WO2021130246A1 - Transparente sonnenblende für fahrzeuge - Google Patents

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WO2021130246A1
WO2021130246A1 PCT/EP2020/087667 EP2020087667W WO2021130246A1 WO 2021130246 A1 WO2021130246 A1 WO 2021130246A1 EP 2020087667 W EP2020087667 W EP 2020087667W WO 2021130246 A1 WO2021130246 A1 WO 2021130246A1
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sun visor
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light
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PCT/EP2020/087667
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Hamid-Reza NAJAF POUR AGHCHESHMEH
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Oviation B.V.
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    • G02F2203/66—Normally white display, i.e. the off state being white

Definitions

  • the invention relates to a transparent sun visor for vehicles with electrically switchable optical properties.
  • WIKIPEDIA key Intelligent Glass, accessed on June 28, 2019
  • intelligent glass English Smart that defines tintable glazing, the transparency of which is changed by the application of an electrical voltage (electrochromic), changed lighting conditions (photochromic) or heating (Thermochromism) changed.
  • electrical voltage electrochromic
  • photochromic changed lighting conditions
  • heating Thermochromism
  • intelligent glasses can, for example, serve as sun protection (glass remains transparent) or act as a privacy screen (glass becomes opaque).
  • DE 38 23780 A relates to sun protection, in particular to reduce the incidence of light into the interior of vehicles while maintaining visibility to the outside, which is designed as a flexible, multi-layer plastic film that has a transparent base layer and a transparent outer layer on at least one side.
  • a thin layer of largely opaque material which is interrupted in the form of a fine pattern, between a base layer and an outer layer.
  • WO 2014 / 086555A1 describes a glazing with electrically switchable optical properties, at least comprising: an outer pane and a switchable functional element, which is connected to the outer pane via at least one surface, a thermoplastic film, the thermoplastic film containing at least one luminescent material.
  • WO 2014 / 072138A1 relates to glazing with switchable optical properties, which comprises at least: a transparent substrate with an outer surface and an inner surface, a reflective layer on the outer surface and / or on the inner surface and a switchable functional element arranged on the inside opposite the reflective layer, wherein the reflective layer is a material with a refractive index H R of 1.6 to 2.5, and wherein the product of the refractive index H R and the thickness d of the reflective layer is 250 nm to 960 nm.
  • US 2014/0268289 A1 describes an electrochromic window with variable transmission, comprising: a first and a second essentially transparent substrate, to which electrically conductive materials are assigned; an electrochromic medium contained in a chamber disposed between the first and second substrates and containing at least one solvent, at least one anodic electroactive material, at least one cathodic electroactive material and at least one of the anodic and cathodic electroactive materials; and wherein the electrochromic window has an E Y of less than about 20 and more preferably less than about 5 while in a low transmittance state under normal daylight conditions.
  • US 2015/103280 A describes an intelligent electronic sun protection with an integrated glass plate and one on the glass plate attached liquid crystal film.
  • the liquid crystal film is formed with a plurality of display areas, and the liquid crystal film of the display area is cut into stripes or is mainly formed in a stripe shape with the display areas abutting each other.
  • a controller is installed between the display areas and a power source and connected to an input unit which is used to transmit signals and generate power control to the controller.
  • the controller controls the liquid crystal film of the display areas to be electrically connected or electrically separated to make the liquid crystal film transparent or opaque, respectively, to achieve an effect of simulating various states of partially shading light of a conventional window curtain.
  • DE 10 226406 A describes an information display device with a display unit that can be pulled down from the inside of the car roof, with a display surface that is parallel to the roof in its horizontal stowage position and that is perpendicular to it. It is in its working position at the back of the passenger seat.
  • the display area acts as sun protection for a transparent roof section or a transparent sliding roof section in a horizontal stowage position.
  • DE 10 2012 006 231 A1 relates to a layer arrangement which changes the transmission of light as a function of its temperature, the layer arrangement having a first polarization layer, a switching layer that influences the polarization properties of the light depending on the temperature, and a second polarization layer and an additional one Liche NIR transmission-preventing layer has.
  • US 2017 / 0235030A1 describes a light-reflecting film that can effectively improve the reflectivity of only a certain polarized light while maintaining a high permeability for visible light, as well as a film for controlling the light, an optical film, a functional glass and a head-up -Display.
  • a light reflective film comprises at least two light reflective light reflective layers, wherein at least two light reflection layers at least one of the light reflection layers between a light reflection layer PRL-1, a light reflection layer PRL-2 and a light reflection layer PRL-3, the light reflection layer PRL-1 having a central reflection wavelength of more than or equal to 400 nm, but less than 500 nm and a reflectivity for ordinary light at a central Reflexionswel len length of more than or equal to 5%, but less than or equal to 25%, wherein the light-reflecting layer PRL-2 has a central Reflexi onswellenfurfur of greater than or equal to 500 nm, but less than 600 nm and a reflectivity to ordinary light at the central reflection wavelength of greater than or equal to 5% but less than or equal to 25%, the light-reflecting layer PRL-3 having a central reflection wavelength of greater than or equal to 600 nm but less than 700 nm and a reflectivity to ordinary em has light at the central reflection, the wavelength is greater than or equal
  • US 2019 / 0331947A1 provides a laminate that can not only control the amount of external light transmitted, but can also be used as a mirror.
  • a first laminate comprises: a first liquid crystal element; a reflective polarizing element; and a second liquid crystal element.
  • the first liquid crystal element has first liquid crystal cells with changing states of orientation and a first polarization element of the absorption type.
