Die Erfindung betrifft ein Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, eine Verbundscheibe mit Funktionselement und insbesondere eine Windschutzscheibe oder eine Dachscheibe eines Fahrzeugs mit elektrisch steuerbarer Sonnenblende sowie ein Verfahren zur Herstellung.

Im Fahrzeugbereich und im Baubereich werden oftmals Verbundscheiben mit elektrisch steuerbaren Funktionselementen zum Sonnenschutz oder zum Sichtschutz eingesetzt. So sind beispielsweise Windschutzscheiben bekannt, in denen eine Sonnenblende in Form eines Funktionselements mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften integriert ist. Dabei ist insbesondere die Transmission oder das Streuverhalten von elektromagnetischer Strahlung im sichtbaren Bereich elektrisch steuerbar. Die Funktionselemente sind in der Regel folienartig und werden in eine Verbundscheibe einlaminiert oder an diese angeklebt. Bei Windschutzscheiben kann der Fahrer beispielsweise das Transmissionsverhalten der Scheibe selbst gegenüber Sonnenstrahlung steuern. So kann auf eine herkömmliche mechanische Sonnenblende verzichtet werden. Dadurch kann das Gewicht des Fahrzeugs reduziert werden und es wird Platz im Dachbereich gewonnen. Zudem ist das elektrische Steuern der Sonnenblende für den Fahrer komfortabler als das manuelle Herunterklappen der mechanischen Sonnenblende.

Windschutzscheiben mit derartigen elektrisch steuerbaren Sonnenblenden sind beispielsweise bekannt aus DE 102013001334 A1 , DE 102005049081 B3, DE 102005007427 A1 und DE 102007027296 A1 .

Typische elektrisch steuerbare Funktionselemente enthalten elektrochrome Schichtstrukturen oder Single Particle Device (SPD)-Folien. Weitere mögliche Funktionselemente zur Realisierung eines elektrisch steuerbaren Sonnenschutzes sind sogenannte PDLC- Funktionselemente (polymer dispersed liquid crystal). Deren aktive Schicht enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Das PDLC- Funktionselement wirkt weniger durch Herabsetzung der Gesamttransmission, sondern durch Erhöhung der Streuung, um einen Blendschutz zu gewährleisten. PDLC-Funktionselemente sind beispielsweise aus der US 20150301367 A1 bekannt.

Herkömmliche, einlaminierte Funktionselemente und insbesondere PDLC-Funktionselemente zeigen im Randbereich oftmals unerwünschte Alterungserscheinungen, wie Aufhellungen und Veränderungen in der Abschattung.

JP 2008225399 offenbart ein Flüssigkristallanzeigeelement auf einem flexiblen Substrat, wie einer Kunststofffolie, wobei die Seitenflächen eine Gasbarriere-Schicht aufweisen, die das Eindringen von Gas über eine Seitenfläche des Substrats verhindern.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften bereitzustellen, das insbesondere hinsichtlich seiner Alterungsbeständigkeit verbessert ist. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch ein Funktionselement gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Ein erfindungsgemäßes Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften umfasst zumindest eine (zweite) Stapelfolge aus mindestens einer ersten Trägerfolie, einer aktiven Schicht und einer zweiten Trägerfolie, wobei zumindest eine Austrittsfläche der aktiven Schicht an mindestens einer Seitenfläche des Funktionselements zumindest abschnittsweise mit mindestens einer Sperrschicht versiegelt ist. Die erfindungsgemäße Stapelfolge umfasst bevorzugt mindestens: eine erste Trägerfolie, eine erste Flächenelektrode, eine aktive Schicht, eine zweite Flächenelektrode und eine zweite Trägerfolie, die in dieser Reihenfolge aufeinander angeordnet sind. Die Stapelfolge ist beispielsweise eine vorkonfektionierte Folie, die eine geeignete Größe und Form aufweist. Erfindungsgemäße Stapelfolgen aus Folien weisen typischerweise eine große Fläche aber nur einer geringe Gesamtdicke auf. Im Folgenden werden die großen Flächen der Stapelfolge als Fläche der Oberseite und Fläche der Unterseite bezeichnet und die dazu orthogonalen Flächen, die nur eine geringe Breite (entsprechend der Richtung der geringen Gesamtdicke) aufweisen, als Seitenflächen bezeichnet. Die aktive Schicht ist auf beiden ihrer großen Flächen durch jeweils eine Trägerfolie und gegebenenfalls durch jeweils eine Flächenelektrode begrenzt. An den Seitenflächen der Stapelfolge aus erster Trägerfolie, erster Flächenelektrode, aktiver Schicht, zweiter Flächenelektrode und zweiter Trägerfolie sind jeweils die Seitenflächen der Trägerfolien, der Flächenelektroden und der aktiven Schicht angeordnet. Da die aktive Schicht an ihren großen Flächen durch Flächenelektroden und Trägerfolien bedeckt ist, ist sie nur an den Seitenflächen der Stapelfolge einer äußeren Umgebung zugänglich. Die jeweiligen Abschnitte der aktiven Schicht an den Seitenflächen der Stapelfolge werden in Sinne der Erfindung als Austrittsflächen der aktiven Schicht bezeichnet.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis der Erfinder, dass eine Alterung eines elektrisch steuerbaren optischen Funktionselements im Wesentlichen durch Eindringen von schädlichen Stoffen über die Austrittsfläche der aktiven Schicht oder die Austrittsflächen der Flächenelektroden in das Innere des Funktionselements erfolgt und die optischen Eigenschaften des Funktionselements in unerwünschter Weise verändert, beispielsweise durch eine Aufhellung oder Veränderung der Transmission des Funktionselements, beginnend bei seinen Seitenrändern. Durch die Versiegelung des Funktionselements mit einer geeigneten Sperrschicht, wird die Diffusion von schädlichen Stoffen in das Funktionselement über dessen Seitenfläche gehemmt oder verhindert. Die oben genannten Alterungserscheinungen werden so deutlich vermindert oder vollständig verhindert.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Funktionselements sind die Austrittsflächen der aktiven Schicht an allen Seitenflächen vollständig mit der Sperrschicht versiegelt sind. Dadurch wird eine besonders sichere Versiegelung der aktiven Schicht des Funktionselements und eine besondere gute Alterungsbeständigkeit des Funktionselements erzielt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Funktionselements sind mindestens eine der Seitenflächen vollständig und bevorzugt alle Seitenflächen vollständig mit der Sperrschicht versiegelt sind. Dadurch wird eine noch bessere Versiegelung der aktiven Schicht des Funktionselements und eine noch bessere Alterungsbeständigkeit des Funktionselements erzielt.

Versiegelt bedeutet in Sinne dieser Erfindung, dass der entsprechende Abschnitt einer Fläche vollständig mit der Sperrschicht als Schutzschicht bedeckt ist und dadurch widerstandsfähiger und haltbarer gemacht ist, insbesondere gegen die Diffusion von schädlichen Stoffen wie Feuchtigkeit, aber insbesondere auch gegen Weichmacher aus der Umgebung, die in das Innere des Funktionselements und insbesondere in die aktive Schicht eindringen. In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Funktionselements sind alle Außenflächen, das heißt insbesondere alle Seitenflächen, die Oberseite und die Unterseite vollständig mit der Sperrschicht versiegelt. Dadurch wird eine noch bessere Versiegelung der aktiven Schicht des Funktionselements und eine noch bessere Alterungsbeständigkeit des Funktionselements erzielt. Des Weiteren wird ein noch homogeneres Erscheinungsbild des Funktionselements erreicht.

Die erfindungsgemäße Sperrschicht ist bevorzugt in direktem und unmittelbaren Kontakt mit dem Funktionselement. Es befindet sich beispielsweise kein gesonderter Klebstoff oder eine andere Zwischenschicht zwischen Sperrschicht und der Stapelfolge des Funktionselements.

Die erfindungsgemäße Sperrschicht ist bevorzugt derart ausgebildet ist, dass sie die Diffusion von Weichmacher durch die Sperrschicht in gleichem oder größerem Maße verhindert wie die Diffusion von Weichmacher durch die Trägerfolien. Die erfindungsgemäße Sperrschicht ist bevorzugt einlagig oder mehrlagig, beispielsweise zweilagig, dreilagig, vierlagig oder fünflagig ausgebildet. Die einzelnen Lagen der Sperrschicht werden im Folgenden auch Einzelschichten genannt und können aus einem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Die Einzelschicht oder die Einzelschichten einer mehrlagigen, erfindungsgemäßen Sperrschicht enthalten bevorzugt eine transparentes Material. Als transparent im Sinne der Erfindung wird eine Sperrschicht verstanden, die eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 50%, bevorzugt größer 70 % und insbesondere größer 90% aufweist. Für Scheiben oder Scheibenabschnitte, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben oder im oberen Bereich einer Windschutzscheibe, oder wenn eine besondere Abdunkelung gewünscht ist, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %. Insbesondere kann die Sperrschicht getönt sein oder farbig sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die Einzelschicht oder die Einzelschichten Metalloxid-basiert, Metallnitrid-basiert oder Metalloxynitrid-basiert, wobei das Metall bevorzugt Silizium (Si), Aluminium (AI), Tantal (Ta) oder Vanadium (V) oder eine Mischung davon ist.

Der Begriff „basiert" bedeutet im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass das Material im Wesentlichen aus dem Metalloxid, Metallnitrid oder Metalloxynitrid besteht, bevorzugt zu mindestens 80 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 90 Gew.-% und insbesondere zu mindestens 95 Gew.-%. Bei Metalloxiden, Metallnitriden oder Metalloxynitriden, die insbesondere durch chemische Gasphasenabscheidung wie Plasmaunterstützte Gasphasenabscheidung hergestellt werden, umfasst der Begriff „basiert", dass neben den Metalloxiden, Metallnitriden oder Metalloxynitriden auch noch geringe Mengen von Resten der Prozessgase enthalten sein können, wie Kohlenstoff und Wasserstoff als organische Reste von metallorganischen Verbindungen.

Besonders bevorzugte Einzelschichten sind Siliziumoxid-basiert, Siliziumnitrid- oder Siliziumoxynitrid-basiert. Bei Siliziumoxid-basierten Einzelschichten ist das Siliziumoxid SiO _x bevorzugt unterstöchiometrisch, besonders bevorzugt mit 1 < x < 2 oder stöchiometrisch (x = 2). Es kann aber auch überstöchiometrisch sein.

In einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform enthält oder besteht die erfindungsgemäße Sperrschicht aus mindestens einer Siliziumoxid-basierten Einzelschicht. Die Silizium-basierte Einzelschicht kann bevorzugt geringe herstellungsbedingte Mengen von Kohlenstoff und Wasserstoff enthalten. Eine derartige Einzelschicht besteht bevorzugt aus SiO _x C _y :H mit sehr geringem Kohlenstoff- und Wasserstoffanteil, wobei x bevorzugt von 0,1 bis 3 und besonders bevorzugt von 0,2 bis 2 beträgt, und y bevorzugt kleiner 0,2 und besonders bevorzugt kleiner 0,1 und insbesondere kleiner 0,03 beträgt.

