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WO2024223401A1 - Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen eigenschaften - Google Patents

Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen eigenschaften Download PDF

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WO2024223401A1
WO2024223401A1 PCT/EP2024/060548 EP2024060548W WO2024223401A1 WO 2024223401 A1 WO2024223401 A1 WO 2024223401A1 EP 2024060548 W EP2024060548 W EP 2024060548W WO 2024223401 A1 WO2024223401 A1 WO 2024223401A1
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WO
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active layer
pane
surface electrode
functional element
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/EP2024/060548
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English (en)
French (fr)
Inventor
Benjamin NAGEL
Marcel Klein
Richard STELZER
Tim Schmitz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Original Assignee
Saint Gobain Glass France SAS
Compagnie de Saint Gobain SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to CN202480027315.7A priority patent/CN121001876A/zh
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    • B60J—WINDOWS, WINDSCREENS, NON-FIXED ROOFS, DOORS, OR SIMILAR DEVICES FOR VEHICLES; REMOVABLE EXTERNAL PROTECTIVE COVERINGS SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLES
    • B60J3/00—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles
    • B60J3/04—Antiglare equipment associated with windows or windscreens; Sun visors for vehicles adjustable in transparency

Definitions

  • the invention relates to a composite pane with a functional element, a method for its production, the use of such a composite pane and a glazing unit with the composite pane.
  • composite panes with electrically controllable functional elements are often used for sun protection or privacy.
  • windshields are known in which a sun visor is integrated in the form of a functional element with electrically controllable optical properties.
  • the functional elements are usually film-like and are laminated into a composite pane or glued to it.
  • the driver can control the transmission behavior of the pane himself with regard to solar radiation.
  • a conventional mechanical sun visor can be dispensed with. This reduces the weight of the vehicle and saves space in the roof area.
  • electrically controlling the sun visor is more convenient for the driver than manually folding down the mechanical sun visor.
  • Windshields with such electrically controllable sun visors are known, for example, from DE102013001334A1, DE102005049081 B3,
  • Typical electrically controllable functional elements contain electrochromic layer structures or single particle device (SPD) films.
  • Other possible functional elements for implementing electrically controllable sun protection are so-called PDLC functional elements (polymer dispersed liquid crystal).
  • Their active layer contains liquid crystals embedded in a polymer matrix. If no voltage is applied, the liquid crystals are aligned in a disordered manner, which leads to a strong scattering of the light passing through the active layer. If a voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals align in a common direction and the transmission of light through the active layer is increased.
  • the PDLC functional element works less by reducing the overall transmission, but by increasing the scattering in order to ensure glare protection.
  • PDLC functional elements are known, for example, from US20150301367A1.
  • a problem with laminated functional elements arises from the penetration of gas and the diffusion of plasticizers or other harmful compounds into the functional element.
  • the substances often penetrate through the poorly protected side surfaces of the functional element, which often leads to undesirable signs of aging, such as lightening and changes in shading. These problems occur particularly with PDLC functional elements.
  • JP 2008225399 discloses a liquid crystal display element on a flexible substrate, such as a plastic film, wherein the side surfaces have a gas barrier layer that prevents the penetration of gas via a side surface of the substrate.
  • W02019077014A1 and WO2018188844A1 disclose composite panes with a functional element, wherein the functional element is protected against the penetration of plasticizer from the thermoplastic intermediate layer by means of several barrier layers on the side surface.
  • the present invention is therefore based on the object of providing an improved functional element with electrically controllable optical properties, which has good aging resistance and can be produced cost-effectively.
  • the composite pane according to the invention comprises an outer pane, a thermoplastic intermediate layer, an inner pane and a functional element with electrically controllable optical properties arranged between the outer pane and the inner pane.
  • the functional element comprises an active layer which has a first surface, a second surface and a peripheral side surface, a first surface electrode, a second surface electrode, a third surface electrode and an electrical bridge which electrically connects the first surface electrode to the third surface electrode.
  • the thermoplastic intermediate layer is arranged between the outer pane and the inner pane.
  • the active layer and the surface electrodes are designed like foils and form a stacking sequence.
  • Foils typically have a large surface area but only a small total thickness.
  • the large surfaces of the stacking sequence that limit the stacking sequence are referred to as the upper surface and lower surface and the orthogonal surfaces that have only a small width (corresponding to the direction of the small total thickness) are referred to as side surfaces.
  • the first surface and the second surface of the active layer are arranged parallel to the lower and upper surfaces of the stacking sequence.
  • the side surface of the active layer refers only to the side surface of the active layer, whereas when we talk about the side surface of the functional element, we mean the side surface of the entire stacking sequence. When we talk about "the side surface”, we mean the side surface of the active layer.
  • the first surface electrode extends in a first region of the active layer over the first surface of the active layer.
  • the second surface electrode extends in a second region of the active layer over the first surface of the active layer.
  • the third surface electrode extends at least in the first region of the active layer and in the second region of the active layer over the second surface of the active layer. Preferably, the third surface electrode extends over the entire second surface of the active layer.
  • the electrical bridge electrically connects the first surface electrode to the third surface electrode.
  • the area of the first region and the area of the second region of the active layer result in the total area of the active layer, so that the first surface electrode and the second surface electrode extend over the entire first surface of the active layer, minus an insulation region, for example an insulation line, which is arranged between the first and the second surface electrode.
  • the active layer preferably has a first segment at least in the first region and a second segment at least in the second region.
  • the active layer is preferably divided into a first segment at least in the first region and into a second segment at least in the second region.
  • the first segment of the active layer is thus arranged essentially congruently with the first surface electrode and the second segment of the active layer is arranged essentially congruently with the second surface electrode.
  • the appearance of the functional element is improved by dividing the active layer into segments. If the active layer is not divided into individual segments, unsightly optical abnormalities can occur between the regions, for example a gradual optical change in the first region of the active layer when the optical properties of the second region change.
  • the division of the active layer into at least a first segment and a second segment is preferably produced by segmentation using laser radiation.
  • the first surface electrode has a first protruding region from the active layer and the second surface electrode has a second protruding region from the active layer.
  • a first bus bar is arranged at least on the first protruding region and a second bus bar is arranged at least on the second protruding region.
  • the first surface electrode and the second surface electrode are electrically insulated from one another. In other words: the first surface electrode protrudes beyond the active layer in a first section of the circumferential side surface and the second surface electrode protrudes beyond the active layer in a second section of the circumferential side surface.
  • a first bus bar is arranged at least on the protruding region of the first surface electrode and a second bus bar is arranged at least on the protruding region of the second surface electrode.
  • the first surface electrode and the second surface electrode are arranged electrically insulated from one another.
  • the first surface electrode is preferably separated from the second surface electrode by an insulation line, which was introduced, for example, by means of laser ablation.
  • the “circumferential side surface of the active layer” means the outer circumferential surface which extends perpendicular to the first surface and the second surface of the active layer.
  • the first and the second surfaces of the active layer are the main surfaces of the active layer, which are arranged essentially parallel to the main surfaces of the outer pane and the inner pane of the composite pane.
  • the circumferential side surface of the active layer thus comprises the circumferential side surfaces of any individual segments of the active layer, minus those sections of the circumferential side surface of the segments which do not run along the edge of the functional element.
  • the first surface of the active layer is meant, if the active layer is divided into segments, the first surface of the first segment and the first surface of the second segment as well as the first surface of any further segments of the active layer.
  • the second surface of the active layer in the sense of the invention means the second surface of the first segment and the second surface of the second segment as well as the second surface of any additional segments of the active layer that may be present.
  • the first surface of the individual segments are arranged next to one another so that, in a plan view of the composite pane, the first surface of the individual segments is offset vertically from one another, but not horizontally. This means: if the first surface of the first segment faces the outer pane, the first surface of the second segment is also necessarily facing the outer pane.
  • the first surface of the active layer therefore results from the first surface of the first segment and the first surface of the second segment as well as the first surface of any additional segments that may be present.
  • the second surface of the active layer therefore results from the second surface of the first segment and the second surface of the second segment as well as the second surface of any additional segments that may be present.
  • the bus bars are connected to the surface electrodes in such a way that when the first bus bar and the second bus bar are electrically contacted with a voltage source, different optical states of the functional element can be controlled. If an electrical potential is applied to the first surface electrode, the electrical potential is also applied to the third surface electrode via the electrical bridge. A counter potential is applied to the second surface electrode via the second bus bar, so that the second region of the active layer, which is arranged between the second surface electrode and the third surface electrode, can change its optical state according to the applied voltage difference between the surface electrodes. Since the second surface electrode and the first surface electrode are arranged electrically insulated from one another, no short circuit occurs.
  • a great advantage of the invention is that the solution according to the invention allows the surface electrodes with busbars to be arranged on only one surface of the active layer, which provides creative freedom when producing the composite pane.
  • a first busbar must be connected to a surface electrode on the first surface of the active layer and a second busbar must be connected to a surface electrode on the second surface of the active layer, which results in a larger space requirement, which does not meet the desired properties of the Composite pane.
  • production is significantly more complex because the functional element has to be contacted with bus bars from two sides.
  • the first surface electrode extends over the first surface in the first region of the active layer and the second surface electrode extends over the first surface in the second region of the active layer.
  • the first surface electrode is connected to the first bus bar in a region of the first surface electrode that protrudes from the active layer and the second surface electrode is connected to the second bus bar in a region of the second surface electrode that protrudes from the active layer.
  • the first surface electrode and the second surface electrode largely prevent the diffusion of pollutants, for example plasticizers from the thermoplastic intermediate layer, via the first surface of the active layer into the active layer.
  • This arrangement makes it possible to reduce the number of barrier layers to prevent the diffusion of pollutants into the active layer.
  • This can slow down the aging of the functional element, which essentially occurs when harmful substances penetrate the interior of the functional element via the unprotected surfaces of the active layer and change the optical properties of the functional element in an undesirable way.
  • the aging leads, for example, to a lightening or change in the transmission of the functional element, starting at its side edges.
  • the first surface electrode, the second surface electrode and any other surface electrodes that are applied to the first surface of the active layer together protrude along the entire circumferential side surface of the active layer.
  • the at least one insulation region between the first surface electrode and the second surface electrode serves to electrically insulate the surface electrodes from one another.
  • the insulation region is preferably linear (insulation lines).
  • the largely uninterrupted projection of the surface electrodes along the circumferential side surface of the active layer protects the active layer very effectively against the diffusion of pollutants. In this way, fewer barrier layers are required, which saves material costs and minimizes the process effort.
  • the first protruding region and the second protruding region together protrude beyond the active layer along the entire circumferential side surface.
  • the first surface electrode and/or the second surface electrode protrude at least 1 mm, preferably at least 5 mm from the active layer.
  • the first surface electrode and/or the second surface electrode and any other surface electrodes present have a projection u of at least 1 mm, particularly preferably of at least 5 mm from the active layer.
  • the projection is determined by the distance of the outer edge of the surface electrode to the outer edge of the active layer in the projecting area. This means the distance orthogonal to the side surface of the active layer. If the projection is variable over the entire functional element, then the projection u is preferably at least 1 mm on average, particularly preferably at least 5 mm. From a projection with the dimensions mentioned, busbars can be connected to the surface electrode in a simplified process.
  • the active layer comprises further regions, preferably at least one further region, particularly preferably at least 3 further regions, very particularly preferably at least 5 further regions, in particular at least 8 further regions.
  • Exactly one further surface electrode is applied to the first surface of each further region.
  • Each region is electrically connected to exactly one surface electrode on the first surface and each further surface electrode is electrically connected to exactly one region of the active layer.
  • the third surface electrode extends over the second surface of all further regions. The further surface electrodes each protrude beyond the active layer in a further section of the peripheral side surface of the active layer.
  • Each further surface electrode is preferably electrically connected to exactly one further busbar, wherein the further surface electrodes are preferably electrically connected to a further busbar on their region protruding from the active layer.
  • the further surface electrodes, the first surface electrode and the second surface electrode are arranged so as to be electrically insulated from one another, for example they are separated from one another by one or more linear insulation regions (insulation lines). By contacting the second area and the other areas of the active layer with different surface electrodes, the areas of the active layer can be controlled and switched independently of each other.
  • the surface electrode, the electrical bridge and the third surface electrode preferably serve as an anode, with the second surface electrode and the further surface electrode serving as a cathode and being able to have different (cathodical) electrical potentials from one another.
  • the voltage difference between the anode on one side and the cathodes on the other side can convert the individual regions of the active layer into different desired optical states.
  • each region of the active layer is also an individual segment of the active layer, so that the first region is a first segment, the second region is a second segment and each further region is a further segment.
  • the first surface electrode, the second surface electrode and any additional surface electrodes were formed using laser radiation (laser ablation).
  • laser radiation laser ablation
  • an initially unsegmented, continuous surface electrode was divided into a plurality of surface electrodes (at least the first surface electrode and the second surface electrode) using laser radiation.
  • the third surface electrode is preferably not segmented using laser radiation. Any segments of the active layer that may be present, i.e. at least the first segment and the second segment, are preferably also produced using laser radiation.
  • an initially unsegmented active layer with a continuous surface electrode arranged on the first surface of the active layer was divided into a plurality of segments (at least the first and second segments) and a plurality of surface electrodes (at least the first surface electrode and the second surface electrode) using laser radiation.
  • the third surface electrode is not segmented using laser radiation.
  • the functional element already has an active layer due to the manufacturing process, which is divided into at least a first segment and a second segment, preferably further segments.
  • the first surface electrode and the second surface electrode as well as any further surface electrodes that may be present can also be applied separately to the active layer during manufacturing, so that no subsequent introduction of insulation areas is necessary.
  • the third surface electrode preferably extends completely over the second surface of the further areas or in the area of the further segments.
  • the third Surface electrode over the entire second surface of the active layer. This ensures that the functional element can be used to its full extent and has good optical quality. Any areas not covered by the third surface electrode could result in inhomogeneous optical properties in the affected areas, which could cause irritation for the user.
  • the composite pane is designed, for example, as a windshield or a roof pane that is intended to be part of a vehicle. Alternatively, it is designed, for example, as a partition pane, preferably as a partition pane for a rail vehicle or a bus. Alternatively, the composite pane can be architectural glazing, for example in an external facade of a building or a partition pane inside a building.
  • outer pane and inner pane arbitrarily describe two different panes.
  • the outer pane can be referred to as a first pane and the inner pane as a second pane.
  • the inner pane in the sense of the invention refers to the pane facing the interior (vehicle interior) (second pane).
  • the outer pane refers to the pane facing the outside environment (first pane).
  • the invention is not restricted to this, however.
  • the inner pane has an interior-side surface facing away from the thermoplastic intermediate layer and an exterior-side surface facing the thermoplastic intermediate layer.
  • the interior-side surface of the inner pane is simultaneously the interior-side surface of the composite pane.
  • the outer pane has an exterior-side surface facing away from the thermoplastic intermediate layer and an interior-side surface facing the thermoplastic intermediate layer.
  • the exterior-side surface of the outer pane is simultaneously the exterior-side surface of the composite pane.
  • the thermoplastic intermediate layer contains a polymer, preferably a thermoplastic polymer.
  • the thermoplastic intermediate layer contains at least 3% by weight, preferably at least 5 wt.%, particularly preferably at least 20 wt.%, even more preferably at least
  • the plasticizer preferably contains or consists of triethylene glycol bis-(2-ethylhexanoate).
  • Plasticizers are chemicals that make plastics softer, more flexible, more pliable and/or more elastic. They shift the thermoelastic range of plastics towards lower temperatures so that the plastics have the desired elastic properties in the range of the application temperature.
  • Other preferred plasticizers are carboxylic acid esters, in particular low-volatility carboxylic acid esters, fats, oils, soft resins and camphor.
  • Other plasticizers are preferably aliphatic diesters of tri- or tetraethylene glycol. Particularly preferred plasticizers are 3G7, 3G8 or 4G7, where the first digit indicates the number of ethylene glycol units and the last digit indicates the number of carbon atoms in the carboxylic acid part of the compound.
  • 3G8 stands for triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate), i.e. for a compound of the formula C4H9CH (CH2CH3) CO (OCH 2 CH 2 )3O 2 CCH (CH 2 CH 3 ) C4H9.
  • the intermediate layer contains at least 60% by weight, preferably at least 70% by weight, particularly preferably at least 90% by weight and in particular at least 97% by weight of polyvinyl butyral.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single film or by more than one film.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by one or more thermoplastic films arranged one above the other, the thickness of the thermoplastic intermediate layer after lamination of the layer stack preferably being from 0.25 mm to 1 mm, typically 0.38 mm or 0.76 mm. If the thickness varies over the surface of the composite pane, the values given refer to the thickness at the thickest point of the thermoplastic intermediate layer.
  • the thermoplastic intermediate layer comprises at least a first thermoplastic composite film and a second thermoplastic composite film.
  • the functional element is arranged between the first and the second thermoplastic composite film.
  • the first composite film and the second composite film are preferably arranged flat on top of each other and laminated with each other, with the functional element being inserted between the two composite films.
  • the areas of the composite films that overlap the functional element form areas that connect the functional element to the outer pane and the inner pane, thereby fixing the functional element in the composite pane. In other areas of the composite pane, where the intermediate layers are in direct contact with each other, they can fuse during lamination in such a way that the two original layers may no longer be recognizable and a homogeneous intermediate layer is present instead.
  • the thermoplastic intermediate layer also comprises a third thermoplastic composite film which is arranged all the way around the functional element.
  • the functional element or more precisely the side surfaces of the functional element, is surrounded all the way around by the third thermoplastic composite film.
  • the third composite film is designed like a frame with a recess into which the functional element is inserted.
  • the third composite film can be formed by a thermoplastic film into which the recess has been cut out.
  • the third composite film can also be assembled from several film sections around the functional element.
  • the thermoplastic intermediate layer is preferably formed from a total of at least three thermoplastic composite films arranged flat on top of one another, with the middle composite film (third composite film) having a recess in which the functional element is arranged.
  • the third composite film is arranged between the first and second composite films, with the side surfaces of all composite films facing the external environment preferably being arranged in alignment.
  • the third composite film preferably has approximately the same thickness as the functional element. This compensates for the local difference in thickness of the composite pane, which is introduced by the locally limited functional element, so that glass breakage during lamination can be avoided.
  • the side surfaces of the functional element that are visible when looking through the composite pane are preferably arranged flush with the third composite film, so that there is no gap between the side surface of the functional element and the associated side surface of the third composite film. This makes the boundary between the third composite film and the functional element visually less conspicuous.
  • the side surface of the functional element is the side surface of the active layer, wherein preferably at least one barrier layer is arranged between the side surface of the active layer and the third composite film.
  • each thermoplastic composite film is preferably from 0.1 mm to 2 mm, particularly preferably from 0.2 mm to 1 mm.
  • the area of the first and/or the second thermoplastic composite film, via which the functional element is connected to the outer pane or the inner pane, is tinted or colored.
  • at least the area of the first and/or the second thermoplastic composite film which, when viewed through the composite pane, is congruent with the functional element is tinted or colored.
  • the transmission of this area in the visible spectral range is therefore reduced compared to a non-tinted or colored layer.
  • the tinted/colored area of the composite film thus reduces the transmission of the composite pane in this area. This can be useful, for example, if the functional element is used as a sun visor.
  • the aesthetic impression of the functional element is improved because the tint leads to a more neutral appearance that is more pleasant to the viewer.
  • the tinted or colored area of the first and/or second thermoplastic composite film preferably has a light transmission (according to ISO 9050:2003) in the visible spectral range of 10% to 50%, particularly preferably 20% to 40%. This achieves particularly good results in terms of glare protection and optical appearance.
  • the thermoplastic intermediate layer can be formed by a single thermoplastic composite film in which the tinted or colored area is created by local tinting or coloring. Such films are available, for example, by coextrusion. Alternatively, an untinted film section and a tinted or colored film section can be assembled to form the thermoplastic intermediate layer.
  • At least, preferably exclusively, the region of the thermoplastic intermediate layer which is arranged between the functional element and the inner pane and/or the outer pane is tinted. This creates a particularly aesthetic impression when viewed from above on the inner pane and/or the outer pane.
  • at least one section of the peripheral side surface of the active layer is sealed with at least one barrier layer.
  • all sections of the peripheral side surface of the active layer are sealed with one or more barrier layers.
  • areas of the second surface of the active layer, which are preferably free of the third surface electrode can also be sealed with one or more barrier layers.
  • the barrier layer can partially overlap with the edge areas of the third surface electrode, for example if this is appropriate for production purposes. This results in a particularly secure sealing of the active layer of the functional element and a particularly good resistance to aging of the functional element.
