WO2020156737A1 - Fahrzeugscheibe mit lichtstreuschicht - Google Patents

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WO2020156737A1
WO2020156737A1 PCT/EP2019/085777 EP2019085777W WO2020156737A1 WO 2020156737 A1 WO2020156737 A1 WO 2020156737A1 EP 2019085777 W EP2019085777 W EP 2019085777W WO 2020156737 A1 WO2020156737 A1 WO 2020156737A1
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layer
polymer
liquid crystal
window according
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Robert Pasquarelli
Rajneesh Verma
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Webasto SE
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Definitions

  • the invention relates to a vehicle window with the features of the preamble of patent claim 1.
  • Such a vehicle window is known from practice and can be used in particular in the area of a vehicle roof as a fixed or adjustable roof element.
  • a vehicle window is a composite component which has an outer window body and an inner window body.
  • the outer pane body forms the outer skin of the vehicle pane facing the vehicle surroundings.
  • the window inner body can form the visible surface of the vehicle window visible from the vehicle interior.
  • the known vehicle window has a light source, the light of which can be coupled into a light scattering layer.
  • the light scattering layer can be formed by the inner pane body, which then forms an illuminating element of the vehicle window when the light source is activated, by means of which the vehicle interior can also be illuminated if necessary.
  • the light from the inner pane body is also scattered in the direction of the outer pane body, which reduces the luminous power in the direction of the vehicle interior.
  • the invention has for its object to provide a vehicle window designed according to the type described above, which can show improved lighting properties when the light source is activated.
  • a vehicle window in which light diffuses between an inner window body and an outer window body. is arranged by a polymer-dispersed liquid crystal layer (PDLC layer).
  • PDLC layer is characterized by the fact that liquid crystals in droplet form are integrated into a solid polymer or a polymer matrix.
  • the liquid crystals can be aligned by applying a voltage so that a transmission of light through the vehicle window can be controlled.
  • the droplets of liquid crystals serve as scattering centers, which promote a so-called ambient light effect, in which the vehicle window provides backlighting of the vehicle interior in question.
  • the light distribution or the scattering behavior within the PDLC layer can be controlled by applying a suitable voltage to the liquid crystals.
  • An additional light scattering layer or other structures for decoupling the light are not required.
  • the light permeability of this layer or of the vehicle window can be changed, so that the liquid crystal layer has a double function and, in addition to the function as a light scattering layer for light emitted by the light source, can also serve as a shading device.
  • the liquid crystals of the PDLC layer align in the same direction when a voltage is applied, so that the light transmission is increased. If no voltage is applied, the liquid crystals of the PDLC layer are oriented arbitrarily, which leads to clouding of the PDLC layer. The transparency of the vehicle window is therefore low or nonexistent. By changing the transparency, the scattering power and thus the light decoupling power can be controlled.
  • a strong clouding of the PDLC layer which leads to a large scattering capacity, in turn leads to a light distribution with greater homogeneity in the pane.
  • the homogeneity of the light decoupling can therefore be controlled as a function of the voltage applied to the PDLC layer.
  • the PDLC layer In its blocked state, the PDLC layer can be opaque or opaque and can be colored in a desired color.
  • an optical barrier layer is arranged between the polymer-dispersed liquid crystal layer and the outer pane body, which is a reflective layer for light emerging from the polymer-dispersed liquid crystal layer in the direction of the Outer pane emerges. This reduces or prevents light absorption in the outer pane body. This in turn can lead to a more homogeneous lighting behavior of the vehicle window when the light source is activated.
  • the barrier layer can be viewed as an optical insulating layer.
  • the optical barrier layer which reflects light in the direction of the polymer-dispersed liquid crystal layer, is formed from a fluoropolymer, such as FEP (fluoroethylene propylene) or ETFE (ethylene tetrafluoroethylene), or a porous silicon compound, in particular a porous silicon oxide.
  • a fluoropolymer such as FEP (fluoroethylene propylene) or ETFE (ethylene tetrafluoroethylene)
  • ETFE ethylene tetrafluoroethylene
  • the optical barrier layer can be designed as a separate layer or film or also as a coating on the outer pane body.
  • the interfaces of the optical barrier layer can have a nanostructuring which is produced, for example, by a corona or plasma process.
