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WO2025233079A1 - Verbundscheibe - Google Patents

Verbundscheibe

Info

Publication number
WO2025233079A1
WO2025233079A1 PCT/EP2025/059835 EP2025059835W WO2025233079A1 WO 2025233079 A1 WO2025233079 A1 WO 2025233079A1 EP 2025059835 W EP2025059835 W EP 2025059835W WO 2025233079 A1 WO2025233079 A1 WO 2025233079A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
surface element
functional
sub
functional element
contact elements
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/EP2025/059835
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Sebastian ARENDT
Marcel Klein
Benjamin NAGEL
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 Sekurit France
Original Assignee
Saint Gobain Sekurit France
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
Application filed by Saint Gobain Sekurit France filed Critical Saint Gobain Sekurit France
Publication of WO2025233079A1 publication Critical patent/WO2025233079A1/de
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Definitions

  • the present invention relates to a composite disc, a method for manufacturing a composite disc and a motor vehicle with a composite disc.
  • Laminated glass panes are already known from the prior art. For example, laminated glass panes with electrically controllable functional elements are used. The laminated glass panes can be electrically switched between two different states and, for example, be clear and transparent in one state, whereas they are cloudy or milky in a second state.
  • a laminated glass pane with a functional element having electrically controllable optical properties comprises a stacked sequence of an outer pane, a first intermediate layer, a second intermediate layer, and an inner pane.
  • the intermediate layers contain at least one thermoplastic polymeric film with at least one plasticizer.
  • a functional element with electrically controllable optical properties is arranged at least partially between the first and second intermediate layers.
  • At least one barrier film is arranged between the first intermediate layer and the functional element, as well as between the functional element and the second intermediate layer, and the barrier film has a projection over the functional element at least partially.
  • a composite disk with a segmentally switchable, electrically controllable functional element comprises a first disk, a second disk, which are connected to each other via an intermediate layer, and a functional element embedded in the intermediate layer.
  • the functional element comprises a first surface electrode and a second surface electrode, which are arranged one above the other and between which an active layer is arranged.
  • the first surface electrode is divided into several segments by means of at least one dividing line.
  • a group of first busbars makes electrical contact with the first surface electrode.
  • a second busbar makes electrical contact with the second surface electrode.
  • Each segment of the first surface electrode is made electrically contact by at least two busbars from the group of first busbars.
  • the functional element comprises A stacked sequence consisting of a first carrier film, a first surface electrode divided into at least two segments by at least one insulating line, an active layer, a second surface electrode, and a second carrier film. At a first lateral edge in a first region, the second carrier film, the second surface electrode, and the active layer have a first cut-off. In a second region, the first carrier film, the first surface electrode, and the active layer have a second cut-off.
  • a group of first busbars makes electrical contact with the first surface electrode. Each segment of the first surface electrode is made electrically contact by a busbar from the group of first busbars.
  • a second busbar makes electrical contact with the second surface electrode.
  • the first busbars are arranged adjacent to each other in a row on the first surface electrode in the region of the first cut-off.
  • the first busbars are electrically separated from each other by the at least one insulating line.
  • the second busbar is arranged on the second surface electrode in the region of the second cut-off.
  • a vehicle windscreen with a composite structure comprising a windscreen outer body and a planar liquid crystal arrangement bonded to the windscreen outer body.
  • the liquid crystal arrangement comprises a first film facing the windscreen outer body, a second film facing away from the windscreen outer body, and a liquid crystal layer arranged between the two films.
  • Each film has an electrode layer on its side facing the liquid crystal layer.
  • At least one of the electrode layers of the two films is divided into at least two segments.
  • a sealing conductor strip for the electrical connection of the segments is arranged at at least one edge of the liquid crystal arrangement. This conductor strip surrounds this edge of the liquid crystal arrangement and comprises at least two parallel conductors, each of which is electrically connected to one of the segments of the electrode layer.
  • the present invention aims to simplify the manufacturing process of the composite disc.
  • the laminated glass unit comprises a first pane, a second pane, and a functional assembly located between the first and second panes.
  • the first pane can be an outer pane.
  • the second pane can be an inner pane.
  • an outer pane is understood to be, in particular, a pane that faces outwards.
  • an inner pane is understood to be, in particular, a pane that faces the interior of the motor vehicle.
  • the interior may, for example, contain seats for passengers.
  • the laminated glass unit can, for example, be located in the roof of the motor vehicle.
  • the outer and inner panes are preferably made of glass, particularly preferably of soda-lime glass, as is common for window panes.
  • one or both panes can also be made of other types of glass, such as quartz glass, borosilicate glass, or aluminosilicate glass, or of rigid, clear plastics, such as polycarbonate or polymethyl methacrylate.
  • the thicknesses of the outer and inner panes are preferably from 0.5 mm to 5 mm, and particularly preferably from 1 mm to 3 mm, and are independent of each other.
  • the functional assembly comprises a first electrically conductive surface element, a second electrically conductive surface element, a functional element, and two contact elements.
  • the functional element is positioned between the first and second surface elements.
  • the functional element exhibits different optical properties in its first state than in its second state. By changing the electrical voltage applied to the functional element, it can be switched from the first to the second state and vice versa.
  • the electrical voltage can also be 0 V in either state.
  • the functional element can comprise an electrochromic material that changes its transparency to light depending on the electrical voltage.
  • the functional element can comprise liquid crystals (LC), in particular liquid crystals embedded in a polymer matrix (polymer dispersed liquid crystal, PDLC).
  • LC liquid crystals
  • PDLC polymer dispersed liquid crystal
  • the functional element can change its transparency not so much by reducing the overall transmission, but rather by increasing scattering.
  • Such a functional element is particularly well-suited for use in a vehicle roof. If a user wants to look out through the laminated glass, the electrical voltage is set to a value greater or less than 0 V. Conversely, if they want to avoid glare from sunlight, the electrical voltage can be set to 0 V, thereby reducing or eliminating the glare.
  • the functional element is electrically connected to the first surface element and the second surface element.
  • An electrical voltage can be applied to the functional element via the contact elements and the second surface element.
  • the contact elements are arranged, for example, directly on the second surface element.
  • the contact elements can each be designed as a busbar. This can be a strip of electrically conductive material or an electrically conductive imprint.
  • the contact elements can, for example, be free of a direct electrical connection to each other.
  • the contact elements can be electrically connected to each other exclusively via the second surface element, the functional element, and the first surface element.
  • the functional arrangement can be configured such that the electrical voltage applied between the two contact elements drops across the second surface element, the functional element, and the first surface element.
  • the first and second surface elements can each comprise, or be configured as, a transparent, electrically conductive layer.
  • the surface elements can, for example, comprise at least one metal, a metal alloy, or a transparent conducting oxide (TCO).
  • the surface elements can, for example, each comprise 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 elements can, in particular, have a thickness of 10 nm to 2 pm, preferably 20 nm to 1 pm, and most preferably 30 nm to 500 nm. It is especially possible that the surface elements each constitute a coating on a substrate element.
  • a material from the functional element such as liquid crystals
  • plasticizers from other layers such as adhesive layers
  • the functional element can diffuse into other layers of the laminated glass.
  • plasticizers from other layers such as adhesive layers
  • the second surface element, the functional element, and the first surface element are typically stacked and bonded together.
  • parts of the first surface element and the functional element are removed, for example, with a laser, to expose an area of the second surface element where the first of the contact elements is then placed.
  • Parts of the second surface element and the functional element are also removed, for example, with a laser, to expose an area of the first surface element where the second of the contact elements is placed.
  • the removal of these parts in particular, promotes material diffusion. For this reason, barrier layers are often used to prevent or reduce such diffusion.
  • the arrangement of both contact elements on the second surface element is particularly advantageous, as it eliminates the need for a contact element on the first surface element. This avoids the need to remove parts of the second surface element.
  • Only one barrier layer is then required, which is located, among other places, between the first support element and the first disc.
  • the barrier layer can be positioned, in particular, between the first support element and the adhesive layer, which is located between the first support element and the first disc.
  • the barrier layer can also extend into an edge region and, for example, be located between the functional assembly and an adhesive frame. For instance, multiple barrier layers can be present, arranged on different sides of the functional assembly between the functional assembly and the adhesive frame.
  • the functional element and the surface elements are arranged between the support elements.
  • the functional structure then comprises, in the following order: a First support element – first surface element – functional element – second surface element – second support element.
  • the support elements are preferably made of thermoplastic material, for example, based on polyethylene terephthalate (PET), polypropylene, polyvinyl chloride, fluorinated ethylene propylene, polyvinyl fluoride, or ethylene tetrafluoroethylene, particularly preferably based on PET.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the thickness of the support elements is preferably from 10 ⁇ m to 200 ⁇ m.
  • Such a functional structure can advantageously be provided as multilayer films, in particular purchased commercially, cut to the desired size and shape, and then laminated into the composite panel.
  • a barrier layer is not required between the second support element and the second pane.
  • the area between the second support element and the second pane can therefore be free of a barrier layer. This significantly reduces the effort required to manufacture the composite pane. Furthermore, it reduces the probability of assembly errors, for example, due to layers or elements being misaligned relative to each other.
  • prior art designs require contacting the contact elements from two sides, as the contact elements are located on both surface elements. This also increases the risk of errors and damage to the individual components during assembly. Damage often renders the entire functional element unusable, resulting in a waste of resources and working time.
  • the second surface element has two sub-areas that are free from direct electrical connection to each other.
  • a first contact element is preferably arranged directly on one of the sub-areas, and a second contact element is preferably arranged directly on a second sub-area.
