DE202021100843U1

DE202021100843U1 - Illuminated laminate with excellent aesthetics and brightness

Info

Publication number: DE202021100843U1
Application number: DE202021100843.1U
Authority: DE
Original assignee: AGP America SA
Current assignee: AGP America SA
Priority date: 2021-02-19
Filing date: 2021-02-19
Publication date: 2021-03-17
Anticipated expiration: 2031-02-20
Also published as: CN216635690U

Abstract

Beleuchtete laminierte Verglasung, umfassend:
mindestens zwei Glasschichten (201, 202, 203), erste und zweite Glasschicht, wobei die erste Glasschicht als eine Wellenleiterschicht (22) dient;
mindestens eine Zwischenschicht (4), welche dazwischen positioniert ist und dazu dient, die Schichten der laminierten Verglasung zu verbinden;
Leuchtmittel (30), welches Licht in die Wellenleiterschicht (22) von mindestens einem Abschnitt mindestens einer Endfläche einspeist;
Lichtstreumittel (20), angebracht an eine Oberfläche der Wellenleiterschicht (22); und
eine optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14), welche mindestens teilweise in direktem Kontakt mit der Wellenleiterschicht (22) ist;
wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) zwischen den mindestens zwei Glasschichten (201, 202, 203) angeordnet ist; und
wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) eine Porosität von weniger als 22 % aufweist.

Illuminated laminated glazing comprising:
at least two glass layers (201, 202, 203), first and second glass layers, the first glass layer serving as a waveguide layer (22);
at least one intermediate layer (4) positioned therebetween and serving to join the layers of laminated glazing;
Illuminant (30) which feeds light into the waveguide layer (22) from at least a portion of at least one end face;
Light diffusing means (20) attached to a surface of the waveguide layer (22); and
an optical isolator coating made of SiO ₂ (14) which is at least partially in direct contact with the waveguide layer (22);
wherein the optical isolator coating made of SiO ₂ (14) is arranged between the at least two glass layers (201, 202, 203); and
wherein the optical isolator coating made of SiO ₂ (14) has a porosity of less than 22%.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Die Erfindung bezieht sich auf die Gebiete laminierter Automobilverglasung und Automobilbeleuchtung.The invention relates to the fields of laminated automotive glazing and automotive lighting.

Hintergrund der ErfindungBackground of the invention

Da Automobilhersteller daran arbeiten, die staatlichen Vorschriften für Kraftstoffeffizienz und Emissionen zu erfüllen und die umweltfreundlichen Fahrzeuge anzubieten, die von der Öffentlichkeit zunehmend gefordert werden, ist Gewichtsreduzierung eine Schlüsselstrategie. Während der Austausch mit leichteren Materialien einen großen Teil des Trends ausmacht, ist auch eine Reduzierung der durchschnittlichen Größe der meisten Fahrzeuge zu verzeichnen. Wenn das Kabinenvolumen abnimmt, kann dies zu einem unangenehmen Klaustrophobie-Effekt führen. Um dem entgegenzuwirken, vergrößern die Hersteller seit einigen Jahren die verglaste Fläche der Fahrzeuge. Die vergrößerte Sichtfläche und das natürliche Licht tragen dazu bei, dass die Kabine offener wirkt.As automakers work to meet government fuel efficiency and emissions regulations and provide the green vehicles that are increasingly being demanded by the public, weight reduction is a key strategy. While replacing with lighter materials is a big part of the trend, there is also a reduction in the average size of most vehicles. If the cabin volume decreases, it can lead to an uncomfortable claustrophobia effect. To counteract this, manufacturers have been increasing the glazed area of the vehicles for several years. The enlarged visible area and the natural light contribute to the fact that the cabin appears more open.

Das Panoramaglasdach hat in den letzten Jahren ein rasantes Wachstum erlebt und ist zu einer äußerst beliebten Option geworden. Ein so ausgestattetes Fahrzeug hat ein Dach, das im Wesentlichen Glas umfasst. Das große Panoramaglasdach verleiht dem Fahrzeug ein offenes, luftiges Gefühl und ein luxuriöses Aussehen. In den letzten Jahren lag in Nordamerika und Europa bei Modellen mit einer Panoramadachoption der Prozentsatz an verkauften Fahrzeugen mit dieser Option zwischen 30 und 40 %. In China lag der Anteil bei einigen Modellen bei nahezu 100 %.The panoramic glass roof has seen rapid growth in recent years and has become an extremely popular option. A vehicle equipped in this way has a roof which essentially comprises glass. The large panoramic glass roof gives the vehicle an open, airy feel and a luxurious appearance. In recent years, in North America and Europe, the percentage of vehicles with a panoramic roof option sold has been between 30% and 40%. In China, the proportion was almost 100% for some models.

Ein Problem, das sich bei Fahrzeugen mit großen Glasdächern stellt, ist die Kabinenbeleuchtung. Es ist oft nicht möglich, praktisch oder wünschenswert, eine Leuchte in der Mitte des Daches zu montieren, da der Kabelbaum, der die Leuchte mit Strom versorgt, über die Verglasung geführt werden muss, eine Abdeckung hinzugefügt werden muss, um den Kabelbaum vom Fahrzeuginneren aus zu verbergen, und ein schwarzer Aufdruck hinzugefügt werden muss, um den Kabelbaum von außen zu verbergen. Stattdessen haben die Autohersteller Leuchten über den Türen, im Fußraum, in den Getränkehaltern und an anderen Stellen angebracht.One problem that arises in vehicles with large glass roofs is cabin lighting. It is often not possible, practical, or desirable to mount a light in the center of the roof because the wiring harness that powers the light must be routed over the glazing, a cover must be added to the wiring harness from inside the vehicle and a black print must be added to hide the wiring harness from the outside. Instead, automakers have placed lights above the doors, in the footwells, in the cup holders, and in other places.

LED-Beleuchtung wird im Automobilbereich immer häufiger eingesetzt. Von der Innenraumbeleuchtung bis hin zu Scheinwerfern haben die Kosten, die Zuverlässigkeit und die Intensität von LEDs einen Punkt erreicht, an dem sie einen kosteneffektiven Ersatz für Glühbirnen und andere konventionelle Beleuchtungstechnologien darstellen. Mit einer Lebensdauer von bis zu 50.000 Stunden können die LEDs sogar deutlich länger halten als das Fahrzeug.LED lighting is used more and more in the automotive sector. From indoor lighting to headlights, the cost, reliability, and intensity of LEDs have reached a point where they are a cost-effective replacement for incandescent bulbs and other conventional lighting technologies. With a service life of up to 50,000 hours, the LEDs can even last significantly longer than the vehicle.

Die Versuche, LEDs in Verbundglas einzubetten, haben gemischte Ergebnisse geliefert. Eines der Hauptprobleme ist die hohe Intensität von LEDs, die für die allgemeine Beleuchtung gedacht sind. Aufgrund der geringen Größe des LED-Die und der Schwierigkeit, irgendeine Art Linse oder Diffusor in ein Laminat einzubauen, ist die Lichtintensität (Lumen pro Flächeneinheit) des LED-Die tendenziell sehr hoch. Diese helle Punktlichtquelle kann das Fahren bei Nacht für den Fahrer schwierig machen. Ein weiteres Problem ist die Wärmeentwicklung. Obwohl LEDs viel energieeffizienter als Glühlampen sind und viel weniger Abwärme produzieren, erzeugen sie immer noch etwas Wärme, die gehandhabt werden muss. Da sowohl Glas als auch die Kunststoff-Zwischenschicht gute Wärmeisolatoren sind, kann es zu einer Überhitzung kommen, wenn die LEDs zu dicht beieinander angeordnet sind. Darüber hinaus ist der Brechungsindex von PVB temperaturabhängig, so dass jeder Temperaturgradient, der durch die LEDs entsteht, zu unerwünschten optischen Verzerrungen führen kann.Attempts to embed LEDs in laminated glass have produced mixed results. One of the main problems is the high intensity of LEDs, which are intended for general lighting. Due to the small size of the LED die and the difficulty of building any type of lens or diffuser into a laminate, the light intensity (lumens per unit area) of the LED die tends to be very high. This bright point light source can make driving difficult for the driver at night. Another problem is the generation of heat. Even though LEDs are much more energy efficient than incandescent lamps and produce much less waste heat, they still generate some heat that needs to be handled. Since both glass and the plastic interlayer are good thermal insulators, overheating can occur if the LEDs are too close together. In addition, the refractive index of PVB is temperature dependent, so any temperature gradient created by the LEDs can lead to undesirable optical distortions.

Eine alternative Beleuchtungsmethode nutzt das Glas des Laminats selbst als Wellenleiter.An alternative lighting method uses the glass of the laminate itself as a waveguide.

Glas kann als Wellenleiter für sichtbares Licht verwendet werden. Optische Glasfasern leiten Licht, indem sie das Licht an den Wänden der Faser reflektieren. Das Licht, das in das Ende einer Faser eintritt, bewegt sich auf einem Weg, der parallel zur Außenfläche der Faser verläuft. Aufgrund des Winkels wird der größte Teil des Lichts im Inneren reflektiert und verbleibt in der Faser. Die Außenseite der Faser ist oft beschichtet, um die interne Reflektivität zu erhöhen, so dass das Licht über weite Strecken ohne Verluste übertragen werden kann.Glass can be used as a waveguide for visible light. Optical fibers guide light by reflecting the light off the walls of the fiber. The light entering the end of a fiber travels in a path that is parallel to the outer surface of the fiber. Due to the angle, most of the light is reflected inside and remains in the fiber. The outside of the fiber is often coated to increase internal reflectivity so that light can be transmitted over long distances without loss.

Auf die gleiche Weise kann auch eine flache oder gebogene Glasscheibe als Wellenleiter verwendet werden. Der Brechungsindex von Luft ist 1, während der Brechungsindex von Kalknatron-Glas 1,52 beträgt. Aufgrund dieser großen Diskrepanz zwischen dem Brechungsindex von Glas und Luft wird der größte Teil des Lichts, das sich parallel zu den großen Glasflächen bewegt, im Inneren reflektiert. Nur sehr wenig des Lichts wird von den Hauptflächen abgestrahlt.In the same way, a flat or curved sheet of glass can also be used as a waveguide. The refractive index of air is 1 while the refractive index of soda lime glass is 1.52. Because of this large discrepancy between the refractive index of glass and air, most of the light that travels parallel to the large glass surfaces is reflected inside. Very little of the light is emitted from the major surfaces.

Anzeigen, die auf diesem Prinzip basieren, werden hergestellt, indem man eine Grafik auf ein transparentes Substrat druckt und die Grafik mit einer Lichtquelle beleuchtet, die Licht in mindestens einen der Ränder projiziert. Die gedruckte Grafik dient dazu, das Licht zu streuen, das sich im Inneren des Glases ausbreitet und die Grafik beleuchtet. Diese Methode ist seit Jahrzehnten bekannt und gebräuchlich und geht wahrscheinlich auf die Einführung der Edison-Glühbirne zurück.Displays based on this principle are made by printing a graphic on a transparent substrate and illuminating the graphic with a light source that projects light into at least one of the edges. The printed graphic is used to diffuse the light that travels inside the glass and illuminates the graphic. These The method has been known and used for decades and probably goes back to the introduction of the Edison lightbulb.

Die Informationen auf einer Anzeige sollen jedoch unter allen Lichtverhältnissen sichtbar sein. Die Beleuchtung ist nur dafür vorgesehen, dass die Anzeige bei schlechten Lichtverhältnissen gesehen werden kann. Der gleiche Ansatz kann für die allgemeine Kabinenbeleuchtung verwendet werden. Es ist jedoch zu beachten, dass, wenn das lichtstreuende Mittel im ausgeschalteten Zustand sichtbar ist, das Glassubstrat nicht mehr effizient als Fenster dienen kann.However, the information on a display should be visible in all lighting conditions. The lighting is only intended so that the display can be seen in poor lighting conditions. The same approach can be used for general cabin lighting. It should be noted, however, that if the light-scattering agent is visible when the device is switched off, the glass substrate can no longer function efficiently as a window.

Bei der allgemeinen Kabinenbeleuchtung fungiert das Glas als Leiter für das in die Ränder der Verglasung eingespeiste Licht. An der Luft-Glas-Grenzfläche der Verglasung haben wir eine hohe Brechungsindex-Diskrepanz. Der größte Teil des Lichts wird reflektiert und verbleibt im Glas wie in einem Wellenleiter.In general cabin lighting, the glass acts as a conductor for the light fed into the edges of the glazing. We have a high refractive index discrepancy at the air-glass interface of the glazing. Most of the light is reflected and remains in the glass like in a waveguide.

In einer standardmäßigen laminierten Verglasung haben wir mindestens zwei sehr unterschiedliche Materialien, Kunststoff und Glas. Der Brechungsindex eines üblicherweise verwendeten Kalknatron-Floatglases beträgt 1,52. Um ein klares, unverzerrtes Sichtfeld zu ermöglichen, das frei von Reflexionen und Doppelbildern ist, ist es wünschenswert, einen einheitlichen Brechungsindex über die Dicke und alle Schichten einer laminierten Verglasung zu haben. Eine große Diskrepanz führt zu unerwünschten Reflexionen und optischen Verzerrungen. Die Kunststoff-Zwischenschicht, die in den meisten Automobil-Laminaten verwendet wird, ist Polyvinylbutyral (PVB), das für einen Brechungsindex von 1,48 formuliert wurde. Dies ist zwar keine perfekte Übereinstimmung mit dem Glas, aber mit einer Differenz von nur 0,04 kann sie für alle praktischen Zwecke als vernachlässigbar im Einfallswinkel des Fahrerauges relativ zur Verglasung angesehen werden. In der Tat gibt es wenig oder gar kein Licht, das von den inneren Glas/PVB-Grenzflächen reflektiert wird und für den Fahrer und andere Fahrzeuginsassen wahrnehmbar ist. Die meisten Probleme mit Sekundär-/Doppelbildern hängen mit der Reflexion an der inneren und äußeren Luft-Glas-Grenzfläche zusammen.In standard laminated glazing we have at least two very different materials, plastic and glass. The refractive index of a commonly used soda lime float glass is 1.52. To provide a clear, undistorted field of view that is free from reflections and double images, it is desirable to have a uniform index of refraction across the thickness and across all layers of laminated glazing. A large discrepancy leads to unwanted reflections and optical distortions. The plastic interlayer used in most automotive laminates is polyvinyl butyral (PVB), which is formulated to have a refractive index of 1.48. This is not a perfect match with the glass, but with a difference of only 0.04 it can for all practical purposes be viewed as negligible in the angle of incidence of the driver's eye relative to the glazing. Indeed, there is little or no light that reflects off the interior glass / PVB interfaces and is noticeable to the driver and other vehicle occupants. Most problems with secondary / double images are related to reflection at the inner and outer air-glass interfaces.