  • the optical barrier layer in a preferred embodiment of the vehicle window according to the invention it has a refractive index which is smaller than that of the inner window body. If, for example, a lime-soda glass with a refractive index of approximately 1.52 is used as the inner pane of the pane, the optical barrier layer expediently has a refractive index which is below 1.45.
  • fluoroethylene propylene has a refractive index of about 1.34
  • ethylene tetrafluoroethylene for example, has a refractive index of about 1.40
  • a porous silicon compound can have a refractive index between about 1.25 and 1.35.
  • the refractive index of the silicon compound can be set via the porosity.
  • the outer window body and the inner window body are each formed from glass, for example from a soda-lime glass.
  • the outer pane body and / or the inner pane body from plastic, for example from polycarbonate.
  • the inner pane body is preferably made of a glass or plastic that does not absorb light, so that there is none Color shifts come, for example, from a low-iron glass, such as a white glass or extra clear glass.
  • the inner pane body and the outer pane body are each arched, specifically in the longitudinal direction of the pane and / or in the longitudinal direction of the pane.
  • the radius of curvature defining the curvature can vary in the direction in question and have, for example, a value between 1000 mm and 10000 mm, in particular between 2000 mm and 5000 mm.
  • the light source by means of which light can be coupled into the vehicle window, can be arranged on the vehicle window in a variety of ways.
  • the light source is arranged on a side edge of the polymer-dispersed liquid crystal layer or else on a side edge of the inner pane body.
  • the light source it is also conceivable for the light source to be accommodated in a space-saving manner by a recess in the inner pane body.
  • the light source it is also possible for the light source to be arranged between the inner pane body and the polymer-dispersed liquid crystal layer and then in particular to be embedded in an adhesive layer via which the inner pane body is connected to the polymer-dispersed liquid crystal layer.
  • the liquid crystal layer comprises boundary layers or outer layers which are made from a cyclic olefin polymer (COP).
  • the boundary layers which form the outer layers of the liquid crystal layer may comprise PET (polyethylene terephthalate) or to be formed from PET.
  • the liquid crystal droplets, which are embedded in the solid polymer, are arranged between the boundary layer, which are provided on their inner sides with contacting layers.
  • the contacting layers are electrically conductive layers, via which an electrical field can be generated that aligns the liquid crystals.
  • At least one adhesive layer can be provided for connecting the polymer-dispersed liquid crystal layer to the outer pane body. If the optical between the polymer-dispersed liquid crystal layer and the outer pane body Barrier layer is arranged, there is an adhesive layer between the liquid crystal layer and the optical barrier layer. Another adhesive layer can be arranged between the optical barrier layer and the outer pane body. However, it is also conceivable for the optical barrier layer to be applied directly as a coating on the inside of the outer pane body.
  • At least one adhesive layer is also advantageously arranged between the polymer-dispersed liquid crystal layer and the inner pane body.
  • the adhesive layers between the inner pane or outer pane and the polymer-dispersed liquid crystal layer are preferably each made of an optically isotropic material and in particular of a thermoplastic polyurethane (TPU), ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB), an epoxy, silicone, polyethylene or one other transparent plastic film formed, which in particular comprises polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC) and / or a cycloolefm copolymer (COC).
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PVB polyvinyl butyral
  • an epoxy silicone
  • polyethylene or one other transparent plastic film formed which in particular comprises polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC) and / or a cycloolefm copolymer (COC).
  • the refractive index of the adhesive layer is preferably in the range of that of the inner pane body and has, for example, a value of approximately 1.5.
  • Embodiments of a vehicle window according to the invention are shown schematically simplified in the drawing and are explained in more detail in the following description. It shows:
  • Figure 1 is a schematic plan view of a vehicle roof with a vehicle window according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic section through the vehicle window of the vehicle roof according to FIG. 1;
  • Figure 3 shows a section through a second embodiment of a vehicle window
  • Figure 4 shows a section through a third embodiment of a vehicle window
  • Figure 5 shows a section through a fourth embodiment of a vehicle window
  • FIG. 6 shows a section through a fifth embodiment of a vehicle window
  • Figure 7 shows a section through a sixth embodiment of a vehicle window.
  • the vehicle roof 10 is a panoramic roof which is provided with an adjustable cover element 12 and a fixed roof element 14 which is immovable relative to the vehicle body.
