CN109874319A - 具有可电控光学性能的复合玻璃板 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及具有可电控光学性能的复合玻璃板，其包括外玻璃板(1)和内玻璃板(2)，它们通过热塑性中间层(3)相互接合，其中具有可电控光学性能的功能元件(4)嵌入中间层(3)中，所述功能元件包括第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)之间的活性层(5)，其中中间层(3)含有第一热塑性材料，且载体薄膜(6、7)含有第二热塑性材料，且其中第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)沿着功能元件(4)的侧边缘的至少一个区域相互熔合。
Description
本发明涉及具有可电控光学性能的复合玻璃板、其制造方法及其用途。
具有电可控功能元件的复合玻璃板是本身已知的。可以通过施加的电压来改变功能元件的光学性能。这种功能元件的实例是SPD功能元件（悬浮颗粒装置），其例如由EP0876608 B1和WO 2011033313 A1已知。通过施加的电压，可以控制可见光透过SPD功能元件的透射。另一实例是PDLC功能元件（聚合物分散液晶），其例如由DE 102008026339 A1已知。在此，活性层含有液晶，其嵌入聚合物基质中。当不施加电压时，液晶无序排列，这导致穿过活性层的光强烈散射。如果向平面电极（Flächenelektrode）施加电压，则液晶沿共同方向排列，并且光透过活性层的透射增加。相比于通过提高散射，PDLC功能元件较少地通过减少总透射来起作用，由此可以防止自由的透视或确保防眩光。
已经提出了挡风玻璃板，其中通过这种功能元件实现可电控遮阳板，以替代机动车辆中的可机械翻转的传统遮阳板。具有可电控遮阳板的挡风玻璃板例如由DE102013001334 A1、DE 102005049081 B3、DE 102005007427 A1和DE 102007027296 A1已知。
SPD和PDLC功能元件可作为多层薄膜商购获得，其中活性层和对于施加电压所需的平面电极布置在两个载体薄膜（通常由PET制成）之间。在复合玻璃板的制造中，将功能元件以所需尺寸和形状从多层薄膜切割，并***中间层的薄膜之间，借助于所述薄膜将两个玻璃质玻璃板相互层压以产生复合玻璃板。在此，功能元件的侧边缘是开放的，以使得活性层通过侧边缘与复合玻璃板的中间层的材料接触。含有增塑剂的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）通常用于中间层。该中间层的增塑剂或其它化学成分可以通过功能元件的开放边缘而扩散到活性层中，这可能导致活性层的腐蚀或劣化。这特别表现为边缘区域中的活性层的褪色或变色，这可能不利地影响功能元件的功能和视觉外观。
在WO2012154663A1和WO2014023475A1中提出，用优选由聚酰亚胺制成的聚合物带密封功能元件的边缘，以避免活性层受损。然而，如果透过复合玻璃板的透视中可以看到功能元件的所涉侧边缘，则该解决方案的缺点在于所述带可能在视觉上是可感知的，这在美学上也较不具有吸引力。
本发明的目的是提供改进的具有可电控光学性能的复合玻璃板，其中至少局部地不发生功能元件的活性层与中间层之间的扩散。此外，还应提供这种复合玻璃板的有效制造方法。
本发明的目的通过根据独立权利要求1的具有可电控光学性能的玻璃板实现。优选实施方案由从属权利要求获知。
本发明复合玻璃板包括至少一个外玻璃板和内玻璃板，它们通过中间层相互接合。复合玻璃板被设置用于在例如车辆、建筑物或房间的窗户开口中内室与外部环境分开。在本发明的上下文中，内玻璃板是指面向内室的玻璃板。外玻璃板是指面向外部环境的玻璃板。
热塑性中间层用于将两个玻璃板接合，如在复合玻璃板中常见的那样。通常使用热塑性薄膜，由其形成中间层。该中间层含有第一热塑性材料、基于第一热塑性材料形成或由第一热塑性材料构成。除了实际的热塑性聚合物（优选乙烯乙酸乙烯酯（EVA）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）、聚氨酯（PU）或其共聚物或混合物）之外，该中间层或第一热塑性材料还可以含有其它成分，特别是增塑剂，但例如还有UV 或IR吸收剂。
本发明复合玻璃板含有具有可电控光学性能的功能元件，其嵌入中间层中。该功能元件布置在中间层的热塑性材料的至少两个层之间，其中通过第一层与外玻璃板接合且通过第二层与内玻璃板接合。优选地，功能元件的侧边缘完全被中间层包围，以使得功能元件不延伸直至复合玻璃板的侧边缘并因此不与周围大气接触。