  • the barrier layer in the sense of the invention, this may also mean several barrier layers, unless explicitly or implicitly excluded.
  • “sealed” means that the corresponding section of a surface is completely covered with the barrier layer as a protective layer and is thereby made more resistant and durable, in particular against the diffusion of harmful substances such as moisture, but in particular also against plasticizers from the environment that could otherwise penetrate into the interior of the active layer.
  • the barrier layer is preferably in direct and immediate contact with the active layer. For example, there is no separate adhesive or other intermediate layer between the barrier layer and the active layer of the functional element.
  • the barrier layer is designed such that it prevents the diffusion of plasticizers from the thermoplastic intermediate layer through the barrier layer.
  • the barrier layer is preferably designed such that it prevents the diffusion of plasticizer through the barrier layer to the same or greater extent as the diffusion of plasticizer through the surface electrodes.
  • the barrier layer is preferably single-layered or multi-layered, for example two-layered, three-layered, four-layered or five-layered.
  • the individual layers of the barrier layer are Also called individual layers and can consist of the same material or of different materials.
  • a barrier layer is understood to be transparent if it has a light transmission (according to ISO 9050:2003) in the visible spectral range of greater than 50%, preferably greater than 70% and in particular greater than 90%.
  • the transmission can also be much lower, for example greater than 5%.
  • the barrier layer can be tinted or colored.
  • the individual layer or layers are metal oxide-based, metal nitride-based or metal oxynitride-based, wherein the metal is preferably silicon (Si), aluminum (Al), tantalum (Ta) or vanadium (V) or a mixture thereof.
  • the layers containing metal oxide, metal nitride or metal oxynitride can be additionally doped, for example with antimony, fluorine, silver, ruthenium, palladium, aluminum and tantalum.
  • the term "based" in relation to the composition of the barrier layer means that the material consists essentially of the metal oxide, metal nitride or metal oxynitride, preferably at least 80% by weight, particularly preferably at least 90% by weight and in particular at least 95% by weight.
  • the term "based” includes the fact that in addition to the metal oxides, metal nitrides or metal oxynitrides, small amounts of residues of the process gases can also be included, such as carbon and hydrogen as organic residues of organometallic compounds.
  • the barrier layer contains or consists of at least one individual layer of organosilicon of the type SiOxCy:H, where x is preferably from 0.1 to 3 and particularly preferably from 0.2 to 2, and y is preferably greater than 0.3, particularly preferably from 0.3 to 3 and in particular from 0.9 to 2.
  • the hydrogen content of the organosilicon compound depends on the degree of polymerization and the chemistry of the deposition processes.
  • the ratio of carbon to hydrogen (CuHv) can be arbitrary and is preferably from 1:1000 to 1000:1, particularly preferably from 1:10 to 10:1.
  • At least one individual layer contains or consists of an organosilicon, the CyHz content of the organosilicon coating being from 20 wt.% to 80 wt.%, preferably from 30 wt.% to 70 wt.%.
  • organosilicon coatings are preferably highly cross-linked and have a polymeric character.
  • amorphous hydrogenated carbon preferably amorphous hydrogenated carbon doped with nitrogen (a- C:N:H) or amorphous hydrogenated carbon doped with nitrogen and silicon (a- C:N:Si:H).
  • a-C:H amorphous hydrogenated carbon
  • a- C:N:H amorphous hydrogenated carbon doped with nitrogen
  • a- C:N:Si:H amorphous hydrogenated carbon doped with nitrogen and silicon
  • plasticizers for example parylene, polyvinylidene chloride (PVDC), ethylene-vinyl alcohol copolymers (EVOP) or polyacrylates.
  • PVDC polyvinylidene chloride
  • EVOP ethylene-vinyl alcohol copolymers
  • polyacrylates for example parylene, polyvinylidene chloride (PVDC), ethylene-vinyl alcohol copolymers (EVOP) or polyacrylates.
  • the barrier layer contains at least two, preferably exactly two, exactly three, exactly four or exactly five individual layers of the same material arranged on top of one another. This is particularly advantageous for the thin individual layers used here, since defects in one of the individual layers can be compensated for by the other individual layer(s).
  • the barrier layer contains exactly one or at least one two-layer layer, also called a double layer or dyad.
  • the Double layer preferably consists of a first single layer with a polymeric character and a second single layer with a ceramic or inorganic character.
  • the first single layer is preferably arranged on the side of the double layer facing the functional element.
  • the first single layer of a double layer is particularly preferably arranged directly on the active layer, i.e. the second surface and/or the circumferential side surface.
  • one or more adhesion-improving layers can be arranged between the functional element and the barrier layer.
  • the peripheral side surface of the active layer of the functional element is subjected to an adhesion-improving surface treatment.
  • the stacking sequence can be exposed to an argon (Ar) plasma, a nitrogen (N2) plasma or an oxygen (O2) plasma for surface treatment.
  • the entire barrier layer made up of one or more individual layers has a thickness d (also called material thickness) of 10 nm to 5000 nm (nanometers), preferably from 15 nm to 1000 nm and particularly preferably from 15 nm to 500 nm.
  • the layer thickness d refers to the measurement of the thickness of an individual layer or several layers arranged on top of one another as a layer sequence, which are applied to a substrate. It is measured in a vertical direction from the surface of the substrate (in this case the circumferential side surface or second surface of the active layer) to the surface of the applied layer or layer sequence.
  • the barrier layers can be produced by any suitable deposition process.
  • Gas phase deposition processes are particularly suitable, as they enable the controlled production of particularly thin barrier layer thicknesses d.
  • PVD Physical vapor deposition
  • evaporation such as thermal evaporation, electron beam evaporation, laser beam evaporation, ion assisted deposition (IAD) or arc evaporation
  • IAD ion assisted deposition
  • Sputtering such as magnetron sputtering
  • Atomic layer deposition such as plasma enhanced atomic layer deposition (PEALD).
  • Chemical vapor deposition CVD
  • PECVD plasma enhanced chemical vapor deposition
  • LPCVD low pressure chemical vapor deposition
  • PECVD low temperature low pressure PECVD.
  • PECVD plasma-assisted processes
  • PEALD PEALD
  • barrier layers also called barrier films
  • barrier films are generally known to those skilled in the art. These can be designed, for example, as disclosed in WO2018188844A1 or WO2019077014A1.
  • the controllable functional element comprises an active layer between surface electrodes and is designed like a film.
  • the active layer has controllable optical properties, which can be controlled via the voltage applied to the surface electrodes.
  • the at least first bus conductor and the at least second bus conductor as well as any additional bus conductors present are intended to be electrically connected to an external voltage source in a manner known per se.
  • the electrical contact is made using suitable connecting cables, for example foil conductors.
  • the surface electrodes are preferably designed as transparent, electrically conductive layers.
  • the surface electrodes preferably contain at least one metal, a metal alloy or a transparent conductive oxide (transparent conducting oxide, TCO).
  • the surface electrodes can contain, for example, silver, gold, copper, nickel, chromium, tungsten, indium tin oxide (ITO), gallium-doped or aluminum-doped zinc oxide and/or fluorine-doped or antimony-doped tin oxide.
  • the surface electrodes preferably have a thickness of 10 nm to 2 pm, particularly preferably 20 nm to 1 pm, very particularly preferably 30 nm to 500 nm.
  • the functional element can have other layers known per se, for example barrier layers, blocking layers, anti-reflection layers, protective layers and/or smoothing layers.
  • the surface electrodes are preferably applied to a carrier film.
  • the surface electrodes and the active layer are arranged between the carrier films.
  • the carrier films thus form the surfaces of the functional element.
  • the functional element can thus be provided as a laminated film that can be advantageously processed.
  • the functional element is advantageously protected by the carrier films against damage, in particular corrosion.
  • the functional element contains at least
  • the first surface electrode and the second surface electrode, as well as any other surface electrodes, are preferably applied to exactly one continuous carrier foil, i.e. arranged between the carrier foil and the active layer.
  • the carrier foil therefore carries the surface electrodes and provides a liquid or soft active layer with the necessary mechanical stability.
  • the first surface electrode, the second surface electrode, the third surface electrode and/or optionally further surface electrodes can also be designed as an electrically conductive foil, preferably a metallic foil, in particular a foil made of copper or silver.
  • the surface electrodes can be applied to a carrier foil, for example the surface electrodes are a coating on a carrier foil.
  • the insulation lines related to insulation lines between surface electrodes, carrier films and/or segments of the active layer have, for example, a width of 5 pm to 500 pm, in particular 20 pm to 200 pm.
  • the width of the segments i.e. the distance between adjacent insulation lines, can be selected by the person skilled in the art in accordance with the requirements in the individual case.
  • the insulation lines can be introduced by laser ablation, mechanical cutting or etching during the production of the functional element. Already laminated functional elements can also be subsequently segmented using laser ablation.
  • the first surface electrode is preferably arranged on a first carrier film
  • the second surface electrode is preferably arranged on a second carrier film
  • the third surface electrode is preferably arranged on a third carrier film.
  • Any additional surface electrodes present are each arranged on an additional carrier film.
  • the carrier films preferably have at least the same surface area as the surface electrodes applied to them, but can also have a larger surface area.
  • the first carrier film and the second carrier film as well as any additional surface electrodes present are preferably separated from one another by an insulation region, particularly preferably by an insulation line.
  • the carrier films preferably contain at least one thermoplastic polymer, particularly preferably low-plasticizer or plasticizer-free polyethylene terephthalate (PET). This is particularly advantageous with regard to the stability of the functional element.
  • the carrier films can also contain or consist of other low-plasticizer or plasticizer-free polymers, for example ethylene vinyl acetate (EVA), polypropylene, polycarbonate, polymethyl methacrylate, polyacrylate, polyvinyl chloride, polyacetate resin, casting resins, acrylates, fluorinated ethylene propylene, polyvinyl fluoride and/or ethylene tetrafluoroethylene.
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • the thickness of each carrier film is preferably from 0.02 mm to 1 mm, particularly preferably from 0.04 mm to 0.2 mm. Carrier films provide particularly effective protection against the diffusion of plasticizer into the active layer.
  • the functional element is preferably a PDLC functional element (polymer dispersed liquid crystal).
  • the active layer of a PDLC functional element contains liquid crystals which are embedded in a polymer matrix. If no voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals are aligned in a disordered manner, which leads to a strong scattering of the light passing through the active layer. If a voltage is applied to the surface electrodes, the liquid crystals in the second region of the active layer and possibly other regions of the active layer align in a common direction and the transmission of light through the active layer is increased.
  • functional elements and in particular PDLC functional elements can be used which are transparent when no voltage is applied (zero volts) and scatter strongly when a voltage is applied.
  • controllable functional elements for example electrochromic functional elements or SPD functional elements (suspended particle device).
  • electrochromic functional elements for example electrochromic functional elements or SPD functional elements (suspended particle device).
  • SPD functional elements sustained particle device.
  • the controllable functional elements mentioned and their functionality are known to the person skilled in the art, so that a detailed description can be omitted at this point.
  • a PDLC functional element is particularly preferred, since effective protection against plasticizers must be guaranteed, especially with PDLC elements, in order not to impair the optical quality of the functional element.
  • the second region of the active layer can change its optical state by applying a voltage to the first bus bar and the second bus bar.
  • the first region of the active layer is not intended to change its optical state and is therefore preferably designed to be as small as possible.
  • the first region preferably has an area of less than or equal to 10 cm 2 , particularly preferably less than or equal to 2 cm 2 , in particular less than or equal to 1 cm 2 . All other regions of the active layer are preferably designed such that they can change their optical state by applying a voltage to the bus bars connected to them.
  • the second region of the active layer is larger in its areal extent, preferably at least 5 times larger, particularly preferably at least 10 times larger, in particular at least 100 times larger, than the first region of the active layer.
  • the functional element is typically cut out of a multilayer film with larger dimensions in the desired shape and size. This can be done mechanically, for example with a knife. In an advantageous embodiment, the cutting is done using a laser. It has been shown that the side surface is more stable in this case than with mechanical cutting. With mechanically cut side surfaces, there is a risk that the material will retract, which is visually noticeable and has a negative impact on the aesthetics of the pane.
  • electrically controllable optical properties are understood to mean properties that are continuously controllable, but equally also those that can be switched between two or more discrete states.
  • the electrical control of the functional element of the composite pane according to the invention installed in a vehicle is carried out, for example, by means of switches, rotary or sliding controls that are integrated in the vehicle's instruments.
  • a button for controlling the functional element can also be integrated into the composite pane, for example a capacitive button.
  • the functional element can be controlled by contactless methods, for example by recognizing gestures, or depending on the state of the pupil or eyelid determined by a camera and suitable evaluation electronics.
  • the functional element can be controlled by sensors that detect light falling on the pane.
  • the bus bars are applied by soldering or gluing to the protruding area of the first surface electrode or the second surface electrode and optionally further surface electrodes.
  • the bus bars applied in this way are preferably designed as a wire or strip of an electrically conductive film.
  • the bus bars then contain, for example, at least aluminum, copper, tinned copper, gold, silver, zinc, tungsten and/or tin or alloys thereof.
  • the strip preferably has a thickness of 10 pm to 500 pm, particularly preferably 30 pm to 300 pm. Bus bars made of electrically conductive films with these thicknesses are technically simple to produce and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the strip can be electrically connected to the electrically conductive structure, for example, via a solder mass, via an electrically conductive adhesive or by direct application.
  • the first bus bar and/or the second bus bar and/or the other bus bars that may be present are designed as a printed and burned-in conductive structure.
  • the printed bus bars preferably contain at least one metal, a metal alloy, a metal compound and/or carbon, particularly preferably a noble metal and in particular silver.
  • the printing paste preferably contains metallic particles, metal particles and/or carbon and in particular noble metal particles such as silver particles.
  • the electrical conductivity is preferably achieved by the electrically conductive particles.
  • the particles can be in an organic and/or inorganic matrix such as pastes or inks, preferably as a printing paste with glass frits.
  • the layer thickness of the printed bus bars is preferably from 5 pm to 40 pm, particularly preferably from 8 pm to 20 pm and most particularly preferably from 8 pm to 12 pm.
  • Printed bus bars with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the specific resistance p a of the first busbar and/or the second busbar and/or the additional busbars that may be present is preferably from 0.8 pOhnrcm to 7.0 pOhnrcm and particularly preferably from 1.0 pOhnrcm to 2.5 pOhnrcm. Busbars with specific resistances in this range are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the first bus bar, the second bus bar and/or any additional bus bars that may be present are preferably applied to a surface of the respective surface electrode that faces the active layer of the functional element. This arrangement is simpler because the surface electrodes are preferably arranged between the active layer and a carrier film and are therefore difficult to connect to a bus bar via the surface of the surface electrode that faces away from the active layer.
  • the first bus bar, the second bus bar and/or any additional bus bars that may be present can also be applied to the surface of the respective surface electrode that faces away from the active layer.
  • a carrier film that may be present can, for example, have a recess via which the bus bar and surface electrode can be connected to one another.
  • the first bus conductor and the second bus conductor are preferably arranged in opposite edge regions of the functional element or alternatively arranged at an angle, i.e. arranged offset by essentially 90° to one another. Any additional bus conductors that may be present are preferably arranged like the second bus conductor to the first bus conductor. If the composite pane is used as a vehicle window in a vehicle, the bus conductors are preferably arranged in such a way that they are covered by a covering print of the vehicle window.
  • the electrical bridge is designed as a metal foil or metallic wire.
  • the electrically conductive bridge can be applied to the first surface electrode, the third surface electrode and a section of the peripheral side surface of the active layer by means of an adhesive layer.
  • the electrically conductive bridge contains, for example, at least aluminum, copper, tinned copper, gold, silver, Zinc, tungsten and/or tin or alloys thereof.
  • the bridge preferably has a thickness of 5 pm to 400 pm, particularly preferably 40 pm to 250 pm. Electrically conductive bridges with these thicknesses are technically easy to implement and have an advantageous current-carrying capacity.
  • the electrically conductive bridge can also be electrically connected to the electrically conductive structure (the first surface electrode and the third surface electrode), for example via a solder mass, via an electrically conductive adhesive or by direct application.
  • the electrically conductive bridge can, for example, be introduced into the functional element after the surface electrodes have been connected to the active layer.
  • the electrically conductive bridge is designed as a conductive paste.
  • the electrically conductive bridge can be arranged, for example, in an opening in the first region of the active layer, for example a hole-shaped recess in the active layer, so that a direct electrical connection between the first surface electrode and the third surface electrode is made possible.
  • the printing paste preferably contains at least one metal, a metal alloy, a metal compound and/or carbon, particularly preferably a noble metal and in particular silver.
  • the electrical conductivity is alternatively achieved by the electrically conductive particles.
  • the particles can be in an organic and/or inorganic matrix such as pastes or inks, preferably as a printing paste with glass frits.
  • the diameter of the printing paste is preferably at least 5 pm, particularly preferably at least 20 pm and very particularly preferably at least 50 pm. In this arrangement, the electrically conductive bridge is completely enclosed by the active layer and the surface electrodes and is thus well protected from external influences.
  • the specific resistance p a of the electrically conductive bridge is preferably from 0.8 pOhnrcm to 7.0 pOhnrcm and particularly preferably from 1.0 pOhnrcm to 2.5 pOhnrcm.
  • a protective layer for example a varnish or a polymer film.
  • the first bus bar is preferably electrically connected to the first surface electrode using an electrically conductive material that contains silver, particularly preferably the material is based on silver.
  • the second bus bar is preferably electrically connected to the second surface electrode using an electrically conductive material, preferably based on silver. It is understood that any additional bus bars that may be present are connected to additional surface electrodes, preferably with an electrically conductive material, preferably based on silver.
  • the electrically conductive material is applied at least, preferably exclusively, between the bus bar and the protruding area of the surface electrode to which the bus bar is connected. This arrangement can be manufactured quickly and easily in terms of production technology, with silver-containing materials being characterized by high electrical conductivity and being relatively stable over the long term.
  • layer thicknesses or thicknesses refers, unless otherwise stated, to the geometric thickness of a layer.
  • the composite pane with an electrically controllable functional element can advantageously be designed as a windshield with a functional element as an electrically controllable sun visor.
  • a windshield has an upper edge and a lower edge as well as two side edges running between the upper edge and the lower edge.
  • the upper edge refers to the edge that is intended to point upwards in the installation position.
  • the lower edge refers to the edge that is intended to point downwards in the installation position.
  • the upper edge is often also referred to as the roof edge and the lower edge as the motor edge.
  • Windscreens have a central field of vision, the optical quality of which must meet high requirements.
  • the central field of vision must have a high light transmission (according to ISO 9050:2003) (typically greater than 70%).
  • the central field of vision in question is in particular the field of vision referred to by experts as field of vision B, field of vision B or zone B.
  • Field of vision B and its technical requirements are laid down in Regulation No. 43 of the Economic Commission for Europe of the United Nations (UN/ECE) (ECE-R43, "Uniform provisions concerning the approval of safety glazing materials and their installation in vehicles").
  • Field of vision B is defined in Annex 18.
  • the functional element is then advantageously arranged above the central field of vision (field of vision B).
  • field of vision B the functional element is arranged in the area between the central field of vision and the upper edge of the windshield.
  • the functional element does not have to cover the entire area, but is completely within this area positioned and does not protrude into the central field of vision. In other words, the functional element is closer to the top edge of the windshield than the central field of vision.
  • the transmission of the central field of vision is not impaired by the functional element, which is positioned in a similar place to a classic mechanical sun visor when folded down.
  • the functional element is preferably arranged over the entire width of the composite pane or the windshield, minus an edge area on both sides with a width of, for example, 2 mm to 20 mm.
  • the functional element is also preferably spaced from the upper edge by, for example, 2 mm to 20 mm. The functional element is thus encapsulated within the composite pane and protected from contact with the surrounding atmosphere and corrosion.
  • the upper edge and the adjacent side surface or all side surfaces of the functional element are preferably covered by an opaque cover print or an external frame when viewed through the composite pane.
  • Windscreens and vehicle roof windows typically have a peripheral cover print made of an opaque enamel, which serves in particular to protect the adhesive used to install the windscreen from UV radiation and to visually conceal it.
  • This peripheral cover print is preferably used to also cover the upper edge and the side surface of the functional element, as well as the necessary electrical connections including the bus bars.
  • the functional element is then advantageously integrated into the appearance of the composite pane and only the lower edge is potentially visible to the viewer.
  • both the outer pane and the inner pane have a cover print so that visibility is prevented from both sides.
