ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ЭЛЕМЕНТ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИ УПРАВЛЯЕМЫМИ ОПТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ Российский патент 2021 года по МПК B60J3/04 C23C16/40 C23C16/50 G02F1/1334 

Изобретение относится к функциональному элементу с электрически управляемыми оптическими свойствами, композитной панели с функциональным элементом и, в частности, к ветровому стеклу или панели крыши транспортного средства с электрически управляемым солнцезащитным козырьком, а также к способу его изготовления.

В области транспортных средств и строительной области композитные панели с электрически управляемыми функциональными элементами часто используются для защиты от солнца или для защиты от нежелательных взглядов. Например, известны ветровые стекла, в которые встроен солнцезащитный козырек в форме функционального элемента с электрически управляемыми оптическими свойствами. В частности, пропускание или рассеяние электромагнитного излучения в видимом диапазоне может регулироваться электрически. Функциональные элементы обычно бывают в форме пленки и ламинируются в композитную панель или приклеиваются к ней. В случае ветровых стекол водитель может, например, управлять поведением пропускания ветрового стекла относительно излучения солнца. Это исключает необходимость использования обычного механического солнцезащитного козырька. Это позволяет уменьшить вес автомобиля и освободить место на крыше. Кроме того, электрическое управление солнцезащитным козырьком более удобно для водителя, чем ручное опускание вниз механического солнцезащитного козырька.

Ветровые стекла с такими электрически управляемыми солнцезащитными козырьками известны, например, из DE 102013001334 A1, DE 102005049081 B3, DE 102005007427 A1 и DE 102007027296 A1.

Типичные электрически управляемые функциональные элементы содержат электрохромные слоистые структуры или пленки на основе устройств с одиночными частицами (SPD). Другими возможными функциональными элементами для реализации электрически управляемой защиты от солнца являются так называемые функциональные элементы PDLC (диспергированный в полимере жидкий кристалл). Их активный слой содержит жидкие кристаллы, которые встроены в полимерную матрицу. Если напряжение не приложено, жидкие кристаллы ориентированы неупорядоченным образом, что приводит к сильному рассеянию света, проходящего через активный слой. Если на поверхностные электроды подается напряжение, жидкие кристаллы ориентируются в общем направлении, и пропускание света через активный слой увеличивается. Функциональный элемент PDLC действует в меньшей степени за счет уменьшения общей передачи, но путем увеличения рассеяния для обеспечения противоослепляющей защиты. Функциональные элементы PDLC известны, например, из US 20150301367 A1.

Обычные, заламинированные функциональные элементы и, в частности, функциональные элементы PDLC часто проявляют нежелательные признаки старения в краевой области, такие как осветления и изменения в затенении.

JP 2008225399 раскрывает жидкокристаллический элемент отображения на гибкой подложке, такой как пластиковая пленка, причем боковые поверхности имеют газобарьерный слой, который предотвращает проникновение газа через боковую поверхность подложки.

Следовательно, задачей настоящего изобретения является создание улучшенного функционального элемента с электрически управляемыми оптическими свойствами, который усовершенствован, в частности, в отношении его устойчивости к старению.

Задача настоящего изобретения достигается функциональным элементом согласно независимому пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты осуществления следуют из зависимых пунктов.

Соответствующий изобретению функциональный элемент с электрически управляемыми оптическими свойствами содержит по меньшей мере одну (вторую) последовательность укладки по меньшей мере из первой несущей пленки, активного слоя и второй несущей пленки, причем по меньшей мере одна выходная поверхность активного слоя по меньшей мере на одной боковой поверхности функционального элемента герметизирована по меньшей мере на участках по меньшей мере одним барьерным (запирающим) слоем.

Соответствующая изобретению последовательность укладки предпочтительно содержит по меньшей мере первую несущую пленку, первый поверхностный электрод, активный слой, второй поверхностный электрод и вторую несущую пленку, которые расположены друг над другом в этом порядке. Последовательность укладки представляет собой, например, предварительно изготовленную пленку, которая имеет подходящий размер и форму.

Соответствующие изобретению последовательности укладки из пленок обычно имеют большую поверхность, но только малую общую толщину. В последующем большие поверхности последовательности укладки упоминаются как поверхность верхней стороны и поверхность нижней стороны, а поверхности, ортогональные им, которые имеют только малую ширину (соответственно направлению малой общей толщины), упоминаются как боковые поверхности.

Активный слой на обеих своих больших поверхностях ограничен несущей пленкой и, если необходимо, поверхностным электродом. Боковые поверхности несущих пленок, поверхностных электродов и активного слоя соответственно расположены на боковых поверхностях последовательности укладки из первой несущей пленки, первого поверхностного электрода, активного слоя, второго поверхностного электрода и второй несущей пленки. Поскольку активный слой покрыт на его больших поверхностях поверхностными электродами и несущими пленками, он доступен для внешней среды только на боковых поверхностях последовательности укладки. Соответствующие участки активного слоя на боковых поверхностях последовательности укладки в смысле изобретения называются выходными поверхностями активного слоя.

Изобретение основано на знании изобретателей, что старение электрически управляемого оптического функционального элемента происходит, по существу, из-за проникновения вредных веществ через выходную поверхность активного слоя или выходные поверхности поверхностных электродов внутрь функционального элемента и изменяет оптические свойства функционального элемента нежелательным образом, например, путем осветления или изменения пропускания функционального элемента, начиная с его боковых краев. За счет герметизации функционального элемента подходящим барьерным слоем диффузия вредных веществ в функциональный элемент через его боковую поверхность блокируется или предотвращается. Признаки старения, упомянутые выше, значительно уменьшаются или полностью предотвращаются.

В предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению функционального элемента выходные поверхности активного слоя полностью герметизированы барьерным слоем на всех боковых поверхностях. Это приводит к особенно надежной герметизации активного слоя функционального элемента и особенно хорошей устойчивости к старению функционального элемента.

В другом предпочтительном варианте осуществления соответствующего изобретению функционального элемента по меньшей мере одна из боковых поверхностей полностью и предпочтительно все боковые поверхности полностью герметизированы барьерным слоем. Это приводит к еще лучшей герметизации активного слоя функционального элемента и еще большей устойчивости к старению функционального элемента.

В смысле настоящего изобретения, герметичный означает, что соответствующий участок поверхности полностью покрыт барьерным слоем в качестве защитного слоя и, таким образом, сделан более стойким и долговечным, в частности, против диффузии вредных веществ, таких как влага, но, в частности, также против пластификаторов из окружающей среды, которые проникают внутрь функционального элемента и, в частности, в активный слой.

В другом предпочтительном варианте осуществления функционального элемента в соответствии с изобретением все внешние поверхности, то есть, в частности, все боковые поверхности, верхняя сторона и нижняя сторона полностью герметизированы барьерным слоем. Это приводит к еще лучшей герметизации активного слоя функционального элемента и еще большей устойчивости к старению функционального элемента. Кроме того, достигается еще более однородный внешний вид функционального элемента.

Барьерный слой согласно изобретению предпочтительно находится в прямом и непосредственном контакте с функциональным элементом. Например, нет отдельного адгезива или другого промежуточного слоя между барьерным слоем и последовательностью укладки функционального элемента.

Барьерный слой в соответствии с изобретением предпочтительно выполнен таким образом, что он предотвращает диффузию пластификатора через барьерный слой в той же или большей степени, что и диффузия пластификатора через несущие пленки.

Барьерный слой согласно изобретению предпочтительно формируют однослойным или многослойным, например двухслойным, трехслойным, четырехслойным или пятислойным. Отдельные слои барьерного слоя также называются в дальнейшем отдельными слоями и могут состоять из одного и того же материала или из разных материалов.

Одиночный слой или отдельные слои многослойного барьерного слоя согласно изобретению предпочтительно содержат прозрачный материал. В качестве прозрачного в смысле изобретения понимается барьерный слой, который имеет пропускание в видимом спектральном диапазоне более 50%, предпочтительно более 70% и, в частности, более 90%. Для стекол или участков стекол, которые не находятся в релевантном для дорожного движения поле зрения водителя, например, для стекол крыши или в верхней области ветрового стекла, или если требуется специальное затемнение, пропускание также может быть намного ниже, например, больше 5%. В частности, барьерный слой может быть тонирован или окрашен.

В предпочтительном варианте осуществления изобретения одиночный слой или отдельные слои представляют собой слои на основе оксида металла, на основе нитрида металла или на основе оксиданитрида металла, причем предпочтительно металл представляет собой кремний (Si), алюминий (Al), тантал (Ta) или ванадий (V) или их смесь.

В контексте настоящего изобретения понятие «на основе» означает, что материал по существу состоит из оксида металла, нитрида металла или оксида-нитрида металла, предпочтительно по меньшей мере на 80 мас.%, особенно предпочтительно, по меньшей мере на 90 мас.% и, в частности, по меньшей мере на 95 мас.% В случае оксидов металлов, нитридов металлов или оксинитридов металлов, которые получают, в частности, путем химического осаждения из газовой фазы, такого как плазменное осаждение из газовой фазы, понятие «на основе» включает в себя то, что в дополнение к оксидам металлов, нитридам или оксинитридам металлов также могут присутствовать небольшие количества остатков технологических газов, таких как углерод и водород в качестве органических остатков металлоорганических соединений.

Особенно предпочтительными отдельными слоями являются слои на основе оксида кремния, нитрида кремния или оксида-нитрида кремния. В случае отдельных слоев на основе оксида кремния, оксид кремния SiO_x предпочтительно является субстехиометрическим, особенно предпочтительно при 1≤x<2, или стехиометрическим (x=2). Но он также может быть сверхстехиометрическим.

В особенно предпочтительном варианте осуществления барьерный слой согласно изобретению содержит или состоит по меньшей мере из одного отдельного слоя на основе оксида кремния. Отдельный слой на основе кремния предпочтительно может содержать незначительные обусловленные изготовлением количества углерода и водорода. Такой отдельный слой предпочтительно состоит из SiO_xC_y:Н с низким содержанием углерода и водорода, где x предпочтительно составляет от 0,1 до 3 и особенно предпочтительно от 0,2 до 2, а y предпочтительно составляет менее 0,2 и особенно предпочтительно менее 0,1 и, в частности, менее 0,03.

Кроме того, предпочтительные отдельные слои содержат или состоят из металлоорганических слоев, предпочтительно из кремнийорганических соединений типа SiO_xC_y:Н, которые в литературе также называют слоем SiO_xC_vH_z. Такие слои предпочтительно формируются путем осаждения из HMDSO и называются тогда плазмополимеризованными слоями HMDSO. Их стехиометрический состав зависит от условий осаждения, то есть от параметров процесса осаждения слоя. Кремнийорганическое покрытие предпочтительно является сильносшитым. Не желая привязываться к теории, такие покрытия могут состоять из -Si-O-Si, -Si-(CH₂)₂-Si- и -Si-O-CH₂-Si-блоков, которые завершаются Si-СН₃, Si-CH₂-CH₃ и Si-H-группами.

