WO2020169305A1

WO2020169305A1 - Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen eigenschaften und verbundscheibenanordnung

Info

Publication number: WO2020169305A1
Application number: PCT/EP2020/051890
Authority: WO
Inventors: Florian Manz; Marcel Klein; Sebastian SCHURSE
Original assignee: Saint-Gobain Glass France
Priority date: 2019-02-18
Filing date: 2020-01-27
Publication date: 2020-08-27
Also published as: DE202020005428U1; CN111867828A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe (1; 12) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, umfassend eine Außenscheibe (2a) und eine Innenscheibe (2b), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, wobei ein optoelektronisches Funktionselement (4; S) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften in die Zwischenschicht (3) eingelagert ist, umfassend eine aktive Schicht (5), der an beiden Oberflächen transparente flächige Steuerelektroden (8, 9) zugeordnet sind, zwischen einer ersten Trägerfolie (6) und einer zweiten Trägerfolie (7), wobei die das optoelektronische Funktionselement umgebende Zwischenschicht (3) und die Trägerfolien (6, 7) jeweils thermoplastisches Material enthalten, wobei das optoelektronische Funktionselement mehrere separat ansteuerbare Funktionsbereiche (S1-S4; S1'-S3') mit voneinander isolierten Steuerelektroden umfasst, die jeweils direkt mit zwischen der Außenscheibe und Innenscheibe verlaufenden Zuleitungsdrähten verbunden sind.

Description

Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften und

Verbundscheibenanordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften sowie eine Verbundscheibenanordnung, die eine solche

Verbundscheibe umfasst.

Elektrooptische Funktionselemente mit elektrisch steuerbaren optischen

Eigenschaften sind seit Langem in großer Vielgestaltigkeit bekannt und werden in der industriellen Massenproduktion, beispielsweise in TV-Geräten, Laptops, Mobiltelefonen/Smartphones und Tablets, eingesetzt.

Auch Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen sind als solche bekannt. Die optischen Eigenschaften der Funktionselemente können durch eine angelegte elektrische Spannung verändert werden. Ein Beispiel für solche Funktionselemente sind SPD-Funktionselemente (suspended partide 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 SPD-Funktionselemente steuern. Ein weiteres Beispiel sind PDLC- Funktionselemente (polymer dispersed liquid crystal), die beispielsweise aus DE 102008026339 A1 bekannt sind. Die aktive Schicht enthält dabei Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird 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.

SPD- und PDLC-Funktionselemente sind als Mehrschichtfolie kommerziell erhältlich, wobei die aktive Schicht und die zum Anlegen einer Spannung erforderlichen Flächenelektroden zwischen zwei Trägerfolien, typischerweise aus PET, angeordnet sind. Bei der Herstellung der Verbundscheibe wird das

Funktionselement in der gewünschten Größe und Form aus der Mehrschichtfolie ausgeschnitten und zwischen die Folien einer Zwischenschicht eingelegt, mittels derer zwei Glasscheiben miteinander zur Verbundscheibe laminiert werden. Es wurden Frontscheiben vorgeschlagen, bei denen durch ein solches

Funktionselement eine elektrisch steuerbare Sonnenblende realisiert ist, um die herkömmliche mechanisch klappbare Sonnenblende in Kraftfahrzeugen zu ersetzen. Frontscheiben mit elektrisch steuerbaren Sonnenblenden sind beispielsweise bekannt aus DE 102013001334 A1 , DE 102005049081 B3,

DE 102005007427 A1 , DE 102007027296 A1 , DE 102004049091 A1 ,

WO 2019/01 1891 A1 und DE 102004050987 A1 .

Eine in ihrer Alterungsbeständigkeit und somit Langzeit-Zuverlässigkeit weiter verbesserte Verbundscheibe mit integrierter Sonnenblenden-Funktion ist aus der WO 2018/188844 der Anmelderin bekannt. Diese Druckschrift offenbart auch eine Unterteilung eines Sonnenblenden-Bereiches einer PKW-Frontscheibe in mehrere streifenförmige Segmente, die jeweils über einen separaten elektrischen

Anschluss verfügen. I n der praktischen Ausführung ist jeder dieser Streifen an einer kurzen Seitenkante mit einem eigenen Busbar zur elektrischen Verbindung mit einer Ansteuereinheit versehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte

Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften

bereitzustellen, bei der die Gebrauchstüchtigkeit und N utzerakzeptanz verbessert sind und die Herstellung vereinfacht und kostengünstiger gestaltet ist. Weiterhin soll eine entsprechende Verbundscheibenanordnung angegeben werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird in ihrem Produktaspekt durch eine Verbundscheibe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. I n ihrem

Anordnungs- bzw. Systemaspekt wird die Aufgabe durch eine

Verbundscheibenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 1 gelöst.

Bevorzugte Ausführungen gehen aus den jeweiligen Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst mindestens eine Außenscheibe und eine I nnenscheibe, die über eine Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung beispielsweise eines Fahrzeugs, eines Gebäudes oder eines Raums, den

I nnenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. M it Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem I nnenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die thermoplastische Zwischenschicht dient der Verbindung der beiden Scheiben, wie es bei Verbundscheiben üblich ist.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt.

