WO2018162506A1 - Adaptives scheibenverbundelement - Google Patents

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WO2018162506A1
WO2018162506A1 PCT/EP2018/055513 EP2018055513W WO2018162506A1 WO 2018162506 A1 WO2018162506 A1 WO 2018162506A1 EP 2018055513 W EP2018055513 W EP 2018055513W WO 2018162506 A1 WO2018162506 A1 WO 2018162506A1
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liquid crystal
composite element
disc
adaptive
crystal layer
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PCT/EP2018/055513
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Leo Keller
Martin HAINFELLNER
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Am7Vision Gmbh
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    • G02F1/13363—Birefringent elements, e.g. for optical compensation
    • G02F1/133638—Waveplates, i.e. plates with a retardation value of lambda/n
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    • G02F1/13712—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells characterised by the electro-optical or magneto-optical effect, e.g. field-induced phase transition, orientation effect, guest-host interaction or dynamic scattering the liquid crystal having negative dielectric anisotropy
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    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/08—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 light absorbing layer
    • G02F2201/086—UV absorbing
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    • G02F2202/00—Materials and properties
    • G02F2202/28—Adhesive materials or arrangements
    • G—PHYSICS
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    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/02—Number of plates being 2
    • G—PHYSICS
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    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/12—Biaxial compensators
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2413/00—Indexing scheme related to G02F1/13363, i.e. to birefringent elements, e.g. for optical compensation, characterised by the number, position, orientation or value of the compensation plates
    • G02F2413/14—Negative birefingence

Definitions

  • the present invention relates to an adaptive disc composite element for a vehicle windshield or a helmet visor and to a method for producing the adaptive disk composite element, wherein the disk composite element has at least one liquid crystal layer (LCD layer).
  • LCD layer liquid crystal layer
  • Rear windows for vehicles have, in particular, the function of protecting the occupants of the vehicle and of delimiting the interior of the vehicle from the surroundings while at the same time allowing the view from the vehicle into the surroundings.
  • Slices are increasingly proposed which have tints to influence the light irradiation in the vehicle or which have fine lines to allow heating of the discs.
  • An object of the present invention is to provide an adaptive
  • a further object is in particular also the provision of an optimized, adaptive device for
  • An adaptive disk composite member for a vehicle windshield or helmet visor may include first and second disks, a liquid crystal layer, and at least one tie layer.
  • the connection layer may be provided for connecting the first and second disks at a distance from each other.
  • the liquid crystal layer may be disposed between the first and second discs and / or applied to a surface of a first or second disc and preferably adhered thereto.
  • the transparency of the adaptive disc composite element can be achieved by controlling the
  • Liquid crystal layer can be changed via electrodes.
  • Liquid crystal layer a disc for a vehicle or a helmet visor
  • the disk can be configured evenly or multiply spatially curved.
  • the liquid crystal layer may be provided on the inside of the adaptive disk composite member and thus attached to an outer surface of the first or second disk.
  • the liquid crystal layer between the first and second disc may be integrated or preferably laminated.
  • the disk composite element can be designed as safety glass for use as a vehicle window.
  • Safety glass is to be understood in particular as a disk structure which fulfills the requirement according to ECE regulations R43: Addendum 42, Revision 3, August 2009, 2012.
  • the adaptive laminated composite element can also be advantageously used for building glazing, aircraft passenger windows, ships and boats become.
  • Liquid crystal layer between the first and second disc allow additional noise reduction, when using the disc composite element in, for example, a vehicle.
  • the adaptive composite disc may be configured as a sunroof of a vehicle to protect the driver from light. About one
  • the switching times are preferably ⁇ 1 second and more preferably ⁇ 0.5 seconds. Due to these short switching times, it is possible to rapidly switch the adaptive laminated composite from a state of maximum light transmittance to a state of reduced transmittance, so that glare can be reduced or eliminated very quickly.
  • the liquid crystal layer can be controlled such that the switching times are infinitely variable in speed.
  • Switching speed is infinitely adjustable.
  • Vehicle window, the device and the method for preventing or reducing the glare can be used according to DE 10 2011 084 730 AI.
  • the disclosure of the document DE 10 2011 084 730 AI is included in the present application in its entirety.
  • An adaptive disc composite member may be provided a layer structure having a first and second disc, a
  • Liquid crystal layer and at least one connection layer for connecting the first and second disc with a distance from each other, wherein the
  • Refractive indices and the arrangement of the layers and layer thicknesses are designed such that the requirements of ECE Regulation R43, Addendum 4.2, Version 3, August 29, 2012 can be met.
  • An adaptive disk composite element can be designed as safety glass for use as a vehicle window. More preferably, the first disc has a thickness in the range of 2.5 to 3.5 mm, the compound-layer liquid crystal layer has a thickness in the range of 1.5 mm, and the second disc has a thickness in the range of 2 to 3 mm. This can be beneficial to the
  • the adaptive disk composite member may include an index matching agent that enables a nearly Fresnel reflection-free
  • Disc composite element can be designed as polarization-free, homeotropically oriented structure so that the transmission requirements according to ECE Regulation R43, Addendum 4.2, Revision 3, August 29, 2012 can be met.
  • the liquid crystal layer as electrically controllable birefringent nematic liquid display designed to allow maximum contrast ratios, so that one
  • Disk composite element can be used in particular as a side window or sunroof of a vehicle.
  • the liquid crystal layer is divided into different segments, so that it is possible to use only specific areas of the
  • Glare effects can be specifically reduced without simultaneously achieving an excessive darkening.
  • the adaptive disc composite member may be integrated with a driving system in a vehicle such that automatic darkening of the disc composite member is enabled.
  • the disk composite element can have different coatings, wherein by appropriate selection of the materials, the glare protection in the spectral range of 380 to 780 nm can be optimized.
  • the properties of the disk composite element for the spectral range of 280 to 400 nm and 780 to 3000 nm can be favorably influenced by appropriate choice of the materials for the coatings.
  • Coating thus comprises in particular a structure and / or a
  • Material composition which allows to reduce the electromagnetic radiation in the range between 280 to 400 nm and in the range of 780 to 3000 nm.
  • IR filter layers and / or UV filter layers are provided. This leads to the further advantage that a heating of the interior of the vehicle can be reduced because certain electromagnetic
  • the adaptive disk composite member may include a tie layer which is a birefringence-free adhesive layer.
  • a tie layer which is a birefringence-free adhesive layer.
  • the transmission properties of Disc compound further improve, so that the maximum transmission of the disc composite element is preferably> 70%.
  • the birefringence-free adhesive layer as a connection between the first and second disc, it is also possible to provide a safety glass for use as a vehicle window. In particular, this safety glass meets the requirements of ECE regulations R43: Addendum 42, Revision 3, August 29, 2012.
  • the disc composite element has at least one
  • the disk composite element comprises as liquid crystal layer an electrically controllable, birefringent, nematic liquid display with a column width of preferably 2-25 ⁇ m and a
  • Phase delay parameter of preferably 0.5 to 0.7 ⁇ and a
  • a liquid crystal material exhibiting a negative dielectric anisotropy and wherein a compensation means is provided for compensating the
  • the compensation means may comprise at least one uniaxial, negative K / 2 C plate with a preferred delay with respect to the
  • Incidence direction x and / or y (in the x-y plane of the disc element) of 200-300 nm and a negative, bi-axial ⁇ / 2 plate with a preferred
  • Disc element of 20-150 nm.
  • the indication nm refers to a distance around the corresponding direction of incidence of the linear
  • Polarization is delayed (x, y) and (z).
  • the liquid crystal layer between the first and second disks is
  • the disc composite element may particularly preferably optical
  • optical filter layers are provided, which are designed such that a reduction of the electromagnetic radiation at a wavelength of up to 400 nm to less than 1% is achieved.
  • filter layers may be provided for reducing the incident
  • these optical filter layers are set up such that the electromagnetic radiation can be reduced to below 0.8% at a wavelength of 780 nm to 3000 nm.
  • a liquid crystal layer comprising a nematic liquid crystal substance.
  • the liquid crystal layer can advantageously be switched to at least a first state in which the light transmittance is maximized and to a second state in which the light transmittance is minimized, so that the
  • the liquid crystal layer of the disc composite element is advantageously divided into segments. These segments can each be individually controlled and darkened.
  • gaps are provided between the electrodes of the liquid crystal layer, which have a column width of 20 to 60 ⁇ m. Due to this small gap between the electrodes In the liquid crystal layer, it is possible to improve the optical properties of the disc composite member, and in particular, it is possible to make the segmentation of the liquid crystal layer nearly invisible to the human eye. Disturbing segment transitions are therefore not recognizable.
  • the liquid crystal layer has different segments, wherein the distance between two adjacent segments is ⁇ 70 ⁇ m. This small distance makes it possible to further increase the optical properties of the disk composite element.
  • the disk composite element may have a liquid crystal layer which is a polarizer-free, positive phase changing liquid display layer having a gap thickness of 2 to 25 ⁇ m and a ratio d / p of the LC director of the liquid crystal layer between 0.5 and 2.
  • This particularly advantageous liquid crystal layer allows a further improvement of the transmission properties of the disc composite element as well as an optimal control of the disc composite element with optimized switching times.
  • the distance between the electrode substrates of the liquid crystal layer is d and the slope of the LC director (liquid crystal director) of the liquid crystal substance is denoted by p.
  • the liquid crystal layer of the disc composite may comprise a liquid crystal material having a negative electrical Shows anisotropy and which in the off state (in particular stress-free state) has a homo-motive orientation.
  • the liquid crystal layer comprises an electrically controllable, birefringent, nematic liquid display.
  • This liquid display preferably has a column width of 2 to 8 ⁇ and a phase delay parameter of 0.5 to 0.7 ⁇ and a liquid crystal material showing a negative dielectric anisotropy. Compensation means are also advantageously provided for compensating the loss of effect of crossed polarization films and the optically anisotropic, homeotropically aligned liquid crystal layer.