  • the functional element can also have recesses or holes, for example in the area of so-called sensor windows or camera windows of the composite pane, in particular the windshield. These areas are intended to be equipped with sensors or cameras whose function would be impaired by a controllable functional element in the beam path, for example rain sensors. It is also possible to realize the functional element-free windows with at least two functional elements that are separate from one another, with a distance between the functional elements that provides space for sensor or camera windows.
  • the outer pane and the inner pane are preferably made of glass, particularly preferably soda-lime glass, as is usual for window panes.
  • panes can also be made of other types of glass, for example quartz glass, borosilicate glass or aluminosilicate glass, or of rigid clear plastics, for example polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the panes can be clear, or tinted or colored.
  • the outer pane, the inner pane and/or the intermediate layer may have other suitable coatings known per se, for example anti-reflective coatings, non-stick coatings, anti-scratch coatings, photocatalytic coatings or sun protection coatings or low-E coatings).
  • the thickness of the outer pane and the inner pane can vary widely and can thus be adapted to the requirements of the individual case.
  • the outer pane and the inner pane preferably have thicknesses of 0.5 mm to 5 mm, particularly preferably 1 mm to 3 mm.
  • the invention further extends to a glazing unit comprising the composite pane according to the invention.
  • the first busbar and the second busbar and optionally further busbars are connected to a voltage source in such a way that different optical states of the second region of the active layer can be controlled by means of electrical voltage changes on the busbars. If present, different optical states can also be controlled in other regions of the active layer by means of electrical voltage changes on the busbars.
  • the voltage changes on the busbars can be generated by the voltage source.
  • the busbars can be connected to the voltage source by conventional means.
  • the electrical contact is preferably implemented by suitable connecting cables, for example foil conductors.
  • the invention also extends to a method for producing a composite pane.
  • the method comprises the following method steps in the order given: a) In a first method step, the first busbar is connected to the first surface electrode of the functional element and the second busbar is connected to the second surface electrode of the functional element. b) In a second process step, the functional element is arranged together with the outer pane, the inner pane and the thermoplastic intermediate layer to form a layer stack and laminated to form a composite pane.
  • the thermoplastic intermediate layer in method step b) comprises a first thermoplastic composite film, a second thermoplastic composite film and a third thermoplastic composite film, wherein the functional element is arranged between the first thermoplastic composite film and the second thermoplastic composite film and the third thermoplastic composite film is arranged such that it surrounds the functional element, for example like a frame.
  • the active layer of the functional element is divided into the first segment and the second segment by means of segmentation by laser radiation.
  • the electrical contact of the busbars is preferably made before the laminated pane is laminated.
  • Any existing prints for example opaque cover prints or printed bus bars for electrical contact with the functional element, are preferably applied using the screen printing process.
  • Lamination is preferably carried out under the influence of heat, vacuum and/or pressure.
  • Known methods for lamination can be used, for example autoclave methods, vacuum bag methods, vacuum ring methods, calender methods, vacuum laminators or combinations thereof.
  • the invention further comprises the use of a composite pane according to the invention with an electrically controllable functional element as interior glazing or exterior glazing in a vehicle, preferably as a windshield or roof pane of a vehicle, or a building, wherein the electrically controllable functional element is used as sun protection, sun visor or as privacy protection, preferably as a sun visor.
  • the invention further comprises the use of the composite pane according to the invention as a windshield or roof pane of a vehicle.
  • the invention further includes the use of the electrically controllable functional element as a sun visor in a windshield or roof window of a vehicle, wherein the functional element comprises an active layer with a first surface, a second surface and a circumferential side surface, a first surface electrode which extends over the first surface in a first region of the active layer and a second surface electrode which extends over the first surface in a second region of the active layer.
  • the functional element comprises a third surface electrode which extends over the second surface at least in the first and second regions of the active layer and an electrical bridge which electrically connects the first surface electrode to the third surface electrode.
  • the first surface electrode also has a region which protrudes first from the active layer and the second surface electrode has a region which protrudes second from the active layer.
  • a first busbar is arranged at least on the first protruding region and a second busbar is arranged at least on the second protruding region.
  • the first surface electrode and the second surface electrode are electrically insulated from one another.
  • Figure 1 shows an embodiment of the functional element with busbars as it would be installed in the composite pane according to the invention in a plan view of the second surface of the functional element
  • Figure 2 shows the functional element from Figure 1 in a side view of a first section of the circumferential side surface of the functional element
  • Figure 3 shows the functional element from Figure 1 in a further side view of a further section of the circumferential side surface of the functional element
  • Figure 4 shows an embodiment of the composite pane according to the invention in a plan view
  • Figure 5 shows a cross-sectional view of the composite pane according to the invention from Figure 4
  • Figure 6 shows a further embodiment of the composite pane according to the invention in a plan view
  • Figure 7 is a cross-sectional view of the composite pane according to the invention from Figure 6 and Figure 8 is a side view of a functional element as used in the composite pane of Figures 6 and 7.
  • Figures 1, 2 and 3 each show a detail of a functional element 4 with electrically controllable optical properties, such as could be part of a composite pane 100 according to the invention.
  • Figure 1 shows a plan view of the functional element 4, with Figures 2 and 3 each showing a side view of the circumferential side surface of the functional element 4.
  • the functional element 4 has an active layer 5 with a first surface A, a second surface B and a circumferential side surface S.
  • Figure 2 shows a side view which shows a plan view of a second section S" of the circumferential side surface S of the active layer 5.
  • Figure 3 shows a side view offset by 90° from the side view in Figure 2.
  • the viewing direction from which the functional element 4 is viewed in Figure 3 is indicated by a dashed arrow in Figure 1.
  • the controllable functional element 4 is, for example, a PDLC multilayer film.
  • the active layer 5 is divided into a first segment 5.1 and a second segment 5.2.
  • a first surface electrode 6.1 is applied to the first surface A of the active layer 5 in the region of the first segment 5.1.
  • a second surface electrode 6.2 is applied to the first surface A of the active layer 5 in the region of the second segment 5.2.
  • a third surface electrode 6.3 is applied to the second surface B of the active layer 5.
  • the third surface electrode 6.3 extends over the entire second surface B of the active layer 5.
  • the first surface electrode 6.1 and the second surface electrode 6.2 together extend over the entire first surface A of the active layer 5.
  • An electrical bridge 7 connects the first surface electrode 6.1 to the third surface electrode 6.3 in an electrically conductive manner.
  • a linear insulation region which separates the first surface electrode 6.1 from the second surface electrode 6.2 and the first segment 5.1 of the active layer 5 from the second segment 5.2 of the active layer 5 is indicated by a dashed line.
  • the linear insulation region between the first surface electrode 6.1 and the second surface electrode 6.2 as well as the first segment 5.1 and the second segment 5.2 is shown by a visible gap.
  • the linear insulation region, also called insulation line, serves for electrical insulation in the case of the first surface electrode 6.1 and the second surface electrode 6.2, so that both electrodes are arranged electrically insulated from each other.
  • the insulation line serves to improve the optical quality of the functional element 4.
  • the insulation line between the surface electrodes 6.1, 6.2 and the segments 5.1, 5.2 has been introduced into the functional element 4 by laser ablation, for example.
  • the insulation lines have a width of 50 pm, for example.
  • the active layer 5 also has the circumferential side surface S, which runs between the first surface A and the second surface B.
  • a first section S' of the circumferential side surface S of the active layer 5, 5.1 the first surface electrode 6.1 projects beyond the active layer 5, 5.1 (see Figure 2), so that the first surface electrode 6.1 has a projecting area U' to the active layer 5.
  • a second section S" of the circumferential side surface S of the active layer 5, 5.2 the second surface electrode 6.2 projects beyond the active layer 5, 5.2 (see Figure 3), so that the second surface electrode 6.2 has a projecting area II" to the active layer 5.
  • the projection u of the first surface electrode 6.1 to the active layer 5 and the projection u of the second surface electrode 6.2 to the active layer 5 are each, for example, 3 mm.
  • the projection u is measured here and in the following by the distance of the outer projecting edge of the surface electrode to the edge of the active layer 5 (distance measured orthogonal to the section of the side surface S in which the surface electrode projects).
  • a first bus bar 8.1 is applied to the protruding region U' of the first surface electrode 6.1 and a second bus bar 8.2 is applied to the protruding region II" of the second surface electrode 6.2.
  • the bus bars 8.1, 8.2 are each applied to the surface of the surface electrodes 6.1, 6.2 facing the active layer 5.
  • the protruding region U' of the first surface electrode 6.1 is offset by 90° to the protruding region II" of the second surface electrode 6.2.
  • the bus bars 8.1, 8.2 are therefore not opposite one another, but also offset by 90° to one another.
  • the bus bars 8.1, 8.2 are designed, for example, as a silver-containing printing paste with a layer thickness of 10 pm.
  • the first surface electrode 6.1 and the third surface electrode 6.3 are electrically connected to one another via an electrically conductive bridge 7.
  • the electrically conductive bridge 7 is arranged in a hole-shaped recess of the first segment 5.1 of the active layer 5 and is in direct spatial contact with the first surface electrode 6.1 and the third surface electrode 6.3, so that a voltage applied to the first surface electrode 6.1 is also applied to the third surface electrode 6.3 via the electrically conductive bridge 7.
  • the electrically conductive bridge 7 can alternatively be arranged along the side surface S of the active layer 5 and touch the first surface electrode 6.1 and the third surface electrode 6.3 in an edge region (not shown here).
  • the first bus conductor 8.1 and the second bus conductor 8.2 are connected to the voltage source 10 via connecting lines.
  • the voltage source 10 is in turn connected to a control unit via which the voltage intended for the functional element 4 can be set.
  • the surface electrodes 6.1, 6.2, 6.3 are each applied to a carrier film (carrier film is not shown here), which has essentially the same surface area as the respective applied surface electrode 6.1, 6.2, 6.3.
  • the carrier films are provided with an ITO coating with a thickness of approximately 100 nm facing the active layer 5, which forms the surface electrodes 6.1, 6.2, 6.3.
  • the surface electrodes 6.1, 6.2, 6.3 are therefore arranged between a carrier film and the active layer 5.
  • the carrier films are not shown in the figures.
  • the carrier films consist, for example, of polyethylene terephthalate (PET) and have a thickness of, for example, 0.125 mm.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the surface electrodes 6.1, 6.2, 6.3 are arranged between the respective carrier film and the active layer 5.
  • the active layer 5 contains a polymer matrix with liquid crystals dispersed therein, which align themselves depending on the electrical voltage applied to the surface electrodes 6.1, 6.2, 6.3, whereby the optical properties can be controlled.
  • the second segment 5.2 of the active layer 5 changes its optical state depending on the voltage applied to the first surface electrode 6.1 and the second surface electrode 6.2. The optical change is caused by the voltage difference between the second surface electrode 6.2 and the third surface electrode 6.3, at which liquid crystals in the second segment 5.2 realign themselves.
  • Figures 4 and 5 show an embodiment of the composite pane 100 according to the invention, wherein a functional element 4 is arranged within the composite pane 100 as essentially described for Figures 1 to 3.
  • the composite pane 100 is designed as a windshield with an electrically controllable sun visor for a vehicle and the functional element 4 is cut and curved (or bendable) according to the arrangement in the windshield.
  • Figure 4 shows a plan view of an inner side of the composite pane 100, i.e. that surface of the composite pane 100 which is intended to face the interior of a vehicle.
  • Figure 5 shows a Cross-sectional view of the composite pane 100 from Figure 4, with the section line XX' indicated in Figure 4.
  • the composite pane 100 comprises an outer pane 1 and an inner pane 2, which are connected to one another via a thermoplastic intermediate layer 3.
  • the outer pane 1 has a thickness of 2.1 mm and is made, for example, of a clear soda-lime glass.
  • the inner pane 2 has a thickness of 1.6 mm and is also made, for example, of a clear soda-lime glass.
  • the composite pane has an upper edge D facing the roof in the installed position and a lower edge M facing the engine compartment in the installed position.
  • the outer pane 1 has an interior surface II facing the thermoplastic intermediate layer 3 and an exterior surface I facing away from the thermoplastic intermediate layer 3.
  • the exterior surface I of the outer pane 1 is also the exterior surface of the composite pane 100.
  • the inner pane 2 has an exterior surface III facing the thermoplastic intermediate layer 3.
  • the inner pane 2 has an interior surface IV facing away from the thermoplastic intermediate layer 3, which is also the interior surface of the composite pane 100.
  • the thermoplastic intermediate layer 3 comprises a first thermoplastic composite film 3.1, a second thermoplastic composite film 3.2 and a third thermoplastic composite film 3.3, which are arranged in a flat stacked manner between the outer pane 1 and the inner pane 2, the third thermoplastic composite film 3.3 being arranged between the first and the second thermoplastic composite film 3.1, 3.2.
  • the composite films 3.1, 3.2, 3.3 each have a thickness of 0.38 mm, for example.
  • the composite films 3.1, 3.2, 3.3 consist, for example, of 78% by weight of polyvinyl butyral (PVB) and 22% by weight of 2,2'-ethylenedioxydiethylbis(2-ethylhexanoate) as a plasticizer.
  • the functional element 4 is arranged between the first thermoplastic composite film 3.1 and the second thermoplastic composite film 3.2, and its optical properties can be controlled by an electrical voltage.
  • the electrical supply lines are not shown for the sake of simplicity.
  • the first thermoplastic composite film 3.1 is connected to the outer pane 1
  • the second thermoplastic composite film 3.2 is connected to the inner pane 2.
  • the third thermoplastic composite film 3.3 in between has a cutout into which the cut functional element 4 fits precisely. that is to say, it is inserted flush on all sides of the active layer 5.
  • the overhang U', II" of the first surface electrode 6.1 and the second surface electrode 6.2 can overlap with the third thermoplastic composite film 3.3 (not shown here).
  • the third composite film 3.3 thus forms a kind of passespartout for the functional element 4, which is thus encapsulated all around in thermoplastic material and is thus protected.
  • the functional element 4 serves as a sun visor in the composite pane 100 designed as a windshield and is arranged in an area above a central viewing area B (as defined in ECE-R43).
  • the height of the sun visor is, for example, 21 cm.
  • the first composite film 3.1 can have a tinted area that is arranged between the functional element 4 and the outer pane 1 (not shown here).
  • the light transmission of the windshield is thereby further reduced in the area of the functional element 4 (for example, light transmission of 30% in the tinted area) and the milky appearance of the PDLC functional element 4 in the diffuse state is reduced.
  • the aesthetics of the windshield are thus made significantly more appealing.
  • the composite pane 100 has, as is usual for windshields, a peripheral covering print 11 which is formed by an opaque enamel on the interior-side surfaces II, IV of the outer pane 1 and the inner pane 2.
  • the distance of the functional element 4 to the upper edge D and the side edges of the composite pane 100 is smaller than the width of the covering print 11, so that the side surfaces of the functional element 4 - with the exception of the side edge pointing towards the central field of view B - are covered by the covering print 11.
  • the electrical connections (not shown) including the busbars 8.1, 8.2 are also sensibly attached in the area of the covering print 11 and thus hidden.
  • the functional element 4 has a barrier layer 9 on all side surfaces, which covers the entire circumferential side surface and the circumferential edge region of the top side (ie the surface facing the first thermoplastic composite film 3.1) of the functional element 4.
  • the top side of the functional element 4 is simultaneously the second surface B of the active layer 5 covered by the third surface electrode 6.3 (see Figures 1 to 3).
  • the functional element 4 is also covered in the edge regions of the bottom side (ie the surface facing the second thermoplastic composite film 3.2) with a barrier layer 9, which does not have a protruding area U', U" through the first or second surface electrode 6.1, 6.2 (not shown here).
  • the underside of the functional element 4 is simultaneously the first surface A of the active layer 5 covered by the first and second surface electrodes 6.1, 6.2 (see Figures 1 to 3).
  • the term "circumferential side surface of the functional element 4" essentially means the circumferential side surface S of the active layer 5, as shown in Figures 1 to 3.
  • the barrier layers 9 reduce or prevent diffusion of plasticizer into the active layer 5, which increases the service life of the functional element 4.
  • the thickness (or in other words, the material thickness) of the barrier layers 9 is, for example, at least 50 nm.
  • the barrier layers 9 are, for example, an organosilicon layer.
  • the barrier layers can also be formed by multilayered individual layers.
  • FIG 6 shows a plan view of a further embodiment of the composite pane 100 according to the invention.
  • Figure 7 shows a cross-sectional view of the composite pane 100 from Figure 6, with the section line X-X' indicated in Figure 6.
  • the composite pane 100 is designed as a roof pane for a vehicle.
  • the functional element 4 is arranged between an outer pane 1 and an inner pane 2 within a thermoplastic intermediate layer 3.
  • the functional element 4 is arranged between a first thermoplastic composite film 3.1 and a second thermoplastic composite film 3.2.
  • a third thermoplastic composite film 3.3 is arranged in the form of a frame around the functional element 4.
  • the composite pane 100 has, as is usual for roof panes, a circumferential peripheral cover print 11 which is formed by an opaque enamel on the interior-side surfaces II, IV of the outer pane 1 and the inner pane 2.
  • the optical properties of the functional element 4 can be controlled by an electrical voltage.
  • the electrical supply lines are not shown for the sake of simplicity.
  • the functional element 4 is divided into several switchable areas 5.2, 5'; for more details, see Figure 8.
  • the peripheral edge of the functional element 4 is completely covered by the cover print 11 including the bus bars 8.1, 8.2, 8'.
  • the functional element 4 extends essentially over the entire surface of the composite pane 100, minus a peripheral edge area which is completely covered by the cover print 11. In other words, the functional element 4 extends over the entire see-through area of the composite pane 100.
  • the functional element 4 has a barrier layer 9 on all side surfaces, which covers the entire circumferential side surface and the circumferential edge region of the top side (i.e.
  • the functional element 4 has no barrier layer 9 on the underside (i.e. the surface facing the second thermoplastic composite film 3.2) because the first surface electrode 6.1, the second surface electrode 6.2 and all other surface electrodes 6' have a protruding region U', U", U"' to the active layer 5, whereby a protrusion along the entire circumferential edge of the active layer 5 is achieved and the use of a barrier layer 9 is no longer necessary (not shown here).
  • the underside of the functional element 4 is simultaneously the first surface A of the active layer 5 covered by the first and second surface electrodes 6.1, 6.2 (see Figure 8).
  • the term “circumferential side surface of the functional element 4” essentially means the circumferential side surface S of the active layer 5, as shown in Figure 8.
  • the outer pane 1 and the inner pane 2 are made of soda-lime glass, which can optionally be tinted.
  • the outer pane 1 has a thickness of 2.1 mm, for example, and the inner pane 2 has a thickness of 1.6 mm.
  • the thermoplastic composite films 3.1, 3.2, 3.3 each have a thickness of 0.38 mm, for example, and consist of 78% by weight of polyvinyl butyral (PVB) and 22% by weight of 2,2'-ethylenedioxydiethylbis(2-ethylhexanoate) as a plasticizer.
  • PVB polyvinyl butyral
  • Figure 8 shows the functional element 4 in a side view, which in the embodiment of Figures 6 and 7 is part of the composite pane 100.
  • the variant of the functional element 4 shown in Figure 8 essentially corresponds to the variant from Figures 1 to 3, so that only the differences are discussed here and otherwise reference is made to the description of Figures 1 to 3.
  • first surface electrode 6.1 and the second surface electrode 6.2 further surface electrodes 6' are applied to the first surface A of the active layer 5.
  • a total of 5 surface electrodes 6.1, 6.2, 6' that are electrically insulated from one another are applied to the first surface A of the active layer 5.
  • the second surface electrode 6.2 and the other 3 surface electrodes 6' are arranged in strips next to one another on the active layer 5, so that in plan view 4 essentially rectangular-shaped areas can be seen (see Figure 6).
  • the Surface electrodes 6.2, 6' are arranged parallel to each other and next to each other, with the longer sides of the individual surface electrodes 6', 6.2 facing each other.
  • the surface electrodes 6.1, 6.2, 6' are separated from each other by insulation lines, for example introduced by laser ablation.
  • the insulation lines have a width of 50 pm, for example.
  • the active layer 5 is not divided into individual segments, i.e. areas separated from one another by an insulation area.
  • the entire active layer 5 is a continuous layer, which, however, can nevertheless be divided into a first area 5.1, a second area 5.2 and three further areas 5' due to the divided surface electrodes 6.1, 6.2, 6' on the first surface A.
  • different optical states can be controlled by applying a voltage by means of the voltage source 10 to the first surface electrode 6.1 and the second surface electrode 6.2 as well as the further surface electrodes 6'.
  • the second area 5.2 and the further areas 5' can be switched independently of one another, whereby the active layer 5 can be in different optical states depending on the area 5.2, 5'.
