Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1.

Eine derartige Fahrzeugscheibe ist aus der Praxis bekannt und insbesondere im Bereich eines Fahrzeugdaches als festes oder verstellbares Dachelement einsetzbar. Eine solche Fahrzeugscheibe stellt ein Verbundbauteil dar, das einen Scheibenaußenkörper und einen Scheibeninnenkörper aufweist. Der Scheibenaußenkörper bildet die der Fahrzeugumgebung zugewandte Außenhaut der Fahrzeugscheibe. Der Scheibeninnenkörper kann die vom Fahrzeuginnenraum sichtbare Sichtfläche der Fahrzeugscheibe bilden. Zur Realisierung eines so genannten Ambient-Light-Bauteils weist die bekannte Fahrzeugscheibe eine Lichtquelle auf, dessen Licht in eine Lichtstreuschicht eingekoppelt werden kann. Die Lichtstreuschicht kann von dem Scheibeninnenkörper gebildet sein, der dann bei aktivierter Lichtquelle ein Leuchtelement der Fahrzeugseheibe bildet, mittels dessen gegebenenfalls auch der Fahrzeuginnenraum ausleuchtbar ist. Jedoch wird das Licht von dem Scheibeninnenkörper auch in Richtung des Scheibenaußenkör- pers gestreut, was die Leuchtleistung in Richtung des Fahrzeuginnenraums reduziert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gemäß der oben beschriebenen Gattung ausgebildete Fahrzeugscheibe zu schaffen, die bei aktivierter Lichtquelle verbesserte Leuchteigenschaften zeigen kann.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Fahrzeugscheibe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Gemäß der Erfindung wird also eine Fahrzeugscheibe vorgeschlagen, bei der als Lichtstreuschieht zwischen einem Scheibeninnenkörper und einem Scheibenaußenkör- per eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht (PDLC-Schicht) angeordnet ist. Eine PDLC-Schicht zeichnet sich dadurch aus, dass Flüssigkristalle in Tröpfchenform in ein festes Polymer bzw. eine Polymermatrix eingebunden sind. Die Flüssigkristalle können durch Anlegen einer Spannung ausgerichtet werden, so dass eine Transmission von Licht durch die Fahrzeugscheibe hindurch gesteuert werden kann. Die Tröpfchen aus Flüssigkristallen dienen als Streuzentren, welche einen so genannten Ambient-Light- Effekt begünstigen, bei dem die Fahrzeugscheibe eine Flintergrundbeleuchtung des betreffenden Fahrzeuginnenraums bereitstellt. Zudem kann durch Anlegen einer geeigneten Spannung an die Flüssigkristalle die Lichtverteilung bzw. das Streuverhalten innerhalb der PDLC-Schicht gesteuert werden. Eine zusätzliche Lichtstreuschicht oder sonstige Strukturen zum Auskoppeln des Lichts sind nicht erforderlich.

Durch Ändern der an die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht angelegten Spannung kann die Lichtdurchlässigkeit dieser Schicht bzw. der Fahrzeugscheibe geändert werden, so dass die Flüssigkristallschicht eine Doppelfunktion hat und neben der Funktion als Lichtstreuschicht für von der Lichtquelle abgegebenes Licht auch als Beschattungseinrichtung dienen kann. Die Flüssigkristalle der PDLC-Schicht richten sich gleichsinnig aus, wenn eine Spannung angelegt ist, so dass die Lichtdurchlässigkeit erhöht wird. Wenn keine Spannung anliegt, sind die Flüssigkristalle der PDLC-Schicht willkürlich orientiert, was zu einer Eintrübung der PDLC-Schicht führt. Die Durchsichtigkeit der Fahrzeugscheibe ist damit gering bzw. nicht vorhanden. Durch Ändern der Durchsichtigkeit kann wiederum das Streuvermögen und damit das Lichtauskopplungs- vermögen gesteuert werden. Eine starke Eintrübung der PDLC-Schicht, die zu einem großen Streuvermögen führt, führt wiederum zu einer Lichtverteilung mit größerer Homogenität in der Scheibe. Die Homogenität der Lichtauskopplung kann also in Abhängigkeit von der an die PDLC-Schicht angelegten Spannung gesteuert werden.

Die PDLC-Schicht kann in ihrem Sperrzustand lichtundurchlässig bzw. opak sein und eine Färbung in einer gewünschten Farbe aufweisen.