  • only one or more barrier layers are required, which are arranged, among other things, between the first support element and the first disk. Since the two sub-areas are free from direct electrical connection to each other, the applied voltage drops across the first sub-area, the functional element, the first surface element, again the functional element, and the second sub-area. Because the functional element is electrically non-conductive, the opposing surfaces of the first sub-area and the first surface element, separated from each other by the functional element, act similarly to the plates of a capacitor. The same applies to the opposing surfaces of the second sub-area and the first. Surface elements. Therefore, an alternating voltage is preferably chosen as the electrical voltage, since the combination of the sub-areas and the first surface element could block a direct voltage.
  • the first section is separated from the second section by a recess in the second surface element.
  • This recess can be created, for example, using a laser during manufacturing.
  • this is done after the second support element, the second surface element, the functional element, the first surface element, and the first support element have been stacked on top of each other.
  • this is done before these stacked elements are bonded with the glass and/or one or more adhesive layers, for example, with polyvinyl butyral.
  • the first surface element is free of contact elements.
  • a contact element is understood to be, in particular, a busbar.
  • the first surface element is free of contact elements arranged on or attached to the surface element for electrical contact via supply lines.
  • the electrical potential of the first surface element thus results solely from the electrical potentials applied to the contact elements arranged on the second surface element.
  • the voltage applied to the contact elements arranged on the second surface element drops across the first sub-area, the functional element, the first surface element, the functional element again, and the second sub-area. This defines the potential of the first surface element.
  • the first surface element is free of contact elements, since no parts of the second surface element need to be removed during manufacturing to place a contact element on the first surface element. Only a barrier layer is then required between the first support element and the first disk. No barrier layer is required between the second disk and the second support element.
  • barrier layer Only one barrier layer is then required, which is arranged, among other places, between the first support element and the first pane.
  • the barrier layer can in particular, it must be arranged between the first support element and the adhesive layer, which is arranged between the first support element and the first disc.
  • the adhesive layers serve to bond the components of the composite disc between which they are positioned.
  • the first and second discs can be bonded to each other, in particular, via the adhesive layers in which the functional structure is embedded.
  • a first adhesive layer can be positioned between the first disc and the functional structure.
  • a second adhesive layer can be positioned between the second disc and the functional structure.
  • the adhesive layers are preferably designed as thermoplastic layers. These thermoplastic layers can alternatively also be referred to as thermoplastic sheets.
  • the thermoplastic layers are preferably based on polyvinyl butyral (PVB), ethylene vinyl acetate (EVA), or polyurethane (PU), or on mixtures, copolymers, or derivatives thereof, particularly preferably on PVB.
  • PVB polyvinyl butyral
  • EVA ethylene vinyl acetate
  • PU polyurethane
  • the layer contains the said polymer to a large extent (proportion greater than 50 wt.%).
  • the layer may contain other additives, such as plasticizers, UV absorbers, or stabilizers.
  • Each thermoplastic layer is preferably formed from at least one thermoplastic film. The thickness of each film is preferably from 0.2 mm to 1 mm. For example, PVB films with standard thicknesses of 0.38 mm or 0.76 mm can be used.
  • the first sub-area can be electrically connected to the second sub-area, particularly exclusively, via the functional element and the first surface element.
  • the functional element itself may not be electrically conductive, but may only act as a dielectric between the first sub-area and the first surface element, and between the second sub-area and the first surface element. It is possible that the first surface element is electrically connected to the first and second sub-areas exclusively via the functional element.
  • the second surface element can have at least one segmentation line by which several sub-areas are separated from one another. This is particularly advantageous in order to achieve only a partial change in the status of the functional element.
  • some parts of the functional element can be transparent, while other parts are milky or opaque.
  • the sub-areas can be free of direct electrical connections to each other and only be electrically connected via the functional element and the first surface element, similar to what was described above with reference to the first and second sub-areas.
  • multiple sub-areas are advantageous for a symmetrical appearance of the composite disc and a uniform voltage drop across the different sub-areas, and thus also a uniform transparency if the entire functional element is made transparent.
  • the functional element can thus be divided into independently controllable sub-areas by subdividing at least one surface element, and optionally the other surface element and/or the functional element, into at least two separate sub-areas by means of at least one segmentation line.
  • the segmentation line is a line-like area in which the material of the surface elements is absent, so that the adjacent sub-areas are materially separated and therefore electrically isolated from one another. This can mean, in particular, that there is no direct electrical connection between the sub-areas of the surface elements, although the sub-areas may be indirectly connected to a certain extent via the functional element with which they are in contact.
  • the segmentation lines have, for example, a width of 5 pm to 500 pm, and in particular 20 pm to 200 pm. They are preferably introduced into the surface electrode using laser radiation.
  • the sub-areas of the divided surface elements are connected to the voltage source independently of each other.
  • a voltage can be applied to the functional element in each sub-area, independent of the voltage in the other sub-areas. This allows the sub-areas to be controlled independently, and each sub-area of the surface element can form an independent switching area of the composite disk.
  • the sub-areas can be of the same size.
  • the first surface element can comprise a single electrically conductive surface that is free of recesses.
  • the first surface element can also have one or more segmentation lines that divide the first surface element into sub-areas that are free of direct electrical connections to one another.
  • the functional element can be transparent and/or clear in the first state and not transparent, for example milky or cloudy, in the second state.
  • the functional structure can include a barrier layer arranged between the first pane and the first surface element.
  • an adhesive layer which may consist predominantly of polyvinyl butyral, can also be arranged between the first pane and the first surface element.
  • the barrier layer can act as a diffusion barrier for at least one material of the functional element, such as the liquid crystals, into the adhesive layer.
  • the barrier layer can act as a diffusion barrier for a plasticizer from the adhesive layer or the adhesive frame into the functional element. The diffusion of the material from the functional element and/or the plasticizer can be detrimental, as it impairs the functionality of the functional element.
  • the barrier layer can, for example, comprise or consist of a thermoplastic material.
  • the barrier layer comprises or consists of polyethylene terephthalate.
  • the material can be a liquid crystal, in particular a liquid crystal embedded in a polymer.
  • the laminated glass pane can include an opaque cover element that conceals the barrier layer.
  • the cover element can, for example, be printed or designed as a frame. It is also possible for the cover element to conceal the contact elements.
  • the term "conceal" is understood to mean, in particular, that when viewing the laminated glass pane from the front, the barrier layer and, potentially, the contact elements are not visible due to the cover element. This is advantageous for an attractive appearance of the laminated glass pane.
  • the contact elements can be arranged on a surface of the second surface element that faces towards the first disk. This surface can also face towards the first surface element and optionally also towards the barrier layer.
  • the functional element and the first surface element can be arranged between the first disk and the second surface element.
  • the first disk, the second disk, the first surface element, the second surface element, and the functional element, and optionally also any barrier layer can each have two main surfaces.
  • the main surfaces are understood to be, in particular, those surfaces whose area is many times, preferably more than ten times, larger than the area of the other surfaces.
  • the main surfaces of the first disk, the second disk, the first surface element, the second surface element, and the functional element, and optionally also any barrier layer, can be arranged parallel to one another.
  • the main surface of the second surface element can, in particular, comprise the following sub-areas.
  • the method according to claim 12 comprises providing the functional assembly and creating the recess in the second surface element, preferably using a laser beam. It should be noted that the recess can be created before or after the connection.
  • the contact elements are arranged and attached to the second surface element. This may include removing portions of the first surface element and the functional element after the connection to expose the areas of the second surface element in which the contact elements are arranged and attached.
  • the functional assembly is arranged, preferably directly, on the second disk, preferably without a barrier layer between the second disk and the second surface element. This can be done before or after the first surface element, the second surface element, and the functional element are connected to each other.
  • the contact elements are each connected to a conductor element. The conductor elements are used to apply the electrical voltage during operation.
  • the first disk is arranged on the functional assembly. The first disk, the functional assembly, and the second disk are connected to each other.
  • the conductor elements can, for example, each comprise a wire or a cable. It is also possible, in particular, for each conductor element to include a contact lug via which the wire or cable can be electrically connected to the respective contact element. Alternatively, the conductor elements can each be designed as a connector to which the respective contact element can be connected, in particular directly.
  • the method can include providing the barrier layer and bonding the barrier layer to the first surface element after the first surface element, the second surface element, and the functional element have been joined together.
  • the barrier layer is advantageous for preventing diffusion of the material from the functional element and/or the plasticizer from the adhesive frame or adhesive layer into the functional element, thus ensuring reliable function of the functional element.
  • the motor vehicle according to claim 14 comprises a composite window according to one embodiment of the invention.
  • the composite window can be arranged in the roof of the motor vehicle.
  • Fig. 1 is a schematic sectional view of a composite disc according to an embodiment of the invention
  • Fig. 2 shows a schematic representation of the voltage drop across two surface elements according to one embodiment of the invention
  • Fig. 3 shows a schematic representation of two surface elements according to one embodiment of the invention.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of two surface elements according to one embodiment of the invention.
  • the composite disc comprises a first disc 1, a second disc 2, a first support element 3, a second support element 4, a first surface element 5, a second surface element 6, a first contact element 7, a second contact element 8, and a barrier layer 11.
  • the second surface element 6 is divided by a recess 10 into two sub-areas 12 and 13 (see Figure 2), which are free from any direct electrical connection to each other.
  • the first disc 1 can, for example, be an outer window of a motor vehicle.
  • the second disc 2 can, for example, be an inner window of a motor vehicle.
  • the first surface element 5 is designed as a coating of the first support element 3.
  • the second surface element 6 is designed as a coating of the second support element 4.
  • the two support elements 3 and 4 can, for example, each be a film containing polyethylene terephthalate.