  • the first region 5.1 of the active layer 5 is not switchable and is preferably covered by the cover print 11 when installed in the composite pane 100.
  • the first surface electrode 6.1, the second surface electrode 6.2 and the further surface electrodes 6' are connected to a busbar 8.1, 8.2, 8' in an area LT, II", U"' projecting towards the active layer 5 (only shown for the first surface electrode 6.1 in Figure 8).
  • the busbars 8.1, 8.2, 8' are applied to the surface of the respective surface electrode 6.1, 6.2, 6' facing the active layer 5.
  • the busbars 8.1, 8.2, 8' are in turn connected to the voltage source 10 by means of electrical lines.
  • the first surface electrode 6.1, the second surface electrode 6.2 and the further surface electrodes 6' project along the entire circumferential side surface S towards the active layer 5, minus the linear insulation region. This protects the functional element 4 even better against the influence of plasticizers, for example from the PVB layer, which would impair the optical quality of the functional element 4.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe (100) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, umfassend: eine Außenscheibe (1), eine thermoplastische Zwischenschicht (3), eine Innenscheibe (2) und ein zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) angeordnetes Funktionselement (4) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, wobei das Funktionselement (4) umfasst: - eine aktive Schicht (5) mit einer ersten Oberfläche (A), einer zweiten Oberfläche (B) und einer umlaufenden Seitenfläche (S), - eine erste Flächenelektrode (6.1), welche sich in einem ersten Bereich (5.1) der aktiven Schicht (5) über die erste Oberfläche (A) erstreckt, - eine zweite Flächenelektrode (6.2), welche sich in einem zweiten Bereich (5.2) der aktiven Schicht (5) über die erste Oberfläche (A) erstreckt, - eine dritte Flächenelektrode (6.3), welche sich zumindest im ersten und im zweiten Bereich (5.1, 5.2) der aktiven Schicht (5) über die zweite Oberfläche (B) erstreckt und - eine elektrische Brücke (7), welche die erste Flächenelektrode (6.1) mit der dritten Flächenelektrode (6.3) elektrisch leitend verbindet, wobei die erste Flächenelektrode (6.1) zur aktiven Schicht (5) einen ersten überstehenden Bereich (U') aufweist und die zweite Flächenelektrode (6.2) zur aktiven Schicht (5) einen zweiten überstehenden Bereich (U'') aufweist und zumindest auf dem ersten überstehenden Bereich (U') ein erster Sammelleiter (8.1) und zumindest auf dem zweiten überstehenden Bereich (U'') ein zweiter Sammelleiter (8.2) angeordnet ist und wobei die erste Flächenelektrode (6.1) und die zweite Flächenelektrode (6.2) voneinander elektrisch isoliert sind.

Description

Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften
Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit Funktionselement, ein Verfahren zu deren Herstellung, die Verwendung einer solchen Verbundscheibe und eine Verglasungseinheit mit der Verbundscheibe.
Im Fahrzeugbereich und im Baubereich werden oftmals Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen zum Sonnenschutz oder zum Sichtschutz eingesetzt. So sind beispielsweise Windschutzscheiben bekannt, in denen eine Sonnenblende in Form eines Funktionselements mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften integriert ist. Dabei ist insbesondere die Transmission oder das Streuverhalten von elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich elektrisch steuerbar. Die Funktionselemente sind in der Regel folienartig und werden in eine Verbundscheibe einlaminiert oder an diese angeklebt. Bei Windschutzscheiben kann der Fahrer beispielsweise das Transmissionsverhalten der Scheibe selbst gegenüber Sonnenstrahlung steuern. So kann auf eine herkömmliche mechanische Sonnenblende verzichtet werden. Dadurch kann das Gewicht des Fahrzeugs reduziert werden und es wird Platz im Dachbereich gewonnen. Zudem ist das elektrische Steuern der Sonnenblende für den Fahrer komfortabler als das manuelle Herunterklappen der mechanischen Sonnenblende.
Windschutzscheiben mit derartigen elektrisch steuerbaren Sonnenblenden sind beispielsweise bekannt aus DE102013001334A1 , DE102005049081 B3,
DE102005007427A1 und DE102007027296A1.
Typische elektrisch steuerbare Funktionselemente enthalten elektrochrome Schichtstrukturen oder Single Particle Device (SPD)-Folien. Weitere mögliche Funktionselemente zur Realisierung eines elektrisch steuerbaren Sonnenschutzes sind sogenannte PDLC- Funktionselemente (polymer dispersed liquid crystal). Deren aktive Schicht enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Das PDLC- Funktionselement wirkt weniger durch Herabsetzung der Gesamttransmission, sondern durch Erhöhung der Streuung, um einen Blendschutz zu gewährleisten. PDLC-Funktionselemente sind beispielsweise aus der US20150301367A1 bekannt. Ein Problem bei einlaminierten Funktionselementen ergibt sich durch Eindringen von Gas, und Diffusion von Weichmachern oder anderen schädlichen Verbindungen in das Funktionselement. Die Stoffe dringen hierbei häufig über die wenig geschützten Seitenflächen des Funktionselementes ein, hierdurch kommt es oftmals zu unerwünschten Alterungserscheinungen, wie Aufhellungen und Veränderungen in der Abschattung. Diese Probleme treten insbesondere bei PDLC-Funktionselementen auf.
JP 2008225399 offenbart ein Flüssigkristallanzeigeelement auf einem flexiblen Substrat, wie einer Kunststofffolie, wobei die Seitenflächen eine Gasbarriere-Schicht aufweisen, die das Eindringen von Gas über eine Seitenfläche des Substrats verhindern. W02019077014A1 und WO2018188844A1 offenbaren Verbundscheiben mit einem Funktionselement, wobei das Funktionselement mittels mehrerer Sperrschichten an der Seitenfläche vor Eindringen von Weichmachen aus der thermoplastischen Zwischenschicht geschützt ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften bereitzustellen, welches eine gute Alterungsbeständigkeit aufweist und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Verbundscheibe gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe, eine thermoplastische Zwischenschicht, eine Innenscheibe und ein zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnetes Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften. Das Funktionselement umfasst eine aktive Schicht, welche eine erste Oberfläche, eine zweite Oberfläche und eine umlaufende Seitenfläche aufweist, eine erste Flächenelektrode, eine zweite Flächenelektrode, eine dritte Flächenelektrode und eine elektrische Brücke, welche die erste Flächenelektrode mit der dritten Flächenelektrode elektrisch leitend verbindet. Die thermoplastische Zwischenschicht ist zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet.
Die aktive Schicht und die Flächenelektroden sind folienartig ausgebildet und bilden eine Stapelfolge aus. Folien weisen typischerweise eine große Fläche aber nur einer geringe Gesamtdicke auf. Im Folgenden werden die, die Stapelfolge begrenzenden, großen Flächen der Stapelfolge als obere Oberfläche und untere Oberfläche bezeichnet und die dazu orthogonalen Flächen, die nur eine geringe Breite (entsprechend der Richtung der geringen Gesamtdicke) aufweisen, als Seitenflächen bezeichnet. Die erste Oberfläche und die zweite Oberfläche der aktiven Schicht sind parallel zu unteren und oberen Oberfläche der Stapelfolge angeordnet sind. Die Seitenfläche der aktiven Schicht bezieht sich nur auf die Seitenfläche der aktiven Schicht, wohingegen, wenn von der Seitenfläche des Funktionselementes die Sprache ist, die Seitenfläche der gesamten Stapelfolge gemeint ist. Wird von „der Seitenfläche“ gesprochen ist die Seitenfläche der aktiven Schicht gemeint.
Die erste Flächenelektrode erstreckt sich in einem ersten Bereich der aktiven Schicht über die erste Oberfläche der aktiven Schicht. Die zweite Flächenelektrode erstreckt sich in einem zweiten Bereich der aktiven Schicht über die erste Oberfläche der aktiven Schicht. Die dritte Flächenelektrode erstreckt sich zumindest im ersten Bereich der aktiven Schicht und im zweiten Bereich der aktiven Schicht über die zweite Oberfläche der aktiven Schicht. Bevorzugt erstreckt sich die dritte Flächenelektrode über die gesamte zweite Oberfläche der aktiven Schicht. Die elektrische Brücke verbindet elektrisch leitend die erste Flächenelektrode mit der dritten Flächenelektrode. Bevorzugt ergibt die Fläche des ersten Bereiches und die Fläche des zweiten Bereiches der aktiven Schicht die Gesamtfläche der aktiven Schicht, sodass die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sich über die gesamte erste Oberfläche der aktiven Schicht erstrecken, abzüglich eines Isolierungsbereiches, beispielsweise einer Isolierungslinie, welcher zwischen der ersten und der zweiten Flächenelektrode angeordnet ist.
Die aktive Schicht weist vorzugsweise mindestens im ersten Bereich ein erstes Segment und mindestens im zweiten Bereich ein zweites Segment auf. Mit anderen Worten: die aktive Schicht ist vorzugsweise mindestens im ersten Bereich in ein erstes Segment und mindestens im zweiten Bereich in ein zweites Segment aufgeteilt. Das erste Segment der aktiven Schicht ist somit im Wesentlichen deckungsgleich zur ersten Flächenelektrode angeordnet und das zweite Segment der aktiven Schicht ist im Wesentlichen deckungsgleich zur zweiten Flächenelektrode angeordnet. Durch die Aufteilung der aktiven Schicht in Segmente wird die Optik des Funktionselementes verbessert. Ist die aktive Schicht nicht in einzelne Segmente aufgeteilt, kann es zu unästhetischen optischen Auffälligkeiten zwischen den Bereichen kommen, beispielsweise eine graduelle optische Änderung des ersten Bereiches der aktiven Schicht bei Änderung der optischen Eigenschaften des zweiten Bereiches. Die Aufteilung der aktiven Schicht in mindestens ein erstes Segment und ein zweites Segment ist vorzugsweise durch Segmentierung mittels Laserstrahlung hergestellt. Die erste Flächenelektrode weist zur aktiven Schicht einen ersten überstehenden Bereich auf und die zweite Flächenelektrode weist zur aktiven Schicht einen zweiten überstehenden Bereich auf. Zumindest auf dem ersten überstehenden Bereich ist ein erster Sammelleiter und zumindest auf dem zweiten überstehenden Bereich ist ein zweiter Sammelleiter angeordnet. Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sind voneinander elektrisch isoliert. Mit anderen Worten ausgedrückt: Die erste Flächenelektrode steht in einem ersten Abschnitt der umlaufenden Seitenfläche über die aktive Schicht über und die zweite Flächenelektrode steht in einem zweiten Abschnitt der umlaufenden Seitenfläche über die aktive Schicht über. Es ist zumindest auf dem überstehenden Bereich der ersten Flächenelektrode ein erster Sammelleiter angeordnet und zumindest auf dem überstehenden Bereich der zweiten Flächenelektrode ist ein zweiter Sammelleiter angeordnet. Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sind voneinander elektrisch isoliert angeordnet. Vorzugsweise ist die erste Flächenelektrode von der zweiten Flächenelektrode durch eine Isolierungslinie getrennt, die beispielsweise mittels Laserablation eingebracht wurde.
Im Sinne der Erfindung ist mit der „umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht“ die äußere umlaufende Fläche gemeint, welche sich senkrecht zu der ersten Oberfläche und der zweiten Oberfläche der aktiven Schicht erstreckt. Die erste und die zweite Oberfläche der aktiven Schicht sind die Hauptflächen der aktiven Schicht, welche im Wesentlichen parallel zu den Hauptflächen der Außenscheibe und der Innenscheibe der Verbundscheibe angeordnet sind. Die umlaufende Seitenfläche der aktiven Schicht umfasst somit die umlaufenden Seitenflächen der gegebenenfalls vorhandenen einzelnen Segmente der aktiven Schicht, abzüglich jener Abschnitte der umlaufenden Seitenfläche der Segmente, welche nicht am Rand des Funktionselementes verlaufen. Dies bedeutet im Sinne der Erfindung, dass alle Abschnitte der umlaufenden Seitenfläche des ersten Segments, welche der umlaufenden Seitenfläche des zweiten Segments (oder eines gegebenenfalls vorhandenen weiteren Segmentes der aktiven Schicht) zugewandt sind kein Bestandteil der umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht sind. Dies gilt entsprechend vice versa für alle Abschnitte der umlaufenden Seitenfläche des zweiten Segments, welche der umlaufenden Seitenfläche des ersten Segments (oder eines gegebenenfalls vorhandenen weiteren Segmentes der aktiven Schicht) zugewandt sind.
Mit „der ersten Oberfläche der aktiven Schicht“ ist, falls die aktive Schicht in Segmente aufgeteilt ist, die erste Oberfläche des ersten Segments und die erste Oberfläche des zweiten Segments sowie die erste Oberfläche gegebenenfalls vorhandener weiterer Segmente der aktiven Schicht gemeint. Es versteht sich, dass mit „der zweiten Oberfläche der aktiven Schicht“ im Sinne der Erfindung die zweite Oberfläche des ersten Segments und die zweite Oberfläche des zweiten Segments sowie die zweite Oberfläche gegebenenfalls vorhandener weiterer Segmente der aktiven Schicht gemeint ist. Die erste Oberfläche der einzelnen Segmente sind nebeneinander angeordnet, sodass in Draufsicht auf die Verbundscheibe die erste Oberfläche der einzelnen Segmente vertikal zueinander versetzt sind, aber nicht horizontal versetzt sind. Das bedeutet: ist die erste Oberfläche des ersten Segments der Außenscheibe zugewandt, ist zwangsläufig auch die erste Oberfläche des zweiten Segments der Außenscheibe zugewandt. Dies gilt vice versa auch für die zweite Oberfläche des ersten Segments und die zweite Oberfläche des ersten Segments. Die erste Oberfläche der aktiven Schicht ergibt sich in diesem Fall also aus der ersten Oberfläche des ersten Segments und der ersten Oberfläche des zweiten Segments sowie der ersten Oberfläche gegebenenfalls vorhandener weiterer Segmente. Die zweite Oberfläche der aktiven Schicht ergibt sich also aus der zweiten Oberfläche des ersten Segments und der zweiten Oberfläche des zweiten Segments sowie der zweiten Oberfläche gegebenenfalls vorhandener weiterer Segmente.
Die Sammelleiter sind derart mit den Flächenelektroden verbunden, dass bei einer elektrischen Kontaktierung des ersten Sammelleiters und des zweiten Sammelleiters mit einer Spannungsquelle verschiedene optische Zustände des Funktionselementes angesteuert werden können. Wird ein elektrisches Potenzial an die erste Flächenelektrode angelegt, wird über die elektrische Brücke das elektrische Potenzial auch an der dritten Flächenelektrode angelegt. Ein Gegenpotential wird hierbei über den zweiten Sammelleiter an der zweiten Flächenelektrode angelegt, sodass der zweite Bereich der aktiven Schicht, welcher zwischen der zweiten Flächenelektrode und der dritten Flächenelektrode angeordnet ist, seinen optischen Zustand entsprechend der angelegten Spannungsdifferenz zwischen den Flächenelektroden ändern kann. Da die zweite Flächenelektrode und die erste Flächenelektrode elektrisch isoliert voneinander angeordnet sind, kommt es hierbei zu keinem Kurzschluss.
Ein großer Vorteil der Erfindung ist, dass über die erfindungsgemäße Lösung die Flächenelektroden mit Sammelleitern auf nur einer Oberfläche der aktiven Schicht angeordnet werden können, wodurch sich gestalterischer Freiraum bei der Herstellung der Verbundscheibe ergibt. Gattungsgemäß muss ein erster Sammelleiter mit einer Flächenelektrode auf der ersten Oberfläche der aktiven Schicht und ein zweiter Sammelleiter mit einer Flächenelektrode auf der zweiten Oberfläche der aktiven Schicht verbunden werden, wodurch sich ein größerer Platzbedarf ergibt, welcher den gewünschten Eigenschaften der Verbundscheibe entgegenstehen kann. Außerdem ist die Herstellung deutlich komplexer, da das Funktionselement von zwei Seiten mit Sammelleitern kontaktiert werden muss. Bei der erfindungsgemäßen Lösung erstreckt sich die erste Flächenelektrode über die erste Oberfläche im ersten Bereich der aktiven Schicht und die zweite Flächenelektrode erstreckt sich über die erste Oberfläche im zweiten Bereich der aktiven Schicht. Die erste Flächenelektrode ist in einem von der aktiven Schicht überstehenden Bereich der ersten Flächenelektrode mit dem ersten Sammelleiter verbunden und die zweite Flächenelektrode ist in einem von der aktiven Schicht überstehenden Bereich der zweiten Flächenelektrode mit dem zweiten Sammelleiter verbunden. Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode verhindern hierbei weitestgehend die Diffusion von Schadstoffen, beispielsweise Weichmachern aus der thermoplastischen Zwischenschicht, über die erste Oberfläche der aktiven Schicht in die aktive Schicht hinein. Durch diese Anordnung kann die Anzahl von Sperrschichten zur Vermeidung von Schadstoffdiffusion in die aktive Schicht reduziert werden. Hierdurch kann eine Alterung des Funktionselements verlangsamt werden, welche im Wesentlichen durch Eindringen von schädlichen Stoffen über die ungeschützten Flächen der aktiven Schicht in das Innere des Funktionselements erfolgt und die optischen Eigenschaften des Funktionselements in unerwünschter Weise verändert. Die Alterung führt beispielsweise zu einer Aufhellung oder Veränderung der Transmission des Funktionselements, beginnend bei seinen Seitenrändern.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung stehen die erste Flächenelektrode, die zweite Flächenelektrode und gegebenenfalls weitere vorhandene Flächenelektroden, die auf der ersten Oberfläche der aktiven Schicht aufgebracht sind, zusammengenommen entlang der gesamten umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht über. Hiermit ist gemeint, dass die Flächenelektroden abzüglich eines oder mehrerer Isolierungsbereiche, welche zwischen den Flächenelektroden angeordnet sind, entlang der gesamten umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht überstehen. Der mindestens eine Isolierungsbereich zwischen der ersten Flächenelektrode und der zweiten Flächenelektrode dient der elektrischen Isolierung der Flächenelektroden zueinander. Der Isolierungsbereich ist vorzugsweise linienförmig ausgebildet (Isolierungslinien). Durch den weitestgehend ununterbrochenen Überstand der Flächenelektroden entlang der umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht ist die aktive Schicht sehr effektiv vor Schadstoffdiffusion geschützt. Auf diese Weise werden weniger Sperrschichten benötigt, was Mate rial kosten einspart und den Prozessaufwand minimiert. Bevorzugt stehen der erste überstehende Bereich und der zweite überstehende Bereich zusammengenommen entlang der gesamten umlaufenden Seitenfläche über die aktive Schicht über.
