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Title:
ILLUMINABLE GLAZING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/218741
Kind Code:
A1
Abstract:
The present invention relates to a glazing arrangement (10) at least comprising: • a first pane (1) having a first main surface (IV) and a second main surface (III), the first pane (1) being provided to at least partly transmit input coupled light, • a light source (2) for producing light that is couplable into the first pane, • a light output coupling means (4) for coupling light out of the first pane (1) via one of the two main surfaces (III, IV), the light output coupling means (4) comprising a transparent coating (4.1) with a refractive index that differs from, more particularly is higher than, that of the air and that of the first pane, said transparent coating being extensively arranged at least sectionally on one of the two main surfaces (III, IV).

Inventors:
MOORAJ SEMJON (DE)
NIELSEN TOBIAS (DE)
Application Number:
PCT/EP2022/058894
Publication Date:
October 20, 2022
Filing Date:
April 04, 2022
Export Citation:
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Assignee:
SAINT GOBAIN (FR)
International Classes:
F21V8/00; B32B17/10; B60Q3/208
Domestic Patent References:
WO2020188078A12020-09-24
WO2010049638A12010-05-06
WO2013053629A12013-04-18
WO2014060409A12014-04-24
WO2015095288A22015-06-25
WO2013110885A12013-08-01
WO2018178591A12018-10-04
WO2019105855A12019-06-06
WO2020188078A12020-09-24
Foreign References:
US20180074251A12018-03-15
US20100177533A12010-07-15
US20180074251A12018-03-15
Attorney, Agent or Firm:
WEBER, Sophie (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verglasungsanordnung (10) mindestens umfassend:

• eine erste Scheibe (1) mit einer ersten Hauptoberfläche (IV) und einer zweiten Hauptoberfläche (III), wobei die erste Scheibe (1) dazu vorgesehen ist, eingekoppeltes Licht zumindest teilweise weiterzuleiten,

• eine Lichtquelle (2) zum Erzeugen von in die erste Scheibe einkoppelbarem Licht,

• ein Lichtauskopplungsmittel (4) zum Auskoppeln von Licht aus der ersten Scheibe (1) über eine der zwei Hauptoberflächen (III, IV), wobei das Lichtauskopplungsmittel (4) eine transparente Beschichtung (4.1) mit einem zur Luft und zu der ersten Scheibe unterschiedlichen, insbesondere höheren, Brechungsindex umfasst, die zumindest abschnittsweise an einer der zwei Hauptoberflächen (III, IV) flächig angeordnet ist.

2. Verglasungsanordnung nach Anspruch 1, wobei die Beschichtung (4.1) aufgeraut ist.

3. Verglasungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Beschichtung (4.1) mehrere, insbesondere sphärische, Körperelemente (4.2) umfasst.

4. Verglasungsanordnung nach Anspruch 3, wobei die Körperelemente (4.2) elliptisch, zylindrisch oder Kugeln sind.

5. Verglasungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 oder 4, wobei die Körperelemente (4.2) teilweise befüllt oder hohl ausgebildet sind.

6. Verglasungsanordnung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei die Körperelemente (4.2) mit einer Beschichtung aus Titanoxid oder einem fluoreszierenden Stoff beschichtet sind.

7. Verglasungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 6, wobei die Körperelemente (4.2) als Kugeln einen Durchmesser von 1 pm bis 200 pm, bevorzugt 5 pm bis 100 pm, besonders bevorzugt 50 pm bis 80 pm aufweisen.

8. Verglasungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 7, wobei die Köperelemente (4.2) unterschiedliche Größe aufweisen. 9. Verglasungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 bis 8, wobei die Körperelemente (4.2) aus Glas und/oder Polymerstoff ausgebildet sind.

10. Verglasungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüchen 1 bis 9, wobei die Beschichtung (4.1) eine Strukturierung in Form von Kreisflächen aufweist.

11. Verglasungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Beschichtung (4.1) unmittelbar an der ersten Hauptoberfläche (IV) und/oder an der zweiten Hauptoberfläche (III) angeordnet ist.

12. Verglasungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Beschichtung (4.1) an der ersten Hauptoberfläche (IV), welche eine Grenzfläche zur Luft aufweist, angeordnet ist.

13. Verglasungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Lichtquelle (2) mindestens eine oder mehrere Leuchtdioden umfasst.

14. Verglasungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Scheibe (1) über eine Zwischenschicht (5) mit einer zweiten Scheibe (6) zu einer Verbundscheibe (101) verbunden ist.

15. Verglasungsanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschichtung (4.1) Titanoxid aufweist.

16. Verfahren zur Herstellung einer Verglasungsanordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mindestens umfassend:

• Anordnen von mindestens einer Lichtquelle (2) an einer ersten Scheibe (1),

• Anordnen eines Lichtauskopplungsmittels (4) an einer ersten Hauptoberfläche (IV) und/oder an einer zweiten Hauptoberfläche (III) der ersten Scheibe (1), wobei das Lichtauskopplungsmittel (4) eine Beschichtung (4.1) umfasst, die zumindest abschnittsweise an einer der zwei Hauptoberflächen (III, IV) flächig angeordnet wird.