  • the surface elements 5 and 6 are preferably each configured as a transparent, electrically conductive layer and can also be referred to as a surface electrode.
  • the surface elements 5 and 6 each preferably contain at least one metal, a metal alloy, or a transparent conducting oxide (TCO).
  • TCO transparent conducting oxide
  • the surface elements 5 and 6 can each contain 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 elements 5 and 6 each preferably have a thickness of 10 nm to 2 pm, particularly preferably 20 nm to 1 pm, and most preferably 30 nm to 500 nm.
  • two contact elements 7 and 8 which are not directly electrically connected to each other, are arranged and attached to the second surface element 6.
  • the first contact element 7 is arranged directly on the first sub-area 12, and the second contact element 8 is arranged directly on the second sub-area 13. arranged.
  • the two contact elements 7 and 8 can also each be referred to as a "bus bar".
  • the functional element 9 is arranged between the two surface elements 5 and 6.
  • Functional element 9 can, for example, be a PDLC (polymer dispersed liquid crystal) functional element.
  • the PDLC functional element contains liquid crystals embedded in a polymer matrix. If an electrical voltage of 0 V is applied to surface elements 5 and 6, the liquid crystals are randomly oriented, resulting in strong scattering of the light passing through the functional element. In this case, the composite disc appears cloudy or milky. If a voltage greater or less than 0 V is applied to surface elements 5 and 6, the liquid crystals align in a common direction, and the transmission of light through functional element 9 is increased, so that the composite disc appears clear and transparent.
  • a voltage greater or less than 0 V is applied to surface elements 5 and 6, the liquid crystals align in a common direction, and the transmission of light through functional element 9 is increased, so that the composite disc appears clear and transparent.
  • the second support element 4, the second surface element 6, the functional element 9, the first surface element 5, and the first support element 3 are arranged one above the other and joined together. Only then are parts of the functional element 9, the first surface element 5, and the first support element 3 removed, for example, with a laser, to expose the areas of the surface of the second surface element 5 in which the contact elements 7 and 8 are positioned and attached. The laser is also used to create the recess 10 in the second surface element 6.
  • both contact elements 7 and 8 on the second surface element 6, since the second surface element 6 is divided into two sub-areas 12 and 13 by the recess 10, which preferably runs parallel to the contact elements 7 and 8. These sub-areas are free from any direct electrical connection to each other.
  • the functional element 9 is thus contacted via the two contact elements 7 and 8. Since no area of the first surface element 5 needs to be exposed, it is not necessary to remove parts of the second surface element 6 beyond the recess 10 or of the second support element 4. Therefore, diffusion of the liquid crystal from the functional element 9 into, for example, an adhesive layer 24 between the second support element 4 and the second disk 2 is reliably or at least sufficiently prevented. For this reason, a barrier layer in the area between the functional element 9 and the second disk 2 can be omitted.
  • the adhesive layer 24 For example, it can comprise polyvinyl butyral. Additional adhesive layers 24 can also be provided between the second disc 2 and the second support element 4.
  • the barrier layer 11 is required between the functional element 9 and the first disk 1 to prevent or at least reduce the diffusion of the liquid crystal, for example, into an adhesive layer 24 between the first carrier element 3 and the first disk 1, and/or to prevent or at least reduce the diffusion of plasticizers from the adhesive layer 24 or the adhesive frame 26 into the functional element 9.
  • This adhesive layer 24 can also comprise, for example, polyvinyl butyral and is not shown in the figures.
  • An adhesive layer 24 can be arranged between the first disk 1 and the barrier layer 11, and an adhesive layer 24 can be arranged between the second disk 2 and the second carrier element 4, as shown in Figure 1. Further adhesive layers 24 can also be provided between the second disk 2 and the second carrier element 4.
  • the barrier layer 11 can, for example, contain polyethylene terephthalate.
  • the barrier layer 11 can, in particular, overlap with the first support element 3 in an edge region. A central area of the first support element 3 can be free of any overlap with the barrier layer 11.
  • the barrier layer 11 is preferably arranged in a first region between the first support element 3 and the adhesive layer 24, and in a second region between the functional structure and the adhesive frame 26. In the second region, the barrier layer 11 can be arranged particularly adjacent to the contact elements 7 and 8.
  • both contact elements 7 and 8 are arranged on the second surface element 6 is that these two contact elements 7 and 8 can be made from a single direction, for example with a wire. Therefore, the risk of damage to the composite disc during manufacturing is reduced, thus saving labor and material.
  • segmentation lines 25 which run transversely to the contact elements 7 and 8, segmentation of the composite disc can also be achieved.
  • Figures 2 to 4 do not show the functional element located between the first surface element 5 and the second surface element 6.
  • a voltage is applied to the contact elements 7 and 8
  • the sub-areas 12 and 13 and the first surface element 5 behave electrically like a capacitor. Therefore, an alternating voltage is preferably applied to the contact elements 7 and 8.
  • the first surface element 14 is divided by two
  • Contact elements 7 and 8 extend into three equally sized sub-areas 20, 21 and 22.
  • the second surface element 15 is divided into six equal sub-areas 12, 13, 16, 17, 18, and 19 by the segmentation lines 25, which are arranged opposite and parallel to the segmentation lines 25 of the first surface element 14, and by the recess 10. Each sub-area is free from direct electrical connection to the other. It is important that the recess 10 of the second surface element 15 runs parallel to the contact elements 7 and 8 so that both contact elements 7 and 8 can be located on the second surface element 15. With regard to the segmentation lines 25, it is important that they also electrically interrupt contact elements 7 and 8 so that sub-areas 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20, 21, and 22 are not directly electrically connected to each other.
  • the embodiment shown in Figure 4 comprises the same first surface element 14 as the embodiment shown in Figure 3.
  • two of the segmentation lines 25 of the second surface element 23 do not extend across the entire width of the second surface element 23, but only to the recess 10, which runs parallel to the contact elements 7 and 8. Therefore, the second surface element 23 has sub-areas 13, 16, and 18 of different sizes.
  • Sub-area 13 comprises approximately half of the surface of the second surface element 23.
  • Sub-areas 12, 16, and 18, on the other hand, each comprise only about one-sixth of the surface of the second surface element 23.

Landscapes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, umfassend eine erste Scheibe (1), eine zweite Scheibe (2) und einen zwischen der ersten Scheibe (1) und der zweiten Scheibe (2) angeordneten Funktionsaufbau, wobei der Funktionsaufbau ein erstes elektrisch leitfähiges Flächenelement (5), ein zweites elektrisch leitfähiges Flächenelement (6), ein Funktionselement (9) und zwei Kontaktelemente (7; 8) umfasst, wobei das Funktionselement (9) zwischen dem ersten Flächenelement (5) und dem zweiten Flächenelement (6) angeordnet ist, wobei das Funktionselement (9) in einem ersten Zustand andere optische Eigenschaften aufweist als in einem zweiten Zustand, wobei das Funktionselement (9) durch Veränderung einer am Funktionselement (9) anliegenden elektrischen Spannung vom ersten in den zweiten Zustand und umgekehrt schaltbar ist, wobei das Funktionselement (9) mit dem ersten Flächenelement (5) und mit dem zweiten Flächenelement (6) elektrisch verbunden ist, wobei die elektrische Spannung über die Kontaktelemente (7; 8) und das zweite Flächenelement (6) am Funktionselement (9) anlegbar ist, wobei die Kontaktelemente (7; 8) auf dem zweiten Flächenelement (6) angeordnet sind.

Description

Verbundscheibe
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundscheibe, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe und ein Kraftfahrzeug mit einer Verbundscheibe.
Verbundscheiben sind bereits aus dem Stand der Technik bekannt. Beispielsweise werden Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen verwendet. Die Verbundscheiben können elektrisch zwischen zwei verschiedenen Status geschaltet werden und beispielsweise in einem ersten Status klar und durchsichtig sein, wohingegen sie in einem zweiten Status trüb oder milchig sind.
Aus WO 2018/188844 A1 ist eine Verbundscheibe mit Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften bekannt. Sie umfasst eine Stapelfolge aus einer Außenscheibe, einer ersten Zwischenschicht, einer zweiten Zwischenschicht und einer Innenscheibe. Die Zwischenschichten enthalten mindestens eine thermoplastische polymere Folie mit mindestens einem Weichmacher. Zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht ist zumindest abschnittsweise ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften angeordnet. Zwischen der ersten Zwischenschicht und dem Funktionselement sowie zwischen dem Funktionselement und der zweiten Zwischenschicht ist mindestens eine Sperrfolie angeordnet, die zumindest abschnittsweise einen Überstand über das Funktionselement aufweist.
Aus WO 2020/083562 A1 ist eine Verbundscheibe mit segmentartig schaltbarem elektrisch steuerbarem Funktionselement bekannt. Die Verbundscheibe umfasst eine erste Scheibe, eine zweite Scheibe, die über eine Zwischenschicht miteinander verbunden sind und ein Funktionselement, das in der Zwischenschicht eingelagert ist. Das Funktionselement umfasst eine erste Flächenelektrode und eine zweite Flächenelektrode, die flächig übereinander angeordnet sind und zwischen denen flächig eine aktive Schicht angeordnet ist. Die erste Flächenelektrode ist mittels mindestens einer Trennlinie in mehrere Segmente unterteilt ist. Eine Gruppe von ersten Sammelleitern kontaktiert die erste Flächenelektrode elektrisch leitend. Ein zweiter Sammelleiter kontaktiert die zweite Flächenelektrode elektrisch leitend. Jedes Segment der ersten Flächenelektrode wird von mindestens zwei Sammelleitern aus der Gruppe der ersten Sammelleiter elektrisch leitend kontaktiert.