  • the liquid crystal layer on a plastic substrate with a thickness of 50 to 300 ⁇ .
  • the liquid-crystal layer preferably also has a glass substrate with a thickness of 50 to 150 ⁇ m.
  • An adaptive laminated composite element may advantageously comprise the following components in the order given: First glass sheet / adhesive film as a bonding layer / polarizing filter sheet / liquid crystal layer Polarizing filter sheet / adhesive sheet as a bonding layer / second glass sheet.
  • This particularly preferred structure allows the formation of a disc composite element, which is particularly suitable for safe use as a vehicle window.
  • OCA optically clear adhesive
  • the refractive indices of the layers of the disc composite element are matched to one another such that the transmission through the disc composite element is maximized and preferably the maximum transmission of the disc composite element is> 70%. This is achieved in particular by minimizing reflection losses.
  • a windscreen may advantageously be constructed of an above-mentioned adaptive disc composite element.
  • this windshield has a plurality of segmented liquid crystal layers, which are arranged between the first and second disc and / or applied to a surface of one of the first or second disc and wherein the segments along the surface of the windshield (along the curved or planar Surface of the windshield) are arranged, these segments are preferably arranged in the vertical and horizontal directions along the surface of the windshield.
  • the above-described adaptive composite disk element can be used as part of a vehicle glazing, an automotive glazing or a helmet visor.
  • the automotive glazing is a glazing in the vehicle interior, in particular a glazing of blades, decorative surfaces or functional surfaces or a glazing, which separates a vehicle interior from the external environment of the vehicle, in particular a window or door glazing.
  • a method of manufacturing the adaptive disc composite described above may include the steps of:
  • the adaptive disk composite element may advantageously have a coating on the first or second disk, wherein this coating has a refractive index ⁇ 1.8 and a layer thickness ⁇ 250 ⁇ .
  • this coating has a refractive index ⁇ 1.8 and a layer thickness ⁇ 250 ⁇ .
  • the coating is composed of several individual layers.
  • the adaptive disk composite element may advantageously have two index matching layers, so that by appropriate design of these index matching layers (index matched), a maximum transmission of the disk composite element> 70%.
  • the laminated composite element can have optical filter layers, these optical filter layers advantageously comprising at least one UV thin-film edge filter and / or a plastic film with incorporated dye and / or a UV thin-film edge filter and / or an IR thin-film edge filter.
  • the optical filter layer may advantageously be a plastic film with integrated or applied reflective or absorbent material.
  • the disk composite element can advantageously have two antireflection coatings, wherein at least one antireflection coating contains titanium dioxide or silicon dioxide.
  • the adaptive disk composite element may advantageously comprise a first and / or second disk which is designed as a pane safety glass, wherein preferably the first and second disk is transparent to visible light.
  • the tie layer may preferably contain at least one of the following materials: PVB (polyvinyl butyral), PET (polyethylene terephthalate), PVC (polyvinyl chloride), PU (polyurethanes), COP (cyclic olefin polymer), EVA, co-PC (co-polycarbonate).
  • PVB polyvinyl butyral
  • PET polyethylene terephthalate
  • PVC polyvinyl chloride
  • PU polyurethanes
  • COP cyclic olefin polymer
  • EVA co-PC (co-polycarbonate).
  • the liquid crystal layer may be disposed between the sheets, which are glass sheets, by means of two adhesive sheets or adhesive material.
  • the discs may also be made of translucent flexible or non-flexible plastic.
  • first or second disc On at least one side of the first or second disc may be applied an antireflection coating containing a construction of thin layers of alternating high and low refractive index dielectric material.
  • an antireflection coating containing a construction of thin layers of alternating high and low refractive index dielectric material. This advantageous embodiment, the optical properties of the disc composite element can be further increased.
  • the antireflection layer advantageously has niobium oxide as the material.
  • a laminated composite element which has layers which have the same as possible refractive index.
  • the adaptive composite disk may additionally comprise a thermal barrier coating which may be used as a sunscreen to achieve high thermal insulation.
  • the first and second discs of the adaptive disc composite member may be referred to as a disc glass, a disc safety glass, partially preloaded Single pane, laminated safety glass or laminated safety glass with toughened safety glass.
  • the abovementioned coatings can preferably be applied directly to the first and / or second pane by sputtering in a vacuum (sputtering technique), by physical vapor deposition, by chemical vapor deposition, by spin coating methods or by a dipping method.
  • a vacuum sputtering technique
  • physical vapor deposition by physical vapor deposition
  • chemical vapor deposition by spin coating methods or by a dipping method.
  • the adaptive disc composite element may comprise more than the first and the second disc and in particular may be three, four or five discs, which preferably consist of glass and / or plastic.
  • the bonding layer may preferably be configured as a film and in particular as a PVB film or EVA film (ethyl vinyl acetate film). Alternatively, the connection of the discs by means of a casting resin is possible.
  • the liquid crystal layer may be configured as a film containing liquid crystals. Such a film allows the film to be darkened
  • phase transition of the liquid crystals of a transparent, strictly ordered structure, which makes the film appear dark in transmission in a birefringent phase (the phase is delayed by 180 ° and thus rotates the linear polarization axis by exactly 90 °), the visible Transmits light, switched (or vice versa, depending on the liquid crystal mode used).
  • the phase delay ( ⁇ ) follows the following approximation: ⁇ «2 ⁇ / ⁇ ( ⁇ nd) (where ⁇ is the wavelength of the light, d the column width and ⁇ the difference of the extraordinary (n e ) minus the ordinary (no) refractive index of the liquid crystal medium.
  • the liquid-crystal layer may be provided in the disk composite element in such a way that only a part of this disk composite element has this liquid-crystal layer, so that not the entire surface of the disc composite element having the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal layer is provided only in an edge region of the disk composite element, and more preferably, the liquid crystal layer is present only on an area of one third of the total area of the disk composite element.
  • An LCD panel for a sunroof (in particular of a vehicle) can be provided particularly advantageously with the described adaptive disk composite elements.
  • a plurality of disc composite elements (preferably four) disc composite elements may form at least one (preferably four) LCD panel of a sunroof, wherein the disc composite elements may be arranged such that the preferred viewing angle range is located in (preferably four) different quadrants and thereby in effect for the occupants of a Vehicle creates a multi-domain display.
  • the disk composite element may preferably have a circumferential seal which seals the region between the first and second disk.
  • the layers between the panes can thereby be sealed to the outside.
  • the circulation seal is preferably a PUR seal (polyurethane) which seals the pane composite element (glass sandwich) and embeds the liquid crystal element (or liquid crystal layer) in a floating manner.
  • PUR seal polyurethane
  • the particularly advantageous floating embedding can be achieved by using a soft material (preferably PUR) for the recirculating seal.
  • a method for producing the disc composite element advantageously comprises a low-pressure / low-temperature plastic injection method, in particular for applying the peripheral seal.
  • a tool (steel tool) is built around the discs which has several injectors at the periphery.
  • a low-melting plastic (preferably about 100-150 ° C) can then under low pressure (preferably about 0.2-0.4 MPa) are injected as a seal between the first and second disc.
  • the pane thus receives a clean seal, is resistant to environmental influences and can be installed without further measures.
  • Figure 1 Shows the structure of a conventional safety glass
  • Figure 2 shows a first construction of the adaptive composite disk element of the present invention
  • FIG. 3 shows a second structure of the adaptive invention
  • Figure 4 shows a third construction of the adaptive composite disk element of the present invention
  • Figure 5a Shows the construction of a windshield using the adaptive disc composite member of the present invention
  • Figure 5b Shows a structure of a side window / sunroof under
  • Figure 6 shows the spectral transmission range of the adaptive disc composite of the present invention
  • Figure 7a shows another advantageous construction of the adaptive disc composite element of the present invention.
  • FIG. 7b shows the structure of the adaptive disk composite element with peripheral seal
  • FIG. 8 shows a table of a particularly advantageous exemplary embodiment the disc composite element
  • Figure 9 shows the structure of a sunroof with four LCD panels
  • FIG. 1 shows, by way of example, the structure of a conventional safety glass, as used for example in vehicle construction.
  • the safety glass consists of a first slice Sl, which is glued via a connecting layer V with a second disc S2.
  • FIG. 2 shows a construction of an adaptive disk composite element according to the present invention.
  • a first slice Sl which preferably consists of a glass material.
  • This first disc Sl has an outer surface which is free, and an inner surface which is contacted with the connecting layer V. Via the connection layer V, it is possible to establish a connection between the first disk Sl and the second disk S2 while ensuring a spacing between the disks S1 and S2.
  • This structure thus corresponds to the construction of a safety glass.
  • the liquid crystal layer LC is provided on the inside of the second disk S2.
  • the liquid crystal layer LC is preferably an LCD (Liquid Crystal Display) film.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • the illustrated adaptive disc composite may be advantageous for the
  • Windshield of a vehicle can be used, wherein particularly preferably the liquid crystal layer is divided into different segments.
  • the liquid crystal layer LC is preferably composed of an upper substrate and a lower substrate facing each other with a liquid crystal material interposed between these substrates.
  • an upper polarization layer and a lower polarization layer may be provided on the outside of the upper and / or lower substrate.
  • a compensation film which is particularly preferred for Reducing the dependence of optical properties on the viewing angle in the top, or in both, polarization layers positioned, the compensation film each compensate for the loss of light from crossed polarizers and the elliptical polarization of anisotropic, homeotropically arranged liquid crystals at larger angles of incidence.
  • the compensation scheme follows the concept that the homeotropic liquid crystal layer (uniaxial, positive K / 2 C plate,) is compensated with a uniaxial, negative K / 2 C plate (eg COP).
  • the light loss of crossed polarizers can be compensated for example with a positive and a negative, uniaxial ⁇ / 6 plate, or, again, for example, with a biaxial K / 2 retardation plate (xy 220 nm, z 55 nm) (eg COP).
  • FIG. 3 shows a further advantageous embodiment of the adaptive disk composite element.