Description:
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Beleuchtbare Verglasung

Die Erfindung betrifft eine Verglasungsanordnung mit einer Lichtquelle und einem Lichtauskopplungsmittel, ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung.

Verbundscheiben als Verglasungen aus zwei oder mehreren gläsernen oder polymeren Scheiben werden in Fahrzeugen als Windschutzscheiben, Heckscheiben, Seitenscheiben und Dachscheiben eingesetzt. Bei beleuchtbaren oder beleuchteten Verglasungen wird unter Ausnutzung der T otalreflexion Licht einer Lichtquelle in einen flächigen Lichtleiter in Form einer Scheibe der Verglasung eingekoppelt.

WO 2010/049638 A1 , WO 2013/053629 A1 , WO 2014060409 A1 oder WO 2015/095288 A2 offenbaren die Einkopplung von Licht über eine Seitenfläche in eine Glasscheibe. Aus der WO2013/110885 A1. WO2018178591 A1 oder WO2019/105855 A1 ist bekannt die Lichtquelle in eine Ausnehmung anzuordnen und dadurch das Licht in die Scheibe einzukoppeln.

Bisher sind Scheiben mit beleuchteter Schaltfläche bekannt, die ein Lichtablenkmittel zur Markierung einer Fläche umfassen. Das in einer Scheibe eingekoppelte Licht trifft auf das Lichtablenkmittel und wird derart abgelenkt, dass es die Scheibe verlässt. Das Lichtablenkmittel besteht üblicherweise aus Strukturen, die Partikel, Punktraster, Aufkleber oder Aufdrucke umfassen. Es ist hierbei nachteilig, dass diese Strukturen auch im ausgeschalteten Zustand der Lichtquelle sehr deutlich sichtbar sind.

W02020/188078 A1 offenbart eine Verbundverglasung mit einer Lichtquelle. Das von der Lichtquelle emittierte Licht wird über ein Glassubstrat oder eine polymere Zwischenschicht durch die Verbundverglasung geleitet. Die Verbundverglasung weist weiterhin eine Lichteinleitungsoberfläche zum Einleiten des von der Lichtquelle emittierten Lichts sowie eine Lichtextraktionsfläche zum Extrahieren des Lichts.

US2018/074251 A1 offenbart eine Verglasungseinheit mit einer Lichtquelle und einem Lichtextraktionssystem, das dielektrische Streupartikel enthält.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine verbesserte Verglasungsanordnung bereitzustellen, bei der auch im ausgeschalteten Zustand der Lichtquelle Lichtauskopplungsmittel kaum sichtbar sind. Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird erfindungsgemäß durch eine Verglasungsanordnung gemäß Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Die erfindungsgemäße Verglasungsanordnung umfasst mindestens eine erste Scheibe, eine Lichtquelle zum Erzeugen von in die erste Scheibe einkoppelbarem Licht und ein Lichtauskopplungsmittel zum Auskoppeln von Licht aus der ersten Scheibe, wobei die Scheibe dazu vorgesehen ist eingekoppeltes Licht zumindest teilweise weiterzuleiten. Die erste Scheibe weist mindestens eine erste Hauptoberfläche und eine zweite Hauptoberfläche auf. Die Lichtauskopplungsmittel sind dazu vorgesehen, das Licht über eine der zwei Hauptoberflächen auszukoppeln. Dazu weist das Lichtauskopplungsmittel eine transparente Beschichtung mit einem zur Luft und zu der ersten Scheibe unterschiedlichen Brechungsindex auf. Die transparente Beschichtung ist zumindest abschnittsweise an einer der zwei Hauptoberflächen flächig aufgebracht. Die Beschichtung kann bevorzugt Titanoxid (TiOx) aufweisen.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung beträgt der Brechungsindex der transparenten Beschichtung PB bevorzugt ca. 2.5. Dadurch, dass, der Brechungsindex der transparenten Beschichtung PB sich stark zum Brechungsindex ni_ der umgebenen Luft und zum Brechungsindex der ersten Scheibe ns unterscheidet wird das Licht am Übergang von Scheibe zu Beschichtung und am Übergang von der Beschichtung zu Luft gebrochen und ausgekoppelt. Vorteilhafterweise ist die Beschichtung transparent und somit auch im ausgeschalteten Zustand der mindestens einen Lichtquelle für das menschliche Auge nahezu unsichtbar. Ferner kann die Beschichtung eine Schichtdicke von 300 nm bis 200 pm, bevorzugt 300 nm bis 400 nm aufweisen.

Eine Beschichtung, insbesondere eine Scheibe oder ein Gegenstand wird als transparent verstanden, wenn die Beschichtung, die Scheibe oder der Gegenstand eine Transmission im sichtbaren Spektralbereich von größer 20%, bevorzugt 50%, besonders bevorzugt von größer 70 %, insbesondere von größer 85% aufweist.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist die Beschichtung aufgeraut. Mit anderen Worten die Beschichtung erhält durch Strukturierung eine Rauheit. Dazu wird die Beschichtung, nachdem sie auf einer der zwei Hauptoberfläche aufgebracht wurde, zumindest teilweise abgetragen. Dabei findet kein sauberer Abtrag der Beschichtung statt, sondern Rückstände der Beschichtung verbleiben auf einer der zwei Hauptoberflächen. Das zumindest teilweise Abtragen der Beschichtung kann mittels Laser stattfinden. Die Beschichtung weist durch die Behandlung mit Laser eine unregelmäßige raue Struktur auf und wirkt dadurch lichtstreuend. Beispielsweise kann die Beschichtung eine Strukturierung in Form von Kreisflächen aufweist. Die Kreisflächen können einen Durchmesser von 10 pm, 200 pm oder bis zu 1 mm aufweisen.