所述功能元件包括至少一个活性层，其布置在第一载体薄膜和第二载体薄膜之间。该活性层具有可变的光学性能，其可以通过施加到活性层上的电压来控制。可电控光学性能在本发明的上下文中理解为可无级控制的那些性能，但同样也理解为可以在两个或更多个分立状态之间切换的那些性能。所述光学性能特别涉及光透射和/或散射行为。所述功能元件还包括用于将电压施加到活性层上的平面电极，其优选地布置在载体薄膜和活性层之间。所述载体薄膜含有第二热塑性材料、由其构成或基于其形成。所述第二热塑性材料在化学组成方面不同于中间层的第一热塑性材料。因此，第一热塑性材料可以基于与第二热塑性材料不同的其它热塑性聚合物形成。然而，原则上，这两种热塑性材料也可以基于相同的热塑性聚合物形成并且由于添加剂，特别是增塑剂含量而不同。
根据本发明，功能元件的第一载体薄膜和第二载体薄膜沿着功能元件的环形侧边缘的至少一个区域相互熔合。在该区域中，功能元件没有开放的侧边缘，而是活性层被第二热塑性材料包围。所述活性层由此与中间层的第一热塑性材料有效地隔离，以使得中间层和活性层之间不能发生扩散并且防止活性层的劣化。换句话说，功能元件的侧边缘的所述区域被密封。相比于侧边缘用另外施加的材料例如聚合物带进行密封，本发明的解决方案在视觉上较不明显，以使得复合玻璃板在美观上更吸引人，或可以省去功能元件的侧边缘的掩盖。这是本发明的巨大优点。
功能元件的侧边缘的根据本发明密封的区域可以包括整个环形的侧边缘，除了用于平面电极电接触的电导体从功能元件经由侧边缘引出处的可能的点。然而，侧边缘的所述区域也可以仅包括环形侧边缘的一部分，例如在复合玻璃板中可见且未被掩盖或隐藏的侧边缘的区域。
在一个优选实施方案中，功能元件是PDLC功能元件（聚合物分散液晶）。PDLC功能元件的活性层包含嵌入聚合物基质中的液晶。如果不向平面电极施加电压，则液晶无序排列，这导致穿过活性层的光强烈散射。如果向平面电极施加电压，则液晶沿共同方向排列，并且光透过活性层的透射增加。
在另一个优选实施方案中，功能元件是SPD功能元件（悬浮颗粒装置）。在这种情况下，活性层包含悬浮颗粒，其中通过向平面电极施加电压而使光被活性层的吸收是可变的。然而，原则上，也可以使用其它类型的可调节的功能元件，例如电致变色功能元件。上述可调节的功能元件及其操作模式本身对于本领域技术人员而言是已知的，因此在这一点上可以省略详细描述。
所述功能元件通常包括两个平面电极之间的活性层。所述活性层具有可控的光学性能，其可以通过向平面电极施加的电压来控制。所述平面电极和活性层通常基本上平行于外玻璃板和内玻璃板的表面布置。所述平面电极以本身已知的方式与外部电压源电连接。电接触通过合适的连接电线，例如薄膜导体实现，其任选地通过所谓的汇流条（母线），例如导电材料带或导电印刷物与平面电极连接。该功能元件的厚度例如为0.4mm至1mm。
平面电极优选被设计为透明的导电层。平面电极优选含有至少一种金属、金属合金或透明导电氧化物（transparent conducting oxide，TCO）。平面电极可以包含例如银、金、铜、镍、铬、钨、氧化铟锡（ITO）、掺镓或掺铝的氧化锌和/或掺氟或掺锑的氧化锡。平面电极的厚度优选为10nm至2μm，更优选20nm至1μm，最优选30nm至500nm。
功能元件特别地作为具有两个外部载体薄膜的多层薄膜存在。在这种多层薄膜中，平面电极和活性层通常布置在两个载体薄膜之间。在此，外部载体薄膜是指该载体薄膜形成多层薄膜的两个表面。由此，功能元件可以作为可有利地加工的层压薄膜提供。功能元件有利地由载体薄膜保护免受损坏，尤其是腐蚀。多层薄膜以所示次序包括至少一个载体薄膜、平面电极、活性层、另一个平面电极和另一个载体薄膜。通常，所述载体薄膜各自具有导电涂层，该涂层面向活性层并用作平面电极。
载体薄膜的第二热塑性材料优选是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或基于其形成，如在商业可得的功能元件中常用的那样。第二热塑性材料也可以含有PET的混合物或共聚物。然而，第二热塑性材料也可以是例如EVA、PVB、PU、聚丙烯、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸酯、聚氯乙烯、聚乙酸酯树脂、氟化乙烯-丙烯、聚氟乙烯和/或乙烯-四氟乙烯，或基于其形成。每个载体薄膜的厚度优选为0.1mm至1mm，更优选0.1mm至0.2mm。通常，两个载体薄膜由相同的材料组成，其中原则上两个载体薄膜也可以由不同的材料组成。此时严格来说，第一载体薄膜由第二热塑性材料组成且第二载体薄膜由第三热塑性材料组成。
当中间层或第一热塑性材料含有增塑剂时，本发明特别有利，因为通过根据本发明密封的侧边缘而防止增塑剂扩散到活性层中。中间层在一个特别有利的实施方案中由含增塑剂的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）组成或基于其形成。用作中间层的典型PVB薄膜具有至少15重量％的增塑剂含量。作为增塑剂，例如使用三乙二醇或四乙二醇的脂族二酯，例如三乙二醇双(2-乙基己酸酯)。
中间层至少由第一热塑性层和第二热塑性层形成，在它们之间布置功能元件。此时将功能元件通过第一热塑性层的区域与外玻璃板接合且通过第二热塑性层的区域与内玻璃板接合。优选地，所述热塑性层环形地突出超过功能元件。在所述热塑性层直接相互接触而不被功能元件彼此分隔之处，它们可以在层压时熔合，以使得原始层在有些情况下不再可辨识，而是存在均匀中间层。