Grundsätzlich können sie aber auch aus Kunststoff bestehen. Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den

Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die I nnenscheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm . Die Scheiben können klar sein, oder auch getönt oder gefärbt, solange die Frontscheibe im zentralen Sichtbereich eine

ausreichende Lichttransmission aufweist, bevorzugt mindestens 70 % im Haupt- Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43.

Die Außenscheibe, die I nnenscheibe und/oder die Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen, Sonnenschutzbeschichtungen oder

Beschichtungen mit niedriger Emissivität.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe enthält ein elektrooptisches

Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das in die Zwischenschicht eingelagert ist. Das Funktionselement ist zwischen mindestens zwei Schichten von thermoplastischem Material der Zwischenschicht angeordnet, wobei es durch die erste Schicht mit der Außenscheibe und durch die zweite Schicht mit der I nnenscheibe verbunden ist.

Das Funktionselement umfasst mindestens eine aktive Schicht, die zwischen einer ersten Trägerfolie und einer zweiten Trägerfolie angeordnet ist. Die aktive Schicht weist die veränderlichen optischen Eigenschaften auf, die durch eine an die aktive Schicht angelegte elektrische Spannung gesteuert werden können. Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können. Die besagten optischen Eigenschaften betreffen insbesondere die Lichttransmission und/oder das Streuverhalten. Das

Funktionselement umfasst Flächenelektroden (nachfolgend auch: Steuerelektroden) zum Anlegen der Spannung an die aktive Schicht, die bevorzugt zwischen den Trägerfolien und der aktiven Schicht angeordnet sind.

Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung besteht darin, separate

Funktionsbereiche des elektrooptischen Funktionselementes, also einzeln ansteuerbare Bereiche, in einfacher und kostengünstiger Weise sowie

weitgehend unsichtbar dadurch elektrisch anzuschließen, dass dünne Zuleitungen direkt mit den zugehörigen Flächen- bzw. Steuerelektroden der

Funktionsbereiche verbunden sind.„Direkt verbunden“ heißt in diesem

Zusammenhang, dass es innerhalb der Verbundscheibe keine Busbars

(Sammelschienen) gibt, sondern Zuleitungen mit geringem Querschnitt, die die Flächenelektroden des Funktionselementes unmittelbar elektrisch kontaktieren.

Es kann sich hierbei um eine stoffliche Verbindung (etwa mittels leitfähigem Kleber) handeln, eine solche ist aber für die Ausführung der Erfindung nicht zwingend notwendig.

I n einer Ausführung sind die Zuleitungsdrähte auf der der Zwischenschicht zugewandten Außenscheibe oder I nnenscheibe aufgebracht, insbesondere aufgepresst. Unter dem Begriff „Zuleitungsdrähte“ sind aber nicht

notwendigerweise, und auch nicht bevorzugt, Drähte im herkömmlichen Sinne zu verstehen, sondern insbesondere auch Leiterzüge, die mittelbar oder unmittelbar auf eine der Glasscheiben der Verbundscheibe aufgebracht sind. Es muss sich hierbei auch nicht um aufgedruckte Leiterzüge handeln, sondern diese können auch durch Sputtern oder ein anderes bekanntes Abscheidungsverfahren erzeugt oder vorgefertigte Drähte sein.

I n einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement ein PDLC- Funktionselement. Die aktive Schicht eines PDLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. I n einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement ein SPD-Funktionselement. Dabei enthält die aktive Schicht suspendierte Partikel, wobei die Absorption von Licht durch die aktive Schicht mittels Anlegen einer Spannung an die

Flächenelektroden veränderbar ist. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, andere Arten von regelbaren Funktionselementen einzusetzen, beispielweise elektrochrome Funktionselemente. Die erwähnten regelbaren Funktionselemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt, so dass an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann.

Die Flächenelektroden und die aktive Schicht sind typischerweise im

Wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Außenscheibe und der

I nnenscheibe angeordnet. Die Flächenelektroden sind bevorzugt als

transparente, elektrisch leitfähige Schichten ausgestaltet. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die

Flächenelektroden können beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom , Wolfram, I ndium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid und / oder Fluor^-1 dotiertes oder Antimon-dotiertes Zinnoxid enthalten. Die Flächenelektroden weisen bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 2 um auf, besonders bevorzugt von 20 nm bis 1 um, ganz besonders bevorzugt von 30 nm bis 500 nm .

Das Funktionselement liegt insbesondere als Mehrschichtfolie mit zwei äußeren Trägerfolien vor. Bei einer solchen Mehrschichtfolie sind die Flächenelektroden und die aktive Schicht typischerweise zwischen den beiden Trägerfolien angeordnet. M it 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.

