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Title:
COMPOSITE PANE COMPRISING ELECTRICALLY CONTROLLABLE OPTICAL PROPERTIES, AND CONTROL UNIT
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/157035
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a composite pane with electrically controllable optical properties, comprising an outer pane (1) and an inner pane (2) which are connected together via a thermoplastic intermediate layer (3). A functional element (4) with electrically controllable optical properties is integrated into the intermediate layer (3), wherein a securing element (10) is attached to the surface (I, IV) of the outer pane (1) or the inner pane (2) facing away from the intermediate layer (3) in order to reversibly secure a control unit (11), and a control unit (11) is arranged in the securing element (10), said control unit being suitable for controlling the optical properties of the functional element (4).

Inventors:
ZHANG HUIXING (DE)
MALACHOWSKI KARL (DE)
JAAFAR ADIL (FR)
DROUET XAVIER (FR)
Application Number:
PCT/EP2022/050412
Publication Date:
July 28, 2022
Filing Date:
January 11, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
B32B3/08; B32B7/12; B32B17/10
Domestic Patent References:
WO2011161039A12011-12-29
WO2019068419A12019-04-11
WO2011033313A12011-03-24
WO2010147494A12010-12-23
WO2012007334A12012-01-19
WO2011161039A12011-12-29
Foreign References:
EP0876608B12002-04-17
DE102008026339A12009-12-03
US20120026573A12012-02-02
EP1862849A12007-12-05
DE10043141A12002-03-21
EP3456913A12019-03-20
DE102013001334A12014-07-31
DE102005049081B32007-06-06
DE102005007427A12006-08-31
DE102007027296A12008-12-18
DE102009033054A12010-02-11
EP2500769A22012-09-19
Attorney, Agent or Firm:
FEIST, Florian Arno (DE)
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Claims:
Patentansprüche Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, umfassend eine Außenscheibe (1) und eine Innenscheibe (2), die über eine thermoplastische Zwischenschicht (3) miteinander verbunden sind, wobei ein Funktionselement (4) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften in die Zwischenschicht (3) eingelagert ist, wobei an einer von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche (I, IV) der Außenscheibe (1) oder der Innenscheibe (2) ein Befestigungselement (10) zur reversiblen Befestigung einer Steuereinheit (11) angebracht ist, und wobei in dem Befestigungselement (10) eine Steuereinheit (11) angeordnet ist, welche geeignet ist, die optischen Eigenschaften des Funktionselements (4) zu steuern. Verbundscheibe nach Anspruch 1 , wobei das Befestigungselement (10) fest mit der Oberfläche (I, IV) der Außenscheibe (1) oder der Innenscheibe (2) verbunden ist und die Steuereinheit (11) lösbar mit dem Befestigungselement (10) verbunden ist. Verbundscheibe nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Befestigungselement (10) über eine Schicht eines Klebstoffs (12) an der Oberfläche (I, IV) befestigt ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das Befestigungselement (10) eine Platte aufweist, welche vollflächig mit der Oberfläche (I, IV) der Außenscheibe (1) oder der Innenscheibe (2) verbunden ist und welche Rastmitteln versehen ist, welche mit komplementären Teilen der Steuereinheit (11) kraft- oderformschlüssig interagieren und die Steuereinheit (11) dadurch am Befestigungselement (10) fixieren. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Befestigungselement (10) einen elektrischen Kontaktbereich (15) aufweist, welcher über elektrische Kabel mit Flächenelektroden (8, 9) des Funktionselements (4) elektrisch leitend verbunden ist, und wobei ein komplementärer Kontaktbereich (15') der Steuereinheit (11) mit dem Kontaktbereich (15) des Befestigungselements (10) in Kontakt steht, wodurch die Steuereinheit (11) mit den Flächenelektroden (8, 9) elektrisch leitend verbunden ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Befestigungselement (10) aus Kunststoff, aus einem Metall oder einer Metalllegierung oder aus Keramik gefertigt ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Funktionselement (4) ein PDLC-Funktionselement, ein SPD-Funktionselement oder ein elektrochromes Funktionselement ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, welche in einem umlaufenden Randbereich mit einem opaken Abdeckdruck (13) ausgestattet ist, wobei das Befestigungselement (10) in besagtem Randbereich angeordnet ist. Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das Befestigungselement

(10) mit mindestens einem Sensor ausgestattet, bevorzugt einem Lichtsensor und/oder Temperatursensor. Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, wobei a) eine thermoplastische Zwischenschicht (3) und ein Funktionselement (4) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften zwischen einer Außenscheibe (1) und einer Innenscheibe (2) angeordnet werden, b) die Außenscheibe (1) und die Innenscheibe (2) über die Zwischenschicht (3) durch Lamination verbunden werden, c) an einer von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche (I, IV) der Außenscheibe (1) oder der Innenscheibe (2) ein Befestigungselement (10) zur reversiblen Befestigung einer Steuereinheit (11) angebracht wird, und d) in dem Befestigungselement (10) eine Steuereinheit (11) angeordnet wird, welche geeignet ist, die optischen Eigenschaften des Funktionselements (4) zu steuern. Verfahren nach Anspruch 10, wobei vor oder nach Verfahrensschritt (d) elektrische Kabel (14) an der Steuereinheit (11) angeschlossen werden, über welche die Steuereinheit (11) mit Flächenelektroden (8, 9) des Funktionselements (4) elektrisch leitend verbunden wird. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Befestigungselement (10) einen elektrischen Kontaktbereich (15) aufweist, welcher über elektrische Kabel mit Flächenelektroden (8, 9) des Funktionselements (4) elektrisch leitend verbunden wird, und wobei in Verfahrensschritt (d) ein komplementärer Kontaktbereich (15') der Steuereinheit (11) mit dem Kontaktbereich (15) des Befestigungselements (10) in Kontakt gebracht wird, wodurch die Steuereinheit (11) mit Flächenelektrode (8, 9) des Funktionselements (4) elektrisch leitend verbunden wird. Verwendung einer Verbundscheibe nach einem der Ansprüche 1 bis 9 als Fensterscheibe von Gebäuden, von Räumen im Inneren von Gebäuden oder von

Fahrzeugen, insbesondere als Windschutzscheibe, Dachscheibe, Rückwandscheibe oder Seitenscheibe.