热塑性层可以例如由单个热塑性薄膜形成。热塑性层也可以由不同热塑性薄膜的部分形成，这些部分的侧边缘可以相邻设置。
在一个优选实施方案中，功能元件，更确切地说是功能元件的侧边缘环形地被第三热塑性层包围。第三热塑性层被设计为框架形的且具有缺口，在其中嵌入功能元件。第三热塑性层可以由热塑性薄膜形成，在其中通过切割而引入缺口。或者，第三热塑性层也可以由围绕功能元件的多个薄膜部分组成。此时，中间层由总共至少三个以面形式（flächig）彼此叠置的层形成，其中中间的层具有缺口，在其中布置功能元件。在制造过程中，第三热塑性层布置在第一和第二热塑性层之间，其中所有热塑性层的侧边缘优选全等地存在。第三热塑性层优选具有与功能元件大致相同的厚度。由此补偿了由位置上受限的功能元件引入的局部厚度差异，以使得可以避免层压过程中的玻璃破裂并产生改进的视觉外观。
中间层的这些层优选由相同的材料形成，更优选由含增塑剂的PVB薄膜形成。每个热塑性层的厚度优选为0.2mm至2mm，更优选0.3mm至1mm，特别是0.3mm至0.5mm，例如0.38mm。
外玻璃板和内玻璃板优选由玻璃，更优选由钠钙玻璃制成，如通常对于窗户玻璃板常见那样。玻璃板也可以由其它的玻璃类型，例如石英玻璃、硼硅酸盐玻璃或铝硅酸盐玻璃制成，或由刚性清澈塑料，例如聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯制成。玻璃板可以是清澈的，或也可以是着色的或有色的，只要挡风玻璃板在中央视野中具有足够的透光率，优选在根据ECE-R43的主透视区域A中至少70％。
外玻璃板、内玻璃板和/或中间层可以具有其它合适的本身已知的涂层，例如抗反射涂层、防粘涂层、抗刮擦涂层、光催化涂层或防晒涂层或低辐射涂层。
外玻璃板和内玻璃板的厚度可以宽泛地变化，并且根据各情况的要求进行调整。外玻璃板和内玻璃板的厚度优选为0.5mm至5mm，更优选1mm至3mm。
本发明还包括制造具有可电控光学性能的复合玻璃板的方法，其至少包括以下方法步骤：
a) 以所需的形状和尺寸提供具有可电控光学性能的功能元件。该功能元件包括第二热塑性材料制成的第一载体薄膜和第二载体薄膜之间的至少一个活性层。第一载体薄膜和第二载体薄膜沿着该功能元件的侧边缘的至少一个区域相互熔合，
b) 将外玻璃板、第一热塑性层、功能元件、第二热塑性层和内玻璃板以这一次序彼此叠置，
c) 将外玻璃板和内玻璃板通过层压接合，其中至少由第一热塑性层和第二热塑性层形成具有嵌入的功能元件的中间层。
功能元件作为多层薄膜商购可得。在方法步骤(a)中的功能元件的提供优选包括从这样的多层薄膜中以所需的尺寸和形状切割出功能元件，其应以此形式稍后层压到复合玻璃板中。所述切割可以机械地进行，例如用刀。在一个有利的实施方案中，切割通过激光进行。已经表明，在这种情况下，侧边缘比在机械切割时更稳定。在机械切割的侧边缘的情况下，可能存在材料似乎回缩（zurückzieht）的风险，这在视觉上显眼并且不利地影响玻璃板的美观。激光的波长优选为1 µm至15 µm，更优选8 µm至12 µm。例如，可以使用CO2激光器。激光器优选地在连续波运行中操作，但原则上也可以以脉冲形式操作。激光功率优选为100W至500W，特别优选200W至300W。为了切割多层薄膜，将激光束优选聚焦到多层薄膜上，由此确保高功率密度和细切割线。
对于本发明方法重要的是载体薄膜在功能元件的边缘区域中的熔合，由此密封活性层。所述熔合可以在提供所需形状的功能元件，即裁剪功能元件之前或之后进行。在一个实施方案中，首先裁剪功能元件，然后将载体薄膜熔合。然而在合适的工艺方式中，替代地也可以首先焊接载体薄膜，由此将位于其之间的活性层似乎“熔化消失（weggeschmolzen）”，并然后才将功能元件剪切成所需的形状。所述载体薄膜的熔合可以以不同的方式进行。
在一个优选的实施方案中，通过激光照射使第一载体薄膜和第二载体薄膜熔合。在此，激光辐射沿着功能元件的侧边缘的要熔合的区域移动，由此使载体薄膜熔化并相互连接。激光功率和激光光斑的大小规定了激光辐射的功率密度，其又与移动速度一起确定了能量输入。应选择能量输入，以使得充分加热载体薄膜，以相互熔合。
为了对载体薄膜的足够大的区域施以激光束，激光辐射优选地不聚焦在多层薄膜上。相反，在功能元件上，激光辐射优选地散焦，以实现具有更大空间范围的光束轮廓。多层薄膜上的光束轮廓（激光光斑）的直径优选为0.5mm至5mm，特别优选1mm至3mm。激光功率优选为100W至500W，特别优选200W至300W。激光辐射的移动速度优选为最高1m/s。激光的波长优选为1 µm至15 µm，更优选8 µm至12 µm。非常特别优选地，使用波长为约10.6μm的CO2激光器。除了合适的波长外，CO2激光器具有大面积光束轮廓的优点。替代地，也可以使用二极管激光器或固体激光器。激光器优选在连续波运行中操作。如果激光器是脉冲操作的，则脉冲频率优选为至少10kHz，以确保向载体薄膜中的足够的能量输入。
