WO2024104664A1 - Fahrzeugscheibe mit einem verbundaufbau - Google Patents

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WO2024104664A1
WO2024104664A1 PCT/EP2023/078184 EP2023078184W WO2024104664A1 WO 2024104664 A1 WO2024104664 A1 WO 2024104664A1 EP 2023078184 W EP2023078184 W EP 2023078184W WO 2024104664 A1 WO2024104664 A1 WO 2024104664A1
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vehicle window
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Matthias Baumann
Robert Pasquarelli
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Webasto SE
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    • B32B2369/00—Polycarbonates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2605/00—Vehicles

Definitions

  • the invention relates to a vehicle window with the features of the preamble of patent claim 1.
  • Such a vehicle window is known in practice and can be used in particular in the area of a vehicle roof as a fixed roof element or as an adjustable cover element of a roof opening system.
  • the vehicle window is designed as a composite component that comprises an outer window body that faces the vehicle surroundings and an inner window body that faces the vehicle interior and forms an inner visible surface of the vehicle window.
  • a shading arrangement is often arranged between the inner window body and the outer window body, which comprises an electrically switchable liquid crystal arrangement, i.e. a so-called LC layer or PDLC layer.
  • the LC layer or PDLC layer is arranged between two films, on the inside of which a transparent electrode is arranged.
  • the LC layer or PDLC layer can be switched between a pass-through state and a blocking state via the electrodes.
  • the liquid crystal arrangement and/or the plastic films are translucent or clear.
  • colored glass is used for the inner and/or outer pane body, or colored or tinted (polymer) adhesive films are used.
  • colored or tinted adhesive films in particular cause increased costs compared to conventional transparent adhesive films, since coloring and/or tinting is cost-intensive.
  • a prism which is applied to an inner side of an inner side serving as a light guide layer, for example, it is possible to arrange a light source laterally below the edge area of the light guide layer, in particular offset from the edge area. It is also possible to couple light directly on an inner side of a pane inner body.
  • vehicle windows are known in which light is coupled into the inner body of the window by a light source arranged in an edge region of the vehicle window.
  • the light rays originating from the light source are not only coupled into the light guide layer via a light coupling surface and remain within the light guide layer until they are coupled out, in particular due to multiple total reflection. Rather, at least some of the coupled light rays pass through the inner pane body designed as a light guide layer.
  • the outer pane body in the direction of the outer pane body and penetrates, for example, into the polymer adhesive layer above it and/or into a shading arrangement arranged above the polymer adhesive layer, in particular at least one of the plastic films and/or the liquid crystal arrangement and/or even into the tinted outer pane body.
  • a shading arrangement arranged above the polymer adhesive layer, in particular at least one of the plastic films and/or the liquid crystal arrangement and/or even into the tinted outer pane body.
  • the light that emerges from the light guide layer in an undesirable manner is absorbed. This portion of the light is no longer available for the light extraction from the light guide layer, which is reflected in a lower luminance.
  • the undesirable light extraction from the light guide layer results, among other things, from the fact that the coupled-in light tends to leave the light guide layer into an adjacent boundary layer, such as an adjacent air layer or a polymer adhesive layer, due to differences in the refractive indices of the different layers. This causes light losses.
  • One approach known from the prior art is to provide an outside of the window inner body, which is oriented towards the outside of the vehicle and is used as a light guide layer, with a coating with a low refractive index in order to increase a difference between the refractive indices of the window inner body and the coating in such a way that a proportion of light undesirably coupled out of the light guide layer decreases and the light losses can be significantly reduced in this way. It is also known to laminate a film onto the outside of the window inner body, which is made from a material with a lower refractive index than the window inner body. This can also significantly reduce light losses. However, such films are costly. Furthermore, coating the window inner body involves a great deal of manufacturing effort.
  • One object of the invention is therefore to further develop a vehicle window in such a way that the disadvantages mentioned above are at least partially minimized, and in particular a further technical alternative solution is created which in particular enables a cost-effective and simple manufacture of the composite structure, by means of which light losses can be minimized.
  • a vehicle window in particular a window of a vehicle roof, comprising a composite structure with an outer window body, a shading arrangement, an inner window body and a light guide layer, wherein the shading arrangement is arranged between the outer window body and the inner window body.
  • the shading arrangement comprises a liquid crystal arrangement, which is preferably arranged between two plastic films.
  • the shading arrangement comprises a carrier layer, which is directly (ie in particular without the interposition of further layers) or indirectly (in particular via at least one further layer, such as a polymer adhesive layer or a further adhesive layer) is arranged on the outside of the inner pane body.
  • the tint or a tinting function is implemented within the shading arrangement and not between a low-reflection layer and the light guide layer.
  • the invention is therefore not suitable if the tint is implemented by a tinted PVB arranged in relation to the light guide layer.
  • the carrier layer has a layer, in particular a coating, made of a material that has a refractive index n2 that is smaller than a refractive index nl of a material from which the light guide layer is formed.
  • the inner pane body is particularly preferably designed as the light guide layer.
  • the composite structure can also comprise an additional layer designed as the light guide layer, which is made from a plastic, for example.
  • the light guide layer is preferably designed to guide light coupled into the vehicle pane.
  • the liquid crystal arrangement comprises at least one plastic film
  • at least one of the plastic films and/or the liquid crystal arrangement itself comprises a black coloring and/or a tint and/or a coloring.
  • the tint and/or black coloring and/or coloring of the liquid crystal arrangement and/or the plastic films can preferably achieve a reduction in the brightness of the incident light through the vehicle window.
  • the liquid crystal arrangement can be a liquid crystal layer (LC layer) or a polymer-dispersed liquid crystal layer (PDLC layer).
  • black coloring is to be understood in the broadest sense here and includes deep black, dark gray and also other color states.
  • the carrier layer according to the invention which has a coating with a low refractive index
  • the solution according to the invention has ready-made This has advantages in terms of production technology, since the carrier layer can be designed as a simple plastic film that includes the coating according to the invention and can preferably be purchased by the meter.
  • each inner pane had to be coated individually, which means increased production costs.
  • the coating according to the invention means that light losses caused by light refraction can be effectively and efficiently reduced. This increases the light density that can be achieved with the light guide layer, so that the at least one light source can be made smaller if necessary, thus saving installation space.
  • the refractive index of the coating can be further reduced by making the coating or layer porous.
  • Such porosity can be formed, for example, by using methods or processes such as off-axis sputtering or sputtering with a grazing angle of incidence relative to the coating.
  • the carrier layer is made of polycarbonate (PC), polyethylene (PE) and/or polyethylene terephthalate (PET). Other types of plastic are also possible. PC and PET are inexpensive materials that are widely available.
  • the coating is applied to a side of the carrier layer facing the outside of the light guide layer.
  • the coating can be printed and/or vapor-deposited and/or applied in some other way.
  • the coating comprises a fluoropolymer and/or an oxide, in particular silica gel silicon dioxide (SiO?), and/or magnesium fluoride (MgF2).
  • Silica gel is a colorless, amorphous silicon dioxide with a gel-like, rubbery to solid consistency. Crystalline silicon dioxide can form at high temperatures.
  • coatings based on silicon oxide (SiOx) can be a combination of stoichiometric oxide (in particular SiO2) with a non-stoichiometric suboxide (e.g. SiOx, x ⁇ 2, based on SiO2 as a stoichiometric base oxide).
  • MgF2 Magnesium fluoride
  • MgF2 is a material with transparency in the wavelength range between 0.12 pm and 7.5 pm. It is also birefringent. The combination of these two properties enables the production of polarizing optics.
  • a difference between the refractive index nl of the pane inner body and the refractive index n2 of the coating is greater than or equal to (>) 0.06.
  • the refractive index n2 of the coating is less than or equal to ( ⁇ ) 1.46.
  • the refractive index nl of the pane inner body is preferably 1.52.
  • the refractive index of the first and/or the second polymer adhesive layer is preferably 1.48.
  • the refractive index n2 of the optical insulation layer can be between 1.3 and 1.52, whereby the refractive index can particularly preferably also be ⁇ 1.45.
  • the refractive index of the solid body can be further reduced by increasing the proportion of porosity in the material.
  • the carrier layer forms an electrode of the liquid crystal arrangement on its side facing the shading arrangement and/or comprises a tint and/or coloring and/or black coloring.
  • the carrier layer can thus be a multifunctional film which, in addition to the coating with a low refractive index, also provides other functions for the vehicle window and/or the shading arrangement. Tinting the carrier layer can be preferred because the coating with a low refractive index prevents light absorption by the tinted area of the carrier layer.
  • the coating is particularly preferably arranged on the side of the carrier layer that is directed towards the inner body of the window.
  • the coating faces the outside of the light guide layer and is optionally connected to it via a polymer adhesive layer (exemplarily mentioned as a second polymer adhesive layer), the polymer adhesive layer preferably being transparent, light that is undesirably coupled out of the light guide layer is coupled back into the light guide layer by the coating.
  • the carrier layer itself can also be designed as an adhesive layer and include the coating. This enables a direct connection to the outside of the light guide layer.
  • the shading arrangement comprises further tinted and/or colored and/or transparent plastic layers and/or further, in particular transparent adhesive layers and/or a layer for reflecting infrared radiation.
  • the shading arrangement can therefore have a multi-layer structure.
  • the individual layers can in turn be divided into a plurality of layers.
  • a plastic film of the shading arrangement itself can comprise several layers and thus form a film laminate.
  • the carrier layer is formed by the at least one plastic layer of the shading arrangement, which adjoins the liquid crystal arrangement and/or by the at least one polymer adhesive layer and/or by the further adhesive layer.
  • the carrier layer is particularly preferably designed as one of the tinted plastic layers of the shading arrangement.
  • the functionality of the tinted plastic layer of the shading arrangement which preferably delimits the liquid crystal arrangement at least on one side, is thereby expanded compared to the prior art by the provision of the coating.
  • the plastic films of the shading arrangement preferably comprise polycarbonate, polyethylene or polyethylene terephthalate.
  • At least one of the plastic films and/or the liquid crystal arrangement can comprise a black coloring and/or a tint and/or a coloring.
  • a liquid crystal arrangement means that further tinted intermediate layers or a colored inner pane body for adapting the vehicle window to the light transmission can be dispensed with.
  • a large number of optionally colored intermediate films and/or colored polymer adhesive layers or The like can also be dispensed with, which in turn can lead to less clouding (preferably also less haze) compared to known vehicle windows and thus to a better visual appearance. Nevertheless, the vehicle window meets high safety requirements, even when used as a cover element of a roof opening system or as a fixed roof element of a vehicle roof.
  • existing polymer adhesive layers of the vehicle window can preferably be transparent and/or at least partially transparent, in particular untinted.
  • the haze of the entire composite structure is also reduced, so that the vehicle window as a whole appears more transparent to a customer. This also reduces the contrast.
  • costs can be saved by using cheaper, untinted polymer adhesive layers in preferred designs.
  • the coating of the carrier layer according to the invention can further minimize light losses, particularly in combination with such a design.
  • the transmittance of the composite structure for visible light is preferably low both in the transmitting state and in the blocking state of the liquid crystal arrangement, which preferably leads to a low light entry through the vehicle window into the vehicle interior.
  • a preferably tinted and/or colored and/or blackened shading arrangement is preferably characterized by a strong absorption of electromagnetic Radiation in a wavelength range between 350 nm and 2500 nm.
  • the transmittance is preferably below 30%.
  • the transmittance can also preferably be below 40%.
  • the preferred black coloration of the liquid crystal arrangement can be defined in the Lab color space in particular by the color coordinates L, a and b, where L ⁇ 30, -15 ⁇ a ⁇ 15 and -15 ⁇ b ⁇ 15.
  • the preferred black coloring of at least one plastic film of the shading arrangement (if present) and/or the liquid crystal layer can be adjusted by using suitable dyes and/or by a suitable selection of the materials used and their chemistry.
  • the liquid crystal arrangement comprises a polymer-dispersed liquid crystal layer having a plurality of liquid crystals arranged in a matrix, wherein the plurality of liquid crystals and/or the matrix is/are colored and/or tinted and/or blackened.
  • the liquid crystal arrangement may not comprise a carrier matrix, which is the case with an LC layer.
  • the preferred turbidity of the shading arrangement in the transmitting state of the liquid crystal arrangement is preferably a maximum of 5%.
  • the plastic films of the shading arrangement preferably each have a transparent electrode on their inner sides, so that the adjacent liquid crystal arrangement can be adjusted between the blocking state and the passing state by changing the electric field.
  • the carrier layer can also comprise such a transparent electrode.
  • the plastic films and/or the carrier layer according to the invention can be designed in particular as PET (polyethylene terephthalate) film, COP (cyclic olefin polymer) film or also as PC (polycarbonate) film, and with ITO (indium tin oxide) or PEDOTPSS to form the electrodes for the liquid crystal array.
  • PET polyethylene terephthalate
  • COP cyclic olefin polymer
  • PC polycarbonate
  • the liquid crystal arrangement can be a PNLC (polymer network liquid crystal) layer, in which the on state is generated by applying a voltage and the off state exists without voltage. Alternatively, it can be a layer in which a voltage is applied in every switching state. In this case, it is a so-called inverse, bistable PDLC layer.