Bei einer speziellen Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung ist zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht und dem Scheibenaußenkörper eine optische Barriereschicht angeordnet, die eine Reflexionsschicht für Licht darstellt, das aus der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht in Richtung des Scheibenaußenkörpers austritt. Damit wird eine Lichtabsorption in dem Scheibenaußenkörper verringert bzw. verhindert. Dies kann wiederum zu einem homogeneren Leuchtverhalten der Fahrzeugscheibe bei aktivierter Lichtquelle führen. Die Barriereschicht kann als optische Isolierschicht angesehen werden. Beispielsweise ist die optische Barriereschicht, die Licht in Richtung der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht reflektiert, aus einem Fluoropolymer, wie FEP (Fluorethylenpropylen) oder ETFE (Ethylentetrafluoroethylen), oder einer porösen Siliziumverbindung, insbesondere einem porösen Siliziumoxid, gebildet.

Die optische Barriereschicht kann als separate Schicht oder Folie oder auch als Be- Schichtung des Scheibenaußenkörpers ausgebildet sein. Die Grenzflächen der optischen Barriereschicht können zur Verbesserung der Barriereeigenschaften eine Nanostruktu- rierung aufweisen, die beipielsweise nach einem Corona- oder Plasma- Verfahren erzeugt ist.

Um die optische Barriereschicht möglichst wirksam auszugestalten, hat diese bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung einen Brechungsindex, der kleiner ist als derjenige des Scheibeninnenkörpers. Wenn als Schei- beninnenkörper beispielsweise ein Kalk-Natron-Glas mit einem Brechnungsindex von etwa 1,52 eingesetzt wird, hat die optische Barriereschicht zweckmäßigerweise einen Brechungsindex, der unter 1,45 liegt. Fluorethylenpropylen hat beispielsweise einen Brechungsindex von etwa 1 ,34, Ethylentetrafluoroethylen hat beispielsweise einen Brechungsindex von etwa 1,40 und eine poröse Siliziumverbindung kann einen Brechungsindex zwischen etwa 1,25 und 1,35 aufweisen. Über die Porosität lässt sich der Brechungsindex der Siliziumverbindung einstellen.

Der Scheibenaußenkörper und der Scheibeninnenkörper sind bei einer bevorzugten Ausführungsform der Fahrzeugscheibe nach der Erfindung jeweils aus Glas, beispielsweise aus einem Kalk-Natron-Glas gebildet. Denkbar ist es aber auch, den Scheibenaußenkörper und/oder den Scheibeninnenkörper aus Kunststoff, beispielsweise aus Polycarbonat zu fertigen. Der Scheibeninnenkörper ist vorzugsweise aus einem Glas oder Kunststoff gefertigt, das bzw. der kein Licht absorbiert, so dass es zu keinen Farbverschiebungen kommt, beispielsweise aus einem eisenarmen Glas, wie einem Weißglas oder Extraklarglas.

Der Scheibeninnenkörper und der Scheibenaußenkörper sind bei einer speziellen Ausführungsform jeweils gewölbt ausgebildet, und zwar in Scheibenlängsrichtung und/oder in Scheibenlängsrichtung. Der die Wölbung definierende Krümmungsradius kann in der betreffenden Richtung variieren und beispielsweise einen Wert zwischen 1000 mm und 10000 mm, insbesondere zwischen 2000 mm und 5000 mm haben.

Die Lichtquelle, mittels der Licht in die Fahrzeugscheibe einkoppelbar ist, kann in vielfältiger Weise an der Fahrzeugscheibe angeordnet sein. Beispielsweise ist die Lichtquelle an einem seitlichen Rand der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht oder auch an einem seitlichen Rand des Scheibeninnenkörpers angeordnet. Denkbar ist es aber auch, dass die Lichtquelle in platzsparender Weise von einer Ausnehmung des Scheibeninnenkörpers aufgenommen ist. Alternativ ist es auch möglich, dass die Lichtquelle zwischen dem Scheibeninnenkörper und der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht angeordnet ist und dann insbesondere in eine Klebeschicht eingebettet ist, über die der Scheibeninnenkörper mit der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht verbunden ist.

Um bei einer Aktivierung der Lichtquelle Spektral- bzw. Farbverschiebungen in der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht zu vermeiden, ist es vorteilhaft, wenn die Flüssigkristallschicht Grenzschichten bzw. Außenschichten umfasst, die aus einem cyclischen Olefin-Polymer (COP) gefertigt sind. Es ist aber auch denkbar, dass die Grenzschichten, die die Außenschichten der Flüssigkristallschicht bilden, PET (Po- lyethylenterephtalat) umfassen oder aus PET gebildet sind. Zwischen der Grenzschicht, die an ihren Innenseiten mit Kontaktierungsschichten versehen sind, sind die Flüssigkristalltröpfchen angeordnet, die in dem festen Polymer eingebettet sind. Die Kontaktierungsschichten sind elektrisch leitfahige Schichten, über die ein elektrisches Feld erzeugbar ist, das die Flüssigkristalle ausrichtet.