I n weiteren Ausführungen der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Anschluss der flächigen Steuerelektroden an die Heizstromquelle langgestreckte

Anschlussbereiche an gegenüberliegenden Kanten des elektrooptischen

Funktionselements vorgesehen sind. Bei, auf die I nnenfläche einer der

Glasscheiben aufgedruckten oder aufgesputterten Zuleitungszügen, kann an diese insbesondere ein linearer Steuerelektrodenkanten-Leiterabschnitt stoffeinheitlich angefügt sein. Dieser dient dazu, wenigstens einen Teil der Seitenkante der Steuerelektrode des entsprechenden Funktionsabschnitts linear (also nicht nur punktuell) elektrisch zu kontaktieren und damit eine

gleichmäßigere Stromdichteverteilung zu erreichen. Die Verbundscheibe ist bevorzugt als Fensterscheibe vorgesehen, besonders bevorzugt als Fensterscheibe eines Fahrzeugs, insbesondere Kraftfahrzeugs, eines Gebäudes oder eines Raums. I n einer besonders vorteilhaften

Ausgestaltung ist die Verbundscheibe die Frontscheibe eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, mit einer elektrisch steuerbaren Sonnenblende, die durch das Funktionselement realisiert ist.

Eine elektrisch steuerbare Sonnenblende kann die herkömmliche, mechanisch schwenkbare Sonnenblende überflüssig machen. Dadurch wird im Fahrgastraum des Fahrzeugs Platz gewonnen, das Gewicht des Fahrzeugs reduziert und beim starkem Abbremsen oder bei Unfall die Gefahr einer Kollision mit der

Sonnenblende vermieden. Außerdem kann die elektrische Steuerung der

Sonnenblende als komfortabler empfunden werden als das mechanische

Herunterklappen.

Die Frontscheibe weist eine Oberkante und eine Unterkante auf sowie zwei zwischen Oberkante und Unterkante verlaufende Seitenkanten auf. M it Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. M it Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die U nterkante als Motorkante bezeichnet. Die Kanten des Funktionselements werden entsprechend der Einbaulage der Frontscheibe bezeichnet. Die U nterkante des Funktionselements ist also diejenige seiner Seitenkanten, die von der Oberkante der Frontscheibe abgewandt ist und zum zentralen Sichtfeld weist. Die Oberkante des Funktionselements ist der Oberkante der Frontscheibe zugewandt. Die seitlichen Kanten verlaufen zwischen Oberkante und Unterkante.

Frontscheiben weisen ein zentrales Sichtfeld auf, an dessen optische Qualität hohe Anforderungen gestellt werden. Das zentrale Sichtfeld muss eine hohe Lichttransmission aufweisen (typischerweise größer als 70%). Das besagte zentrale Sichtfeld ist insbesondere dasjenige Sichtfeld, das vom Fachmann als Sichtfeld A, Sichtbereich A oder Zone A bezeichnet wird. Das Sichtfeld B und seine technischen Anforderungen sind in der Regelung Nr. 43 der

Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (U N/ECE) (ECE-R43, „Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres Einbaus in Fahrzeuge") festgelegt. Dort ist das Sichtfeld B in Anhang 18 definiert.

Das Funktionselement ist dabei oberhalb des zentralen Sichtfelds (Sichtfeld B) angeordnet. Das bedeutet, dass das Funktionselement im Bereich zwischen dem zentralen Sichtfeld und der Oberkante der Frontscheibe angeordnet ist. Das Funktionselement muss nicht den gesamten Bereich abdecken, ist aber vollständig innerhalb dieses Bereichs positioniert und ragt nicht in das zentrale Sichtfeld hinein. Anders ausgedrückt weist das Funktionselement einen geringeren Abstand zur Oberkante der Frontscheibe auf als der zentrale

Sichtbereich. Somit wird die Transmission des zentralen Sichtfelds nicht durch das Funktionselement beeinträchtigt, welches an einer ähnlichen Stelle positioniert ist wie eine klassische mechanische Sonnenblende im

heruntergeklappten Zustand.

Erfindungsgemäß wird die elektronisch gesteuerte Sonnenblende als

Mehrbereichs-Sonnenblendeneinrichtung mit optisch kaum störenden dünnen Zuleitungen innerhalb der Verbundscheibe realisiert und genießt aufgrund der durch den Nutzer differenziert wählbaren Blenden-Funktion und des Wegfalls von optisch störenden Teilen in der Scheibe potentiell große Nutzerakzeptanz.

Die mehreren Funktionsbereiche können linksseitige und rechtsseitige

Sonnenblendenabschnitte und/oder mehrere in Höhenrichtung der Frontscheibe aufeinander folgende Blenden-Streifen und optional auch Blenden-Bereichen an oder nahe der rechten und linken Seitenkante der Frontscheibe umfassen.

Bei Realisierung der Erfindung in Form einer Fahrzeug-Dachverglasung können die mehreren Funktionsbereiche insbesondere in Längsrichtung der

Dachverglasung, beginnend an deren Vorderkante (im Einbauzustand), realisiert sein. Auch hier sind aber differenziertere geometrische Anordnungen, in

Anpassung an die Art und den Einsatzzweck des entsprechenden Fahrzeugs, im Rahmen der Erfindung möglich.