In Bezug auf das Licht, das entlang eines Randes in das Laminat eintritt und sich im Wesentlichen parallel zu den Hauptflächen bewegt, lehrt EP 2635433 B1 , dass zwei Materialien, die sich in ihrem Brechungsindex um 5 % oder weniger unterscheiden, für optische Zwecke als im Wesentlichen gleiches Material betrachtet werden können. Bei Brechungsindizes von 1,52 wie im Fall des Kalknatron-Float-Glases und 1,48 wie beim gängigen PVB beträgt der Unterschied -2,6%. Es finden sich auch Diskussionen, die für das einfallende Licht eine Differenz zwischen den Medien von mindestens 0,08 bis 0,1 fordern, um eine Totalreflexion zu erreichen, wie z.B. im Dokument US9612386B2 . Als Vergleichspunkt beträgt der Brechungsindexunterschied für Glas/Luft -42%.In relation to the light entering the laminate along an edge and moving substantially parallel to the major surfaces, teaches EP 2635433 B1 that two materials that differ in their refractive index by 5% or less can be considered as essentially the same material for optical purposes. With refractive indices of 1.52 as in the case of soda lime float glass and 1.48 as in the case of common PVB, the difference is -2.6%. There are also discussions that demand a difference between the media of at least 0.08 to 0.1 for the incident light in order to achieve total reflection, as in the document, for example US9612386B2 . As a comparison point, the refractive index difference for glass / air is -42%.

Der größte Teil des eingestrahlten Lichts, das am Rand eines Standard-Automobil-Kalknatron-Glases, das mit einem an den Standard-Automobilindex angepassten PVB laminiert ist, parallel zu den Hauptoberflächen verläuft, wird an der Luft/Glas-Grenzfläche reflektiert. Unabhängig von der Schicht, in die das Licht gelenkt werden kann, dient die gesamte Dicke des Laminats als Wellenleiter.Most of the incident light, which runs parallel to the main surfaces at the edge of a standard automobile soda lime glass, which is laminated with a PVB adapted to the standard automobile index, is reflected at the air / glass interface. Regardless of the layer into which the light can be directed, the entire thickness of the laminate serves as a waveguide.

In einigen der Implementierungen des Standes der Technik wird das Licht von der Wellenleiterschicht durch mikroskopische Defekte in der Glasoberfläche gestreut, die durch eine Vielzahl von Mitteln erzeugt werden, einschließlich, aber nicht beschränkt auf chemisches Ätzen, abrasives Ätzen und LASER-Markierung. Auch wenn die PVB-Zwischenschicht diese Oberflächendefekte füllen und maskieren kann, wenn sie an einer Innenfläche des Laminats angebracht wird, neigen diese Methoden immer noch dazu, sichtbare Markierungen auf dem Glas sowie unerwünschte Trübungen zu erzeugen und das Glas zu schwächen, was die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs erhöht.In some of the prior art implementations, the light from the waveguide layer is scattered by microscopic defects in the glass surface created by a variety of means including, but not limited to, chemical etching, abrasive etching, and LASER marking. Although the PVB interlayer can fill and mask these surface defects when applied to an interior surface of the laminate, these methods still tend to create visible marks on the glass as well as undesirable haze and weaken the glass, which increases the likelihood of a Fracture increased.

Eine vielversprechende neue Technologie nutzt optische Diffusoren, die in einer transparenten Polymermatrix suspendiert und auf das Substrat gedruckt sind. Ein schwerwiegender Nachteil dieser Technologie ist, dass die organische Matrix mit der Zeit durch Hitze, Feuchtigkeit und UV-Strahlung abbaut. Ein weiterer Nachteil ist, dass es schwierig ist, die Tinte auf gebogene Glasformen aufzubringen, da die Tinte nach dem Biegen angebracht werden muss, da sie durch die Hitze des Glasbiegeprozesses zerstört werden würde.A promising new technology uses optical diffusers, which are suspended in a transparent polymer matrix and printed on the substrate. A serious disadvantage of this technology is that the organic matrix degrades over time due to heat, moisture and UV radiation. Another disadvantage is that it is difficult to apply the ink to bent glass molds because the ink has to be applied after bending as it would be destroyed by the heat of the glass bending process.

Im Stand der Technik sind mehrere Beispiele für beleuchtete Automobil-Laminate zu finden, die Folgendes umfassen: eine Wellenleiterschicht, eine Lichtquelle, ein Leuchtmittel, das Licht an einem Rand der Wellenleiterschicht in die Wellenleiterschicht lenkt, und ein Lichtstreumittel. Diese Elemente sind in allen nachfolgend besprochenen Beispielen enthalten, die einige, aber nicht alle Elemente des Standes der Technik enthalten.Several examples of illuminated automotive laminates can be found in the prior art, including: a waveguide layer, a light source, an illuminant that directs light into the waveguide layer at an edge of the waveguide layer, and a light diffuser. These elements are included in all of the examples discussed below, which include some, but not all, of the prior art.

Im Stand der Technik findet sich auch die Verwendung eines Arrays von LED-Leuchten als Lichtquelle. Die Verwendung einer optischen Isolatorschicht zur optischen Isolierung und Verbesserung der Lichtintensität des gestreuten Lichts ist auch in einigen, aber nicht allen der zitierten Beispiele des Stands der Technik offenbart.The prior art also uses an array of LED lights as a light source. The use of an optical isolator layer to optically isolate and improve the light intensity of the scattered light is also disclosed in some, but not all, of the prior art examples cited.

Wie bereits erwähnt, tritt Totalreflexion auf, wenn der Brechungsindex zwischen zwei Schichten deutlich unterschiedlich ist. In einem typischen Standard-Automobil-Laminat (zwei Glasschichten, die mit einer PVB-Zwischenschicht verbunden sind) tritt Totalreflexion von Licht, das sich ungefähr parallel zu den beiden Hauptoberflächen des Laminats bewegt, an der Luft/Glas-Grenzfläche auf, wobei nur sehr wenig Licht an den Glas/PVB-Grenzflächen reflektiert wird. Ein solches typisches Standard-Automobil-Laminat dient in einigen der Offenbarungen wie in WO12028820A1 , US20110267833A1 , und auch in 1 des Stand der Technik Dokuments FR2989176B1 dargestellt, in seiner Gesamtheit als Wellenleiterschicht. Der primäre Nachteil dieses Ansatzes ist, dass, während die Substrate klar sind, ein gewisser Prozentsatz des durchgelassenen Lichts durch das Substrat und Defekte in der Glasmatrix absorbiert wird, wenn das Licht zwischen den Außenflächen des Laminats abprallt.As already mentioned, total reflection occurs when the refractive index is significantly different between two layers. In a typical standard automotive laminate (two layers of glass joined by a PVB interlayer), total internal reflection of light traveling roughly parallel to the two major surfaces of the laminate occurs at the air / glass interface, but only very much little light is reflected at the glass / PVB interfaces. Such a typical standard automotive laminate serves in some of the disclosures as shown in FIG WO12028820A1 , US20110267833A1 , and also in 1 of the prior art document FR2989176B1 shown in its entirety as a waveguide layer. The primary disadvantage of this approach is that while the substrates are clear, a certain percentage of the transmitted light will be absorbed by the substrate and defects in the glass matrix as the light bounces off between the exterior surfaces of the laminate.

Indem man die Wellenleiterschicht dünner macht, wird der Weg, den das Licht nimmt, kürzer und die Absorption wird verringert. Es gibt eine praktische Grenze, wie dünn ein Laminat gemacht werden kann. Anstatt die gesamte Dicke des Laminats als Wellenleiterschicht zu verwenden, ist es möglich, die Wellenleiterschicht optisch von den anderen Schichten des Laminats zu isolieren. Dieses Verfahren zur Isolierung der Wellenleiterschicht von den übrigen Laminatschichten ist im Stand der Technik offenbart, der im Folgenden erläutert wird. Dem Querschnitt des Standard-Automobil-Laminats wird eine Schicht mit einer signifikanten Brechungsindex-Diskrepanz hinzugefügt, um die Wellenleiterschicht optisch zu isolieren und dadurch die Intensität des durch die lichtstreuende Schicht in den Fahrgastraum gerichteten Lichts zu verbessern und das nach außen entweichende Licht zu minimieren. Es gibt zwei Ansätze, dies zu erreichen, die im Stand der Technik dargestellt sind.By making the waveguide layer thinner, the path that light takes becomes shorter and absorption is reduced. There is a practical limit to how thin a laminate can be made. Instead of using the entire thickness of the laminate as a waveguide layer, it is possible to optically isolate the waveguide layer from the other layers of the laminate. This method for isolating the waveguide layer from the other laminate layers is disclosed in the prior art, which is explained below. A layer with a significant refractive index discrepancy is added to the cross-section of the standard automotive laminate to optically isolate the waveguide layer, thereby improving the intensity of the light directed through the light-diffusing layer into the passenger compartment and minimizing the light escaping outside. There are two approaches to achieving this, which are illustrated in the prior art.

Der erste Ansatz besteht darin, eine Schicht hinzuzufügen, die einen deutlich niedrigeren Brechungsindex hat als die Wellenleiterschicht. Diese Schicht dient als optische Isolatorschicht, die das zu leitende Licht innerhalb der Wellenleiterschicht einfängt. Dies kann auf verschiedene Weise erreicht werden, z. B. durch Aufbringen einer Beschichtung auf die innere Oberfläche der Laminat-Hauptfläche der Wellenleiterschicht. Ein weiteres Beispiel ist die Verwendung einer/eines Kunststoffzwischenschicht oder -films mit niedrigerem Brechungsindex. In der Literatur wurde die Verwendung eines PVB mit einem niedrigeren als dem typischen Brechungsindex beschrieben, das auf eine Automobil-Laminatverglasung angebracht wird.The first approach is to add a layer that has a significantly lower index of refraction than the waveguide layer. This layer serves as an optical isolator layer which captures the light to be guided within the waveguide layer. This can be achieved in a number of ways, e.g. By applying a coating to the inner surface of the laminate major surface of the waveguide layer. Another example is the use of a plastic interlayer or film with a lower refractive index. The literature has described the use of a lower than typical refractive index PVB applied to automotive laminate glazing.

Ein zweiter Ansatz ist die Verwendung einer Wellenleiterschicht, die einen höheren Brechungsindex hat als die umgebenden Schichten. Polycarbonat (PC) hat einen Brechungsindex von 1,59. Wenn es mit einer PVB-Zwischenschicht (IR = 1,48) laminiert ist, tritt Totalreflexion auf, sodass die Polycarbonatschicht als Wellenleiterschicht dienen kann.A second approach is to use a waveguide layer that has a higher refractive index than the surrounding layers. Polycarbonate (PC) has a refractive index of 1.59. If it is laminated with a PVB interlayer (IR = 1.48), total reflection occurs so that the polycarbonate layer can serve as a waveguide layer.

WO2005/054915A1 , „Lichtleitungsbausatz und Fahrzeugdach“ offenbart ein laminiertes Autodach, bei dem Licht in eine zusätzliche Kunststoff-Zwischenschicht des Laminats entlang eines Randes eingekoppelt und durch lichtstreuende „Zentren“, die sich auf verschiedenen Oberflächen des Laminats befinden können, gestreut wird. Dieses Dokument ist ein Beispiel für den zweiten Ansatz, bei dem ein Polycarbonatmaterial verwendet wird, das einen wesentlich höheren Brechungsindex als die PVB-Bindungsschicht aufweist. WO2005 / 054915A1 , “Light guide kit and vehicle roof” discloses a laminated car roof in which light is coupled into an additional plastic intermediate layer of the laminate along an edge and scattered by light-diffusing “centers” that can be located on different surfaces of the laminate. This document is an example of the second approach using a polycarbonate material that has a substantially higher index of refraction than the PVB tie layer.

WO2007/077099A1 , „Fahrzeugverglasung mit Lichtleitungsanordnung“ offenbart ein Laminat, bei dem das Licht unter anderem durch Mikrorisse in den Glas- oder Kunststoffschichten gestreut wird. In einer Ausführungsform wird eine Polycarbonat-Kunststoffschicht als Wellenleiterschicht verwendet, um ihren höheren Brechungsindex im Vergleich zu dem einer typischen Glasschicht auszunutzen, wobei dies ein Beispiel für den zweiten Ansatz ist. Diese Anwendung ist auch ein Beispiel für den ersten Ansatz, da sie auch eine Ausführungsform offenbart, die eine zusätzliche Schicht mit einem niedrigeren Brechungsindex als dem der Glasschicht (Wellenleiterschicht) und PVB-Schicht verwendet. WO2007 / 077099A1 , "Vehicle glazing with light guide arrangement" discloses a laminate in which the light is scattered, among other things, through micro-cracks in the glass or plastic layers. In one embodiment, a polycarbonate plastic layer is used as the waveguide layer to take advantage of its higher index of refraction compared to that of a typical glass layer, this being an example of the second approach. This application is also an example of the first approach as it also discloses an embodiment that uses an additional layer with a lower refractive index than that of the glass layer (waveguide layer) and PVB layer.

EP2423173B1 , „Laminierte Beleuchtungsstruktur mit einer porösen Schicht“, offenbart ein Laminat, bei dem eine Glasschicht als Wellenleiterschicht verwendet wird, Licht an einem Rand in die Wellenleiterschicht eingekoppelt wird, eine optische Isolatorschicht gemäß dem ersten Ansatz durch eine poröse Beschichtung vorgesehen wird, die auf die Wellenleiterschicht angebracht wird, wobei die Beschichtung einen Brechungsindex aufweist, der mindestens 0,1 kleiner ist als der des Glases der Wellenleiterschicht. Bei der porösen Beschichtung handelt es sich um einen Sol-Gel-Typ, bei dem die Poren die Zwischenräume eines nicht kompakten Stapels von nanoskaligen Kügelchen, z. B. Silica-Kügelchen, sind. EP2423173B1 , "Laminated lighting structure with a porous layer" discloses a laminate in which a glass layer is used as a waveguide layer, light is coupled into the waveguide layer at an edge, an optical isolator layer according to the first approach is provided by a porous coating that is applied to the Waveguide layer is applied, wherein the coating has a refractive index which is at least 0.1 smaller than that of the glass of the waveguide layer. The porous coating is of a sol-gel type in which the pores form the interstices of a non-compact stack of nanoscale spheres, e.g. B. silica beads.