Description:
Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften und Steuereinheit

Die Erfindung betrifft eine Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, ein Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung.

Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften sind als solche bekannt. Sie sind mit Funktionselementen ausgestattet, deren optische Eigenschaften durch eine angelegte elektrische Spannung verändert werden können. Ein Beispiel für solche Funktionselemente sind SPD-Funktionselemente (suspended particle device), die beispielsweise aus EP 0876608 B1 und WO 2011033313 A1 bekannt sind. Durch die angelegte Spannung lässt sich die Transmission von sichtbarem Licht durch SPD- Funktionselemente steuern. Ein weiteres Beispiel sind PDLC-Funktionselemente (polymer dispersed liquid crystal), die beispielsweise aus DE 102008026339 A1 bekannt sind. Die aktive Schicht enthält dabei Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Das PDLC-Funktionselement wirkt weniger durch eine Herabsetzung der Gesamttransmission als durch eine Erhöhung der Streuung, wodurch die freie Durchsicht verhindert oder ein Blendschutz gewährleistet werden kann. Außerdem sind elektrochrome Funktionselemente bekannt, beispielsweise aus US 20120026573 A1, WO 2010147494 A1 und EP 1862849 A1 und WO 2012007334 A1, bei denen eine Transmissionsänderung durch elektrochemische Prozesse erfolgt, welche durch die angelegte elektrische Spannung induziert wird.

Es sind zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten für solche Verbundscheiben bekannt, wobei insbesondere die Möglichkeit beeinflusst wird, durch die Verbundscheibe hindurchzusehen. So können beispielsweise im Bau- und Architekturbereich Fensterscheiben der Außenfassade oder Raumabtrennungen im Innern durch solche Verbundscheiben realisiert werden, welche man von einem transparenten Zustand, der die Durchsicht erlaubt, in einen nicht-transparenten Zustand schalten kann, um das Innere des Gebäudes oder Raums vor unerwünschten Einblicken zu schützen (Pr/vacy-Funktion). Ebenso können Fensterscheiben in einen abgedunkelten Zustand geschaltet werden, um eine störende Sonneneinstrahlung zu vermeiden.

Auch für den Fahrzeugbereich sind Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen vorgeschlagenen worden. Diese sind insbesondere als Dachscheiben interessant, um Sonneneinstrahlung zu verringern oder störende Reflexionen abzumindern. Solche Dachscheiben sind beispielsweise aus DE 10043141 A1 und EP 3456913 A1 bekannt. Ebenfalls wurden Windschutzscheiben vorgeschlagen, bei denen durch ein solches Funktionselement eine elektrisch steuerbare Sonnenblende realisiert ist, um die herkömmliche mechanisch klappbare Sonnenblende in Kraftfahrzeugen zu ersetzen. Windschutzscheiben mit elektrisch steuerbaren Sonnenblenden sind beispielsweise bekannt aus DE 102013001334 A1 , DE 102005049081 B3, DE 102005007427 A1 und DE 102007027296 A1.

Um die Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen bestimmungsgemäß betreiben zu können, ist eine Steuereinheit erforderlich, welche in Abhängigkeit von einem Schaltzustand die erforderliche Spannung an die Elektroden des Funktionselements anlegt, um die optischen Eigenschaften zu steuern und wie vom Bediener gewünscht einzustellen. In Fahrzeugen sind diese Steuereinheiten typischerweise im Bereich der Fahrzeugkarosserie verschraubt oder verklebt. Dies hat den Nachteil, dass der elektrische Anschluss der Verbundscheiben erschwert werden, für den insbesondere sehr lange elektrische Kabel notwendig sind.

DE 102009033054 A1 , WO 2011161039 A1 und EP 2500769 A2 offenbaren Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, wobei zur elektrischen Kontaktierung des steuerbaren Funktionselements elektrische Kontaktmittel mitunter reversibel an der Verbundscheibe befestigt werden. Die Kontaktmittel können eine integrierte Steuereinheit aufweisen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften bereitzustellen, welche einen einfacheren elektrischen Anschluss erlaubt. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst mindestens eine Außenscheibe und eine Innenscheibe, die über eine Zwischenschicht miteinander verbunden sind. Die Verbundscheibe ist dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung beispielsweise eines Fahrzeugs, eines Gebäudes oder eines Raums, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen. Mit Innenscheibe wird im Sinne der Erfindung die dem Innenraum zugewandte Scheibe bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe bezeichnet. Die Außenscheibe und die Innenscheibe weisen jeweils eine außenseitige und eine innenraumseitige Oberfläche auf und eine dazwischen verlaufende, umlaufende Seitenkantenfläche. Mit außenseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage der äußeren Umgebung zugewandt zu sein. Mit innenraumseitiger Oberfläche wird im Sinne der Erfindung diejenige Hauptfläche bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage dem Innenraum zugewandt zu sein. Die innenraumseitige Oberfläche der Außenscheibe und die außenseitige Oberfläche der Innenscheibe sind einander zugewandt und durch die thermoplastische Zwischenschicht miteinander verbunden.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe enthält ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das in die Zwischenschicht eingelagert ist. Das Funktionselement ist bevorzugt zwischen mindestens zwei Schichten von thermoplastischem Material der Zwischenschicht angeordnet, wobei es durch die erste Schicht mit der Außenscheibe und durch die zweite Schicht mit der Innenscheibe verbunden ist. Bevorzugt ist die Seitenkante des Funktionselements vollständig von der Zwischenschicht umgeben, so dass sich das Funktionselement nicht bis zur Seitenkante der Verbundscheibe erstreckt und somit keinen Kontakt zur umgebenden Atmosphäre hat.