В предпочтительном варианте осуществления барьерного слоя согласно изобретению барьерный слой содержит или состоит по меньшей мере из одного слоя кремнийорганических соединений типа SiO_xC_y:H, причем x предпочтительно составляет от 0,1 до 3 и особенно предпочтительно от 0,2 до 2, а y предпочтительно больше 0,3, особенно предпочтительно от 0,3 до 3 и, в частности, от 0,9 до 2.

Содержание водорода в кремнийорганическом соединении зависит от степени полимеризации и химии процессов осаждения. Соотношение углерода к водороду (C_uH_v) может быть любым и предпочтительно составляет от 1:1000 до 1000:1, особенно предпочтительно от 1:10 до 10:1.

В альтернативном барьерном слое согласно изобретению по меньшей мере один отдельный слой содержит кремнийорганическое соединение или состоит из него, причем содержание C_yH_z в кремнийорганическом покрытии составляет от 20 до 80 мас.%, предпочтительно от 30 до 70 мас.%. Такие кремнийорганические покрытия предпочтительно являются сильносшитыми и имеют полимерный характер.

Другие предпочтительные отдельные слои содержат или состоят из аморфного гидрированного углерода (a-C:H), предпочтительно, аморфного гидрированного углерода, легированного азотом (a-C:N:H), или аморфного гидрированного углерода, легированного азотом и кремнием (a-C:N:Si:H). Их предпочтительно получают способами CVD с ацетиленом (C₂H₂) или ацетиленсодержащими технологическими газами.

Кроме того, предпочтительные отдельные слои содержат другие прозрачные керамические слои и/или полимерные слои, которые могут быть получены с помощью процессов осаждения из газовой фазы и которые снижают или существенно предотвращают диффузию пластификаторов, например, парилены, сополимеры поливинилиденхлоридов (PVDC) этилен-виниловых спиртов (EVOP) или полиакрилаты.

Особенно предпочтительный барьерный слой согласно изобретению содержит по меньшей мере один отдельный слой, имеющий материал керамического характера. Отдельный слой предпочтительно представляет собой слой на основе оксида кремния, на основе нитрида кремния, на основе оксинитрида кремния, на основе оксида алюминия, на основе оксида олова, на основе оксида цинка, на основе оксида олова-цинка или содержит другие смешанные оксиды. Отдельные слои предпочтительно состоят из оксида кремния, нитрида кремния, оксинитрида кремния, оксида алюминия, оксида олова, оксида цинка, оксида олова-цинка или других прозрачных смешанных оксидов или смешанных нитридов.

Слои, содержащие оксид металла, нитрид металла или оксинитрид металла, могут быть дополнительно легированы, например, сурьмой, фтором, серебром, рутением, палладием, алюминием и танталом.

В особенно предпочтительном варианте осуществления барьерный слой содержит по меньшей мере два, предпочтительно точно два, точно три, точно четыре или точно пять отдельных слоев одного и того же материала, расположенных один над другим. Это особенно выгодно в случае используемых здесь тонких отдельных слоев, поскольку дефекты в одном из отдельных слоев могут быть скомпенсированы дополнительным(и) отдельным(и) слоем (слоями).

В особенно выгодном варианте осуществления барьерный слой содержит точно один или по меньшей мере один двухслойный слой, также называемый двойным слоем или диадой. Двойной слой предпочтительно состоит из первого отдельного слоя с полимерным характером и второго отдельного слоя с керамическим или неорганическим характером. При этом первый отдельный слой предпочтительно расположен на стороне двойного слоя, обращенной к функциональному элементу. Первый отдельный слой двойного слоя особенно предпочтительно расположен непосредственно на функциональном элементе.

Первый отдельный слой предпочтительно содержит полимер или полимеризованный материал. Особенно предпочтительно вышеупомянутые кремнийорганические слои представляют собой слои типа SiO_xC_y:H с большим содержанием углеводородов.

Второй отдельный слой предпочтительно представляет собой слой на основе оксида металла, на основе нитрида металла или на основе оксида-нитрида металла, причем особенно предпочтительным металлом является кремний. Он предпочтительно имеет только низкое содержание углеводородов и, в частности, имеет керамический характер.

Изобретение основано, в частности, на знании изобретателей, что комбинация из первого и второго отдельных слоев, изготовленных из вышеупомянутых материалов, является особенно выгодной в отношении предотвращения диффузии пластификатора из промежуточных слоев в активный слой функционального элемента.

Не желая привязываться к теории, преимущество двойных слоев, объединенных в соответствии с изобретением, связывается с ингибирующими диффузию пластификатора свойствами отдельных слоев, имеющих керамический или неорганический характер, в сочетании с улучшающими адгезию и маскирующими дефекты свойствами полимерных или полимероподобных отдельных слоев.

Особенно предпочтительными являются двойной слой или последовательность из нескольких двойных слоев, которые состоят из первого отдельного слоя из кремнийорганического соединения (предпочтительно с большим содержанием углеводородов). При этом первый отдельный слой предпочтительно расположен на стороне двойного слоя или двойных слоев, обращенных к функциональному элементу. Здесь особенно хорошими являются улучшающие адгезию и маскирующие дефекты свойства первого отдельного слоя, а также ингибирующие диффузию свойства пластификатора второго отдельного слоя.

В случае последовательности из нескольких двойных слоев особенно предпочтительно, если первый отдельный слой (K означает керамический) и второй отдельный слой (P означает полимеризованный) расположены попеременно один над другим, для двух двойных слоев, например, в последовательности (P-K)-(P-K) или в последовательности (K-Р)-(K-Р) или в последовательности (Р-K)-(K-Р) или в последовательности (K-Р)-(Р-K).

Для трех двойных слоев, например, в последовательности (P-K)-(P-K)-(P-K) или в последовательности (K-P)-(K-P)-(K-P) или в последовательности (P-K)-(K-P)-(P-K) или в любой другой перестановке (K-P) и (P-K).

В предпочтительном варианте осуществления барьерный слой содержит первый одиночный слой из кремнийорганического соединения с большим содержанием углеводородов и второй отдельный, который основан на оксиде кремния и, следовательно, имеет только небольшое содержание углеводородов.

В предпочтительном варианте осуществления один или несколько улучшающих адгезию слоев могут быть расположены между функциональным элементом и барьерным слоем. В частности, поверхность последовательности укладки функционального элемента может быть подвергнута улучшающей адгезию обработке поверхности. Таким образом, последовательность укладки может подвергаться обработке поверхности аргоновой (Ar) плазмой, азотной (N₂) плазмой или кислородной (O₂) плазмой.

В предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению весь барьерный слой из одного или нескольких отдельных слоев над выходной поверхностью активного слоя имеет толщину d (также называемую толщиной материала) от 10 нм до 5000 нм (нанометров), предпочтительно от 15 нм до 1000 нм и особенно предпочтительно от 15 нм до 500 нм. Толщина d определяется ортогонально к боковой поверхности над выходной поверхностью активного слоя.

Толщина d_1,2 отдельных слоев над выходной поверхностью активного слоя предпочтительно составляет от 5 нм до 5000 нм (нанометров), предпочтительно от 10 нм до 1000 нм и особенно предпочтительно от 10 нм до 200 нм.

В предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению весь барьерный слой из одного или нескольких отдельных слоев над боковой поверхностью последовательности укладки функционального элемента, имеет толщину d (также называемую толщиной материала) от 10 нм до 5000 нм (нанометров), предпочтительно от 15 нм до 1000 нм и особенно предпочтительно от 15 до 500 нм. Толщина d определяется ортогонально к боковой поверхности над выходной поверхностью активного слоя.

Барьерные слои согласно изобретению могут быть получены любым подходящим способом осаждения. При этом особенно подходящими являются способы осаждения из газовой фазы, которые обеспечивают возможность контролируемого изготовления особенно тонких толщин d барьерного слоя.

Следующие способы осаждения особенно подходят для изготовления барьерных слоев в соответствии с изобретением:

физическое осаждение из газовой фазы (PVD), особенно предпочтительно

испарение, такое как

- термическое испарение,

- электронно-лучевое испарение,

- лазерное испарение,

- ионное напыление (IAD) или

- электродуговое испарение;

или

катодное распыление, такое как

- магнетронное распыление;

осаждение атомного слоя, такое как

- плазменное осаждение атомного слоя (PEALD);

и/или

химическое осаждение из газовой фазы (CVD), особенно предпочтительно

- плазменное химическое осаждение из газовой фазы (PECVD),

- PECVD под низким давлением (LPCVD),

- низкотемпературное PECVD под низким давлением.

Вышеупомянутые плазменные способы, такие как PECVD и PEALD, особенно подходят для функциональных элементов с полимерными несущими пленками и чувствительными к температуре активными слоями, поскольку они позволяют осуществлять осаждение при лишь незначительных температурах подложки.

Композитная панель в соответствии с изобретением содержит по меньшей мере одну (первую) последовательность укладки из внешней панели, первого промежуточного слоя, второго промежуточного слоя и внутренней панели, причем промежуточные слои содержат по меньшей мере одну термопластичную полимерную пленку по меньшей мере с одним пластификатором, и причем между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем по меньшей мере на участках расположен соответствующий изобретению функциональный элемент с электрически управляемыми оптическими свойствами.

Если функциональный элемент ламинирован в композитную панель, то, в частности, диффузия пластификаторов из промежуточных слоев внутрь функционального элемента при старении приводит к осветлению или изменению пропускания, что ухудшает прозрачность, функциональность и эстетику всей композитной панели. За счет герметизации функционального элемента подходящим барьерным слоем, который ингибирует или предотвращает диффузию пластификаторов из промежуточного слоя в функциональный элемент и, в частности, в боковую поверхность функционального элемента, такие проявления старения значительно уменьшаются или полностью предотвращаются.

Композитная панель может представлять собой, например, ветровое стекло или панель крыши транспортного средства или другое остекление транспортного средства, например разделительную панель в транспортном средстве, предпочтительно в рельсовом транспортном средстве или автобусе. Альтернативно, композитная панель может представлять собой архитектурное остекление, например, во внешнем фасаде здания, или перегородку внутри здания.

Термины внешняя панель и внутренняя панель произвольно описывают две разные панели. В частности, внешняя панель может упоминаться как первая панель, а внутренняя панель - как вторая панель.

Если композитная панель предусмотрена для отделения внутреннего пространства от внешней среды в оконном проеме транспортного средства или здания, то панель (вторая панель), обращенная к внутренней части (салону транспортного средства), называется внутренней панелью в смысле изобретения. Внешняя панель - это панель, обращенная к внешней среде (первая панель). Однако изобретение не ограничено этим.