  • PDLC is a polymer liquid crystal arrangement (polymer-dispersed-liquid-crystal). Regardless of the PDLC layer variant selected, the PDLC layer can be segmented or provided with a pattern.
  • the liquid crystal arrangement can alternatively be an LC layer.
  • One of the advantages of PDLC is that there is no change in brightness, only the haze (cloudiness) of the pane changes, thus changing the transparency. With a PDLC-based liquid crystal arrangement, preferably only the haze is changed.
  • the shading arrangement black By preferably coloring and/or tinting the shading arrangement black, it is possible to reduce the transmittance for visible light that is incident directly on the liquid crystal arrangement in the blocking state of the liquid crystal layer, preferably to values below 2% and in particular even below 1%.
  • the transmittance for visible light is preferably in a range between 2% and 30%. This is particularly preferred in an LC liquid crystal arrangement.
  • the composite structure of a preferred embodiment of the vehicle window according to the invention can comprise at least one layer for reflecting infrared radiation on the side of the liquid crystal arrangement facing the outer body of the window. This makes it possible to avoid undesirable defects that could result from the absorption of heat by the liquid crystal arrangement.
  • the reflectivity of the layer for reflecting infrared radiation is preferably more than 60%.
  • a further layer for reflecting infrared radiation can be provided between the outer pane body and the shading arrangement.
  • This further layer can additionally be arranged on the shading arrangement and/or at least one plastic film of the shading arrangement and/or between such a plastic film and the liquid crystal arrangement, for example on an additionally applied film, which can thus be an IR-coated PET film, or on the underside of the outer pane body or in some other way between the outer pane body and the shading arrangement.
  • the additional layer can achieve a total reflection of the composite structure for infrared radiation of at least 60%.
  • the layer for reflecting infrared radiation is arranged on the film of the shading arrangement facing the outer body of the window, in the form of a direct coating or an additional coated film which is provided with the layer and is enclosed by the shading arrangement.
  • the layer for reflecting infrared radiation thus forms a coating of this film.
  • at least one preferably present plastic layer of the shading arrangement is provided with a layer for reflecting infrared radiation.
  • the layer for reflecting infrared radiation is arranged on the inside of the outer body of the pane.
  • the formation of the layer for reflecting infrared radiation as a multi-layer structure leads to a high reflectivity, particularly in the wavelength range between 650 nm and 2500 nm.
  • a high reflectivity can be achieved in particular by forming the layer for reflecting infrared radiation or the individual layers of the multilayer structure from at least one of the substances from the group comprising metals such as gold, silver and copper, and oxides such as tin oxide, titanium dioxide, zinc oxide, indium tin oxide, fluorinated tin oxide, zinc tin oxides and aluminium oxide.
  • metals such as gold, silver and copper
  • oxides such as tin oxide, titanium dioxide, zinc oxide, indium tin oxide, fluorinated tin oxide, zinc tin oxides and aluminium oxide.
  • the shading arrangement which is preferably provided with a black color, offers a positive visual appearance, especially in conjunction with black ceramic frits. Protection against infrared radiation is ensured by the corresponding reflective coating of the shading arrangement.
  • the reflective coating not only protects the vehicle interior from excessive heat input, but also the liquid crystal layer, so that its function is guaranteed even at high outside temperatures.
  • the composite structure of the vehicle window can preferably have a further thermal layer (low-E layer), which is preferably provided on the inside of the inner pane body.
  • a further thermal layer low-E layer
  • Such a low-E layer is preferably connected to the inside of the inner pane body via a further carrier layer with a low refractive index. All statements made about the carrier layer according to the invention apply to the further carrier layer. It is preferred if the inner pane body forms the light guide layer. By providing the further low-E layer on the inside, heat loss from the vehicle can be minimized.
  • a low-E layer absorbs and/or at least partially reflects light of a certain spectrum from the light guide, which would lead to a color drift (color coordinate inhomogeneity due to color coordinate shift between an input color of the light source and the light after absorption/reflection by the low-E layer) of the light from the coupling point to the center of the light guide or with increasing distance from the light source in the light guide.
  • Light in the red spectrum in particular is absorbed by a low-E layer.
  • the additional carrier layer with a low refractive index leads to a lower coupling of the light from the light guide into the low-E layer and thus leads to a reduction in the color coordinate inhomogeneity of light in the light guide.
  • the luminance in the light guide is almost unchanged and thus leads to a additional carrier layer to a higher luminance in the light guide over its planar extent. Furthermore, it is possible to design the liquid crystal arrangement in such a way that it can be switched in segments and/or continuously adjusted between the on state and the off state.
  • the inner pane body and the outer pane body are each curved, specifically in the longitudinal direction of the window and/or in the transverse direction of the window.
  • the radius of curvature defining the curvature can vary in the relevant direction and, for example, have a value between 1,000 mm and 10,000 mm, in particular between 2,000 mm and 5,000 mm.
  • the shading arrangement can follow the curvatures.
  • the vehicle window particularly preferably comprises at least one polymer adhesive layer, hereinafter also referred to as first and second polymer adhesive layers by way of example.
  • the shading arrangement is preferably connected (by means of one of its layers) to the outer window body via a first polymer adhesive layer, in particular directly or indirectly (i.e. possibly with the interposition of at least one further layer) and to the inner window body via a second polymer adhesive layer, in particular directly or indirectly (i.e. possibly with the interposition of at least one further layer).
  • only one polymer adhesive layer can be provided, for example if the shading arrangement itself comprises further adhesive layers, via which, for example, a direct connection to the inner window body can be realized.
  • the shading arrangement comprises a liquid crystal arrangement, which is particularly preferably arranged between two plastic films.
  • connection of the shading arrangement to the outer pane body and to the inner pane body can be carried out by means of (a first and/or second) polymer adhesive film in a direct manner or with the interposition of further layers, which in turn can be connected via adhesive layers.
  • the preferred polymer adhesive films are, for example, made of a thermoplastic polyurethane (TPU), ethylene vinyl acetate (EVA), polyvinyl butyral (PVB), an epoxy, silicone, polyethylene terephthalate or another transparent plastic film
  • TPU thermoplastic polyurethane
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PVB polyvinyl butyral
  • the refractive index of the polymer adhesive film used in each case is preferably in the range of that of the inner pane body or the outer pane body and has, for example, a value of approximately 1.5.
  • the vehicle window further comprises at least one light source which is designed to couple light, in particular directly via an inner side of the window inner body and/or via a coupling element into the light guide layer.
  • a light coupling structure is preferably provided on the outside of the light guide layer for coupling out the light and is designed to couple the light coupled into the light guide layer out of the window inner body in the direction of a vehicle interior, in particular in a directed manner and/or in a predetermined manner, preferably defined by the light coupling structure.
  • the light source is preferably an LED light source and/or comprises a plurality of light-emitting diodes.
  • the outside of the light guide layer is preferably opposite an inside of the window inner body when the composite structure is viewed.
  • the vehicle window according to the invention As a so-called ambient light component that forms a flat or structured light body in the vehicle interior, at least one light source is provided according to the invention, the inner body of the window forming a light guide layer into which light from the light source can be coupled, so that the inner body of the window lights up as a whole or in defined segments.
  • the functions of switchable glass, optional heat protection and ambient light lighting are integrated according to the invention in the vehicle window according to the invention.
  • the shading arrangement according to the invention promotes the ambient light effect.
  • the at least one light source is particularly preferably arranged directly or indirectly on the inside of the inner body of the window, so that light is coupled in directly via the inside of the inner body of the window.
  • the coupling element is arranged on the inside of the inner pane body, and the light source is arranged on a side surface of the coupling element, so that light emitted by the light source can be deflected by the coupling element and coupled into the light guide layer.
  • the coupling element is preferably a material body that is transparent to the light from the light source and is designed like a strip and/or has a wedge-shaped or trapezoidal cross-section.
  • the coupling element is preferably designed as a prism that is glued to the inside.
  • the coupling element is particularly preferably a prism.
  • a white and/or translucent scattering structure and/or a structured film can be used for vertical light coupling.
  • the coupling element is a material body that is transparent to the light from the light source and is designed in the form of a strip and/or has a wedge-shaped or trapezoidal cross-section.
  • the coupling element is preferably arranged close to the edge on the inside of the pane body arrangement. Light can then be coupled into the light guide layer of the pane body arrangement via the extension of the coupling element designed in the form of a strip.
  • the coupling element can be designed as an optical prism, for example.
  • the coupling element is preferably made from a material that includes PMMA (polymethyl methacrylate), PC (polycarbonate), PA (polyamide), COC (cycloolefin copolymer) or COP (cycloolefin polymer).
  • a refractive index of the coupling element is in particular adapted to the refractive index of the adjacent light guide layer and preferably has a value between 1.40 and 1.65 and in particular between 1.48 and 1.59.
  • the coupling element is preferably manufactured using an extrusion process or an injection molding process.
  • the coupling element can be made of glass or resin and/or of transparent polyurethane and preferably arranged on the pane body arrangement.
  • the coupling element can be provided with a reflective coating that includes metals such as aluminum or silver and can be applied after a vapor deposition or sputtering process.
  • an additional deflection structure is arranged between the coupling element and the pane body arrangement in an advantageous embodiment of the vehicle pane according to the invention.
  • the additional deflection structure can change the angle of incidence of the light on the light guide layer by appropriate refraction in order to increase the internal reflection in the light guide layer.
  • the additional deflection structure can comprise a series of asymmetrical prisms that have dimensions in the millimeter range or in the micrometer range and are arranged as a three-dimensional array or in a line-like manner, as is the case with for example, is the case with a Fresnel lens array.
  • the additional deflection structure can be formed in one piece with the coupling element and can be formed directly during the manufacture of the same, for example in an extrusion process or an injection molding process. It is also conceivable that the additional deflection structure represents a coating of the coupling element, for example in the form of a separate structured film.
  • the coupling element is bonded to the pane body, in particular to the inside, via an adhesive layer.
  • the adhesive layer which preferably has a refractive index between 1.40 and 1.65 and in particular between 1.48 and 1.56, can be made from any optically suitable adhesive.
  • the selected materials preferably each have a refractive index that minimizes refraction of the light rays at the interfaces and optimizes the coupling efficiency under ideal angular conditions.
  • the light source is arranged such that its main emission direction is oriented perpendicular to the main surface of the inner pane body and is directed towards the inner pane body.
  • a light scattering arrangement is arranged on the side of the inner pane body opposite the light source. The light scattering arrangement is arranged such that light from the light source, which is coupled into the inner pane body, is scattered in such a way that the majority of the coupled-in light and guided to the light scattering arrangement is reflected back in all possible spatial directions, so that it is guided within the pane body by total reflection.
  • the light scattering arrangement can, for example, be a print, e.g. with white paint, a surface structuring and/or a coating.
  • a further light scattering arrangement and/or a reflector can be arranged in the area of the light source, preferably with a recess near the light source for direct and preferably almost perpendicular (e.g. +/-30 ° ) coupling into the inner pane body.
  • the light source can have a background reflector and/or a background light scattering arrangement, so that light from the light source which is not coupled into the inner body of the pane is reflected or scattered back onto the inner body of the pane.
  • the light source is arranged such that light from the light source is coupled in mainly via a side edge of the inner pane body, i.e. the side surface which runs essentially perpendicular or at an angle to the planar orientation of the inner pane body.
  • the light source is preferably arranged laterally offset from the inner pane body in the planar orientation of the inner pane body.
  • a reflective layer for reflecting visible light is arranged on the plastic film of the shading arrangement facing the inner body of the pane, the reflectivity of which is preferably at least 2% and/or which can form a layer for reflecting infrared radiation.
  • the ambient light effect is enhanced by internal reflection in the inner body of the pane.
  • the reflective layer for reflecting visible light can also be designed as a multilayer structure or as a single layer.
  • the single layer or the layers of the multilayer structure can each be formed from at least one of the substances in the group which includes, for example, silver, gold, copper, tin oxide, titanium dioxide, zinc oxide, indium tin oxide, fluorinated tin oxide, zinc tin oxides and aluminum oxide.
  • a proportion of, for example, at least 2% of the light emitted by the light source can be coupled out in the direction of the vehicle interior.
  • the vehicle window comprises a light extraction structure.
  • a light extraction structure can be printed and/or applied to the carrier layer, wherein the carrier layer is laminated to the outside of the light guide layer, in particular via a polymer adhesive layer (as mentioned above) or a further adhesive layer.
  • the preferred light coupling structure can be printed and/or applied directly to the outside.
  • Other configurations of a light coupling structure are also conceivable, as explained below.
  • scattering centers are provided on the reflection layer for reflecting visible light and/or on the light coupling structure.
  • scattering centers can also be integrated into the light coupling structure and/or directly into an outside opposite the inside of the inner pane body or applied to at least one of the surfaces of the inner pane body. Scattering centers or scattering media are preferably arranged between the shading arrangement and the inner pane body.
  • the light scattering centers can be formed from any suitable material or medium, for example from particles of an opaque organic, inorganic, in particular ceramic material, from a transparent, semi-transparent or opaque print, from a pattern or structure that is etched, engraved or produced by laser ablation on the inner body of the pane.
  • the semi-transparent material can be printed directly onto glass and/or formed as a printed film between two glass layers.