在通过激光照射进行熔合的第一变体中，第一载体薄膜和第二载体薄膜直接相互熔合。激光辐射的光束方向应与功能元件包围45°至90°的角度，特别是基本上垂直射到功能元件上，即与功能元件包围约90°的角度。这里，功能元件基本上水平地布置，其中功能元件优选地放置在固体底座上，并且激光辐射优选地从上方射到功能元件上。由此确保了上面载体薄膜的熔化材料在重力的作用下朝着第二载体薄膜的方向流动并与之连接。
在激光照射期间，功能元件可以任选地布置在两个固定板之间，从而将功能元件可靠地且以平坦状态保持在位置和点处。功能元件基本上水平地位于下部固定板上，并且上部固定板位于功能元件上。上部固定板当然必须具有功能元件的侧边缘的要熔合的区域形状的通道（Durchführung），以使得可以穿过该固定板对功能元件施以激光辐射。该通道在俯视图中沿着功能元件的侧边缘的要熔合的区域（长度尺寸）延伸并且具有例如3mm至10mm的宽度。适合作为固定板的是例如厚度为2mm至20mm，优选2mm至10mm的金属板或钢板。
在借助于激光照射进行熔合的第二变体中，载体薄膜通过热塑性连接件间接地相互熔合。以所需形状提供功能元件的侧边缘的要密封的区域，特别是通过切割多层薄膜。在开放侧边缘的要密封的区域上放置连接件，例如热塑性薄膜带。该连接件优选地由也用于制造载体薄膜的第二热塑性材料组成。所述功能元件优选基本上垂直地布置，其中侧边缘的要密封的区域朝向上方，这例如借助于合适的固定装置。该连接件放置在侧边缘上。然后用激光照射该连接件，其中熔化的材料在重力作用下朝着载体薄膜的方向流动并与其连接。所述激光辐射优选从上射到连接件上，其中其与功能元件包围0°至45°，优选约0°的角度。
在另一个优选的实施方案中，载体薄膜的熔合通过与经加热的工具接触而发生。借助于经加热的工具，热能直接传递到功能元件的侧边缘，由此使载体薄膜相互熔合。经加热的工具的温度取决于第二热塑性材料和作用时间。优选的温度在常见载体薄膜的情况中为200℃至250℃。载体薄膜应在稍许低于其熔化温度下加热，以便它们软化和相互连接，但不会完全液化并失去其形状。
在第一变体中，经加热的工具是经加热的钳。该钳将载体薄膜相互挤压并同时使其熔化，由此载体薄膜连接。该钳根据其作用位置的宽度仅在功能元件的侧边缘的相对小部分上在给定时间点起作用。所述作用位置沿着侧边缘的要密封的区域移动，以使得用该钳逐渐地完全加工整个区域。
在第二变体中，经加热的工具是至少一个加热板。该加热板具有功能元件的侧边缘的要密封的区域形状的经加热的部分。例如，在该区域中，加热螺旋管进入金属板或钢板中。功能元件的侧边缘的要熔合的区域布置在经加热的部分上或下方。加热板的其余部分没有加热。优选地，功能元件放置在具有全等布置的加热区域的两个这类加热板之间。原则上，功能元件也可以布置在加热板和未加热的固定板之间。
在载体薄膜熔合之后，可能发生平面电极的接触，这导致短路。因此有利的是，将至少一个平面电极的与侧边缘的要密封的区域邻接的边缘区域与平面电极的其余部分电绝缘。这优选借助于绝缘线来进行，该绝缘线通过激光辐射引入平面电极中。绝缘线优选地具有距平面电极的侧边缘0.1mm至5mm，特别优选0.5mm至2mm的距离。通过环形绝缘线，可以将平面电极的整个外周边缘区域绝缘。或者，绝缘线可以在平面电极的侧边缘的两个位置之间延伸，以仅将平面电极的与密封物直接相邻的区域绝缘。通过激光加工，可以产生细的、视觉上不显眼的绝缘线，而不损坏通常位于其上的载体薄膜。绝缘线的线宽可以例如小于或等于500 μm，优选10 μm至150 μm，更优选20 μm至50 μm。激光辐射优选地聚焦在平面上，以实现小的线宽和足够的功率密度。然后将焦点沿着线在平面电极上方移动，优选地以100 mm/s至10000 mm/s，更优选200 mm/s至5000 mm/s的速度，其中导电材料被移除或者如下化学或物理改变，以使得它没有或具有大大降低的电导率，从而产生绝缘线。激光辐射的波长优选为150nm至1200nm，特别优选为200nm至500nm。已经发现，该范围特别适合于使用常见导电层和常见载体薄膜时的波长，以选择性地将线引入导电层，而不损坏载体薄膜。所用的激光器优选是固体激光器，例如Nd:Cr:YAG激光器、Nd:Ce:YAG激光器、Yb:YAG激光器。激光器的辐射可以单次或多次地倍频以产生所需的波长。然而，也可以使用其它激光器，例如光纤激光器、半导体激光器、准分子激光器或气体激光器。该激光器优选是脉冲操作的，特别是具有纳秒或皮秒范围的脉冲。就高功率密度而言，这是特别有利的。脉冲长度优选小于或等于50ns。脉冲频率优选为1kHz至200kHz，更优选10kHz至100kHz，例如30kHz至60kHz。激光器的辐射的输出功率优选为0.1W至50W，例如0.3W至10W。绝缘线的产生可以在载体薄膜熔合之前或之后进行。