Композитная панель согласно изобретению содержит соответствующий изобретению функциональный элемент с электрически управляемыми оптическими свойствами, который расположен по меньшей мере на участках между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем. Первый и второй промежуточные слои обычно имеют те же размеры, что и внешняя панель и внутренняя панель. Функциональный элемент предпочтительно имеет форму пленки.

В предпочтительном варианте осуществления композитной панели согласно изобретению промежуточный слой содержит полимер, предпочтительно термопластичный полимер.

В особенно предпочтительном варианте осуществления композитной панели согласно изобретению промежуточный слой содержит по меньшей мере 3 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 5 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мас.% и, в частности, по меньшей мере 40 мас.% пластификатора. Пластификатор предпочтительно содержит или состоит из триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноата).

При этом пластификаторы представляют собой химические вещества, которые делают пластики более мягкими, более гибкими, более пластичными и/или более эластичными. Они сдвигают область термоэластичности к более низким температурам, так что пластики имеют желательные более упругие свойства в диапазоне температур применения. Другими предпочтительными пластификаторами являются сложные эфиры карбоновых кислот, в частности сложные эфиры карбоновых кислот с низкой летучестью, жиры, масла, мягкие смолы и камфара. Другими пластификаторами предпочтительно являются алифатические диэфиры три- или тетраэтиленгликоля. Особенно предпочтительно в качестве пластификаторов используются 3G7, 3G8 или 4G7, причем первая цифра обозначает количество единиц этиленгликоля, а последняя цифра обозначает количество атомов углерода в доле карбоновой кислоты соединения. Например, 3G8 обозначает триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноат), то есть соединение формулы C₄H₉CH (CH₂CH₃) CO (OCH₂CH₂)₃O₂CCH (CH₂CH₃) C₄H₉.

В еще одном особенно выгодном варианте композитного стекла в соответствии с изобретением промежуточный слой содержит по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и, в частности, по меньшей мере 97 мас.% поливинилбутираля.

Толщина каждого промежуточного слоя предпочтительно составляет от 0,2 мм до 2 мм, особенно предпочтительно от 0,3 мм до 1 мм, в частности от 0,3 мм до 0,8 мм, например 0,76 мм.

В предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению барьерный слой выполнен таким образом, что он предотвращает диффузию пластификаторов из промежуточного слоя через барьерный слой.

В особенно предпочтительном варианте осуществления функционального элемента согласно изобретению барьерный слой не содержит пластификатора, то есть без целевого добавления пластификатора.

Управляемый функциональный элемент обычно содержит тонкий активный слой между двумя поверхностными электродами. Активный слой обладает управляемыми оптическими свойствами, которыми можно управлять с помощью напряжения, приложенного к поверхностным электродам.

В композитной панели в соответствии с изобретением поверхностные электроды и активный слой обычно расположены, по существу, параллельно поверхностям внешней панели и внутренней панели.

Поверхностные электроды электрически соединены с внешним источником напряжения известным способом. Электрическое контактирование осуществляется с помощью подходящих соединительных кабелей, например пленочных проводников, которые опционально соединяются с поверхностными электродами с помощью так называемых шин, например, полосок из электропроводящего материала или электропроводящей печати.

Поверхностные электроды предпочтительно выполнены в виде прозрачных электропроводящих слоев. Поверхностные электроды предпочтительно содержат по меньшей мере металл, металлический сплав или прозрачный проводящий оксид (TCO). Поверхностные электроды могут содержать, например, серебро, золото, медь, никель, хром, вольфрам, оксид индия-олова (ITO), оксид цинка, легированный галлием или алюминием, и/или оксид цинка, легированный фтором или сурьмой. Поверхностные электроды предпочтительно имеют толщину от 10 нм до 2 мкм, особенно предпочтительно от 20 нм до 1 мкм, особенно предпочтительно от 30 нм до 500 нм.

В дополнение к активному слою и поверхностным электродам функциональный элемент может иметь другие известные слои, например, барьерные слои, блокирующие слои, антиотражающие слои, защитные слои и/или сглаживающие слои.

Функциональный элемент предпочтительно выполнен в виде многослойной пленки с двумя внешними несущими пленками. В такой многослойной пленке поверхностные электроды и активный слой расположены между обеими несущими пленками. Под внешней несущей пленкой здесь подразумевается, что несущие пленки образуют обе поверхности многослойной пленки. Таким образом, функциональный элемент может быть выполнен в виде ламинированной пленки, которая может преимущественно обрабатываться. Функциональный элемент преимущественно защищен от повреждений, в частности коррозии, несущими пленками. Многослойная пленка содержит, в указанном порядке, по меньшей мере одну несущую пленку, один поверхностный электрод, один активный слой, другой поверхностный электрод и другую несущую пленку. Несущая пленка несет, в частности, поверхностные электроды и придает жидкому или мягкому активному слою необходимую механическую стабильность.

Несущие пленки предпочтительно содержат по меньшей мере один термопластичный полимер, особенно предпочтительно полиэтилентерефталат (PET) с низким содержанием пластификатора или без пластификатора. Это особенно выгодно в отношении стабильности многослойной пленки. Однако несущие пленки могут также содержать или состоять из других полимеров с низким содержанием пластификатора или без пластификатора, например, этиленвинилацетата (EVA), полипропилена, поликарбоната, полиметилметакрилата, полиакрилата, поливинилхлорида, полиацетатной смолы, литейных смол, акрилатов, фторированных этиленпропиленов, поливинилфторида и/или этилен-тетрафторэтилена. Толщина каждой несущей пленки предпочтительно составляет от 0,02 до 1 мм, особенно предпочтительно от 0,04 до 0,2 мм.

Как правило, каждая из несущих пленок имеет электропроводящее покрытие, которое обращено к активному слою и выполняет функцию поверхностного электрода.

Функциональный элемент согласно изобретению предпочтительно представляет собой функциональный элемент PDLC (диспергированный в полимере жидкий кристалл). Активный слой функционального элемента PDLC содержит жидкие кристаллы, которые встроены в полимерную матрицу. Если на поверхностные электроды не подается напряжение, жидкие кристаллы ориентированы неупорядоченным образом, что приводит к сильному рассеянию света, проходящего через активный слой. Если на поверхностные электроды подается напряжение, жидкие кристаллы ориентируются в общем направлении, и пропускание света через активный слой увеличивается. Альтернативно, могут быть использованы функциональные элементы, и, в частности функциональные элементы PDLC, которые являются прозрачными, когда нет напряжения (ноль вольт), и сильно рассеивают при приложении напряжения.

В принципе, однако, также можно использовать другие типы управляемых функциональных элементов, например, электрохромные функциональные элементы или функциональные элементы SPD (устройство с взвешенными частицами). Упомянутые управляемые функциональные элементы и способ функционирования известны специалисту в данной области, поэтому здесь можно обойтись без подробного описания.

Функциональные элементы в виде многослойных пленок являются коммерчески доступными. Функциональный элемент обычно вырезается из многослойной пленки с большими размерами в желательной форме и с желательными размерами. Это может осуществляться механически, например, с помощью ножа. В предпочтительном варианте осуществления резка осуществляется с помощью лазера. Было показано, что боковая поверхность в этом случае более устойчива, чем при механической резке. В случае механически срезанных боковых поверхностей может возникнуть риск втягивания материала, что является оптически заметным и отрицательно влияет на эстетику стекла.

В композитной панели согласно изобретению функциональный элемент соединен с внешней панелью через область первого промежуточного слоя и с внутренней панелью через область второго промежуточного слоя. Промежуточные слои предпочтительно расположены плоско один на другом и ламинированы друг с другом, причем функциональный элемент вставлен между обоими слоями. Области промежуточных слоев, которые перекрываются с функциональным элементом, образуют тогда области, которые соединяют функциональный элемент с панелями. В других областях панели, где промежуточные слои находятся в прямом контакте друг с другом, они могут сплавляться во время ламинирования таким образом, что оба исходных слоя, возможно, больше не будут различимы, и вместо этого присутствует гомогенный промежуточный слой.

Промежуточный слой может быть образован, например, одной термопластичной пленкой. Промежуточный слой также может быть выполнен в виде двухслойной, трехслойной или многослойной пленки, причем отдельные пленки имеют одинаковые или разные свойства. Промежуточный слой также может быть сформирован из участков различных термопластичных пленок, боковые поверхности которых прилегают друг к другу.

В предпочтительном развитии композитной панели в соответствии с изобретением область первого или второго промежуточного слоя, через которую функциональный элемент соединен с внешней панелью или внутренней панелью, тонирована или окрашена. Поэтому пропускание этой области в видимом спектральном диапазоне уменьшается по сравнению с нетонированным или неокрашенным слоем. Таким образом, тонированная/окрашенная область промежуточного слоя снижает пропускание ветрового стекла в области солнцезащитного козырька. В частности, улучшается эстетическое впечатление от функционального элемента, поскольку тонирование приводит к более нейтральному внешнему виду, который является более приятным для наблюдателя.

В контексте изобретения под электрически управляемыми оптическими свойствами понимаются те свойства, которыми можно плавно управлять, но в равной степени также те, которые можно переключать между двумя или более дискретными состояниями.

Электрическое управление солнцезащитным козырьком осуществляется, например, с помощью переключателей, поворотных или ползунковых регуляторов, которые встроены в приборное оборудование автомобиля. Однако кнопка (переключающая площадка) для регулировки солнцезащитного козырька также может быть встроена в лобовое стекло, например, емкостная кнопка. В качестве альтернативы или в дополнение, солнцезащитный козырек может управляться бесконтактными методами, например, распознаванием жестов, или в зависимости от состояния зрачка или века, определяемого камерой и подходящим электронным средством оценки. Альтернативно или дополнительно, солнцезащитный козырек может управляться датчиками, которые обнаруживают попадание света на панель.

Тонированная или окрашенная область промежуточного слоя предпочтительно имеет пропускание в видимом спектральном диапазоне от 10% до 50%, особенно предпочтительно от 20% до 40%. Это дает особенно хорошие результаты с точки зрения противоослепляющей защиты и внешнего вида.

Промежуточный слой может быть сформирован из одиночной термопластичной пленки, в которой тонированная или окрашенная область получается путем локального тонирования или окрашивания. Такие пленки могут быть получены, например, путем соэкструзии. Альтернативно, нетонированный участок пленки и тонированный или окрашенный участок пленки могут быть соединены вместе для формирования термопластичного слоя.