US9612386B2 , „Leuchtende Verglasungseinheit mit optischem Isolator“ beansprucht eine laminierte Verglasung mit einer wellenleitenden Glassubstratschicht, einer optischen Isolatorschicht, einer Lichtquelle, die optisch mit dem Glassubstrat gekoppelt ist, und einer Lichtaustrittsvorrichtung. Der optische Isolator schließt einen Film mit niedrigem Brechungsindex ein, der aus einem Material auf Fluorpolymerbasis hergestellt ist und einen Brechungsindex aufweist, der mindestens 0,08 (5,4 %) kleiner ist als der der Glasschicht. In dieser Patentschrift fungieren für praktische Zwecke die Glasschicht und die Kunststoffbindungsschicht als Wellenleiterschicht. Dies ist ein weiteres Beispiel für den ersten Ansatz, die Wellenleiterschicht optisch zu isolieren. US9612386B2 "Luminous glazing unit with optical isolator" claims a laminated glazing with a waveguiding glass substrate layer, an optical isolator layer, a light source which is optically coupled to the glass substrate, and a light exit device. The optical isolator includes a low refractive index film made from a fluoropolymer-based material and having an index of refraction that is at least 0.08 (5.4%) less than that of the glass layer. Act in this patent for practical purposes, the glass layer and the plastic bonding layer as a waveguide layer. This is another example of the first approach to optically isolate the waveguide layer.

Standard-Laminatverglasungen werden für die Innenbeleuchtung der Kabine verwendet, sind aber in der Regel sowohl hinsichtlich der Beleuchtungsintensität als auch der Gesamtästhetik mangelhaft. Intensität und Ästhetik können verbessert werden, wie in dem im Stand der Technik offenbarten Ansatz gezeigt, indem eine Brechungsindex-Fehlanpassung von mindestens 5 % eingeführt wird, um die Wellenleiterschicht optisch zu isolieren. Dies erfordert das Hinzufügen von modifizierten/unkonventionellen Schichten in das Laminat. Dies ist jedoch möglicherweise nicht praktikabel und/oder wirtschaftlich zu produzieren und kann sich auch als ästhetisch nicht ansprechend erweisen.Standard laminate glazing is used for the interior lighting of the cabin, but is usually poor in terms of both lighting intensity and overall aesthetics. Intensity and aesthetics can be improved, as shown in the approach disclosed in the prior art, by introducing a refractive index mismatch of at least 5% to optically isolate the waveguide layer. This requires adding modified / unconventional layers into the laminate. However, this may not be practical and / or economical to produce, and it may also prove to be aesthetically unappealing.

Es sollte beachtet werden, dass ein Großteil des Standes der Technik aufgegebene Anwendungen umfasst und trotz der oben genannten Nachteile der Ansatz, den gesamten Laminatstapel als Wellenleiterschicht zu verwenden, bis heute die Lösung mit dem besten Kompromiss zwischen Effizienz und Komplexität/Kosten ist.It should be noted that a large part of the prior art encompasses abandoned applications and, despite the disadvantages mentioned above, the approach of using the entire laminate stack as a waveguide layer is to date the solution with the best compromise between efficiency and complexity / cost.

Es wäre wünschenswert, ein beleuchtetes Laminat ohne die Nachteile des Standes der Technik zu haben, das zudem zu nicht wesentlich höheren Kosten als ein Standardlaminat und mit Standard-Automobilverglasungsanlagen, -materialien und - prozessen hergestellt werden kann.It would be desirable to have an illuminated laminate without the disadvantages of the prior art, and which can also be manufactured at no significantly higher cost than a standard laminate and with standard automotive glazing equipment, materials and processes.

Kurze Zusammenfassung der ErfindungBrief summary of the invention

Die im vorigen Abschnitt beschriebenen Nachteile des Standes der Technik, wie geringe Beleuchtungsintensität und Ästhetik, werden durch ein Laminat gelöst, das Folgendes umfasst: eine Wellenleiterschicht, eine im Wesentlichen dichte optische Isolatorschicht aus SiO₂, die an einer Hauptoberfläche im Inneren des Laminats der Wellenleiterschicht angebracht ist, mindestens ein Randleuchtmittel und ein Lichtstreumittel, das dazu dient, das Licht aus der Wellenleiterschicht zu streuen. Dieses Lichtstreumittel ist an der gleichen inneren Oberfläche der Wellenleiterschicht angebracht wie die optische Isolatorbeschichtung. Dies führt zu einem beleuchteten Laminat mit überlegener Leistung, das mit Standard-Automobilverglasungsanlagen und -verfahren hergestellt werden kann.The disadvantages of the prior art described in the previous section, such as low illumination intensity and aesthetics, are solved by a laminate comprising: a waveguide layer, a substantially dense optical isolator layer made of SiO ₂ , which is attached to a main surface inside the laminate of the waveguide layer is attached, at least one edge illuminant and a light scattering means which serves to scatter the light from the waveguide layer. This light diffuser is attached to the same inner surface of the waveguide layer as the optical isolator coating. This results in an illuminated laminate with superior performance that can be made using standard automotive glazing equipment and processes.

In der vorliegenden Erfindung wird die lichtbrechende SiO₂-Schicht durch MSVD oder nach einem verbesserten Sol-Gel-Verfahren hergestellt, das eine Porosität von weniger als 22 % erreicht.In the present invention, the refractive SiO ₂ layer is produced by MSVD or by an improved sol-gel process which achieves a porosity of less than 22%.

Vorteileadvantages

• Höherer Kontrast• Higher contrast
• Geringe Investitionskosten• Low investment costs
• Höhere Beleuchtungsstärke• Higher illuminance
• Fähigkeit, komplexe Grafiken zu erzeugen• Ability to create complex graphics
• Schwächt das Glas nicht• Does not weaken the glass
• Erhöht nicht die Wahrscheinlichkeit eines Bruchs• Does not increase the likelihood of breakage
• Geringere Trübung• Less turbidity
• Grafik ist im Wesentlichen unsichtbar, wenn die Beleuchtung ausgeschaltet ist.• Graphics are essentially invisible when lights are turned off.
• Prozess verwendet Standard-Automobilverglasungsgeräte• Process uses standard automotive glazing equipment
• Schichten außerhalb der optischen Isolatorbeschichtung sind optisch von der Wellenleiterschicht isoliert• Layers outside the optical isolator coating are optically isolated from the waveguide layer
• Geringer Lichtaustritt ins Fahrzeuginnere• Little light emission into the vehicle interior
• Benötigt kein spezielles PVB mit niedrigem Index• Does not require special low-index PVB
• Möglichkeit der Verwendung von Standard-PVB• Possibility of using standard PVB
• Bessere Beschichtungshaftung auf PVB und Glas• Better coating adhesion on PVB and glass

FigurenlisteFigure list

Die Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der detaillierten Beschreibung der Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, wobei:

1A zeigt einen Querschnitt durch eine typische laminierte Automobilverglasung.
1B zeigt einen Querschnitt einer typischen laminierten Verglasung mit Hochleistungsfolie und Beschichtung.
1C zeigt einen Querschnitt einer typischen gehärteten monolithischen Automobilverglasung.
2 zeigt ein zweischichtiges beleuchtetes Laminat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 zeigt ein dreischichtiges beleuchtetes Laminat gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
4A zeigt ein beleuchtetes Laminat im AUS-Zustand.
4B zeigt ein beleuchtetes Laminat im EIN-Zustand.

The features and advantages of the present invention will become apparent from the detailed description of the embodiments in conjunction with the accompanying drawings, wherein:

1A Figure 10 shows a cross section through a typical laminated automotive glazing.
1B Figure 10 shows a cross section of a typical laminated glazing with high performance film and coating.
1C Figure 10 shows a cross section of a typical hardened monolithic automotive glazing.
2 Figure 12 shows a two-layer illuminated laminate in accordance with an embodiment of the present invention.
3 Figure 10 shows a three-layer illuminated laminate in accordance with an embodiment of the present invention.
4A shows an illuminated laminate in the OFF state.
4B shows an illuminated laminate in the ON state.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

22: GlasschichtGlass layer
44th: Bindungs-/Klebeschicht (Zwischenschicht)Bonding / adhesive layer (intermediate layer)
66th: Verdunkelung/Schwarze FritteDarkening / black frit
88th: Glas, thermisch gehärtetThermally hardened glass
1212th: HochleistungsfolieHigh performance film
1414th: Optische IsolatorbeschichtungOptical isolator coating
1818th: HochleistungsbeschichtungHigh performance coating
2020th: LichtstreumittelschichtLight scattering middle layer
2222nd: WellenleiterschichtWaveguide layer
3030th: LichtbalkenLight bar
101101: Oberfläche EinsSurface one
102102: Oberfläche ZweiSurface two
103103: Oberfläche DreiSurface three
104104: Oberfläche VierSurface four
201201: Äußere SchichtOuter layer
202202: Innere SchichtInner layer
203203: Mittlere SchichtMiddle layer

Detaillierte Beschreibung der ErfindungDetailed description of the invention

Die folgende Terminologie wird verwendet, um die laminierte Verglasung der Erfindung zu beschreiben.The following terminology is used to describe the laminated glazing of the invention.

Typische Querschnitte von laminierter Automobilverglasung sind in den 1A und 1B dargestellt. Ein Laminat umfasst zwei Glasschichten, die äußere Glasschicht 201 und die innere Glasschicht 202, die durch eine Kunststoffschicht 4 (Zwischenschicht) dauerhaft miteinander verbunden sind. In einem Laminat wird die Glasfläche, die sich auf der Außenseite des Fahrzeugs befindet, als Oberfläche Eins 101 oder Oberfläche Nummer Eins bezeichnet. Die gegenüberliegende Seite der äußeren Glasschicht 201 ist Oberfläche Zwei 102 oder Oberfläche Nummer Zwei. Die Glasfläche 2, die sich auf der Innenseite des Fahrzeugs befindet, wird als Oberfläche Vier 104 oder als Oberfläche Nummer Vier bezeichnet. Die gegenüberliegende Seite der inneren Glasschicht 202 ist Oberfläche Drei 103 oder Oberfläche Nummer Drei. Die Oberflächen Zwei 102 und Drei 103 sind durch die Kunststoffschicht 4 miteinander verbunden. Eine Verdunkelung 6 kann auch auf das Glas angebracht werden. Verdunkelungen umfassen üblicherweise schwarze Emailfritte, die entweder auf die Oberfläche Zwei 102 oder die Oberfläche Vier 104 oder auf beide gedruckt ist. Das Laminat kann eine Beschichtung 18 auf einer oder mehreren der Oberflächen aufweisen. Das Laminat kann auch einen Film 12 umfassen, der zwischen mindestens zwei Kunststoffschichten 4 laminiert ist.Typical cross-sections of automotive laminated glazing are shown in FIGS 1A and 1B shown. A laminate comprises two layers of glass, the outer glass layer 201 and the inner glass layer 202 covered by a plastic layer 4th (Intermediate layer) are permanently connected to each other. In a laminate, the surface of glass that is on the outside of the vehicle becomes Surface One 101 or surface number one. The opposite side of the outer glass layer 201 is surface two 102 or surface number two. The glass surface 2 that is on the inside of the vehicle is called surface four 104 or referred to as surface number four. The opposite side of the inner glass layer 202 is surface three 103 or surface number three. The surfaces two 102 and three 103 are through the plastic layer 4th connected with each other. A blackout 6th can also be attached to the glass. Blackouts usually include black enamel frit on either surface two 102 or surface four 104 or is printed on both. The laminate can be a coating 18th have on one or more of the surfaces. The laminate can also have a film 12th include that between at least two plastic layers 4th is laminated.

Ein Laminat kann mehr als zwei Glasschichten aufweisen, wie es bei ballistischen Verglasungen typisch ist. In solchen Fällen werden die zusätzlichen Glasschichten und Oberflächen fortlaufend nummeriert. So wäre eine dritte Glasschicht 203 mit den Oberflächen 105 und 106.A laminate can have more than two layers of glass, as is typical with ballistic glazing. In such cases, the additional glass layers and surfaces are numbered consecutively. That would be a third layer of glass 203 with surfaces 105 and 106.

1C zeigt einen typischen Querschnitt einer gehärteten Fahrzeugverglasung. Die gehärtete Verglasung umfasst typischerweise eine einzige Glasschicht 201, die wärmegehärtet ist. Die Glasfläche, die sich auf der Außenseite des Fahrzeugs befindet, wird als Oberfläche Eins 101 oder Oberfläche Nummer Eins bezeichnet. Die gegenüberliegende Seite der äußeren Glasschicht 201 ist Oberfläche Zwei 102 oder Oberfläche Nummer Zwei. Die Oberfläche Nummer Zwei 102 einer gehärteten Verglasung befindet sich auf der Innenseite des Fahrzeugs. Eine Verdunkelung 6 kann auch auf das Glas angebracht werden. Verdunkelungen umfassen üblicherweise schwarze Emailfritte, die auf die Oberfläche Zwei 102 gedruckt ist. Die Verglasung kann eine Beschichtung 18 auf der Oberfläche Eins 101 und/oder Oberfläche Zwei 102 aufweisen. 1C Figure 3 shows a typical cross-section of tempered automotive glazing. The toughened glazing typically comprises a single layer of glass 201 that is thermoset. The glass surface that is on the outside of the vehicle is called Surface One 101 or surface number one. The opposite side of the outer glass layer 201 is surface two 102 or surface number two. Surface number two 102 a hardened glazing is located on the inside of the vehicle. A blackout 6th can also be attached to the glass. Darkenings usually include black enamel frit on Surface Two 102 is printed. The glazing can be a coating 18th on the surface one 101 and / or surface two 102 exhibit.