Erfindungsgemäß ist an einer von der Zwischenschicht abgewandten Oberfläche der Außenscheibe oder der Innenscheibe ein Befestigungselement zur reversiblen Befestigung einer Steuereinheit angebracht, also an der außenseitigen Oberfläche der Außenscheibe oder an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe. In dem Befestigungselement ist eine elektrische oder elektronische Steuereinheit angeordnet, welche geeignet ist, die optischen Eigenschaften des Funktionselements zu steuern. Durch die Anbringung der Steuereinheit direkt an der Verbundscheibe wird der elektrische Anschluss derselben erleichtert. Insbesondere sind keine langen Kabel zwischen Steuereinheit und Funktionselement erforderlich. Da die Steuereinheit zusammen mit der Verbundscheibe als ein kompaktes Bauteil bereitgestellt wird, wird zudem eine Validierung beispielsweise seitens des Fahrzeugherstellers oder Prüfungen zur gesetzlichen Zulassung erleichtert. Dadurch, dass die Steuereinheit nicht direkt an der Verbundscheibe befestigt ist, sondern in dem Befestigungselement reversibel aufgenommen ist und vergleichsweise einfach entnommen werden kann, wird die Wartung, die Reparatur oder der Austausch des Steuerelements deutlich vereinfacht. Das sind große Vorteile der vorliegenden Erfindung.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Befestigungselement an der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe angebracht. Die Steuereinheit ist dann im Innern des Gebäudes, Raums oder Fahrzeugs vor Beeinträchtigung oder Manipulation von außen geschützt, und beeinträchtigt das äußere Erscheinungsbild der Verbundscheibe nicht.

Das Befestigungselement ist zur reversiblen Befestigung einer Steuereinheit vorgesehen und geeignet. Unter einer reversiblen Befestigung wird eine lösbare Verbindung verstanden, insbesondere eine zerstörungsfrei lösbare Verbindung. Die Steuereinheit kann also am Befestigungselement angebracht und wieder von diesem entnommen werden, ohne das Befestigungselement, die Verbundscheibe oder die Verbindung zwischen beiden zu schädigen oder zu zerstören. Die reversible Verbindung von Steuereinheit und Befestigungselement ist insbesondere derart ausgestaltet, dass die Steuereinheit in das Befestigungselement eingesteckt oder an das Befestigungselement angesteckt werden kann und dort einrastet oder eingeklippt wird, so dass auf aufwändige Montageschritte wie beispielsweise Schrauben verzichtet werden kann. Das Befestigungselement umfasst bevorzugt zumindest eine Platte, welche vollflächig mit der Scheibenoberfläche verbunden ist. Die Platte ist bevorzugt mit Rastmitteln versehen, welche mit komplementären Teilen der Steuereinheit kraft- oder formschlüssig interagieren und die Steuereinheit dadurch am Befestigungselement fixieren. Das Rastmittel kann beispielsweise in Form einer umlaufenden oder unterbrochenen Seitenwand ausgebildet sein, welche im Randbereich der Platte angeordnet ist. Die Seitenwand und die Platte bilden einen Hohlraum aus, welcher eine von der Verbundscheibe wegweisende, von der Seitenwand begrenzte Öffnung aufweist. Die Steuereinheit kann in diesen Hohlraum eingesteckt werden. Es ist aber auch möglich, dass die Rastmittel im Zentralbereich der Platte angeordnet sind, beispielsweise in Form einer Erhebung, welche in eine komplementäre Vertiefung an der der Verbundscheibe zugewandten Unterseite der Steuereinheit eingeführt wird. Das Befestigungselement ist bevorzugt ein einstückig ausgebildetes Bauteil, das auch als Träger oder Halter für die Steuereinheit bezeichnet werden kann.

Das Befestigungselement ist fest mit der Verbundscheibe verbunden, also nicht zerstörungsfrei lösbar. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Befestigungselement über eine Schicht eines Klebstoffs an der Oberfläche der Außenscheibe oder Innenscheibe befestigt, welche typischerweise aus Glas oder Kunststoff gefertigt sind. Durch die geklebte Verbindung kann auf Bohrungen, Schrauben und ähnliche Befestigungsmittel verzichtet werden, welche bei Glasscheiben nur vergleichsweise schwierig realisierbar sind. Grundsätzlich sind aber auch andere Arten der Befestigung denkbar. So kann beispielsweise eine Schraube oder ein Befestigungsbolzen durch ein Loch der Scheibe geführt werden, um das Befestigungselement daran zu befestigen.

Das Befestigungselement ist bevorzugt aus Kunststoff gefertigt. Besonders geeignet sind Polyamide. Das Befestigungselement ist alternativ bevorzugt aus einem Metall oder einer Metalllegierung gefertigt, beispielsweise aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung (wodurch das Befestigungselement ein vorteilhaft geringes Gewicht aufweist) oder aus Stahl, insbesondere rostfreiem Stahl (wodurch das Befestigungselement ein vorteilhaft kostengünstig, stabil und korrosionsbeständig ist). Das Befestigungselement kann alternativ auch beispielsweise aus Keramik gefertigt sein. Es sind auch Kombinationen der genannten Materialien denkbar. So kann das Befestigungselement beispielsweise aus Kunststoff gefertigt sein und eine Metalleinlage beinhalten, welche die Stabilität und mechanische Widerstandsfähigkeit verbessert oder eine Federwirkung zur reversiblen Befestigung der Steuereinheit bereitstellt.

Die Steuereinheit ist dafür vorgesehen und geeignet, die optischen Eigenschaften des Funktionselements zu steuern. Die Steuereinheit ist elektrisch leitend mit den Flächenelektroden des Funktionselements verbunden und beinhaltet die erforderlichen elektrischen und/oder elektronischen Bauteile, um in Abhängigkeit von einem Schaltzustand die erforderliche Spannung an die Flächenelektroden anzulegen. Der Schaltzustand kann dabei vom Benutzer vorgegeben werden, beispielsweise durch Bedienung eines Schalters, einer Taste oder eines Dreh- oder Schiebereglers, oder durch Sensoren ermittelt werden. Die Schalter, Tasten, Dreh- oder Schieberegler können beispielsweise in den Armaturen des Fahrzeugs integriert sein, falls die Verbundscheibe eine Fahrzeugscheibe ist. Es können aber auch Berührungsschaltflächen direkt in die Verbundscheibe integriert sein, beispielsweise kapazitive oder resistive Schaltflächen. Alternativ kann das Funktionselement auch durch kontaktfreie Verfahren, beispielsweise durch das Erkennen von Gesten, oder in Abhängigkeit des durch eine Kamera und geeignete Auswerteelektronik festgestellten Zustands von Pupille oder Augenlid gesteuert werden. Die Steuereinheit kann beispielsweise Spannungswandler, Transistoren und andere Bauteile umfassen. Die Steuereinheit ist bevorzugt an die Bordelektrik angeschlossen, woher sie ihrerseits die elektrische Spannung und optional die Information über den Schaltzustand bezieht.