Weiterhin ist zu beachten, dass die Ausführung der Erfindung nicht auf die Realisierung von integrierten Sonnenblendeneinrichtungen bei Frontscheiben oder Dachverglasungen von Fahrzeugen beschränkt ist, sondern ebenso in weiteren Fahrzeugscheiben und zur Realisierung anderer Funktionen als der einer Sonnenblende möglich ist, etwa für differenzierte Privacy-Funktionen oder bestimmte Anzeigefunktionen.

Die elektrische Steuerung der Sonnenblende erfolgt beispielsweise mittels Knöpfen, Dreh- oder Schiebereglern, die in den Armaturen des Fahrzeugs integriert sind. Es kann aber auch eine Schaltfläche zur Reglung der

Sonnenblende in die Frontscheibe integriert sein, beispielsweise eine kapazitive Schaltfläche. Alternativ kann die Sonnenblende 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. Auch ein elektrooptisches

Funktionselement, welches nicht als Sonnenblende, sondern beispielsweise als Teil eines Head-Up-Displays fungiert, kann grundsätzlich in ähnlicher Weise in seinen elektrooptischen Eigenschaften geschaltet werden.

Die Isolierungslinien zwischen den einzelnen Funktionsbereichen bzw. den zugehörigen Steuerelektroden müssen nicht notwendigerweise gerade sein. Sie können auch leicht gebogen sein, bevorzugt angepasst an eine eventuelle

Biegung der Oberkante der Frontscheibe, insbesondere im Wesentlichen parallel zur Oberkante der Frontscheibe. Vertikale oder schräg verlaufende

Isolierungslinien sind natürlich ebenso möglich. Die Isolierungslinien weisen beispielsweise eine Breite von 5 um bis 500 um, insbesondere 20 um bis 200 um auf. Die Breite der Segmente, also der Abstand von benachbarten

Isolierungslinien kann vom Fachmann gemäß den Anforderungen im Einzelfall geeignet gewählt werden. Bereits laminierte Mehrschichtfolien können

nachträglich noch mittels Laserablation segmentiert werden.

Die Oberkante und die Seitenkanten des Funktionselements werden in Durchsicht durch die Frontscheibe bevorzugt von einem opaken Abdeckdruck verdeckt.

Frontscheiben weisen typischerweise einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck aus einer opaken Emaille auf, der insbesondere dazu dient, den zum Einbau der Frontscheibe verwendete Kleber vor UV-Strahlung zu schützen und optisch zu verdecken. Dieser periphere Abdeckdruck wird bevorzugt dazu verwendet, auch die Oberkante und die Seitenkante des Funktionselements zu verdecken, sowie die erforderlichen elektrischen Anschlüsse. Eine Sonnenblende ist dann vorteilhaft ins Erscheinungsbild der Frontscheibe integriert und lediglich die Unterkante ist potentiell vom Betrachter zu erkennen. Bevorzugt weist sowohl die Außenscheibe als auch die Innenscheibe einen Abdeckdruck auf, so dass die Durchsicht von beiden Seiten gehindert wird.

I n zweckmäßigen konstruktiven Ausführungen der Erfindung sind die

Zuleitungsdrähte zu einem Steuerelektrodenanschlussbereich an einer einzelnen Kante der Verbundscheibe geführt. Dies ermöglicht es, die Steuerspannungen für die einzelnen Funktionsbereiche des elektrooptischen Funktionselementes konzentriert über einen einzelnen Anschlussbereich der Verbundscheibe in diese einzuspeisen. Dies vereinfacht sowohl die Herstellung der Verbundscheibe als solcher als auch deren Einbau in ein Fahrzeug oder ein Gebäude und ermöglicht auch eine weitestgehende Rundum-Versiegelung der Scheibe, was eine hohe Zuverlässigkeit zur Folge hat. I m gleichen Sinne ist eine Ausführung von Vorteil, bei der die Enden der Zuleitungsdrähte im Steuerelektroden-Anschlussbereich an der Kante der Verbundscheibe passend zu einem Standard-Busbar oder

Standard-Stecker positioniert und konfiguriert sind.

Neben weiter oben erwähnten Wirkungen und Vorteilen der Erfindung lassen sich mit dieser, zumindest in vorteilhaften Ausführungen, folgende Vorteile erzielen:

Die Handhabung des vorgefertigten elektrooptischen Funktionselementes während der Montage der Verbundscheibe wird vereinfacht und weniger störanfällig gemacht.

Für den Einbau wird weniger Scheibenfläche benötigt.

I m Montageprozess lassen sich eine größere Genauigkeit und engere Toleranzen erzielen.

Es kann problemlos eine relativ große Anzahl von separaten

Funktionsbereichen, bis hin zu„pixel-artigen“ Strukturen, realisiert werden.