Bevorzugt stehen die erste Flächenelektrode und/oder die zweite Flächenelektrode mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 5 mm zur aktiven Schicht über. Mit anderen Worten: weisen die erste Flächenelektrode und/oder die zweite Flächenelektrode sowie gegebenenfalls weitere vorhandene Flächenelektroden einen Überstand u von mindestens 1 mm, besonders bevorzugt von mindestens 5 mm zur aktiven Schicht auf. Der Überstand wird im Sinne der Erfindung durch die Distanz der äußeren Kante der Flächenelektrode zur äußeren Kante der aktiven Schicht im überstehenden Bereich bestimmt. Es ist die Distanz orthogonal zur Seitenfläche der aktiven Schicht gemeint. Sollte der Überstand über das gesamte Funktionselement variabel groß sein, dann beträgt der Überstand u bevorzugt im arithmetischen Mittel mindestens 1 mm, besonders bevorzugt mindestens 5 mm. Ab einem Überstand mit den genannten Abmessungen können Sammelleiter prozesstechnisch simplifiziert mit der Flächenelektrode verbunden werden.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des Funktionselementes umfasst die aktive Schicht noch weitere Bereiche, vorzugsweise mindestens einen weiteren Bereich, besonders bevorzugt mindestens 3 weitere Bereiche, ganz besonders bevorzugt mindestens 5 weitere Bereiche, insbesondere mindestens 8 weitere Bereiche. Auf der ersten Oberfläche jedes weiteren Bereiches ist genau eine weitere Flächenelektrode aufgebracht. Jeder Bereich ist auf der ersten Oberfläche mit genau einer Flächenelektrode elektrisch verbunden und jede weitere Flächenelektrode ist mit genau einem Bereich der aktiven Schicht elektrischen verbunden. Die dritte Flächenelektrode erstreckt sich über die zweite Oberfläche aller weiteren Bereiche. Die weiteren Flächenelektroden stehen jeweils in einem weiteren Abschnitt der umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht über die aktive Schicht über. Jede weitere Flächenelektrode ist vorzugsweise mit genau einem weiteren Sammelleiter elektrisch leitend verbunden, wobei die weiteren Flächenelektroden vorzugsweise auf ihrem zur aktiven Schicht überstehenden Bereich mit einem weiteren Sammelleiter elektrisch leitend verbunden sind. Die weiteren Flächenelektroden, die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sind elektrisch isoliert zueinander angeordnet, beispielsweise sind sie durch einen oder mehrere linienförmige Isolierungsbereiche (Isolierungslinien) voneinander getrennt. Durch die Kontaktierung des zweiten Bereiches und der weiteren Bereiche der aktiven Schicht mit unterschiedlichen Flächenelektroden können die Bereiche der aktiven Schicht unabhängig voneinander angesteuert und geschaltet werden. Die erste Flächenelektrode, die elektrische Brücke und die dritte Flächenelektrode dienen in dieser Konstellation vorzugsweise als Anode, wobei die zweite Flächenelektrode und die weiteren Flächenelektrode als Kathode dienen und voneinander unterschiedliche (kathodische) elektrische Potentiale aufweisen können. Durch die Spannungsdifferenz zwischen der Anode auf der einen Seite und den Kathoden auf der anderen Seite können die einzelnen Bereiche der aktiven Schicht in unterschiedliche gewünschte optische Zustand überführt werden. Besonders bevorzugt ist jeder Bereich der aktiven Schicht auch ein einzelnes Segment der aktiven Schicht, sodass der erste Bereich ein erstes Segment ist, der zweite Bereich ein zweites Segment ist und jeder weitere Bereich ein weiteres Segment ist.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die erste Flächenelektrode, die zweite Flächenelektrode sowie die gegebenenfalls weiteren Flächenelektroden mithilfe von Laserstrahlung (Laserablation) ausgebildet wurden. Mit anderen Worten wurde eine zunächst unsegmentierte zusammenhängende Flächenelektrode mittels Laserstrahlung in mehrere Flächenelektroden (in mindestens die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode) aufgeteilt. Die dritte Flächenelektrode wird hierbei vorzugsweise nicht durch Laserstrahlung segmentiert. Bevorzugt sind die gegebenenfalls vorhandenen Segmente der aktiven Schicht, also mindestens das erste Segment und das zweite Segment, ebenfalls mittels Laserstrahlung hergestellt. Mit anderen Worten wurde eine zunächst unsegmentierte aktive Schicht mit einer auf der ersten Oberfläche der aktiven Schicht angeordneten zusammenhängenden Flächenelektrode mittels Laserstrahlung in mehrere Segmente (in mindestens das erste und das zweite Segment) und mehrere Flächenelektroden (in mindestens die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode) aufgeteilt. Die dritte Flächenelektrode wird hierbei nicht durch Laserstrahlung segmentiert.
In einer alternativen Ausführungsform weist das Funktionselement bereits herstellungsbedingt eine aktive Schicht auf, die in mindestens ein erstes Segment und ein zweites Segment, bevorzugt noch weitere Segmente, aufgeteilt ist. Auch die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sowie gegebenenfalls vorhandene weitere Flächenelektroden können bereits bei der Herstellung getrennt auf die aktive Schicht aufgebracht werden, sodass keine anschließende Einbringung von Isolierungsbereichen notwendig ist.
Sollte die aktive Schicht weitere Bereiche oder Segmente aufweisen, erstreckt sich die dritte Flächenelektrode vorzugsweise auch vollständig über die zweite Oberfläche der weiteren Bereiche bzw. im Bereich der weiteren Segmente. Insbesondere erstreckt sich die dritte Flächenelektrode über die gesamte zweite Oberfläche der aktiven Schicht. Hierdurch wird sichergestellt, dass das Funktionselement in vollem Umfang nutzbar ist und eine gute optische Qualität aufweist. Durch gegebenenfalls von der dritten Flächenelektrode nicht bedeckte Bereiche könnte es zu inhomogenen optischen Eigenschaften in den betreffenden Bereichen kommen, was bei einem Benutzer zu Irritationen führen könnte.
Die Verbundscheibe ist beispielsweise als eine Windschutzscheibe oder eine Dachscheibe ausgebildet, die dazu vorgesehen ist, Bestandteil eines Fahrzeugs zu sein. Alternativ ist sie beispielsweise als eine Trennscheibe ausgebildet, bevorzugt als Trennscheibe für ein Schienenfahrzeug oder einen Bus. Alternativ kann die Verbundscheibe eine Architekturverglasung, beispielsweise in einer Außenfassade eines Gebäudes oder eine Trennscheibe im Innern eines Gebäudes sein.
Die Begriffe Außenscheibe und Innenscheibe beschreiben willkürlich zwei verschiedene Scheiben. Insbesondere kann die Außenscheibe als eine erste Scheibe und die Innenscheibe als eine zweite Scheibe bezeichnet werden.
Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so wird mit Innenscheibe im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe (zweite Scheibe) bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe (erste Scheibe) bezeichnet. Die Erfindung ist aber darauf nicht eingeschränkt. Die Innenscheibe weist eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte innenraumseitige Oberfläche und eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte außenseitige Oberfläche auf. Die innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe ist gleichzeitig auch die innenraumseitige Oberfläche der Verbundscheibe. Die Außenscheibe weist eine von der thermoplastischen Zwischenschicht abgewandte außenseitige Oberfläche und eine der thermoplastischen Zwischenschicht zugewandte innenraumseitige Oberfläche auf. Die außenseitige Oberfläche der Außenscheibe ist gleichzeitig auch die außenseitige Oberfläche der Verbundscheibe.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält die thermoplastische Zwischenschicht ein Polymer, bevorzugt ein thermoplastisches Polymer.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält die thermoplastische Zwischenschicht mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens
30 Gew.-% und insbesondere mindestens 40 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht bevorzugt aus Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat).
Weichmacher sind dabei Chemikalien, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Weitere bevorzugt Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Weitere Weichmacher sind bevorzugt aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetraethylenglykols. Besonders bevorzugt werden als Weichmacher 3G7, 3G8 oder 4G7 eingesetzt, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Ethlenglycoleinheiten und die letzte Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome im Carbonsäureteil der Verbindung bezeichnet. So steht 3G8 für Triethylenglykol-bis-(2- ethylhexanoat), d.h. für eine Verbindung der Formel C4H9CH (CH2CH3) CO (OCH2CH2)3O2CCH (CH2CH3) C4H9.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält die Zwischenschicht mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und insbesondere mindestens 97 Gew.-% Polyvinylbutyral.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne Folie ausgebildet sein oder auch durch mehr als eine Folie. Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine oder mehrere übereinander angeordnete thermoplastische Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht nach der Lamination des Schichtstapels bevorzugt von 0,25 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Falls die Dicke über die Fläche der Verbundscheibe variiert, beziehen sich die angegebenen Werte auf die Dicke an der dicksten Stelle der thermoplastischen Zwischenschicht.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst die thermoplastische Zwischenschicht zumindest eine erste thermoplastische Verbundfolie und eine zweite thermoplastische Verbundfolie. Das Funktionselement ist zwischen der ersten und der zweiten thermoplastischen Verbundfolie angeordnet. Die erste Verbundfolie und die zweite Verbundfolie sind bevorzugt flächig aufeinander angeordnet und miteinander laminiert, wobei das Funktionselement zwischen die beiden Verbundfolien eingelegt ist. Die mit dem Funktionselement überlappenden Bereiche der Verbundfolien bilden Bereiche, welche das Funktionselement mit der Außenscheibe und der Innenscheibe verbinden, wodurch das Funktionselement in der Verbundscheibe fixiert wird. In anderen Bereichen der Verbundscheibe, wo die Zwischenschichten direkten Kontakt zueinander haben, können sie beim Laminieren derart verschmelzen, dass die beiden ursprünglichen Schichten unter Umständen nicht mehr erkennbar sind und stattdessen eine homogene Zwischenschicht vorliegt.
Besonders bevorzugt umfasst die thermoplastische Zwischenschicht außerdem eine dritte thermoplastische Verbundfolie, welche umlaufend um das Funktionselement angeordnet ist. Mit anderen Worten ist das Funktionselement, genauer die Seitenflächen des Funktionselements, umlaufend von der dritten thermoplastischen Verbundfolie umgeben. Die dritte Verbundfolie ist rahmenartig ausgebildet mit einer Aussparung, in welche das Funktionselement eingelegt wird. Die dritte Verbundfolie kann durch eine thermoplastische Folie gebildet werden, in welche die Aussparung durch Ausschneiden eingebracht worden ist. Alternativ kann die dritte Verbundfolie auch aus mehreren Folienabschnitten um das Funktionselement zusammengesetzt werden.
Die thermoplastische Zwischenschicht ist bevorzugt aus insgesamt mindestens drei flächig aufeinander angeordneten thermoplastischen Verbundfolien gebildet, wobei die mittlere Verbundfolie (dritte Verbundfolie) eine Aussparung ausweist, in der das Funktionselement angeordnet ist. Bei der Herstellung wird die dritte Verbundfolie zwischen der ersten und der zweiten Verbundfolie angeordnet, wobei die der äußeren Umgebung zugewandten Seitenflächen aller Verbundfolien bevorzugt in Deckung angeordnet sind. Die dritte Verbundfolie weist bevorzugt etwa die gleiche Dicke auf wie das Funktionselement. Dadurch wird der lokale Dickenunterschied der Verbundscheibe, der durch das örtlich begrenzte Funktionselement eingebracht wird, kompensiert, so dass Glasbruch beim Laminieren vermieden werden kann.
Die in Durchsicht durch die Verbundscheibe sichtbaren Seitenflächen des Funktionselements sind bevorzugt bündig mit der dritten Verbundfolie angeordnet, so dass zwischen der Seitenfläche des Funktionselements und der zugeordneten Seitenfläche der dritten Verbundfolie keine Lücke existiert. So ist die Grenze zwischen dritter Verbundfolie und Funktionselement optisch unauffälliger. In den Bereichen, in denen die Flächenelektroden zur aktiven Schicht überstehen, ist mit Seitenfläche des Funktionselementes die Seitenfläche der aktiven Schicht gemeint, wobei vorzugsweise zwischen der Seitenfläche der aktiven Schicht und der dritten Verbundfolie mindestens eine Sperrschicht angeordnet ist.
Die Dicke jeder thermoplastischen Verbundfolie beträgt bevorzugt von 0,1 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm.
In einer vorteilhaften Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist der Bereich der ersten und/oder der zweiten thermoplastischen Verbundfolie, über den das Funktionselement mit der Außenscheibe beziehungsweise der Innenscheibe verbunden ist, getönt oder gefärbt. Mit anderen Worten ist zumindest der Bereich der ersten und/oder der zweiten thermoplastischen Verbundfolie getönt oder gefärbt, welcher sich in Durchsicht durch die Verbundscheibe mit dem Funktionselement kongruent deckt. Die Transmission dieses Bereichs im sichtbaren Spektralbereich ist also herabgesetzt gegenüber einer nicht getönten oder gefärbten Schicht. Der getönte/gefärbte Bereich der Verbundfolie erniedrigt somit die Transmission der Verbundscheibe in diesem Bereich. Die kann beispielsweise sinnvoll sein, wenn das Funktionselement als Sonnenblende verwendet wird. Insbesondere wird der ästhetische Eindruck des Funktionselements verbessert, weil die Tönung zu einem neutraleren Erscheinungsbild führt, das auf den Betrachter angenehmer wirkt.
Der getönte oder gefärbte Bereich der ersten und/oder zweiten thermoplastischen Verbundfolie weist bevorzugt eine Lichttransmission (nach ISO 9050:2003) im sichtbaren Spektralbereich von 10 % bis 50 % auf, besonders bevorzugt von 20% bis 40%. Damit werden besonders gute Ergebnisse erreicht hinsichtlich Blendschutz und optischem Erscheinungsbild.
Die thermoplastische Zwischenschicht kann durch eine einzelne thermoplastische Verbundfolie ausgebildet werden, in der der getönte oder gefärbte Bereich durch lokales Tönen oder Färben erzeugt wird. Solche Folien sind beispielsweise durch Koextrusion erhältlich. Alternativ können ein ungetönter Folienabschnitt und ein getönter oder gefärbter Folienabschnitt zur thermoplastischen Zwischenschicht zusammengesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest, bevorzugt ausschließlich, der Bereich der thermoplastischen Zwischenschicht, welcher zwischen dem Funktionselement und der Innenscheibe und/oder der Außenscheibe angeordnet ist, getönt. Dies bewirkt einen besonders ästhetischen Eindruck auf Draufsicht auf die Innenscheibe und/oder die Außenscheibe. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Abschnitt der umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht mit mindestens einer Sperrschicht versiegelt. Bevorzugt sind alle Abschnitte der umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht mit einer oder mehreren Sperrschichten versiegelt. Zusätzlich können Bereiche der zweiten Oberfläche der aktiven Schicht, die vorzugsweise frei von der dritten Flächenelektrode sind, ebenfalls mit einer oder mehreren Sperrschichten versiegelt sein. Die Sperrschicht kann hier teilweise mit den Randbereichen der dritten Flächenelektrode überlappen, beispielsweise falls sich dies produktionstechnisch anbietet. Dadurch wird eine besonders sichere Versiegelung der aktiven Schicht des Funktionselements und eine besondere gute Alterungsbeständigkeit des Funktionselements erzielt.
Der Einfachhalthalber wird im Folgenden in der Regel nur noch von „der Sperrschicht“ gesprochen, hiermit können im Sinne der Erfindung, sofern nicht explizit oder implizit ausgeschlossen, auch mehrere Sperrschichten gemeint sein.
„Versiegelt“ bedeutet im Sinne dieser Erfindung, dass der entsprechende Abschnitt einer Fläche vollständig mit der Sperrschicht als Schutzschicht bedeckt ist und dadurch widerstandsfähiger und haltbarer gemacht ist, insbesondere gegen die Diffusion von schädlichen Stoffen wie Feuchtigkeit, aber insbesondere auch gegen Weichmacher aus der Umgebung, die ansonsten in das Innere der aktiven Schicht eindringen können.
Die Sperrschicht ist bevorzugt in direktem und unmittelbaren Kontakt mit der aktiven Schicht. Es befindet sich beispielsweise kein gesonderter Klebstoff oder eine andere Zwischenschicht zwischen Sperrschicht und der aktiven Schicht des Funktionselements.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sperrschicht derart ausgebildet ist, dass sie die Diffusion von Weichmachern aus der thermoplastischen Zwischenschicht durch die Sperrschicht verhindert.
Die Sperrschicht ist bevorzugt derart ausgebildet ist, dass sie die Diffusion von Weichmacher durch die Sperrschicht in gleichem oder größerem Maße verhindert wie die Diffusion von Weichmacher durch die Flächenelektroden.
Die Sperrschicht ist bevorzugt einlagig oder mehrlagig, beispielsweise zweilagig, dreilagig, vierlagig oder fünflagig ausgebildet. Die einzelnen Lagen der Sperrschicht werden im Folgenden auch Einzelschichten genannt und können aus einem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
Die Einzelschicht oder die Einzelschichten einer mehrlagigen Sperrschicht enthalten bevorzugt eine transparentes Material. Als transparent im Sinne der Erfindung wird eine Sperrschicht verstanden, die eine Lichttransmission (nach ISO 9050:2003) im sichtbaren Spektralbereich von größer 50%, bevorzugt größer 70 % und insbesondere größer 90% aufweist. Für Scheiben oder Scheibenabschnitte, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben oder im oberen Bereich einer Windschutzscheibe, oder wenn eine besondere Abdunkelung gewünscht ist, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %. Insbesondere kann die Sperrschicht getönt sein oder farbig sein.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Einzelschicht oder die Einzelschichten Metalloxid-basiert, Metallnitrid-basiert oder Metalloxynitrid-basiert, wobei das Metall bevorzugt Silizium (Si), Aluminium (AI), Tantal (Ta) oder Vanadium (V) oder eine Mischung davon ist.
Die Metalloxid-, Metallnitrid- oder Metalloxynitrid-haltigen Schichten können zusätzlich dotiert sein, beispielsweise mit Antimon, Fluor, Silber, Ruthenium, Palladium, Aluminium und Tantal.
Der Begriff „basiert“ bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zusammensetzung der Sperrschicht, dass das Material im Wesentlichen aus dem Metalloxid, Metallnitrid oder Metalloxynitrid besteht, bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-% und insbesondere zu mindestens 95 Gew.-%. Bei Metalloxiden, Metallnitriden oder Metalloxynitriden, die insbesondere durch chemische Gasphasenabscheidung wie Plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung hergestellt werden, umfasst der Begriff „basiert“, dass neben den Metalloxiden, Metallnitriden oder Metalloxynitriden auch noch geringe Mengen von Resten der Prozessgase enthalten sein können, wie Kohlenstoff und Wasserstoff als organische Reste von metallorganischen Verbindungen.
Besonders bevorzugte Einzelschichten sind Siliziumoxid-basiert, Siliziumnitrid- oder Siliziumoxynitrid-basiert. Bei Siliziumoxid-basierten Einzelschichten ist das Siliziumoxid SiOx bevorzugt unterstöchiometrisch, besonders bevorzugt mit 1 < x < 2 oder stöchiometrisch (x = 2). Es kann aber auch überstöchiometrisch sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer Sperrschicht enthält oder besteht die Sperrschicht aus mindestens einer Einzelschicht aus Organosilizium vom Typ SiOxCy:H, wobei x bevorzugt von 0,1 bis 3 und besonders bevorzugt von 0,2 bis 2 beträgt, und y bevorzugt größer 0,3 , besonders bevorzugt von 0,3 bis 3 und insbesondere von 0,9 bis 2 beträgt.
Der Wasserstoffanteil der Organosiliziumverbindung hängt vom Polymerisierungsgrad und der Chemie der Abscheideprozesse ab. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff (CuHv) kann beliebig sein und beträgt bevorzugt von 1 :1000 bis 1000:1 , besonders bevorzugt von 1 :10 bis 10:1.
In einer alternativen Sperrschicht, enthält mindestens eine Einzelschicht ein Organosilizium oder besteht daraus, wobei der CyHz-Anteil an der Organosiliziumbeschichtung von 20 Gew.- % bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% beträgt. Derartige Organosiliziumbeschichtungen sind bevorzugt hoch vernetzt und haben einen polymeren Charakter.
Weitere bevorzugte Einzelschichten enthalten oder bestehen aus amorphem hydrierten Kohlenstoff (a-C:H), bevorzugt amorphem hydrierten mit Stickstoff dotiertem Kohlenstoff (a- C:N:H) oder amorphem hydrierten mit Stickstoff und Silizium dotiertem Kohlenstoff (a- C:N:Si:H). Diese werden bevorzugt durch CVD-Verfahren mit Acetylen (C2H2) oder Acetylenhaltige Prozessgasen hergestellt.
Weitere bevorzugte Einzelschichten enthalten andere mit Gasphasen-Abscheideverfahren herstellbare transparente Keramikschichten und/oder Polymerschichten, die die Diffusion von Weichmachern reduzieren oder im Wesentlichen verhindern, beispielsweise Parylene, Polyvinylidenchloride (PVDC) Ethylen-Vinyalkohol Copolymere (EVOP) oder Polyacrylate.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Sperrschicht mindestens zwei, bevorzugt genau zwei, genau drei, genau vier oder genau fünf aufeinander angeordneter Einzelschichten aus dem gleichen Material. Dies ist bei den hier verwendeten dünnen Einzelschichten besonders vorteilhaft, da Defekte in einer der Einzelschichten durch die weitere(n) Einzelschicht(en) ausgeglichen werden können.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Sperrschicht genau eine oder mindestens eine zweilagige Schicht, auch Doppelschicht oder Dyade genannt. Die Doppelschicht besteht bevorzugt aus einer ersten Einzelschicht mit polymerem Charakter und einer zweiten Einzelschicht mit keramischem oder anorganischem Charakter. Dabei ist die erste Einzelschicht bevorzugt auf der dem Funktionselement zugewandten Seite der Doppelschicht angeordnet. Die erste Einzelschicht einer Doppelschicht ist besonders bevorzugt unmittelbar auf der aktiven Schicht, also der zweiten Oberfläche und/oder der umlaufenden Seitenfläche, angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können zwischen Funktionselement und Sperrschicht eine oder mehrere haftungsverbessernde Schichten angeordnet sein. Insbesondere ist die umlaufende Seitenfläche der aktiven Schicht des Funktionselements einer haftungsverbessernden Oberflächenbehandlung unterzogen werden. So kann die Stapelfolge einem Argon(Ar)-Plasma, einem Stickstoff-(N2)-Plasma oder einem Sauerstoff (O2)-Plasma zu Oberflächenbehandlung ausgesetzt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die gesamte Sperrschicht aus einer oder mehreren Einzelschichten eine Dicke d (auch Materialstärke genannt) von 10 nm bis 5000 nm (Nanometer), bevorzugt von 15 nm bis 1000 nm und besonders bevorzugt von 15 nm bis 500 nm auf. Die Schichtdicke d bezieht sich auf die Maßangabe der Dicke einer einzelnen Schichten oder mehreren aufeinander angeordneten Schichten als Schichtenfolge, welche auf einem Substrat aufgebracht sind. Sie wird in senkrechter Richtung von der Oberfläche des Substrates (in diesem Fall umlaufende Seitenfläche oder zweite Oberfläche der aktiven Schicht) bis zur Oberfläche der aufgebrachten Schicht bzw. Schichtenfolge gemessen.