Тонированная или окрашенная область может быть однородно окрашенной или тонированной, то есть иметь независимое от местоположения пропускание. Однако тонирование или окрашивание также могут быть неоднородными, в частности, может быть реализовано прогрессирование пропускания. В одном варианте осуществления степень пропускания в тонированной или окрашенной области уменьшается по меньшей мере на участках с увеличением расстояния от верхнего края. Таким образом можно избежать четких краев тонированной или окрашенной области, чтобы переход от солнцезащитного козырька к прозрачной области ветрового стекла был постепенным, что выглядит эстетически более привлекательным.

В предпочтительном варианте осуществления область первого промежуточного слоя, то есть область между функциональным элементом и внешней панелью, тонирована. Это создает особенно эстетичное впечатление, если смотреть сверху на внешнюю панель. Область второго промежуточного слоя между функциональным элементом и внутренней панелью может опционально дополнительно быть окрашена или тонирована.

Композитная панель с электрически управляемым функциональным элементом может быть преимущественно выполнена в виде ветрового стекла с электрически управляемым солнцезащитным козырьком. Такое ветровое стекло имеет верхний край и нижний край, а также два боковых края, проходящие между верхним краем и нижним краем. Верхним краем называется край, который предусмотрен для того, чтобы указывать вверх в установленном положении. Нижним краем называется край, который предусмотрен для того, чтобы указывать вниз в установленном положении. Верхний край часто называют краем крыши, а нижний край - краем двигателя.

Ветровые стекла имеют центральное поле зрения, к оптическому качеству которого предъявляются высокие требования. Центральное поле зрения должно иметь высокое светопропускание (обычно более 70%). Указанное центральное поле зрения представляет собой, в частности, то поле зрения, которое известно специалисту в данной области как поле зрения B, область зрения B или зона B. Поле зрения B и его технические требования установлены в Директиве № 43 Европейской экономической комиссии Организации Объединенных Наций (UN/ECE) (ECE-R43, „Einheitliche Bedingungen für die Genehmigung der Sicherheitsverglasungswerkstoffe und ihres Einbaus in Fahrzeuge“). Поле зрения B определено там в Приложении 18.

Функциональный элемент тогда преимущественно располагается над центральным полем зрения (полем зрения В). Это означает, что функциональный элемент расположен в зоне между центральным полем зрения и верхним краем ветрового стекла. Функциональный элемент не должен перекрывать всю область, но полностью расположен внутри этой области и не выступает в центральное поле зрения. Другими словами, функциональный элемент имеет меньшее расстояние от верхнего края ветрового стекла, чем центральное поле зрения. Таким образом, пропускание центрального поля зрения не ухудшается из-за функционального элемента, который расположен в месте, аналогичном классическому механическому солнцезащитному козырьку в откинутом вниз состоянии.

Ветровое стекло предпочтительно предусмотрено для автомобиля, особенно предпочтительно для легкового автомобиля.

В предпочтительном варианте осуществления функциональный элемент, точнее боковые поверхности функционального элемента с барьерным слоем, окружен третьим промежуточным слоем. Третий промежуточный слой имеет форму рамки с выемкой, в которую вставлен функциональный элемент. Третий промежуточный слой также может быть образован термопластичной пленкой, в которой посредством вырезки создается выемка. Альтернативно, третий промежуточный слой также может состоять из нескольких участков пленки вокруг функционального элемента. Промежуточный слой предпочтительно образован в общей сложности по меньшей мере из трех термопластичных слоев, расположенных плоско один на другом, причем средний слой имеет выемку, в которой расположен функциональный элемент. При изготовлении третий промежуточный слой располагается между первым и вторым промежуточным слоем, причем боковые поверхности всех промежуточных слоев предпочтительно расположены в совмещении друг с другом. Третий промежуточный слой предпочтительно имеет приблизительно такую же толщину, что и функциональный элемент. Это компенсирует локальную разницу в толщине ветрового стекла, которая вводится локально ограниченным функциональным элементом, так что можно избежать поломки стекла при ламинировании.

Боковые поверхности функционального элемента, которые видны через ветровое стекло, предпочтительно расположены заподлицо с третьим промежуточным слоем, чтобы не было зазора между боковой поверхностью функционального элемента и связанной боковой поверхностью промежуточного слоя. Это относится, в частности, к нижней поверхности функционального элемента, которая обычно видна. Граница между третьим промежуточным слоем и функциональным элементом оптически менее заметна.

В предпочтительном варианте осуществления нижние края функционального элемента и тонированной области промежуточного слоя (слоев) адаптированы к форме верхнего края ветрового стекла, что приводит к более привлекательному внешнему виду. Поскольку верхний край ветрового стекла обычно изогнут, в частности вогнут, нижний край функционального элемента и тонированной области также предпочтительно выполнен изогнутым. Нижние края функционального элемента особенно предпочтительно образованы, по существу, параллельно верхнему краю ветрового стекла. Но также возможно изготовить солнцезащитный козырек из двух прямых половин, которые расположены под углом друг к другу и v-образно приближаются к форме верхнего края.

В одном варианте осуществления изобретения функциональный элемент разделен на сегменты изоляционными линиями. Изоляционные линии, в частности, вводятся в поверхностные электроды, так что сегменты поверхностного электрода электрически изолированы друг от друга. Отдельные сегменты независимо соединены с источником напряжения, так что ими можно управлять отдельно. Таким образом, разные участки солнцезащитного козырька можно переключать независимо. Изоляционные линии и сегменты особенно предпочтительно расположены горизонтально в установленном положении. Это позволяет пользователю управлять высотой солнцезащитного козырька. Термин «горизонтальный» должен толковаться здесь в широком смысле и обозначает направление распространения, которое для ветрового стекла проходит между боковыми краями ветрового стекла. Изоляционные линии не обязательно должны быть прямыми, но также могут быть слегка изогнутыми, предпочтительно адаптированными к возможному изгибу верхнего края ветрового стекла, в частности, по существу, параллельными верхнему краю ветрового стекла. Вертикальные изоляционные линии также возможны.

Изоляционные линии имеют, например, ширину от 5 мкм до 500 мкм, в частности от 20 до 200 мкм. Ширина сегментов, то есть расстояние между соседними изоляционными линиями может быть соответствующим образом выбрано специалистом в данной области техники в соответствии с требованиями в каждом конкретном случае.

Изоляционные линии могут быть введены путем лазерной абляции, механической резки или травления во время изготовления функционального элемента. Уже ламинированные многослойные пленки также могут быть впоследствии сегментированы с использованием лазерной абляции.

Верхний край и смежная боковая поверхность или все боковые поверхности функционального элемента при просмотре через композитную панель предпочтительно покрыты маскирующей печатью или внешней рамкой. Ветровые стекла обычно имеют окружную периферийную маскирующую печать из непрозрачной эмали, которая используется, в частности, для защиты от УФ-излучения и визуальной маскировки клея, используемого для установки ветрового стекла. Эта периферийная маскирующая печать предпочтительно используется для покрытия верхнего края и боковой поверхности функционального элемента, а также необходимых электрических выводов. Солнцезащитный козырек тогда предпочтительно интегрируется во внешний вид ветрового стекла, и только нижний край потенциально распознается наблюдателем. Как внешняя панель, так и внутренняя панель предпочтительно имеют маскирующую печать, так что просмотр с обеих сторон предотвращается.

Функциональный элемент также может иметь выемки или отверстия, например, в области так называемых окон датчиков или окон камер. Эти области предназначены для оснащения датчиками или камерами, функция которых нарушалась бы из-за управляемого функционального элемента на пути луча, например датчиками дождя. Также возможно реализовать солнцезащитный козырек по меньшей мере с двумя отдельными функциональными элементами, при этом между функциональными элементами имеется расстояние, которое обеспечивает пространство для окон датчиков или камер.

Функциональный элемент (или совокупность функциональных элементов в описанном выше случае нескольких функциональных элементов) предпочтительно расположен по всей ширине композитной панели или ветрового стекла, за исключением краевой области с обеих сторон, с шириной, например, от 2 мм до 20 мм. Функциональный элемент также предпочтительно имеет расстояние, например, от 2 мм до 20 мм от верхнего края. Функциональный элемент заключен в промежуточный слой и защищен от контакта с окружающей атмосферой и коррозии.

Внешняя панель и внутренняя панель предпочтительно выполнены из стекла, особенно предпочтительно из натриево-кальциевого стекла, как это принято для оконных стекол. Однако стекла также могут быть изготовлены из других типов стекла, например кварцевого стекла, боросиликатного стекла или алюмосиликатного стекла, или из жестких прозрачных пластиков, например поликарбоната или полиметилметакрилата. Панели могут быть прозрачными или тонированными или окрашенными. Ветровые стекла должны иметь достаточное светопропускание в центральной зоне обзора, предпочтительно по меньшей мере 70% в основной зоне обзора A в соответствии с ECE-R43.

Внешняя панель, внутренняя панель и/или промежуточный слой могут иметь другие подходящие известные как таковые покрытия, например, антибликовые покрытия, антипригарные покрытия, стойкие к царапинам покрытия, фотокаталитические покрытия или солнцезащитные покрытия или низкоэмиссионные покрытия.

Толщина внешней панели и внутренней панели может широко варьироваться и, таким образом, может быть адаптирована к индивидуальным требованиям. Внешняя панель и внутренняя панель предпочтительно имеют толщину от 0,5 мм до 5 мм, особенно предпочтительно от 1 мм до 3 мм.

Изобретение дополнительно включает способ изготовления соответствующего изобретению функционального элемента с электрически управляемыми оптическими свойствами, в котором по меньшей мере

а) предоставляют последовательность укладки по меньшей мере из первой несущей пленки, активного слоя и второй несущей пленки и

b) герметизируют выходную поверхность активного слоя по меньшей мере на одной боковой поверхности функционального элемента по меньшей мере на участках и предпочтительно полностью с помощью барьерного слоя посредством вакуумного способа осаждения тонкого слоя.

Предпочтительно предоставляют последовательность укладки по меньшей мере из первой несущей пленки, первого поверхностного электрода, активного слоя, второго поверхностного электрода и второй несущей пленки.

Последовательность укладки представляет собой, например, предварительно изготовленную пленку, которую доводят до подходящего размера и формы.

Процесс вакуумного осаждения тонкого слоя согласно изобретению предпочтительно представляет собой один из следующих процессов:

физическое осаждение из паровой фазы (PVD), особенно предпочтительно

испарение, такое как

- термическое испарение,

- электронно-лучевое испарение,

- лазерное испарение,

- ионное напыление (IAD) или

- электродуговое испарение;

или

распыление, такое как

- магнетронное распыление;

осаждение атомного слоя (PEALD), такое как

- плазменное осаждение атомного слоя (PEALD);

или

химическое осаждение из газовой фазы (CVD), особенно предпочтительно

- плазменное химическое осаждение из газовой фазы (PECVD),

- PECVD под низким давлением (LPCVD),

- низкотемпературное PECVD под низким давлением.