  • the cover element 12 and the fixed roof element 14 are each designed as a glass element and thus as a vehicle window. They have the same layer structure, which is shown with reference to Figure 2.
  • the outer pane body 16 is made of a colored soda-lime glass.
  • the inner pane body 18 is made of a soda-lime-clear glass and represents a light guide layer.
  • a polymer-dispersed liquid crystal layer 22 is bonded to the inside or top of the inner pane body 18 via an adhesive layer 20. Via another adhesive layer 24, the polymer-dispersed liquid crystal layer 22 is connected on its side facing away from the inner pane body 18 to an optical barrier layer 26 which is made of FEP or ETFE. To connect the outer pane body 16, a further adhesive layer 28 is arranged between the optical barrier layer 26 and the outer pane body 16.
  • the adhesive layers 20, 24 and 28 are each made of EVA (ethylene vinyl acetate) with a refractive index of about 1.5.
  • the outer pane body 16 and the inner pane body 18 each have a refractive index of approximately 1.52.
  • Contacting layers are arranged on the inside of the COP or PET boundary layers of the polymer-dispersed liquid crystal layer 22, via which a voltage or an electric field can be applied to the liquid crystals dispersed in the polymer matrix, so that the liquid crystals can be aligned and the light transmission of the vehicle window 16 or 18 is controllable.
  • the vehicle window 12 or 14 further comprises a light source 30, which is designed as an LED arrangement and is arranged on a lateral edge of the window inner body 18.
  • the light source 30 When the light source 30 is activated, light is coupled in via the lateral edge of the inner pane body 18 forming a light guide layer. As a result, light also enters the polymer-dispersed liquid crystal layer 22 via the adhesive layer 20, where it is scattered there by the liquid crystal droplets dispersed in the polymer and both downward, that is to say in the direction of the vehicle interior, and upwards, that is, in the direction of the outer pane body 16 is scattered. Light emerging upwards is reflected again at the interface between the adhesive layer 24 and the optical barrier layer 26 in the direction of the inner pane body 18. The polymer-dispersed liquid crystal layer 22 thus acts as a light scattering layer, and the light can also be reflected at the interfaces.
  • FIG. 3 shows a vehicle window 40 which largely corresponds to that according to FIG. 2, but differs from this in that it does not have an optical barrier layer. Rather, the outer pane body 16 is bonded directly to the polymer-dispersed liquid crystal layer 22 via an adhesive layer 24 made of EVA. Otherwise, the vehicle window 40 corresponds to that according to FIG. 2.
  • FIG. 4 shows a vehicle window 50, which largely corresponds to the vehicle window according to FIG. 2, but differs from it in that a light source 30, which is designed as an LED arrangement, is embedded in the adhesive layer 20, via which the window inner body 18 is bonded to the polymer-dispersed liquid crystal layer 22. Light is coupled directly from the light source 30 into the polymer-dispersed liquid crystal layer 22 and into the inner pane body 18. Otherwise, the vehicle window 50 corresponds to that according to FIG. 2.
  • FIG. 5 shows a vehicle window 60, which in turn largely corresponds to that of FIG. 2, but differs from it in that a light source 30, which is formed from an LED arrangement, is arranged in a recess 62, which is on the underside of the inner pane body 18 is formed. Otherwise, the vehicle window 60 corresponds to that according to FIG. 2.
  • FIG. 6 shows a vehicle window 70, which in turn largely corresponds to the vehicle window according to FIG. 2, but differs from it in that it has a coating of FEP with a refractive index of about 1 on the inside or underside of the outside window body 16.
  • 34 made of ETFE with a refractive index of about 1.4 or of a porous silicon compound with a refractive index between 1.25 and 1.35, which forms an optical barrier layer 26 '.
  • No adhesive layer is therefore arranged between the optical barrier layer 26 'and the outer pane body 16. Rather, the optical barrier layer 26 'is part of the outer pane body 16.
  • the connection between the outer pane body 16 or the optical barrier layer 26' and the polymer-dispersed liquid crystal layer 22 takes place via an adhesive layer 24 made of EVA. Otherwise, the vehicle window 70 corresponds to that according to FIG. 2.
  • FIG. 7 shows a vehicle window 80 which largely corresponds to that according to FIG. 2, but differs from this in that the light source 30 is not arranged on the side edge of the window inner body 18, but on the side edge of the polymer-dispersed liquid crystal layer 22. Otherwise, the vehicle window 80 corresponds to that according to FIG. 2.