  • the outer pane body and the inner pane body of the vehicle pane according to the invention can be made of clear glass or another suitable glass or also of a plastic material such as polycarbonate.
  • the inner pane body can also be made of a hard, impact- and scratch-resistant coating which is formed on the side of the shading arrangement facing away from the outer pane body.
  • the invention also relates to a vehicle and/or vehicle roof comprising at least one vehicle window, wherein the vehicle window can be a cover element of a roof opening system and/or a fixed roof element.
  • the vehicle window can be, for example, a windshield and/or a front window and/or a rear window and/or a side window and/or side glazing and/or an interior partition of a vehicle.
  • Figure 1 is a schematic plan view of a vehicle roof with a vehicle window according to the invention
  • Figure 2 shows a schematic section through an exemplary vehicle window
  • Figure 3 shows a schematic section through an exemplary vehicle window
  • Figure 4 shows a schematic section through an exemplary vehicle window
  • Figure 5 shows a schematic section through an exemplary vehicle window.
  • FIG 1 shows a vehicle roof 10 of a motor vehicle 100, which is otherwise not shown in detail.
  • the vehicle roof 10 is a panoramic roof, which has an adjustable cover element 12 and a fixed roof element 14, which is firmly or immovably connected 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 11.
  • the cover element 12 and the fixed roof element 14 have the same or a different composite structure, which is shown schematically in different embodiments in Figures 2 to 5.
  • the vehicle roof 10 instead of the roof element 12, a second fixed roof element 14 or instead of the fixed roof element 14 and the roof element 12, a single fixed roof element 14.
  • the outer window body 16 and the inner window body 18 are each made of a soda-lime clear glass, but can also be made of other materials, for example a plastic.
  • the outer pane body 16 faces the vehicle surroundings, whereas the inner pane body 18 faces a vehicle interior 102 with an inner side 19 and forms an inner visible surface of the vehicle pane 10.
  • a shading arrangement 20 is provided, which is connected to the outer pane body 16 via a first polymer adhesive layer 22 or via an adhesive layer.
  • the shading arrangement 20 comprises a carrier layer 15, which comprises a coating 17, which will be discussed in more detail below.
  • the carrier layer 15 is connected to the inner pane body 18 purely by way of example via a second polymer adhesive layer 24 and/or via a further adhesive layer.
  • further layers, in particular functional layers such as a layer for reducing infrared radiation, can be provided and/or interlayered between the outer pane body 16 and the first polymer adhesive layer 22. It is understood that in other embodiments, further layers, in particular functional layers, can be provided and/or interlayered between the first polymer adhesive layer 22 and the shading arrangement 20. It is understood that further layers, in particular functional layers, can be provided and/or interlayered between the shading arrangement 20 and the second polymer adhesive layer 24. It is understood that further layers, in particular functional layers, can be provided and/or interlayered between the second polymer adhesive layer 24 and the inner pane body 18. Such functional layers can, for example, supplement and/or expand and/or improve a function of the vehicle pane.
  • the shading arrangement 20 comprises a liquid crystal arrangement (LC layer or PDLC layer) 26.
  • the liquid crystal arrangement 26 comprises a plurality of crystals which are present in a matrix arrangement within the liquid crystal layer.
  • the liquid crystal arrangement 26 is delimited on both sides by a plastic film 28, 30 belonging to the shading arrangement 20.
  • the plastic films 28, 30 can be made of PET, for example.
  • the carrier layer 15 and the plastic film 30 are shown as separate, this only serves to clarify the structure. However, it may be preferred that the carrier layer 15 is formed by the plastic film 30 itself.
  • a transparent electrode 32 or 34 is arranged on the inside of the plastic films 28 and 30.
  • a voltage can be applied to the liquid crystal arrangement 26 by means of the electrodes 32 and 34, so that the liquid crystal arrangement 26 can be adjusted between a blocking state and a conducting state by changing the orientation of the plurality of crystals.
  • the plastic films 28 and 30 and/or the liquid crystal arrangement 26 have a tinted and/or black coloring that is produced by means of a dye dispersed in the respective material.
  • the tinting and/or blackening and/or coloring of the crystals and/or the matrix of the polymer-dispersed liquid crystal layer 26 is known in the art as dye-dope technology.
  • the liquid crystal arrangement 26 can be switched such that it has a transmittance for visible light of less than 3% in the blocking state in which no voltage is applied to the electrodes 32 and 34.
  • the shading arrangement 20 is permeable to visible light due to the black coloring of the plastic films 28 and 30 and/or the liquid crystal arrangement 26 such that a proportion of approximately 10% passes through.
  • the vehicle window 11 comprises at least one light source 36 in the form of a surface light source to provide an ambient light function.
  • the light source 36 is according to Figure 2, it is arranged directly on the inside 19 of the inner pane body 18, and in particular glued to it.
  • the light source 36 can also be arranged at a distance from the inside 19 of the inner pane body 18 (not shown).
  • a light scattering arrangement 52 is arranged on the side of the inner pane body opposite the light source 36.
  • a coupling element 38 can be arranged on the inside 19 for coupling light to the inner pane body 18, and in particular glued to the inside 19, see Figure 3.
  • the coupling element 38 allows the light source 36 to be arranged laterally next to the inner pane body 18, as can be seen from Figure 3.
  • the coupling element 38 is designed to redirect light emitted by the light source 36, and in this way to couple it into the inner pane body 18 via the inside 19.
  • the inner disc body 18 forms a light guide layer 40 for the light coupled into it.
  • a lateral light coupling is shown in Figure 4, wherein the light source 36 is arranged schematically in a lateral region of the light guide layer 40 or the inner pane body 18. Otherwise, the structure of the vehicle pane 11 corresponds to the structure known from Figure 2.
  • a light extraction structure 42 is provided on an outer side 41 of the inner pane body 18 opposite the inner side 19 of the inner pane body 18 and is designed to extract the light coupled into the light guide layer 40 from the inner pane body 18 in the direction of the vehicle interior 102 in a predefined manner, in particular predetermined by the light extraction structure 42.
  • the light extraction structure 42 is preferably printed and/or vapor-deposited and/or coated and/or laminated onto the outer side 41 of the inner pane body 18.
  • a light shielding element 44 can also be provided in sections, in particular between the outer window body 16 and the first polymer adhesive layer 22.
  • the light shielding element 44 can, for example, be printed on the outer window body 16 and/or on the first polymer adhesive layer 22 and/or applied as a laminating layer.
  • the carrier layer 15 comprises the coating 17 on a side oriented towards the outer side 41 of the pane inner body 18.
  • the coating 17 is made of a material that has a refractive index n2 that is smaller than a refractive index nl of a material from which the pane inner body 18 is formed.
  • the carrier layer 15 is preferably made of polycarbonate or polyethylene terephthalate.
  • the coating 17 comprises SiCh and/or MgF2.
  • a difference between the refractive index nl of the pane inner body 18 and the refractive index n2 of the coating 17 is preferably > 0.06.
  • the refractive index n2 of the coating 17 is particularly preferably ⁇ 1.46.
  • the refractive index n2 of the coating 17 can be between 1.3 and 1.52, whereby the refractive index can also be particularly preferably ⁇ 1.45.
  • the shading arrangement 20 can comprise further tinted and/or colored and/or transparent plastic layers 15 and/or further, in particular transparent adhesive layers and/or a layer for reflecting infrared radiation.
  • the vehicle window 11 shown in Figure 5 comprises the following exemplary multilayer structure.
  • the outer window body 16 is connected to an optional layer 46 for reflecting infrared radiation via the first polymer adhesive layer 22 or hot melt adhesive layer.
  • the tinted plastic film 28 adjoins the layer 46, which is connected to a further transparent plastic film 50 via a transparent adhesive layer 48, for example an optically transparent adhesive layer (OCA layer) or a silicone gel.
  • the plastic film 50 is adjoined by the electrode 32, which adjoins the liquid crystal arrangement 26 (LC layer or PDLC layer). Opposite the electrode 32, the electrode 34 is provided on the side of the liquid crystal arrangement 26 facing towards the interior of the vehicle 102. Another transparent plastic film 50 adjoins it.
  • the plastic films 50 can serve as respective carriers of the electrodes 32 and 34.
  • the transparent plastic film 50 is connected to the tinted plastic film 30 via a further transparent adhesive layer 48, for example an optically transparent adhesive layer (OCA layer), to which the carrier layer 15 according to the invention with the coating 17, wherein the carrier layer 15 is connected to the inner pane body via the second polymer adhesive layer 24.
  • OCA layer optically transparent adhesive layer
  • the carrier layer 15 can also be formed by one of the further transparent adhesive layers 48. In this case, it would even be possible to dispense with the polymer adhesive layer 24, so that the carrier layer 15 formed as an adhesive layer 48 is laminated directly onto the outside 51 of the light guide layer 50.

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Abstract

Es wird eine Fahrzeugscheibe (11), insbesondere Scheibe eines Fahrzeugdachs (10) vorgeschlagen, umfassend einen Verbundaufbau mit einem Scheibenaußenkörper (16), einer Beschattungsanordnung (20), einem Scheibeninnenkörper (18) und einer Lichtleiterschicht (40), wobei die Beschattungsanordnung (20) zwischen dem Scheibenaußenkörper (16) und dem Scheibeninnenkörper (18) angeordnet ist, und eine schaltbare Flüssigkristallanordnung (26) umfasst. Die Beschattungsanordnung (20) umfasst eine Trägerschicht (15), die unmittelbar oder mittelbar an einer in Richtung der Beschattungsanordnung (20) orientierten Außenseite (41) der Lichtleiterschicht (40) angeordnet ist, und die eine Beschichtung (17) aus einem Material aufweist, das einen Brechungsindex n2 hat, der kleiner als ein Brechungsindex n1 eines Materials, aus dem die Lichtleiterschicht (40) ausgebildet ist, ist.

Description

Fahrzeugscheibe mit einem Verbundaufbau
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 Fahrzeugdachs als Festdachelement oder auch als verstellbares Deckelelement eines Dachöffnungssystems einsetzbar. Die Fahrzeugscheibe ist als Verbundbauteil ausgebildet, das einen Scheibenaußenkörper, der der Fahrzeugumgebung zugewandt ist, und einen Scheibeninnenkörper umfasst, der dem Fahrzeuginnenraum zugewandt ist und eine innere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bildet. Zwischen dem Scheibeninnenkörper und dem Scheibenaußenkörper ist oftmals eine Beschattungsanordnung angeordnet, die eine elektrisch schaltbare Flüssigkristallanordnung, das heißt eine so genannte LC-Schicht oder PDLC-Schicht umfasst. Die LC-Schicht oder PDLC-Schicht ist zwischen zwei Folien angeordnet, an deren Innenseite jeweils eine transparente Elektrode angeordnet ist. Über die Elektroden ist die LC-Schicht oder die PDLC-Schicht zwischen einem Durchlasszustand und einem Sperrzustand schaltbar.
Bei bekannten Anwendungen ist/sind die Flüssigkristallanordnung und/oder die Kunststofffolien transluzent oder klar ausgebildet. Zur Anpassung an das Erscheinungsbild des Fahrzeugs wird beispielsweise für den Scheibeninnenkörper und/oder den Scheibenaußenkörper gefärbtes Glas eingesetzt oder es werden gefärbte bzw. getönte (Poly- mer-)Klebefolien genutzt. Die Aufnahme von gefärbten Folien und dergleichen in den Verbundaufbau kann aufgrund einer erhöhten Haze zu einer Eintrübung der Fahrzeugscheibe führen. Ferner verursachen insbesondere gefärbte bzw. getönte Klebefolien gegenüber herkömmlichen transparenten Klebefolien erhöhte Kosten, da die Einfärbung und/oder Tönung kostenintensiv ist. Die Vielzahl der Schichten des Verbundaufbaus, der auch gefärbte Zwischenschichten umfassen kann, macht zudem die Fertigung komplex und führt zu hohen Fertigungskosten.
Ebenfalls ist es aus dem Stand der Technik bekannt, Licht einer Lichtquelle direkt oder unter Verwendung eines Prismas oder eines sonstigen Einkopplungselements in die Lichtleiterschicht einzukoppeln. Die Verwendung eines Prismas oder eines Einkopplungselements ermöglicht eine freiere Auswahl bei der Platzierung der Lichtquelle, da diese dann nicht mehr unmittelbar im Randbereich der Lichtleiter schicht angeordnet sein muss. Diese Designfreiheit hat den Vorteil, dass dadurch die Lichtquelle, anders als bei der Anordnung unmittelbar im Kantenbereich der Lichtleiterschicht, nicht mehr in dem Nassbereich angeordnet ist, sondern auch in einem Trockenbereich, der vor Feuchtigkeit geschützt ist, vorgesehen sein kann. Hierdurch kann auf Dichtungen und/oder einen Nässeschutz verzichtet werden. Beispielsweise ist es durch den Einsatz eines Prismas, das beispielsweise auf einer Innenseite einer als Lichtleiterschicht dienenden Innenseite aufgebracht ist, möglich, eine Lichtquelle seitlich unterhalb des Kantenbereiches der Lichtleiter schicht, insbesondere versetzt zu dem Kantenbereich, anzuordnen. Auch ist eine Lichteinkopplung unmittelbar an einer Innenseite eines Scheibeninnenkörpers möglich. Zudem sind Fahrzeugscheiben bekannt, bei denen Licht durch eine Lichtquelle, die in einem Kantenbereich des Fahrzeugscheibe angeordnet ist, in die Scheibeninnenkörper eingekoppelt wird.
