Die Erfindung betrifft eine Scheibe für einen Kraftwagen mit wenigstens einem optisch aktiven, schaltbaren Element nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer solchen Scheibe nach dem Oberbegriff von

Patentanspruch 6.

Scheiben mit optisch aktiven, schaltbaren Elementen aus elektrochromen Materialien sind auch als„intelligente Gläser" allgemein bekannt. Ein Verfahren zum Herstellen solcher Scheiben ist beispielsweise in der WO 2005/102688 A2 offenbart. Solche Scheiben umfassen eine dünne Schicht einer Suspension anisotroper Partikel. In ihrem

Normalzustand sind die Partikel zufällig ausgerichtet und blockieren hierdurch einen Anteil des einfallenden Lichtes. Beim Anlegen eines äußeren elektrischen oder magnetischen Feldes werden die Partikel ausgerichtet, wodurch in der Regel ihr flächenmäßig geringstes Profil in Richtung des einfallenden Lichtes präsentiert wird. Durch Anlegen des Feldes wird die Scheibe also transparent.

Solche Scheiben finden zunehmend Anwendung in Kraftwagen, um dort den Lichteinfall durch Panoramadächer, Scheiben und ähnliche Glaselemente an die

Umgebungsbedingungen und die Wünsche des Fahrers anpassen zu können. Da die Reaktionsgeschwindigkeit bekannter elektrochromer Materialen bei einer Änderung des angelegten äußeren Feldes in der Regel eine Funktion der Temperatur ist, können solche Scheiben bei der Verwendung im Kraftwagen durch die dort auftretenden extremen Umweltbedingungen in ihrer Funktionsfähigkeit beeinträchtigt sein. Insbesondere bei besonders tiefen Außentemperaturen reagieren bekannte elektrochrome Materialen verzögert, so dass Schaltvorgänge von transparenter zu intransparenter Scheibe und umgekehrt eine unerwünscht lange Zeit benötigen.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Scheibe nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 8 bereitzustellen, die eine schnelle Schaltzeit der Scheibe auch bei tiefen Außentemperaturen gewährleisten.

Diese Aufgabe wird durch eine Scheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst. Eine solche Scheibe für einen Kraftwagen umfasst wenigstens ein optisch aktives, schaltbares Element, insbesondere aus einem elektrochromen Material, welches mittels zweier zugeordneter Elektroden zur Änderung einer optischen Eigenschaft des Elements mit einem elektrischen Feld beaufschlagbar ist. Üblicherweise ist ein solches optisch aktives Element als eine in der Scheibe angeordnete flächige Schicht ausgebildet, die beidseitig von Elektroden flankiert wird, die nach Art eines Plattenkondensators wirken und zwischen sich - also im Bereich des optisch aktiven Elements - ein homogenes elektrisches Feld mit parallelen, zur Elektrodenoberfläche flächennormalen Feldlinien erzeugen.

Erfindungsgemäß ist zumindest ein Teilbereich der Scheibe aus einem Verbund material mit mehreren Schichten zum Beheizen des optisch aktiven Elements bestrombar. Durch die Bestromung wird aufgrund des ohmschen Widerstandes in der Schicht Wärme erzeugt, die auch zu einer Erwärmung des optisch aktiven Elements führt. Hierdurch können auch bei tiefen Außentemperaturen schnelle Schaltzeiten des durch die

Bestromung vorgewärmten optisch aktiven Elements realisiert werden.

Mit Vorteil ist vorgesehen, dass zumindest eine der Elektroden unabhängig von der jeweils anderen Elektrode zum Beheizen des optisch aktiven Elements bestrombar ist. Aufgrund des ohmschen Widerstandes der Elektrode entsteht durch die Bestromung Wärme, welche die Elektrode selbst und ihren unmittelbaren Nahbereich, also auch das optisch aktive Element, beheizt.

Vorzugsweise ist die Scheibe als laminierte Verbundglasscheibe mit einer äußeren Glasschicht wenigstens einer Kunststoffschicht, insbesondere aus Ethylenvinylacetat (EVA) und einer inneren Glasschicht ausgebildet. Die zwischen den beiden Glasschichten laminierte Kunststoffschicht wirkt dabei als Splitterschutz und hält die Glasschichten auch bei Bruchereignissen zusammen, so dass beispielsweise bei einem Unfall die Gefährdung für Fahrzeuginsassen durch Glassplitter verglichen mit einfachen Glasscheiben reduziert ist. Die Glasscheiben selbst können ebenfalls zur Verbesserung des Splitterschutzes thermisch vorgespannt sein. Die Kunststoffschichten können in gleicher Weise auch aus Polyvinylbutyral (PVB) oder aus Polyurenthan (PU) bestehen.