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Abstract

Es wird eine Fahrzeugscheibe vorgeschlagen, umfassend einen Scheibenaußenkörper (16) und einen Scheibeninnenkörper (18), mindestens eine Lichtquelle (30) und eine Lichtstreuschicht für von der Lichtquelle (30) abgegebenes Licht. Die Lichtstreuschicht ist zwischen dem Scheibeninnenkörper (18) und dem Scheibenaußenkörper (16) angeordnet und von einer polymerdispergierten Flüssigkristallschicht (PDLC-Schicht) (22) gebildet.

Description

Fahrzeugscheibe mit Lichtstreuschicht
Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.
Eine derartige Fahrzeugscheibe ist aus der Praxis bekannt und insbesondere im Bereich eines Fahrzeugdaches als festes oder verstellbares Dachelement einsetzbar. Eine solche Fahrzeugscheibe stellt ein Verbundbauteil dar, das einen Scheibenaußenkörper und einen Scheibeninnenkörper aufweist. Der Scheibenaußenkörper bildet die der Fahrzeugumgebung zugewandte Außenhaut der Fahrzeugscheibe. Der Scheibeninnenkörper kann die vom Fahrzeuginnenraum sichtbare Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bilden. Zur Realisierung eines so genannten Ambient-Light-Bauteils weist die bekannte Fahrzeugscheibe eine Lichtquelle auf, dessen Licht in eine Lichtstreuschicht eingekoppelt werden kann. Die Lichtstreuschicht kann von dem Scheibeninnenkörper gebildet sein, der dann bei aktivierter Lichtquelle ein Leuchtelement der Fahrzeugseheibe bildet, mittels dessen gegebenenfalls auch der Fahrzeuginnenraum ausleuchtbar ist. Jedoch wird das Licht von dem Scheibeninnenkörper auch in Richtung des Scheibenaußenkör- pers gestreut, was die Leuchtleistung in Richtung des Fahrzeuginnenraums reduziert.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der oben beschriebenen Gattung ausgebildete Fahrzeugscheibe zu schaffen, die bei aktivierter Lichtquelle verbesserte Leuchteigenschaften zeigen kann.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Gemäß der Erfindung wird also eine Fahrzeugscheibe vorgeschlagen, bei der als Lichtstreuschieht zwischen einem Scheibeninnenkörper und einem Scheibenaußenkör- per eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht (PDLC-Schicht) angeordnet ist. Eine PDLC-Schicht zeichnet sich dadurch aus, dass Flüssigkristalle in Tröpfchenform in ein festes Polymer bzw. eine Polymermatrix eingebunden sind. Die Flüssigkristalle können durch Anlegen einer Spannung ausgerichtet werden, so dass eine Transmission von Licht durch die Fahrzeugscheibe hindurch gesteuert werden kann. Die Tröpfchen aus Flüssigkristallen dienen als Streuzentren, welche einen so genannten Ambient-Light- Effekt begünstigen, bei dem die Fahrzeugscheibe eine Flintergrundbeleuchtung des betreffenden Fahrzeuginnenraums bereitstellt. Zudem kann durch Anlegen einer geeigneten Spannung an die Flüssigkristalle die Lichtverteilung bzw. das Streuverhalten innerhalb der PDLC-Schicht gesteuert werden. Eine zusätzliche Lichtstreuschicht oder sonstige Strukturen zum Auskoppeln des Lichts sind nicht erforderlich.
Durch Ändern der an die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht angelegten Spannung kann die Lichtdurchlässigkeit dieser Schicht bzw. der Fahrzeugscheibe geändert werden, so dass die Flüssigkristallschicht eine Doppelfunktion hat und neben der Funktion als Lichtstreuschicht für von der Lichtquelle abgegebenes Licht auch als Beschattungseinrichtung dienen kann. Die Flüssigkristalle der PDLC-Schicht richten sich gleichsinnig aus, wenn eine Spannung angelegt ist, so dass die Lichtdurchlässigkeit erhöht wird. Wenn keine Spannung anliegt, sind die Flüssigkristalle der PDLC-Schicht willkürlich orientiert, was zu einer Eintrübung der PDLC-Schicht führt. Die Durchsichtigkeit der Fahrzeugscheibe ist damit gering bzw. nicht vorhanden. Durch Ändern der Durchsichtigkeit kann wiederum das Streuvermögen und damit das Lichtauskopplungs- vermögen gesteuert werden. Eine starke Eintrübung der PDLC-Schicht, die zu einem großen Streuvermögen führt, führt wiederum zu einer Lichtverteilung mit größerer Homogenität in der Scheibe. Die Homogenität der Lichtauskopplung kann also in Abhängigkeit von der an die PDLC-Schicht angelegten Spannung gesteuert werden.