Es ist eine für eine effektive Lichtauskopplung vorteilhafte Ausgestaltung, dass die Beschichtung mehrere, insbesondere sphärische Körperelemente umfasst. Mit anderen Worten sind die Körperelemente in der Beschichtung eingebettet. Die Körperelemente sind bevorzugt transparent ausgebildet. Dadurch, dass an den Körperelementen das in der ersten Scheibe propogierende Licht gestreut wird, wird eine besonders effektive Lichtauskopplung erzielt.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung sind die insbesondere sphärischen Körperelemente elliptisch, zylindrisch oder Kugeln. Durch eine geeignete Form des Körperelements, beispielsweise eine Kugelform, kann das Licht unter Ausnutzung von Brechung, Reflexion und Streuung aus dem Lichtleiter ausgekoppelt werden. Um die Streuung des Lichts zu verstärken, können die sphärischen Körperelemente teilweise befüllt oder hohl, insbesondere mit Luft befüllt, ausgebildet sein.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können die Körperelemente zusätzlich mit einer Beschichtung aus Titanoxid oder einem fluoreszierenden Stoff beschichtet sein, so dass die Streuung des Lichts weiter verstärkt wird.

Beispielsweise können die Körperelemente als Kugeln einen Durchmesser von 1 pm bis 200 pm, bevorzugt 5 pm bis 100 pm, besonders bevorzugt 50 pm bis 80 pm aufweisen. Im Falle eines zylindrischen Körperelements würde der zylindrische Körper eine Länge von 1 pm bis 200 pm, bevorzugt 5 pm bis 100 pm, besonders bevorzugt 50 pm bis 80 pm aufweisen. Dabei können die insbesondere sphärischen Köperelemente unterschiedliche Größe aufweisen. Vorzugsweise können die Körperelemente aus Glas und/oder Polymerstoff ausgebildet sind. Das Glas und/oder der Polymerstoff sind bevorzugt transparent. Beispielsweise können die Körperelemente in einer einzigen Schicht der Beschichtung angeordnet sein.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist die Beschichtung unmittelbar an der ersten Hauptoberfläche (IV) und/oder an der zweiten Hauptoberfläche (III) angeordnet bzw. aufgebracht. Insbesondere ist dies die Sichtfläche der ersten Scheibe. Die Beschichtung kann eine Fläche von mindestens 1 mm 2 , vorzugsweise 1000 mm 2 bis 1 m 2 abdecken. Die Lichtquelle der erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung umfasst mindestens eine oder mehrere Leuchtdioden (LED). Die Lichtquelle kann zusätzlich oder alternativ eine organische Leuchtdiode (OLED) oder einen Laser umfassen, wobei die Lichtquelle vorzugsweise an einer Stirnseite der ersten Scheibe angeordnet ist. Alternativ oder zusätzlich kann die Lichtquelle infrarotes oder ultraviolettes Licht aussenden, welches bevorzugt durch fluoreszente oder lumineszente Partikel, bevorzugt als Bestandteil des Lichtauskoppelmittels, in sichtbares Licht gewandelt wird.

In einer Ausgestaltung der Erfindung kann die Verglasungsanordnung zusätzlich ein Lichteinkopplungsmittel umfassen, welches mit der ersten Hauptoberfläche verbunden ist. In diesem Fall ist die Lichtquelle benachbart zum Lichteinkopplungsmittel angeordnet, so dass das Licht der Lichtquelle zumindest teilweise über das Lichteinkopplungsmittel in die erste Scheibe eingekoppelt werden kann. Das Lichteinkopplungsmittel ist dazu vorgesehen, einen Teil des von der Lichtquelle eintreffenden Lichts in Transmission durch Streuung, Reflexion, Brechung oder Beugung abzulenken.

In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung weist die erfindungsgemäße Verglasungsanordnung eine Verbundscheibe auf. Die Verbundscheibe umfasste die erste Scheibe, welche über eine Zwischenschicht mit einer zweiten Scheibe zu der Verbundscheibe verbunden ist. Bevorzugt werden die beiden Scheiben und die dazwischenliegende Zwischenschicht flächig durch Lamination verbunden.

Als erste Scheibe und zweite Scheibe sind im Grunde alle elektrisch isolierenden Substrate geeignet, die unter den Bedingungen der Herstellung und der Verwendung der Verbundscheibe thermisch und chemisch stabil sowie dimensions-stabil sind.