Барьерные слои, осажденные с помощью вакуумных способов осаждения тонкого слоя, предпочтительно содержат вышеупомянутые материалы в соответствии с изобретением и вышеупомянутую структуру в соответствии с изобретением.

Другой аспект изобретения включает функциональный элемент (5) PDLC с электрически управляемыми оптическими свойствами, содержащий

последовательность укладки по меньшей мере из:

- первой несущей пленки из PET,

- слоя PDLC в качестве активного слоя и

- второй несущей пленки из PET,

при этом по меньшей мере боковые поверхности функционального элемента герметизированы по меньшей мере одним барьерным слоем, сформированным плазменным осаждением из газовой фазы (PECVD).

Барьерный слой предпочтительно содержит по меньшей мере одиночный слой на основе оксида кремния, особенно предпочтительно двойной слой, состоящий из отдельного слоя, содержащего кремнийорганическое соединение (с большим содержанием углеводородов), и отдельного слоя на основе оксида кремния (с низким содержанием углеводородов).

В предпочтительном развитии способа согласно изобретению в способе PECVD в качестве технологического газа используют кремнийорганическое соединение, предпочтительно дисилоксан, особенно предпочтительно гексаметилдисилоксан (HMDSO), тетраметилдисилоксан (TMDSO) или тетраэтоксисилан (TEOS). Такие технологические газы особенно хорошо подходят для изготовления отдельного слоя, содержащего кремнийорганическое соединение. Осаждение с использованием HMDSO в качестве технологического газа является особенно подходящим, поскольку осаждение может проводиться при низких температурах (обычно от 50 до 100°С), и осаждение также возможно на чувствительных к температуре поверхностях, таких как пластики.

В предпочтительном развитии способа согласно изобретению в способе PECVD в качестве первого технологического газа используется кремнийорганическое соединение, предпочтительно дисилоксан, особенно предпочтительно гексаметилдисилоксан (HMDSO) или тетраметилдисилоксан (TMDSO), а в качестве второго технологического газа - кислород (O₂). Кислород предпочтительно вводится в плазму с избытком кислорода, предпочтительно с соотношением HMDSO:O₂ от 1:2 до 1:100, предпочтительно от 1:5 до 1:15 и особенно предпочтительно от 1:8 до 1:12 и, например, 1:10. Подобные смеси технологического газа особенно хорошо подходят для изготовления отдельных слоев на основе оксида кремния лишь с незначительными углеводородными остатками.

Альтернативно, барьерные слои могут изготавливаться из аморфного гидрированного углерода (a-C:H) отдельно или в комбинации с другими и, в частности, с отдельными слоями на основе оксида кремния. В качестве технологического газа здесь предпочтительно используется ацетилен.

Альтернативно, барьерные слои могут изготавливаться из аморфного гидрированного углерода, легированного азотом (a-C:N:H), отдельно или в комбинации с другими и, в частности, с отдельными слоями на основе оксида кремния. В качестве технологического газа здесь предпочтительно используется смесь ацетилена и азота.

Альтернативно, барьерные слои могут изготавливаться из аморфного гидрированного углерода, легированного азотом и кремнием (a-C:N:Si:H) отдельно или в комбинации с другими и, в частности, с отдельными слоями на основе оксида кремния. В качестве технологического газа здесь предпочтительно используется смесь ацетилена, азота и HMDSO.

В предпочтительном развитии способа согласно изобретению поверхность последовательности укладки может быть подвергнута улучшающей адгезию обработке поверхности перед осаждением барьерного слоя или между осаждением отдельных слоев. Таким образом, последовательность укладки или отдельный слой могут подвергаться обработке поверхности аргоновой (Ar) плазмой, азотной (N₂) плазмой или кислородной (O₂) плазмой.

В предпочтительном развитии способа согласно изобретению функциональный элемент полностью герметизируют барьерным слоем на всех внешних поверхностях. Для этого, например, поверхность контакта функционального элемента на носителе или поверхность контакта держателя можно менять во время нанесения покрытия или между двумя этапами нанесения покрытия, или функциональный элемент можно, например, вращать или поворачивать.

Другой аспект изобретения относится к способу изготовления соответствующей изобретению композитной панели, причем на следующем этапе способа

c) внешнюю панель, первый промежуточный слой, соответствующий изобретению функциональный элемент с электрически управляемыми оптическими свойствами, второй промежуточный слой и внутреннюю панель располагают друг над другом в этом порядке, и

d) внешнюю панель и внутреннюю панель соединяют ламинированием, причем промежуточный слой со встроенным функциональным элементом формируют из первого промежуточного слоя и второго промежуточного слоя.

В предпочтительном развитии способа в соответствии с изобретением на этапе c) способа между первым промежуточным слоем и вторым промежуточным слоем располагают третий промежуточный слой, который обрамляет функциональный элемент.

Электрическое контактирование поверхностных электродов функционального элемента предпочтительно осуществляют перед ламинированием композитной панели.

Любые существующие отпечатки, например непрозрачные маскирующие отпечатки или печатные шины для электрического контактирования функционального элемента, предпочтительно наносят с использованием способа трафаретной печати.

Ламинирование предпочтительно осуществляют под действием тепла, вакуума и/или давления. Можно использовать способы, известные как таковые для ламинирования, например автоклавные способы, способы формования вакуумным мешком, способы вакуумного кольца, способы каландрирования, вакуумные ламинаторы или их комбинации.

Изобретение дополнительно включает применение соответствующей изобретению композитной панели с электрически управляемым функциональным элементом в качестве внутреннего остекления или внешнего остекления в транспортном средстве или в здании, причем электрически управляемый функциональный элемент применяется в качестве защиты от солнца или в качестве защиты от нежелательных взглядов.

Изобретение дополнительно включает применение соответствующего изобретению функционального элемента в ветровом стекле или панели крыши транспортного средства, причем функциональный элемент применяется в качестве солнцезащитного козырька.

Изобретение дополнительно включает применение соответствующего изобретению функционального элемента во внутреннем остеклении или внешнем остеклении в транспортном средстве или в здании, причем электрически управляемый функциональный элемент применяется в качестве защиты от солнца или в качестве защиты от нежелательных взглядов.

Изобретение дополнительно включает применение соответствующей изобретению композитной панели в качестве ветрового стекла или панели крыши транспортного средства, причем электрически управляемый функциональный элемент применяется в качестве солнцезащитного козырька.

Большое преимущество изобретения в случае композитных панелей в качестве ветровых стекол состоит в том, что можно обойтись без классического механически складываемого солнцезащитного козырька, установленного на крыше транспортного средства. Следовательно, изобретение также включает транспортное средство, предпочтительно автотранспортное средство, в частности легковой автомобиль, которое не имеет такого классического солнцезащитного козырька.

Изобретение также включает применение тонированной или окрашенной области промежуточного слоя для соединения функционального элемента с электрически управляемыми оптическими свойствами с внешней панелью или внутренней панелью ветрового стекла, причем посредством тонированной или окрашенной области промежуточного слоя и функционального элемента реализуется электрически управляемый солнцезащитный козырек.

Изобретение более подробно поясняется со ссылкой на чертежи и примерные варианты осуществления. Чертежи представляют собой схематичное изображение без соблюдения масштаба. Чертежи никоим образом не ограничивают изобретение и показывают следующее:

Фиг. 1А - вид сверху первого варианта осуществления композитной панели в соответствии с изобретением с функциональным элементом в соответствии с изобретением,

Фиг. 1В - поперечное сечение композитной панели согласно фиг. 1А вдоль секущей линии X-X',

Фиг. 1С - увеличенное изображение области Z на фиг. 1В.

Фиг. 1D - увеличенное изображение области Z' на фиг. 1С,

Фиг. 1Е - увеличенное изображение области Z'' на фиг. 1С,

Фиг. 2 - схематичное изображение устройства для осаждения соответствующего изобретению барьерного слоя,

Фиг. 3 - блок-схема последовательности операций примерного варианта осуществления способа согласно изобретению,

Фиг. 4А - вид сверху другого варианта выполнения композитной панели в соответствии с изобретением на примере ветрового стекла с солнцезащитным козырьком,

Фиг. 4В - поперечное сечение композитной панели, показанной на фиг. 4А, вдоль секущей линии X-X'.

На фиг. 1А, 1В, 1С, 1D и 1Е показаны детали композитной панели 100 в соответствии с изобретением. Композитная панель 100 содержит внешнюю панель 1 и внутреннюю панель 2, которые соединены друг с другом через первый промежуточный слой 3а и второй промежуточный слой 3b. Внешняя панель 1 имеет толщину 2,1 мм и состоит, например, из прозрачного натриево-кальциевого стекла. Внутренняя панель 2 имеет толщину 1,6 мм и также состоит, например, из прозрачного натриево-кальциевого стекла. Композитная панель 100 имеет первый край, обозначенный D, который упоминается ниже как верхний край. Композитная панель 100 имеет второй край, обозначенный М, который расположен напротив верхнего края D и упоминается ниже как нижний край. Композитная панель 100 может быть выполнена, например, как архитектурное остекление в раме окна с дополнительными панелями для изоляционного остекления.

Между первым промежуточным слоем 3а и вторым промежуточным слоем 3b расположен соответствующий изобретению функциональный элемент 5, оптическими свойствами которого можно управлять с помощью электрического напряжения. Электрические подводящие линии не показаны для простоты.

Управляемый функциональный элемент 5 представляет собой, например, многослойную пленку PDLC, состоящую из последовательности укладки с активным слоем 11 между двумя поверхностными электродами 12, 13 и двумя несущими пленками 14, 15. Активный слой 11 содержит полимерную матрицу с диспергированными в ней жидкими кристаллами, которые ориентируются в зависимости от электрического напряжения, приложенного к поверхностным электродам, в результате чего можно управлять оптическими свойствами. Несущие пленки 14, 15 состоят из полиэтилентерефталата (PET) и имеют толщину, например, 0,125 мм. Несущие пленки 14, 15 снабжены покрытием из ITO толщиной приблизительно 100 нм, которое обращено к активному слою 11 и которое образует поверхностные электроды 12, 13. Поверхностные электроды 12, 13 могут быть подключены к бортовой электрической системе через шины (не показаны) (например, сформированные серебросодержащей трафаретной печатью) и соединительные кабели (не показаны).

Промежуточные слои 3a, 3b содержат термопластичную пленку толщиной 0,38 мм. Промежуточные слои 3a, 3b состоят, например, из 78 мас.% поливинилбутираля (PVB) и 20 мас.% триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноата) в качестве пластификатора.