Aus WO 2021/209474 A1 ist ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften mit mehreren Seitenkanten bekannt. Das Funktionselement umfasst eine Stapelfolge aus einer ersten Trägerfolie, einer ersten Flächenelektrode, die mittels mindestens einer Isolierungslinie in mindestens zwei Segmente unterteilt ist, einer aktiven Schicht, einer zweiten Flächenelektrode und einer zweiten Trägerfolie. An einer ersten Seitenkante in einem ersten Bereich die weisen die zweite Trägerfolie, die zweite Flächenelektrode und die aktive Schicht einen ersten Rückschnitt auf. In einem zweiten Bereich weisen die erste Trägerfolie, die erste Flächenelektrode und die aktive Schicht einen zweiten Rückschnitt auf. Eine Gruppe von ersten Sammelleitern kontaktiert die erste Flächenelektrode elektrisch leitend. Jedes Segment der ersten Flächenelektrode wird von einem Sammelleiter aus der Gruppe der ersten Sammelleiter elektrisch leitend kontaktiert. Ein zweiter Sammelleiter kontaktiert die zweite Flächenelektrode elektrisch leitend. Die ersten Sammelleiter sind in Durchsicht im Bereich des ersten Rückschnitts auf der ersten Flächenelektrode benachbart zueinander in einer Reihe angeordnet. Die ersten Sammelleiter sind durch die mindestens eine Isolierungslinie elektrisch voneinander getrennt. Der zweite Sammelleiter ist in Durchsicht im Bereich des zweiten Rückschnitts auf der zweiten Flächenelektrode angeordnet.
Aus DE 10 2022 113 404 A1 ist eine Fahrzeugscheibe mit einen Verbundaufbau bekannt, der einen Scheibenaußenkörper und eine flächige Flüssigkristallanordnung umfasst, die an den Scheibenaußenkörper angebunden ist und die eine erste, dem Scheibenaußenkörper zugewandte Folie, eine zweite, dem Scheibenaußenkörper abgewandte Folie und eine Flüssigkristallschicht umfasst, die zwischen den beiden Folien angeordnet ist. Die Folien weisen jeweils auf ihrer der Flüssigkristallschicht zugewandten Seite eine Elektrodenschicht auf. Mindestens eine der Elektrodenschichten der beiden Folien ist in mindestens zwei Segmente unterteilt. An zumindest einem Rand der Flüssigkristallanordnung ist ein dichtendes Leiterband zur elektrischen Anbindung der Segmente angeordnet, das diesen Rand der Flüssigkristallanordnung umgreift und mindestens zwei parallel angeordnete Leiter umfasst, die jeweils mit einem der Segmente der Elektrodenschicht elektrisch verbunden sind.
Demgegenüber liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Herstellungsverfahren der Verbundscheibe zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbundscheibe gemäß Anspruch 1 , ein Verfahren gemäß Anspruch 12 und ein Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 14 gelöst.
Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die Verbundscheibe umfasst eine erste Scheibe, eine zweite Scheibe und einen zwischen der ersten und der zweiten Scheibe angeordneten Funktionsaufbau. Die erste Scheibe kann beispielsweise bei Verwendung der Verbundscheibe in einem Kraftfahrzeug eine Außenscheibe sein. Die zweite Scheibe kann in diesem Fall eine Innenscheibe sein. Dabei wird im Rahmen dieser Beschreibung unter einer Außenscheibe insbesondere eine Scheibe verstanden, die nach außen gerichtet ist. Unter einer Innenscheibe wird im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere eine Scheibe verstanden, die in Richtung eines Innenraums des Kraftfahrzeugs gerichtet ist. Im Innenraum können beispielsweise Sitze für Menschen angeordnet sein. Die Verbundscheibe kann beispielsweise in einem Dach des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt Glasscheiben, besonders bevorzugt gefertigt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Eine oder beide der Scheiben können grundsätzlich aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Aluminosilikatglas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Dicken der Außenscheibe und der Innenscheibe betragen unabhängig voneinander bevorzugt von 0,5 mm bis 5 mm, besonders bevorzugt von 1 mm bis 3 mm.
Der Funktionsaufbau umfasst ein erstes elektrisch leitfähiges Flächenelement, ein zweites elektrisch leitfähiges Flächenelement, ein Funktionselement und zwei Kontaktelemente. Dabei ist das Funktionselement zwischen dem ersten und dem zweiten Flächenelement angeordnet. Das Funktionselement weist in einem ersten Zustand andere optische Eigenschaften auf als in einem zweiten Zustand. Durch Veränderung einer am Funktionselement anliegenden elektrischen Spannung ist das Funktionselement vom ersten in den zweiten Zustand und umgekehrt schaltbar. Dabei kann die elektrische Spannung auch in einem der Zustände 0 V betragen.
Beispielsweise kann das Funktionselement ein elektrochromes Material umfassen, das seine Transparenz für Licht in Abhängigkeit von der elektrischen Spannung verändert. Beispielsweise kann das Funktionselement Flüssigkristalle („liquid crystals“ LC), insbesondere in einer Polymermatrix eingelagerte Flüssigkristalle („polymer dispersed liquid crystal“ PDLC), umfassen. Beispielsweise können die Flüssigkristalle bei Anlegen der elektrischen Spannung größer oder kleiner als 0 V an das Funktionselement in einer gemeinsamen Richtung ausgerichtet werden. In diesem Zustand ist das Funktionselement dann durchsichtig und/oder klar. Wenn die angelegte elektrische Spannung 0 V beträgt, können die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet sein, was zu einer Streuung des durch das Funktionselement tretenden Lichts führt. In diesem Fall ist das Funktionselement nicht mehr durchsichtig, sondern kann beispielsweise trüb oder milchig aussehen. Das Funktionselement kann also beispielsweise weniger durch Herabsetzung der Gesamttransmission, sondern durch Erhöhung der Streuung seine Durchsichtigkeit verändern. Ein solches Funktionselement eignet sich besonders gut für den Einsatz in einem Dach eines Kraftfahrzeugs. Wenn ein Benutzer durch die Verbundscheibe nach draußen gucken möchte, wird die elektrische Spannung auf einen Wert gesetzt, der größer oder kleiner als 0 V ist. Wenn er hingegen eine Blendung durch Sonnenlicht vermeiden möchte, kann die elektrische Spannung auf 0 V gesetzt werden, sodass die Blendung verringert oder vermieden wird.
Das Funktionselement ist mit dem ersten Flächenelement und mit dem zweiten Flächenelement elektrisch verbunden. Die elektrische Spannung ist über die Kontaktelemente und das zweite Flächenelement am Funktionselement anlegbar. Die Kontaktelemente sind, beispielsweise direkt, auf dem zweiten Flächenelement angeordnet. Die Kontaktelemente können beispielsweise jeweils als ein Sammelleiter („bus bar“) ausgebildet sein. Dabei kann es sich um einen Streifen eines elektrisch leitfähigen Materials oder um einen elektrisch leitfähigen Aufdruck handeln. Die Kontaktelemente können beispielsweise frei von einer direkten elektrischen Verbindung miteinander sein. Beispielsweise können die Kontaktelemente ausschließlich über das zweite Flächenelement, das Funktionselement und das erste Flächenelement miteinander elektrisch verbunden sein. Der Funktionsaufbau kann dazu ausgebildet sein, dass die zwischen den beiden Kontaktelemente angelegte elektrische Spannung über das zweite Flächenelement, das Funktionselement und das erste Flächenelement abfällt.
Das erste und das zweite Flächenelement können beispielsweise jeweils eine transparente, elektrisch leitfähige Schicht umfassen oder als solche Schicht ausgestaltet sein. Die Flächenelemente können beispielsweise zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid („transparent conducting oxide“, TCO) umfassen. Die Flächenelemente können beispielsweise jeweils Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid und/oder Fluor-dotiertes oder Antimon-dotiertes Zinnoxid enthalten. Die Flächenelemente können insbesondere eine Dicke von 10 nm bis 2 pm aufweisen, bevorzugt von 20 nm bis 1 pm, ganz besonders bevorzugt von 30 nm bis 500 nm. Es ist insbesondere möglich, dass die Flächenelemente jeweils eine Beschichtung auf einem Trägerelement sind.
Ein Material des Funktionselements, beispielsweise die Flüssigkristalle, kann bei Verbundscheiben aus dem Stand der Technik in andere Schichten der Verbundscheibe diffundieren. Es ist auch möglich, dass Weichmacher aus anderen Schichten, beispielsweise aus Klebeschichten, in das Funktionselement diffundieren und die Funktionsweise beeinträchtigen. Bei der Herstellung werden üblicherweise zunächst das zweite Flächenelement, das Funktionselement und das erste Flächenelement gestapelt und miteinander verbunden. Danach werden Teile des ersten Flächenelements und des Funktionselements, beispielsweise mit einem Laser, entfernt, um einen Bereich des zweiten Flächenelements freizulegen, in dem dann ein erstes der Kontaktelemente angeordnet wird. Teile des zweiten Flächenelements und des Funktionselements werden, ebenfalls beispielsweise mit einem Laser, entfernt, um einen Bereich des ersten Flächenelements freizulegen, in dem ein zweites der Kontaktelemente angeordnet wird. Insbesondere aufgrund der entfernten Teile wird die Diffusion des Materials begünstigt. Aus diesem Grund werden häufig Sperrschichten verwendet, die eine solche Diffusion verhindern oder verringern sollen.