Vorzugsweise sind das optisch aktive Element und die zugeordneten Elektroden zwischen zwei Kunststoffschichten eingebettet. Das optisch aktive Element wird so zum Bestandteil der Splitterschutzschicht des Sicherheitsglases.

In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst eine solche Verbundglasscheibe wenigstens eine Schicht aus einem Infrarot- und/oder Ultraviolett- absorbierenden Material, welche zwischen dem optisch aktiven Element und der in Einbaulage der Scheibe äußeren Glasschicht angeordnet ist. Eine solche Schicht kann das optisch aktive Element vor Beschädigungen durch starke Lichteinstrahlung, beispielsweise durch Ausbleichen oder Versprödung, schützen.

Weiter mit Vorteil kann auch die Schicht aus einem IR- und/oder UV-absorbierenden Material zum Beheizen des optisch aktiven Elements bestrombar sein. Gegebenenfalls können in diese Schichten elektrisch leitende Partikel mit einem geeigneten ohmschen Widerstand zur Realisierung der Bestrombarkeit eingebettet werden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Elektroden aus Indiumzinnoxid (ITO) ausgebildet. Indiumzinnoxid ist ein Halbleiter, der in dünnen

Schichten transparent ist. Die Verwendung von Indiumzinnoxid ermöglicht somit das Einbringen von Elektroden unmittelbar in Glasscheiben, ohne dass optische

Beeinträchtigungen entstehen.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betreiben einer Glasscheibe, bei welchem in einem ersten Betriebszustand wenigstens ein optisch aktives, schaltbares Element, insbesondere aus einem elektrochromen Element mittels zweier zugeordneter Elektroden zur Änderung einer optischen Eigenschaft mit einem elektrischen Feld beaufschlagt wird. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass in einem zweiten, alternativ oder gleichzeitig zum ersten Betriebszustand einnehmbaren Betriebszustand zumindest eine der Elektroden unabhängig von der jeweils anderen Elektrode zum Beheizen des optisch aktiven

Elements bestromt wird. Durch die Widerstandserwärmung der Elektrode wird auch das optisch aktive, schaltbare Element erwärmt, so dass auch bei tiefen

Umgebungstemperaturen schnelle Schaltzeiten realisiert werden können. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird bei Unterschreiten einer vorgegebenen Temperatur des optisch aktiven Elements der zweite Betriebszustand aktiviert. Damit kann sichergestellt werden, dass das optisch aktive Element dann beheizt wird, wenn dessen Temperatur soweit abgesunken ist, dass hinreichend schnelle

Schaltvorgänge nicht mehr möglich sind.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird bei Überschreiten eines

Schwellenwertes für den Absolutwert einer Temperaturdifferenz zwischen einem

Kraftwageninnenraum und der Umgebung der zweite Betriebszustand aktiviert. Dies kann mit der so genannten Temperaturschwelle kombiniert werden. Durch die flächige

Beheizung der Elektrode kann so bei starken Temperaturdifferenzen zwischen Innenraum und Umgebung, insbesondere bei deutlich kälterer Umgebung, der Wärmeverlust aus dem Kraftwageninnenraum an die Umgebung minimiert werden. Die beheizte Elektrode wirkt quasi als Barriere für den Wärmefluss und dient gleichzeitig zur flächigen Beheizung der Glasscheiben zur Unterstützung der Innenraumbeheizung und zur Vermeidung von Vereisung oder Beschlagung der Glasscheiben.

Im Folgenden sollen die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Die einzige Figur zeigt hierbei eine schematische

Schnittdarstellung durch ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Scheibe, bei der die Elektroden zur Aktivierung des schaltbaren Elements zusätzlich bestromt sind.

Die Scheibe 10 ist als flächige, laminierte Verbundglasscheibe ausgebildet und weist dabei als äußere Schichten jeweils eine Glasschicht 12 bzw. 14 auf. Zwischen den die Scheibe 10 begrenzenden Glasschichten 12 und 14 sind in dem gezeigten

Ausführungsbeispiel 4 Kunststoffschichten 16 aus Ethylenvinylacetat angeordnet.

Zwischen zwei der Kunststoffschichten 16 ist eine weitere Kunststoffschicht 24 aus einem infrarot- und/oder ultraviolett-absorbierenden Material angeordnet. Dieses Material kann beispielsweise ein mit Silber beschichteter Kunststoff sein, wobei in einer alternativen Ausführungsform diese Beschichtung auch direkt auf einer der Glasschichten 12, 14 angebracht sein kann.

Die Kunststoffschichten 16 dienen insbesondere der Stabilisierung der Glasschichten 12, 14, sodass im Falle eines Bruches eine Splitterbildung verhindert wird. Von den Kunststoffschichten 16 begrenzt ist ein optisch aktives Element 18 sowie entsprechende Elektroden 20, 22 im Inneren der Scheibe 10 eingebettet.