Bei der bekannten Einkopplung von Licht einer Lichtquelle in eine Lichtleiterschicht kommt es unvermeidlich zu Lichtverlusten, durch die zum einen die Lichtqualität bzw. Lichtstärke des später aus der Lichtleiter schicht ausgekoppelten Lichtes negativ beeinflusst wird. Zum anderen müssen diese Lichtverluste ggf. durch einen Einsatz von stärkeren bzw. helleren Lichtquellen und/oder durch eine erhöhte Anzahl an Lichtquellen ausgeglichen werden, wodurch kein Kostenmehraufwand entsteht. Beispielsweise werden bei der bekannten Lichteinkopplung die Lichtstrahlen ausgehend von der Lichtquelle nicht nur über eine Lichteinkopplungsfläche der Lichtleiterschicht in diese eingekoppelt und verbleiben bis zur Auskopplung insbesondere aufgrund mehrfacher Totalreflexion innerhalb der Lichtleiterschicht. Vielmehr durchtritt zumindest ein Teil der eingekoppelten Lichtstrahlen den als Lichtleiterschicht ausgebildeten Scheibeninnenkörper in Richtung des Scheibenaußenkörpers und dringt beispielsweise in die darüber liegende Polymerklebeschicht und/oder in eine über der Polymerklebeschicht angeordnete Beschattungsanordnung, insbesondere mindestens eine der Kunststofffolien und/oder die Flüssigkristallanordnung und/oder sogar bis in den getönten Scheibenaußenkörper ein. Insbesondere im Falle von getönten bzw. eingefärbten bzw. eingeschwärzten Polymerklebeschichten wird das derart ungewünscht aus der Lichtleiter schicht austretende Licht absorbiert. Dieser Anteil des Lichtes steht nicht mehr für die Lichtauskopplung aus der Lichtleiterschicht zur Verfügung, was sich in einer geringeren Leuchtdichte zeigt. Die ungewünschte Lichtauskopplung aus der Lichtleiterschicht resultiert unter anderem daraus, dass das eingekoppelte Licht dazu neigt, die Lichtleiterschicht in eine benachbarte Grenzschicht, wie beispielsweise eine angrenzende Luftschicht oder eine Polymerklebeschicht, aufgrund von Unterschieden in Brechungsindizes der unterschiedlichen Schichten zu verlassen. Hierdurch werden Lichtverluste verursacht. Je näher der Brechungsindex eines umgebenden Mediums und/oder Materials dabei an dem Brechungsindex der Lichtleiterschicht bzw. des Scheibeninnenkörpers liegt, desto stärker ist der Lichtverlust durch eine ungewünschte Lichtauskopplung in eine umliegende Schicht.
Als Lösungsansatz ist es aus dem Stand der Technik bekannt, eine in Richtung eines Fahrzeugäußeren orientierte Außenseite des Scheibeninnenkörpers, der als Lichtleiterschicht genutzt wird, mit einer Beschichtung mit niedrigem Brechungsindex zu versehen, um derart eine Differenz zwischen den Brechungsindices des Scheibeninnenkörpers und der Beschichtung derart zu vergrößern, dass ein Anteil an ungewünscht aus der Lichtleiter schicht ausgekoppeltem Licht abnimmt und derart die Lichtverluste signifikant verkleinert werden können. Ferner ist es bekannt, auf die Außenseite des Scheibeninnenkörpers eine Folie zu laminieren, die aus einem Material mit einem niedrigeren Brechungsindex als der Scheibeninnenkörper hergestellt ist. Auch dadurch können Lichtverluste signifikant verringert werden. Allerdings sind derartige Folien kostenintensiv. Ferner ist eine Beschichtung des Scheibeninnenkörpers mit großem Fertigungsaufwand verbunden.
Als beispielhafter Stand der Technik sind die Druckschriften US 2016 / 0 349 442 Al, US 2016 / 0 325 528 Al sowie die DE 2021 20 100 843 Ul zu nennen. Auch wenn im Stand der Technik bereits Lösungsansätze zur Reduzierung des Lichtverlustes bekannt sind, bedarf es weiterer Alternativlösungen, die insbesondere ein kostengünstiges und einfaches Fertigen des Verbundaufbaus ermöglichen.
Eine Aufgabe der Erfindung ist mithin darin zu sehen, eine Fahrzeugscheibe derart weiterzuentwickeln, dass die vorstehend genannten Nachteile zumindest teilweise minimiert werden, und insbesondere eine weitere technische Alternativlösung, die insbesondere ein kostengünstiges und einfaches Fertigen des Verbundaufbaus ermöglichen, geschaffen wird, durch die Lichtverluste minimiert werden können.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus mindestens zwei in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Es versteht sich, dass die zu der Fahrzeugscheibe gemachten Ausführungen sich in äquivalenter Weise auf das erfindungsgemäße Fahrzeug und/oder Fahrzeugdach beziehen, ohne für dieses redundant genannt zu werden. Hierbei versteht es sich insbesondere, dass sprachübliche Umformungen und/oder ein sinngemäßes Ersetzen von jeweiligen Begrifflichkeiten im Rahmen der üblichen sprachlichen Praxis, insbesondere das Verwenden von durch die allgemein anerkannte Sprachliteratur gestützten Synonymen, von dem vorliegenden Offenbarungsgehalt umfasst sind, ohne in ihrer jeweiligen Ausformulierung explizit erwähnt zu werden.
Gemäß der Erfindung wird also eine Fahrzeugscheibe, insbesondere eine Scheibe eines Fahrzeugdachs, vorgeschlagen, umfassend einen Verbundaufbau mit einem Scheibenaußenkörper, einer Beschattungsanordnung, einem Scheibeninnenkörper und einer Lichtleiterschicht, wobei die Beschattungsanordnung zwischen dem Scheibenaußenkörper und dem Scheibeninnenkörper angeordnet ist. Die Beschattungsanordnung umfasst eine Flüssigkristallanordnung, die bevorzugt zwischen zwei Kunststofffolien angeordnet ist. Die Beschattungsanordnung umfasst erfindungsgemäß eine Trägerschicht, die unmittelbar (d.h. insbesondere ohne Zwischenlage weiterer Schichten) oder mittelbar (insbesondere über mindestens eine weitere Schicht, wie beispielsweise eine Polymerklebeschicht oder eine weitere Klebeschicht) an der Außenseite des Scheibeninnenkörpers angeordnet ist. Bevorzugt für die Erfindung ist, dass die Tönung bzw. eine Tönfunktion innerhalb der Beschattungsanordnung und nicht zwischen einer Niedrigreflexionsschicht und der Lichtleiter schicht realisiert ist. Die Erfindung eignet sich entsprechend nicht, wenn die Tönung durch eine zur Lichtleiter schicht angeordnete getönte PVB realisiert ist. Die Trägerschicht weist eine Schicht, insbesondere eine Beschichtung, aus einem Material auf, das einen Brechungsindex n2 hat, der kleiner als ein Brechungsindex nl eines Materials, aus dem die Lichtleiter schicht ausgebildet ist, ist.
Besonders bevorzugt ist der Scheibeninnenkörper als die Lichtleiterschicht ausgebildet. Alternativ kann der Verbundaufbau jedoch auch eine zusätzliche als die Lichtleiterschicht ausgebildete Schicht umfassen, die beispielsweise aus einem Kunststoff ausgebildet ist. Die Lichtleiterschicht ist vorzugsweise dazu ausgebildet, in die Fahrzeugscheibe eingekoppeltes Licht zu leiten.
Umfasst die Flüssigkristallanordnung mindestens eine Kunststofffolie, ist es bevorzugt, wenn mindestens eine der Kunststofffolien und/oder die Flüssigkristallanordnung selbst eine Schwarzfärbung und/oder eine Tönung und/oder eine Einfärbung umfassen. Durch die Tönung und/oder Schwarzfärbung und/oder Einfärbung der Flüssigkristallanordnung und/oder der Kunststofffolien kann bevorzugt eine Reduktion der Helligkeit des einfallenden Lichtes durch die Fahrzeugscheibe realisieren Bei der Flüssigkristallanordnung kann es sich um eine Flüssigkristallschicht (LC-Schicht) oder um einen polymerdispergierte Flüssigkristallschicht (PDLC-Schicht) handeln. Der Begriff "Schwarzfärbung" ist vorliegend in seinem weitesten Sinne zu verstehen und umfasst tiefschwarze, dunkel graue und auch weitere Färbungszustände.
Durch das Vorsehen der erfindungsgemäßen Träger schicht, die eine Beschichtung mit einem niedrigen Brechungsindex aufweist, kann auf ein Beschichten der Außenseite des oftmals als die Lichtleiterschicht ausgebildeten Scheibeninnenkörpers, wie dies im Stand der Technik praktiziert wurde, verzichtet werden. Ferner kann auch darauf verzichtet werden, eine gesamte Folie aus einem Werkstoff mit einem niedrigen Brechungsindex herzustellen. Hierdurch sind gegenüber den Lösungsansätzen aus dem Stand der Technik Kosten einsparbar. Zudem hat die erfindungsgemäße Lösung ferti- gungstechnische Vorteile, da beispielsweise die Trägerschicht als eine einfache Kunststofffolie, die die erfindungsgemäße Beschichtung umfasst, ausgebildet und vorzugsweise als Meterware zugekauft werden kann. Im Vergleich dazu musste in einem Lösungsansatz aus dem Stand der Technik jeder Scheibeninnenkörper einzeln beschichtet werden, was einen erhöhten Fertigungsaufwand bedeutet. Die erfindungsgemäße Beschichtung führt dazu, dass lichtbrechungsverursachte Lichtverluste effektiv und effizient vermindert werden können. Hierdurch erhöht sich eine mit der Lichtleiterschicht erzielbare Lichtdichte, so dass ggf. die mindestens eine Lichtquelle kleiner dimensioniert und dadurch Bauraum eingespart werden kann.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann der Brechungsindex der Beschichtung kann weiter reduziert werden, indem die Beschichtung bzw. die Schicht porös ausgebildet ist. Eine derartige Porosität kann beispielsweise durch die Anwendung von Methoden bzw. Verfahren, wie Off-Axis- Sputtern oder Sputtern mit einem streifenden Einfallswinkel relativ zu der Beschichtung ausgebildet werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Trägerschicht aus Polycarbonat (PC), Polyethylen (PE) und/oder aus Polyethylenterephthalat (PET) ausgebildet. Auch andere Kunststoffarten sind möglich. PC und PET sind günstige Materialien, die umfassend verfügbar sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Beschichtung auf einer der Außenseite der Lichtleiter schicht zugewandten Seite der Trägerschicht aufgebracht. Die Beschichtung kann aufgedruckt und/oder aufgedampft und/oder auf sonstige Weise aufgebracht sein.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschichtung ein Fluoropolymer und/oder ein Oxid, insbesondere Kieselgel Siliciumdioxid (SiO?), und/oder Magnesiumfluorid (MgF2). Kieselgel oder Silikagel ist ein farbloses, amorphes Siliciumdioxid von gelartiger, gummiartiger bis fester Konsistenz. Bei hohen Temperaturen kann sich kristallines Siliciumdioxid bilden. Auf Siliciumoxid (SiOx) basierende Beschichtungen können je nach vorhandenem Sauer Stoffanteil eine Kombination aus stöchiometrischem Oxid (insbesondere SiO2) mit einem nichtstöchiometrischen Suboxid (z.B. SiOx, x < 2, basierend auf SiO2 als stöchiometrisches Basisoxid) bilden. Als Pulver ist es stark hygroskopisch und eignet sich als Geliermittel, Filter-, Adsorptionsmaterial und Trockenmittel. Als Dünnschicht ist es in der Halbleiter- und Optiktechnik eignet sich als Isolations- und Passivierungsmaterial. Magnesiumfluorid (MgF2) ist ein Material mit einer Transparenz im Wellenlängenbereich zwischen 0,12 pm und 7,5 pm. Zudem ist es doppelbrechend. Die Kombination dieser beiden Eigenschaften ermöglicht die Herstellung polarisierender Optiken.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Differenz aus dem Brechungsindex nl des Scheibeninnenkörpers und dem Brechungsindex n2 der Beschichtung größer gleich (>) 0,06. Alternativ oder ergänzend ist der Brechungsindex n2 der Beschichtung kleiner gleich (<) 1,46. Bevorzugt ist der Brechungsindex nl des Scheibeninnenkörpers 1,52. Bevorzugt ist der Brechungsindex der ersten und/oder der zweiten Polymerklebeschicht 1,48. In anderen Ausführungen kann der Brechungsindex n2 der optischen Isolationsschicht zwischen 1,3 und 1,52 liegen, wobei der Brechungsindex besonders bevorzugt auch < 1,45 sein kann. Der Brechungsindex des Festkörpers kann weiter reduziert werden, indem der Anteil an Porosität im Material erhöht wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform bildet die Trägerschicht an ihrer der Beschattungsanordnung zugewandten Seite eine Elektrode der Flüssigkristallanordnung aus und/oder umfasst eine Tönung und/oder Einfärbung und/oder Schwarzfärbung. Die Trägerschicht kann so in Ausführungsformen eine Multifunktionsfolie sein, die neben der Beschichtung mit niedrigem Brechungsindex auch noch weitere Funktionen für die Fahrzeugscheibe und/oder die Beschattungsanordnung bereitstellt. Eine Tönung der Trägerschicht kann bevorzugt sein, da durch die Beschichtung mit niedrigem Brechungsindex eine Lichtabsorption durch den getönten Bereich der Trägerschicht verhindert ist. Besonders bevorzugt ist die Beschichtung im Falle einer Tönung und/oder Einfärbung auf der Seite der Trägerschicht angeordnet, die zu dem Scheibeninnenkörper gerichtet ist. Da die Beschichtung der Außenseite der Lichtleiter schicht zugewandt ist, und ggf. über eine Polymerklebeschicht (beispielhaft genannt als zweite Polymerklebeschicht) mit diesem verbunden ist, wobei die Polymerklebeschicht bevorzugt transparent ausgebildet ist, wird durch die Beschichtung ein ungewünscht aus der Lichtleiterschicht ausgekoppeltes Licht wieder zurück in die Lichtleiter schicht eingekoppelt. In anderen Ausführungen kann die Trägerschicht auch selbst als Klebeschicht ausgebildet sein und die Beschichtung umfassen. So ist eine direkte Anbindung an die Außenseite der Lichtleiterschicht möglich.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Beschattungsanordnung weitere getönte und/oder eingefärbte und/oder transparente Kunststoffschichten und/oder weitere, insbesondere transparente Klebeschichten und/oder eine Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung. Die Beschattungsanordnung kann also einen Multi-Schicht-Aufbau aufweisen. Zudem können die einzelnen Schichten wiederum in eine Vielzahl von Schichten unterteilt sein. So kann beispielsweise eine Kunststofffolie der Beschattungsanordnung selbst mehrere Schichten umfassen und somit ein Folienlaminat ausbilden.