当在方法步骤(b)中布置层堆叠体时，优选地放置功能元件，以使得它不延伸直至该层堆叠体的侧边缘之一。因此，功能元件有利地嵌入到中间层中，而不与周围大气接触。在一个特别优选的实施方案中，第三热塑性层布置在第一和第二热塑性层之间。第三热塑性层具有与功能元件在形状和尺寸上匹配的凹口。功能元件尽可能匹配准确地***凹口中，以使得其被热塑性层环形地包围。第三热塑性层补偿围绕功能元件的区域中的功能元件厚度，从而产生机械和视觉上改进的复合玻璃板。
热塑性层优选由热塑性薄膜形成。优选根据复合玻璃板的轮廓剪切该薄膜。玻璃板和热塑性薄膜基本上全等地彼此叠置。热塑性层也可以由多个薄膜部分组成。
可以在外玻璃板和内玻璃板之间布置其它热塑性层，其此时也变成中间层的一部分。
为了电接触，将电线，特别是扁平导体与平面电极相连，并且跨过侧边缘从层堆叠体引出。当然，在挡风玻璃板层压之前进行电线的连接。
可能存在的印刷物，例如用于功能元件电接触的不透明覆盖印刷物或印刷的汇流条优选地通过丝网印刷施加。
层压优选在热、真空和/或压力的作用下进行。可以使用本身已知的层压方法，例如高压釜法、真空袋法、真空环法，压延法、真空层压机或其组合。
本发明还包括本发明复合玻璃板在建筑物中或在陆地、空中或水上交通的运输工具中的用途。复合玻璃板优选用作窗户玻璃板，例如用作车辆、建筑物或建筑物内部的房间的窗户玻璃板。复合玻璃板特别优选用作具有可电控遮阳板的机动车的挡风玻璃板，该遮阳板由功能元件实现。
复合玻璃板优选被设置作为窗户玻璃板，特别优选作为车辆，特别是机动车、建筑物或房间的窗户玻璃板。在一个特别有利的实施方案中，复合玻璃板是机动车，特别是载人轿车的挡风玻璃板，其具有通过功能元件实现的可电控的遮阳板。虽然这种功能元件的侧边缘和上边缘通常在玻璃板的边缘区域中被常见的覆盖印刷物遮盖，但是下边缘布置在玻璃板的透视区域中，因此不被掩盖且可见。根据本发明，功能元件的下边缘优选地被密封。视觉上不显眼的密封物在这里是特别有利的。
可电控的遮阳板可以使可机械旋转的传统遮阳板变得多余。由此，在车辆的乘客室中获得了空间，车辆的重量减小并且在重大制动期间或在发生事故时避免了与遮阳板碰撞的危险。此外，遮阳板的电控可以被认为比机械翻折更舒适。
挡风玻璃板具有上边缘和下边缘以及两个在上边缘和下边缘之间延伸的侧边缘。上边缘是指被设置用于在安装位置中指向上方的边缘。下边缘是指被设置用于在安装位置中指向下方的边缘。上边缘通常被称为顶边缘，且下边缘被称为发动机边缘。功能元件的边缘根据挡风玻璃板的安装位置来表示。因此，功能元件的下边缘是其侧边缘的背离挡风玻璃板的上边缘且指向中央视野的那个。功能元件的上边缘朝向挡风玻璃板的上边缘。侧边缘在上边缘和下边缘之间延伸。
挡风玻璃板具有中央视野，对其光学品质提出了高要求。中央视野必须具有高透光率（通常大于70％）。所述中央视野特别是由本领域技术人员称为B视野、B视区或B区的视野。视野B及其技术要求在欧洲***经济委员会（UN/ECE）第43号条例（ECE-R43，“安全玻璃材料及其在车辆中的安装的批准统一条件”）中规定。在那里，B视野定义在附件18中。
在此，功能元件布置在中央视野（B视野）上方。这意味着，功能元件布置在中央视野和挡风玻璃板的上边缘之间的区域中。功能元件不必覆盖整个区域，而是完全位于该区域内并且不突出到中央视野中。换句话说，功能元件比中央视区具有与挡风玻璃板的上边缘更小的距离。因此，中央视野的透射不受位于与翻下状态时的传统机械遮阳板类似位置处的功能元件的影响。
优选地，用于将功能元件与外玻璃板和/或内玻璃板接合的中间层区域是着色或有色的。因此，与非着色或非有色层相比，该区域在可见光谱范围内的透射减少。因此，热塑性层的着色/有色区域减少了挡风玻璃板在遮阳板区域中的透射。特别地，功能元件的美学印象得到改进，因为着色导致更中性的外观，这对观察者来说看起来更舒适。当功能元件和外玻璃板之间的中间层区域被着色时，实现了从外部对车辆的特别美观印象。热塑性层的着色或有色区域优选具有10％至50％，特别优选20％至40％的可见光谱范围内的透射率。这在防眩光和视觉外观方面实现了特别好的结果。热塑性层可以由单个热塑性薄膜形成，其中着色或有色区域通过局部着色或染色产生。这种薄膜可例如通过共挤出获得。或者，可以将未着色的薄膜部分和着色或有色的薄膜部分组装在一起以产生热塑性层。所述着色或有色区域可以是均匀着色或有色的，也就是说具有与位置无关的透射。该着色或有色也可以是不均匀的，特别是可以实现透射分布。在一个实施方案中，着色或有色区域中的透射率至少部分地随着与上边缘的距离的增加而减小。因此，可以避免着色或有色区域的尖锐边缘，以使得从遮阳板到挡风玻璃板的透明区域的过渡是渐进的，这看起来在美观上更吸引人。
遮阳板的电控例如通过集成在车辆的仪表板中的按钮、旋转或滑动控制器来进行。但也可以将用于调节遮阳板的开关区，例如电容式开关区集成到挡风玻璃板中。或者，遮阳板也可以通过无接触的方法，例如通过检测姿势、或者根据由摄像机和合适评估电子器件确定的瞳孔或眼睑的状态来控制。