Insbesondere die Anordnung beider Kontaktelemente auf dem zweiten Flächenelement ist vorteilhaft, da dann kein Kontaktelement mehr auf dem ersten Flächenelement angeordnet werden muss. Somit kann auf die Entfernung von Teilen des zweiten Flächenelements verzichtet werden. Es wird dann nur noch eine Sperrschicht benötigt, die unter anderem zwischen dem ersten Trägerelement und der ersten Scheibe angeordnet ist. Die Sperrschicht kann insbesondere zwischen dem ersten Trägerelement und der Klebeschicht angeordnet sein, die zwischen dem ersten Trägerelement und der ersten Scheibe angeordnet ist. Die Sperrschicht kann sich insbesondere auch in einem Randbereich erstrecken und beispielsweise zwischen dem Funktionsaufbau und einem Kleberahmen angeordnet sein. Beispielsweise können auch mehrere Sperrschichten vorhanden sein, die auf unterschiedlichen Seiten des Funktionsaufbaus zwischen dem Funktionsaufbau und dem Kleberahmen angeordnet sind.
Das Funktionselement und die Flächenelemente sind zwischen den Trägerelementen angeordnet. Der Funktionsaufbau umfasst dann in der folgenden Reihenfolge: ein erstes Trägerelement - das erste Flächenelement - das Funktionselement - das zweite Flächenelement - das zweite Trägerelement. Die Trägerelemente sind bevorzugt aus thermoplastischem Material ausgebildet, beispielsweise auf Basis von Polyethylenterephthalat (PET), Polypropylen, Polyvinylchlorid, fluorinierte Ethylen- Propylene, Polyvinylfluorid oder Ethylen-Tetrafluorethylen, besonders bevorzugt auf Basis von PET. Die Dicke der Trägerelemente beträgt bevorzugt von 10 pm bis 200 pm. Solch ein Funktionsaufbau kann vorteilhaft als Mehrschichtfolien bereitgestellt werden, insbesondere käuflich erworben werden, in der gewünschten Größe und Form zurechtgeschnitten werden und dann in die Verbundscheibe einlaminiert werden.
Zwischen dem zweiten Trägerelement und der zweiten Scheibe kann auf eine Sperrschicht verzichtet werden. Der Bereich zwischen dem zweiten Trägerelement und der zweiten Scheibe kann also frei von einer Sperrschicht sein. Dies reduziert den Aufwand zur Herstellung der Verbundscheibe erheblich. Außerdem wird die Wahrscheinlichkeit für Fehler bei der Montage, beispielsweise aufgrund relativ zueinander verschobener Schichten oder Elementen, reduziert. Ferner muss im Stand der Technik die Kontaktierung der Kontaktelemente von zwei Seiten aus erfolgen, da die Kontaktelemente an beiden Flächenelementen angeordnet sind. Auch dies erhöht die Gefahr von Fehlern und Beschädigungen der einzelnen Komponenten bei der Montage. Häufig resultiert aus einer Beschädigung die Unbrauchbarkeit des gesamten Funktionselements und somit die Verschwendung von Ressourcen und Arbeitszeit.
Das zweite Flächenelement weist zwei Teilbereiche auf, die frei von einer direkten elektrischen Verbindung miteinander sind. Ein erstes der Kontaktelemente ist dabei, vorzugsweise direkt, auf einem ersten der Teilbereiche und ein zweites der Kontaktelemente, vorzugsweise direkt, auf einem zweiten der Teilbereiche angeordnet. Bei dieser Ausführungsform wird/werden ebenfalls nur eine oder mehrere Sperrschichten benötigt, die unter anderem zwischen dem ersten Trägerelement und der ersten Scheibe angeordnet ist/sind. Da die beiden Teilbereiche frei von der direkten elektrischen Verbindung miteinander sind, fällt die anliegende Spannung über den ersten Teilbereich, das Funktionselement, das erste Flächenelement, wiederum das Funktionselement und den zweiten Teilbereich ab. Da das Funktionselement elektrisch nicht leitfähig ist, wirken die einander gegenüberliegenden und durch das Funktionselement voneinander getrennten Flächen des ersten Teilbereichs und des ersten Flächenelements ähnlich wie Platten eines Kondensators. Das gleiche gilt für die einander gegenüberliegenden Flächen des zweiten Teilbereichs und des ersten Flächenelements. Deshalb wird vorzugsweise eine Wechselspannung als elektrische Spannung gewählt, da die Kombination aus den Teilbereichen und dem ersten Flächenelement eine Gleichspannung sperren könnte.
Der erste Teilbereich ist durch eine Aussparung im zweiten Flächenelement vom zweiten Teilbereich getrennt. Die Aussparung kann beispielsweise bei der Herstellung mit einem Laser eingebracht werden. Vorzugsweise erfolgt dies, nachdem das zweite Trägerelement, das zweite Flächenelement, das Funktionselement, das erste Flächenelement und das erste Trägerelement übereinander gestapelt worden sind. Besonders bevorzugt erfolgt dies, bevor diese übereinander gestapelten Elemente mit dem Glas und/oder einer oder mehreren eventuellen Klebeschichten, beispielsweise mit Polyvinylbutyral, verbunden werden.
Das erste Flächenelement ist frei von Kontaktelementen. Dabei wird unter einem Kontaktelement im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere ein Sammelleiter, der auch als Bus Bar bezeichnet werden kann, verstanden. Vorzugsweise ist das erste Flächenelement frei von Kontaktelementen, die auf oder an dem Flächenelemente angeordnet sind, um das erste Flächenelement über Zuleitungen elektrisch zu kontaktieren.
Im Betrieb ergibt sich das elektrische Potential des ersten Flächenelements somit ausschließlich aus den an den auf dem zweiten Flächenelement angeordneten Kontaktelementen anliegenden elektrischen Potentialen. Die an den auf dem zweiten Flächenelement angeordneten Kontaktelementen anliegende Spannung fällt über den ersten Teilbereich, das Funktionselement, das erste Flächenelement, wiederum das Funktionselement und den zweiten Teilbereich ab. Hierdurch ist das Potential des ersten Flächenelements definiert.
Es ist besonders vorteilhaft, dass das erste Flächenelement frei von Kontaktelementen ist, da bei der Herstellung keine Teile des zweiten Flächenelements entfernt werden müssen, um ein Kontaktelement auf dem ersten Flächenelement anzuordnen. Es wird dann lediglich eine Sperrschicht zwischen dem ersten Trägerelement und der ersten Scheibe benötigt. Es wird keine Sperrschicht zwischen der zweiten Scheibe und dem zweiten Trägerelement benötigt.
Es wird dann nur noch eine Sperrschicht benötigt, die unter anderem zwischen dem ersten Trägerelement und der ersten Scheibe angeordnet ist. Die Sperrschicht kann insbesondere zwischen dem ersten Trägerelement und der Klebeschicht angeordnet sein, die zwischen dem ersten Trägerelement und der ersten Scheibe angeordnet ist.
Die Klebeschichten haben die Aufgabe, die Bestandteile der Verbundscheibe, zwischen denen sie angeordnet sind, adhäsiv miteinander zu verbinden. Die erste und die zweite Scheibe können insbesondere über die Klebeschichten miteinander verbunden sein, in die der Funktionsaufbau eingebettet ist. Eine erste der Klebeschichten kann dabei zwischen der ersten Scheibe und dem Funktionsaufbau angeordnet sein. Eine zweite der Klebeschichten kann zwischen der zweiten Scheibe und dem Funktionsaufbau angeordnet sein
Die Klebeschichten sind bevorzugt als thermoplastische Lagen ausgebildet sein. Die thermoplastischen Lagen können alternativ auch als thermoplastische Schichten bezeichnet werden.
Die thermoplastischen Lagen sind bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylen-Vinylacetat (EVA) oder Polyurethan (PU) ausgebildet oder aus Gemischen oder Copolymeren oder Derivaten davon, besonders bevorzugt auf Basis von PVB. Damit ist gemeint, dass die Lage größtenteils das besagte Polymer enthält (Anteil größer als 50 Gew.-%). Die Lage kann außer dem Polymer weitere Zusätze enthalten, beispielsweise Weichmacher, UV-Absorber oder Stabilisatoren. Jede thermoplastische Lage ist bevorzugt aus mindestens einer thermoplastischen Folie ausgebildet. Die Dicke jeder Folie beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 1 mm. Beispielsweise können PVB- Folien mit den Standarddicken von 0,38 mm oder 0,76 mm verwendet werden. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der erste Teilbereich elektrisch mit dem zweiten Teilbereich, insbesondere ausschließlich, über das Funktionselement und das erste Flächenelement verbunden sein. Dabei ist zu beachten, dass es möglich ist, dass das Funktionselement an sich nicht elektrisch leitfähig ist, sondern nur als Dielektrikum zwischen dem ersten Teilbereich und dem ersten Flächenelement und zwischen dem zweiten Teilbereich und dem ersten Flächenelement wirkt. Es ist möglich, dass das erste Flächenelement elektrisch ausschließlich über das Funktionselement mit dem ersten und dem zweiten Teilbereich verbunden ist.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das zweite Flächenelement zumindest eine Segmentierungslinie aufweisen, durch die mehrere Teilbereiche jeweils voneinander getrennt sind. Dies ist insbesondere vorteilhaft, um eine nur teilweise Änderung des Status des Funktionselements erreichen zu können. Durch eine geeignete Beaufschlagung der Teilbereiche mit unterschiedlichen elektrischen Spannungen können einige Teile des Funktionselements durchsichtig und andere Teile milchig oder trüb sein. Die Teilbereiche können jeweils frei von direkten elektrischen Verbindungen miteinander sein und nur über das Funktionselement und das erste Flächenelement miteinander elektrisch verbunden sein, ähnlich wie es oben mit Bezug auf den ersten und den zweiten Teilbereich beschrieben wurde.