Besonders bevorzugt ist die Trägerschicht durch die mindestens eine Kunststoffschicht der Beschattungsanordnung, welche an die Flüssigkristallanordnung angrenzt und/oder durch die mindestens eine Polymerklebeschicht und/oder durch die weitere Klebeschicht ausgebildet.
Besonders bevorzugt ist die Trägerschicht dabei als eine der getönten Kunststoffschichten der Beschattungsanordnung ausgebildet. Derart kann auch das Vorsehen einer weiteren Trägerschicht verzichtet werden und die bereits vorhandene Kunststoffschicht der Beschattungsanordnung kann auf synergetische Weise genutzt werden. Die Funktionalität der getönten Kunststoffschicht der Beschattungsanordnung, die vorzugsweise die Flüssigkristallanordnung zumindest einseitig begrenzt, wird dadurch gegenüber dem Stand der Technik durch das Vorsehen der Beschichtung erweitert. Bevorzugt umfassen die Kunststofffolien der Beschattungsanordnung Polycarbonat, Polyethylen oder Poly ethyl enter ephthal at .
Wie bereits erwähnt, kann bevorzugt zumindest eine der Kunststofffolien und/oder die Flüssigkristallanordnung eine Schwarzfärbung und/oder eine Tönung und/oder eine Einfärbung umfassen. Durch eine derartige Flüssigkristallanordnung kann auf weitere getönte Zwischenschichten oder einen gefärbten Scheibeninnenkörper zur Anpassung der Fahrzeugscheibe an die Lichttransmission verzichtet werden. Auf eine Vielzahl von gegebenenfalls gefärbten Zwischenfolien und/oder gefärbten Polymerklebeschichten o- der dergleichen kann ebenfalls verzichtet werden, was wiederum im Vergleich zu bekannten Fahrzeugscheiben zu einer geringeren Eintrübung (vorzugsweise auch geringere Haze) und damit zu einem besseren optischen Erscheinungsbild fuhren kann. Trotzdem erfüllt die Fahrzeugscheibe hohe Sicherheitsanforderungen, und zwar auch bei Anwendung als Deckelelement eines Dachöffnungssystems oder als Festdachelement eines Fahrzeugdachs.
Im Falle einer Tönung der mindestens einen Kunststoffschicht der Beschattungsanordnung können bevorzugt vorhandene Polymerklebeschichten der Fahrzeugscheibe transparent und/oder zumindest teiltransparent, insbesondere ungetönt ausgebildet sein. Hierdurch findet im Vergleich zum Stand der Technik eine wesentlich geringere Lichtabsorption durch die Polymerklebeschicht statt. Somit erhöht sich die Lichtmenge, die für die Lichtauskopplung zur Verfügung steht. Alternativ oder ergänzend hierzu ist es aufgrund der geringeren Lichtverluste möglich bei gleichbleibender Helligkeit, die Menge an Streupartikeln in einer Farbe der Lichtauskopplungsstruktur bzw. des Lichtextraktionselements zu reduzieren. Hierdurch ist die Lichtauskopplungsstruktur beispielswiese bei Tageslicht innerhalb der Fahrzeugscheibe weniger sichtbar, was zu einer verbesserten optischen Wahrnehmung für den Kunden führt. Durch das Entfallen der Tönung und/oder der Schwarzfärbung und/oder der Einfärbung in der ersten und/oder zweiten Polymerklebeschicht sinkt zudem der Haze des gesamten Verbundaufbaus, so dass die Fahrzeugscheibe als Ganzes für einen Kunden transparenter wirkt. Zudem wird hierdurch auch der Kontrast verringert. Zudem können durch den Einsatz von günstigeren, ungetönten Polymerklebeschichten in bevorzugten Ausführungen Kosten eingespart werden. Durch die erfindungsgemäße Beschichtung der Trägerschicht können insbesondere in Kombination mit einer solchen Ausführung die Lichtverluste weiter minimiert werden.
Die Durchlässigkeit des Verbundaufbaus für sichtbares Licht ist vorzugsweise sowohl im Durchlasszustand als auch im Sperrzustand der Flüssigkristallanordnung gering, was vorzugsweise zu einem geringen Lichteintrag durch die Fahrzeugscheibe in den Fahrzeuginnenraum führt.
Eine bevorzugt getönte und/oder gefärbte und/oder geschwärzte Beschattungsanordnung zeichnet sich vorzugsweise durch eine starke Absorption von elektromagnetischer Strahlung in einem Wellenlängenbereich zwischen 350 nm und 2500 nm aus. Für sichtbares Licht liegt die Durchlässigkeit vorzugsweise unter 30%. Auch für Infrarotstrahlung im Bereich zwischen 700 nm und 2500 nm kann die Durchlässigkeit vorzugsweise unter 40% liegen.
Die bevorzugte Schwarzfärbung der Flüssigkristallanordnung kann im Lab-Farbraum insbesondere durch die Farbkoordinaten L, a und b definiert sein, wobei L < 30, -15 < a < 15 und -15 < b < 15 ist.
Die bevorzugte Schwarzfärbung mindestens einer Kunststofffolie der Beschattungsanordnung (insofern vorhanden) und/oder der Flüssigkristallschicht, das heißt insbesondere des Polymers der Flüssigkristallschicht, kann durch den Einsatz geeigneter Farbstoffe und/oder durch eine geeignete Auswahl der eingesetzten Werkstoffe und deren Chemismus eingestellt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Flüssigkristallanordnung eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht mit einer Vielzahl von Flüssigkristallen, die in einer Matrix angeordnet sind, wobei die Vielzahl von Flüssigkristallen und/oder die Matrix eingefärbt und/oder getönt und/oder geschwärzt ist/sind. Alternativ kann die Flüssigkristallanordnung keine Trägermatrix umfassen, was bei einer LC-Schicht der Fall ist.
Die bevorzugte Trübung der Beschattungsanordnung liegt im Durchlasszustand der Flüssigkristallanordnung vorzugsweise bei maximal 5%.
Die bevorzugt vorhandenen Kunststofffolien der Beschattungsanordnung haben vorzugsweise an ihren Innenseiten jeweils eine transparente Elektrode, so dass die angrenzende Flüssigkristallanordnung durch Änderung des elektrischen Feldes zwischen dem Sperrzustand und dem Durchlasszustand verstellt werden kann. Alternativ kann auch die Trägerschicht eine solche transparente Elektrode umfassen.
Die Kunststofffolien und/oder die erfindungsgemäße Trägerschicht können/kann insbesondere als PET (Polyethylenterephtalat)-Folie, COP (zyklisches Olefm-Polymer)-Folie oder auch als PC-(Polycarbonat)-Folie ausgebildet sein, und mit ITO (Indiumzinnoxid) oder PEDOTPSS beschichtet sein, um die Elektroden für die Flüssigkristallanordnung auszubilden.
Die Flüssigkristallanordnung kann eine PNLC(Polymer Network Liquid Crystal)- Schicht sein, bei der durch Anlegen einer Spannung der Durchlasszustand erzeugt wird und ohne Spannung der Sperrzustand vorliegt. Alternativ kann sie eine Schicht sein, bei der in jedem Schaltzustand eine Spannung anliegt. Dann handelt es sich um eine so genannte inverse, bistabile PDLC-Schicht. Bei PDLC handelt es sich um eine Polymer- Flüssigkristallanordnung (polymer-dispersed-liquid-crystal). Unabhängig von der gewählten PDLC-Schicht-Variante kann die PDLC-Schicht segmentiert oder mit einem Muster versehen sein. Die Flüssigkristallanordnung kann alternativ eine LC-Schicht sein. PDLC hat unter anderem den Vorteil, dass keine Veränderung der Helligkeit stattfindet, sondern nur den Haze (Trübung) der Scheibe verändert und so die Transparenz verändert. Bei einer PDLC-basierten Flüssigkristallanordnung wird vorzugsweise nur die Haze verändert.
Durch die bevorzugte Schwarzfärbung und/oder Tönung der Beschattungsanordnung ist es möglich, die Durchlässigkeit für sichtbares Licht, das direkt auf die Flüssigkristallanordnung einfällt, im Sperrzustand der Flüssigkristallschicht vorzugsweise auf Werte unter 2% und insbesondere sogar unter 1% zu senken. Im Durchlasszustand der Flüssigkristallschicht liegt die Durchlässigkeit für sichtbares Licht vorzugsweise in einem Bereich zwischen 2% und 30%. Dies ist besonders bevorzugt bei einer LC- Flüssigkri Stallanordnung.
Um die Funktionsfähigkeit der Beschattungsanordnung auch bei hohen Außentemperaturen zu gewährleisten, umfasst kann der Verbundaufbau einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung an der dem Scheibenaußenkörper zugewandten Seite der Flüssigkristallanordnung mindestens eine Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung umfassen. Damit können ungewünschte Defekte vermieden werden, die durch die Absorption von Wärme durch die Flüssigkristallanordnung resultieren könnten.
Das Reflexionsvermögen der Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung beträgt vorzugsweise mehr als 60%. Insbesondere bei einem Reflexionsvermögen der Schicht von weniger als 60% für Infrarotstrahlung, beispielsweise von 2% bis < 60%, kann eine weitere Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung zwischen dem Scheibenaußenkörper und der Beschattungsanordnung vorgesehen sein. Diese weitere Schicht kann zusätzlich an der Beschattungsanordnung und/oder mindestens einer Kunststofffolie der Beschattungsanordnung und/oder zwischen einer solchen Kunststofffolie und der Flüssigkristallanordnung angeordnet sein, beispielsweise an einer zusätzlich aufgebrachten Folie, die damit eine IR-beschichtete PET-Folie sein kann, oder auch an der Unterseite des Scheibenaußenkörpers oder auch in sonstiger Weise zwischen dem Scheibenaußenkörper und der Beschattungsanordnung. Durch die zusätzliche Schicht kann eine Gesamtreflexion des Verbundaufbaus für Infrarotstrahlung von mindestens 60% erreicht werden.
Bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist die Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung an der dem Scheibenaußenkörper zugewandten Folie der Beschattungsanordnung angeordnet, und zwar in Form einer direkten Beschichtung oder einer zusätzlichen beschichteten Folie, die mit der Schicht versehen ist und von der Beschattungsanordnung umfasst ist. Die Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung bildet also eine Beschichtung dieser Folie. Bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist mindestens eine bevorzugt vorhandene Kunststoffschicht der Beschattungsanordnung mit einer Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung versehen.
Denkbar ist es auch, dass die Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung an der Innenseite des Scheibenaußenkörpers angeordnet ist.
Um die Reflexionswirkung für Infrarotstrahlung besonders hoch zu halten und das Durchlassvermögen für sichtbares Licht hoch zu halten, hat die Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung einen Mehrschichtaufbau, der eine so genannte Thermoschicht bzw. Thermobeschichtung bzw. Low-E-Beschichtung (Low-E = niedrige Emissivität) darstellt. Die Ausbildung der Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung als Mehrschichtaufbau führt zu einem hohen Reflexionsvermögen insbesondere in dem Wellenlängenbereich zwischen 650 nm und 2500 nm. Ein hohes Reflexionsvermögen kann insbesondere dadurch erreicht werden, dass die Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung bzw. die einzelnen Schichten des Mehrschichtaufbaus aus mindestens einem der Stoffe der Gruppe gebildet ist, die Metalle, wie Gold, Silber und Kupfer, und Oxide, wie Zinnoxid, Titandioxid, Zinkoxid, Indium- Zinn-Oxid, fluoriertes Zinnoxid, Zink-Zinn-Oxide und Aluminiumoxid umfasst.