Weitere bevorzugte Einzelschichten enthalten oder bestehen aus Organometallschichten, bevorzugt aus Organosilizium vom Typ SiO _x C _y :H, die in der Literatur auch SiO _x C _v H _z -Schicht genannt werden. Derartige Schichten entstehen bevorzugt durch Abscheidung aus HMDSO und werden dann plasmapolymerisierte HMDSO-Schichten genannt. Ihre stöchiometrische Zusammensetzung hängt von den Abscheidebedingungen, d.h. von den Prozessparametern bei der Schichtdeposition ab. Die Organosiliziumbeschichtung ist bevorzugt hochvernetzt. Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, können derartige Beschichtungen aus einem Netzwerk aus -Si-O-Si, -Si-(CH2)2-Si- und -Si-O-Ch -Si-Einheiten bestehen, die durch Si- CH3, Si-CH2-CH3 und Si-H-Gruppen terminiert sind.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Sperrschicht enthält oder besteht die Sperrschicht aus mindestens einer Einzelschicht aus Organosilizium vom Typ SiO _x C _y :H, wobei x bevorzugt von 0,1 bis 3 und besonders bevorzugt von 0,2 bis 2 beträgt, und y bevorzugt größer 0,3 , besonders bevorzugt von 0,3 bis 3 und insbesondere von 0,9 bis 2 beträgt. Der Wasserstoffanteil der Organosiliziumverbindung hängt vom Polymerisierungsgrad und der Chemie der Abscheideprozesse ab. Das Verhältnis von Kohlenstoff zu Wasserstoff (C _U H _V ) kann beliebig sein und beträgt bevorzugt von 1 :1000 bis 1000:1 , besonders bevorzugt von 1 :10 bis 10:1. In einer alternativen erfindungsgemäßen Sperrschicht, enthält mindestens eine Einzelschicht ein Organosilizium oder besteht daraus, wobei der C _y H _z -Anteil an der Organosiliziumbeschichtung von 20 Gew.-% bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 30 Gew.-% bis 70 Gew.-% beträgt. Derartige Organosiliziumbeschichtungen sind bevorzugt hoch vernetzt und haben einen polymeren Charakter.

Weitere bevorzugte Einzelschichten enthalten oder bestehen aus amorphem hydrierten Kohlenstoff (a-C:H), bevorzugt amorphem hydrierten mit Stickstoff dotiertem Kohlenstoff (a- C:N:H) oder amorphem hydrierten mit Stickstoff und Silizium dotiertem Kohlenstoff (a- C:N:Si:H). Diese werden bevorzugt durch CVD-Verfahren mit Acetylen (C2H2) oder Acetylen- haltige Prozessgasen hergestellt.

Weitere bevorzugte Einzelschichten enthalten andere mit Gasphasen-Abscheideverfahren herstellbare transparente Keramikschichten und/oder Polymerschichten, die die Diffusion von Weichmachern reduzieren oder im Wesentlichen verhindern, beispielsweise Parylene, Polyvinylidenchloride (PVDC) Ethylen-Vinyalkohol Copolymere (EVOP) oder Polyacrylate.

Eine besonders vorteilhafte erfindungsgemäße Sperrschicht enthält mindestens eine Einzelschicht, mit einem Material mit keramischem Charakter. Die Einzelschicht ist bevorzugt Siliziumoxid-basiert, Siliziumnitrid-basiert, Siliziumoxynitrid-basiert, Aluminiumoxid-basiert, Zinnoxid-basiert, Zinkoxid-basiert, Zinn-Zinkoxid-basiert oder enthält andere Mischoxiden. Bevorzugt Einzelschichten bestehen aus Siliziumoxid, Siliziumnitrid, Siliziumoxynitrid, Aluminiumoxid, Zinnoxid, Zinkoxid, Zinn-Zinkoxid oder anderen transparenten Mischoxiden oder Mischnitriden. Die Metalloxid-, Metallnitrid- oder Metalloxynitrid-haltigen Schichten können zusätzlich dotiert sein, beispielsweise mit Antimon, Fluor, Silber, Ruthenium, Palladium, Aluminium und Tantal.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Sperrschicht mindestens zwei, bevorzugt genau zwei, genau drei, genau vier oder genau fünf aufeinander angeordneter Einzelschichten aus dem gleichen Material. Dies ist bei den hier verwendeten dünnen Einzelschichten besonders vorteilhaft, da Defekte in einer der Einzelschichten durch die weitere(n) Einzelschicht(en) ausgeglichen werden können.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung enthält die Sperrschicht genau eine oder mindestens eine zweilagige Schicht, auch Doppelschicht oder Dyade genannt. Die Doppelschicht besteht bevorzugt aus einer ersten Einzelschicht mit polymerem Charakter und einer zweiten Einzelschicht mit keramischem oder anorganischem Charakter. Dabei ist die erste Einzelschicht bevorzugt auf der dem Funktionselement zugewandten Seite der Doppelschicht angeordnet. Die erste Einzelschicht einer Doppelschicht ist besonders bevorzugt unmittelbar auf dem Funktionselement angeordnet.

Die erste Einzelschicht enthält bevorzugt ein Polymer oder polymerisiertes Material. Besonders bevorzugt sind die oben genannten Organosilizium-Schichten vom Typ SiO _x C _y :H mit großem Kohlenwasserstoffanteil.

Die zweite Einzelschicht ist bevorzugt Metalloxid-basiert, Metallnitrid-basiert oder Metalloxynitrid-basiert, wobei das Metall besonders bevorzugt Silizium ist. Sie hat bevorzugt einen nur geringen Kohlenwasserstoff-Anteil und hat insbesondere einen keramischen Charakter.

Die Erfindung beruht insbesondere auf der Erkenntnis der Erfinder, dass eine Kombination aus einer ersten und einer zweiten Einzelschicht aus den oben genannten Materialien besonders vorteilhaft bezüglich der Verhinderung der Diffusion von Weichmacher aus den Zwischenschichten in die aktive Schicht des Funktionselements ist. Ohne sich an eine Theorie binden zu wollen, wird der Vorteil der erfindungsgemäß kombinierten Doppelschichten auf weichmacherdiffusionshemmenden Eigenschaften der Einzelschichten mit keramischen oder anorganischen Charakter in Kombination mit haftungsverbessernden und defektmaskierenden Eigenschaften der polymeren oder polymerartigen Einzelschichten in Verbindung gebracht.

Besonders vorteilhaft ist eine Doppelschicht oder eine Folge mehrerer Doppelschichten, die aus einer ersten Einzelschicht aus Organosilizium (bevorzugt mit großem Kohlenwasserstoffanteil) bestehen. Dabei ist die erste Einzelschicht bevorzugt auf der dem Funktionselement zugewandten Seite der Doppelschicht bzw. der Doppelschichten angeordnet. Hier sind die haftungsverbessernden und defektmaskierenden Eigenschaften der ersten Einzelschicht und die weichmacherdiffusionshemmenden Eigenschaften der zweiten Einzelschicht besonders gut. Bei einer Folge mehrerer Doppelschichten ist es besonders vorteilhaften, wenn die jeweils erste Einzelschicht (K für keramisch) und die zweite Einzelschicht (P für polymerisiert) jeweils abwechselnd übereinander angeordnet sind, für zwei Doppelschicht beispielsweise in der Folge (P-K) - (P-K) oder in der Folge (K-P) - (K-P) oder in der Folge (P-K) - (K-P) oder in der Folge (K-P) - (P-K).

Für drei Doppelschichten beispielsweise in der Folge (P-K) - (P-K) - (P-K) oder in der Folge (K-P) - (K-P) - (K-P) oder in der Folge (P-K) - (K-P) - (P-K) oder in jeder beliebigen anderen Permutation von (K-P) und (P-K). In einem vorteilhaften Ausgestaltungsbeispiel enthält die Sperrschicht eine erste Einzelschicht aus Organosilizium mit großem Kohlenwasserstoffanteil und eine zweite Einzelschicht, die Siliziumoxid-basiert ist und daher nur einen geringen Kohlenwasserstoffanteil aufweist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung können zwischen Funktionselement und Sperrschicht eine oder mehrere haftungsverbessernde Schichten angeordnet sein. Insbesondere kann die Oberfläche der Stapelfolge des Funktionselements einer haftungsverbessernden Oberflächenbehandlung unterzogen werden. So kann die Stapelfolge einem Argon(Ar)- Plasma, einem Stickstoff-(N2)-Plasma oder einem Sauerstoff (02)-Plasma zu Oberflächenbehandlung ausgesetzt werden. In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Funktionselements weist die gesamte Sperrschicht aus einer oder mehreren Einzelschichten über der Austrittsfläche der aktiven Schicht eine Dicke d (auch Materialstärke genannt) von 10 nm bis 5000 nm (Nanometer), bevorzugt von 15 nm bis 1000 nm und besonders bevorzugt von 15 nm bis 500 nm auf. Die Dicke d wird orthogonal zur Seitenfläche über der Austrittsfläche der aktiven Schicht bestimmt.

Die Dicke di,2 der Einzelschichten über der Austrittsfläche der aktiven Schicht beträgt bevorzgut von 5 nm bis 5000 nm (Nanometer), bevorzugt von 10 nm bis 1000 nm und besonders bevorzugt von 10 nm bis 200 nm auf.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Funktionselements weist die gesamte Sperrschicht aus einer oder mehreren Einzelschichten über der Seitenfläche der Stapelfolge des Funktionselements eine Dicke d (auch Materialstärke genannt) von 10 nm bis 5000 nm (Nanometer), bevorzugt von 15 nm bis 1000 nm und besonders bevorzugt von 15 nm bis 500 nm auf. Die Dicke d wird orthogonal zur Seitenfläche über der Austrittsfläche der aktiven Schicht bestimmt.

Erfindungsgemäße Sperrschichten können durch alle geeigneten Abscheideverfahren hergestellt werden. Besonders geeignet sind dabei Gasphasen-Abscheideverfahren, die die kontrollierte Herstellung von besonders dünnen Sperrschichtdicken d ermöglichen.

Für die Herstellung von erfindungsgemäßen Sperrschichten sind die folgenden Abscheideverfahren besonders geeignet:

o Physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition, PVD), besonders bevorzugt

Verdampfen, wie

o Thermische Verdampfen,

o Elektronenstrahlverdampfen

o Laserstrahlverdampfen

o lonengestützes Aufdampfen (Ion assisted depoisiton, IAD) oder

o Lichtbogenverdampfen

oder

Kathodenzerstäubung (Sputtern), wie o Magnetron-Sputtern

o Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition), wie

• Plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (Plasma Enhanced Atomic Layer Deposition, PEALD)

und/oder

o Chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD), besonders bevorzugt

• Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD) · Niederdruck-PECVD (low pressure chemical vapor deposition,

LPCVD)

• Niedertemperatur-Niederdruck-PECVD.

Für Funktionselemente mit polymeren Trägerfolien und temperaturempfindlichen aktiven Schichten sind die oben genannten Plasma-unterstützten Verfahren wie PECVD und PEALD besonders geeignet, da sie eine Abscheidung bei nur geringen Substrattemperaturen erlauben.