Die Sperrschichten können durch alle geeigneten Abscheideverfahren hergestellt werden. Besonders geeignet sind dabei Gasphasen-Abscheideverfahren, die die kontrollierte Herstellung von besonders dünnen Sperrschichtdicken d ermöglichen.
Für die Herstellung von Sperrschichten sind die folgenden Abscheideverfahren besonders geeignet:
• Physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition, PVD), besonders bevorzugt Verdampfen, wie thermisches Verdampfen, Elektronenstrahlverdampfen, Laserstrahlverdampfen, lonengestützes Aufdampfen (Ion assisted depoisiton, IAD) oder Lichtbogenverdampfen;
• Kathodenzerstäubung (Sputtern), wie Magnetron-Sputtern Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition), wie Plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition, PEALD). • Chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD), besonders bevorzugt Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) Niederdruck-PECVD (low pressure chemical vapor deposition, LPCVD) Niedertemperatur-Niederdruck-PECVD.
Für Funktionselemente mit polymeren Trägerfolien und temperaturempfindlichen aktiven Schichten sind die oben genannten Plasma-unterstützten Verfahren wie PECVD und PEALD besonders geeignet, da sie eine Abscheidung bei nur geringen Substrattemperaturen erlauben.
Weitere Sperrschichten, auch Sperrfolien genannt, sind dem Fachmann allgemein bekannt. Diese können beispielsweise wie in WO2018188844A1 oder WO2019077014A1 offenbart ausgebildet sein.
Das steuerbare Funktionselement umfasst eine aktive Schicht zwischen Flächenelektroden und ist folienartig ausgebildet. Die aktive Schicht weist die steuerbaren optischen Eigenschaften auf, welche über die an die Flächenelektroden angelegte Spannung gesteuert werden können.
Der mindestens erste Sammelleiter und der mindestens zweite Sammelleiter sowie gegebenenfalls vorhandene weitere Sammelleiter sind dazu vorgesehen, mit einer externen Spannungsquelle auf an sich bekannte Art elektrisch verbunden zu sein. Die elektrische Kontaktierung ist durch geeignete Verbindungskabel, beispielsweise Folienleiter realisiert.
Die Flächenelektroden, also zumindest die erste, die zweite und die dritte Flächenelektrode, sind bevorzugt als transparente, elektrisch leitfähige Schichten ausgestaltet. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die Flächenelektroden können beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid und / oder Fluor-dotiertes oder Antimondotiertes Zinnoxid enthalten. Die Flächenelektroden weisen bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 2 pm auf, besonders bevorzugt von 20 nm bis 1 pm, ganz besonders bevorzugt von 30 nm bis 500 nm. Das Funktionselement kann außer der aktiven Schicht und den Flächenelektroden weitere an sich bekannte Schichten aufweisen, beispielsweise Barriereschichten, Blockerschichten, Antireflexionsschichten, Schutzschichten und/oder Glättungsschichten.
Die Flächenelektroden sind bevorzugt auf einer Trägerfolie aufgebracht. Bei einer solchen Ausbildung des Funktionselementes sind die Flächenelektroden und die aktive Schicht zwischen den Trägerfolien angeordnet. Die Trägerfolien bilden also die Oberflächen des Funktionselementes aus. Das Funktionselement kann dadurch als laminierte Folie bereitgestellt werden, die vorteilhaft verarbeitet werden kann. Das Funktionselement ist durch die Trägerfolien vorteilhaft vor Beschädigung, insbesondere Korrosion geschützt. Das Funktionselement enthält in der angegebenen Reihenfolge zumindest
• eine erste Trägerfolie,
• die erste Flächenelektrode sowie die zweite Flächenelektrode,
• die aktive Schicht,
• die dritte Flächenelektrode und
• eine zweite Trägerfolie.
Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sowie gegebenenfalls weitere Flächenelektroden sind vorzugsweise auf genau einer zusammenhängenden Trägerfolie aufgebracht, also zwischen Trägerfolie und aktive Schicht angeordnet. Die Trägerfolie trägt also die Flächenelektroden und gibt einer flüssigen oder weichen aktiven Schicht die nötige mechanische Stabilität.
Die erste Flächenelektrode, die zweite Flächenelektroden, die dritte Flächenelektrode und/oder gegebenenfalls weitere Flächenelektroden können auch als eine elektrisch leitfähige Folie ausgebildet sein, bevorzugt eine metallische Folie, insbesondere eine Folie aus Kupfer oder Silber. Alternativ können die Flächenelektroden auf einer Trägerfolie aufgebracht sein, beispielsweise sind die Flächenelektroden eine Beschichtung auf einer Trägerfolie.
Die Isolierungslinien bezogen auf Isolierungslinien zwischen Flächenelektroden, Trägerfolien und/oder Segmenten der aktiven Schicht weisen beispielsweise eine Breite von 5 pm bis 500 pm, insbesondere 20 pm bis 200 pm auf. Die Breite der Segmente, also der Abstand benachbarten Isolierungslinien kann vom Fachmann gemäß den Anforderungen im Einzelfall geeignet gewählt werden. Die Isolierungslinien können durch Laserablation, mechanisches Schneiden oder Ätzen während der Herstellung des Funktionselements eingebracht werden. Bereits laminierte Funktionselemente können auch nachträglich noch mittels Laserablation segmentiert werden.
In einer alternativen Ausführungsform ist die erste Flächenelektrode vorzugsweise auf einer ersten Trägerfolie angeordnet, die zweite Flächenelektrode vorzugsweise auf einer zweiten Trägerfolie angeordnet und die dritte Flächenelektrode vorzugsweise auf einer dritten Trägerfolie angeordnet. Die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Flächenelektroden sind jeweils auf einer weiteren Trägerfolie angeordnet. Die Trägerfolien haben vorzugsweise zumindest die gleiche Flächenausdehnung wie die Flächenelektroden, welche auf ihnen aufgebracht sind, können aber auch eine größere Flächenausdehnung aufweisen. Die erste Trägerfolie und die zweite Trägerfolie sowie die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Flächenelektroden sind vorzugsweise durch einen Isolierungsbereich, besonders bevorzugt durch eine Isolierungslinie, voneinander getrennt.
Die Trägerfolien enthalten bevorzugt zumindest ein thermoplastisches Polymer, besonders bevorzugt Weichmacher-armes oder Weichmacher-freies Polyethylenterephthalat (PET). Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Stabilität des Funktionselementes. Die Trägerfolien können aber auch andere Weichmacher-arme oderWeichmacher-freie Polymere enthalten oder daraus bestehen, beispielsweise Ethylenvinylacetat (EVA), Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, Fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen- Tetrafluorethylen. Die Dicke jeder Trägerfolie beträgt bevorzugt von 0,02 mm bis 1 mm, besonders bevorzugt von 0,04 mm bis 0,2 mm. Trägerfolien stellen einen besonders wirksamen Schutz vor der Diffusion von Weichmachen in die aktive Schicht dar.
Das Funktionselement ist bevorzugt ein PDLC-Funktionselement (polymer dispersed liquid crystal). Die aktive Schicht eines PDLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird an die Flächenelektroden keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle im zweiten Bereich der aktiven Schicht und gegebenenfalls weiteren Bereiche der aktiven Schicht in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Alternativ können Funktionselemente und insbesondere PDLC-Funktionselemente verwendet werden, die transparent sind, wenn keine Spannung anliegt (null Volt) und stark streuen, wenn eine Spannung angelegt wird.
Grundsätzlich ist es aber auch möglich, andere Arten von steuerbaren Funktionselementen einzusetzen, beispielweise elektrochrome Funktionselemente oder SPD-Funktionselemente (suspended particle device). Die erwähnten steuerbaren Funktionselemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt, so dass an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann. Besonders bevorzugt ist ein PDLC- Funktionselement, da insbesondere bei PDLC-Elementen ein wirksamer Schutz vor Weichmachern gewährleitstet sein muss, um die optische Qualität des Funktionselementes nicht zu beeinträchtigen.
Der zweite Bereich der aktiven Schicht kann durch das Anlegen einer Spannung an den ersten Sammelleiter und den zweiten Sammelleiter seinen optischen Zustand verändern. Der erste Bereich der aktiven Schicht ist nicht dazu vorgesehen, seinen optischen Zustand zu ändern und ist daher vorzugsweise möglichst klein ausgebildet. Der erste Bereich weist vorzugsweise eine Fläche von kleiner oder gleich 10 cm2, besonders bevorzugt kleiner oder gleich 2 cm2, insbesondere kleiner oder gleich 1 cm2 auf. Alle weiteren Bereiche der aktiven Schicht sind vorzugsweise so ausgebildet, dass sie durch das Anlegen einer Spannung an die mit ihnen verbundenen Sammelleiter ihren optischen Zustand verändern können.
Der zweite Bereich der aktiven Schicht ist in seiner flächenmäßigen Erstreckung größer, bevorzugt mindestens 5-mal größer, besonders bevorzugt mindestens 10-mal größer, insbesondere mindestens 100-mal größer, als der erste Bereich der aktiven Schicht.
Funktionselemente sind kommerziell erhältlich. Das Funktionselement wird typischerweise aus einer Mehrschichtfolie mit größeren Ausmaßen in der gewünschten Form und Größe ausgeschnitten. Dies kann mechanisch erfolgen, beispielsweise mit einem Messer. In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt das Ausschneiden mittels eines Lasers. Es hat sich gezeigt, dass die Seitenfläche in diesem Fall stabiler ist als beim mechanischen Schneiden. Bei mechanisch geschnittenen Seitenflächen kann die Gefahr bestehen, dass sich das Material gleichsam zurückzieht, was optisch auffällig ist und die Ästhetik der Scheibe nachteilig beeinflusst. Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können.
Die elektrische Steuerung des Funktionselementes der erfindungsgemäßen Verbundscheibe eingebaut in ein Fahrzeug erfolgt beispielsweise mittels Schaltern, Dreh- oder Schiebereglern, die in den Armaturen des Fahrzeugs integriert sind. Es kann aber auch eine Schaltfläche zur Reglung des Funktionselementes in die Verbundscheibe integriert sein, beispielsweise eine kapazitive Schaltfläche. Alternativ oder zusätzlich kann das Funktionselement durch kontaktfreie Verfahren, beispielsweise durch das Erkennen von Gesten, oder in Abhängigkeit des durch eine Kamera und geeignete Auswerteelektronik festgestellten Zustands von Pupille oder Augenlid gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die das Funktionselement durch Sensoren, welchen einen Lichteinfall auf die Scheibe detektieren, gesteuert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Sammelleiter mittels Löten oder Kleben auf den überstehenden Bereich der ersten Flächenelektrode bzw. der zweiten Flächenelektrode und gegebenenfalls weiteren Flächenelektroden aufgebracht. Die so aufgebrachten Sammelleiter sind bevorzugt als Draht oder Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie ausgebildet. Die Sammelleiter enthalten dann beispielsweise zumindest Aluminium, Kupfer, verzinntes Kupfer, Gold, Silber, Zink, Wolfram und/oder Zinn oder Legierungen davon. Der Streifen hat bevorzugt eine Dicke von 10 pm bis 500 pm, besonders bevorzugt von 30 pm bis 300 pm. Sammelleiter aus elektrisch leitfähigen Folien mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. Der Streifen kann mit der elektrisch leitfähigen Struktur beispielsweise über eine Lotmasse, über einen elektrisch leitfähigen Kleber oder durch direktes Auflegen elektrisch leitend verbunden sein.
Alternativ ist der erste Sammelleiter und/oder der zweite Sammelleiter und/oder die weiteren gegebenenfalls vorhandenen Sammelleiter als aufgedruckte und eingebrannte leitfähige Struktur ausgebildet. Die aufgedruckten Sammelleiter enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die Druckpaste enthält bevorzugt metallische Partikel Metallpartikel und/oder Kohlenstoff und insbesondere Edelmetallpartikel wie Silberpartikel. Die elektrische Leitfähigkeit wird bevorzugt durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten. Die Schichtdicke der aufgedruckten Sammelleiter beträgt bevorzugt von 5 pm bis 40 pm, besonders bevorzugt von 8 pm bis 20 pm und ganz besonders bevorzugt von 8 pm bis 12 pm. Aufgedruckte Sammelleiter mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.
Der spezifische Widerstand pa des ersten Sammelleiters und/oder des zweiten Sammelleiter und/oder die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Sammelleiter beträgt bevorzugt von 0,8 pOhnrcm bis 7,0 pOhnrcm und besonders bevorzugt von 1 ,0 pOhnrcm bis 2,5 pOhnrcm. Sammelleiter mit spezifischen Widerständen in diesem Bereich sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf.
Der erste Sammelleiter, der zweite Sammelleiter und/oder gegebenenfalls vorhandene weitere Sammelleiter sind bevorzugt auf einer Fläche der jeweiligen Flächenelektrode aufgebracht, welche der aktiven Schicht des Funktionselementes zugewandt ist. Diese Anordnung ist einfacher, da die Flächenelektroden bevorzugt zwischen der aktiven Schicht und einer Trägerfolie angeordnet sind und somit schlecht über die von der aktiven Schicht abgewandten Fläche der Flächenelektrode mit einem Sammelleiter verbunden werden können. Grundsätzlich können der erste Sammelleiter, der zweite Sammelleiter und/oder gegebenenfalls vorhandene weitere Sammelleiter aber auch auf der von der aktiven Schicht abgewandten Fläche der jeweiligen Flächenelektrode aufgebracht sein. Hierfür kann eine gegebenenfalls vorhandene Trägerfolie beispielsweise eine Aussparung aufweisen über die Sammelleiter und Flächenelektrode miteinander verbunden werden können.
Der erste Sammelleiter und der zweite Sammelleiter sind bevorzugt in gegenüberliegenden Randbereichen des Funktionselementes angeordnet sein oder alternativ über Eck angeordnet, also im Wesentlichen 90° zueinander versetzt angeordnet. Die gegebenenfalls vorhandenen weiteren Sammelleiter sind vorzugsweise wie der zweite Sammelleiter zum ersten Sammelleiter angeordnet. Ist die Verbundscheibe als eine Fahrzeugscheibe in einem Fahrzeug eingesetzt, dann sind die Sammelleiter bevorzugt so angeordnet, dass sie von einem Abdeckdruck der Fahrzeugscheibe verdeckt werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die elektrisch Brücke als Metallfolie oder metallischer Draht ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Brücke kann mittels einer Haftschicht auf die erste Flächenelektrode, die dritte Flächenelektrode und einem Abschnitt der umlaufenden Seitenfläche der aktiven Schicht aufgebracht werden. Die elektrisch leitfähige Brücke enthält beispielsweise zumindest Aluminium, Kupfer, verzinntes Kupfer, Gold, Silber, Zink, Wolfram und/oder Zinn oder Legierungen davon. Die Brücke hat bevorzugt eine Dicke von 5 pm bis 400 pm, besonders bevorzugt von 40 pm bis 250 pm. Elektrisch leitfähige Brücken mit diesen Dicken sind technisch einfach zu realisieren und weisen eine vorteilhafte Stromtragfähigkeit auf. Die elektrisch leitfähige Brücke kann auch mit der elektrisch leitfähigen Struktur (die erste Flächenelektrode und die dritte Flächenelektrode) beispielsweise über eine Lotmasse, über einen elektrisch leitfähigen Kleber oder durch direktes Auflegen elektrisch leitend verbunden sein. Die elektrisch leitfähige Brücke kann beispielsweise, nachdem die Flächenelektroden mit der aktiven Schicht verbunden worden sind, in das Funktionselement eingebracht werden.
Alternativ ist die elektrisch leitfähige Brücke als eine leitfähige Paste ausgebildet. Die elektrisch leitfähige Brücke kann beispielsweise in einem Durchbruch im ersten Bereich der aktiven Schicht, beispielsweise einer lochförmige Aussparung der aktiven Schicht, angeordnet sein, sodass eine direkte elektrische Verbindung zwischen der ersten Flächenelektrode und der dritten Flächenelektrode ermöglicht wird. Die Druckpaste enthält bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung, eine Metallverbindung und/oder Kohlenstoff, besonders bevorzugt ein Edelmetall und insbesondere Silber. Die elektrische Leitfähigkeit wird alternativ durch die elektrisch leitenden Partikel erzielt. Die Partikel können sich in einer organischen und/oder anorganischen Matrix wie Pasten oder Tinten befinden, bevorzugt als Druckpaste mit Glasfritten. Der Durchmesser der Druckpaste beträgt bevorzugt mindestens 5 pm, besonders bevorzugt mindestens 20 pm und ganz besonders bevorzugt mindestens 50 pm. Bei dieser Anordnung ist die elektrisch leitfähige Brücke vollständig von der aktiven Schicht und den Flächenelektroden umschlossen und somit gut vor äußeren Einflüssen geschützt.
Der spezifische Widerstand pa elektrisch leitfähigen Brücke beträgt bevorzugt von 0,8 pOhnrcm bis 7,0 pOhn cm und besonders bevorzugt von 1 ,0 pOhnrcm bis 2,5 pOhnrcm. Je nach Material der elektrisch leitfähigen Brücke kann es vorteilhaft sein, die elektrisch leitfähige Brücke mit einer Schutzschicht, beispielsweise einem Lack, einer Polymerfolie zu schützen.
Der erste Sammelleiter ist vorzugsweise mit einem elektrisch leitfähigen Material, welches Silber enthält, besonders bevorzugt ist das Material auf Basis von Silber ausgebildet, mit der ersten Flächenelektrode elektrisch leitend verbunden. Der zweite Sammelleiter ist vorzugsweise mit einem elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt auf Basis von Silber, mit der zweiten Flächenelektrode elektrisch leitend verbunden. Es versteht sich, dass auch gegebenenfalls vorhandene weitere Sammelleiter mit weiteren Flächenelektroden vorzugsweise mit einem elektrisch leitfähigen Material, bevorzugt auf Basis von Silber, verbunden sind. Das elektrisch leitfähige Material ist hierbei zumindest, bevorzugt ausschließlich, zwischen dem Sammelleiter und dem überstehenden Bereich der Flächenelektrode aufgebracht, mit welcher der Sammelleiter verbunden ist. Diese Anordnung lässt sich produktionstechnisch schnell und einfach herstellen, wobei silberhaltige Materialien sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit auszeichnen und relativ langzeitstabil sind.
Ist etwas „auf Basis“ eines Materials ausgebildet, so besteht es mehrheitlich aus diesem Material, insbesondere im Wesentlichen aus diesem Material neben etwaigen Verunreinigungen oder Dotierungen. Die Angabe von Schichtdicken oder Dicken beziehen sich, sofern nicht anders angegeben, auf die geometrische Dicke einer Schicht.
Die Verbundscheibe mit elektrisch steuerbarem Funktionselement kann vorteilhafterweise als Windschutzscheibe mit Funktionselement als elektrisch steuerbarer Sonnenblende ausgebildet sein. Eine solche Windschutzscheibe weist eine Oberkante und eine Unterkante auf sowie zwei zwischen Oberkante und Unterkante verlaufende Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.
Windschutzscheiben weisen ein zentrales Sichtfeld auf, an dessen optische Qualität hohe Anforderungen gestellt werden. Das zentrale Sichtfeld muss eine hohe Lichttransmission (nach ISO 9050:2003) aufweisen (typischerweise größer als 70%). Das besagte zentrale Sichtfeld ist insbesondere dasjenige Sichtfeld, das vom Fachmann als Sichtfeld B, Sichtbereich B oder Zone B bezeichnet wird. Das Sichtfeld B und seine technischen Anforderungen sind in der Steuerung Nr. 43 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN/ECE) (ECE-R43, „Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres Einbaus in Fahrzeuge“) festgelegt. Dort ist das Sichtfeld B in Anhang 18 definiert.