Функциональный элемент 5 имеет барьерный слой 4 на всех боковых поверхностях 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, который, например, покрывает все боковые поверхности 5.1, 5.2, 5.3, 5.4, всю поверхность верхней стороны (то есть поверхность, обращенную к первому промежуточному слою 3a) функционального элемента 5 и на участках покрывает поверхность нижней стороны (то есть поверхность, обращенную ко второму промежуточному слою 3b) функционального элемента 5. Альтернативно, функциональный элемент 5 можно полностью покрывать на его внешних поверхностях, например, меняя держатели или поворачивая функциональный элемент во время нанесения покрытия или между двумя этапами нанесения покрытия.

Барьерный слой 4 уменьшает или предотвращает диффузию пластификатора в активный слой 11, что увеличивает срок службы функционального элемента 5. Толщина (или, другими словами, толщина материала) d барьерного материала 4 над (то есть ортогонально) выходной поверхностью 8 составляет, например, по меньшей мере, 50 нм.

На фиг. 1D и 1E показан пример варианта осуществления, в котором барьерный слой 4 сформирован двухслойным. На фиг. 1D показана увеличенная область Z’ верхней части функционального элемента 5 согласно фиг. 1С, а на фиг. 1Е показана увеличенная область бокового края 5.1 функционального элемента 5 с выходной поверхностью 8 активного слоя 11 согласно фиг. 1С.

Первый отдельный слой 4.1 двухслойного барьерного слоя 4 расположен непосредственно на последовательности укладки функционального элемента 5. Он состоит из кремнийорганического слоя с толщиной d₁ слоя, например, 50 нм. Первый отдельный слой 4.1 расположен на всех боковых поверхностях 5.1-5.4 функционального элемента 5, на поверхности верхней стороны (т.е. внешней стороне первой несущей пленки 14) и на участках на поверхности нижней стороны (то есть на внешней стороне второй несущей пленки 15).

Второй отдельный слой 4.2 двухслойного барьерного слоя 4 расположен непосредственно на первом отдельном слое 4.1. Он основан на оксиде кремния и имеет толщину d₂ слоя, например, 100 нм. Общая толщина d барьерного слоя 4 здесь составляет, например, d=d₁+d₂=150 нм.

Отдельные слои 4.1, 4.2 наносятся, например, на последовательность укладки функционального элемента 5 с использованием способа, описанного на фиг. 2 и 3.

Как первый отдельный слой 4.1, так и второй отдельный слой 4.2 прозрачны и бесцветны таким образом, что они не ухудшают обзор через функциональный элемент 5 и полностью невидимы для человеческого глаза.

Подобные композитные панели 100 с барьерным слоем 4 согласно изобретению демонстрируют значительно уменьшенное осветление в краевой области функционального элемента 5 при испытаниях на старение, поскольку предотвращается диффузия пластификатора из промежуточных слоев 3a, 3b в функциональный элемент 5 и обусловленная этим деградация функционального элемента 5.

На фиг. 2 показано примерное устройство для изготовления функционального элемента 5 согласно изобретению и для примерного осуществления способа согласно изобретению.

Устройство содержит установку 20 осаждения из газовой фазы на примере установки PECVD. Для этого катод 24 и анод 25 расположены в вакуумной камере 21. Плазма зажигается в плазменной зоне 27 между катодом 24 и анодом 25 путем приложения высокочастотного переменного поля посредством высокочастотного генератора 22 и согласующей электроники 23 между катодом 24 и анодом 25. Вакуум создается вакуумным насосом 28, который связан с выпускным отверстием 31 для газа.

В то же время по меньшей мере один первый технологический газ G₁ вводится через по меньшей мере одно первое впускное отверстие 30.1 для газа в плазменную зону 27.

Катод 24 выполнен, например, в виде катода с распылительной головкой. Катод с распылительной головкой означает, что катод 24 имеет большое количество отверстий, через которые может протекать первый технологический газ G₁. Катод 24 спроектирован и соединен с первым впускным отверстием 30.1 для газа таким образом, что первый технологический газ G₁ может проходить по большой площади через катод 24 в вакуумную камеру 21 и, в частности, в плазменную зону 27.

Держатель 26 образца расположен на аноде 25. Держатель 26 образца состоит, например, из пластины, кольца, нескольких колец, сетки или других подходящих форм.

Последовательность укладки функционального элемента 5, который должен быть покрыт барьерным слоем 4, расположена на держателе 26 образца. Держатель 26 образца может быть выполнен, например, в форме рамки, плоским или с множеством опорных точек.

В предпочтительном варианте осуществления держателя 26 образца согласно изобретению держатель образца выполнен таким образом, что функциональный элемент 5 выступает со всех сторон на выступающую часть U за держатель 26 образца. Это гарантирует, что все боковые поверхности 5.1-5.4 будут покрыты со всех сторон барьерным материалом 4. В частности, методы PECVD показывают особенно хорошие свойства покрытия кромок и, следовательно, позволяют осуществить особенно хорошее покрытие боковых поверхностей 5.1-5.4, которые расположены ортогонально к аноду 25.

Если в плазменную зону 27 вводятся парообразные органические соединения-предшественники (мономеры-предшественники) в качестве первого технологического газа G₁, эти соединения-предшественники первоначально активируются плазмой. В дополнение к радикалам, образующимся таким образом, в плазме также образуются ионы, которые вместе с радикалами вызывают осаждение слоя на подложке. Температура газа в плазме обычно повышается незначительно, благодаря чему могут покрываться также более чувствительные к температуре материалы.

В зависимости от технологического газа за счет активации могут возникать ионизированные молекулы, которые образуются в газовой фазе, например, с образованием молекулярных фрагментов в форме кластеров или цепей. Затем молекулярные фрагменты конденсируются на подложке (здесь, на функциональном элементе 5). При подходящем выборе технологического газа молекулярные фрагменты под воздействием температуры подложки, электронной и ионной бомбардировки могут полимеризоваться на поверхности и образовывать непрерывный слой.

Второй технологический газ G₂ может быть введен в вакуумную камеру 21 через второе впускное отверстие 30.2 для газа. Второе впускное отверстие 30.2 для газа выполнено, например, в виде кольцевого душа. Это означает, что второе впускное отверстие 30.2 для газа, например, направлено кольцеобразно вокруг плазменной зоны 27, так что второй технологический газ G₂ может течь в боковом направлении в плазменную зону 27 со всех сторон через отверстия в кольцеобразной трубке.

Само собой разумеется, что только второй технологический газ G₂ может быть введен в вакуумную камеру 21, то есть без одновременного введения первого технологического газа G₁.

Например, HMDSO или TMDSO можно использовать в качестве первого технологического газа G₁ и, при необходимости, кислород (O₂) можно использовать в качестве второго технологического газа G₂.

Если используется технологический газ G₁ или G₂, который является жидким при комнатной температуре, он может быть преобразован в газовую фазу с помощью испарителя, не показанного здесь.

Фиг. 3 показывает схематичное представление для осуществления способа согласно изобретению с использованием примера способа PECVD.

Примерный вариант осуществления соответствующего изобретению способа для изготовления соответствующего изобретению функционального элемента (5) с электрически управляемыми оптическими свойствами включает следующие этапы:

I.) предоставляют последовательность укладки по меньшей мере из

- первой несущей пленки (15),

- активного слоя (11) и

- второй несущей пленки (14)

и

II.) герметизируют выходную поверхность (8) активного слоя (11) по меньшей мере на одной боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) функционального элемента (5) по меньшей мере на участках барьерным слоем (4), причем барьерный слой (4) наносят способом PECVD на функциональный элемент (5).

Способ PECVD осуществляется, например, в вакуумной камере 21 устройства, показанного на фиг. 2. Энергоснабжение осуществляется, например, несколькими магнетронами, которые работают, например, на частоте 2,45 ГГц, по выбору в импульсном режиме. Стандартное давление в камере PECVD составляет, например, около 5*10^-5 мбар.

Способы PECVD имеют особое преимущество в том, что подлежащие покрытию подложки нагреваются лишь незначительно, что особенно выгодно в случае термочувствительных пленок PDLC.

В предпочтительном варианте осуществления одиночный слой 4.1 наносится в качестве барьерного слоя 4 на последовательность укладки функционального элемента 5. Для осаждения испаренный HMDSO вводится в качестве первого технологического газа G₁ через впускное отверстие 30.1 для газа и катод 21 с распылительной головкой в плазменную зону 27. В этом случае, например, не подается второй технологический газ G₂ или подается только инертный технологический газ G₂, такой как аргон.

Одиночный слой 4.1 содержит тогда кремнийорганическое покрытие типа SiO_xC_y:H. Его стехиометрический состав зависит от условий осаждения, то есть от параметров процесса при осаждении слоя. Кремнийорганическое покрытие предпочтительно является сильносшитым. Кремнийорганическое покрытие состоит, например, из Si₁O_0,7C_1,7:H.

В другом предпочтительном примерном варианте осуществления альтернативный одиночный слой 4.1 нанесен в качестве барьерного слоя 4 на последовательность укладки функционального элемента 5. Для осаждения испаренный HMDSO вводится в качестве первого технологического газа G₁ через впускное отверстие 30.1 для газа и катод 21 распылительной головки в плазменную зону 27. В то же время кислород (O₂) вводится в качестве второго технологического газа G₂ в плазменную зону 27 через второе входное отверстие 30.2 для газа и кольцевой душ.

Первый технологический газ G₁ (HMDSO) преимущественно вводится в соотношении ко второму технологическому газу G₂ (O₂), предпочтительно G₁:G₂, от 1:5 до 1:20 и, например, 1:10.

В результате реакции первого технологического газа G₁ из HMDSO со вторым технологическим газом G₂ из кислорода, на последовательность укладки наносится отдельный слой 4.1 на основе SiO_x. Это означает, что отдельный слой 4.1 по существу состоит из SiO_x, где, например, x=1,9, и отдельный слой 4.1 также содержит только небольшие количества углерода и водорода в качестве органического остатка кремнийорганического соединения первого технологического газа G₁. Индивидуальный слой 4.1 на основе SiO_x предпочтительно содержит более 90 мас.%.

Соответствующие толщины d слоя барьерного слоя 4 и составы барьерного слоя 4 могут быть свободно выбраны в рамках способа в соответствии с изобретением путем известного специалисту в данной области выбора параметров, в частности, длительности осаждения.

В частности, в дополнение к одиночным слоям 4.1 также могут быть нанесены многослойные барьерные слои 4 с различным составом.

В другом предпочтительном варианте осуществления наносится двухслойный барьерный слой 4 из двух отдельных слоев 4.1, 4.2, который показан в качестве примера на фиг. 1C и 1D.

Для этой цели первый отдельный слой 4.1, например, из Si₁O_0,7C_1,7:H наносится сначала на последовательность укладки. Для этой цели, как описано выше, только первый технологический газ G₁ из HMDSO вводится в плазменную зону 27.