Eine erfindungsgemäße Verbundscheibe umfasst mindestens eine (erste) Stapelfolge aus einer Außenscheibe, einer ersten Zwischenschicht, einer zweiten Zwischenschicht und einer Innenscheibe, wobei die Zwischenschichten mindestens eine thermoplastische polymere Folie mit mindestens einem Weichmacher enthalten und wobei zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht zumindest abschnittsweise ein erfindungsgemäßes Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften angeordnet ist.

Ist das Funktionselement in eine Verbundscheibe einlaminiert, so führt insbesondere die Diffusion von Weichmachern aus den Zwischenschichten in das Innere des Funktionselements bei Alterung zu einer Aufhellung oder Veränderung der Transmission, was die Durchsicht, Funktionalität und Ästhetik der gesamten Verbundscheibe beeinträchtigt. Durch die Versiegelung des Funktionselements mit einer geeigneten Sperrschicht, das die Diffusion von Weichmachern aus der Zwischenschicht in das Funktionselement und insbesondere in die Seitenfläche des Funktionselements hemmt oder verhindert, werden solche Alterungserscheinungen deutlich vermindert oder vollständig verhindert. Die Verbundscheibe kann beispielsweise die Windschutzscheibe oder die Dachscheibe eines Fahrzeugs oder eine andere Fahrzeugverglasung sein, beispielsweise eine Trennscheibe in einem Fahrzeug, bevorzugt in einem Schienenfahrzeug oder einem Bus. Alternativ kann die Verbundscheibe eine Architekturverglasung, beispielsweise in einer Außenfassade eines Gebäudes oder eine Trennscheibe im Innern eines Gebäudes sein.

Die Begriffe Außenscheibe und Innenscheibe beschreiben willkürlich zwei verschiedene Scheiben. Insbesondere kann die Außenscheibe als eine erste Scheibe und die Innenscheibe als eine zweite Scheibe bezeichnet werden.

Ist die Verbundscheibe dafür vorgesehen, in einer Fensteröffnung eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes einen Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so wird mit Innenscheibe im Sinne der Erfindung die dem Innenraum (Fahrzeuginnenraum) zugewandte Scheibe (zweite Scheibe) bezeichnet. Mit Außenscheibe wird die der äußeren Umgebung zugewandte Scheibe (erste Scheibe) bezeichnet. Die Erfindung ist aber darauf nicht eingeschränkt.

Die erfindungsgemäße Verbundscheibe enthält ein erfindungsgemäßes Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, das zwischen einer ersten Zwischenschicht und einer zweiten Zwischenschicht zumindest abschnittsweise angeordnet ist. Die erste und zweite Zwischenschicht weisen üblicherweise dieselben Abmessungen wie die Außenscheibe und die Innenscheibe auf. Das Funktionselement ist bevorzugt folienartig.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält die Zwischenschicht ein Polymer, bevorzugt ein thermoplastisches Polymer.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält die Zwischenschicht mindestens 3 Gew.-%, bevorzugt mindestens 5 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 20 Gew.-%, noch mehr bevorzugt mindestens 30 Gew.-% und insbesondere mindestens 40 Gew.-% eines Weichmachers. Der Weichmacher enthält oder besteht bevorzugt aus Triethylenglykol-bis-(2-ethylhexanoat).

Weichmacher sind dabei Chemikalien, die Kunststoffe weicher, flexibler, geschmeidiger und/oder elastischer machen. Sie verschieben den thermoelastischen Bereich von Kunststoffen hin zu niedrigeren Temperaturen, so dass die Kunststoffe im Bereich der Einsatz-Temperatur die gewünschten elastischeren Eigenschaften aufweisen. Weitere bevorzugt Weichmacher sind Carbonsäureester, insbesondere schwerflüchtige Carbonsäureester, Fette, Öle, Weichharze und Campher. Weitere Weichmacher sind bevorzugt aliphatische Diester des Tri- bzw. Tetraethylenglykols. Besonders bevorzugt werden als Weichmacher 3G7, 3G8 oder 4G7 eingesetzt, wobei die erste Ziffer die Anzahl der Ethlenglycoleinheiten und die letzte Ziffer die Anzahl der Kohlenstoffatome im Carbonsäureteil der Verbindung bezeichnet. So steht 3G8 für Triethylenglykol-bis-(2- ethylhexanoat), d.h. für eine Verbindung der Formel C4H9CH (CH2CH3) CO (OCH ₂ CH ₂ )302CCH (CH2CH3) C4H9.

In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe enthält die Zwischenschicht mindestens 60 Gew.-%, bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew.-% und insbesondere mindestens 97 Gew.-% Polyvinylbutyral.

Die Dicke jeder Zwischenschicht beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 2 mm, besonders bevorzugt von 0,3 mm bis 1 mm, insbesondere von 0,3 mm bis 0,8 mm, beispielsweise 0,76 mm. In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Funktionselements ist die Sperrschicht derart ausgebildet ist, dass sie die Diffusion von Weichmachern aus der Zwischenschicht durch die Sperrschicht verhindert.

In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Funktionselements ist die Sperrschicht Weichmacher-frei, das heißt ohne gezielten Zusatz eines Weichmachers.

Das steuerbare Funktionselement umfasst typischerweise eine dünne, aktive Schicht zwischen zwei Flächenelektroden. Die aktive Schicht weist die steuerbaren optischen Eigenschaften auf, welche über die an die Flächenelektroden angelegte Spannung gesteuert werden können.

In einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe sind die Flächenelektroden und die aktive Schicht typischerweise im Wesentlichen parallel zu den Oberflächen der Außenscheibe und der Innenscheibe angeordnet. Die Flächenelektroden sind mit einer externen Spannungsquelle auf an sich bekannte Art elektrisch verbunden. Die elektrische Kontaktierung ist durch geeignete Verbindungskabel, beispielsweise Folienleiter realisiert, welche optional über sogenannte Sammelleiter (bus bars), beispielsweise Streifen eines elektrisch leitfähigen Materials oder elektrisch leitfähige Aufdrucke, mit den Flächenelektroden verbunden sind.

Die Flächenelektroden sind bevorzugt als transparente, elektrisch leitfähige Schichten ausgestaltet. Die Flächenelektroden enthalten bevorzugt zumindest ein Metall, eine Metalllegierung oder ein transparentes leitfähiges Oxid (transparent conducting oxide, TCO). Die Flächenelektroden können beispielsweise Silber, Gold, Kupfer, Nickel, Chrom, Wolfram, Indium-Zinnoxid (ITO), Gallium-dotiertes oder Aluminium-dotiertes Zinkoxid und / oder Fluordotiertes oder Antimon-dotiertes Zinnoxid enthalten. Die Flächenelektroden weisen bevorzugt eine Dicke von 10 nm bis 2 μηι auf, besonders bevorzugt von 20 nm bis 1 μηι, ganz besonders bevorzugt von 30 nm bis 500 nm.

Das Funktionselement kann außer der aktiven Schicht und den Flächenelektroden weitere an sich bekannte Schichten aufweisen, beispielsweise Barriereschichten, Blockerschichten, Antireflexionsschichten, Schutzschichten und/oder Glättungsschichten. Das Funktionselement liegt bevorzugt als Mehrschichtfolie mit zwei äußeren Trägerfolien vor. Bei einer solchen Mehrschichtfolie sind die Flächenelektroden und die aktive Schicht zwischen den beiden Trägerfolien angeordnet. Mit äußerer Trägerfolie 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. Die Trägerfolie trägt insbesondere die Flächenelektroden und gibt einer flüssigen oder weichen aktiven Schicht die nötige mechanische Stabilität.

Die Trägerfolien enthalten bevorzugt zumindest ein thermoplastisches Polymer, besonders bevorzugt Weichmacher-armes oder Weichmacher-freies Polyethylenterephthalat (PET). Das ist besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Stabilität der Mehrschichtfolie. Die Trägerfolien können aber auch andere Weichmacher-arme oder Weichmacher-freie Polymere enthalten oder daraus bestehen, beispielsweise Ethylenvinylacetat (EVA), Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmetacrylat, Polyacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, Fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen. Die Dicke jeder Trägerfolie beträgt bevorzugt von 0,02 mm bis 1 mm, besonders bevorzugt von 0,04 mm bis 0,2 mm.

Typischerweise weisen die Trägerfolien jeweils eine elektrisch leitfähige Beschichtung auf, die der aktiven Schicht zugewandt ist und als Flächenelektrode fungiert. Das erfindungsgemäße Funktionselement ist bevorzugt ein PDLC-Funktionselement (polymer dispersed liquid crystal). Die aktive Schicht eines PDLC-Funktionselements enthält Flüssigkristalle, welche in eine Polymermatrix eingelagert sind. Wird an die Flächenelektroden keine Spannung angelegt, so sind die Flüssigkristalle ungeordnet ausgerichtet, was zu einer starken Streuung des durch die aktive Schicht tretenden Lichts führt. Wird an die Flächenelektroden eine Spannung angelegt, so richten sich die Flüssigkristalle in einer gemeinsamen Richtung aus und die Transmission von Licht durch die aktive Schicht wird erhöht. Alternativ können Funktionselemente und insbesondere PDLC-Funktionselemente verwendet werden, die transparent sind, wenn keine Spannung anliegt (null Volt) und stark streuen, wenn eine Spannung angelegt wird.

Grundsätzlich ist es aber auch möglich, andere Arten von steuerbaren Funktionselementen einzusetzen, beispielweise elektrochrome Funktionselemente oder SPD-Funktionselemente (suspended particle device). Die erwähnten steuerbaren Funktionselemente und deren Funktionsweise sind dem Fachmann an sich bekannt, so dass an dieser Stelle auf eine ausführliche Beschreibung verzichtet werden kann.

Funktionselemente als Mehrschichtfolien sind kommerziell erhältlich. Das Funktionselement wird typischerweise aus einer Mehrschichtfolie mit größeren Ausmaßen in der gewünschten Form und Größe ausgeschnitten. Dies kann mechanisch erfolgen, beispielsweise mit einem Messer. In einer vorteilhaften Ausführung erfolgt das Ausschneiden mittels eines Lasers. Es hat sich gezeigt, dass die Seitenfläche in diesem Fall stabiler ist als beim mechanischen Schneiden. Bei mechanisch geschnittenen Seitenflächen kann die Gefahr bestehen, dass sich das Material gleichsam zurückzieht, was optisch auffällig ist und die Ästhetik der Scheibe nachteilig beeinflusst. In einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist das Funktionselement über einen Bereich der ersten Zwischenschicht mit der Außenscheibe und über einen Bereich der zweiten Zwischenschicht mit der Innenscheibe verbunden. Die Zwischenschichten sind bevorzugt flächig aufeinander angeordnet und miteinander laminiert, wobei das Funktionselement zwischen die beiden Schichten eingelegt ist. Die mit dem Funktionselement überlappenden Bereiche der Zwischenschichten bilden dann die Bereiche, welche das Funktionselement mit den Scheiben verbinden. In anderen Bereichen der Scheibe, wo die Zwischenschichten direkten Kontakt zueinander haben, können sie beim Laminieren derart verschmelzen, dass die beiden ursprünglichen Schichten unter Umständen nicht mehr erkennbar sind und stattdessen eine homogene Zwischenschicht vorliegt.

