WO2020083561A1

WO2020083561A1 - Verbundscheibe mit funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen eigenschaften und verbessertem optischen erscheinungsbild

Info

Publication number: WO2020083561A1
Application number: PCT/EP2019/074391
Authority: WO
Inventors: Jefferson DO ROSARIO; Florian Manz; Michael Labrot; Huixing Zhang
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2018-10-24
Filing date: 2019-09-12
Publication date: 2020-04-30
Also published as: CN111356589A

Abstract

Die Erfindung beschreibt eine Verbundscheibe (1) für eine Kraftfahrzeugverglasung mit einer inneren Oberfläche i und einer äußeren Oberfläche a, aufweisend ein Funktionselement (16) mit aktiver Schicht (10) und eine Polarisatorschicht (15), die zwischen der aktiven Schicht (10) und der äußeren Oberfläche a und/oder der inneren Oberfläche i angeordnet ist und dazu ausgebildet ist, die Polarisationsrichtung des transmittierten Lichtes zu ändern. Die erfindungsgemäße Verbundscheibe hat deutlich verbesserte optische Eigenschaften. Insbesondere sind die Transmissionseigenschaften bei schrägem Lichteinfall deutlich verbessert.

Description

Verbundscheibe mit Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften und verbessertem optischen Erscheinungsbild

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Verbundscheibe mit einem Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften und verbessertem optischen Erscheinungsbild .

Bei Verbundgläsern für Fahrzeugverglasungen ist es bekannt, Funktionselemente mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften einzusetzen , deren Lichtdurchlässigkeit durch Anlegen einer elektrischen Spannung veränderbar ist. Dem Fachmann sind diverse Arten von Funktionselementen , die in diesem Zusammenhang verwendet werden können , bekannt. Zu den insbesondere im Automobilbereich verwendeten elektrisch steuerbaren Funktionselementen zählen PDLC-Elemente ( polymer dispersed liquid crystai), deren aktive Schicht in einer Polymermatrix eingelagerte Flüssigkristalle umfasst. PDLC- Funktionselemente sind beispielsweise aus DE 102008026339 A1 bekannt. Ein weiteres Beispiel sind SPD-Funktionselemente ( suspended particle device), die beispielsweise aus EP 0876608 B1 und WO 201 1033313 A1 bekannt sind. Durch die angelegte Spannung lässt sich die Transmission von sichtbarem Licht durch PDLC- oder SPD-Funktionselemente steuern. Verglasungen mit solchen Funktionselementen können also auf komfortable Weise elektrisch abgedunkelt werden.

Wird über die Flächenelektroden eines PDLC-Funktionselementes eine Spannung an die Polymermatrix angelegt, richten sich die Flüssigkristalle entlang des erzeugten elektrischen Feldes aus und die Polymerschicht wird transparent. Ohne angelegte Spannung sind die Flüssigkristalle zufällig orientiert, wodurch die Polymerschicht streuend wirkt und intransparent wird . Dieser Vorgang ist reversibel, so dass die PDLC- Schicht zwischen einem transparenten und einem intransparenten Modus schaltbar ist. Eine Scheibe umfassend solch ein PDLC-Funktionselement kann auch als PDLC- Scheibe bzw. im Falle einer Verbundscheibe als PDLC-Verbundscheibe bezeichnet werden .

Je nach Ausführung können diese Verbundscheiben beispielsweise als variabler Sonnenschutz dienen oder die Funktion eines Sichtschutzes übernehmen . Sie eignen sich damit insbesondere für den Einsatz in Autoverglasungen , beispielsweise als Windschutzscheibe mit elektrisch regelbarer Sonnenblende, als Dachverglasung oder für Seiten- und Heckscheiben . Windschutzscheiben mit elektrisch regelbaren Sonnenblenden sind beispielsweise bekannt aus DE 102013001334 A1 , DE 102005049081 B3,

DE 102005007427 A1 und DE 102007027296 A1. Ein Fahrzeugdach umfassend eine PDLC- Verbundscheibe geht beispielsweise aus EP 2010385 B1 hervor.

Allerdings tritt bei solchen PDLC-Verbundscheiben das Problem auf, dass die Streuung der aktiven Schicht, hier der PDLC-Schicht, im transparenten Modus eine Winkelabhängigkeit besitzt. Für senkrecht auf die PDLC-Schicht auftreffendes Licht weist die PDLC-Schicht eine minimale Streuung auf. Schräg auf die PDLC-Schicht auftreffendes Licht erfährt dagegen eine Streuung, die mit zunehmender Winkelabweichung von der Senkrechten zunimmt. Diese Streuung führt dazu, dass die PDLC-Schicht im transparenten Modus milchig getrübt erscheint, wenn sie unter einem schrägen Winkel betrachtet wird. Diese milchige Trübung wird auch als weißer Schleier bezeichnet.

Bei einer starken Ausprägung des weißen Schleiers erscheint die durch die PDLC- Schicht betrachtete Umgebung lediglich schemenhaft, wobei der Kontrast und die Farbsättigung erheblich reduziert werden. Der weiße Schleier führt damit zu einer verschlechterten optischen Qualität der PDLC-Verbundscheibe und kann sogar zu Sichtbehinderungen führen.

Eine weitere Problematik im Zusammenhang mit PDLC-Verbundscheiben tritt auf, wenn der Betrachter diese durch eine Sonnenbrille mit Polarisationsfilter betrachtet. Je nach verwendetem Polarisationsfilter der Sonnenbrille werden die Durchsichteigenschaften der PDLC-Verbundscheibe dabei wesentlich verschlechtert.

EP 2 128 688 A1 offenbart Verglasungen umfassend Flüssigkristallelemente mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften, wobei an den Außenseiten der Verglasung Polarisatorschichten angeordnet werden können.

In dem, nach dem Prioritätstag der vorliegenden Anmeldung veröffentlichten, Dokument WO 2018/233989 A1 ist eine Fahrzeugscheibe umfassend eine Flüssigkristallanordnung mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften offenbart, die eine Polarisatorschicht zwischen Flüssigkristallanordnung und Außenseite oder Flüssigkristallanordnung und Innenseite der Verglasung aufweist.

In JP S58 136534 A wird eine Fahrzeugscheibe mit Flüssigkristalldisplay beschrieben, wobei das Flüssigkristalldisplay zwischen Polarisatorplatten eingelegt ist, deren permeable Achsen im rechten Winkel zueinander stehen. US 4749261 A offenbart eine Fahrzeugdachscheibe umfassend eine Flüssigkristallschicht, wobei die Dachscheibe einen Polarisator umfasst, der zwischen Flüssigkristallschicht und Innenseite liegt, und einen Depolarisator umfasst, der zwischen der Flüssigkristallschicht und der Außenseite der Verglasung liegt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Verbundscheibe mit Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften anzugeben, die ein verbessertes optisches Erscheinungsbild, insbesondere verbesserte Transmissions- und Streuungseigenschaften bei schrägem Lichteinfall aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe weist ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften auf, das in einer thermoplastischen Zwischenschicht der Verbundscheibe eingelagert ist. Die Verbundscheibe verfügt über eine innere Oberfläche i und eine äußere Oberfläche a, wobei die innere Oberfläche i, im Einbauzustand der Scheibe in einer Fensteröffnung oder Fahrzeugkarosserie, die in Richtung des Innenraums gerichtete Oberfläche der Verbundscheibe darstellt. Die äußere Oberfläche a bezeichnet hingegen die zur äußeren Umgebung bzw. Fahrzeugumgebung gerichtete Oberfläche der Verbundscheibe. Die Verbundscheibe umfasst mindestens eine Innenscheibe mit einer Innenseite III und einer Außenseite IV und eine Außenscheibe mit einer Innenseite II und einer Außenseite I. Die Außenseite IV der Innenscheibe entspricht der inneren Oberfläche i der Verbundscheibe und die Außenseite I der Außenscheibe stellt die äußere Oberfläche a der Verbundscheibe dar. Die Innenseite III der Innenscheibe und die Innenseite II der Außenscheibe sind über eine thermoplastische Zwischenschicht verbunden. In die thermoplastische Zwischenschicht ist ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften eingelagert, wobei das Funktionselement eine aktive Schicht umfasst, die bei Anlegen einer elektrischen Spannung die entsprechende Änderung der optischen Eigenschaften hervorruft. Erfindungsgemäß ist zwischen der aktiven Schicht und der Innenseite III der Innenscheibe und/oder zwischen der aktiven Schicht und der Innenseite II der Außenscheibe eine Polarisatorschicht angeordnet. Die Polarisatorschicht ist dazu ausgebildet, die Polarisationsrichtung des von der äußeren Oberfläche a ausgehend zur inneren Oberfläche i transmittierten Lichtes zu verändern. Als Veränderung der Polarisationsrichtung ist im Sinne der Erfindung sowohl die anteilige Durchlässigkeit einer Polarisatorschicht für Licht nur einer bestimmten Polarisationsrichtung, als auch die Änderung der Orientierung des elektrischen Feldvektors des einfallenden Lichtes, sowie auch die Depolarisation von auf die Polarisationsschicht fallendem polarisiertem Licht zu sehen. Wesentlich für das Merkmal der Veränderung der Polarisationsrichtung ist, dass das Licht nach Passieren der Polarisatorschicht eine andere anteilige Zusammensetzung elektrischer Feldvektoren hat als vor Passieren der Polarisatorschicht.