Unter Anordnungs-Aspekten ist dann an einer einzelnen Kante der

Verbundscheibe ein Standard-Busbar oder Standard-Stecker in räumlicher Zuordnung zu dem Steuerelektrodenanschlussbereich an der Verbundscheibe platziert ist, in den auf einer Seite die Zuleitungsdrähte münden und der auf der anderen Seite mit einer Sammel-Zuleitung von der Ansteuereinheit verbunden.

Die Erfindung wird anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht

maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Verbundscheibe als Frontscheibe eines

PKW mit elektrisch steuerbarer Sonnenblende,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Frontscheibe aus Figur 1 ,

Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 2,

Fig. 4 eine schematische Draufsicht einer Frontscheibe mit selektiv

steuerbarer Sonnenblende gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 5 eine schematische Draufsicht einer Frontscheibe mit selektiv

steuerbarer Sonnenblende gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 eine schematische Draufsicht einer Dachverglasung mit selektiv steuerbarer Sonnenblende gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung, und

Fig. 7 eine skizzenhafte Darstellung einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibenanordnung.

Fig. 1 , Fig. 2 und Fig. 3 zeigen eine Draufsicht bzw. je ein Detail einer

Frontscheibe mit elektrisch steuerbarer Sonnenblende als Ausführung einer Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften. Die

Frontscheibe 1 umfasst eine Außenscheibe 2a und eine I nnenscheibe 2b, die über eine Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 hat eine Dicke von 2, 1 mm und besteht aus einem grün eingefärbten Kalk-Natron- Glas. Die I nnenscheibe 2b weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf und besteht aus einem klaren Kalk-Natron-Glas. Die Frontscheibe hat eine in Einbaulage dem Dach zugewandte Oberkante D und eine in Einbaulage dem Motorraum

zugewandte Unterkanten M.

Die Frontscheibe ist mit einer elektrisch steuerbaren Sonnenblende S

ausgestattet in einem Bereich oberhalb des zentralen Sichtbereichs B (wie in ECE-R43 definiert). Die Sonnenblende S ist durch eine kommerzielle erhältliche PDLC-Mehrschichtfolie als Funktionselement 4 gebildet, die in die

Zwischenschicht 3 eingelagert ist. Die Höhe der Sonnenblende beträgt

beispielsweise 21 cm. Die Zwischenschicht 3 umfasst insgesamt drei

thermoplastischen Schichten 3a, 3b, 3c, die jeweils durch eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm aus PVB ausgebildet sind. Die erste

thermoplastische Schicht 3a ist mit der Außenscheibe 2a verbunden, die zweite thermoplastische Schicht 3b mit der I nnenscheibe 2b. Die dazwischenliegende dritte thermoplastische Schicht 3c weist einen Ausschnitt auf, in welchen die zugeschnittene PDLC-Mehrschichtfolie im Wesentlichen passgenau, das heißt an allen Seiten etwa bündig, eingelegt ist. Die dritte thermoplastische Schicht 3c bildet also gleichsam eine Art Passepartout für das etwa 0,4 mm dicke

Funktionselement 4, welches somit rundum in thermoplastisches Material eingekapselt und dadurch geschützt ist.

Die erste thermoplastische Schicht 3a weist einen getönten Bereich 3a' auf, der zwischen dem Funktionselement 4 und der Außenscheibe 2a angeordnet ist. Die Lichttransmission der Frontscheibe 1 wird dadurch im Bereich der

Sonnenblende 4 zusätzlich herabgesetzt und das milchige Aussehen des

PDLC-Funktionselements 4 im diffusiven Zustand abgemildert. Die Ästhetik der Frontscheibe wird dadurch deutlich ansprechender gestaltet. Die erste

thermoplastische Schicht 3a weist im Bereich 3a' beispielsweise eine

durchschnittliche Lichttransmission von 30% auf, womit gute Ergebnisse erzielt werden. Der Bereich 3a' kann homogen getönt sein. Oft ist es jedoch optisch ansprechender, wenn die Tönung in Richtung der U nterkante des

Funktionselements 4 geringer wird, so dass der getönte und der ungetönte Bereich fließend ineinander übergehen. I m dargestellten Fall sind die Unterkanten des getönten Bereichs 3a' und des PDLC-Funktionselements 4 bündig

angeordnet. Dies ist aber nicht notwendigerweise der Fall. Es ist ebenso möglich, dass der getönte Bereich 3a' über das Funktionselement 4 übersteht oder dass umgekehrt das Funktionselement 4 über den getönten Bereich 3a' übersteht.