Eine Zwischenschicht kann beispielsweise durch eine einzige thermoplastische Folie ausgebildet werden. Eine Zwischenschicht kann auch als zweilagiger, dreilagiger oder mehrlagiger Folienstapel ausgebildet sein, wobei die einzelnen Folien gleiche oder unterschiedliche Eigenschaften aufweisen. Eine Zwischenschicht kann auch aus Abschnitten unterschiedlicher thermoplastischer Folien gebildet werden, deren Seitenflächen aneinandergrenzen.

In einer vorteilhaften Weiterbildung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe ist der Bereich der ersten oder der zweiten Zwischenschicht, über den das Funktionselement mit der Außenscheibe beziehungsweise der Innenscheibe verbunden ist, getönt oder gefärbt. Die Transmission dieses Bereichs im sichtbaren Spektralbereich ist also herabgesetzt gegenüber einer nicht getönten oder gefärbten Schicht. Der getönte/gefärbte Bereich der Zwischenschicht erniedrigt somit die Transmission der Windschutzscheibe im Bereich der Sonnenblende. Insbesondere wird der ästhetische Eindruck des Funktionselements verbessert, weil die Tönung zu einem neutraleren Erscheinungsbild führt, das auf den Betrachter angenehmer wirkt.

Unter elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften werden im Sinne der Erfindung solche Eigenschaften verstanden, die stufenlos steuerbar sind, aber gleichermaßen auch solche, die zwischen zwei oder mehr diskreten Zuständen geschaltet werden können.

Die elektrische Steuerung der Sonnenblende erfolgt beispielsweise mittels Schaltern, Drehoder Schiebereglern, die in den Armaturen des Fahrzeugs integriert sind. Es kann aber auch eine Schaltfläche zur Reglung der Sonnenblende in die Windschutzscheibe integriert sein, beispielsweise eine kapazitive Schaltfläche. Alternativ oder zusätzlich kann die Sonnenblende durch kontaktfreie Verfahren, beispielsweise durch das Erkennen von Gesten, oder in Abhängigkeit des durch eine Kamera und geeignete Auswerteelektronik festgestellten Zustands von Pupille oder Augenlid gesteuert werden. Alternativ oder zusätzlich kann die die Sonnenblende durch Sensoren, welchen einen Lichteinfall auf die Scheibe detektieren, gesteuert werden.

Der getönte oder gefärbte Bereich der Zwischenschicht weist bevorzugt eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von 10 % bis 50 % auf, besonders bevorzugt von 20% bis 40%. Damit werden besonders gute Ergebnisse erreicht hinsichtlich Blendschutz und optischem Erscheinungsbild.

Die Zwischenschicht kann durch eine einzelne thermoplastische Folie ausgebildet werden, in der der getönte oder gefärbte Bereich durch lokales Tönen oder Färben erzeugt wird. Solche Folien sind beispielsweise durch Koextrusion erhältlich. Alternativ können ein ungetönter Folienabschnitt und ein getönter oder gefärbter Folienabschnitt zur thermoplastischen Schicht zusammengesetzt werden.

Der getönte oder gefärbte Bereich kann homogen gefärbt oder getönt sein, das heißt eine ortsunabhängige Transmission aufweisen. Die Tönung oder Färbung kann aber auch inhomogenen sein, insbesondere kann ein Transmissionsverlauf realisiert sein. In einer Ausgestaltung nimmt der Transmissionsgrad im getönten oder gefärbten Bereich zumindest abschnittsweise mit steigendem Abstand zur Oberkante ab. So können scharfe Kanten des getönten oder gefärbten Bereichs vermieden werden, so dass der Übergang von der Sonnenblende in den transparenten Bereich der Windschutzscheibe graduell verläuft, was ästhetisch ansprechender aussieht.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Bereich der ersten Zwischenschicht, also der Bereich zwischen dem Funktionselement und der Außenscheibe getönt. Dies bewirkt einen besonders ästhetischen Eindruck auf Draufsicht auf die Außenscheibe. Der Bereich der zweiten Zwischenschicht zwischen Funktionselement und Innenscheibe kann optional zusätzlich gefärbt oder getönt sein.

Die Verbundscheibe mit elektrisch steuerbarem Funktionselement kann vorteilhafterweise als Windschutzscheibe mit elektrisch steuerbarer Sonnenblende ausgebildet sein. Eine solche Windschutzscheibe weist eine Oberkante und eine Unterkante auf sowie zwei zwischen Oberkante und Unterkante verlaufende Seitenkanten auf. Mit Oberkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach oben zu weisen. Mit Unterkante wird diejenige Kante bezeichnet, welche dafür vorgesehen ist, in Einbaulage nach unten zu weisen. Die Oberkante wird häufig auch als Dachkante und die Unterkante als Motorkante bezeichnet.

Windschutzscheiben weisen ein zentrales Sichtfeld auf, an dessen optische Qualität hohe Anforderungen gestellt werden. Das zentrale Sichtfeld muss eine hohe Lichttransmission aufweisen (typischerweise größer als 70%). Das besagte zentrale Sichtfeld ist insbesondere dasjenige Sichtfeld, das vom Fachmann als Sichtfeld B, Sichtbereich B oder Zone B bezeichnet wird. Das Sichtfeld B und seine technischen Anforderungen sind in der Steuerung Nr. 43 der Wirtschaftskommission der Vereinten Nationen für Europa (UN/ECE) (ECE-R43, „Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres Einbaus in Fahrzeuge") festgelegt. Dort ist das Sichtfeld B in Anhang 18 definiert.

Das Funktionselement ist dann vorteilhafterweise oberhalb des zentralen Sichtfelds (Sichtfeld B) angeordnet. Das bedeutet, dass das Funktionselement im Bereich zwischen dem zentralen Sichtfeld und der Oberkante der Windschutzscheibe angeordnet ist. Das Funktionselement muss nicht den gesamten Bereich abdecken, ist aber vollständig innerhalb dieses Bereichs positioniert und ragt nicht in das zentrale Sichtfeld hinein. Anders ausgedrückt weist das Funktionselement einen geringeren Abstand zur Oberkante der Windschutzscheibe auf als der zentrale Sichtbereich. Somit wird die Transmission des zentralen Sichtfelds nicht durch das Funktionselement beeinträchtigt, welches an einer ähnlichen Stelle positioniert ist wie eine klassische mechanische Sonnenblende im heruntergeklappten Zustand.

Die Windschutzscheibe ist bevorzugt für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, besonders bevorzugt für einen Personenkraftwagen. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Funktionselement, genauer die Seitenflächen des Funktionselements mit der Sperrschicht umlaufend von einer dritten Zwischenschicht umgeben. Die dritte Zwischenschicht ist rahmenartig ausgebildet mit einer Aussparung, in welche das Funktionselement eingelegt wird. Die dritte Zwischenschicht kann ebenfalls durch eine thermoplastische Folie gebildet werden, in welche die Aussparung durch Ausschneiden eingebracht worden ist. Alternativ kann die dritte Zwischenschicht auch aus mehreren Folienabschnitten um das Funktionselement zusammengesetzt werden. Die Zwischenschicht ist bevorzugt 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 Zwischenschicht zwischen der ersten und der zweiten Zwischenschicht angeordnet, wobei die Seitenflächen aller Zwischenschichten bevorzugt in Deckung angeordnet sind. Die dritte Zwischenschicht weist bevorzugt etwa die gleiche Dicke auf wie das Funktionselement. Dadurch wird der lokale Dickenunterschied der Windschutzscheibe, der durch das örtlich begrenzte Funktionselement eingebracht wird, kompensiert, so dass Glasbruch beim Laminieren vermieden werden kann.

Die in Durchsicht durch die Windschutzscheibe sichtbaren Seitenflächen des Funktionselements sind bevorzugt bündig mit der dritten Zwischenschicht angeordnet, so dass zwischen der Seitenfläche des Funktionselements und der zugeordneten Seitenfläche der Zwischenschicht keine Lücke existiert. Das gilt insbesondere für die Unterfläche des Funktionselements, die typischerweise sichtbar ist. So ist die Grenze zwischen dritter Zwischenschicht und Funktionselement optisch unauffälliger.

In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Unterkanten des Funktionselements und des getönten Bereichs der Zwischenschicht(en) an die Form der Oberkante der Windschutzscheibe angepasst, was ein optisch ansprechenderes Erscheinungsbild bewirkt. Da die Oberkante einer Windschutzscheibe typischerweise gebogen ist, insbesondere konkav gebogen, ist auch die Unterkante des Funktionselements und des getönten Bereichs bevorzugt gebogen ausgestalten. Besonders bevorzugt sind die Unterkanten des Funktionselements im Wesentlichen parallel zur Oberkante der Windschutzscheibe ausgebildet. Es ist aber auch möglich, die Sonnenblende aus zwei jeweils geraden Hälften aufzubauen, die in einem Winkel zueinander angeordnet sind und der Form der Oberkante v- förmig angenähert sind. In einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Funktionselement durch Isolierungslinien in Segmente aufgeteilt. Die Isolierungslinien sind insbesondere in die Flächenelektroden eingebracht sein, so dass die Segmente der Flächenelektrode elektrisch voneinander isoliert sind. Die einzelnen Segmente sind unabhängig voneinander mit der Spannungsquelle verbunden, so dass sie separat angesteuert werden können. So können verschiedene Bereich der Sonnenblende unabhängig geschaltet werden. Besonders bevorzugt sind die Isolierungslinien und die Segmente in Einbaulage horizontal angeordnet. Damit kann die Höhe der Sonnenblende vom Benutzer gesteuert werden. Der Begriff„horizontal" ist hier breit auszulegen und bezeichnet eine Ausbreitungsrichtung, die bei einer Windschutzscheibe zwischen den Seitenkanten der Windschutzscheibe verläuft. Die Isolierungslinien müssen nicht notwendigerweise gerade sein, sondern können auch leicht gebogen sein, bevorzugt angepasst an eine eventuelle Biegung der Oberkante der Windschutzscheibe, insbesondere im Wesentlichen parallel zur Oberkante der Windschutzscheibe. Vertikale Isolierungslinien sind natürlich auch denkbar. Die Isolierungslinien weisen beispielsweise eine Breite von 5 μηη bis 500 μηη, insbesondere 20 μηη bis 200 μηη auf. Die Breite der Segmente, also der Abstand benachbarten Isolierungslinien kann vom Fachmann gemäß den Anforderungen im Einzelfall geeignet gewählt werden. Die Isolierungslinien können durch Laserablation, mechanisches Schneiden oder Ätzen während der Herstellung des Funktionselements eingebracht werden. Bereits laminierte Mehrschichtfolien können auch nachträglich noch mittels Laserablation segmentiert werden.