  • the liquid crystal layer LC is provided, wherein between the liquid crystal layer LC and the first disc Sl and the second disc S2 each have a connecting layer VI, V2 and an optical filter Fl, F2 provided.
  • the optical filters Fl, F2 can be configured as an optical filter layer and in particular as a UV thin-film edge filter and / or an I R thin-film edge filter.
  • the bonding layers VI, V2 are preferably composed of at least one of the following materials: PVB, PET, PVC, PU, COP, EVA, co-PC.
  • the liquid crystal layer LC is designed in the embodiment of Figure 3 as a positive phase-change LCD.
  • a phase change LCD as the liquid crystal layer LC, it is possible to provide a structure which is particularly suitable for use as a windshield of a vehicle. Particularly preferred, therefore, a windshield for a car or truck can be provided.
  • the bonding layers VI, V2 are as a birefringence-free adhesive layer formed, so that it is possible to form a disc composite element, which is suitable as safety glass for use as a vehicle window.
  • FIG. 4 shows a further advantageous embodiment of the adaptive disk composite element according to the invention.
  • optical filter layers Fl, F2 are provided between the first slice Sl and the second slice S2 optical filter layers Fl, F2. These optical filter layers are designed with matching refractive indices (index matching).
  • connecting layers VI and V2 are provided, which make it possible to form a safety glass.
  • connecting layers VI and V2 are provided on the liquid crystal layer LC.
  • additional polarization and compensation layers PI and P2 are provided on the liquid crystal layer LC.
  • the liquid crystal layer LC is designed in this embodiment as a birefringent nematic liquid crystal display, so that this structure is particularly suitable for side windows and solar control glazings.
  • FIG. 5a shows a windshield with an adaptive disk composite element.
  • This laminated composite member is divided into segments IL through 4R, and thus vertically and horizontally along the surface of the windshield.
  • the disc composite may also have more than four segments.
  • the individual segments of the windshield can be controlled individually or jointly, so that selectively different areas of the windshield can be darkened.
  • the individual segments SEG adjoin one another, wherein invisible columns G are provided between the segments SEG.
  • the gaps G are so small that they are optically imperceptible to the human eye.
  • the width of the gaps G is less than 70 ⁇ .
  • FIG. 5b shows the segmentation of a side window or sunroof.
  • the adaptive disk composite element is exemplary in three Divided segments.
  • the first segment SEG 1, the second segment SEG 2 and the third segment SEG 3 are arranged adjacently, the invisible gap G being provided between these segments.
  • the liquid crystal layer LC used according to the exemplary embodiment according to FIG. 4 is used as the liquid crystal layer LC.
  • FIG. 6 shows the spectral transmission profile of the adaptive disk composite element of the present invention.
  • FIG. 6 shows the spectral transmission profile of the adaptive disk composite element of the present invention.
  • the electromagnetic radiation to a wavelength of 400 nm can be reduced to less than 1% and as the electromagnetic radiation at a wavelength in the range of 780 nm to 3000 nm reduced to ⁇ 0.8% can be.
  • the optical filters Fl, F2 used are in particular UV thin-film edge filters (sputtered
  • Interference filter or an absorbing substance, e.g. B. a dye which is incorporated in a plastic film.
  • the UV filter may additionally be combined with an IR thin-film edge filter or it may additionally be used as a reflective or absorbent material, e.g. As silver or copper, be provided, which is applied to a plastic film or introduced.
  • the two edge filters are used in transmission to the bandpass filter for the visible radiation according to FIG.
  • the refractive indices of the layers used are preferably optimized with the Fresnel equations in such a way that a maximum transmission of the safety glass results, so that reflection losses can be avoided.
  • FIG. 7 a shows a construction of a further advantageous embodiment of the present invention.
  • the connecting layers VI and V2 are provided, which are directly adjacent to the first disc Sl and the second disc S2 and connected thereto.
  • the preferred layer thickness of the first connection layer VI and the second connection layer V2 is 125 ⁇ .
  • Adjacent to the first Compound layer VI and the second connection layer V2 is a polarization layer and an optical filter and Fl F2 provided.
  • the optical filter Fl, F2 additionally has a compensation layer.
  • the compensation layer is integrated in the polarizer and the filters are on the
  • the compensation layer can be constructed to be reflective and / or absorbent.
  • the optical filter is connected to the liquid crystal layer LC through an adhesive layer K (or bonding layer).
  • the liquid-crystal layer LC comprises two LCD substrate layers 8, each of which has an electrode E1, E2 on one surface.
  • the electrodes El, E2 are connected via the connecting element VB with a drive. Between the mutually facing electrodes El and E2, a gap is provided, in which the liquid crystal material is located, as well as spacers SP, which are preferably constructed of plastic.
  • FIG. 8 contains further explanations with regard to the layer thicknesses and the refractive index and the preferred material of the layers of a particularly advantageous exemplary embodiment (see also FIG. 7).
  • Figure 9 shows the structure of a sunroof with four different LCD panels (I, II, III and IV). Each of these LCD panels can be configured as a disk composite element, these being provided separately or in conjunction with each other.
  • the best viewing angle range (see arrows in FIG. 9) of the four displays is designed, for example, such that the vehicle occupants have a 4-domain formation of the LCD roof. This means that the attenuation of the light through the sunroof, in the most different directions of incidence of sunlight, for all occupants as uniform as possible precipitates.

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Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein adaptives Scheibenverbundelement für eine Fahrzeugscheibe oder ein Helmvisier mit einer ersten und zweiten Scheibe S1, S2, einer Flüssigkristallschicht LC und zumindest einer Verbindungsschicht V1, V2 zum Verbinden von erster und zweiter Scheibe S1, S2 mit einem Abstand zueinander. Die Flüssigkristallschicht ist zwischen der ersten und zweiten Scheibe S1, S2 angeordnet und/oder auf eine Fläche einer der ersten oder zweiten Scheibe S1, S2 aufgebracht. Die Transparenz des adaptiven Scheibenverbundelements ist durch Ansteuerung der Flüssigkristallschicht über Elektroden veränderbar.

Description

Adaptives Scheibenverbundelement
Die vorliegende Erfindung betrifft ein adaptives Scheibenverbundelement für eine Fahrzeugscheibe oder ein Helmvisier sowie ein Verfahren zur Herstellung des adaptiven Scheibenverbundelements, wobei das Scheibenverbundelement zumindest eine Flüssigkristallschicht (LCD-Schicht) aufweist.
Windschutzscheiben und Schiebedächer sowie Seitenscheiben und
Heckscheiben für Fahrzeuge haben insbesondere die Funktion, die Insassen des Fahrzeugs zu schützen und den Innenraum des Fahrzeugs von der Umgebung abzugrenzen und gleichzeitig die Sicht aus dem Fahrzeug in die Umgebung zu ermöglichen. Vermehrt werden Scheiben vorgeschlagen, welche Tönungen aufweisen, um die Lichteinstrahlung in das Fahrzeug zu beeinflussen oder welche feine Leitungen aufweisen, um eine Beheizung der Scheiben zu ermöglichen.
Zur Verringerung des Lichteinfalls durch eine transparente Scheibe in die Augen von Personen in einem Fahrzeug gibt es verschiedene Einrichtungen wie z. B. Sonnenblenden, Sonnenschutzrollos, dunkle Klebefolien für durchsichtige
Scheiben, verdunkelbare Rückspiegel, getönte Scheibenblendklappen, etc. Diese Einrichtungen haben jedoch eine Vielzahl von Nachteilen wie beispielsweise eine unveränderbare konstante Lichtdämpfung, eine komplette Abdunklung des gesamten Sichtbereichs einer transparenten Scheibe durch die Tönung oder die vollständige optische Ausblendung durch das Abblendmittel.
Die vorliegende Erfindung adressiert die oben genannten Nachteile und beschreibt ein adaptives Scheibenverbundelement für eine Fahrzeugscheibe oder ein Helmvisier mit dem die Blendwirkung durch Lichtquellen vermieden bzw.
reduziert werden kann.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein adaptives
Scheibenverbundelement für eine Fahrzeugscheibe oder ein Helmvisier bereitzustellen. Insbesondere ist es eine Aufgabe, eine Vorrichtung zur
Reduzierung der Blendung der Insassen oder des Führers eines Fahrzeugs bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist insbesondere auch das Bereitstellen einer optimierten, adaptiven Vorrichtung zur
einstellbaren Reduzierung der Blendung der Fahrzeuginsassen oder
eines Helmträgers.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein adaptives Scheibenverbundelement für eine Fahrzeugscheibe oder ein Helmvisier kann eine erste und eine zweite Scheibe, eine Flüssigkristallschicht und zumindest eine Verbindungsschicht aufweisen. Die Verbindungsschicht kann zum Verbinden der ersten und zweiten Scheibe mit einem Abstand zueinander vorgesehen sein. Die Flüssigkristallschicht kann zwischen der ersten und zweiten Scheibe angeordnet sein und/oder auf einer Fläche einer ersten oder zweiten Scheibe aufgebracht und bevorzugt aufgeklebt sein. Die Transparenz des adaptiven Scheibenverbundelements kann durch Ansteuerung der
Flüssigkristallschicht über Elektroden veränderbar sein. Durch dieses vorteilhafte adaptive Scheibenverbundelement ist es möglich, durch Verwendung der
Flüssigkristallschicht eine Scheibe für ein Fahrzeug oder ein Helmvisier
bereitzustellen, welche durch Ansteuerung über Elektroden abgedunkelt werden kann, sodass die Blendwirkung für den Fahrer oder Helmträger entsprechend reduziert oder vermieden werden kann. Die Scheibe kann dabei eben oder mehrfach räumlich gekrümmt ausgestaltet sein. Die Flüssigkristallschicht kann an der Innenseite des adaptiven Scheibenverbundelements vorgesehen sein und somit an einer Außenfläche der ersten oder zweiten Scheibe angebracht sein. Zudem kann die Flüssigkristallschicht zwischen der ersten und zweiten Scheibe integriert bzw. bevorzugt einlaminiert sein. Das Scheibenverbundelement kann als Sicherheitsglas zum Einsatz als Fahrzeugscheibe ausgestaltet sein. Als
Sicherheitsglas ist dabei insbesondere ein Scheibenaufbau zu verstehen, der die Anforderung gemäß der ECE Vorschriften R43: Addendum 42, Revision 3, August 2009, 2012 erfüllt. Das adaptive Scheibenverbundelement kann vorteilhaft auch für Gebäudeverglasung, Flugzeug-Passagierfenster, Schiffe und Boote verwendet werden.
Ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung ist die zusätzliche
Schalldämpfung welche durch das adaptive Scheibenverbundelement erreicht werden kann. Insbesondere die Verbindungsschicht zusammen mit der
Flüssigkristallschicht zwischen der ersten und zweiten Scheibe erlauben eine zusätzliche Schallreduktion, beim Einsatz des Scheibenverbundelements in bspw. einem Fahrzeug.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann als Sonnendach eines Fahrzeugs ausgestaltet sein, um den Fahrer vor Lichteinfall zu schützen. Über ein
elektrisches Feld ist es möglich, Teile oder die gesamte Fläche des adaptiven Scheibenverbundelements mit der Flüssigkristallschicht aufzuhellen oder zu verdunkeln. Die Schaltzeiten sind dabei bevorzugt < 1 Sekunde und weiter bevorzugt < 0,5 Sekunden. Durch diese kurzen Schaltzeiten ist es möglich, sehr schnell das adaptive Scheibenverbundelement von einem Zustand der maximalen Lichtdurchlässigkeit in einen Zustand der reduzierten Lichtdurchlässigkeit zu schalten, sodass sehr schnell eine Blendwirkung reduziert oder aufgehoben werden kann.
Vorteilhaft kann die Flüssigkristallschicht derart angesteuert werden, dass die Schaltzeiten in der Geschwindigkeit stufenlos schaltbar sind. Die
Flüssigkeitskristallschicht ist daher vorteilhaft derart ausgebildet, dass die
Schaltgeschwindigkeit stufenlos einstellbar ist.
Zur Ansteuerung eines adaptiven Scheibenverbundelements für eine
Fahrzeugscheibe kann die Vorrichtung und das Verfahren zur Vermeidung bzw. Reduzierung der Blendwirkung gemäß der DE 10 2011 084 730 AI verwendet werden. Der Offenbarungsgehalt der Schrift DE 10 2011 084 730 AI wird in die vorliegende Anmeldung vollumfänglich mitaufgenommen.
Es kann ein adaptives Scheibenverbundelement bereitgestellt werden, welches einen Schichtaufbau aufweist mit einer ersten und zweiten Scheibe, einer
Flüssigkristallschicht und zumindest einer Verbindungsschicht zum Verbinden der ersten und zweiten Scheibe mit einem Abstand zueinander, wobei die
Brechungsindizes sowie die Anordnung der Schichten und Schichtdicken derart ausgestaltet sind, dass die Vorschriften gemäß der ECE Vorschrift R43, Addendum 4.2, Version 3, August 29, 2012 erfüllt werden können.
Ein adaptives Scheibenverbundelement kann als Sicherheitsglas zum Einsatz als Fahrzeugscheibe ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt weist die erste Scheibe dazu eine Dicke im Bereich von 2.5 - 3.5 mm, die Flüssigkristallschicht mit Verbindungschicht eine Dicke im Bereich vonl-1.5 mm und die zweite Scheibe eine Dicke im Bereich von 2- 3 mm auf. Dadurch können vorteilhaft die
Erfordernisse für ein Sicherheitsglas bei optimalem Gewicht und
Transmissionsverhalten erreicht werden.
Unter Fahrzeuge sind vorliegend insbesondere Kraftfahrzeuge (PKW, LKW, Busse) sowie Krafträder und im erweiterten Sinne auch Schienenfahrzeuge, Wasserfahrzeuge und Flugzeuge zu verstehen. Ein weiterer Vorteil für den Einsatz des adaptiven Scheibenverbundelements für die Verglasung von Fahrzeugen ist insbesondere in der besseren Kontrolle des Klimas im Fahrzeuginnenraum zu sehen, sowie die Möglichkeit der zielgerichteten Abschattung des
Fahrzeuginneren.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann ein Indexanpassungsmittel aufweisen, welches es ermöglicht, ein nahezu Fresnel-reflexionsfreies
Scheibenverbundelement bereitzustellen.
Weiter bevorzugt kann die Flüssigkristallschicht des adaptiven
Scheibenverbundelements als polarisationsfreie, homöotrop ausgerichtete Struktur ausgestaltet sein, sodass die Transmissionsanforderungen gemäß der ECE Verordnung R43, Addendum 4.2, Revision 3, August 29, 2012 erfüllt werden können. Zudem kann die Flüssigkristallschicht als elektrisch steuerbares doppelbrechendes nematisches Flüssigkeitsdisplay ausgestaltet sein, um maximale Kontrastverhältnisse zu ermöglichen, sodass ein solches
Scheibenverbundelement insbesondere als Seitenfenster oder Sonnendach eines Fahrzeugs verwendet werden kann.
Vorteilhaft ist die Flüssigkeitskristallschicht in verschiedene Segmente unterteilt, sodass es möglich ist, nur spezielle Bereiche des
Scheibenverbundelements abzudunkeln oder aufzuhellen, sodass die
Blendwirkungen besonders gezielt reduziert werden können ohne gleichzeitig eine übermäßige Abdunkelung zu erreichen.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann in einem Fahrzeug derart mit einem Ansteuerungssystem integriert sein, dass ein automatisches Abdunkeln des Scheibenverbundelements ermöglicht wird.
Vorteilhaft kann das Scheibenverbundelement verschiedene Beschichtungen aufweisen, wobei durch entsprechende Auswahl der Materialien der Blendschutz im spektralen Bereich von 380 bis 780 nm optimiert werden kann. Zudem können die Eigenschaften des Scheibenverbundelements für den spektralen Bereich von 280 bis 400 nm und 780 bis 3000 nm durch entsprechende Wahl der Materialien für die Beschichtungen vorteilhaft beeinflusst werden. Eine vorteilhafte
Beschichtung umfasst somit insbesondere einen Aufbau und/oder eine
Materialzusammensetzung, welche es erlauben, die elektromagnetische Strahlung im Bereich zwischen 280 bis 400 nm sowie im Bereich von 780 bis 3000 nm zu reduzieren. Dazu sind insbesondere IR-Filterschichten und/oder UV-Filterschichten vorgesehen. Dies führt zu dem weiteren Vorteil, dass eine Erhitzung des Inneren des Fahrzeugs reduziert werden kann, da bestimmte elektromagnetische
Strahlung blockiert werden kann.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann eine Verbindungsschicht aufweisen, welche eine doppelbrechungsfreie Klebeschicht ist. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung ist es möglich, die Transmissionseigenschaften des Scheibenverbundelements weiter zu verbessern, sodass die maximale Transmission des Scheibenverbundelements bevorzugt > 70 % ist. Durch die Verwendung der doppelbrechungsfreien Klebeschicht als Verbindung zwischen der ersten und zweiten Scheibe ist es zudem möglich, ein Sicherheitsglas zum Einsatz als Fahrzeugscheibe bereitzustellen. Insbesondere erfüllt dieses Sicherheitsglas die Voraussetzungen der ECE Vorschriften R43: Addendum 42, Revision 3, August 29, 2012.
Vorteilhaft weist das Scheibenverbundelement zumindest eine
Antireflexbeschichtung auf, sodass die maximale Transmission des
Scheibenverbundelements > 70 % ist.
Vorteilhaft umfasst das Scheibenverbundelement als Flüssigkeitskristallschicht ein elektrisch steuerbares, doppelbrechendes, nematisches Flüssigkeitsdisplay mit einer Spaltenbreite von bevorzugt 2-25 μιη und einen
Phasenverzögerungsparameter von bevorzugt 0,5 bis 0,7 χλ und ein
Flüssigkristallmaterial, das eine negative dielektrische Anisotropie zeigt, und wobei ein Kompensationsmittel vorgesehen ist zur Kompensation des
Lichtverlustes gekreuzter Polarisationsfilms und der homootropen Ausrichtung der Flüssigkristallschicht unter größeren Einfallswinkeln des Lichtes.
Das Kompensationsmittel kann insbesondere mindestens aus einer uniaxialen, negativen K/2 C-Platte mit einer bevorzugten Verzögerung bezüglich der
Einfallsrichtung x und/oder y (in der x-y Ebene des Scheibenelements) von 200- 300 nm und einer negativen, bi-axialen λ /2 Platte mit einer bevorzugten
Verzögerung bezüglich der Einfallsrichtung z (entlang der Dicke z des
Scheibenelements) von 20-150 nm bestehen. Die Angabe nm bezieht sich dabei auf eine Distanz um die die entsprechende Einfallsrichtung der linearen
Polarisation verzögert wird (x, y) und (z).
Die Flüssigkristallschicht zwischen der ersten und zweiten Scheibe ist
vorteilhaft über eine doppelbrechungsfreie Klebeschicht als Verbindungsschicht an den Scheiben vorgesehen. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung können die vorteilhaften Transmissionswerte des Scheibenverbundelements erreicht werden.
Das Scheibenverbundelement kann besonders bevorzugt optische
Filterschichten zur Reduktion der elektromagnetischen Strahlung im ultravioletten Spektrum aufweisen. Bevorzugt sind optische Filterschichten vorgesehen, die derart ausgestaltet sind, dass eine Reduktion der elektromagnetischen Strahlung bei einer Wellenlänge von bis zu 400 nm auf unter 1 % erreicht wird.
Vorteilhaft können zusätzlich oder alternativ zu oben genannten Filterschichten weitere Filterschichten vorgesehen sein zur Reduktion der einfallenden
elektromagnetischen Strahlung. Vorteilhaft sind diese optischen Filterschichten derart eingerichtet, dass die elektromagnetische Strahlung auf unter 0,8 % bei einer Wellenlänge von 780 nm bis 3000 nm reduziert werden kann.
