich der Verbundscheibe (100) angeordnet ist.
9. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der strukturierte Bereich (5) in Blickrichtung von der Innenscheibe (6) zu der Außenscheibe (1) deckungsgleich mit dem elektrochromen Funktionselement (2) angeordnet ist.
10. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die äußeren Abmessungen des elektrochromen Funktionselements (2) größer als die äußeren Abmessungen des strukturierten Bereichs (5) sind.
11. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die reflektierende Schicht (4) als vollflächige Beschichtung der Außenfläche (III) der Innenscheibe (6) ausgebildet ist.
12. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Außenscheibe (1) und/oder die erste Laminierschicht (3) und/oder die zweite Laminierschicht (7) getönt oder gefärbt ist.
13. Projektionsanordnung, umfassend eine Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 und mindestens einen Projektor, der von innen auf den strukturierten Bereich (5) gerichtet ist zur Erzeugung eines realen Bildes in der Ebene der Verbundscheibe (100).
14. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei zumindest a) eine Außenscheibe (1) mit einer Außenfläche (I) und einer Innenfläche (II), ein elektrochromes Funktionselement (2), eine erste Laminierschicht (3), eine reflektierende Schicht (4) und eine Innenscheibe (6) mit einer Außenfläche (III) und einer Innenfläche (IV) bereitgestellt werden, wobei die Außenfläche (III) der Innenscheibe (6) zumindest einen strukturierten Bereich (5) aufweist und die reflektierende Schicht (4) als eine Beschichtung der Außenfläche (III) der Innenscheibe (6) zumindest in dem strukturierten Bereich (5) ausgebildet ist, b) ein Schichtenstapel gebildet wird, in dem die erste Laminierschicht (3) zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (6) angeordnet ist, das elektrochrome Funktionselement (2) zwischen der Außenscheibe (1) und der ersten Laminierschicht (3) angeordnet ist und der strukturierte Bereich (5) vollständig mit dem elektrochromen Funktionselement (2) überlappt, c) der Schichtenstapel durch Lamination verbunden wird.
15. Verwendung einer Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 als
Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug oder einem Gebäude, insbesondere als Fahrzeugscheibe in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Land, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Personenkraftfahrzeugen, Bussen, Reisebussen, Zügen, Straßenbahnen, Flugzeugen oder Schiffen.
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