  • the first liquid crystal cells can be switched between a mode in which one type of polarized light of the incident light is blocked and the other type of polarized light, and a mode in which one type of polarized light of the incident light is blocked , and the other kind of polarized system light is shifted and then transmitted; between a mode in which the incident light is transmitted unchanged and a mode in which one type of polarized light is blocked and the other type of polarized light is transmitted; and between a mode in which one type of polarized light of the incident light is blocked and the other type of polarized light is transmitted and a mode in which one type of polarized light of the incident light is transmitted and the other type of polarized light blocked.
  • the reflection type polarizing element receives the light transmitted from the first liquid crystal element, transmits one kind of polarized light of the incident light, and reflects the other kind of polarized light.
  • the second liquid crystal element has second liquid crystal cells with changing states of orientation and a second polarization element of the absorption type. When the polarizing element of the Reflexi on type has transmitted polarized light, the second liquid crystal cells can be switched between a mode in which the polarized light is blocked and a mode in which the polarized light is transmitted.
  • the object of the present invention is to provide a transparent sun visor which has an electrically switchable, i.e. dimmable, sun and thus glare protection.
  • Other essential features of the sun visor should be:
  • failsafe failsafe, "nomnally-white-mode", i.e. translucent (transparent) when de-energized
  • sun visor relates to vehicles, in particular aircraft, for example a pilot's cockpit, ships, trains and motor vehicles, in particular cars, trucks, mobile homes and buses.
  • a problem of the prior art is, for example, with standard sun visors of motor vehicles in the exchange and / or retrofitting of known electrochromic or electrotropic sun visors, for example if a visor in a motor vehicle fails or is damaged.
  • the known systems of the prior art are complex in terms of time and cost.
  • Commercially available sun visors in land and water vehicles are usually opaque and reduce the optical properties in use, possibly forming a blind spot.
  • a sun visor of a vehicle with electrically switchable optical properties which is characterized in that the sun visor in the de-energized state has maximum translucency (transparency) and minimal opacity for light in the visible range (380 nm to 780 nm) nm, in particular 400 nm to 750 nm) and in the state of applied voltage, in contrast, lower translucency (transparency) and / o which has higher opacity: away from sunglasses and the usual sun visor.
  • the sun visor according to the invention combines sun visor and sunglasses and does not interfere with driving vision. In contrast to conventional sun visor, the field of vision is retained.
  • the sun visor according to the invention is only effective in the area of disruptive and / or blinding solar radiation in order to save the driver from wearing, putting on and looking for the sunglasses.
  • the essential core of the invention thus preferably describes a "Failsafe Smartglass Window" (possibly still containing solar cells - battery-operated) and thus an exchange solution compared to the prior art without changes or maintenance and in the provision of a new functionality Invention compared to the prior art defined above lie in its flexibility:
  • Narrow edge for example less than 3 mm, possibly practically borderless
  • the sun visor according to the invention can be connected directly to the power supply of the vehicle or also with its own energy source (for example solar battery). Cumulatively or alternatively, the sun visor according to the invention can also be equipped with RFID and / or energy harvesting or solar cells for a serial new development. Its own solar power supply makes the sun visor self-sufficient from the vehicle's power supply and is particularly useful because the sun visor does not need to function if there is insufficient light exposure.
  • the aforementioned task is achieved by a sun visor of a vehicle with electrically switchable optical properties, which is characterized in that the sun visor in the de-energized state has maximum (optimal) translucency and minimal (optimal) opacity for light in the visible Be rich and in the state of applied voltage has a lower translucency and / or higher opacity for light in the visible range compared to the voltage-free state.
  • the sun visor comprises in a version 1 from the outside to the inside:
  • the intermediate layer (e) can optionally also be omitted.
  • the second intermediate layer (s) can also be designed in the form of a substrate; especially in the event that a PN-VA liquid crystal or a PD-TN liquid crystal element (d) is not available.
  • Example 1
  • ECB Electronically Controlled Birefringence
  • PN stands for "Polymer Network", i.e. a liquid crystal element bound to a polymer network.
  • PD stands for "Polymer Dispers", i.e. a polymeric liquid crystal element dispersed in a matrix.
  • PSCLC liquid crystals ie polymer-stabilized cholesteric liquid crystals can be used, which are obtainable by in situ photopolymerization of reactive liquid crystal molecules in the presence of non-reactive liquid crystal molecules in a planar oriented Bragg texture, whereby the UV- Networking is combined with a thermally induced pitch variation.
  • TN stands for "Twisted Nematic", i.e. a nematic rotating cell, the insides between two, mostly thin substrates being coated with a transparent electrode layer, for example an indium tin oxide layer, and the liquid crystal layer a few micrometers thick between them.
  • a transparent electrode layer for example an indium tin oxide layer
  • the liquid crystal layer a few micrometers thick between them.
  • the two substrates are coated with polarization filters rotated by 90 ° to each other.
  • VA stands for "Vertical Alignment”.
  • homeotropic liquid crystals ie liquid crystals oriented perpendicular to the substrate surface, are made parallel by the application of an electric field which is directed perpendicular to the substrate switched to the glass substrate.
  • liquid crystal mixtures with negative dielectric anisotropy are required, which are aligned perpendicular to the electric field. This is achieved by introducing lateral polar side groups into mesogenic molecules.
  • VA displays are therefore characterized by excellent contrast values and are usually operated in "normally black mode". This means that the screen is tinted when the power is off, for example black (dark).
  • OCA stands for "optical-clear-adhesive", i.e. an optically invisible adhesive.
  • the advantages of the present invention lie in the flexibility of the light transmission.
  • the combination of privacy (opaque) and sun protection (dark) is added in one, especially as a fail-safe solution.
  • Optical flexibility through variable multilayer combinations is also possible; see, for example, the transition from example 1 to example 2, which could possibly also have a total of 8 layers, for example.
  • a sun visor which is characterized in that the first and / or second liquid crystal element comprises a commercially available liquid crystal mixture between two panes (foils) coated with transparent conductive oxides.