Die bevorzugt mit einer Schwarzfärbung versehene Beschattungsanordnung bietet insbesondere im Zusammenhang mit schwarzen Keramikfritten ein positives optisches Erscheinungsbild. Der Schutz gegen Infrarotstrahlung wird durch die entsprechende reflektierende Beschichtung der Beschattungsanordnung gewährleistet. Die Reflexionsbeschichtung schützt nicht nur den Fahrzeuginnenraum vor überhohem Wärmeeintrag, sondern auch die Flüssigkristallschicht, so dass deren Funktion auch bei hohen Außentemperaturen gewährleistet bleibt.
Bevorzugt kann der Verbundaufbau der Fahrzeugscheibe eine weitere Thermoschicht (Low-E-Schicht) aufweisen, die vorzugsweise an der Innenseite des Scheibeninnenkörpers vorgesehen ist. Bevorzugt ist eine derartige Low-E-Schicht über eine weitere Trägerschicht mit niedrigem Brechungsindex mit der Innenseite des Scheibeninnenkörpers verbunden. Für die weitere Trägerschicht gelten sämtliche Ausführungen, die zu der er- findungsgemäßen Trägerschicht gemacht wurden. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Scheibeninnenkörper die Lichtleiterschicht ausbildet. Durch das Vorsehen der weiteren Low-E-Schicht an der Innenseite kann ein Wärmeaustrag aus dem Fahrzeug minimiert werden. Eine Low-E-Schicht absorbiert und/ oder reflektiert zumindest teilweise Licht eines bestimmten Spektrums von dem Lichtleiter, was zu einem Farbdrift (Farbkoordinateninhomogenität durch Farbkoordinatenverschiebung zwischen einer Eingangsfarbe der Lichtquelle und dem Licht nach Absorption/ Reflexion durch Low-E-Schicht) des Lichts vom Einkoppelpunkt zur Mitte des Lichtleiters bzw. mit zunehmenden Abstand von der Lichtquelle in dem Lichtleiter führen würde. Insbesondere Licht im roten Spektrum wird von einer Low-E-Schicht absorbiert. Die weitere Trägerschicht mit niedrigem Brechungsindex führt zu einer geringeren Auskopplung des Lichts aus dem Lichtleiter in die Low-E-Schicht und führt damit zu einer Reduktion einer Farbkoordinateninhomogenität von Licht in dem Lichtleiter. Zudem bleibt die Leuchtdichte im Lichtleiter nahezu erhalten und führt somit im Vergleich zu der Ausführungsform ohne weiterer Trägerschicht zu einer höherer Leuchtdicht im Lichtleiter über dessen flächigen Erstreckung. Des Weiteren ist es möglich, die Flüssigkristallanordnung so auszubilden, dass sie segmentiert geschaltet und/oder kontinuierlich zwischen dem Durchlasszustand und dem Sperrzustand verstellt werden kann.
Der Scheibeninnenkörper und der Scheibenaußenkörper sind bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung jeweils gewölbt ausgebildet, und zwar in Scheibenlängsrichtung und/oder in Scheibenquerrichtung. Der die Wölbung definierende Krümmungsradius kann in der betreffenden Richtung variieren und beispielsweise einen Wert zwischen 1.000 mm und 10.000 mm, insbesondere zwischen 2.000 mm und 5.000 mm haben. Die Beschattungsanordnung kann den Wölbungen folgen.
Besonders bevorzugt umfasst die Fahrzeugscheibe mindestens eine Polymerklebeschicht, im nachfolgenden auch beispielhaft als erste und zweite Polymerklebeschicht bezeichnet. Bevorzugt ist die Beschattungsanordnung (mittels einer ihrer Schichten) über eine erste Polymerklebeschicht insbesondere unmittelbar oder mittelbar (d.h. ggf. unter Zwischenlage mindestens einer weiteren Schicht) mit dem Scheibenaußenkörper und über eine zweite Polymerklebeschicht, insbesondere unmittelbar oder mittelbar (d.h. ggf. unter Zwischenlage mindestens einer weiteren Schicht) mit dem Scheibeninnenkörper verbunden. Alternativ kann auch nur eine Polymerklebeschicht vorgesehen sein, beispielsweise wenn die Beschattungsanordnung selbst weitere Klebeschichten umfasst, über die beispielsweise direkt eine Anbindung an den Scheibeninnenkörper realisiert werden kann. Die Beschattungsanordnung umfasst eine Flüssigkristallanordnung, die besonders bevorzugt zwischen zwei Kunststofffolien angeordnet ist.
Die Anbindung der Beschattungsanordnung an den Scheibenaußenkörper und an den Scheibeninnenkörper kann jeweils mittels (einer ersten und/oder zweiten) Polymerklebefolie in direkter Weise oder unter Zwischenlage weiterer Schichten erfolgen, die wiederum über Klebeschichten verbunden sein können.
Die bevorzugten Polymerklebefolien sind beispielsweise aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), einem Epoxid, Silikon, Polyethylenterephthalat oder aus einer sonstigen transparenten Kunststofffolie gebildet. Der Brechungsindex der jeweils eingesetzten Polymerklebefolie liegt vorzugsweise im Bereich desjenigen des Scheibeninnenkörpers bzw. des Scheibenaußenkörpers und hat beispielsweise einen Wert von etwa 1,5.
Die Fahrzeugscheibe umfasst in bevorzugten Ausführungsformen ferner mindestens eine Lichtquelle, die dazu ausgebildet ist, Licht insbesondere unmittelbar über eine Innenseite des Scheibeninnenkörpers und/oder über ein Einkoppelelement die Lichtleiterschicht einzukoppeln. Bevorzugt ist zur Lichtauskopplung an der Außenseite der Lichtleiterschicht eine Lichtauskopplungsstruktur vorgesehen und dazu ausgebildet, das in die Lichtleiterschicht eingekoppelte Licht aus dem Scheibeninnenkörper in Richtung eines Fahrzeuginnenraumes wieder, insbesondere gerichtet und/oder in einer vorbestimmten, bevorzugt durch die Lichtauskopplungsstruktur definierten Weise auszukoppeln. Die Lichtquelle ist vorzugsweise eine LED-Lichtquelle und/oder umfasst eine Vielzahl von Leuchtdioden. Die Außenseite der Lichtleiter schicht liegt vorzugweise bei Betrachtung des Verbundaufbaus einer Innenseite des Scheibeninnenkörpers gegenüber.
Um die Fahrzeugscheibe nach der Erfindung auch als so genanntes Ambient-Light-Bau- teil nutzen zu können, das im Fahrzeuginnenraum einen flächigen oder strukturierten Leuchtkörper bildet, ist erfindungsgemäß mindestens eine Lichtquelle vorgesehen, wobei der Scheibeninnenkörper eine Li chtl ei ter schicht bildet, in die Licht der Lichtquelle einkoppelbar ist, so dass der Scheibeninnenkörper als Ganzes oder in definierten Segmenten leuchtet. Die Funktionen eines schaltbaren Glases, eines optionalen Wärmeschutzes und einer Ambient-Light-Beleuchtung sind erfindungsgemäß in der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung integriert. Die erfindungsgemäße Beschattungsanordnung begünstigt den Ambient-Light-Effekt. Besonders bevorzugt ist die mindestens eine Lichtquelle unmittelbar oder mittelbar an der Innenseite des Scheibeninnenkörpers angeordnet, so dass Licht direkt über die Innenseite des Scheibeninnenkörpers eingekoppelt wird. Alternativ oder ergänzend ist das Einkoppelelement an der Innenseite des Scheibeninnenkörpers angeordnet, und die Lichtquelle ist an einer Seitenfläche des Einkoppelelements angeordnet, so dass von der Lichtquelle abgegebenes Licht durch das Einkoppelelement umlenkbar und in die Lichtleiterschicht einkoppelbar ist. Das Einkoppelelement ist vorzugsweise ein für das Licht der Lichtquelle transparenter Materialkörper, der leistenartig ausgebildet ist und/oder einen keilförmigen oder trapezförmigen Querschnitt hat. Das Einkoppelelement ist vorzugsweise als Prisma ausgebildet, dass an die Innenseite geklebt ist. Besonders bevorzugt handelt es sich bei dem Einkoppelelement um ein Prisma. Alternativ oder ergänzend ist eine weiße und/oder transluzente Streustruktur und/oder eine strukturierte Folie für eine senkrechte Lichteinkopplung einsetzbar.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Einkoppelelement ein für das Licht der Lichtquelle transparenter Materialkörper, der leistenartig ausgebildet ist und/oder einen keilförmigen oder trapezförmigen Querschnitt hat. Das Einkoppelelement ist vorzugsweise randnah an der Innenseite der Scheibenkörperanordnung angeordnet. Über die Erstreckung des leistenartig ausgebildeten Einkoppelelements kann dann Licht in die Lichtleiterschicht der Scheibenkörperanordnung eingekoppelt werden. Das Einkoppelelement kann beispielsweise als optisches Prisma ausgebildet sein. Das Einkoppelelement ist vorzugsweise aus einem Werkstoff gefertigt, der PMMA (Polymethylme- thacrylat), PC (Polycarbonat), PA (Polyamid), COC (Cycloolefm-Copolymer) oder COP (Cycloolefm-Polymer) umfasst. Ein Brechungsindex des Einkoppelelements ist insbesondere an den Brechungsindex der angrenzenden Lichtleiterschicht angepasst und hat vorzugsweise einen Wert zwischen 1,40 und 1,65 und insbesondere zwischen 1,48 und 1,59. Eine Herstellung des Einkoppelelements erfolgt vorzugsweise nach einem Extrusionsverfahren oder einem Spritzgießverfahren. Alternativ oder ergänzend kann das Einkoppelelement aus Glas oder Harz und/oder aus transparentem Polyurethan ausgebildet und vorzugsweise an der Scheibenkörperanordnung angeordnet sein. Um eine innere Reflexion zu verbessern, kann das Einkoppelelement mit einer reflexierenden Beschichtung versehen sein, die Metalle wie Aluminium oder Silber umfassen und nach einem Aufdampf- oder Sputterprozess aufgebracht sein kann. Um das Einkoppelverhalten des Lichts in die Lichtleiterschicht weiter zu verbessern, ist bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung zwischen dem Einkoppelelement und der Scheibenkörperanordnung eine Zusatzumlenkstruktur angeordnet. Durch die Zusatzumlenkstruktur kann der Einfallswinkel des Lichts auf die Lichtleiter schicht durch entsprechende Brechung verändert werden, um die innere Reflexion in der Lichtleiterschicht zu erhöhen. Die Zusatzumlenkstruktur kann eine Reihe von asymmetrischen Prismen umfassen, die Abmessungen im Millimeterbereich oder im Mikrometerbereich haben und als dreidimensionales Array oder linienartig angeordnet sind, wie es beispielsweise bei einem Fresnel-Linsen- Array der Fall ist. Die Zusatzumlenkstruktur kann in einstückiger Weise mit dem Einkoppelelement ausgebildet sein und direkt bei der Fertigung desselben, beispielsweise bei einem Extrusionsprozess oder einem Spritzgießprozess, ausgebildet werden. Denkbar ist es auch, dass die Zusatzumlenkstruktur eine Beschichtung des Einkoppelelements darstellt, beispielsweise in Form eines separaten strukturierten Films.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Einkoppelelement über eine Klebeschicht mit dem Scheibenkörper, insbesondere mit der Innenseite verklebt. Die Klebeschicht, die vorzugsweise einen Brechungsindex zwischen 1,40 und 1,65 und insbesondere zwischen 1,48 und 1,56 hat, kann aus einem beliebigen optisch geeigneten Kleber gebildet sein. Beispielsweise ist die Klebeschicht aus einem drucksensitiven Kleber, einem optisch klaren Flüssigkleber (LOCA = liquid optically clear adhesive), EVA (Ethylen-Vi- nylacetat), PVB (Polyvinylbutyral), TPU (thermoplastischem Polyurethan), einem Epoxy-Kleber oder einem Acrylat-Kleber gebildet. Die gewählten Werkstoffe haben vorzugsweise jeweils einen Brechungsindex, die eine Brechung der Lichtstrahlen an den Grenzflächen minimieren und die Einkoppeleffizienz bei den idealen Winkelbedingungen optimieren.