Zur Anbindung der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht an den Scheibenaußenkörper kann mindestens eine Klebeschicht vorgesehen sein. Wenn zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht und dem Scheibenaußenkörper die optische Barriereschicht angeordnet ist, liegt eine Klebeschieht zwischen der Flüssigkristallschicht und der optischen Barriereschicht. Eine weitere Klebeschicht kann zwischen der optischen Barriereschicht und dem Scheibenaußenkörper angeordnet sein. Denkbar ist es aber auch, dass die optische Barriereschicht direkt als Beschichtung auf die Innenseite des Scheibenaußenkörpers aufgebracht ist.

Zudem ist zweckmäßigerweise zwischen der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht und dem Scheibeninnenkörper ebenfalls mindestens eine Klebeschicht angeordnet.

Die Klebeschichten zwischen dem Scheibeninnenkörper bzw. dem Scheibenaußenkörper und der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht sind vorzugsweise jeweils aus einem optisch isotropen Material und insbesondere aus einem thermoplastischen Polyurethan (TPU), Ethylenvinylacetat (EVA), Polyvinylbutyral (PVB), einem Epoxid, Silikon, Polyethylen oder aus einer sonstigen transparenten Kunststofffolie gebildet, die insbesondere Polyethylenterephtalat (PET), Polycarbonat (PC) und/oder ein Cycloole- fm-Copolymer (COC) umfasst.

Der Brechungsindex der Klebeschicht liegt vorzugsweise im Bereich desjenigen des Scheibeninnenkörpers und hat beispielsweise einen Wert von etwa 1,5.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Patentansprüchen entnehmbar.

Ausführungsbeispiele einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung sind in der Zeichnung schematisch vereinfacht dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigt:

Figur 1 eine schematische Draufsicht auf ein Fahrzeugdach mit einer Fahrzeugscheibe nach der Erfindung;

Figur 2 einen schematischen Schnitt durch die Fahrzeugscheibe des Fahrzeugdachs nach Figur 1 ;

Figur 3 einen Schnitt durch eine zweite Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe; Figur 4 einen Schnitt durch eine dritte Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe;

Figur 5 einen Schnitt durch eine vierte Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe;

Figur 6 einen Schnitt durch eine fünfte Ausfuhrungsform einer Fahrzeugscheibe;

und

Figur 7 einen Schnitt durch eine sechste Ausführungsform einer Fahrzeugscheibe.

In Figur 1 ist ein Fahrzeugdach 10 eines ansonsten nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges gezeigt. Das Fahrzeugdach 10 ist ein Panoramadach, das mit einem verstellbaren Deckelelement 12 und einem Festdachelement 14 versehen ist, welches gegenüber der Fahrzeugkarosserie unbeweglich ist. Das Deckelelement 12 und das Festdachelement 14 sind jeweils als Glaselement und mithin als Fahrzeugscheibe ausgebildet. Sie haben den gleichen Schichtaufbau, der anhand von Figur 2 dargestellt ist.

Die jeweils als Fahrzeugscheibe ausgebildeten Dachelemente 12 und 14 stellen jeweils ein Verbundbauteil dar, das einen Scheibenaußenkörper 16 und einen Scheibeninnen- körper 18 umfasst. Der Scheibenaußenkörper 16 ist aus einem gefärbten Kalk-Natron- Glas gefertigt. Der Scheibeninnenkörper 18 ist aus einem Kalk-Natron-Klarglas gefertigt und stellt eine Lichtleiterschicht dar.

An die Innenseite bzw. Oberseite des Scheibeninnenkörpers 18 ist über eine Klebeschicht 20 eine polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 angebunden. Über eine weitere Klebeschicht 24 ist die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 an ihrer dem Scheibeninnenkörper 18 abgewandten Seite mit einer optischen Barriereschicht 26 verbunden, die aus FEP oder ETFE gefertigt ist. Zur Anbindung des Scheibenaußenkörpers 16 ist zwischen der optischen Barriereschicht 26 und dem Scheibenaußenkörper 16 eine weitere Klebeschicht 28 angeordnet. Die Klebeschichten 20, 24 und 28 sind jeweils aus EVA (Ethylenvinylacetat) mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 gebildet.

Der Scheibenaußenkörper 16 und der Scheibeninnenkörper 18 haben jeweils einen Brechungsindex von etwa 1,52. Die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22, die aus einem Schichtverbund gebildet ist, der als äußere Grenzschichten COP-Folien mit einem Brechungsindex von etwa 1,5 oder PET-Folien umfasst, bildet eine Lichtstreuschicht zur Verstärkung eines Ambient-Light-Effekts und stellt zusätzlich durch die Schaltbarkeit der in der Polymermatrix dispergierten Flüssigkristalle eine Beschattungsanordnung für die jeweilige Fahrzeugscheibe dar.