  • the first and / or second liquid crystal element comprises a commercially available liquid crystal mixture between two panes (foils) coated with transparent conductive oxides.
  • Corresponding elements are available, for example, from Merck in Flandel.
  • a sun visor within the meaning of the present invention is particularly preferred if it is characterized in that the VA liquid crystal or the TN liquid crystal element, if present, are colorlessly transparent in the currentless state.
  • the advantage lies in the reliability. If the power fails, the occupants can still see through (VA and PN).
  • a sun visor as defined above, which is characterized in that the first and / or second liquid crystal element form a first and / or a second polarization layer that switches the translucency depending on the applied voltage.
  • the advantage here also lies in the reliability. Otherwise there would be no advantage in the presence of a PN and VA liquid crystal element. Both systems should preferably be fail-safe.
  • sun visors which are characterized in that the haze value (turbidity), determined with a Hazemeter NDH 2000 with standard illuminant D65 in the de-energized state in the range of visible light, is less than 1%, in particular less than 0.5%.
  • the transmission can also be achieved with a Hazemeter NDH 2000 with standard light type D65 of at least 50%, especially at least 60% be measured.
  • the layer structure according to the invention is therefore practically invisible to the naked eye under customary conditions.
  • the haze and transmission are measured, as is customary in the state of the art, with the overall sun visor using the D65 standard illuminant (see WIKIPEDIA, keyword "standard illuminant", retrieval date 06/28/2019).
  • the sun visor can comprise segmented switching areas of the cells for locally delimited light-dark and / or transparent-opaque control.
  • the power supply and control of the glazing or individual cells takes place in particular through external connections to the on-board network.
  • PCB flat, flexible control unit
  • a sun visor according to the invention can also have a separate or integrated screen / display device, since it is possible according to the invention to control active or passive matrices with which, for example, the speed, time, danger signs, warning signs (belt), etc. can be displayed.
  • active or passive matrices with which, for example, the speed, time, danger signs, warning signs (belt), etc. can be displayed.
  • (Small) OLED displays can also be embedded in the same way.
  • the sun visor comprises a flexible, optionally embedded solar cell-operated battery integrated into it, for example with a touch function in the operating unit. Operation is then carried out through a touch membrane.
  • touch elements are operated via the PCB (BUS system) or Control elements implemented as ON, OFF or switching commands in the function.
  • the user can operate the glazing directly on the sun visor, for example on the sun visor itself or a separate operating unit by touching the possibly masked touch areas.
  • Failsafe comprises a VA (Vertical Alignment), PNLC Polymer Network Liquid Crystal, as the first liquid crystal layer
  • A Cross-section structure of double cell 1. + 2: Only sun protection (only TN with TN or VA with VA:
  • 1st layer 2x 0.2 mm substrate: glass or plastic, especially polycarbonate
  • TN or VA cell total 1.1 mm
  • 2nd layer 2x 0.2 mm substrate: glass or plastic, especially polycarbonate
  • TN or VA cell total 1.1 mm
  • PNLC 0.4 mm PNLC, PN or PDLC PC or PSC (with privacy effect if necessary). Only PNLC can be combined with VA in order to achieve fail safe. Otherwise, PDLC or PSC must be combined with TN.
  • OCA optically clear adhesive
  • Example: TN cells can be connected using OCA or lamination using EVA.
  • PMMA or PC substrates result in low weight and high security.
  • the approval for road traffic or air traffic is unproblematic.
  • Input voltage 12-28 V DC-AC converter with 0.04 A - 0.09 A. Primarily 9-16 V maintains the permanent state.

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Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Sonnenblende für ein Fahrzeug mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften.

Description

TRANSPARENTE SONNENBLENDE FÜR FAHRZEUGE
Gegenstand der Erfindung ist eine transparente Sonnenblende für Fahr zeuge mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften.
Gemäß WIKIPEDIA (Stichwort Intelligentes Glas, Abruf 28.06.2019) defi niert der Begriff intelligentes Glas (englisch Smart dass) tönbare Vergla sungen, deren Lichtdurchlässigkeit sich durch das Anlegen einer elektri schen Spannung (Elektrochromie), veränderte Lichtverhältnisse (Photo- chromie) oder Erwärmung (Thermochromie) verändert. Unter dem Oberbe griff intelligentes das werden verschiedene Techniken und Anwendungsfel der zusammengefasst. Je nach Ausführung können diese Gläser beispiels weise als Sonnenschutz dienen (Glas bleibt transparent) oder die Funktion eines Sichtschutzes (Glas wird opak) übernehmen.
DE 38 23780 A betrifft einen Sonnenschutz, insbesondere zur Reduzierung des Lichteinfalls in den Innenraum von Fahrzeugen unter Wahrung der Sichtbarkeit nach außen, der als flexible, mehrschichtige Kunststofffolie ausgebildet ist, die eine transparente Grundschicht aufweist und zumindest auf einer Seite eine transparente äußere Schicht. Um die Lichtdurchlässig keit zu verringern, ohne eine lichtundurchlässige Folie zu perforieren, wird vorgeschlagen, zwischen einer Basisschicht und einer Außenschicht eine dünne Schicht aus weitgehend lichtundurchlässigem Material anzuordnen, die in Form eines feinen Musters unterbrochen ist. WO 2014/086555A1 beschreibt betrifft eine Verglasung mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften, zumindest umfassend: eine Außen scheibe und ein schaltbares Funktionselement, das über zumindest eine Flä che mit der Außenscheibe verbunden ist eine thermoplastische Folie, wobei die thermoplastische Folie mindestens ein Lumineszenzmaterial enthält.