Das Funktionselement ist dann vorteilhafterweise oberhalb des zentralen Sichtfelds (Sichtfeld B) angeordnet. Das bedeutet, dass das Funktionselement im Bereich zwischen dem zentralen Sichtfeld und der Oberkante der Windschutzscheibe angeordnet ist. Das Funktionselement muss nicht den gesamten Bereich abdecken, ist aber vollständig innerhalb dieses Bereichs positioniert und ragt nicht in das zentrale Sichtfeld hinein. Anders ausgedrückt weist das Funktionselement einen geringeren Abstand zur Oberkante der Windschutzscheibe auf als der zentrale Sichtbereich. Somit wird die Transmission des zentralen Sichtfelds nicht durch das Funktionselement beeinträchtigt, welches an einer ähnlichen Stelle positioniert ist wie eine klassische mechanische Sonnenblende im heruntergeklappten Zustand.
Das Funktionselement ist bevorzugt über die gesamte Breite der Verbundscheibe beziehungsweise der Windschutzscheibe angeordnet, abzüglich eines beidseitigen Randbereichs mit einer Breite von beispielsweise 2 mm bis 20 mm. Auch zur Oberkante weist das Funktionselement bevorzugt einen Abstand von beispielsweise 2 mm bis 20 mm auf. Das Funktionselement ist so innerhalb der Verbundscheibe eingekapselt und vor Kontakt mit der umgebenden Atmosphäre und Korrosion geschützt.
Die Oberkante und die benachbarte Seitenfläche oder alle Seitenflächen des Funktionselements werden in Durchsicht durch die Verbundscheibe bevorzugt von einem opaken Abdeckdruck oder durch einen äußeren Rahmen verdeckt. Windschutzscheiben und Fahrzeugdachscheiben weisen typischerweise einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck aus einer opaken Emaille auf, der insbesondere dazu dient, den zum Einbau der Windschutzscheibe verwendete Kleber vor UV-Strahlung zu schützen und optisch zu verdecken. Dieser periphere Abdeckdruck wird bevorzugt dazu verwendet, auch die Oberkante und die Seitenfläche des Funktionselements zu verdecken, sowie die erforderlichen elektrischen Anschlüsse inkl. der Sammelleiter. Das Funktionselement ist dann vorteilhafterweise ins Erscheinungsbild der Verbundscheibe integriert und lediglich die Unterkante ist potentiell vom Betrachter zu erkennen. Bevorzugt weist sowohl die Außenscheibe als auch die Innenscheibe einen Abdeckdruck auf, so dass die Durchsicht von beiden Seiten gehindert wird.
Das Funktionselement kann auch Aussparungen oder Löcher aufweisen, etwa im Bereich sogenannter Sensorfenster oder Kamerafenster der Verbundscheibe, insbesondere der Windschutzscheibe. Diese Bereiche sind dafür vorgesehen, mit Sensoren oder Kameras ausgestattet zu werden, deren Funktion durch ein steuerbares Funktionselement im Strahlengang beeinträchtigt werden würde, beispielsweise Regensensoren. Es ist auch möglich, die Funktionselement-freien Fenster mit mindestens zwei voneinander getrennten Funktionselementen zu realisieren, wobei zwischen den Funktionselementen ein Abstand besteht, der einen Raum für Sensor- oder Kamerafenster bereitstellt. Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino-Sililat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar sein, oder auch getönt oder gefärbt.
Die Außenscheibe, die Innenscheibe und/oder die Zwischenschicht können weitere geeignete, an sich bekannte Beschichtungen aufweisen, beispielsweise Antireflexbeschichtungen, Antihaftbeschichtungen, Antikratzbeschichtungen, photokatalytische Beschichtungen oder Sonnenschutzbeschichtungen oder Low-E- Beschichtungen).
Die Dicke der Außenscheibe und der Innenscheibe kann breit variieren und so den Erfordernissen im Einzelfall angepasst werden. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen bevorzugt Dicken von 0,5 mm bis 5 mm auf, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm.
Des Weiteren erstreckt sich die Erfindung auf eine Verglasungseinheit umfassend die erfindungsgemäße Verbundscheibe. Der erste Sammelleiter und der zweite Sammelleiter sowie gegebenenfalls weitere Sammelleiter sind hierbei derart mit einer Spannungsquelle verbunden, dass mittels elektrischer Spannungsänderungen an den Sammelleitern unterschiedliche optische Zustände des zweiten Bereichs der aktiven Schicht angesteuert werden können. Falls vorhanden können auch in weiteren Bereichen der aktiven Schicht unterschiedliche optische Zustände mittels elektrischer Spannungsänderungen an den Sammelleitern angesteuert werden. Die Spannungsänderungen an den Sammelleitern können durch die Spannungsquelle erzeugt werden. Die Sammelleiter können mittels üblicher Mittel mit der Spannungsquelle verbunden sein. Die elektrische Kontaktierung ist bevorzugt durch geeignete Verbindungskabel, beispielsweise Folienleiter realisiert.
Die Erfindung erstreckt sich außerdem auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe. Das Verfahren umfasst die folgenden Verfahrensschritte in angegebener Reihenfolge: a) In einem ersten Verfahrensschritt wird der erste Sammelleiter mit der ersten Flächenelektrode des Funktionselementes und der zweite Sammelleiter mit der zweiten Flächenelektrode des Funktionselementes verbunden. b) In einem zweiten Verfahrensschritt wird das Funktionselement zusammen mit der Außenscheibe, der Innenscheibe und der thermoplastischen Zwischenschicht zu einem Schichtstapel angeordnet und zu einer Verbundscheibe laminiert.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst die thermoplastische Zwischenschicht in Verfahrensschritt b) eine erste thermoplastische Verbundfolie, eine zweite thermoplastische Verbundfolie und eine dritte thermoplastische Verbundfolie, wobei das Funktionselement zwischen der ersten thermoplastischen Verbundfolie und der zweiten thermoplastischen Verbundfolie angeordnet wird und die dritte thermoplastische Verbundfolie so angeordnet wird, dass sie das Funktionselement, beispielsweise wie ein Rahmen, umrandet.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird in einem Verfahrensschritt vor dem ersten Verfahrensschritt a) die aktive Schicht des Funktionselementes in das erste Segment und in das zweite Segment mittels Segmentierung durch Laserstrahlung aufgeteilt.
Die elektrische Kontaktierung der Sammelleiter erfolgt bevorzugt vor dem Laminieren der Verbundscheibe.
Eventuell vorhandene Drucke, beispielsweise opake Abdeckdrucke oder aufgedruckte Sammelleiter zur elektrischen Kontaktierung des Funktionselements werden bevorzugt im Siebdruckverfahren aufgebracht.
Das Laminieren erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Lamination verwendet werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon.
Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit elektrisch steuerbarem Funktionselements als Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug, bevorzugt als Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeugs, oder einem Gebäude, wobei das elektrisch steuerbare Funktionselement als Sonnenschutz, Sonnenblende oder als Sichtschutz, bevorzugt als Sonnenblende, verwendet wird. Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeugs.
Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung des elektrisch steuerbaren Funktionselements als Sonnenblende in einer Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeugs, wobei das Funktionselement eine aktive Schicht mit einer ersten Oberfläche, einer zweiten Oberfläche und einer umlaufenden Seitenfläche, eine erste Flächenelektrode, welche sich in einem ersten Bereich der aktiven Schicht über die erste Oberfläche erstreckt und eine zweite Flächenelektrode, welche sich in einem zweiten Bereich der aktiven Schicht über die erste Oberfläche erstreckt, umfasst. Außerdem umfasst das Funktionselement eine dritte Flächenelektrode, welche sich zumindest im ersten und im zweiten Bereich der aktiven Schicht über die zweite Oberfläche erstreckt, und eine elektrische Brücke, welche die erste Flächenelektrode mit der dritten Flächenelektrode elektrisch leitend verbindet. Die erste Flächenelektrode weist außerdem einen zur aktiven Schicht ersten überstehenden Bereich auf und die zweite Flächenelektrode weist einen zur aktiven Schicht zweiten überstehenden Bereich auf. Zumindest auf dem ersten überstehenden Bereich ist zudem ein erster Sammelleiter und zumindest auf dem zweiten überstehenden Bereich ist ein zweiter Sammelleiter angeordnet. Die erste Flächenelektrode und die zweite Flächenelektrode sind voneinander elektrisch isoliert.
Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und sind nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnungen schränken die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:
Figur 1 eine Ausführungsform des Funktionselementes mit Sammelleitern wie es in der erfindungsgemäßen Verbundscheibe eingebaut wäre in der Draufsicht auf die zweite Oberfläche des Funktionselementes,
Figur 2 das Funktionselement aus Figur 1 in einer seitlichen Ansicht auf einen ersten Abschnitt der umlaufenden Seitenfläche des Funktionselementes,
Figur 3 das Funktionselement aus Figur 1 in einer weiteren seitlichen Ansicht auf einen weiteren Abschnitt der umlaufenden Seitenfläche des Funktionselementes,
Figur 4 eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in einer Draufsicht, Figur 5 eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Verbundscheibe aus Figur 4, Figur 6 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe in einer Draufsicht,
Figur 7 eine Querschnittansicht der erfindungsgemäßen Verbundscheibe aus Figur 6 und Figur 8 eine Seitenansicht eines Funktionselementes wie es in der Verbundscheibe aus den Figuren 6 und 7 eingesetzt ist.
Die Figuren 1 , 2, und 3 zeigen je ein Detail eines Funktionselementes 4 mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften wie es Bestandteil einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 sein könnte. Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf das Funktionselement 4, wobei Figur 2 und Figur 3 jeweils eine seitliche Ansicht auf die umlaufende Seitenfläche des Funktionselementes 4 zeigen. Das Funktionselement 4 weist eine aktive Schicht 5 mit einer ersten Oberfläche A, einer zweiten Oberfläche B und einer umlaufenden Seitenfläche S auf. Figur 2 zeigt eine Seitenansicht, die eine Draufsicht auf einen zweiten Abschnitt S“ der umlaufenden Seitenfläche S der aktiven Schicht 5 zeigt. Figur 3 zeigt eine zur Seitenansicht der Figur 2 um 90° versetzte Seitenansicht. Die Blickrichtung, mit der auf das Funktionselement 4 in Figur 3 geblickt wird, ist durch einen gestrichelten Pfeil in Figur 1 angedeutet. Das steuerbare Funktionselement 4 ist beispielsweise eine PDLC- Mehrschichtfolie.
Die aktive Schicht 5 ist in ein erstes Segment 5.1 und in ein zweites Segment 5.2 aufgeteilt. Auf der ersten Oberfläche A der aktiven Schicht 5 ist im Bereich des ersten Segmentes 5.1 eine erste Flächenelektrode 6.1 aufgebracht. Eine zweite Flächenelektrode 6.2 ist auf der ersten Oberfläche A der aktiven Schicht 5 im Bereich des zweiten Segmentes 5.2 aufgebracht. Auf der zweiten Oberfläche B der aktiven Schicht 5 ist eine dritte Flächenelektrode 6.3 aufgebracht. Die dritte Flächenelektrode 6.3 erstreckt sich über die gesamte zweite Oberfläche B der aktiven Schicht 5. Die erste Flächenelektrode 6.1 und die zweite Flächenelektrode 6.2 erstrecken sich zusammengenommen über die gesamte erste Oberfläche A der aktiven Schicht 5. Eine elektrische Brücke 7 verbindet die erste Flächenelektrode 6.1 elektrisch leitend mit der dritten Flächenelektrode 6.3.
In Figur 1 ist ein linienförmiger Isolierungsbereich, welcher die erste Flächenelektrode 6.1 von der zweiten Flächenelektrode 6.2 und das erste Segment 5.1 der aktiven Schicht 5 vom zweiten Segment 5.2 der aktiven Schicht 5 trennt, durch eine gestrichelte Linie angedeutet wird. In Figur 2 zwei ist der linienförmige Isolierungsbereich zwischen der ersten Flächenelektrode 6.1 und der zweiten Flächenelektrode 6.2 sowie dem ersten Segment 5.1 und dem zweiten Segment 5.2 durch eine sichtbare Lücke dargestellt. Der linienförmige Isolierungsbereich, auch Isolierungslinie genannt, dient im Falle der ersten Flächenelektrode 6.1 und der zweiten Flächenelektrode 6.2 der elektrischen Isolierung, sodass beide Elektroden elektrisch isoliert voneinander angeordnet sind. Im Falle der segmentierten aktiven Schicht 5 dient die Isolierungslinie zur Verbesserung der optischen Qualität des Funktionselementes 4. Die Isolierungslinie zwischen den Flächenelektroden 6.1 , 6.2 und den Segmenten 5.1 , 5.2 ist beispielsweise durch Laserablation in das Funktionselement 4 eingebracht worden. Die Isolierungslinien weisen beispielweise eine Breite von 50 pm auf.
Die aktive Schicht 5 weist außerdem die umlaufende Seitenfläche S auf, die zwischen der ersten Oberfläche A und der zweiten Oberfläche B verläuft. In einem ersten Abschnitt S‘ der umlaufenden Seitenfläche S der aktiven Schicht 5, 5.1 ragt die erste Flächenelektrode 6.1 über die aktive Schicht 5, 5.1 hinaus (siehe Figur 2), sodass die erste Flächenelektrode 6.1 zur aktiven Schicht 5 einen überstehenden Bereich U‘ aufweist. In einem zweiten Abschnitt S“ der umlaufenden Seitenfläche S der aktiven Schicht 5, 5.2 ragt die zweite Flächenelektrode 6.2 über die aktive Schicht 5, 5.2 hinaus (siehe Figur 3), sodass die zweite Flächenelektrode 6.2 zur aktiven Schicht 5 einen überstehenden Bereich II“ aufweist. Der Überstand u der ersten Flächenelektrode 6.1 zur aktiven Schicht 5 sowie der Überstand u der zweiten Flächenelektrode 6.2 zur aktiven Schicht 5 beträgt jeweils beispielsweise 3 mm. Der Überstand u ist hier und im Folgenden durch die Distanz der äußeren überstehenden Kante der Flächenelektrode zur Kante der aktiven Schicht 5 gemessen (Distanz orthogonal zum Abschnitt der Seitenfläche S gemessen, in dem die Flächenelektrode übersteht).
Auf dem überstehenden Bereich U‘ der ersten Flächenelektrode 6.1 ist ein erster Sammelleiter 8.1 und auf dem überstehenden Bereich II“ der zweiten Flächenelektrode 6.2 ist ein zweiter Sammelleiter 8.2 aufgebracht. Die Sammelleiter 8.1 , 8.2 sind jeweils auf der zur aktiven Schicht 5 hingewandten Oberfläche der Flächenelektroden 6.1 , 6.2 aufgebracht. Der überstehende Bereich U‘ der ersten Flächenelektrode 6.1 ist 90° zum überstehenden Bereich II“ der zweiten Flächenelektrode 6.2 versetzt angeordnet. Die Sammelleiter 8.1 , 8.2 sind also nicht gegenüberliegend zueinander, sondern ebenfalls 90° zueinander versetzt angeordnet. Die Sammelleiter 8.1 , 8.2 sind beispielsweise als eine silberhalte Druckpaste mit einer Schichtdicke von 10 pm ausgebildet. Die erste Flächenelektrode 6.1 und die dritte Flächenelektrode 6.3 sind über einer elektrische leitfähige Brücke 7 elektrisch leitend miteinander verbunden. Die elektrisch leitfähige Brücke 7 ist in einer lochförmigen Aussparung des ersten Segmentes 5.1 der aktiven Schicht 5 angeordnet und steht in direktem räumlichen Kontakt mit der ersten Flächenelektrode 6.1 und der dritten Flächenelektrode 6.3, sodass eine an die erste Flächenelektrode 6.1 angelegte Spannung über die elektrisch leitfähige Brücke 7 auch auf die dritte Flächenelektrode 6.3 angelegt wird. Die elektrisch leitfähige Brücke 7 kann alternativ entlang der Seitenfläche S der aktiven Schicht 5 angeordnet sein und die erste Flächenelektrode 6.1 und die dritte Flächenelektrode 6.3 in einem Randbereich berühren, (hier nicht gezeigt).
Der erste Sammelleiter 8.1 und der zweite Sammelleiter 8.2 sind über Anschlussleitungen mit der Spannungsquelle 10 verbunden. Die Spannungsquelle 10 ist wiederrum mit einem Steuergerät verbunden, über welches die für das Funktionselement 4 vorgesehene Spannung eingestellt werden kann.
Die Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6.3 sind jeweils auf einer T rägerfolie aufgebracht (T rägerfolie ist hier nicht gezeigt), welche im Wesentlichen die gleiche Flächenausdehnung wie die jeweilige aufgebrachte Flächenelektrode 6.1 , 6.2, 6.3 aufweist. Die Trägerfolien sind mit einer zur aktiven Schicht 5 weisenden Beschichtung aus ITO mit einer Dicke von etwa 100 nm versehen, welche die Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6.3 ausbilden. Die Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6.3 sind also zwischen einer Trägerfolie und der aktiven Schicht 5 angeordnet. Die Trägerfolien sind in den Figuren nicht gezeigt. Die Trägerfolien bestehen beispielsweise aus Polyethylenterephthalat (PET) und weisen eine Dicke von beispielsweise 0,125 mm auf. Die Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6.3 sind zwischen der jeweiligen Trägerfolie und der aktiven Schicht 5 angeordnet.
Die aktive Schicht 5 enthält eine Polymermatrix mit darin dispergierten Flüssigkristallen, die sich in Abhängigkeit der an die Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6.3 angelegten elektrischen Spannung ausrichten, wodurch die optischen Eigenschaften gesteuert werden können. Das zweite Segment 5.2 der aktiven Schicht 5 ändert in Abhängigkeit der angelegten Spannung an die erste Flächenelektrode 6.1 und die zweite Flächenelektrode 6.2 seinen optischen Zustand. Die optische Änderung kommt durch die Spannungsdifferenz zwischen der zweiten Flächenelektrode 6.2 und der dritten Flächenelektrode 6.3 zustande, bei der sich Flüssigkristalle im zweiten Segment 5.2 neu ausrichten.
Figuren 4 und 5 zeigen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100, wobei ein Funktionselement 4 wie im Wesentlichen für die Figuren 1 bis 3 beschrieben innerhalb der Verbundscheibe 100 angeordnet ist. Die Verbundscheibe 100 ist als eine Windschutzscheibe mit elektrisch steuerbarer Sonnenblende für ein Fahrzeug ausgebildet und das Funktionselement 4 ist entsprechend der Anordnung in der Windschutzscheibe zugeschnitten und gekrümmt (bzw. krümmbar). Figur 4 zeigt eine Draufsicht auf eine Innenseite der Verbundscheibe 100, also jene Fläche der Verbundscheibe 100, die dazu vorgesehen ist, in einem Fahrzeug dem Innenraum zugewandt zu sein. Figur 5 zeigt eine Querschnittansicht der Verbundscheibe 100 aus Figur 4, wobei die Schnittlinie X-X‘ in Figur 4 angedeutet ist.
Die Verbundscheibe 100 umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, die über eine thermoplastische Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 weist eine Dicke von 2,1 mm auf und besteht beispielsweise aus einem klaren Kalk-Natron- Glas. Die Innenscheibe 2 weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf und besteht beispielsweise ebenfalls aus einem klaren Kalk-Natron-Glas. Die Verbundscheibe weist eine in Einbaulage dem Dach zugewandte Oberkante D und eine in Einbaulage dem Motorraum zugewandte Unterkante M auf.
Die Außenscheibe 1 weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht 3 zugewandte innenraumseitige Oberfläche II und eine von der thermoplastischen Zwischenschicht 3 abgewandte außenseitige Oberfläche I auf. Die außenseitige Oberfläche I der Außenscheibe 1 ist zugleich auch die außenseitige Oberfläche der Verbundscheibe 100. Die Innenscheibe 2 weist eine der thermoplastischen Zwischenschicht 3 zugewandte, außenseitige Oberfläche III auf. Außerdem weist die Innenscheibe 2 eine von der thermoplastischen Zwischenschicht 3 abgewandte innenraumseitige Oberfläche IV, welche zugleich auch die innenraumseitige Oberfläche der Verbundscheibe 100 ist.