Ein Kerngedanke der Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die Streuung der aktiven Schichten von Funktionselementen mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften winkel- und polarisationsabhängig sein kann. Insbesondere bei PDLC-Schichten ist dieser Effekt sehr ausgeprägt. Bei schrägem Lichteinfall trägt nur Licht einer bestimmten Polarisation zum Streuanteil bei, während Licht einer anderen Polarisation unabhängig vom Einfallswinkel eine minimale Streuung erfährt. Durch die Verwendung von Polarisatorschichten in der Verbundscheibe können derartige, die optischen Eigenschaften verschlechternden, Effekte unterdrückt oder wesentlich minimiert werden.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Funktionselement ein PDLC- Funktionselement (polymer dispersed liquid crystal). Die aktive Schicht eines PDLC- Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird an die Flächenelektroden keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Ein solches Funktionselement ist beispielsweise aus DE 102008026339 A1 bekannt.

PDLC-Schichten zeigen eine ausgeprägte Doppelbrechung, wobei der Brechungsindex des resultierenden Strahls von der Polarisationsrichtung des einfallenden Strahls abhängt und einfallendes Licht in zwei senkrecht zueinander polarisierte Teilbündel gespalten wird. Des Weiteren ist eine Abhängigkeit vom Einfallswinkel zu beobachten. Bei senkrechtem Lichteinfall besteht eine gute Übereinstimmung zwischen den Brechungsindizes der polymeren Trägermatrix und der darin enthaltenen Flüssigkristalle. Im geschalteten Zustand des PDLC-Funktionselementes (Flüssigkristalle im elektrischen Feld ausgerichtet) wird demnach für senkrechten Lichteinfall eine gute Transparenz erreicht. Bei anderen Einfallswinkeln sind hingegen zunehmende Abweichungen der Brechungsindizes von polymerer Matrix und Flüssigkristallen zu beobachten, so dass bei schiefen Winkeln der Anteil der Lichtstreuung zunimmt. Die an einer PDLC-Schicht auftretende Lichtstreuung im transparent geschalteten Zustand des Funktionselementes ist dabei nicht nur vom Einfallswinkel, sondern auch von der Polarisationsrichtung des einfallenden Lichtes abhängig. Licht, dessen Polarisationsrichtung parallel zur Einfallsebene des einfallenden Strahls ist, wird auch als V polarisiertes Licht bezeichnet und erfährt eine andere Streuung als H polarisiertes Licht, dessen Polarisationsrichtung senkrecht zur Einfallsebene ist. In einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit PDLC-Funktionselement sind die Flächenelektroden des Funktionselementes flächenmäßig parallel zu der Innenscheibe und der Außenscheibe angeordnet, wobei sich die in der aktiven Schicht befindlichen Flüssigkristalle bei Anlegen einer Spannung zwischen den Flächenelektroden ausrichten und der sogenannte Direktor, der die Vorzugsrichtung der Flüssigkristallmoleküle angibt, im Wesentlichen senkrecht zu den Flächenelektroden verläuft. Die Polarisationsrichtung des H polarisierten Lichtes ist dabei senkrecht zum Direktor der im elektrischen Feld ausgerichteten Flüssigkristalle und parallel zur Rotationsachse der Flüssigkristalle. Dadurch zeigt H polarisiertes Licht keine Änderung des Brechungsindizes in Abhängigkeit vom Einfallswinkel. Für V polarisiertes Licht verläuft die Polarisationsebene entlang des Direktors der im elektrischen Feld ausgerichteten Flüssigkristalle, so dass der Brechungsindex für V polarisiertes Licht mit sich änderndem Einfallswinkel variiert. Somit wird V polarisiertes Licht bei schrägem Einfallswinkel gestreut, während H polarisiertes Licht transmittiert wird. Mittels der erfindungsgemäßen Verbundscheibe kann die optische Qualität von darin eingesetzten PDLC-Funktionselementen wesentlich verbessert werden und der Anteil des gestreuten Lichtes vermindert werden.

Bevorzugt verfügt die Verbundscheibe über mindestens eine Polarisatorschicht, die zwischen der Innenseite II der Außenscheibe und der aktiven Schicht angeordnet ist und geeignet ist linear polarisiertes Licht zu erzeugen. Durch diese Anordnung einer Polarisatorschicht vor der aktiven Schicht kann die Transmission des Streulichts unterdrückt werden. Damit werden die Transmissionseigenschaften des Verbundglases insbesondere bei schrägem Lichteinfall verbessert, da die Trübung bei schrägem Lichteinfall verringert werden kann. Es resultiert ein Verbundglas mit verbesserten optischen Eigenschaften, bei dem die Ausbildung von weißen Schleiern bei Durchsicht unter einem schrägen Winkel erheblich reduziert werden kann. Eine derartige Ausführungsform mit einer Polarisatorschicht zur Erzeugung linear polarisierten Lichtes, die zwischen Außenscheibe und aktiver Schicht angeordnet ist, eignet sich insbesondere für eine Kraftfahrzeugverglasung mit PDLC-Funktionselement, beispielsweise eine Fahrzeugscheibe oder Autodachverglasung. Die Polarisatorschicht auf der der Fahrzeugumgebung zugewandten Seite der PDLC-Schicht dient in dieser Ausführungsform dazu den optischen Eindruck des PDLC-Verbundglases auf der Innenseite zu verbessern. Wie bereits im Zusammenhang mit PDLC-Elementen diskutiert, erfährt V polarisiertes Licht bei schrägem Einfallswinkel eine Streuung, während H polarisiertes Licht transmittiert wird. Demnach wird zur Verbesserung der optischen Qualität eines PDLC-Funktionselementes eine Polarisatorschicht so angeordnet, dass diese lediglich H polarisiertes Licht transmittiert. Zum PDLC- Funktionselement selbst gelangt demnach alleinig H polarisiertes Licht, das von der PDLC-Schicht transmittiert wird.

Bevorzugt wird die Polarisatorschicht zur Erzeugung von linear polarisiertem Licht in Form einer oder mehrerer Verzögerungsplatten ausgeführt, die insgesamt eine Verzögerung von L/2 hervorrufen. Dies kann beispielsweise durch Verwendung von zwei hintereinander befindlichen L/4-Platten bewerkstelligt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Polarisatorschicht zur Erzeugung von linear polarisiertem Licht durch eine einzelne L/2-Platte realisiert. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise die zu erreichende Drehung der Polarisationsebene mit nur einer einzelnen Komponente realisiert werden kann.

In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Verbundscheibe aus in dieser Reihenfolge einer Innenscheibe, einer thermoplastischen Zwischenschicht und einer Außenscheibe, wobei in der thermoplastischen Zwischenschicht ein Funktionselement und eine Polarisatorschicht eingebettet sind und die Polarisatorschicht zwischen der Innenseite der Außenscheibe und der aktiven Schicht des Funktionselementes angeordnet ist. Die Polarisatorschicht umfasst eine oder mehrere Verzögerungsplatten, die insgesamt eine Verzögerung von L/2 hervorrufen. Eine derartige Verbundscheibe zeigt eine vorteilhafte Minimierung unerwünschter Streuung am Funktionselement.