Die PDLC-Schicht kann in ihrem Sperrzustand lichtundurchlässig bzw. opak sein und eine Färbung in einer gewünschten Farbe aufweisen.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht und dem Scheibenaußenkörper eine optische Barriereschicht angeordnet, die eine Reflexionsschicht für Licht darstellt, das aus der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht in Richtung des Scheibenaußenkörpers austritt. Damit wird eine Lichtabsorption in dem Scheibenaußenkörper verringert bzw. verhindert. Dies kann wiederum zu einem homogeneren Leuchtverhalten der Fahrzeugscheibe bei aktivierter Lichtquelle führen. Die Barriereschicht kann als optische Isolierschicht angesehen werden. Beispielsweise ist die optische Barriereschicht, die Licht in Richtung der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht reflektiert, aus einem Fluoropolymer, wie FEP (Fluorethylenpropylen) oder ETFE (Ethylentetrafluoroethylen), oder einer porösen Siliziumverbindung, insbesondere einem porösen Siliziumoxid, gebildet.
Die optische Barriereschicht kann als separate Schicht oder Folie oder auch als Be- Schichtung des Scheibenaußenkörpers ausgebildet sein. Die Grenzflächen der optischen Barriereschicht können zur Verbesserung der Barriereeigenschaften eine Nanostruktu- rierung aufweisen, die beipielsweise nach einem Corona- oder Plasma- Verfahren erzeugt ist.
Um die optische Barriereschicht möglichst wirksam auszugestalten, hat diese bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung einen Brechungsindex, der kleiner ist als derjenige des Scheibeninnenkörpers. Wenn als Schei- beninnenkörper beispielsweise ein Kalk-Natron-Glas mit einem Brechnungsindex von etwa 1,52 eingesetzt wird, hat die optische Barriereschicht zweckmäßigerweise einen Brechungsindex, der unter 1,45 liegt. Fluorethylenpropylen hat beispielsweise einen Brechungsindex von etwa 1 ,34, Ethylentetrafluoroethylen hat beispielsweise einen Brechungsindex von etwa 1,40 und eine poröse Siliziumverbindung kann einen Brechungsindex zwischen etwa 1,25 und 1,35 aufweisen. Über die Porosität lässt sich der Brechungsindex der Siliziumverbindung einstellen.
Der Scheibenaußenkörper und der Scheibeninnenkörper sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung jeweils aus Glas, beispielsweise aus einem Kalk-Natron-Glas gebildet. Denkbar ist es aber auch, den Scheibenaußenkörper und/oder den Scheibeninnenkörper aus Kunststoff, beispielsweise aus Polycarbonat zu fertigen. Der Scheibeninnenkörper ist vorzugsweise aus einem Glas oder Kunststoff gefertigt, das bzw. der kein Licht absorbiert, so dass es zu keinen Farbverschiebungen kommt, beispielsweise aus einem eisenarmen Glas, wie einem Weißglas oder Extraklarglas.
Der Scheibeninnenkörper und der Scheibenaußenkörper sind bei einer speziellen Ausführungsform jeweils gewölbt ausgebildet, und zwar in Scheibenlängsrichtung und/oder in Scheibenlängsrichtung. Der die Wölbung definierende Krümmungsradius kann in der betreffenden Richtung variieren und beispielsweise einen Wert zwischen 1000 mm und 10000 mm, insbesondere zwischen 2000 mm und 5000 mm haben.