Die Oberkante und die benachbarte Seitenfläche oder alle Seitenflächen des Funktionselements werden in Durchsicht durch die Verbundscheibe bevorzugt von einem opaken Abdeckdruck oder durch einen äußeren Rahmen verdeckt. Windschutzscheiben weisen typischerweise einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck aus einer opaken Emaille auf, der insbesondere dazu dient, den zum Einbau der Windschutzscheibe verwendete Kleber vor UV-Strahlung zu schützen und optisch zu verdecken. Dieser periphere Abdeckdruck wird bevorzugt dazu verwendet, auch die Oberkante und die Seitenfläche des Funktionselements zu verdecken, sowie die erforderlichen elektrischen Anschlüsse. Die Sonnenblende ist dann vorteilhafterweise ins Erscheinungsbild der Windschutzscheibe integriert und lediglich die Unterkante ist potentiell vom Betrachter zu erkennen. Bevorzugt weist sowohl die Außenscheibe als auch die Innenscheibe einen Abdeckdruck auf, so dass die Durchsicht von beiden Seiten gehindert wird.

Das Funktionselement kann auch Aussparungen oder Löcher aufweisen, etwa im Bereich sogenannter Sensorfenster oder Kamerafenster. Diese Bereiche sind dafür vorgesehen, mit Sensoren oder Kameras ausgestattet zu werden, deren Funktion durch ein steuerbares Funktionselement im Strahlengang beeinträchtigt werden würde, beispielsweise Regensensoren. Es ist auch möglich, die Sonnenblende mit mindestens zwei voneinander getrennten Funktionselementen zu realisieren, wobei zwischen den Funktionselementen ein Abstand besteht, der einen Raum für Sensor- oder Kamerafenster bereitstellt. Das Funktionselement (oder die Gesamtheit der Funktionselemente im vorstehend beschriebenen Fall von mehreren Funktionselementen) ist bevorzugt über die gesamte Breite der Verbundscheibe beziehungsweise der Windschutzscheibe angeordnet, abzüglich eines beidseitigen Randbereichs mit einer Breite von beispielsweise 2 mm bis 20 mm. Auch zur Oberkante weist das Funktionselement bevorzugt einen Abstand von beispielsweise 2 mm bis 20 mm auf. Das Funktionselement ist so innerhalb der Zwischenschicht eingekapselt und vor Kontakt mit der umgebenden Atmosphäre und Korrosion geschützt.

Die Außenscheibe und die Innenscheibe sind bevorzugt aus Glas gefertigt, besonders bevorzugt aus Kalk-Natron-Glas, wie es für Fensterscheiben üblich ist. Die Scheiben können aber auch aus anderen Glassorten gefertigt sein, beispielsweise Quarzglas, Borosilikatglas oder Alumino-Sililat-Glas, oder aus starren klaren Kunststoffen, beispielsweise Polycarbonat oder Polymethylmethacrylat. Die Scheiben können klar sein, oder auch getönt oder gefärbt. Windschutzscheiben müssen dabei im zentralen Sichtbereich eine ausreichende Lichttransmission aufweisen, bevorzugt mindestens 70 % im Haupt-Durchsichtbereich A gemäß ECE-R43.

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 des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Funktionselements mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, wobei zumindest a) eine Stapelfolge aus mindestens einer ersten Trägerfolie, einer aktiven Schicht und einer zweiten Trägerfolie bereitgestellt wird und b) eine Austrittsfläche der aktiven Schicht an mindestens einer Seitenfläche des Funktionselements zumindest abschnittsweise und bevorzugt vollständig mit einer Sperrschicht durch ein vakuumbasiertes Dünnschicht-Abscheideverfahren, versiegelt wird. Bevorzugt wird eine Stapelfolge aus mindestens einer ersten Trägerfolie, einer ersten Flächenelektrode, einer aktiven Schicht, einer zweiten Flächenelektrode und einer zweiten Trägerfolie bereitgestellt.

Die Stapelfolge ist beispielsweise eine vorkonfektionierte Folie, die auf eine geeignete Größe und Form gebracht wird.

Das erfindungsgemäße vakuumbasierte Dünnschicht-Abscheideverfahren ist bevorzugt eines der folgenden Verfahren:

o Physikalische Gasphasenabscheidung (Physical Vapor Deposition, PVD), besonders bevorzugt

Verdampfen, wie

o Thermische Verdampfen,

o Elektronenstrahlverdampfen

o Laserstrahlverdampfen

o lonenunterstützes Aufdampfen (Ion assisted deposition, IAD) oder

o Lichtbogenverdampfen

oder

Kathodenzerstäubung (Sputtern), wie

o Magnetron-Sputtern

Atomlagenabscheidung (Atomic Layer Deposition, PEALD), wie

• Plasmaunterstützte Atomlagenabscheidung (Plasma

Atomic Layer Deposition, PEALD)

oder

o Chemische Gasphasenabscheidung (Chemical Vapor Deposition, CVD), besonders bevorzugt

• Plasmaunterstützte chemische Gasphasenabscheidung (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition, PECVD)

• Niederdruck-PECVD (low pressure chemical vapor deposition, LPCVD) • Niedertemperatur-Niederdruck-PECVD.

Die durch vakuumbasierte Dünnschicht-Abscheideverfahren abgeschiedenen Sperrschichten enthalten bevorzugt die oben genannten erfindungsgemäßen Materialien und den oben genannten erfindungsgemäßen Aufbau.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein PDLC-Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, umfassend

eine Stapelfolge aus mindestens:

- einer ersten Trägerfolie aus PET,

- einer PDLC - Schicht als aktiver Schicht und

- einer zweiten Trägerfolie aus PET,

wobei zumindest die Seitenflächen des Funktionselements mit mindestens einer durch Plasma-unterstützte Gasphasenabscheidung (PECVD) erzeugten Sperrschicht versiegelt sind.

Die Sperrschicht enthält bevorzugt mindestens eine Siliziumoxid-basierte Einzelschicht, besonders bevorzugt eine Doppelschicht aus einer Organosilizum-haltigen Einzelschicht (mit großem Kohlenwasserstoffanteil) und einer Siliziumoxid-basierten Einzelschicht (mit geringem Kohlenwasserstoffanteil).

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim PECVD- Prozess als Prozessgas eine Organosiliziumverbindung verwendet, bevorzugt Disiloxan, besonders bevorzugt Hexamethyldisiloxan (HMDSO), Tetramethyldisiloxan (TMDSO) oder Tetraethoxysilan (TEOS). Derartige Prozessgase sind besonders gut zur Herstellung einer Organosilizum-haltigen Einzelschicht geeignet. Besonders geeignet ist die Abscheidung mit HMDSO als Prozessgas, da die Abscheidung bei geringen Temperaturen (in der Regel 50°C bis 100°C) durchgeführt werden kann, und die Abscheidung auch auf temperaturempfindlichen Oberflächen wie Kunstoffen möglich ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird beim PECVD- Prozess als erstes Prozessgas eine Organosiliziumverbindung verwendet, bevorzugt Disiloxan, besonders bevorzugt Hexamethyldisiloxan (HMDSO) oder Tetramethyldisiloxan (TMDSO) und als zweite Prozessgas Sauerstoff (O2) verwendet. Bevorzugt wir der Sauerstoff unter Sauerstoffüberschuss in das Plasma eingeleitet, bevorzugt mit einem Verhältnis von HMDSO:C>2 von 1 :2 bis 1 :100, bevorzugt 1 :5 bis 1 :15 und besonders bevorzugt von 1 :8 bis 1 :12 und beispielsweise 1 :10. Derartige Prozessgasmischungen sind besonders gut zur Herstellung von Siliziumoxid-basierten Einzelschichten mit nur geringen Kohlenwasserstoff- Resten geeignet.

Alternativ können, alleine oder in Kombination mit anderen und insbesondere mit Siliziumoxid- basierten Einzelschichten, Sperrschichten aus amorphem hydriertem Kohlenstoff (a-C:H) hergestellt werden. Als Prozessgas wird hier bevorzugt Acetylen verwendet. Alternativ können, alleine oder in Kombination mit anderen und insbesondere mit Siliziumoxid- basierten Einzelschichten, Sperrschichten aus amorphem hydriertem mit Stickstoff dotiertem Kohlenstoff (a-C:N:H) hergestellt werden. Als Prozessgas wird hier bevorzugt eine Mischung aus Acetylen und Stickstoff verwendet, Alternativ können, alleine oder in Kombination mit anderen und insbesondere mit Siliziumoxid- basierten Einzelschichten, Sperrschichten aus amorphem hydriertem mit Stickstoff und Silizium dotiertem Kohlenstoff (a-C:N:Si:H) hergestellt werden. Als Prozessgas wird hier bevorzugt eine Mischung aus Acetylen, Stickstoff und HMDSO. In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann die Oberfläche der Stapelfolge vor der Abscheidung der Sperrschicht oder zwischen der Abscheidung der Einzelschichten einer haftungsverbessernden Oberflächenbehandlung unterzogen werden. So kann die Stapelfolge oder die Einzelschicht einem Ar-Plasma, einem Stickstoff-(N2)- Plasma oder einem Sauerstoff (02)-Plasma zu Oberflächenbehandlung ausgesetzt werden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Funktionselement auf allen Außenflächen vollständig mit der Sperrschicht versiegelt. Dazu kann beispielsweise die Auflagefläche des Funktionselements auf einem Träger oder die Anlagefläche eines Halters während der Beschichtung oder zwischen zwei Beschichtungsschritten geändert werden oder beispielsweise das Funktionselement gedreht oder gewendet werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe, wobei in einem folgenden Verfahrensschritt c) eine Außenscheibe, eine erste Zwischenschicht, das erfindungsgemäße Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, eine zweite Zwischenschicht und eine Innenscheibe in dieser Reihenfolge übereinander angeordnet werden, und

d) die Außenscheibe und die Innenscheibe durch Lamination verbunden werden, wobei aus der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht eine Zwischenschicht mit eingelagertem Funktionselement gebildet wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird im Verfahrensschritt c) zwischen der ersten Zwischenschicht und der zweiten Zwischenschicht eine dritte Zwischenschicht angeordnet wird, die das Funktionselement umrandet.

Die elektrische Kontaktierung der Flächenelektroden des Funktionselements erfolgt bevorzugt vor dem Laminieren der Verbundscheibe. Eventuell vorhandene Drucke, beispielsweise opake Abdeckdrucke oder aufgedruckte Sammelleiter zur elektrischen Kontaktierung des Funktionselements werden bevorzugt im Siebdruckverfahren aufgebracht.

Das Laminieren erfolgt bevorzugt unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck. Es können an sich bekannte Verfahren zur Lamination verwendet werden, beispielsweise Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon.

Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe mit elektrisch steuerbarem Funktionselements als Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug oder einem Gebäude, wobei das elektrisch steuerbare Funktionselement als Sonnenschutz oder als Sichtschutz verwendet wird.

Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung eines erfindungsgemäßen Funktionselements in einer Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeugs, wobei das Funktionselement als Sonnenblende verwendet wird.

Die Erfindung umfasst des Weiteren die Verwendung eines erfindungsgemäßen Funktionselements in einer Innenverglasung oder Außenverglasung in einem Fahrzeug oder einem Gebäude, wobei das elektrisch steuerbare Funktionselement als Sonnenschutz oder als Sichtschutz verwendet wird.

Die Erfindung umfasst weiterhin die Verwendung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe als Windschutzscheibe oder Dachscheibe eines Fahrzeugs, wobei das elektrisch steuerbare Funktionselement als Sonnenblende verwendet wird.