In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung ist eine Polarisatorschicht zwischen der aktiven Schicht und der Innenseite I I I der Innenscheibe angeordnet und geeignet depolarisiertes Licht zu erzeugen. Dadurch wird das aus der aktiven Schicht in Richtung des Gebäude- oder Fahrzeuginnenraums austretende Licht depolarisiert. Als depolarisiertes Licht wird hierbei Licht bezeichnet, dass nicht linear polarisiert ist, sondern eine Mischung aus verschiedenen Schwingungsrichtungen umfasst. Bevorzugt handelt es sich um zirkular oder elliptisch polarisiertes Licht.

Bei starker Sonneneinstrahlung werden häufig polarisierte Sonnenbrillen verwendet, deren Gläser mit einer Polarisatorschicht versehen sind. Betrachtet man beispielsweise ein Verbundglas mit PDLC-Funktionselement von der Innenseite mit einer Sonnenbrille, die das von der PDLC-Schicht transmittierte Licht (H Polarisation) herausfiltert und nur das von der PDLC-Schicht gestreute Licht passieren lässt, so verschlechtert sich die optische Qualität der Verbundscheibe signifikant. Dieser Effekt wird weiter verstärkt, wenn zwischen der aktiven Schicht und der Außenscheibe bereits eine Polarisatorschicht angebracht ist, die linear polarisiertes Licht erzeugt. Stimmt die Polarisationsrichtung der Sonnenbrillengläser nicht mit der Polarisationsrichtung des, mittels der Polarisatorschicht zwischen Außenscheibe und Funktionselement, linear polarisierten Lichts überein, so wird die Intensität des durch das PDLC-Verbundglas einfallenden Lichts drastisch reduziert. Im Extremfall sind die Polarisationsrichtungen der Polarisatorschicht zwischen Außenscheibe und Funktionselement und der Sonnenbrillengläser senkrecht zueinander, so dass das einfallende Licht von den Sonenbrillengläsern nahezu vollständig unterdrückt wird.

Durch Depolarisation des durch die PDLC-Schicht transmittierten Lichts kann diesem Effekt vorgebeugt werden, da unpolarisiertes Licht stets einen Anteil enthält, der durch die polarisierten Sonnenbrillengläser transmittiert wird. Die Verwendung einer Polarisatorschicht, die geeignet ist depolarisiertes Licht zu erzeugen, zwischen Funktionselement und Innenscheibe erhöht somit die optische Qualität der erfindungsgemäßen Verbundscheibe weiter. Eine Verbesserung ist dabei sowohl als alleinige Polarisatorschicht zwischen aktiver Schicht und Innenscheibe als auch in Kombination mit einer weiteren Polarisatorschicht zur Erzeugung linear polarisierten Lichtes zwischen Außenscheibe und aktiver Schicht zu beobachten.

Bevorzugt wird die Polarisatorschicht zur Erzeugung von depolarisiertem Licht in Form einer oder mehrerer Verzögerungsplatten ausgeführt, die insgesamt eine Verzögerung von L/4 hervorrufen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Polarisatorschicht zur Depolarisation des linear polarisierten Lichtes durch eine einzelne L/4-Platte realisiert, die zirkular- oder elliptisch polarisiertes Licht erzeugt. Dies ist vorteilhaft, da auf diese Weise die zu erreichende Drehung der Polarisationsebene mit nur einer einzelnen Komponente realisiert werden kann. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die erfindungsgemäße Verbundscheibe aus in dieser Reihenfolge einer Innenscheibe, einer thermoplastischen Zwischenschicht mit Funktionselement und einer Polarisatorschicht und einer Außenscheibe. Die Polarisatorschicht ist dabei zwischen der Innenseite der Innenscheibe und der aktiven Schicht des Funktionselementes angeordnet und umfasst ein oder mehrere Verzögerungsplatten, die insgesamt eine Verzögerung von L/4 hervorrufen. Diese Ausführungsform ist dahingehend optimiert, dass auch bei Betrachtung mit einer Sonnenbrille eine ausreichende Lichtintensität im Bereich des Funktionselementes wahrgenommen wird.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die erfindungsgemäße Verbundscheibe in dieser Reihenfolge eine Innenscheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht mit Funktionselement und zwei Polarisatorschichten und eine Außenscheibe. Eine der Polarisatorschichten ist zwischen der Innenseite der Außenscheibe und der aktiven Schicht des Funktionselementes angeordnet und umfasst ein oder mehrere Verzögerungsplatten, die insgesamt eine Verzögerung von L/2 hervorrufen. Eine weitere Polarisatorschicht ist zwischen der Innenseite der Innenscheibe und der aktiven Schicht des Funktionselementes angeordnet und umfasst ein oder mehrere Verzögerungsplatten, die insgesamt eine Verzögerung von L/4 hervorrufen. Diese Ausführungsform ist vorteilhaft, da sowohl eine Lichtstreuung an der aktiven Schicht durch die L/2-Verzögerungsplatte minimiert wird, als auch bei Verwendung von Sonnenbrillen mit Polarisatorschichten die optische Qualität verbessert werden kann.

Für die Polarisatorschichten können übliche lineare Polarisationsfilter eingesetzt werden, beispielsweise Dünnschichtpolarisatoren, Filter mit einem linear dichroitischen Material wie einer anisotropen Polymerschicht, deformierten metallischen Nanopartikeln, oder ein Metallpolarisator.

Die Polarisatorschichten der erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind bevorzugt als polymere Verzögerungsplatten ausgeführt. Sowohl L/2- als auch L/4- Verzögerungsplatten sind in Form doppelbrechender Kunststofffilme kommerziell erhältlich. Polymere Komponenten passen sich sehr gut an eine eventuelle dreidimensionale Biegung der Scheibe an und sind auf einfache Art und Weise in die Verbundscheibe integrierbar. In einer bevorzugten Ausführungsform ist mindestens eine Polarisatorschicht in Form einer Trägerfolie mit Polarisatorschicht ausgeführt und innerhalb des Schichtstapels der thermoplastischen Zwischenschicht angeordnet. Die Polarisatorschicht kann beispielsweise über eine Haftvermittlerschicht, wie einen Klebstoff, auf der Trägerfolie fixiert werden. Die Trägerfolie dient der mechanischen Stabilität der Polarisatorschicht und vereinfacht die Handhabung der Polarisatorschichten im Herstellungsprozess. Die Anbindung der Trägerfolie erfolgt über thermoplastische Verbundfolien, die zwischen Trägerfolie und nächstliegender Scheibe sowie zwischen Trägerfolie und Funktionselement eingelegt sind. Dies ermöglicht einen Einsatz beliebiger Polarisatorschichten, da die Fixierung in der Verbundscheibe durch thermoplastische Verbundfolien sichergestellt werden kann.

Das Funktionselement liegt bevorzugt als Mehrschichtfolie mit zwei äußeren Trägerfolien vor. Bei einer solchen Mehrschichtfolie sind die Flächenelektroden und die aktive Schicht zwischen den beiden Trägerfolien angeordnet. Mit äußerer Trägerfolie ist hier gemeint, dass die Trägerfolien die beiden Oberflächen der Mehrschichtfolie ausbilden. Das Funktionselement kann dadurch als laminierte Folie bereitgestellt werden, die vorteilhaft verarbeitet werden kann. Das Funktionselement ist durch die Trägerfolien vorteilhaft vor Beschädigung, insbesondere Korrosion geschützt. Die Mehrschichtfolie enthält in der angegebenen Reihenfolge zumindest eine erste Trägerfolie, eine erste Flächenelektrode, eine aktive Schicht, eine zweite Flächenelektrode und eine zweite Trägerfolie.