Außerdem sind mehrere Teilbereiche vorteilhaft für ein symmetrisches Erscheinungsbild der Verbundscheibe und einen gleichmäßigen Spannungsabfall an den unterschiedlichen Teilbereichen und somit auch eine gleichmäßige Durchsichtigkeit, falls das gesamte Funktionselement durchsichtig geschaltet wird.
Das Funktionselement kann somit in unabhängig steuerbare Teilbereiche unterteilt werden, indem zumindest ein Flächenelement, optional auch das andere Flächenelement und/oder das Funktionselement, durch mindestens eine Segmentierungslinie in mindestens zwei voneinander getrennte Teilbereiche unterteilt wird. Die Segmentierungslinie ist ein linienartiger Bereich, in dem das Material der Flächenelemente nicht vorhanden ist, so dass die angrenzenden Teilbereiche stofflich voneinander getrennt sind und daher elektrisch voneinander isoliert sind. Damit kann insbesondere gemeint sein, dass keine direkte elektrische Verbindung zwischen den Teilbereichen der Flächenelemente besteht, wobei die Teilbereiche allerdings über das mit ihnen in Kontakt befindliche Funktionselement indirekt in gewissem Maße elektrisch leitend miteinander verbunden sein können. Die Segmentierungslinien weisen beispielsweise eine Breite von 5 pm bis 500 pm, insbesondere 20 pm bis 200 pm, auf. Sie werden bevorzugt mittels Laserstrahlung in die Flächenelektrode eingebracht.
Die Teilbereiche der unterteilten Flächenelemente sind unabhängig voneinander mit der Spannungsquelle verbunden. In jedem Teilbereich kann eine Spannung an das Funktionselement angelegt werden, welche unabhängig ist von der Spannung in den anderen Teilbereichen. Dadurch können die Teilbereiche unabhängig voneinander gesteuert werden und jeder Teilbereich des Flächenelements kann einen unabhängigen Schaltbereich der Verbundscheibe ausbilden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Teilbereiche gleich groß sein.
Dabei werden im Rahmen von Produktionstoleranzen unterschiedlich große Teilbereiche im Rahmen dieser Beschreibung als gleich groß angesehen. Dies ist ebenfalls vorteilhaft für ein symmetrisches Erscheinungsbild der Verbundscheibe und einen gleichmäßigen Spannungsabfall an den unterschiedlichen Teilbereichen und somit auch eine gleichmäßige Durchsichtigkeit, falls das gesamte Funktionselement durchsichtig geschaltet wird.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das erste Flächenelement eine einzige elektrisch leitfähige Oberfläche, die frei von Aussparungen ist, umfassen. Alternativ kann das erste Flächenelement ebenfalls eine oder mehrere Segmentierungslinien aufweisen, die das erste Flächenelement in Teilbereiche teilt, die frei von direkten elektrischen Verbindungen miteinander sind.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Funktionselement im ersten Zustand durchsichtig und/oder klar und im zweiten Zustand nicht durchsichtig, beispielsweise milchig oder trüb, sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann der Funktionsaufbau eine Sperrschicht umfassen, die zwischen der ersten Scheibe und dem ersten Flächenelement angeordnet ist. Beispielsweise kann zwischen der ersten Scheibe und dem ersten Flächenelement auch eine Klebeschicht, die beispielsweise überwiegend aus Polyvinylbutyral bestehen kann, angeordnet sein. Die Sperrschicht kann dabei eine Diffusionssperre für zumindest ein Material des Funktionselements, beispielsweise die Flüssigkristalle, in die Klebeschicht sein. Alternativ oder zusätzlich kann die Sperrschicht eine Diffusionssperre für einen Weichmacher aus der Klebeschicht oder dem Kleberahmen in das Funktionselement sein. Die Diffusion des Materials aus dem Funktionselement und/oder des Weichmachers kann nachteilig sein, da die Funktionsfähigkeit des Funktionselements beeinträchtigt wird. Es ist insbesondere möglich, dass die gesamte Verbundscheibe frei von einer Sperrschicht ist, die zwischen der zweiten Scheibe und dem zweiten Trägerelement angeordnet ist. Dies ist vorteilhaft für eine einfache Herstellung der Verbundscheibe.
Die Sperrschicht kann beispielsweise einen thermoplastischen Kunststoff umfassen oder aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehen. Vorzugsweise umfasst die Sperrschicht Polyethylenterephthalat oder besteht aus Polyethylenterephthalat.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Material ein Flüssigkristall, insbesondere ein in einem Polymer eingebetteter Flüssigkristall sein. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Verbundscheibe ein opakes Abdeckelement umfassen, das die Sperrschicht abdeckt. Das Abdeckelement kann beispielsweise gedruckt oder als Rahmen ausgebildet sein. Es ist auch möglich, dass das Abdeckelement die Kontaktelemente abdeckt. Unter dem Begriff „abdecken“ wird dabei im Rahmen dieser Beschreibung insbesondere verstanden, dass bei einer frontalen Betrachtung der Verbundscheibe die Sperrschicht und unter Umständen die Kontaktelemente aufgrund des Abdeckelements nicht sichtbar sind. Dies ist vorteilhaft für ein ansprechendes Erscheinungsbild der Verbundscheibe.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die Kontaktelemente auf einer Oberfläche des zweiten Flächenelements angeordnet sein, die in Richtung der ersten Scheibe weist. Dabei kann die Oberfläche ebenfalls in Richtung des ersten Flächenelements und optional auch in Richtung der Sperrschicht weisen. Das Funktionselement und das erste Flächenelement können zwischen der ersten Scheibe und dem zweiten Flächenelement angeordnet sein.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können die erste Scheibe, die zweite Scheibe, das erste Flächenelement, das zweite Flächenelement und das Funktionselement, optional auch noch die eventuell vorhandene Sperrschicht, jeweils zwei Hauptoberflächen aufweisen. Unter den Hauptoberflächen werden dabei insbesondere die Oberflächen verstanden, deren Flächeninhalt um ein Vielfaches, vorzugsweise um mehr als das 10-fache, größer ist als der Flächeninhalt der anderen Oberflächen. Die Hauptoberflächen der ersten Scheibe, der zweiten Scheibe, des ersten Flächenelements, des zweiten Flächenelements und des Funktionselements, optional auch noch der eventuell vorhandenen Sperrschicht, können parallel zueinander angeordnet sein. Die Hauptoberfläche des zweiten Flächenelements kann insbesondere die Teilbereiche umfassen.
Das Verfahren gemäß Anspruch 12 umfasst die Bereitstellung des Funktionsaufbaus und die Einbringung der Aussparung in das zweite Flächenelement, vorzugsweise unter Verwendung eines Laserstrahls. Dabei ist zu beachten, dass die Aussparung vor oder nach der Verbindung eingebracht werden kann. Außerdem werden die Kontaktelemente auf dem zweiten Flächenelement angeordnet und befestigt. Dies kann umfassen, dass nach der Verbindung Teile des ersten Flächenelements und des Funktionselements entfernt werden, um die Bereiche des zweiten Flächenelements freizulegen, in denen die Kontaktelemente angeordnet und befestigt werden. Der Funktionsaufbau wird, vorzugsweise direkt, auf der zweiten Scheibe angeordnet, vorzugsweise ohne eine Sperrschicht zwischen der zweiten Scheibe und dem zweiten Flächenelement. Dies kann vor oder nach der Verbindung des ersten Flächenelements, des zweiten Flächenelements und des Funktionselements miteinander erfolgen. Die Kontaktelemente werden mit jeweils einem Leiterelement kontaktiert. Die Leiterelemente werden verwendet, um im Betrieb die elektrische Spannung anzulegen. Die erste Scheibe wird auf dem Funktionsaufbau angeordnet. Die erste Scheibe, der Funktionsaufbau und die zweite Scheibe werden miteinander verbunden.
Die Leiterelemente können beispielsweise jeweils einen Draht oder ein Kabel umfassen. Es ist insbesondere auch möglich, dass die Leiterelemente jeweils eine Kontaktfahne umfassen, über die der Draht oder das Kabel mit dem jeweiligen Kontaktelement elektrisch verbunden sein kann. Alternativ können die Leiterelemente auch jeweils als Konnektor ausgebildet sein, mit dem das jeweilige Kontaktelement, insbesondere direkt, verbunden sein kann.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann das Verfahren eine Bereitstellung der Sperrschicht und eine Verbindung der Sperrschicht mit dem ersten Flächenelement umfassen, nachdem das erste Flächenelement, das zweite Flächenelement und das Funktionselement miteinander verbunden wurden. Die Sperrschicht ist vorteilhaft, um eine Diffusion des Materials aus dem Funktionselement und/oder des Weichmachers aus dem Kleberahmen oder der Klebeschicht in das Funktionselement zu verhindern und somit eine zuverlässige Funktion des Funktionselements zu gewährleisten.
Das Kraftfahrzeug gemäß Anspruch 14 umfasst eine Verbundscheibe nach einer Ausführungsform der Erfindung. Vorzugsweise kann die Verbundscheibe im Dach des Kraftfahrzeugs angeordnet sein.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Dabei werden für gleiche oder ähnliche Bauteile, Merkmale oder Elemente und für Bauteile, Merkmale oder Elemente mit gleichen oder ähnlichen Funktionen dieselben Bezugszeichen verwendet. Dabei zeigt
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Verbundscheibe nach einer Ausführungsform der Erfindung; Fig. 2 eine schematische Darstellung des Spannungsabfalls über zwei Flächenelemente nach einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine schematische Darstellung zweier Flächenelemente nach einer Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung zweier Flächenelemente nach einer Ausführungsform der Erfindung.