Die elektrische Verbindung der Steuereinheit zu den Flächenelektroden des

Funktionselements kann auf verschiedene Weise ausgestaltet sein. In einer Ausgestaltung sind elektrische Kabel direkt an der Steuereinheit angeschlossen, welche zum

Funktionselement führen. In einer weiteren Ausgestaltung sind die elektrischen Kabel direkt am Befestigungselement angeschlossen und elektrisch leitend mit einem Kontaktbereich des Befestigungselements verbunden. Die Steuereinheit weist einen komplementären Kontaktbereich auf, welche mit dem Kontaktbereich des Befestigungselements in Kontakt gebracht wird, wenn die Steuereinheit bestimmungsgemäß am Befestigungselement angebracht wird. Die beiden komplementären Kontaktbereiche können beispielsweise als einfache Kontaktflächen ausgebildet sein, welche flächig miteinander in Kontakt stehen. Die komplementären Kontaktbereiche können aber auch als Pins und komplementäre Aufnahmen ausgebildet sein, welche nach dem Prinzip „Stecker - Buchse“ miteinander interagieren.

Die Kabelverbindung zwischen Steuereinheit beziehungsweise Befestigungselement und Funktionselement kann abschnittsweise durch leitfähige Strukturen auf der Scheibenoberfläche ersetzt sein, beispielsweise durch aufgedruckte und eingebrannte Leiter aus einer silberhaltigen Druckpaste.

Das Befestigungselement, insbesondere die Platte kann mit elektrischen Leiterbahnen versehen sind. Diese Leiterbahnen können beispielsweise dazu dienen, einen Kontaktbereich des Befestigungselements mit den angebrachten Kabeln elektrisch leitend zu verbinden. Die Leiterbahnen können auch dazu dienen, mehrere Steuereinheiten miteinander zu verschalten, beispielsweise seriell miteinander zu verschalten. Mehrere Steuereinheiten sind beispielsweise dann nötig, wenn das Funktionselement in mehrere Segmente unterteilt ist, welche unabhängig voneinander gesteuert werden sollen. Die Steuereinheit sollte möglichst geringe Abmessungen aufweisen, damit sie unauffällig an der Verbundscheibe angebracht werden kann. Insbesondere sollte die Steuereinheit möglichst flach ausgebildet sein. In einer bevorzugten Ausgestaltung weist die Steuereinheit eine Dicke von 5 cm auf, besonders bevorzugt höchstens 3 cm. Die Dicke ist dabei diejenige Dimension, welche sich von der Verbundscheibe erhebt. Die Länge der Steuereinheit beträgt bevorzugt höchstens 20 cm, besonders bevorzugt höchstens 15 cm, und ihre Breite bevorzugt höchstens 15 cm, besonders bevorzugt höchstens 10 cm.

Der erfindungsgemäße Verbundscheibe kann mit einem opaken Abdeckdruck ausgestattet sein, insbesondere in einem umlaufenden Randbereich. Ein solcher Abdeckdruck ist im Fahrzeugbereich üblich. Er ist typischerweise aus einer Emaille gebildet, enthaltend Glasfritten und ein Pigment, insbesondere Schwarzpigment. Die Druckfarbe wird typischerweise im Siebdruckverfahren aufgebracht und eingebrannt. Ein solcher Abdeckdruck ist auf mindestens einer der Scheibenoberflächen aufgebracht, bevorzugt der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe und/oder der Innenscheibe.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Flexibilität hinsichtlich der Positionierung des Befestigungselements und der Steuereinheit, wofür im Wesentlichen die gesamte Scheibenoberfläche zur Verfügung steht. In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Befestigungselement in dem umlaufenden Randbereich mit dem opaken Abdeckdruck angeordnet. Die Steuereinheit ist dort optisch unauffällig und stört insbesondere nicht die Durchsicht durch den transparenten Bereich der Verbundscheibe. Außerdem ermöglicht die Anbringung im Randbereich die Verwendung kurzer Kabel zur Verbindung mit den Flächenelektroden des Funktionselements.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das Befestigungselement mit mindestens einem Sensor ausgestattet. Der Sensor kann beispielsweise ein Lichtsensor oder Temperatursensor sein. Der Sensor ist mit der Steuereinheit verbunden und die Steuereinheit ist geeignet, den Sensor auszulesen und in Abhängigkeit des vom Sensor gemessenen Signals eine Aktion auszuführen. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sensor ein Lichtsensor, und die optischen Eigenschaften des Funktionselements wird von der Steuereinheit automatisch in Anhängigkeit des gemessenen Lichteinfalls eingestellt. So kann das Funktionselement von einem transparenten in einen nicht-transparenten Zustand geschaltet werden, wenn der gemessene Lichteinfall einen festgelegten Grenzwert übersteigt. Es ist auch möglich, dass die Transparenz des Funktionselements stufenlos in Anhängigkeit des gemessenen Lichteinfalls eingestellt, wobei ein höherer Lichteinfall zu einer geringeren Transparenz führt. Durch ortsaufgelöste und/oder richtungsabhängige Lichtsensoren kann die Einfallsrichtung beziehungsweise der Sonnenstand ermittelt werden. Ist das Funktionselement in unabhängig steuerbare Segmente aufgeteilt, so kann beispielsweise nur ein von der die Einfallsrichtung beziehungsweise dem Sonnenstand abhängiger Teil des Funktionselements als Blendschutz nicht-transparent eingestellt werden, während das restliche Funktionselement transparent bleibt. Ein Temperatursensor kann beispielsweise verwendet werden, um dem Benutzer auf ein verlangsamtes Steuerverhalten aufgrund zu geringer Temperaturen hinzuweisen.