Der Begriff „Glas“ kann auf viele anorganische Materialien angewendet werden, einschließlich vieler, die nicht transparent sind. In diesem Dokument beziehen wir uns nur auf transparentes Glas. Aus wissenschaftlicher Sicht wird Glas als ein Zustand von Materie definiert, umfassend einen nicht kristallinen amorphen Feststoff, dem die geordnete Molekularstruktur echter Festkörper fehlt. Gläser haben die mechanische Steifheit von Kristallen mit der zufälligen Struktur von Flüssigkeiten.The term “glass” can be applied to many inorganic materials, including many that are not transparent. In this document we only refer to transparent glass. From a scientific point of view, glass is defined as a state of matter comprising a non-crystalline amorphous solid that lacks the ordered molecular structure of real solids. Glasses have the mechanical rigidity of crystals with the random structure of liquids.

Glas entsteht durch Zusammenmischen verschiedener Substanzen und anschließendes Erhitzen auf eine Temperatur, bei der sie schmelzen und sich vollständig ineinander auflösen, wodurch eine mischbare homogene Flüssigkeit entsteht.Glass is made by mixing different substances together and then heating them to a temperature at which they melt and completely dissolve into one another, creating a mixable homogeneous liquid.

Der Großteil des weltweiten Flachglases wird im Floatglasverfahren hergestellt, das erstmals in den 1950er Jahren kommerzialisiert wurde. Beim Floatglasverfahren werden die Rohstoffe in einem großen feuerfesten Behälter geschmolzen und dann wird das geschmolzene Glas aus dem Behälter auf ein Bad aus geschmolzenem Zinn extrudiert, in dem das Glas schwimmt.Most of the world's flat glass is manufactured using the float glass process, which was first commercialized in the 1950s. In the float glass process, the raw materials are melted in a large refractory container and then the molten glass is extruded from the container onto a bath of molten tin in which the glass floats.

Die Glasarten, die verwendet werden können, schließen unter anderem ein, ohne darauf beschränkt zu sein: die für die Automobilverglasung typische übliche KalkNatron-Variante sowie Alumosilikat, Lithium-Alumosilikat, Borosilikat, Glaskeramik und die verschiedenen anderen anorganischen festen amorphen Zusammensetzungen, die einen Glasübergang durchlaufen und als Glas klassifiziert werden, einschließlich derjenigen, die nicht transparent sind. Die Glasschichten können sowohl wärmeabsorbierende Glaszusammensetzungen als auch infrarotreflektierende und anderen Arten von Beschichtungen umfassen.The types of glass that can be used include, but are not limited to: the common soda-lime variant typical of automotive glazing, as well as aluminosilicate, lithium aluminosilicate, borosilicate, glass ceramic and the various other inorganic ones solid amorphous compositions that undergo a glass transition and are classified as glass, including those that are not transparent. The glass layers can include heat absorbing glass compositions as well as infrared reflective and other types of coatings.

Der Großteil des für Behälter und Fenster verwendeten Glases ist Kalknatron-Glas. Kalknatron-Glas wird aus Natriumkarbonat (Soda), Kalk (Calciumcarbonat), Dolomit, Siliziumdioxid (Silika), Aluminiumoxid (Alumina) und kleinen Mengen von Substanzen hergestellt, die zur Veränderung der Farbe und anderer Eigenschaften hinzugefügt werden.Most of the glass used for containers and windows is soda lime glass. Soda lime glass is made from sodium carbonate (soda), lime (calcium carbonate), dolomite, silicon dioxide (silica), aluminum oxide (alumina) and small amounts of substances that are added to change color and other properties.

Laminate sind im Allgemeinen Artikel, die mehrere Scheiben/Folien aus im Verhältnis zu ihrer Länge und Breite dünnem Material umfassen, wobei jede dünne Scheibe/Folie zwei einander gegenüberliegende Hauptflächen, typischerweise von relativ gleichmäßiger Dicke, aufweist, die über mindestens eine Hauptfläche jeder Scheibe/Folie dauerhaft miteinander verbunden sind.Laminates are generally articles that comprise a plurality of disks / sheets of material that are thin in relation to their length and width, each thin sheet / sheet having two opposing major surfaces, typically of relatively uniform thickness, which extend over at least one major surface of each disk / film. Foil are permanently connected to each other.

Laminiertes Sicherheitsglas wird durch Verbinden zweier Scheiben (201 & 202) aus getempertem Glas 2 unter Verwendung einer Kunststoffbindungsschicht hergestellt, die eine dünnen Folie aus transparentem Thermoplast 4 (Zwischenschicht) umfasst, wie in den 1A und 1B dargestellt.Laminated safety glass is made by joining two panes ( 201 & 202 ) made of tempered glass 2 Made using a plastic tie layer, which is a thin sheet of transparent thermoplastic 4th (Intermediate layer), as in 1A and 1B shown.

Getempertes Glas ist Glas, das langsam von der Biegetemperatur bis in den Glasübergangsbereich abgekühlt wurde. Durch diesen Prozess werden alle im Glas durch den Biegeprozess verbleibenden Spannungen abgebaut. Getempertes Glas zerbricht in große Scherben mit scharfen Rändern. Wenn laminiertes Glas bricht, werden die Scherben des gebrochenen Glases, ähnlich wie die Teile eines Puzzles, durch die Kunststoffschicht zusammengehalten, die dazu beiträgt, die strukturelle Integrität des Glases zu erhalten. Ein Fahrzeug mit einer zerbrochenen Windschutzscheibe kann weiterhin betrieben werden. Die Kunststoffschicht 4 trägt auch dazu bei, das Eindringen von Gegenständen, die von außen auf das Laminat aufschlagen, zu verhindern, und im Falle eines Unfalls wird die Rückhaltung der Insassen verbessert.Tempered glass is glass that has been slowly cooled from the bending temperature to the glass transition area. This process relieves any stresses remaining in the glass as a result of the bending process. Tempered glass breaks into large pieces with sharp edges. When laminated glass breaks, the shards of the broken glass, much like pieces of a puzzle, are held together by the layer of plastic that helps maintain the structural integrity of the glass. A vehicle with a broken windshield can still be operated. The plastic layer 4th also helps to prevent the penetration of objects that strike the laminate from the outside, and in the event of an accident, the restraint of the occupants is improved.

Die Glasschichten können getempert oder verstärkt sein. Es gibt zwei Verfahren, die zur Erhöhung der Festigkeit von Glas eingesetzt werden können. Sie sind das thermische Verstärken, bei dem das heiße Glas schnell abgekühlt (abgeschreckt) wird, und das chemische Härten, bei dem der gleiche Effekt durch eine chemische lonenaustauschbehandlung erreicht wird.The glass layers can be tempered or reinforced. There are two methods that can be used to increase the strength of glass. They are thermal strengthening, in which the hot glass is rapidly cooled (quenched), and chemical hardening, in which the same effect is achieved through a chemical ion exchange treatment.

Wärmeverstärktes, vollgehärtetes Kalknatron-Floatglas mit einer Druckfestigkeit im Bereich von mindestens 70 MPa kann in allen Fahrzeugpositionen außer der Windschutzscheibe verwendet werden. Wärmeverstärktes (gehärtetes) Glas hat eine Schicht mit hoher Kompression auf den Außenflächen des Glases, die durch Spannungen auf der Innenseite des Glases ausgeglichen wird, die durch das schnelle Abkühlen des heiß erweichten Glases erzeugt werden. Wenn gehärtetes Glas bricht, sind die Spannung und die Kompression nicht mehr im Gleichgewicht, und das Glas zerbricht in kleine Partikel mit stumpfen Rändern. Gehärtetes Glas ist viel stärker als getempertes laminiertes Glas. Die Mindestdicke des typischen Automobil-Wärme-Verstärkungs-Prozesses liegt im Bereich von 2,6 mm bis 3,0 mm. Dies ist auf die erforderliche schnelle Wärmeübertragung zurückzuführen. Es ist nicht möglich, die hohe Oberflächenkompression, die bei dünnerem Glas erforderlich ist, mit den typischen gebläseartigen Niederdruck-Luftabschrecksystemen zu erreichen.Heat-reinforced, fully hardened soda lime float glass with a compressive strength in the range of at least 70 MPa can be used in all vehicle positions except the windshield. Heat strengthened (tempered) glass has a layer of high compression on the outside surface of the glass, which is counterbalanced by stresses on the inside of the glass created by the rapid cooling of the hot softened glass. When tempered glass breaks, the tension and compression are out of balance and the glass breaks into small, blunt-edged particles. Tempered glass is much stronger than tempered laminated glass. The minimum thickness of the typical automotive heat reinforcement process is in the range of 2.6 mm to 3.0 mm. This is due to the rapid heat transfer required. It is not possible to achieve the high surface compression required with thinner glass with typical low pressure fan-type air quenching systems.

Eine Vielzahl von Beschichtungen, die zur Verbesserung der Leistung und der Eigenschaften von Glas eingesetzt werden, sind verfügbar und im allgemeinen Gebrauch. Diese umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, Antireflexbeschichtungen, infrarotreflektierende, hydrophobe, hydrophile, selbstheilende, selbstreinigende und antibakterielle Beschichtungen, Anti-Kratz-, Anti-Graffiti-, Anti-Fingerabdruck- und Blendschutzbesch ichtu ngen.A variety of coatings used to improve the performance and properties of glass are available and in common use. These include, but are not limited to, anti-reflective coatings, infrared reflective, hydrophobic, hydrophilic, self-healing, self-cleaning and antibacterial coatings, anti-scratch, anti-graffiti, anti-fingerprint and anti-glare coatings.

Applikationsmethoden umfassen Magnetron-Sputter-Vakuumabscheidung (MSVD) sowie andere in dem technischen Gebiet bekannte, die durch Pyrolyse, Sprühen, kontrollierte Dampfabscheidung (CVD), Tauchen, Sol-Gel und andere Methoden angebracht werden.Application methods include magnetron sputter vacuum deposition (MSVD) as well as others known in the art that are applied by pyrolysis, spraying, controlled vapor deposition (CVD), dipping, sol-gel, and other methods.

Die Glasschichten werden durch Schwerkraftbiegen, Pressbiegen, Kaltbiegen oder andere in dem technischen Gebiet bekannte konventionelle Verfahren geformt. Beim Schwerkraftbiegeverfahren wird das Flachglas in der Nähe des Glasrandes abgestützt und dann erhitzt. Das heiße Glas sackt unter der Einwirkung der Schwerkraft in die gewünschte Form. Beim Pressbiegen wird das Flachglas erhitzt und dann auf einer Voll- oder Teilflächenform gebogen. Zur Unterstützung des Biegeprozesses werden häufig Luftdruck und Vakuum eingesetzt. Schwerkraft- und Pressbiegeverfahren zum Formen von Glas sind in dem technischen Gebiet gut bekannt und werden in der vorliegenden Beschreibung nicht im Detail behandelt.The glass layers are formed by gravity bending, press bending, cold bending, or other conventional methods known in the art. In the gravity bending process, the flat glass is supported near the edge of the glass and then heated. The hot glass sinks into the desired shape under the action of gravity. In press bending, the flat glass is heated and then bent on a full or partial surface shape. Air pressure and vacuum are often used to support the bending process. Gravity and press bending methods for forming glass are well known in the art and will not be discussed in detail in this specification.

Die Kunststoffbindungsschicht 4 (Zwischenschicht) hat die primäre Funktion, die Hauptflächen benachbarter Schichten miteinander zu verbinden. Das gewählte Material ist typischerweise ein klarer duroplastischer Kunststoff.The plastic bond layer 4th (Intermediate layer) has the primary function of connecting the main surfaces of adjacent layers to one another. The material chosen is typically a clear thermosetting plastic.

Für den Einsatz im Automobilbereich ist die am häufigsten verwendete Kunststoffbindungsschicht 4 (Zwischenschicht) Polyvinylbutyral (PVB). PVB hat eine ausgezeichnete Haftung auf Glas und ist nach dem Laminieren optisch klar. Es wird durch die Reaktion zwischen Polyvinylalkohol und n-Butyraldehyd hergestellt. PVB ist klar und hat eine hohe Adhäsion zu Glas. Jedoch ist PVB allein zu spröde. Es müssen Weichmacher hinzugefügt werden, um das Material flexibel zu machen und ihm die Fähigkeit zu verleihen, Energie über einen breiten Temperaturbereich, dem ein Automobil ausgesetzt ist, zu verteilen. Es wird nur eine kleine Anzahl von Weichmachern verwendet. In der Regel handelt es sich dabei um lineare Dicarbonsäureester. Die beiden gebräuchlichsten sind dabei Di-n-hexyladipat und Tetraethylenglykoldi-n-heptanoat. Eine typische Automobil-PVB-Zwischenschicht umfasst 30 bis 40 Gew.-% Weichmacher.For automotive use, the most commonly used is plastic tie layer 4th (Intermediate layer) polyvinyl butyral (PVB). PVB has excellent adhesion to glass and is optically clear after lamination. It is made by the reaction between polyvinyl alcohol and n-butyraldehyde. PVB is clear and has high adhesion to glass. However, PVB on its own is too brittle. Plasticizers must be added to make the material flexible and to give it the ability to distribute energy over a wide range of temperatures to which an automobile is exposed. Only a small number of plasticizers are used. As a rule, these are linear dicarboxylic acid esters. The two most common ones are di-n-hexyl adipate and tetraethylene glycol di-n-heptanoate. A typical automotive PVB interlayer comprises 30 to 40 percent by weight plasticizer.

Neben Polyvinylbutyl können auch lonoplast-Polymere, Ethylenvinylacetat (EVA), an Ort und Stelle gegossenes Flüssigharz (Cast in Place, CIP) und thermoplastisches Polyurethan (TPU) verwendet werden. Automobil-Zwischenschichten werden durch ein Extrusionsverfahren hergestellt, das eine Dickentoleranz und Prozessvariation aufweist. Da eine glatte Oberfläche dazu neigt, auf dem Glas zu haften, was die Positionierung auf dem Glas und das Einschließen von Luft erschwert, wird die Oberfläche des Kunststoffs normalerweise geprägt, um die Handhabung der Kunststofffolie und das Entfernen von Luft (Entlüftung) aus dem Laminat zu erleichtern, was der Folie zusätzliche Variation verleiht. Standardstärken für PVB-Zwischenschichten im Automobilbereich sind bei 0,38 mm und 0,76 mm (15 und 30 mil).In addition to polyvinyl butyl, ionoplast polymers, ethylene vinyl acetate (EVA), cast in place (CIP) and thermoplastic polyurethane (TPU) can also be used. Automotive interlayers are made by an extrusion process that has thickness tolerance and process variation. Since a smooth surface tends to adhere to the glass, making it difficult to position on the glass and trap air, the surface of the plastic is usually embossed to facilitate handling of the plastic sheet and removing air (venting) from the laminate to lighten, which gives the slide additional variation. Standard thicknesses for automotive PVB interlayers are 0.38 mm and 0.76 mm (15 and 30 mils).