Das steuerbare Funktionselement 4 ist eine Mehrschichtfolie, bestehend aus einer aktiven Schicht 5 zwischen zwei Flächenelektroden 8, 9 und zwei

Trägerfolien 6, 7. Die aktive Schicht 5 enthält eine Polymermatrix mit darin dispergierten Flüssigkristallen, die sich in Abhängigkeit der an die

Flächenelektroden angelegten elektrischen Spannung ausrichten, wodurch die optischen Eigenschaften geregelt werden können. Die Trägerfolien 6, 7 bestehen aus PET und weisen eine Dicke von beispielsweise 0, 125 mm oder 0, 19 mm auf. Die Trägerfolien 6, 7 sind mit einer zur aktiven Schicht 5 weisenden Beschichtung aus ITO mit einer Dicke von etwa 100 nm versehen, welche die

Flächenelektroden 8, 9 ausbilden. Die Flächenelektroden 8, 9 sind über hier nicht dargestellte Zuleitungsdrähte (beispielweise ausgebildet durch einen

silberhaltigen Siebdruck) und nicht dargestellte Verbindungskabel mit der

Bordelektrik verbindbar.

Die Frontscheibe 1 weist, wie üblich, einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 10 auf, der durch eine opake Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen (in Einbaulage dem I nnenraum des Fahrzeugs zugewandt) der Außenscheibe 1 und der I nnenscheibe 2 ausgebildet ist. Der Abstand des Funktionselements 4 zur Oberkante D und den Seitenkanten der Frontscheibe ist kleiner als die Breite des Abdeckdrucks 10, so dass die Seitenkanten des Funktionselements 4 - mit Ausnahme der zum zentralen Sichtfeld B weisenden Seitenkante - durch den Abdeckdruck 10 verdeckt sind. Auch die nicht dargestellten elektrischen

Anschlüsse werden sinnvollerweise im Bereich des Abdeckdrucks 10 angebracht und somit versteckt.

Fig. 4 und 5 zeigen erfindungsgemäß ausgestaltete Frontscheiben 1 mit geometrisch unterschiedlich konfigurierten Sonnenblendeneinrichtungen mit wählbarer Blendschutzwirkung.

Fig. 4 zeigt hierbei eine Frontscheibe 1 , deren Sonnenblendeneinrichtung S vier jeweils annähernd rechteckige Blendenabschnitte S1 -S4 als separat ansteuerbare Funktionsbereiche umfasst. Die Funktionsbereiche S1 und S2 sind rechts- bzw. linksseitig (aus Fahrersicht) an der Oberkante der Frontscheibe angeordnet, und die Funktionsbereiche S3 und S4 rechts- bzw. linksseitig darunter. Die

Darstellung ist nicht maßstäblich zu verstehen; insbesondere werden in der Praxis die Trennungslinien zwischen den Funktionsbereichen schmaler sein und können unterhalb von 1 mm liegen.

I n jedem der Funktionsbereiche (Blendenabschnitte) sind die zugehörigen Flächenelektroden (hier nicht dargestellt) jeweils über separate gedruckte Zuleitungen L auf der Verglasungs-I nnenseite mindestens einer der

Außenscheibe und I nnenscheibe elektrisch angeschlossen. Die

Zuleitungsdrähte L sind an einem Ende über (nicht gesondert bezeichnete) Anschlusspads mit den Flächenelektroden verbunden und im oberen

Mittenbereich der Frontscheibe 1 derart geführt, dass ihre anderen Enden an der Oberkante der Frontscheibe nahe beieinander liegen und dort einen

Steuerelektroden-Anschlussbereich CR bilden. Dieser ist so konfiguriert, dass er über einen (hier ebenfalls nicht dargestellten) Standard-Busbar oder Standard- Stecker kontaktiert werden kann, womit dann die elektrische Verbindung der Steuerelektroden der Sonnenblenden-Funktionsbereiche S1 -S4 mit einer geeigneten Ansteuereinheit hergestellt wird.

Fig. 5 zeigt eine in der geometrischen Konfiguration der

Sonnenblendenabschnitte modifizierte Ausführung einer Frontscheibe 1 . Die Funktionsbereiche (Sonnenblendenabschnitte) S1 und S2 sind hier ähnlich wie bei der Ausführung nach Fig. 4 rechts- bzw. linksseitig an der Oberkante der Frontscheibe angeordnet, die Bereiche S3 und S4 aber nicht darunter, sondern an der rechten bzw. linken Seitenkante im oberen Bereich der Frontscheibe 1 . Auch hier ist die geometrische Gestalt der Bereiche S1 -S4 lediglich beispielhaft zu verstehen und nicht maßstäblich.

Die Funktionsbereiche S1 -S4 sind wiederum über dünne und daher fast unsichtbare gedruckte Zuleitungsdrähte L in der Frontscheibe realisiert und im mittleren Bereich der Scheibenoberkante in einem Steuerelektrodenanschluss bereich CR zusammengeführt. Die anderen Enden der Zuleitungsdrähte L haben hier langgestreckte gedruckte Steuerelektrodenkanten-Leiterabschnitte (nicht gesondert bezeichnet), die einen langgestreckten Kontaktbereich mit dem

Material der Flächen- bzw. Steuerelektroden bilden. Wie bei der Ausführung nach Fig. 4 ist zu verstehen, dass die Zuleitungen für die unteren und oberen Flächenelektroden der Funktionsbereiche S1 -S4 im Frontscheibenverbund übereinander liegen, so dass in der Darstellung für jeden Funktionsbereich nur ein Zuleitungsdraht zu erkennen ist.