An den Innenseiten der COP- oder PET-Grenzschichten der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht 22 sind Kontaktierungsschichten angeordnet, über die an die in der Polymermatrix dispergierte Flüssigkristalle eine Spannung bzw. ein elektrisches Feld angelegt werden kann, so dass die Flüssigkristalle ausgerichtet werden können und die Lichtdurchlässigkeit der Fahrzeugscheibe 16 bzw. 18 steuerbar ist.

Die Fahrzeugscheibe 12 bzw. 14 umfasst des Weiteren eine Lichtquelle 30, die als LED-Anordnung ausgebildet ist und an einem seitlichen Rand des Scheibeninnenkör- pers 18 angeordnet ist.

Wenn die Lichtquelle 30 aktiviert wird, wird über den seitlichen Rand des eine Licht- ’ leiterschicht bildenden Scheibeninnenkörpers 18 Licht eingekoppelt. Hierdurch tritt über die Klebeschicht 20 auch Licht in die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 ein, wobei es dort an den in dem Polymer dispergierten Flüssigkristalltröpfchen gestreut wird und sowohl nach unten, das heißt in Richtung Fahrzeuginnenraum, als auch nach oben, das heißt in Richtung Scheibenaußenkörper 16, gestreut wird. Nach oben austretendes Licht wird an der Grenzfläche zwischen der Klebeschicht 24 und der optischen Barriereschicht 26 wieder in Richtung des Scheibeninnenkörpers 18 reflektiert. Die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 wirkt also als Lichtstreuschicht, wobei das Licht zudem an den Grenzflächen reflektiert werden kann.

In Figur 3 ist eine Fahrzeugscheibe 40 dargestellt, die weitgehend derjenigen nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie keine optische Barriereschicht aufweist. Vielmehr ist der Scheibenaußenkörper 16 über eine Klebeschicht 24 aus EVA direkt an die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 angebunden. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 40 derjenigen nach Figur 2. In Figur 4 ist eine Fahrzeugscheibe 50 dargestellt, die weitgehend der Fahrzeugscheibe nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass eine Lichtquelle 30, die als LED- Anordnung ausgebildet ist, in die Klebeschicht 20 eingebettet ist, über die der Scheibeninnenkörper 18 an die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 angebunden ist. Von der Lichtquelle 30 wird in direkter Weise Licht in die polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 22 und in den Scheibeninnenkörper 18 eingekoppelt. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 50 derjenigen nach Figur 2.

In Figur 5 ist eine Fahrzeugscheibe 60 dargestellt, die wiederum weitgehend derjenigen nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass eine Lichtquelle 30, die aus einer LED- Anordnung gebildet ist, in eine Ausnehmung 62 angeordnet ist, die an der Unterseite des Scheibeninnenkörpers 18 ausgebildet ist. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 60 derjenigen nach Figur 2.

In Figur 6 ist eine Fahrzeugscheibe 70 dargestellt, die wiederum weitgehend entsprechend der Fahrzeugscheibe nach Figur 2 ausgebildet ist, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass sie an der Innenseite bzw. Unterseite des Scheibenaußenkörpers 16 eine Beschichtung aus FEP mit einem Brechungsindex von etwa 1 ,34, aus ETFE mit einem Brechungsindex von etwa 1,4 oder aus einer porösen Siliziumverbindung mit einem Brechungsindex zwischen 1,25 und 1,35 hat, die eine optische Barriereschicht 26‘ bildet. Zwischen der optischen Barriereschicht 26' und dem Scheibenaußenkörper 16 ist also keine Klebeschicht angeordnet. Vielmehr ist die optische Barriereschicht 26' Bestandteil des Scheibenaußenkörpers 16. Die Verbindung zwischen dem Scheibenaußenkörper 16 bzw. der optischen Barriereschicht 26' und der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht 22 erfolgt über eine Klebeschicht 24 aus EVA. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 70 derjenigen nach Figur 2.

In Figur 7 ist eine Fahrzeugscheibe 80 dargestellt, die weitgehend derjenigen nach Figur 2 entspricht, sich von dieser aber dadurch unterscheidet, dass die Lichtquelle 30 nicht am seitlichen Rand des Scheibeninnenkörpers 18, sondern am seitlichen Rand der polymerdispergierten Flüssigkristallschicht 22 angeordnet ist. Im Übrigen entspricht die Fahrzeugscheibe 80 derjenigen nach Figur 2. Bezugszeichenliste

10 Fahrzeugdach

12 Dachelement

14 Festdachelement

16 Scheibenaußenkörper

18 Seheibeninnenkörper

20 Klebeschicht

22 polymerdispergierte Flüssigkristallschicht 24 Klebeschicht

26 optische Barriereschicht

28 Klebeschicht

30 Lichtquelle

40 Fahrzeugscheibe

50 Fahrzeugscheibe

60 Fahrzeugscheibe

62 Ausnehmung

70 Fahrzeugscheibe

80 Fahrzeugscheibe