Ein großer Vorteil der Erfindung besteht bei Verbundscheiben als Windschutzscheibe darin, dass auf eine klassische am Fahrzeugdach montierte, mechanisch klappbare Sonnenblende verzichtet werden kann. Die Erfindung umfasst daher auch ein Fahrzeug, bevorzugt Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, welches keine solche klassische Sonnenblende aufweist.

Die Erfindung umfasst außerdem die Verwendung eines getönten oder gefärbten Bereichs einer Zwischenschicht zur Verbindung eines Funktionselements mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften mit einer Außenscheibe oder einer Innenscheibe einer Windschutzscheibe, wobei durch den getönten oder gefärbten Bereich der Zwischenschicht und das Funktionselement eine elektrisch steuerbare Sonnenblende realisiert wird. 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:

Figur 1A eine Draufsicht auf eine erste Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen

Verbundscheibe mit erfindungsgemäßem Funktionselement,

Figur 1 B einen Querschnitt durch die Verbundscheibe aus Figur 1A entlang der Schnittlinie

Χ-Χ',

Figur 1 C eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z aus Figur 1 B,

Figur 1 D eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z' aus Figur 1 C,

Figur 1 E eine vergrößerte Darstellung des Bereichs Z" aus Figur 1 C,

Figur 2 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Abscheidung einer erfindungsgemäßen Sperrschicht,

Figur 3 ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen

Verfahrens, Figur 4A eine Draufsicht auf eine weitere Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe am Beispiel einer Windschutzscheibe mit Sonnenblende,

Figur 4B einen Querschnitt durch die Verbundscheibe aus Figur 4A entlang der Schnittlinie

X-X'.

Figuren 1A, 1 B, 1 C, 1 D und 1 E zeigen je ein Detail einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100. Die Verbundscheibe 100 umfasst eine Außenscheibe 1 und eine Innenscheibe 2, die über eine erste Zwischenschicht 3a und eine zweite Zwischenschicht 3b miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 weist eine Dicke von 2,1 mm auf und besteht beispielsweise aus einem klaren Kalk-Natron-Glas. Die Innenscheibe 2 weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf und besteht beispielsweise ebenfalls aus einem klaren Kalk-Natron-Glas. Die Verbundscheibe 100 weist eine mit D bezeichnete erste Kante auf, die im Folgenden Oberkante genannt wird. Die Verbundscheibe 100 weist eine mit M bezeichnete zweite Kante auf, die der Oberkante D gegenüber angeordnet ist und im Folgenden Unterkante genannt wird. Die Verbundscheibe 100 kann beispielsweise als Architekturverglasung in den Rahmen eines Fensters mit weiteren Scheiben zu einer Isolierverglasung angeordnet sein.

Zwischen der ersten Zwischenschicht 3a und der zweiten Zwischenschicht 3b ist ein erfindungsgemäßes Funktionselement 5 angeordnet, welches durch eine elektrische Spannung in seinen optischen Eigenschaften steuerbar ist. Die elektrischen Zuleitungen sind der Einfachheit halber nicht dargestellt.

Das steuerbare Funktionselement 5 ist beispielsweise eine PDLC-Mehrschichtfolie, bestehend aus einer Stapelfolge mit einer aktiven Schicht 1 1 zwischen zwei Flächenelektroden 12, 13 und zwei Trägerfolien 14, 15. Die aktive Schicht 1 1 enthält eine Polymermatrix mit darin dispergierten Flüssigkristallen, die sich in Abhängigkeit der an die Flächenelektroden angelegten elektrischen Spannung ausrichten, wodurch die optischen Eigenschaften gesteuert werden können. Die Trägerfolien 14, 15 bestehen aus Polyethylenterephthalat (PET) und weisen eine Dicke von beispielsweise 0,125 mm auf. Die Trägerfolien 14, 15 sind mit einer zur aktiven Schicht 1 1 weisenden Beschichtung aus ITO mit einer Dicke von etwa 100 nm versehen, welche die Flächenelektroden 12, 13 ausbilden. Die Flächenelektroden 12, 13 sind über nicht dargestellte Sammelleiter (beispielweise ausgebildet durch einen silberhaltigen Siebdruck) und nicht dargestellte Verbindungskabel mit der Bordelektrik verbindbar. Die Zwischenschichten 3a, 3b umfassen jeweils eine thermoplastische Folie mit einer Dicke von 0,38 mm. Die Zwischenschichten 3a, 3b bestehen beispielsweise aus 78 Gew.-% Polyvinylbutyral (PVB) und 20 Gew.-% Triethylene glycol bis(2-ethylhexanoate) als Weichmacher.

Das Funktionselement 5 weist an allen Seitenflächen 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4 eine Sperrschicht 4 auf, die beispielsweise die gesamten Seitenflächen 5.1 , 5.2, 5.3, 5.4, die gesamte Fläche der Oberseite (d.h. die der ersten Zwischenschicht 3a zugewandte Oberfläche) des Funktionselements 5 und abschnittsweise die Fläche der Unterseite (d.h. die der zweiten Zwischenschicht 3b zugewandte Oberfläche) des Funktionselements 5 bedeckt. Alternativ kann das Funktionselement 5 an seinen Außenflächen vollständig beschichtet werden, beispielsweise durch Wechsel der Halterungen oder durch Wenden des Funktionselements während der Beschichtung oder zwischen zwei Beschichtungsschritten. Die Sperrschicht 4 reduziert oder unterbindet eine Diffusion von Weichmacher in die aktive Schicht 1 1 , was die Lebensdauer des Funktionselements 5 erhöht. Die Dicke (oder mit anderen Worten, die Materialstärke) d des Sperrmaterials 4 über (d.h. orthogonal zu) der Austrittsfläche 8 beträgt beispielsweise mindestens 50 nm. Figuren 1 D und 1 E zeigen ein Ausgestaltungsbeispiel, bei dem die Sperrschicht 4 zweilagig ausgebildet ist. Figur 1 D zeigt einen vergrößerten Bereich Z' der Oberseite des Funktionselements 5 aus Figur 1 C und Figur 1 E den vergrößerten Bereich der Seitenkante 5.1 des Funktionselements 5 mit der Austrittsfläche 8 der aktiven Schicht 1 1 aus Figur 1 C. Die erste Einzelschicht 4.1 der zweilagigen Sperrschicht 4 ist unmittelbar auf der Stapelfolge des Funktionselements 5 angeordnet. Sie besteht aus einer Organosiliziumschicht mit einer Schichtdicke di von beispielweise 50 nm. Die erste Einzelschicht 4.1 ist auf allen Seitenflächen 5.1 -5.4 des Funktionselements 5, auf der Fläche der Oberseite (also Außenseite der ersten Trägerfolie 14) und abschnittsweise auf der Fläche der Unterseite (also auf der Außenseite der zweiten Trägerfolie 15) angeordnet.

Die zweite Einzelschicht 4.2 der zweilagigen Sperrschicht 4 ist unmittelbar auf der ersten Einzelschicht 4.1 angeordnet. Sie basiert auf Siliziumoxid und weist eine Schichtdicke 2 von beispielweise 100 nm. Die Gesamtschichtdicke d der Sperrschicht 4 beträgt hier beispielsweise d = di+d2 = 150 nm. Die Einzelschichten 4.1 ,4.2 werden beispielsweise mit dem unter Figur 2 und Figur 3 beschriebenen Verfahren auf der Stapelfolge des Funktionselements 5 abgeschieden. Sowohl die erste Einzelschicht 4.1 als auch die zweite Einzelschicht 4.2 sind derart transparent und farblos, so dass sie die Durchsicht durch das Funktionselement 5 nicht beeinträchtigen und für das menschliche Auge vollkommen unsichtbar sind.

Derartige Verbundscheiben 100 mit erfindungsgemäßer Sperrschicht 4 zeigen in Alterungstests eine deutlich reduzierte Aufhellung im Randbereich des Funktionselements 5, da eine Diffusion des Weichmachers aus den Zwischenschichten 3a, 3b in das Funktionselement 5 und eine dadurch einhergehende Degradation des Funktionselements 5 vermieden wird. Figur 2 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Funktionselements 5 und zur beispielhaften Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Die Vorrichtung umfasst eine Gasphasenabscheidungsanlage 20 am Beispiel einer PECVD- Anlage. Dazu sind in einer Vakuumkammer 21 eine Kathode 24 und eine Anode 25 angeordnet. Durch Anlegen eines Hochfrequenz-Wechselfeldes aus einem Hochfrequenzgenerator 22 und einer Anpassungselektronik 23 zwischen Kathode 24 und Anode 25 wird ein Plasma innerhalb einer Plasmazone 27 zwischen Kathode 24 und Anode 25 gezündet. Das Vakuum wird durch eine Vakuumpumpe 28, die mit einem Gasauslass 31 verbunden ist, erzeugt.

Gleichzeitig wird mindestens ein erste Prozessgas Gi durch mindestens einen ersten Gaseinlass 30.1 die die Plasmazone 27 eingeleitet. Die Kathode 24 ist beispielsweise als eine Sprühkopf-Kathode ausgebildet. Sprühkopfkathode bedeutet, dass die Kathode 24 eine Vielzahl von Löchern aufweist, durch die das erste Prozessgas Gi strömen kann. Die Kathode 24 ist derart ausgestaltet und derart mit dem ersten Gaseinlass 30.1 verbunden, dass das erstes Prozessgas Gi durch die Kathode 24 breitflächig in die Vakuumkammer 21 und insbesondere in die Plasmazone 27 einströmen kann. Auf der Anode 25 ist ein Probenhalter 26 angeordnet. Der Probenhalter 26 besteht beispielsweise aus einer Platte, einem Ring, mehreren Ringen, einem Gittern oder anderen geeigneten Formen.

Auf dem Probenhalter 26 ist die mit einer Sperrschicht 4 zu beschichtenden Stapelfolge des Funktionselements 5 angeordnet. Der Probenhalter 26 kann beispielsweise rahmenförmig, flächig oder mit mehreren Auflagepunkten ausgebildet sein. In einer vorteilhaften Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Probenhalters 26 ist der Probenhalter derart ausgebildet, dass das Funktionselement 5 allseitig um einen Überstand U über den Probenhalter 26 hinausragt. Dies stellt sicher, dass die gesamten Seitenflächen 5.1 -5.4 allseitig mit dem Sperrmaterial 4 beschichtet werden. Insbesondere PECVD- Verfahren zeigen besonders gute Kantenbedeckungseigenschaften und erlauben daher eine besonders gute Beschichtung von Seitenflächen 5.1 -5.4, die orthogonal zur Anode 25 angeordnet sind.

Werden als erstes Prozessgas G1 dampfförmige organische Vorläuferverbindungen (Precursor-Monomere) in die Plasmazone 27 eingeleitet, so werden diese Vorläuferverbindungen durch das Plasma zunächst aktiviert. Zusätzlich zu den auf diese Weise gebildeten Radikalen werden in einem Plasma auch Ionen erzeugt, die zusammen mit den Radikalen die Schichtabscheidung auf dem Substrat bewirken. Die Gastemperatur im Plasma erhöht sich dabei in der Regel nur wenig, wodurch auch temperaturempfindlichere Materialien beschichtet werden können.