Das adaptive Scheibenverbundelement umfasst vorteilhaft eine
Flüssigkristallschicht, welche eine nematische Flüssigkristallsubstanz umfasst.
Die Flüssigkristallschicht kann vorteilhaft zumindest in einen ersten Zustand geschaltet werden in dem die Lichtdurchlässigkeit maximiert ist und in einen zweiten Zustand in dem die Lichtdurchlässigkeit minimiert ist, sodass das
Scheibenverbundelement abgedunkelt, bzw. aufgehellt werden kann. In einer vorteilhaften Weiterbildung ist es möglich, zwischen diesem ersten und zweiten Zustand zusätzliche Zustände vorzusehen, die es ermöglichen, unterschiedliche Abstufungen der Verdunkelung des Scheibenverbundelements vorzusehen
(besonders bevorzugt ist stufenloses Umschalten).
Die Flüssigkristallschicht des Scheibenverbundelements ist vorteilhaft in Segmente unterteilt. Diese Segmente können jeweils einzeln angesteuert und abgedunkelt werden. Vorteilhaft sind zwischen den Elektroden der Flüssigkristallschicht Spalten vorgesehen, welche eine Spaltenbreite von 20 bis 60 pm aufweisen. Durch diesen geringen Spaltenabstand zwischen den Elektroden der Flüssigkristallschicht ist es möglich, die optischen Eigenschaften des Scheibenverbundelements zu verbessern und insbesondere ist es möglich, die Segmentierung der Flüssigkristallschicht für das menschliche Auge nahezu unsichtbar zu machen. Störende Segmentübergänge sind somit nicht erkennbar.
Vorteilhaft weist die Flüssigkristallschicht verschiedene Segmente auf, wobei der Abstand zweier benachbarter Segmente < 70 μιη ist. Durch diesen geringen Abstand ist es möglich, die optischen Eigenschaften des Scheibenverbundelements weiter zu erhöhen.
Zwischen zwei benachbarten Segmenten kann eine Lücke vorgesehen sein, welche frei bleibend ist, sodass insbesondere keine Abgrenzungen zwischen den benachbarten Segmenten vorgesehen sind (=abgrenzungsfreie Segmentanordnung). Durch die Vermeidung von Abgrenzungen zwischen benachbarten Segmenten ist es möglich, einen sehr kleinen Abstand zwischen zwei benachbarten Segmenten zu erreichen, sodass die optischen Eigenschaften des Scheibenverbundelements weiter verbessert werden können. Insbesondere werden Reflexionen der Segmentübergänge vermieden.
Das Scheibenverbundelement kann eine Flüssigkeitskristallschicht aufweisen, die eine polarisatorfreie, positive Phasen wechselnde Flüssigkeits-Displayschicht mit einer Spaltendicke von 2 bis 25 μιη und einem Verhältnis d/p des LC-Direktors der Flüssigkristallschicht zwischen 0,5 und 2 ist. Diese besonders vorteilhafte Flüssigkeitskristallschicht ermöglicht eine weitere Verbesserung der Transmissionseigenschaften des Scheibenverbundelements sowie eine optimale Ansteuerung des Scheibenverbundelements mit optimierten Schaltzeiten. Der Abstand der Elektrodensubstrate der Flüssigkristallschicht ist dabei d und die Steigung des LC-Direktors (Liquid Crystal Director) der Flüssigkristallsubstanz ist mit p bezeichnet.
Die Flüssigkeitskristallschicht des Scheibenverbundelements kann ein Flüssigkeitskristallmaterial aufweisen, welches eine negative elektrische Anisotropie zeigt und welche im ausgeschalteten Zustand (insbesondere spannungsfreier Zustand) eine homootrope Ausrichtung aufweist. Diese vorteilhafte Ausgestaltung ermöglicht es, die optischen Eigenschaften des Scheibenverbundelements weiter zu optimieren und einen sicheren Einsatz als Fahrzeugscheibe zu gewährleisten.
Bevorzugt umfasst die Flüssigkeitskristallschicht ein elektrisch steuerbares, doppelbrechendes, nematisches Flüssigkeits-Display. Dieses Flüssigkeits-Display weist bevorzugt eine Spaltenbreite von 2 bis 8 μιη und einen Phasenverzögerungs- Parameter von 0,5 bis 0,7 χλ auf und ein Flüssigkristallmaterial, das eine negative dielektrische Anisotropie zeigt. Vorteilhaft sind zudem Kompensationsmittel vorgesehen zur Kompensation des Wirkungsverlustes gekreuzter Polarisationsfilme und der optisch anisotropen, homöotrop ausgerichteten Flüssigkristallschicht.
Vorteilhaft weist die Flüssigkristallschicht ein Kunststoffsubstrat mit einer Dicke von 50 bis 300 μιη auf.
Bevorzugt weist die Flüssigkristallschicht zudem ein Glassubstrat mit einer Dicke von 50 bis 150 μιη auf.
Ein adaptives Scheibenverbundelement kann vorteilhaft die folgenden Komponenten in der angegebenen Reihenfolge umfassen: Erste Scheibe aus Glas/Klebefolie als Verbindungsschicht/Polarisationfilterfolie/Flüssigkristallschicht Polarisationsfilterfolie/Klebefolie als Verbindungsschicht/zweite Scheibe aus Glas. Dieser besonders bevorzugte Aufbau ermöglicht die Ausbildung eines Scheibenverbundelements, welches sich besonders für den sicheren Einsatz als Fahrzeugscheibe eignet.
Ein adaptives Scheibenverbundelement kann vorteilhaft die folgenden Komponenten in der angegebenen Reihenfolge umfassen: Erste Scheibe aus Glas oder Kunststoff/Klebeschicht aus EVA, COP oder PU/Polarisationsfilterschicht aus TAC-PVA-TAC/Klebeschicht aus OCA (OCA = optically clear adhesive)/Flüssigkristallschicht mit Spacer aus Spaltendicke von 6 μιη/Klebeschicht aus OCA/Polarisationsfilter aus TAC-PVA-TAC/Klebeschicht aus EVA, COP oder PU/zweite Scheibe aus Glas oder Kunststoff. Dieser besonders bevorzugte Aufbau ermöglicht die Ausbildung eines adaptiven Scheibenverbundelements, welches optimale optische Eigenschaften für den Einsatz im Automobilbau aufweist.
Vorteilhaft sind die Brechungsindizes der Schichten des Scheibenverbundelements derart aufeinander abgestimmt, dass die Transmission durch das Scheibenverbundelement maximiert ist und bevorzugt die maximale Transmission des Scheibenverbundelements > 70 % ist. Dies wird insbesondere auch dadurch erreicht, dass Reflexionsverluste minimiert werden.
Eine Windschutzscheibe kann vorteilhaft aus einem oben genannten adaptiven Scheibenverbundelement aufgebaut sein. Besonders vorteilhaft weist diese Windschutzscheibe eine Vielzahl von segmentierten Flüssigkristallschichten auf, welche zwischen der ersten und zweiten Scheibe angeordnet sind und/oder auf einer Fläche einer der ersten oder zweiten Scheibe aufgebracht sind und wobei die Segmente entlang der Fläche der Windschutzscheibe (entlang der gekrümmten oder ebenen Fläche der Windschutzscheibe) angeordnet sind, wobei diese Segmente bevorzugt in vertikaler und horizontaler Richtung entlang der Fläche der Windschutzscheibe angeordnet sind.
Vorteilhaft kann das oben beschriebene adaptive Scheibenverbundelement als Bestandteil einer Fahrzeugverglasung, einer Automobilverglasung oder eines Helmvisiers verwendet werden.
Weiter bevorzugt ist die Automobilverglasung eine Verglasung im Fahrzeuginnenraum, insbesondere eine Verglasung von Trennscheiben, dekorativen Flächen oder funktionalen Flächen oder eine Verglasung, die einen Fahrzeuginnenraum von der äußeren Umgebung des Fahrzeugs trennt, insbesondere eine Fenster- oder Türverglasung. Ein Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen adaptiven Scheibenverbundelements kann die Schritte umfassen:
- Bereitstellen einer ersten und zweiten lichtdurchlässigen Scheibe,
- Laminieren einer Flüssigkristallschicht zwischen die erste und zweite Scheibe unter Verwendung zumindest einer Verbindungsschicht
- Versiegeln der seitlichen Randbereiche des Scheibenverbundelements mit Hilfe eines Versiegelungsmaterials.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann vorteilhaft eine Beschichtung auf der ersten oder zweiten Scheibe aufweisen, wobei diese Beschichtung einen Brechungsindex < 1,8 und eine Schichtdicke < 250 μιη aufweist. Bevorzugt ist die Beschichtung aus mehreren Einzelschichten aufgebaut.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann vorteilhaft zwei Indexanpassungsschichten aufweisen, sodass durch entsprechende Ausgestaltung dieser Indexanpassungsschichten (index matched) eine maximale Transmission des Scheibenverbundelements > 70 % wird.
Das Scheibenverbundelement kann optische Filterschichten aufweisen, wobei vorteilhaft diese optischen Filterschichten zumindest einen UV- Dünnschichtkantenfilter und/oder eine Kunststofffolie mit eingearbeitetem Farbstoff und/oder einen UV-Dünnschichtkantenfilter und/oder einen IR- Dünnschichtkantenfilter umfasst.
Die optische Filterschicht kann vorteilhaft eine Kunststofffolie sein mit integriertem oder aufgebrachtem reflektierendem oder absorbierendem Material.
Das Scheibenverbundelement kann vorteilhaft zwei Antireflexbeschichtungen aufweisen, wobei zumindest eine Antireflexbeschichtung Titandioxid oder Siliziumdioxid enthält. Das adaptive Scheibenverbundelement kann vorteilhaft eine erste und/oder zweite Scheibe aufweisen, welche als ein Scheibensicherheitsglas ausgestaltet ist, wobei bevorzugt die erste und zweite Scheibe transparent für sichtbares Licht ist.