WO 2014/072138A1 betrifft eine Verglasung mit schaltbaren optischen Ei genschaften, die mindestens umfasst: ein transparentes Substrat mit einer Außenfläche und einer Innenfläche, eine Reflexionsschicht auf der Außen fläche und / oder auf der Innenfläche und ein gegenüber der Reflexions schicht innenseitig angeordnetes schaltbares Funktionselement, wobei die Reflexionsschicht ein Material mit einem Brechungsindex HR von 1,6 bis 2,5, und wobei das Produkt des Brechungsindex HR und der Dicke d der Reflexi onsschicht 250 nm bis 960 nm beträgt.
US 2014/0268289 Al beschreibt ein elektrochromes Fenster mit variabler Transmission, umfassend: ein erstes und ein zweites im wesentlichen trans parentes Substrat, denen elektrisch leitende Materialien zugeordnet sind; ein elektrochromes Medium, das in einer zwischen dem ersten und dem zweiten Substrat angeordneten Kammer enthalten ist, die mindestens ein Lösungsmittel, mindestens ein anodisches elektroaktives Material, mindes tens ein kathodisches elektroaktives Material und mindestens eines der anodischen und kathodischen elektroaktiven Materialien enthält; und wobei das elektrochrome Fenster einen EY von weniger als ungefähr 20 und be vorzugter weniger als ungefähr 5 aufweist, während es sich bei normalen Tageslichtbedingungen in einem Zustand geringer Durchlässigkeit befindet.
US 2015/ 103280 A beschreibt einen intelligente elektronischen Sonnen schutz mit einer integrierter Glasplatte und einen auf der Glasplatte angebrachten Flüssigkristallfilm. Der Flüssig kristallfilm ist mit mehreren An zeigebereichen ausgebildet, und der Flüssigkristallfilm des Anzeigebereichs ist in Streifen geschnitten oder ist hauptsächlich mit einer Streifenform aus gebildet, wobei die Anzeigebereiche aneinander anliegen. Ein Controller ist zwischen den Anzeigebereichen und einer Stromquelle installiert und mit einer Eingabeeinheit verbunden, die dazu dient, Signale zu übertragen und eine Stromsteuerung an den Controller zu erzeugen. Die Steuerung steuert den Flüssigkristallfilm der Anzeigebereiche, die elektrisch verbunden oder elektrisch getrennt werden sollen, um den Flüssigkristallfilm jeweils trans parent oder opak zu machen, um einen Effekt der Simulation verschiedener Zustände von teilweise abschattendem Licht eines herkömmlichen Fenster vorhangs zu erzielen.
DE 10 226406 A beschreibt eine Informationsdarstellungseinrichtung mit einer von der Innenseite des Autodachs herunterziehbaren Darstellungsein heit mit einer in ihrer waagerechten Verstaulage parallel zum Dach liegen den und von dieser senkrecht abhängenden Darstellungsfläche. Es befindet sich in seiner Arbeitsposition hinten auf den Beifahrersitzen. Die Darstel lungsfläche wirkt als Sonnenschutz für einen transparenten Dachabschnitt oder einen transparenten Schiebedachabschnitt in horizontaler Verstaulage.
DE 10 2012 006 231 Al betrifft eine Schichtenanordnung, die in Abhängig keit von ihrer Temperatur die Transmission von Licht verändert, wobei die Schichtenanordnung eine erste Polarisationsschicht, eine in Abhängigkeit von der Temperatur die Polarisationseigenschaften des Lichtes beeinflus sende Schaltschicht und eine zweite Polarisationsschicht sowie eine zusätz liche NIR-transmissionshindernde Schicht aufweist.
US 2017/0235030A1 beschreibt einen lichtreflektierenden Film, der das Re flexionsvermögen nur eines bestimmten polarisierten Lichts unter Beibehal tung einer hohen Durchlässigkeit für sichtbares Licht wirksam verbessern kann, sowie einen Film zur Steuerung des Lichts, einen optischen Film, ein Funktionsglas und ein Head-up-Display. Ein Lichtreflexionsfilm umfasst mindestens zwei lichtreflektierende Lichtreflexionsschichten, wobei mindestens zwei Lichtreflexionsschichten mindestens eine der Lichtreflexi onsschichten zwischen einer Lichtreflexionsschicht PRL-1, einer Lichtrefle xionsschicht PRL-2 und einer Lichtreflexionsschicht PRL-3umfassen, wobei die lichtreflektierende Schicht PRL-1 eine zentrale Reflexionswellenlänge von mehr als oder gleich 400 nm, jedoch weniger als 500 nm und ein Re flexionsvermögen für gewöhnliches Licht bei einer zentralen Reflexionswel lenlänge von mehr als oder gleich 5%, jedoch weniger oder gleich 25 % aufweist, wobei die lichtreflektierende Schicht PRL-2 eine zentrale Reflexi onswellenlänge von größer oder gleich 500 nm, aber kleiner als 600 nm und ein Reflexionsvermögen gegenüber gewöhnlichem Licht bei der zentralen Reflexionswellenlänge von größer oder gleich 5% aber kleiner oder gleich 25% aufweist, wobei die lichtreflektierende Schicht PRL-3 eine zentrale Re flexionswellenlänge von größer oder gleich 600 nm, aber kleiner als 700 nm und ein Reflexionsvermögen gegenüber gewöhnlichem Licht an der zentra len Reflexion aufweist, die Wellenlänge größer oder gleich 5%, aber kleiner oder gleich 25% ist, wobei die mindestens zwei lichtreflektierenden Schich ten zentrale Reflexionswellenlängen aufweisen, die sich voneinander unter scheiden.