Bevorzugt enthalten die erste Trägerfolie und/oder die zweite Trägerfolie zumindest ein im Autoklavprozess nicht vollständig aufschmelzendes Polymer, bevorzugt Polyethylenterephthalat (PET). Besonders bevorzugt bestehen die erste und die zweite Trägerfolie aus einer PET-Folie. Die erfindungsgemäßen Trägerfolien sind bevorzugt transparent. Die Dicke der Trägerfolien beträgt bevorzugt von 0,025 mm bis 0,400 mm, insbesondere von 0,050 mm bis 0,200 mm. Die Flächenelektroden sind bevorzugt auf einer Oberfläche der Trägerfolie angeordnet, das heißt auf genau einer der beiden Seiten der Trägerfolie (also auf deren Vorderseite oder deren Rückseite). Die Trägerfolien sind dabei im Schichtstapel der Mehrschichtfolie so ausgerichtet, dass die Flächenelektroden benachbart zur aktiven Schicht angeordnet sind. Die Trägerfolien, auf denen die Polarisatorschichtten angeordnet sind, entsprechen in ihrer Dicke und Zusammensetzung den Trägerfolien des Funktionselementes. Die Folien können dabei auch innerhalb der genannten Bereiche verschiedene Dicken und Zusammensetzungen aufweisen.

Unter elektrisch regelbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos regelbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können.

Das Funktionselement kann natürlich außer der aktiven Schicht und den Flächenelektroden weitere an sich bekannte Schichten aufweisen, beispielsweise Barriereschichten, Blockerschichten, Antireflexionsschichten, Schutzschichten und/oder Glättungsschichten.

Funktionselemente als Mehrschichtfolien sind kommerziell erhältlich. Das zu integrierende Funktionselement wird typischerweise aus einer Mehrschichtfolie mit größeren Ausmaßen in der gewünschten Form und Größe ausgeschnitten. Dies kann mechanisch erfolgen, beispielsweise mit einem Messer. In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt das Ausschneiden mittels eines Lasers. Es hat sich gezeigt, dass die Seitenkante in diesem Fall stabiler ist als beim mechanischen Schneiden. Bei mechanisch geschnittenen Seitenkanten kann die Gefahr bestehen, dass sich das Material gleichsam zurückzieht, was optisch auffällig ist und die Ästhetik der Scheibe nachteilig beeinflusst.

Das Funktionselement ist über eine Zwischenschicht zwischen der Innenscheibe und der Außenscheibe der Verbundscheibe eingebunden. Die Zwischenschicht umfasst dabei bevorzugt eine erste thermoplastische Verbundfolie, die das Funktionselement mit der ersten Scheibe verbindet, und eine zweite thermoplastische Verbundfolie, die das Funktionselement mit der zweiten Scheibe verbindet. Typischerweise wird die Zwischenschicht durch mindestens die erste und die zweite thermoplastische Verbundfolie gebildet, die flächig aufeinander angeordnet werden und miteinander laminiert werden, wobei das Funktionselement zwischen die beiden Schichten eingelegt wird. Die mit dem Funktionselement überlappenden Bereiche der Verbundfolien bilden dann die Bereiche, welche das Funktionselement mit den Scheiben verbinden. In anderen Bereichen der Scheibe, wo die thermoplastischen Verbundfolien direkten Kontakt zueinander haben, können sie beim Laminieren derart verschmelzen, dass die beiden ursprünglichen Schichten unter Umständen nicht mehr erkennbar sind und stattdessen eine homogene Zwischenschicht vorliegt. Eine thermoplastische Verbundfolie kann beispielsweise durch eine einzige thermoplastische Folie ausgebildet werden. Eine thermoplastische Verbundfolie kann auch aus Abschnitten unterschiedlicher thermoplastischer Folien gebildet werden , deren Seitenkanten aneinandergesetzt sind . Zusätzlich zu einer ersten thermoplastischen Verbundfolie oder einer zweiten thermoplastischen Verbundfolie können auch weitere thermoplastische Verbundfolien vorhanden sein . Diese können bei Bedarf auch zur Einbettung weiterer Folien umfassend funktionelle Schichten, beispielsweise infrarotreflektierender Schichten oder akustisch dämpfender Schichten, genutzt werden.

Derartige zusätzliche thermoplastische Verbundfolien können , wie bereits beschrieben, auch dazu genutzt werden eine oder mehrere Polarisatorschichten in der erfindungsgemäßen Verbundscheibe einzubetten .

In einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform ist mindestens eine Polarisatorschicht in einer der Trägerfolien des Funktionselementes integriert. Dabei ist die Polarisatorschicht beispielsweise auf der Oberfläche der Trägerfolie, die von der PDLC-Schicht abgewandt ist und keine Flächenelektrode trägt, aufgebracht. Dies kann mittels eines Haftvermittlers, beispielsweise eines Klebstoffs, erfolgen. Dadurch kann die Anzahl der Schichten in der Verbundscheibe vorteilhaft reduziert werden .

Erfindungsgemäß ist es beispielsweise auch möglich eine Polarisatorschicht in Form einer Trägerfolie bei Bedarf in den Schichtstapel einzulegen und eine andere Polarisatorschicht in Form einer Mehrschichtfolie mit integrierter Polarisatorschicht vorzusehen. Dies ist vorteilhaft wenn die als Trägerfolie in den Schichtstapel eingelegte Polarisatorschicht nur optional vorgesehen ist.

Alternativ zur Verwendung von Trägerfolien mit Polarisatorschichten , ist es möglich eine oder mehrere Polarisatorschichten unmittelbar auf der I nnenseite der Innenscheibe und/oder der Innenseite der Außenscheibe vorzusehen . Dabei dient die Scheibe selbst anstelle der Trägerfolie als Trägersubstrat der Polarisatorschicht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist das Funktionselement eine Randversiegelung auf. Die Randversiegelung bedeckt umlaufend die Seitenkante des Funktionselements und verhindert insbesondere die Diffusion von chemischen Bestandteilen der thermoplastischen Zwischenschicht, beispielsweise Weichmacher, in die aktive Schicht. Zumindest entlang der, bei Windschutzscheiben in Durchsicht sichtbaren, Unterkante des Funktionselements und bevorzugt entlang aller Seitenkanten ist die Randversiegelung durch einen transparenten farblosen Klebstoff oder ein transparentes farbloses Klebeband gebildet. Beispielsweise können acryl- oder silikonbasierte Klebebänder als Randversiegelung verwendet werden. Die transparente farblose Randversiegelung hat den Vorteil, dass die Kante des Funktionselements bei Durchsicht durch die Windschutzscheibe nicht störend auffällt. Bevorzugt wird eine derartige Randversiegelung auch bei nicht sichtbaren Seitenkanten, beispielsweise bei Dachscheiben oder an den von Abdeckdruck kaschierten Randbereichen der Windschutzscheibe angewandt.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement, genauer die Seitenkanten des Funktionselements umlaufend von einer thermoplastischen Rahmenfolie umgeben. Die Rahmenfolie ist rahmenartig ausgebildet mit einer Aussparung, in welche das Funktionselement eingelegt wird. Die thermoplastische Rahmenfolie kann durch eine thermoplastische Folie gebildet werden, in welche die Aussparung durch Ausschneiden eingebracht worden ist. Alternativ kann die thermoplastische Rahmenfolie auch aus mehreren Folienabschnitten um das Funktionselement zusammengesetzt werden. Die Zwischenschicht ist somit in einer bevorzugten Ausführungsform aus insgesamt mindestens drei flächig aufeinander angeordneten thermoplastischen Verbundfolien gebildet, wobei die Rahmenfolie als mittlere Schicht eine Aussparung ausweist, in der das Funktionselement angeordnet ist. Bei der Herstellung wird die thermoplastische Rahmenfolie zwischen der ersten und der zweiten thermoplastischen Verbundfolie angeordnet, wobei die Seitenkanten aller thermoplastischen Folien bevorzugt in Deckung befindlich sind. Die thermoplastische Rahmenfolie weist bevorzugt etwa die gleiche Dicke auf wie das Funktionselement. Dadurch wird der lokale Dickenunterschied der Verbundscheibe, der durch das örtlich begrenzte Funktionselement eingebracht wird, kompensiert, so dass Glasbruch beim Laminieren vermieden werden kann.

Die in Durchsicht durch die Verbundscheibe sichtbaren Seitenkanten des Funktionselements sind bevorzugt bündig mit der thermoplastischen Rahmenfolie angeordnet, so dass zwischen der Seitenkante des Funktionselements und der zugeordneten Seitenkante der thermoplastischen Rahmenfolie keine Lücke existiert. Das gilt insbesondere für die Unterkante eines Funktionselements als Sonnenblende einer Windschutzscheibe, in der diese Kante typischerweise sichtbar ist. So ist die Grenze zwischen thermoplastischer Rahmenfolie und Funktionselement optisch unauffälliger.