Die Lichtquelle, mittels der Licht in die Fahrzeugscheibe einkoppelbar ist, kann in vielfältiger Weise an der Fahrzeugscheibe angeordnet sein. Beispielsweise ist die Lichtquelle an einem seitlichen Rand der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht oder auch an einem seitlichen Rand des Scheibeninnenkörpers angeordnet. Denkbar ist es aber auch, dass die Lichtquelle in platzsparender Weise von einer Ausnehmung des Scheibeninnenkörpers aufgenommen ist. Alternativ ist es auch möglich, dass die Lichtquelle zwischen dem Scheibeninnenkörper und der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht angeordnet ist und dann insbesondere in eine Klebeschicht eingebettet ist, über die der Scheibeninnenkörper mit der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht verbunden ist.
Um bei einer Aktivierung der Lichtquelle Spektral- bzw. Farbverschiebungen in der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkristallschicht Grenzschichten bzw. Außenschichten umfasst, die aus einem cyclischen Olefin-Polymer (COP) gefertigt sind. Es ist aber auch denkbar, dass die Grenzschichten, die die Außenschichten der Flüssigkristallschicht bilden, PET (Po- lyethylenterephtalat) umfassen oder aus PET gebildet sind. Zwischen der Grenzschicht, die an ihren Innenseiten mit Kontaktierungsschichten versehen sind, sind die Flüssigkristalltröpfchen angeordnet, die in dem festen Polymer eingebettet sind. Die Kontaktierungsschichten sind elektrisch leitfahige Schichten, über die ein elektrisches Feld erzeugbar ist, das die Flüssigkristalle ausrichtet.
Zur Anbindung der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht an den Scheibenaußenkörper kann mindestens eine Klebeschicht vorgesehen sein. Wenn zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht und dem Scheibenaußenkörper die optische Barriereschicht angeordnet ist, liegt eine Klebeschieht zwischen der Flüssigkristallschicht und der optischen Barriereschicht. Eine weitere Klebeschicht kann zwischen der optischen Barriereschicht und dem Scheibenaußenkörper angeordnet sein. Denkbar ist es aber auch, dass die optische Barriereschicht direkt als Beschichtung auf die Innenseite des Scheibenaußenkörpers aufgebracht ist.
Zudem ist zweckmäßigerweise zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht und dem Scheibeninnenkörper ebenfalls mindestens eine Klebeschicht angeordnet.
Die Klebeschichten zwischen dem Scheibeninnenkörper bzw. dem Scheibenaußenkörper und der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht sind vorzugsweise jeweils aus einem optisch isotropen Material und insbesondere aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), einem Epoxid, Silikon, Polyethylen oder aus einer sonstigen transparenten Kunststofffolie gebildet, die insbesondere Polyethylenterephtalat (PET), Polycarbonat (PC) und/oder ein Cycloole- fm-Copolymer (COC) umfasst.
Der Brechungsindex der Klebeschicht liegt vorzugsweise im Bereich desjenigen des Scheibeninnenkörpers und hat beispielsweise einen Wert von etwa 1,5.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.
Ausführungsbeispiele einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung;
Figur 2 einen schematischen Schnitt durch die Fahrzeugscheibe des Fahrzeugdachs nach Figur 1 ;
Figur 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe; Figur 4 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe;
Figur 5 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe;
Figur 6 einen Schnitt durch eine fünfte Ausfuhrungsform einer Fahrzeugscheibe;
und
Figur 7 einen Schnitt durch eine sechste Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe.
In Figur 1 ist ein Fahrzeugdach 10 eines ansonsten nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges gezeigt. Das Fahrzeugdach 10 ist ein Panoramadach, das mit einem verstellbaren Deckelelement 12 und einem Festdachelement 14 versehen ist, welches gegenüber der Fahrzeugkarosserie unbeweglich ist. Das Deckelelement 12 und das Festdachelement 14 sind jeweils als Glaselement und mithin als Fahrzeugscheibe ausgebildet. Sie haben den gleichen Schichtaufbau, der anhand von Figur 2 dargestellt ist.
Die jeweils als Fahrzeugscheibe ausgebildeten Dachelemente 12 und 14 stellen jeweils ein Verbundbauteil dar, das einen Scheibenaußenkörper 16 und einen Scheibeninnen- körper 18 umfasst. Der Scheibenaußenkörper 16 ist aus einem gefärbten Kalk-Natron- Glas gefertigt. Der Scheibeninnenkörper 18 ist aus einem Kalk-Natron-Klarglas gefertigt und stellt eine Lichtleiterschicht dar.