Die erste Scheibe und/oder, falls vorhanden, die zweite Scheibe enthalten bevorzugt Glas, besonders bevorzugt Floatglas aus klarem Glass, ganz besonders bevorzugt Diamantglas. Alternativ könne die Scheiben auch Flachglas, wie Kalk-Natron-Glas, Borosilikatglas oder Quarzglas, oder klare Kunststoffe, starre klare Kunststoffe, insbesondere Polyethylen, Polypropylen, Polycarbonat, Polymethylmethacrylat, Polystyrol, Polyamid, Polyester, Polyvinylchlorid und/oder Gemische davon, enthalten. Die erste Scheibe und/oder zweite Scheibe sind bevorzugt transparent, insbesondere für die Verwendung der Scheiben als Windschutzscheibe oder Rückscheibe eines Fahrzeugs oder anderen Verwendungen bei denen eine hohe Lichttransmission erwünscht ist. Insbesondere besteht zumindest die erste Scheibe und bevorzugt auch die zweite Scheibe aus Klarglas. Für Scheiben, die nicht im verkehrsrelevanten Sichtfeld des Fahrers liegen, beispielsweise für Dachscheiben, kann die Transmission aber auch viel geringer sein, beispielsweise größer als 5 %. Dazu kann beispielsweise die zweite Scheibe und/oder die Zwischenschicht getönt oder gefärbt sein.

Die Dicke von erster Scheibe und/oder zweiter Scheibe kann breit variieren und so hervorragend den Erfordernissen des Einzelfalls angepasst werden. Vorzugsweise werden Standardstärken von 1,0 mm bis 25 mm, bevorzugt von 1,4 mm bis 2,5 mm für Fahrzeugglas und bevorzugt von 4 mm bis 25 mm für Möbel, Geräte und Gebäude, verwendet. Die Größe der Scheiben kann breit variieren und richtet sich nach der Größe der erfindungsgemäßen Verwendung. Die erste Scheibe und zweite Scheibe weisen beispielsweise im Fahrzeugbau und Architekturbereich übliche Flächen von 200 cm 2 bis zu 20 m 2 auf.

Die Verglasung kann eine beliebige dreidimensionale Form aufweisen. Vorzugsweise hat die dreidimensionale Form keine Schattenzonen, so dass sie beispielsweise durch Kathodenzerstäubung mit weiteren Beschichtungen beschichtet werden kann. Bevorzugt sind die Scheiben planar oder leicht oder stark in einer Richtung oder in mehreren Richtungen des Raumes gebogen. Insbesondere werden planare Substrate verwendet. Die Scheiben können farblos oder gefärbt sein.

Die erste Scheibe und die zweite Scheibe werden im Falle einer Verbundscheibe durch mindestens die Zwischenschicht miteinander verbunden. Die Zwischenschicht ist bevorzugt transparent oder getönt oder gefärbt. Die Zwischenschicht enthält vorzugsweise mindestens einen Kunststoff, bevorzugt Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA) und / oder Polyethylenterephthalat (PET) oder besteht daraus. Die Zwischenschicht kann aber auch beispielsweise Polyurethan (PU), Polypropylen (PP), Polyacrylat, Polyethylen (PE), Polycarbonat (PC), Polymethylmetacrylat, Polyvinylchlorid, Polyacetatharz, Gießharze, Acrylate, fluorinierte Ethylen-Propylene, Polyvinylfluorid und/oder Ethylen-Tetrafluorethylen, oder Copolymere oder Gemische davon enthalten. Die Zwischenschicht kann durch eine oder auch durch mehrere übereinander angeordnete Folien ausgebildet werden, wobei die Dicke einer Folie bevorzugt von 0,025 mm bis 1 mm beträgt, typischerweise 0,38 mm oder 0,76 mm. Die Zwischenschichten können bevorzugt thermoplastisch sein und nach der Lamination die erste Scheibe, die zweite Scheibe und eventuelle weitere Zwischenschichten miteinander verkleben. Besonders vorteilhaft sind sogenannte akustik-dämpfende Zwischenschichten, die bevorzugt aus drei Lagen PVB bestehen, wobei die mittlere Lage weicher ausgebildet ist als die zwei äußeren Lagen. Die Zwischenschicht kann auch eine funktionale Schicht aufweisen, insbesondere eine Infrarotstrahlung reflektierende Schicht, eine Infrarotstrahlung absorbierende Schicht, eine UV-Strahlung absorbierende Schicht, eine zumindest abschnittsweise gefärbte Schicht und/oder eine zumindest abschnittsweise getönte Schicht. So kann die thermoplastische Zwischenschicht beispielsweise auch ein Bandfilter sein.

Die Begriffe „erste Scheibe“ und „zweite Scheibe“ sind zur Unterscheidung der beiden Scheiben bei einer erfindungsgemäßen Verbundscheibe gewählt. Mit den Begriffen ist keine Aussage über die geometrische Anordnung verbunden. Ist die erfindungsgemäße Verbundscheibe beispielsweise dafür vorgesehen, in einer Öffnung, beispielsweise eines Fahrzeugs oder eines Gebäudes, den Innenraum gegenüber der äußeren Umgebung abzutrennen, so kann die erste Scheibe dem Innenraum oder der äußeren Umgebung zugewandt sein.

Ferner kann die erste Scheibe und/oder die zweite Scheibe weitere geeignet Beschichtungen aufweisen, beispielsweise eine Antireflexionsbeschichtung, eine Antihaftbeschichtung, eine Antikratzbeschichtung, eine photokatalytische Beschichtung, eine Sonnenschutzbeschichtung und/oder Low-E-Beschichtung.