Das regelbare Funktionselement umfasst eine aktive Schicht zwischen einer ersten Flächenelektrode und einer zweiten Flächenelektrode. Die aktive Schicht weist die regelbaren optischen Eigenschaften auf, welche über die an die Flächenelektroden angelegte Spannung gesteuert werden können. Die Flächenelektroden und die aktive Schicht sind typischerweise im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet. Die Flächenelektroden sind elektrisch leitend mit Sammelleitern verbunden, über die das Funktionselement an einer externen Spannungsquelle angeschlossen werden kann.

Die Sammelleiter (bus bars) sind beispielsweise als Streifen eines elektrisch leitfähigen Materials oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, mit den Flächenelektroden verbunden. Bevorzugt sind die Sammelleiter als elektrisch leitfähige Aufdrucke umfassend Silber ausgeführt.

Die beiden Flächenelektroden des Funktionselementes werden von jeweils einer elektrisch leitfähigen Schicht gebildet. Diese elektrisch leitfähigen Schichten enthalten zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid, bevorzugt ein transparentes leitfähiges Oxid, und weisen eine Dicke von 10 nm bis 2 pm auf. Die Flächenelektroden sind bevorzugt transparent. Transparent bedeutet hier durchlässig für elektromagnetische Strahlung, vorzugsweise elektromagnetische Strahlung einer Wellenlänge von 300 nm bis 1.300 nm und insbesondere für sichtbares Licht. Erfindungsgemäße elektrisch leitfähige Schichten sind beispielsweise aus DE 20 2008 017 61 1 U1 , EP 0 847 965 B1 oder WO2012/052315 A1 bekannt. Sie enthalten typischerweise eine oder mehrere, beispielsweise zwei, drei oder vier elektrisch leitfähige, funktionelle Einzelschichten. Die funktionellen Einzelschichten enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel und/oder Chrom, oder eine Metalllegierung. Die funktionellen Einzelschichten enthalten besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % des Metalls, insbesondere mindestens 99,9 Gew. % des Metalls. Die funktionellen Einzelschichten können aus dem Metall oder der Metalllegierung bestehen. Die funktionellen Einzelschichten enthalten besonders bevorzugt Silber oder eine silberhaltige Legierung. Solche funktionellen Einzelschichten weisen eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit bei gleichzeitiger hoher Transmission im sichtbaren Spektralbereich auf. Die Dicke einer funktionellen Einzelschicht beträgt bevorzugt von 5 nm bis 50 nm, besonders bevorzugt von 8 nm bis 25 nm. In diesem Dickenbereich wird eine vorteilhaft hohe Transmission im sichtbaren Spektralbereich und eine besonders vorteilhafte elektrische Leitfähigkeit erreicht.

Die Flächenelektroden können prinzipiell durch jede elektrisch leitfähige Schicht gebildet werden, die elektrisch kontaktiert werden kann.

Die elektrische Kontaktierung der Sammelleiter mit einer externen Stromquelle ist durch geeignete Verbindungskabel, beispielsweise Folienleiter realisiert. Zur Ansteuerung der einzelnen Segmente sind dem Fachmann geeignete externe Steuerungselemente bekannt.

Die elektrische Regelung des Funktionselementes erfolgt beispielsweise mittels Knöpfen, Dreh- oder Schiebereglern, die beispielsweise in den Armaturen eines Fahrzeugs integriert sind. Es kann aber auch eine Schaltfläche zur Regelung in der Verbundscheibe integriert sein, beispielsweise eine kapazitive Schaltfläche. Alternativ kann das Funktionselement auch durch kontaktfreie Verfahren, beispielsweise durch das Erkennen von Gesten, oder in Abhängigkeit des durch eine Kamera und geeignete Auswerteelektronik festgestellten Zustands von Pupille oder Augenlid gesteuert werden.

Automobilverglasungen, insbesondere Windschutzscheiben, Heckscheiben und Dachscheiben, weisen meist einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck aus einer opaken Emaille auf, der insbesondere dazu dient, den zum Einbau der Scheibe verwendeten Kleber vor UV-Strahlung zu schützen und optisch zu verdecken. Dieser periphere Abdeckdruck wird bevorzugt dazu verwendet, auch die Kanten des Funktionselementes zu verdecken, die sich im Randbereich der Verglasung befinden. Die Sammelleiter sowie die erforderlichen elektrischen Anschlüsse werden ebenfalls im Bereich des Abdeckdrucks angebracht. Das Funktionselement ist auf diese Weise vorteilhaft ins Erscheinungsbild der Verbundscheibe integriert. Bevorzugt weist zumindest die Außenscheibe einen solchen Abdeckdruck auf, besonders bevorzugt sind sowohl die Innenscheibe als auch die Außenscheibe bedruckt, so dass die Durchsicht von beiden Seiten gehindert wird.

Die Aufgabe der Erfindung wird außerdem durch eine Kraftfahrzeugverglasung gelöst, die eine Verbundscheibe gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen aufweist. Die Kraftfahrzeugverglasung kann eine Fahrzeugscheibe, eine Windschutzscheibe mit Sonnenblende, eine Panoramascheibe, eine Schiebedachscheibe, ein Glasdach, eine Heckscheibe, oder eine hintere oder vordere Seitenscheibe bilden. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform handelt es sich um eine Windschutzscheibe mit Funktionselement als Sonnenblende mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften oder um eine Dachscheibe mit Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von nicht einschränkenden Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen weiter erläutert. Hierbei zeigen:

Fig. 1 a eine schematische perspektivische Darstellung von senkrechtem

Lichteinfall auf eine PDLC-Verbundscheibe;

Fig. 1 b eine schematische perspektivische Darstellung von schrägem Lichteinfall auf eine PDLC-Verbundscheibe; Fig. 2a ist eine Schnittdarstellung des Einfalls von V-polarisiertem Licht auf eine PDLC-Verbundscheibe;

Fig. 2b ist eine Schnittdarstellung des Einfalls von H-polarisiertem Licht auf eine

PDLC-Verbundscheibe;

Fig. 3a eine Schnittdarstellung einer PDLC-Verbundscheibe gemäß einem ersten

Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 3b eine Schnittdarstellung einer PDLC-Verbundscheibe gemäß einem zweiten

Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4a eine Schnittdarstellung einer PDLC-Verbundscheibe gemäß einem dritten

Ausführungsbeispiel der Erfindung;

Fig. 4b eine Schnittdarstellung einer PDLC-Verbundscheibe gemäß einem vierten

Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 1 a und 1 b sind schematische perspektivische Darstellungen, die jeweils den senkrechten und schrägen Lichteinfall auf eine Verbundscheibe 1 mit einer PDLC- Schicht als aktiver Schicht 10 illustrieren. Die Verbundscheibe 1 weist eine äußere Oberfläche a und eine innere Oberfläche i auf. Der Lichteinfall erfolgt jeweils von der äußeren Oberfläche a.

PDLC-Schichten sind bekannt und in großer Vielzahl kommerziell erhältlich. Die PDLC- Schicht als aktive Schicht 10 weist zwei als Flächenelektroden fungierende elektrisch leitfähige Schichten mit einer dazwischen liegenden Polymermatrix mit eingebetteten Flüssigkristalltröpfchen auf. Die Flächenelektroden sind dabei auf den Trägerfolien 11 der Polymermatrix aufgebracht. Die Flächenelektroden können transparente, leitende Oxide (TCO) wie mit Zinn dotiertes Indiumoxid (ITO), mit Antimon oder Fluor dotiertes Zinnoxid (Sn0₂:F), mit Gallium dotiertes Zinkoxid oder mit Aluminium dotiertes Zinkoxid (ZnO:AI) enthalten. Die Dicke der Flächenelektroden liegt vorzugsweise in einem Bereich zwischen 10 nm und 2 pm, insbesondere 50 bis 100 nm.

Die Flächenelektroden können auch als TCC (transparent conductive coating) ausgeführt sein, also als eine transparente Metallschicht, vorzugsweise eine Dünnschicht oder ein Stapel von Dünnschichten, die Metallschichten umfassen. Geeignete Metalle sind beispielsweise Ag, AI, Pd, Cu, Pd , Pt, I n , Mo, Au , Ni, Cr, W. Die Dicken der Einzelschichten liegen vorzugsweise in einem Bereich zwischen 2 und 50 nm.