Das Funktionselement umfasst mindestens eine aktive Schicht und zwei Flächenelektroden, die beidseitig der aktiven Schicht angeordnet sind. Die aktive Schicht weist die veränderlichen optischen Eigenschaften auf, die durch eine über die Flächenelektroden an die aktive Schicht angelegte elektrische Spannung gesteuert werden können. Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können. Die besagten optischen Eigenschaften betreffen insbesondere die Lichttransmission und/oder das Streuverhalten. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die Flächenelektroden können beispielsweise auf Basis von Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium- Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertem oder Aluminium-dotiertem Zinkoxid und/oder Fluordotiertem oder Antimon-dotiertem Zinnoxid ausgebildet sein, bevorzugt auf Basis von Silber oder ITO. 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 umfasst bevorzugt außerdem zwei Trägerfolien, wobei die aktive Schicht und die Flächenelektroden bevorzugt zwischen den Trägerfolien angeordnet sind. Die Trägerfolien 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 Trägerfolien beträgt bevorzugt von 10 pm bis 200 pm. Die Flächenelektroden sind bevorzugt als transparente, elektrisch leitfähige Schichten ausgestaltet. Die Flächenelektroden, die Trägerfolien und die aktive Schicht sind typischerweise im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Zur elektrischen Kontaktierung der Flächenelektroden sind diese bevorzugt mit sogenannten Flach- oder Folienleitern verbunden, welche sich aus der Zwischenschicht über die Seitenkante der Verbundscheibe hinaus erstrecken. Flachleiter weisen als leitfähigen Kern eine bandartige metallische Schicht auf, welche typischerweise mit Ausnahme der Kontaktflächen von einer polymeren Isolationsummantelung umgeben ist. Optional können sogenannte Sammelleiter (bus bars), beispielsweise Streifen einer elektrisch leitfähigen Folie (beispielsweise Kupferfolie) oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, auf den Flächenelektroden angeordnet sein, wobei die Flach- oder Folienleiter mit diesen Sammelleitern verbunden sind.

Die Seitenkante des Funktionselements kann versiegelt werden, beispielsweise durch Verschmelzen der Trägerschichten oder durch ein (bevorzugt polymeres) Band. So kann die aktive Schicht geschützt werden, insbesondere dafür, dass Bestandteile der Zwischenschicht (insbesondere Weichmacher) in die aktive Schicht hineindiffundieren, was zu einer Degradation des Funktionselements führen kann.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement 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 in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Es können aber auch andere Funktionselemente verwendet werden, deren Veränderlichkeit der optischen Eigenschaften auf Flüssigkristallen basiert, beispielsweise PNLC-Funktionselemente (polymer networked liquid crystal).

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement ein SPD- Funktionselement (suspended particle device). Dabei enthält die aktive Schicht suspendierte Partikel, wobei die Absorption von Licht durch die aktive Schicht mittels Anlegen einer Spannung an die Flächenelektroden veränderbar ist.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die aktive Schicht des Funktionselements eine elektrochemisch aktive Schicht. Solche Funktionselemente sind als elektrochrome Funktionselemente bekannt. Die Transmission von sichtbarem Licht ist vom Einlagerungsgrad von Ionen in die aktive Schicht abhängig, wobei die Ionen beispielsweise durch eine lonenspeicherschicht zwischen aktiver Schicht und einer Flächenelektrode bereitgestellt werden. Die Transmission kann durch die an die Flächenelektroden angelegte Spannung, welche eine Wanderung der Ionen hervorruft, beeinflusst werden. Geeignete funktionelle Schichten enthalten beispielsweise zumindest Wolframoxid oder Vanadiumoxid.

Die erwähnten regelbaren Funktionselemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt, so dass an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann.

Das Funktionselement kann in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung in unabhängig voneinander steuerbare Segmente aufgeteilt sein. Dazu ist zumindest eine Flächenelektrode durch mindestens eine Isolierungslinie in elektrisch voneinander isolierte Bereich aufgeteilt. Die einzelnen Segmente sind unabhängig voneinander mit der Steuereinheit, beziehungsweise jeweils mit einer eigenen Steuereinheit, verbunden, so dass sie separat angesteuert werden können. So können verschiedene Bereich des Funktionselements unabhängig geschaltet werden. Die Isolierungslinien werden bevorzugt mittels Laserstrahlung in die Flächenelektrode eingebracht und 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. Bereits laminierte Mehrschichtfolien können nachträglich noch mittels Laserablation segmentiert werden. Durch die Laserbearbeitung kann eine dünne, optisch unauffällige Isolierungslinie erzeugt werden, ohne die typischerweise darüber liegende Trägerfolie zu beschädigen. Mit einer solchen Mehrschichtfolie können beispielsweise Dachscheiben eines Kraftfahrzeugs hergestellt werden, deren optische Eigenschaften im Bereich des Fahrers und im Bereich der Rückbank unterschiedlich geschaltet werden können oder bei denen sogar ein Verlauf der optischen Eigenschaften, insbesondere der Transmission von sichtbarem Licht, durch eine Vielzahl von unabhängig schaltbaren Bereichen eingestellt werden kann. Bildet das Funktionselemente eine elektrisch steuerbare Sonnenblende einer Windschutzscheibe, so durch im Wesentlichen horizontale Isolierungslinien gebildete Segmente verwendet werden, um die Höhe der Sonnenblende (genauer gesagt: die Höhe des nicht-transparenten beziehungsweise transparenzreduzierten oder abgedunkelten Bereichs der Sonnenblende) einstellen zu können. Eine weitere beispielhafte Anwendungsmöglichkeit ist die Herstellung von großflächigen Verglasungen eines Großraumbüros, wobei die optischen Eigenschaften im Bereich der verschiedenen Arbeitsplätze unabhängig voneinander schaltbar sind.

Die thermoplastische Zwischenschicht dient der Verbindung der beiden Scheiben, wie es bei Verbundscheiben üblich ist. Typischerweise werden thermoplastische Folien verwendet und die Zwischenschicht aus diesen ausgebildet. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Zwischenschicht zumindest aus einer ersten thermoplastischen Schicht und einer zweiten thermoplastischen Schicht gebildet, zwischen denen das Funktionselement angeordnet ist. Das Funktionselement ist dann über einen Bereich der ersten thermoplastischen Schicht mit der Außenscheibe und über einen Bereich der zweiten thermoplastischen Schicht mit der Innenscheibe verbunden. Bevorzugt ragen die thermoplastischen Schichten umlaufend über das Funktionselement hinaus. Dort wo die thermoplastischen Schichten direkten Kontakt miteinander haben und nicht durch das Funktionselement voneinander getrennt sind, können sie beim Laminieren derart verschmelzen, dass die ursprünglichen Schichten unter Umständen nicht mehr erkennbar sind und stattdessen eine homogene Zwischenschicht vorliegt.