Weiterhin kann die Verglasungsanordnung optional weitere funktionelle Elemente, insbesondere elektronisch steuerbare optische Elemente umfassen, beispielsweise PDLC- Elemente, elektrochrome Elemente oder ähnliches, die typischerweise zwischen der ersten Scheibe und der zweiten Scheibe angeordnet sind.

Die erste Scheibe und die zweite Scheibe werden über die Zwischenschicht miteinander laminiert, beispielsweise durch Autoklavverfahren, Vakuumsackverfahren, Vakuumringverfahren, Kalanderverfahren, Vakuumlaminatoren oder Kombinationen davon. Die Verbindung der Scheibe erfolgt dabei üblicherweise unter Einwirkung von Hitze, Vakuum und/oder Druck.

In einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung, mindestens umfassend:

• Anordnen von mindestens einer Lichtquelle an einer ersten Scheibe,

• Aufbringen einer flächigen Beschichtung als ein Lichtauskopplungsmittel zumindest teilweise an einer ersten Hauptoberfläche und/oder an einer zweiten Hauptoberfläche der ersten Scheibe, wobei das Lichtauskopplungsmittel eine Beschichtung umfasst, die zumindest abschnittsweise an einer der zwei Hauptoberflächen (III, IV) flächig angeordnet wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann die Beschichtung mittels Siebdruck auf der ersten Scheibe aufgebracht werden.

Ferner wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung die Beschichtung aufgeraut, d.h. die Beschichtung erhält eine Strukturierung. Dazu wird die Beschichtung, nachdem sie auf einer der zwei Hauptoberfläche aufgebracht wurde, dann zumindest teilweise abgetragen. Dabei findet kein sauberer Abtrag der Beschichtung statt, sondern Rückstände der Beschichtung verbleiben auf einer der zwei Hauptoberflächen. Das zumindest teilweise Abtragen der Beschichtung kann mittels Laser stattfinden. Die Beschichtung weist durch die Behandlung mit Laser eine unregelmäßige raue Struktur auf und wirkt dadurch lichtstreuend.

Weiterhin umfasst die vorliegende Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung in Fortbewegungsmitteln für den Verkehr auf dem Lande, in der Luft oder zu Wasser, insbesondere in Kraftfahrzeugen beispielsweise als Dachscheibe.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung können alle Ausführungsformen, die für einzelne Merkmale genannt sind, auch frei miteinander kombiniert werden, sofern diese nicht widersprüchlich sind.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Figuren und Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Figuren sind eine schematische Darstellung und nicht maßstabsgetreu. Die Figuren schränken die Erfindung in keiner Weise ein.

Es zeigen:

Figur 1 eine schematische Querschnittdarstellung einer Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung mit einer Einzelscheibe, Figur 2 eine schematische Querschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung mit einer Einzelscheibe, Figur 3 eine schematische Querschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung mit einer Verbundscheibe, Figur 4 eine schematische Querschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung mit einer Verbundscheibe, und Figur 5 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens, und Figur 6 eine schematische Draufsicht auf eine Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen strukturierten Beschichtung als Lichtauskopplungsmittel.

Angaben mit Zahlenwerten sind in aller Regel nicht als exakte Werte zu verstehen, sondern beinhalten auch eine Toleranz von +/- 1 % bis zu +/- 10 %.

Figur 1 zeigt eine Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung 10. Die Verglasungsanordnung 10 umfasst eine erste Scheibe 1 als Einzelscheibe und eine Lichtquelle 2. Die Einzelscheibe kann beispielsweise eine Automobilverglasung, eine Bauverglasung oder Bauteile eines Möbels oder elektrischen Geräts sein. Beispielsweise ist die Verglasungsanordnung 10 eine Dachscheibe eines Fahrzeugs. Die Verglasungsanordnung 10 kann auch Teil einer Isolierverglasung sein und beispielsweise als Außen- oder Innenscheibe in einem Fenster eines Gebäudes dienen. Ferner ist die Verglasungsanordnung 10 in einem Innenraum einbaubar und kann beispielsweise als Verglasung eines Konferenzraums dienen.

Die erste Scheibe 1 weist eine erste Hauptoberfläche IV auf und eine weitere der ersten Hauptfläche IV gegenüberliegenden zweite Hauptoberfläche III. Die erste Scheibe 1 wird durch vier umlaufende Stirnfläche 3, auch als Seitenflächen genannt, begrenzt. Die Stirnflächen sind orthogonal zu den Hauptflächen III, IV angeordnet. Die erste Scheibe 1 besteht beispielsweise aus Kalk-Natronglas und ihre Abmessungen betragen 1,4 m x 1,5 m. Die erste Scheibe 1 weist eine Dicke von 3 mm auf. Die Dicke der ersten Scheibe kann der jeweiligen Verwendung angepasst sein. Die erste Scheibe 1 kann vorgespanntes, teilvorgespanntes oder nicht vorgespanntes Glas aufweisen. Alternativ kann die erste Scheibe 1 aus einen Kunststoff, beispielsweise aus Polycarbonat bestehen.