An die Innenseite bzw. Oberseite des Scheibeninnenkörpers 18 ist über eine Klebeschicht 20 eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 angebunden. Über eine weitere Klebeschicht 24 ist die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 an ihrer dem Scheibeninnenkörper 18 abgewandten Seite mit einer optischen Barriereschicht 26 verbunden, die aus FEP oder ETFE gefertigt ist. Zur Anbindung des Scheibenaußenkörpers 16 ist zwischen der optischen Barriereschicht 26 und dem Scheibenaußenkörper 16 eine weitere Klebeschicht 28 angeordnet. Die Klebeschichten 20, 24 und 28 sind jeweils aus EVA (Ethylenvinylacetat) mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 gebildet.
Der Scheibenaußenkörper 16 und der Scheibeninnenkörper 18 haben jeweils einen Brechungsindex von etwa 1,52. Die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22, die aus einem Schichtverbund gebildet ist, der als äußere Grenzschichten COP-Folien mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 oder PET-Folien umfasst, bildet eine Lichtstreuschicht zur Verstärkung eines Ambient-Light-Effekts und stellt zusätzlich durch die Schaltbarkeit der in der Polymermatrix dispergierten Flüssigkristalle eine Beschattungsanordnung für die jeweilige Fahrzeugscheibe dar.
An den Innenseiten der COP- oder PET-Grenzschichten der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht 22 sind Kontaktierungsschichten angeordnet, über die an die in der Polymermatrix dispergierte Flüssigkristalle eine Spannung bzw. ein elektrisches Feld angelegt werden kann, so dass die Flüssigkristalle ausgerichtet werden können und die Lichtdurchlässigkeit der Fahrzeugscheibe 16 bzw. 18 steuerbar ist.
Die Fahrzeugscheibe 12 bzw. 14 umfasst des Weiteren eine Lichtquelle 30, die als LED-Anordnung ausgebildet ist und an einem seitlichen Rand des Scheibeninnenkör- pers 18 angeordnet ist.
Wenn die Lichtquelle 30 aktiviert wird, wird über den seitlichen Rand des eine Licht- ’ leiterschicht bildenden Scheibeninnenkörpers 18 Licht eingekoppelt. Hierdurch tritt über die Klebeschicht 20 auch Licht in die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 ein, wobei es dort an den in dem Polymer dispergierten Flüssigkristalltröpfchen gestreut wird und sowohl nach unten, das heißt in Richtung Fahrzeuginnenraum, als auch nach oben, das heißt in Richtung Scheibenaußenkörper 16, gestreut wird. Nach oben austretendes Licht wird an der Grenzfläche zwischen der Klebeschicht 24 und der optischen Barriereschicht 26 wieder in Richtung des Scheibeninnenkörpers 18 reflektiert. Die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 wirkt also als Lichtstreuschicht, wobei das Licht zudem an den Grenzflächen reflektiert werden kann.
In Figur 3 ist eine Fahrzeugscheibe 40 dargestellt, die weitgehend derjenigen nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie keine optische Barriereschicht aufweist. Vielmehr ist der Scheibenaußenkörper 16 über eine Klebeschicht 24 aus EVA direkt an die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 angebunden. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 40 derjenigen nach Figur 2. In Figur 4 ist eine Fahrzeugscheibe 50 dargestellt, die weitgehend der Fahrzeugscheibe nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass eine Lichtquelle 30, die als LED- Anordnung ausgebildet ist, in die Klebeschicht 20 eingebettet ist, über die der Scheibeninnenkörper 18 an die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 angebunden ist. Von der Lichtquelle 30 wird in direkter Weise Licht in die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 und in den Scheibeninnenkörper 18 eingekoppelt. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 50 derjenigen nach Figur 2.
In Figur 5 ist eine Fahrzeugscheibe 60 dargestellt, die wiederum weitgehend derjenigen nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass eine Lichtquelle 30, die aus einer LED- Anordnung gebildet ist, in eine Ausnehmung 62 angeordnet ist, die an der Unterseite des Scheibeninnenkörpers 18 ausgebildet ist. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 60 derjenigen nach Figur 2.