Eine thermoplastische Schicht kann beispielsweise durch eine einzige thermoplastische Folie ausgebildet werden. Eine thermoplastische Schicht kann auch aus Abschnitten unterschiedlicher thermoplastischer Folien gebildet werden, deren Seitenkanten aneinandergesetzt sind.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement, genauer die Seitenkanten des Funktionselements umlaufend von einer dritten thermoplastischen Schicht umgeben. Die dritte thermoplastische Schicht ist rahmenartig ausgebildet mit einer Aussparung, in welche das Funktionselement eingelegt wird. Die dritte thermoplastische Schicht kann durch eine thermoplastische Folie gebildet werden, in welche die Aussparung durch Ausschneiden eingebracht worden ist. Alternativ kann die dritte thermoplastische Schicht auch aus mehreren Folienabschnitten um das Funktionselement zusammengesetzt werden. Die Zwischenschicht ist dann aus insgesamt mindestens drei flächig aufeinander angeordneten thermoplastischen Schichten gebildet, wobei die mittlere Schicht eine Aussparung ausweist, in der das Funktionselement angeordnet ist. Bei der Herstellung wird die dritte thermoplastische Schicht zwischen der ersten und der zweiten thermoplastischen Schicht angeordnet, wobei die Seitenkanten aller thermoplastischen Schichten bevorzugt in Deckung befindlich sind. Die dritte thermoplastische Schicht weist bevorzugt etwa die gleiche Dicke auf wie das Funktionselement. Dadurch wird der lokale Dickenunterschied, der durch das örtlich begrenzte Funktionselement eingebracht wird, kompensiert, so dass Glasbruch beim Laminieren vermieden werden kann und ein verbessertes optisches Erscheinungsbild entsteht.

Die Schichten der Zwischenschicht sind bevorzugt aus demselben Material ausgebildet, können prinzipiell aber auch aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein. Die Schichten beziehungsweise Folien der Zwischenschicht sind bevorzugt auf Basis von Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), oder Polyurethan (PU). Das bedeutet, dass die Schicht beziehungsweise Folie mehrheitlich das besagte Material enthält (Anteil von größer als 50 Gew.-%) und daneben optional weitere Bestandteile enthalten kann, beispielsweise Weichmacher, Stabilisatoren, UV- oder IR-Absorber. Die Dicke jeder thermoplastischen Schicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm. Beispielsweise können Folien mit den Standarddicken von 0,38 mm oder 0,76 mm verwendet werden.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt sind, 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 Aluminosilikatglas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar sein oder auch getönt oder gefärbt. Je nach Anwendungsfall können dem Grad der Tönung oder Färbung Grenzen gesetzt sein: so muss mitunter eine vorgeschriebene Lichttransmission gewährleistet sein, beispielsweise eine Lichttransmission von mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß der Regelung 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“).

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.

Die Erfindung umfasst außerdem ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, wobei

(a) eine thermoplastische Zwischenschicht und ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften zwischen einer Außenscheibe und einer Innenscheibe angeordnet werden,

(b) die Außenscheibe und die Innenscheibe über die Zwischenschicht durch Lamination verbunden werden,

(c) an einer von der Zwischenschicht (3) abgewandten Oberfläche der Außenscheibe oder der Innenscheibe ein Befestigungselement zur reversiblen Befestigung einer Steuereinheit angebracht wird, und

(d) in dem Befestigungselement eine elektrische oder elektronische Steuereinheit angeordnet wird, welche geeignet ist, die optischen Eigenschaften des Funktionselements zu steuern.

In einer bevorzugten Ausführung wird die Außenscheibe, eine erste thermoplastische Schicht, das Funktionselement, eine zweite thermoplastische Schicht und die Innenscheibe in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet. Bei der Lamination wird aus der ersten thermoplastischen Schicht und der zweiten thermoplastischen Schicht die Zwischenschicht mit eingelagertem Funktionselement gebildet. Das Funktionselement bevorzugt so positioniert, dass es sich nicht bis zu einer der Seitenkanten des Schichtstapels erstreckt. Das Funktionselement wird so vorteilhaft in die Zwischenschicht eingelagert, ohne Kontakt zur umgebenden Atmosphäre zu haben. In einer besonders bevorzugten Ausführung wird zwischen der ersten und der zweiten thermoplastischen Schicht eine rahmenartige dritte thermoplastische Schicht angeordnet mit einem rahmenartig umgebenen Ausschnitt, in welche das Funktionselement eingesetzt wird. Der Ausschnitt bevorzugt in Form und Größe auf das Funktionselement abgestimmt ist, so dass dieses möglichst passgenau in den Ausschnitt eingesetzt werden kann. Die dritte thermoplastische Schicht gleicht die Dicke des Funktionselements in den Bereichen um das Funktionselement aus, so dass eine mechanisch und optisch verbesserte Verbundscheibe entsteht. Wie bereits beschrieben sind die einzelnen Schichten durch thermoplastische Folien ausgebildet. Die Folien werden bevorzugt entsprechend der Kontur der Verbundscheibe zurechtgeschnitten. Die Scheiben und die thermoplastischen Folien werden im Wesentlichen kongruent übereinander angeordnet. Die thermoplastischen Schichten können auch aus mehreren Folienabschnitten zusammengesetzt werden.

Es ist möglich, weitere thermoplastische Schichten zwischen der Außenscheibe und der Innenscheibe anzuordnen, die dann ebenfalls Teil der Zwischenschicht werden.

Das Funktionselement wird bevorzugt als Mehrschichtfolie mit zwei äußeren Trägerfolien bereitgestellt. Bei einer solchen Mehrschichtfolie sind die Flächenelektroden und die aktive Schicht typischerweise zwischen den beiden T rägerfolien angeordnet. Mit äußerer T rägerfolie ist hier gemeint, dass die Trägerfolien die beiden Oberflächen der Mehrschichtfolie ausbilden. Das Funktionselement kann dadurch als laminierte Folie bereitgestellt werden, die vorteilhaft verarbeitet werden kann. Das Funktionselement ist durch die Trägerfolien vorteilhaft vor Beschädigung, insbesondere Korrosion geschützt. Die Mehrschichtfolie enthält in der angegebenen Reihenfolge zumindest eine Trägerfolie, eine Flächenelektrode, eine aktive Schicht, eine weitere Flächenelektrode und eine weitere Trägerfolie. Typischerweise weisen die Trägerfolien jeweils eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf, die der aktiven Schicht zugewandt ist und als Flächenelektrode fungiert. Bevorzugte Ausgestaltungen der Trägerfolien, der Flächenelektroden und der aktiven Schicht wurden bereits vorstehend beschrieben.