In der Verglasungsanordnung 10 ist die Lichtquelle 2 derart angeordnet, dass Licht an einer der vier Stirnseiten 3 der Scheibe 1 in die Scheibe 1 eingekoppelt wird. Die Lichtquelle 2 ist dazu vorgesehen Licht, im sichtbaren Bereich zu emittieren. Alternativ kann sie infrarotes oder ultraviolettes Licht aussenden.

Das von der Lichtquelle 2 emittierte Licht ist in Richtung der Scheibe 1 gerichtet und trifft beispielsweise auf eine erste Stirnseite 3 der ersten Scheibe 1. Die Scheibe 1 ist dazu vorgesehen das an der ersten Stirnseite 3 eingekoppelte Licht in Längsrichtung durch die Scheibe 1 weiterzuleiten. In Figur 1 propagiert beispielshaft ein Lichtstahl L1 durch die Scheibe 1. Aufgrund des Prinzips der Totalreflexion propagiert das unter einem Winkel Q > 0 to tai in die erste Scheibe 1 eingekoppelte Licht durch die erste Scheibe 1.

Die Lichtquelle 2 der Verglasungsanordnung 10 kann eine oder mehrere Leuchtdioden (LED) enthalten. Die Lichtquelle kann auch eine organische Leuchtdiode (OLED) umfassen.

Auf der erstem Hauptoberfläche IV der ersten Scheibe 1 ist ein Lichtauskopplungsmittel 4 angeordnet. An der Stelle, an der das Lichtauskopplungsmittels 4 angeordnet ist, wird die Totalreflexion des Lichtstrahls L1 verhindert und das Licht kann über die Hauptoberfläche IV aus der ersten Scheibe 1 austreten. Ohne das Lichtauskopplungsmittel 4 trifft das eingekoppelte Licht in einem Winkel auf die Oberfläche der Scheibe 1, dass es zu einer Totalreflexion des Lichtstrahls kommt.

Das Lichtauskopplungsmittel 4 kann an jeder beliebigen Stelle der Hauptoberfläche IV oder der Hauptoberfläche III angeordnet sein. In Figur 1 umfasst das Lichtauskopplungsmittel 4 eine transparente Beschichtung 4.1. Die Beschichtung 4.1 weist beispielsweise Titanoxid (Ti0x/Ti02) auf. Die Beschichtung 4.1 ist transparent. Die Schichtdicke beträgt 10 pm. Die Beschichtung 4.1 weist einen zur Luft und zu der ersten Scheibe unterschiedlichen, insbesondere höheren, Brechungsindex auf. Durch die Beschichtung 4.1 wird die Totalreflexion des Lichts an der Grenzfläche zwischen erster Scheibe 1 und umgebender Luft unterbrochen und das Licht durch Streuung aus der ersten Scheibe 1 ausgekoppelt. Um eine effektive Streuung zu gewährleisten, kann die Beschichtung 4.1 durch Strukturierung, wie in Figur 6 dargestellt, aufgeraut sein.

Figur 2 zeigt eine erfindungsgemäße Weiterbildung der Verglasungsanordnung 10 aus Figur 1. Die Verglasungsanordnung 10 aus Figur 2 hat einen ähnlichen Aufbau wie die Verglasungsanordnung 10 aus Figur 1. Im Unterschied zu Figur 1 ist die Lichtquelle 2 in Figur 2 an der Hauptoberfläche IV und nicht an der Stirnseite 3 angeordnet. Dazu weist die Verglasungsanordnung 10 ein Lichteinkopplungsmittel 8 auf, welches bezüglich der ersten Scheibe 1 der Lichtquelle 2 gegenüberliegend angeordnet ist. Das Lichteinkopplungsmittel 8 hat die Aufgabe, einen Großteil des Lichts, welches unter einem Winkel Q < 0 to tai in die erste Scheibe 1 eindringt und aufgrund mangelnder Totalreflexion an der Eintrittsfläche gegenüberliegende Grenzfläche (hier Hauptoberfläche III) sofort wieder austritt, in die erste Scheibe 1 zurückzulenken, bevorzugt unter einem Winkel Q > 0 to tai. Dabei nutzt das Lichteinkopplungsmittel 8 bevorzugt Mechanismen der Reflexion, Lichtbrechung, Beugung und/oder Streuung.

Im Ausgestaltungsbeispiel nach Figur 2 umfasst das Lichteinkopplungssmittel 8 beispielsweise einen Mikroprismenfilm, eine strukturierte Kunststofffolie, oder Kunststoffplatte mit einer flächigen Anordnung von Mikroprismen.

In Figur 2 propagiert beispielshaft ein Lichtstahl L2 durch die Scheibe 1. Weiterhin umfasst die Verglasungsanordnung 10 ein erstes Lichtauskopplungsmittel 4 auf der zweiten Hauptoberfläche III sowie ein zweites Lichtauskopplungsmittel 4 auf der ersten Hauptoberfläche IV. Alternativ kann die Verglasungsanordnung 10 nur eins der Lichtauskopplungsmittel 4 umfassen.