Die Verbundscheibe umfasst eine erste Scheibe 1 , eine zweite Scheibe 2, ein erstes Trägerelement 3, ein zweites Trägerelement 4, ein erstes Flächenelement 5, ein zweites Flächenelement 6, ein erstes Kontaktelement 7, ein zweites Kontaktelement 8 und eine Sperrschicht 11 . Das zweite Flächenelement 6 ist durch eine Aussparung 10 in zwei Teilbereiche 12 und 13 (siehe Figur 2) unterteilt, die frei von einer direkten elektrischen Verbindung miteinander sind. Die erste Scheibe 1 kann beispielsweise eine Außenscheibe eines Kraftfahrzeugs sein. Die zweite Scheibe 2 kann beispielsweise eine Innenscheibe eines Kraftfahrzeugs sein.
Das erste Flächenelement 5 ist als Beschichtung des ersten Trägerelements 3 ausgebildet. Das zweite Flächenelement 6 ist als Beschichtung des zweiten Trägerelements 4 ausgebildet. Die beiden Trägerelemente 3 und 4 können beispielsweise jeweils eine Folie mit Polyethylenterephthalat als Bestandteil sein.
Die Flächenelemente 5 und 6 sind bevorzugt jeweils als transparente, elektrisch leitfähige Schicht ausgestaltet und können auch als Flächenelektrode bezeichnet werden. Die Flächenelemente 5 und 6 enthalten jeweils bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid („transparent conducting oxide“, TCO). Die Flächenelemente 5 und 6 können beispielsweise jeweils Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid und/oder Fluor-dotiertes oder Antimon-dotiertes Zinnoxid enthalten. Die Flächenelemente 5 und 6 weisen jeweils 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.
Direkt auf dem zweiten Flächenelement 6 sind zwei elektrisch nicht direkt miteinander verbundene Kontaktelemente 7 und 8 angeordnet und am zweiten Flächenelement 6 befestigt. Dabei ist das erste Kontaktelement 7 direkt auf dem ersten Teilbereich 12 angeordnet und das zweite Kontaktelement 8 direkt auf dem zweiten Teilbereich 13 angeordnet. Die beiden Kontaktelemente 7 und 8 können auch jeweils als „Bus Bar' bezeichnet werden.
Zwischen den beiden Flächenelementen 5 und 6 ist das Funktionselement 9 angeordnet. Das Funktionselement 9 kann beispielsweise ein PDLC-Funktionselement („polymer dispersed liquid crystal") sein. Das PDLC-Funktionselement enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird an die Flächenelemente 5 und 6 eine elektrische Spannung von 0 V angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch das Funktionselement tretenden Lichts führt. Die Verbundscheibe wirkt in diesem Fall trüb oder milchig. Wird an die Flächenelemente 5 und 6 eine Spannung größer oder kleiner als 0 V angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch das Funktionselement 9 wird erhöht, sodass die Verbundscheibe klar und durchsichtig wirkt.
Bei der Herstellung werden das zweite Trägerelement 4, das zweite Flächenelement 6, das Funktionselement 9, das erste Flächenelement 5 und das erste Trägerelement 3 übereinander angeordnet und miteinander verbunden. Erst danach werden Teile des Funktionselements 9, des ersten Flächenelements 5 und des ersten Trägerelements 3, beispielsweise mit einem Laser entfernt, um die Bereiche der Oberfläche des zweiten Flächenelements 5 frei zu legen, in denen die Kontaktelemente 7 und 8 angeordnet und befestigt werden. Außerdem wird mit dem Laser die Aussparung 10 im zweiten Flächenelement 6 eingebracht.
Es ist dabei möglich, beide Kontaktelemente 7 und 8 auf dem zweiten Flächenelement 6 anzuordnen, da das zweite Flächenelement 6 durch die Aussparung 10, die vorzugsweise parallel zu den Kontaktelementen 7 und 8 verläuft, in die beiden Teilbereiche 12 und 13 aufgeteilt ist, die frei von einer direkten elektrischen Verbindung miteinander sind. Die Kontaktierung des Funktionselements 9 erfolgt somit über die beiden Kontaktelemente 7 und 8. Da kein Bereich des ersten Flächenelements 5 freigelegt werden muss, ist es nicht notwendig, Teile des zweiten Flächenelements 6 über die Aussparung 10 hinaus und des zweiten Trägerelements 4 zu entfernen. Daher wird eine Diffusion des Flüssigkristalls aus dem Funktionselement 9 in beispielsweise eine Klebeschicht 24 zwischen dem zweiten Trägerelement 4 und der zweiten Scheibe 2 zuverlässig oder zumindest in ausreichendem Ausmaß verhindert. Aus diesem Grund kann auf eine Sperrschicht im Bereich zwischen dem Funktionselement 9 und der zweiten Scheibe 2 verzichtet werden. Die Klebeschicht 24 kann beispielsweise Polyvinylbutyral umfassen. Es können auch weitere Klebeschichten 24 zwischen der zweiten Scheibe 2 und dem zweiten Trägerelement 4 vorgesehen sein.
Die Sperrschicht 11 wird hingegen zwischen dem Funktionselement 9 und der ersten Scheibe 1 benötigt, um die Diffusion des Flüssigkristalls, beispielsweise in eine Klebeschicht 24 zwischen dem ersten T rägerelement 3 und der ersten Scheibe 1 , zu verhindern oder zumindest zu verringern, und/oder um die Diffusion von Weichmachern aus der Klebeschicht 24 oder dem Kleberahmen 26 in das Funktionselement 9 zu verhindern oder zumindest zu verringern. Auch diese Klebeschicht 24 kann beispielsweise Polyvinylbutyral umfassen und ist in den Figuren nicht dargestellt. Es kann jeweils eine Klebeschicht 24 zwischen der ersten Scheibe 1 und der Sperrschicht 11 und eine Klebeschicht 24 zwischen der zweiten Scheibe 2 und dem zweiten Trägerelement 4 angeordnet sein, wie es in Figur 1 dargestellt ist. Es können auch weitere Klebeschichten 24 zwischen der zweiten Scheibe 2 und dem zweiten Trägerelement 4 vorgesehen sein. Zusätzlich ist auch noch ein Kleberahmen 26 um die Sperrschicht 11 angeordnet, der ebenfalls Polyvinylbutyral umfasst. Die Diffusion soll verhindert oder zumindest verringert werden, um die Funktionsfähigkeit des Funktionselements 9 besonders lange zu erhalten. Die Sperrschicht 11 kann beispielsweise Polyethylenterephthalat enthalten. Die Sperrschicht 11 kann insbesondere mit dem ersten Trägerelement 3 in einem Randbereich überlappen. Ein zentraler Bereich des ersten Trägerelements 3 kann frei von einer Überlappung mit der Sperrschicht 11 sein.
Die Sperrschicht 11 ist vorzugsweise in einem ersten Bereich zwischen dem ersten Trägerelement 3 und der Klebeschicht 24 und in einem zweiten Bereich zwischen dem Funktionsaufbau und dem Kleberahmen 26 angeordnet. Im zweiten Bereich kann die Sperrschicht 11 insbesondere benachbart zu den Kontaktelementen 7 und 8 angeordnet sein.
Da nur eine oder mehrere Sperrschichten 11 zwischen der ersten Scheibe 1 und dem ersten Trägerelement 3 benötigt werden, wird die Herstellung der Verbundscheibe vereinfacht. Es besteht bei der Herstellung beispielsweise kein Risiko, dass eine Sperrschicht zwischen der zweiten Scheibe 2 und dem zweiten Trägerelement 4 verrutschen könnte, bevor sie fest mit dem zweiten Trägerelement 4 verbunden ist. Ein weiterer Vorteil des Merkmals, dass beide Kontaktelemente 7 und 8 auf dem zweiten Flächenelement 6 angeordnet sind, ist, dass die Kontaktierung dieser beiden Kontaktelemente 7 und 8, beispielsweise mit einem Draht, aus einer einzigen Richtung erfolgen kann. Deshalb wird das Risiko für Beschädigungen der Verbundscheibe bei der Herstellung reduziert, sodass Arbeitsaufwand und Material eingespart werden.
Aufgrund der Segmentierungslinien 25, die quer zu den Kontaktelementen 7 und 8 verläuft, kann auch eine Segmentierung der Verbundscheibe erreicht werden. Dabei unterbrechen die Segmentierungslinien 25 - ähnlich wie die Aussparung 10 - das erste Flächenelement 14, das zweite Flächenelement 15 und die Kontaktelemente 7 und 8 elektrisch. Dies wird insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren 3 und 4 deutlich. Die Segmentierung kann vorteilhaft sein, um das Funktionselement 9 nur teilweise durchsichtig oder trüb zu schalten. Außerdem kann die Segmentierung vorteilhaft sein, um ein besonders gleichmäßiges optisches Erscheinungsbild der Verbundscheibe zu erreichen.
In den Figuren 2 bis 4 wurde aus Gründen der Übersichtlichkeit auf eine Darstellung des zwischen dem ersten Flächenelement 5 und dem zweiten Flächenelement 6 angeordneten Funktionselements verzichtet. Bei Anlegen einer Spannung an die Kontaktelemente 7 und 8 verhalten sich die Teilbereiche 12 und 13 und das erste Flächenelement 5 aus elektrischer Sicht wie ein Kondensator. Aus diesem Grund wird vorzugsweise eine elektrische Wechselspannung an die Kontaktelemente 7 und 8 angelegt.