Die Verbindungsschicht kann bevorzugt zumindest eines der folgenden Materialien enthalten: PVB (Polyvinylbutyral), PET (Polyethylenterephthalat), PVC (Polyvinylchlorid), PU (Polyurethane), COP (Cyclic Olefin Polymer), EVA, co-PC (Co- Polycarbonat).
Die Flüssigkristallschicht kann mit Hilfe von zwei Klebefolien oder von Klebstoffmaterial zwischen den Scheiben, welche Glasscheiben sind, angeordnet sein. Alternativ können die Scheiben auch aus lichtdurchlässigem flexiblem oder nicht-flexiblem Kunststoff bestehen.
Auf wenigstens einer Seite der ersten oder zweiten Scheibe kann eine Antireflexbeschichtung aufgebracht sein, die einen Aufbau von dünnen Schichten aus dielektrischem Material mit abwechselnd hohem und niedrigem Brechungsindex enthält. Durch diese vorteilhafte Ausgestaltung können die optischen Eigenschaften des Scheibenverbundelements weiter erhöht werden.
Vorteilhaft weist die Antireflexschicht als Material Nioboxid auf.
Bevorzugt wird ein Scheibenverbundelement vorgeschlagen, welches Schichten aufweist, welche einen möglichst gleichen Brechungsindex aufweisen.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann zusätzlich eine Wärmedämmschicht aufweisen, welche als Sonnenschutzschicht verwendet werden kann, um eine hohe Wärmedämmung zu erreichen.
Die erste und zweite Scheibe des adaptiven Scheibenverbundelements kann vorteilhaft als ein Scheibenglas, ein Scheibensicherheitsglas, teilvorgespanntes Einscheibenglas, Verbundsicherheitsglas oder Verbundsicherheitsglas mit Einscheibensicherheitsglas sein.
Die oben genannten Beschichtungen können bevorzugt durch Kathodenzerstäubung im Vakuum (Sputtertechnik), durch physikalisches Aufdampfen, durch chemische Gasphasenabscheidung, durch Schleuderverfahren oder durch ein Tauchverfahren direkt auf die erste und/oder zweite Scheibe aufgebracht werden.
Das adaptive Scheibenverbundelement kann mehr als die erste und die zweite Scheibe umfassen und insbesondere können drei, vier oder fünf Scheiben, welche bevorzugt aus Glas und/oder Kunststoff bestehen, vorliegen.
Die Verbindungsschicht kann bevorzugt als Folie ausgestaltet sein und insbesondere als PVB-Folie oder EVA-Folie (Ethyl-Vinylacetat-Folie). Alternativ ist auch die Verbindung der Scheiben mittels eines Gießharzes möglich.
Die Flüssigkristallschicht kann als Folie ausgestaltet sein, welche Flüssigkristalle enthält. Eine derartige Folie ermöglicht es, die Folie von einem abgedunkelten
(gekreuzte Polariatoren) in einen transparenten Zustand oder umgekehrt durch Anlegung von Spannungen zu schalten. Hierbei wird der Phasenübergang der Flüssigkristalle von einer transparenten, streng geordneten Struktur, die die Folie in Transmission dunkel erscheinen lässt, in eine doppelbrechende Phase (die Phase wird dabei um 180° verzögert und dreht damit die lineare Polarisationsachse um exakt 90° ), die sichtbares Licht transmittieren lässt, umgeschaltet (oder umgekehrt, abhängig vom verwendeten Flüssigkristallmodus). Die Phasenverzögerung (δ) folgt dabei folgender Approximation: δ « 2π/λ (Änd) (dabei bedeutet λ die Wellenlänge des Lichtes, d die Spaltenbreite und Δη die Differenz des extraordinären (ne) minus des ordinären (no) Brechungsindices des Flüssigkristallmediums. Die Flüssigkristallschicht kann derart im Scheibenverbundelement vorgesehen sein, dass lediglich ein Teil dieses Scheibenverbundelements diese Flüssigkristallschicht aufweist, sodass nicht die gesamte Fläche des Scheibenverbundelements die Flüssigkristallschicht aufweist. Bevorzugt ist die Flüssigkristallschicht lediglich in einem Randbereich des Scheibenverbundelements vorgesehen und besonders bevorzugt ist die Flüssigkristallschicht lediglich auf einer Fläche von einem Drittel der Gesamtfläche des Scheibenverbundelements vorliegend. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich, eine Verbundscheibe bereitzustellen, welche einen abdunkelbaren Bereich mit einer Flüssigkristallschicht aufweist und zudem einen Bereich ohne Flüssigkristallschicht.
Ein LCD Panel für ein Sonnendach (insbesondere eines Fahrzeugs) kann besonders vorteilhaft mit den beschriebenen adaptiven Scheibenverbundelementen versehen sein. Mehrere Scheibenverbundelemente (bevorzugt vier) Scheibenverbundelemente können zumindest ein (bevorzugt vier) LCD Panel eines Sonnendaches ausbilden, wobei die Scheibenverbundelemente derart angeordnet sein können, dass der bevorzugte Sichtwinkelbereich in (bevorzugt vier) unterschiedlichen Quadranten angeordnet ist und dadurch in der Wirkung für die Insassen eines Fahrzeuges ein Multidomänen Display entsteht.
Das Scheibenverbundelement kann bevorzugt eine Umlaufdichtung aufweisen welche den Bereich zwischen erster und zweiter Scheibe abdichtet. Die Schichten zwischen den Scheiben können dadurch nach außen abgedichtet werden. Bevorzugt ist die Umlaufdichtung eine PUR Dichtung (Polyurethan) welche das welche das Scheibenverbundelement (Glassandwich) abdichtet und das Flüssigkristallelement (oder auch Flüssigkristallschicht) schwimmend einbettet. Die besonders vorteilhafte schwimmende Einbettung kann durch Verwendung eines weichen Materials (wie bevorzugt PUR) für die Umlaufdichtung erreicht werden.
Ein Verfahren zum Herstellen des Scheibenverbundelements umfasst vorteilhaft ein Niederdruck- / Niedertemperaturkunststoffspritzverfahren, insbesondere zum Aufbringen der Umlaufdichtung. Vorteilhaft wird rund um die Scheiben ein Werkzeug (Stahlwerkzeug) gebaut welches am Umfang mehrere Einspritzdüsen hat. Ein niedrig schmelzender Kunststoff (bevorzugt ca. 100-150°C) kann dann unter geringem Druck (bevorzugt ca. 0.2-0.4 MPa) als Dichtung zwischen die erste und zweite Scheibe gespritzt werden. Die Scheibe erhält so eine saubere Abdichtung, ist resistent gegen Umwelteinflüsse und kann ohne weitere Maßnahmen eingebaut werden.
Durch die beschriebenen Konfigurationen des Scheibenverbundelements ist es zudem möglich die vorteilhaften Transmissionswerte des gesamten Scheibenverbundelements von > 70% zu erreichen.
Es sei darauf hingewiesen, dass die beschriebenen Merkmale allein und in Kombination miteinander verwendet werden können, soweit sich dies insbesondere auch für den Fachmann erschließt. Insbesondere können alle in diesem Dokument beschriebenen Merkmale in beliebiger Weise miteinander kombiniert werden. Dies gilt vor allem für die in den Ansprüchen dargelegten Merkmale.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren beschrieben.
Figur 1: Zeigt den Aufbau eines herkömmlichen Sicherheitsglases;
Figur 2: Zeigt einen ersten Aufbau des adaptiven Scheibenverbund-elements der vorliegenden Erfindung;
Figur 3: Zeigt einen zweiten Aufbau des erfindungsgemäßen adaptiven
Scheibenverbundelements;
Figur 4: Zeigt einen dritten Aufbau des adaptiven Scheibenverbund-elements der vorliegenden Erfindung;
Figur 5a: Zeigt den Aufbau einer Windschutzscheibe unter Verwendung des adaptiven Scheibenverbundelements der vorliegenden Erfindung;
Figur 5b: Zeigt einen Aufbau eines Seitenfensters/Sonnendachs unter
Verwendung des adaptiven Scheibenverbundelements der vorliegenden
Erfindung;
Figur 6: Zeigt den spektralen Transmissionsbereich des adaptiven Scheibenverbundelements der vorliegenden Erfindung;
Figur 7a: Zeigt einen weiteren vorteilhaften Aufbau des adaptiven Scheibenverbundelements der vorliegenden Erfindung;
Figur 7b: Zeigt den Aufbau des adaptiven Scheibenverbundelements mit Umlaufdichtung;
Figur 8: Zeigt eine Tabelle eines besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels des Scheibenverbundelements;
Figur 9: zeigt den Aufbau eines Sonnendaches mit vier LCD Panels;
In Figur 1 ist beispielhaft der Aufbau eines herkömmlichen Sicherheitsglases, wie es beispielsweise im Fahrzeugbau verwendet wird, dargestellt. Das Sicherheitsglas besteht dabei aus einer ersten Scheibe Sl, welche über eine Verbindungsschicht V mit einer zweiten Scheibe S2 verklebt ist.
In Figur 2 ist ein Aufbau eines adaptiven Scheibenverbundelements gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt. Gemäß diesem ersten Ausführungsbeispiel ist eine erste Scheibe Sl, welche bevorzugt aus einem Glasmaterial besteht, bereitgestellt. Diese erste Scheibe Sl weist eine Außenfläche auf, welche frei bleibend ist, und eine Innenfläche, welche mit der Verbindungsschicht V kontaktiert wird. Über die Verbindungsschicht V ist es möglich, eine Verbindung zwischen der ersten Scheibe Sl und der zweiten Scheibe S2 herzustellen und dabei einen Abstand zwischen den Scheiben Sl und S2 zu gewährleisten. Dieser Aufbau entspricht somit dem Aufbau eines Sicherheitsglases. Zusätzlich wird jedoch vorgeschlagen, eine Flüssigkristallschicht LC auf der Fläche der zweiten Scheibe S2 vorzusehen. Insbesondere wird die Flüssigkristallschicht LC auf der Innenseite der zweiten Scheibe S2 vorgesehen.