在一个优选实施方案中，功能元件和热塑性层的着色区域的下边缘与挡风玻璃的上边缘的形状匹配，这产生视觉上吸引人的外观。由于挡风玻璃板的上边缘通常是弯曲的，特别是凹形弯曲的，因此功能元件和着色区域的下边缘也优选地设计成弯曲的。特别优选地，功能元件的下边缘设计成基本上平行于挡风玻璃板的上边缘。但是也可以由两个分别直的一半形成遮阳板，这两个一半彼此呈一定角度布置，并且以V形接近上边缘的形状。
在本发明的一个有利的扩展方案中，功能元件可以通过绝缘线分成区段。绝缘线特别地引入平面电极中，以使得平面电极的区段彼此电绝缘。各个区段彼此独立地与电压源连接，因此可以单独控制它们。因此，可以独立地切换遮阳板的不同区域。特别优选地，绝缘线和区段在安装位置中水平地布置。因此，遮阳板的高度可以由使用者调节。这里术语“水平”被宽泛地解释并且表示在挡风玻璃板的侧边缘之间延伸的扩展方向。该绝缘线不必一定是直的，而是也可以是略微弯曲的，优选地与挡风玻璃板的上边缘的可能弯曲匹配，特别是基本上平行于挡风玻璃板的上边缘。当然也可以想到垂直的绝缘线。绝缘线的宽度为例如5 μm至500 μm，特别是20 μm至200 μm。区段的宽度，即相邻绝缘线的距离可以由本领域技术人员根据各情况的要求而适当地选择。已层压的多层薄膜可以随后通过激光烧蚀来区段化。
功能元件的上边缘和侧边缘在透过挡风玻璃板的透视中优选地被不透明的覆盖印刷物遮盖。挡风玻璃板通常具有由不透明搪瓷制成的环形外周覆盖印刷物，其特别用于保护用于安装挡风玻璃板的胶粘剂免受UV辐射并且将其在视觉上遮盖。该外周覆盖印刷物优选用于还遮盖功能元件的上边缘和侧边缘，以及所需的电接头。然后，遮阳板有利地集成到挡风玻璃板的外观中，并且只有下边缘可能被观察者看到。优选地，外玻璃板和内玻璃板都具有覆盖印刷物，从而防止从两侧透视。
功能元件（或上述多个功能元件的情况下的功能元件整体）优选地布置在挡风玻璃板的整个宽度上，减去宽度为例如2mm至20mm的双侧边缘区域。功能元件也与上边缘优选地具有例如2mm至20mm的距离。功能元件因此包封在中间层内并被保护免于与周围大气接触和免于腐蚀。
参考附图和实施例更详细地解释本发明。该附图是示意图且不按比例。该附图不以任何方式限制本发明。
图1显示了作为具有可电控遮阳板的挡风玻璃板的本发明复合玻璃板的第一实施方案的俯视图，
图2显示了通过图1的挡风玻璃板的截面，
图3显示了图2的Z区域的放大图，
图4显示了在根据本发明的密封之前和之后的通过功能元件的截面，
图5显示了具有绝缘线的功能元件的俯视图，
图6显示了在密封的一个实施方案期间通过功能元件的截面，
图7显示了在密封的另一个实施方案期间通过功能元件的截面，
图8显示了在密封的另一个实施方案期间通过功能元件的截面，
图9显示了在密封的另一个实施方案期间通过功能元件的截面，
图10显示了在密封的另一个实施方案期间通过功能元件的截面，且
图11借助于流程图显示了本发明方法的实施例。
图1、图2和图3各自显示了具有可电控的遮阳板的挡风玻璃板、本发明的具有可电控光学性能的复合玻璃板的一个优选实施方案的细节。挡风玻璃板包括外玻璃板1和内玻璃板2，它们通过中间层3相互接合。外玻璃板1的厚度为2.1 mm，并由绿色的钠钙玻璃组成。内玻璃板2的厚度为1.6mm，并由清澈的钠钙玻璃组成。挡风玻璃板具有在安装位置中指向顶部的上边缘D和在安装位置中指向发动机室的下边缘M。
挡风玻璃板在中央视区B（如ECE-R43中所定义）上方的区域中配备有可电控的遮阳板S。遮阳板S由商购可得的PDLC多层薄膜作为功能元件4形成，该多层薄膜嵌入到中间层3中。遮阳板的高度例如是21cm。中间层3包括总共三个热塑性层3a、3b、3c，其各自通过厚度为0.38mm的由PVB制成的热塑性薄膜形成。第一热塑性层3a与外玻璃板1接合，第二热塑性层3b与内玻璃板2接合。位于其间的第三热塑性层3c具有一个凹口，其中基本上精确匹配地，即在所有侧上大致齐平地嵌入经剪切的PDLC多层薄膜。因此，第三热塑性层3c似乎形成用于0.4mm厚的功能元件4的一种框形物（Passepartout），该功能元件因此在四周被包封在热塑性材料中并因此受保护。
第一热塑性层3a具有布置在功能元件4和外玻璃板1之间的着色区域3a'。因此，挡风玻璃板的透光率在遮阳板4的区域中额外地减小，并且PDLC功能元件4的乳状外观在漫射状态下减弱。因此，挡风玻璃板的美观性被设计得明显更具吸引力。第一热塑性层3a在区域3a'中例如具有30％的平均透光率，由此获得了良好的结果。区域3a'可以均匀着色。然而，如果使朝着功能元件4的下边缘方向的着色变得更少以使得着色和未着色的区域彼此流畅过渡，这通常是视觉上更吸引人的。在所示的情况下，着色区域3a'和PDLC-功能元件4的下边缘齐平地布置。但是，情况不必如此。着色区域3a'也可以突出超过功能元件4，或相反地，功能元件4可以突出超过着色区域3a'。