Der Pfad, entlang dem die elektrische Spannung abfällt, ist in Figur 2 mit Pfeilen für den Fall dargestellt, dass das zweite Flächenelement 6 ausschließlich die beiden Teilbereiche 12 und 13 aufweist. Die Spannung fällt über den ersten Teilbereich 12, das erste Flächenelement 5 und den zweiten Teilbereich 13 ab. Dabei wirkt der erste Teilbereich 12 und die ihm gegenüber angeordnete Fläche des ersten Flächenelements 5 als erster Kondensator C1 . Der zweite Teilbereich 13 und die ihm gegenüber angeordnete Fläche des ersten Flächenelements 5 wirken als zweiter Kondensator C2. Zur Verdeutlichung ist in Figur 2 ein schematisches Ersatzschaltbild mit Bezugnahme durch Pfeile auf die jeweiligen Bauteile dargestellt.
Bei der Ausführungsform aus Figur 3 ist das erste Flächenelement 14 durch zwei
Segmentierungslinien 25, die jeweils quer, vorzugsweise senkrecht, zu den
Kontaktelementen 7 und 8 verlaufen, in drei gleich große Teilbereiche 20, 21 und 22 aufgeteilt, die jeweils frei von einer direkten elektrischen Verbindung miteinander sind. Das zweite Flächenelement 15 ist durch die Segmentierungslinien 25, die gegenüber den Segmentierungslinien 25 des ersten Flächenelements 14 angeordnet sind und parallel dazu verlaufen, und die Aussparung 10 in insgesamt sechs gleich große Teilbereiche 12, 13, 16, 17, 18 und 19 aufgeteilt, die jeweils frei von einer direkten elektrischen Verbindung miteinander sind. Wichtig ist dabei, dass beim zweiten Flächenelement 15 die Aussparung 10 parallel zu den Kontaktelemente 7 und 8 verläuft, damit die Kontaktelemente 7 und 8 beide am zweiten Flächenelement 15 angeordnet sein können. In Bezug auf die Segmentierungslinien 25 ist es wichtig, dass diese auch jeweils die Kontaktelemente 7 und 8 elektrisch unterbrechen, damit die Teilbereiche 12, 13, 16, 17, 18, 19, 20, 21 und 22 elektrisch nicht direkt miteinander verbunden sind.
Die in Figur 4 dargestellte Ausführungsform umfasst das gleiche erste Flächenelement 14 wie die Ausführungsform aus Figur 3. Zwei der Segmentierungslinien 25 beim zweiten Flächenelement 23 erstrecken sich jedoch im Unterschied zum zweiten Flächenelement 15 aus Figur 3 nicht über die komplette Breite des zweiten Flächenelements 23, sondern nur bis zu der Aussparung 10, die parallel zu den Kontaktelementen 7 und 8 verläuft. Deshalb weist das zweite Flächenelement 23 unterschiedlich große Teilbereiche 13, 16 und 18 auf. Der Teilbereich 13 umfasst in etwa die Hälfte der Oberfläche des zweiten Flächenelements 23. Die Teilbereiche 12, 16 und 18 hingegen umfassen jeweils etwa nur ein Sechstel der Oberfläche des zweiten Flächenelements 23.
Bezugszeichenliste
1 Erste Scheibe
2 Zweite Scheibe
3 Erstes Trägerelement
4 Zweites Trägerelement
5 Erstes Flächenelement
6 Zweites Flächenelement
7 Erstes Kontaktelement
8 Zweites Kontaktelement
9 Funktionselement
10 Aussparung
11 Sperrschicht
12 Erster Teilbereich
13 Zweiter Teilbereich
14 Erstes Flächenelement
15 Zweites Flächenelement
16 Dritter Teilbereich
17 Vierter Teilbereich
18 Fünfter Teilbereich
19 Sechster Teilbereich
20 Siebter Teilbereich
21 Achter Teilbereich
22 Neunter Teilbereich
23 Zweites Flächenelement
24 Klebeschicht
25 Segmentierungslinien
C1 Erster Kondensator C2 Zweiter Kondensator

Claims

Patentansprüche
1. Verbundscheibe, umfassend eine erste Scheibe (1), eine zweite Scheibe (2) und einen zwischen der ersten Scheibe (1) und der zweiten Scheibe (2) angeordneten Funktionsaufbau, wobei der Funktionsaufbau ein erstes elektrisch leitfähiges Flächenelement (5), ein zweites elektrisch leitfähiges Flächenelement (6), ein Funktionselement (9) und zwei Kontaktelemente (7; 8) umfasst, wobei das Funktionselement (9) zwischen dem ersten Flächenelement
(5) und dem zweiten Flächenelement (6) angeordnet ist, wobei das Funktionselement (9) in einem ersten Zustand andere optische Eigenschaften aufweist als in einem zweiten Zustand, wobei das Funktionselement (9) durch Veränderung einer am Funktionselement (9) anliegenden elektrischen Spannung vom ersten in den zweiten Zustand und umgekehrt schaltbar ist, wobei das Funktionselement (9) mit dem ersten Flächenelement (5) und mit dem zweiten Flächenelement (6) elektrisch verbunden ist, wobei das Funktionselement (9) elektrisch nicht leitfähig ist, wobei die elektrische Spannung über die Kontaktelemente (7; 8) und das zweite Flächenelement (6) am Funktionselement (9) anlegbar ist, wobei die Kontaktelemente (7; 8) auf dem zweiten Flächenelement (6) angeordnet sind, wobei das zweite Flächenelement
(6) zwei Teilbereiche (12; 13; 16; 17; 18; 19) aufweist, die frei von einer direkten elektrischen Verbindung miteinander sind, wobei ein erstes der Kontaktelemente
(7) auf einem ersten der Teilbereiche (12; 16; 18) und ein zweites der Kontaktelemente (8) auf einem zweiten der Teilbereiche (13; 17; 19) angeordnet ist, wobei der erste Teilbereich (12; 16; 18) durch eine Aussparung (10) im zweiten Flächenelement (6) vom zweiten Teilbereich (13; 17; 19) getrennt ist, wobei die am Funktionselement (9) anliegende Spannung über den ersten Teilbereich (12; 16; 18), das Funktionselement (9), das erste Flächenelement (5), wiederum das Funktionselement (9) und den zweiten Teilbereich (13; 17 ; 19) abfällt, wobei das erste Flächenelement frei von Kontaktelementen ist.
2. Verbundscheibe nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teilbereich (12; 16; 18) elektrisch mit dem zweiten Teilbereich (13; 17; 19) über das Funktionselement (9) und das erste Flächenelement (5) verbunden ist.
3. Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Flächenelement (6) zumindest eine Segmentierungslinie (25) aufweist, durch die mehrere Teilbereiche (12; 13; 16; 17; 18; 19) jeweils voneinander getrennt sind, wobei die Segmentierungslinie (25) ein linienartiger Bereich ist, in dem das Material der Flächenelemente nicht vorhanden ist, so dass die angrenzenden Teilbereiche stofflich voneinander getrennt sind und daher elektrisch voneinander isoliert sind.
4. Verbundscheibe nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilbereiche (12; 13; 16; 17; 18; 19) gleich groß sind.
5. Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Flächenelement (5) eine einzige elektrisch leitfähige Oberfläche, die frei von Aussparungen (10) ist, umfasst.
6. Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionselement (9) im ersten Zustand durchsichtig und im zweiten Zustand nicht durchsichtig ist.
7. Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Funktionsaufbau eine Sperrschicht (11) umfasst, die zwischen der ersten Scheibe (1) und dem ersten Flächenelement (5) angeordnet ist, wobei die Sperrschicht (11) eine Diffusionssperre für zumindest ein Material des Funktionselements (9) ist.
8. Verbundscheibe nach dem vorherigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Material ein Flüssigkristall ist.
9. Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundscheibe ein opakes Abdeckelement umfasst, das die Sperrschicht (11) abdeckt.
10. Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktelemente (7; 8) auf einer Oberfläche des zweiten Flächenelements (6) angeordnet sind, die in Richtung der ersten Scheibe (1) weist, wobei das Funktionselement (9) und das erste Flächenelement (5) zwischen der ersten Scheibe (1) und dem zweiten Flächenelement (6) angeordnet sind.
11 . Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Scheibe (1), die zweite Scheibe (2), das erste Flächenelement (5), das zweite Flächenelement (6) und das Funktionselement (9) jeweils zwei Hauptoberflächen aufweisen, wobei die Hauptoberflächen der ersten Scheibe (1), der zweiten Scheibe (2), des ersten Flächenelements (5), des zweiten Flächenelements (6) und des Funktionselements (9) parallel zueinander angeordnet sind.
12. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe nach einem der vorherigen Ansprüche, umfassend die folgenden Schritte:
Bereitstellung des Funktionsaufbaus;
Einbringung der Aussparung (10) in das zweite Flächenelement (6);
- Anordnung und Befestigung der Kontaktelemente (7; 8) auf dem zweiten Flächenelement (6);
- Anordnung des Funktionsaufbaus auf der zweiten Scheibe (2); Kontaktierung der Kontaktelemente (7; 8) mit jeweils einem Leiterelement;
- Anordnung der ersten Scheibe (1) auf dem Funktionsaufbau; und Verbindung der ersten Scheibe (1), des Funktionsaufbaus und der zweiten Scheibe (2) miteinander.
13. Verfahren nach dem vorherigen Anspruch, umfassend eine Bereitstellung der Sperrschicht (11) und Verbindung der Sperrschicht (11) mit dem ersten Flächenelement (5), nachdem das erste Flächenelement (5), das zweite Flächenelement (6) und das Funktionselement (9) miteinander verbunden wurden.
14. Kraftfahrzeug, umfassend eine Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
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