Durch Anlegen einer Spannung an die Flächenelektroden werden die in der Polymermatrix eingebetteten Flüssigkristalle ausgerichtet und die PDLC-Schicht wird transparent. Ohne angelegte Spannung sind die Flüssigkristalle innerhalb der Flüssigkristalltröpfchen zufällig orientiert und die PDLC-Schicht wird intransparent.

An der in den Fig. 1 a und 1 b gezeigten PDLC-Schicht als aktiver Schicht 10 liegt eine Spannung an , so dass die Flüssigkristalle ausgerichtet sind , wie durch Pfeile in der aktiven Schicht 10 angedeutet ist. Bei senkrechtem Lichteinfall ist das Licht stets senkrecht zu der Achse polarisiert, entlang derer die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind . Für derart polarisiertes Licht ist der Brechungsindex der Flüssigkristalle der ordentliche Brechungsindex n_o. Der ordentliche Brechungsindex n_o der Flüssigkristalle ist auf den Brechungsindex der umgebenden Polymermatrix n_p angepasst. Somit erfährt das senkrecht einfallende Licht keine bzw. minimale Streuung an der PDLC-Schicht.

Fig. 1 b zeigt den Fall für schrägen Lichteinfall. Als Einfallsebene des Lichts wird die Ebene bezeichnet, die den einfallenden Lichtstrahl und dessen Projektion auf die Verbundscheibe 1 enthält, die mit dem Bezugszeichen V bezeichnet ist. Licht, das in dieser Ebene polarisiert ist, wird als V-polarisiertes Licht bezeichnet. Licht, das senkrecht zur Einfallsebene polarisiert ist, wie mit der mit H bezeichneten gestrichelten Linie angedeutet, wird als H-polarisiertes Licht bezeichnet. Der in Fig. 1 b gezeigte Lichtstrahl ist V-polarisiert und trifft unter einem Einfallswinkel Q auf die aktive Schicht 10.

Fig. 2a zeigt eine Schnittdarstellung in der Einfallsebene von V-polarisiertem Licht, das auf eine Verbundscheibe 1 mit einer PDLC-Schicht als aktiver Schicht 10 trifft. Die Polarisation des Lichts ist durch Pfeile angedeutet. Es ist ersichtlich , dass V- polarisiertes Licht nicht senkrecht zu der Achse polarisiert ist, entlang derer die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet ist. Der Brechungsindex n_eff der Flüssigkristallmoleküle variiert mit dem Einfallswinkel Q gemäß der untenstehenden Formel , wobei der Wert n_o bei senkrechtem Lichteinfall und der Wert n_e bei tangentialem Lichteinfall angenommen wird .

2 2

ne

n 2 _

eff n._g sin² Q + n _Q COS² Q Das bedeutet, dass die Abweichung des Brechungsindex n_eff vom Brechungsindex n_p der Polymermatrix mit zunehmend schrägem Lichteinfall, also mit abnehmendem Wert des Einfallswinkels Q, größer wird. Je kleiner der Einfallswinkel Q ist, desto stärker wird das V-polarisierte Licht gestreut. Dieses gestreute Licht wird auf der Innenseite als weißer Schleier sichtbar.

Fig. 2b zeigt eine Schnittdarstellung in der Einfallsebene von H-polarisiertem Licht, das auf eine Verbundscheibe 1 mit PDLC-Schicht als aktiver Schicht 10 trifft. H-polarisiertes Licht ist unabhängig vom Einfallswinkel Q senkrecht zu der Achse polarisiert, entlang derer die Flüssigkristallmoleküle ausgerichtet sind. Somit ist der Brechungsindex der Flüssigkristalle für H-polarisiertes Licht stets n_o, es tritt also keine winkelabhängige Streuung an der PDLC-Schicht auf.

Ordnet man also zwischen der äußeren Oberfläche a der Verbundscheibe 1 und der aktiven Schicht 10 eine Polarisatorschicht an, die von der äußeren Oberfläche a einfallendes Licht linear H-polarisiert, tritt bei Variation des Einfallswinkels Q in der Einfallsebene keine winkelabhängige Streuung auf, da das V-polarisierte Licht unterdrückt wird. Somit wird der weiße Schleier, der bei Betrachtung der Verbundscheibe 1 mit PDLC-Schicht von der Innenseite I unter einem schrägen Winkel auftritt, unterdrückt.

Fig. 3a zeigt eine Schnittdarstellung einer Verbundscheibe 1 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Verbundscheibe 1 weist eine Innenscheibe 13 und eine Außenscheibe 14 auf. Die Innenscheibe 13 verfügt über eine Innenseite I I I und eine Außenseite IV, während die Außenscheibe 14 eine Innenseite I I und eine Außenseite I umfasst. Die Innenseite I I I der Innenscheibe 13 ist mit der Innenseite I I der Außenscheibe 14 über eine thermoplastische Zwischenschicht 12 verbunden. Die Außenseite I der Außenscheibe 14 stellt im Einbauzustand der Verbundscheibe 1 in einer Fahrzeugkarosserie die zur Fahrzeugumgebung gerichtete äußere Oberfläche a der Verglasung dar, während die Außenseite IV der Innenscheibe 13 die innere Oberfläche i bildet, die in Richtung des Fahrzeuginnenraums weist. Innerhalb der thermoplastischen Zwischenschicht 12 ist ein Funktionselement 16 eingelagert, das eine aktive Schicht 10 umfasst, die durch eine PDLC-Schicht gebildet ist. Die aktive Schicht 10 ist beidseitig von jeweils einer Trägerfolie 1 1 umgeben. Auf den der aktiven Schicht 10 zugewandten Oberflächen der Trägerfolien 1 1 befindet sich jeweils eine elektrisch leitfähige Schicht als Flächenelektrode (nicht gezeigt) über die eine Spannung an der aktiven Schicht angelegt werden kann. Des Weiteren ist in der thermoplastischen Zwischenschicht 12 eine Polarisatorschicht 15 eingelegt. Das Funktionselement 16 und die Polarisatorschicht 15 sind mit den Scheiben 13, 14 über die thermoplastischen Verbundfolien 12.1 , 12.2, 12.3 der thermoplastischen Zwischenschicht 12 verbunden, wobei die erste thermoplastische Verbundfolie 12.1 das Funktionselement 16 mit der Innenseite I I I der Innenscheibe 13 verbindet, die zweite thermoplastische Verbundfolie 12.2 die Polarisatorschicht 15 mit der Innenseite I I der Außenscheibe 14 verbindet und die Polarisatorschicht 15 über eine weitere thermoplastische Verbundfolie 12.3 an das Funktionselement 16 angebunden ist. Die Polarisatorschicht 15 befindet sich dabei zwischen der aktiven Schicht 10 und der äußeren Glasscheibe 14 zwischen zwei thermoplastischen Verbundfolien 12.2, 12.3.

Die Trägerfolien 1 1 dienen der Stabilisierung der aktiven Schicht 10. Sie sind bevorzugt polymere Schichten. Bevorzugt enthalten sie mindestens ein thermoplastisches Polymer. Die beiden Schutzschichten können beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid, Ethylen-Tetrafluorethylen oder Mischungen davon enthalten. Besonders bevorzugt sind die Trägerfolien 1 1 PET- Schichten. Diese Wahl ist besonders vorteilhaft für die Stabilisierung der aktiven Schicht 10. Die Dicke jeder Trägerfolie 1 1 , insbesondere einer PET-Trägerfolie, kann beispielsweise im Bereich von 0,1 mm bis 1 mm, vorzugsweise von 0, 1 mm bis 0,2 mm liegen.

Die Innenscheibe 13 ist bei einem eingebauten Zustand des PDLC-Verbundglases 1 in einem Fahrzeug dem Fahrzeuginnenraum zugewandt, während die Außenscheibe 14 dem Fahrzeugaußenraum zugewandt ist. Die Innenscheibe 13 und die Außenscheibe 14 können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen .

Die Innenscheibe und die Außenscheibe können aus anorganischem Glas und/oder organischem Glas (Polymere) sein. Vorzugsweise enthält die Innenscheibe 13 und/oder die Außenscheibe 14 Glas und/oder Polymere, bevorzugt Flachglas, Quarzglas, Borosilikatglas, Kalk-Natron-Glas, Alkal ialum inosilikatglas, Polycarbonat und/oder Polymethacrylat. Die Innenscheibe 13 und die Außenscheibe 14 sind bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas.

Die Innenscheibe 13 und die Außenscheibe 14 können die gleiche Dicke oder unterschiedliche Dicken aufweisen. Bevorzugt weisen die Innenscheibe 13 und die Außenscheibe 14 unabhängig voneinander eine Dicke im Bereich von 0,4 mm bis 5,0 mm, beispielsweise 0,4 mm bis 3,9 mm, vorzugsweise 1 ,6 mm bis 2,5 mm, auf. Aus mechanischen Gründen ist die Außenscheibe 14 bevorzugt dicker als oder gleich dick wie die Innenscheibe 13.

Die Innenscheibe 13 und/oder die Außenscheibe 14 können klar oder getönt sein. Getönte Scheiben sind bevorzugt grau oder dunkelgrau.

Die Innenscheibe 13 und/oder die Außenscheibe 14 können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antihaftbeschichtungen, getönte Beschichtungen, Antikratzbeschichtungen oder Low-E-Beschichtungen. Ein Beispiel für beschichtetes Glas ist Low-E-Glas (Low-Emissivity-Glas). Low-E-Gläser sind im Handel erhältlich und mit einer oder mehreren Metallschichten beschichtet. Die Metallbeschichtung ist sehr dünn, beispielsweise weist sie eine Dicke von etwa 10 nm bis 200 nm, beispielsweise etwa 100 nm auf. Bei Einsatz einer beschichteten Scheibe als Innen- und/oder Außenscheibe 13, 14 befindet sich die Beschichtung vorzugsweise auf einer der Innenseiten I I , I II der Scheiben 13, 14.

Bevorzugterweise weist die Innenscheibe 13 und/oder die Außenscheibe 14 eine Low- E-Beschichtung auf, wobei besonders bevorzugt nur die Innenscheibe 13 eine Low-E- Beschichtung aufweist.

Die thermoplastischen Verbundfolien 12.1 , 12.2, 12.3 der thermoplastischen Zwischenschicht 12 dienen der Verbindung der übrigen Schichten zu einem festen Verbund. Die thermoplastische Zwischenschicht 12 enthält ein thermoplastisches Polymer. Die folgenden Angaben beziehen sich unabhängig voneinander auf alle diese eine oder mehrere thermoplastischen Verbundfolien der Zwischenschicht 12, sofern nicht anders angegeben. Die thermoplastischen Verbundfolien 12.1 , 12.2, 12.3 können gleich oder verschieden sein.

In der Regel werden als Ausgangsmaterial zur Bildung der thermoplastischen Zwischenschicht 12 entsprechende handelsübliche Laminierfolien eingesetzt. Sie dienen zur Verklebung bzw. Lamination der Komponenten der Verbundscheibe 1 , um den haftenden Glasverbund zu erhalten.

Die thermoplastischen Verbundfolien 12.1 , 12.2, 12.3 können z.B. Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat, Polyurethan, Polypropylen, Polyacrylat, Polyethylen, Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharz, Acrylat, fluoriniertes Ethylen-Propylen, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen- Tetrafluorethylen und/oder ein Gemisch und/oder ein Copolymer davon enthalten. Vorzugsweise enthalten die Laminierschichten 12 Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat, Polyurethan, und/oder Gemische davon und/oder Copolymere davon, wobei PVB-Laminierschichten bevorzugt sind.

Die thermoplastischen Verbundfolien 12.1 , 12.2, 12.3, bevorzugt PVB- Laminierschichten, weisen vorzugsweise vor Lamination eine Dicke von 0,1 mm bis 1 ,5 mm, weiter bevorzugt von 0,3 mm bis 0,9 mm, auf.

Die Polarisatorschicht 15 transmittiert nur linear polarisiertes Licht mit H-Polarisation. Für die Polarisatorschicht können übliche lineare Polarisationsfilter eingesetzt werden, beispielsweise Dünnschichtpolarisatoren, Filter mit einem linear dichroitischen Material wie einer anisotropen Polymerschicht, deformierten metallischen Nanopartikeln, oder ein Metallpolarisator.

Fig. 3b zeigt eine Schnittdarstellung einer Verbundscheibe 1 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ausführungsform der Figur 3b entspricht im Wesentlichen der in Figur 3a beschriebenen. Das zweite Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3b unterscheidet sich jedoch dadurch, dass die Trägerfolie der aktiven PDLC- Schicht 10 auf der der Innenseite I I der Außenscheibe 14 zugewandten Seite durch eine Trägerfolie 1 1 mit Polarisatorschicht 15 gebildet ist. Damit können eine als eigenständige Schicht vorzusehende Polarisatorschicht und die zu deren Anbindung verwendete thermoplastische Verbundfolie 12.3 des ersten Ausführungsbeispiels entfallen. So kann die Verbundscheibe 1 aus weniger Schichten aufgebaut werden.

Analog zu den in Figuren 3a und 3b gezeigten Ausführungsformen zur Integration einer Polarisatorschicht 15 zur Erzeugung linear polarisierten Lichtes zwischen Funktionselement 16 und Außenscheibe 14, kann ebenfalls eine Polarisatorschicht 15 zwischen Innenscheibe 13 und Funktionselement 16 vorgesehen werden. An dieser Stelle des Schichtstapels wird eine Polarisatorschicht 15 zur Depolarisation von Licht eingesetzt. Beide Polarisatorschichten 15 können entweder einzeln oder in Kombination miteinander verwendet werden.

Fig. 4a zeigt eine Schnittdarstellung einer Verbundscheibe 1 gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Grundaufbau entspricht dabei dem in Figur 3a beschriebenen. Der Schichtstapel zwischen aktiver Schicht 10 und Außenscheibe 14 ist dabei identisch mit dem ersten Ausführungsbeispiel (Figur 3a). Zwischen der Innenseite I I I der Innenscheibe 13 und der PDLC-Schicht (aktive Schicht 10) ist zwischen der ersten thermoplastischen Verbundfolie 12.1 und einer weiteren thermoplastischen Verbundfolie 12.3 eine Polarisatorschicht 15 angeordnet, die das mittels der benachbart zur Innenseite I I der Außenscheibe 14 eingelegten Polarisatorschicht 15 linear polarisierte Licht wieder depolarisiert.

Als depolarisiertes Licht wird hierbei Licht bezeichnet, dass nicht linear polarisiert ist, also auch zirkular oder elliptisch polarisiertes Licht. Die Depolarisation kann beispielsweise durch Vielfachstreuung des linear polarisierten Lichtes bei Durchgang durch ein inhomogenes, nichtabsorbierendes Medium bewirkt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform wird zur Depolarisation beispielsweise eine Lambda- Viertel-Schicht verwendet werden, die das linear polarisierte Licht in zirkular polarisiertes Licht wandelt.

Fig. 4b zeigt eine Schnittdarstellung einer Verbundscheibe 1 gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Der Aufbau entspricht im Wesentlichen dem in Figur 3b beschriebenen. Der Schichtaufbau der Verbundscheibe 1 der Figur 4b ist zwischen aktiver Schicht 10 und Außenscheibe 14 identisch zum Aufbau gemäß Figur 3b. Zusätzlich dazu ist die Trägerfolie 1 1 der aktiven Schicht 10 auf der der Innenseite II I der Innenscheibe 13 durch eine Trägerfolie 1 1 mit Polarisatorschicht 15 gebildet. Diese Polarisatorschicht depolarisiert das von der äußeren Oberfläche a einfallende Licht. Mit diesem Aufbau kann wiederum die Anzahl der Schichten in der Verbundscheibe 1 reduziert werden, da eine als eigenständiges Element ausgeführte Polarisatorschicht zur Depolarisation sowie die zu deren Einbindung notwendige thermoplastische Verbundfolie 12.3 entfallen.