可控的功能元件4是多层薄膜，其由两个平面电极8、9和两个载体薄膜6、7之间的活性层5组成。活性层5包含其中分散有液晶的聚合物基质，所述液晶根据施加到平面电极上的电压而排列，由此可以调节光学性能。载体薄膜6、7由PET组成，并具有例如0.125mm的厚度。载体薄膜6、7配备有面向活性层5 的由ITO制成的厚度为约100nm的涂层，其形成平面电极8、9。平面电极8、9通过未示出的汇流条（例如由含银的丝网印刷物形成）和未示出的连接电线而可与车载电气***连接。
挡风玻璃板通常具有环形外周覆盖印刷物10，其由外玻璃板1和内玻璃板2的内侧表面（在安装位置中面向车辆内室）上的不透明搪瓷形成。功能元件4与上边缘D和挡风玻璃板侧边缘的距离小于覆盖印刷物10的宽度，以使得功能元件4的侧边缘 - 除了朝向中央视野B的侧边缘外 – 被覆盖印刷物10覆盖。未示出的电接头也适宜地安装在覆盖印刷物10的区域中并因此被隐藏。
沿着功能元件4的朝向中央视野B的下部的侧边缘，载体薄膜6、7相互熔合。功能元件4沿着该侧边缘密封。由此防止了扩散到活性层5中或从中扩散出来。特别地，该密封防止了增塑剂和热塑性中间层3的其它胶粘剂成分扩散到活性层5中，由此减少了功能元件4的老化。该密封在视觉上不显眼，因此功能元件4的未被覆盖印刷物10覆盖的下部侧边缘显得不具干扰性。
图4示意性地显示了通过包括活性层5、平面电极8、9和载体薄膜6、7的功能元件4的截面。功能元件4由商购可得的PDLC多层薄膜以所需的形状和尺寸切割出来。它最初具有开放的侧边缘（图4a），因此尤其活性层5与环境直接接触。在根据本发明的密封之后，载体薄膜6、7沿着侧边缘的区域相互熔合（图4b）。活性层5有效地与环境分隔。
为了避免由于在载体薄膜6、7熔合之后在平面电极8、9之间的直接接触而可能产生的短路，可以将例如环形的绝缘线11引入至少一个平面电极6中，其与侧边缘的距离为例如1 mm。绝缘线11将平面电极6的外周边缘区域电绝缘，以使得它不再被供应电压并且不能发生短路。绝缘线11可以例如通过脉冲操作的Nd-YAG激光器，其将1064nm的发射波长通过两次倍频转变成355nm的波长。脉冲长度例如是16ns，脉冲频率60kHz，激光功率60W和移动速度1000 mm/s。激光辐射聚焦到平面电极上。
图5显示了功能元件4的俯视图，其中可以示意性地看到绝缘线11的走向。通过环形的绝缘线11，可以将平面电极的整个外周边缘区域绝缘（图5a）。或者，绝缘线11可以在平面电极的侧边缘的两个位置之间延伸，以仅将与密封物直接相邻的平面电极区域绝缘（图5b）。
图6显示了在用激光照射来密封功能元件的侧边缘的区域的第一实施方案期间的功能元件4。功能元件4基本上水平地位于未示出的固体底座上。激光辐射12从上方射到功能元件4的侧边缘上。载体薄膜6、7被加热并部分熔化。上部载体薄膜6的材料向下流动并与第二载体薄膜7连接。
图7显示了在用激光照射来密封功能元件的侧边缘的区域的第二实施方案期间的功能元件4。与图6的实施方案不同，功能元件4并非自由地布置在底座上，而是水平地布置在两个固定板13之间。上部固定板13具有通道或缺口，其形状对应于功能元件4的侧边缘的要密封的区域的轮廓，并且其宽度为例如5mm。功能元件4的侧边缘的要密封的区域布置在缺口下方，以使得激光辐射12可触及该区域。基本上水平地放置在未示出的固体底座上。通过缺口用激光辐射12照射侧边缘，由此使载体薄膜6、7相互熔合，如图6所示。
图8显示了在用激光照射来密封功能元件的侧边缘的区域的第三实施方案期间的功能元件4。功能元件4基本上垂直地布置，其中侧边缘的要密封的区域朝向上方。在要密封的区域上，放置PET薄膜带作为热塑性连接件14。具有连接件14的侧边缘从上方用激光辐射12照射，由此载体薄膜6、7通过连接件14相互熔合。
对于图6、7和8的实施方案，可以使用基本相同的激光参数。例如，在连续波运行中具有10.6 µm波长和250W输出功率的CO2激光器。激光辐射12应在功能元件上散焦，其中光斑尺寸为例如2mm。它沿着要密封的侧边缘以例如0.1 m/s至0.5 m/s的速度移动。
图9显示了在借助于经加热的工具来密封功能元件的侧边缘的区域的第一实施方案期间的功能元件4。该工具是经加热的钳15。钳15的作用位置可加热，并加热到例如250℃的温度。功能元件4的载体薄膜6、7沿着侧边缘的整个要密封的区域借助于钳15彼此挤压，其中它们被经加热的作用面熔化并彼此连接。
图10显示了在借助于经加热的工具来密封功能元件的侧边缘的区域的第二实施方案期间的功能元件4。作为经加热的工具，在此使用两个加热板16，在它们之间布置功能元件。加热板16具有经加热的区域16a，其形状对应于功能元件4的侧边缘的要密封的区域的轮廓。加热板16的经加热的区域16a彼此全等地布置，并且功能元件4的侧边缘的要密封的区域布置在经加热的区域16a之间，以使得载体薄膜6、7熔化并相互连接。经加热的区域16a的温度为例如250℃。
图11借助于流程图显示了本发明制造方法的实施例。
附图标记列表：
(1) 外玻璃板
(2) 内玻璃板
(3) 热塑性中间层
(3a)中间层3的第一层
(3aʹ)第一层3a的着色区域
(3b)中间层3的第二层