In einer Ausführungsform ist die Lichtquelle so angeordnet, dass deren Hauptemissionsrichtung senkrecht zur Hauptfläche des Scheibeninnenkörpers orientiert ist und zum Scheibeninnenkörper gerichtet ist. Auf der der Lichtquelle gegenüberliegenden Seite des Innenscheibenkörpers ist eine Lichtstreuanordnung angeordnet. Die Lichtstreuanordnung ist derart angeordnet, dass Licht von der Lichtquelle, welche in den Scheibeninnenkörper eingekoppelt wird, so gestreut wird, dass mehrheitlich das eingekoppelte und zur Lichtstreuanordnung geleitete Licht in sämtliche mögliche Raumrichtungen zurückreflektiert wird, dass dieses durch Totalreflexion innerhalb des Scheibenkörpers geleitet wird. Die Lichtstreuanordnung kann beispielsweise ein Aufdruck z. B. mit weißer Farbe, eine Oberflächenstrukturierung und/ oder eine Beschichtung sein. Auf der der Lichtquelle zugeordneten Oberfläche des Scheibeninnenkörpers kann im Bereich der Lichtquelle eine weitere Lichtstreuanordnung und/ oder ein Reflektor angeordnet sein, vorzugsweise mit einer Ausnehmung bei der Lichtquelle zur direkten und vorzugsweise nahezu senkrechten (beispielsweise +/-300) Einkopplung in den Scheibeninnenkörper. Weiterhin kann die Lichtquelle einen Hintergrundreflektor und/ oder eine Hintergrundlichtstreuanordnung aufweisen, so dass Licht von der Lichtquelle, welches nicht in den Scheibeninnenkörper eingekoppelt wird, wieder zurück auf den Scheibeninnenkörper reflektiert bzw. gestreut wird.
In einer Ausführungsform ist die Lichtquelle so angeordnet, dass Licht von der Lichtquelle hauptsächlich über eine Seitenkante des Scheibeninnenkörpers, d.h. die Seitenfläche welche im Wesentlichen senkrecht oder abgewinkelt zur flächigen Ausrichtung des Scheibeninnenkörpers verläuft, eingekoppelt wird. Die Lichtquelle ist vorzugsweise seitlich in flächiger Ausrichtung des Scheibeninnenkörpers zum Scheibeninnenkörper versetzt angeordnet.
Um die Lichteinkopplung und die Lichtauskopplung aus dem Scheibeninnenkörper zu optimieren, ist bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung an der dem Scheibeninnenkörper zugewandten Kunststofffolie der Beschattungsanordnung eine Reflexionsschicht zur Reflexion sichtbaren Lichts angeordnet, deren Reflexionsvermögen vorzugsweise mindestens 2% beträgt und/oder die eine Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung bilden kann. Zusätzlich wird der Ambient-Light-Effekt durch innere Reflexion in dem Scheibeninnenkörper verstärkt.
Die Reflexionsschicht zur Reflexion sichtbaren Lichts kann ebenfalls als Mehrschichtaufbau oder als Einzelschicht ausgebildet sein. Die Einzelschicht oder die Schichten des Mehrschichtaufbaus können jeweils aus mindestens einem der Stoffe der Gruppe gebildet sein, die beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Zinnoxid, Titandioxid, Zinkoxid, In- dium-Zinn-Oxid, fluoriertes Zinnoxid, Zink-Zinn-Oxide und Aluminiumoxid umfasst.
Durch die vorzugsweise getönte und/oder gefärbte und/oder geschwärzte Flüssigkristallanordnung und/oder der beiden Kunststofffolien, die besonders bevorzugt mit den Reflexionsschichten versehen sind, kann bei einer speziellen Ausführungsform ein Anteil von beispielsweise mindestens 2% des von der Lichtquelle eingetragenen Lichts in Richtung Fahrzeuginnenraum ausgekoppelt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Fahrzeugscheibe, wie oben bereits erwähnt, eine Lichtauskopplungsstruktur. Eine derartige Lichtauskopplungsstruktur kann auf der Trägerschicht aufgedruckt und/oder aufgebracht sein, wobei die Trägerschicht auf die Außenseite der Lichtleiterschicht, insbesondere über eine (wie zuvor genannte) Polymerklebeschicht oder eine weitere Klebeschicht laminiert ist. Alternativ kann die bevorzugte Lichtauskopplungsstruktur unmittelbar auf die Außenseite aufgedruckt und/oder aufgebracht sein. Auch andere Ausgestaltungen einer Lichtauskopplungsstruktur sind denkbar, wie dies nachstehend erläutert ist.
Um die Auskopplung des Lichts aus der Lichtleiterschicht in Richtung Fahrzeuginnenraum zu verbessern, ist es vorteilhaft, wenn an der Reflexionsschicht zur Reflexion sichtbaren Lichts und/oder an der Lichtauskopplungsstruktur Streuzentren vorgesehen sind. Alternativ oder zusätzlich können Streuzentren auch in die Lichtauskopplungsstruktur und/oder direkt in eine der Innenseite des Scheibeninnenkörpers gegenüberliegende Außenseite integriert sein oder an zumindest einer der Flächen des Scheibeninnenkörpers aufgebracht sein. Vorzugsweise sind Streuzentren bzw. Streumedien zwischen der Beschattungsanordnung und dem Scheibeninnenkörper angeordnet.
Die Lichtstreuzentren können aus jedem geeigneten Material bzw. Medium gebildet sein, beispielsweise aus Teilchen aus einem opaken organischen, anorganischen, insbesondere auch keramischen Material, aus einer transparenten, semitransparenten oder auch opaken Bedruckung, aus einem Muster oder einer Struktur, die an dem Scheibeninnenkörper eingeätzt, eingraviert oder durch Laserablation hergestellt ist. Das semitransparente Material kann direkt auf Glas gedruckt sein und/oder als gedruckter Film zwischen zwei Glasschichten ausgebildet sein.
Der Scheibenaußenkörper und der Scheibeninnenkörper der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung können aus Klarglas oder einem sonstigen geeigneten Glas oder auch aus einem Kunststoffwerkstoff, wie Polycarbonat, gefertigt sein. Der Scheibeninnenkörper kann bei einer speziellen Ausführungsform auch aus einer harten, schlag- und kratzfesten Beschichtung gebildet sein, die an der dem Scheibenaußenkörper abgewandten Seite der Beschattungsanordnung ausgebildet ist.
Die Erfindung betrifft zudem ein Fahrzeug und/oder Fahrzeugdach, umfassend mindestens eine Fahrzeugscheibe, wobei die Fahrzeugscheibe ein Deckelelement eines Dachöffnungssystems und/oder ein Festdachelement sein kann. Die Fahrzeugscheibe kann beispielsweise eine Windschutzscheibe und/oder eine Frontscheibe und/oder eine Heckscheibe und/oder eine Seitenscheibe und/oder eine Seitenverglasung und/oder eine Innentrennwand eines Fahrzeuges sein.
Es versteht sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele nicht nur einzeln, sondern auch in beliebiger Kombination miteinander ausbildbar sind, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung zu verlassen. Ebenfalls versteht es sich, dass die zuvor genannten und nachstehend noch zu erläuternden Ausführungsformen und Ausführungsbeispiele sich in äquivalenter oder zumindest ähnlicher Art und Weise auf sämtliche Ausführungen der Erfindung beziehen, ohne jeweils separat genannt zu werden.
Grundlegende Ausführungsformen und spezielle Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen schematisiert dargestellt und werden nachfolgend beispielhaft erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung;
Figur 2 einen schematischen Schnitt durch eine beispielhafte Fahrzeugscheibe;
Figur 3 einen schematischen Schnitt durch eine beispielhafte Fahrzeugscheibe;
Figur 4 einen schematischen Schnitt durch eine beispielhafte Fahrzeugscheibe; und
Figur 5 einen schematischen Schnitt durch ein beispielhafte Fahrzeugscheibe.
In Figur 1 ist ein Fahrzeugdach 10 eines ansonsten nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugs 100 gezeigt. Das Fahrzeugdach 10 ist ein Panoramadach, das ein verstellbares Deckelelement 12 und ein Festdachelement 14 aufweist, welches fest bzw. unbeweglich mit der Fahrzeugkarosserie verbunden ist. Das Deckelelement 12 und das Festdachelement 14 sind jeweils als Glaselement und mithin als Fahrzeugscheibe 11 ausgebildet. Das Deckelelement 12 und das Festdachelement 14 haben den gleichen oder einen voneinander verschiedenen Verbundaufbau, der in den Figuren 2 bis 5 schematisch in verschiedenen Ausführungsvarianten dargestellt ist. Alternativ kann das Fahrzeugdach 10 anstelle des Dachelements 12 ein zweites Festdachelement 14 oder anstelle des Festdachelements 14 und des Dachelements 12 ein einziges Festdachelement 14 aufweisen. Die jeweils als die Fahrzeugscheibe 11 ausgebildeten Dachelemente 12 und 14 stellen jeweils ein Verbundbauteil dar, das einen Scheibenaußenkörper 16 und einen Scheibeninnenkörper 18 umfasst. Der Scheibenaußenkörper 16 und der Scheibeninnenkörper 18 sind jeweils aus einem Kalk-Natron-Klarglas gefertigt, können jedoch auch aus anderen Materialen, beispielsweise aus einem Kunststoff hergestellt sein.
Der Scheibenaußenkörper 16 ist der Fahrzeugumgebung zugewandt, wohingegen der Scheibeninnenkörper 18 mit einer Innenseite 19 einem Fahrzeuginnenraum 102 zugewandt ist und eine innere Sichtfläche der Fahrzeugscheibe 10 bildet.
Zwischen dem Scheibenaußenkörper 16 und dem Scheibeninnenkörper 18 ist eine Beschattungsanordnung 20 vorgesehen, welche über eine erste Polymerklebeschicht 22 bzw. über eine Klebeschicht an den Scheibenaußenkörper 16 angebunden ist. Erfindungsgemäß umfasst die Beschattungsanordnung 20 eine Trägerschicht 15, die eine Beschichtung 17 umfasst, auf welche nachfolgend noch genauer eingegangen wird. Die Trägerschicht 15 ist rein beispielhaft über eine zweite Polymerklebeschicht 24 und/oder über eine weitere Klebeschicht an den Scheibeninnenkörper 18 angebunden ist.
Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen zwischen dem Scheibenaußenkörper 16 und der ersten Polymerklebeschicht 22 weitere Schichten, insbesondere Funktionsschichten, wie eine Schicht zur Verminderung einer Infraroteinstrahlung vorgesehen und/oder zwischengeschichtet sein können. Es versteht sich, dass in anderen Ausführungsformen zwischen der ersten Polymerklebeschicht 22 und der Beschattungsanordnung 20 weiteren Schichten, insbesondere Funktionsschichten vorgesehen und/oder zwischengeschichtet sein können. Es versteht sich, dass zwischen der Beschattungsanordnung 20 und der zweiten Polymerklebeschicht 24 weiteren Schichten, insbesondere Funktionsschichten vorgesehen und/oder zwischengeschichtet sein können. Es versteht sich, dass zwischen der zweiten Polymerklebeschicht 24 und dem Scheibeninnenkörper 18 weiteren Schichten, insbesondere Funktionsschichten vorgesehen und/oder zwischengeschichtet sein können. Derartige Funktionsschichten können beispielsweise eine Funktion des Fahrzeugscheibe ergänzen und/oder erweitern und/oder verbessern. Die Beschattungsanordnung 20 umfasst eine Flüssigkristallanordnung (LC-Schicht oder PDLC-Schicht) 26. Die Flüssigkristallanordnung 26 umfasst eine Vielzahl von Kristallen, die in einer Matrixanordnung innerhalb der Flüssigkristallschicht vorliegen. Die Flüssigkristallanordnung 26 ist beidseits jeweils von einer zu der Beschattungsanordnung 20 gehörenden Kunststofffolie 28, 30 begrenzt. Die Kunststofffolien 28, 30 können beispielsweise aus PET hergestellt sein. Obgleich die Trägerschicht 15 und die Kunststofffolie 30 als getrennt dargestellt sind, dient die nur zur Verdeutlichung des Aufbaus. Es kann jedoch bevorzugt sein, dass die Trägerschicht 15 durch die Kunststofffolie 30 selbst ausgebildet ist.
An der Innenseite der Kunststofffolien 28 und 30 ist jeweils eine transparente Elektrode 32 bzw. 34 angeordnet. Mittels der Elektroden 32 und 34 kann an die Flüssigkristallanordnung 26 eine Spannung angelegt werden, so dass die Flüssigkristallanordnung 26 durch Ausrichtungsänderung der Vielzahl von Kristallen zwischen einem Sperrzustand und einem Durchlasszustand verstellt werden kann.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel haben/hat die Kunststofffolien 28 und 30 und/oder die Flüssigkristallanordnung 26 eine getönte und/oder schwarze Einfärbung, die mittels eines in das jeweilige Material dispergierten Farbstoffs erzeugt ist. Die Tönung und/oder Schwärzung und/oder Einfärbung der Kristalle und/oder der Matrix der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht 26 ist im Stand der Technik als dye-dope Technologie bekannt.
Die Flüssigkristallanordnung 26 kann so geschaltet werden, dass sie in dem Sperrzustand, in dem keine Spannung an den Elektroden 32 und 34 anliegt, eine Durchlässigkeit für sichtbares Licht von weniger als 3% hat. In dem Durchlasszustand, in dem eine Spannung an den Elektroden 32 und 34 anliegt, ist die Beschattungsanordnung 20 durch die schwarze Einfärbung der Kunststofffolien 28 und 30 und/oder der Flüssigkristallanordnung 26 derart für sichtbares Licht durchlässig, dass ein Anteil von etwa 10% durchtritt.