Die Flüssigkristallschicht LC ist bevorzugt eine LCD (Liquid Crystal Display)-Folie. Das gezeigte adaptive Scheibenverbundelement kann vorteilhaft für die
Windschutzscheibe eines Fahrzeugs verwendet werden, wobei besonders bevorzugt die Flüssigkristallschicht in verschiedene Segmente unterteilt ist. Die Flüssigkristallschicht LC ist bevorzugt aus einem oberen Substrat und einem unteren Substrat aufgebaut, die einander zugewandt sind, wobei ein Flüssigkristallmaterial zwischen diesen Substraten eingefügt ist. In einer
Weiterbildung können eine obere Polarisationsschicht und eine untere Polarisationsschicht an der Außenseite des oberen und/oder unteren Substrats vorgesehen sein. Besonders bevorzugt ist zudem ein Kompensationsfilm, der zur Verringerung der Abhängigkeit optischer Eigenschaften vom Betrachtungswinkel in der oberen, oder in beiden, Polarisationsschichten positioniert, wobei der Kompensationsfilm jeweils den Lichtverlust von gekreuzten Polarisatoren und die elliptische Polarisation anisotroper, homeotrop angeordneter Flüssigkristalle unter grösseren Einfallswinkeln kompensiert. Das Kompensationsschema folgt dem Konzept dass die homeotrope Flüssigkristallschicht (uniaxiale, positive K/2 C- Platte,) mit einer uniaxialen, negativen K/2 C-Platte kompensiert wird (e.g. COP). Der Lichtverlust von gekreuzten Polarisatoren kann beispielsweise mit einer positiven und einer negativen, uniaxialen λ/6 Platte, oder, wieder beispielsweise, mit einer biaxialen K/2 Verzögerungsplatte (x-y 220 nm, z 55 nm) kompensiert werden (e.g. COP).
In Figur 3 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des adaptiven Scheibenverbundelements dargestellt. Zwischen der ersten und zweiten Scheibe Sl, S2 sind verschiedene Schichten vorgesehen. Insbesondere ist die Flüssigkristallschicht LC vorgesehen, wobei zwischen der Flüssigkristallschicht LC und der ersten Scheibe Sl und der zweiten Scheibe S2 jeweils eine Verbindungsschicht VI, V2 sowie ein optischer Filter Fl, F2 vorgesehen. Die optischen Filter Fl, F2 können als optische Filterschicht ausgestaltet sein und insbesondere als UV-Dünnschichtkantenfilter und/oder I R-Dünnschichtkantenfilter.
Die Verbindungsschichten VI, V2 sind bevorzugt aus zumindest einem der folgenden Materialien aufgebaut: PVB, PET, PVC, PU, COP, EVA, co-PC.
Die Flüssigkeitskristallschicht LC ist im Ausführungsbeispiel der Figur 3 als positives Phase-Change LCD ausgeführt. Durch Verwendung eines Phase-Change LCD als Flüssigkristallschicht LC ist es möglich, einen Aufbau bereitzustellen, welcher sich insbesondere für die Verwendung als Windschutzscheibe eines Fahrzeugs eignet. Besonders bevorzugt kann somit eine Windschutzscheibe für einen PKW oder LKW bereitgestellt werden.
Die Verbindungsschichten VI, V2 sind als doppelbrechungsfreie Klebeschicht ausgebildet, sodass es möglich ist, ein Scheibenverbundelement auszubilden, welches als Sicherheitsglas zum Einsatz als Fahrzeugscheibe geeignet ist.
In Figur 4 ist eine weitere vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen adaptiven Scheibenverbundelements dargestellt. Zwischen der ersten Scheibe Sl und der zweiten Scheibe S2 sind optische Filterschichten Fl, F2 vorgesehen. Diese optischen Filterschichten sind mit übereinstimmenden Brechungsindizes ausgestaltet (Index Matching).
Zudem sind Verbindungsschichten VI und V2 vorgesehen, welche es ermöglichen, ein Sicherheitsglas auszubilden. Auf der Flüssigkristallschicht LC sind zusätzliche Polarisations- und Kompensationsschichten PI und P2 vorgesehen.
Die Flüssigkeitskristallschicht LC ist in dieser Ausführungsform als doppelbrechendes nematisches Flüssigkeitskristall-Display ausgestaltet, sodass sich dieser Aufbau besonders für Seitenfenster und Sonnenschutzverglasungen eignet.
In Figur 5a ist eine Windschutzscheibe dargestellt mit adaptivem Scheibenverbundelement. Dieses Scheibenverbundelement ist in Segmente IL bis 4R unterteilt und somit in vertikaler und horizontaler Richtung entlang der Fläche der Windschutzscheibe. Das Scheibenverbundelement kann jedoch auch mehr als vier Segmente aufweisen. Die einzelnen Segmente der Windschutzscheibe können einzeln oder gemeinsam angesteuert werden, sodass selektiv verschiedene Bereiche der Windschutzscheibe abgedunkelt werden können. Die einzelnen Segmente SEG grenzen aneinander, wobei zwischen den Segmenten SEG unsichtbare Spalten G vorgesehen sind. Insbesondere sind die Spalten G derart klein, dass diese optisch für das menschliche Auge nicht wahrnehmbar sind. Bevorzugt ist somit die Breite der Spalten G kleiner 70 μιη.
In Figur 5b ist die Segmentierung eines Seitenfensters oder Sonnendachs dargestellt. Das adaptive Scheibenverbundelement ist dabei exemplarisch in drei Segmente unterteilt. Das erste Segment SEG 1, das zweite Segment SEG 2 und das dritte Segment SEG 3 sind benachbart angeordnet, wobei zwischen diesen Segmenten der unsichtbare Spalt G vorgesehen ist. Bevorzugt wird als Flüssigkristallschicht LC die gemäß dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 beschriebene Aufbau der Flüssigkristallschicht LC verwendet.
In Figur 6 ist der spektrale Transmissionsverlauf des adaptiven Scheibenverbundelements der vorliegenden Erfindung dargestellt. Insbesondere wird aus Figur 6 ersichtlich, dass durch Bereitstellen der beschriebenen optischen
Filter für den Infrarot- und UV-Bereich die elektromagnetische Strahlung bis zu einer Wellenlänge von 400 nm auf unter 1 % reduziert werden kann und so wie die elektromagnetische Strahlung bei einer Wellenlänge im Bereich von 780 nm bis 3000 nm auf < 0,8 % reduziert werden kann. Bei den verwendeten optischen Filtern Fl, F2 handelt es sich insbesondere um UV-Dünnschichtkantenfilter (gesputtert-
Interferenzfilter) oder um eine absorbierende Substanz, z. B. einen Farbstoff, der in eine Kunststofffolie eingearbeitet ist. Der UV-Filter kann zusätzlich mit einem IR- Dünnschichtkantenfilter kombiniert werden oder es kann zusätzlich als reflektierendes oder absorbierendes Material, z. B. Silber oder Kupfer, vorgesehen sein, welches auf eine Kunststofffolie aufgebracht oder eingebracht wird. Die beiden Kantenfilter werden in Transmission zum Bandpassfilter für die sichtbare Strahlung gemäß Figur 6 eingesetzt.
Bevorzugt werden die Brechungsindizes der verwendeten Schichten mit den Fresnel-Gleichungen so optimiert, dass eine maximale Transmission des Sicherheitsglases resultiert, sodass Reflexionsverluste vermieden werden können.
In Figur 7a ist ein Aufbau einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Zwischen der ersten Scheibe Sl und der zweiten Scheibe S2 sind die Verbindungsschichten VI und V2 vorgesehen, welche direkt an die erste Scheibe Sl und die zweite Scheibe S2 grenzen und mit diesen verbunden sind. Die bevorzugte Schichtdicke der ersten Verbindungsschicht VI und der zweiten Verbindungsschicht V2 ist dabei 125 μιη. Angrenzend zur ersten Verbindungsschicht VI als auch der zweiten Verbindungsschicht V2 ist eine Polarisationsschicht bzw. ein optischer Filter Fl und F2 vorgesehen. Der optische Filter Fl, F2 weist zusätzlich eine Kompensationsschicht auf. Die Kompensationsschicht ist in den Polarisator integriert und die Filter sind auf den
Polarisator aufgebracht. Die Kompensationsschicht kann reflektierend und / oder absorbierend aufgebaut sein. Der optische Filter wird über eine Klebeschicht K (oder Verbindungsschicht) mit der Flüssigkristallschicht LC verbunden. Die Flüssigkristallschicht LC umfasst zwei LCD-Substratschichten 8, welche jeweils auf einer Fläche eine Elektrode El, E2 aufweisen. Die Elektroden El, E2 werden über das Verbindungselement VB mit einer Ansteuerung verbunden. Zwischen den einander zugewandten Elektroden El und E2 ist ein Spalt vorgesehen, in welchem sich das Flüssigkristallmaterial befindet, sowie Abstandshalter SP, welche bevorzugt aus Kunststoff aufgebaut sind.
Wie in Figur 7b dargestellt, wird zur zusätzlichen Abdichtung gegen Umwelteinflüsse und zur sicheren Einbettung des Flüssigkristallelementes in das Scheibensandwich aus einem relativ weichen Material (bevorzugt PUR) mit einem Niederdruck- (0.2 - 0.4 MPa) und Niedertemperatur- (100-140 ° C) Kunststoffspritzgussverfahren das Sicherheitsglassandwich umspritzt, sodass eine umlaufende Dichtung U (Umlaufdichtung) bereitgestellt werden kann. Dadurch erhält das Scheibenverbundelement eine saubere Abdichtung, ist resistent gegen Umwelteinflüsse und kann ohne weitere Maßnahmen eingebaut werden. Die Dichtung umfasst den gesamten Bereich von Glas Sl zu Glas S2 und dichtet das gesamte Sicherheitsglassandwich ab. Die umlaufende Dichtung U ist eine PUR Dichtung (gasket) welche das Glassandwich abdichtet und das Flüssigkristallelement „schwimmend" einbettet, da dazu weicheres Material zwischen die Scheiben Sl und S2 gebracht wird. Die LCD-Dichtung D hingegen, dichtet das LCD gesamtheitlich gegen außen ab.