Es sind Zwischenschichten mit verbesserten Fähigkeiten erhältlich, die über das Zusammen-Verbinden der Glasschichten hinausgehen. Die Erfindung kann Zwischenschichten zur Schalldämpfung umfassen. Solche Zwischenschichten umfassen ganz oder teilweise eine Kunststoffschicht, die weicher und flexibler ist als die normalerweise verwendete. Die Zwischenschicht kann auch von einem Typ sein, der sonnenabschirmende Eigenschaften hat.Interlayers are available with improved capabilities beyond bonding the glass layers together. The invention may comprise intermediate layers for soundproofing. Such intermediate layers comprise in whole or in part a plastic layer which is softer and more flexible than that normally used. The intermediate layer can also be of a type that has sun-shielding properties.

Es ist eine Vielzahl von Filmen erhältlich, die in ein Laminat eingearbeitet werden können. Die Verwendungen dieser Fillme umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein: Sonnenkontrolle, variable Lichttransmission, erhöhte Steifigkeit, erhöhte strukturelle Integrität, verbesserter Eindringwiderstand, verbesserte Insassenrückhaltung, Bereitstellung einer Barriere, Tönung, Sonnenschutz, Farbkorrektur und als Substrat für funktionelle und ästhetische Grafiken. Der Begriff „Filme“ schließt diese sowie andere Produkte ein, die entwickelt werden können oder die derzeit verfügbar sind und die Leistung, Funktion, Ästhetik oder Kosten einer laminierten Verglasung verbessern. Die meisten Filme haben keine Hafteigenschaften. Um sie in ein Laminat einzuarbeiten, werden auf jeder Seite der Folie Kunststoffzwischenschichten benötigt, um die Filme mit den anderen Schichten des Laminats zu verbinden.A variety of films are available that can be incorporated into a laminate. Uses of these films include, but are not limited to: sun control, variable light transmission, increased stiffness, increased structural integrity, improved penetration resistance, improved occupant retention, providing a barrier, tint, sun protection, color correction, and as a substrate for functional and aesthetic graphics. The term "films" includes these and other products that can be developed or are currently available that improve the performance, function, aesthetics or cost of laminated glazing. Most films have no adhesive properties. To incorporate them into a laminate, plastic interlayers are needed on each side of the film to bond the films to the other layers of the laminate.

Bei der Automobilverglasung werden häufig wärmeabsorbierende Glaszusammensetzungen verwendet, um die Sonnenbelastung des Fahrzeugs zu reduzieren. Während eine wärmeabsorbierende Scheibe sehr effektiv sein kann, heizt sich das Glas auf und überträgt Energie durch konvektive Übertragung und Strahlung in den Fahrgastraum. Eine effizientere Methode besteht darin, die Wärme zurück in die Atmosphäre zu reflektieren, wodurch das Glas kühler bleiben kann. Dies geschieht durch Verwendung verschiedener infrarotreflektierender Filme und Beschichtungen. Infrarot-Beschichtungen und -Filme sind in der Regel zu weich, um auf einer der Witterung ausgesetzten Glasoberfläche montiert oder angebracht zu werden. Stattdessen müssen sie als eine der inneren Schichten eines laminierten Produkts hergestellt werden, um eine Beschädigung und einen Abbau des Films oder der Beschichtung zu verhindern.In automotive glazing, heat absorbing glass compositions are often used to reduce the exposure of the vehicle to the sun. While a heat absorbing pane can be very effective, the glass heats up and transfers energy into the passenger compartment through convective transmission and radiation. A more efficient method is to reflect the heat back into the atmosphere, which allows the glass to stay cooler. It does this by using various infrared reflective films and coatings. Infrared coatings and films are usually too soft to be mounted or applied to a glass surface exposed to the weather. Instead, they must be manufactured as one of the inner layers of a laminated product to prevent damage and degradation of the film or coating.

Einer der großen Vorteile eines laminierten Fensters gegenüber einer gehärteten monolithischen Verglasung ist, dass ein Laminat zusätzlich zu den wärmeabsorbierenden Zusammensetzungen und Zwischenschichten infrarotreflektierende Beschichtungen und Filme verwenden kann.One of the great advantages of a laminated window over hardened monolithic glazing is that a laminate can use infrared reflective coatings and films in addition to the heat absorbing compositions and interlayers.

Infrarotreflektierende Beschichtungen umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, die verschiedenen Metall-/Dielektrikum-Schichtsysteme.Infrared reflective coatings include, but are not limited to, the various metal / dielectric layer systems.

Infrarotreflektierende Filme umfassen sowohl metallisch beschichtete Kunststoffsubstrate als auch nicht-metallische optische Filme auf organischer Basis, die im Infrarotbereich reflektieren. Die meisten infrarotreflektierenden Filme umfassen ein Kunststofffilmsubstrat, auf das eine infrarotreflektierende metallische Schicht angebracht ist.Infrared reflective films include both metal-coated plastic substrates and non-metallic, organic-based optical films that reflect in the infrared range. Most infrared reflective films comprise a plastic film substrate to which an infrared reflective metallic layer is attached.

Bei der Erfindung handelt es sich um ein beleuchtetes Laminat, das mindestens zwei Glasschichten, mindestens eine Standard-Automobil-Kunststoffzwischenschicht, eine Wellenleiterschicht, ein Leuchtmittel, eine optische Isolatorbeschichtung und ein Lichtstreumittel umfasst. Die Kunststoffzwischenschicht befindet sich zwischen den beiden Glasschichten und dient dazu, die beiden Glasschichten dauerhaft miteinander zu verbinden. Mindestens eine Glasschicht dient als Wellenleiterschicht. Die Wellenleiterschicht wird mit einer SiO₂-Beschichtung mittels eines MSVD-Verfahrens oder eines verbesserten Sol-Gel-Verfahrens auf einer Oberfläche im Inneren des Laminats beschichtet. Die Beschichtung hat einen Brechungsindex, der wesentlich kleiner ist als der von Glas und als optische Isolatorschicht dient, die das Licht innerhalb der Wellenleiterschicht einschließt. Diese optische Isolatorbeschichtung kann auf der gesamten Oberfläche oder nur auf dem Teil, der das Lichtstreumittel enthält, angebracht werden. Das Leuchtmittel ist an mindestens einen Rand der Wellenleiterschicht gekoppelt.The invention is an illuminated laminate which comprises at least two glass layers, at least one standard automotive plastic intermediate layer, a waveguide layer, a luminous means, an optical isolator coating and a light scattering means. The plastic intermediate layer is located between the two glass layers and is used to permanently connect the two glass layers to one another. At least one glass layer serves as a waveguide layer. The waveguide layer is coated with an SiO ₂ by means of an MSVD process or an improved sol-gel process coated on a surface inside the laminate. The coating has an index of refraction that is significantly less than that of glass and serves as an optical isolator layer that confines the light within the waveguide layer. This optical isolator coating can be applied over the entire surface or only on the part containing the light diffusion agent. The illuminant is coupled to at least one edge of the waveguide layer.

Die Wellenleiterschicht ist optimalerweise aus einem eisenarmen, ultraklarem Glas mit hoher Transmission von sichtbarem Licht hergestellt.The waveguide layer is optimally made from a low-iron, ultra-clear glass with high transmission of visible light.

Alle großen Float-Glas-Anbieter stellen ein ultraklares Glas her. Ultraklares Glas hat nicht den charakteristischen Grünstich, den normales Kalknatronglas hat. Es wird hergestellt, indem das natürlich vorkommende Eisen aus dem Gemenge entfernt wird. Ultraklares Glas wird häufig für Möbel und für Solarpaneele verwendet. Die Verwendung von ultraklarem Glas mit einer Transmission für sichtbares Licht von über 90 % für die Wellenleiterschicht verbessert die Helligkeit, den Kontrast und damit die Beleuchtungseffizienz des Laminats.All of the major float glass suppliers make ultra-clear glass. Ultra-clear glass does not have the characteristic green cast that normal soda lime glass has. It is made by removing the naturally occurring iron from the mix. Ultra-clear glass is widely used for furniture and solar panels. The use of ultra-clear glass with a visible light transmission of over 90% for the waveguide layer improves the brightness, the contrast and thus the lighting efficiency of the laminate.

Andere Glaszusammensetzungen können für die Wellenleiterschicht mit entsprechend geringerer Beleuchtungsstärke verwendet werden.Other glass compositions can be used for the waveguide layer with a correspondingly lower illuminance.

Die Lichtstreuung wird mit allen üblichen Mitteln zur Erzeugung einer physikalischen Strukturierung (Entkopplungsmittel) erreicht, wie z. B. Farbdruck, chemisches Ätzen, Sandstrahlen oder andere bekannte Techniken. Jegliches interne Licht, das auf die Grenzfläche zwischen dem Streumittel und der Oberfläche der Wellenleiterschicht trifft, wird eher gestreut als reflektiert, so dass ein Teil des Lichts die Oberfläche verlassen kann. Im eingeschalteten Zustand bietet das Streumittel eine hohe Beleuchtungsstärke. Unter normalen Beleuchtungsbedingungen, bei ausgeschalteter Lichtquelle, ist die Grafik praktisch unsichtbar. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass es keinen Verlust an Festigkeit oder eine Verschlechterung der optischen Eigenschaften gibt.The light scattering is achieved with all conventional means for generating physical structuring (decoupling means), such as. B. color printing, chemical etching, sandblasting or other known techniques. Any internal light that strikes the interface between the scattering means and the surface of the waveguide layer is scattered rather than reflected, so that some of the light can leave the surface. When switched on, the diffuser offers a high level of illuminance. Under normal lighting conditions, with the light source switched off, the graphic is practically invisible. An additional advantage is that there is no loss of strength or deterioration in optical properties.

In einigen Beispielen des Standes der Technik wird der geringfügig niedrigere Brechungsindex der Kunststoff-Zwischenschicht im Vergleich zum Glas als ausreichend angesehen, um eine angemessene interne Reflexion zu gewährleisten. Bei einer gewöhnlichen PVB-Zwischenschicht wird, unabhängig davon, in welche Schicht das Licht eingekoppelt wird, die gesamte Dicke des Laminats dazu neigen, als Wellenleiterschicht zu wirken, es sei denn, es wird eine optische Isolatorschicht verwendet.In some examples of the prior art, the slightly lower refractive index of the plastic interlayer compared to the glass is considered sufficient to ensure adequate internal reflection. With an ordinary PVB interlayer, regardless of which layer the light is coupled into, the entire thickness of the laminate will tend to act as a waveguide layer unless an optical isolator layer is used.

In der Praxis ist die interne Reflexion schlecht, was zu niedrigen Beleuchtungsstärken und geringem Kontrast führt, die durch eine Erhöhung der Intensität der Leuchtmittel kompensiert werden müssen. Einige Offenbarungen des Standes der Technik fordern eine optische Isolatorschicht mit einem Brechungsindex, der mindestens 0,1 kleiner als der des Glases ist, um eine interne Totalreflexion zu erreichen.In practice, the internal reflection is poor, which leads to low illuminance levels and low contrast, which must be compensated for by increasing the intensity of the light sources. Some prior art disclosures call for an optical isolator layer with an index of refraction at least 0.1 less than that of the glass in order to achieve total internal reflection.

In Anerkennung dieser Tatsache und zur weiteren Verbesserung und Erzielung der internen Totalreflexion ist das erfindungsgemäße Laminat mit einer optischen Isolatorbeschichtung aus SiO₂ vorgesehen, die auf die innere Oberfläche der Wellenleiterschicht angebracht wird. Zum Aufbringen der SiO₂-Beschichtungen können verschiedene Mittel eingesetzt werden. Die Qualität und die physikalischen Eigenschaften der Beschichtung sind abhängig und können erheblich variieren, abhängig vom verwendeten Verfahren und den Prozessparametern sowie von den Materialien, die als Ausgansmaterialien für das Verfahren verwendet werden.In recognition of this fact and to further improve and achieve total internal reflection, the laminate according to the invention is provided with an optical isolator _{coating made of SiO 2} , which is applied to the inner surface of the waveguide layer. Various means can be used to apply the SiO _{2 coatings.} The quality and physical properties of the coating are dependent and can vary considerably, depending on the method used and the process parameters as well as the materials used as starting materials for the method.

Dieser Ansatz wurde in einigen Ausführungsformen des Standes der Technik verfolgt. In einem Beispiel wird eine Sol-Gel-Beschichtung aus porösem Siliziumdioxid aufgetragen.This approach has been followed in some prior art embodiments. In one example, a sol-gel coating of porous silicon dioxide is applied.

Sol-Gel-Beschichtungen sind in der Automobilverglasungsindustrie nicht üblich. Auf der anderen Seite sind MSVD-Beschichtungsanlagen zur Herstellung von Sonnenschutzbeschichtungen weit verbreitet. Die Bearbeitungszeit für das Auftragen einer Sol-Gel-Beschichtung ist ebenfalls viel länger als die einer modernen Großserien-MSVD-Beschichtungsanlage. Inline-Großserien-MSVD-Beschichtungsanlagen sind in Automobilverglasungsfabriken mittlerweile üblich.Sol-gel coatings are not common in the automotive glazing industry. On the other hand, MSVD coating systems for the production of sun protection coatings are widely used. The turnaround time for applying a sol-gel coating is also much longer than that of a modern high-volume MSVD coating system. Inline, high volume MSVD coating systems have become common in automotive glazing factories.

Die mit dem typischen Sol-Gel-Verfahren erzeugten Beschichtungsschichten neigen dazu, rau und ungleichmäßig zu sein, was zu unerwünschter Lichtstreuung, geringerer Haftung auf der Kunststoffzwischenschicht und dem Glas sowie einer höheren Sichtbarkeit der Beschichtung führt. Außerdem ist diese Beschichtung nicht so haltbar wie eine MSVD-Beschichtung, so dass sie bei der Verarbeitung eher beschädigt werden kann.The coating layers produced with the typical sol-gel process tend to be rough and uneven, which leads to undesirable light scattering, less adhesion to the plastic interlayer and the glass, and greater visibility of the coating. In addition, this coating is not as durable as an MSVD coating, so it is more likely to be damaged during processing.