Es sei bemerkt, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt ist. Es ist auch möglich, die beschriebenen Ausführungsbeispiele zu kombinieren, beispielsweise derart, dass die Polarisatorschicht 15 zur Erzeugung linear polarisierten Lichtes gemäß dem ersten und dritten Ausführungsbeispiel zwischen zwei thermoplastischen Verbundfolien angeordnet ist, während die zur Depolarisation verwendete Polarisatorschicht dem vierten Ausführungsbeispiel entsprechend durch eine Trägerfolie 1 1 der aktiven Schicht 10 mit integrierter Polarisatorschicht 15 gebildet ist. Ebenso kann der Aufbau der Verbundscheibe 1 zwischen innerer Oberfläche i und aktiver Schicht 10 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ausgestaltet sein, aber die Polarisatorschicht zur Erzeugung linear polarisierten Lichtes dem zweiten Ausführungsbeispiel entsprechend in der Trägerfolie 1 1 des PDLC-Elementes mit Polarisatorschicht 15 vorgesehen sein.

Die Verbundscheibe 1 kann außerdem neben den beschriebenen Schichten eine oder mehrere zusätzliche funktionelle Schichten zwischen der Innenscheibe 13 und Außenscheibe 14 aufweisen. Beispielsweise können Akustikfolien oder IR-reflektierende (Infrarot-reflektierende) Folien bzw. derartige Folien aufweisende Schichten in der Verbundscheibe eingesetzt werden. Vorteilhafterweise werden diese zusätzlichen Schichten zwischen entsprechenden zusätzlichen thermoplastischen Verbundfolien angeordnet, um einen stabilen Verbund zu erhalten.

Bezugszeichenliste

1 Verbundscheibe

10 aktive Schicht

1 1 Trägerfolie

12 thermoplastische Zwischenschicht

12.1 erste thermoplastische Verbundfolie

12.2 zweite thermoplastische Verbundfolie

12.3 weitere thermoplastische Verbundfolien

1 3 Innenscheibe

14 Außensscheibe

15 Polarisatorschicht

16 Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen

Eigenschaften

H , V Polarisationsrichtungen

Q Einfallswinkel

a äußere Oberfläche der Verbundscheibe 1

innere Oberfläche der Verbundscheibe 1

Außenseite der Außenscheibe 14

I I Innenseite der Außenscheibe 14

Innenseite der Innenscheibe 13

V Außenseite der Innenscheibe 13

Claims

Patentansprüche

1. Verbundscheibe (1 ) mit Funktionselement (16) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften mit einer inneren Oberfläche (i) und einer äußeren Oberfläche (a), mindestens aufweisend:

- eine Innenscheibe (13) umfassend eine Innenseite (III) und eine Außenseite (IV), wobei die Außenseite (IV) der inneren Oberfläche (i) der Verbundscheibe (1 ) entspricht,

- eine Außenscheibe (14) umfassend eine Innenseite (II) und eine Außenseite (I), wobei die Außenseite (I) der äußeren Oberfläche (a) der Verbundscheibe entspricht,

- eine thermoplastische Zwischenschicht (12), die die Innenseite (III) der Innenscheibe (13) mit der Innenseite (II) der Außenscheibe (14) verbindet,

ein in der thermoplastischen Zwischenschicht (12) eingelagertes Funktionselement (16) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften umfassend eine aktive Schicht (10) zwischen der Innenscheibe (13) und der Außenscheibe (14) und

- mindestens eine Polarisatorschicht (15), die dazu ausgebildet ist, die Polarisationsrichtung des von der äußeren Oberfläche (a) ausgehend zur inneren Oberfläche (i) transmittierten Lichtes zu verändern,

wobei die mindestens eine Polarisatorschicht (15) zwischen der aktiven Schicht (10) und der Innenseite (III) der Innenscheibe (13) und/oder zwischen der aktiven Schicht (10) und der Innenseite (II) der Außenscheibe (14) angeordnet ist.

2. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 1 , wobei das Funktionselement (16) ein PDLC-Element ist und die aktive Schicht (10) eine PDLC-Schicht ist.

3. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Polarisatorschicht (15) zwischen der Innenseite (II) der Außenscheibe (14) und der aktiven Schicht (10) angeordnet ist und geeignet ist linear polarisiertes Licht zu erzeugen.

4. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 3 bestehend aus in dieser Reihenfolge einer Innenscheibe (13), einer thermoplastischen Zwischenschicht (12) mit Funktionselement (16) und einer Polarisatorschicht (15) und einer Außenscheibe (14), wobei die Polarisatorschicht (15) zwischen der Innenseite (II) der Außenscheibe (14) und der aktiven Schicht (10) des Funktionselementes (16) angeordnet ist und ein oder mehrere Verzögerungsplatten umfasst, die insgesamt eine Verzögerung von L/2 hervorrufen.

5. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei eine Polarisatorschicht (15) zwischen der aktiven Schicht (10) und der Innenseite (III) der Innenscheibe (13) angeordnet ist und geeignet ist depolarisiertes Licht zu erzeugen.

6. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 5 bestehend aus in dieser Reihenfolge einer

Innenscheibe (13), einer thermoplastischen Zwischenschicht (12) mit

Funktionselement (16) und einer Polarisatorschicht (15) und einer Außenscheibe (14), wobei die Polarisatorschicht (15) zwischen der Innenseite (III) der Innenscheibe (13) und der aktiven Schicht (10) des Funktionselementes (16) angeordnet ist und ein oder mehrere Verzögerungsplatten umfasst, die insgesamt eine Verzögerung von L/4 hervorrufen.

7. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 5 umfassend in dieser Reihenfolge eine

Innenscheibe (13), eine thermoplastische Zwischenschicht (12) mit

Funktionselement (16) und zwei Polarisatorschichten (15) und eine Außenscheibe (14), wobei eine Polarisatorschicht (15) zwischen der Innenseite (II) der Außenscheibe (14) und der aktiven Schicht (10) des Funktionselementes (16) angeordnet ist und ein oder mehrere Verzögerungsplatten umfasst, die insgesamt eine Verzögerung von L/2 hervorrufen, und eine Polarisatorschicht (15) zwischen der Innenseite (III) der Innenscheibe (13) und der aktiven Schicht (10) des Funktionselementes (16) angeordnet ist und ein oder mehrere Verzögerungsplatten umfasst, die insgesamt eine Verzögerung von L/4 hervorrufen.

8. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei mindestens eine Polarisatorschicht (15) in Form einer Trägerfolie (11 ) mit Polarisatorschicht (15) ausgeführt ist und in den Schichtstapel der thermoplastischen Zwischenschicht (12) eingelegt ist.

9. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das

Funktionselement in dieser Reihenfolge flächenmäßig übereinander angeordnet eine Trägerfolie (1 1 ), eine elektrisch leitfähige Schicht als Flächenelektrode, die aktive Schicht (10), eine weitere elektrisch leitfähige Schicht als Flächenelektrode und eine weitere Trägerfolie (11 ) umfasst.

10. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 9, wobei mindestens eine Polarisatorschicht (15) durch mindestens eine der Trägerfolien (11 ) des Funktionselementes (16) gebildet ist.

11. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (12) mindestens eine erste thermoplastische Verbundfolie (12.1 ) und mindestens eine zweite thermoplastische Verbundfolie (12.2) umfasst, wobei die erste thermoplastische Verbundfolie (12.1 ) das

Funktionselement (16) mit der Innenseite (III) der Innenscheibe (13) verbindet und die zweite thermoplastische Verbundfolie (12.2) das Funktionselement (16) mit der Innenseite (II) der Außenscheibe (14) verbindet.

12. Verbundscheibe (1 ) nach Anspruch 11 , wobei das Funktionselement (16) umlaufend von einer thermoplastischen Rahmenfolie umgeben ist, die zwischen der ersten thermoplastischen Verbundfolie (12.1 ) und der zweiten thermoplastischen Verbundfolie (12.2) angeordnet ist.

13. Verbundscheibe (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der mindestens eine Polarisationsfilter (15) eine polymere Verzögerungsplatte umfasst.

14. Kraftfahrzeugverglasung, umfassend eine Verbundscheibe (1 ) gemäß einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Kraftfahrzeugverglasung eine Fahrzeugscheibe, eine Windschutzscheibe mit einer Sonnenblende, eine Panoramascheibe, eine Schiebedachscheibe, ein Glasdach, eine Heckscheibe, oder eine hintere oder vordere Seitenscheibe ist.