Um die Streuung des aus der Scheibe 1 austretenden Lichts zu verstärken, kann die Beschichtung 4.1 mehrere Körperelemente 4.2 aufweisen. Die Körperelemente 4.2 können sphärisch sein. Die Form der Körperelemente 4.2 kann elliptisch, zylindrisch oder in Form von Kugeln sein. An den Körperelementen wird im Betriebszustand der Lichtquelle 2 das in der ersten Scheibe 1 propagierende Licht gestreut

Durch Körperelemente 4.2 in Form von beispielsweise Kugeln kann das Licht unter Ausnutzung von Brechung, Reflexion und Streuung aus der ersten Scheibe besonders effektiv ausgekoppelt werden. Um die Streuung des Lichts zu verstärken, können die Körperelemente 4.2 teilweise befüllt oder hohl ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Körperelemente 4.2 mit einer Beschichtung aus Titanoxid oder einem fluoreszierenden Stoff beschichtet sein, so dass die Streuung des Lichts weiter verstärkt wird. Vorteilhafterweise sind die Körperelemente 4.2 transparent und somit auch im ausgeschalteten Zustand der Lichtquelle 2 für das menschliche Auge nahezu unsichtbar.

Die Körperelemente 4.2 als Kugeln können einen Durchmesser von 1 pm bis 200 pm, bevorzugt 5 pm bis 100 pm, besonders bevorzugt 50 pm bis 80 pm aufweisen. Im Falle eines zylindrischen Körperelements 4.2 würde der zylindrische Körper eine Länge von 1 pm bis 200 pm, bevorzugt 5 pm bis 100 pm, besonders bevorzugt 50 pm bis 80 pm aufweisen. Dabei können die Köperelemente unterschiedliche Größe aufweisen. Vorzugsweise sind die Körperelemente 4.2 aus Glas und/oder Polymerstoff ausgebildet. Das Glas und/oder der Polymerstoff sind bevorzugt transparent. Beispielsweise können die Körperelemente 4.2 in einer einzigen Schicht der Beschichtung angeordnet sein.

Figur 3 zeigt eine Querschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung 10 mit einer Verbundscheibe 101. Die Verbundscheibe 101 umfasst die erste Scheibe 1 , die über eine Zwischenschicht 5 mit einer zweiten Scheibe 6 verbunden ist. Die erste Scheibe 1 , die Zwischenschicht 5 und die zweite Scheibe 6 wurden durch Lamination, insbesondere Autoklaven, miteinander verbunden. Die zweite Scheibe 6 weist eine erste Hauptoberfläche II auf und eine weitere der ersten Hauptfläche II gegenüberliegenden zweite Hauptoberfläche I.

Die erste Scheibe 1 aus Figur 3 hat einen ähnlichen Aufbau wie die erste Scheibe 1 aus Figur 2. Im Unterschied zu Figur 1 weist die erste Scheibe 1 nur ein Lichtauskopplungsmittel 4 auf der ersten Hauptoberfläche IV auf. Die Dicke der ersten Scheibe 1 beträgt beispielsweise 1 ,6 mm und die Dicke der zweiten Scheibe 6 kann 2,1 mm betragen. Die erste Scheibe 1 und die zweite Scheibe 6 können beliebige Dicken ausweisen, beispielsweise gleich dick sein.

Die Zwischenschicht 5 ist eine thermoplastische Zwischenschicht. Sie enthält mindestens eine thermoplastische Folie und ist in einer vorteilhaften Ausgestaltung durch eine einzelne thermoplastische Folie ausgebildet. Das ist vorteilhaft hinsichtlich eines einfachen Aufbaus und einer geringen Gesamtdicke des Verbundglases. Die thermoplastische Zwischenschicht beziehungsweise die thermoplastische Folie enthält bevorzugt zumindest Polyvinylbutyral (PVB), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyurethan (PU) oder Gemische oder Copolymere oder Derivate davon, die sich für Verbundgläser bewährt haben.

Die Dicke der thermoplastischen Zwischenschicht 5 beträgt bevorzugt von 0,2 mm bis 1,00 mm. Beispielsweise könne thermoplastischen Folien der Standarddicke von 0,76 mm verwendet werden. Die Zwischenschicht 5 kann auch als eine akustikdämpfende 3-lagige PVB-Folie ausgebildet sein.

Die erste Scheibe 1, die zweite Scheibe 6 und die Zwischenschicht 5 sind beispielsweise klar (weder getönt noch gefärbt). Alternativ kann die Zwischenschicht 5 eine getönt oder gefärbte PVB-Folie aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann die zweite Scheibe 6 dunkel getönt sein.

Das Lichtauskopplungsmittel 4 in Figur 3 ist in Form der aufgerauten Beschichtung 4.1 ausgebildet. Die Beschichtung 4.1 weist Titanoxid auf. Die Beschichtung 4.1 kann zusätzlich sphärische Körperelemente 4.2 in Form von Kugeln, insbesondere Glaskugeln, enthalten. In Figur 3 propagiert beispielshaft ein Lichtstahl L3 durch die Scheibe 1.

Die erste Scheibe 1 ist beispielsweise dafür vorgesehen, in Einbaulage einem Innenraum eines Fahrzeugs zugewandt zu sein. Die erste Hauptoberfläche IV der ersten Scheibe 1 ist vom Innenraum aus zugänglich, wogegen die zweite Hauptoberfläche I der zweiten Scheibe 6 bezüglich des Fahrzeuginnenraums nach außen weist.