Die dichte und durchgängige optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ der Erfindung, die mittels eines Vakuum-Sputter-Abscheidungsprozesses angebracht wird, führt zu weitaus besseren Ergebnissen als die poröse Sol-Gel-Beschichtung aus SiO₂ und der Prozess des Standes der Technik. In den meisten Ausführungsformen hat die dichte optische Isolatorbeschichtung einen Brechungsindex von etwa 1,45 und die Dicke kann im Bereich von 50 nm - 200 nm liegen.The dense and continuous optical isolator _{coating of SiO 2 of} the invention, which is applied by means of a vacuum sputter deposition process, leads to far better results than the porous sol-gel coating of SiO ₂ and the process of the prior art. In most embodiments, the dense optical isolator coating has an index of refraction of about 1.45 and the thickness can be in the range of 50 nm - 200 nm.

Die mittels MSVD angebrachte optische Isolatorbeschichtung kann auf die flache Wellenleiterschicht angebracht werden, bevor oder nachdem das Lichtstreumittel auf die/der innere/n Oberfläche angebracht/hergestellt wurde, was eine kontinuierliche Inline-Verarbeitung ermöglicht. Die Wellenleiter-Glasschicht kann dann direkt dem Biegeprozess zugeführt werden.The MSVD applied optical isolator coating can be applied to the flat waveguide layer before or after the light scattering agent is applied / fabricated to the inner surface, allowing for continuous in-line processing. The waveguide glass layer can then be fed directly to the bending process.

Die MSVD-optische Isolatorbeschichtung ist sehr glatt und gleichmäßig über der beschichteten Fläche. Die Beschichtung ist extrem flach und haltbar. Die chemische Zusammensetzung der beschichteten Schicht ist ebenfalls sehr gleichmäßig über dem beschichteten Bereich. Die Haftung sowohl auf dem Glas als auch auf der Kunststoffzwischenschicht ist sehr gut.The MSVD optical isolator coating is very smooth and uniform over the coated surface. The coating is extremely flat and durable. The chemical composition of the coated layer is also very uniform over the coated area. The adhesion to both the glass and the plastic intermediate layer is very good.

Alternativ wird in einigen der anderen Ausführungsformen der Erfindung die streuende optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ mittels einer/eines verbesserten Sol-Gel-Formulierung und -Verfahrens angebracht. Die verbesserte Beschichtung wird unter Verwendung einer Standardformulierung hergestellt, wie z. B. der Verwendung eines Tetraethylorthosilikat-(TEOS)-Precursors, verschiedener Alkoholgruppen als Lösungsmittel und eines sauren (z. B. Salzsäure HCl) oder basischen (z. B. wässriger Ammoniak NH₃·H₂O) Mittels als Katalysator, so eingerichtet, dass ein Film mit geringer Porosität bereitgestellt wird. Das Auftragen erfolgt durch Aufsprühen der Lösung mit einem beweglichen und steuerbaren Sprühkopf auf das Glas nach dem Erhitzen und Biegen, wodurch eine gleichmäßige und dichtere Beschichtung mit einem geringeren Grad oder einer geringeren Porosität als die nach dem im Stand der Technik beschriebenen Verfahren hergestellte Beschichtung bereitgestellt wird. Diese alternative Methode ist von Vorteil bei der Herstellung von beleuchteten Verglasungen in Fabrikstandorten, die nicht über eine MSVD-Beschichtungsanlage verfügen oder wo eine solche zwar vorhanden, aber in ihrer Kapazität begrenzt ist. Der Sprühprozess kann inline ohne Engpass mit vergleichsweise geringem Kapital und relativ kleinem Platzbedarf im Vergleich zu einem MSVD-Beschichter realisiert werden.Alternatively, in some of the other embodiments of the invention, the SiO ₂ scattering optical isolator coating is applied using an improved sol-gel formulation and process. The improved coating is made using a standard formulation such as e.g. B. the use of a tetraethylorthosilicate (TEOS) precursor, various alcohol groups as a solvent and an acidic (e.g. hydrochloric acid HCl) or basic (e.g. aqueous ammonia NH ₃ · H ₂ O) agent as a catalyst that a film with low porosity is provided. The application is carried out by spraying the solution with a movable and controllable spray head onto the glass after heating and bending, thereby providing a uniform and denser coating with a lesser degree or a lesser porosity than the coating produced by the method described in the prior art . This alternative method is advantageous when producing lighted glazing in factory locations that do not have an MSVD coating facility or where one is available but limited in capacity. The spraying process can be implemented inline without a bottleneck with comparatively little capital and a relatively small space requirement compared to an MSVD coater.

Die verbesserte optische Sol-Gel-Isolatorbeschichtung hat mehrere Vorteile gegenüber dem Stand der Technik. Die Beschichtung des Standes der Technik ( EP 2423173 B1 ) musste im flachen Zustand auf das Glas aufgetragen und dann auf mindestens 450 °C und vorzugsweise auf über 600 °C erhitzt werden, um die Beschichtung zu härten. Die verbesserte optische Isolatorbeschichtung wird bei einer Temperatur zwischen 200 °C und 500 °C für 10 bis 60 Minuten wärmebehandelt und kann nach dem Biegen durch ein Sprühverfahren auf das Glas angebracht werden. Die Porosität der verbesserten optischen Sol-Gel-Isolatorbeschichtung, welche der Prozentsatz an Volumen der Poren, welche in der Beschichtung vorhanden sind, ist, beträgt weniger als 22 % und kann auf weniger als 11 % sinken. Während sie zwar nicht so dicht wie eine optische MSVD-Isolatorbeschichtung ist, ist die Porosität niedriger als die des Standes der Technik, der eine Porosität von mehr als 22 % beschreibt und 78 % überschreiten kann. Der Brechungsindex der Beschichtung kann mit einer ersten Näherungsgleichung abgeschätzt werden, die bereits im Stand der Technik beschrieben wurde: $n_{p o r \ddot{o} s e B e s c h i c h t u n g} = f n_{L u f t} + (1 - f) n_{d i c h t e B e s c h i c h t u n g}$

wobei n_poröse Beschichtung der Brechungsindex der porösen Beschichtung ist, n_dichte Beschichtung der Brechungsindex der dichten Beschichtung aus SiO₂ ist, n_Luft der Brechungsindex von Luft ist und f der Volumenanteil der Poren ist. Der Brechungsindex der verbesserten Sol-Gel-Beschichtung wird so berechnet, dass er im Bereich von 1,35 bis 1,45 liegt. In einigen bevorzugten Ausführungsformen liegt der Brechungsindex im Bereich von 1,35 bis 1,40. Die verbesserte Beschichtung ist aufgrund ihrer höheren Dichte auch haltbarer als die des Standes der Technik. Die höhere Dichte und die geringere Porosität verbessern auch die Haftung der Beschichtung auf dem Glas und der Kunststoffzwischenschicht des Laminats. Die Dicke der Beschichtung muss auch nicht so groß sein wie die der porösen Beschichtung des Standes der Technik. Die Dicke kann von 50 nm - 1 µm reichen, liegt aber vorzugsweise im Bereich von 100 bis 500 nm oder sogar 100 - 200 nm.The improved sol-gel optical isolator coating has several advantages over the prior art. The coating of the state of the art ( EP 2423173 B1 ) had to be applied to the glass while flat and then heated to at least 450 ° C and preferably above 600 ° C to cure the coating. The improved optical isolator coating is heat treated at a temperature between 200 ° C and 500 ° C for 10 to 60 minutes and, after bending, can be applied to the glass by a spray process. The porosity of the improved sol-gel optical isolator coating, which is the percentage by volume of the pores present in the coating, is less than 22% and can decrease to less than 11%. While not as dense as an MSVD optical isolator coating, the porosity is lower than that of the prior art which describes porosity greater than 22% and can exceed 78%. The refractive index of the coating can be estimated using a first approximate equation, which has already been described in the prior art:

n_{p O r \ddot{O} s e B. e s c H i c H t u n G} = f n_{L. u f t} + (1 - f) n_{d i c H t e B. e s c H i c H t u n G}

where n _porous coating is the refractive index of the porous coating, n _dense coating is the refractive index of the dense coating of SiO ₂ , n _{air is} the refractive index of air and f is the volume fraction of the pores. The refractive index of the improved sol-gel coating is calculated to be in the range 1.35 to 1.45. In some preferred embodiments, the index of refraction ranges from 1.35 to 1.40. The improved coating is also more durable than that of the prior art because of its higher density. The higher density and lower porosity also improve the adhesion of the coating to the glass and the plastic intermediate layer of the laminate. The thickness of the coating also need not be as great as that of the prior art porous coating. The thickness can range from 50 nm - 1 µm, but is preferably in the range from 100 to 500 nm or even 100-200 nm.

Durch das Aufbringen einer optischen Isolatorschicht auf die Wellenleiterschicht wird eine interne Totalreflexion erreicht. Das an der Kante eingestrahlte Licht entweicht, wenn überhaupt, nur sehr wenig in die Kunststoffzwischenschicht und andere, der Wellenleiterschicht gegenüberliegende Schichten, die effektiv optisch gestreut werden.Total internal reflection is achieved by applying an optical isolator layer to the waveguide layer. The light irradiated at the edge escapes very little, if at all, into the plastic intermediate layer and other layers opposite the waveguide layer, which are effectively optically scattered.

Die wichtigsten Schritte des Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Verglasung, bei dem eine MSVD-Beschichtung als optischer Isolator angebracht wird, umfassen:

1. Bereitstellen eines Glassubstrats,
2. Aufbringen/Herstellen des lichtstreuenden Mittels auf das/dem Glassubstrat,
3. Aufbringen einer MSVD optischen Isolatorbeschichtung auf der Seite der Lichtstreumittel des Glases,
4. Biegen des Glassubstrats mit dem Lichtstreumittel und der optischen Isolatorbeschichtung, und
5. Laminieren des Glassubstrats mit dem Lichtstreumittel und der optischen Isolatorbeschichtung mit mindestens einer zusätzlichen Glasschicht.

The most important steps of the method for manufacturing the glazing according to the invention, in which an MSVD coating is applied as an optical isolator, include:

1. Provision of a glass substrate,
2. Application / production of the light-scattering agent on the glass substrate,
3. Application of an MSVD optical isolator coating on the side of the light scattering means of the glass,
4. bending the glass substrate with the light diffusion agent and the optical isolator coating, and
5. Laminating the glass substrate with the light scattering agent and the optical isolator coating with at least one additional glass layer.

In einigen Ausführungsformen sind die Schritte 2 und 3 umgekehrt.In some embodiments, steps 2 and 3 are reversed.

In dem Fall, in dem eine optische Sol-Gel-Isolatorbeschichtung anstelle einer MSVD-Beschichtung verwendet wird, kann die Reihenfolge der Schritte geändert werden. Die Hauptschritte sind wie folgt

1. Bereitstellen eines Glassubstrats,
2. Aufbringen/Herstellen des lichtstreuenden Mittels auf das/dem Glassubstrat,
3. Biegen des Glassubstrats mit dem lichtstreuenden Mittel, und
4. Aufbringen und Aushärten einer optischen Sol-Gel-Isolatorbeschichtung auf der Seite der Lichtstreumittels des Glassubstrats,
5. Laminieren des Glassubstrats mit dem Lichtstreumittel und der optischen Isolatorbeschichtung mit mindestens einer zusätzlichen Glasschicht.

In the case where a sol-gel optical isolator coating is used instead of an MSVD coating, the order of the steps can be changed. The main steps are as follows

1. Provision of a glass substrate,
2. Application / production of the light-scattering agent on the glass substrate,
3. Bend the glass substrate with the light diffusing agent, and
4. Application and curing of an optical sol-gel isolator coating on the side of the light scattering means of the glass substrate,
5. Laminating the glass substrate with the light scattering agent and the optical isolator coating with at least one additional glass layer.

Es ist zu verstehen, dass die oben beschriebenen Herstellungsschritte für die optische MSVD und die optische Sol-Gel Isolatorbeschichtung nicht auf die oben genannte Reihenfolge beschränkt sind. Ein Fachmann wird verstehen, dass viele Variationen in Abfolge und/oder Modifikationen in den Schritten nach den in der Industrie gut bekannten Verfahren ausgeführt werden können, ohne von der Idee der Erfindung abzuweichen. Beide Verfahren liefern ein Glassubstrat mit einem Lichtstreumittel und einer optischen Isolatorbeschichtung, das schließlich mit mindestens einer zusätzlichen Glasschicht so laminiert wird, dass das Lichtstreumittel und die optische Isolatorbeschichtung auf der inneren Oberfläche des Laminats angeordnet sind. In einigen Ausführungsformen ist die Wellenleiterschicht mit dem Lichtstreumittel und der optischen Isolatorbeschichtung auf dem Laminat an anderen Positionen als dem Innenraum des Autos angeordnet.It should be understood that the above-described manufacturing steps for the optical MSVD and the optical sol-gel isolator coating are not limited to the above-mentioned order. One skilled in the art will understand that many variations in sequence and / or modifications in the steps can be made according to methods well known in the industry without departing from the spirit of the invention. Both methods provide a glass substrate with a light scattering agent and an optical isolator coating which is finally laminated with at least one additional glass layer so that the light scattering agent and the optical isolator coating are disposed on the inner surface of the laminate. In some embodiments, the waveguide layer with the light scattering agent and the optical isolator coating is disposed on the laminate in positions other than the interior of the car.

Beispiele für verschiedene Ausführungsformen des durch das Verfahren hergestellten Produkts sind in den Figuren dargestellt.Examples of different embodiments of the product produced by the method are shown in the figures.

Beachten Sie, dass bei dem in 2 und 3 gezeigten Sechseckmuster das Innere des Sechsecks das Streumittel aufweisen kann (wie gezeigt) oder der Raum zwischen den Sechsecken das Streumittel aufweisen kann.Note that the in 2 and 3 The hexagon pattern shown, the interior of the hexagon may have the scattering agent (as shown) or the space between the hexagons may have the scattering agent.