Mehrschichtfolien mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften sind kommerziell erhältlich. Das Funktionselement kann aus einer solchen Mehrschichtfolie in der gewünschten Größe und Form ausgeschnitten werden, beispielsweise mechanisch oder durch Laserstrahlung.

Zur elektrischen Kontaktierung werden elektrische Kabel, insbesondere Flachleiter, mit den Flächenelektroden verbunden und über die Seitenkante aus dem Schichtstapel herausgeführt. Der Anschluss der Kabel erfolgt natürlich vor dem Laminieren der Windschutzscheibe.

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.

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden elektrische Kabel direkt an der Steuereinheit angeschlossen, über welche die Steuereinheit mit den Flächenelektroden des Funktionselements elektrisch leitend verbunden wird. Dies kann vor oder (bevorzugt) nach dem Anbringen der Steuereinheit im Befestigungselement erfolgen. Der Anschluss der Kabel erfolgt bevorzugt in Form einer Steckverbindung, wobei die Kabel in Buchsen am Steuerelement eingesteckt werden (oder alternativ die Kabel mit einer Kupplung ausgebildet sind, welche mit Steckern an der Steuereinheit verbunden werden).

In einer Ausführungsform des Verfahrens werden elektrische Kabel direkt Befestigungselement angeschlossen, ebenfalls bevorzugt durch eine Steckverbindung. Das Befestigungselement weist einen elektrischen Kontaktbereich auf, welcher durch besagten Kabel mit den Flächenelektroden des Funktionselements elektrisch leitend verbunden wird. Das Befestigungselement kann Leiterbahnen oder interne Kabel aufweisen, um die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktbereich und der Anschlussbuchse beziehungsweise dem Anschlussstecker herzustellen. Es muss aber keine Steckverbindung eingesetzt werden, die Kabel können auch dauerhaft und unlösbar mit dem Befestigungselement verbunden sein. Die Steuereinheit weist einen komplementären Kontaktbereich auf, welcher beim bestimmungsgemäßen Anbringen der Steuereinheit am Befestigungselement automatisch mit dem Kontaktbereich des Befestigungselements in Kontakt gebracht wird, wodurch die Steuereinheit mit den Flächenelektroden des Funktionselements elektrisch leitend verbunden wird. Beim Anbringen der Steuereinheit wird also gleichzeitig die elektrische Verbindung zum Funktionselement hergestellt, so dass auf einen Verkabelungsschritt verzichtet werden kann. Das ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Steuereinheit zu Wartungs-, Reparatur- oder Ersatzzwecken aus dem Befestigungselement entnommen werden muss.

Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe in Gebäuden oder in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser. Die Verbundscheibe wird dabei bevorzugt als Fensterscheibe verwendet, beispielsweise als Fensterscheibe von Gebäuden, von Räumen im Inneren von Gebäuden oder von Fahrzeugen. Die Verbundscheibe wird besonders bevorzugt verwendet als Windschutzscheibe, Dachscheibe, Rückwandscheibe oder Seitenscheibe eines Fahrzeugs, beispielsweise Kraftfahrzeugs.

Ist die Verbundscheibe eine Windschutzscheibe, so wird das Funktionselement bevorzugt als elektrisch steuerbare Sonnenblende eingesetzt, welche in einem oberen Bereich der Windschutzscheibe angeordnet ist, während der Großteil der Windschutzscheibe nicht mit dem Funktionselement versehen ist.

Das Funktionselement kann aber auch im gesamten Durchsichtbereich der Verbundscheiben angeordnet sein. In einer typischen Ausgestaltung umfasst dieser Durchsichtbereich die gesamte Verbundscheibe abzüglich eines umlaufenden Randbereichs, der mit einem opaken Abdeckdruck auf mindestens einer der Oberfläche der Scheiben oder polymeren Schichten versehen ist. Statt einem Abdeckdruck kann auch ein umlaufender Randbereich der Zwischenschicht beziehungsweise mindestens einer ihrer Schichten opak getönt oder eingefärbt sein. Das Funktionselement erstreckt sich über den gesamten Durchsichtbereich, wobei seine Seitenkanten im Bereich des opaken Abdeckdrucks angeordnet und dadurch für den Betrachter unauffällig oder nicht sichtbar sind. Diese Ausgestaltung eignet sich insbesondere für Dachscheiben, Rückwandscheiben sowie (hintere) Seitenscheiben.

Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung ist eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Zeichnung schränkt die Erfindung in keiner Weise ein. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Verbundscheibe, Fig. 2 einen Querschnitt durch die Verbundscheibe aus Figur 1 , Fig. 3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 2,

Fig. 4 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Y aus Figur 2,

Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Y aus Figur 2 in einer alternativen Ausgestaltung und

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand eines Flussdiagramms.

Figur 1 , Figur 2, Figur 3 und Figur 4 zeigen je ein Detail einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften. Die Verbundscheibe ist beispielhaft als Dachscheibe eines Personenkraftwagens vorgesehen, deren Lichttransmission elektrisch gesteuert werden kann. Die Verbundscheibe umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2 die über eine Zwischenschicht 3 miteinander verbunden sind. 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 Zwischenschicht 3 umfasst insgesamt drei thermoplastischen Schichten 3a, 3b, 3c, die jeweils durch eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm aus PVB ausgebildet sind. Die erste thermoplastische Schicht 3a ist mit der Außenscheibe 1 verbunden, die zweite thermoplastische Schicht 3b mit der Innenscheibe 2. Die dazwischenliegende dritte thermoplastische Schicht 3c weist einen Ausschnitt auf, in welchen ein Funktionselement 4 mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften im Wesentlichen passgenau, das heißt an allen Seiten etwa bündig, eingelegt ist. Die dritte thermoplastische Schicht 3c bildet also gleichsam eine Art Passepartout oder Rahmen für das etwa 0,4 mm dicke Funktionselement 4, welches somit rundum in thermoplastisches Material eingekapselt und dadurch geschützt ist. Das Funktionselement 4 ist beispielsweise eine PDLC-Mehrschichtfolie, die von einem klaren, transparenten Zustand in einen trüben, nicht-transparenten (diffusen) Zustand geschaltet werden kann. Das Funktionselement 4 ist eine Mehrschichtfolie, bestehend aus einer aktiven Schicht 5 zwischen zwei Flächenelektroden 8, 9 und zwei Trägerfolien 6, 7. Die aktive Schicht 5 enthält eine Polymermatrix mit darin dispergierten Flüssigkristallen, die sich in Abhängigkeit der an die Flächenelektroden angelegten elektrischen Spannung ausrichten, wodurch die optischen Eigenschaften geregelt werden können. Die Trägerfolien 6, 7 bestehen aus PET und weisen eine Dicke von beispielsweise 0,125 mm auf. Die Trägerfolien 6, 7 sind mit einer zur aktiven Schicht 5 weisenden Beschichtung aus ITO mit einer Dicke von etwa 100 nm versehen, welche die Flächenelektroden 8, 9 ausbilden. Die Flächenelektroden 8, 9 sind über nicht dargestellte Sammelleiter (beispielweise ausgebildet durch einen silberhaltigen Siebdruck) mit elektrischen Kabeln verbunden, welche die elektrische Verbindung zu einer Steuereinheit 11 herstellen.