Die Fahrzeugscheibe 11 umfasst zur Bereitstellung einer Ambient-Light-Funktion in Form eines Flächenleuchtmittels mindestens eine Lichtquelle 36. Die Lichtquelle 36 ist gemäß Figur 2 unmittelbar an der Innenseite 19 des Scheibeninnenkörpers 18 angeordnet, und insbesondere mit diesem verklebt. Die Lichtquelle 36 kann auch beabstandet zur Innenseite 19 des Scheibeninnenkörpers 18 angeordnet sein (nicht dargestellt). An der der Lichtquelle 36 gegenüberliegenden Seite des Scheibeninnenkörpers ist eine Lichtstreuanordnung 52 angeordnet. Alternativ kann zur Lichteinkopplung an den Scheibeninnenkörper 18 an der Innenseite 19 ein Einkoppelelement 38 angeordnet und insbesondere mit der Innenseite 19 verklebt sein, siehe Figur 3. Durch das Einkoppelelement 38 kann die Lichtquelle 36 seitlich neben dem Scheibeninnenkörper 18 angeordnet sein, wie dies aus Figur 3 hervorgeht. Hierdurch erhöht sich die Designfreiheit bei der Platzierung der Lichtquelle 36. Das Einkoppelelement 38 ist dazu ausgebildet, Licht, das von der Lichtquelle 36 ausgesendet wird, umzurichten, und derart über die Innenseite 19 in den Scheibeninnenkörper 18 einzukoppeln. Der Scheibeninnenkörper 18 bildet eine Lichtleiterschicht 40 für das in ihn eingekoppelte Licht.
In einer Alternativen Ausführungsform ist gemäß Figur 4 eine seitliche Lichtleinkopplung darstellt, wobei die Lichtquelle 36 schematisch in einem seitlichen Bereich der Lichtleiterschicht 40 bzw. des Scheibeninnenkörpers 18 angeordnet ist. Ansonsten entspricht der Aufbau der Fahrzeugscheibe 11 dem aus Figur 2 bekannte Aufbau.
An einer der Innenseite 19 des Scheibeninnenkörpers 18 gegenüberliegenden Außenseite 41 des Scheibeninnenkörpers 18 ist eine Lichtauskopplungsstruktur 42 vorgesehen und dazu ausgebildet, das in die Lichtleiter schicht 40 eingekoppelte Licht aus dem Scheibeninnenkörper 18 in Richtung des Fahrzeuginnenraumes 102 wieder in einer vordefinierten, insbesondere durch die Struktur Lichtauskopplungsstruktur 42 vorgegebenen Weise auszukoppeln. Die Lichtauskopplungsstruktur 42 ist vorzugsweise auf die Außenseite 41 des Scheibeninnenkörpers 18 aufgedruckt und/oder aufgedampft und/oder beschichtet und/oder laminiert.
In einem Randbereich der Fahrzeugscheibe 11, der zur Lichteinkopplung genutzt wird, und an dem die Lichtquelle 36 angeordnet ist, kann ferner abschnittsweise, insbesondere zwischen dem Scheibenaußenkörper 16 und der ersten Polymerklebeschicht 22 ein Lichtabschirmelement 44 vorgesehen sein. Das Lichtabschirmelement 44 kann beispielsweise auf den Scheibenaußenkörper 16 und/oder auf die ersten Polymerklebeschicht 22 aufgedruckt und/oder als eine Laminierschicht aufgebracht sein. Die Trägerschicht 15 umfasst die Beschichtung 17 an einer in Richtung der Außenseite 41 des Scheibeninnenkörpers 18 orientierten Seite. Die Beschichtung 17 ist aus einem Material, das einen Brechungsindex n2 hat, der kleiner als ein Brechungsindex nl eines Materials, aus dem der Scheibeninnenkörper 18 ausgebildet ist, ist. Die Trägerschicht 15 ist vorzugsweise aus Poly carbonat oder aus Polyethylenterephthalat ausgebildet. Die Beschichtung 17 umfasst SiCh und/oder MgF2. Bevorzugt ist eine Differenz aus dem Brechungsindex nl des Scheibeninnenkörpers 18 und dem Brechungsindex n2 der Beschichtung 17 > 0,06 ist. Besonders bevorzugt ist der Brechungsindex n2 der Beschichtung 17 < 1,46. In anderen Ausführungen kann der Brechungsindex n2 der Beschichtung 17 zwischen 1,3 und 1,52 liegen, wobei der Brechungsindex besonders bevorzugt auch < 1,45 sein kann.
Wie in dem Ausführungsbeispiel in Figur 5 gezeigt ist, kann die Beschattungsanordnung 20 weitere getönte und/oder eingefärbte und/oder transparente Kunststoffschichten 15 und/oder weitere, insbesondere transparente Klebe schichten und/oder eine Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung umfassen.
Ausgehend von einem Fahrzeugäußeren in Richtung des Fahrzeuginnenraumes 102 betrachtet umfasst die in Figur 5 gezeigte Fahrzeugscheibe 11 den folgenden exemplarischen Viel schicht- Aufbau. Der Scheibenaußenkörper 16 ist über die erste Polymerklebeschicht 22 bzw. Schmelzklebeschicht mit einer optionalen Schicht 46 zur Reflexion von Infrarotstrahlung verbunden. An die Schicht 46 schließt sich die getönte Kunststofffolie 28 an die über eine transparente Klebeschicht 48, beispielsweise eine optisch transparente Klebeschicht (OCA-Schicht) oder ein Silikongel, mit einer transparenten weiteren Kunststofffolie 50 verbunden. An die Kunststofffolie 50 schließt sich die Elektrode 32 an, die an die Flüssigkristallanordnung 26 (LC-Schicht oder PDLC-Schicht) angrenzt. Gegenüberliegend zu der Elektrode 32 ist die Elektrode 34 an der in Richtung des Fahrzeuginnenraumes 102 weisenden Seite der Flüssigkristallanordnung 26 vorgesehen. Es grenzt nochmals eine transparente Kunststofffolie 50 an. Die Kunststofffolien 50 können als jeweilige Träger der Elektroden 32 und 34 dienen. Die transparente Kunststofffolie 50 ist über eine weitere transparente Klebeschicht 48, beispielsweise eine optisch transparente Klebeschicht (OCA-Schicht), mit der getönte Kunststofffolie 30 verbunden, an die sich die erfindungsgemäße Trägerschicht 15 mit der Beschichtung 17 anschließt, wobei die Trägerschicht 15 über die zweite Polymerklebeschicht 24 mit dem Scheibeninnenkörper verbunden ist.
Die Trägerschicht 15 kann in anderen Ausführungsformen auch durch eine der weiteren transparente Klebeschicht 48 ausgebildet sein. In diesem Fall wäre es sogar möglich, auf die Polymerklebeschicht 24 zu verzichten, so dass die als Klebeschicht 48 ausgebildete Trägerschicht 15 unmittelbar auf die Außenseite 51 der Lichtleiterschicht 50 laminiert ist.
Der restliche Aufbau bzw. die restliche Beschreibung kann aus der Beschreibung zu den Figuren 2 und 3 entnommen werden.
Bezugszeichenliste
10 Fahrzeugdach
11 Fahrzeugscheibe
12 Deckelelement
14 Festdachelement
15 Träger schicht
16 S cheib enaußenkörper
17 Beschichtung
18 Scheibeninnenkörper
19 Innenseite
20 B e schattungsanordnung
22 Polymerklebeschicht
24 Polymerklebeschicht
26 Flüssigkristallanordnung
28 Kunststofffolie
30 Kunststofffolie
32 Elektrode
34 Elektrode
36 Lichtquelle
38 Einkoppelelement
40 Lichtleiter schicht
41 Außenseite
42 Lichtauskopplungsstruktur
44 Lichtabschirmelement
46 Schicht zur Reflexion von Infrarotstrahlung
48 Klebeschicht
50 weitere Kunststofffolie
52 Li chtstreuanordnung
100 Fahrzeug
102 F ahrzeuginnenraum nl Brechungsindex n2 Brechungsindex

Claims

Patentansprüche Fahrzeugscheibe (11), insbesondere Scheibe eines Fahrzeugdachs (10), umfassend einen Verbundaufbau mit einem Scheibenaußenkörper (16), einer Beschattungsanordnung (20), einem Scheibeninnenkörper (18) und einer Lichtleiter schicht (40), wobei die Beschattungsanordnung (20) zwischen dem Scheibenaußenkörper (16) und dem Scheibeninnenkörper (18) angeordnet ist, und eine schaltbare Flüssigkristallanordnung (26) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschattungsanordnung (20) eine Trägerschicht (15) umfasst, die unmittelbar oder mittelbar an einer in Richtung der Beschattungsanordnung (20) orientierten Außenseite (41) der Lichtleiter schicht (40) angeordnet ist, und die eine Beschichtung (17) aus einem Material aufweist, das einen Brechungsindex n2 hat, der kleiner als ein Brechungsindex nl eines Materials, aus dem die Lichtleiter schicht (40) ausgebildet ist, ist. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (15) Polycarbonat, Polyethylen (PE) und/oder Polyethylenterephtalat (PET) umfasst. Fahrzeugscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (17) auf einer der Außenseite (41) der Lichtleiter schicht (40) zugewandten Seite der Trägerschicht (15) aufgebracht ist. Fahrzeugscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (17) ein Fluoropolymer und/oder ein Oxid und/oder SiO? und/oder MgF2 umfasst. Fahrzeugscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- net, dass eine Differenz aus dem Brechungsindex nl der Lichtleiterschicht (40) und dem Brechungsindex n2 der Beschichtung (17) > 0,06 ist, und/oder dass der Brechungsindex n2 der Beschichtung (17) < 1,46 ist. Fahrzeugscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (15) an ihrer der Beschattungsanordnung (20) zugewandten Seite eine Elektrode (34) der Flüssigkristallanordnung (26) ausbildet und/oder eine Tönung und/oder Einfärbung und/oder Schwarzfärbung umfasst. Fahrzeugscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschattungsanordnung (20) mindestens eine getönte und/oder eingefärbte und/oder transparente Kunststoffschicht (28, 30, 50) und/oder weitere, insbesondere transparente Klebe schichten (48) und/oder eine Schicht zur Reflektion von Infrarotstrahlung (46) umfasst. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägerschicht (15) durch die mindestens eine Kunststoffschicht (30, 50) und/oder die weitere Klebeschicht (48) ausgebildet ist. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolien (28, 30, 50) der Beschattungsanordnung (20) Polycarbonat, Polyethylen (PE) und/oder Polyethylenterephtalat (PET) umfassen. Fahrzeugscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fahrzeugscheibe (11) eine Lichtquelle (42) umfasst, die dazu ausgebildet ist, Licht insbesondere unmittelbar über eine Innenseite (19) des Scheibeninnenkörpers (18) und/oder über ein Einkoppelelement (38) in die Lichtleiterschicht (40) einzukoppeln, wobei optional an der der Innenseite (19) des Scheibeninnenkörpers (18) gegenüberliegenden Außenseite (41) des Scheibeninnenkörpers (18) eine Lichtauskopplungsstruktur (42) vorgesehen und dazu ausgebildet ist, das in die Li chtl ei ter schicht (40) eingekoppelte Licht aus dem Scheibeninnenkörper (18) in Richtung eines Fahrzeuginnenraumes (102) auszukoppeln. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Lichtauskopplungsstruktur (42) auf der Trägerschicht (15), die auf die Außenseite (41) der Lichtleiterschicht (40) insbesondere laminiert ist, aufgedruckt und/oder aufgebracht ist, oder wobei die Lichtauskopplungsstruktur (42) vorzugsweise unmittelbar auf die Außenseite (41) der Lichtleiterschicht (40), insbesondere dem Scheibeninnenkörper (18) aufgedruckt und/oder aufgebracht ist. Fahrzeugscheibe nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkoppelelement (38) an der Innenseite (19) des Scheibeninnenkörpers (18) angeordnet ist, und die Lichtquelle (36) an einer Seitenfläche des Einkoppelelements (38) angeordnet ist, so dass von der Lichtquelle (42) abgegebenes Licht durch das Einkoppelelement (38) umlenkbar und in die Lichtleiter schicht (40) einkoppelbar ist. Fahrzeugscheibe nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Einkoppelelement (38) ein für das Licht der Lichtquelle (36) transparenter Materialkörper ist, der leistenartig ausgebildet ist und/oder einen keilförmigen oder trapezförmigen Querschnitt hat. Fahrzeugscheibe nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschattungsanordnung (20) mit dem Scheibenaußenkörper (16) und dem Scheibeninnenkörper (18) über mindestens zwei Polymerklebeschichten (22, 24) verbunden ist, wobei die mindestens zwei Polymerklebeschichten jeweils eine Schmelzklebeschicht, insbesondere eine Polyvinylbutyral-Schicht und/oder eine Ethylenvinylacetat- Schicht und/oder eine thermoplastische Polyurethan-Schicht ausbilden. Fahrzeug (100) und/oder Fahrzeugdach (10), umfassend eine Fahrzeugscheibe (11) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Fahrzeugscheibe (11) ein Deckelelement (12) eines Dachöffnungssy stems oder ein Festdachelement (14) ist.
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