Das Lichtstreumittel muss sich auf einer der Innenflächen des Laminats befinden. Das heißt, auf einer der Oberflächen, die mit der Bindungsschicht, z.B. dem PVB, in Berührung kommen. Andere Zwischenschichtmaterialien können verwendet werden, ohne von der Absicht der Erfindung abzuweichen. Wie bekannt (z.B. aus der Patentanmeldung WO2005/054915A1 ), wird das Material der Zwischenschicht vorzugsweise so gewählt, dass der Brechungsindex der Zwischenschicht im Wesentlichen der gleiche ist wie der der Glasscheiben. Licht, das in die Wellenleiterschicht eingekoppelt wird, wird an der Grenzfläche Glas/Zwischenschicht nicht reflektiert, weil der Brechungsindex des Zwischenschichtmaterials so nahe an dem von Glas liegt. Zwischenschichtmaterialien, wie z. B. (PVB) und EVA, haben einen Brechungsindex von ca. 1,48, der als annähernd gleich dem Brechungsindex der Glasscheibe angesehen wird.The light diffuser must be on one of the inner surfaces of the laminate. That is, on one of the surfaces that come into contact with the bonding layer, e.g. the PVB. Other interlayer materials can be used without departing from the scope of the invention. As known (e.g. from the patent application WO2005 / 054915A1 ), the material of the intermediate layer is preferably chosen so that the refractive index of the intermediate layer is essentially the same as that of the glass panes. Light that is coupled into the waveguide layer is not reflected at the glass / interlayer interface because the refractive index of the interlayer material is so close to that of glass. Interlayer materials, such as. B. (PVB) and EVA, have a refractive index of approx. 1.48, which is considered to be approximately equal to the refractive index of the glass pane.

Die PVB-Schicht sollte zur Reduzierung von Doppelbildern und der von außen sichtbaren Lichtmenge eine Transmission für sichtbares Licht von nicht mehr als 40 % aufweisen. Die äußere Glasschicht in Kombination mit der Zwischenschicht und der Wellenleiterschicht sollte eine Transmission für sichtbares Licht von nicht mehr als 20 %, vorzugsweise weniger, aufweisen.In order to reduce double images and the amount of light visible from the outside, the PVB layer should have a visible light transmission of no more than 40%. The outer glass layer in combination with the intermediate layer and the waveguide layer should have a visible light transmission of not more than 20%, preferably less.

Um die Homogenität der Beleuchtung zu verbessern, wird das Leuchtmittel an gegenüberliegenden Seiten angebracht. Das können die Vorder- und Rückseite oder die linke und rechte Seite des Laminats sein. In den Ausführungsformen wird eine „Lichtleiste“ verwendet. Jede umfasst in Serie geschaltete LED-Dies, die mit einem Mikrolinsen-Array zur Fokussierung des Lichts auf den Rand der Wellenleiterschicht gekoppelt sind. Es hat sich gezeigt, dass die erforderliche Intensität im Bereich von mindestens 1.000 cd/m² liegt, um ein helles Licht zu erhalten, das in seiner Intensität der herkömmlichen Kabinenbeleuchtung ähnelt.In order to improve the homogeneity of the lighting, the light source is attached on opposite sides. This can be the front and back or the left and right of the laminate. In the embodiments, a “light bar” is used. Each comprises series-connected LED dies that are coupled to a microlens array to focus the light onto the edge of the waveguide layer. It has been shown that the required intensity is in the range of at least 1,000 cd / m ^{2 in} order to obtain a bright light whose intensity is similar to that of conventional cabin lighting.

Die Effizienz und die Intensität des emittierten Lichts können weiter verbessert werden, indem an mindestens einem Teil des Glasrandes, der nicht für die Lichtleisten verwendet wird, eine lichtreflektierende Beschichtung angebracht ist. Es sind verschiedene Beschichtungen bekannt, die eine hohe Reflexion aufweisen. Auch kann ein dünner Film auf den Rand oder in unmittelbarer Nähe angebracht werden, um als Reflektor zu wirken. Hochreflektierende Filme wurden entwickelt und werden häufig in LCD-Monitoren und Fernsehgeräten eingesetzt, wo sie die Homogenität und Intensität der Hintergrundbeleuchtung der LCD-Zellen verbessern.The efficiency and the intensity of the emitted light can be further improved by applying a light-reflecting coating to at least part of the glass edge that is not used for the light strips. Various coatings are known which have a high level of reflection. A thin film can also be applied to the edge or in close proximity to act as a reflector. Highly reflective films have been developed and are widely used in LCD monitors and televisions, where they improve the homogeneity and intensity of the backlighting of the LCD cells.

Es sollte beachtet werden, dass andere Leuchtmittel anstelle der LEDs der beschriebenen Ausführungsformen verwendet werden können, ohne vom Konzept der Erfindung abzuweichen. Jedes Mittel, das die Intensität und die Anforderungen an die Packung erfüllen kann, kann verwendet werden, einschließlich OLEDs, Elektrolumineszenz, Faseroptik, Lichtröhren und sogar noch nicht erfundene Mittel.It should be noted that other lighting means can be used instead of the LEDs of the described embodiments without departing from the concept of the invention. Any agent that can meet the intensity and requirements of the pack can be used, including OLEDs, electroluminescence, fiber optics, light pipes, and even not-yet-invented means.

Die Lichtleisten werden mit einem optischen Klebstoff an die Ränder geklebt. Optional können die Ränder der Wellenleiterschicht poliert werden, um die Transmission des sichtbaren Lichts zu erhöhen. Die Ränder können auch zu einer konvexen, konkaven oder anderen Kontur geschliffen werden, damit das Licht innerhalb des Randes fokussiert werden kann.The light strips are glued to the edges with an optical adhesive. Optionally, the edges of the waveguide layer can be polished in order to increase the transmission of visible light. The edges can also be ground to a convex, concave, or other contour so that the light can be focused within the edge.

Da die LED-Dies als Punktlichtquellen dienen, sollte der Abstand zwischen dem Glasrand und den Dies mindestens 0,5 mm betragen. Der tatsächliche Abstand hängt von einer Reihe von Faktoren ab, einschließlich, ohne darauf beschränkt zu sein, von der Randbehandlung der Wellenleiterschicht, den Abmessungen der Dies, der Intensität der Dies, der Lichtbalkenlinse und dem Lichtbalkendiffusor, sofern damit ausgestattet.Since the LED dies serve as point light sources, the distance between the edge of the glass and the dies should be at least 0.5 mm. The actual spacing will depend on a number of factors including, but not limited to, the edge treatment of the waveguide layer, the dimensions of the dies, the intensity of the dies, the lightbar lens, and the lightbar diffuser, if equipped.

Im ausgeschalteten Zustand liegt die Trübung unter 6 % und der Abfall der Transmission für sichtbares Licht unter 10 %. Unter normalen Betrachtungsbedingungen ist die Tintengrafik praktisch unsichtbar.When switched off, the haze is below 6% and the drop in transmission for visible light is below 10%. The ink graphic is practically invisible under normal viewing conditions.

Beschreibung der Ausführungsformen, hergestellt durch das VerfahrenDescription of the embodiments made by the method

1. Ausführungsform 1, dargestellt in 2, ist ein Drei-Glasschicht-Laminat. Es umfasst eine 3,6 mm äußere Schicht 201 aus vollgehärtetem solargrünem Kalknatronglas mit einer schwarzen Emailfritte 6, die auf die Oberfläche Nummer Zwei gedruckt ist. Ein grau eingefärbtes PVB 4 mit einer Transmission von sichtbarem Licht von 40 % wird verwendet, um die äußere Glasschicht 201 mit der mittleren Glasschicht 203 zu verbinden, umfassend 2,2 mm klares Kalknatronglas. Die mittlere Schicht 203 ist mit einer inneren Glasschicht 202 aus 2,1 mm eisenarmem Kalknatronglas verbunden, die die Wellenleiterschicht 22 mit einer Transmission von sichtbarem Licht von 92 % darstellt. Eine MSVD-Beschichtung aus SiO₂ ist an die Oberfläche im Inneren des Laminats 105 als die optische Isolatorschicht 14 angebracht. Eine Sechseck-Lichtstreumittelschicht 20 ist an der Oberfläche Nummer Fünf 105 des Laminats unter Verwendung einer Tinte an der Oberfläche der Wellenleiterschicht 22 angebracht. Die Tinte wird vor dem Beschichten und Biegen auf das Flachglas gedruckt. Das bedruckte Flachglas wird dann erhitzt, um die Tinte auszuhärten. Auf der Wellenleiterschicht 22 ist außerdem ein schwarzes Emaille-Frittenband 6 auf die Oberfläche Nummer Vier gedruckt. Am linken und rechten Rand des Laminats sind Lichtleisten 30, umfassend je zehn LED-Dies, optisch befestigt. Die Ränder der Wellenleiterschicht 22 sind zu einem konvexen Profil geschliffen und poliert, um den Lichteintritt der Lichtleisten 30 zu erleichtern. Die Lichtleisten 30 haben eine Intensität von mehr als 1.000 cd/m² und sind außerdem mit einer Mikrolinsenanordnung (nicht dargestellt) vorgesehen, um das Licht zu lenken und zu fokussieren. Es werden RGB-LEDs verwendet, die es ermöglichen, das Laminat in einer breiten Palette von Farben zu beleuchten. Die Gesamttransmission für sichtbares Licht des Laminats beträgt 20 %. Ein verlängerter Autoklavierzyklus wird verwendet, damit das PVB 4 in die Mikrodefekte fließen kann. Der behandelte Bereich ist im Wesentlichen unsichtbar, wenn sich die Lichtleisten 30 im ausgeschalteten Zustand befinden.1. Embodiment 1 shown in FIG 2 , is a three-layer laminate. It includes a 3.6mm outer layer 201 made of fully hardened solar green soda lime glass with a black enamel frit 6th that is printed on the surface number two. A gray colored PVB 4 with a visible light transmission of 40% is used to make the outer glass layer 201 with the middle glass layer 203 to connect comprising 2.2mm clear soda lime glass. The middle layer 203 is with an inner glass layer 202 made of 2.1 mm low-iron soda lime glass, which form the waveguide layer 22nd with a visible light transmission of 92%. An MSVD coating of SiO ₂ is on the surface inside the laminate 105 as the optical isolator layer 14th appropriate. A hexagonal light scattering medial layer 20th is on surface number five 105 of the laminate using an ink on the surface of the waveguide layer 22nd appropriate. The ink is printed on the flat glass before coating and bending. The printed sheet of glass is then heated to cure the ink. On the waveguide layer 22nd is also a black enamel frit ribbon 6th printed on the surface number four. There are light strips on the left and right edges of the laminate 30th , comprising ten LED dies each, optically attached. The edges of the waveguide layer 22nd are ground to a convex profile and polished to allow light to enter the light strips 30th to facilitate. The light strips 30th have an intensity of more than 1,000 cd / m ² and are also provided with a microlens array (not shown) to direct and focus the light. RGB LEDs are used which make it possible to illuminate the laminate in a wide range of colors. The total visible light transmission of the laminate is 20%. An extended autoclave cycle is used to allow the PVB 4 to flow into the micro-defects. The treated area is essentially invisible when the light strips are on 30th are in the switched-off state.
2. Ausführungsform 2, dargestellt in 3, umfasst eine 2,1 mm Außenschicht 201 aus getempertem, solargrünem Kalknatronglas mit einer schwarzen Emaille-Fritte 6, die auf die Oberfläche Nummer Zwei gedruckt ist. Ein grau eingefärbtes PVB 4 mit einer Transmission von sichtbarem Licht von 40 % wird verwendet, um die äußere Glasschicht 201 mit der inneren Glasschicht 202 zu verbinden, bei der es sich um eine 2,1 mm eisenarme Kalknatron-Wellenleiterschicht 22 mit einer Transmission von sichtbarem Licht von 92 % handelt. Eine MSVD-Beschichtung aus SiO₂ ist an der Oberfläche Nummer Drei 103 als die optische Isolatorschicht 14 angebracht. Eine Sechseck-Lichtstreumittelschicht 20 ist an der Hauptoberfläche der Wellenleiterschicht 22, die in das Innere des Laminats weist, angebracht und wie in Ausführungsform 1 ausgehärtet. Die Wellenleiterschicht 22 weist außerdem ein schwarzes Emaille-Frittenband 6 auf, das auf die Oberfläche Nummer Vier aufgedruckt ist. An den linken und rechten Rand des Laminats sind Lichtleisten 30, umfassend jeweils zehn LED-Die, optisch befestigt. Die Ränder der Wellenleiterschicht 22 sind zu einem konvexem Profil geschliffen und poliert, um den Lichteintritt von den Lichtleisten zu erleichtern. Die nicht von den Lichtleisten bedeckten Ränder des Laminats sind mit einem hochreflektierenden Material beschichtet. Die Lichtleisten haben eine Intensität von mehr als 1.000 cd/m² und sind außerdem mit einer Mikrolinsenanordnung (nicht abgebildet) vorgesehen, um das Licht zu lenken und zu fokussieren. Es werden RGB-LEDs verwendet, die es ermöglichen, das Laminat in einer breiten Palette von Farben zu beleuchten. Die Gesamttransmission von sichtbarem Licht des Laminats beträgt 20 %.2nd embodiment 2 , shown in 3 , comprises a 2.1 mm outer layer 201 made of tempered, solar green soda lime glass with a black enamel frit 6th that is printed on the surface number two. A gray colored PVB 4 with a visible light transmission of 40% is used to make the outer glass layer 201 with the inner glass layer 202 which is a 2.1 mm low iron soda lime waveguide layer 22nd acts with a visible light transmission of 92%. An MSVD coating of SiO ₂ is on surface number three 103 as the optical isolator layer 14th appropriate. A hexagonal light scattering medial layer 20th is on the main surface of the waveguide layer 22nd facing the inside of the laminate, attached and cured as in Embodiment 1. The waveguide layer 22nd also has a black enamel frit band 6th printed on surface number four. There are light strips on the left and right edges of the laminate 30th , each comprising ten LED dies, optically attached. The edges of the waveguide layer 22nd are ground and polished to a convex profile to facilitate the entry of light from the light strips. The edges of the laminate not covered by the light strips are coated with a highly reflective material. The light strips have an intensity of more than 1,000 cd / m ² and are also provided with a microlens array (not shown) in order to direct and focus the light. RGB LEDs are used which make it possible to illuminate the laminate in a wide range of colors. The total visible light transmission of the laminate is 20%.
3. Ausführungsform 3 ist die gleiche wie Ausführungsform 1 und umfasst ferner eine Spiegelbeschichtung (nicht gezeigt in den Figuren), abgeschieden an der Oberfläche Nummer Zwei 102 der äußeren Glasschicht 201, um die Lichtleistung zu verbessern.3. Embodiment 3 is the same as Embodiment 1 and further includes a mirror coating (not shown in the figures) deposited on surface number two 102 the outer glass layer 201 to improve the light output.
4. Ausführungsform 4 ist die gleiche wie Ausführungsform 2 und umfasst ferner eine Spiegelbeschichtung (nicht gezeigt in den Figuren), abgeschieden an der Oberfläche Nummer Zwei 102 der äußeren Glasschicht 201, um die Lichtleistung zu verbessern.4. Embodiment 4 is the same as Embodiment 2 and further includes a mirror coating (not shown in the figures) deposited on surface number two 102 the outer glass layer 201 to improve the light output.
5. Ausführungsform 5 ist die gleiche wie Ausführungsform 1 und umfasst ferner eine Spiegelbeschichtung (nicht gezeigt in den Figuren), abgeschieden an den Rändern, welche nicht mit den Lichtleisten der Wellenleiterschicht 22 gekoppelt sind, um die Lichtleistung zu verbessern.5. Embodiment 5 is the same as Embodiment 1 and further includes a mirror coating (not shown in the figures) deposited on the edges that do not interfere with the light strips of the waveguide layer 22nd are coupled to improve light output.
6. Ausführungsform 6 ist die gleiche wie Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, dass die optische Isolatorbeschichtung und die Lichtstreumittelschicht nur auf 10 % des Oberflächenbereichs der Wellenleiterschicht angebracht sind.6. Embodiment 6 is the same as Embodiment 1 except that the optical isolator coating and the light diffusion agent layer are applied only on 10% of the surface area of the waveguide layer.
7. Ausführungsform 7 ist die gleiche wie Ausführungsform 1, mit der Ausnahme dass die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ mittels eines verbesserten Sol-Gel-Prozesses angebracht ist und die Beschichtung auf die Glasschicht nach einem Biegen angebracht ist.7. Embodiment 7 is the same as Embodiment 1 except that the SiO ₂ optical isolator coating is applied by an improved sol-gel process and the coating is applied to the glass layer after bending.
8. Ausführungsform 8 ist die gleiche wie Ausführungsform 2, mit dem Zusatz eines Lichtstreumittels und einer zusätzlichen optischen Isolatorbeschichtung aus SiO₂, angebracht an der äußeren Glasschicht an der Oberfläche, die sich innerhalb des Laminats befindet, mit der Absicht separate leuchtende Merkmale oder Grafiken an den gegenüberliegenden Seiten des Laminats herzustellen. Ein zusätzliches Leuchtmittel ist dazu eingerichtet, Licht in die äußere Glasschicht einzuspeisen.8. Embodiment 8 is the same as Embodiment 2 with the addition of a light scattering agent and an additional optical isolator _{coating of SiO 2} attached to the outer glass layer on the surface that is inside the laminate with the intention of adding separate luminous features or graphics the opposite sides of the laminate. An additional light source is set up to feed light into the outer glass layer.
9. Ausführungsform 9 ist die gleiche wie Ausführungsform 8, mit dem Zusatz einer Schicht mit variabler Lichttransmission ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus SPD, LC und PDLC Schicht (nicht in den Figuren gezeigt), wobei die Schicht zwischen den optischen Isolatorbeschichtungen aus SiO₂ platziert ist, mit der Absicht, die leuchtenden Merkmale auf jeder Seite des Laminats zu isolieren. Wenn die Schicht mit variabler Lichttransmission im opaken Zustand ist, arbeiten die leuchtenden Merkmale an jeder Seite des Laminats unabhängig, ohne sich gegenseitig zu beeinflussen. Auf der anderen Seite, wenn die Schicht mit variabler Lichttransmission in dem nicht-opaken Zustand ist, können die leuchtenden Merkmale an beiden Seiten des Laminats in Übereinstimmung arbeiten.9. Embodiment 9 is the same as embodiment 8, with the addition of a layer with variable light transmission selected from the group consisting of SPD, LC and PDLC layer (not shown in the figures), the layer between the optical isolator coatings being made of SiO ₂ is placed with the intent to isolate the luminous features on each side of the laminate. When the variable light transmission layer is in the opaque state, the luminous features on each side of the laminate work independently without interfering with one another. On the other hand, when the light transmission variable layer is in the non-opaque state, the luminous features on both sides of the laminate can work in unison.