Eine solche Konfiguration der Zuleitungsdrähte ist aber nicht zwingend; vielmehr können die Zuleitungsdrähte für die beiden Steuer- bzw. Flächenelektroden eines Funktionsbereiches auch nebeneinander auf eine innere Glasoberfläche (der Außenscheibe oder der I nnenscheibe) aufgebracht sein. Letztere Ausführung ist in der Praxis womöglich vorzuziehen, in den hier präsentierten skizzenhaften Darstellungen aber aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigt.

Fig. 6 zeigt, ebenfalls skizzenhaft und nicht maßstäblich, eine Ausführung der Erfindung bei einer Dachverglasung 12 eines PKW 13. H ier ist eine

Sonnenblendeneinrichtung S‘ mit drei separat steuerbaren breiten

Sonnenblenden-Bereichen S1‘, S2‘ und S3‘ realisiert, die in Längsrichtung der Dachverglasung 12 von vorn nach hinten aneinander gereiht sind. Wie bei den Frontscheiben nach Fig. 4 und 5 sind die Bereiche jeweils durch dünne

Zuleitungsdrähte L angeschlossen, die hier in einem Seitenkantenbereich der Dachverglasung 12 in einem Steuerelektrodenanschlussbereich CR

zusammengeführt sind. Auch dieser Anschlussbereich ist so konfiguriert, dass er mit einem Standard-Anschlusselement an der Seitenkante der Dachverglasung kontaktiert werden kann, um die Zuleitung einer Ansteuerspannung von einer entsprechenden Ansteuereinheit an die Steuerelektroden der

Sonnenblendenbereiche S1‘ bis S3‘ zu gewährleisten.

Es versteht sich, dass bei dem in Fig. 6 skizzenhaft von oben dargestellten Fahrzeug 13 auch die Frontscheibe 1 mit einer Sonnenblendeneinrichtung der erfindungsgemäßen Art versehen sein kann, dies ist aber aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit nicht dargestellt.

Fig. 7 zeigt schematisch wesentliche Teile einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibenanordnung 14, die hier beispielhaft eine Frontscheibe 1 der Art umfasst, wie sie weiter oben unter verschiedenen Aspekten erläutert und beispielhaft in Fig. 4 und 5 dargestellt ist. Ein Steuerelektrodenanschlussbereich CR der Frontscheibe 1 ist hier vergrößert dargestellt, und es ist zu erkennen, dass hier acht Zuleitungsdrähte bzw. gedruckte Leiterzüge L parallel zueinander auf die obere Seitenkante D der Frontscheibe zulaufen. Dort ist ein Standard- Anschlusselement 15 mit acht Anschlusspolen auf die Scheibenkante aufgesetzt, der einen solchen I nnenaufbau hat, dass die im Scheibenzwischenraum verlaufenden Leitungen L durch die einzelnen Anschlusspole kontaktiert werden. Anschlusselemente mit einer derartigen Funktion sind an sich bekannt und werden daher hier nicht weiter erläutert.

Das Anschlusselement 15 ist über eine mehradrige Leitung 16 mit einer

Ansteuereinheit 17 verbunden, die die Steuerspannungen für die

Steuerelektroden der in der Frontscheibe 1 realisierten Funktionsbereiche bereitstellt. Eingangsseitig ist die Ansteuereinheit 17 mit einer Bedienkomponente 18 verbunden, die zur Vorwahl der zu aktivierenden Funktionsbereiche

(Sonnenblendenabschnitte) durch den Fahrer oder I nsassen eines PKW

konfiguriert ist. Auf welche Weise dies geschehen kann, ist weiter oben beispielhaft erläutert.

Die Ausführung der Erfindung ist insgesamt nicht auf die oben hervorgehobenen Aspekte und oben beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern ebenso in einer Vielzahl von Abwandlungen möglich, die im Rahmen der anhängenden Ansprüche liegen.

Bezugszeichen

1 Frontscheibe

2a Außenscheibe

2b I nnenscheibe

3 thermoplastische Zwischenschicht

3a erste Schicht der Zwischenschicht 3

3a' getönter Bereich der ersten Schicht 3a

3b zweite Schicht der Zwischenschicht 3

3c dritte Schicht der Zwischenschicht 3

4 Funktionselement mit elektrisch regelbaren optischen

Eigenschaften

5 aktive Schicht des Funktionselements 4

6 erste Trägerfolie des Funktionselements 4

7 zweite Trägerfolie des Funktionselements 4

8, 9 Flächenelektrode des Funktionselements 4

10 Abdeckdruck

14 Verbundscheibenanordnung

15 Standard-Anschlusselement

16 Anschlussleitung des Anschlusselements

17 Ansteuereinheit

18 Bedienkomponente

B Sichtbereich der Frontscheibe

CR Steuerelektrodenanschlussbereich

D Frontscheiben-Oberkante

M Frontscheiben-Unterkante

L Zuleitungsdrähte

S Sonnenblende

S1 , S2, S3, S4 Sonnenblendenabschnitt (Funktionsbereiche des

Funktionselements)