In Figur 6 ist eine Fahrzeugscheibe 70 dargestellt, die wiederum weitgehend entsprechend der Fahrzeugscheibe nach Figur 2 ausgebildet ist, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie an der Innenseite bzw. Unterseite des Scheibenaußenkörpers 16 eine Beschichtung aus FEP mit einem Brechungsindex von etwa 1 ,34, aus ETFE mit einem Brechungsindex von etwa 1,4 oder aus einer porösen Siliziumverbindung mit einem Brechungsindex zwischen 1,25 und 1,35 hat, die eine optische Barriereschicht 26‘ bildet. Zwischen der optischen Barriereschicht 26' und dem Scheibenaußenkörper 16 ist also keine Klebeschicht angeordnet. Vielmehr ist die optische Barriereschicht 26' Bestandteil des Scheibenaußenkörpers 16. Die Verbindung zwischen dem Scheibenaußenkörper 16 bzw. der optischen Barriereschicht 26' und der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht 22 erfolgt über eine Klebeschicht 24 aus EVA. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 70 derjenigen nach Figur 2.
In Figur 7 ist eine Fahrzeugscheibe 80 dargestellt, die weitgehend derjenigen nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass die Lichtquelle 30 nicht am seitlichen Rand des Scheibeninnenkörpers 18, sondern am seitlichen Rand der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht 22 angeordnet ist. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 80 derjenigen nach Figur 2. Bezugszeichenliste
10 Fahrzeugdach
12 Dachelement
14 Festdachelement
16 Scheibenaußenkörper
18 Seheibeninnenkörper
20 Klebeschicht
22 polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 24 Klebeschicht
26 optische Barriereschicht
28 Klebeschicht
30 Lichtquelle
40 Fahrzeugscheibe
50 Fahrzeugscheibe
60 Fahrzeugscheibe
62 Ausnehmung
70 Fahrzeugscheibe
80 Fahrzeugscheibe

Claims

Patentansprüche
1. Fahrzeugscheibe, umfassend einen Scheibenaußenkörper (16) und einen Scheiben- innenkörper (18), mindestens eine Lichtquelle (30) und eine Lichtstreuschicht für von der Lichtquelle (30) abgegebenes Licht, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtstreuschicht zwischen dem Scheibeninnenkörper (18) und dem Scheibenaußenkörper (16) angeordnet ist und von einer polymerdispergierten Flüssigkristall - Schicht (PDLC-Schicht) (22) gebildet ist.
2. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht (22) und dem Scheibenaußenkörper (16) eine optische Barriereschicht (26, 26') angeordnet ist, die eine Reflexionsschicht für Licht ist, das aus der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht (22) in Richtung des Scheibenaußenkörpers austritt.
3. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die optische Barriereschicht (26, 26') aus einem Fluoropolymer, wie FEP (Fluorinatedethyl- enepropylen) oder ETFE (Ethylentetrafluoroethylen), oder einer porösen Siliziumverbindung gebildet ist.
4. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die
optische Barriereschicht (26, 26') einen Brechungsindex hat, der kleiner ist als derjenige des Scheibeninnenkörpers (18) und der insbesondere kleiner als oder gleich 1 ,4 ist.
5. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Scheibenaußenkörper (16) aus Glas gefertigt ist.
6. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Seheibeninnenkörper (18) aus Glas gefertigt ist.
7. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (30) an einem seitlichen Rand der polymerdispergierten Flüssigkris- tallschicht (22) angeordnet ist.
8. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (30) an einem seitlichen Rand des Scheibeninnenkörpers (18) angeordnet ist.
9. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (30) von einer Ausnehmung (62) des Scheibeninnenkörpers (16) aufgenommen ist.
10. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtquelle (30) zwischen dem Seheibeninnenkörper (18) und der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht (22) angeordnet ist.
1 1. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht (22) Grenzschichten umfasst, die aus einem cyclischen Olefm-Polymer (COP) oder Polyethylenterephtalat (PET) gefertigt sind.
12. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht (22) und dem Schei benaußenkörper (18) mindestens eine Klebeschicht (24, 28) angeordnet ist.
13. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht (22) und dem Scheiben- innenkörper (18) mindestens eine Klebeschicht (20) angeordnet ist.
14. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Klebeschicht (20, 24, 28) aus thermoplastischem Polyurethan (TPU), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), Epoxid, Silikon, Polyethylen oder aus einer transparenten Kunststofffolie gebildet ist, die insbesondere Polyethylenterephtalat (PET), Polycarbonat (PC) und/oder ein Cycloolefin-
Copolymer (COC) umfassen.
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