Die in Figur 3 dargestellte Verglasungsanordnung 10 eignet sich besonders gut als Dachscheibe eines Kraftfahrzeugs.

Figur 4 zeigt eine Querschnittdarstellung einer weiteren Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Verglasungsanordnung 10 mit der Verbundscheibe 101. Die Verglasungsanordnung 10 aus Figur 4 hat einen ähnlichen Aufbau wie die Verglasungsanordnung 10 aus Figur 3. Im Unterschied zu Figur 3 weist die erste Scheibe 1 aus Figur 4 das Lichtauskopplungsmittel 4 auf der zweiten Hauptoberfläche III der ersten Scheibe 1 auf. Das Lichtauskopplungsmittel 4 in Figur 4 ist in Form der aufgerauten Beschichtung 4.1 ausgebildet. Die Beschichtung 4.1 weist Titanoxid auf. Die Beschichtung 4.1 weist auch sphärische Körperelemente 4.2 in Form von Kugeln, insbesondere Glaskugeln, auf. In Figur 4 propagiert beispielshaft ein Lichtstahl L4 durch die Scheibe 1.

Die Verglasungsanordnung 10 weist das Lichteinkopplungsmittel 8 auf, welches bezüglich der ersten Scheibe 1 der Lichtquelle 2 gegenüberliegend angeordnet ist. Das Lichteinkopplungsmittel 8 ist ein Mikroprismenfilm eine strukturierte Kunststofffolie oder Kunststoff platte mit einer flächigen Anordnung von Mikroprismen. Dabei nutzt das Lichteinkopplungsmittel 8 bevorzugt Mechanismen der Reflexion, Lichtbrechung, Beugung und/oder Streuung.. Figur 5 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung der Verglasungsanordnung 10. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

• 101 Anordnen der Lichtquelle 2 an der ersten Scheibe 1 ,

• 102 Anordnen des Lichtauskopplungsmittels 4 an einer ersten Hauptoberfläche IV und/oder an einer zweiten Hauptoberfläche III der ersten Scheibe, wobei das Lichtauskopplungsmittel 4 eine Beschichtung 4.1 umfasst, die zumindest abschnittsweise an einer der zwei Hauptoberflächen (III, IV) flächig angeordnet wird.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens kann die Beschichtung mittels Siebdruck auf der ersten Scheibe aufgebracht werden.

Der Schritt des Anordnens des Lichtauskopplungsmittels 4 kann eine Abscheidung der Beschichtung 4.1 auf der ersten Scheibe und zusätzlich einen Schritt 103 des teilweisen Entschichten der Beschichtung 4.1 umfassen, so dass die Beschichtung 4.1 aufgeraut wird. Die Beschichtung 4.1 kann mittels Laser aufgeraut werden. Mit anderen Worten, die Beschichtung 4.1 wird strukturiert. Die Strukturierung der Beschichtung kann mehrere Kreisflächen der Beschichtung 4.1 umfassen. Die Kreisflächen können einen Durchmesser von 10 pm bis 200 pm, beispielsweise 56 pm, 63 pm, 98 pm oder 112 pm aufweisen. Dadurch wird eine verbesserte Transparenz im ausgeschalteten Zustand erreicht ohne die Leuchtkraft im eingeschalteten Zustand zu beeinflussen.

Die Beschichtung 4.1 kann mehrere Körperelemente 4.2 in Form von Kugeln aufweisen. Die Form der Körperelemente 4.2 kann aber auch elliptisch oder zylindrisch sein. Die Körperelemente 4.2 können teilweise befüllt oder hohl und mit Luft befüllt ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich können die Körperelemente 4.2 mit einer Beschichtung aus Titanoxid oder einem fluoreszierenden Stoff beschichtet sein, so dass die Streuung des Lichts weiter verstärkt wird. Vorzugsweise sind die Körperelemente 4.2 aus Glas und/oder Polymerstoff ausgebildet. Das Glas und/oder der Polymerstoff sind bevorzugt transparent. Beispielsweise können die Körperelemente 4.2 in einer einzigen Schicht der Beschichtung angeordnet sein.

Figur 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausgestaltung der aufgerauten, strukturierten Beschichtung 4.1 als Lichtauskopplungsmittel 4. Die Strukturierung der Beschichtung 4.1 weist mehrere Kreisflächen auf. Die Kreisflächen der Beschichtung 4.1 haben einen Durchmesser von beispielsweise 56 pm, 63 pm, 98 pm, 112 pm oder 1 mm. Bezugszeichenliste:

1 erste Scheibe

2 Lichtquelle

3 Stirnfläche

4 Lichtauskopplungsmittel

4.1 Beschichtung

4.2 Körperelement

5 Zwischenschicht

6 zweite Scheibe

8 Lichteinkopplungsmittel

10 Verglasungsanordnung

101 Verbundscheibe

L1, L2, L3, L4 Lichtstrahl

Q Winkel (theta)

O totai Winkel (theta) der Totalreflexion

I zweite Hauptoberfläche der zweiten Scheibe 6

11 erste Hauptoberfläche der zweiten Scheibe 6

III zweite Hauptoberfläche der ersten Scheibe 1

IV erste Hauptoberfläche der ersten Scheibe 1