(3c)中间层3的第三层
(4) 具有可电调节的光学性能的功能元件
(5) 功能元件4的活性层
(6) 功能元件4的第一载体薄膜
(7) 功能元件4的第二载体薄膜
(8) 功能元件4的平面电极
(9) 功能元件4的平面电极
(10)覆盖印刷物
(11)绝缘线
(12)激光辐射
(13)固定板
(14)热塑性连接件
(15)经加热的钳
(16)加热板
(16a)加热板 16的经加热的区域
S可电调节的遮阳板
B挡风玻璃板的中央视野
D挡风玻璃板的上边缘，顶边缘
M挡风玻璃板的下边缘，发动机边缘
X-X'切割线
Z放大区域。
Claims (15)
1.具有可电控光学性能的复合玻璃板，其包括外玻璃板(1)和内玻璃板(2)，它们通过热塑性中间层(3)相互接合，
其中具有可电控光学性能的功能元件(4)嵌入中间层(3)中，所述功能元件包括第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)之间的活性层(5)，
其中中间层(3)含有第一热塑性材料，且载体薄膜(6、7)含有第二热塑性材料，
其中所述第二热塑性材料与第一热塑性材料不同，
且其中第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)沿着功能元件(4)的侧边缘的至少一个区域相互熔合。
2.根据权利要求1所述的复合玻璃板，其中所述第一热塑性材料含有增塑剂，并且优选是含增塑剂的聚乙烯醇缩丁醛（PVB）。
3.根据权利要求1或2所述的复合玻璃板，其中所述第二热塑性材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的复合玻璃板，其中所述功能元件(4)是PDLC功能元件或SPD功能元件。
5.制造具有可电控光学性能的复合玻璃板的方法，其中
a) 提供具有可电控光学性能的功能元件(4)，其包括由第二热塑性材料制成的第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)之间的活性层(5)，且
第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)沿着功能元件(4)的侧边缘的至少一个区域相互熔合，
b) 将外玻璃板(1)、第一热塑性层(3a)、功能元件(4)、第二热塑性层(3b)和内玻璃板(2)以这一次序彼此叠置，其中第一热塑性层(3a)和第二热塑性层(3b)由第一热塑性材料构成，所述第一热塑性材料与第二热塑性材料不同，
c) 将外玻璃板(1)和内玻璃板(2)通过层压接合，其中由第一热塑性层(3a)和第二热塑性层(3b)形成具有嵌入的功能元件(4)的中间层(3)。
6.根据权利要求5所述的方法，其中借助于激光辐射(12)将第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)熔合。
7.根据权利要求6所述的方法，其中将激光辐射(12)在所述功能元件(4)上散焦，其中光束轮廓的直径为0.5mm至5mm。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其中激光辐射(12)以1µm至15µm的波长和100W至500W的输出功率在连续波运行中或以至少10kHz的脉冲频率以最高1m/s的速度沿着功能元件(4)的侧边缘的区域移动。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中第一载体薄膜(6)和第二载体薄膜(7)直接相互熔合。
10.根据权利要求9所述的方法，其中功能元件(4)布置两个固定板(13)之间，并且穿过固定板(13)之一中的通道而对功能元件(4)的侧边缘的区域施以激光辐射(12)。
11.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其中第一载体薄膜(6)通过热塑性连接件(14)与第二载体薄膜(7)熔合。
12.根据权利要求5所述的方法，其中借助于经加热的钳(15)将载体薄膜(6、7)相互熔合。
13.根据权利要求5所述的方法，其中借助于至少一个加热板(16)将载体薄膜(6、7)相互熔合，所述加热板具有功能元件(4)的侧边缘区域形状的经加热的区域(16a)，在所述侧边缘区域中载体薄膜(6、7)相互熔合。
14.根据权利要求5至13中任一项所述的方法，其中借助于激光辐射将绝缘线(11)引入到所述功能元件(4)的至少一个平面电极(8、9)中，所述绝缘线将平面电极(8、9)的边缘区域与平面电极(8、9)的其余部分电绝缘，所述边缘区域与具有熔合的载体薄膜(6、7)的功能元件(4)的侧边缘区域相邻。
15.根据权利要求1至4中任一项所述的复合玻璃板作为建筑物、建筑物内部的房间或车辆的窗户玻璃板，特别是作为具有可电控遮阳板的机动车挡风玻璃板的用途。
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