US 2019/0331947A1 stellt ein Laminat bereit, das nicht nur die Menge des durchgelassenen externen Lichts steuern kann, sondern auch als Spiegel verwendet werden kann. Ein erstes Laminat umfasst: ein erstes Flüssigkris tallelement; ein Reflexionspolarisationselement; und ein zweites Flüssig kristallelement. Das erste Flüssigkristallelement weist erste Flüssigkristall zellen mit sich ändernden Orientierungszuständen und ein erstes Polarisa tionselement vom Absorptionstyp auf. Die ersten Flüssigkristallzellen kön nen umgeschaltet werden: zwischen einem Modus, in dem eine Art von po larisiertem Licht des einfallenden Lichts blockiert ist, und der anderen Art von polarisiertem Licht, und einem Modus, in dem eine Art von polarisiertem Licht des einfallenden Lichts blockiert ist, und die andere Art von polarisier tem Licht wird verschoben und dann übertragen; zwischen einem Modus, in dem das einfallende Licht unverändert übertragen wird, und einem Modus, in dem ein Typ des polarisierten Lichts blockiert ist und der andere Typ des polarisierten Lichts übertragen wird; und zwischen einem Modus, in dem eine Art von polarisiertem Licht des einfallenden Lichts blockiert ist und die andere Art von polarisiertem Licht übertragen wird, und einem Modus, in dem eine Art von polarisiertem Licht des einfallenden Lichts übertragen wird und die andere Art von polarisiertem Licht blockiert wird .
Das Polarisationselement vom Reflexionstyp empfängt das vom ersten Flüs sigkristallelement übertragene Licht, überträgt eine Art von polarisiertem Licht des einfallenden Lichts und reflektiert die andere Art von polarisiertem Licht. Das zweite Flüssigkristallelement weist zweite Flüssigkristallzellen mit sich ändernden Orientierungszuständen und ein zweites Polarisationsele ment vom Absorptionstyp auf. Wenn das Polarisationselement vom Reflexi onstyp polarisiertes Licht durchgelassen hat, können die zweiten Flüssig kristallzellen zwischen einem Modus, in dem das polarisierte Licht blockiert ist, und einem Modus, in dem das polarisierte Licht übertragen wird, umge schaltet werden.
DE 203 13 276 Ul beschreibt die aktive Abtönung von Windschutzscheiben nur bei Bedarf, also im Fall einer Blendung durch entgegenkommende oder stationäre Lichtquellen. Die Verringerung der Lichtdurchlässigkeit (Transluzenz) der Windschutzscheibe wird mit Hilfe durchsichtiger Flüssig kristallscheibe (Flüssigkristallfolie) oder einer Technologie ähnlicher Wir kung schnellstmöglich erreicht.
Demgegenüber besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine transparente Sonnenblende bereitzustellen, die einen elektrisch schaltba ren, d.h. dimmbaren Sonnen- und damit Blendschutz aufweist. Weitere we sentliche Merkmale der Sonnenblende sollen sein:
1. Vorzugsweise Failsafe (ausfallsicher, "nomnally-white-mode", d.h. lichtdurchlässig (transparent) im stromlosen Zustand)
2. homogen und farbneutral 3. Flexibilität in der Anordnung, z.B. Muster und Design, Zellenteilungen, wie beispielsweise definierte örtlich begrenzte Flüssigkristallanzeigen, beispielsweise Blinds bzw. Segmente und/oder Schriftzüge
4. Stromversorgung vorzugsweise im Niederspannungsbereich
5. kombinierte Blend- und Sonnenschutzfunktion
Der Begriff der Sonnenblende bezieht sich erfindungsgemäß auf Fahrzeuge, insbesondere Flugzeuge, beispielsweise Pilotenkanzel, Schiffe, Züge und Kraftfahrzeuge, insbesondere PKW, LKW, Wohnmobile und Busse.
Ein Problem des Standes der Technik besteht beispielsweise bei standard mäßigen Sonnenblenden von Kraftfahrzeugen im Austausch und/oder der Umrüstung von bekannten elektrochromen oder elektrotropen Sonnenblen den, beispielsweise wenn in einem Kraftfahrzeug eine Blende ausfällt oder beschädigt ist. Die bekannten Systeme des Standes der Technik sind auf wändig in Hinblick auf Zeit und Kosten. Handelsübliche Sonnenblenden in Land- und Wasserfahrzeugen sind üblicherweise intransparent und reduzie ren im Gebrauch die optischen Eigenschaften, bilden gegebenenfalls einen toten Winkel.
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung einer "intelligenten" Sonnenblende.
Die vorgenannte Aufgabe wird in einer ersten Ausführungsform gelöst durch eine Sonnenblende eines Fahrzeugs mit elektrisch schaltbaren optischen Ei genschaften, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sonnenblende im spannungslosen Zustand maximale Transluzenz (Transparenz) und minimale Opazität für Licht im sichtbaren Bereich (380 nm bis 780 nm, insbesondere 400 nm bis 750 nm)und im Zustand angeleg ter Spannung demgegenüber geringere Transluzenz (Transparenz) und/o der höhere Opazität aufweist: Weg von der Sonnenbrille und der üblichen Sonnenblende. Die erfindungsgemäße Sonnenblende kombiniert Sonnen blende und Sonnenbrille und stört nicht die Fahrtsicht. Im Gegensatz zur herkömmlichen Sonnenblende bleibt das Sichtfeld erhalten. Lediglich in dem Bereich der störenden und/oder blendenden Sonneneinstrahlung wirkt die erfindungsgemäße Sonnenblende, um dem Fahrer das Tragen, Aufset zen und Heraussuchen der Sonnenbrille zu ersparen.