Второй индивидуальный слой 4.2 на основе SiO_x затем наносится на первый отдельный слой 4.1. Для этой цели, как описано выше, первый технологический газ G₁ из HMDSO и второй технологический газ G₂ из кислорода, например, в соотношении 1:10, вводятся в плазменную зону 27.

В другом примерном варианте осуществления поверхность последовательности укладки может быть предварительно обработана перед нанесением барьерного слоя 4, например, очищена, протравлена или сделана шероховатой. Последовательность укладки может, например, подвергаться воздействию плазмы без технологических газов или только с кислородом в качестве технологического газа. Таким образом, можно улучшить адгезию нанесенного на нее барьерного слоя 4.

Само собой разумеется, что соответствующий изобретению способ, показанный здесь, также может быть использован для нанесения других многослойных барьерных слоев 4 с различными составами материалов, комбинациями материалов и перестановками материалов. Таким образом, различные технологические газы могут подаваться в установку PECVD простым способом, и в результате могут осаждаться барьерные слои с различными материалами.

В частности, в составе материала барьерного слоя 4 могут создаваться градиенты посредством медленного изменения параметров процесса и, в частности, посредством изменения соотношения первого технологического газа G₁ и второго технологического газа G₂.

В следующей таблице приведены результаты теста на старение для трех примерных соответствующих изобретению примеров 1-3 функциональных элементов, с соответствующими изобретению защитными слоями 4 и сравнительного примера в соответствии с предшествующим уровнем техники без соответствующего изобретению защитного слоя:

Защитный слой 4 Тест на старение первый отдельный слой 4.1 второй отдельный
слой 4.1 Пример 1 на основе SiO_x (100 нм) - хорошо Пример 2 SiO_xC_yH_z (50 нм) - хорошо Пример 3 SiO_xC_yH_z (50 нм) на основе SiO_x
(100 нм) очень хорошо Сравнительный пример - - очень хорошо

Испытание на старение состоит из хранения при нагревании в течение четырех недель при температуре 90°С ламинированного функционального элемента с покрытием.

Функциональные элементы согласно изобретению, в которых защитный слой 4 состоит из единственного защитного слоя 4.1, показывают значительно улучшенную стойкость в испытании на старение по сравнению со сравнительным примером. Двухслойный защитный слой 4 из первого отдельного защитного слоя 4.1 из кремнийорганического соединения (SiO_xC_y:H) и второго отдельного слоя 4.2 на основе оксида кремния демонстрирует дополнительно улучшенную устойчивость к старению.

На фиг. 4А и 4В показаны детали примерной соответствующей изобретению композитной панели 100 в качестве ветрового стекла с электрически управляемым солнцезащитным козырьком. Композитная панель 100 на фиг. 4A и 4B по существу соответствует композитной панели 100 на фиг. 1A-C, так что ниже рассматриваются только различия.

Ветровое стекло содержит трапецеидальную композитную панель 100 с внешней панелью 1 и внутренней панелью 2, которые соединены друг с другом через два промежуточных слоя 3а, 3b. Внешняя панель 1 имеет толщину 2,1 мм и состоит из натриево-кальциевого стекла зеленого цвета. Внутренняя панель 2 имеет толщину 1,6 мм и состоит из прозрачного натриево-кальциевого стекла. Ветровое стекло имеет верхний край D, обращенный к крыше в установленном положении, и нижний край М, обращенный к подкапотному пространству в установленном положении.

Ветровое стекло оснащено соответствующим изобретению электрически управляемым функциональным элементом 5 в качестве солнцезащитного козырька, который расположен в области над центральной областью обзора B (как определено в ECE-R43). Солнцезащитный козырек образован, например, коммерчески доступной многослойной пленкой PDLC в качестве функционального элемента 5, который встроен в промежуточные слои 3a, 3b. Например, высота солнцезащитного козырька составляет 21 см. Первый промежуточный слой 3а соединен с внешней панелью 1, второй промежуточный слой 3b соединен с внутренней панелью 2. Лежащий между ними третий промежуточный слой 3c имеет вырез, в который вырезанная многослойная пленка PDLC вставлена с точной подгонкой, то есть заподлицо со всех сторон. Таким образом, слой третьего промежуточного слоя 3с образует своего рода паспарту (рамку) для функционального элемента 5, который, таким образом, полностью окружен термопластичным материалом и поэтому защищен.

Первый промежуточный слой 3а имеет тонированную область 6, которая расположена между функциональным элементом 5 и внешней панелью 1. Светопропускание ветрового стекла, таким образом, дополнительно уменьшается в области функционального элемента 5, и белесоватый внешний вид функционального элемента 5 PDLC делается менее резким в диффузном состоянии. Это делает эстетику ветрового стекла заметно более привлекательной. Первый промежуточный слой 3а имеет, например, средний коэффициент светопропускания в области 6, составляющий 30%, и при этом достигаются хорошие результаты.

Область 6 может быть однородно тонированной. Однако зачастую визуально привлекательнее становится, когда тонирование снижается в направлении нижнего края функционального элемента 5, так что тонированная и нетонированная области плавно переходят одна в другую.

В показанном случае нижние края тонированной области 6 и нижний край функционального элемента 5 PDLC (здесь его боковая поверхность 5.1) расположены заподлицо с барьерным слоем 4. Однако это не обязательно так. Также возможно, что тонированная область 6 выступает за функциональный элемент 5 или, наоборот, что функциональный элемент 5 выступает за тонированную область 6. В последнем случае не весь функциональный элемент 5 соединялся бы с внешней панелью 1 через тонированную область 6.

Как обычно, ветровое стекло имеет окружную периферийную маскирующую печать 9, которая выполнена непрозрачной эмалью на поверхностях со стороны салона (в установленном положении обращенных к салону транспортного средства) внешней панели 1 и внутренней панели 2. Расстояние от функционального элемента 5 до верхнего края D и боковых краев ветрового стекла меньше ширины маскирующей печати 9, так что боковые поверхности функционального элемента 5, за исключением боковой кромки, обращенной к центральному полю обзора B, покрыты маскирующей печатью 9. Не показанные электрические выводы также рациональным образом прикрепляются в области маскирующей печати 9 и, следовательно, скрываются.

Управляемый функциональный элемент 5 представляет собой многослойную пленку, состоящую из активного слоя 11 между двумя поверхностными электродами 12, 13 и двумя несущими пленками 14, 15. Активный слой 11 содержит полимерную матрицу с диспергированными в ней жидкими кристаллами, которые ориентируются в зависимости от электрического напряжения, приложенного к поверхностным электродам, в результате чего можно регулировать оптические свойства. Несущие пленки 14, 15 состоят из PET и имеют толщину, например, 0,125 мм. Несущие пленки 14, 15 снабжены покрытием из ITO толщиной приблизительно 100 нм, которое обращено к активному слою 11 и которое образует электроды 12, 13. Электроды 12, 13 могут быть связаны с бортовой электрической системой через шины (не показаны) (например, образованные серебросодержащей трафаретной печатью) и соединительные кабели (не показаны).

Барьерный слой 4 расположен, например, на боковых поверхностях 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4 функционального элемента 5, аналогично фиг. 1C. В показанном примере все боковые поверхности 5.1, 5.2, 5.3 и 5.4 полностью герметизированы барьерным слоем 4. В результате функциональный элемент 5 особенно хорошо защищен от старения.

Для промежуточных слоев 3a, 3b, 3c предпочтительно можно использовать так называемый «PVB высокой текучести», который обладает более высокими характеристиками текучести, чем стандартные пленки PVB. Слои растекаются более сильно вокруг барьерного слоя 4 и функционального элемента 5, что создает более однородное оптическое впечатление, и переход от функционального элемента 5 к промежуточному слою 3c менее заметен. «PVB высокой текучести» может использоваться для всех или только для одного или нескольких промежуточных слоев 3a, 3b, 3c.

В другом примере, который здесь не показан, ветровое стекло и функциональный элемент 5 с барьерным слоем 4, по существу, соответствуют варианту осуществления, показанному на фиг. 4А и 4В. Однако функциональный элемент 5 PDLC разделен горизонтальными изоляционными линиями, например, на шесть полосообразных сегментов. Изоляционные линии имеют, например, ширину от 40 до 50 мкм и взаимное расстояние 3,5 см. Они введены в готовую многослойную пленку с помощью лазера. В частности, изоляционные линии разделяют поверхностные электроды на изолированные друг от друга полосы, каждая из которых имеет отдельный электрический вывод. Сегменты могут переключаться независимо друг от друга. Чем тоньше изоляционные линии, тем менее они заметны. Еще более тонкие изоляционные линии могут быть реализованы с использованием процесса травления.

Высота затемненного функционального элемента 5 может быть установлена путем сегментации. В зависимости от положения солнца водитель может затемнить весь солнцезащитный козырек или только его часть.

В особенно удобном варианте осуществления функциональный элемент 5 управляется емкостной кнопкой, расположенной в области функционального элемента, причем водитель устанавливает степень затемнения посредством места, в котором он касается панели. Альтернативно, функциональный элемент 5 также может управляться бесконтактными способами, например, распознаванием жестов, или в зависимости от состояния зрачка или века, устанавливаемого камерой и подходящим электронным средством оценки.

Другой аспект изобретения включает функциональный элемент (5) с электрически управляемыми оптическими свойствами, содержащий

последовательность укладки по меньшей мере из:

- первой несущей пленки (15),

- активного слоя (11) и

- второй несущей пленки (14),

причем по меньшей мере одна выходная поверхность (8) активного слоя (11) по меньшей мере на одной боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) функционального элемента (5) герметизирована по меньшей мере на участках по меньшей мере одним барьерным слоем (4).

Другой аспект изобретения включает функциональный элемент (5) с электрически управляемыми оптическими свойствами, содержащий

последовательность укладки по меньшей мере из:

- первой несущей пленки (15),

- активного слоя (11) и

- второй несущей пленки (14),

при этом по меньшей мере одна выходная поверхность (8) активного слоя (11) по меньшей мере на одной боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) функционального элемента (5) уплотнена по меньшей мере на участках по меньшей мере одним барьерным слоем (4), и барьерный слой (4) выполнен однослойным из одиночного слоя (4.1) или многослойным по меньшей мере из двух отдельных слоев (4.1,4.2),

причем одиночный слой (4.1) или по меньшей мере один отдельный слой (4.1,4.2) барьерного слоя (4) содержат или состоят из следующих материалов:

а) слои на основе оксида металла, нитрида металла или оксида-нитрида металла, причем металл предпочтительно представляет собой кремний (Si), алюминий (Al), тантал (Ta) или ванадий (V) или их смеси, предпочтительно субстехиометрические или стехиометрические слои оксида кремния,

b) металлоорганические слои, предпочтительно кремнийорганические слои типа SiO_xC_y:H, предпочтительно при x от 0,1 до 3 и y более 0,3,

c) аморфный гидрированный углерод (a-C:H), предпочтительно аморфный гидрированный углерод, легированный азотом (a-C:N:H), или аморфный гидрированный углерод, легированный азотом и кремнием (a-C:N:Si:H)

и/или

d) другие изготавливаемые способами осаждения в газовой фазе керамические слои и/или полимерные слои, которые уменьшают или, по существу, предотвращают диффузию пластификаторов, предпочтительно парилен, поливинилиденхлориды (PVDC), сополимеры этилена и винилового спирта (EVOP) или полиакрилаты,

и предпочтительно весь барьерный слой (4) на выходной поверхности (8) имеет толщину d от 10 нм до 5000 нм (нанометров), особенно предпочтительно от 15 нм до 1000 нм и совершенно особенно предпочтительно от 15 нм до 500 нм.