Die thermoplastische Zwischenschicht 3 umfasst eine erste thermoplastische Verbundfolie, 3.1 , einer zweite thermoplastische Verbundfolie 3.2 und eine dritte thermoplastische Verbundfolie 3.3, welche flächig übereinander gestapelt zwischen Außenscheibe 1 und Innenscheibe 2 angeordnet sind, wobei die dritte thermoplastische Verbundfolie 3.3 zwischen der ersten und der zweiten thermoplastische Verbundfolie 3.1 , 3.2 angeordnet ist. Die Verbundfolien 3.1 , 3.2, 3.3 weisen beispielsweise jeweils eine Dicke von 0,38 mm auf. Die Verbundfolien 3.1 , 3.2, 3.3 bestehen beispielsweise aus 78 Gew.-% Polyvinylbutyral (PVB) und 22 Gew.-% 2,2'-Ethylendioxydiethylbis(2-ethylhexanoat) als Weichmacher.
Zwischen der ersten thermoplastischen Verbundfolie 3.1 und der zweiten thermoplastischen Verbundfolie 3.2 ist das Funktionselement 4 angeordnet, welches durch eine elektrische Spannung in seinen optischen Eigenschaften steuerbar ist. Die elektrischen Zuleitungen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Die erste thermoplastische Verbundfolie 3.1 ist mit der Außenscheibe 1 verbunden, die zweite thermoplastische Verbundfolie 3.2 ist mit der Innenscheibe 2 verbunden. Die dazwischenliegende dritte thermoplastische Verbundfolie 3.3 weist einen Ausschnitt auf, in welchen das zugeschnittene Funktionselement 4 passgenau, das heißt an allen Seiten der aktiven Schicht 5 bündig, eingelegt ist. Der Überstand U‘, II“ der ersten Flächenelektrode 6.1 und der zweite Flächenelektrode 6.2 kann mit der dritten thermoplastischen Verbundfolie 3.3 überlappen (hier nicht gezeigt). Die dritte Verbundfolie 3.3 bildet also gleichsam eine Art Passepartout für das Funktionselement 4, welches somit rundum in thermoplastisches Material eingekapselt und dadurch geschützt ist.
Das Funktionselement 4 dient in der als Windschutzscheibe ausgebildeten Verbundscheibe 100 als Sonnenblende und ist in einem Bereich oberhalb eines zentralen Sichtbereichs B (wie in ECE-R43 definiert) angeordnet. Die Höhe der Sonnenblende beträgt beispielsweise 21 cm.
Die erste Verbundfolie 3.1 kann einen getönten Bereich aufweisen, der zwischen dem Funktionselement 4 und der Außenscheibe 1 angeordnet ist (hier nicht gezeigt). Die Lichttransmission der Windschutzscheibe wird dadurch im Bereich des Funktionselements 4 zusätzlich herabgesetzt (beispielsweise Lichttransmission von 30% im getönten Bereich) und das milchige Aussehen des PDLC-Funktionselements 4 im diffusen Zustand abgemildert. Die Ästhetik der Windschutzscheibe wird dadurch deutlich ansprechender gestaltet.
Die Verbundscheibe 100 weist, wie üblich für Windschutzscheiben üblich, einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 11 auf, der durch ein opakes Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen II, IV der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 ausgebildet ist. Der Abstand des Funktionselements 4 zur Oberkante D und den Seitenkanten der Verbundscheibe 100 ist kleiner als die Breite des Abdeckdrucks 11 , so dass die Seitenflächen des Funktionselements 4 - mit Ausnahme der zum zentralen Sichtfeld B weisenden Seitenkante - durch den Abdeckdruck 11 verdeckt sind. Auch die nicht dargestellten elektrischen Anschlüsse inkl. der Sammelleiter 8.1 , 8.2 werden sinnvollerweise im Bereich des Abdeckdrucks 11 angebracht und somit versteckt.
Das Funktionselement 4 weist an allen Seitenflächen eine Sperrschicht 9 auf, welche die gesamte umlaufende Seitenfläche und den umlaufenden Randbereich der Oberseite (d.h. die der ersten thermoplastischen Verbundfolie 3.1 zugewandte Oberfläche) des Funktionselements 4 bedeckt. Die Oberseite des Funktionselementes 4 ist gleichzeitig die mit der dritten Flächenelektrode 6.3 bedeckte zweite Oberfläche B der aktiven Schicht 5 (siehe Figuren 1 bis 3). Vorzugsweise ist das Funktionselement 4 auch in den Randbereichen der Unterseite (d.h. die der zweiten thermoplastischen Verbundfolie 3.2 zugewandte Oberfläche) mit einer Sperrschicht 9 bedeckt, welche keinen überstehenden Bereich U‘, U“ durch die erste oder zweite Flächenelektrode 6.1 , 6.2 aufweisen (hier nicht gezeigt). Die Unterseite des Funktionselementes 4 ist gleichzeitig die mit der ersten und der zweiten Flächenelektrode 6.1 , 6.2 bedeckte erste Oberfläche A der aktiven Schicht 5 (siehe Figuren 1 bis 3). Mit „umlaufender Seitenfläche des Funktionselementes 4“ ist im Wesentlichen die umlaufende Seitenfläche S der aktiven Schicht 5 gemeint, wie in den Figuren 1 bis 3 gezeigt.
Die Sperrschichten 9 reduziert oder unterbindet eine Diffusion von Weichmacher in die aktive Schicht 5, was die Lebensdauer des Funktionselements 4 erhöht. Die Dicke (oder mit anderen Worten, die Materialstärke) der Sperrschichten 9 beträgt beispielsweise mindestens 50 nm. Die Sperrschichten 9 sind beispielsweise eine Organosiliziumschicht. Die Sperrschichten können auch durch mehrlagige Einzelschichten ausgebildet sein.
Figur 6 zeigt eine Draufsicht auf eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Figur 7 zeigt eine Querschnittansicht der Verbundscheibe 100 aus Figur 6, wobei die Schnittlinie X-X‘ in Figur 6 angedeutet ist. Die Verbundscheibe 100 ist als eine Dachscheibe für ein Fahrzeug ausgebildet. Das Funktionselement 4 ist zwischen einer Außenscheibe 1 und einer Innenscheibe 2 innerhalb einer thermoplastischen Zwischenschicht 3 angeordnet. Das Funktionselement 4 ist zwischen einer ersten thermoplastischen Verbundfolie 3.1 und einer zweiten thermoplastischen Verbundfolie 3.2 angeordnet. Rahmenförmig um das Funktionselement 4 herum ist eine dritte thermoplastische Verbundfolie 3.3 angeordnet. Die Verbundscheibe 100 weist, wie üblich für Dachscheiben üblich, einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 11 auf, der durch eine opake Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen II, IV der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 ausgebildet ist.
Das Funktionselement 4 ist durch eine elektrische Spannung in seinen optischen Eigenschaften steuerbar. Die elektrischen Zuleitungen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt. Das Funktionselement 4 ist in mehrere schaltbare Bereiche 5.2, 5‘ unterteilt für mehr Details hierzu wird auf die Figur 8 verwiesen. Der umlaufende Rand des Funktionselementes 4 wird vollständig vom Abdeckdruck 11 inkl. der Sammelleiter 8.1 , 8.2, 8‘ verdeckt. Das Funktionselement 4 erstreckt sich im Wesentlichen über die gesamte Fläche der Verbundscheibe 100 abzüglich eines umlaufenden Randbereiches, welcher vollständig vom Abdeckdruck 11 verdeckt wird. Mit anderen Worten erstreckt sich das Funktionselement 4 über den gesamten Durchsichtbereich der Verbundscheibe 100. Das Funktionselement 4 weist an allen Seitenflächen eine Sperrschicht 9 auf, welche die gesamte umlaufende Seitenfläche und den umlaufenden Randbereich der Oberseite (d.h. die der ersten thermoplastischen Verbundfolie 3.1 zugewandte Oberfläche) des Funktionselements 4 bedeckt. Die Oberseite des Funktionselementes 4 ist gleichzeitig die mit der dritten Flächenelektrode 6.3 bedeckte zweite Oberfläche B der aktiven Schicht 5 (siehe Figur 8). Das Funktionselement 4 weist an der Unterseite (d.h. die der zweiten thermoplastischen Verbundfolie 3.2 zugewandte Oberfläche) keine Sperrschicht 9 auf, da die erste Flächenelektrode 6.1 , die zweite Flächenelektrode 6.2 und alle weiteren Flächenelektroden 6‘ einen überstehenden Bereich U‘, U“, U“‘ zur aktiven Schicht 5 aufweisen, wodurch ein Überstand entlang des gesamten umlaufenden Randes der aktiven Schicht 5 erzielt wird und die Anwendung einer Sperrschicht 9 nicht länger erforderlich ist (hier nicht gezeigt). Die Unterseite des Funktionselementes 4 ist gleichzeitig die mit der ersten und der zweiten Flächenelektrode 6.1 , 6.2 bedeckte erste Oberfläche A der aktiven Schicht 5 (siehe Figur 8). Mit „umlaufender Seitenfläche des Funktionselementes 4“ ist im Wesentlichen die umlaufende Seitenfläche S der aktiven Schicht 5 gemeint, wie in Figur 8 gezeigt.
Die Außenscheibe 1 und die Innenscheibe 2 bestehen aus Kalk-Natron-Glas, welches optional getönt sein kann. Die Außenscheibe 1 weist beispielsweise eine Dicke von 2,1 mm auf, die Innenscheibe 2 eine Dicke von 1 ,6 mm. Die thermoplastischen Verbundfolien 3.1 , 3.2, 3.3 weisen jeweils beispielsweise eine Dicke von 0,38 mm auf und bestehen beispielsweise aus 78 Gew.-% Polyvinylbutyral (PVB) und 22 Gew.-% 2,2'-Ethylendioxydiethylbis(2- ethylhexanoat) als Weichmacher.
Die Figur 8 zeigt das Funktionselement 4 in einer Seitenansicht, welches in der Ausführungsform der Figuren 6 und 7 Bestandteil der Verbundscheibe 100 ist. Die in der Figur 8 gezeigte Variante des Funktionselementes 4 entspricht im Wesentlichen der Variante aus den Figuren 1 bis 3, sodass hier nur auf die Unterschiede eingegangen wird und ansonsten auf die Beschreibung zu den Figuren 1 bis 3 verwiesen wird.
Im Gegensatz zu dem Funktionselement 4 aus den Figuren 1 bis 3 sind neben der ersten Flächenelektrode 6.1 und der zweiten Flächenelektrode 6.2 noch weitere Flächenelektroden 6‘ auf der ersten Oberfläche A der aktiven Schicht 5 aufgebracht. Insgesamt sind 5 elektrisch voneinander isolierte Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6‘ auf der ersten Oberfläche A der aktiven Schicht 5 aufgebracht. Die zweite Flächenelektrode 6.2 und die weiteren 3 Flächenelektroden 6‘ sind streifenförmig nebeneinander auf der aktiven Schicht 5 angeordnet, sodass in Draufsicht 4 im Wesentlichen rechteckig geformte Bereiche zu sehen sind (siehe Figur 6). Die Flächenelektroden 6.2, 6‘ sind jeweils parallel zueinander und nebeneinander angeordnet, wobei die längeren Seiten der einzelnen Flächenelektroden 6‘, 6.2 einander gegenüberstehen. Die Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6‘ sind voneinander durch Isolierungslinien, beispielsweise durch Laserablation eingebracht, getrennt. Die Isolierungslinien weisen beispielweise eine Breite von 50 pm auf.
Im Gegensatz zu dem Funktionselement 4 aus den Figuren 1 bis 3 ist hier die aktive Schicht 5 nicht in einzelne Segmente, also mittels eines Isolierungsbereiches voneinander getrennte Bereiche, unterteilt. Die gesamte aktive Schicht 5 ist eine zusammenhängende Schicht, die aber aufgrund der unterteilten Flächenelektroden 6.1 , 6.2, 6‘ auf der ersten Oberfläche A trotzdem in einen ersten Bereich 5.1 , einen zweiten Bereich 5.2 und 3 weitere Bereiche 5‘ unterteilt werden kann. Im zweiten Bereich 5.2 und den weiteren Bereichen 5‘ sind durch das Anlegen einen Spannung mittels der Spannungsquelle 10 an die erste Flächenelektrode 6.1 und die zweite Flächenelektrode 6.2 sowie die weiteren Flächenelektroden 6‘ verschiedene optische Zustände ansteuerbar. Der zweite Bereich 5.2 sowie die weiteren Bereiche 5‘ sind unabhängig voneinander schaltbar, wodurch die aktive Schicht 5 je nach Bereich 5.2, 5‘ in unterschiedlichen optischen Zuständen sein kann. De erste Bereich 5.1 der aktiven Schicht 5 ist nicht schaltbar und wird in Einbaulage in die Verbundscheibe 100 vorzugsweise vom Abdeckdruck 11 verdeckt.
Die erste Flächenelektrode 6.1 , die zweite Flächenelektrode 6.2 und die weiteren Flächenelektroden 6‘ sind in einem zur aktiven Schicht 5 überstehenden Bereich LT, II“, U“‘ mit einem Sammelleiter 8.1 , 8.2, 8‘ verbunden (nur für die erste Flächenelektrode 6.1 in Figur 8 gezeigt). Die Sammelleiter 8.1 , 8.2, 8‘ sind auf der der aktiven Schicht 5 zugewandten Fläche der jeweiligen Flächenelektrode 6.1 , 6.2, 6‘ aufgebracht. Die Sammelleiter 8.1 , 8.2, 8‘ sind wiederum mittels elektrischer Leitungen mit der Spannungsquelle 10 verbunden. Zusammengenommen stehen die erste Flächenelektrode 6.1 , die zweite Flächenelektrode 6.2 und die weiteren Flächenelektroden 6‘ entlang der gesamten umlaufenden Seitenfläche S zur aktiven Schicht 5, abzüglich des linienförmigen Isolierungsbereiches, über. Dies schützt das Funktionselement 4 noch besser vor dem Einfluss von Weichmachern, beispielsweise aus der PVB-Schicht, wodurch die optische Qualität des Funktionselementes 4 beeinträchtigt würde. Bezugszeichenliste:
1 Außenscheibe
2 Innenscheibe
3 thermoplastische Zwischenschicht
3.1 erste thermoplastische Verbundfolie der Zwischenschicht 3
3.2 zweite thermoplastische Verbundfolie der Zwischenschicht 3
3.3 dritte thermoplastische Verbundfolie der Zwischenschicht 3
4 Funktionselement
5 aktive Schicht
5.1 erstes Segment/erster Bereich der aktiven Schicht 5
5.2 zweites Segment/zweiter Bereich der aktiven Schicht 5
5‘ weitere Segmente/weitere Bereiche der aktiven Schicht 5
6.1 erste Flächenelektrode
6.2 zweite Flächenelektrode
6.3 dritte Flächenelektrode
6‘ weitere Flächenelektroden
7 elektrische Brücke
8.1 erster Sammelleiter
8.2 zweiter Sammelleiter
8‘ weitere Sammelleiter
9 Sperrschicht
10 Spannungsquelle
11 Abdeckdruck
100 Verbundscheibe
I außenseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
II innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe 1
III außenseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
IV innenraumseitige Oberfläche der Innenscheibe 2
A erste Oberfläche der aktiven Schicht 5
B zweite Oberfläche der aktiven Schicht 5
S umlaufende Seitenfläche der aktiven Schicht 5
S‘ erster Abschnitt der Seitenfläche S
S“ zweiter Abschnitt der Seitenfläche S
U‘ überstehender Bereich der ersten Flächenelektrode 6.1 II“ überstehender Bereich der zweiten Flächenelektrode 6.2
U“‘ überstehender Bereich einer weiteren Flächenelektrode 6‘
X-X‘ Schnittlinie H zentrales Sichtfeld der Verbundscheibe 100 als Windschutzscheibe
D Oberkante der Verbundscheibe 100, Dachkante
M Unterkante der Verbundscheibe 100, Motorkante

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe (100) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, umfassend: eine Außenscheibe (1), eine thermoplastische Zwischenschicht (3), eine Innenscheibe (2) und ein zwischen der Außenscheibe (1) und der Innenscheibe (2) angeordnetes Funktionselement (4) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, wobei das Funktionselement (4) umfasst: eine aktive Schicht (5) mit einer ersten Oberfläche (A), einer zweiten Oberfläche (B) und einer umlaufenden Seitenfläche (S), eine erste Flächenelektrode (6.1), welche sich in einem ersten Bereich (5.1) der aktiven Schicht (5) über die erste Oberfläche (A) erstreckt, eine zweite Flächenelektrode (6.2), welche sich in einem zweiten Bereich (5.2) der aktiven Schicht (5) über die erste Oberfläche (A) erstreckt, eine dritte Flächenelektrode (6.3), welche sich zumindest im ersten und im zweiten Bereich (5.1 , 5.2) der aktiven Schicht (5) über die zweite Oberfläche (B) erstreckt und eine elektrische Brücke (7), welche die erste Flächenelektrode (6.1) mit der dritten Flächenelektrode (6.3) elektrisch leitend verbindet, wobei die erste Flächenelektrode (6.1) zur aktiven Schicht (5) einen ersten überstehenden Bereich (U‘) aufweist und die zweite Flächenelektrode (6.2) zur aktiven Schicht (5) einen zweiten überstehenden Bereich (LT) aufweist und zumindest auf dem ersten überstehenden Bereich (U‘) ein erster Sammelleiter (8.1) und zumindest auf dem zweiten überstehenden Bereich (LT) ein zweiter Sammelleiter (8.2) angeordnet ist und wobei die erste Flächenelektrode (6.1) und die zweite Flächenelektrode (6.2) voneinander elektrisch isoliert sind.
2. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 , wobei die aktive Schicht (5) im ersten Bereich ein erstes Segment (5.1) und im zweiten Bereich ein zweites Segment (5.2) aufweist.
3. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der erste überstehende Bereich (U‘) und der zweite überstehende Bereich (LT) zusammengenommen entlang der gesamten umlaufenden Seitenfläche (S) über die aktive Schicht (5) überstehen.
4. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die thermoplastische Zwischenschicht (3) zumindest eine erste thermoplastische Verbundfolie (3.1) und eine zweite thermoplastische Verbundfolie (3.2) umfasst und das Funktionselement (4) zwischen der ersten und der zweiten thermoplastischen Verbundfolie (3.1, 3.2) angeordnet ist.
5. Verbundscheibe (100) nach Anspruch 4, wobei die thermoplastische Zwischenschicht
(3) eine dritte rahmenförmige thermoplastische Verbundfolie (3.3) aufweist, welche umlaufend um das Funktionselement (4) angeordnet ist.
6. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die aktive Schicht (5) an zumindest einem Abschnitt (S‘, S“) der umlaufenden Seitenfläche (S), bevorzugt an allen Abschnitten der umlaufenden Seitenfläche (S), mit mindestens einer Sperrschicht (9) versiegelt ist.
7. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Funktionselement
(4) ein PDLC-Funktionselement ist.
8. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der zweite Bereich (5.2) in seiner Flächenausdehnung mindestens 5-mal größer, besonders bevorzugt mindestens 10-mal größer, als der erste Bereich (5.1) ist.
9. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die erste Flächenelektrode (6.1) und/oder die zweite Flächenelektrode (6.2) mindestens 1 mm, bevorzugt mindestens 5 mm zur aktiven Schicht (5) überstehen.
10. Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der erste Sammelleiter (8.1) mit der ersten Flächenelektrode (6.1) mittels eines elektrisch leitfähigen Materials, bevorzugt Silber-haltigen Materials, elektrisch leitend verbunden ist.
11. Verglasungseinheit umfassend eine Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der erste und der zweite Sammelleiter (8.1, 8.2) mit einer Spannungsquelle (10) verbunden sind und mittels elektrischer Spannungsänderungen unterschiedliche optische Zustände des zweiten Bereichs (5.2) angesteuert werden können.
12. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei a) der erste Sammelleiter (8.1) mit der ersten Flächenelektrode (6.1) des Funktionselementes (4) und der zweite Sammelleiter (8.2) mit der zweiten Flächenelektrode (6.2) des Funktionselementes (4) verbunden wird und b) das Funktionselement (4) zusammen mit der Außenscheibe (1), der Innenscheibe (2) und der thermoplastischen Zwischenschicht (3) zu einem Schichtstapel angeordnet wird und der Schichtstapel anschließend zu einer Verbundscheibe (100) laminiert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei die Aufteilung der aktiven Schicht (5) in das erste Segment (5.1) und in das zweite Segment (5.2) mittels Segmentierung durch Laserstrahlung erfolgt.
14. Verwendung einer Verbundscheibe (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 als Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeugs. 15 Verwendung nach Anspruch 14, wobei das elektrisch steuerbare Funktionselements (4) als Sonnenblende in einer Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeugs verwendet wird.
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