Der wesentliche Kern der Erfindung beschreibt somit vorzugsweise ein „Failsafe Smartglass Window" (gegebenenfalls weiterhin enthaltend Solar zellen - batteriebetrieben) und somit eine Austauschlösung gegenüber dem Stand der Technik ohne Änderungen bzw. Wartungen sowie in der Bereit stellung einer neuen Funktionalität. Die wesentlichen Vorteile der Erfindung gegenüber dem oben definierten Stand der Technik liegen in dessen Flexi bilität:
• Farbneutralität
• Vollständiger Erhalt des Sichtfeldes gegenüber einer konventionellen Sonnenblende
• Homogenität
• Schmaler Rand, beispielsweise weniger als 3 mm, gegebenenfalls praktisch randlos
• Geringes Gewicht
• Kleine Schaltgeschwindigkeit, beispielsweise <1 sec
• Material-Glas/Substrat-Stärke frei wählbar, beispielsweise 3 bis 8 mm
• Keine Blasenbildung
• Langlebigkeit.
Die erfindungsgemäße Sonnenblende kann direkt an die Stromversorgung des Fahrzeugs angeschlossen oder auch mit einer eigenen Energiequelle (beispielsweise Solarbatterie) werden. Kumulativ oder alternativ kann die erfindungsgemäße Sonnenblende auch für eine serielle Neuentwicklung mit RFID und/oder Energy harvesting bzw. Solarzellen ausgestattet werden. Eine eigene Solarstromversorgung macht die Sonnenblende von der Strom versorgung des Fahrzeugs autark und ist insbesondere sinnvoll, da bei man gelnder Lichteinstrahlung die Funktion der Sonnenblende nicht erforderlich ist. In einer ersten Ausführungsform der Erfindung wird die vorgenannte Auf gabe gelöst durch eine Sonnenblende eines Fahrzeugs mit elektrisch schalt baren optischen Eigenschaften, die dadurch gekennzeichnet ist, dass die Sonnenblende im spannungslosen Zustand maximale (optimale) Transluzenz und minimale (optimale) Opazität für Licht im sichtbaren Be reich und im Zustand angelegter Spannung eine gegenüber dem span nungslosen Zustand geringere Transluzenz und/oder höhere Opazität für Licht im sichtbaren Bereich aufweist.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Sonnen blende in einer Version 1 von außen nach innen:
(a) ein erstes Substrat,
(b) eine erste Flüssigkristallzelle,
(c) eine erste Zwischenschicht, die insbesondere eine Klebeschicht umfasst,
(d) gegebenenfalls eine zweite Flüssigkristallzelle mit einem PN- und/oder PD-Flüssigkristallelement TN und/oder VA, insbesondere VA mit PN oder TN mit PD zwischen zwei transparenten Elektroden,
(e) eine zweite Zwischenschicht analog der ersten Zwischenschicht (c),
(f) gegebenenfalls eine zweite Flüssigkristallzelle analog der ersten Flüssig kristallzelle und
(g) ein zweites Substrat analog dem ersten Substrat.
Für den Fall, dass die erste Flüssigkristallzelle ein PN-VA Flüssigkristallele ment umfasst /oder ein PD TN Flüssigkristall-Element (f) nicht vorhanden ist, kann die Zwischenschicht (e) gegebenenfalls auch entfallen.
Die zweite Zwischenschicht (e) kann auch in Form eines Substrats ausge bildet sein; insbesondere für den Fall, dass ein PN-VA Flüssigkristall- oder ein PD-TN Flüssigkristallelement (d) nicht vorhanden ist. Beispiel 1:
Figure imgf000010_0001
ECB steht für Electronically Controlled Birefringence (ECB) Mode
PN steht für "Polymer Network", d.h. ein Polymer-Netzwerk gebundenes Flüssig kristallelement.
PD steht für "Polymer Dispers", d.h. ein in einer Matrix dispergiertem po lymeren Flüssigkristallelement.
Alternativ zu den PDLC-Flüssigkristallen können auch sogenannte PSCLC- Flüssigkristalle, d.h. polymerstabilisierte cholesterinische Flüssigkristalle eingesetzt werden, die durch in situ Photopolymerisation von reaktiven Flüssigkristall-Molekülen in Anwesenheit von nichtreaktiven Flüssigkristall- Molekülen in einer planaren orientierten Bragg Textur erhältlich sind, wobei die UV-Vernetzung mit einer thermisch induzierten Pitch Variation kombi niert wird.
TN steht für "Twisted Nematic", d.h. eine nematische Drehzelle, wobei die Innenseiten zwischen zwei, meist dünnen Substraten mit einer transparen ten Elektrodenschicht, beispielsweise Indium-Zinn-Oxid-Schicht überzogen sind und dazwischen sich die Flüssigkristallschicht von wenigen Mikrometer Dicke befindet. Zusätzlich sind die beiden Substrate mit um 90° zueinander verdrehten Polarisationsfiltern beschichtet.
VA steht für "Vertical Alignment". Bei VA-LCDs werden homöotrope, d. h. senkrecht zur Substratoberfläche orientierte Flüssigkristalle, durch Anlegen eines elektrischen Felds, das senkrecht zum Substrat gerichtet ist, parallel zum Glassubstrat geschaltet. Hierzu sind Flüssigkristallmischungen mit ne gativer dielektrischer Anisotropie erforderlich, die sich senkrecht zum elektrischen Feld ausrichten. Dies wird durch das Einführen von lateralen polaren Seitengruppen in mesogene Moleküle erreicht.
Die homöotrope Orientierung der Flüssigkristalle führt im spannungsfreien Zustand zunächst zu einem beinahe idealen Schwarzzustand zwischen ge kreuzten Polarisatoren. VA-Displays zeichnen sich daher durch hervorra gende Kontrastwerte aus und werden in der Regel im "normally-black- mode" betrieben. Das bedeutet, der Bildschirm ist im spannungsfreien Zu stand getönt, beispielsweise schwarz(dunkel).
OCA steht für "optical-clear-adhesive", d.h. einen optisch nicht sichtbaren Kleber.