X-X‘ Schnittlinie

z Ausschnittbereich

Claims

Ansprüche

1 . Verbundscheibe (1 ; 12) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften , umfassend eine Außenscheibe (2a) und eine I nnenscheibe (2b), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, wobei ein optoelektronisches Funktionselement (4; S) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften in die Zwischenschicht (3) eingelagert ist, umfassend eine aktive Schicht (5), der an beiden Oberflächen

transparente flächige Steuerelektroden (8, 9) zugeordnet sind, zwischen einer ersten Trägerfolie (6) und einer zweiten Trägerfolie (7) , wobei die das optoelektronische Funktionselement umgebende

Zwischenschicht (3) und die Trägerfolien (6, 7) jeweils thermoplastisches Material enthalten, wobei das optoelektronische Funktionselement mehrere separat

ansteuerbare Funktionsbereiche (S1 -S4; ST-S3‘) mit voneinander isolierten Steuerelektroden umfasst, die jeweils direkt mit zwischen der Außenscheibe und Innenscheibe verlaufenden Zuleitungsdrähten verbunden sind.

2. Verbundscheibe nach Anspruch 1 , wobei das optoelektronische

Funktionselement (4; S) ein PDLC-Funktionselement, SPD- Funktionselement oder elektrochromes Funktionselement ist.

3. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Zuleitungsdrähte (L) auf die I nnenseite der Außenscheibe (2a) oder Innenscheibe (2b) aufgebracht, insbesondere aufgedruckt, sind.

4. Verbundscheibe nach Anspruch 3, wobei die aufgedruckten

Zuleitungsdrähte (L) jeweils einen Steuerelektrodenkanten-Leiterabschnitt umfassen, der zur linearen Kontaktierung einer Seitenkante der jeweiligen Steuerelektrode (8; 9) des optoelektronischen Funktionselementes (4; 5) positioniert und konfiguriert ist.

5. Verbundscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, ausgebildet als Frontscheibe (1 ) oder Dachverglasung (12) eines Straßenfahrzeugs, insbesondere PKW (13).

6. Verbundscheibe nach Anspruch 5, wobei das optoelektronische

Funktionselement (4; S) als Mehrbereichs-Sonnenblendeneinrichtung (S1 - S4) im oberen Bereich der als Frontscheibe (1 ) ausgebildeten

Verbundscheibe positioniert und konfiguriert ist.

7. Verbundscheibe nach Anspruch 6, wobei mindestens jeweils ein

Funktionsbereich (S3; S4) der Mehrbereichs-Sonnenblendeneinrichtung (S1 - S4) sich an der rechten und linken Seitenkante der Frontscheibe (1 ) erstreckt.

8. Verbundscheibe nach Anspruch 5, wobei das optoelektronische

Funktionselement (4; S) als Mehrbereichs-Sonnenblendeneinrichtung (S1‘- S3‘) im Vorderkantenbereich der als Dachverglasung (12) konfigurierten Verbundscheibe positioniert und konfiguriert ist.

9. Verbundscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die

Zuleitungsdrähte (L) zu einem Steuerelektrodenanschlussbereich (CR) an einer einzelnen Kante der Verbundscheibe (1 ; 12) geführt sind.

10. Verbundscheibe nach Anspruch 9, wobei die Enden der Zuleitungsdrähte (L) im Steuerelektroden-Anschlussbereich (CR) an der Kante der

Verbundscheibe (1 ; 12) passend zu einem Standard-Anschlusselement (15) oder Standard-Stecker positioniert und konfiguriert sind.

1 1 . Verbundscheibenanordnung (14), insbesondere Fahrzeugverglasungs

einheit,

mit

einer Verbundscheibe (1 ; 12) nach einem der vorangehenden Ansprüche und

einer Ansteuereinheit (17) zur Steuerung der optischen Eigenschaften des elektrooptischen Funktionselementes,

wobei die Ansteuereinheit eine der Anzahl der Funktionsbereiche (S1 - S4;S1‘-S3‘) des optoelektronischen Funktionselementes (4; 5) entsprechende Anzahl von Ausgängen zur Zuleitung von Steuersignalen an jeden der Funktionsbereiche über die Zuleitungsdrähte (L) aufweist.

12. Verbundscheibenanordnung nach Anspruch 11 , wobei an einer einzelnen Kante der Verbundscheibe (1 ; 12) ein Standard-Anschlusselement (15) oder Standard-Stecker in räumlicher Zuordnung zu dem

Steuerelektrodenanschlussbereich (CR) an der Verbundscheibe platziert ist, in den auf einer Seite die Zuleitungsdrähte (L) münden und der auf der anderen Seite mit einer Sammel-Zuleitung (16) von der Ansteuereinheit (17) verbunden ist.

13. Straßenfahrzeug, insbesondere PKW, mit einer Verbundscheibenanordnung nach Anspruch 11 oder 12.