Je nach Prozessgas können durch die Aktivierung ionisierte Moleküle entstehen, die sich in der Gasphase beispielsweise zu Molekülfragmenten in Form von Clustern oder Ketten bilden. Anschließend kondensieren die Molekülfragmente auf dem Substrat (hier auf dem Funktionselement 5). Bei geeigneter Wahl des Prozessgases können die Molekülfragmente unter Einwirkung von Substrattemperatur, Elektronen- und lonenbeschuss auf der Oberfläche polymerisieren und eine geschlossene Schicht bilden.

Über einen zweiten Gaseinlass 30.2 kann ein zweites Prozessgas G2 in die Vakuumkammer 21 eingeleitet werden. Der zweite Gaseinlass 30.2 ist beispielsweise als Ringdusche ausgebildet. Das heißt, dass der zweite Gaseinlass 30.2 beispielsweise derart ringförmig um die Plasmazone 27 geführt ist, dass das zweite Prozessgas G2 durch Öffnungen in einem ringförmigen Rohr von allen Seiten seitlich in die Plasmazone 27 einströmen kann.

Es versteht sich, dass auch nur das zweite Prozessgas G2 in die Vakuumkammer 21 eingeleitet werden kann, d.h. ohne die zeitgleiche Einleitung des ersten Prozessgases GL

Als erstes Prozessgas Gi kann beispielsweise HMDSO oder TMDSO verwendet werden, und gegebenenfalls kann als zweites Prozessgas G2 beispielsweise Sauerstoff (O2) verwendet werden.

Wird ein bei Raumtemperatur flüssiges Prozessgas Gi oder G2 verwendet, so kann diese durch eine hier nicht dargestellte Verdampfereinheit in die Gasphase überführt werden.

Figur 3 zeigt eine schematische Darstellung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens am Beispiel eines PECVD-Verfahrens.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Funktionselements (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften umfasst die folgenden Schritte:

I.) eine Stapelfolge aus mindestens

- einer ersten Trägerfolie (15),

- einer aktiven Schicht (1 1 ) und

- einer zweiten Trägerfolie (14)

wird bereitgestellt und

II.) eine Austrittsfläche (8) der aktiven Schicht (1 1 ) wird an mindestens einer Seitenfläche (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) des Funktionselements (5) zumindest abschnittsweise mit einer Sperrschicht (4) versiegelt, wobei die Sperrschicht (4) mit einem PECVD-Verfahren auf dem Funktionselement (5) abgeschieden wird. Das PECVD-Verfahren wird beispielsweise in einer Vakuumkammer 21 der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung durchgeführt. Die Energieversorgung erfolgt beispielsweise durch mehrere Magnetrons, die beispielsweise bei 2,45 GHz, wahlweise im Pulsbetrieb, betrieben, werden. Der Standarddruck der PECVD-Kammer beträgt beispielsweise etwa 5 ^* 10 ^"5 mbar. PECVD-Verfahren haben den besonderen Vorteil, dass die zu beschichtenden Substrate nur geringfügig erwärmt werden, was insbesondere bei temperaturempfindlichen PDLC-Folien vorteilhaft ist. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als Sperrschicht 4 eine Einzelschicht 4.1 auf der Stapelfolge des Funktionselements 5 abgeschieden. Zur Abscheidung wird als erstes Prozessgas d verdampftes HMDSO über den Gaseinlass 30.1 und die Sprühkopf-Kathode 21 in die Plasmazone 27 eingeleitet. Dabei wird beispielsweise kein zweites Prozessgas G2 oder nur ein inertes Prozessgas G2 wie Argon zugeführt.

Die Einzelschicht 4.1 enthält dann eine Organosiliziumbeschichtung vom Typ SiO _x C _y :H. Ihre stöchiometrische Zusammensetzung hängt von den Abscheidebedingungen, d.h. von den Prozessparametern bei der Schichtdeposition ab. Die Organosiliziumbeschichtung ist bevorzugt hochvernetzt. Die Organosiliziumbeschichtung besteht beispielsweise aus SiiOo, ₇ Ci, ₇ :H.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird als Sperrschicht 4 eine alternative Einzelschicht 4.1 auf der Stapelfolge des Funktionselements 5 abgeschieden. Zur Abscheidung wird als erstes Prozessgas G1 verdampftes HMDSO über den Gaseinlass 30.1 und die Sprühkopf-Kathode 21 in die Plasmazone 27 eingeleitet. Zeitgleich wird als zweites Prozessgas G2 Sauerstoff (O2) über den zweiten Gaseinlass 30.2 und die Ringdusche in die Plasmazone 27 eingeleitet.

Vorteilhafterweise wird das erste Prozessgas G1 (HMDSO) in einem Verhältnis zum zweiten Prozessgas G2 (O2) von bevorzugt Gi :G2 von 1 :5 bis 1 :20 und beispielsweise von 1 :10 eingeleitet.

Durch die Reaktion des ersten Prozessgases G1 aus HMDSO mit dem zweiten Prozessgas G2 aus Sauerstoff wird eine SiO _x -basierte Einzelschicht 4.1 auf der Stapelfolge abgeschieden. Das heißt, die Einzelschicht 4.1 besteht im Wesentlichen aus SiO _x , wobei beispielsweise x = 1 ,9 gilt und die Einzelschicht 4.1 darüber hinaus nur geringe Mengen von Kohlenstoff und Wasserstoff als organischen Rest der siliziumorganischen Verbindung des ersten Prozessgases G1 enthält. Bevorzugt enthält die SiO _x -basierte Einzelschicht 4.1 mehr als 90 Gew.-%. Die jeweiligen Schichtdicken d der Sperrschicht 4 und die Zusammensetzungen der Sperrschicht 4 können durch eine dem Fachmann geläufige Parameterwahl, insbesondere durch die Abscheidedauer, im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens frei gewählt werden.

Insbesondere können neben Einzelschichten 4.1 auch mehrlagige Sperrschichten 4 mit unterschiedlichen Zusammensetzungen abgeschieden werden.

In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel wird eine zweilagige Sperrschicht 4 aus zwei Einzelschichten 4.1 , 4.2 abgeschieden, die beispielshaft in den Figuren 1 C und 1 D dargestellt ist.

Dazu wird zunächst eine erste Einzelschicht 4.1 aus beispielsweise SiiOo,7Ci,7:H auf der Stapelfolge abgeschieden. Dazu wird, wie oben beschrieben nur ein erste Prozessgas d aus HMDSO in die Plasmazone 27 eingeleitet.

Anschließend wird eine SiO _x -basierte zweite Einzelschicht 4.2 auf der ersten Einzelschicht 4.1 abgeschieden. Dazu wird, wie oben beschrieben, ein erstes Prozessgas d aus HMDSO und ein zweites Prozessgas G2 aus Sauerstoff, beispielsweise im Verhältnis 1 :10 in die Plasmazone 27 eingeleitet.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel, kann die Oberfläche der Stapelfolge vor der Abscheidung der Sperrschicht 4 vorbehandelt werden, beispielsweise gereinigt, angeätzt oder aufgeraut. Die Stapelfolge kann beispielsweise einem Plasma ohne Prozessgase oder nur mit Sauerstoff als Prozessgas ausgesetzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die Haftung der darauf abgeschiedenen Sperrschicht 4 zu verbessern.

Es versteht sich, dass durch das hier dargestellte erfindungsgemäße Verfahren auch andere mehrlagige Sperrschichten 4 mit unterschiedlichen Materialzusammensetzungen, Materialkombinationen und Materialpermutationen abgeschieden werden können. So können in einfacher Weise unterschiedliche Prozessgase der PECVD-Anlage zugeführt werden und dadurch Sperrschichten mit unterschiedlichen Materialien abgeschieden werden.

Insbesondere können durch eine langsame Änderung der Prozessparameter und insbesondere durch eine Änderung des Verhältnisses von erstem Prozessgas d und zweitem Prozessgas G2 während der Abscheidung Gradienten in der Materialzusammensetzung der Sperrschicht 4 erzeugt werden.

Die folgende Tabelle zeigt die Ergebnisse eines Alterungstests für drei beispielhafte erfindungsgemäße Funktionselemente Beispiel 1 bis 3 mit erfindungsgemäßen Schutzschichten 4 und einem Vergleichsbeispiel nach dem Stand der Technik ohne erfindungsgemäßer Schutzschicht:

Der Alterungstest besteht aus einer Wärmelagerung des einlaminierten, beschichteten Funktionselements von vier Wochen bei 90°C.

Erfindungsgemäße Funktionselemente, bei denen die Schutzschicht 4 aus einer Einzelschutzschicht 4.1 bestehen, zeigen im Vergleich mit dem Vergleichsbeispiel eine deutlich verbesserte Beständigkeit im Alterungstest. Eine zweilagige Schutzschicht 4 aus einer ersten Einzelschutzschicht 4.1 aus Organosilizium (SiO _x C _y :H) und einer Siliziumoxid- basierten zweiten Einzelschicht 4.2 zeigen eine nochmals verbesserte Alterungsbeständigkeit. Figur 4A und Figur 4B zeigen je ein Detail einer beispielhaften erfindungsgemäßen Verbundscheibe 100 als Windschutzscheibe mit elektrisch steuerbarer Sonnenblende. Die Verbundscheibe 100 aus den Figuren 4A und 4B entspricht im Wesentlichen, der Verbundscheibe 100 aus den Figuren 1A-C, so dass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen wird.

Die Windschutzscheibe umfasst eine trapezförmige Verbundscheibe 100 mit einer Außenscheibe 1 und einer Innenscheibe 2, die über zwei Zwischenschichten 3a, 3b miteinander verbunden sind. Die Außenscheibe 1 weist eine Dicke von 2,1 mm auf und besteht aus einem grün eingefärbten Kalk-Natron-Glas. Die Innenscheibe 2 weist eine Dicke von 1 ,6 mm auf und besteht aus einem klaren Kalk-Natron-Glas. Die Windschutzscheibe weist eine in Einbaulage dem Dach zugewandte Oberkante D und eine in Einbaulage dem Motorraum zugewandte Unterkanten M auf. Die Windschutzscheibe ist mit einem erfindungsgemäßen elektrisch regelbaren Funktionselement 5 als Sonnenblende ausgestattet, das in einem Bereich oberhalb des zentralen Sichtbereichs B (wie in ECE-R43 definiert) angeordnet ist. Die Sonnenblende ist beispielsweise durch eine kommerzielle erhältliche PDLC-Mehrschichtfolie als Funktionselement 5 gebildet, die in die Zwischenschichten 3a, 3b eingelagert ist. Die Höhe der Sonnenblende beträgt beispielsweise 21 cm. Die erste Zwischenschicht 3a ist mit der Außenscheibe 1 verbunden, die zweite Zwischenschicht 3b ist mit der Innenscheibe 2 verbunden. Eine dazwischenliegende dritte Zwischenschicht 3c weist einen Ausschnitt auf, in welchen die zugeschnittene PDLC-Mehrschichtfolie passgenau, das heißt an allen Seiten bündig, eingelegt ist. Die dritte Zwischenschicht 3c Schicht bildet also gleichsam eine Art Passepartout für das Funktionselement 5, welches somit rundum in thermoplastisches Material eingekapselt und dadurch geschützt ist.