Die in Figur 8 dargestellte Tabelle umfasst nähere Erläuterungen bezüglich der Schichtdicken sowie dem Brechungsindex und dem bevorzugten Material der Schichten eines besonders vorteilhaften Ausführungsbeispiels (siehe auch Figur 7). Figur 9 zeigt den Aufbau eines Sonnendaches mit vier verschiedenen LCD Panels (I, II, III und IV). Jedes dieser LCD Paneele kann als Scheibenverbundelement ausgestaltet sein wobei diese separat oder in Verbindung zueinander vorgesehen sind. Der beste Blickwinkelbereich (siehe Pfeile in Figur 9) der vier Displays (bestimmte Kombination der linearen Polarisationsachsen und der Reibrichtung) ist beispielsweise so ausgelegt, dass sich für die Fahrzeuginsassen eine 4- Domänenausbildung des LCD Daches ergibt. Das heisst, dass die Abschwächung des Lichtes durch das Sonnendach, bei unterschiedlichster Einfallsrichtung des Sonnenlichtes, für alle Insassen möglichst gleichmässig ausfällt.
Es ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren lediglich die Prinzipien der vorgeschlagenen Vorrichtung darlegen. Auf Basis der vorliegenden Offenbarung ist es dem Fachmann möglich, diverse Varianten der beschriebenen Ausgestaltungen zu erstellen. Diese Varianten, obwohl nicht ausdrücklich beschrieben, werden ebenfalls von diesem Dokument offenbart und werden von den Ansprüchen umfasst.

Claims

Ansprüche
1. Adaptives Scheibenverbundelement für eine Fahrzeugscheibe zur Reduzierung der Blendwirkung einer Lichtquelle mit
- einer ersten und zweiten Scheibe (Sl, S2),
- einer Flüssigkristallschicht (LC), und
- zumindest einer Verbindungschicht (VI, V2) zum Verbinden von erster und zweiter Scheibe (Sl, S2) mit einem Abstand zueinander, wobei
die Flüssigkristallschicht (LC) zwischen der ersten und zweiten Scheibe (Sl, S2) angeordnet ist und/oder auf eine Fläche einer der ersten oder zweiten Scheibe (Sl, S2) aufgebracht ist und wobei
die Transparenz des adaptiven Scheibenverbundelements durch Ansteuerung der Flüssigkeitskristallschicht (LC) über Elektroden (El, E2) veränderbar ist, und
wobei die Verbindungsschicht (VI, V2) eine doppelbrechungsfreie
Klebeschicht ist und das Scheibenverbundelement als Sicherheitsglas zum Einsatz als Fahrzeugscheibe ausgestaltet ist.
2. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das Scheibenverbundelement zumindest eine Antireflexbeschichtung aufweist, sodass die maximale Transmission des Scheibenverbundelements größer 70% ist.
3. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkristallschicht (LC)
zwischen der ersten und zweiten Scheibe (Sl, S2) bereitgestellt ist und doppelbrechungsfreie Klebeschichten als Verbindungsschichten (VI,
V2) zwischen der Flüssigkristallschicht (LC) und den Scheiben (Sl, S2) verwendet werden.
4. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche, mit optischen Filterschichten (Fl, F2) zur
Reduktion der elektromagnetischen Strahlung im ultravioletten Spektrum, wobei die Filterschichten (Fl, F2) derart ausgestaltet sind, dass eine
Reduktion der elektromagnetischen Strahlung bei einer Wellenlänge von bis zu 400nm auf unter 1% erreicht wird.
5. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche, mit optischen Filterschichten (Fl, F2) zur
Reduktion der einfallenden elektromagnetischen Strahlung auf unter 0,8% bei einer Wellenlänge von 780nm bis 3000nm.
6. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkristallschicht (LC) in Segmente
(SEG1, SEG2, SEG3) unterteilt ist, die jeweils einzeln angesteuert und
abgedunkelt werden können, und zwischen Elektroden (El, E2) der
Flüssigkristallschicht (LC) Spalten (G) mit einer Breite von 20-70 μιη
vorliegen.
7. Adaptives Scheibenverbundelement nach Anspruch 6, wobei der Abstand
zweier benachbarter Segmente (SEG1, SEG2, SEG3) kleiner 70 μιη ist.
8. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche 6 oder 7, wobei zwischen benachbarten
Segmenten (SEG1, SEG2, SEG3) keine Abgrenzungen vorliegen, sodass eine frei bleibende Lücke zwischen zwei benachbarten Segmenten
vorliegt.
9. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das Flüssigkristallmaterial der
Flüssigkeitskristallschicht (LC) eine negative dielektrische Anisotropie
zeigt und wobei die Flüssigkeitskristallschicht (LC) im ausgeschalteten Zustand eine homöotrope Ausrichtung aufweist.
Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die Flüssigkeitskristallschicht (LC) ein elektrisch steuerbares, doppelbrechendes, nematisches
Flüssigkeitsdisplay umfasst mit einer Spaltenbreite von 2-25 μιη und einen
Phasenverzögerungsparameter von 0,5 bis 0,7 χλ und ein
Flüssigkristallmaterial, das eine negative dielektrische Anisotropie zeigt, und wobei ein Kompensationsmittel vorliegt zur Kompensation des
Lichtverlustes gekreuzter Polarisationsfilms und der homootropen Ausrichtung der Flüssigkristallschicht und wobei das Kompensationsmittel mindestens aus einer uniaxialen, negativen K/2 C-Platte mit einer bevorzugten
Verzögerung bezüglich der Einfallsrichtung X oder Y von 200-300 nm und einer negativen, bi-axialen λ /2 Platte mit einer bevorzugten Verzögerung bezüglich der Einfallsrichtung Z von 20-150 nm besteht.
11. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei die Flüssigkristallschicht (LC) ein
Kunststoffsubstrat mit einer Dicke von 50 bis 300 μιη umfasst, und/oder wobei die Flüssigkristallschicht (LC) ein Glassubstrat mit einer Dicke von 50 bis 150 pm umfasst.
12. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche, wobei das Scheibenverbundelement die folgenden Komponenten in der angegebenen Reihenfolge umfasst: erste Scheibe (Sl) aus Glas / Klebefolie als Verbindungsschicht (VI, V2) /
Polarisationsfilterfolie /Flüssigkristallschicht (LC)/ Polarisationsfilterfolie / Klebefolie als Verbindungsschicht (VI, V2) / zweite Scheibe (S2) aus Glas.
13. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einer Indexanpassungsschicht, sodass die maximale Transmission
des Scheibenverbundelements größer oder gleich 70% ist.
14. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, mit einer optischen Filterschicht (Fl, F2), die ein UV Dünnschichtkantenfilter oder eine Kunststofffolie mit
eingearbeitetem Farbstoff ist, und/oder mit einer optischen Filterschicht (Fl, F2) die einen UV Dünnschichtkantenfilter und/oder IR Dünnschichtkantenfilter umfasst, und/oder mit einer optischen Filterschicht (Fl, F2) die eine
Kunststofffolie mit integrierten oder aufgebrachten reflektierenden oder absorbierenden Material umfasst.
15. Adaptives Scheibenverbundelement nach zumindest einem der
vorhergehenden Ansprüche 1 bis 12, wobei das Scheibenverbundelement zwei Antireflexbeschichtungen aufweist und zumindest eine Antireflexbeschichtung Titandioxid und/oder Siliziumdioxid enthält, und/oder wobei auf wenigstens einer Seite der ersten oder zweiten Scheibe (Sl, S2) eine
Antireflexbeschichtung aufgebracht ist, die einen Aufbau von dünnen Schichten aus dielektrischem Material mit abwechselnd hohem und niedrigem
Brechungsindex enthält.
16. LCD Panel für ein Sonnendach mit adaptiven Scheibenverbundelementen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mehrere
Scheibenverbundelemente zumindest ein LCD Panel eines Sonnendaches ausbilden, wobei die Scheibenverbundelemente derart angeordnet sind, dass der bevorzugte Sichtwinkelbereich in unterschiedlichen Quadranten
angeordnet ist und dadurch in der Wirkung für die Insassen eines Fahrzeuges ein Multidomänen Display entsteht.
Windschutzscheibe mit einem adaptiven Scheibenverbundelement nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 15, wobei eine Vielzahl von segmentierten Flüssigkristallschichten (LC) vorgesehen sind, welche zwischen der ersten und zweiten Scheibe (Sl, S2) angeordnet sind und/oder auf eine Fläche einer der ersten oder zweiten Scheibe (Sl, S2) aufgebracht sind und wobei die Segmente entlang der Fläche der
Windschutzscheibe angeordnet sind und bevorzugt in vertikaler und horizontaler Richtung angeordnet sind.
18. Verwendung eines Scheibenverbundelements nach zumindest einem der voranstehenden Ansprüche 1 bis 15, als Bestandteil einer
Fahrzeugverglasung oder eines Helmvisiers, wobei die Verglasung einen Fahrzeuginnenraum von der äußeren Umgebung des Fahrzeugs trennt.
19. Verfahren zum Herstellen eines adaptiven Scheibenverbundelements nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 15, umfassend die Schritte:
- Bereitstellen einer ersten und zweiten lichtdurchlässigen Scheibe (Sl, S2),
- Laminieren einer Flüssigkristallschicht (LC) zwischen die erste und zweite Scheibe (LC) unter Verwendung zumindest einer Verbindungsschicht (VI, V2),
- Versiegeln der seitlichen Randbereiche des Scheibenverbundelements mit Hilfe eines Versiegelungsmaterials.
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