Diese Steuereinheit 11 ist durch ein Befestigungselement 10 an der innenraumseitigen, von der Zwischenschicht 3 abgewandten Oberfläche der Innenscheibe 2 angebracht. Das Befestigungselement 10 ist beispielsweise aus Polyamid gefertigt und über eine Schicht eines Klebstoffs 12 an der Verbundscheibe befestigt. Das Befestigungselement 10 umfasst eine Platte, die flächig an der Verbundscheibe befestigt ist, und eine Seitenwand im Randbereich der Platte. Die Platte und die Seitenwand bilden einen schließen einen Hohlraum ein, der eine von der Verbundscheibe wegweisende Öffnung aufweist. Durch diese Öffnung kann die Steuereinheit 11 in den Hohlraum eingeführt werden, wodurch eine reversible, also lösbare Verbindung mit dem Befestigungselement 10 erreicht wird. Ein Bereich oder mehrere Bereiche der Seitenwand („Rastnasen“) erstrecken sich dazu über die von der Verbundscheibe abgewandte Oberfläche der Steuereinheit 11 , so dass die Steuereinheit 11 im Befestigungselement 10 einrastet. Beim Einführen und der Entnahme der Steuereinheit 11 wird die biegbare Seitenwand (oder ein mit den Rastnasen versehener Bereich derselben) leicht nach außen gebogen.

Die elektrischen Kabel 14 sind mittels einer Steckverbindung direkt mit der Steuereinheit 11 verbunden. Die Steuereinheit 11 ist andererseits mit der Bordelektrik des Personenkraftwagens verbunden, was der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Die Steuereinheit 11 ist geeignet, in Abhängigkeit von einem Schaltsignal, welches der Fahrer beispielsweise mit einem Knopfdruck vorgibt, die Spannung an die Flächenelektroden 8, 9 des Funktionselements 4 anzulegen, welche für den gewünschten optischen Zustand des Funktionselements 4 erforderlich ist. Die Verbundscheibe weist einen umlaufenden Randbereich auf, welche mit einem opaken Abdeckdruck 13 versehen ist. Diese Abdeckdruck 13 ist typischerweise aus einer schwarzen Emaille ausgebildet. Sie wird als Druckfarbe mit einem Schwarzpigment und Glasfritten im Siebdruckverfahren aufgedruckt und in die Scheibenoberfläche eingebrannt. Der Abdeckdruck 13 ist beispielhaft auf der innenraumseitigen Oberfläche der Außenscheibe 1 und auch auf der innenraumseitigen Oberfläche der Innenscheibe 2 aufgebracht. Die Seitenkanten des Funktionselements 4 sind durch diesen Abdeckdruck 13 verdeckt. Das Befestigungselement 10 mit der Steuereinheit 11 ist in diesem opaken Randbereich angeordnet, also auf den Abdeckdruck 13 der Innenscheibe 2 aufgeklebt. Dort stört die Steuereinheit 11 die Durchsicht durch die Verbundscheibe nicht und ist optisch unauffällig. Zudem weist sie einen geringen Abstand zur Seitenkante der Verbundscheibe auf, so dass nur vorteilhaft kurze Kabel 14 zum elektrischen Anschluss des Funktionselements 14 nötig sind.

Figur 5 zeigt eine weitere Ausgestaltung des Befestigungselements 10 und der Steuereinheit 11 , welche sich von der Ausgestaltung der Figur 4 unterscheidet. Die Kabel 14 sind mit einer Steckverbindung am Befestigungselement 10 angeschlossen und elektrisch leitend mit einem Kontaktbereich 15 verbunden. Die Steuereinheit 11 , welche hier außerhalb des Befestigungselements 10 befindlich ist, weist einen dazu komplementären Kontaktbereich 15' auf. Die Kontaktbereiche 15, 15' sind derart positioniert und ausgebildet, dass sie miteinander in Kontakt kommen, wenn die Steuereinheit 11 in das Befestigungselement 10 eingeführt wird. Die Steuereinheit 11 muss dann nicht eigens verkabelt werden.

Figur 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens anhand eines Flussdiagramms.

Bezugszeichenliste:

(1) Außenscheibe

(2) Innenscheibe

(3) thermoplastische Zwischenschicht

(3a) erste Schicht der Zwischenschicht 3

(3b) zweite Schicht der Zwischenschicht 3

(3c) dritte Schicht der Zwischenschicht 3

(4) Funktionselement mit elektrisch regelbaren optischen Eigenschaften

(5) aktive Schicht des Funktionselements 4

(6) erste Trägerfolie des Funktionselements 4

(7) zweite Trägerfolie des Funktionselements 4

(8) Flächenelektrode des Funktionselements 4

(9) Flächenelektrode des Funktionselements 4

(10) Befestigungselement zur reversiblen Befestigung einer Steuereinheit

(11) Steuereinheit

(12) Klebstoff

(13) Abdeckdruck

(14) elektrische Kabel

(15) Kontaktbereich des Befestigungselement 10

(15') Kontaktbereich der Steuereinheit 11

X-X‘ Schnittlinie

Y vergrößerter Bereich

Z vergrößerter Bereich