Преимущественно выходные поверхности (8) полностью герметизированы барьерным слоем (4) на всех боковых поверхностях (5.1, 5.2, 5.3, 5.4), или по меньшей мере одна из боковых поверхностей (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) и предпочтительно все боковые поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) полностью герметизированы барьерным слоем (4).

Функциональный элемент (5) предпочтительно представляет собой функциональный элемент на диспергированных в полимере жидких кристаллах (PDLC).

Список ссылочных позиций:

1 внешняя панель

2 внутренняя панель

3а первый промежуточный слой

3b второй промежуточный слой

3с третий промежуточный слой

4 барьерный слой

4.1, 4.2 отдельный слой барьерного слоя 4

5 функциональный элемент с электрически управляемыми оптическими свойствами

5.1, 5.2, 5.3, 5.4 боковая поверхность функционального элемента 5

6 тонированная область первого промежуточного слоя 3a

8 выходная поверхность активного слоя 11

9 маскирующая печать

11 активный слой функционального элемента 5

12 поверхностный электрод функционального элемента 5

13 поверхностный электрод функционального элемента 5

14 несущая пленка

15 несущая пленка

20 установка осаждения из газовой фазы

21 вакуумная камера

22 высокочастотный генератор

23 согласующая электроника

24 катод

25 анод

26 держатель образца

27 плазменная зона

28 вакуумный насос

30.1 первое впускное отверстие для газа

30.2 второе впускное отверстие для газа

31 выпускное отверстие для газа

100 композитная панель

B центральное поле зрения ветрового стекла

D Верхний край ветрового стекла, край крыши

d толщина, толщина материала

G₁ первый технологический газ

G₂ второй технологический газ

М нижний край ветрового стекла, край двигателя

U выступающая часть

X-X' секущая линия

Z, Z', Z'' увеличенная область.

Группа изобретений относится к композитной панели с функциональным элементом с электрически управляемыми оптическими свойствами, способу ее изготовления и применению в транспортных средствах и строительстве. Композитная панель 100 содержит последовательность укладки из внешней панели 1, первого промежуточного слоя 3a, второго промежуточного слоя 3b и внутренней панели 2. Промежуточные слои 3a, 3b содержат термопластичную полимерную пленку с пластификатором. Функциональный элемент 5 с электрически управляемыми оптическими свойствами расположен по меньшей мере на участках между первым промежуточным слоем 3a и вторым промежуточным слоем 3b. Функциональный элемент 5 представляет собой функциональный элемент на основе диспергированных в полимере жидких кристаллов (PDLC) и содержит вторую последовательность укладки, по меньшей мере, из первой несущей пленки 15, активного слоя 11 и второй несущей пленки 14. Выходная поверхность 8 активного слоя 11, по меньшей мере, на одной боковой поверхности функционального элемента 5 герметизирована барьерным слоем 4. Барьерный слой 4 выполнен таким образом, что он предотвращает диффузию пластификатора через барьерный слой 4, который изготовлен способом вакуумного осаждения тонкого слоя. Обеспечивается защита от солнца и нежелательных взглядов. 4 н. и 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

1. Композитная панель (100) с функциональным элементом (5) с электрически управляемыми оптическими свойствами, содержащая:

последовательность укладки из внешней панели (1), первого промежуточного слоя (3a), второго промежуточного слоя (3b) и внутренней панели (2), причем промежуточные слои (3a, 3b) содержат по меньшей мере одну термопластичную полимерную пленку по меньшей мере с одним пластификатором и

функциональный элемент (5) с электрически управляемыми оптическими свойствами расположен по меньшей мере на участках между первым промежуточным слоем (3a) и вторым промежуточным слоем (3b), и

функциональный элемент (5) представляет собой функциональный элемент на диспергированных в полимере жидких кристаллах (PDLC),

причем функциональный элемент (5) содержит вторую последовательность укладки по меньшей мере из

- первой несущей пленки (15),

- активного слоя (11) и

- второй несущей пленки (14), и

при этом по меньшей мере одна выходная поверхность (8) активного слоя (11) по меньшей мере на одной боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) функционального элемента (5) герметизирована по меньшей мере на участках по меньшей мере одним барьерным слоем (4),

барьерный слой (4) выполнен таким образом, что он, по существу, предотвращает диффузию пластификатора через барьерный слой (4), и

барьерный слой (4) изготовлен способом вакуумного осаждения тонкого слоя,

причем барьерный слой (4) выполнен многослойным из по меньшей мере двух отдельных слоев (4.1, 4.2),

причем первый отдельный слой содержит металлоорганический слой, предпочтительно кремнийорганический слой типа SiOxCy:H, a второй отдельный слой является слоем на основе оксида металла, на основе нитрида металла или на основе оксинитрида металла, причем металл предпочтительно представляет собой кремний (Si).

2. Композитная панель (100) по п. 1, причем способ вакуумного осаждения тонкого слоя является одним из следующих:

физическое осаждение из газовой фазы (PVD), особенно предпочтительно

испарение, такое как

- термическое испарение,

- электронно-лучевое испарение,

- лазерное испарение,

- ионное напыление (IAO) или

- электродуговое испарение;

или

катодное распыление, такое как

- магнетронное распыление;

осаждение атомного слоя, такое как

- плазменное осаждение атомного слоя (PEALD);

и/или

химическое осаждение из газовой фазы (CVD), особенно предпочтительно

- плазменное химическое осаждение из газовой фазы (PECVD).

3. Композитная панель (100) по п. 1 или 2, причем выходные поверхности (8) на всех боковых поверхностях (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) полностью герметизированы барьерным слоем (4), или по меньшей мере одна из боковых поверхностей (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) и предпочтительно все боковые поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) полностью герметизированы барьерным слоем (4).

4. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-3, причем барьерный слой (4) выполнен таким образом, что он предотвращает диффузию пластификатора через барьерный слой (4) в той же или большей степени, что и диффузия пластификатора через несущие пленки (14, 15).

5. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-4, причем по меньшей мере один отдельный слой (4.1, 4.2) барьерного слоя (4) содержит или состоит из следующих материалов:

а) аморфный гидрированный углерод (a-C:H), предпочтительно аморфный гидрированный углерод, легированный азотом (a-C:N:H), или аморфный гидрированный углерод, легированный азотом и кремнием (a-C:N:Si:H)

и/или

b) другие изготавливаемые способами осаждения в газовой фазе керамические слои и/или полимерные слои, которые уменьшают или, по существу, предотвращают диффузию пластификаторов, предпочтительно парилены, поливинилиденхлориды (PVDC), сополимеры этилена и винилового спирта (EVOP) или полиакрилаты.

6. Композиционная панель (100) по одному из пп. 1-5, причем весь барьерный слой (4) над выходной поверхностью (8) имеет толщину от 10 нм до 5000 нм (нанометров), предпочтительно от 15 нм до 1000 нм и особенно предпочтительно от 15 нм до 500 нм.

7. Композиционная панель (100) по одному из пп. 1-6, причем барьерный слой (4) расположен непосредственно на боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) последовательности укладки функционального элемента (5) и, в частности, непосредственно на выходной поверхности (8) активного слоя (11) и/или боковых поверхностях несущих пленок (14, 15).

8. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-7, причем барьерный слой (4) состоит по меньшей мере из первого отдельного слоя (4.1), изготовленного из кремнийорганического соединения типа SiO_xC_y:Hz, и второго отдельного слоя (4.2) на основе оксида кремния, причем предпочтительно первый отдельный слой (4.1) расположен непосредственно на последовательности укладки функционального элемента (5), а второй отдельный слой (4.2) особенно предпочтительно расположен непосредственно на первом отдельном слое (4.1).

9. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-8, причем промежуточный слой (3а, 3b) содержит по меньшей мере 3 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 5 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 20 мас.%, еще более предпочтительно по меньшей мере 30 мас.% и, в частности, по меньшей мере 40 мас.% пластификатора, и пластификатор предпочтительно содержит алифатические диэфиры три- или тетраэтиленгликоля, особенно предпочтительно триэтиленгликоль-бис-(2-этилгексаноат) или состоит из них.

10. Композитная панель (100) по одному из пп. 1-9, причем промежуточный слой (3а, 3b) содержит по меньшей мере 60 мас.%, предпочтительно по меньшей мере 70 мас.%, особенно предпочтительно по меньшей мере 90 мас.% и, в частности, по меньшей мере 97 мас.%. поливинилбутираля (PVB).

11. Способ изготовления композитной панели, имеющей функциональный элемент (5) с электрически управляемыми оптическими свойствами, в котором по меньшей мере

a) предоставляют последовательность укладки по меньшей мере из:

- первой несущей пленки (15),

- активного слоя (11) и

- второй несущей пленки (14)

и

b) герметизируют выходную поверхность (8) активного слоя (11) по меньшей мере на одной боковой поверхности (5.1, 5.2, 5.3, 5.4) функционального элемента (5) по меньшей мере на участках барьерным слоем (4), причем барьерный слой (4) предпочтительно изготавливают способом вакуумного осаждения тонкого слоя и предпочтительно способом PECVD,

c) внешнюю панель (1), первый промежуточный слой (3a), функциональный элемент (5) с электрически управляемыми оптическими свойствами, второй промежуточный слой (3b) и внутреннюю панель (2) располагают друг над другом в этом порядке, и

d) внешнюю панель (1) и внутреннюю панель (2) связывают путем ламинирования, причем из первого промежуточного слоя (3а) и второго промежуточного слоя (3b) формируют промежуточный слой со встроенным функциональным элементом (5).

12. Применение композитной панели (100) по одному из пп. 1-10 в качестве ветрового стекла или панели крыши транспортного средства, причем функциональный элемент (5) применяется в качестве солнцезащитного козырька.

13. Применение композитной панели (100) по одному из пп. 1-10 в качестве внутреннего остекления или внешнего остекления в транспортном средстве или в здании, причем электрически управляемый функциональный элемент (5) применяется в качестве защиты от солнца или в качестве защиты от нежелательных взглядов.