Die erste Zwischenschicht 3a weist einen getönten Bereich 6 auf, der zwischen dem Funktionselement 5 und der Außenscheibe 1 angeordnet ist. Die Lichttransmission der Windschutzscheibe wird dadurch im Bereich des Funktionselements 5 zusätzlich herabgesetzt und das milchige Aussehen des PDLC-Funktionselements 5 im diffusen Zustand abgemildert. Die Ästhetik der Windschutzscheibe wird dadurch deutlich ansprechender gestaltet. Die erste Zwischenschicht 3a weist im Bereich 6 beispielsweise eine durchschnittliche Lichttransmission von 30% auf, womit gute Ergebnisse erzielt werden.

Der Bereich 6 kann homogen getönt sein. Oft ist es jedoch optisch ansprechender, wenn die Tönung in Richtung der Unterkante des Funktionselements 5 geringer wird, so dass der getönte und der ungetönte Bereich fließend ineinander übergehen. Im dargestellten Fall sind die Unterkanten des getönten Bereichs 6 und die Unterkante des PDLC-Funktionselements 5 (hier deren Seitenfläche 5.1 ) mit der Sperrschicht 4 bündig angeordnet. Dies ist aber nicht notwendigerweise der Fall. Es ist ebenso möglich, dass der getönte Bereich 6 über das Funktionselement 5 übersteht oder dass umgekehrt das Funktionselement 5 über den getönten Bereich 6 übersteht. Im letztgenannten Fall wäre nicht das gesamte Funktionselement 5 über den getönten Bereich 6 mit der Außenscheibe 1 verbunden.

Die Windschutzscheibe weist, wie üblich, einen umlaufenden peripheren Abdeckdruck 9 auf, der durch ein opakes Emaille auf den innenraumseitigen Oberflächen (in Einbaulage dem Innenraum des Fahrzeugs zugewandt) der Außenscheibe 1 und der Innenscheibe 2 ausgebildet ist. Der Abstand des Funktionselements 5 zur Oberkante D und den Seitenkanten der Windschutzscheibe ist kleiner als die Breite des Abdeckdrucks 9, so dass die Seitenflächen des Funktionselements 5 - mit Ausnahme der zum zentralen Sichtfeld B weisenden Seitenkante - durch den Abdeckdruck 9 verdeckt sind. Auch die nicht dargestellten elektrischen Anschlüsse werden sinnvollerweise im Bereich des Abdeckdrucks 9 angebracht und somit versteckt.

Das regelbare Funktionselement 5 ist eine Mehrschichtfolie, bestehend aus einer aktiven Schicht 1 1 zwischen zwei Flächenelektroden 12, 13 und zwei Trägerfolien 14, 15. Die aktive Schicht 1 1 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 14, 15 bestehen aus PET und weisen eine Dicke von beispielsweise 0,125 mm auf. Die Trägerfolien 14, 15 sind mit einer zur aktiven Schicht 1 1 weisenden Beschichtung aus ITO mit einer Dicke von etwa 100 nm versehen, welche die Elektroden 12, 13 ausbilden. Die Elektroden 12, 13 sind über nicht dargestellte Sammelleiter (beispielweise ausgebildet durch einen silberhaltigen Siebdruck) und nicht dargestellte Verbindungskabel mit der Bordelektrik verbindbar.

An die Seitenflächen 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 des Funktionselements 5 ist beispielsweise eine Sperrschicht 4 angeordnet, analog zur Figur 1 C. Im dargestellten Beispiel sind alle Seitenflächen 5.1 , 5.2, 5.3 und 5.4 vollständig mit der Sperrschicht 4 versiegelt. Dadurch ist das Funktionselement 5 besonders gut vor Alterung geschützt.

Für die Zwischenschichten 3a, 3b, 3c kann bevorzugt ein sogenanntes„High Flow PVB" verwendet werden, welches im Vergleich zu Standard-PVB-Folien ein stärkeres Fließverhalten aufweist. So zerfließen die Schichten stärker um die Sperrschicht 4 und das Funktionselement 5 herum, wodurch ein homogenerer optischer Eindruck entsteht und der Übergang von Funktionselement 5 zur Zwischenschicht 3c weniger stark auffällt. Das„High Flow PVB" kann für alle oder auch nur für eine oder mehrere der Zwischenschichten 3a, 3b, 3c verwendet werden.

In einem weiteren hier nicht abgebildeten Beispiel entsprechen die Windschutzscheibe und das Funktionselement 5 mit Sperrschicht 4 im Wesentlichen der Ausführung aus den Figuren 4A und 4B. Das PDLC-Funktionselement 5 ist allerdings durch horizontale Isolierungslinien in beispielsweise sechs streifenartige Segmente aufgeteilt. Die Isolierungslinien weisen beispielsweise eine Breite von 40 μηι bis 50 μηι und einen gegenseitigen Abstand von 3,5 cm auf. Sie sind mittels eines Lasers in die vorgefertigte Mehrschichtfolie eingebracht worden. Die Isolierungslinien trennen insbesondere die Flächenelektroden in voneinander isolierte Streifen, die jeweils über einen separaten elektrischen Anschluss verfügen. So sind die Segmente unabhängig voneinander schaltbar. Je dünner die Isolierungslinien ausgeführt sind, desto unauffälliger sind sie. Mittels Ätzverfahren können noch dünnere Isolierungslinien realisiert werden.

Durch die Segmentierung lässt sich die Höhe des abgedunkelten Funktionselements 5 einstellen. So kann der Fahrer abhängig vom Sonnenstand die gesamte Sonnenblende oder auch nur einen Teil davon abdunkeln. In einer besonders komfortablen Ausgestaltung wird das Funktionselement 5 durch eine im Bereich des Funktionselements angeordnete kapazitive Schaltfläche gesteuert, wobei der Fahrer durch den Ort, an dem er die Scheibe berührt, den Abdunklungsgrad festlegt. Alternativ kann das Funktionselement 5 auch durch kontaktfreie Verfahren, beispielsweise durch das Erkennen von Gesten, oder in Abhängigkeit des durch eine Kamera und geeignete Auswerteelektronik festgestellten Zustande von Pupille oder Augenlid gesteuert werden.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, umfassend

eine Stapelfolge aus mindestens:

- einer ersten Trägerfolie (15),

- einer aktiven Schicht (1 1 ) und

- einer zweiten Trägerfolie (14),

wobei zumindest eine Austrittsfläche (8) der aktiven Schicht (1 1 ) an mindestens einer Seitenfläche (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) des Funktionselements (5) zumindest abschnittsweise mit mindestens einer Sperrschicht (4) versiegelt ist. Ein weiterer Aspekt der Erfindung umfasst ein Funktionselement (5) mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften, umfassend

eine Stapelfolge aus mindestens:

- einer ersten Trägerfolie (15),

- einer aktiven Schicht (1 1 ) und

- einer zweiten Trägerfolie (14),

wobei zumindest eine Austrittsfläche (8) der aktiven Schicht (1 1 ) an mindestens einer Seitenfläche (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) des Funktionselements (5) zumindest abschnittsweise mit mindestens einer Sperrschicht (4) versiegelt ist und die Sperrschicht (4) einlagig aus einer Einzelschicht (4.1 ) oder mehrlagig aus mindestens zwei Einzelschichten (4.1 ,4.2) ausgebildet ist,

wobei die Einzelschicht (4.1 ) oder mindestens eine Einzelschicht (4.1 ,4.2) der Sperrschicht (4) folgende Materialen enthalten oder daraus bestehen:

a) Metalloxid-basierte, Metallnitrid-basierte oder Metalloxynitrid-basierte Schichten, wobei das Metall bevorzugt Silizium (Si), Aluminium (AI), Tantal (Ta) oder Vanadium (V) oder

Mischungen davon ist, bevorzugt unterstöchiometrische oder stöchimetrische Siliziumoxid- Schichten,

b) Organometall-Schichten, bevorzugt Organosilizium-Schichten vom Typ SiOxCy:H, bevorzugt mit x von 0,1 bis 3 und y größer 0,3 ,

c) amorphen hydriertem Kohlenstoff (a-C:H), bevorzugt amorphem hydriertem mit Stickstoff dotiertem Kohlenstoff (a-C:N:H) oder amorphem hydriertem mit Stickstoff und Silizium dotiertem Kohlenstoff (a-C:N:Si:H)

und/oder

d) andere mit Gasphasen-Abscheideverfahren herstellbare Keramikschichten und/oder Polymerschichten, die die Diffusion von Weichmachern reduzieren oder im Wesentlichen verhindern, bevorzugt Parylene, Polyvinylidenchloride (PVDC) Ethylen-Vinyalkohol Copolymere (EVOP) oder Polyacrylate,

und bevorzugt die gesamte Sperrschicht (4) über der Austrittsfläche (8) eine Dicke d von 10 nm bis 5000 nm (Nanometer), besonders bevorzugt von 15 nm bis 1000 nm und ganz besonders bevorzugt von 15 nm bis 500 nm auf aufweist.

Vorteilhafterweise sind die Austrittsflächen (8) an allen Seitenflächen (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) vollständig mit der Sperrschicht (4) versiegelt oder es sind mindestens eine der Seitenflächen (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) und bevorzugt alle Seitenflächen (5.1 , 5.2, 5.3, 5.4) vollständig mit der Sperrschicht (4) versiegelt. Vorteilhafterweise ist das Funktionselement (5) ein Polymer dispersed liquid crystal (PDLC)- Funktionselement.

Bezugszeichenliste:

I Außenscheibe

2 Innenscheibe

3a erste Zwischenschicht

3b zweite Zwischenschicht

3c dritte Zwischenschicht

4 Sperrschicht

4.1 ,4.2 Einzelschicht der Sperrschicht 4

5 Funktionselement mit elektrisch steuerbaren optischen Eigenschaften 5.1 ,5.2,5.3,5.4 Seitenfläche des Funktionselements 5

6 getönter Bereich der ersten Zwischenschicht 3a

8 Austrittsfläche der aktiven Schicht 1 1

9 Abdeckdruck

I I aktive Schicht des Funktionselements 5

12 Flächenelektrode des Funktionselements 5

13 Flächenelektrode des Funktionselements 5

14 Trägerfolie

15 Trägerfolie

20 Gasphasenabscheidungsanlage

21 Vakuum-Kammer

22 Hochfrequenzgenerator

23 Anpassungselektronik

24 Kathode

25 Anode

26 Probenhalter

27 Plasmazone

28 Vakuumpumpe

30.1 erster Gaseinlass

30.2 zweiter Gaseinlass

31 Gasauslass

100 Verbundscheibe B zentrales Sichtfeld der Windschutzscheibe D Oberkante der Windschutzscheibe, Dachkante d Dicke, Materialstärke

Gi erstes Prozessgas

G2 zweites Prozessgas

M Unterkante der Windschutzscheibe, Motorkante U Überstand

Χ-Χ' Schnittlinie

Z, Ζ',Ζ" vergrößerter Bereich