In einer Version 2 sind gegenüber der Version 1 hier die Schichten (d) und (f) vertauscht, so dass ein Sketcher-Eindruck, d.h. eine milchig-weiße Trü bung im Vordergrund steht.
Beispiel 2:
Figure imgf000011_0001
Die Vorteile der vorliegenden Erfindung liegen in der Flexibilität der Licht transmission. Zudem wird die Kombination Privacy (opak) und Sonnen schutz (dunkel) in Einem ergänzt, vor Allem als Failsafe Lösung. Auch eine optische Flexibilität durch variable Mehrschicht-Kombination ist möglich; siehe beispielsweise den Übergang vom Beispiel 1 auf Beispiel 2, die gege benenfalls auch beispielsweise insgesamt 8 Schichten haben könnte.
Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Sonnen blende, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste und/oder zweite Flüssigkristall-Element eine handelsübliche Flüssigkristallmischung zwi schen zwei mit transparenten leitfähigen Oxiden beschichteten Scheiben (Folien) umfasst. Entsprechende Elemente sind beispielsweise von der Fa. Merck im Flandel erhältlich.
Eine Sonnenblende im Sinne der vorliegenden Erfindung ist dann besonders bevorzugt, wenn diese dadurch gekennzeichnet ist, dass auch das VA Flüs sigkristall- /oder das TN Flüssigkristall-Element sofern vorhanden im strom losen Zustand farblos transparent sind. Der Vorteil liegt in der Ausfallsicher heit. Fällt der Strom aus, können die Insassen dennoch hindurch sehen (VA und PN).
Besonders bevorzugt im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Sonnen blende wie oben definiert, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das erste und/oder zweite Flüssigkristallelement eine erste und/oder eine zweite Po larisationsschicht bilden, die in Abhängigkeit von der angelegten Spannung die Transluzenz schaltet. Der Vorteil liegt auch hier in der Ausfallsicherheit. Sonst würde das bei Anwesenheit eines PN und VA Flüssigkristall-Elements keinen Vorteil bilden. Beide Systeme sollten vorzugsweise ausfallsicher sein.
Mit hülfe der vorliegenden Erfindung gelingt die Bereitstellung von Sonnen blenden, die dadurch gekennzeichnet sind, dass der Hazewert (Trübung), bestimmt mit einem Hazemeter NDH 2000 bei Normlichtart D65 im span nungslosen Zustand im Bereich des sichtbaren Lichts weniger als 1%, ins besondere weniger als 0,5% beträgt. Damit ist die Sonnenblende im strom losen zustand praktisch klar durchsichtig. Im gleichen Spannungszustand kann die Transmission ebenfalls mit einem Hazemeter NDH 2000 bei Norm lichtart D65 von wenigstens 50 %, insbesondere wenigstens 60% vermessen werden. Damit ist der erfindungsgemäße Schichtaufbau unter üblichen Bedingungen mit bloßem Auge praktisch nicht sichtbar. Der Haze und die Transmission werden wie im Stand der Technik üblich mit der Ge samtsonnenblende unter Einsatz der Normlichtart D65 (siehe hierzu WI- KIPEDIA, Stichwort "Normlichtart", Abrufdatum 28.06.2019) gemessen.
Bei angelegter Spannung kann erfindungsgemäß ein Hazewert mit dem Hazemeter NDH 2000 bei Normlichtart D65 von mehr als 70 %, insbeson dere mehr als 80 % und/ oder eine Transmission im Spannungszustand mit dem Hazemeter NDH 2000 bei Normlichtart D65_von bis zu 20 %, insbe sondere bis zu 10 % gemessen werden.
Gegebenenfalls kann die Sonnenblende segmentierte Schaltbereiche der Zellen zur lokal begrenzten hell-dunkel und/oder transparent-opak Steue rung umfassen. Die Stromversorgung und Ansteuerung der Verscheibung oder einzelner Zellen erfolgt insbesondere durch externe Anschlüsse an das Bordnetz. Zum Beispiel steuert eine flache flexible Kontrolleinheit (PCB) mit der Fahrzeug (eventuell) BUS Systembatterie, die beispielsweise durch So larzellen die Spannung speichert, die die einzelnen (Spannungs-) Schaltzu stände) erlaubt. Damit sind eine autonome Funktion und Steuerung der Ei genschaften der Sonnenblende und einzelner Zellen möglich.
Eine erfindungsgemäße Sonnenblende kann weiterhin eine separate oder integrierte Bildschirm-/Displayeinrichtung aufweisen, da es erfindungsge mäß möglich ist, aktive oder passive Matrizen zu steuern, mit denen bei spielsweise die Geschwindigkeit, Uhrzeit, Gefahrenzeichen, Warnzeichen (Gurt) etc. dargestellt werden können. In gleicher Weise lassen sich auch (kleine) OLED Displays einbetten.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die Sonnenblende eine in diese integrierte, flexible, gegebenenfalls eingebet tete solarzellenbetriebene Batterie beispielsweise mit Touch-Funktion in der Bedieneinheit. Die Bedienung erfolgt dann durch eine Touchmembran. Diese Touchelemente werden über die PCB ( BUS System) bzw. Steuerelemente als ON , OFF bzw. Schaltbefehle in die Funktion umgesetzt. Der User kann direkt an der Sonnenblende, beispielsweise an der Sonnen blende selbst oder einer separaten Bedieneinheit über die Berührung der gegebenenfalls maskierten Touchbereiche die Verscheibung bedienen.