Die transparenten Elektroden 20, 22 bestehen aus Indiumzinnoxid, dass auf eine PET- Trägerfolie aufgebracht ist. Die Elektroden 20, 22 sind dabei mit einer nicht dargestellten herkömmlichen Spannungsquelle so verbunden, dass die Elektroden einen

Plattenkondensator bilden, wobei sich zwischen den beiden Platten bei entsprechender Spannungsbeaufschlagung ein homogenes elektrisches Feld ausbildet, dessen Feldlinien im Wesentlichen flächennormal zu den Elektroden 20, 22 verlaufen.

Die als SPD (suspended particles device)-Folie ausgebildete Einheit aus dem optisch aktiven Element 18 und den Elektroden 20, 22 ist zwischen zwei parallel angeordneten, flächigen Kunststoffschichten 16 der Scheibe 10 eingebettet und weist zusätzlich als Kantenschutz einen die SPD-Folie zu den Kanten hin abschirmenden Rahmen aus einer weiteren Kunststoffschicht 16 aus Ethylenvinylacetat auf. Diese Anordnung führt dazu, dass das optisch aktive Element 18 und die Elektroden 20, 22 im Inneren der Scheibe 10 angeordnet sind und damit insbesondere keiner stofflichen Beeinflussung durch die Umgebung der Scheibe unterliegen.

Das optisch aktive Element 18 enthält eine Partikelsuspension von anisotrop geformten, elektrisch geladenen Partikeln. Liegt an den Elektroden 20, 22 kein Feld an, so sind die Partikel zufällig orientiert und blockieren den Durchtritt von Licht durch das optisch aktive Element 18. Durch das Anlegen eines Feldes an die Elektrode 20, 22 richten sich die Partikel entlang der Feldlinien aus, wodurch ein großer Teil der Fläche des optisch aktiven Elements 18 für den Lichtdurchtritt freigegeben wird - das Element wird transparent oder zumindest teiltransparent.

Die Schaltgeschwindigkeit des optisch aktiven Elements 18 ist von der

Umgebungstemperatur abhängig. Insbesondere bei tiefen Umgebungstemperaturen reagieren die anisotropen Partikel nur langsam auf Änderungen des Feldes. Dies ist im Wesentlichen in der Temperaturabhängigkeit der Viskosität der die Partikel umgebenden Matrix begründet. Bei kalten Umgebungstemperaturen kann es daher vorkommen, dass das optisch aktive Element 18 nicht im gewünschten Maße auf Steuerbefehle reagiert.

Um diesem Problem zu begegnen, sind die Elektroden 20, 22 mit weiteren Stromquellen 26, 28 verbunden, über welche die Elektroden 20, 22 jeweils unabhängig von der anderen Elektrode bestromt werden können. Die Spannungsquellen 26, 28 kontaktieren dabei die jeweils gegenüberliegenden Stirnseiten 30, 32 einer jeweiligen Elektrode. Der durch die Elektrodenfläche fließende Strom führt zu einer Widerstandserwärmung der Elektroden 20, 22, wodurch auch das optisch aktive Element 18 aufgeheizt wird. Hierdurch wird sichergestellt, dass das optisch aktive Element 18 bei tiefen Außentemperaturen schnelle Schaltzeiten aufweist, so dass der gewünschte optische Effekt erzielt werden kann. Die Spannungsquellen 26, 28 können dabei in Abhängigkeit von Messwerten eines

Temperatursensors unmittelbar am optisch aktiven Element 18, außerhalb des Fahrzeugs oder in einer Oberfläche der Scheibe geschaltet werden. Wird eine Schwellentemperatur unterschritten, so wird die Beheizung des optisch aktiven Elements 18 aktiviert. Bei tiefen Außentemperaturen kann dies beispielsweise auch automatisch beim Starten des Fahrzeugs geschehen oder mit der Vorwärmung des Fahrzeugs durch eine Standheizung kombiniert werden, so dass bei Beginn des Fahrbetriebs die gewünschten Eigenschaften der Scheibe 10 gewährleistet sind.

Durch die Beheizung der Elektroden 20, 22 kann zudem eine flächige Beheizung der Scheibe 10 selbst erzielt werden. Dies kann verwendet werden, um den Wärmeverlust durch die Scheibe 10 zu reduzieren, sowie um ein Beschlagen oder Befrosten der Scheibe 10 zu verhindern.

In nicht dargestellter Weise könnte zum Beheizen des optisch aktiven Elements 18 auch die Kunststoffschicht 24, die aus einem infrarot- und/oder ultraviolett absorbierenden Material besteht, bestromt werden. Diese Schicht dient primär der Verhinderung einer Beschädigung des optisch aktiven Elements 18.