Der Trend zur Vergrößerung der Verglasungsfläche von Automobilen hat die möglichen Anbringungsorte für die Innenraumbeleuchtung reduziert. Dies gilt insbesondere für Fahrzeuge mit großen Panoramaverglasungen. Versuche, integrierte Lichtquellen innerhalb der Verglasung zu verwenden, haben zu gemischten Ergebnissen geführt. In das Laminat eingebettete LEDs sind tendenziell zu hell für Nachtfahrten, sind teuer in der Herstellung und haben thermische Einschränkungen. Ein anderer Ansatz, Randbeleuchtung mit lichtstreuenden Elementen auf dem Glas, hat nur geringe Lichtstärken liefern können. Beide Ansätze neigen dazu, die Durchsicht und Ästhetik der Verglasung zu reduzieren. Die vorliegende Erfindung ist ein Laminat, das eine helle Kabinenbeleuchtung bietet, ohne die Fähigkeit der Verglasung, als Fenster zu funktionieren, zu beeinträchtigen, und zwar durch die Verwendung einer lichtstreuenden Schicht, die im ausgeschalteten Zustand im Wesentlichen unsichtbar und im eingeschalteten Zustand sehr hell ist.The trend towards increasing the glazing area of automobiles has reduced the possible locations for interior lighting. This is especially true for vehicles with large panoramic glazing. Attempts to use integrated light sources within the glazing have produced mixed results. LEDs embedded in the laminate tend to be too bright to drive at night, are expensive to manufacture, and have thermal limitations. Another approach, edge lighting with light-scattering elements on the glass, was only able to deliver low light intensities. Both approaches tend to reduce the transparency and aesthetics of the glazing. The present invention is a laminate that provides bright cabin lighting without compromising the glazing's ability to function as a window through the use of a light diffusing layer that is essentially invisible when turned off and very bright when turned on .

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 2635433 B1 [0014]EP 2635433 B1 [0014]
US 9612386 B2 [0014, 0027]US 9612386 B2 [0014, 0027]
WO 12028820 A1 [0020]WO 12028820 A1 [0020]
US 20110267833 A1 [0020]US 20110267833 A1 [0020]
FR 2989176 B1 [0020]FR 2989176 B1 [0020]
WO 2005/054915 A1 [0024, 0083]WO 2005/054915 A1 [0024, 0083]
WO 2007/077099 A1 [0025]WO 2007/077099 A1 [0025]
EP 2423173 B1 [0026, 0075]EP 2423173 B1 [0026, 0075]

Claims

Beleuchtete laminierte Verglasung, umfassend: mindestens zwei Glasschichten (201, 202, 203), erste und zweite Glasschicht, wobei die erste Glasschicht als eine Wellenleiterschicht (22) dient; mindestens eine Zwischenschicht (4), welche dazwischen positioniert ist und dazu dient, die Schichten der laminierten Verglasung zu verbinden; Leuchtmittel (30), welches Licht in die Wellenleiterschicht (22) von mindestens einem Abschnitt mindestens einer Endfläche einspeist; Lichtstreumittel (20), angebracht an eine Oberfläche der Wellenleiterschicht (22); und eine optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14), welche mindestens teilweise in direktem Kontakt mit der Wellenleiterschicht (22) ist; wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) zwischen den mindestens zwei Glasschichten (201, 202, 203) angeordnet ist; und wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) eine Porosität von weniger als 22 % aufweist.An illuminated laminated glazing comprising: at least two layers of glass (201, 202, 203), first and second layers of glass, the first layer of glass serving as a waveguide layer (22); at least one intermediate layer (4) positioned therebetween and serving to join the layers of laminated glazing; Illuminant (30) which feeds light into the waveguide layer (22) from at least a portion of at least one end face; Light diffusing means (20) attached to a surface of the waveguide layer (22); and an optical isolator coating of SiO ₂ (14) which is at least partially in direct contact with the waveguide layer (22); wherein the optical isolator coating made of SiO ₂ (14) is arranged between the at least two glass layers (201, 202, 203); and wherein the SiO ₂ optical isolator coating (14) has a porosity of less than 22%.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 1, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) eine Porosität von weniger als 11 % aufweist.Laminated glazing after Claim 1 wherein the SiO ₂ optical isolator coating (14) has a porosity of less than 11%.

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens eine Zwischenschicht (4) eine Gesamttransmission von sichtbarem Licht von 40 % oder weniger aufweist.Laminated glazing according to one of the preceding claims, wherein the at least one intermediate layer (4) has a total visible light transmission of 40% or less.

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Wellenleiterschicht (22) eine Gesamttransmission für sichtbares Licht von mindestens 90 % aufweist.Laminated glazing according to any one of the preceding claims, wherein the waveguide layer (22) has a total visible light transmission of at least 90%.

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine von den mindestens zwei Glasschichten (201, 202, 203), welche nicht die Wellenleiterschicht (22) ist, so ausgewählt ist, dass die Gesamttransmission von sichtbarem Licht der laminierten Verglasung nicht höher ist als 20 %, bevorzugt nicht höher als 10 %.Laminated glazing according to any one of the preceding claims, wherein one of the at least two glass layers (201, 202, 203) other than the waveguide layer (22) is selected such that the total visible light transmission of the laminated glazing is not higher than 20 %, preferably not higher than 10%.

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Lichtstreumittel (20) mindestens eine Grafik umfasst.Laminated glazing according to any one of the preceding claims, wherein the light diffusing means (20) comprises at least one graphic.

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) vakuum gesputtert ist.Laminated glazing according to one of the preceding claims, wherein the optical isolator _{coating of SiO 2} (14) is vacuum sputtered.

Laminierte Verglasung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) eine Sol-Gel Beschichtung aus SiO₂ ist.Laminated glazing according to one of the Claims 1 to 6th , wherein the optical isolator _{coating made of SiO 2} (14) is a sol-gel coating made of SiO ₂ .

Laminierte Verglasung nach Anspruch 8, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) nach Biegen durch ein Sprühverfahren angebracht ist.Laminated glazing after Claim 8 wherein the SiO ₂ optical isolator coating (14) is applied by a spray method after bending.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 8, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) bei einer Temperatur von weniger als 450 °C wärmebehandelt ist.Laminated glazing after Claim 8 wherein the SiO ₂ optical isolator coating (14) is heat treated at a temperature of less than 450 ° C.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 8, wobei die Dicke der optischen Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) in dem Bereich von 50 nm bis 1 µm ist.Laminated glazing after Claim 8 wherein the thickness of the SiO ₂ (14) optical isolator coating is in the range of 50 nm to 1 µm.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 8, wobei die Dicke der optischen Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) in dem Bereich von 100 nm bis 500 nm ist.Laminated glazing after Claim 8 wherein the thickness of the SiO ₂ (14) optical isolator coating is in the range of 100 nm to 500 nm.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 8, wobei die Dicke der optischen Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) in dem Bereich von 100 nm bis 200 nm ist.Laminated glazing after Claim 8 wherein the thickness of the SiO ₂ (14) optical isolator coating is in the range of 100 nm to 200 nm.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 7, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) eine dichte und durchgängige Beschichtung ist.Laminated glazing after Claim 7 , wherein the optical isolator _{coating made of SiO 2} (14) is a dense and continuous coating.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 7, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) eine Dicke in dem Bereich von 50 nm bis 200 nm aufweist.Laminated glazing after Claim 7 wherein the SiO ₂ optical isolator coating (14) has a thickness in the range of 50 nm to 200 nm.

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei mindestens eine der Endflächen der laminierten Verglasung mit einer optischen Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) beschichtet ist.Laminated glazing according to any one of the preceding claims, wherein at least one of the end faces of the laminated glazing _{is coated with an optical isolator coating of SiO 2} (14).

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ (14) einen Brechungsindex aufweist, der um nicht weniger als 5 % geringer ist als der der Wellenleiterschicht (22).The laminated glazing of any preceding claim, wherein the SiO ₂ optical isolator coating (14) has an index of refraction no less than 5% less than that of the waveguide layer (22).

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die zweite Glasschicht als eine zweite Wellenleiterschicht dient; wobei das Lichtstreumittel auch an einer Oberfläche der zweiten Wellenleiterschicht angebracht ist, wobei die laminierte Verglasung ferner eine zweite optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ umfasst, welche mindestens teilweise in direktem Kontakt mit der zweiten Wellenleiterschicht ist; und wobei die zweite optische Isolatorbeschichtung aus SiO₂ zwischen den mindestens zwei Glasschichten angeordnet ist.Laminated glazing according to any one of the preceding claims, wherein the second glass layer serves as a second waveguide layer; wherein the light scattering agent is also attached to a surface of the second waveguide layer, the laminated glazing further _{comprising a second optical isolator coating of SiO 2} which is at least partially in direct contact with the second waveguide layer; and wherein the second SiO ₂ optical isolator coating is disposed between the at least two glass layers.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 18, wobei das Leuchtmittel dazu eingerichtet ist, Licht in die zweite Wellenleiterschicht einzuspeisen.Laminated glazing after Claim 18 , wherein the lighting means is set up to feed light into the second waveguide layer.

Laminierte Verglasung nach Anspruch 19, ferner umfassend eine Schicht mit variabler Lichttransmission, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus SPD, LC und PDLC Schicht; wobei die Schicht mit variabler Lichttransmission zwischen den optischen Isolatorbeschichtungen aus SiO₂ angeordnet ist.Laminated glazing after Claim 19 , further comprising a layer with variable light transmission selected from the group consisting of SPD, LC and PDLC layer; wherein the variable light transmission layer is disposed between the optical isolator coatings of SiO _2.

Laminierte Verglasung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die wenigstens zwei Glasschichten (201, 202, 203) zwei Glasschichten (201, 202) sind und wobei die erste Glasschicht die innere Glasschicht (202) und die zweite Glasschicht die äußere Glasschicht (201) ist.Laminated glazing according to any one of the preceding claims, wherein the at least two glass layers (201, 202, 203) are two glass layers (201, 202) and wherein the first glass layer is the inner glass layer (202) and the second glass layer is the outer glass layer (201) .

Laminierte Verglasung nach Anspruch 21, wobei das Lichtstreumittel (20) an der Oberfläche der Wellenleiterschicht (22) angebracht ist, welche in das Innere der laminierten Verglasung zeigt.Laminated glazing after Claim 21 wherein the light diffuser (20) is attached to the surface of the waveguide layer (22) which faces into the interior of the laminated glazing.