Ausführungsbeispiel:
Beschreibung Zustand:
Ausgeschaltet: klar, hell: Failsafe umfasst als erste Flüssigkristallschicht ein VA( Vertical Alignment) , PNLC Polymer Network Liquid Crystal
Eingeschaltet: trübe gegebenenfalls dunkel TN (Twisted Nematic) , PDLC Polymer Dispersed Liquid Crystal
A: Querschnitt Aufbau Doppelzelle 1. + 2: Nur Sonnenschutz ( nur TN mit TN oder VA mit VA:
B: Querschnitt Aufbau Doppelzelle A + 3: Sonnenschutz in Kombination mit Privacy Effect.
1. Schicht 2x 0,2 mm (Substrat: Glas oder Kunststoff, insbesondere Po lycarbonat) TN- oder VA-Zelle (gesamt 1,1 mm)
2. Schicht 2x 0,2 mm (Substrat: Glas oder Kunststoff, insbesondere Po lycarbonat) TN oder VA Zelle (gesamt 1,1 mm)
Gegebenenfalls 0,4 mm PNLC, PN oder PDLC PC oder PSC (Gegebe nenfalls mit Privacy Effect). Es kann nur PNLC mit VA kombiniert wer den um Fail Safe zu erreichen. Anderenfalls muss PDLC oder PSC mit TN kombiniert werden.
Aufbau beschreibung:
Verbinden der Elemente mit optisch klarem Kleber (OCA) oder Laminier- pressen-Verbinde-Verfahren. Laminieren: Die Substrate, Zellen bzw. Folien wurden mittels EVA und/ oder OCA im Verbundverfahren laminiert.
Beispiel: TN Zellen können mittels OCA oder Laminieren mittels EVA ver bunden werden.
AUFBAU: Doppelzelle
Figure imgf000015_0001
Die Vorteile:
PMMA bzw PC Substrate resultieren in geringem Gewicht, einer hohen Si cherheit. Die Zulassung für den Straßenverkehr oder Flugverkehr ist un problematisch.
Technische Daten für die Stromversorgung:
Falls nicht vorhanden, wird gegebenenfalls ein DC-AC Wandler benötigt Eingangsspannung: 12-28 V DC-AC Wandler mit 0.04 A - 0.09 A. primär 9- 16 V hält den Dauerzustand.

Claims

Patentansprüche:
1. Sonnenblende eines Fahrzeugs mit elektrisch schaltbaren optischen Eigenschaften dadurch gekennzeichnet, dass die Sonnenblende im spannungslosen Zustand maximale Transluzenz und minimale Opazität für Licht im sichtbaren Bereich und im Zustand angeleg ter Spannung eine gegenüber dem spannungslosen Zustand geringere Transluzenz und/oder höhere Opazität für Licht im sichtbaren Bereich auf weist.
2. Sonnenblende nach Anspruch 1 umfassend
(a) ein erstes Substrat,
(b) eine erste Flüssigkristallzelle
(c) eine erste Zwischenschicht, die insbesondere eine Klebeschicht umfasst,
(d) gegebenenfalls eine zweite Flüssigkristallzelle mit einem PN- /oder PD- Flüssigkristallelement TN /oder VA, insbesondere VA mit PN oder TN mit PD zwischen zwei transparenten Elektroden
(e) eine zweite Zwischenschicht analog der ersten Zwischenschicht (c),
(f) eine zweite Flüssigkristallzelle analog der ersten Flüssigkristallzelle und
(g) ein zweites Substrat analog dem ersten Substrat
3. Sonnenblende nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für den Fall, dass die erste Flüssigkristallzelle ein PN-VA Flüssigkristallelement umfasst /oder ein PD TN Flüssigkristall-Element (f) nicht vorhanden ist, die Zwischenschicht (e) entfällt.
4. Sonnenblende nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Zwischenschicht (e) in Form eines Substrats entsprechend dem ers ten Substrat ausgebildet ist, insbesondere für den Fall, dass das PN-VA Flüssigkristall- /oder ein PD-TN Flüssigkristallelement (d) nicht vorhanden ist.
5. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das erste und/oder das zweite Substrat und/oder die Zwi schenschicht jeweils Mineralglas, insbesondere gehärtetes Glas und-/oder Kunststoff, insbesondere Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat um fasst.
6. Sonnenblende nach Anspruch 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und/oder zweite Flüssigkristall-Element eine Flüssigkristallmi schung zwischen zwei mit transparenten leitfähigen Oxiden beschichteten Scheiben oder Folien umfasst.
7. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass das erste und zweite Flüssigkristall-Element eine erste und eine zweite Polarisationsschicht bilden, die in Abhängigkeit von der ange legten Spannung die Transluzenz schalten.
8. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass das PN VA Flüssigkristall- /oder das PD TN Flüssigkristall- Element im stromlosen Zustand durchsichtig transparent ist.
9. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass der Flazewert, bestimmt mit einem Flazemeter NDFI 2000 bei Normlichtart D65 im spannungslosen Zustand im Bereich des sichtbaren Lichts weniger als 1%, insbesondere weniger als 0,5% beträgt.
10. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 2 bis 8 dadurch gekenn zeichnet, dass die Transmission im spannungslosen Zustand mit einem Hazemeter NDH 2000 bei Normlichtart D65 von wenigstens 50 %, insbe sondere wenigstens 60% gemessen wird.
11. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekenn zeichnet, dass bei angelegter Spannung ein Hazewert mit einem Hazemeter NDH 2000 bei Normlichtart D65 von mehr als 70 %, insbesondere mehr als 80 % und/ oder eine Transmission mit dem Hazemeter NDH 2000 bei Norm lichtart D65 von bis zu 20 %, insbesondere bis zu 10 % gemessen werden.
12. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 1 bis 11 umfassend seg mentierte Schaltbereiche zur hell-dunkel und/oder transparent-opak Steu erung.
13. Sonnenblende nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend wei terhin eine Bildschirm-/Displayeinrichtung.
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